CN102725648B - 用于确定某位置与基准位置的一致性的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于确定位置（21）与基准位置（24）的一致性的设备（30），其中，在该位置处可接收固定无线电发射机（22）的无线电信号，该设备包括：用于确定特定无线电发射机（22e）的标识以及用于在第一时间t1确定特定无线电发射机的无线电信号的信号特征的装置（32），其中，特定无线电发射机的标识和无线电信号的信号特征代表关于位置（21）的测量包（MP）的至少一部分；用于后处理测量包（MP）以获得关于位置（21）的后处理过的测量包（MP’）的装置（36），其中，实施用于后处理的装置，以从第一时间（t₁）开始直到在第一时间（t₁）之后的第二时间（t₂），合成特定无线电发射机的信号特征，在这期间，当第一时间（t₁）是在特定无线电发射机（22e）的标识可确定的第二时间（t₂）之前的最终时间时，以及当大于或等于0.5秒的持续时间（Δt）位于第一时间与第二时间之间时，特定无线电发射机（22e）的标识不能确定；以及用于针对基准位置（24）将后处理过的测量包（MP’）与至少一个之前确定的基准测量包（RP）相比较以确定一致性的装置（38）。

Description

用于确定某位置与基准位置的一致性的设备和方法

技术领域

本发明涉及用于确定某位置与基准位置的一致性的设备和方法，其具体可被用于在无线通信网络中定位或导航移动终端装置。

背景技术

对于定位移动终端装置，可利用不同的定位技术。可能用于户外定位或导航的最广为人知的系统是卫星辅助全球定位系统（GPS）。对于在建筑物或室内的定位或导航，例如，已知有不同方法，诸如红外系统、RFID系统或者还有IEE 802.11 WLAN网络（WLAN=无线局域网络）的场强评估。目前，GPS系统是唯一可靠的可用于户外的系统。最新扩展（诸如高灵敏度接收器或所谓A-GPS（辅助GPS）代表着对使该技术也可用于建筑物内的尝试。A-GPS将基于卫星的GPS系统的使用与从蜂窝移动无线电网络接收的所谓辅助信息相结合。然而，目前，这些技术还不具备所需的平均精度。红外系统和RFID系统并不是总能实现完全覆盖，且要受具体要求限制。

由于例如基于WLAN标准的无线电网络的日益分布，这些无线网络提供它们自己作为新定位方法的基础。

之前使用的常用定位方法为，例如基于三角测量、近邻关系、利用时间测量的变化（lateration）或利用场强评估的变化。这些方法是定位方法，其中，或者必须知道基站的固定无线电发射机的位置，或者之前必须在要被该定位方法覆盖的环境中的基准位置处进行培训。

在基于WLAN的定位系统中，所谓的接收信号强度（RSS）指纹经常被用作基本方法。该方法基于对在当前位置处接收到的或可接收的几个无线电站的无线电信号的信号强度唯一表征了当前位置或当前定位的假设。若存在基准数据库，其针对许多基准位置或基准定位，包括在基准时间在此接收到的或可接收的无线电站的发射机标识，以及相应无线电信号的信号强度，则当前位置可根据一组当前测量值（发射机标识及相关信号的强度值），通过在当前测量到的测量值与数据库的基准值之间匹配来推断。该匹配对每个基准点评估其之前记录的测量值或基准值与当前位置的当前测量值的相似程度。随后，最相似的基准点被用作对移动终端装置的当前位置的估计值的基础。

通过基准测量实验性地为基准数据库确定在基准测量时间基准位置处可接收到的无线电发射机的信号强度。这使得数据库针对已进行基准测量的每个基准位置均包括无线电发射机（接入点）的列表，该列表包括各自相关的接收场强和质量。该列表也可被称为基准包。采用WLAN实施，这一基准数据库例如可包括以下参数：

该表包括以下信息：

-基准位置标识（RID）

-接收站的MAC地址

-无线电发射机的接收场强RSSI（接收信号强度指示；46560是指46.560dBm）

-笛卡尔度量坐标中的基准位置（x,y,z；24583是指245.83m），以及

-记录测量值的时间。

纵栏PGS（“所见百分比”）表示当记录测量值时见到该站的以百分比为基准的频繁程度（即，PGS=90是指该站已平均在10次测量中有9次被测出)。

在以上所示表格中，所有与基准位置标识（RID）相关的信息均对应于基准测量包。这意味着上述示例性表格包括对应于三个不同地理基准位置的三个基准测量包。

对于定位，在匹配阶段将当前接收到的具有其各自相关的接收场强的无线电发射机（测量包）与来自基准数据库的基准包相比较。到当前测量包具有很小距离的基准包（即，许多常用无线电发射机和几个不同接收场强）与当前测量包值很好地匹配。属于良好匹配的基准包的基准位置是非常合适的，且会进入到位置计算阶段。对当前位置的估计值例如由与跟当前测量包最相似的基准包相关的基准位置产生，或者由与相似基准包相关的几个基准位置的插值产生。

常用于匹配阶段的常规距离公式

$\mathrm{acc}=\underset{n=1}{\overset{\mathrm{Neq}}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\ΔRSS}{I}_n---\left(1\right)$

假设在任何地方均可接收到所有无线电发射机。这里，acc是指当前测量包与基准包之间的距离，以及N_eq是指多个无线电发射机，其之前在基准位置处记录的发射机标识与在当前位置处提供的发射机标识一致。

其之前在基准位置处记录的发射机标识与在当前位置处提供的发射机标识一致的无线电发射机的RSSI值的差被称为ΔRSSI_n（n=1,…,N_eq）。然而，并不总是在任何地方所有无线电发射机均可接收这一情况。若基准包包括无线电发射机A、B和C，当前测量包包括无线电发射机D、E，则（最优）值0产生了距离。显然，基准包完全匹配，尽管在基准包与当前测量包之间没有单一的无线电发射机匹配。

因此，实际上，一致性或距离的计算可被修改为在当前测量包中接收到的与基准测量包相比过多或过少的无线电发射机增加了例如由补偿函数产生固定值的距离。

$\mathrm{acc}=\frac{\mathrm{EQW}\·\underset{n=1}{\overset{\mathrm{Neq}}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\ΔRSS}{I}_n\left(\right)+(1-\mathrm{EQW})\·(\underset{m=1}{\overset{N_{\mathrm{nh}}}{\mathrm{\Σ}}}{M}_{\mathrm{nh},m}\left(\right)+\underset{r=1}{\overset{N_{\mathrm{HTM}}}{\mathrm{\Σ}}}{M}_{\mathrm{htm},r}\left(\right))}{N_{\mathrm{eq}}+N_{\mathrm{nh}}+N_{\mathrm{htm}}}---\left(2\right)$

这里，EQW是指在0和1之间的权重，它表示要估计的测量值的距离或信号强度值∑ΔRSSI_n的距离与在当前位置处接收到的过多（N_htm）或过少的无线电发射机（N_nh）相比的权重程度。对于在基准值中缺失的但却包括在当前测量的测量值中的每个无线电发射机，可定义补偿值M_htm,r()（r=1,…,N_htm）。同样，对于包括在基准值中但却在当前测量的测量值中缺失的每个无线电发射机，可定义补偿值M_nh,m()（m=1,…,N_nh）。

对基准包与当前测量包之间的不同无线电发射机的处理可能会严重影响定位准确性。在基准测量包中缺失的但却出现在当前测量包中的无线电发射机或者是新建立的，或者是对该指纹不匹配的强烈指示。

在移动测量期间或在用移动终端装置对测量包的连续检测期间，可能发生例如由于噪声或遮蔽效应，至少在某些区域，当前位置处不能可靠接收到的无线电发射机的信号是不可测量的。这里，移动测量是指为测量的目的移动终端装置连续移动且（比如在基准测量中）为测量的目的在特定位置处不做停止的测量。对于匹配阶段，这可能具有以下影响：对于不能可靠接收的无线电发射机，补偿值将被错误计算来确定在该无线电发射机当前不可接收的测量时间内的一致性的测量，尽管无线电发射机例如在这不久之前仍可接收。补偿值将导致当前测量包与基准包之间一致性的较差测量，并由此在匹配阶段导致与考虑了当前测量时间内不能可靠接收到的无线电发射机的场强相比的较差的位置估计。

发明内容

因此，本发明的目的在于为匹配阶段处理当前测量包，从而能更可靠地进行当前测量包与基准包之间的距离或一致性的计算。

该目的通过具有权利要求1所述的特征的设备和权利要求13所述的方法来解决。

本发明的知识在于可在匹配阶段提高在当前测量时间内测量包与基准包之间的一致性计算的结果，其中，在测量期间，若在从最终接收到的信号特征的测量时间开始的预定时段内，当前位置处没有接收到所确定的无线电发射机的其他最新信号，则在该预定时段内将记录的从无线电发射机最终接收到的信号特征分配给特定无线电发射机，从而在确定当前测量包与基准测量包之间的一致性时，能够在该预定时段内考虑到特定无线电发射机或其信号特征。在该情况下，不必为特定的无线电发射机错误地确定补偿值。若在该预定时段内，当前位置处可从特定的无线电发射机接收具有其他最新信号特征的其他最新无线电信号，则将其他最新信号特征分配给特定的无线电发射机。根据本发明的实施方式，该预定时段处于大于或等于0.5秒的范围内。

因此，本发明的实施方式提供了一种用于确定某位置与基准位置的一致性的设备，其中，可在具有用于确定特定无线电发射机的标识和用于在第一时间确定该特定无线电发射机的无线电信号的信号特征的装置的位置处，接收来自固定无线电发射机的无线电信号，其中，特定无线电发射机的标识和无线电信号的信号特征代表关于该位置的测量包的至少一部分；用于后处理测量包以获得关于该位置的后处理过的测量包的装置，其中，实施用于后处理的装置，以从第一时间开始直到第一时间之后的第二时间，至少暂时合成特定无线电发射机的信号特征，在这期间，当第一时间在特定无线电发射机的标识可确定的第二时间之前是最终时间时，以及当大于或等于0.5秒的第一持续时间位于第一时间与第二时间之间时，特定无线电发射机的标识不能确定；以及用于针对基准位置来比较后处理过的测量包与至少一个之前确定的基准测量包以确定一致性的装置。

用于后处理的装置被用于在第一时间之后的第一持续时间内将在第一时间接收到的特定无线电发射机的信号特征分配给特定无线电发射机。

根据实施方式，进一步实施用于后处理的装置，以基于在从第一时间开始的第二时段内确定的特定无线电发射机的多个标识来确定接收频率值（例如PGS值），该接收频率值表示在持续时间内多少次测量可接收到特定无线电发射机的无线电信号。从第一时间开始的第二持续时间代表着第一持续时间的上限。所确定的接收频率值与特定无线电发射机的标识和无线电信号的信号特征一起可至少用作对于例如可录入进基准数据库中的位置的基准包的一部分。

第一和/或第二持续时间例如取决于移动速度和/或移动终端装置的环境。若例如行人在建筑物内使用移动终端装置，则移动速度将相对较低，但接收到的测量包的信号特征在移动期间仍将相对很快地变化。在该情况下，第一和/或第二持续时间例如可处于1秒至1分钟的范围内，优选处于3秒的范围内。若行人在户外使用移动终端装置，则移动速度将相对很低，且接收到的测量包的信号特征在移动期间将相对很慢地变化。在该情况下，第一和/或第二持续时间例如可处于5秒至2分钟的范围内，优选处于10秒的范围内。对于具有较高移动速度的应用（例如，自行车、汽车等），第一和/或第二持续时间必须被选择为相应较短。例如，第一和/或第二持续时间可直接以对移动速度的估计值为条件，例如使得它们与所估计的移动速度成反比。

为改善其中以相对很高的频率（例如，每20毫秒）来确定环境内无线电发射机的信号特征的连续定位，根据实施方式，用于后处理的装置包括用于低通滤波所确定的无线电发射机的无线电信号的确定信号特征以平滑确定信号特征的波形的装置。

根据优选实施方式，特定无线电发射机的无线电信号的信号特征是与无线电信号的接收场强相关的信号特征，诸如该位置处无线电信号的RSSI值、接收功率谱或信噪功率比。

此外，根据优选实施方式，所确定的无线电发射机是WLAN基站。用于确定与基准位置一致的位置的设备优选在移动WLAN使能终端装置（例如，移动电话、PDA、笔记本电脑等）中实施。

其它优选实施方式和实施是从属权利要求的主题。

通过仅在一定时间之后从测量包中移除无线电发射机，而不更新信号特征，可使匹配阶段更加强大地应对无线电发射机的其它可接收信号的仅短期缺失。在匹配阶段期间，可由此更好地考虑在当前位置处无法永久接收到的无线电发射机，基于当前测量的并存储在基准数据库中的无线电指纹，这产生了移动终端装置的改善后的自定位效果。

附图说明

以下将参照附图来讨论本发明的优选实施方式。这些附图示出了：

图1是一种根据现有技术的用于定位终端装置的设备的实施方式；

图2是用于定位终端装置的方法的一个应用实例；

图3是根据本发明实施方式的用于确定当前位置与基准位置的一致性的设备的示意性框图；

图4A是在当前位置处特定无线电发射机的无线电信号的未经后处理的波形；

图4B是根据本发明实施方式的根据图4A的未经后处理的波形的后处理过的波形；

图5是测量包和由用于后处理的装置后处理过的测量包的示意图；

图6是根据本发明实施方式的用于后处理的装置的示意图；

图7A是在移动测量中接收到的信号强度值的波形；

图7B是在非移动基准测量中接收到的信号强度值的波形；

图8是示例性低通滤波器；以及

图9是根据本发明实施方式的数字低通滤波器和MaxAge控制的结合。

具体实施方式

关于后续描述，应当注意，在不同实施方式中，相同或等同的功能元件具有相同的附图标记，且因此，对这些功能元件的描述在后续示出的不同实施方式中可互换。

基于以下图1和图2，将简要描述根据指纹定位的方法，以激发出本发明的理念，该理念将基于图3至图8来讨论。

这里，具体地，考虑了非公用WLAN站的日益分布已在许多城市导致了明显过覆盖这一事实。经常地，在单一地理位置处可接收到8至12个无线电发射机（接入点），其中，在市内区甚至可能超过30个可接收无线电发射机（在高居住或人口密度的繁华场所或区域达到峰值）。

对于安全和精确定位，通常三至四个无线电发射机足够。

图1示出了在公共区域可如何利用指纹（WLAN、GSM、Bluetooth、WMAX等）来将移动终端装置的定位实现为每个单独移动终端装置的自定位。因此，不需要无线电发射机与终端装置之间的数据传送，从而可基本忽略移动终端装置与其它通信合作方的连接。这是可能的，因为移动终端装置通过连续（例如，每200毫秒）测量其环境的当前信号特征（接收到的测量包）并将它们与本地基准数据库（也与基准测量包）相匹配来计算其自身位置。

为示出该方法，图1示例性示出了能够自定位的移动终端装置的示意性代表。接收装置10确定在所触及范围内具有多个无线电发射机的测量包及其各自的接收场强。随后，这些测量包被发送至位置确定单元12，该位置确定单元还具有对在之前基准时间记录的可存储在基准数据库14中的基准测量包的访问。

因此，基准数据库14可本地存储在移动终端装置内以及非本地存储在外部存储器位置或装置上。在后者情况下，移动终端装置明显需要具有对基准数据的访问，对此必须至少存在与基准数据库14的通信连接。位置确定单元12使用定位算法，以基于当前测量包和基准测量包来确定终端装置的当前位置。因此，首先，在匹配阶段，确定那些与当前测量包匹配得最好（即，其相似度最高）的基准测量包。随后，在位置计算阶段，基于所确定的相似基准测量包及其相关地理基准位置，确定终端装置的当前地理位置。在确定当前位置时，可选择地，可将当前位置发送至应用模块16，该应用模块16用于在数字城市地图中指示位置，或者用于提供与所确定位置具有直接因果关系的服务（所谓的基于定位的服务）。

图2示例性示出了具有在当前位置21处的移动终端装置20以及处于移动终端装置20的环境中的多个通信合作方或无线电发射机22a-22e的应用场景。作为环境信息，例如移动终端装置20可确定包括无线电发射机22a-22e的唯一标识号和与当前位置21处的各无线电发射机相关的接收场强的测量包。特定无线电发射机22e位于离移动终端装置20最远的距离处，因此当前位置21处的移动终端装置20在特定时间内能接收到特定无线电发射机22e，且在其它时间不能。在市区，例如，可能发生行人或汽车的短期遮蔽。此外，空气质量（尤其是空气湿度）的变化可能具有有时能接收到特定无线电发射机22e且在其它时间不能的结果。

很可能在当前位置21处不能可靠接收到的无线电发射机22e被列入了对应于靠近当前位置21但更靠近无线电发射机22a的基准位置24的基准包中，或者经过较长测量时段（例如，6秒）已确定了无线电发射机22e。因此，在匹配阶段考虑在移动终端装置20的当前位置21处不能可靠接收到的无线电发射机22e是有利的，从而不会作为不良匹配而错误地根据靠近当前位置21的基准位置24来拒绝实际相似的基准测量包，并由此导致错误定位结果。

这是本发明实施方式的目标，将在下文更加详细地讨论它，以解释该问题。

图3示意性示出了根据本发明实施方式的用于确定当前位置21与基准位置24的一致性的装置30。

装置30包括用于确定特定无线电发射机22e的标识和用于在第一时间t₁确定特定无线电发射机22e的无线电信号的信号特征的装置32。为此，例如用于确定的装置32与用于接收无线电信号的天线34耦接。特定无线电发射机22e的标识和无线电信号的信号特征代表在第一时间t₁关于当前位置21的测量包MP(t₁)的至少一部分。

此外，设备30包括用于后处理所确定的测量包MP(t₁)以获得关于当前位置21的后处理过的测量包MP’(t₁)的装置36，其中，实施用于后处理的装置36以从第一时间t₁开始直到第一时间t₁之后的第二时间t₂，（至少暂时）合成特定无线电发射机22e的信号特征，在这期间，当第一时间t₁是在特定无线电发射机22e的标识可确定的第二时间t₂之前的最终时间时，以及当大于或等于0.5秒的持续时间Δt=(t₂–t₁)位于第一和第二时间t₁和t₂之间时，不能确定特定无线电发射机22e的标识。第一时间t₁被理解为确定测量包MP(t₁)的测量时间。第二时间t₂可以但不一定是测量时间。在WLAN实施中，连续测量时间为200毫秒的间隔，从而在该实施方式中，当从t₁起持续时间Δt≥0.5秒内不能接收到无线电发射机时，信号特征合成开始（从t₁追溯）。持续时间Δt受最大值限制，该最大值例如可被称为“MaxAge”。最大持续时间MaxAge例如取决于移动速度v和/或移动终端装置的环境。若例如行人在建筑物内使用移动终端装置，则时段MaxAge例如可处于1秒至1分钟的范围内，优选处于3秒的范围内。若行人在户外使用移动终端装置，则持续时间MaxAge可处于5秒至2分钟的范围内，优选处于10秒的范围内。在具有较高移动速度的应用（例如，自行车、汽车等）中，相应将持续时间MaxAge选择得较短。持续时间MaxAge例如可以是可调节的，从而例如将持续时间MaxAge设定为与所估计的移动速度成反比，即，MaxAge~lv。

在输出端，用于后处理的装置36与用于将后处理过的测量包MP’(t₁)与关于基准位置的至少一个之前确定的基准测量包RP相比较以确定当前位置与基准位置之间的一致性的装置38耦接。为此，例如从基准数据库14获取至少一个之前确定的基准测量包RP。一致性或一致性的测量对应于后处理过的测量包MP’的无线电发射机的信号特征与基准测量包RP的无线电发射机的信号特征之间的距离函数。

换言之，装置32用于确定在时间t₁时所确定的无线电发射机22e在当前位置21处的当前无线电信号，其中，特定无线电发射机22e的发射机标识可从接收到的无线电信号中提取。为在当前位置21处可接收到所确定的无线电发射机22e的无线电信号，它在时间t₁时具有物理上大于0且位于用于确定的装置32的敏感电平以上的信号电平。

若在该持续时间MaxAge内，当前位置21处没有接收到特定无线电发射机22e的其他最新无线电信号，则在持续时间MaxAge内，用于后处理的装置36将在第一时间t₁接收到的特定无线电发射机22e的无线电信号的信号电平最大地分配给特定无线电发射机22e，从而在持续时间t₁+Δt（Δt≤MaxAge）内，用于比较的装置38在确定一致性时可考虑特定无线电发射机22e或其在时间t₁确定的信号特征。

若在持续时间t₁+MaxAge内，当前位置21处接收到具有特定无线电发射机22e的标识的其他最新无线电信号，则用于后处理的装置36将其他最新无线电信号的其他最新信号特征（诸如其他最新接收到的信号电平）分配给特定无线电发射机22e。

根据实施方式，设备30位于诸如WLAN功能的移动客户端的移动终端装置20中。固定无线电发射机22a-e例如是在WLAN功能的客户端20的当前位置21处至少部分可接收的WLAN基站。在该情况下，WLAN基站22a-e的标识分别由各自的WLAN基站的MAC地址组成。

如上文已描述的那样，在WLAN功能的客户端20的当前位置21处记录的测量包MP通常包括WLAN基站的多个MAC地址及相关的RSSI值。在WLAN功能的客户端20在环境中移动的连续定位中，以相对很高的频率（例如，每秒5次）来确定来自在客户端20的环境内的WLAN基站22e的RSSI值（即，测量包）。这意味着例如每200毫秒，由客户端20接收到的固定无线电发射机的MAC地址以及其RSSI值被结合在测量包MP(t)中，其中，t表示测量时间。

由于每次测量连续定位均以相对很小的时间窗口来运行，所以可能发生对于当前位置21不可靠的无线电发射机22e的测量信号在这一短暂时间窗口中未出现的现象，其中，恰巧在该时间间隔内位置21处不能接收到各无线电发射机22e，但可能在之前测量时间间隔内可接收到。在不后处理测量包MP(t)的情况下，这将具有以下结果：块38在当前测量时间t根本不考虑或错误考虑该不可靠的无线电发射机22e，尽管例如不久之前该特定无线电发射机22e的信号还是可接收的。

如此，用于后处理的装置36使无线电发射机在（后处理过的）测量包中的出现最大延长了预定的持续时间MaxAge，该持续时间MaxAge位于大于或等于0.5秒的范围内。假设特定无线电发射机22e的信号在时间t₁中断，即，它从那时起在当前位置21处不再可接收。随后，根据实施方式，在时间t₁时分配给特定无线电发射机22e的接收到的信号电平最大在从时间t₁开始的对于特定无线电发射机22e的预定持续时间MaxAge内合成或保持不变，由此可桥接特定无线电发射机22e在当前位置21处可能的暂时漏失。该情况在图4中示例性示出。

图4A示出了特定无线电发射机22e在当前位置21处的无线电信号的未经后处理的波形40。正如已描述的那样，特定无线电发射机22e是在当前位置21处不能可靠接收到的无线电发射机，从而接收到的波形200是零碎的。在第一时间t₁，由终端装置20在位置21处接收到的特定无线电发射机22e的信号中断。这意味着直到时间t₁，发射机标识（例如，无线电发射机22e的MAC地址）均能确定，但从时间t₁开始不能确定。用于后处理的装置36被用于在最大持续时间MaxAge内向特定无线电发射机22e分配其最终可接收到的信号电平。因此，图4A所示在时间t₁的信号中断实际上可为用于比较的装置38延迟持续时间MaxAge直到时间t₂，如图4B所示。仅到那时，特定无线电发射机22e及其最近可接收到的信号电平也将从后处理过的测量包中移除。

在时间t₃，移动终端装置20再次能暂时性接收到特定无线电发射机22e，直到特定无线电发射机22e与移动终端装置20之间的通信再次中断之前的时间t₄。正如刚描述过的那样，用于后处理的装置36在漏失之后也将在时间t₄接收到的最近的信号电平分配给特定无线电发射机22e。在时间t₅，特定无线电发射机22e与移动终端装置20之间的通信重新开始，因而从时间t₅开始，可再次分配给无线电发射机22e实际接收到的信号电平值，直到通信再次中断的时间t₆。从那时起，在最大持续时间MaxAge（例如，3秒）内再次将时间t₆的最近接收到的信号电平分配给无线电发射机，直到在最大持续时间t₆+MaxAge期满之后特定无线电发射机22e最终从（后处理过的）测量包中移除，且因此对用于比较的装置38而言，没有无线电发射机22e的信号电平值可用。

因此，用于后处理的装置36可具有以下作用：后处理过的在时间t的测量包MP’(t)具有比由装置32在时间t实际确定的测量包MP(t)更多的条目（即，MAC地址及相关的RSSI值)，如图5示例性所示。

以下将基于图6更加详细地描述用于后处理的装置36的可行结构。

在输入端，包括在当前时间t测量到的K个MAC地址MAC_k及相关的RSSI值RSSI_k（k=1,2,...,K）的测量包MP(t)被施加给用于后处理的装置36。K个RSSI值RSSI_k中的每一个通过MaxAge控制块62来发送，以在输出端获得后处理过的RSSI值RSSI’_I（I=1,2,...,L；L≥K)。块62的输出可经由开关64耦接回输入端。因此，该开关经由连接至用于后处理的装置36的输入端的块66来控制。在每个测量时间t，块66检查在之前测量时间（例如，t-1）确定的第k个无线电发射机的MAC地址是否在测量时间t也能确定。若是这种情况，则开关64将保持打开，因而从块62的输出端向其输入端的回馈保持无效，由此，块62的第k个输出取决于块62的当前接收到的第k个输入。

若块66例如确定与时间t-1相比，在时间t时第k个无线电发射机的MAC地址不再可确定（例如，基于在时间t接收到的太低的信号电平），则开关64将闭合以将块62的第k个输出耦接回第k个输入，且因此在最大预定持续时间MaxAge内保持RSSI值RSSI_k恒定。若在时间t时，其它无线电发射机与时间t-1时同样地被接收，则通过回馈不再可接收到的无线电发射机的RSSI值，在输出端比在输入端可分接出更多的RSSI值。

可以各种方式来实施块62。块62例如可仅具有一个延迟元件，该延迟元件用于将RSSI值在其从输入端到输出端的路径上延迟一个时钟周期。根据其它实施方式，块62还可包括更为复杂的滤波器，诸如数字低通滤波器，这将在下文更详细地描述。

部分地，WLAN信号在其波形中显示出非常强的噪声行为。例如，其原因是测量不准确、在2.4GHz与2.483GHz之间的频域中其它无线电技术的杂散影响、或WLAN信号的多通路传播。多通路传播的影响在移动测量中比起在固定位置处的测量明显更高。理论上所要测量的仅具有相对很低的场强的WLAN信号表现出关于“可测量”或“不可测量”的相对不可靠的行为。这对匹配阶段具有负面影响，在匹配阶段，可为与基准点相比接收到的太小的基站计算补偿值。

在连续（即，移动）定位中，从环境中的所有基站以相对很高的频率（例如，每秒5次）来确定信号场强值，这可使基站的信号强度值的波形如图7A示意性所示。测量信号的变化可高达15dB。

相比之下，图7B示出了非移动测量的波形，其一方面显示出较少的噪声行为，且另一方面显示出对基站的整个可测量到的信号值的简单平均可产生关于实际RSSI值的相对安全的结果（例如，对整个50个单独测量进行平均）。非移动测量例如在用于生成基准数据库14的培训阶段期间发生，在这期间，在基准位置处做出停止，以确定在该基准位置处的基准包。

为减小连续测量中的噪声分量，用于对当前测量包的K个RSSI值滤波的数字低通滤波器可被用于块62中。图8中示出了发明的低通滤波器的示例性实施。

数字低通滤波器82可以是第一阶IIR滤波器（IIR=无限脉冲响应）。因此，用因子1/(a+1)对输入信号RSSI_k(t)加权。利用延迟元件使输出信号延迟一个时钟周期，该输出信号被因子a/(a+1)加权并与加权后的输入相加，以获得当前输出信号RSSI’_k(t)。图8所示数字低通滤波器的传输函数为H(z)=1/(a+1-az^-1)。参数a/(a+l)可被视为所谓的历史加权因子，其与当前值RSSI_k(t)相比较来加权最终计算的值RSSI’_k(t-l)。该值应当可以适用于所使用的采样间隔。根据实施方式，a=3。如图9示意性所示，数字低通滤波器82可与MaxAge控制块62结合在一起。在该情况下，当各个所分配的无线电发射机k的标识分别可在连续接收测量中确定时，对到来的RSSI值RSSI_k滤波。否则，在最大持续时间MaxAge内，将低通滤波器82的之前的RSSI输出值用作装置36关于当前不可接收的特定无线电发射机的输出信号。因此，低通滤波器82的之前的RSSI输出值相当于在最终接收时间的各个特定无线电发射机的标识的低通滤波后的RSSI输出值。

当在校准期间生成基准测量包时，关于接入点或基站的平均RSSI值在特定时间窗口（例如，6秒）内由所测量到的单个值形成。这里，如何可靠地接收来自该基站的值是不重要的。

然而，连续定位不会以可与生成基准包相比较的很大尺寸的时间窗口来运行。这可能具有以下影响：在关于当前位置的不可靠的接入点22e的可测量信号没有出现时，匹配期间将错误地计算补偿值。为抵消在测量值记录期间已出现的该补偿值，在无RSSI值的任何更新的情况下，仅当特定时间MaxAge期满之后，将接入点22e从要被用于后处理的装置36处理的测量包中移除。因此，连续定位的信道或信号相干时间实际被人工调适为校准的信道或信号相干时间。换言之，例如MaxAge=3秒的MaxAge值是指在最终没有RSSI值的任何更新的情况下，当3秒期满之后，将基站从待处理的测量包中移除。换言之，即使当不能再接收到特定无线电发射机的信号时，也在另外的最多3秒内，特定无线电发射机在具有其最近的RSSI值的（后处理过的）测量包MP’中保持可见，只要在此期间没有接收到特定无线电发射机的其他当前信号。

总之，本发明允许利用基准测量包RP为随后的匹配阶段进行测量包的信号处理，从而能实现或改善基于移动终端装置的无线电指纹的连续自定位。这意味着在整个较长时间窗口（例如，6至10秒）的空闲状态下用校准盒确定的基准测量包可与例如移动终端装置的移动测量相比较，其中，由于移动终端装置的移动，必须假设已在略微不同的位置处进行了每次测量。

本发明的实施方式允许在由MaxAge值限定的时间窗口Δt内为特定无线电发射机确定PGS值。因此，根据一种实施方式，设备30还包括用于基于在持续时间MaxAge内确定的特定无线电发射机22e的多个标识来确定接收频率值的装置，该接收频率值表示在持续时间MaxAge内多少次接收测量中可接收到特定无线电发射机的无线电信号。

此外，根据一种实施方式，实施该设备以将所确定的接收频率值与特定无线电发射机的标识和无线电信号的信号特征结合在一起，至少作为关于当前位置21的基准包的一部分，且可以将该部分提供给基准数据库来更新。尽管在这一PGS值的确定中仅考虑了相对很短的时间窗口MaxAge，或者在较长时间窗口MaxAge中具有当前位置21在测量期间会改变太多的风险，但这已潜在示出了有利于也能够根据移动测量来生成关于基准数据库14的基准点。对以此方法确定的PSG值的估计可有利地用于采用来自基准数据库14的基准点的PGS值的匹配阶段。

总之，需要注意，根据情况，本发明理念也可以软件来实施。可在数字存储介质（具体地，具有可以与可编程计算机系统和/或微控制器一起运行从而执行各种方法的电子可读控制信号的磁盘、CD或DVD）上进行实施。因此，一般地，本发明还由具有存储在机器可读载体中的程序代码的计算机程序产品构成，当该计算机程序产品在计算机和/或微控制器上运行时，该程序代码执行本发明的方法。换言之，本发明可作为具有在计算机和/或微控制器上运行计算机程序时用于执行该方法的程序代码的计算机程序来实现。

Claims (13)

1.一种用于确定位置（21）与基准位置（24）的一致性的设备（30），其中，在所述位置处可接收固定无线电发射机（22）的无线电信号，该设备包括：

用于确定特定无线电发射机（22e）的标识以及用于在第一时间（t₁）确定所述特定无线电发射机的无线电信号的信号特征的装置（32），其中，所述特定无线电发射机的所述标识和所述特定无线电发射机的所述无线电信号的所述信号特征代表关于所述位置（21）的测量包（MP）的至少一部分；

用于后处理所述测量包（MP）以获得关于所述位置（21）的后处理过的测量包（MP’）的装置（36），其中，实施所述用于后处理的装置，以从第一时间（t₁）开始直到在所述第一时间（t₁）之后的第二时间（t₂），至少暂时合成所述特定无线电发射机的所述信号特征，在这期间，当所述第一时间（t₁）是在所述特定无线电发射机（22e）的所述标识可确定的所述第二时间（t₂）之前的最终时间时，以及当大于或等于0.5秒的第一持续时间（Δ_t）位于所述第一时间与所述第二时间之间时，所述特定无线电发射机（22e）的所述标识不能确定；以及

用于针对所述基准位置（24）将所述后处理过的测量包（MP’）与至少一个之前确定的基准测量包（RP）相比较以确定一致性的装置（38）。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述用于后处理的装置（36）被用于在所述第一时间（t₁）之后的所述第一持续时间（Δ_t）内，将在所述第一时间（t₁）接收到的所述特定无线电发射机（22e）的所述信号特征分配给所述特定无线电发射机（22e）。

3.根据权利要求1所述的设备，还包括一种用于基于在第二持续时间（MaxAge）内确定的所述特定无线电发射机（22e）的多个标识来确定接收频率值的装置，所述第二持续时间是所述第一持续时间（Δ_t）的上限，所述接收频率值表示在第二持续时间（MaxAge）内多少次接收测量中可接收到所述特定无线电发射机（22e）的无线电信号。

4.根据权利要求3所述的设备，以将确定的接收频率值与所述特定无线电发射机（22e）的所述标识和所述特定无线电发射机（22e）的所述无线电信号的所述信号特征结合在一起，作为关于所述位置（21）的基准包的至少一部分。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述用于后处理的装置（36）包括用于对所述特定无线电发射机（22e）的所述无线电信号的确定的信号特征进行数字低通滤波以平滑所述确定的信号特征的波形的装置。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述用于数字低通滤波的装置包括第一阶IIR滤波器。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述特定无线电发射机（22e）的所述无线电信号的所述信号特征包括所述无线电信号的电磁信号特征。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，实施所述用于确定的装置（32），以提供所述无线电信号在所述位置（21）处的与接收到的场强相关的信号特征。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，实施所述用于确定的装置（32），以提供所述特定无线电发射机（22e）的所述无线电信号在所述位置（21）处的RSSI值、接收功率谱或信噪比。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述特定无线电发射机（22e）是WLAN基站。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述特定无线电发射机（22e）的标识是所述特定无线电发射机的MAC地址。

12.根据权利要求1所述的设备，其在有WLAN功能的移动终端装置中实施。

13.一种用于确定位置（21）与基准位置（24）的一致性的方法，其中，在所述位置处可接收固定无线电发射机（22）的无线电信号，该方法包括：

确定特定无线电发射机（22e）的标识以及在第一时间（t₁）确定所述特定无线电发射机的无线电信号的信号特征，其中，所述特定无线电发射机的所述标识和所述特定无线电发射机的所述无线电信号的所述信号特征代表关于所述位置（21）的测量包（MP）的至少一部分；

后处理所述测量包（MP），以获得关于所述位置（21）的后处理过的测量包（MP’），其中，实施用于后处理的装置，以从第一时间（t₁）开始直到在所述第一时间（t₁）之后的第二时间（t₂），至少暂时合成所述特定无线电发射机的所述信号特征，在这期间，当所述第一时间（t₁）是在所述特定无线电发射机（22e）的所述标识可确定的所述第二时间（t₂）之前的最终时间时，以及当大于或等于0.5秒的第一持续时间（Δ_t）位于所述第一时间与所述第二时间之间时，所述特定无线电发射机（22e）的所述标识不能确定；以及

针对所述基准位置（24），将所述后处理过的测量包（MP’）与至少一个之前确定的基准测量包（RP）相比较以确定一致性。

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