CN103119998B - 用于识别本地信标系统的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对信标发射机（20）进行低功率识别以确定移动装置（2）在室内环境中的位置的方法（2）以及移动装置（2）。首先将移动装置（2）转换到定位模式。然后移动装置（2）从至少一个信标发射机（20）接收识别信号。该识别信号包含与信标发送机（20）可用作定位服务有关的信息。接下来，移动装置（2）请求在移动装置（2）通信距离内的信标发送机发送与它们的位置有关的数据，然后通过基于这些数据执行的运算来确定移动装置（2）的位置。这样会大幅减小移动装置（2）的能耗。

Description

用于识别本地信标系统的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种对本地信标系统进行低功率（low power）识别的方法和移动装置，该系统用于确定移动装置的位置。当移动装置处于室内环境时，本发明尤其有用。
背景技术
当今现代移动装置的共同特征在于它们能够确定自身的地理位置。对于户外应用来说，可采用多种技术来确定无线通信装置（例如移动装置）的位置。全球定位系统（GPS）的应用是一种可以用来在全世界范围内识别移动装置的位置的技术。但是，在移动装置中使用GPS会增加移动装置的能耗（power consumption），这是个明显的缺陷。为了克服这个问题，可以使用辅助GPS（A-GPS）。A-GPS的使用基于这样的事实：为了更好地、更有效率地在移动装置中定位，移动装置已经被连接到陆基网络站。
但是，在移动装置处于室内环境期间，由于房顶通常会阻断来自卫星的信号，因此上述技术都不是非常有用。因此，在公共建筑物（例如机场、大型商场等）中设置信标系统变得越来越平常。这种用于室内移动装置定位的信标系统可基于无线通信系统，例如Wi-Fi、蓝牙或超宽带。与GPS一样，这种室内方案也存在同样的问题，即，在室内环境中搜索信标会增加移动装置的能耗，这是为了能够获得移动装置位置而采用的折中方法。
另一个问题在于移动装置不仅在室内环境中搜索信标，而且也会搜索具有同样无线通信系统的其他装置，例如蓝牙。也就是说，装置不仅在搜索信标期间消耗过多电力（power），而且对于其他装置例如耳机、其他移动装置等也会消耗过多电力。
因此，需要这样一种方法和装置，其能够在不需要过多能耗的情况下解决室内定位问题。
发明内容
因此，本发明的一个目的是克服上述现有技术中的缺点，并且因此提出了一种移动装置和方法，该移动装置和方法在确定其位置的同时能够显著地减小能耗。
根据本发明的第一方面，通过一种在移动装置中对无线通信网络中的信标发射机进行低功率识别的方法来实现本发明的目的，信标发射机用于确定所述移动装置在室内环境中的位置。在第一步骤中，移动装置被设置为定位模式，在该模式下移动装置从至少一个信标发射机接收识别信号。然后移动装置请求在所述移动装置的距离内的信标发射机发送有关它们的位置的数据，以通过基于这些数据进行计算来确定所述移动装置的位置。
在该方法的另一实施方式中，所述识别信号将所述信标发射机识别为定位确定信标发射机。
在该方法的另一实施方式中，所述移动装置通过蓝牙与所述定位确定信标发射机进行通信，这种定位确定信标发射机被归类为唯一设备类别（Class of Device）。
在该方法的另一实施方式中，所述移动装置通过Wi-Fi与所述定位确定信标发射机进行通信，这种定位确定信标发射机被归类为具有定位服务。
在该方法的另一实施方式中，基于由所述移动装置执行的距离测量（rangemeasurement）来进行所述计算。
在该方法的另一实施方式中，接收到的识别信号包括与发送所述识别信号的信标发射机有关的身份信息，并且所述计算基于由所述移动装置从本地或远程数据库接收到的数据来进行，所述本地或远程数据库包括与识别的信标发射机有关的定位数据。
根据本发明的第二方面，通过一种用于对无线通信系统中的信标发射机进行低功率识别的移动装置来实现本发明的目的，所述信标发射机用于在室内环境中确定所述移动装置的位置。所述移动装置被配置为执行以下步骤。在第一步骤中，将所述移动装置设定为定位模式，在该模式下，所述移动装置从至少一个信标发射机接收识别信号。接下来，所述移动装置请求在所述移动装置的距离内的信标发射机发送与它们的位置有关的数据，然后通过基于这些数据执行计算来确定所述移动装置的位置。
在该移动装置的另一实施方式中，所述移动装置被配置为通过蓝牙与定位确定信标发射机进行通信，所述定位确定信标发射机被归类为唯一设备类别。
在该移动装置的另一实施方式中，所述移动装置被配置为通过Wi-Fi与定位确定信标发射机进行通信，所述定位确定信标发射机被分类为具有定位服务。
在该移动装置的另一实施方式中，所述移动装置被配置为执行所述计算所基于的距离测量。
在该移动装置的另一实施方式中，所述移动装置被配置为接收所述识别信号，所述识别信号进一步包括与发送所述识别信号的信标发射机有关的身份信息，并且所述计算基于由所述移动装置从本地或远程数据库接收的数据进行，所述本地或远程数据库包括与识别的信标发射机有关的定位数据。
因此，本发明提供了一种用于确定移动装置的室内位置的节能方法。这种与位置有关的信息很有用的情况有很多。这种信息有助于确定航站楼什么时候拥挤以及哪里拥挤，或者商店广告投放的最佳位置。
附图说明
以下将会结合附图对本发明进行更详尽地描述，其中：
图1是示出了根据本发明的移动装置的示意图；
图2是示出了移动装置在其中搜索并识别信标的室内环境的示意图；
图3是示出了根据本发明的方法步骤的流程图。
具体实施方式
本发明的说明书涉及信标系统或无线通信系统，二者可互换地使用，并且可以是例如Wi-Fi或无线局域网（WLAN）、蓝牙、超宽带（UWB）或类似系统。因此，本发明的关键并不是所使用的无线通信系统的类型，而是存在这样的系统，并且移动装置能够连接到目前的这种系统并且能够通过这种无线系统交换信息。
以下将会结合作为本发明优选变型的移动电话来描述根据本发明的移动装置。然而，便携式通信装置还可以是其他类型的装置，例如无线电话、通信模块、PDA、笔记本电脑或其他任何类型的利用无线电波进行通信的便携式装置。
图1示意性地示出了根据本发明一个实施方式的移动电话2的正视图。电话2包括输入/输出装置，例如在显示器12下方设置的键盘上的多个键10、扬声器14和麦克风16。这些对于移动通信装置来说都是共同特征，并且对本领域技术人员来说是熟知的，因此并没有进行详细描述。该移动电话可以是能够与室内信标系统进行通信的移动电话。
图2中的附图标记22指示了室内环境，在该室内环境中要确定移动装置2的位置。尽管在图2中仅仅示出了一个移动装置2，但应当理解，典型的室内环境包含大量的移动装置，为了简洁起见，这并没有在图2中示出。这种室内环境可以是机场、大型商场、大型百货公司等。根据本发明，这种室内环境设置有信标系统，该些信标系统可帮助确定移动装置2的位置。在图2所示的室内环境中，示出了三个信标发射机20。但是，应当理解信标发射机的数量可依据建筑物的大小和布局发生改变，并且也当然会依赖于所使用的无线通信系统的类型而发生改变。在图2中的室内环境中还示出了具有定位信息的本地数据库24。应当理解，这样的数据库也可以是连接了移动装置的远程数据库。
本发明总的发明构思是：当移动装置被设置为与信标发射机20的无线通信系统进行通信时，通过减少搜索选项来减少在搜索信标发射机20期间的能耗。现在结合以下示例进行说明。如果移动装置2例如通过启动蓝牙而被切换到定位模式，那么移动装置2将会自然地搜索在其周围的所有蓝牙装置。但是，如下文所述，通过在定位模式中设置移动装置2，将会仅仅搜索信标发射机20。这样自然会节省能耗，尤其是在室内环境中充满蓝牙装置的情况下。
为了更好地理解本发明，以下将会结合图3来描述在移动装置2中对信标发射机进行低功率识别的方法。应当理解，为了能够运用该方法，本发明的移动装置2被设置为与信标发射机20的无线通信系统，例如蓝牙、Wi-Fi等进行通信。
因此，根据本发明的一个实施方式，当处于定位模式时，移动装置2被设置为能够仅仅搜索信标发射机20。为了实现这种选择，移动装置2搜索由信标发射机20发出的识别信号。该识别信号可根据所使用的无线通信系统发生变化。但是，为了与移动装置2进行通信，该信号使用OSI（开放系统互连）模型的低层，优选的为物理层。
以下将描述两种不同的识别信号。首先描述采用蓝牙与信标发射机20进行通信的移动装置2。根据本发明的一个实施方式，对用于定位的信标发射机20提出了一种新的、非标准的唯一设备类别（CoD）。因此，在定位模式下，，移动装置2能够阻断除了含有信标发射机20的CoD的识别信号外的所有蓝牙通信。在本发明中，应当注意，“阻断”应做广义上的解释。还可解释为在其搜索中优选与信标发射机20有关的CoD并且当发现信标发射机时，移动装置2可继续搜索其他装置。
在第二实施方式中，Wi-Fi系统将会生成移动装置所搜索的识别信号。根据本发明第二实施方式，将在每个Wi-Fi接入点中设置新的服务。该服务将向移动装置2发送识别信号，该移动装置将Wi-Fi接入点为具有定位功能的服务。对于本领域技术人员来说显而易见的是，当搜索用于定位的信标发射机时，也可以采用其他技术来发送识别信号，只要移动装置2能够使用该信号作为选择标准即可。
对于上述两种情况，除了信标发射机可以使用来确定移动装置2位置的信息外，识别信号还可包括其他消息。因此，在本发明的优选实施方式中，识别信号还包括与发送识别信号的信标发射机或发送器的身份有关的信息。通过这样的信息，移动装置2有可能与本地或远程数据库24进行通信，该本地或远程数据库24包含了与所识别的信标发射机20的位置有关的信息。
当移动装置2接收了定位信号2时就准备开始定位测量。根据无线通信系统，可以通过多种不同的方式实现这些测量。在一个最简单的例子中，即当各个信标发射机20的通信距离是几米时，最近的信标发射机20的位置可以作为直接来自该信标发射机20的位置被发送到移动装置2。因此，在本发明的构思下，应该对位置测量的含义进行宽泛的解释，并且还包括上述提到的情况，即从信标发射机20向移动装置2发送最近的信标发射机20的已知位置，以及如上所述，移动装置2通过本地或远程数据库24收集与信标发射机22有关的数据。
对于另一个无线通信系统，移动装置2将请求在通信距离内的信标发射机20发送与它们的位置有关的数据，即，移动装置2将会从多个信标发射机20接收数据。通过基于所收集的测量数据来计算位置，该信息会被用来确定移动装置2的位置。有多种不同的基于所收集的测量数据来计算位置的方法，例如，进行三角测量、使用指纹识别等。对于本领域技术人员来说可通过使用接收到的信号强度指示符（RSSI）、到达时间计算等来进行三角测量。选择用于进行位置测量的技术是本领域技术人员能力范围内的。可基于可由移动装置2执行的通信距离测量、从本地或远程数据库24收集的数据或者其他测量来进行位置计算。
为了概括以上内容，下面将描述如何设置移动装置2的示例。在室内无线通信网络中，当移动装置2处于定位模式时，移动装置2被设置为能够从信标发射机20接收识别信号。如上所述，在定位模式下，移动装置2阻断从无线通信网络发送的其他信号。由于搜索是有针对性的，这样不仅节省了确定移动装置2的位置的时间，还能够减少确定移动装置2的位置的能耗。当移动装置2接收到定位信号后，它开始扫描信标发射机20并且收集测量数据。如上所述，该数据也可以通过本地或远程数据库24获得。收集完有关信标发射机20位置的数据后，移动装置2将使用该测量数据来计算其位置。因此，相比于对在通信距离内的无线通信网络中的所有装置进行搜索的传统移动装置2，根据本发明的移动装置2仅对用于定位的信标发射机20执行特定搜索。
应当理解，上述内容描述了原理、优选实施方式和操作本发明的模式。但是，本发明并不应受限于上述讨论的特定实施方式，该些实施方式应视为解释性的而非限制性的。因此，如上所述的本发明的发明构思使得移动装置2仅搜索用于定位的信标发射机20，而不是搜索移动装置2的通信距离内的所有其他装置。因此，本发明最好由以下权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种在移动装置(2)中对无线通信网络中的信标发射机(20)进行低功率识别的方法，所述信标发射机(20)用于确定所述移动装置(2)在室内环境(22)中的位置，该方法包括以下步骤：
将所述移动装置(2)设置为定位模式；
在定位模式下，搜索信标发射机的识别信号并从至少一个信标发射机(20)接收识别信号，并且阻断从无线通信网络发送的其它信号以执行有针对性的搜索；
请求在所述移动装置(2)的通信距离内的信标发射机(20)向所述移动装置(2)发送与所述信标发射机(20)各自的位置有关的数据；以及
通过基于所述数据执行计算来确定所述移动装置(2)的位置；
其中，从在所述移动装置(2)的通信距离内的至少一个信标发射机(20)接收的所述识别信号将所述至少一个信标发射机(20)识别为用于确定所述移动装置(2)的所述位置的定位确定信标发射机。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述定位确定信标发射机(20)经由蓝牙与所述移动装置(2)进行通信并且被归类为唯一设备类别。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述定位确定信标发射机(20)经由Wi-Fi与所述移动装置(2)进行通信并且被归类为具有定位服务。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述计算基于由所述移动装置(2)执行的通信距离测量。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，接收到的识别信号包括与发送所述识别信号的信标发射机(20)有关的身份信息，并且所述计算基于所述移动装置(2)从本地或远程数据库(24)接收到的数据，所述本地或远程数据库(24)包括与所识别的信标发射机(20)有关的定位数据。
6.一种用于对无线通信系统中的信标发射机(20)进行低功率识别的移动装置(2)，所述信标发射机(20)用于确定所述移动装置(2)在室内环境(22)中的位置，所述移动装置(2)被配置为执行以下步骤：
将所述移动装置(2)设置为定位模式；
在定位模式下，搜索信标发射机的识别信号并从至少一个信标发射机(20)接收识别信号，并且阻断从无线通信网络发送的其它信号以执行有针对性的搜索；
请求在所述移动装置(2)的通信距离内的信标发射机(20)向所述移动装置(2)发送与所述信标发射机(20)各自的位置有关的数据；以及
通过基于所述数据执行计算来确定所述移动装置(2)的位置；
其中，从在所述移动装置(2)的通信距离内的至少一个信标发射机(20)接收的所述识别信号将所述至少一个信标发射机(20)识别为用于确定所述移动装置(2)的所述位置的定位确定信标发射机。
7.根据权利要求6所述的移动装置，其中，所述移动装置(2)被配置为经由蓝牙与定位确定信标发射机(20)进行通信，所述定位确定信标发射机被归类为唯一设备类别。
8.根据权利要求6所述的移动装置，其中，所述移动装置(2)被配置为经由Wi-Fi与定位确定信标发射机(20)进行通信，所述定位确定信标发射机被归类为具有定位服务。
9.根据权利要求6所述的移动装置，其中，所述移动装置(2)被配置为执行所述计算所基于的通信距离测量。
10.根据权利要求6所述的移动装置，其中，所述移动装置(2)被配置为接收所述识别信号，所述识别信号进一步包括与发送所述识别信号的信标发射机(20)有关的身份信息，并且所述计算基于由所述移动装置(2)从本地或远程数据库(24)接收到的数据，所述本地或远程数据库(24)包括与所识别的信标发射机(20)有关的定位数据。
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