CN103155662A - 建立信号强度简档 - Google Patents

Abstract

一种用于支持装置中的电子定位的系统。装置可以随时间接收各种无线信号（800）。装置可以确定接收的无线信号的强度（802），并且基于这一确定可以在装置（804）中的直方图中累计用于每个接收的无线信号的出现。然后可以向映射数据库传输基于直方图的信息（810）。映射数据库然后可以利用这一信息以例如创建基于信号的地图用于在装置定位时使用。

Description

建立信号强度简档

技术领域

本发明涉及电子定位，并且具体地涉及收集和标准化在基于信号的映射中使用的电子信号信息。

背景技术

无线通信功能向现有和新兴应用中的集成继续扩展。强烈需求已经促使开发者不仅创建更强大的通信设备而且引入依赖于无线通信的支持的其它有帮助的应用。以这一方式，无线通信已经超越仅有的语音数据传送并且已经演变成产生用于个人生产率、商业、娱乐等的可能各种应用。

已经新兴的至少一种流行的基于通信的应用是电子定位。电子定位可以在坐标方面、关于视觉呈现（例如地图）等提供用于装置的当前位置信息。然而，用于获得用来确定位置的信息的手段可以变化。例如，装置可以包括用于从卫星获得电子定位信息的全球定位系统（GPS）接收器。远程无线通信系统（例如蜂窝）也可以通过比如基于小区的三角测量这样的方法提供定位信息，而短程无线系统可以通过确定与无线接入点的邻近来提供信息，等等。

这些无线通信系统可以在室外作为用于支持定位系统的充分的信息源，因为除了可容易获得的用于提供快速位置分辨率的位置信息之外，用于人口最密集区域的地图也是可用的并且被频繁更新。然而这些相同优点在尝试在结构（例如大楼）内部实施电子定位时并不存在。准确的地图信息（或者任何地图信息）经常是不可用的，并且室外定位所依赖的电子定位信号可能由于在结构内部发现的普遍干扰源而不可靠。作为结果，在结构内的电子位置分辨率即使可用也可能非常慢，并且可能缺乏为了有效而必需的准确性。

发明内容

本发明的示例性实施方式可以涉及一种用于支持装置中的电子定位的方法、计算机程序产品、装置和系统。装置可以随时间接收各种无线信号。接收的无线信号的强度可以由装置确定，并且基于该确定，可以在装置中的直方图中累计每个接收的无线信号的出现。然后可以向映射数据库发送基于直方图的信息。映射数据库然后可以利用该信息以例如创建基于信号的地图以用于在装置定位时使用。

在至少一个示例性实现方式中，装置可以在用户跨越特定地理区域之时接收无线信号。可以从在特定地理区域中或者特定地理区域附近的其它无线通信装置（比如接入点）接收这些无线信号。接收到这些信号后，装置可以基于每个接收的信号中包含的信息确定每个信号的源（例如特定接入点）并且可以测量每个接收的信号的强度。可以在装置内的直方图中累计信号强度信息。信号源标识和/或从直方图推导的信息可以在装置中用于定位目的。也可以有可能向映射数据库传输该信息，用于在覆盖区域地图制定时使用或者在一些实例中用于请求远程定位辅助。从直方图推导的信息可以包括最大信号强度、最小信号强度、信号强度中值、信号强度模值和信号强度均值以及基于信号强度直方图概率质量的四分位和三分位信号强度范围中的至少一个信号强度范围或者映射数据库可用于对信号强度信息进行缩放、过滤或者标准化的其它信息中的一项或者多项。在一些实例中，基于参数（比如接收的信号强度）的过滤可以在向映射数据库传输任何信息之前进行。

可以在映射数据库接收源标识和从各种装置中的直方图推导的信息。在其中该信息用于在映射区域地图制定时使用的实例中，可以在使用之前执行基于参数、比如信号强度值的阈值的过滤。在其中映射数据库从装置接收针对定位辅助的请求的实例中，映射数据库可以通过指示用于在请求装置中定位时利用的覆盖区域地图类型来答复请求。备选地，响应可以包括用于在选择用于定位的接收信号时使用的阈值信号强度信息、某些信号源的标识等。阈值信号强度可以例如指定最小信号强度用于在定位时使用，从而仅具有在阈值以上的信号强度的信号用来确定装置位置。

前述发明内容包括本发明的并非旨在限制的示例性实施方式。上述实施方式仅用来说明可以在本发明的实现方式中利用的选择的方面或者步骤。然而容易清楚，涉及一个示例性实施方式的一个或者多个方面或者步骤可以与其它实施方式的一个或者多个方面或者步骤组合以创建仍然在本发明的范围内的新实施方式。因此，本领域普通技术人员将理解，本发明的各种实施方式可以并入来自其它实施方式的方面或者可以与其它实施方式组合实施。

附图说明

将从与以下附图结合进行的对各种示例性实施方式的下文描述中进一步理解本发明：

图1公开了可在实施本发明的至少一个实施方式时使用的示例性装置、通信配置和网络架构。

图2公开了关于可与本发明的至少一个实施方式一起使用的示例性通信接口的附加细节。

图3公开了关于可与本发明的至少一个实施方式一起使用的示例性紧邻和短程无线资源的附加细节。

图4公开了根据本发明的至少一个实施方式的示例性操作环境和其中呈现的挑战。

图5A公开了根据本发明的至少一个实施方式的基于装置接收的无线信号的示例性电子定位场景。

图5B公开了根据本发明的至少一个实施方式的在定位误差与信号源之间的关系的示例。

图6A公开了根据本发明的至少一个实施方式的示例性信号强度处置。

图6B公开了根据本发明的至少一个实施方式的基于装置接收的数目减少的无线信号的示例性电子定位场景。

图7公开了根据本发明的至少一个实施方式的基于接收的信号强度的示例性直方图。

图8A公开了用于根据本发明的至少一个实施方式的示例性直方图创建和传输过程的流程图。

图8B公开了用于根据本发明的至少一个实施方式的示例性映射数据库交互过程的流程图。

具体实施方式

尽管下文已经在多个示例性实施方式方面描述本发明，但是可以在其中进行各种改变而未脱离本发明的如在所附权利要求中描述的精神实质和范围。

I．可以用来实施本发明的实施方式的示例性系统

在图1中公开了可用于实施本发明的各种实施方式的系统的示例。该系统包括例如根据特定应用的要求可以在配置中包括或者从配置中省略的单元，因此并非旨在以任何方式限制本发明。

计算设备100可以对应于各种具有处理功能的装置，这些装置包括但不限于微型个人计算机（UMPC）、笔记本计算机、膝上型计算机、桌面型计算机、工程工作站、个人数字助理（PDA）、计算机化手表、有线或者无线终端/节点等、移动手持机、机顶盒、个人视频记录器（PVR）、自动柜员机（ATM）、游戏控制台等。在102-108处公开了如下单元，这些单元代表基本的示例性部件，这些部件包括计算设备100中的功能单元。处理器102可以包括被配置为执行指令的一个或者多个设备。在至少一个场景中，处理器102执行程序代码（例如在存储器中存储的计算机可执行指令组）可以使计算设备100执行如下过程，这些过程例如包括可以产生数据、事件或者其它输出活动的方法步骤。处理器102可以是专用（例如单片）微处理器设备或者可以是复合设备、比如ASIC、门阵列、多芯片模块（MCM）等的部分。

处理器102可以经由有线或者无线总线电子地耦合到计算设备100中的其它功能部件。例如，处理器102可以访问存储器104以便获得用于在处理期间使用的存储的信息（例如程序代码、数据等）。存储器104可以主要包括在静态或者动态模式中操作的可拆除或者内嵌存储器。另外，存储器104可以包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）和可重写存储器，比如闪存、EPROM等。基于磁、电子和/或光学技术的可拆卸存储介质的示例在图1中的100I/O被示出并且可以例如作为数据输入/输出装置来服务。代码可以包括任何解译或者编译的计算机语言，该计算机语言包括计算机可执行指令。代码和/或数据可以用来创建软件模块、比如操作系统、通信实用程序、用户接口、更专门化程序模块等。

一个或者多个接口106也可以耦合到计算设备100中的各种部件。这些接口可以允许装置间通信（例如软件或者协议接口）、装置到装置通信（例如有线或者无线通信接口）和甚至装置到用户通信（例如用户接口）。这些接口允许计算设备100内的部件、其它装置和用户与计算设备100交互。另外，接口106可以传送机器可读数据，比如在计算机可读介质上实现的电子、磁或者光学信号，或者可以将用户的动作转译成计算设备100可以理解的活动（例如在键盘上打字、向蜂窝手持机的接收器中讲话、触摸触屏设备上的图标等）。接口106还可以允许处理器102和/或存储器104与其它模块108交互。例如，其它模块108可以包括支持计算设备100提供的更专门化功能的一个或者多个部件。

计算设备100可以经由如图1中进一步示出的各种网络与其它装置交互。例如集线器110可以向设备比如计算机114和服务器116提供有线和/或无线支持。集线器110还可以耦合到路由器112，该路由器允许局域网（LAN）上的设备与广域网（WAN、比如因特网120）上的设备交互。在这样的场景中，另一路由器130可以向路由器112传输信息和从路由器112接收信息，从而每个LAN上的设备可以通信。另外，在这一示例性配置中描绘的部件中的并非所有部件是实施本发明所必需的。例如，在路由器130服务的LAN中，无需附加集线器，因为路由器可以支持这一功能。

另外，短程和远程无线通信140的各种提供者可以支持与远程设备的交互。这些提供者可以例如使用远程基于地面的蜂窝系统和微型通信和/或短程无线接入点以便提供与因特网120的无线连接。例如，个人数字助理（PDA）142和蜂窝手持机144可以经由无线通信140的提供者提供的因特网连接与计算设备100通信。可以在比如膝上型计算机146的设备中，以被配置为允许短程和/或远程无线通信的硬件和/或软件的形式包括相似功能。另外，公开的装置中的任何或者所有装置可以参与直接交互，比如在膝上型计算机146与具有无线功能的装置148之间示出的短程无线交互。具有无线功能的示例性装置148可以范围从复杂独立的具有无线功能的设备到用于支持比如膝上型计算机146的装置中的功能的外围设备。

现在关于图2讨论关于图1中的计算设备100示出的示例性接口部件106的更多细节。首先，比如在106公开的接口不限于仅与这里仅用于说明的计算设备100一起使用。作为结果，可以在图1中公开的装置（例如142、144等）中的任何装置中实施接口特征。如先前阐述的那样，接口106可以包括用于向计算装置100传送数据的接口（例如如在200处标识的）和例如包括用户接口222的其它类型的接口220。在200处公开有代表性的装置级接口组。例如，多无线电（multiradio）控制器202可以管理远程无线接口204（例如蜂窝语音和数据网络）、短程无线接口206（例如蓝牙和WLAN网络）、紧邻无线接口208（例如用于如下交换，其中电子、磁、电磁和光学信息扫描仪解译机器可读数据）、有线接口210（例如以太网）等的互操作。图2中所示的示例性接口已经仅为了这里的说明而加以呈现，因此并非旨在使本发明的各种实施方式限于利用任何特定接口。本发明的实施方式也可以利用在图2中未具体标识的接口。

多无线电控制器202可以管理接口204-210中的一些或者所有接口的操作。例如多无线电控制器202可以通过分配如下具体时间段来防止可能相互干扰的接口在相同时间操作，在这些时间段期间允许每个接口操作。另外，多无线电控制器202可以能够处理环境信息，比如操作环境中的感测的干扰，以选择将对干扰适应性更强的接口。这些多无线电控制场景并非意味着涵盖可能控制功能的穷举，但是仅作为多无线电控制器202如何可以与图2中的接口204-210交互的示例来给出。

根据本发明的至少一个实施方式，在图2中公开的示例性通信接口配置106还可以包括比如在图3中阐述的示例性紧邻无线接口208。用于视觉感测的资源可以至少包括能够记录移动和/或静止图像数据、亮/暗数据、颜色数据等的相机或者相似的传感器设备。可以在装置中并入的紧邻感测接口的其它示例可以包括但不限于用于近场通信（NFC）的传输/接收接口、用于传送数据（比如射频标识（RFID）信息）的射频（RF）收发器、用于磁墨字符识别（MICR）磁场检测等的磁传感器以及用于通过短距离传送IR信息的红外线（IR）发射器/接收器。

另外，示例性短程无线接口206可以包括用于支持各种形式的短程无线通信的硬件和/或软件资源。接口206可以支持的无线通信的示例可以包括但不限于无线局域联网（WLAN）、蓝牙（BT）通信、蓝牙低能量（BTLE）通信、无线通用串行总线（WUSB）通信、超宽带（UWB）等。这些通信形式可以在各种应用中支持在两个或者更多手持无线通信设备之间、在手持无线通信设备与固定接入点（AP）之间、以及外围接口设备之间等的无线交互。

II．示例性操作环境

基于无线通信的辅助全球定位（A-GPS）和其它电子定位解决方案可以可接受地进行其中卫星/基站的信号质量和数目通常很好的广泛室外覆盖并且可以提供所述广泛室外覆盖。如下准确的地图可以支持这一性能，这些地图的特征在于已经穷尽地映射并且根据卫星图像、航空摄影、来自用户团体的反馈等不断维护地形特征、道路、交通条件和其它有关信息。可用定位信息解决方案和特征丰富的地图一起可以提供优良用户体验（如例如在包括车辆和行人导航用途的实例中）。

该情形在导航被带到室内时变得全然不同。已知的定位技术在室内具有很有限的能力，因此通常失败。这些失败有许多原因。首先，现有定位/映射方案可能实施起来昂贵和困难。地图信息对于许多公共/私有结构不存在，并且该信息的提供需要当前仅由私有公司提供的广泛建模可视化和/或映射。另外，现有方案可能提供不稳定和/或不可预测的性能，这之所以出现可以归因于外部定位信号不可用或者不可靠并且室内信号缺乏足够的位置分辨率。

本发明的各种实施方式可以提供一种用于在如下场景中进行更快和更准确的位置确定的手段：传统定位技术可能是不可用的或者不足够的。有问题的情形的示例是在比如大楼的结构内提供电子定位。尽管在大楼内的定位将用于这里的说明，但是本发明的各种实施方式不限于仅在这一具体应用中使用。其中传统定位技术未提供足够性能（例如速度、分辨率等）的几乎任何情形可以通过本发明的以下示例性实施方式和/或实现方式而体验改进。

在图4中公开的部分平面图400将帮助说明传统电子定位可能在结构（例如大楼）内经历的各种挑战。从卫星402和远程传输404（例如蜂窝）接收的信息可能当在室外时是有效的，在室外，可以有效地接收这些信号。然而一些结构可能完全阻止、显著反射这样的远程信号或者仅使这些远程信号不可靠，从而产生如图4中所示用于定位目的的不可接受的结果。用户406（例如配备有或者携带至少一个装置、比如这里先前描述的示例装置的用户）然后可能必须依赖于在大楼内提供的无线电子通信以便电子地确定位置。例如，无线接入点（AP）408、410、412和414可以提供如平面图400中所示的电子无线通信。除了简单地提供数据通信（例如对LAN或者WAN资源、比如因特网的访问）之外，这些接入点也可以提供定位信息。可以运用各种用于确定位置的方法，每种方法具有不同数量的准确性。例如，与特定AP（例如AP408）的连接416指示用户406在该AP的通信范围内。然而这样的估计所提供的分辨率尤其在大楼的更小界限内是极为不确切的。

另外，来自各种接入点的信号可以用于各种位置发现算法。例如可以运用基于与多个AP的连接的位置三角测量或者到达方向（DoA）估计，以便确定从信号的接收器朝着发射器的相对方向。然而AP408-414发射的各种信号416可能经历大楼或者结构内的大量干扰/反射点418。例如，包含金属管道的墙壁、包含各种拐角和其它物体的走廊、电梯轴杆以及其它高功率设备可能引起信号干扰或者反射418。干扰/反射点418可能造成显著延迟或者完全未接收到AP信号416。另外，可能从如下方向接收这些信号，这些方向不指示原来从其传输信号的实际方向，因此在运用这些传统位置发现技术时这些信号可能引起延迟或者不准确。

III．基于信号强度指纹的示例性定位

如上文阐述的那样，指纹可以包括装置在特定位置感测的各种类型的信息。尽管可以感测各种类型的信息（例如视觉、电子、磁等），但是下文的公开内容将聚焦于如何可以收集/处理无线通信信号信息，以用于说明本发明的各种实施方式。然而本发明的各种实施方式不限于仅用无线通信信号来实施，因此可以应用于其中收集和/或处理装置感测的信息用于在确定装置位置时使用的任何相似场景。

基于无线电的定位/映射技术可以利用通信节点覆盖区域信息来估计装置位置。可以使用远程无线系统（例如蜂窝网络基站）或者比如WLAN接入点（AP）的短程无线传输设备来实施这样的技术。然后可以基于如下模型估计位置，这些模型描述用于覆盖区域的系统配置和/或地理特征。覆盖区域模型可以有各种形式。例如在蜂窝网络中，位置估计可以基于包括基站位置、天线方位角、波束宽度和传输范围的模型信息。另外，地理信息也可以用来基于传播模型对无线电传播进行建模。

在其中定位是基于短程无线信号的实例中，可以使用也包括某种独立定位能力（比如GPS接收器）的装置来收集多个样本（例如指纹）。可以在制定基于无线电信号的地图或者无线电地图时使用信号特性和位置信息用于向不含专用定位资源的其它装置提供位置估计。示例性指纹可以包括指纹位置和通信节点标识（例如小区ID或者WLAN AP MAC地址）列表。另外，可以在指纹中包括观测的信号强度值和各种其它多条信息以便将感测的信号的强度链接到装置的实际位置。然后可以用各种方式细化指纹以制定覆盖区域模型/无线电地图。一个选项可以是对最大覆盖区域简单地建模。备选地，可以对覆盖区域统计地建模。例如覆盖区域可以被视为高斯分布或者混合。在这样的实例中，覆盖区域模型实际上对指纹收集者（用户）在真实节点覆盖区域内的分布建模。

在示例性位置确定过程中，装置可以从各种通信节点接收信号并且可以使用接收的信号内的信息以确定信号源的标识。然后可以基于节点覆盖区域的交集估计装置位置。备选地，可以将覆盖区域建模为具有均值和协方差的统计对象。发射装置（例如AP）的覆盖区域可以例如被视为高斯测量结果。以这一方式对区域建模可以例如允许推断装置的位置的均值或者最大后验（MAP）估计。

然而有可能的是在装置确定位置时考虑所有可用信息可能造成不准确估计。图5A公开在图4中阐述的示例上构建的就这一点而言的示例性场景。用户406拥有的装置可以从在用户406的当前位置的范围内的许多接入点接收信号。例如在图5A中，装置可以从AP502-514接收传输的信号。AP502-514驻留于距用户406不同距离处，因此每个接收的信号的强度如图5A中的描述信号的线条的粗度表示的那样不同。例如从AP502接收的信号是最深色的，因为AP502处于与用户406最近处，而用非常浅的线代表从AP510-514接收的信号，因为这些AP处于更远处。可以看来合理的是，可用信息越多、估计就越准确。然而图5B将证实区域500的大量扩展可能实际造成位置确定不准确。

图5B公开了误差图表520，在该图表中已经比对以米为单位的均值误差映射了在定位时使用的WLAN AP的数目。图5B中的定位基于具有高斯覆盖区域模型和向如下位置分配的装置，该位置是覆盖区域中心点的加权平均。与可以预计的情况相反，发现误差在使用的WLAN AP数目增加时增加。增加的误差可以部分归因于在检测到的AP的数目增加时引入的不确定，因为观测的AP中的更大份额实际上处于与装置更远处。数目增加的远离的AP可能影响位置估计的准确性（例如将估计引向更远的AP）。

IV．通过限制在定位时使用的信息来增加准确性

这些结果表明需要限制在形成覆盖区域模型时使用的指纹以及以某种方式选择观测的AP的子集用于定位。在无线电地图学习过程期间，基于接收的信号强度指示（RSSI）值限制覆盖区域可以通过更有选择的信息利用来提供增加的定位准确性。图6A公开了与用于结构600中的示例性接入点的均值、模值和最小（灵敏度阈值）RSSI值对应的等信号强度边界。令人感兴趣的是，用作边界值的信号强度值越大，覆盖区域就越好地模仿包括椭圆的对称形状。椭圆尤其在其中以统计方式考虑覆盖区域的情况下常用于对覆盖区域建模。

现在参照图6B，现在公开用于AP502-508中的每个AP的示例性椭圆RSSI测量结果。已经省略了AP510-514以便在图6B中提供一些清楚。但是这些AP可以呈现相似的强度边界。例如椭圆602A-C可以对用户406针对AP502观测的均值、模值和最小RSSI建模。类似地，椭圆604A-C可以对应于用户406针对AP504观测的相似值，并且椭圆608A-C可以对应于针对AP508的相似值。可以将覆盖区域建模为具有椭圆几何形状的多正态分布的协方差。因此，仅考虑具有超过阈值的RSSI值的指纹来制定覆盖区域模型可以是有利的。在图6B中，这些观测的信号RSSI值中的一些RSSI值可以强到（例如在阈值RSSI值以上）足以用于报告、定位等。可用的观测的RSSI值由图6B中的更粗线条指示。例如，观测的信号602A-C中的任何信号由于AP502的紧邻而可以根据运用的特定覆盖区域模型可由用户406使用。另一方面，AP506的信号强度也可能太弱而无法用于在向映射数据库报告时使用，以用于定位等。观测的RSSI值中的一些RSSI值（例如604A-B和608A-B）可以从AP504-508可用。可以在使用已经仅考虑如下指纹来形成覆盖区域模型时实现定位准确性的提高，在这些指纹中，用于感测的AP的RSSI值超过某一阈值，比如均值、中值和模值平均RSSI值。

在覆盖区域模型基于大于均值（“>均值RSSI”）的观测的RSSI值时，在覆盖区域建模时仅使用具有超过均值的RSSI值的指纹（FP）。类似地，在鉴于这些覆盖区域模型执行位置估计时，将在定位时仅使用被观测为具有超过均值的RSSI的AP。这两个要求排除距终端更远的AP，从而仅考虑最近的AP。可以注意到，一般而言使用这样的阈值要求来操作可以使定位误差减半。然而在使用RSSI值时有待考虑的问题在于WLAN芯片组销售商可以利用如下不同RSSI定义，这些RSSI定义造成在芯片组之间变化的RSSI标度和偏移。例如，相同物理信号强度范围（例如参考1mW的[-30，-20]dB）可以在一个芯片组中被表达为RSSI范围[0，10]而在另一芯片组中被表达为RSSI范围[-40，-20]。这些差异在基于RSSI制定覆盖区域模型时带来挑战，因为采用范围广的芯片组的范围广的装置可以贡献指纹，并且指纹信息的贡献所产生的任何无线电地图可以用来对具有相同芯片组版次的各种装置定位。另外，包含相同芯片组的装置也可以表现不同的情形性能。比如装置条件（例如近来校准、修复、掉落或者以某一方式损坏装置）、配置（例如在外壳或者载体中容纳）、当前装置电力、加负载或者处理水平等的参数也可以影响灵敏度。使用直方图以使感测操作标准化消除了对知道这一信息的需要。

根据本发明的至少一个实施方式，可以通过在收集指纹的装置中和在基于建立的覆盖区域模型执行定位的装置中收集关于观测的RSSI值的直方图数据来增强定位准确性。在观测的RSSI值的数目增加时，收集直方图数据可以提供给定的装置中的RSSI值的实际分布收敛的数据。在报告指纹（在一些实施方式中可以包括将位置信息与对应于接收的信号的信号源标识信息（例如WLAN ID）和用于接收的信号的RSSI值一起提供）时，装置也可以报告直方图特性值。示例性的特性值可以包括最大接收信号强度、最小接收信号强度、均值平均接收信号强度、中值平均接收信号强度、模值平均接收信号强度以及基于信号强度概率质量的四分位和/或三分位接收信号强度范围。覆盖区域模型可以基于具有比给定的特性更大的RSSI值的指纹，因此即使“中值”RSSI从装置到装置变化，装置也报告与根据具有大样本空间的直方图推断的信号特性“中值”对应的RSSI值这样的事实仍然允许制定相干“中值”覆盖区域模型。用来限制用于建模的指纹集合的直方图特性（比如中值）可以与覆盖区域模型一起存储，这可以允许跨越各种装置类型使特性“中值”的概念标准化。这允许装置仅利用如下那些AP，用于这些AP的观测的RSSI值超过如下特性RSSI值，已经基于该特性RSSI值形成模型。

基于呈现最小信号强度（例如>均值）的指纹的准确覆盖区域模型不能简单地基于将RSSI限制设置成某一全局适用的数值（例如-60）。虽然实际的观测到的信号强度均值可以跨越所有装置为“参考1mW的-30dB”，但是该值基于制造商/机型等可以在一些实施方式中对应于“-50”而在其它装置中对应于“-34”的RSSI测量结果。因此，收集指纹数据的每个装置随时间收集观测的RSSI测量结果以便建立装置特有的统计特性将变得有益。可以在随时间总结观测的RSSI值的直方图中收集这一信息。这样的直方图无论装置的能力如何都可以易于实施。例如，装置可以搜寻无线信号并且针对每个观测的RSSI值递增计数器。可以基于在每个RSSI值检测的接收信号的数目递增这些计数器。从不同AP接收的信号可以具有相同的观测的RSSI值，因此可以基于接收的信号的每次出现来增加与观测的RSSI值对应的计数器。例如，如果扫描检测到来自具有RSSI值{-59，-38，-90，-48，-38}的五个AP的无线信号，则与-59、-90和-48对应的直方图计数器（或者仓）可以增加一并且与-38对应的仓可以增加二。以这一方式，装置可以有可能即使在后台中仍然连续累计直方图信息以避免装置操作中断。用于在装置中维护直方图的存储要求很小。例如在具有在范围[0，-127]中的128个RSSI仓的配置中并且对于每个仓，存在用于容纳多于40亿个样本的32位（4字节）计数器，用于直方图的存储要求将是可忽略不计的512个字节。使用32位计数器意味着即使用于给定的仓的计数器将每秒递增10，计数器仍然将仅在14年之后翻转，这提供大量的开销。

可以假设直方图信息将随时间收敛以代表终端所观测的RSSI值的实际分布。然后可以简单明了地从直方图提取关键信息，该信息包括终端观测的最大RSSI值、终端观测的最小RSSI值（例如以便建立灵敏度阈值）、终端观测的中值RSSI、终端观测的模值RSSI（其可以被视为最可能出现的RSSI）、终端观测的均值RSSI以及基于RSSI直方图中的概率质量的四分位和/或三分位RSSI范围。累计直方图信息允许每个装置能够基于它自己的观测值确定与“均值RSSI”对应的数字RSSI值，这允许跨越各种装置对比如“均值RSSI”的值标准化。

图7在700处公开了示例性直方图。直方图700示出可以朝着低信号强度偏斜RSSI值的分布。可以预计这一趋势，因为一般而言在任何给定的位置有比与终端接近的信号源更多的与终端远离的信号源。根据本发明的至少一个实施方式，可以用至少三种方式使用RSSI特性。首先，作为包含信号源（例如WLAN AP ID）的区域模型创建指纹的一部分，可以向映射数据库提供它们的对应RSSI值并且潜在地还提供记录的指纹的位置，以便在制定区域模型时使用。装置也可以报告直方图特性（例如与最小值、最大值、均值、中值、模值、四分位数、三分位数等对应的数字RSSI值）。如上文先前讨论的那样，映射数据库可以例如在排除具有比某一阈值（例如均值、模值、中值等）更低的RSSI的指纹时利用直方图特性信息，从而可以根据源于多种终端用户装置的指纹生成相干覆盖区域模型，比如“均值RSSI”覆盖区域模型。

在制定覆盖区域模型以用于在确定装置位置时使用时，映射数据库可以实际制定一个或者多个区域模型。覆盖区域模型可以包括局限于已经在生成覆盖区域模型时使用的具体值类型（比如“均值”）的信息。在该情况下，已经在覆盖区域估计中仅使用超过“均值”的指纹。备选地，映射数据库可以维护用于给定的AP的若干覆盖区域模型，每个模型可以基于不同类型的限制值。在直方图特性信息的该第二示例性应用中，装置可以提交指纹和对应的直方图信息，并且映射数据库可以确定其中应当基于直方图特性信息并入指纹的特定覆盖区域模型。在这样的示例中，各种覆盖区域模型可以对应于不同特性信息类型，比如制定覆盖区域地图用于与均值信号信息一起使用、制定覆盖区域地图用于与中值信号信息一起使用、制定覆盖区域地图用于与模式信号信息一起使用等。另外接下来也将在制定与至少“最小信号强度”对应的覆盖区域地图时可使用在制定均值、中值或者模值平均覆盖区域地图时使用的指纹。在包括个别地图的定位系统中，装置首先确定待使用的覆盖区域类型可能是重要的。

就这一点而言，使用直方图特性信息的第三示例性应用涉及位置确定操作。在第一示例性操作模式中，装置可以简单地利用根据它们的直方图推导的信息来确定什么信号应当用于定位。例如，假设在定位时装置具有用于与装置邻近的AP的“中值”覆盖区域模型。现在基于根据直方图推导的信息，装置已知用于该特定装置的与“中值RSSI”对应的数值RSSI（例如-60）。装置然后可以仅选择观测的RSSI超过-60的那些AP用于定位。装置也可以请求来自映射数据库的定位辅助以便确定可用于定位的覆盖区域模型的类型，例如包括可用覆盖区域模型是否基于>均值RSSI值、>最小RSSI值等。在至少一个示例性实现方式中，装置向映射数据库（例如服务器）回报所有观测的API并且可能回报直方图特性。基于可用于报告的AP的覆盖区域模型，映射数据库然后可以决定请求装置应当使用的覆盖区域模型（均值、模值、中值等）。备选地，装置可以基于终端的直方图特性仅回报如下那些AP，这些AP的观测的RSSI超过阈值，比如“中值RSSI”。报告装置也可以请求某些参数，比如考虑“中值覆盖区域”。根据本发明的至少一个实施方式，在提供定位辅助时，映射数据库也可以通知装置仅报告如下AP，这些AP的观测的RSSI超过“中值RSSI”阈值，然后可以仅基于如下AP的子集确定装置位置，这些AP的RSSI超过RSSI阈值。

在系统操作的示例中，区域中的装置可以收集指纹。指纹可以包含记录指纹的位置、在该位置听见的信号源的标识（例如WLANAP ID）和对应的RSSI值。在装置向映射数据库报告指纹时，可以将这些指纹与特定报告装置所观测的装置专属直方图特性一起报告，该装置专属直方图特性例如为与最小值、最大值、模值、均值、中值、四分位数（范围）、三分位数（范围）对应的RSSI值。

映射数据库从多个装置接收指纹。在其中映射数据库被配置为考虑“模值”覆盖区域的实例中，对于给定的观测的信号源（例如WALN AP），数据库可以仅考虑具有在“模值”阈值水平以上的RSSI值的那些指纹。虽然可以与“模值”对应的那些实际数字RSSI值可以从装置到装置变化，但是随每个报告接收的终端专属信息允许对接收的指纹中的数据的过滤、标准化等。

希望执行定位的装置可以基于它们自己的内部信息或者经由来自映射数据库的辅助来这样做。依赖于它们自己的内部信息的装置可以根据内部直方图推导如下信息（例如均值、模值或者最小RSSI），该信息允许它们仅过滤出具有在阈值以上的RSSI水平的用于在定位时使用的接入点。在依赖于远程资源（例如映射数据库）以提供定位辅助时，装置可以向映射数据库提供特性信息。也可以取代特性信息或者与特性信息一起提供其它信息，比如观测的AP的列表。映射数据库可以向装置传输回信息以辅助定位。例如，映射数据库可以指示适当类型的覆盖区域模型（例如均值、模值、中值等）用于装置在定位时使用或者可以甚至选择用于定位的AP。备选地，可以向装置传输无线电地图（例如覆盖区域模型的汇集）用于在定位时使用。在装置开始位置确定时，可以关于从映射数据库接收的无线电地图是否包括基于“模值”平均信息校准的覆盖区域地图进行初始检查。如果模值地图存在，则装置可以搜寻信号并且获得用于与信号源（例如WLAN AP）对应的观测信号的RSSI值。装置然后可以基于内部直方图验证哪些RSSI值在模值区域模型中的阈值以上。装置可以仅考虑如下AP，这些AP的RSSI值超过该模值信号强度阈值。然后可以在确定装置位置时使用超过这一阈值的AP。

在图8A中公开了根据本发明的至少一个实施方式的示例性直方图创建和管理过程的流程图。在步骤800中，装置可以接收无线信号，在步骤800中信号的接收可以可选地包括基于接收的信号中包含的信息（例如WLAN AP ID）的用于信号源的标识。然后可以在步骤802中例如在RSSI方面测量接收的信号强度。该过程然后可以移向步骤804，在步骤804中向装置中的直方图添加信号强度信息。然后可以在步骤806中关于是否应当向映射数据库提供来自直方图的信息进行确定。这一判决可以基于例如包括时间参数（从上次向映射数据库提供信息起的间隔或者持续时间）、收集的数据量、装置需要与映射数据库交互（例如以请求定位辅助）等的各种因素。如果这时不应向映射数据库提供信息，则该过程可以返回到步骤800为在装置中下一次搜寻/接收无线信号（例如以继续信息收集）做准备。

备选地，如果在步骤806中确定应当向映射数据库报告装置中的信息，则该过程可以继续步骤808，其中可以关于是否应当在向数据库提供之前进一步过滤装置所观测的信息进行确定。根据本发明的各种实施方式，过滤可以在装置级或者在数据库级进行。如果认为无需过滤，则在步骤810中可以向映射数据库提供基于直方图的信息。该信息可以例如包括用于装置中接收的信号的观测的RSSI。与每个信号对应的标识的源、其它指纹信息（例如装置在接收信号时的位置）和根据直方图推导的特性信息，比如最大RSSI、最小RSSI、均值RSSI、中值RSSI、模值RSSI以及基于信号强度概率质量的四分位和/或三分位RSSI范围中的至少一个RSSI范围。该过程然后可以在步骤812中终止并且可以返回到步骤800为接收新无线信号做准备。备选地，如果在步骤808中确定在向映射数据库传输信息之前过滤是必需的，则过滤可以在步骤814中继续。过滤可以例如包括确定哪些AP已经观测到在某一阈值（例如均值、中值、模值）以上的RSSI测量结果并且在步骤810中向映射数据库仅传输与这些AP关联的信息。例如，可以在若干不同指纹中观测到某个AP的存在。在这样的境况中，可以发生的是报告指纹的子集（例如如下指纹，在这些指纹中针对AP观测的RSSI超过指定的阈值）。该过程然后可以如先前描述的那样在步骤812中终止并且返回到步骤800。

在图8B中公开了根据本发明的至少一个实施方式的另一过程，该过程涉及映射数据库执行的活动。在步骤820中，映射数据库可以从其它装置接收信息。与映射数据库的交互可以为至少两个不同的功能服务。其它装置可以向映射数据库提供信息用于在制定覆盖区域地图时使用，或者其它装置可以请求定位辅助（例如帮助确定装置的当前位置）。在步骤822中进行确定以确定主题功能。如果在步骤822中请求定位辅助，则在步骤824中可以从请求装置提供如下信息（例如与请求装置邻近的标识的AP、根据请求装置的直方图推导的信息等），映射数据库可以对该信息做出响应。例如，映射数据库可以提供覆盖区域地图类型（例如模值、均值、中值），用于在选择用于在定位时使用的适当AP时使用。备选地，映射数据库可以提供如下特定AP的标识，装置应当在估计位置时使用这些AP的信号。在这后一实例中，映射数据库可以执行用于装置的过滤/选择过程并且仅用将用于在定位时使用的实际AP做出响应。该过程然后可以在步骤826中完成并且可以返回到步骤820为装置提供的更多信息做准备。

如果在步骤822中确定在映射数据库中接收信息以用于在制定覆盖区域模型时使用，则在步骤828中可以关于是否应当在包含于覆盖区域地图信息中之前先过滤信息进行进一步确定。如果在步骤828中确定无需过滤，则该过程可以直接继续在步骤830中的覆盖区域地图制定。该过程然后可以在步骤826中终止并且返回到步骤820为下一次接收信息做准备。如果在步骤828中确定需要过滤，则在步骤832中可以在移向步骤830之前先进行对是否应当在覆盖区域地图制定时包括接收的指纹信息的考虑。如先前讨论的那样，映射数据库可以执行过滤以确定接收的指纹信息是否具有与在阈值（例如模值、均值、中值RSSI值）以上的对应的观测RSSI值，该阈值根据与指纹一起接收的直方图信息来推导出。如果与指纹对应的RSSI值超过阈值，则指纹可以可被接受用于在覆盖区域地图制定时使用。继过滤步骤832之后，可以在步骤834中关于是否应当在覆盖区域地图制定时使用指纹进行确定。如果应当使用指纹，则该过程可以返回到用于覆盖区域地图制定的步骤830。否则，该过程然后可以在步骤826中终止并且可以返回到步骤820为装置提供的进一步信息做准备。

尽管上文已经描述本发明的各种示例配置，但是本发明未严格限于先前实施方式。

例如，本发明可以根据至少一个示例性实施方式包括一种装置，该装置包括：用于在装置中接收无线信号的装置、用于确定每个接收的无线信号的信号强度的装置和用于在装置内维护的直方图中基于确定的信号强度累计每个接收的无线信号的出现的装置。

本发明的至少一个其它示例性实施方式可以根据至少一个示例性实施方式包括一种装置，该装置包括：用于在映射数据库处从装置至少接收信号源标识和从信号强度直方图推导的信息的装置以及用于在映射数据库中至少利用接收的标识和信息来创建与标识的信号源对应的覆盖区域地图的装置。

本发明的至少一个其它示例性实施方式可以包括如下电子信号，这些电子信号使装置接收无线信号、确定每个接收的无线信号的信号强度并且在装置内维护的直方图中基于确定的信号强度累计每个接收的无线信号的出现。

本发明的至少一个其它示例性实施方式可以包括如下电子信号，这些电子信号使装置在映射数据库从装置至少接收信号源标识和从信号强度直方图推导的信息并且在映射数据库中至少利用接收的标识和信息来创建与标识的信号源对应的覆盖区域地图。

因而本领域技术人员将清楚其中可以进行形式和细节上的各种改变而未脱离本发明的精神实质和范围。本发明的广度和范围不应受上文描述的示例性实施方式中的任何示例性实施方式限制、但是应当仅根据所附权利要求及其等效含义来限定。

Claims (30)

1.一种方法，包括：

在装置中接收无线信号；

确定每个接收的无线信号的信号强度；以及基于所确定的信号强度而在所述装置内维护的直方图中累计每个接收的无线信号的出现。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所述接收的无线信号中的信息来标识用于所述接收的无线信号中的每个无线信号的源；以及

至少将用于所述无线信号中的每个无线信号的源标识与从所述直方图推导的信息一起向映射数据库传输。

3.根据权利要求2所述的方法，其中从所述直方图推导的所述信息包括最大信号强度、最小信号强度、信号强度中值、信号强度模值、信号强度均值以及基于信号强度直方图概率质量的四分位信号强度范围和三分位信号强度范围中的至少一个信号强度范围。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括在传输之前基于从所述直方图推导的所述信息和接收的信号的强度至少对所述源标识进行过滤。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括仅基于具有从所述装置中的所述直方图推导的阈值以上的信号强度的接收的信号来确定装置位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述阈值是在覆盖区域模型中定义的信号强度中值、信号强度模值和信号强度均值中的至少一个。

7.一种方法，包括：

在映射数据库处，从装置至少接收信号源标识和从信号强度直方图推导的信息；以及

至少使用所接收的标识和信息来在所述映射数据库中创建与所标识的信号源对应的覆盖区域地图。

8.根据权利要求7所述的方法，其中仅使用具有在阈值以上的信号强度的接收的信息来创建所述覆盖区域地图。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述阈值是信号强度中值、信号强度模值和信号强度均值中的至少一个。

10.根据权利要求7所述的方法，还包括在所述映射数据库处从装置接收针对定位辅助的请求；以及

向请求装置发送将在定位时利用的覆盖区域地图类型或者将在定位时利用的信号源的标识中的至少一项。

11.一种计算机程序产品，包括在非瞬态计算机可读存储介质上记录的计算机可执行程序代码，所述计算机可执行程序代码包括：

被配置为使得装置在装置中接收无线信号的代码；

被配置为使得装置确定每个接收的无线信号的信号强度的代码；以及

被配置为使得装置基于所确定的信号强度而在所述装置内维护的直方图中累计每个接收的无线信号的出现的代码。

12.根据权利要求11所述的计算机程序产品，还包括被配置为使得所述装置基于所述接收的无线信号中的信息来标识所述接收的无线信号中的每个无线信号的源的代码；以及

至少将用于所述无线信号中的每个无线信号的源标识与从所述直方图推导的信息一起向映射数据库传输的代码。

13.根据权利要求12所述的计算机程序产品，其中从所述直方图推导的所述信息包括最大信号强度、最小信号强度、信号强度中值、信号强度模值、信号强度均值以及基于信号强度直方图概率质量的四分位信号强度范围和三分位信号强度范围中的至少一个信号强度范围。

14.根据权利要求12所述的计算机程序产品，还包括被配置为使得所述装置在传输之前基于从所述直方图推导的所述信息和接收的信号的强度至少过滤所述源标识的代码。

15.根据权利要求11所述的计算机程序产品，还包括被配置为使得所述装置仅基于具有在从所述装置中的所述直方图推导的阈值以上的信号强度的所述接收的信号来确定装置位置的代码。

16.根据权利要求15所述的计算机程序产品，其中所述阈值是在覆盖区域模型中定义的信号强度中值、信号强度模值和信号强度均值中的至少一个。

17.一种计算机程序产品，包括在非瞬态计算机可读存储介质上记录的计算机可执行程序代码，所述计算机可执行程序代码包括：

被配置为使得装置在映射数据库处从装置至少接收信号源标识和从信号强度直方图推导的信息的代码；以及

被配置为使得所述装置至少使用所接收的标识和信息来在所述映射数据库中创建与所标识的信号源对应的覆盖区域地图的代码。

18.根据权利要求17所述的计算机程序产品，其中仅使用具有在阈值以上的对应信号强度的接收的信息来创建所述覆盖区域地图。

19.根据权利要求18所述的计算机程序产品，其中所述阈值是信号强度中值、信号强度模值和信号强度均值中的至少一个。

20.根据权利要求17所述的计算机程序产品，还包括被配置为使得所述装置在所述映射数据库处从装置接收针对定位辅助的请求；以及

向请求装置发送用于在定位时利用的覆盖区域地图类型或者用于在定位时利用的信号源的标识中的至少一项的代码。

21.一种装置，包括：

至少一个处理器；以及

包括可执行指令的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述可执行指令被配置为与所述至少一个处理器配合以使得所述装置至少执行：

接收无线信号；

确定每个接收的无线信号的信号强度；以及

基于所确定的信号强度而在所述装置内维护的直方图中累计每个接收的无线信号的出现。

22.根据权利要求21所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述可执行指令还被配置为与所述至少一个处理器配合以使得所述装置基于所述接收的无线信号中的信息来标识所述接收的无线信号中的每个无线信号的源；以及

至少将用于所述无线信号中的每个无线信号的源标识与从所述直方图推导的信息一起向映射数据库传输。

23.根据权利要求22所述的装置，其中从所述直方图推导的所述信息包括最大信号强度、最小信号强度、信号强度中值、信号强度模值、信号强度均值以及基于信号强度直方图概率质量的四分位信号强度范围和三分位信号强度范围中的至少一个信号强度范围。

24.根据权利要求22所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述可执行指令还被配置为与所述至少一个处理器配合以使得所述装置在传输之前基于从所述直方图推导的所述信息和接收的信号的强度至少过滤所述源标识。

25.根据权利要求21所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述可执行指令还被配置为与所述至少一个处理器配合以使得所述装置仅基于具有在从所述装置中的所述直方图推导的阈值以上的对应信号强度的所述接收的信号来确定装置位置。

26.根据权利要求25所述的装置，其中所述阈值是在覆盖区域模型中定义的信号强度中值、信号强度模值和信号强度均值中的至少一个。

27.一种装置，包括：

至少一个处理器；以及

包括可执行指令的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述可执行指令被配置为与所述至少一个处理器配合以使得所述装置至少执行：

在映射数据库处从装置至少接收信号源标识和从信号强度直方图推导的信息；以及

至少使用所接收的标识和信息来在所述映射数据库中创建与所标识的信号源对应的覆盖区域地图。

28.根据权利要求27所述的装置，其中仅使用具有在阈值以上的对应信号强度的接收的信息来创建所述覆盖区域地图。

29.根据权利要求28所述的装置，其中所述阈值是信号强度中值、信号强度模值和信号强度均值中的至少一个。

30.根据权利要求27所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述可执行指令还被配置为与所述至少一个处理器配合以使得所述装置在所述映射数据库处从装置接收针对定位辅助的请求；以及

向请求装置发送用于在定位时利用的覆盖区域地图类型或者用于在定位时利用的信号源的标识中的至少一项。

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