CN103210692B

CN103210692B - 定位

Info

Publication number: CN103210692B
Application number: CN201080070062.XA
Authority: CN
Inventors: V·V·朗基; A·P·T·凯尼莱南; F·贝洛尼
Original assignee: Nokia Technologies Oy
Current assignee: Origin Asset Group Co ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: EP2622917A1; US9148761B2; CN103210692A; US9357353B2; US20150338496A1; WO2012042315A1; EP2622917A4; US20140051461A1

Abstract

一种装置包括：获得信号的复信号参数，信号是在构成定位设备的一部分的至少三个天线单元中的每个天线单元处从移动标签接收的；提取被调制到从移动标签接收的信号上的标识符；以及发送复信号参数和标识符，以由此允许位置计算设备计算移动标签相对于定位设备的方位。一种移动设备包括：用于接收一个或者多个数据分组的装置，该数据分组包括：表示信号的复信号参数的数据，信号是由移动标签发送并且在构成定位设备的一部分的至少三个天线单元中的每个天线单元处接收的，以及表示移动标签所发送的标识符的数据；以及用于使用复信号参数数据以计算移动标签相对于定位设备的方位的装置。

Description

定位

技术领域

本发明涉及定位。

背景技术

存在用于使用射频信号来确定装置的位置的许多已知技术。一些流行技术涉及全球定位系统（GPS）的使用，其中绕地球运行的多个卫星发送使GPS接收器能够确定它的位置的射频信号。然而GPS经常在确定室内准确位置时不是很有效。

一些非GPS定位技术使装置能够确定它的室内位置。然而这些技术中的许多技术未造成准确位置被确定，而其它技术则受其它缺点困扰。

发明内容

本发明的第一方面提供一种方法，该方法包括：

获得信号的复信号参数，该信号是在构成定位设备的一部分的至少三个天线单元中的每个天线单元处从移动标签接收的；

提取被调制到从移动标签接收的信号上的标识符；以及

发送复信号参数和标识符，以由此允许位置计算设备计算移动标签相对于定位设备的方位。

获得复信号参数可以包括获得用于至少三个天线单元中的每个天线单元的至少两个不同信号的信号参数。

获得复信号参数包括获得在至少三个天线单元中的每个天线单元处接收的信号的同相和正交样本。

发送复信号参数和标识符可以包括定位设备无线地广播样本和标识符。这里，该方法可以包括在从移动标签接收信号与发送复信号参数和标识符之间施加预定延迟。

发送复信号参数和标识符可以包括定位设备向服务器发送复信号参数和标识符。

发送复信号参数和标识符可以包括将复信号参数和标识符从定位设备经由多个中间物路由到位于位置计算设备附近的信标。

该方法可以包括在发送之前加密复信号参数和标识符。

本发明的第二方面包括一种方法，该方法包括：

移动设备的模块接收一个或者多个数据分组，数据分组包括：

表示信号的复信号参数的数据，信号是由移动标签发送并且在构成定位设备的一部分的至少三个天线单元中的每个天线单元处接收的，以及

表示移动标签所发送的标识符的数据；以及

模块使用复信号参数数据来计算移动标签相对于定位设备的方位。

该方法可以包括模块使用方位以及关于定位设备的位置和定向的信息以计算移动标签的位置。

该方法可以包括：

模块接收数据，该数据表示由移动标签发送并且在构成第二定位设备的一部分的至少三个天线单元中的每个天线单元处接收的信号的复信号参数，以及

模块使用复信号参数数据以计算移动标签相对于第二定位设备的方位；以及

模块使用方位以及关于第一和第二定位设备中的每个定位设备的位置和定向的信息以计算移动标签的位置。

移动标签可以构成移动设备的一部分，并且该方法可以包括：

移动标签发送用码序列调制的信号；并且

模块使用码序列以计算方位。

本发明的第三方面提供一种设备，该设备包括：

用于获得信号的复信号参数的装置，信号是在构成定位设备的一部分的至少三个天线单元中的每个天线单元处从移动标签接收的；

用于提取被调制到从移动标签接收的信号上的标识符的装置；以及

用于使得发送复信号参数和标识符、以由此允许位置计算设备计算移动标签相对于定位设备的方位的装置。

用于获得复信号参数的装置可以包括用于获得用于至少三个天线单元中的每个天线单元的至少两个不同信号的信号参数的装置。

用于获得复信号参数的装置可以包括用于获得在至少三个天线单元中的每个天线单元处接收的信号的同相和正交样本的装置。

用于发送复信号参数和标识符的装置可以包括定位设备中的用于无线地广播样本和标识符的装置。

该设备可以包括用于在从移动标签接收信号与发送复信号参数和标识符之间施加预定延迟的装置。

用于发送复信号参数和标识符的装置可以包括定位设备中的用于向服务器发送复信号参数和标识符的装置。

用于发送复信号参数和标识符的装置可以包括用于从定位设备经由多个中间物将复信号参数和标识符路由到位于位置计算设备附近的信标的装置。

该设备可以包括用于在发送之前加密复信号参数和标识符的装置。

一种定位设备可以包括如上文描述的设备，该定位设备包括至少三个天线单元以及用于发送样本和标识符的发送器装置。一种设备可以包括该定位设备和移动设备，移动设备被配置为接收定位系统发送的样本和标识符并且使用样本以计算移动标签相对于定位设备的方位。

本发明的第四方面提供一种设备，该设备包括：

移动设备的模块，该模块包括：

用于接收一个或者多个数据分组的装置，该数据分组包括：

表示信号的复信号参数的数据，该信号是由移动标签发送并且在构成定位设备的一部分的至少三个天线单元中的每个天线单元处接收的，以及

表示移动标签所发送的标识符的数据；

用于使用复信号参数数据以计算移动标签相对于定位设备的方位的装置。

该模块可以包括用于使用方位以及关于定位设备的位置和定向的信息以计算移动标签的位置的装置。

可选地，该模块包括用于接收数据的装置，该数据表示由移动标签发送的并且在构成第二定位设备的一部分的至少三个天线单元中的每个天线单元处接收的信号的复信号参数，并且该模块包括用于使用复信号参数数据以计算移动标签相对于第二定位设备的方位的装置；并且该模块包括用于使用方位以及关于第一和第二定位设备中的每个定位设备的位置和定向的信息以计算移动标签的位置的装置。

移动标签可以构成移动设备的一部分，并且该移动标签可以包括用于发送用码序列调制的信号的装置；并且该模块可以包括用于使用码序列以计算方位的装置。

本发明的第五方面提供一种在由计算机装置执行时控制它执行上文描述的方法的计算机程序。

本发明的第六方面提供一种包括机器可执行指令的计算机可读介质，该机器可执行指令在由计算装置执行时控制它执行一种方法，该方法包括：

获得信号的复信号参数，信号是在构成定位设备的一部分的至少三个天线单元中的每个天线单元处从移动标签接收的；

提取被调制到从移动标签接收的信号上的标识符；以及

本发明的第七方面提供一种包括机器可执行指令的计算机可读介质，该机器可执行指令在由计算装置执行时控制它以执行一种方法，该方法包括：

表示移动标签所发送的标识符的数据；以及

本发明的第八方面提供一种设备，该设备被配置为：

提取被调制到从移动标签接收的信号上的标识符；以及

使得发送复信号参数和标识符，以由此允许位置计算设备计算移动标签相对于定位设备的方位。

本发明的第九方面提供一种设备，该设备包括：

移动设备的模块，模块被配置为：

接收一个或者多个数据分组，数据分组包括：

表示移动标签所发送的标识符的数据；以及

使用复信号参数数据来计算移动标签相对于定位设备的方位。

附图说明

为了更好理解本发明的各种实施方式，现在将仅通过示例参照以下附图：

图1图示了根据本发明的方面的装置从根据本发明的其它方面的发送器接收无线电信号；

图2是根据本发明的方面的接收器装置的示意图；

图3是图示了根据本发明的方面的图2接收器装置的操作的流程图；

图4是根据本发明的方面的移动设备的示意图；

图5是根据本发明的方面的估计位置的方法的流程图；

图6图示了使用移位或者范围作为约束来估计位置；

图7是并入图2和4的系统的示意图。

具体实施方式

图1图示了在建筑物94的地面100上的位置95处（携带移动无线电通信装置10）的个人92。建筑物94可以例如是购物中心或者会议中心。

基站接收器装置30位于建筑物94的位置80处。在所示示例中，位置80在建筑物94的天花板（即架空的室内表面）上，但是在其它实现方式中，接收器可以放置于别处、比如墙上或者天花板以下的空腔内。出于将会明了的原因，基站接收器装置30可以称为定位接收器。

位置80位于建筑物的地面100上的用标号70表示的点的正上方。接收装置30用于使得能够确定装置10的位置，但是这未必是接收器装置30提供的仅有功能。例如，接收器装置30可以是收发器的如下部分，该部分用于例如经由蓝牙低能量协议信号或者无线局域网（WLAN）无线电信号向装置10的用户提供无线因特网接入。

简言之，移动设备10发送在基站接收器装置30处接收的信号。移动设备10可操作用于发送基站30可接收的无线电信号，例如蓝牙低能量协议信号。基站接收器装置30取得I和Q样本并且向移动设备10发送它们。移动设备10然后使用接收的样本来估计设备10相对于基站接收器装置30的方位（bearing）。根据方位，移动设备10可以计算它的位置。备选地，除了移动设备10之外的移动标签可以发送由基站接收器装置30接收的信号，并且移动设备可以使用这些信号的I和Q样本来计算移动标签相对于基站接收器装置30的方位。这里，移动标签10可以无接收器。移动标签无语音通信能力并且也可以无显示器和音频换能器。

通过指定沿着如下方位82的位置（图5中所示）来定义个人92的位置95，该方位82从接收器装置30的位置80开始、经过装置10的位置95而伸展。方位82由仰角θ和方位角来定义。

移动装置10可以例如是手持便携式电子设备，比如移动无线电电话。装置10可以定期发送无线电信号50作为信标。

无线电信号可以例如具有100米或者更少的传输范围。例如无线电信号可以是802.11无线局域网（WLAN）信号、蓝牙信号、超宽带（UWB）信号或者Zigbee信号。

图2示意地图示了基站接收器装置30的一个示例。接收器装置30包括天线阵列36，该天线阵列包括接收从移动终端10发送的相应无线电信号50A、50B、50C的多个天线单元32A、32B、32C。虽然示出三个天线单元，但是三是最小值并且这里描述的实施方式可以包括更多。

多个天线单元32A、32B、32C中的每个天线单元连接到可由控制器31控制的开关19，如下文所述。控制开关19被控制，以使得在给定的时间天线单元32A、32B、32C中的仅一个天线单元连接到放大器21。在混频器布置22处接收放大器21的输出。这里有由本地振荡器23和90°移相器24的布置提供的同相（I）和正交（Q）信号，该信号可以是模拟或者数字信号。采样器25被配置为从混频器布置接收I和Q输出信号并且取得其数字样本。采样器25可以采用任何适当形式、例如包括两个数模转换器（DAC）通道，一个用于I通道而另一个用于Q通道。混频器布置24和采样器25的效果是对接收的信号进行下变频并且提供降混频后的信号的数字I和Q样本。

向解调器26和消息形成器27提供采样器25的输出。解调器26被配置为解调在天线单元32A、32B、32C所接收的信号上调制的数据并且从中提取与发送接收的信号的移动标签有关的标识符。向消息形成器27提供这一标识符。

控制器31被配置为控制基站装置30的其它部件。控制器可以采用任何适当形式。例如，控制器可以包括处理电路32和存储设备33，该处理电路包括一个或者多个处理器，该存储设备包括单个存储器单元或者多个存储器单元。存储设备33可以存储在向处理电路32中加载时控制基站30的操作的计算机程序指令34。计算机程序指令34可以提供使装置能够执行上文描述的功能的逻辑和例程。消息形成器27可以仅包括控制器31。计算机程序指令34可以经由电磁载波信号到达装置30或者从物理实体21被复制，物理实体21例如为计算机程序产品、存储器设备或者记录介质（比如CD-ROM或者DVD）。

处理电路32可以是任何类型的处理电路。例如，处理电路32可以是解译计算机程序指令34并且处理数据的可编程处理器。处理电路32可以包括多个可编程处理器。备选地，处理电路32可以例如是具有嵌入式固件的可编程硬件。处理电路32可以是单个集成电路或者集成电路集合（即芯片组）。处理电路32也可以是硬接线的专用集成电路（ASIC）。处理电路可以称为处理装置。

处理电路32被连接以向存储设备33写入和从存储设备33进行读取。存储设备33可以是单个存储器单元或者多个存储器单元。

控制器31操作以控制开关19将天线单元32A、32B、32C轮流连接到放大器21。控制器31控制开关19在移动设备10发送的分组的首部的传输持续时间内将天线单元32A、32B、32C之一连接到放大器。在已经接收到该首部之后，控制器31控制开关19以将天线单元32A、32B、32C中的不同天线单元依次连接到LNA21。开关19的相继切换之间的间隔近似等于在发送的分组的净荷中使用的符号速率。

消息形成器27生成如下消息，该消息包括来自天线单元32A、32B、32C中的每个天线单元的下变频信号的I和Q样本以及标识符。然后向发送器28传递该消息，从该发送器经由天线29发送它。天线29可以备选地由天线单元32A、32B、32C中的一个或者多个天线单元构成。有利地广播该消息以使得它可以由移动电话10接收。

该消息可以包括多个分组，每个分组包括首部和净荷。分组的首部包括与基站接收器装置30有关并且用于标识基站接收器装置30的标识符。净荷包括从基站接收器装置30所接收的信号解调的I和Q样本和标识符。可以在一个分组中包括或者跨越多个分组拆分与在基站接收器装置30处接收的一个信号有关的I和Q样本以及标识符。一个分组可以包括与在基站接收器装置30处接收的两个或者更多信号有关的I和Q样本以及标识符，但是有利地，每个分组仅与一个信号有关。

在发明人构造的原型系统中，使用十六个天线单元32A。在这一系统中，对每个天线单元采样两次，尽管对一个天线单元（参考单元）更频繁地样本。执行三次测量产生了104个样本，这些样本在一个字节用于每个相应I和Q样本时共计208字节的数据。在消息中包括这些字节。

I和Q样本构成复信号参数，因为I和Q样本一起定义复信号的参数。

取代发送‘原始的’I和Q样本，控制器31可以处理I和Q样本以提供与接收的信号有关的其它复信号参数，可以根据这些复信号参数执行方位计算。例如控制器31可以提供在角度/相位域中对I和Q样本（对于每个天线一个样本）进行平均，之后将平均值转换回到I和Q域并且提供平均的样本作为复信号参数。

备选地，控制器31可以根据I和Q样本计算幅度和/或相位信息并且提供幅度、相位或者相位和幅度信息作为复信号参数。

无论复信号参数采用什么形式，在如上文描述的消息中包括它们。

例如使用无线电信号来无线地发送该消息。无线电信号可以具有100米或者更少的传输范围。例如，射频信号可以是802.11无线局域网（WLAN）信号、蓝牙或者蓝牙低能量信号、超宽带（UWB）信号或者Zigbee信号。

在图3的流程图中图示了基站30的操作。

在接收器装置10处接收消息。

图4图示了接收器装置10的示意图。装置10可以例如是手持便携式电子设备，比如移动无线电电话。装置10包括处理电路12、存储设备14、接收器16、用户输入设备18和用户输出设备20以及其它部件。装置10也包括发送器17。接收器16和发送器17共同连接到天线19。

处理电路12操作以处理接收的复信号参数以估计从基站接收器装置30到移动设备10的方位并且使用该方位来估计装置10的位置，该复信号参数在下文中被假设为I和Q样本。估计装置的位置可以涉及到使用与无线电信号50独立的约束信息。估计可以涉及到确定装置10沿着方位82的位置。备选地或者附加地，它可以涉及到使用多个基站收发器装置30生成的I和Q样本并且使用三角测量以确定移动设备10的位置。

在这一示例中，便携式装置10构成移动标签并且估计它自己的位置。在下文描述的其它实施方式中，便携式装置10估计与移动设备10关联的、但是可以远离移动设备的一个或者多个移动标签的位置。移动设备10本身无需发送信号以确定它的位置。

处理电路12可以是任何类型的处理电路。例如，处理电路12可以是解译计算机程序指令13并且处理数据的可编程处理器。处理电路12可以包括多个可编程处理器。备选地，处理电路12可以例如是具有嵌入式固件的可编程硬件。处理电路12可以是单个集成电路或者集成电路集合（即芯片组）。处理电路12也可以是硬接线专用集成电路（ASIC）。处理电路可以称为处理装置。

本领域技术人员将理解，为了清楚而将处理电路描述为是与接收器分离的实体。然而将理解，术语“处理电路”可以不仅涉及装置的主处理器而且还涉及在专用接收器芯片组中包括的处理电路，并且甚至涉及在主处理器中包括的处理电路与专用接收器芯片组的组合。

可以在模块内并入用于执行归于移动设备10的功能的芯片组。这样的模块可以集成于装置10内和/或可以是可与移动设备10分离的。

处理电路12被连接为从接收器16接收输入。接收器16被配置为接收射频信号，这些射频信号包括并入了基站接收器装置30所发送的消息的射频信号。

处理电路12被连接为向存储设备114写入和从存储设备读取。存储设备14可以是单个存储器单元或者多个存储器单元。

存储设备14可以存储在向处理电路12中加载时控制装置10的操作的计算机程序指令13。计算机程序指令13可以提供使装置能够执行图5中所示方法的逻辑和例程。

计算机程序指令13可以经由电磁载波信号到达装置10或者从物理实体21被复制，物理实体21例如为计算机程序产品、存储器设备或者记录介质（比如CD-ROM或者DVD）。

计算机程序指令13提供用于处理如下数据并且据此计算移动标签相对于定位设备的方位的指令，该数据表示移动标签所发送的并且在构成基站接收器装置30的一部分的天线单元32A、32B、32C中的每个天线单元处接收的信号的同相和正交样本。

处理电路12被连接为从用户输入设备18接收输入。处理电路12也被连接为向用户输出设备20提供输出。用户输出设备20用于向用户传送信息并且可以例如是显示设备。

用户输入设备18和用户输出设备20一起形成用户接口22的一部分。可以提供用户接口22作为单个单元，比如触屏显示设备。用户接口也包括可以与或者可以不与控制移动设备10的操作系统集成的软件。

移动设备10操作以从信号50A、50B、50C获得从基站30发送的消息中包括的复参数所表示的‘移位信息’，该移位信息依赖于相应天线单元32A、32B、32C的相对移位以及其它因素。在这里具体描述的示例中，该移位信息包括相位信息。

处理电路使用也称为正交相移调制的I-Q调制来解调样本的I和Q波形。在这一解调技术中，复样本反映两个正交载波的幅度。处理电路12处理复样本以确定最接近的匹配符号。应当理解，由于天线单元32在从不同方向接收时的固有相位特性并且也由于信号50从发送器装置10到每个天线单元32的不同飞行时间而用不同相位和幅度接收在不同天线单元处接收的相同信号。这一“飞行时间”信息在接收的信号50的相位中的固有存在使接收的信号50能够如下文更具体描述的那样被处理，以确定发送器装置10相对于接收器装置30的方位82。

图5图示了用于估计装置10的位置的方法。下文将描述图5的方法的各种实施方式。

在如图1和2中所示的接收器装置30处接收相应的在空间上分集的接收的无线电信号50A、50B、50C。在图4的方法的框200处，移动设备10接收如下消息，该消息包含在基站30上入射的第一、第二和第三无线电信号50A、50B、50C的I和Q样本。

在框210处，处理电路12使用I和Q样本以估计装置10相对于基站接收器装置30的位置80的方位82。现在描述一种确定方位82的方法，但是其它方法也是可能的。

一旦获得来自每个天线单元32的复样本，在处理器12处可以形成阵列输出矢量y(n)（也称为快照）：

y(n)=[x₁,x₂,...,x_M](1)

其中x_i是从第i个天线单元32接收的复信号，n是测量结果的索引，并且M是阵列36中的单元32的数目。

如果RX阵列36的复阵列传递函数已知——它来自校准数据——则可以根据测量的快照估计到达角度（AoA）。

用于估计推定AoA的最简单方式是使用波束赋形，即计算与所有可能AoA有关的接收功率。用于常规波束赋形器的公知公式是：

其中：

是接收的信号的协方差矩阵的样本估计，是与有关的阵列传递函数。是方位角，并且θ是仰角。

一旦在所有可能AoA中计算了波束赋形器的输出功率，则将具有最高输出功率的方位角和仰角的组合选择为方位82。

系统的性能依赖于阵列36的性质。

例如，与不同AoA有关的阵列传递函数应当具有尽可能低的相关性，以用于获得无歧义结果。

相关性依赖于天线单元32的个别辐射图案、单元间距离和阵列几何形状。阵列单元32A、32B、32C的数目也对性能有影响。阵列36具有的单元32A、32B、32C越多，方位估计就变得越准确。在最少程度上，在平面阵列配置中至少存在3个天线单元32A、32B、32C，但是在实践中，更多的单元会提供更好的性能。

接着在框220处，处理器12估计装置10的位置。这可以涉及到处理器12使用方位和约束信息来估计装置的位置。使用约束信息使处理器12能够确定装置10沿着估计的方位82的位置。

图6也图示了从接收器装置30的位置80到发送器装置10的位置95的方位82，其已经由处理器12在接收到无线电信号50之后进行了估计。方位82由仰角θ和方位角定义。

处理器12可以使用方位（仰角θ和方位角）和约束信息（例如竖直移位h（图6）或者附加方位或者范围r），用坐标估计装置10相对于接收器装置30的位置80而言的位置。处理器12可以通过使用三角函数转换坐标来用卡迪尔坐标估计装置10的位置。

使用用于标识基站30的位置和定向的信息，移动设备10可以根据方位和约束信息来计算它的绝对位置。可以在移动设备10处以任何适当方式接收用于标识基站30的位置和定向的信息。例如，它可以由基站30直接广播。广播可以定期进行，或者可以与承载I和Q样本的消息一起或者作为消息的一部分广播该信息。备选地，移动设备可以通过例如使用浏览器应用或者使用另一查询和响应技术来访问数据库，以获得用于标识基站30的位置和定向的信息。

备选地，框220可以涉及到从两个基站30的三角测量。在这一情况下，无需约束信息，但是不排除使用约束信息。在这一备选方案中，框200涉及到从两个基站30接收消息。如移动设备10根据基站30在消息中包括的标识符所确定的那样，每个消息都与移动设备10有关。针对每个基站执行框210从而提供两个方位。框220涉及到移动设备10使用标识两个基站30的位置和定向的信息以及相对于基站的方位以通过三角测量计算它的绝对位置。

上文描述的系统允许移动设备10计算它的位置而不访问GPS或者其它基于卫星的系统。另外，这用相对简单的基础结构来实现，该基础结构在它的最简单形式中包括多天线接收器、信号采样装置和样本传输装置，即在系统的基础结构侧无任何实质处理。附加地，利用相对适度的系统约束，这样计算的位置可以比其它这样的系统提供的位置明显更准确。

图7是图示了包括基站30和移动设备10的系统37的示意图。基站30是多个基站中的第一基站，其中的第二至第七基站分别标注为40至45。移动设备10是在多个设备之中的第一移动设备，分别在36和47处图示了其中的第二和第三移动设备。服务器48直接或者间接连接到多个基站30、40至45中的每个基站。

在围绕感兴趣的区域的各种位置提供第一至第七基站30、40至45。如上文讨论的那样，感兴趣的区域可以例如是办公建筑物或者购物中心。基站分布于感兴趣的区域周围，这允许确定设备10、46、47在感兴趣的区域内的位置。

第一至第七基站30、40至45彼此相同，除非另有明示。在图7中示出第一基站30的一些部件，并且将理解在其它基站中也包括、但是为了清楚而从图中省略了这些部件。第一基站30被示出为包括天线38、发送器/接收器接口49（其可以包括图2的发送器28）、一个或者多个存储器33和一个或者多个处理器32。第一基站30也包括在图7中表示为电池的电源54，但是它可以备选地例如是与市电电源的连接。

服务器48构成计算装置。服务器48包括一个或者多个处理器55和一个或者多个存储器56。服务器48也连接到可以在服务器48内部或者可以在其外部的数据库57。之所以称为服务器48是因为它具有如下处理资源，这些处理资源在明显程度上超过了系统37的其它部件的资源。

系统37也包括可以采用任何适当形式的时序参考58。时序参考58向系统37的包括基站30、40至45和服务器48在内的各种部件提供参考时间源。时序参考58也可以向移动设备10、46、47提供参考时间。

图7图示了其中多个基站可以连接到服务器48的备选方式。一些基站可以由有线链路、例如以太网链路直接连接到服务器。示出第一基站30为由第一有线链路59直接连接到服务器48。多个基站42中的其它基站由无线链路直接连接到服务器48。示出第四基站42由第一无线链路60连接到服务器48。其它基站由中间物连接到服务器48。在图中，示出第二基站40通过与第一基站的第二有线链路61以及第一基站30与服务器48之间的第一无线链路59连接到服务器48。在充当路由器时，第一基站30的存储器33中存储的计算机程序（未示出）以控制发送器/接收器接口49接收分组并且重传它们这样的方式由处理器32执行。第一和第二有线链路59、61为双向的，并且第一基站30可操作用于将分组从第二基站40路由到服务器48并且从服务器48路由到第二基站40。

在基站与服务器48之间的间接链路可以涉及到不同类型的链路。例如，第三基站41由在第三基站41与第一基站30之间的第二无线链路62并且通过在基站30与服务器48之间的第一有线链路59连接到服务器48。在充当第三基站41与服务器48之间的路由器时，在第一基站30的存储器52中存储的计算机程序（未示出）由处理器52执行以控制发送器/接收器接口49从第二基站接收无线分组、按照需要转换协议并且在第一有线链路59上向服务器48发送分组。第一基站30也可操作用于经由第一有线链路59从服务器48接收分组并且经由第二无线链路62向第二基站41转发它们作为无线分组。

第一基站30以及用于对分组寻路由的任何其它基站通过检测分组首部中的目的地地址、使用基站中存储的预定义规则判决路由并且经由它的发送器/接收器接口49向外部传递分组来对分组寻路由。

基站可以经由中间物网络连接到服务器48而不是直接或者经由其它基站间接连接。例如如图7中所示，第五至第七基站43至45由中间物网络63连接到服务器48。网络可以是网际协议（IP）网络、例如因特网或者内部网。在服务器48与网络63之间的第三有线链路64允许借助在基站43和44与网络63之间的第四和第五有线连接65、66在服务器58与第五和第六基站43、44之间的通信。第七基站45通过与第五基站43的第六有线链路连接到网络63，该第五基站充当在服务器基站45与网络63之间的路由器。

服务器48经由网络63与第五至第七基站43至45的连接允许服务器48远离基站而定位。例如服务器48可以位于定位服务提供商的驻地并且可以在与基站43至45不同的国家中或者甚至在不同大陆上。分组能够通过在分组首部中包括的目的地地址信息实现的寻路由在服务器48与第五至第七基站43至45之间传递。

由于第一至第七基站30、40至45位于同一感兴趣区域中，所以比如第一移动设备10的移动设备可以在多个基站的范围内。在图7中，图示了第一移动站10的传输可由第一、第三、第四和第七基站30、41、42和45接收。然而，在基站从第一移动设备10接收的信号的强度依赖于第一移动设备和相应基站30、41、42、45的距离、第一移动设备10与基站之间的方位以及移动设备与基站之间的视线中的任何障碍的性质。假设基站30、41、42、45接收第一移动设备10的相同传输，则接收的信号的强度可能对于每个基站不同。信号的强度可以例如由信号功率的测量结果表示。

上文描述集中于其中移动设备10改变它自己的位置的情形。然而本发明也可适用于其中移动设备10被配置为计算与移动设备10远离的移动标签的位置的实施方式。例如移动设备10可以被配置为计算第二移动设备46或者第三移动设备47的位置。这些实施方式具有许多可能的应用。例如，第二和第三移动设备46、47可以是携带第一移动设备10的个人的孩子所携带的设备。这些实施方式允许第一移动设备10的用户确定他们的孩子在感兴趣区域内的如通过第二和第三移动设备46、47的位置确定的位置。第二和第三移动设备46、47不必包括接收器能力；即使设备仅具有发送能力，仍然可以确定它们的位置。第二和第三移动设备46、47将在下文中称为第一和第二移动标签。

第一和第二移动标签46、47中的每个移动标签发送包括各自标识符的信号。信号由附近的基站30、40至45接收并且如上文描述的那样具体通过对接收的信号采样并且在消息中将I和Q样本与标识符一起提供来进行处理。然后向第一移动设备10转发消息，从而它可以执行为了确定第一和第二移动标签46、47的位置而必需的计算。转发可以用任何适当方式进行。

例如，可以向服务器48转发由基站30、40至45形成的消息，该服务器然后可以向第一移动设备10传递该消息。在一个备选方案中，服务器48存储接收的消息并且通过向如下请求的发送者转发消息来对请求做出响应，该请求用于请求涉及特定移动标签46、47的消息。以这一方式，第一移动设备10可以通过向服务器48发送请求并且通过处理从服务器接收的答复来获得涉及第一移动标签46的消息。备选地，服务器48可以指示所有基站30、40至45广播消息。以这一方式，在基站30、40至45之一的接收范围内的包括第一移动设备10在内的所有移动设备能够接收消息。接收消息的移动设备可以被布置为检查构成消息的一部分并且涉及第一移动标签46的标识符并且基于标识符确定是否处理接收的消息以计算第一移动标签46的位置。如果加密或者以别的方式隐藏消息，则除了（具有相关加密密钥或者为了揭示消息而必需的其它手段的）第一移动设备10之外的移动设备不能计算第一移动标签46的位置。在另一备选方案中，服务器48了解第一移动设备10的位置并且被配置为对消息寻路由以用于仅由基站30、40至45中的与第一移动设备10最近的基站广播。

在备选实施方式中，系统37不具有服务器48。在这些实施方式中，从第一移动标签46接收传输的基站30、40至45所预备的消息广播消息，从而它可以由在基站45的接收范围内的其它基站接收。这里，基站30、40至45中的每个基站被配置为监听其它基站的广播并且重新广播在这样的广播中接收的消息。以这一方式，在基站30、40至45的整个布置内传播消息。在这些实施方式中，如果基站创建的消息具有该消息唯一或者准唯一的标识符则是有利的。以这一方式，其它基站可以检查基站尚未广播具有相同标识符的消息并且如果确定具有该标识符的消息已经由该基站广播则阻止重新广播。这可以防止消息在整个系统37内循环。

如果在相邻基站30至45之间的间距和基站的发送功率使得基站可以正确接收未紧接相邻的基站的传输，则系统37可以被配置为使得并非所有基站被配置为重新广播从其它基站接收的消息。在这些实施方式中，基站30、40至45中的一些基站被指定为重新广播基站，并且其余基站被指定为被动基站。在这些实施方式中，仅重新广播基站重新广播从其它基站接收的消息。被动基站被配置为使用从移动设备接收的信号来创建消息、但是被配置为不重新广播从其它基站接收的消息。因此与其中所有基站重新广播接收的消息的系统相比可以减少传输和广播的数目。

在备选实施方式中，移动设备、比如第三移动设备47作为自组织网络的一部分用来向移动设备转发来自基站的消息。这允许被动基站在它们的构造上更简单从而例如允许它们具有比其它基站更低的连通要求。这可以在基站30、40至45与系统37的基础结构（例如服务器48）之间提供有线链路可能相对困难和/或昂贵时特别重要。

在一些实施方式中，第一和第二移动标签46、47具有第一移动设备10也已知的代码。这里的第一和第二移动标签46、47被配置为将该代码调制到它们的传输中。以这一方式，仅了解代码的设备可以根据接收基站30、40至45所产生的I和Q样本来计算移动标签46、47的位置。这意味着第一移动设备10可以计算第一和第二移动标签46、47的位置，但是其它移动设备或者实际上任何其它设备不能计算该位置。这因此提供了增强的私密性。

在其中基站30、40至45在广播或者其它传输之前加密消息的实施方式中，访问为了解密消息而需要的密钥可能要支付费用或者预订。以这一方式，系统37的运营商能够从系统37的使用中获得收益。备选地或者附加地，在服务器48核对消息时，向移动设备10广播或者传输消息可能要支付费用或者预订从而向系统37的运营商提供收益。

虽然存储器14和存储器33被图示为单一部件，但是可以将它们实施为一个或者多个单独的部件，其中的一些或者所有部件可以集成/可拆卸和/或可以提供持久/半持久/动态/高速缓存的存储装置。

应当理解对‘计算机可读存储介质’、‘计算机程序产品’、‘有形实现的计算机程序’等或者‘控制器’、‘计算机’、‘处理器’等的引用不仅涵盖具有不同架构、比如单/多处理器架构和顺序（冯·诺依曼）/并行架构的计算机而且涵盖专门化电路、比如现场可编程门阵列（FPGA）、专用电路（ASIC）、信号处理设备和其它设备。应当理解，对计算机程序、指令、代码等的引用涵盖用于可编程处理器或者固件的软件、如例如硬件设备的可编程内容、无论是用于处理器的指令还是用于固定功能设备、门阵列或者可编程逻辑器件等的配置设置。

Claims

1.一种用于处理复信号参数的方法，包括：

获得信号的I复信号参数和Q复信号参数，所述信号是在构成定位设备的一部分的至少三个天线单元中的每个天线单元处从移动标签接收的；

提取被调制到从所述移动标签接收的所述信号上的标识符；以及

发送所述I复信号参数、所述Q复信号参数和所述标识符，以由此允许位置计算设备计算所述移动标签相对于所述定位设备的方位；

其中发送所述I复信号参数、所述Q复信号参数和所述标识符包括所述定位设备无线地广播所述信号的样本和所述标识符。

2.如权利要求1所述的方法，其中获得I复信号参数和Q复信号参数包括获得：

a)用于所述至少三个天线单元中的每个天线单元的至少两个不同信号的信号参数；或者

b)在所述至少三个天线单元中的每个天线单元处接收的信号的同相和正交样本。

3.如权利要求2所述的方法，包括在从所述移动标签接收所述信号与发送所述复信号参数和所述标识符之间施加预定延迟。

4.如权利要求1所述的方法，其中发送所述I复信号参数、所述Q复信号参数和所述标识符包括：

a)所述定位设备向服务器发送所述I复信号参数、所述Q复信号参数和所述标识符；或者

b)将所述复信号参数和所述标识符从所述定位设备经由多个中间物路由到位于所述位置计算设备附近的信标。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，包括在发送之前对所述I复信号参数、所述Q复信号参数和所述标识符进行加密。

6.一种用于计算方位的方法，包括：

移动设备的模块接收一个或者多个数据分组，所述数据分组包括：

表示信号的I复信号参数和Q复信号参数的数据，所述信号是由移动标签发送并且在构成定位设备的一部分的至少三个天线单元中的每个天线单元处接收的，以及

表示所述移动标签所发送的标识符的数据；以及

所述模块使用所述I复信号参数数据和所述Q复信号参数数据来计算所述移动标签相对于所述定位设备的方位。

7.如权利要求6所述的方法，包括：

a)所述模块使用所述方位以及关于所述定位设备的位置和定向的信息来计算所述移动标签的位置；或者

b)所述模块接收表示信号的I复信号参数和Q复信号参数的数据，所述信号是由所述移动标签发送并且在构成第二定位设备的一部分的至少三个天线单元中的每个天线单元处接收的，以及

所述模块使用所述I复信号参数数据和所述Q复信号参数数据来计算所述移动标签相对于所述第二定位设备的方位；以及

所述模块使用所述方位以及关于第一定位设备和所述第二定位设备中的每个定位设备的位置和定向的信息来计算所述移动标签的位置。

8.如权利要求6或7所述的方法，其中所述移动标签构成所述移动设备的一部分，所述方法包括：

所述移动标签发送利用码序列调制的信号；以及

所述模块使用所述码序列来计算所述方位。

9.一种用于处理复信号参数的设备，包括：

用于获得信号的I复信号参数和Q复信号参数的装置，所述信号是在构成定位设备的一部分的至少三个天线单元中的每个天线单元处从移动标签接收的；

用于提取被调制到从所述移动标签接收的所述信号上的标识符的装置；以及

用于发送所述I复信号参数、所述Q复信号参数和所述标识符、以由此允许位置计算设备计算所述移动标签相对于所述定位设备的方位的装置。

10.如权利要求9所述的设备，其中用于以下操作中至少一项的装置：

a)获得I复信号参数和Q复信号参数包括用于获得用于所述至少三个天线单元中的每个天线单元的至少两个不同信号的信号参数的装置，或者

b)获得I复信号参数和Q复信号参数包括用于获得在所述至少三个天线单元中的每个天线单元处接收的信号的同相和正交样本的装置，或者

c)发送所述I复信号参数、所述Q复信号参数和所述标识符包括在所述定位设备中的用于无线地广播所述样本和所述标识符的装置，或者

d)在从所述移动标签接收所述信号与发送所述I复信号参数、所述Q复信号参数和所述标识符之间施加预定延迟。

11.如权利要求9所述的设备，其中用于发送所述I复信号参数、所述Q复信号参数和所述标识符的所述装置包括：

a)在所述定位设备中的用于向服务器发送所述I复信号参数、所述Q复信号参数和所述标识符的装置；或者

b)用于将所述I复信号参数、所述Q复信号参数和所述标识符从所述定位设备经由多个中间物路由到位于所述位置计算设备附近的信标的装置。

12.如权利要求9至11中任一项所述的设备，包括用于在发送之前对所述I复信号参数、Q复信号参数和所述标识符进行加密的装置。

13.一种用于计算方位的设备，包括：

移动设备的模块，所述模块包括：

用于接收一个或者多个数据分组的装置，所述数据分组包括：

表示所述移动标签所发送的标识符的数据；以及

用于使用所述I复信号参数数据和所述Q复信号参数数据来计算所述移动标签相对于所述定位设备的方位的装置。

14.如权利要求13所述的设备，所述模块

a)包括用于使用所述方位以及关于所述定位设备的位置和定向的信息来计算所述移动标签的位置的装置；或者

b)包括用于接收表示信号的复信号参数的数据的装置，所述信号是由所述移动标签发送并且在构成第二定位设备的一部分的至少三个天线单元中的每个天线单元处接收的，并且

所述模块包括用于使用所述复信号参数数据来计算所述移动标签相对于所述第二定位设备的方位的装置；并且

所述模块包括用于使用所述方位以及关于第一定位设备和所述第二定位设备中的每个定位设备的位置和定向的信息来计算所述移动标签的位置的装置；或者

其中所述移动标签包括用于发送利用码序列调制的信号的装置；并且所述模块包括用于使用所述码序列来计算所述方位的装置。