CN103404214A

CN103404214A - 移动蜂窝电信网络中移动终端的室内定位

Info

Publication number: CN103404214A
Application number: CN2012800101016A
Authority: CN
Inventors: S·斯卡拉菲亚; A·斯特里乌利
Original assignee: Sisvel Technology SRL
Current assignee: Sisvel Technology SRL
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2032-02-23
Also published as: IT1404531B1; KR101908620B1; JP2014506769A; EP2679063B1; JP6021190B2; US20130316740A1; KR20140012108A; CN103404214B; US10136264B2; EP2679063A1; ITTO20110160A1; TWI463890B; WO2012114304A1; TW201240497A

Abstract

一种用于移动蜂窝终端（3）的室内定位的处理，该移动蜂窝终端（3）配备有能够与移动蜂窝电信网络（2）通信的收发器装置，所述室内定位是通过这样的系统实现的，该系统包括：处于室内环境（6；A-G）内部的至少一个发送器装置（5a-5g），以及配备有至少一个接收器装置（4）的至少一个所述移动终端（3），所述至少一个接收器装置（4）能够接收由至少一个处于所述室内环境（6；A-G）内部的所述发送器装置（5a-5g）发送的数据，并且能够通过所述移动蜂窝电信网络（2）经由所述收发器装置将它们中继至定位站（7），所述处理包括以下步骤，其中：a）至少一个处于所述室内环境（6；A-G）中的所述发送器装置（5a-5g）发送所述发送器装置（5a-5g）所位于的所述室内环境（6；A-G）的至少一个标识符（ID；<A>-<G>）；所述移动终端（3）的所述接收器装置（4）接收由至少一个所述发送器装置（5a-5g）发送的所述标识符（ID；<A>-<G>）；所述移动终端（3）的所述收发器装置通过所述移动蜂窝电信网络（2）将所述标识符（ID；<A>-<G>）或与其相关联的数据中继至所述定位站（7）；以及所述定位站（7）通过在参考所述定位站（7）可访问的现有数据库（9）之后将所述标识符（ID；<A>-<G>）与所述室内环境（6：A-G）的位置相关联，来基于通过所述移动蜂窝电信网络（2）从所述移动终端（3）接收的所述标识符（ID；<A>-<G>）或所述与其相关联的数据，来定位所述移动终端（3），所述数据库（9）包括将所述标识符（ID；<A>-<G>）和与发送所述标识符的发送器（5a-5g）所位于的所述室内环境（6；A-G）的位置有关的数据相关联的信息，并且其中，所述标识符（ID）与处于所述室内环境（6）内的至少一个固定通信终端（8）相关联，并且其中，所述与所述室内环境的位置有关的数据包括所述固定通信终端（8）的地理地址（LOCATION）。

Description

移动蜂窝电信网络中移动终端的室内定位

技术领域

本发明涉及用于在移动蜂窝电信网络中室内定位移动终端的处理和系统，并且涉及相关联的移动终端。

背景技术

如已知的，定位移动终端已经变得特定重要，因为在美国和欧洲都已经规定了这样的法令，其强制无线基础设施的运营者向接收到单一紧急电话号码呼叫的急救中心提供拨打这种呼叫的用户的位置。具体来说，在美国，该服务被称作E-911（Enhanced-911）；美国联邦通信委员会的书面文件“A Report on Technical and Operational IssuesImpacting The Provision of Wireless Enhanced911Services”根据使用技术，提出以50至300米的可变准确度来定位用户的可能性。

目前在欧洲提供了与DIRECTIVE2002/22/EC OF THEEUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of7th March2002兼容的类似服务，其需要：“Member States shall ensure thatundertakings which operate public telephone networks make callerlocation information available to authorities handling emergencies,tothe extent technically feasible,for all calls to the single Europeanemergency call number‘112’”。

对于固定电话装置来说，用户定位服务已经因使用从电话公司可获得的数据库而可用，该数据库关联电话号码与该装置的位置的地理地址。

该定位服务需要以下数据在“推送（push）”模式中可用（即，只要第一铃声出现在911/112操作站操作员的监视器上，就立即直接发送至该操作站的信息系统并显示）：

-地址、街道或街区以及号码；

-地理坐标（x和y）；

-呼叫方电话号码。

至于涉及移动终端定位，存在两个标准，其从架构（architectural）角度描述了不同方法：

-根据在文献“3GPP Functional stage2description of LocationServices(LCS)”中描述的第一标准，定位消息基于信令信道在要定位的终端与定位服务器之间交换（控制层面方法）；

-根据在文献“User Plane Location Protocol”中描述的第二标准，定位消息基于GPRS或SMS连接，通过客户端－服务器方法在要定位的终端与定位服务器之间发送（用户层面方法）。

在两种情况下，在终端与服务器之间交换的消息包含用于定位目的的数据，其中：

-电话号码（MSID）；

-定位技术标识符；

-取决于所使用的定位技术的数据和测量。

至于室外环境中的移动电话装置，定位通常借助于GNSS（全球导航卫星系统）卫星系统而发生，其中最广泛的是GPS（全球定位系统）。所述系统具有接近10米的准确度；对于在差卫星可见度的条件（如在城市中心或室内环境内）下的定位应用来说，GPS因不足准确度而不非常有效。针对该事实，为了正确地操作，需要接收器与至少四个卫星之间的连接的可见线（visibility line）。

为了克服在具有高密度建筑物的城市中心定位的问题，已经提出了基于GSM/UMTS蜂窝网络测量的许多定位技术：因为来自移动终端的紧急呼叫从配备有这种技术的物体导出，所以这允许按更有效的方式来实现该服务。

在该文献中描述的主要目的是：

-增强小区ID(E-CID)，其中，移动终端的位置通过服务其的无线电基站的位置来识别，这是借助于在信令步骤期间与移动终端交换的测量结果（网络测量报告，定时超前）来估算与其相距的距离实现的；

-上行链路抵达时间差（U-TDOA），其中，通过计算从终端至至少三个不同无线电基站的上行链路信号的抵达时间差，来估算该终端的位置；

-高级前向链路三边测量（AFLT），其中，终端收集对来自至少三个无线电基站的信号的功率/时间/角度的测量结果，并且将它们转发至网络，其接着将它们用于执行三角测量；

-增强观察时间差（E-OTD），其中，该终端通过计算来自至少三个不同无线电基站的下行链路信号的抵达时间差，来估算其自身位置。

E-CID技术确保取决于小区覆盖范围的准确度，并且可能不足以定位室内呼叫；基于三角测量/三边测量的其它技术更准确，但需要用于与至少三个无线电基站通信的终端；此外，U-TDOA技术（其实际上在美国被用于E-911）需要针对蜂窝网络的修改。

在该文献中提出的如还可在室内环境内操作的一种技术是辅助GPS，其允许配备有GPS接收器的终端通过例如位于无线电基站中的另一GPS来接收某些辅助数据（看到的卫星的编号和ID、星历、GPS时间）：这允许加速接收器的首次定位时间（因为其已经获知要寻找哪些卫星及其位置）。这还可以被接收器利用，其可能花费更多时间来计算伪距，以使还可以定位按低功率接收的卫星，这是在室内环境中常见的典型的情况：这仅可以利用所谓的高灵敏GPS接收器来获得，其集成到终端中非常昂贵。

用于定位建筑物内的物体或人的需要已经导致设想了能够利用依赖本地基础设施的技术的许多方法，这些方法允许定位基础设施区域内部的终端。该主要技术基于：

-红外或超声传感器；

-Wi-Fi/IEEE802.11终端；

-ZigBee/IEEE802.15终端；

-RFID平台。

最准确的解决方案（也是最昂贵的）是基于来自多个传感器的朝向终端的红外或超声信号的三角测量：除了非常昂贵以外，这种技术仅提供短距覆盖，并且遭受更多来自多路径的影响。在专利US6317386中描述了这种解决方案的一个示例，其采用了针对室内定位的超声系统。

将无线局域网（WLAN）用于定位服务很广泛。该领域的大部分研究（其可以在该文献中找到）涉及IEEE802.11Wi-Fi标准（具体来说，版本b和g），该技术现在已经变为被稳定地集成到所有最新一代的智能电话中。在这种情况下，同样，来自多个接入点的信号的三角测量竟对于多路径影响敏感；为解决这个问题，已经创建了已知为指纹识别的其它定位技术，其基于校准步骤，其中，来自该区域的要定位的某些点中的多个接入点（例如，WLAN接入点）的无线电电信号的功率测量结果被采用并保存在数据库中。在定位步骤中，终端测量来自多个接入点的信号的功率水平，并将其与存储在数据库中的那些相关，由此，将其自身定位于在与和实时获取的那些最相关的测量结果相关的位置中。尽管不太敏感于多路径影响，但该方法可扩展性较差并且耗时，因为每次添加接入点或者改变环境中物体的布置时需要重复校准步骤。在专利US7305245中描述了基于指纹识别技术的室内定位的一个示例。

基于利用低发送功率的技术的解决方案从架构角度来说低成本并且更灵活，因为它们通过增加基准站的数量补偿了较差的覆盖，所以开发了在与它们共享相同电力供应的其它装置中按嵌入模式利用它们的可能性。

这些技术之一是ZigBee，其基于IEEE802.15协议，并且通过开发节点之间的通信能力而在传感器网络定位领域广泛使用。

另一广泛流传的技术是针对自动标识物体、动物或人（AIDC，自动标识和数据采集）而创建的RFID（射频标识），其基于与必须借助于电子装置所标识的对象（称作RFID标签或应答器（下面，还简称为标签））相关联地存储数据的能力，RFID标签或应答器可以按两种模式将这种信息传送至称作RFID读取器（下面，还简称为读取器）的远程读取器系统：

-被动，其中，标签仅在其被非常临近的读取器询问时发送数据；

-主动，其中，配备有电池的标签按规律间隔发送信息。

在定位领域，通常使用主动模式，其中：

-要定位的物体或人配备有发送可以包含数据的信号的RFID标签；

-多个RFID读取器，其设置在必须发生定位的环境中，其同时充当用于定位目的的基站和由RFID标签所发送的信号的聚集器，其必须接着被中央服务器处理；

-中央服务器处理从各个读取器接收的信号，并且基于这些信号的特征（从多个读取器接收的RFID标签的功率，来自多个RFID读取器的信号的抵达时间差）和对读取器位置的获知来计算标签的位置。

定位技术可以为从指纹识别到功率测量结果的三角测量法的技术，或者在UWB（超宽带）情况下为时间测量的三角测量法。

在这个领域，当前开发了用于定位和跟踪室内区域内的物体和人（跟踪医院的医生或病人、跟踪工业资产等）的许多解决方案，称作作RTLS（实时定位系统）；而且，通过创建已经公布了涉及按2.4GHz频带发送的RFID标签的几个标准的组，试图通过ISO/IEC主体补偿标准化缺乏。

在论文“LANDMARC:Indoor Location Sensing Using ActiveRFID”,Proceedings of the First IEEE International Conference onPervasive Computing and Communications,2003中描述的LANDMARC解决方案引入了基准标签概念，即，利用一些标签作为用于定位目的的基准站，由此，将读取器限制成充当聚集器（aggregator）；在这种情况下，获知基准标签列表的定位服务器从读取器接收来自这些标签和来自要定位的标签两者的信号，并由此可以通过相关测量来获取后者的位置。

将标签用作基准开启了通往第三类解决方案的门，其中，读取器与要定位的移动物体相关联。

专利US7589616提议在建筑物中安装多个RFID标签装置，并且使用内置于移动终端中的读取器，其将其读取的数据转发至能够通过指纹识别定位终端的接入点。

专利US7242303描述了类似解决方案，其使用用于处理建筑物中的紧急情况的服务中心。

在专利US7388490中，将该标签－读取器解决方案用于定位来自VOIP终端的紧急呼叫，其中，配备有读取器的终端读取来自标签的数据，并且按无线方式将它们中继至服务器，其接着比较它们与内部数据库，以确定呼叫方的位置。

上述专利US7589616、US7242303以及US7388490中提出的解决方案旨在相对定位建筑物（房间、区域甚或相对坐标，“室内”）内的终端：因此，它们基于使用能够获知执行定位的位置（特别是基准标签的位置）的地理学，并且能够处理由这些标签发送并且通过读取器中继的数据的服务器，以便计算与读取器本身相关联的物体的位置。

在最通常的情况下，例如，紧急呼叫的定位，该位置信息用于急救中心，其并不知道该位置的地理学（特别是，建筑物内部的标签布置），并由此仅需要获知移动终端是否处于建筑物内部；利用上述的目前方法，这是不可能的。

发明内容

由此，本发明的一个目的是，通过提供下面的处理来解决现有技术的上述问题，该处理用于通过未获知移动终端所位于的室内环境的定位站，对移动蜂窝电信网络（下面，还称为蜂窝电话网络或蜂窝网络）中的移动终端进行室内定位。此后，术语“移动终端”还被用于指示移动蜂窝终端，即，适于利用移动蜂窝电信网络建立任何种类通信的移动终端。

本发明的另一目的是，提供一种用于对移动蜂窝电信网络中的移动终端进行室内定位的处理，其可以使用基于低耗技术的最小基础设施，利用可以容易地集成到要定位的终端和室内环境两者中的小型装置。

本发明的另一目的是，提供一种用于对移动蜂窝电信网络中的移动终端进行室内定位的处理，其可以通过直接从终端向定位站发送数据（该数据允许定位站立即定位该呼叫），来避免使用放置在要定位的移动终端与需要定位信息的定位站之间的定位服务器，由此，有利地缩减紧急呼叫服务的响应时间。

本发明的又一目的是，提供一种用于对移动蜂窝电信网络中的移动终端进行室内定位的处理，其可以采用现有呼叫定位机制，而不必修改蜂窝网络的基础设施。

根据下面的描述将变得更清楚的本发明的这些和其它目的以及优点，通过如权利要求1所述的用于对移动蜂窝电信网络的移动终端进行室内定位的处理来实现。

而且，本发明的这些和其它目的以及优点，通过如权利要求7所述的用于对移动蜂窝电信网络中的移动终端进行室内定位的系统来实现。

最后，本发明的这些和其它目的以及优点，通过如权利要求12所述的移动蜂窝终端来实现。

本发明的优选实施例和非显而易见的变型例在从属权利要求中进行了指定。

将立即明白，在不脱离如所附权利要求所述的本发明的保护范围的情况下，在此描述的内容可以经受许多变型和修改（例如，形状、尺度、布置以及具有等同功能的部件）。

附图说明

下面，参照附图，通过仅按非限制例方式提供的本发明的一些优选实施例，对本发明进行详细描述，其中：

图1是表示根据本发明的系统的一优选实施例的图；

图2示出了在根据本发明的处理的步骤期间的图1的系统；

图3示出了根据本发明的处理的另一可能实施例的图1的系统；以及

图4示出了根据本发明的处理的又一可能实施例的图1的系统。

具体实施方式

如下更详细说明的，根据本发明的处理和系统有利地允许通过利用移动蜂窝电信网络并且通过添加最小基础设施来定位室内环境中的移动终端，该最小基础设施包括该环境中的一个或多个发送器装置和该终端中的至少一个接收器装置。

如将示出的，在最一般的情况下，安装发送器装置的数量和地点必须确保覆盖室内环境的所关注的区域，即，在每一个点，该接收器装置必须能够接收到来自它们中的至少一个的信号。另外，所述发送器装置可以发送一标识符，其允许放置在要定位的移动终端的室内环境外部的定位站直接关联该终端所位于的地方的地理地址。所有这些都可以通过依靠用于定位来自固定终端的紧急呼叫的机构来进行，其可以通过利用关联固定呼叫终端的数量与其地理地址的数据库来确定呼叫方位置；在本发明的一个可能实施例中，所述发送器装置发送存在于建筑物中的固定电话的电话号码：所述标识符通过存在于移动终端中的接收器装置接收，并接着通过蜂窝电话网络发送至外部定位站。出于定位目的而通过电话网络发送数据已经根据由OMA和3GPP定义的定位标准来提供。

对于存在于要定位的移动终端所位于的室内环境内部的多个固定终端的更一般情况来说，可以使发送器装置发送与存在于该发送器装置的区域中的固定终端的电话号码相对应的不同标识符：因而获取更准确的信息，由此，允许定位站除了地理地址以外，还接收要定位的终端所位于的区域的指示；在没有固定终端的那些区域中，发送器装置可以发送建筑物的主要电话号码。

当然，该电话号码仅是要发送至定位站的用于定位该终端的标识符的一个示例，该示例可以因现代定位技术而容易地实现。

具体来说，根据本发明的系统和处理可有利地应用于基于定位的服务（LBS），其是利用获知移动用户的地理位置的增值服务，以便根据所述地理位置并且根据周围背景来提供对于他/她的需要的恰当响应。稍后对一个这样的应用进行例示。

具体参照图1，可以注意到，根据本发明的、用于定位配备有用于与移动蜂窝电信网络2通信的收发器装置的移动蜂窝终端3的系统1包括：

-多个发送器装置5a-5g中的、适于发送至少一个标识符ID的至少一个发送器装置；

-配备有适于接收所述标识符ID的至少一个接收器装置4和能够将其中继至移动蜂窝电信网络2的收发器装置的至少一个移动蜂窝终端3；

-至少一个定位站7，其适于通过蜂窝电话网络2接收由移动终端3的收发器装置中继来的标识符ID，并且能够根据所述接收标识符ID来定位所述移动终端3。

优选地由如同上面描述的系统一样的系统1所执行的、用于在移动蜂窝电信网络2中室内定位移动蜂窝终端3的处理包括以下步骤，其中：

a）存在于所述室内环境6内部的所述发送器装置5a-5g中的至少一个发送所述发送器装置5a-5g所位于的所述室内环境6中的至少一个标识符ID；

b）所述移动终端3的接收器装置4接收由所述发送器装置5a-5g中的至少一个发送来的所述标识符ID；

c）所述移动终端3的收发器装置通过移动蜂窝电信网络2将该标识符ID中继至定位站7；以及

d）定位站7根据由移动终端3自身通过蜂窝电话网络2中继的标识符ID来定位移动终端3。

作为完全等同的另选例，移动终端3可以通过移动蜂窝电信网络向定位站7发送与从发送器接收的标识符ID相关联的任何数据，基于其，所述站7可以确定原始标识符ID，例如，其加密形式。

至于发送器装置5a-5g的位置，其必须是这样的，允许覆盖所关注的室内环境6，以使与移动终端3相关联的接收器装置4可以与放置在移动终端3所必须定位的室内环境6的区域中的它们中的至少一个通信。

例如，根据本发明的系统1（图1所示）包括七个发送器装置5a-5g；接收器装置4从其所位于的位置可以与发送器装置5g通信。

如同图2所示的、根据本发明的一优选实施例，可设想的是，所有发送器装置5a-5g发送它们所放置的室内环境6的相同标识符ID：所述标识符例如可以包括存在于室内环境6中的固定终端8的电话号码123123，即，固定电话。通过示例的方式，假定必须定位一紧急呼叫，由与移动终端3相关联的接收器装置4接收的、通过蜂窝电话网络2由移动终端3中继至定位站7（在这种情况下，接收紧急呼叫的站）的所述标识符123123允许定位站7例如利用已经可用的现有数据库9（其关联地理地址LOCATION与固定电话号码123123），来确定室内环境6的地理地址（LOCATION）。定位站7包括能够接收并解释通过移动蜂窝电话通信从移动终端3接收的标识符ID或与其相关联的数据，并且通过其确定移动终端3的位置的至少一个服务器（一般由硬件和软件装置的组合构成）或任何其它装置。有利的是，所述站7可以使用服务器可访问的数据库9，该数据库包含接收的标识符ID与将数据发送至移动终端3的发送器5a-5g的位置有关的数据之间的关联。

另外，定位站7可以通过确认所述接收（该选项在图中未示出）的通信来对接收的标识符ID起反应。这在系统1被应用于紧急呼叫定位系统时尤其重要，在该情况下，移动终端的用户通常想要确信他/她的紧急呼叫已经被接收到。

应注意到，出于定位目的而通过电话网络2发送数据已经根据由OMA和3GPP定义的定位标准来提供：这两个标准都需要在移动终端3与蜂窝电话网络2之间交换消息。该消息包含包括以下内容的数据：

-要定位的终端3的电话号码；

-定位技术标识符；

-取决于所使用的定位技术的数据和测量。

在这种情况下，将所使用的技术的标识符和固定终端8的电话号码123123输入到数据域中就足够了。

在本发明的另一可能实施例中，其中，存在一个以上的固定终端，可设想的是，发送器装置5a-5g根据它们最接近哪些固定终端8a-8c而以不同电话号码编程。参照图3，示出了用于基于图2所示的系统1定位紧急呼叫的处理的一实现例，其中，与移动终端3相关联的接收器装置4接收分别来自定位在三个室内环境A、B以及C中的三个不同发送器装置5a-5c的标识符，并且选择用于通过蜂窝电话网络2中继至定位站7的最近一个。具体来说，移动终端3的接收器装置4接收来自三个不同发送器装置5a-5c的、与存在于室内环境A、B以及C（其附近存在移动终端3）中的三个固定通信终端8a-8c的电话号码123123、123456、123789相对应的三个不同标识符：每一个发送器装置5a-5c由此发送其所位于的区域中的对应固定通信终端8a-8c的电话号码。当然，这三个室内环境可以是同一建筑物的三个不同房间，同一建筑物的三个不同公寓或楼层，或者任何地方的城市密集区的三个相邻建筑物。与移动终端3相关联的接收器装置4可以例如通过测量从这三个发送器装置5a-5c接收标识符ID的功率水平，来估算相距所述发送器装置的距离，并且选择以最高功率接收的那个（例如，标识符123789），以通过电话网络2中继至定位站7。定位站7通过可用数据库9关联移动终端3的位置与其电话号码为123789的固定终端5c的（和对应室内环境C的）地理地址（LOCATION），其对应于作为标识符ID接收的那个。更一般地说，数据库9包含将接收的标识符ID与将其发送至移动终端3的发送器装置5a-5g所位于的室内环境的位置相关联的一条信息就足够了。

当然，使用接收功率仅是用于选择由最接近终端3的发送器装置5c所发送的标识符123789的处理的一个步骤的一个示例：事实上，可以使用允许移动终端3估算发送器装置的距离的任何其它方法（例如，基于信号飞行时间测量结果），而仍然不脱离本发明的保护范围。

在该图所示的系统1及其处理的示例中，对用于定位室内环境中的紧急呼叫的服务的特定和示例性情况进行说明；然而，本领域技术人员应当明白，根据本发明的系统1和处理还可应用于任何其它情况，其中，放置在室内环境中的移动终端要通过所述环境外部的外部应用来定位。

当然，还使用电话号码仅仅是其中要定位移动终端的室内环境的标识符的一个示例：事实上，应明白的是，根据本发明的系统1和处理可以使用任何其它标识符（房间号、走廊名称、建筑物侧楼等），其允许定位站确定其中要定位移动终端的室内环境的地址或位置。按这种方式，可以使用定位系统的覆盖区域内的最小基础设施，包括能够与内置于终端中的接收器装置通信的多个发送器装置，由此，避免需要在室内环境中和在移动终端中使用专门定位装置和过程。

从技术角度而言，系统1及其处理可以通过利用本领域已知的技术来实现。具体来说，RFID技术完全适于本发明的目的，因为可以将标签用作发送器装置，而可以将内置于要定位的移动终端中的读取器用作接收器装置。当前就涉及定位而言标准化的RFID技术是低成本的低耗技术，其使用可以容易地与其它技术集成的小型装置：事实上，基于Wi-Fi IEEE802.11标准的RFID平台是可用的，其可以容易地集成到已经利用该技术的目前工艺水平的移动终端中；另一选项是ZigBeeIEEE802.15技术，其在传感器网络中被广泛地采用。

还可设想的是，将这种标签设置在允许容易配置和维护的位置中：在根据本发明的系统1的一个可能实施方式中，可以将该标签直接集成到存在于室内环境6中的固定通信终端8a-8c（例如，公共固定电话网中的固定或无绳电话）中，以使所述标签可以与固定终端共享电力供应，所述标签被编程成作为标识符发送它们被集成至的固定终端的电话号码。

本发明还包括与至少一个固定终端相关联的至少一个发送器装置5a-5g，其中，RFID标签被直接集成到存在于室内环境6中的电话插座中，以使所述标签可以与电话插座共享电力供应。

根据本发明的系统1的另一可能实施例采用在建筑物内增加无线接入点的存在，所述无线接入点可以被用作发送器装置，并且在当前可用终端中增加集成的无线接口：在这种情况下，可设想的是，利用关联IP（因特网协议）地址与接入点的地理地址的数据库，使用与接入点相关联的IP地址，作为室内环境的用于外部应用的标识符。

如前所述，本发明例如可以被实现，以提供被蜂窝电信网络覆盖但未被GNSS定位系统覆盖的建筑物或区域中的LBS（基于定位的服务）。

图4例示了本发明的用于提供室内区域10内的LBS型服务的另一实施例。要服务的建筑物（例如，博物馆或大型购物中心）散布有许多发送器，每一个识别通过特定的所关注的元素（艺术品、店铺、被出售产品的类型等）的存在而被表征的某室内区域或环境A-G。在这种情况下，标识符ID<A>-<G>可以标识其中服务提供方向其中定位的移动终端提供“基于定位”的服务（举例来说，如有关存在于移动终端3被锁定至的发送器的覆盖区域中的所关注的元件的信息，或者至少发送特定标识符的最近发送器）的室内区域或环境。通过示例的方式，LBS系统还可以向移动终端3提供：使用放置在发送器5a-5g附近或者至少在其无线电覆盖区域内的物体或元素、或与该物体或元素交互所需的软件应用。

该移动蜂窝终端3位于其中存在发送器装置5a-5g的室内区域10中，每一发送器装置都发送其自身的标识符（<A>-<G>），所述标识符可被移动终端通过其自身的接收器装置4接收。假定通过利用任何估算方法，移动终端3确定其位于发送标识符<G>的发送器5g的能力区域中。此时，移动终端3借助于与蜂窝网络2的通信向定位站7的服务器发送所述标识符或或与其相关联的任何数据，例如，向服务中心发送可以抵达定位站7的SMS消息。定位站7获取移动终端3的位置（例如，走廊区、房间或楼层名称或号码、建筑物侧楼、定位站名等），和与由发送器5g限定的位置或能力区域相关联的服务SERVICE<G>，并且例如通过蜂窝网络2将其提供给移动终端。因为发送SMS消息通常还需要发送呼叫号码，所以这是可能的，因此定位站7的服务器可以识别从其接收到SMS消息并且还可能向其回复的移动终端3。

该服务可以典型地包括提供任何性质的信息：商业信息（例如，广告定位在移动终端附近的产品）、博物馆信息（例如，具有与放置在移动终端附近的艺术品有关的文本、音轨、图像或视频的多媒体数据）、定位信息（例如，“你在玩具店附近”等），其至少取决于移动终端3的位置，如由定位站7基于所接收的标识符<A>-<G>检测到的。

由定位站7的服务器提供的服务可以包括可以由定位站7的服务器提供（无论直接还是间接）的任何种类的服务，举例来说，如向至少一个固定或蜂窝电话用户发送警告通信（话音呼叫或SMS消息）、启用存在于移动终端3所位于的室内环境中的设备等。

定位站7可以以特定准确度确定移动终端3的位置。该准确度当然取决于每一个发送器5a-5g的无线电覆盖区域，并由此，简单地说，取决于发送标识信号<A>-<G>的功率并且取决于天线的方向性和辐射图；这种特征可以在设计系统1时建立，并且在某些情况下，它们可以在操作中修改。

从移动终端3至定位站7的蜂窝电话通信的成本甚至可以为零或者非常低，在于其可以完全或部分由LBS服务提供方来支付，例如因为其可以被包括在服务本身的成本中。通信参数（要拨打的号码、消息发送协议）可以被包含在可由移动终端3执行的应用中，其控制移动终端3与系统1的其它装置之间的交互。

一般来说，这些服务还可以通过针对蜂窝电话网络2另选或附加的通信方式来提供给移动终端。例如，如果发送器5a-5g通过经由LAN、WLAN或WAN网络连接至定位站7的接入点来实现，则定位站7可以通过发送由移动终端3本身接收的定位标识符<A>-<G>的接入点，来向移动终端3提供系统1的LBS服务，在该情况下，其中，这些接入点可以通过定位站7联系。由此，推测其能够接收要递送的服务的附加数据，因为移动终端3仍处于所述Wi-Fi接入点的覆盖区域内。

有利的是，移动终端可以监测由其接收器装置4所使用的任何无线电接口（例如，Wi-Fi、UHF RFID、Zigbee）上的用于室内定位的发送器装置的存在，其仅操作达有限循环时间间隔（按较长空闲时段分隔），以便最小化因移动蜂窝电话终端3中除了按定义包括蜂窝电话收发器装置（例如，GSM/GPRS/EDGE和/或UMTS/HSPA和/或LTE类型）以外还存在其它无线电接收器装置（或无线电收发器装置，在使用被动RFID装置的情况下）4而造成的移动终端的能耗增加。

有利的是，如果移动终端3配备有GNSS定位装置（例如，GPS、GLONASS或Galileo）并且配备有可以存储（例如，通过用户接口）其中存在室内定位系统1的区域的位置的存储器，则当移动终端因其相距该位置的距离短于预定值而检测到已经进入被所述系统覆盖的区域时，接收器装置4将自动接通（若尚未活动的话），以便监听发送器装置5（或者在使用被动RFDI标签的情况下，尝试启用它们）。反之亦然，当该终端离开被系统1覆盖的区域时，接收器装置4可以自动断开。

当然，作为另选例或者另外，还可能的是，该终端通过由移动终端3中的无论什么装置所存储的有关系统1的区域中的存在性的任何可听和/或可视信号来警告用户。通过输入操作，用户可以人工启用接收器装置4，并且设置其以在系统1内操作。

另一有用特征是，对于终端来说，有可能在出现任何预定事件时将标识符ID或<A>-<G>中继至蜂窝电话网络，预定事件可以由用户或者由终端3的制造方定义，并且终端本身可以检测到其。该事件可以包括各种事情，如例如：

-由用户在任何用户接口（键盘、触摸屏等）上执行的输入操作（例如，按压特定键）；

-向预置电话用户（例如，紧急电话号码112或911）进行话音呼叫，或者向预置号码发送SMS消息；在这种情况下，标识符（ID；A-G）或与其相关联的数据可以被封装到由移动终端发射的数据流的特定域中，以便进行所述呼叫或发送所述SMS消息。

-检测自预定时刻起已经逝去的预定时段；

-由与移动终端3相关联的硬件或软件装置检测的任何其它事件，举例来说，如存在烟雾或气体、预定范围之外的（身体或环境）温度值，预定区域之外的地理位置等。

当然，从技术角度而言，可以进行许多变型，并且上述那些不是旨在排它，因为一些元素可以用其它技术上等同的元素来替换。

尽管如此，根据本发明的系统1和处理的特征以及优点根据上述描述仍是清楚的。

第一优点是，由于根据本发明的处理，位于室内环境中的移动终端可以通过未获知涉及室内环境的外部定位站来定位，特别是其内部结构。例如，通过利用用于固定终端的已证实技术，即使移动终端位于室内环境内，这种终端也可以在紧急呼叫期间被定位，该服务对于网络运营者来说已经变成强制性的了。

第二优点是，根据本发明的处理使得可以限制对建筑物的内部基础设施的影响和对本领域已知的终端的架构的修改：事实上，必需布置室内环境内的发送器装置，和终端内的能够接收来自该发送器装置的信号的接收器装置，其使用通常已经在建筑物中可用的广泛流传的技术。所有这些都可以例如利用以下技术来实现：

-利用已证实技术（如基于WLAN IEEE802.11基础设施的那些），和在室内环境中广泛使用的发送器装置（如无线接入点，而在终端中为客户端形式）；

-利用低成本且低耗的RFID平台，其目前就涉及定位而言进行了标准化，并且其利用可用容易地与其它技术集成并且可以逐步部署在室内环境中的装置。

本发明的另一优点（其在将RFID标签用作发送器装置时获得）是，可以向这种装置可以供电（或远程供电（telepowered）并且有可能远程监测/配置，因为它们可以容易地集成到固定电话终端中或者电话插座中。

另一优点是，根据本发明的处理使得容易将Wi-Fi接入点用作发送器装置，而将Wi-Fi客户端接口用作与移动终端相关联的接收器装置；该特定实施方式缩减了发送侧所需的修改量（接入点在许多建筑物中可用），而对接收器侧的任何修改仅仅是软件修改，因为大量的目前发展水平的现代移动终端已经内建了硬件Wi-Fi接口。

本发明的又一优点是，根据本发明的处理使得可以通过经由蜂窝网络向定位站直接发送识别移动用户的位置的数据（由发送器装置发送并且由接收器装置接收），来定位移动终端，而不必在移动终端内使用专用定位装置和过程，并且不需要对蜂窝网络的任何修改。

最后，重点指出的是，本发明可应用于通常非常拥挤并且不能被GNSS服务覆盖，然而被移动蜂窝电信网络覆盖的室内环境（如购物中心、博物馆等）；事实上，覆盖这些环境有利于这种网络的运营者的利益，因为它们产生相当大的通信量。

在不脱离本发明构思的情况下，在此描述的本发明的优选实施例当然可以经受进一步的修改和变型。具体来说，本领域技术人员直接明白许多变型例和修改例，其在功能上等同于在此描述的实施例，并且仍落入如所附权利要求书所述的本发明的保护范围内，其旨在作为本发明的组成部分。

Claims

1.一种用于移动蜂窝终端（3）的室内定位的处理，该移动蜂窝终端（3）配备有能够与移动蜂窝电信网络（2）通信的收发器装置，所述室内定位是通过这样的系统实现的，该系统包括：处于室内环境（6；A-G）内部的至少一个发送器装置（5a-5g），以及配备有至少一个接收器装置（4）的至少一个所述移动终端（3），所述至少一个接收器装置（4）能够接收由至少一个处于所述室内环境（6；A-G）内部的所述发送器装置（5a-5g）发送的数据，并且能够通过所述移动蜂窝电信网络（2）经由所述收发器装置将所述数据中继至定位站（7），所述处理包括以下步骤，其中：

a）至少一个处于所述室内环境（6；A-G）中的所述发送器装置（5a-5g）发送所述发送器装置（5a-5g）所位于的所述室内环境（6；A-G）的至少一个标识符（ID；<A>-<G>）；

b）所述移动终端（3）的所述接收器装置（4）接收由至少一个所述发送器装置（5a-5g）发送的所述标识符（ID；<A>-<G>）；

c）所述移动终端（3）的所述收发器装置通过所述移动蜂窝电信网络（2）将所述标识符（ID；<A>-<G>）或与其相关联的数据中继至所述定位站（7）；以及

d）所述定位站（7）通过在参考所述定位站（7）可访问的现有数据库（9）之后将所述标识符（ID；<A>-<G>）与所述室内环境（6：A-G）的位置相关联，基于通过所述移动蜂窝电信网络（2）从所述移动终端（3）接收的所述标识符（ID；<A>-<G>）或所述与其相关联的数据，来定位所述移动终端（3），所述数据库（9）包括将所述标识符（ID；<A>-<G>）和与发送所述标识符的发送器（5a-5g）所位于的所述室内环境（6；A-G）的位置有关的数据相关联的信息，并且其中，所述标识符（ID）与处于所述室内环境（6）内的至少一个固定通信终端（8）相关联，并且其中，所述与所述室内环境的位置有关的数据包括所述固定通信终端（8）的地理地址（LOCATION）。

2.根据权利要求1所述的处理，其特征在于，

步骤b）包括：其中所述移动终端（3）接收来自所述发送器装置（5a-5c）的、与所述固定通信终端（8a-8c）中的不同固定通信终端相关联的多个不同标识符（ID）的子步骤，和其中所述移动终端（3）选择所述多个不同标识符（ID）当中的、要向所述定位站（7）发送的一个所述标识符（ID）的子步骤，所选择的标识符（ID）是被估计为通过最接近所述移动终端（3）的发送器装置（5c）发送的标识符，并且

步骤d）包括：通过所述数据库（9）将所述最接近的发送器装置（5c）的所选择的标识符（ID）与其地理地址相关联的子步骤。

3.根据权利要求1或2所述的处理，其特征在于，所述标识符（ID）是处于所述室内环境（6；A-C）内部的所述固定终端（8；8a-8c）中的一个固定终端的至少一个电话号码（123123、123456、123789），并且所述数据库（9）至少包含将所述固定终端（8；8a-8c）中的一个固定终端的每一个电话号码与其自身的地理地址相关联的信息。

4.根据权利要求1或2所述的处理，其特征在于，所述发送器装置（5a-5g）是RFID标签，而与所述移动终端（3）相关联的所述接收器装置（4）是RID读取器，所述标识符（ID）包括至少一个IP地址，并且所述数据库（9）至少包含将所述IP地址与其自身地理地址相关联的信息。

5.根据权利要求1或2所述的处理，其特征在于，所述发送器装置（5a-5g）是WLAN接入点，而与所述移动终端（3）相关联的所述接收器装置（4）是WLAN客户端，所述标识符（ID）包括至少一个IP地址，并且所述数据库（9）至少包含将所述IP地址与其自身地理地址相关联的信息。

6.一种用于移动蜂窝终端（3）的室内定位的系统（1），该移动蜂窝终端（3）配备有能够与移动蜂窝电信网络（2）通信的收发器装置，该系统（1）包括：

-至少一个发送器装置（5a-5g），所述至少一个发送器装置放置在室内环境（6；A-G）内部，并且适于向所述移动蜂窝终端（3）发送所述室内环境（6；A-G）的至少一个标识符（ID；<A>-<G>）；

-至少一个所述移动蜂窝终端（3），配备有适于接收所述标识符（ID；<A>-<G>）的至少一个接收器装置（4）、和至少一个所述收发器装置，所述收发器装置适于通过所述移动蜂窝电信网络（2）向定位站（7）中继所述标识符（ID；<A>-<G>）或与其相关联的数据；

所述定位站（7）适于根据所接收的标识符（ID；<A>-<G>）或相关联的数据来定位所述移动终端（3），其中，所述定位站（7）可以参考所述定位站（7）可访问的至少一个数据库（9），所述数据库（9）包括将所述标识符（ID；<A>-<G>）和与发送其的发送器（5a-5g）所位于的所述室内环境（6；A-G）的位置有关的数据相关联的信息，并且其中，所述标识符（ID）与处于所述室内环境（6）内部的至少一个固定通信终端（8）相关联，并且其中，与所述室内环境的位置有关的所述数据包括所述固定通信终端（8）的地理地址（LOCATION）。

7.根据权利要求6所述的系统（1），其特征在于，所述发送器装置（5a-5g）是RFID标签，而与所述移动终端（3）相关联的所述接收器装置（4）是RFID读取器。

8.根据权利要求6所述的系统（1），其特征在于，所述发送器装置（5a-5g）是WLAN接入点，而与所述移动终端（3）相关联的所述接收器装置（4）是WLAN客户端。

9.一种移动蜂窝终端（3），该移动蜂窝终端配备有用于与移动蜂窝电信网络（2）通信的收发器装置，通过其可以向至少一个定位站（7）发送数据，该移动蜂窝终端还配备有至少一个接收器装置（4），该至少一个接收器装置（4）能够接收通过处于室内环境（6；A-G）内部的至少一个发送器装置（5a-5g）发送的数据，并且能够通过所述收发器装置将所述数据中继至定位站（7），所述移动蜂窝终端能够：

e）从处于所述室内环境（6；AG）内部的至少一个所述发送器装置（5a-5g）接收所述发送器装置（5a-5g）所位于的所述室内环境（6；A-G）的标识符（ID；<A>-<G>）；

f）通过所述移动蜂窝电信网络（2）向所述定位站（7）发送所述标识符（ID；<A>-<G>）或与其相关联的数据，以使所述定位站（7）根据由所述移动终端（3）通过所述移动蜂窝电信网络（2）中继的所述标识符（ID；<A>-<G>）或与其相关联的数据来定位所述移动终端（3），其中，所述定位站（7）包括所述定位站（7）可访问的至少一个数据库（9），所述数据库（9）包括将所述标识符（ID；<A>-<G>）与将其发送至所述移动终端（3）的发送器装置（5a-5g）所位于的所述室内环境（6；A-G）的位置相关联的信息，并且其中，所述标识符与处于所述室内环境（6）内部的至少一个固定通信终端（8）相关联，并且其中，与所述室内环境的位置有关的所述数据包括所述固定通信终端（8）的地理地址（LOCATION）。

10.根据权利要求9所述的移动终端（3），其特征在于，所述接收器装置（4）仅在被长空闲时段分隔的有限时间间隔内循环地启用。

11.根据权利要求9或10所述的移动终端（3），其特征在于，该移动终端（3）配备有GNSS定位装置和存储器，并且可以将至少一个室内环境（6；A-G）的位置存储到所述存储器中，并且所述接收器装置（4）在该GNSS定位装置检测到该移动终端（3）相距所述位置的距离比预置值短时被启用。

12.根据权利要求9至11中的任一项所述的移动终端（3），其特征在于，该标识符或与其相关联的数据（ID，<A>-<G>）在预定事件出现时被自动地中继。

13.根据权利要求12所述的移动终端（3），其特征在于，所述预定事件包括向预置电话用户进行呼叫或发送SMS消息，并且该标识符（ID，<A>-<G>）被输入到由该移动终端发射的数据流中，以便进行所述呼叫或发送所述SMS消息。