CN104902566B

CN104902566B - 一种高铁车厢中无线ap冗余配置下终端设备移动性定位的方法以及系统

Info

Publication number: CN104902566B
Application number: CN201510314198.5A
Authority: CN
Inventors: 杨炜锋
Original assignee: Beijing Techlink Intelligent Polytron Technologies Inc
Current assignee: Beijing techlink intelligent Polytron Technologies Inc
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2019-06-11
Anticipated expiration: 2035-06-10
Also published as: CN104902566A

Abstract

本发明提供了一种无线AP冗余配置的情况下针对终端设备实现移动性定位跟踪的方法和系统。本发明应用于冗余配置无线AP的高铁列车车厢当中，利用车厢空间条件下终端设备移动方向的有限性，实现对终端设备检测的无线AP信号强度变化模式的识别，根据识别结果进行无线AP对应权重的调节，利用加权算法求得终端设备的无线AP信号接收图样，根据该图样判定终端设备的位置以及移动性，实现对终端设备的动态定位跟踪。

Description

一种高铁车厢中无线AP冗余配置下终端设备移动性定位的方法以及系统

技术领域

本发明涉及高铁通信服务领域，更具体地，涉及一种高铁车厢中无线AP冗余配置下终端设备移动性定位的方法以及系统。

背景技术

WIFI技术是手机、平板设备、笔记本电脑等便携电子产品实现无线网络接入的主要手段。在各种室内环境中实现WIFI信号覆盖的技术目前已经相当成熟，当前WIFI技术的发展方向是在交通工具当中提供稳定可靠和具有较高数据传输速度的无线网络接入。

我国在高铁建设和研发方面已经逐渐走向世界前列，目前高铁已经成为了城际旅客运输的主要力量。通过在高铁列车车厢内覆盖WIFI，能够为乘客在长途旅行当中的网络访问带来极大的便利，满足移动互联网时代广大用户的基本信息需求，从而进一步提升高铁服务的品质和体验。

在高铁车厢实现WIFI接入的主要技术手段是安装车载多模式信号收发设备，该设备对外接入无线信号覆盖的移动蜂窝网络，通过移动接入实现与广域互联网的数据连接。车载多模式信号收发设备对内则执行蜂窝网络信号与WIFI信号之间的转换，从而在各个车厢提供WIFI的无线接入热点(下称无线AP)。用户的终端设备通过车厢的无线AP连接到该车载多模式信号收发设备，并且执行双向的数据收发；车载多模式信号收发设备通过所述移动蜂窝网络实现了用户终端的互联网接入。

目前，在WIFI无线网络接入的环境下，用户终端一般需要网页浏览、即时通信、电子邮件、语音聊天、在线音视频观看等服务，对网络访问要求比较高。为了实现较高的数据传输速率和稳定的网络连接质量，需要列车内部的无线AP体系在信号覆盖方面达到理想状态。

然而，关于列车内部无线AP的信号覆盖性能方面，基于IEEE802.11标准的WLAN技术最初是为室内环境的无线局域网应用所设计的，无线AP采用简单的天线，其发射能量向各个方向散射，每个用户可接收到的能量很少，大多数能量都被浪费掉了，同时WLAN网络使用的2.4GHz频段在我国是公共频段，其它非WLAN网络的设备如微波炉、无绳电话、蓝牙等也在使用这个频率，它们与WLAN网络往往产生相互干扰。因而，在AP侧普遍存在覆盖面不足、连接不稳定、不保证数据吞吐量、易受同频干扰、较少的可承载接入用户数等固有缺陷，并且对其它设备造成干扰，对周边近距离人体造成持续性辐射危害。

在高铁车厢的特殊环境下，对于无线AP的布设来说，还存在诸方面的特殊性因素。高铁列车乘客数量多，高铁WIFI接入系统需要承载的用户终端数量远远超过一般室内环境应用的WIFI设备。高铁列车内部结构复杂，信号传播路径上的障碍物很多，座椅和行李架等设施都对无线信号的传输造成一定的影响。车厢内还安装由各种实现行驶控制和提供旅客服务的通信和电器设施，干扰源比较多，也需要降低WIFI信号对其它设备的干扰。而且，列车呈现狭长的空间形态，在车厢的宽度方向上距离有限，但在车厢的长度方向具有比较大的延伸距离。

综合以上因素，高铁列车车厢当中的无线AP布设适合按照以下方案实施：采用配备定向天线的无线AP，按照车厢的空间走向安排无线AP的天线信号主瓣方向，从而提高了无线信号的能量效率，降低了WIFI系统产生干扰和被干扰的风险；在车厢内对无线AP实行冗余配置，形成具有一定重叠度的信号覆盖，这样当某无线AP的信号路径上出现障碍物后，其它无线AP有较大的概率对被遮挡的区域提供备用的传输链路，从而防止了信号盲区的出现，并且通过冗余配置增加了可承载的最大接入用户量，使系统对负荷峰值有了更强的适应性。

在上述无线AP布设方案的基础上，实现对车厢内终端设备的移动性定位跟踪具有重要的作用。对于冗余配置的无线AP系统来说，为了提高整个系统的能量利用效率，需要对全部无线AP的信号功率进行自适应调节。例如图1所示，对于覆盖区域存在较大重合的AP1和AP2两个无线AP，可以根据二者对终端设备提供接入的实时状态而对其信号功率进行配置。假设共三台终端设备TE1至TE3具有接入需求，其中两台终端设备TE1和TE2处在AP1的信号覆盖范围，由AP1提供无线接入，另一台终端设备TE3处在AP1和AP2共同覆盖区内，在没有障碍物的情况下可以选择AP1和AP2之一提供接入，因而在这一分布下可以由AP1实现对全部三台终端设备的接入，而不启用AP2执行接入。从而，根据上述为终端设备提供接入的实时状态，可将AP1配置为执行全功率运行，而AP2执行低功率运行乃至休眠，从而优化整体的系统能耗，降低信号功率，减少对外部产生的干扰以及对人体的不良影响。然而，在上述方案中，随着终端设备TE1-TE3位置的移动，以及其它终端设备的进入和离开，AP1和AP2的功率状态需要进行重新配置，在这一过程中为了实现平滑过渡和防止网络服务中断，希望能够在一定的时间提前量下完成上述重新配置，因而有必要对各终端设备实现移动性定位跟踪。

然而，现有技术中缺少在无线AP冗余配置的系统中针对终端设备实现移动性定位跟踪的方案，只能基于终端设备为了实现网络接入与之建立连接的无线AP，对该终端设备进行静态的定位。目前也有一些试验性的技术尝试根据终端设备接收无线AP发射信号的强度改变来进行动态定位，但是实际效果往往很差，因为在复杂的传输路径下，信号强度受到现实当中各种因素变化的影响，难以与终端的位置建立稳定的强相关性，例如车厢中大件物体的摆放位置变化可能就会给相同位置处的信号强度带来明显的改变。而且，如上面所述，在冗余配置的状态下，无线AP的信号功率并不是稳定不变的，其自身就处在动态调整当中，因此也会相应造成终端设备所接收的无线AP信号强度变化，导致现有的无线信号强度检测方法无法在高铁车厢的无线AP冗余配置方案下应用于实现对终端的动态定位。

发明内容

基于现有技术中的上述需要，本发明提供了一种无线AP冗余配置的情况下针对终端设备实现移动性定位跟踪的方法和系统。本发明应用于冗余配置无线AP的高铁列车车厢当中，利用车厢空间条件下终端设备移动方向的有限性，实现对终端设备检测的无线AP信号强度变化模式的识别，根据识别结果进行无线AP对应权重的调节，利用加权算法求得终端设备的无线AP信号接收图样，根据该图样判定终端设备的位置以及移动性，实现对终端设备的动态定位跟踪。

本发明所述无线AP冗余配置下终端设备移动性定位的方法，其特征在于，包括：

步骤一，通过终端设备定时测量其自身接收到的由冗余配置的多个无线AP发射的无线信号，并且按照无线信号的接收强度选择预定数量的无线AP作为基准AP，所测得的基准AP无线信号接收强度值以数组的形式进行发送；

步骤二，存储一定时长范围内从所述终端设备接收的基准AP无线信号接收强度值数组；并且通过将当前时刻的数组与若干个在先时刻的数组分别进行比较运算，获得数组当中各基准AP无线信号接收强度值上升或下降幅度值，进而判定上升或下降幅度值是否符合无线AP信号强度变化模式；如果符合，则将当前时刻的基准AP无线信号接收强度值的变化识别为由于终端设备移动所产生的无线AP信号变化，如果不符合，则将当前时刻的基准AP无线信号接收强度值的变化识别为非终端设备移动产生的无线AP信号变化；

步骤三，根据当前的基准AP无线信号接收强度值的变化是否属于由终端设备移动所产生的无线AP信号变化的识别结果，进行无线AP对应权重值的调节；

步骤四，根据无线AP对应的权重值，对当前时刻的数组中的基准AP无线信号接收强度值分别以对应的权重值进行乘法运算，求得权重运算后标准化基准AP无线信号接收强度值，作为终端设备的当前无线AP信号接收图样；

步骤五，基于各个时刻的无线AP信号接收图样，根据标准化基准AP无线信号接收强度值及其变化判定终端设备的位置和移动性。

优选的是，所述步骤三中，对于经识别属于因终端设备移动所产生的无线AP信号变化，则对当前时刻的基准AP无线信号接收强度值分别赋予相同数值的标准权重值；对于经识别非因终端设备移动而产生无线AP信号变化，则对当前时刻的基准AP无线信号接收强度值分别赋予不同数值的权重值，从而对基准AP无线信号接收强度值的变化幅度进行补偿。

优选的是，步骤五中，判断无线AP信号接收图样中的标准化基准AP无线信号接收强度值与定位模板中记录的无线信号接收强度值区间是否符合，如果完全符合则确定终端设备当前处在该定位模板相应的高铁车厢内部特定空间区段。

本发明进而提供一种无线AP冗余配置下终端设备移动性定位的系统，其特征在于，包括：

终端设备，用于定时测量其自身接收到的由冗余配置的多个无线AP发射的无线信号，并且按照无线信号的接收强度选择预定数量的无线AP作为基准AP，所测得的基准AP无线信号接收强度值以数组的形式进行发送至终端设备移动性定位系统；以及

终端设备移动性定位系统，具体包括：

识别模块，用于存储一定时长范围内从所述终端设备接收的基准AP无线信号接收强度值数组；并且通过将当前时刻的数组与若干个在先时刻的数组分别进行比较运算，获得数组当中各基准AP无线信号接收强度值上升或下降幅度值，进而判定上升或下降幅度值是否符合无线AP信号强度变化模式；如果符合，则将当前时刻的基准AP无线信号接收强度值的变化识别为由于终端设备移动所产生的无线AP信号变化，如果不符合，则将当前时刻的基准AP无线信号接收强度值的变化识别为非终端设备移动产生的无线AP信号变化；

权重调节模块，用于根据当前的基准AP无线信号接收强度值的变化是否属于由终端设备移动所产生的无线AP信号变化的识别结果，进行无线AP对应权重值的调节；

权重计算模块，用于根据无线AP对应的权重值，对当前时刻的数组中的基准AP无线信号接收强度值分别以对应的权重值进行乘法运算，求得权重运算后标准化基准AP无线信号接收强度值，作为终端设备的当前无线AP信号接收图样；

移动性定位模块，用于基于各个时刻的无线AP信号接收图样，根据标准化基准AP无线信号接收强度值及其变化判定终端设备的位置和移动性。

优选的是，所述权重调节模块对于经识别属于因终端设备移动所产生的无线AP信号变化，则对当前时刻的基准AP无线信号接收强度值分别赋予相同数值的标准权重值；对于经识别非因终端设备移动而产生无线AP信号变化，则对当前时刻的基准AP无线信号接收强度值分别赋予不同数值的权重值，从而对基准AP无线信号接收强度值的变化幅度进行补偿。

优选的是，移动性定位模块判断无线AP信号接收图样中的标准化基准AP无线信号接收强度值与定位模板中记录的无线信号接收强度值区间是否符合，如果完全符合则确定终端设备当前处在该定位模板相应的高铁车厢内部特定空间区段。

本发明提供了一种高铁列车车厢无线AP系统，其特征在于，包括：

无线AP，按照预定的冗余度分布安放在高铁列车车厢内，相邻和相近的两个以上的无线AP形成的信号小区在空间上形成叠加区域，从而达到了具有一定重叠度的信号覆盖；

无线AP控制中心WCC，用于对各无线AP的设备状态和通信状态进行监测，以及执行对各无线AP的控制功能；

终端设备移动性定位系统TM，可以获得通过无线AP接入高铁WIFI业务的全部终端设备的移动性定位信息，将终端设备的移动性定位信息提供给无线AP控制中心WCC。

优选的是，所述终端设备移动性定位系统TM，具体包括：

优选的是，无线AP控制中心WCC包括功率配置单元PCU，所述功率配置单元PCU用于对全部无线AP的信号功率进行自适应调节，切换无线AP进入工作状态或待机状态。

优选的是，无线AP控制中心WCC根据终端设备的移动性定位信息设置相应的无线AP的状态。

可见，本发明针对高铁车厢WIFI服务中冗余配置的无线AP，能够实现准确可靠的终端设备移动性定位，排除定位过程中无线信道变化以及无线AP工作休眠状态切换带来的干扰，适应了高铁车厢复杂多变的动态环境，充分利用了该空间条件下终端移动方向的有限性来简化算法，有利于实现整个WIFI服务系统的能源节约以及辐射降低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是高铁列车车厢无线AP冗余配置的信号覆盖示意图；

图2是本发明的高铁列车车厢无线AP系统示意图；

图3是本发明的终端设备移动性定位系统TM的结构。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细的说明。

图2是本发明的高铁列车车厢无线AP系统示意图。在本发明中，高铁列车车厢内的无线AP采用冗余配置方案，例如设置了AP1、AP2、AP3、AP4等。通过所配备的定向天线，各个无线AP生成具有特定方向指向的信号小区。在车厢内部空间之中，按照预定的冗余度分布安放无线AP，相邻和相近的两个以上的无线AP形成的信号小区在空间上形成叠加区域，从而达到了具有一定重叠度的信号覆盖。当冗余度达到预定程度时，可以做到列车空间的绝大部分位置都至少被两个无线AP的信号小区叠加覆盖。这样做的好处包括：通过冗余配置增加可承载的最大接入用户量，例如其中一个无线AP的传输容量接近饱和时，可以启用与该无线AP具有重叠的另一个无线AP来实现终端设备的分流；并且，当一个无线AP预定覆盖区域中的局部或全部区域出现信号盲区时，可以启用覆盖这些盲区的其它无线AP提供备用的传输链路。

无线AP控制中心WCC用于对各无线AP的设备状态和通信状态进行监测，以及执行对各无线AP的控制功能。其中，功率配置单元PCU用于对全部无线AP的信号功率进行自适应调节，以便提高整个系统的能量利用效率。如果一台终端设备处在至少两个无线AP的信号小区，并且两个无线AP的信号状态允许可以选择其中之一实现对该终端设备提供传输路径，则功率配置单元PCU可以从整体功率最优化的角度选择其中之一实现信号覆盖和设备接入，而控制另一个无线AP进入低功耗甚至待机状态。作为示例，参见图2，两台终端设备TE1和TE2处在AP1的信号覆盖范围并由AP1提供无线接入的前提下，另一台终端设备TE3处在AP1和AP2共同覆盖区内，则功率配置单元PCU可以控制AP执行信号覆盖和设备接入，而控制AP2进入休眠状态，相对于AP1和AP2全部工作可明显降低整体功耗。

终端设备移动性定位系统TM可以获得通过无线AP接入高铁WIFI业务的全部终端设备的移动性定位信息，将终端设备的移动性定位信息提供给无线AP控制中心WCC。无线AP控制中心WCC可以根据终端设备的移动性定位信息设置相应的无线AP的状态，例如根据移动性定位信息，在有终端设备即将进入某个无线AP的信号小区时提前启动处于休眠状态的该无线AP，等等。

在本发明当中，任一终端设备-以图2中的TE3为例-定时测量其自身接收到的由无线AP发射的无线信号，例如TE3在其位置可以接收到AP1、AP2、AP3、AP4、AP5所发射的无线信号。终端设备按照无线信号的接收强度由大到小的顺序对以上无线AP加以排序-本例中假定排序依次为AP1＞AP2＞AP3＞AP4＞AP5，进而按照预定数量n从中选择排序前n位的无线AP作为基准AP，并且终端设备将其所测得的基准AP无线信号接收强度值以数组的形式发送至终端设备移动性定位系统TM，本例当中可以将n的数值设为4，因而终端设备所发送的数组为：

C_t＝{(ID_AP1，S_AP1)，(ID_AP2，S_AP2)，(ID_AP3S_AP3)，(ID_AP4，S_AP4)}

其中ID_AP1-ID_AP4表示AP1至AP4的标识号，S_AP1-S_AP4表示AP1至AP4相应的基准AP无线信号接收强度值，t表示终端设备TE3获得上述信号强度的检测时刻。

图3示出了终端设备移动性定位系统TM的结构。该终端设备移动性定位系统TM包括：识别模块，实现对终端设备检测的无线AP信号强度变化模式的识别；权重调节模块，根据识别结果进行无线AP对应权重的调节；权重计算模块，利用权重运算求得终端设备的无线AP信号接收图样；以及，移动性定位模块，根据该图样判定终端设备的位置以及移动性，从而实现对终端设备的动态定位跟踪。

终端设备移动性定位系统TM的识别模块接收由终端设备TE3发送的上述数组C_t。并且该识别模块建立存储表单，将一定时长范围内从所述TE3接收的数组依次存储在该表单内，如C_t0，C_t1，C_t2......C_tn。这样，识别模块可以使最新的数组C_t与之前的数组进行比较，并且分析比较结果，确定其是否与终端设备移动产生的无线AP信号强度变化模式相匹配，从而识别由于终端设备移动所产生的无线AP信号变化。

由于高铁车厢复杂多变的信道环境，以及冗余配置条件下无线AP自身休眠状态与运行状态之间切换的影响，使得终端设备所检测到的基准AP无线信号接收强度值一般不能稳定，因而即便终端设备完全不产生位置改变，其基准AP无线信号接收强度值也会时时处于动态变化之中，例如某个无线AP与终端设备之间的传输路径上的障碍物产生位置移动，或者某个无线AP由工作状态切换至休眠状态，都会改变终端设备上的基准AP无线信号接收强度值。

在上述情况下，终端设备移动性定位系统TM的识别模块充分利用了车厢空间条件下终端设备移动方向的有限性。例如，对图2中的TE3来说，其较大幅度的移动只能按照车厢的空间延伸以图中箭头所示的方向实现，这样，移动方向的有限性将会使TE3检测的基准AP无线信号接收强度值的数组C_t按照固定的模式加以变化。在无线AP自身的工作功率基本不变的情况下，TE3检测到对该无线AP的无线信号接收强度值虽然会因信道条件等因素而动态改变，但是随着TE3与该无线AP的间距发生较明显的接近，由于传输路径上功率损失的下降以及障碍物作用的削弱，无线信号接收强度值必然会呈现增大变化，反之，随着TE3与该无线AP的间距发生较明显的远离，无线信号接收强度值必然会呈现减小变化。因而，如果TE3沿着图2中实线箭头方向移动较明显的距离，则基准AP无线信号接收强度值的数组C_t当中S_AP1的值会发生相对上升，上升幅度值记为ΔS_AP1；数组C_t当中S_AP3的值也会发生上升，上升幅度值记为ΔS_AP3；由于TE3距离AP3较AP1远，因而S_AP3的上升幅度应不如S_AP1明显，即表现为ΔS_AP1＞ΔS_AP3＞0；相反的，随着TE3的移动，其与AP2和AP4的距离增加，因而数组C_t当中的值S_AP2与S_AP4会发生下降，幅度值记为ΔS_AP2和ΔS_AP4；由于TE3距离AP2的距离较AP4更近，因而S_AP2的下降幅度应小于S_AP4，即0＞ΔS_AP2＞ΔS_AP4；这里的上升和下降幅度值可以采用绝对值或者百分数表示。

终端设备移动性定位系统TM的识别模块根据所述存储表单当中保存的数组C_t0，C_t1，C_t2......C_tn，将最新时刻获得的数组C_tn与距离该最新时刻在时间上最为接近的若干个(如3个)在先时刻的数组C_tn-3，C_tn-2，C_tn-1分别进行比较运算，例如C_tn，C_tn-1的比较计算获得以上两个数组当中各基准AP无线信号接收强度值S_AP1-S_AP4的上升或下降幅度值ΔS_AP1-ΔS_AP4，进而判定上升或下降幅度值ΔS_AP1-ΔS_AP4是否符合上面分析的无线AP信号强度变化模式ΔS_AP1＞ΔS_AP3＞0和0＞ΔS_AP2＞ΔS_AP4；相类似，对C_tn与C_tn-2，C_tn与C_tn-2也分别执行比较计算并判定计算结果与无线AP信号强度变化模式的符合情况；如果以上各次判定表明其均符合无线AP信号强度变化模式，则识别模块将当前的基准AP无线信号接收强度值的变化识别为由于终端设备移动所产生的无线AP信号变化。

另一方面，如果各次比较计算当中存在不符合无线AP信号强度变化模式的判定结果，则识别模块将当前的基准AP无线信号接收强度值的变化识别为非终端设备移动产生的无线AP信号变化。例如，如果终端设备当前检测的基准AP无线信号接收强度值的变化并不是由于终端设备在车厢空间内的可检测移动所造成的，而是由于障碍物等因素造成的无线传输信道变化造成的，或者是由于在冗余配置条件下某个无线AP自身休眠状态与运行状态之间切换造成的，则识别模块根据基准AP无线信号接收强度值的数组C_t计算的上升或下降幅度值ΔS_AP1-ΔS_AP4将不符合上面分析的无线AP信号强度变化模式ΔS_AP1＞ΔS_AP3＞0和0＞ΔS_AP2＞ΔS_AP4。例如，如果由于TE3和AP2之间无线传输路径的变化造成数组C_t当中的值S_AP2下降，但是由于并不是终端设备在有限方向上的移动产生的，因而TE3检测的AP1、AP3、AP4的无线信号接收强度值不受上述路径变化之影响，S_AP1、S_AP3、S_AP4基本无明显变化，故比较计算获得的ΔS_AP1-ΔS_AP4不会符合无线AP信号强度变化模式ΔS_AP1＞ΔS_AP3＞0和0＞ΔS_AP2＞ΔS_AP4。或者，在无线AP冗余配置状态下，AP1有可能根据无线AP控制中心WCC的指令而进入休眠状态，休眠导致TE3检测的的基准AP无线信号接收强度值S_AP1发生显著下降，但是S_AP2、S_AP3、S_AP4基本无明显变化，因而比较计算获得的ΔS_AP1-ΔS_AP4不会符合无线AP信号强度变化模式ΔS_AP1＞ΔS_AP3＞0和0＞ΔS_AP2＞ΔS_AP4。在这些非因终端设备位置移动所产生无线信号接收强度变化下，由于模式匹配的不符，识别模块均将其识别为非终端设备移动产生的无线AP信号变化。

不论是由于终端设备的位置移动还是由于无线传输信道变化等因素造成的无线AP信号强度变化，都有可能因部分基准AP无线信号接收强度值的变化幅度过大而导致成为组成基准AP的无线AP设备发生变化，例如针对TE3的基准AP可能由AP1、AP2、AP3、AP4转变为AP1、AP2、AP3、AP5。此时，可使识别模块暂停上述比较计算，并且继续在存储表单中登记以AP5的无线信号强度值作为基准AP无线信号接收强度值的以下数组：

C_t＝{(ID_AP1，S_AP1)，(ID_AP2，S_AP2)，(ID_AP3，S_AP3)，(ID_AP5，S_AP5)}

在一定时长范围内形成C_t0，C_t1，C_t2......C_tn，并且在C_t0，C_t1，C_t2......C_tn满足执行上述比较运算的条件，即对于最新时刻获得的数组C_tn来说，存在足够数量的在时间上最为接近的在先时刻的数组，例如至少具有3个在先时刻的数组C_tn-3，C_tn-2，C_tn-1的情况下，再恢复执行所述比较运算以及相应的无线AP信号强度变化模式识别。

权重调节模块根据识别模块对当前的基准AP无线信号接收强度值的变化是否属于由终端设备移动所产生的无线AP信号变化的识别结果，进行无线AP对应权重的调节。权重计算模块根据该权重调节模块提供的权重值，对当前数组C_t中的基准AP无线信号接收强度值-即S_AP1至S_AP4-分别以各自对应的权重值进行乘法运算，求得权重运算后标准化基准AP无线信号接收强度值，作为终端设备的当前无线AP信号接收图样。

上文已经介绍了，终端设备检测的基准AP无线信号接收强度值除了因终端位置移动而按照特定模式改变以外，还容易受到无线传输信道变化以及无线AP工作和休眠状态切换等非终端移动因素的影响，这些非终端移动因素带来的无线信号接收强度变化会对基于信号强度执行终端定位与移动性计算带来干扰。因而，本发明通过权重运算，针对由于非终端移动因素而动态变化的原始基准AP无线信号接收强度值，以响应该动态变化的权重值进行补偿，形成标准化基准AP无线信号接收强度值，从而消除了上述干扰的影响。

具体来说，例如，对于当前时刻的数组：

C_t＝{(ID_AP1，S_AP1)，(ID_AP2，S_AP2)，(ID_AP3，S_AP3)，(ID_AP4，S_AP4)}，

识别模块已经能够确定其中各基准AP无线信号接收强度值的变化是否属于因终端设备移动所产生的无线AP信号变化。

对于经识别属于因终端设备移动所产生的无线AP信号变化，则权重调节模块对其中的S_AP1-S_AP4分别赋予相同数值的标准权重值α；权重计算模块根据该权重调节模块提供的权重值α，对当前数组C_t中的基准AP无线信号接收强度值分别以相同的权重值α进行乘法运算，求得标准化基准AP无线信号接收强度值为αS_AP1，αS_AP2，αS_AP3，αS_AP4。利用各基准AP相应的标准化基准AP无线信号接收强度值，可以形成当前时刻的当前无线AP信号接收图样：

P_t＝{(ID_AP1，αS_AP1)，(ID_AP2，αS_AP2)，(ID_AP3，αS_AP3)，(ID_AP4，αS_AP4)}

另一种情况下，对于经识别模块识别判定当前数组C_t非因终端设备移动而产生无线AP信号变化，则权重调节模块对其中的S_AP1-S_AP4分别赋予不同数值的权重值α_AP1、α_AP2、α_AP3、α_AP1，从而对变化幅度ΔS_AP1-ΔS_AP4进行补偿，使得S_AP1-S_AP4与各自权重值进行乘法运算之后所得的标准化基准AP无线信号接收强度值能够基本消除非因终端设备移动而产生无线AP信号变化幅度ΔS_AP1-ΔS_AP4，即基本等同于前一时刻的数组C_tn-1。为了达到上述效果，权重调节模块应按照如下公式设置的权重值α_AP1、α_AP2、α_AP3、α_AP1：

权重计算模块求得标准化基准AP无线信号接收强度值α_AP1S_AP1，α_AP2S_AP2，α_AP3S_AP3，α_AP4S_AP4，可以形成当前时刻的当前无线AP信号接收图样：

P_t＝{(ID_AP1α_AP1S_AP1)，(ID_AP2，α_AP2S_AP2)，(ID_AP3，α_AP3S_AP3)，(ID_AP4，α_AP4S_AP4)}

经过权重调节模块与权重计算模块所执行的权重运算之后，将具有基准AP无线信号接收强度值的各个数组C_t0，C_t1，C_t2......C_tn转换为各个时刻的无线AP信号接收图样P_t0，P_t1，P_t2......P_tn。在上述权重运算的影响下，对于其中因终端设备移动所产生的无线AP信号变化，会表现为无线AP信号接收图样序列中连续若干个P_t-如P_tn-2P_tn-1，P_tn-具有的标准化基准AP无线信号接收强度值的变化；而对于非因终端设备移动所产生的无线AP信号变化，通过权重计算补偿了其中基准AP无线信号接收强度值的变化幅度，因此无线AP信号接收图样序列中的接收图样P_t相比于在先时刻的图样基本没有变化。

因此，移动性定位模块接收各个时刻的无线AP信号接收图样P_t0，P_t1，P_t2......P_tn组成的序列，根据标准化基准AP无线信号接收强度值及其变化判定终端设备的位置和移动性。移动性定位模块对于无线AP信号接收图样P_t中的标准化基准AP无线信号接收强度值αS_AP1，αS_AP2，αS_AP3，αS_AP4与定位模板L当中的无线信号接收强度值进行对比。由于接收图样P_t中的标准化基准AP无线信号接收强度值已经补偿了无线传输信道变化以及无线AP工作和休眠状态切换的影响，因此αS_AP1，αS_AP2，αS_AP3，αS_AP4与终端设备位置呈现直接的相关性。并且，考虑到终端在高铁车厢内部空间位置分布的有限性，因而可以在定位模板L中记录高铁车厢内部特定空间区段的无线信号接收强度值区间。

进而，判断无线AP信号接收图样P_t中的标准化基准AP无线信号接收强度值与定位模板中记录的无线信号接收强度值区间是否符合，如果完全符合则确定终端设备当前处在该定位模板相应的高铁车厢内部特定空间区段，从而实现了对终端设备的定位。

移动性定位模块在对终端设备定位的基础上，基于无线AP信号接收图样序列P_t0，P_t1，P_t2......P_tn分析终端的移动性。如果当前时刻的无线AP信号接收图样P_t相对于在先时刻的接收图样P_t-1没有变化，则认为从在先时刻至当前时刻该终端设备在移动性方面为静止状态。相反，如果当前时刻的无线AP信号接收图样P_t与在先时刻的图样进行比较运算，并判定计算结果与关联到该终端设备当前位置的移动性模板的符合情况；如果以上判定表明比较运算结果符合当前位置上指向有限的移动方向中某一方向的移动性模板，则移动性定位模块确定终端设备的移动方向，从而实现对终端设备的动态定位跟踪。

通过上述计算，终端设备移动性定位系统TM能够实现对接入高铁车厢WIFI服务系统的全部或者部分终端设备进行实时的定位和移动性判断。进而，利用各个终端的位置和移动性信息，无线AP控制中心WCC可以对各无线AP的设备状态和通信状态执行相应的控制功能，例如，根据各终端设备的位置，对覆盖区域内没有终端设备的无线AP，或者覆盖区域内终端设备可以由其它冗余设置的无线AP提供接入的无线AP，无线AP控制中心WCC可将这些无线AP的状态切换为休眠，以便降低功耗和不必要的辐射。WCC还可以针对终端的移动性信息，对于即将有终端设备进入覆盖区域的无线AP，进行提前的唤醒，从而保证了WIFI服务的无缝过渡。

以上描述中的尺寸和数量均仅为参考性的，本领域技术人员可根据实际需要选择适当的应用尺寸，而不脱离本发明的范围。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims

1.一种无线AP冗余配置下终端设备移动性定位的方法，其特征在于，包括：

步骤三，根据当前的基准AP无线信号接收强度值的变化是否属于由终端设备移动所产生的无线AP信号变化的识别结果，进行无线AP对应权重值的调节；其中，对于经识别属于因终端设备移动所产生的无线AP信号变化，则对当前时刻的基准AP无线信号接收强度值分别赋予相同数值的标准权重值；对于经识别非因终端设备移动而产生无线AP信号变化，则对当前时刻的基准AP无线信号接收强度值分别赋予不同数值的权重值，从而对基准AP无线信号接收强度值的变化幅度进行补偿；

2.根据权利要求1所述的无线AP冗余配置下终端设备移动性定位的方法，其特征在于，步骤五中，判断无线AP信号接收图样中的标准化基准AP无线信号接收强度值与定位模板中记录的无线信号接收强度值区间是否符合，如果完全符合则确定终端设备当前处在该定位模板相应的高铁车厢内部特定空间区段。

3.一种无线AP冗余配置下终端设备移动性定位的系统，其特征在于，包括：

终端设备移动性定位系统，具体包括：

权重调节模块，用于根据当前的基准AP无线信号接收强度值的变化是否属于由终端设备移动所产生的无线AP信号变化的识别结果，进行无线AP对应权重值的调节；其中，所述权重调节模块对于经识别属于因终端设备移动所产生的无线AP信号变化，则对当前时刻的基准AP无线信号接收强度值分别赋予相同数值的标准权重值；对于经识别非因终端设备移动而产生无线AP信号变化，则对当前时刻的基准AP无线信号接收强度值分别赋予不同数值的权重值，从而对基准AP无线信号接收强度值的变化幅度进行补偿；

4.根据权利要求3所述的无线AP冗余配置下终端设备移动性定位的系统，其特征在于，移动性定位模块判断无线AP信号接收图样中的标准化基准AP无线信号接收强度值与定位模板中记录的无线信号接收强度值区间是否符合，如果完全符合则确定终端设备当前处在该定位模板相应的高铁车厢内部特定空间区段。

5.一种高铁列车车厢无线AP系统，其特征在于，包括：

终端设备移动性定位系统TM，可以获得通过无线AP接入高铁WIFI业务的全部终端设备的移动性定位信息，将终端设备的移动性定位信息提供给无线AP控制中心WCC；其中，

所述终端设备移动性定位系统TM具体包括：

权重调节模块，用于根据当前的基准AP无线信号接收强度值的变化是否属于由终端设备移动所产生的无线AP信号变化的识别结果，进行无线AP对应权重值的调节；所述权重调节模块对于经识别属于因终端设备移动所产生的无线AP信号变化，则对当前时刻的基准AP无线信号接收强度值分别赋予相同数值的标准权重值；对于经识别非因终端设备移动而产生无线AP信号变化，则对当前时刻的基准AP无线信号接收强度值分别赋予不同数值的权重值，从而对基准AP无线信号接收强度值的变化幅度进行补偿；

6.根据权利要求5所述的高铁列车车厢无线AP系统，其特征在于，无线AP控制中心WCC包括功率配置单元PCU，所述功率配置单元PCU用于对全部无线AP的信号功率进行自适应调节，切换无线AP进入工作状态或待机状态。

7.根据权利要求5所述的高铁列车车厢无线AP系统，其特征在于，无线AP控制中心WCC根据终端设备的移动性定位信息设置相应的无线AP的状态。