CN105474032A - 频率变换的无线电地图数据集 - Google Patents

Abstract

公开了通过对原始无线电地图数据集应用离散频率变换来获得频率变换的无线电地图数据集的方法。还公开了通过对频率变换的无线电地图数据集应用逆离散频率变换来获得重建的无线电地图数据集的方法。

Description

频率变换的无线电地图数据集

技术领域

本发明涉及基于无线电地图(radiomap)的定位领域。

背景技术

现代全球蜂窝及非蜂窝定位技术基于含有关于蜂窝及非蜂窝通信网络节点(例如：蜂窝无线电网络基站(BS)或非蜂窝无线电网络(例如WLAN、接入点(AP)及其信号))的信息的大规模全球数据库的生成。所述信息可以全部地或部分地来源于扮演数据收集者角色的这些定位技术的用户。

这些数据收集者(一般是移动终端)提供的数据通常是“指印”(fingerprint)的形式，其中含有位置信息，例如：根据接收到的全球导航卫星系统(GNSS)的卫星信号，以及无线电测量值(即，无线电参数的测量)而获得的信息。此外，指印可以包括通信网络节点识别信息，其识别收集者所观测到的节点，并且与有关该节点的无线电测量值关联。

这些数据然后可传递到服务器或云，在服务器或云中可以收集这些(通常为众多用户的)数据，并且可以根据该数据生成(或更新)用于定位目的的无线电地图。

最终，该无线电地图可以用来估计位置，例如，移动终端的位置。这可以在两种模式下运行。第一种模式为终端辅助模式，在其中移动终端进行无线电参数的测量，以通过蜂窝和/或非蜂窝空中接口获得无线电测量值，并向远程服务器提供该测量，远程服务器转而根据无线电地图，确定并向移动终端返回位置估计。第二种模式为基于终端的模式，在其中移动终端具有例如由移动终端从远程服务器下载或者预先安装在移动终端中的无线电地图的本地副本(或者只有全球无线电地图的子集)。

实际位置估计便可以根据无线电地图或者其部分、通过获得在各自的位置观测到的节点的识别信息以及/或者通过获得该位置的无线电测量值来获得。

根据无线电地图或者其部分，可以针对各节点的特性进行建模。该模型便可以用于位置估计。例如，可针对各节点的覆盖区域建立模型。对于在各自的位置观测到的每个节点，可以考虑模型化的覆盖区域，并且位置估计则可以是所有观测到的节点的覆盖区域模型的交集区域的中心。作为覆盖区域模型的替代(或者作为允许更准确的位置估计的补充)，通信网络节点的无线电信道模型(又称为无线电传播模型)也可以作为例如根据接收到的信号强度和/或在各位置测量的路径损耗来确定位置的基础。无线电信道模型例如可以描述通信网络节点所发出的信号的功率如何随着与通信网络间的距离的增加而衰减，例如在考虑到进一步的参数(例如无线电传输频率)的情况下。现在，如果无线电信道模型信息对识别到的通信网络节点可用，例如，如果在各自的位置接收到的来自该通信网络节点的信号的强度(或者，作为另一个示例，该信号所经历的路径损耗)在该位置已被测量，则可以(例如，从进一步的信息中)确定并采用朝向该通信网络节点的距离的估计，以确定位置估计。

发明内容

现今，甚至在比较小的区域，特别是在城市/城郊区域，存在大量的通信网络节点。因此，即使仅存储针对这些节点中的一些的无线电地图信息，也已经要求很大的存储容量。同样，将无线电地图信息传递到移动终端用于终端中的位置估计，会消耗很多服务器资源、网络带宽以及空中数据流，转而给移动终端的用户带来了高成本。

根据本发明的第一方面，公开了一种由设备执行的方法，所述方法包括：通过对原始无线电地图数据集应用离散频率变换来获得频率变换的无线电地图数据集。

根据本发明的第二方面，公开了一种由设备执行的方法，所述方法包括：通过对频率变换的无线电地图数据集应用逆离散频率变换来获得重建的无线电地图数据集。

根据本发明的第二方面的方法还可以包括：基于所述重建的无线电地图数据集来确定移动终端的位置。

针对本发明的每个方面，进一步公开了第一设备，其配置为实现或者包括用于实现根据本发明的第一方面和/或第二方面(以及在此描述的本发明的各实施例中的任一个)的方法的各个操作的各自的装置。该设备的装置可以通过硬件和/或软件来实施。它们可以例如包括处理器(例如用于执行用于实现所要求的各功能的计算机程序代码)、存储程序代码的存储器、或者两者。可替代地，它们可以例如包括设计为实现所要求的各功能的电路系统，该电路系统例如实施在芯片组或芯片中，如集成电路。

针对本发明的每个方面，进一步公开了第二设备，其包括至少一个处理器以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，至少一个存储器和计算机程序代码配置为：利用至少一个处理器使设备至少执行根据本发明的第一方面和/或第二方面(以及在此描述的本发明的各实施例中的任一个)的方法的各个操作。该设备可以仅包括所指示的各组件或者一个或多个附加组件。其可以是用于装置的模块或组件，例如芯片。可替代地，其可以是装置，例如服务器或移动终端。所描述的各设备中的任一个例如可以至少包括用户接口、通信接口和/或天线。

针对本发明的每个方面，进一步描述了非临时性(例如，有形的)计算机可读存储介质，其中存储有计算机程序代码，该计算机程序代码在由处理器执行时，使设备实现根据本发明的第一方面和/或第二方面(以及在此描述的本发明的各实施例中的任一个)的方法的各个操作。计算机可读存储介质例如可以是磁盘或存储器等。计算机程序代码可以以对计算机可读存储介质进行编码的指令的形式存储在计算机可读存储介质中。计算机可读存储介质可以用于参与装置的运行，如计算机的内部或外部硬盘，或者可以用于程序代码的分布，如光盘。

应当理解，计算机程序代码本身也须看作本发明的实施例。

所描述的各个设备中的任一个可以仅包括所指示的各个组件或者一个或多个附加组件。所描述的各个设备中的任一个可以是用于装置的模块或组件，例如芯片。可替代地，所描述的各个设备中的任一个可以是装置，例如服务器或移动终端，或者构成其中的部分。这样的移动终端的一些示例包括移动电话、个人数字助理(PDA)、移动计算机(例，如便携式、笔记本或平板计算机)、数字音乐播放器等。所描述的各个设备中的任一个例如可以至少包括用户接口、通信接口和/或天线。

在下面，给出了本发明的各实施例的一些说明。为了简约起见，焦点放在根据本发明的第一方面的方法上。然而所给出的说明相应地应用于根据本发明的第一方面的第一设备、第二设备、非临时性计算机可读存储介质以及计算机程序代码。

关于第一方面给出的说明在适用时也涉及本发明的第二方面，包括根据本发明的第二方面的方法。特别是在本发明的第一方面的背景下给出的关于原始RMDS和频率变换的RMDS的说明同样适用于本发明的第二方面，因为重建的RMDS是从频率变换的RMDS获得的，并且频率变换的RMDS是从原始RMDS获得的。

应当理解，此部分中对本发明的各实施例的介绍仅仅是示例性而非限制性的。

作为“无线电地图数据集”的首字母缩写，在下面使用RMDS。

通过对原始RMDS应用离散频率变换，获得频率变换的RMDS。原始RMDS很可能呈现其无线电测量值(即所测量的无线电参数的值)中的至少一些的空间相关性。特别地，与各个附近位置关联的各个无线电测量值，例如针对各个附近位置测量或计算的各个无线电测量值，经常是强相关的。可以利用原始RMDS的这种特性。通过对原始RMDS应用离散频率变换，可以获得频率变换的RMDS的形式的原始RMDS的去相关表示。通过将对原始RMDS应用离散频率变换而获得的比较少的变换系数便可以足以代表频率变换的RMDS，使得重建的(即逆变换的)RMDS仍然忠实于原始RMDS。原始RMDS的自相关函数的主斜面(mainslope)越宽，原始RMDS可以在不丢失必要信息的情况下压缩地越多。由于所实现的压缩，可以要求更小的存储容量用于存储频率变换的RMDS。同样地将频率变换的RMDS传递到例如移动终端用于位置估计，可以消耗更少的网络带宽和空中数据，转而给用户带来减少的成本。由于存储容量要求减少，因此频率变换的RMDS甚至可以存储在将要进行位置估计但具有十分有限的存储容量的移动终端中。因此，基于频率变换的RMDS来估计移动终端的位置可以离线进行，也就是在移动终端未访问存储有频率变换的RMDS的外部数据存储的时候。

在本发明的背景下，原始RMDS(以及通过应用逆离散频率变换从频率变换的RMDS获得的重建的RMDS)可以包括无线电测量值、关联位置信息以及关联节点识别信息，其识别与无线电测量值关联的通信网络节点或者与无线电测量值关联的蜂窝。无线电测量值连同其关联位置信息以及其关联节点识别信息经常被称为“指印”。RMDS因此可以被认为是指印的集合。频率变换的RMDS便可以包括指印的集合在频域中的表示。

原始RMDS(以及同样地，重建的RMDS)的各个无线电测量值连同其关联位置可以被认为是形成无线电图像(每个无线电测量对应于像素的强度信息，并且关联位置信息对应于该像素的位置)。将各个无线电测量值和RMDS的位置信息看作形成无线电图像，使以下事实变得清楚：经常应用在图像压缩中的离散频率变换也可以用于RMDS压缩。

无线电测量值例如可以包括：多普勒效应在其中有或没有达到平均数的情况下的接收信号强度(RSS)(例如以参考值例如为1mW的dBm度量)；和/或路径损耗；和/或定时测量值，如定时提前(TA)、往返时间(RTT)和/或传播延迟；和/或到达角(AOA)。也可以有布尔无线电测量值，例如指示某个特定位置是否位于特定通信网络节点的覆盖区域内的无线电测量值。

原始RMDS可以不只包括实际上通过无线电接口测量的无线电测量值。可替代地或者除该无线电测量值之外，原始RMDS可以包括这样的无线电测量值：其不是实际测量的而是代表一个通信网络节点或若干节点的一个或若干属性的模型(例如无线电覆盖模型或无线电信道模型)。仅举一例，在无线电覆盖区域建模中获得的所计算的无线电测量值可以是这样的值：它指示其关联位置是否被各自的指印的关联节点识别信息所指示的各自的节点所覆盖。

节点识别信息可以与作为整体的RMDS关联，因此间接地与RMDS的无线电测量值中的每一个关联，或者针对每个无线电测量值、所选无线电测量值以及/或者一组或若干组无线电测量值，可以存在单独的节点识别信息。如果RMDS的每个无线电测量值与同一个通信网络节点关联，则使节点识别信息与整个RMDS关联、并且因而仅一次存储而非针对每个无线电测量值单独存储节点识别信息是可取的。

虽然RMDS可以包括与不同的通信网络节点关联的指印，但是要对不同节点的无线电测量值单独地应用离散频率变换。为了实现这个目的，应用离散频率变换的原始RMDS可以仅包括与同一个节点关联的指印，即，原始RMDS的所有无线电测量与同一个节点关联。可替代地，原始RMDS可以分割成若干RMDS，其中每个RMDS的各个无线电测量值与同一个节点关联。然后可以对若干RMDS中的每一个单独地应用离散频率变换，以便获得若干频率变换的RMDS。于是可以通过对这些频率变换的RMDS应用逆离散频率变换来获得若干重建的RMDS。若干频率变换的RMDS在以后的阶段可以或可以不组合到包括与不同的通信网络节点关联的无线电测量值的单个重建的RMDS中。

通信网络节点(在此也简单地表示为节点)的非限制性示例为蜂窝通信网络的基站(或者其各扇区)，例如：第二代(2G，例如全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线电系统(GPRS)、GSM演进的增强数据速率(EDGE)或高速电路交换数据(HSCSD))、第三代(3G，例如通用移动通信系统(UMTS)或CDMA-2000)或第四代(4G，例如长期演进(LTE)系统、LTE升级版(LET-A)系统或者IEEE802.16mWiMAX系统)通信网络，或者非蜂窝无线电通信网络的AP或信标，例如：WLAN网络、蓝牙系统、无线电频率识别(RFID)系统、诸如数字视频广播(DVB)、数字音频广播(DAB)或频率调制(FM)/振幅调制(AM)无线电的广播系统、近场通信(NFC)系统等。蜂窝通信网络例如可以通过利用各个蜂窝对地理区域(通常在至少数百或数千平方公里的数量级)进行基本无缝的铺设来表征，这些蜂窝中通过由同一操作器操作的各个通信网络节点来提供覆盖，该网络例如可以支持各个蜂窝之间的通信交接。因此，非蜂窝通信网络可以表征为不具有所有这些特性的通信网络。

节点识别信息的示例可以包括各个标识符。其中，通信网络的节点例如可以具有至少在该通信网络(以及例如也在所有其他通信网络)中唯一(例如，全球唯一)的标识符。同样，通信网络的节点例如可以具有在该通信网络中不唯一(例如仅本地唯一)、但是至少在该通信网络所覆盖的区域的子区域中唯一的标识符。

节点的标识符例如可以是蜂窝标识符。蜂窝标识符的示例例如包括：2G移动通信系统的覆盖区域情况下的移动国家代码(MCC)、移动网络代码(MNC)、本地区域代码(LAC)和/或蜂窝身份(CID)；3G移动通信系统情况下的UTRAN蜂窝ID(UC-ID)；或者4G通信系统情况下的LTE蜂窝身份。非蜂窝标识符的示例包括：WLAN接入点的标识符(例如，基本服务集识别(BSSID)，如WLAN接入点的介质访问控制(MAC)标识符，或者服务集标识符(SSID))。

将要估计其位置的移动终端可以使用一个无线电接口或者不同类型的若干无线电接口来获得关于由移动终端观测到的各通信网络节点的节点识别信息。基于该识别信息，可以选择对应的RMDS或者更多RMDS并且用于估计移动终端的位置。

位置信息特别地可以包括离散坐标网格的离散坐标，或者由这样的坐标组成。离散坐标网格及其坐标可以是等间距的。离散坐标网格于是可以被称为均匀(离散)坐标网格。位置信息例如可以已由设备通过GNSS(例如全球定位系统(GPS)、Galileo、全球导航卫星系统(即“GlobalnajaNawigazionnajaSputnikowajaSistema”，GLONASS)以及准天顶卫星系统(QZSS))的接收卫星信号来获得。该设备还可以获得了无线电测量值以及关联节点识别信息，并且已将其连同位置信息一起提供给服务器，因此作为对无线电地图的生成提供指印的数据收集器。

RMDS例如可以是二维(2D)、三维(3D)或者四维(4D)RMDS。具体地，2DRMDS可以被认为是包括与2D位置信息(例如，x-坐标和y-坐标)关联的无线电测量值的RMDS。同样，3DRMDS可被认为是包括与3D位置信息(例如，x-坐标、y-坐标和z-坐标)关联的无线电测量值的RMDS。3DRMDS还可以是分层的。因此，例如，在室内环境下，三个坐标之一可以指示建筑物的楼层而非绝对高度，而其他两个坐标可以指示各自楼层上的位置。分层3DRMDS可以被认为是对应于一组若干2DRMDS，每个包括层指示器(例如，楼层号)。4DRMDS可以被认为是包括与3D位置信息(例如，x-坐标、y-坐标和z-坐标)关联的无线电测量值、并且还包括时间值的RMDS，以便可以对无线电环境的时间依赖性建模。

对原始RMDS应用的离散频率变换可以是可以对离散指印集(即，成对的位置信息和关联无线电测量值)应用的任何频率变换。对原始RMDS应用的离散频率变换例如可以是诸如离散傅立叶变换(DFT)、离散余弦变换(DCT)、短时傅立叶变换(STFT)、Z-变换或者小波变换等等。在本发明的背景下可以使用所采用的离散频率变换的不同实施方式。例如，快速余弦变换(FCT)可以作为用于实施DCT的有效算法。同样，快速傅立叶变换(FFT)可以用于有效地实施DFT。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，所述方法还包括：向另一个设备(例如，移动终端)提供频率变换的无线电地图数据集。所述另一个设备便可以使用所提供的频率变换的RMDS作为估计其位置的基础。因为频率变换的RMDS的数据量可以显著地少于原始RMDS的数据量，因此可以要求更少的网络资源，用于向所述另一个设备提供频率变换的RMDS。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，所述方法还包括：通过对频率变换的无线电地图数据集应用逆离散频率变换来获得重建的无线电地图数据集。

通过对频率变换的RMDS应用逆离散频率变换并由此获得重建的RMDS，获得了进行位置估计的基础。所应用的逆离散频率变换必须是为了获得频率变换的RMDS而应用的频率变换的逆变换。例如，如果使用了DCT来获得频率变换的RMDS，则必须使用逆离散余弦变换(IDCT)来进行重建。如果使用了FFT来获得频率变换的RMDS，则必须使用逆快速傅立叶变换(IFFT)。如果使用了STFT，则必须使用逆STFT来进行重建；如果使用了Z-变换，则必须使用逆Z-变换来进行重建；以及如果使用了小波变换，则必须使用逆小波变换来进行重建。

获得重建的RMDS可以在先前获得了频率变换的RMDS的设备上进行。然而还可以在不同的设备上进行，例如，提供了频率变换的RMDS的服务器或移动终端。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，所述方法还包括：基于重建的无线电地图数据集来确定另一个设备(例如，移动终端)的位置。

位置估计例如可以或者在服务器(例如，存储了频率变换的RMDS以及在应用了逆离散频率变换之后的重建的RMDS的服务器)上进行。然而位置估计也可以在与存储了频率变换的RMDS并且/或者生成了频率变换的RMDS的服务器不同的服务器上进行。然而，位置估计不一定要在服务器上进行。它例如可以在将要确定其位置的另一个设备(例如，移动终端)上进行。为此，频率变换的RMDS可以提供给该设备，并且可以在那里重建，或者重建的RMDS本身可以提供给该设备(例如，移动终端)。

确定另一设备(例如，移动终端)的位置于是可以涉及：获得一个或若干节点(例如，在该另一设备的相应位置处观测到的蜂窝网络的BS和WLANAP)的节点识别信息；以及/或者获得该位置处的无线电测量值。基于节点识别信息，可以选择具有与该节点关联的无线电测量值的对应的频率变换的RMDS，并且对应的重建的RMDS可以通过应用逆离散频率变换来获得。可替代地，重建的RMDS可以已经被计算并且可以直接被选择。如果根据节点识别信息观测到了各个无线电测量值被不同的RMDS所涵盖的若干节点，则可以选择若干RMDS。然而，为了简约起见，省略了在随后阐述的每个步骤中也可以考虑若干RMDS的指明。

取决于原始RMDS以及频率变换的RMDS的内容，重建的RMDS或者可以代表一个节点/若干节点的一个特性/若干特性的模型，或者它可以包括原始无线电测量值，即，没有通过模拟而是例如通过实际测量或者通过例如采用内插或外推法计算而获得的无线电测量值。如果无线电测量值为原始无线电测量值，为了确定另一设备(例如，移动终端)的位置，在位置估计开始之前，可以首先基于原始无线电测量值来创建模型。

取自或来源于重建的RMDS的模型例如可以模拟各节点的覆盖面积。作为一个示例，可以考虑所模拟的覆盖面积，并且位置估计则可以是所有观测到的节点的覆盖面积模型的交集区域的中心。

作为覆盖面积模型的备选方案(或者作为允许更准确的位置估计的补充)，针对通信网络节点的无线电信道模型(亦称无线电传播模型)也可以作为例如基于在相应位置通过另一设备(例如，移动终端)的一个或多个无线电接口测量的接收信号强度和/或路径损耗来确定位置的基础。无线电信道模型例如可以描述通信网络节点所发射的信号的功率如何随着与通信网络的距离的增加而衰减，例如在考虑到另一些参数(例如无线电发射频率)的情况下。现在，如果无线电信道模型对所识别的通信网络节点可用，例如如果在相应位置接收的来自该通信网络节点的信号的强度(或者，作为另一示例，该信号所经历的路径损耗)已在该位置进行了测量，则可以确定朝向该通信网络节点的距离的估计，并且将其(例如在另一些信息中)用于确定位置估计。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，对原始无线电地图数据集应用的离散频率变换为离散余弦变换。

DCT可以用于实数的无线电测量值。可以获得DCT的各种有效实施方式。DCT因此可以被认为是特别适用于高性能应用，例如变换原始RMDS。此外，DCT可以提供低通滤波效果。在将DCT应用于有噪声的原始RMDS时该特性被证明是有利的。通过改变所维持的DCT系数的数量，频率变换的RMDS的数据量可以按需调整并且可以轻易地控制低通效果。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，原始无线电地图数据集包括无线电测量值以及离散坐标网格的关联离散坐标集。

离散坐标网格及其坐标可以是等间距的。离散坐标网格则可以被称为均匀(离散)坐标网格。离散坐标网格可以具有有限的尺寸。在每个维度上坐标网格因此可以具有有限数量的离散坐标。当离散坐标网格具有有限的尺寸时，它同样具有有限数量的网格点，即，有效离散坐标集，例如，2D原始RMDS的坐标对、3D原始RMDS的三个坐标以及4D原始RMDS的四个坐标。

采用离散坐标网格用于原始RMDS允许对原始RMDS应用离散频率变换。离散坐标网格可以完全被占用，以便对每个网格点(即，离散坐标集)，可以提供关联的无线电测量值。

因为相比于相同尺寸的坐标网格的连续坐标值，各个离散坐标集可以假设的值是有限的，所以减少了可能的坐标集的总数量。因此也减少了原始RMDS的指印的数量。因此，可以减少要处理的数据量。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，原始无线电地图数据集包括关于离散坐标网格的尺寸的信息。

关于离散坐标网格的尺寸的信息可以包括离散坐标网格的每个维度上的有效坐标的数量，例如，每个维度上的最低有效坐标指数以及最高有效坐标指数。除此之外，尺寸信息可以包括关于网格分辨率的信息，例如关于离散坐标网格的每个维度上的有效离散坐标之间的距离的信息。这样的距离可以用米等单位度量，但也存在其他可能性。关于这个问题的进一步的信息例如可以在国际专利申请PCT/IB2012/051227中找到，该专利申请通过引用合并于此。

原始RMDS所包括的关于离散坐标网格的尺寸的信息可以复制到频率变换的RMDS，或者连同频率变换的RMDS一起存储，使得关于所采用的离散坐标网格的尺寸的信息可以连同频率变换的RMDS一起可用。可以在通过对频率变换的RMDS应用逆离散频率变换来获得对应的重建的RMDS时利用该信息。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，原始无线电地图数据集包括用于离散坐标网格的参考位置信息。

参考位置信息可以允许将离散坐标网格的离散坐标集映射到各地理位置，例如2D原始RMDS的纬度和经度对，或者3D原始RMDS的纬度、经度和高度三元组。为此，参考位置信息例如可以包括关于离散坐标网格的一个离散坐标集或若干离散坐标集的地理位置的信息。作为一个示例，参考位置信息可以包括关于位于离散坐标网格的角落处或者位于其中心处的离散坐标集的地理位置的信息。除此之外，参考位置信息可以包括关于离散坐标网格的分辨率的信息，例如关于例如针对离散坐标网格的每个维度的相邻的有效离散坐标集之间的地理距离的信息。然而，如在上面解释的，分辨率信息还可以被认为是关于离散坐标网格的尺寸的信息的一部分。

参考位置信息还可以用于将各个地理位置映射到离散坐标网格的各个离散坐标集。

频率变换的RMDS还可以包括参考位置信息，例如因为其已经从原始RMDS复制到频率变换的RMDS。同样重建的RMDS可以包括参考位置信息，例如因为其已经从频率变换的RMDS或者从原始RMDS(若可用)复制到重建的RMDS。

应当理解，当对原始RMDS应用离散频率变换时，对具有关联的离散坐标集的各个无线电测量值进行频率变换。在将各个无线电测量值以及关联的位置信息定义为无线电图像(radioimage)时，还可以说对无线电图像应用离散频率变换。没有对参考位置信息也没有对关于离散坐标网格的尺寸的信息应用频率变换。同样，当对频率变换的RMDS应用逆频率变换时，也没有对这些信息应用逆频率变换，而只对频率变换的无线电测量值以及位置信息应用逆频率变换。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，所述方法还包括生成原始无线电地图数据集。

生成原始RMDS可以被认为是提供适用于对其应用离散频率变换的RMDS。生成原始RMDS可以涉及获得实际的无线电测量值，即通过无线电接口测量它们。然而，生成原始RMDS还可以理解为处理已经可用的无线电测量值或者已经可用的RMDS，而不亲自进行测量。同样，测量无线电参数以获得无线电测量值的步骤以及随后的处理步骤的组合可以构成生成原始RMDS的步骤的一部分。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，生成原始无线电地图数据集包括将无线电测量值映射到离散坐标网格的离散坐标集。

当移动终端获得无线电测量，并且例如通过GNSS的接收卫星信号的方法同时获得的位置信息所指示的移动终端在那个时刻的位置(根据参考位置信息)没有精确地落在离散坐标网格的有效离散坐标集上时，无线电测量必须映射到这样的有效离散坐标集。因为当前讨论的实施例包括在生成原始RMDS时将无线电测量映射到离散坐标网格的离散坐标集，保证了只有有效的离散坐标集与原始RMDS的无线电测量关联。

将无线电测量值映射到离散坐标网格的离散坐标可以包括将无线电测量值映射到(根据参考位置信息)在获得无线电测量值时最接近移动终端的实际位置的离散坐标网格的网格点，即，映射到离散坐标的有效集合。关于该映射方案的进一步的信息可以在国际专利申请PCT/IB2012/051227中找到，该专利申请通过引用合并于此。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，原始无线电地图数据集针对离散坐标网格的每个网格点(即针对离散坐标的每个有效集合)，以及针对每个通信网络节点，包括不超过一个的具体类型的无线电测量值。但是如果各无线电测量值为不同类型，并且/或者如果它与不同的通信网络节点关联，即，与不同的节点识别信息关联，则网格点可以与多个无线电测量值关联。不同类型的无线电测量值以及与不同的节点关联的无线电测量值可以分别地变换到频域。

如果在生成原始RMDS的过程中相同类型并且与相同的节点关联的若干无线电测量值将要映射到相同的网格点，则必须确定该类型的哪个无线电测量值应该与相应网格点关联。该问题的一种解决方法为将映射到该网格点的该类型的所有无线电测量值的平均值或中值与该网格点关联。其中，权重可以或可以不指定给各无线电测量值。关于如何管理将要映射到相同网格点的相同类型并且与相同节点关联的若干无线电测量值的进一步的信息可以在国际专利申请PCT/IB2012/051226中找到，该专利申请通过引用合并于此。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，生成原始无线电地图数据集包括：针对离散坐标网格的每个离散坐标集，获得无线电测量值。

通常移动终端通过它们的无线电接口所获得的无线电测量值以及关联的位置信息在这样的意义上是不完全的：并非对于离散坐标网格的每个网格点，无线电测量值都是可用的。然而有必要能够对其离散坐标网格完全被占用(即，在针对离散坐标网格的每个网格点提供无线电测量值的意义上是完全的)的原始RMDS应用离散频率变换。根据当前讨论的实施例，保证了原始RMDS的离散坐标网格完全被占用，以便可以对其应用离散频率变换。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，针对离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量包括：通过内插法针对离散坐标网格的离散坐标集计算无线电测量值。

根据该实施例的方法可以通过根据各自类型并且与相同节点关联的可用无线电测量值，特别是根据那些与邻近网格点关联的无线电测量值，针对网格点(即，离散坐标网格的离散坐标集)计算无线电测量值，来帮助争取完全占用的原始RMDS。严格来说，这样计算的无线电测量值因此不是实际测量的。然而它们在本申请中仍被称为无线电测量值。

通过内插法获得的无线电测量值(即内插的无线电测量值)可以随后与相应网格点关联，该无线电测量值针对该网格点获得。

各种内插法可以用于获得内插的无线电测量值。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，通过线性内插法来计算无线电测量值。

线性内插可以对线性地依赖于传播距离(即，观测装置与各自所观测的节点之间的距离)的无线电参数的无线电测量值特别有用。这样的无线电测量参数的示例为接收信号强度(RSS)，若其例如以dBm单位度量。

线性内插在此旨在涵盖2D原始RMDS情况下的双线性内插、3D原始RMDS情况下的三线性内插等等。在应用实际内插之前，可以采取准备步骤。这例如可以涉及2D或3D狄洛尼(Delaunay)三角剖分。作为一个示例，可获得无线电测量值的离散坐标网格的有效坐标集可以构成三角形的各个顶点(对于2DRMDS)。然后可以针对位于该三角形内部并且尚不可获得无线电测量值的坐标集来获得内插的无线电测量值。实际内插步骤则可以涉及采用双线性内插，其采取三角形的各顶点处的无线电测量值作为基础。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，针对离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量包括：通过外推法针对离散坐标网格的离散坐标集计算无线电测量值。

如果对于将要获得无线电测量值的离散坐标集，针对当前考虑的离散坐标集附近的离散坐标集不可获得足够数量的无线电测量值，则通过外推法计算无线电测量值可能是必要的。于是可能没有足够的用于内插的基础。对于位于离散坐标网格的边缘处或者甚至角落处的离散坐标集而言，这种情况例如经常会出现。但是外推可以允许用无线电测量值完全地占用离散坐标网格以及原始RMDS，以便可以随后对原始RMDS应用频率变换。

各种外推法可以用于获得外推的无线电测量值。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，通过线性外推法来计算无线电测量值。

线性外推可以对线性地依赖于传播距离(即观测装置与相应观测的网络仪器之间的距离)的无线电参数的无线电测量值特别有用。这样的无线电测量值的示例为接收信号强度(RSS)，若其例如以dBm单位度量。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，线性外推基于可用的无线电测量值的梯度。

采用可用的无线电测量的梯度来进行线性外推可以被认为是通过外推法获得无线电测量值的简单且有效的方法。可用的无线电测量值的梯度例如可以是或者实际已经通过移动终端的无线电接口测量的无线电测量值，或者例如先前已经通过内插法计算的无线电测量值。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，针对离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量值包括：首先通过内插法针对离散坐标网格的离散坐标集计算无线电测量值，其后通过外推法针对离散坐标网格的离散坐标集计算无线电测量值。

这样的实施例的实施方式可以具体地包括：首先针对离散坐标网格的可以通过内插的方法计算无线电测量值的每个离散坐标集，通过内插法计算无线电测量值，例如因为对于所采用的内插法可以获得与附近的离散坐标集关联的足够的无线电测量值。随后，通过外推法计算针对先前没有通过内插法计算无线电测量值的离散坐标网格的每个离散坐标集的无线电测量值。

首先进行用于针对离散坐标网格的离散坐标集获得无线电测量值的内插、然后进行仅用于针对剩余的离散坐标集获得仍缺少的无线电测量值的外推，可以针对没有通过实际测量获得了无线电测量值的离散坐标集产生相对良好的无线电测量值估计。这是由于这样的事实：因为考虑到的更广泛的数据基础，内插可以倾向于提供比外推可以提供的结果更接近进行实际测量时可能获得的无线电测量值的结果。

通过内插或外推法获得的无线电测量值的质量依赖于无线电测量值所反映的各自的无线电参数的可预测性。例如，反映随着位置连续变化的无线电参数的无线电测量值可以比反映不随着位置连续变化的无线电参数的无线电测量值更好预测。采用的内插或外推法越好地仿真各自的无线电测量值/无线电参数的空间依赖性，通过内插或外推法获得的无线电测量值可以越接近通过实际测量获得的值。在室内3D场景下，无线电传播特性可以在水平和垂直方向上显著地不同，因为楼层衰减经常明显地高于墙壁衰减。因此使用分层3DRMDS(即,若干2DRMDS(每个楼层一个)的集合)，然后采用逐层内插或外推以完全占用其每个2DRMDS是可取的。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，通过无线电接口测量的至少一个无线电测量值在针对离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量值过程中被丢弃。

通过无线电接口(例如，移动终端的无线电接口)测量的无线电测量值的空间分布可能是不均匀的。虽然对于一些区域可以获得相对多数量的这样的无线电测量值，但是对于其他区域可能并非如此。如果将要通过内插或外推法计算无线电测量值，则这些无线电测量值的这种不均匀的分散可以引起问题。所以丢弃实际的无线电测量值(即，通过无线电接口测量的无线电测量值)的一个无线电测量值或若干无线电测量值，对于获得高质量内插或外推的无线电测量值是有帮助的。例如，在通过内插法或者通过外推法针对离散坐标网格的离散坐标集计算无线电测量值之前，可以丢弃至少一个实际无线电测量值。

为了得到更好的内插或外推结果，丢弃在离散坐标网格中异常的实际无线电测量值可能是有帮助的。异常值例如可以定义为与某个离散坐标集关联的实际无线电测量值，该离散坐标集超过了到各自的RMDS的所有可用的实际无线电测量值的重心的预先确定的距离。可替代地，异常值例如可以定义为不具有与一些离散坐标集关联的预先确定的数量的实际无线电测量值的实际无线电测量值，这些离散坐标集在与考虑的无线电测量值和网格点关联的离散坐标的预先确定的距离之内。上面两个标准的组合也可以作为未在此提及的其他标准来应用。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，针对离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量值包括：通过通信网络节点的无线电参数的模型针对离散坐标网格的离散坐标集计算无线电测量值，无线电测量值反映无线电参数。

根据该实施例，在占用离散坐标网格时，可以考虑通信网络节点的无线电参数的模型。该方法在这样获得的无线电测量值相比于根据其他方法(例如，内插或外推)计算的无线电测量值的准确度的方面可以证实为有帮助。虽然不一定是这种情况，但由于用于获得各自的无线电参数的模型的计算工作量，在完全占用离散坐标网格的过程中采用这样的模型相比于诸如内插或外推的方法，可以产生增加的处理负荷。

通过通信网络节点的无线电参数的模型计算的无线电测量值反映该通信网络节点的无线电参数，可以被认为是意味着所计算的无线电测量值与模拟的无线电参数是相同的类型，以及所计算的无线电测量值与识别对无线电参数进行建模的节点的通信网络节点识别信息关联。

模拟的通信网络节点的无线电参数(其还可以被称为通信网络节点的特性)，例如可以是该节点的覆盖面积。作为覆盖面积模型的备选方案，也可以采用无线电信道模型。用无线电信道模型模拟的无线电参数例如可以是RSS或路径损耗。在本上下文中，无线电信道模型可以描述通信网络节点所发射的信号的功率如何随着与通信网络节点的距离的增加而衰减。使用这种模型，可以针对考虑的离散坐标集计算对应类型的无线电测量值。

通信网络节点的无线电参数的模型例如可以来自反映该节点的相应无线电参数的实际无线电测量值。

通过无线电参数的模型针对离散坐标网格的离散坐标集计算无线电测量值，可以与通过内插法和/或通过外推法计算无线电测量值进行组合。例如，当对于离散坐标网格的一些未占用的离散坐标集可以进行基于模型的无线电测量值计算时，可以使用内插和/或外推来针对离散坐标网格的其他离散坐标集计算无线电测量值。此外，同样在基于模型的无线电测量值计算的背景下，可以进行对通过无线电接口测量的无线电测量值的丢弃。作为一个示例，可以丢弃显著地不同于与附近的离散坐标集关联的若干无线电测量值的实际无线电测量值，因为该异常值可以恶化基于实际无线电测量值生成的无线电参数模型的质量。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，针对离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量值包括：将无线电测量值设置为预先确定的值。

各发明人发现将无线电测量值(或甚至是若干无线电测量值)设置为预先确定的值，是争取完全占用的离散坐标网格的可行的选择。基于包括通过设置为预先确定的值而获得的无线电测量值的原始RMDS获得的频率变换的RMDS的质量仍是可以可接受的。这可以归结于频率变换的低通滤波效果。

将无线电测量值设置为预先确定的值可以要求很低的计算工作量以及只有很少的进行时间。因此它可以在很多不同应用背景下都是有用的。作为一个示例，如果在移动终端生成了完全占用的坐标网格，则针对离散坐标集的无线电测量值可以设置为预先确定的值，例如因为在所述移动终端对原始RMDS应用频率变换(例如为了减少传输通过移动终端的无线电接口获取的实际无线电测量值所需的传输资源)。移动终端经常具有低处理功率(例如，相比于服务器)，并且即使处理功率足够，进行大量计算可能更快地耗尽移动终端的电池。将无线电测量值设置为预先确定的值，而不通过内插和/或外推以及/或者基于无线电参数模型来计算它，可以减轻移动终端的处理容量和电池寿命上的负担。

采用的实际的预先确定的值并不是关键的。然而使用非完全不真实的预先确定的值，例如实际无线电测量值从不会取的预先确定的值(例如因为该预先确定的值不落在实际无线电测量值必须或可能期望落入的范围之内)是可取的。举一个实用示例，如果将要获得的无线电测量值为RSS值，则预先确定的值可以设置为-100dBm量级的值。

通过设置为预先确定的值来针对离散坐标网格的每个未占用离散坐标集获得无线电测量值是可选的。然而，未占用的离散坐标集的仅一个或一些的无线电测量值也可以设置为预先确定的值。其他未占用的离散坐标集可以通过其他方法占用，例如通过内插和/或外推法以及/或者基于无线电参数模型。如果不同的方法用于占用离散坐标网格，则在通过设置为预先确定的值来获得无线电测量值之前，进行内插和/或外推以及/或者基于无线电参数模型的无线电测量计算是可取的。使用预先确定的值可以倾向于产生相对低质量的无线电测量值(相比于其他方法，至少忠实于在相应位置获得的实际无线电测量值)。

这些低质量的无线电测量值可以影响内插或外推结果的质量。同样，如果在生成无线电参数模型时考虑这些值，则它们可以影响无线电参数模型的质量。然而可以在内插、外推和/或生成无线电参数模型时忽略它们。例如，可以仅考虑实际无线电测量值。在这种情况下，内插、外推和/或基于无线电参数模型的测量计算可以在通过将其设置为预先确定的值来获得无线电测量值之后进行。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，所述方法还包括：通过比较重建的无线电地图数据集和原始无线电地图数据集，确定指示重建的无线电地图数据集的误差的误差指示器，重建的无线电地图数据集通过对频率变换的无线电地图数据集应用逆离散频率变换来获得。

原始RMDS可以具有比重建的RMDS更好的质量。例如，质量降低的原因可能是：维持了通过对原始RMDS应用离散频率变换来获得的相对少的变换系数，以便实现高度压缩，即，频率变换的RMDS的小数据量。为了占用原始RMDS而进行的内插或外推也可以影响重建的RMDS相比于原始RMDS的质量。误差指示器可以提供关于这些或其他有害因素的影响的信息。该信息例如可以在获得频率变换的RMDS(如在下面解释的)的阶段中利用，或者它可以作为基于重建的RMDS获得的位置估计的不确定性指示器。

误差指示器例如可以基于原始RMDS与重建的RMDS之间的差值，例如通过从原始RMDS中减去重建的RMDS。该差值例如可以通过针对重建的RMDS的每个离散坐标集，从与原始RMDS的相同的离散坐标集关联的无线电测量值中减去关联的无线电测量值来计算。作为一个示例，误差指示器可以是原始RMDS与重建的RMDS之间的差值的标准偏差。仅举一个备选方案，误差指示器也可以基于原始RMDS与重建的RMDS的无线电测量值之间的各个差值中的每一个的绝对值之和，例如相对于原始RMDS的无线电测量值的绝对值之和进行归一化。如果在原始RMDS和重建的RMDS中不同类型的若干无线电测量值与各个离散坐标集中的至少一些关联，则可以分别地减去不同类型的无线电测量值，并且可以计算部分误差指示器，例如上面解释的。或者部分质量指示器的集合作为整体便可以构成误差指示器，或者它可以由部分误差指示器之和、其平均值或中值等形成。只有与相同的节点关联的原始RMDS和频率变换的RMDS的无线电测量值被减去。

误差指示器可以存储为以后使用。它例如可以连同频率变换的RMDS一起存储并且连同频率变换的RMDS一起传输，例如至基于频率变换的RMDS来估计其位置的移动终端。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，所述方法包括：在频率变换的无线电地图数据集中维持通过对原始无线电地图数据集应用离散频率变换而获得的变换系数的减少的数量。

通过对原始RMDS应用离散频率变换，获得了变换系数。由于离散频率变换的去相关特性，并不维持所获得的变换系数中的全部，即维持数量减少的变换系数可能就足够。从而，实现了频率变换的RMDS的压缩。数量减少的变换系数可足以代表频率变换的RMDS，使得重建的RMDS仍然可以十分忠实于原始RMDS，尽管可能已经丢失了一些信息。作为另一个潜在的优点，维持数量减少的变换系数可以具有低通滤波效果。实际上，内插的和外推的无线电测量值以及原始RMDS倾向于有噪声，低通效果可以非常受欢迎。它可以使至少一些噪声均衡，使得重建的RMDS比原始RMDS噪声更少。

为了允许通过对频率变换的RMDS应用对应的逆频率变换来重建，没有维持的变换系数可以在应用逆频率变换之前设置为零。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，要维持在频率变换的无线电地图数据集中的变换系数的减少的数量是固定的数量。

如果将要维持的变换系数的减少的数量是固定的数量，换言之如果是恒定的，即独立于各自的频率变换的RMDS或者原始RMDS，则针对每个频率变换的RMDS，所维持的变换系数的集合在存储时可能需要相同的存储容量，并且在传输时需要相同的传输容量。这可以极大地简化资源规划和资源分配。然而，由于无线电测量值的空间相关性并非对于每个原始RMDS都是相同的，因此通过离散频率变换的去相关不会在任何情况都起作用。因此，压缩质量将不同。对于所维持的固定数量的变换系数，每个重建的RMDS的质量因此也将不同。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，将要维持在频率变换的无线电地图数据集中的变换系数的减少的数量被调整，以达到频率变换的无线电地图数据集的预先确定的质量。

预先确定的质量例如可以是频率变换的RMDS的质量必须落入的质量范围。仅举一个其他示例，预先确定的质量可以是必须达到的最小质量。

针对每个频率变换的RMDS(因而也针对重建的RMDS)确保预先确定的质量可以帮助基于重建的RMDS实现可靠的位置估计。然而，因为每个原始RMDS是不同的，并且通过离散频率变换的去相关并非在任何情况下都同样地起作用，所以变换系数的数量需要进行调整。因此，对于每个频率变换的RMDS，维持的变换系数的集合在存储时不太可能要求相同的存储容量，并且在传输时不太可能要求相同的传输容量。这可以使资源规划和资源分配变得复杂。此外，需要逻辑来确定将要维持的变换系数的数量。

为了限制所要求的最大存储和传输容量，可以设置将要维持的变换系数的减少的数量的上限。可替代地或除此之外，可以设置将要维持的变换系数的减少的数量的下限。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，调整变换系数的减少的数量是基于误差指示器进行的。

为了计算必须维持的变换系数的数量以便达到频率变换的RMDS的预先确定的质量，需要质量指示器。根据当前讨论的实施例，误差指示器被用作这样的质量指示器。

调整变换系数的减少的数量可以例如包括以下各步骤：

a)对原始RMDS应用离散频率变换；

b)通过对这样获得的频率变换的RMDS应用逆离散频率变换，获得第一重建的RMDS，其中考虑了频率变换的RMDS的第一减少数量的变换系数；以及

c)针对第一重建的RMDS计算误差指示器。

如果误差指示器指示预先确定的质量被满足，则在考虑低于第一减少数量的第二减少数量的变换系数的情况下再次进行步骤b)和c)，以便获得第二重建的RMDS和另一个误差指示器。然后这可以重复，直到误差指示器指示预先确定的质量不再被满足。对应的重建的RMDS的误差指示器指示达到预先确定的质量的最低数量的变换系数，便可以维持在频率变换的RMDS中。

如果在第一次进行了步骤a)-c)之后，误差指示器指示未达到预先确定的质量，则在考虑高于第一减少数量的第二减少数量的变换系数的情况下再次进行步骤b)和c)，以便获得第二重建的RMDS和另一个误差指示器。然后这可以重复，直到误差指示器指示预先确定的质量被满足。对应的重建的RMDS的误差指示器指示达到预先确定的质量的最低数量的变换系数，便可以维持在频率变换的RMDS中。

在基于误差指示器调整变换系数的减少的数量时，变换系数的减少的数量的下限或上限当然也可以考虑。于是可维持变换系数的减少的数量的下限，即使维持更少的变换系数仍然允许达到预先确定的质量。同样，可维持减少的变换系数的上极限，即使需要维持更多的变换系数来达到预先确定的质量。

上面描述的实施例可以帮助获得良好的压缩与准确度之比。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，所述方法还包括：选择要维持在频率变换的无线电地图数据集中的具体的变换系数。

除了固定要维持在频率变换的RMDS中的变换系数的数量，从而影响频率变换的RMDS以及重建的RMDS的质量之外，还确定维持哪些变换系数的质量。所应用的选择标准例如可以包括：选择C个最高绝对值变换系数作为将要维持的变换系数，其中C为将要维持的变换系数的减少的数量。从而可以实现维持包括最大信号能量(即，原始RMDS的信息的最大部分)的变换系数。

按照根据本发明的第一方面的方法的实施例，所述方法还包括：对频率变换的无线电地图数据集应用无损数据压缩。

通过对频率变换的RMDS应用无损数据压缩，相比于仅应用离散频率变换以及维持变换系数的减少的数量，可以实现更高的数据压缩比。虽然应用无损数据压缩可以给进行无损压缩以及给以后进行对应的需要的解压缩造成附加的处理功率，但是可以要求用于存储压缩的频率变换的RMDS的减少的存储容量，以及用于传输压缩的频率变换的RMDS的减少的传输容量。

所应用的无损压缩算法例如可以是行程编码。解压缩则可以通过行程解码来进行。行程编码可以特别好地适用于频率变换的RMDS的压缩。如果只有减少数量的变换系数维持在频率变换的RMDS中，则频率变换的RMDS将具有为零的变换系数并且可以变得稀疏。根据行程编码，跳跃可以表示零值元素。关于这个问题的更多细节可以在国际专利申请PCT/IB2012/051233中找到，该专利通过引用合并于此。

根据下面结合附图考虑的详细描述，本发明的其他特征将变得清楚。然而应当理解，设计各个附图仅仅是为了说明的目的，而非作为对本发明的限制的限定，对本发明的限定应参照随附的权利要求书。还应当理解，附图未按照比例绘制，并且它们仅仅旨在概念性地示出在此描述的结构和步骤。

附图说明

图1为可以采用本发明的各示例实施例的定位系统的示意图；

图2为示出根据本发明的第一方面的方法的第一实施例的流程图；

图3为示出根据本发明的第二方面的方法的第一实施例的流程图；

图4为示出根据本发明的第一方面的方法的第二实施例的流程图；

图4a为更详细地示出图4的流程图的步骤的流程图；

图5为二维离散坐标RMDS的示例；

图6为三维离散坐标RMDS的示例；

图7示出了通过内插法计算附加无线电测量值之后的图5的RMDS；

图8示出了具有叠加的无线电测量值梯度的图7的RMDS；

图9示出了通过外推法计算附加无线电测量值之后的图7的RMDS；

图10a示出了通过对频率变换的RMDS应用逆离散频率变换而获得的重建的RMDS，所述频率变换的RMDS通过对图9中示出的RMDS应用离散频率变换而获得，其中减少数量的变换系数维持在频率变换的RMDS中；

图10b示出了如图10a那样但具有更小数量的维持的变换系数的频率变换的RMDS中获得的重建的RMDS；

图10c示出了在频率变换的RMDS中具有比图10b的情况更小数量的维持的变换系数的重建的RMDS；

图10d示出了在频率变换的RMDS中具有比图10c的情况更小数量的维持的变换系数的重建的RMDS；

图11为图10b的重建的RMDS相比于图9的原始RMDS的误差的示图；

图12为给出获得重建的RMDS的示例过程的总览的流程图；

图13为根据本发明的实施例的设备的框图；

图14为根据本发明的有形存储媒介的各示例的示意图。

具体实施方式

图1示出了定位系统100，其中可以采用本发明的各实施例。在图1中，移动终端120能够识别一个或多个通信网络的节点131、132和133。节点131、132和133中的每一个在各自的覆盖区域161、162和162中提供无线电覆盖。仅作为一个可能的示例，节点131可以是WLANAP，节点132可以是LTE蜂窝网络的BS，以及节点133可以是UMTS节点B。节点131、132和133中的每一个传输识别各自的节点的节点识别信息。识别信息可以包括标识符。亦即，WLANAP131可以传输MAC标识符，BS132传输LTE蜂窝身份，以及UMTS节点B133传输UTRAN蜂窝ID(UC-ID)。

移动终端120包括若干通信接口。特别地，它包括WLAN接口、LTE接口以及UMTS接口。通过这些接口，移动终端120能够接收MAC标识符、LTE蜂窝身份以及UC-ID。

在系统100的服务器140中存储了各个RMDS。每个RMDS包括无线电参数的无线电测量值。各个无线电测量值先前已经由各个移动终端(例如移动终端120)所测量并且已经报告给服务器140。各个无线电测量值例如可以包括：接收的信号强度(RSS)，其例如用参考值为1mW的dBm度量，多普勒效应在其中有或没有达到平均数；以及/或者路径损耗和/或定时测量值(如定时提前(TA)、往返时间(RTT)和/或传播延迟)；以及/或者到达角(AOA)。还可以有布尔无线电测量值，例如指示特定位置是否位于特定通信网络节点的覆盖区域之内的无线电测量值。

每个无线电测量值与位置信息关联。位置信息例如可以已经通过提供了无线电测量值的移动终端的GNSS接口来获得。位置信息指定测量了无线电测量值的位置。此外，每个无线电测量值与节点识别信息关联，节点识别信息识别与各自的无线电测量值相关的通信网络节点。位置信息和节点识别信息例如可以已经连同无线电测量值一起报告给服务器140。

当移动终端(例如移动终端120)不具有GNSS能力、不想使用这些能力或者要求除了通过GNSS信号获得的位置信息之外的位置信息时，定位请求可以提供给服务器140。服务器140然后可以基于存储的RMDS中的一个或若干，针对节点131、132和133中的每一个或者这些节点中的仅一些，计算覆盖面积和/或无线电信道模型。可替代地，这样的模型可以先前已经计算并且可以存储在服务器140处，以便在移动终端120请求位置估计时可以随时访问这些模型。这些模型也可以以RMDS的形式存储。

计算模型的服务器和提供有实际无线电测量值以用于生成RMDS的服务器可以是不同的实体。

取自或来源于RMDS的模型例如可以模拟各节点的覆盖区域。节点131、132和133的覆盖区域161、162和163例如可以建模为椭圆。连同定位请求，移动终端120可以向服务器140提供针对当前其所观测到的所有节点(即节点131、132和133)的节点识别信息。移动终端120的位置于是可以估计为位于移动终端120所观测到的节点131、132和133的覆盖区域椭圆161、162和163的交集区域内(例如在交集区域的中心处)。

作为覆盖区域模型的替代方案(或作为允许更准确的位置估计的补充)，无线电信道模型可以作为基于通过移动终端120的一个或多个无线电接口在各自的位置测量的例如RSS和/或路径损耗来确定位置的基础。无线电信道模型例如可以描述通信网络节点所发射的信号的功率如何随着与通信网络的距离的增加而衰减，例如在考虑另一些参数(例如无线电传输频率)的情况下。现在，如果无线电信道模型信息对于识别的通信网络节点可用，例如如果在各自的位置接收的来自该通信网络节点的信号的强度(或者，作为另一个示例，该信号所经历的路径损耗)已经在该位置测量，则可以确定朝向该通信网络节点的距离的估计。根据这个方法，移动终端120的位置可以估计为位于三个弧形的交点上。这些弧形中的每一个的半径由从移动终端120到各个通信网络节点131、132或133的各个距离来给出。通常期望这样确定的移动终端120的位置落在覆盖区域椭圆161、162和163的交集的区域之内。然而，由于估计不准确性，因此未必是这种情况。

代替从移动终端120向服务器140提供移动终端120所观测到的节点的节点识别信息以及/或者诸如RSS和/或路径损耗测量的无线电测量值，各个RMDS或者根据其导出的各个模型可以提供给移动终端120并且移动终端120便可以亲自确定其位置。

图2为示出根据本发明的第一方面的方法的第一实施例的流程图。图2的流程图的各个方法步骤由设备(例如在图13中示出并将在后面在本说明书中说明的设备)执行。

方法步骤201包括：通过对原始无线电地图数据集(RMDS)应用离散频率变换来获得频率变换的RMDS。

原始RMDS包括各个指印，即各个无线电测量值、关联的位置信息以及关联的节点识别信息，关联的节点识别信息识别与各个无线电测量值关联的通信网络节点。位置信息例如可以包括均匀的离散坐标网格的各个离散坐标集。

采用的离散频率变换可以是可以对离散的指印的集合应用的任何频率变换。离散频率变换例如可以是DFT、DCT、STFT、Z-变换或者小波变换等等。

通过对原始RMDS应用离散频率变换，获得频率变换的RMDS。原始RMDS很可能呈现其无线电测量值中的至少一些的空间相关性。特别地，与附近的位置关联的各个无线电测量值经常是强相关的。可以利用原始RMDS的这种特性。通过对原始RMDS应用离散频率变换，获得频率变换的RMDS形式的原始RMDS的去相关表示。相对少的变换系数可足以代表频率变换的RMDS，使得逆变换的RMDS仍然可以忠实于原始RMDS。由于所实现的压缩，可以要求更少的存储容量来存储频率变换的RMDS。同样，例如在图1中从服务器140向移动终端120传递频率变换的RMDS用于位置估计，可以消耗更少的网络带宽和空中数据，转而为用户带来减少的成本。由于减少的存储容量要求，因此频率变换的RMDS可以存储在移动终端(例如，图1的移动终端120)中，即使它具有很有限的存储容量。因此，基于频率变换的RMDS来估计移动终端120的位置可以离线进行，即在不可能与服务器140进行通信的情况下。

方法步骤202至205被认为是可选的。因此，它们在图2的流程图中用虚线来标记。

方法步骤202包括存储频率变换的RMDS。频率变换的RMDS例如可以存储在图1所示的服务器140中。

可选步骤203包括向另一个设备提供频率变换的RMDS，例如，如图1所示的从服务器140向移动终端120。

根据步骤204，通过对频率变换的RMDS应用逆离散频率变换来获得重建的RMDS。如果可选步骤204由也进行了步骤201和/或可选步骤202的设备来进行，则步骤203可以省略。一旦步骤204已经执行，重建的RMDS可以作为确定设备(例如，图1所示的移动终端120)的位置的基础。

在可选步骤205中，设备的位置基于重建的RMDS来确定。在步骤205中确定其位置的设备可以是进行步骤205的设备或者它可以是另一个设备，节点识别信息和/或无线电测量值已从该另一个设备提供给进行步骤205的设备。例如，在图1中示出的场景下，步骤205可以在移动终端120进行并且移动终端120的位置可以在该步骤中确定。作为一个替代方案，移动终端120的位置可以在步骤205中确定，但是步骤205本身可以在服务器140处进行。为此，移动终端120所观测到的各节点的节点识别信息和/或移动终端120所测量的各无线电测量值可以从移动终端120传输到服务器140。

图3为示出根据本发明的第二方面的方法的第一实施例的流程图。图3的流程图的各方法步骤由设备(例如在图13中示出的将在后面在本说明书中说明的设备)执行。

步骤301是可选的。它包括：从与执行步骤301的设备不同的另一个设备接收通过对原始RMDS应用离散频率变换而获得的频率变换的RMDS。在示例场景中，步骤301例如可以在图1的移动终端120进行并且频率变换的RMDS可以从服务器140接收。

步骤302包括：通过对频率变换的RMDS应用逆离散频率变换来获得重建的RMDS。

在可选方法步骤303中，设备的位置基于重建的RMDS来确定。

图4为示出根据本发明的第一方面的方法的第二实施例的流程图。图4的流程图的各方法步骤由设备(例如在图13中示出的将在后面在本说明书中说明的设备)进行。

图4中示出的根据本发明的第一方面的方法的实施例包括：生成适合于对其应用离散频率变换的原始RMDS。作为生成原始RMDS的基础，使用了已由移动终端(例如图1所示的移动终端120)实际测量的各个指印。将要生成的原始RMDS应包括各个无线电测量值、作为位置信息的具有有限尺寸的离散均匀坐标网格的关联的各个离散坐标集以及关联的节点识别信息。在说明当前讨论的实施例的背景下，假设原始RMDS这样生成，使得其包括仅与一个通信网络节点关联的无线电测量值，即原始RMDS的所有无线电测量值与同一个节点关联。

为了能够建立原始RMDS的离散坐标网格的各个离散坐标集之间的关系，提供了允许将离散坐标网格的各个离散坐标集映射到各个地理位置(例如，针对2D原始RMDS的纬度和经度对，以及针对3D原始RMDS的纬度、经度和高度三元组)的参考位置信息。参考位置信息也可以用于将各个地理位置映射到离散坐标网格的各个离散坐标集。

实际的无线电测量值不太可能与(考虑到参考位置信息)精确地落在原始RMDS的离散坐标网格的有效离散坐标集上(即，网格点上)的位置关联。因此根据当前讨论的发明的方法的实施例包括：将所有将要形成原始RMDS的一部分的实际的无线电测量值映射到离散坐标网格的离散坐标集。每个无线电测量值映射到(考虑到参考位置信息)最接近获得该无线电测量值的位置的离散坐标集。映射的无线电测量值然后与它们所映射到的各自的离散坐标集进行关联。映射在步骤401中进行。在讨论的实施例的背景下，离散坐标集可以仅与具体类型的不多于一个的无线电测量值关联。如果在生成原始RMDS的过程中相同类型的若干无线电测量值将要映射到相同的网格点，则这些无线电测量值的平均值或中值与该网格点关联。其中，权重可以或可以不指定给各无线电测量值。

图5示出了例如在图4的流程图所示的步骤401中通过将各个无线电测量值501映射到离散坐标网格502的各个有效离散坐标而获得的2D离散坐标RMDS的示例。假设图5中示出的RMDS的各个无线电测量值为用dBm度量的RSS值。代表高RSS的各个无线电测量值用相比于代表更低的RSS的点更暗的点来标记。

网格502的每个离散坐标集由x-坐标和y-坐标组成。只允许正整数和负整数坐标值。为了清楚起见，图5中并非每个允许的坐标值都用线条表示出来。

图6示出了例如在图4的流程图所示的步骤401中通过将各个无线电测量值601映射到离散坐标网格602的有效离散坐标集而获得的建筑物的3D离散坐标RMDS的示例。坐标网格602中示出的平面611、612、613和614表示建筑物的各楼层。每个离散坐标集由x-坐标、y-坐标和z-坐标组成。代替z-坐标，可以在图6的RMDS中使用楼层指示器，特别是楼层号。在这种情况下，图6的3DRMDS是分层的。其可以被认为是若干2DRMDS的集合，每个包括楼层指示器。

虽然未在图中示出，RMDS还可以是4DRMDS。4DRMDS可以被认为是包括与3D位置信息关联的各个无线电测量值并且还包括时间值的RMDS，使得可以对无线电环境的时间依赖性建模。

在下面考虑了示例2DRMDS。然而在下面给出的说明相应地适用于3D和4DRMDS。

回到图5，可以看出并非对于每个网格点，即，离散坐标网格502的有效离散坐标集，都可获得无线电测量值。然而有必要能够应用这样的离散频率变换：在本发明的意义上，原始RMDS的离散坐标网格被完全占用。生成适合于对其应用离散频率变换的原始RMDS因此要求针对原始RMDS的离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量。假设将要基于图5中示出的RMDS来生成原始RMDS，因此必须针对尚未占用的每个离散坐标集来获得无线电测量值。为此，根据图4中示出的方法使用内插和外推。

在进行内插和外推之前，在步骤402中丢弃图5所示的RMDS中的异常无线电测量值。异常值例如可以定义为与某个离散坐标集关联的实际无线电测量值，其距离各自的RMDS的所有实际无线电测量值的重心超过了预先确定的距离。可替代地，异常值例如可以定义为不具有至少预先确定的数量的与一些离散坐标集关联的实际无线电测量值的实际无线电测量值，这些离散坐标集在与考虑的无线电测量值关联的离散坐标集的预先确定的距离之内。上面两个标准的组合也可以作为在此未提到的其他标准来应用。基于这些标准，例如无线电测量值503可以被当作异常值并且因此可以丢弃。这是由于异常值可以引起内插或外推问题。

图4的流程图的步骤403包括：通过线性内插法获得各个无线电测量值(即,RSS值)。该步骤针对尚未占用的并且可能通过线性内插法计算无线电测量值的原始RMDS的离散坐标网格的每个离散坐标集进行。能够应用线性内插的一个先决条件可以是：可获得与附近的各个离散坐标集关联的足够的无线电测量值。例如对于位于离散坐标网格的边缘处的各个离散坐标集而言，经常不是这种情况。

使用线性内插是因为在此考虑的无线电测量值为用dBm度量的RSS值。因为RSS线性地依赖于传播距离，即，观测装置(例如，图1中的移动终端120)与各自所观测的通信网络节点(例如，图1中的节点131、132或133中的任一个)之间的距离，所以线性内插是特别适用的内插方法，并且它允许获得高质量的无线电测量值。实际的内插步骤可以在用于为内插建立合适的基础的2D狄洛尼三角划分步骤之后。每个内插的无线电测量值随后与获得它的各自的网格点进行关联。

图7示出了进行了内插步骤403之后的图5的RMDS。可以从图7中推导出离散坐标网格702具有有限的尺寸。X-坐标可以仅取-90到+45之间的整数值并且y-坐标可以仅取-25到+35之间的值。因此离散坐标网格的尺寸沿着x-轴是136并且沿着y-轴是61。离散坐标网格702的各个离散坐标可以取的值因此相比于相同尺寸的坐标网格的连续坐标值是有限的。因此，减少了可能的坐标值的总数量。因此也减少了在处理图7中示出的RMDS时必须考虑的指印的数量。因此，也减少了必须处理的数据量。对于生成原始RMDS，可以忽略图5所示的与离散坐标网格702的限制之外的各个离散坐标关联的实际无线电测量值。可替代地，离散坐标网格702的尺寸可以这样选择，以使图5的每个无线电测量值在其范围内。

在图7中代表高RSS的无线电测量值还是比代表更低RSS的无线电测量值更暗。可以看出，在中心区域离散坐标网格702由无线电测量值密集地填充。因为针对落在这个区域内的每个离散坐标集都有提供无线电测量，所以各个无线电测量值不可区分。然而，仍然有未占用区域，特别是在离散坐标网格702的各个边缘处。

在图4的流程图的步骤404中，通过外推法计算针对离散坐标网格502的每个离散坐标集(先前在步骤403没有通过内插法对其计算无线电测量值)计算无线电测量值。因此，针对离散坐标网格702的每个剩余的未占用的离散坐标集计算无线电测量值。因为无线电测量值为用dBm度量的RSS值，所以线性外推是非常合适的插值方法并且因此被采用。亦即，使用基于梯度的线性外推方法，因为其实施简单且有效。完成步骤403之后基于可获得的无线电测量值来计算各个梯度。

图8示出了具有箭头形式的叠加的无线电测量值梯度的图7的RMDS。

图9示出了进行了外推步骤403之后的图7的RMDS。离散坐标网格702现在被完全占用。因此可以对图7的RMDS应用离散频率变换，其构成随后考虑的原始RMDS。步骤401至404因此共同用于生成在本发明的意义上的原始RMDS。

首先依靠用于在步骤403中针对离散坐标网格702的各个离散坐标集获得无线电测量值的内插，然后依靠仅用于在步骤404中针对剩余的离散坐标集获得仍然缺失的无线电测量值的外推，可以产生相对良好的无线电值估计。这是由于所考虑的更广泛的数据基础，内插可倾向于提供相比外推可以提供的结果更接近进行各自的无线电参数的实际测量时可能获得的无线电测量值的结果。

除此之外，在室内3D场景中无线电传播特性在水平和垂直方向上显著地不同，因为楼层衰减经常明显地高于墙壁衰减。因此使用分层3D原始RMDS(即，若干2DRMDS的集合(每个楼层一个))，然后采用逐层内插和/或外推以完全占用其每个2DRMDS是可取的。

除了在步骤403和404中通过内插和外推法针对离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量值之外，或者作为其替代方案，可以使用另一个方法。在当前讨论的实施例的背景下的无线电测量值(即，RSS值)可以通过通信网络节点的无线电参数(在当前情况下即RSS)的模型来计算(所计算的RSS值因此反映模拟的RSS参数)。对于这样获得的无线电测量值的准确度相比于根据其他方法(例如，内插或外推)计算的无线电测量值而言，这种方法可以证实为有帮助的。RSS模型例如可以来源于实际测量的RSS值501(见图5)。

在通过无线电参数模型计算无线电测量值的背景下，在步骤402中丢弃异常无线电测量值可以意味着：可以丢弃显著地与和附近的离散坐标集关联的若干无线电测量值不同的无线电测量值501中的一个(或若干)无线电测量值。这样的异常无线电测量值不然会恶化基于实际无线电测量值501生成的无线电参数模型的质量，转而损害基于参数模型计算的无线电测量值的质量。

除了在步骤403和404中通过内插、外推以及/或者基于无线电参数模型针对离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量值之外，或者作为其替代方案，可以使用另一种方法。针对离散坐标集(其此时未占用)的无线电测量值(在当前讨论的实施例的背景下即RSS值)可以通过将其设置为预先确定的值来获得。根据当前讨论的实施例，如果无线电测量值(即，RSS值)通过将其设置为预先确定的值来获得，则预先确定的值例如可以是-100dBm。

基于包括通过将其设置为预先确定的值而获得的无线电测量值的原始RMDS来获得的频率变换的RMDS的质量仍可以是可接受的。这可以归结于频率变换的低通滤波效果，特别是如果仅维持了变换系数的减少的数量，如稍后将针对步骤406进行说明的。将无线电测量值设置为预先确定的值可以要求很低的计算工作量以及仅很少的进行时间，例如相比于通过内插和/或外推以及/或者基于无线电参数模型来计算无线电测量值。

通过将其设置为预先确定的值来针对离散坐标网格的每个未占用的离散坐标集获得无线电测量值是可选的。然而，在步骤403/404中未占用的离散坐标集中的仅一个或一些的无线电测量值也可以设置为预先确定的值。其他未占用的离散坐标集可以通过其他方法被占用，例如通过内插和/或外推法以及/或者基于无线电参数模型。

回到图4的流程图，其步骤405包括：通过对在进行步骤404时获得的原始RMDS应用DCT来获得频率变换的RMDS。可以使用DCT，因为所有RSS值为实数值。

对于包括与具有结构(n₀,n₁,…,n_N-1)的(其中n_i表示离散坐标，n_j＝[1,N_j])离散坐标集关联的无线电测量值r的N-维原始RMDS，N-维DCTR(k₀,k₁,…,k_N-1)＝R(k)(其中k＝[k₀,…,k_N-1]为索引向量,k_j＝[1,N_j]指向N-维频率变换的RMDS中的元素)可以基于下面的公式来计算：

$R(k_0,k_1,...,k_{N-1})=\mathrm{\ω}\left(k_0\right)...\mathrm{\ω}\left(k_{N-1}\right)\underset{n_0=1}{\overset{N_0}{\mathrm{\Σ}}}...\underset{n_{N-1}=1}{\overset{N_{N-1}}{\mathrm{\Σ}}}\[r(n_0,n_1,...,n_{N-1})\mathrm{\Φ}(n_0,k_0,N_0)...\mathrm{\Φ}(n_{N-1},k_{N-1},N_{N-1})\]$

其中，

$\mathrm{\Φ}(n_i,k_i,N_i)=cos\[\frac{\mathrm{\π}(2n_i-1)(k_i-1)}{2N_i}\]$

并且，N_j为RMDS的第j个维度的尺寸,

根据图4的流程图的步骤406，只有步骤405中获得的减少的数量的变换系数R(k₀,k₁,…,k_N-1)维持在频率变换的RMDS中。由于DCT的去相关特性，维持非所有的获得的变换系数即可足够。从而，实现了频率变换的RMDS的压缩。减少的数量的变换系数可足以代表频率变换的RMDS。重建的RMDS仍然可以十分忠实于原始RMDS。维持减少数量的变换系数还具有低通滤波效果。实际上，内插和外推的无线电测量值以及原始RMDS倾向于有噪声，低通效果可以很受欢迎。它可以使噪声均衡，使得重建的RMDS潜在地比原始RMDS有更少的噪声。

维持在频率变换的RMDS中的变换系数的减少的数量可以是固定的数量。换言之，每次应用图4的方法时，维持的变换系数的数量是不变的。通过维持固定数量的变换系数，针对每个频率变换的RMDS，维持的变换系数的集合可以在存储时要求相同的存储容量以及在传输时要求相同的传输容量。这可以大大地简化资源规划和资源分配。然而，因为无线电测量值的空间相关性并非对于每个原始RMDS都是相同的，所以通过离散频率变换的去相关并非在任何情况下都同样地起作用，即，压缩质量将不同。因此，对于维持的固定数量的变换系数，每个重建的RMDS的质量也将不同。

然而，代替维持固定数量的变换系数，步骤406可以包括：对将要维持在频率变换的RMDS中的变换系数的减少的数量进行调整，以达到频率变换的RMDS的预先确定的质量。图4a示出了更详细地说明图4的流程图的步骤406的该实施方式的流程图。

在本示例中，频率变换的RMDS的预先确定的质量是必须达到的最小质量，即，频率变换的RMDS的质量可以高于最小质量但是通常不低于它。针对每个频率变换的RMDS(因此也针对重建的RMDS)确保预先确定的质量可以帮助实现基于重建的RMDS的可靠的位置估计。然而，因为每个原始RMDS是不同的，并且通过离散频率变换法的去相关并非在任何情况下也同样地起作用，所以须要调整变换系数的数量。因此，针对每个频率变换的RMDS，维持的变换系数的集合不太可能在存储时要求相同的存储容量以及在传输时要求相同的传输容量。为了限制所要求的最大存储和传输容量，设置了将要维持的变换系数的最大数量。除此之外，设置了将要维持的变换系数的最小数量。

图4a的流程图的步骤406-1包括：选择在步骤405中获得的频率变换的RMDS的最小数量的变换系数。假设M为变换系数的最小数量，则根据步骤406-1，M个变换系数并非任意地选择而是选择特定的变换系数。应用的选择标准是：选择最高绝对值变换系数，以捕获原始RMDS的信号能量的最大可能的部分。

在步骤406-2中，通过对频率变换的RMDS应用逆离散频率变换来获得重建的RMDS，然而仅考虑所选变换系数。

原始RMDS可以具有比重建的RMDS更好的质量。特别地，由于考虑了相对少的变换系数以实现高数据压缩比，质量可能会降低。为了确定重建的RMDS(因此以及频率变换的RMDS)的质量，在步骤406-2中获得的重建的RMDS则在步骤406-3中与原始RMDS进行比较。为此，通过减去与对应的离散坐标集关联的RSS值，将重建的RMDS从原始RMDS中减去。原始RMDS与重建的RMDS之间的差值的标准偏差则确定为指示重建的RMDS的误差的误差指示器。因为重建的RMDS来源于频率变换的RMDS，误差指示器因此也是关于频率变换的RMDS的质量的指示器。

在图4a的流程图的步骤406-4中，然后检查如果维持当前数量的变换系数，是否达到频率变换的RMDS的期望最小质量。为此，检查误差指示器是否不超过特定阈值。如果是这种情况，则当前选择的变换系数维持在频率变换的RMDS中，如在步骤406-5中示出。然后继续进行图4的流程图的步骤407。但是如果根据误差指示器未达到频率变换的RMDS的最小质量，则在步骤406-6中选择一个附加的变换系数，即在所有剩余的变换系数中具有最大值的变换系数。

步骤406-7包括：检查是否已经达到可以维持的变换系数的最大数量。如果是，控制流继续进行步骤406-5并且维持当前选择的变换系数。进一步的质量检查是无意义的，因为在频率变换的RMDS中维持更多的变换系数无论如何是不允许的。但是，如果尚未达到变换系数的最大数量，则重复执行步骤406-2、406-3和406-4，以在步骤406-7中通过包括附加的变换系数来找出是否已达到频率变换的RMDS的最小质量。然后继续执行如之前描述的步骤406-5至406-7。

图4的流程图的步骤406的结果因此为：至少最小数量的变换系数维持在频率变换的RMDS中。如果比变换系数的最大数量更少的数量的变换系数足以达到期望的最小质量，则维持该数量的变换系数。然而变换系数的数量并不减少到指定的最小数量之下。否则，维持最大数量的变换系数。根据图4a显而易见的是，调整变换系数的减少的数量是基于误差指示器的。上面参照图4a描述的确定将要维持的变换系数的数量以及选择具体的变换系数的方法可以帮助获得良好的压缩与准确度比。

图10a示出了通过对频率变换的RMDS应用逆离散频率变换来获得的重建的RMDS，频率变换的RMDS通过对图9中示出的RMDS应用离散频率变换来获得，其中减少的数量80个变换系数维持在频率变换的RMDS中。图10b的重建的RMDS基于只具有40个变换系数的频率变换的RMDS，而图10c给出了使用20个变换系数的结果的印象，并且图10d示出了仅使用10个变换系数的结果。

比较图9、图10a、图10b、图10c和图10d，清楚的是：考虑越少的变换系数，从图9的原始RMDS可以重建越少的信息。虽然图10a的重建的RMDS仍然很接近图9的原始RMDS，但是图10b、图10c和图10d的重建的RMDS粗糙得多。细节被损失。减少变换系数的数量具有低通滤波效果。这在某种程度上可以是受欢迎的，因为低通滤波使原始RMDS中的噪声变得均衡。

图11示出了相比于图9的原始RMDS的图10b的重建的RMDS的误差(40个变换系数维持在作为基础的频率变换的RMDS中)。水平轴表示重建的RMDS的误差，即原始RMDS与重建的RMDS之间的差值，用dB来度量。各条形710的高度表示垂直轴上的各误差的概率密度。曲线720为拟合的高斯分布。该高斯分布的标准偏差可以作为图4a的流程图的步骤406-3和406-4中的误差指示器。

回到图4，一旦完成在步骤406中维持减少的数量的变换系数，则进行到步骤407。步骤407包括：对频率变换的RMDS应用行程编码。从而，实现了附加压缩。与通过对其应用离散频率变换并且仅维持减少的数量的变换系数来压缩原始RMDS的方法相反，行程编码是一种无损压缩方法。因为在步骤406中仅维持了频率变换的RMDS的减少的数量的变换系数，所以频率变换的RMDS具有零值并且可能稀疏的变换系数。根据应用的行程编码，跳跃表示具有零值的变换系数。使用的行程编码因此特别适用于频率变换的RMDS的压缩。已对频率变换的RMDS应用行程编码并且已通过行程编码压缩频率变换的RMDS之后，当然须在可以获得重建的RMDS之前应用行程编码。

最后，在步骤408，行程编码的频率变换的RMDS连同在步骤406亦即在步骤406-3(见图4a)中确定的误差指示器一起存储。存储误差指示器是因为它提供关于频率变换的RMDS的质量、并且因此也关于从中获得的重建的RMDS的质量的信息。误差指示器可以用于估计基于重建的RMDS获得的位置估计的不确定度。

类似于图2的流程图中描述的实施例，虽然未在图4的流程图中示出，例如将压缩的频率变换的RMDS连同误差指示器一起提供给另一个设备、通过对(解压缩后的)频率变换的RMDS应用逆离散频率变换来获得重建的RMDS、以及基于重建的RMDS确定设备的位置等步骤当然可以在步骤408之后进行。

对获得重建的RMDS的过程的总览在图12的流程图中给出。该过程可以被认为是根据本发明的第二方面的方法的第二实施例。

步骤801包括对图4的流程图的步骤408中获得的频率变换的RMDS进行行程编码。

在步骤802中，初始化零值的RMDS。RMDS包括离散坐标网格，离散坐标网格的各个维度为N₀,N₁,…,N_N-1。该离散坐标网格的尺寸来源于关于原始RMDS的离散坐标网格702的尺寸的信息。该尺寸信息取自原始RMDS并且连同频率变换的RMDS一起存储，以便其对于RMDS重建可用。在初始化步骤802中，网格的离散坐标集中的每一个与零(作为初始无线电测量值)关联。这样获得的RMDS可以写成R_recov(k)＝0。

步骤803包括：将维持在频率变换的RMDS中的非零DCT变换系数插入到在步骤802中生成的RMDS的离散坐标网格中的其各自的离散坐标集处。离散坐标网格的各维度为N₀,N₁,…,N_N-1，并且R(k_j)以及k_j为所维持的DCT系数以及其针对j＝0,…,N_components-1的索引，该步骤可以描述为将R_recov(k_j)设置为R(k_j)。

如参照图4的流程图的步骤405解释的，通过对原始RMDS应用DCT来计算频率变换的RMDS后，重建的RMDS在步骤803中完成了初始化之后可以通过对RMDS应用IDCT来获得。这在步骤804中完成。

重建的RMDSr(n₀,n₁,…,n_N-1)可以根据下面的公式来计算：

$r(n_0,n_1,...,n_{N-1})=\underset{k_0=1}{\overset{N_0}{\mathrm{\Σ}}}...\underset{k_{N-1}=1}{\overset{N_{N-1}}{\mathrm{\Σ}}}\[\mathrm{\ω}\left(k_0\right)...\mathrm{\ω}\left(k_{N-1}\right)R_{re\mathrm{cov}}(k_0,k_1,...,k_{N-1})\mathrm{\Φ}(n_0,k_0,N_0)...\mathrm{\Φ}(n_{N-1},k_{N-1},N_{N-1})\]$

其中，

$\mathrm{\Φ}(n_i,k_i,N_i)=cos\[\frac{\mathrm{\π}(2k_i-1)(n_i-1)}{2N_i}\]$

并且

在可选步骤804中，重建的RMDS的各个离散坐标集可以基于参考位置信息映射到各个地理位置，即，纬度和经度对。为此，参考位置信息包括关于位于离散坐标网格的角落处的离散坐标集的地理位置的信息，以及关于针对离散坐标网格的每个维度的相邻的有效离散坐标集之间的地理距离的信息。参考位置信息取自原始RMDS，然后与频率变换的RMDS一起存储，以便在RMDS重建用于位置估计之后在需要时可以获得它。

可选步骤804可以省略，并且映射到地理位置(或者从地理位置映射到离散坐标集)的步骤可以在基于重建的RMDS估计位置的过程中进行。这在下面的位置估计方法的示例中假设。

位置估计可以基于重建的RMDS如下地进行，重建的RMDS包括通信节点i的RSS值RSS_i ^重建作为无线电测量值，以及观测到的RSS值RSS_i ^观测。

假设n_i()为这样的函数：其使用存储的参考位置信息，将地理坐标集(x,y,z)映射到针对节点i的重建的RMDS的离散坐标网格的离散坐标集，并且假设r_i()为针对该节点的重建的RMDS的无线电测量值，节点i在地理坐标集(x,y,z)处的RSS可以写成

其中，w_i为误差源。误差源w_i被假设为方差为的高斯分布的随机变量，并且它包括测量不确定度以及先前定义的压缩不确定度(误差指示器所反映)。在给定的位置(x,y,z)处观测到RSS_i ^观测的可能性因此由以下给出

其可以如下地计算：

该公式可以重写成

假设观测到N_RSS节点，极大似然位置估计为

基于RMDS的定位的一个显著的优点是：它直接提供针对在离散坐标网格的限制范围内的每个离散坐标集的可能性，因此，似然函数的形状不受限制。

图13示出了根据本发明的实施例的设备900的框图。设备900可以代表根据本发明的第一方面的第一或第二设备的实施例，或者根据本发明的第二方面的第一或第二设备的实施例。

设备900例如可以是或者构成移动终端(例如，图1的移动终端120)或服务器(例如，图1的服务器140)的一部分(例如作为模块)。移动终端的非限制性示例为蜂窝电话、个人数字助理、便携式计算机、平板电脑或者多媒体播放器。

设备900包括处理器960。处理器960可以代表单个处理器或者两个或更多处理器，其例如通过总线例如至少部分地耦接。处理器960执行存储在程序存储器910中的程序代码(例如，在处理器960上执行时使设备900进行根据本发明的方法的各实施例中的一个或多个(例如，如上面参照图2、图3、图4、图4a和图12的流程图所进一步描述的)的程序代码))，并且与主存储器920进行接合。存储器910和920中的一些或全部也可以包括在处理器960中。存储器910和920中的一个或两者可以固定地连接至处理器960或者至少部分地从处理器960上可拆卸，例如以存储卡或存储棒的形式。程序存储器910例如可以是非易失性存储器。这样的有形存储媒介的示例将在下面参照图14来介绍。它例如可以是闪存(或者其部分)、以及ROM、PROM、EPROM以及EEPROM存储器中的任一种(或者其部分)或者硬盘(或者其部分)。程序存储器910还可以包括用于处理器960的操作系统。程序存储器910例如可以包括固定地安装在设备900中的第一存储部，以及从设备900上可拆卸的第二存储部，例如以可拆卸SD存储卡的形式。在执行本发明的各方法之一时设备900所处理或生成的一个或多个RMDS例如可以存储在程序存储器910中。主存储器920例如可以是易失性存储器。仅举一些非限制性示例，它例如可以是RAM或DRAM存储器。在执行操作系统和/或各个程序时它例如可以用作处理器960的工作存储器。

处理器960还可以控制配置为接收和发送无线电信号的通信接口930(或者若干通信接口)。因为通信接口930是设备900的可选组件，其用虚线框示出。

例如，如果设备900构成图1的移动终端120的一部分，则通信接口930可以配置为识别图1的系统100的节点131、132和133。这种情况下它也可以基于从节点131、132和133接收的信号用来测量无线电参数，即，获得实际无线电测量值，以及/或者与系统100的服务器140或者与其他移动终端交换信息。如果移动终端120的位置将要由服务器140来确定，则通信接口特别地可以用于从移动终端120向服务器140传输无线电测量值和节点识别信息。如果位置估计在移动终端120上进行，则移动终端120可以使用用于从服务器120接收频率变换的(或重建的)RMDS的通信接口930。

如果设备例如为图1的服务器140的一部分，则通信接口930尤其可以用于接收无线电测量值以及用于发送位置估计或频率变换的(或重建的)RMDS。

通信接口930例如可以是无线通信接口。通信接口930因此例如可以包括电路系统，例如调制器、滤波器、混合器、开关和/或一个或多个天线，以允许信号的发送和/或接收。通信接口930例如可以配置为允许在2G/3G/4G蜂窝通信网络和/或非蜂窝通信网络(例如WLAN网络)下的通信。但是，通信接口930也可以提供线束通信能力。处理器960还可以控制配置为向设备900的用户展示信息以及/或者从该用户接收信息的可选用户接口940。

如果设备例如构成移动终端(例如，图1的移动终端120)的一部分，则用户接口例如可以向移动终端的用户展示位置估计。用户接口940例如可以是标准用户接口，设备900的用户通过该用户接口控制其功能，例如进行电话呼叫、浏览互联网等等。

处理器20还可以控制配置为接收GNSS的定位信息的可选GNSS接口950。如果设备900构成移动终端(例如，图1的移动终端120)的一部分，则特别地可以提供GNSS接口。应当注意，即使在设备900具有GNSS接口950的情况下，设备900(或者包括设备900的移动终端)的用户仍可以受益于使用基于RMDS的定位技术，因为这些技术相比基于GNSS的定位，可以允许显著减少的初次定位时间和/或更低的功耗。另外，或许更重要的是，基于RMDS的定位技术在室内工作，其对于基于GNSS的定位技术通常是具有挑战性的环境。如果可选的通信接口930和可选的GNSS接口950均在设备900中提供，则设备900可以用来获得指印，即实际无线电测量值、节点识别信息和位置信息的三元组，并且使它们可用于定位目的。

设备900的组件910-950例如可以通过一个或多个串行和/或平行总线与处理器960连接。

应当注意，设备900的各组件所形成的电路系统可以仅在硬件中、部分地在硬件中以及在软件中、或者仅在软件中实施，如在本说明书的末尾部分进一步描述。

设备900所进行的步骤优选地可以这样理解：对应的程序代码存储在存储器910中，并且程序代码和存储器配置为利用处理器960使设备900进行该步骤。同样地，设备900所进行的步骤优选地可以这样理解：设备900包括用于进行该步骤的相应的装置。例如，如果相应地选择存储在存储器910中的程序代码，则处理器960连同存储器910以及存储在其中的程序代码，并且连同存储器920一起，可以看作用于对原始RMDS应用离散频率变换的装置，因此看作用于通过这样做来获得频率变换的RMDS的装置。同样，如果相应地选择存储在存储器910中的程序代码，则处理器960连同存储器910以及存储在其中的程序代码，并且连同存储器920一起，可以看作用于对频率变换的RMDS应用逆离散频率变换的装置，因此看作用于通过这样做来获得重建的RMDS的装置。

当设备900进行根据本发明的第一或第二方面的方法(例如，上面参照图2、图3、图4、图4a和图12进一步描述的方法)时，设备因此可以分别看作根据本发明的第一方面的第一或第二设备的实施例，或者是根据本发明的第二方面的第一或第二设备的实施例。同样，设备900的程序存储器910(其特别地可以是非暂时性存储介质)，在对应的计算机程序代码(例如，指令集)存储在其中的情况下，可以看作根据本发明的第一或第二方面的有形存储介质的实施例。

图14概念性的示出了根据本发明的有形存储介质的各个示例，其例如可以用来实施图13的程序存储器910。为此，图14示出了例如可以焊接或绑定至印刷电路板的闪存1000、包括多个存储器芯片(例如，闪存芯片)的固态驱动器1100、磁性硬盘驱动器1200、安全数字(SD)卡1300、通用串行总线(USB)存储棒1400、光学存储介质1500(例如CD-ROM或DVD)以及磁性存储介质1600。

在描述的实施例中介绍的任何连接应理解为所涉及的各组件在操作上耦接。因此，各连接可以是直接的或间接的，具有任何数量或组合的中间元件，并且可以仅存在各组件之间的功能上的关系。

此外，如在本文中使用的，术语“电路系统”指代以下的任一项：

(a)仅硬件的电路实施方式(例如仅以模拟和/或数字电路形式的实施方式)；

(b)电路和软件(和/或固件)的组合，例如：(i)(多个)处理器的组合，或者(ii)(多个)处理器/软件(包括共同工作以使例如移动电话的设备执行各种功能的(多个)数字信号处理器、软件、以及(多个)存储器)的各部分；以及

(c)多个电路，例如(多个)微处理器或者(多个)微处理器的一部分，其要求软件或固件来运行，即使软件或固件并非物理地存在。

“电路系统”的这个定义适用于该术语在本文中(包括任何权利要求中)的所有使用。作为另一示例，如在本文中使用的，术语“电路系统”还包括仅处理器(或多个处理器)或者处理器及其附带的软件和/或固件的一部分的实施方式。术语“电路系统”还包括例如基带集成电路或者用于移动电话的应用处理器集成电路。

在本文中提及到的处理器中的任一个，特别是但不限于图13的处理器960，可以是任何适当类型的处理器。任何处理器可以包括但不限于一个或多个微处理器、附带(多个)数字信号处理器的一个或多个处理器、没有附带(多个)数字信号处理器的一个或多个处理器、一个或多个专用计算机芯片、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个控制器、一个或多个专用集成电路(ASIC)、或者一个或多个计算机。有关的结构/硬件以执行所描述的功能的方式编程。

此外，在此描述或说明的各个操作中的任一个可以使用在通用或专用处理器中可执行并且存储在计算机可读存储介质(例如，磁盘、存储器等等)上将由处理器执行的指令来实施。对“计算机可读存储介质”的引用应理解为涵盖专用电路，例如FPGA、ASIC、信号处理装置、以及其他装置。

将理解到，所有介绍的实施例仅仅是示例性的，并且针对具体的示例实施例介绍的任何特征可以单独地用于本发明的任何方面，或者与针对同一个或另一个具体示例实施例介绍的任何特征组合使用，以及/或者与未提及的任何其他特征组合使用。还应当理解，针对具体类别的示例实施例介绍的任何特征也可以在任何其他类别的示例实施例中以对应的方式使用。

Claims (33)

1.一种由设备执行的方法，所述方法包括：通过对原始无线电地图数据集应用离散频率变换来获得频率变换的无线电地图数据集。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过对所述频率变换的无线电地图数据集应用逆离散频率变换来获得重建的无线电地图数据集。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：基于所述重建的无线电地图数据集来确定另一个设备的位置。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，还包括：向另一个设备提供所述频率变换的无线电地图数据集。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述离散频率变换为离散余弦变换。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述原始无线电地图数据集包括多个无线电测量值以及离散坐标网格的多个关联离散坐标集。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述原始无线电地图数据集包括关于所述离散坐标网格的尺寸的信息。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述原始无线电地图数据集包括用于所述离散坐标网格的参考位置信息。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，还包括：生成所述原始无线电地图数据集。

10.根据权利要求9所述的方法，其中生成所述原始无线电地图数据集包括：将无线电测量值映射到所述离散坐标网格的离散坐标集。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中生成所述原始无线电地图数据集包括：针对所述离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量值。

12.根据权利要求11所述的方法，其中针对所述离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量值包括：通过内插法针对所述离散坐标网格的离散坐标集计算无线电测量值。

13.根据权利要求12所述的方法，其中通过线性内插法来计算所述无线电测量值。

14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其中针对所述离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量值包括：通过外推法针对所述离散坐标网格的离散坐标集计算无线电测量值。

15.根据权利要求14所述的方法，其中通过线性外推法来计算所述无线电测量值。

16.根据权利要求15所述的方法，其中线性外推法基于多个可用无线电测量值的梯度。

17.根据权利要求12或13和权利要求14-16中任一项所述的方法，其中针对所述离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量值包括：首先通过内插法针对所述离散坐标网格的离散坐标集计算无线电测量值，其后通过外推法针对所述离散坐标网格的离散坐标集计算无线电测量值。

18.根据权利要求11-17中任一项所述的方法，其中在针对所述离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量值的过程中，丢弃通过无线电接口测量的至少一个无线电测量值。

19.根据权利要求11-18中任一项所述的方法，其中针对所述离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量值包括：通过通信网络节点的无线电参数的模型，针对所述离散坐标网格的离散坐标集计算无线电测量值，所述无线电测量值反映所述无线电参数。

20.根据权利要求11-19中任一项所述的方法，其中针对所述离散坐标网格的每个离散坐标集获得无线电测量值包括：将无线电测量值设置为预先确定的值。

21.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，还包括：通过比较所述重建的无线电地图数据集和所述原始无线电地图数据集，确定指示重建的无线电地图数据集的误差的误差指示器，所述重建的无线电地图数据集通过对所述频率变换的无线电地图数据集应用逆离散频率变换来获得。

22.根据权利要求1-21中任一项所述的方法，包括：在所述频率变换的无线电地图数据集中维持通过对所述原始无线电地图数据集应用离散频率变换而获得的变换系数的减少的数量。

23.根据权利要求22所述的方法，其中要维持在所述频率变换的无线电地图数据集中的变换系数的所述减少的数量为固定的数量。

24.根据权利要求22所述的方法，其中要维持在所述频率变换的无线电地图数据集中的变换系数的所述减少的数量被调整，以达到所述频率变换的无线电地图数据集的预先确定的质量。

25.根据权利要求21和24所述的方法，其中调整变换系数的所述减少的数量基于所述误差指示器。

26.根据权利要求22-25中任一项所述的方法，还包括：选择要维持在所述频率变换的无线电地图数据集中的多个具体变换系数。

27.根据权利要求1-26中任一项所述的方法，还包括：对所述频率变换的无线电地图数据集应用无损数据压缩。

28.一种由设备执行的方法，所述方法包括：通过对频率变换的无线电地图数据集应用逆离散频率变换来获得重建的无线电地图数据集。

29.根据权利要求28所述的方法，还包括：基于所述重建的无线电地图数据集，确定另一个设备的位置。

30.一种计算机程序代码，所述计算机程序代码在被处理器执行时使设备执行权利要求1-29中任一项的方法的操作。

31.一种计算机可读存储介质，其中存储有根据权利要求30的计算机程序代码。

32.一种设备，配置为实现或包括用于实现权利要求1-29中任一项的方法的装置。

33.一种设备，包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码配置为利用所述至少一个处理器使设备至少执行权利要求1-29中任一项的方法。