CN106507470A - 基于长期演进直连的定位方法、无线装置及定位服务器 - Google Patents

Abstract

一种基于长期演进直连的定位方法、无线装置及定位服务器。该方法适于一无线装置，该方法包括：基于一长期演进直连协议接收多个帧；从该些帧中找出包括一定位服务信息以及一定位服务器识别信息的多个广播帧，其中该些广播帧来自多个定位服务器；从该些广播帧的其中之一或一特定网络服务器取得一对应表，其中该对应表包括多个预设位置与多个信号强度的对应关系；测量各该广播帧的一信号强度；以及基于各该广播帧的该信号强度查找该对应表以定位该无线装置。本发明可让无线装置基于所接收到的多个广播帧的信号强度来查找一对应表，进而定位无线装置。

Description

基于长期演进直连的定位方法、无线装置及定位服务器

技术领域

本发明涉及一种定位方法、无线装置及定位服务器，且特别涉及一种基于长期演进直连(long term evolution direct，LTE direct)的定位方法、无线装置及定位服务器。

背景技术

在现代社会中，大型建筑(例如大卖场、停车场及百货公司等)比比皆是，人置身于内往往容易迷路，且不易迅速找到自己想找到的目标，例如某品牌柜台、洗手间、收银台、停车位(或自己的车子)等。对于一些商家或者服务商而言，也希望可以迅速导航使用者到自己柜台前，或者可以推送一些信息(例如广告)给使用者。这样的需求就要求有一种室内的定位导航系统，能够在室内迅速定位及导航，并能跟使用者之间有数据交换的能力。

目前的商用定位系统(例如全球定位系统(global positioning system，GPS)、全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GLONASS)及北斗(Beidou)等)基本上都是用于进行室外定位，其可以在信号良好的环境中达到较高的定位准确度以及较快的定位速度。然而，由于卫星的信号在室内会大幅地衰减，从而导致这些室外定位系统较难应用于室内定位的情境中。

另外，利用基站来进行定位也是一种常见的方法。在这种方法中，定位设备(例如使用者的手机)可通过计算信号到达基站的时间来计算出当前的位置。然而，由于这种方法的误差可能高达数百公尺，因此同样不适于应用在室内定位的情境中。

再者，上述数种技术都只能用于进行平面定位，并无法达到精确的三维定位。换言之，上述数种技术仅能检测平面的位置，而不能检测高度的信息(例如楼层信息)。因此，对于使用者而言，上述数种定位技术无法满足室内定位的需求。

从另一观点而言，利用卫星的定位系统基本上都是纯广播系统，不可能跟使用者进行除定位信息之外的沟通。并且，这种通信方式是仅能从卫星到达定位设备的单方面传输。虽然利用基站进行定位过程中可让定位设备与基站进行双向通信，但由于基站一般是由营运商控制，因此不可能允许商家随时客制化与定位设备沟通的信息。

因此，需要提供一种基于长期演进直连的定位方法、无线装置及定位服务器来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于LTE direct的定位方法、无线装置以及定位服务器。所述方法可让无线装置基于LTE direct协议达到室内定位的效果。

本发明提供一种基于LTE direct的定位方法，该方法适于一无线装置，该方法包括：基于一LTE direct协议接收多个帧；从该些帧中找出包括一定位服务信息以及一定位服务器识别信息的多个广播帧，其中该些广播帧来自多个定位服务器；从该些广播帧的其中之一或一特定网络服务器取得一对应表，其中该对应表包括多个预设位置与多个信号强度的对应关系；测量各该广播帧的一信号强度；以及基于各该广播帧的该信号强度查找该对应表以定位该无线装置。

本发明提供一种无线装置，该无线装置包括一储存单元、一通信单元以及一处理单元；该储存单元储存多个模块；该处理单元耦接该储存单元及该通信单元，存取并执行该些模块，该些模块包括：一接收模块、一寻找模块、一取得模块、一测量模块以及一定位模块；该接收模块控制该通信单元基于一LTE direct协议接收多个帧；该寻找模块从该些帧中找出包括一定位服务信息以及一定位服务器识别信息的多个广播帧，其中该些广播帧来自多个定位服务器；该取得模块从该些广播帧的其中之一或一特定网络服务器取得一对应表，其中该对应表包括多个预设位置与多个信号强度的对应关系；该测量模块测量各该广播帧的一信号强度；该定位模块基于各该广播帧的信号强度查找该对应表以定位该无线装置。

本发明提供一种基于LTE direct的定位方法，该方法适于一定位服务器，该方法包括：基于一LTE direct协议广播一广播帧，其中该广播帧包括一定位服务信息、该定位服务器的一定位服务器识别信息以及一对应表，其中该对应表包括多个预设位置与多个信号强度的对应关系。

本发明提供一种定位服务器，该定位服务器包括：一储存单元、一通信单元以及一处理单元；该储存单元储存至少一模块；该处理单元耦接该储存单元及该通信单元，存取并执行该至少一模块，该至少一模块包括：一广播模块，该广播模块控制该通信单元基于一LTE direct协议广播一广播帧，其中该广播帧包括一定位服务信息、该定位服务器的一定位服务器识别信息以及一对应表，其中该对应表包括多个预设位置与多个信号强度的对应关系。

基于上述，本发明实施例提出的基于LTE direct的定位方法可让无线装置基于所接收到的多个广播帧的信号强度来查找一对应表，进而定位无线装置。所述多个广播帧例如是由布建于室内环境的多个定位服务器基于LTE direct协议所广播。所述对应表例如包括设计者在所述室内环境的各个预设位置所测量到的各个广播帧的信号强度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依据本发明的一实施例绘示的定位服务器功能框图。

图2是依据本发明的一实施例绘示的室内环境示意图。

图3是依据本发明的一实施例绘示的无线装置功能框图。

图4是依据本发明的一实施例绘示的基于LTE direct的定位方法的流程图。

主要组件符号说明：

112、312 储存单元

112_1 广播模块

114、314 通信单元

116、316 处理单元

300 无线装置

312_1 接收模块

312_2 寻找模块

312_3 取得模块

312_4 测量模块

312_5 定位模块

312_6 导航模块

A11、A12、A14～A16、A21、 定位服务器

A23～A25、A32、A34、A36

A、B 预设位置

S11～S16、S21～S26、S31～S36 区域

S410～S450 步骤

具体实施方式

图1是依据本发明的一实施例绘示的定位服务器功能框图。在本实施例中，定位服务器A11例如是移动台(mobile station)、高级移动台(advanced mobile station，AMS)或无线终端通信装置。另外，定位服务器A11还可以为手机、智能型手机、个人计算机(personal computer，PC)、笔记本型计算机(notebook PC)、网本型计算机(netbook PC)、平板计算机(tablet PC)、电视机、机顶盒(set-top-box)、无线数据调制解调器(wirelessdata modem)、游戏机(game console)、便携式装置或便携式多媒体播放器(portablemultimedia player)等。

定位服务器A11可包括储存单元112、通信单元114以及处理单元116。储存单元112例如是存储器、硬盘或是其他任何可用于储存数据的组件，而可用以记录多个程序代码或模块。通信单元114可包括传送器电路、接收器电路、模拟转数字(analog-to-digital，A/D)转换器、数字转模拟(digital-to-analog，D/A)转换器、低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)、混波器、滤波器、匹配电路、传输线、功率放大器(power amplifier，PA)、一个或多个天线单元及本地储存媒介的组件，但不仅限于此，来为图1的定位服务器A11提供无线传送/接收功能。

处理单元116耦接储存单元112及通信单元114，且可为一般用途处理器、特殊用途处理器、传统的处理器、数字信号处理器、多个微处理器(microprocessor)、一个或多个结合数字信号处理器核心的微处理器、控制器、微控制器、特殊应用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列电路(Field Programmable Gate Array，FPGA)、任何其他种类的集成电路、状态机、基于高级精简指令集机器(Advanced RISCMachine，ARM)的处理器以及类似品。

在一实施例中，定位服务器A11可与其他的定位服务器一同布建于室内环境(例如大卖场及百货公司等)中，且这些定位服务器可依据设计者的需求而布建于不同的楼层，如图2所示。

图2是依据本发明的一实施例绘示的室内环境示意图。在本实施例中，所述室内环境例如是百货公司，而区域S11～S16、S21～S26及S31～S36例如是位于百货公司中的专柜、店家、服务台、厕所或其他兴趣点(point of interest，POI)，但可不限于此。区域S11～S16例如位于百货公司的一楼，区域S21～S26例如位于百货公司的二楼，而区域S31～S36例如位于百货公司的三楼。为了实现本发明提出的方法，设计者可依需求先将定位服务器A11、A12、A14～A16、A21、A23～A25、A32、A34及A36布建于例如区域S11、S12、S14～S16、S21、S23～S25、S32、S34及S36中。接着，图2的各定位服务器可基于LTE direct协议广播各自专属的广播帧。以定位服务器A11为例，其处理单元116可存取并执行储存单元112中的广播模块112_1以控制通信单元114基于LTE direct协议广播广播帧。所述广播帧例如可包括定位服务信息以及定位服务器A11的定位服务器识别信息。所述定位服务信息例如是用于指示此广播帧是专用于LTE direct定位服务的位，而定位服务器识别信息则例如是专属于定位服务器A11的识别信息，例如国际移动设备身份码(internationalmobile equipment identity，IMEI)或用户识别模块(subscriber identification module，SIM)卡的国际性移动用户识别码(international mobile subscriber identity，IMSI)等。

在其他实施例中，定位服务器A11的广播帧可还包括定位服器A11的定位服务器名称、定位服务器A11的定位服务器坐标、室内环境的地图以及通知信息等。定位服务器A11的定位服务器名称可以是对应于区域S11的名称，例如XX专柜、OO商店等，但可不限于此。定位服务器A11的定位服务器坐标例如是定位服务器A11在室内环境中的坐标，其可由设计者依据室内环境的样态来进行设定。室内环境的地图例如是定位服务器A11所在楼层的室内配置图，或是整栋建筑物中各楼层的室内配置图等。所述通知信息例如是促销信息、广告、警报等信息。

接着，设计者可通过一测量装置在多个预设位置测量来自于图2中各个定位服务器的广播帧的信号强度，进而依据这些信号强度与各个预设位置的对应关系建立前述的对应表。举例而言，设计者可在预设位置A及B进行测量，并依据测量结果产生下表1的对应表。

表1

在一实施例中，设计者可控制一部分的定位服务器将对应表(例如表1)作为广播帧的一部分来进行广播。在其他实施例中，所述对应表亦可储存于例如某个特定的网络服务器以供使用者进行下载。如此一来，即可避免因所有的定位服务器皆广播相同的对应表所造成的不必要负载。

在其他实施例中，为了提升定位的精准度，设计者可每隔3～5公尺即设立一预设位置并进行测量，但可不限于此。在完成上述布建行为之后，使用者即可通过无线装置来基于所接收到的多个广播帧的信号强度查找对应表，进而在室内环境中定位无线装置。

图3是依据本发明的一实施例绘示的无线装置功能框图。在本实施例中，无线装置300例如是智能型手机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、平板计算机或专属于某室内环境的导览装置，但可不限于此。无线装置300可包括储存单元312、通信单元314以及处理单元316，而其个别的可能实施方式可参照储存单元112、通信单元114以及处理单元116的相关说明，在此不再赘述。

在一实施例中，处理单元316可存取并执行储存单元312中的接收模块312_1、寻找模块312_2、取得模块312_3、测量模块312_4以及定位模块312_5以执行本发明提出的基于LTE direct的定位方法。

图4是依据本发明的一实施例绘示的基于LTE direct的定位方法的流程图。本实施例的方法可由图3的无线装置300执行，以下即搭配图3的各个组件来说明本方法的详细步骤。

首先，在步骤S410中，接收模块312_1可基于LTE direct协议接收多个帧。所述多个帧例如是符合LTE direct协议格式的所有帧。在此情况下，由于所述多个帧可能包括一部分与定位服务无关的其他符合LTE direct协议格式的帧，因此寻找模块312_2可接着在步骤S420中从所述多个帧中找出包括定位服务信息以及定位服务器识别信息的多个广播帧。如此一来，寻找模块312_2即可过滤掉与定位服务无关的其他帧。之后，在步骤S430中，取得模块312_3可从所述多个广播帧的其中之一或特定网络服务器取得对应表(例如表1)。如先前所提及的，由于不需要所有的定位服务器皆在广播帧中附带对应表，因此取得模块312_3可从某些包括对应表的广播帧中取得对应表即可。或者，取得模块312_3亦可在使用者需使用定位服务时自行从所述特定网络服务器(例如云端硬盘)下载对应表，但可不限于此。

在步骤S440中，测量模块312_4可测量各广播帧的信号强度。并且，在步骤S450中，定位模块312_5可基于各广播帧的信号强度查找对应表以定位无线装置。以图2为例，假设测量模块312_4从接收到的广播帧中的定位服务器识别信息得知这些广播帧来自于定位服务器A36、A32、A34及A23，且信号强度分别为50、40、30及25。在此情况下，定位模块312_5即可据以查找表1，进而得知目前无线装置300目前位于预设位置B。

从另一观点而言，由于各个预设位置本身即带有高度(即，楼层)的信息，因此本发明提出的方法可更达到三维定位的功效。举例而言，由于预设位置B本身即位于三楼，因此当无线装置300被定位于预设位置B时，无线装置300还可同时得知目前正位于三楼，从而提供有别于公知定位系统的使用者体验。

在其他实施例中，当定位模块312_5无法直接依据广播帧的信号强度从对应表中找到完全匹配的预设位置时，定位模块312_5可采用对应表中对应至最相似信号强度组合的预设位置来定位无线装置300。再以图2为例，假设测量模块312_4从接收到的广播帧中的定位服务器识别信息得知这些广播帧来自于定位服务器A36、A32、A34及A23，且信号强度分别为52、38、30及24。在此情况下，定位模块312_5即可据以查找表1，进而得知目前的信号强度组合最接近在预设位置B得到的测量结果。因此，定位模块312_5仍可将无线装置300定位于预设位置B。假设各个预设位置之间的距离如先前提及的为3～5公尺，则此方式可达到相当高的定位精准度。

在一实施例中，假设所接收的多个广播帧的其中之一包括室内环境的地图，则处理单元316可还存取储存单元312包括的导航模块312_6来提供导航服务。

具体而言，导航模块312_6可在地图上标示无线装置300的当下位置。接着，若无线装置300通过使用者界面(例如触控屏幕)接收到对于地图中的特定位置的选取操作，则导航模块312_6可产生从所述当下位置导航无线装置300至特定位置的路线。举例而言，假设图2即为所述地图的样态，且无线装置300被定位于图2的预设位置B，则导航模块312_6可在预设位置B标示无线装置300。接着，当使用者以例如点击的方式在地图中选取例如预设位置A的特地位置时，导航模块312_6可产生将无线装置300从预设位置B导航至预设位置A的路线。

并且，在无线装置300到达所述特定位置(即，预设位置A)的过程中，导航模块312_6还可重复地基于各广播帧的信号强度查找对应表以更新无线装置300在地图上的当下位置，并在当下位置偏离路线时产生提醒信息。所述提醒信息例如是提醒使用者修正移动路线的信息，但可不限于此。

综上所述，本发明实施例提出基于LTE direct的定位方法、无线装置以及定位服务器。所述方法可让无线装置基于所接收到的多个广播帧的信号强度来查找一对应表，进而在室内环境中定位无线装置。另外，由于目前LTE的使用者越来越多，这些使用者不需添购额外的设备即可使用本发明的方法来取得室内定位服务。对于室内环境的商家或营运者而言，定位服务器可在装修或设计时即布建，或是在随时想新增即新增至任何位置。并且，由定位服务器广播广播帧可由商家或营运者依据需求而设计为承载特定的信息(例如广告、地图等)，以方便推送信息予使用者。再者，由于本发明的方法是基于LTE direct协议来传送/接收帧，因此并不会在无线装置或定位服务器上产生需付费的额外流量。

虽然本发明已以实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当视所附的权利要求书的范围所界定者为准。

Claims (20)

1.一种基于长期演进直连的定位方法，该方法适于一无线装置，该方法包括：

基于一长期演进直连协议接收多个帧；

从该些帧中找出包括一定位服务信息以及一定位服务器识别信息的多个广播帧，其中该些广播帧来自多个定位服务器；

从该些广播帧的其中之一或一特定网络服务器取得一对应表，其中该对应表包括多个预设位置与多个信号强度的对应关系；

测量各该广播帧的一信号强度；以及

基于各该广播帧的该信号强度查找该对应表以定位该无线装置。

2.如权利要求1所述的方法，其中该些广播帧的所述其中之一还包括一定位服务器名称、一定位服务器坐标、一地图以及一通知信息。

3.如权利要求1所述的方法，其中该些广播帧的其中的另一个包括一定位服务器名称、一定位服务器坐标、一地图以及一通知信息。

4.如权利要求1所述的方法，其中该些广播帧的所述其中之一还包括一地图，且在基于各该广播帧的该信号强度查找该对应表以定位该无线装置的步骤之后，还包括：

在该地图上标示该无线装置的一当下位置；

若接收到对于该地图中的一特定位置的一选取操作，产生从该当下位置导航该无线装置至该特定位置的一路线；

在该无线装置到达该特定位置的过程中，重复地基于各该广播帧的该信号强度查找该对应表以更新该无线装置在该地图上的该当下位置，并在该当下位置偏离该路线时产生一提醒信息。

5.如权利要求1所述的方法，其中该些定位服务器布建于一室内环境。

6.如权利要求1所述的方法，其中该些定位服务器的一部分布建于与该些定位服务器的另一部分不同的楼层。

7.一种无线装置，该无线装置包括：

一储存单元，该储存单元储存多个模块；

一通信单元；以及

一处理单元，该处理单元耦接该储存单元及该通信单元，存取并执行该些模块，该些模块包括：

一接收模块，该接收模块控制该通信单元基于一长期演进直连协议接收多个帧；

一寻找模块，该寻找模块从该些帧中找出包括一定位服务信息以及一定位服务器识别信息的多个广播帧，其中该些广播帧来自多个定位服务器；

一取得模块，该取得模块从该些广播帧的其中之一或一特定网络服务器取得一对应表，其中该对应表包括多个预设位置与多个信号强度的对应关系；

一测量模块，该测量模块测量各该广播帧的一信号强度；以及

一定位模块，该定位模块基于各该广播帧的该信号强度查找该对应表以定位该无线装置。

8.如权利要求7所述的无线装置，其中该些广播帧的所述其中之一还包括一定位服务器名称、一定位服务器坐标、一地图以及一通知信息。

9.如权利要求7所述的无线装置，其中该些广播帧的其中的另一个包括一定位服务器名称、一定位服务器坐标、一地图以及一通知信息。

10.如权利要求7所述的无线装置，其中该些广播帧的所述其中之一还包括一地图，且该些模块还包括一导航模块，该导航模块经配置以：

在该地图上标示该无线装置的一当下位置；

若接收到对于该地图中的一特定位置的一选取操作，产生从该当下位置导航该无线装置至该特定位置的一路线；

在该无线装置到达该特定位置的过程中，重复地基于各该广播帧的该信号强度查找该对应表以更新该无线装置在该地图上的该当下位置，并在该当下位置偏离该路线时产生一提醒信息。

11.如权利要求7所述的无线装置，其中该些定位服务器布建于一室内环境。

12.如权利要求7所述的无线装置，其中该些定位服务器的一部分布建于与该些定位服务器的另一部分不同的楼层。

13.一种基于长期演进直连的定位方法，该方法适于一定位服务器，该方法包括：

基于一长期演进直连协议广播一广播帧，其中该广播帧包括一定位服务信息、该定位服务器的一定位服务器识别信息以及一对应表，其中该对应表包括多个预设位置与多个信号强度的对应关系。

14.如权利要求13所述的方法，其中该广播帧还包括该定位服务器的一定位服务器名称、该定位服务器的一定位服务器坐标、一地图以及一通知信息。

15.如权利要求13所述的方法，其中该定位服务器布建于一室内环境。

16.如权利要求13所述的方法，其中该定位服务器布建于与其他定位服务器不同的楼层。

17.一种定位服务器，该定位服务器包括：

一储存单元，该储存单元包括至少一模块；

一通信单元；以及

一处理单元，该处理单元耦接该储存单元及该通信单元，存取并执行该至少一模块，该至少一模块包括：

一广播模块，该广播模块控制该通信单元基于一长期演进直连协议广播一广播帧，其中该广播帧包括一定位服务信息、该定位服务器的一定位服务器识别信息以及一对应表，其中该对应表包括多个预设位置与多个信号强度的对应关系。

18.如权利要求17所述的定位服务器，其中该广播帧还包括该定位服器的一定位服务器名称、该定位服务器的一定位服务器坐标、一地图以及一通知信息。

19.如权利要求17所述的定位服务器，其中该定位服务器布建于一室内环境。

20.如权利要求17所述的定位服务器，其中该定位服务器布建于与其他定位服务器不同的楼层。