CN108174627A - 无线局域网中使用到达时间测量的位置确定 - Google Patents

无线局域网中使用到达时间测量的位置确定 Download PDF

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CN108174627A CN201680007776.3A CN201680007776A CN108174627A CN 108174627 A CN108174627 A CN 108174627A CN 201680007776 A CN201680007776 A CN 201680007776A CN 108174627 A CN108174627 A CN 108174627A
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Abstract

描述了使用消息的到达时间(TOA)来在诸如IEEE 802.11网络之类的包括多个信标的无线局域网内确定诸如标签或移动设备之类的元件的位置或接近度的方法。描述了用于引发信标处的TOA测量的系统和方法,这些系统和方法可与IEEE 802.11协议和信令兼容。系统和方法被描述为估计IEEE 802.11使能的信标的异步网络中的信标间的时钟偏置,以及在对TOA值进行三角测量时对测量到的TOA值的时钟定时偏置进行补偿以估计标签和/或移动设备位置定位。

Description

无线局域网中使用到达时间测量的位置确定 _1] 相关申请的交叉引用 本申请是对于2014年5月21日提交的美国专利申请序列号14/284,384的部分继续申 请。美国专利申请序列号14/284,384要求对于2014年2月25日提交的美国临时专利申请序 列号61/944,115的优先权。

背景技术

[0002]本发明一般涉及定位和跟踪,并且更具体地涉及使用多个局域网跟踪资产的位 置。

[0003] 已经开发和部署了多种系统来在诸如办公楼、医院、商场和酒店之类的局域环境 和/或诸如炼油厂、石油钻机和制造设施之类的工业环境内定位和跟踪人和资产(统称为 “资产”)的位置。使用现有的Wi-Fi或蓝牙网络的现有系统受限于数米的准确度。此外,现有 系统尝试确定绝对位置,而不能确定接近度(例如,两个或更多个资产在距彼此的阈值距离 内)。

[0004] 因此,存在对于使用现有基础设施提供一米或更小的位置(和/或接近度)准确度 的方式的需求。

发明内容

[0005] 一些实施例可以利用使用IEEE 802.11 WLAN技术的设备(也称为无线保真或“WiFi”设备) 来确定一些此类设备的位置。

[0006] 要求高位置定位精度的许多应用涉及到建立两个资产(例如,两个人、一个人和某 一装备或两个装备)的紧密关联。在许多情况下,知道人或事物(即资产)的精确位置不是必 需的,而是需要两者的关联,这要求确定一资产在另一资产附近。例如,医院想要记录医生 或护士在白天期间是否曾访问某位病人。在此应用中,重要的是记录医生/护士在某一时间 在患者附近。这种情况下的位置定位准确度要求通常称为“房间级”准确度,这意味着必须 在正确的房间中定位医生/护士。然而,如果目的是确保医生/护士白天访问过病人,那么需 要的是实际上检测到医生/护士和特定患者的紧密接近度,而不必准确地定位医生/护士。 在有多张床的房间中,医生/护士必须与该房间中的正确病人相关联。房间级准确度的另一 示例是在酒店中,在酒店中期望在正确的房间中定位女佣以防有紧急情况或者以便能够验 证某人已经清理了特定房间。

[0007] 一个制造用例是根据工具正试图固定的特定制造部件来调整扳手的扭矩。这又是 检测工具和制造部件的接近度的情况。需要检测接近度的另一示例是确保诸如静脉内(IV) 栗之类的某一医疗装备实际上附接于某一患者。另一示例是登记医生/护士在诸如访视患 者之类的某些职责之前洗了手。此应用再次要求检测医生/护士和水池/消毒站的紧密接近 度。

[0008] 用于零售环境中的准确位置定位的另一应用是针对给定商品将顾客引导到商店 中的正确位置。这里,人们会想要非常准确的定位方案来将顾客导航穿过商店,以使得顾客 变得非常接近他/她正在搜索的商品。

[0009] 前面的发明内容旨在用作对于一些示例性实施例的各种特征的简要介绍。可以以 其它特定形式来实现其它实施例而不脱离本公开的精神。

附图说明

[0010] 本公开的新颖特征在所附权利要求中阐述。然而,为了解释的目的,在以下附图中 例示了若干实施例。

[0011]图1例示了使用消息的往返延迟(RTD)测量的示例性的基于IEEE 802.11的位置定 位系统的示意性框图; 图2例示了使用消息的到达时间(TOA)测量的示例性的基于IEEE 802.11的位置定位系 统的示意性框图; 图3例示了示出两个信标之间的时钟偏置测量的消息传送图; 图4例示了信标的示例性网络和相关联的成对时钟偏置的示意性框图; 图5例示了使用TOA测量的示例性IEEE 802.11位置定位过程的流程图; 图6例示了用于确定信标的时钟偏置以及校正所测量的与所述信标相关联的TOA值的 定时偏置的示例性过程的流程图;以及 图7例示了用于实现一些实施例的示例性计算机系统的示意性框图。

具体实施方式

[0012] 下面的具体实施方式描述了执行示例性实施例的当前构想的模式。该描述不应被 视为限制性意义,而是仅仅出于例示一些实施例的一般原理的目的而进行的,因为本公开 的范围由所附权利要求最佳限定。

[0013] 下面描述的各种创造性特征可以各自与彼此独立地使用或与其它特征组合使用。 广泛地,一些实施例一般地提供了确定与无线局域网相关联的元件的位置的方式。

[0014] 虽然关于在Wi-Fi网络和其中的接入点中进行使用描述了本发明,但是本领域普 通技术人员将容易地认识到可以使用其它类型的网络以及其它应用而不脱离本公开的范 围。

[0015] 在提供值的范围的情况下,应理解,此范围的上限和下限之间的每个介于中间的 值(除非上下文另外明确指示,否则到下限的单位的十分之一)以及该所述范围中的任何其 它所述或介于中间的值都包含在本公开内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在 也包含在本发明内的较小范围中,受所述范围中的任何特定排它极限。在所述范围包括所 述极限中的一个或二者的情况下,排除那些所包括的极限中的任一者或二者的范围也包括 在本发明中。

[0016] 除非另有定义,否则本文使用的所有技术术语和科学术语都具有与本发明所属领 域的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管与本文所述的那些类似或等价的任何方法 和材料也可以用于本发明的实践或测试中,但是本文描述了有限数量的示例性方法和材 料。

[0017]如本文和所附权利要求中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指称 对象,除非上下文另有明确指示。

[0018] 本公开中描述的室内位置定位系统可以使用兼容IEEE 802.11的无线局域网 (WLAN)技术来为安装在资产上的标签以及为可以由人携带的(和/或以其它方式与人相关 联的)诸如智能电话或平板电脑的用户设备提供高精度室内位置定位信息。虽然遍及本公 开的许多示例可能描述基于IEEE 802.11的特征,但是可以使用各种其它适当的协议实现 其它实施例。

[0019] 图1例示了使用消息的往返延迟(RTD)测量来确定位置的示例性的基于IEEE 802.11的系统的示意性框图。图1示出了典型的IEEE 802 • 11网络部署。

[0020] 如图所示,此示例系统包括接入点(AP) API和AP2。每个AP分别形成相关联的基本 服务集(BSS)BSSl和BSS2。每个BSS由独有的BSSID标识。BSS可以互连以形成扩展服务集 (ESS),并且共享相同的安全证书,从而促进Wi-Fi设备在不同BSS之中的容易移动。

[0021] AP可以是作为与给定建筑物或场地相关联的现有基础设施的一部分的网络Wi-Fi 元件。可以部署这样的Wi-Fi元件以便提供互联网接入。信标BI-B9可以具有与AP相似的能 力,并且也可以被包括在网络中以提供与标签相关联的范围测量,以便确定标签的位置。换 句话说,信标可以用于在与给定场所相关联的旧有Wi-Fi网络中补足AP。信标可以提供与AP 相同的功能性,但是通常可以用于提供与标签相关联的范围测量。对于没有现有Wi-Fi的场 所,网络信标可以能够充当AP。

[0022] 每个信标可以被启用有IEEE 802.11技术,并且可以充当IEEE 802.11 AP或IEEE 802.11站(STA)。移动标签T1-T2可以是安装在资产上和/或由人携带的IEEE 802.11使能设 备,并且可以能够与AP和/或信标通信。

[0023]可以使用标签、AP和/或信标来进行范围测量,以便确定位置。与许多现有802.11 WLAN网络中那样受限于AP的网络相比,信标可以提供额外的测量能力。遍及本公开,术语 “信标”可以用于指代AP和辅助信标设备(S卩,标签和/或移动设备可以用其进行范围测量以 用于位置确定的目的的任何设备)。“标签”可以指代附接至资产的设备或由人携带的IEEE 802.11使能的电话。

[0024]可以通过使用与多个信标的RTD测量来确定标签的位置定位。位置定位服务器140 可以调度成对的标签和信标之间的RTD测量,将RTD测量值转换成信标/标签对之间的距离, 并执行从一个标签到多个信标的估计距离的三边测量,以便确定标签的位置。计算出的位 置可以被发送到其它网络元件(和/或以其它方式使其对其它网络元件可用)。分布系统150 可以酌情包括各种网络元件、接口和/或设备。

[0025] 在图1的示例中,标签T1可以与信标B3、B4、B5和B6进行RTD测量。信标B3可以将数 据分组P3发送到标签T1。标签T1可以进而响应于分组P3而将确认分组A3发送到信标B3。信 标B3可以至少部分地基于分组P3的传输时间和分组A3的接收时间来测算从信标B3到标签 T1的RTD。

[0026] 类似地,信标B4、B5和B6可以测量与标签T1的RTDATD值可以被转换成标签T1和信 标B3-B6之间的距离,并且用于三边测量以估计标签T1的位置。基于RTD的位置确定方案的 一个优点是不需要同步信标。基于RTD的方案的缺点是标签必须进行多次传输(每个RTD— 次传输)和多次接收(每个RTD—次接收),这导致标签和信标的高功耗。此外,多次RTD测量 导致通信信道为了位置确定目的的高度使用,这可能不利地影响数据传输。

[0027]图2例示了使用T0A测量来确定标签位置的示例性的基于IEEE 802.11的位置定位 系统的示意性框图。

[0028]在图2的基于TOA的位置确定示例中,信标B3可以将数据分组P3发送到标签T1,并 且标签T1可以进而用确认A3来进行响应。标签T1可以与信标B3相关联并且与该信标通信以 用于数据传输的目的以及TOA测量。

[0029]信标B4、B5、B6和B9也可以接收确认消息A3。可以从标签T1接收到强到足以检测确 认消息A3的信号的这些信标B4、B5、B6和B9可以在与每个信标相关联的接收器处测量确认 消息A3的T0A。

[0030] 如果仅要确定标签T1的x坐标和y坐标,则需要至少两个T0A测量。因为标签T1相对 于信标B4、B5、B6和B9的时钟偏置可能不是已知的,因此当标签时钟未同步到信标的时钟 时,可能需要附加的T0A测量来估计时钟偏置以及x坐标和y坐标。可以使用附加的T0A测量 来确定标签的高度。可以进行超出任何最低要求的附加的T0A测量,以便为测量提供冗余 度。如果同步了信标B4、B5、B6和B9的定时,则除了标签T1的位置坐标之外,可以测算标签T1 相对于信标B4、B5、B6和B9的时钟定时偏置。

[0031 ] —旦所有涉及到的信标B3、B4、B5、B6和B9都接收到了来自标签T1的确认消息A3并 且测量了确认消息的T0A,信标B4、B5、B6和B9就可以将测量到的T0A值发送到位置定位服务 器140用于三边测量。

[0032]在上述示例中,一个信标B3通过向标签T1发送IEEE 802.11数据分组来唤起测量 过程。在一些实施例中,标签T1可以自主地发送能够由可以检测来自标签T1的信号的所有 信标接收到的数据分组。

[0033]图3例示了示出两个信标B1和B2之间的时钟偏置测量的消息传送图。如上文提及 的,为了基于T0A的位置定位系统确定标签的位置,需要同步网络中的信标的时钟定时。为 了估计一对信标B1和B2之间的时钟定时偏置,第一信标B1可以向第二信标B2发送消息P1, 并且记录消息P1在信标B1处的出发时间(TOD) (T㈤-P1)。第二信标B2可以登记分组P1在信 标B2处的TOA(TOA-Pl)。

[0034] 第二信标B2可以向第一信标B1发送分组P2。分组P2可以包括T0A-P1和来自信标B2 的分组P2的T0DCT0D-P2)。第一信标B1可以登记分组P2的T0ACT0A-P2)。信标B1和B2之间的 时钟偏置可以使用以下等式(1)来估计: 时钟偏置=[(T0A-P1 - T0D-P1) - (T0A-P2 - T0D-P2)]/2 (1) 一旦估计出两个信标之间的时钟偏置,就可以校正第二信标的时钟定时以与第一信标 的时钟定时对齐。接下来,可以将第三信标的时钟定时同步到第二信标的时钟定时。类似 地,可以将网络中的其余信标中的每一个的时钟定时同步到先前同步的信标的时钟定时。 [0035]使用上述信标同步方案,可以同步所有信标的时钟定时。下面描述不要求信标时 钟的物理同步的另一种方法。

[0036]本公开描述了在位置定位确定步骤期间补偿不同信标之间的时钟定时偏置的系 统和方法。换句话说,在一些实施例中,不在硬件级处同步信标的时钟定时。相反,将估计出 的信标时钟偏置发送到位置定位服务器140,以在三边测量过程开始之前校正T0A测量。一 旦估计出第一和第二信标之间的时钟偏置,就可以将估计出的时钟偏置转发到位置定位服 务器。可以顺序地相对于其时钟偏置已经被估计出的信标的时钟来估计网络中的其余信标 中的每一个的时钟偏置。

[0037]图4例示了信标B1-B5的示例性网络和相关联的成对时钟偏置的示意性框图。

[0038]如果通过连接如上所述的那样相对于另一信标估计出其时钟偏置的信标对而产 生图表,则所得到的图表将是连接图;亦即,可以使用如上确定的信标对之间的估计时钟偏 置来测算网络中的任何信标相对于该集合中的任何其它信标的时钟偏置。

[0039]这种连接图中的信标对之间的所有时钟偏置可以被转发到位置定位服务器140。 此示例包括BSS BSS1中的五个信标B1-B5的网络。可以测算每对信标之间的时钟偏置,并且 如上所述的那样通过连接已经成对地确定了其时钟偏置的信标对来生成连接图。

[0040]信标之间的成对时钟偏置、测量到的T0A值以及信标的位置坐标的知晓可以足够 位置定位服务器140估计标签位置定位坐标。下面描述用于在位置定位确定中使用测量到 的成对信标时钟偏置和测量到的TOA值的一些特定系统和方法。

[0041] 在一些实施例中,位置定位服务器140可以选取可用信标中的一个信标作为参考 信标,并且测算其余彳目标相对于参考信标的时钟偏置。在图4的示例中,信标B1是参考信标。 [0042]信标B2相对于参考信标B1的时钟偏置C02-1可以如上所述以成对方式测算。类似 地,可以以成对方式测算信标B3相对于信标B1的时钟偏置C03-1。时钟偏置C04-1可以通过 将时钟偏置C02-1和时钟偏置C04-2相加来测算,其中信标B4和B2之间的时钟偏置C04-2可 以以成对方式测算。时钟偏置C05-1可以通过将时钟偏置C04-1和时钟偏置C05-4相加来测 算,其中信标B5和B4之间的时钟偏置C05-4可以以成对方式测算。

[0043]因此可以测算所有信标相对于参考信标的时钟偏置。在针对每个信标测算参考信 标时钟偏置时,可以将该偏置与配对信标相加以确定相对于参考信标的偏置。

[0044]计算出的所有信标的时钟偏置可以用于在确定标签的位置时校正信标之间的定 时偏置。如图2所示,标签n可以响应于由信标B3发送到标签T1的数据分组P3来传输确认消 息 A3。确认分组 A3 在信标 B3、B4、B5、B6 和 B9 处的 T0A 分别通过 TOA-B3、TOA-B4、TOA-B5、T0A-B6和T0A-B9标示。如果所有信标的时钟定时是同步的,则信标处的TOA测量可以用在使用多 个适当的算法估计标签T1位置中。然而,如果信标的时钟定时未经直接同步而是估计出了 信标相对于参考信标的时钟偏置,则在使用T0A测量进行位置定位确定前,可以由位置定位 服务器140使用时钟偏置值来对T0A测量进行校正。

[0045]在一些实施例中,可以通过将从信标到参考信标的时钟偏置与该信标处的确认分 组的T0A相加来校正在该信标处接收到的确认的T0A。经校正的T0A值(可能等价于同步信标 时钟定时的情况)可以用在使用各种适当的三边测量方案来计算标签位置中。

[0046]图5例示了使用T0A测量来估计标签位置的示例性的IEEE 802.11位置定位过程 500的流程图。这样的过程可以通过类似于上文参照图1 -4所述的那些的系统和方案来实 现。该过程是从系统级视角进行描述的。然而,本领域普通技术人员将认识到可以由各种系 统组件来替代地和/或结合地实现该过程。例如,信标可以执行过程的一部分,同时标签执 行另一部分并且定位服务器执行又一部分。一些操作可以通过元件的组合来执行(例如,第 一元件可以传输由第二元件接收的数据)。过程可以例如在部署标签时开始。

[0047]如图所示,过程可以(在510处)将标签与至少一个信标相关联。这种关联可以涉及 到标签与信标和/或其它适当元件(例如,服务器140)之间的通信。接下来,过程可以(在520 处)将数据分组从信标传输到标签。

[0048] 然后,过程可以(在530处)将确认消息从标签传输到该信标(和/或能够接收到该 消息的任何其它信标)。接下来,检测到确认消息的所有信标可以(在540处)测算所接收的 消息的T0A。然后,过程可以(在550处)将测算出的T0A从信标传输到位置服务器。

[0049] 然后,过程可以(在560处)基于从信标接收的T0A的三角测量或三边测量来估计标 签位置。

[0050]图6例示了用于确定信标的时钟偏置以及校正所测量到的与信标相关联的T0A值 的定时偏置的示例性过程600的流程图。这样的过程可以通过类似于上文参照图1-4所述的 那些的系统和方案来实现。过程是从系统级视角进行描述的。然而,本领域普通技术人员将 认识到,可以由各种系统组件来替代地和/或结合地实现该过程。例如,信标可以执行过程 的一部分,同时标签执行另一部分并且定位服务器执行又一部分。一些操作可以通过元件 的组合来执行(例如,第一元件可以传输由第二元件接收的数据)。过程可以例如在定位服 务器被上电时开始。

[0051] 如图所示,过程可以(在610处)生成信标列表。这样的列表可以包括例如BSS内的 所有信标、ESS内的所有信标和/或以其它方式成组的信标(例如,标签的通信范围内的信 标)。

[0052] 接下来,该过程可以(在620处)选取参考信标。这样的选择可以是基于各种适当的 判据集合进行的。然后,过程可以(在630处)从列表中检索下一信标并(在640处)测量相对 于配对信标的时钟偏置。在参考信标之后选取了第一信标的情况下,可以在检索到的信标 与参考信标之间执行比较。然后,过程可以(在650处)测算检索到的信标和参考信标的时钟 偏置,并将检索到的信标添加到经补偿的信标列表。这样的测算可以包括将检索到的信标 和先前信标之间的时钟偏置与先前信标与参考信标之间的时钟偏置相加。如果不能测算出 到参考的时钟偏置(例如,因为尚未对介于中间的信标进行评估),则过程可以存储能够被 测算的值,并且当所需的偏置已经被确定时做出任何最终测算。在一些实施例中,可以从经 补偿的信标列表中选择配对信标,以使得能够确定相对于参考的偏置。

[0053] 然后,过程600可以(在660处)确定是否已经评估了所有信标。如果过程确定不是 所有信标都已被评估,则过程可以重复操作630-660,直到过程(在660处)确定所有信标已 被评估为止。

[0054]如果过程(在660处)确定所有信标已被评估,则过程可以(在670处)使用所测算的 时钟偏置来校正T0A测量,并且然后可以结束。

[0055] 在每个信标处对测量到的接收确认T0A的这种校正可以包括将相对于参考信标的 信标时钟偏置与信标处的测量到的接收确认T0A相加。

[0056] 这种经校正的T0A值和信标的位置坐标的知晓可以允许使用三边测量和/或三角 测量算法来估计标签的位置坐标。

[0057] 上述过程和模块中的许多可以被实现为被指定为记录在非暂态存储介质上的一 个或多个指令集的软件过程。当这些指令由一个或多个计算元件(例如,微处理器、微控制 器、数字信号处理器①SP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等)执行时,所 述指令使得所述(一个或多个)计算元件实行所述指令中指定的动作。

[0058] 在一些实施例中,可以通过使用电子电路来完全实现上述各种过程和模块,所述 电子电路可以包括各种器件或元件的集合(例如,传感器、逻辑门、模数转换器、数模转换 器、比较器等)。这样的电路可以能够执行可能与整个描述的各种软件元件相关联的功能 和/或特征。

[0059]图7例示了用于实现一些实施例的示例性计算机系统700的示意性框图。例如,上 面参考图1-4描述的系统可以至少部分地使用计算机系统7〇〇来实现。作为另一示例,参考 图5-6描述的过程可以使用通过使用计算机系统700执行的指令集来至少部分地实现。

[0060]可以使用各种适当的设备来实现计算机系统700。例如,该计算机系统可以使用一 个或多个个人计算机(PC)、服务器、移动设备(例如,智能电话)、平板设备和/或任何其它适 当的设备来实现。各种设备可以单独工作(例如,计算机系统可以实现为单个PC)或结合起 来工作(例如,计算机系统的一些组件可以由移动设备提供,而其它组件由平板设备提供)。 [0061]如图所示,计算机系统700可以包括至少一个通信总线705、一个或多个处理器 710、系统存储器715、只读存储器(ROM) 720、永久性存储设备725、输入设备730、输出设备 735、各种其它组件740 (例如,图形处理单元)以及一个或多个网络接口 745。

[0062]总线7〇5表示计算机系统700的元件间的所有通信路径。这样的路径可以包括有线 的、无线的、光学的和/或其它适当的通信路径。例如,输入设备73〇和/或输出设备735可以 使用无线连接协议或系统来耦合到系统700。

[0063]为了执行一些实施例的过程,处理器710可以从诸如系统存储器了^⑽!^ 720和永 久性存储设备725之类的组件中检索要执行的指令和/或要处理的数据。这样的指令和数据 可以通过总线705传递。

[0064]系统存储器715可以是诸如随机存取存储器(RAM)之类的易失性读写存储器。系统 存储器可以存储处理器在运行时使用的指令和数据中的一些。用于实现一些实施例的指令 集和/或数据集可以被存储在系统存储器715、永久性存储设备725和/或只读存储器720中。 ROM 720可以存储可由处理器710和/或计算机系统的其它元件使用的静态数据和指令。 [0065]永久性存储设备725可以是读写存储设备。永久性存储设备可以是即使在计算机 系统7〇〇关闭或者掉电时也存储指令和数据的非易失性存储器单元。计算机系统700可以使 用可移除存储设备和/或远程存储设备作为永久性存储设备。

[0066]输入设备730可以使用户能够向计算机系统传送信息和/或操纵系统的各种操作。 输入设备可以包括键盘、光标控制设备、音频输入设备和/或视频输入设备。输出设备735可 以包括打印机、显示器和/或音频设备。输入和/或输出设备中的一些或全部可以无线或光 学地连接到计算机系统。

[0067]其它组件740可以执行各种其它功能。这些功能可以包括执行特定功能(例如,图 形处理、声音处理等)、提供存储、与外部系统或组件的对接等。

[0068]最后,如图7所示,计算机系统700可以通过一个或多个网络接口 745耦合到一个或 多个网络7⑽。例如,计算机系统7〇〇可以耦合到互联网上的ffeb服务器,以使得在计算机系 统7〇〇上执行的web浏览器可以随着用户与在web浏览器中操作的接口交互而与¥4服务器 交互。计算机系统700可以能够通过网络接口 745和网络750访问一个或多个远程存储760和 一个或多个外部组件705。(一个或多个)网络接口 74f5可以包括一个或多个应用编程接口 (API),其可允许计算机系统7〇0访问远程系统和/或存储,并且还可允许远程系统和/或存 储访问计算机系统700 (或其元件)。

[0069\如本说明书和本申请的任何权利要求所使用的,术语“计算机”、“服务器,,、“处理 器”和“存储器”都指代电子设备。这些术语不包括人或人群。如本说明书和本申请的任何权 利要求所使用的,术语“非暂态存储介质”完全限于以电子设备可读的形式存储信息的有形 物理对象。这些术语不包括任何无线或其它瞬间信号。

[0070] 本领域普通技术人员应该认识到,计算机系统700的任何或全部组件可以与一些 实施例结合使用。此外,本领域普通技术人员将认识到,也可以结合某些实施例的某些实施 例或组件来使用许多其它系统配置。

[0071] 此外,虽然所示的示例可能将许多单独的模块例示为了分离的元件,但是本领域 普通技术人员将认识到这些模块可以组合成单个功能块或元件。本领域普通技术人员还将 认识到,单个模块可以被分成多个模块。

[0072] 上述内容涉及示例性实施例的例示性细节,并且可以做出修改而不脱离由以下权 利要求限定的本公开的精神和范围。

Claims (20)

1.一种使用IEEE S02 • 11标准组件确定位置的方法,所述方法包括: 将消息从标签传输到包括多个信标的网络,每个信标能够与所述标签通信; 在所述多个信标处接收所述消息; 在所述多个信标中的每个信标处测量所接收的消息的到达时间(TOA);以及 向位置服务器发送测量到的TOA。
2. 如权利要求1所述的方法,还包括将所述多个信标中的每个信标的时钟定时同步到 参考时钟。
3. 如权利要求2所述的方法,还包括,在所述位置服务器处: 将一信标指定为参考信标; 创建包括将所述参考信标排除在外的所有信标的信标列表; 命令所述信标列表中的第二信标估计相对于所述参考信标的时钟定时的时钟偏置并 利用所述时钟偏置将所述第二信标同步到所述参考信标;以及 以迭代方式: 检索所述信标列表中的下一信标; 估计所述下一信标相对于先前处理的信标的时钟偏置的时钟偏置;以及 将所述下一信标的时钟定时同步到所述先前处理的信标的时钟定时直至已经处理了 所述信标列表中的所有信标。
4. 如权利要求2所述的方法,其中,所述位置服务器至少部分地基于所测量到的TOA来 估计所述标签的位置坐标。
5.如权利要求1所述的方法,其中,每个标测量相对于参考信标的时钟定时的时钟偏 置并向所述位置服务器发送所测量的时钟偏置。
6.如权利要求5所述的方法,其中,位置定位服务器使用所估计的信标之间的时钟偏置 来校正所述信标的测量到的T〇A以对应于信标的同步网络。
7. 如权利要求6所述的方法,其中,所述位置服务器使用在所述信标间的时钟偏置估计 以及所述信标处的所测量的TOA来估计标签位置坐标。
8. 如权利要求5所述的方法,还包括,在所述位置服务器处: 将一信标指定为参考信标; 创建包括将所述参考信标排除在外的所有信标的信标列表; 估计下一信标相对于先前处理的信标的时钟偏置的时钟偏置;以及 以迭代方式: 检索所述信标列表中的下一信标; 估计所述下一信标相对于先前处理的信标的时钟偏置的时钟偏置;以及 记录所估计的时钟偏置直至已经处理了所述信标列表中的所有信标。
9. 如权利要求8所述的方法,其中,所述位置服务器: 将一信标指定为参考信标; 创建包括将所述参考信标排除在外的所有信标的信标列表;以及 以迭代方式: 检索所述信标列表中的下一信标;以及 通过将所述下一信标相对于所述参考信标的时钟偏置与所测量的TOA相加来校正所述 下一信标的TOA测量,直至已经处理了所述信标列表中的所有信标。
10.如权利要求8所述的方法,其中,位置定位服务器使用经校正的T0A测量用于三边测 量以估计标签位置坐标。
11.一种使用IEEE 802.11标准组件确定位置的系统,所述系统包括: 用于执行一组指令的处理器;以及 存储该组指令的非暂态介质,其中,该组指令: 将消息从标签传输到包括多个信标的网络,每个信标能够与所述标签通信; 在所述多个信标处接收所述消息; 在所述多个信标中的每个信标处测量所接收的消息的到达时间(T0A);以及 向位置服务器发送测量到的T0A。
12.如权利要求11所述的系统,其中该组指令还将所述多个信标中的每个信标的时钟 定时同步到参考时钟。
13.如权利要求12所述的系统,其中该组指令还: 将一 fe标指定为参考信标; 创建包括将所述参考信标排除在外的所有信标的信标列表; 命令所述信标列表中的第二信标估计相对于所述参考信标的时钟定时的时钟偏置并 利用所述时钟偏置将所述第二信标同步到所述参考信标;以及 以迭代方式: 检索所述信标列表中的下一信标; 估计所述下一信标相对于先前处理的信标的时钟偏置的时钟偏置;以及 将所述下一信标的时钟定时同步到所述先前处理的信标的时钟定时直至已经处理了 所述信标列表中的所有信标。
14.如权利要求I2所述的系统,其中,所述位置服务器至少部分地基于所测量的T0A来 估计所述标签的位置坐标。
15.如权利要求11所述的系统,其中,每个信标测量相对于参考信标的时钟定时的时钟 偏置并向所述位置服务器发送测量到的时钟偏置,并且该组指令还: 将一信标指定为参考信标; 创建包括将所述参考信标排除在外的所有信标的信标列表; 估计下一信标相对于先前处理的信标的时钟偏置的时钟偏置;以及 以迭代方式: 检索所述信标列表中的下一信标; 估计所述下一信标相对于先前处理的信标的时钟偏置的时钟偏置;以及 记录所估计的时钟偏置直至己经处理了所述信标列表中的所有信标。 I6 •—种使用IEEE 8〇2 • 11标准组件确定位置的位置服务器,所述位置服务器包括: 用于执行一组指令的处理器;以及 存储该组指令的非暂态介质,其中,该组指令: 指引标签向包括多个信标的网络传输消息,每个信标能够与所述标签通信; 从所述多个信标中的每个信标接收测量到的T0A。 ’
17.如权利要求16所述的位置服务器,其中: 蹲/丨1日孙侧里彳日对卞参考信标的时钟定时的时钟偏置并且在所述位置服务器处接收 所测量的时钟偏置,并且 所述位置服务器使用所估计的信标之间的时钟偏置来校正所述信标的所测量的T0A以 对应于信标的同步网络。
18.如权利要求I7所述的位置服务器,其中,所述位置服务器使用所述信标间的时钟偏 置估计以及所述信标处的所测量的TOA来估计标签位置坐标。
19. 如权利要求16所述的位置服务器,其中,该组指令还: 将一信标指定为参考信标; 创建包括将所述参考信标排除在外的所有信标的信标列表; 估计下一信标相对于先前处理的信标的时钟偏置的时钟偏置;以及 以迭代方式: 检索所述信标列表中的下一信标; 估计所述下一信标相对于先前处理的信标的时钟偏置的时钟偏置;以及 记录所估计的时钟偏置直至已经处理了所述信标列表中的所有信标。
20. 如权利要求19所述的位置服务器,其中,该组指令还: 将一信标指定为参考信标; 创建包括将所述参考信标排除在外的所有信标的信标列表;以及 以迭代方式: 一 检索所述信标列表中的下一信标;以及 通过将所述下一信标相对于所述参考信标的时钟偏置与所测量的T〇A相加来校正所述 下一信标的T0A测量,直至已经处理了所述彳目标列表中的所有彳目标。
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Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7120092B2 (en) * 2002-03-07 2006-10-10 Koninklijke Philips Electronics N. V. System and method for performing clock synchronization of nodes connected via a wireless local area network
US20040203870A1 (en) * 2002-08-20 2004-10-14 Daniel Aljadeff Method and system for location finding in a wireless local area network
US7751829B2 (en) * 2003-09-22 2010-07-06 Fujitsu Limited Method and apparatus for location determination using mini-beacons
US7412246B2 (en) * 2003-10-06 2008-08-12 Symbol Technologies, Inc. Method and system for improved wlan location
US9137771B2 (en) * 2004-04-02 2015-09-15 Qualcomm Incorporated Methods and apparatuses for beacon assisted position determination systems
GB2443242A (en) * 2006-07-03 2008-04-30 Roke Manor Research Means for alleviating a discontinuity in the coverage between adjacently located multilateration systems
US9054822B2 (en) * 2007-08-02 2015-06-09 Trellisware Technologies, Inc. Method and system for synchronization of time-slotted barrage relay networks
US8279897B2 (en) * 2010-03-02 2012-10-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Synchronization in a wireless node
EP2580605B1 (en) * 2010-06-11 2016-05-04 Skyhook Wireless, Inc. Methods of and systems for measuring beacon stability of wireless access points
US8923225B2 (en) * 2011-04-05 2014-12-30 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Industry, Through The Communications Research Centre Canada Cognitive WiFi radio network

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