CN112369085A - 用于网络系统中定位移动设备的装置和方法 - Google Patents

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CN112369085A CN201880095105.6A CN201880095105A CN112369085A CN 112369085 A CN112369085 A CN 112369085A CN 201880095105 A CN201880095105 A CN 201880095105A CN 112369085 A CN112369085 A CN 112369085A
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Abstract

本发明涉及一种用于在网络系统(100)中定位移动设备(110)的方法和装置。对于每个锚站对,由不同的锚站(120C)发送并在锚站(120A,120B)接收的第一信号的接收时间确定接收器信道延迟差。该接收器信道延迟差用于补偿移动设备(110)与锚站对(120A,120B)之间的到达时间差。移动设备(110)和锚站对(120A,120B)之间的补偿到达时间差用于确定移动设备(110)的位置。

Description

用于网络系统中定位移动设备的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于在网络系统中定位移动设备的装置和方法。此外,本发明还涉及相应的网络系统、计算机程序产品、和计算机可读存储介质。
背景技术
室内定位系统(indoor positioning system,IPS)是一种网络系统,用于对物体进行无线定位,如移动设备,或者建筑物内或密集工业区中的人。因为全球定位系统(global positioning system,GPS)需要四颗或更多颗GPS卫星的无遮挡视线,因此GPS往往不适合确定室内位置,所以需要一种特殊的解决方案。再者,微波会被屋顶、墙壁和其他物体衰减和散射,而且表面的多次反射会导致多径传播,从而引起不可控制的误差。
飞行时间(time of flight,ToF)是信号从发射器传播到接收器所用的传播时间。由于信号传播速率是恒定且已知的,所以信号的传播时间可以直接用来计算发射器和接收器之间的距离。可以将多个(在GPS中,至少有四颗卫星)测量或多个锚站与三边测量相结合,以找到移动设备的位置。
基于到达时间差(time difference of arrival,TDOA)的三边测量方法,是用于网络系统中定位移动设备的常见方案。在网络系统中,会使用三个或更多的锚站。移动设备的位置是根据从移动设备分别到每个锚站的到达时间差来估算的。然而,在商业系统中,由于这些设备的制造过程不同,对于不同锚站,接收器信道延迟也不同。在使用基于TDOA的方法来定位移动设备的情况下,不同的接收器信道延迟(非同步)会导致不准确的定位。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决方案,该解决方案可以减轻传统设备定位技术的缺点。
独立权利要求的内容实现了上述以及其它的目的。在从属权利要求中可以找到本发明的其他有益实施例。
本发明旨在,通过减少网络系统中不同锚站或基站之间的不同接收器信道延迟,来提高定位移动设备的准确性。
术语“射频(radio frequency,RF)”是指任何具有适当波长的无线电频率。
术语“锚站”是指基站发射器,其位置是已知的,且在确定移动设备的位置时用作参考位置,锚站例如是基站(base station,BS)或接入点(access point,AP)。
术语“移动设备”是指其位置正在被识别的设备,例如移动台。
术语“第一射频信号”是指从一个锚站(例如,基站或接入点)发送(广播)并且由位于该发送锚站附近的锚站接收的射频信号。
术语“第二射频信号”是指从移动设备(例如,终端设备)发送的射频信号,该射频信号由移动设备附近的锚站接收。
根据本发明的第一方面,通过一种用于在网络系统中定位移动设备的方法来实现上述和其他目的。该网络系统包括多个锚站。该方法包括以下步骤:对于每个锚站对Ai和Aj:确定由不同的锚站Ak发送并在锚站Ai和Aj处接收的第一信号的接收时间的接收器信道延迟差
Figure BDA0002860524930000021
其中i,j,k为整数,i,j,k≥1且i≠j≠k;确定由上述移动设备发送到锚站对Ai和Aj的第二信号的接收时间的到达时间差
Figure BDA0002860524930000022
基于到达时间差
Figure BDA0002860524930000023
和接收器信道延迟差
Figure BDA0002860524930000024
获得补偿到达时间差
Figure BDA0002860524930000025
基于补偿到达时间差
Figure BDA0002860524930000026
确定上述移动设备的位置。
值得注意的是,接收器信道延迟差
Figure BDA0002860524930000027
的确定和到达时间差
Figure BDA0002860524930000028
的确定可以一个接一个地处理,或者同时进行处理。
根据第一方面的方法的优点在于,通过利用两个锚站之间的接收器信道延迟差来补偿从移动设备传播到锚站对的RF信号的到达时间差,降低了不同锚站处不同接收器信道延迟的影响,从而提高移动设备位置估算的准确性。
在根据第一方面的方法的实施方式中,如下确定接收器信道延迟差
Figure BDA0002860524930000029
接收到达时间对
Figure BDA00028605249300000210
Figure BDA00028605249300000211
其中,
Figure BDA00028605249300000212
Figure BDA00028605249300000213
指定由锚站Ak发送并分别在锚站Ai和Aj处接收的第一信号的接收时间。然后,根据接收的到达时间对
Figure BDA00028605249300000214
Figure BDA00028605249300000215
确定接收器信道延迟差
Figure BDA00028605249300000216
在根据第一方面的方法的实施方式中,如下确定到达时间差
Figure BDA00028605249300000217
分别从锚站Ai和Aj接收到达时间对
Figure BDA00028605249300000218
Figure BDA00028605249300000219
到达时间
Figure BDA00028605249300000220
Figure BDA00028605249300000221
指定由上述移动设备发送并分别在锚站对Ai和Aj接收的第二信号的接收时间。根据到达时间对
Figure BDA00028605249300000222
Figure BDA00028605249300000223
确定到达时间差
Figure BDA00028605249300000224
在根据第一方面的方法的实施方式中,通过从确定的到达时间差
Figure BDA00028605249300000225
中减去接收器信道延迟差
Figure BDA00028605249300000226
来获得补偿到达时间差
Figure BDA00028605249300000227
在根据第一方面的方法的实施方式中,基于补偿到达时间差
Figure BDA00028605249300000228
如下确定移动设备的位置:从多个锚站中选择N个不同的锚站对,其中,N是整数,且N≥2。获得分别对应于N个不同锚站对的N个补偿到达时间差。根据N个补偿到达时间差来确定移动设备的位置。具体的,通过补偿到达时间差和光速的乘积来确定移动设备的位置。
上述实施方式的优点在于,获得了多个补偿到达时间差,并且可以将这些补偿到达时间差用于移动设备的定位,从而进一步提高了设备定位的准确性。
到达时间
Figure BDA00028605249300000229
Figure BDA00028605249300000230
分别包括由锚站Ak发送的第一信号的发送时间
Figure BDA00028605249300000231
从锚站Ak分别传播到锚站对Ai和Aj的第一信号的传播时间
Figure BDA00028605249300000232
Figure BDA00028605249300000233
以及由锚站Ak发送并分别在锚站对Ai和Aj处接收的第一信号的接收时间的接收器信道延迟
Figure BDA00028605249300000234
Figure BDA00028605249300000235
特别地,
Figure BDA00028605249300000236
Figure BDA00028605249300000237
上述到达时间由每个接收锚站对根据上述公式确定。
在根据第一方面的方法的实施方式中,如果移动设备的待确定位置是二维的,则上述锚站对的最小数量为2;如果移动设备的待确定位置是三维的,则上述锚站对的最小数量为3。
在根据第一方面的方法的实施方式中,如果N大于最小数量,则可以基于N个补偿到达时间差、N个不同锚站对的位置,根据线性最小二乘法来确定移动设备的位置。
上述实施方式的优点在于,通过使用线性最小二乘法,可以更精确地确定移动设备的位置。
在根据第一方面的方法的实施方式中,第一信号和第二信号是两个不同的射频信号。
根据本发明的第二方面,通过一种用于在网络系统中定位移动设备的装置来实现上述和其他目的。该网络系统包括多个锚站。该装置可以是部署在多个锚站之一的程序模块。该装置也可以用单独的设备来实现,例如应用服务器。对于本领域的技术人员来说,应当理解,存在多种模块来实现这些功能。具体的,该设备用于:
对于每个锚站对Ai和Aj
确定由不同的锚站Ak发送并在锚站Ai和Aj处接收的第一信号的接收时间的接收器信道延迟差
Figure BDA0002860524930000031
其中i,j,k为整数,i,j,k≥1且i≠j≠k;
确定由移动设备发送到锚站对Ai和Aj的第二信号的接收时间的到达时间差
Figure BDA0002860524930000032
基于到达时间差
Figure BDA0002860524930000033
和接收器信道延迟差
Figure BDA0002860524930000034
获得补偿到达时间差
Figure BDA0002860524930000035
基于补偿到达时间差
Figure BDA0002860524930000036
确定移动设备的位置。
根据第二方面的装置可以扩展为与根据第一方面的方法的实施方式相对应的实施方式。因此,该装置的实施方式包括该方法的相应实施方式的特征。
根据第二方面的方法的优点与根据第一方面的第一装置的相应实施方式的优点相同。
本发明还涉及一种网络系统,包括:移动设备、根据本发明第二方面中任一实施方式的装置、以及多个锚站。
本发明还涉及一种以程序代码为特征的计算机程序,该计算机程序在由至少一个处理器运行时,使上述至少一个处理器执行根据本发明第一方面的任一项的方法。
此外,本发明还涉及一种计算机程序产品,其包括计算机可读介质和上述计算机程序,其中该计算机程序包括在计算机可读介质中,并且包括以下中的一个或多个:ROM(read-only memory,只读存储器)、PROM(programmable read-only memory,可编程只读存储器)、EPROM(erasable PROM,可擦除PROM)、闪存、EEPROM(electrically erasable PROM,电可擦除PROM)、和硬盘驱动器。
此外,本发明还涉及一种计算机可读存储介质,其包括可由计算机执行的计算机程序代码指令,用于当计算机程序代码指令在计算机上运行时,执行根据本发明第一方面的任一项方法。
通过以下具体实施方式,可以更清楚本发明实施例的其他应用和优点。
附图说明
附图旨在阐明和解释本发明的不同实施例,其中:
图1示出了根据本发明实施例的网络系统;
图2示出了根据本发明实施例的方法的时间轴流程图;
图3示出了根据本发明实施例的服务器。
具体实施方式
参考附图描述了用于通信系统中高效分组传输的方法、装置、和程序产品的说明性实施例。尽管本说明书提供了可能的实现方式的详细示例,但应当注意,这些详细描述仅是示例性的,并不限制本申请的范围。
此外,一个实施例/示例可以适用于其他实施例/示例。例如,在一个实施例/示例中提及的任何描述,包括但不限于术语、元件、过程、说明、和/或技术优势,也适用于其他实施例/示例。
在定位移动设备的过程中,为了减少与不同锚站对应的不同接收器信道延迟的影响,提供了基于TDOA的优化三角测量方法的实施例。
图1示出了根据本发明实施例的网络系统100。网络系统100包括移动设备110(例如,终端设备、用户设备)和三个锚站120A-120C(例如,基站或接入点),以及服务器130。为了简单起见,图1所示的网络系统100仅包括一个移动设备110和三个锚站120A-120C。然而,在不脱离本发明的范围的情况下,网络系统100可以包括任意数量的移动设备110和任意数量的锚站120。服务器130可以用单独的装置(例如,应用服务器设备)实现,或者用集成在三个锚站120A-120C其中之一或集成在除了三个锚站120A-120C之外的另一个锚站(正如图1所示)上的一个或多个模块来实现。
在图1所示的实施例中,移动设备110与三个锚站120A-120C相连接,且在移动设备110与三个锚站120A-120C之间均配置了三个无线电链路(radio link,RL)。无线电链路(radio link,RL)可以用于工作在上行链路(uplink,UL)模式或下行链路(downlink,DL)模式。
在图1所示的实施例中,服务器130通过无线连接、有线连接、或无线和有线连接两者与三个锚站120A-120C连接。
为了确定移动设备110的位置(例如,用(x,y)表示),选择多个锚站作为参考位置。锚站的位置是已知的。仅作为示例,给出三个锚站120A-120C的位置:anchor station_0120A为(x0,y0),anchor station_1 120B为(x1,y1),anchor station_2 120C为(x2,y2)。
图2示出了根据本发明实施例的方法200的时间轴流程图,该方法用于在网络系统100中定位移动设备110。
在本发明的实施例中,从多个锚站中选择N个不同的锚站对Ai和Aj作为接收器,其中i,j是整数,i,j≥1且i≠j。对于每个锚站对Ai和Aj,选择另一个不同的锚站Ak作为发射器,其中k是整数,k≥1且i≠j≠k。
可知的,通过使用一组三个锚站(例如,anchor_1、anchor_2、anchor_3),也可以确定移动设备110的位置。在三个锚站中,最多可以选择三个不同的锚站对作为接收器(例如,第一对是anchor_1和anchor_2,第二对是anchor_1和anchor_3,第三对是anchor_2和anchor_3),并且对于每个锚站对,可以选择一组中的另一个不同的锚站作为发射器。
为了简单起见,图2示出了具有一组三个锚站的实施例,即anchor station_0120A、anchor station_1 120B、anchor station_2 120C。其中,anchor station_0 120A被选作发射器,另外两个锚站(即anchor station_1 120B、anchor station_2 120C)被选作接收器。
步骤201(S201)和202(S202):从anchor station_0(即,发射器)120A将第一信号(例如,射频信号,RF1)分别发送到anchor station_1 120B(即,第一接收器)和anchorstation_2 120C(即,第二接收器)。
在该实施方式中,anchor station_0 120A以全向形式广播第一信号(例如,射频信号,RF1)。
步骤203(S203)和204(S204):在接收到第一信号RF1之后,第一和第二接收器锚站anchor station_1 120B和anchor station_2 120C记录各自的到达时间TTOA(AS0,AS1)和TTOA(AS0,AS2)。到达时间TTOA(AS0,AS1)和TTOA(AS0,AS2)指定由anchor station_0 120A发送并分别在anchor station_1120B和anchor station_2 120C接收的第一信号(例如,射频信号RF1)的接收时间。
每个接收锚站ASi(i=1,2…)基于如下三个分量来确定AS0发送的第一信号(例如,第一射频信号,RF1)的相应接收到达时间TTOA(AS0,ASi)
(1)发送时间TTx(AS0):指anchor station_0 120A发送第一信号(例如,射频信号RF1)的时间延迟。
(2)传播时间Tair(AS0,ASi):指第一信号(例如,射频信号RF1)从anchor station_0120A传播到接收锚站ASi(图1中为anchor station_1 120B和anchor station_2 120C)的时间。
锚站的位置是预先确定的。在本实施方式中,该传播时间是通过将锚站之间的距离除以光速来确定的。
(3)接收器信道延迟TRx(ASi):指接收锚站ASi(图1中为anchor station_1 120B或anchor station_2 120C)接收第一信号(例如,射频信号RF1)的时间延迟。
也就是说,由锚站AS0广播并在ASi接收的信号的到达时间TTOA(AS0,ASi)可以确定为:
TTOA(AS0,ASi)=TTx(AS0)+Tair(AS0,ASi)+TRx(ASi),i=1,2,...
对于两个接收锚站(AS0和AS1),到达时间确定为:
TTOA(AS0,AS1)=TTx(AS0)+Tair(AS0,AS1)+TRx(AS1)
TTOA(AS0,AS2)=TTx(AS0)+Tair(AS0,AS2)+TRx(AS2)
步骤205(S205)和206(S206):到达时间TTOA(AS0,AS1)和TTOA(AS0,AS2)分别从anchorstation_1120B和anchor station_2 120C发送到服务器130。
步骤207(S207):根据到达时间TTOA(AS0,AS1)和TTOA(AS0,AS2),确定两个接收器(即anchor station_1 120B和anchor station_2 120C)的接收器信道延迟差ΔTRX(AS1,AS2)
在本实施方式中,可以基于等式①来具体确定接收器信道延迟差ΔTRX(AS1,AS2)
ΔTRX(AS1,AS2)=TRX(AS1)-TRX(AS2)=TTOA(AS0,AS1)-TTOA(AS0,AS2)+Tair(AS0,AS2)-Tair(AS0,AS1)
步骤208(S208)和209(S209):从移动设备110向anchor station_1 120B(即,第一接收器)和anchor station_2 120C(即,第二接收器)同时发送第二信号(例如,射频信号RF2)。
在该实施方式中,移动设备110以全向形式发送第二信号(例如,射频信号RF2)。
步骤210(S210)和211(S211):由anchor station_1 120B和anchor station_2120C分别接收第二信号(例如,射频信号RF2)。记录到达时间TTOA(MD,AS1)和TTOA(MD,AS2)。该到达时间TTOA(MD,AS1)和TTOA(MD,AS2)指定从移动设备110将第二信号(例如,射频信号RF2)分别发送到anchor station_1 120B和anchor station_2 120C的发送时间。
每个接收锚站ASi(i=1,2…)基于如下三个分量来确定第二信号(例如,射频信号RF2)的相应到达时间TTOA(MD,ASi)
(1)移动设备110发送第二信号(例如,射频信号RF2)的发送时间TTx(MD)
(2)传播时间Tair(MD,ASi):指第二信号(例如,射频信号RF2)从移动设备110传播到接收锚站ASi(图1中为anchor station_1 120B或anchor station_2 120C)的时间。
(3)接收器信道延迟TRx(ASi):指接收锚站ASi(图1中为anchor station_1 120B或anchor station_2 120C)接收第二信号(例如,射频信号RF2)的时间延迟。
也就是说,由锚站MD广播并在ASi接收的信号的到达时间TTOA(MD,ASi)可以确定为:
TTOA(MD,ASi)=TTx(MD)+Tair(MD,ASi)+TRx(ASi),i=1,2,...
对于两个接收锚站(AS1和AS2),到达时间确定为:
TTOA(MD,AS1)=TTx(MD)+Tair(MD,AS1)+TRx(AS1)
TTOA(MD,AS2)=TTx(MD)+Tair(MD,AS2)+TRx(AS2)
步骤212(S212)和213(S213):到达时间TTOA(MD,AS1)和TTOA(MD,AS2)分别从anchorstation_1120B和anchor station_2 120C发送到服务器130。
步骤214(S214):获得到达时间差ΔTTOA(MD,AS1,AS2)。该到达时间差ΔTTOA(MD,AS1,AS2)指定从移动设备110将第二信号(例如,射频信号RF2)分别发送到anchor station_1 120B和anchor station_2 120C的到达时间差TDOA。
在本实施方式中,可以基于等式③来确定到达时间差ΔTTOA(MD,AS1,AS2):
ΔTTOA(MD,AS1,AS2)=TTOA(MD,AS1)-TTOA(MD,AS2)=(Tair(MD,AS1)-Tair(MD,AS2))+(TRx(AS1)-TRx(AS2))
=ΔTair(MD,AS1,AS2)+ΔTRx(AS1,AS2)
在等式④中,第一个分量ΔTair(MD,AS1,AS2)指的是第二信号(例如,射频信号RF2)在空中从移动设备110分别传播到anchor station_1 120B和anchor station_2 120C的时间差。第二个分量ΔTRx(AS1,AS2)指的是从等式②中获得的anchor station_1 120B和anchorstation_2 120C的接收时间的接收器信道延迟差。
步骤215(S215):基于相应的接收时间差ΔTRX(AS1,AS2)和估算的到达时间差ΔTTOA(MD,AS1,AS2)来确定补偿到达时间差ΔTTOA_C(MD,AS1,AS2)
在本实施方式中,可以基于等式⑤来确定补偿到达时间差ΔTTOA_C(MD,AS1,AS2)
ΔTTOA_C(MD,AS1,AS2)=ΔTair(MD,AS1,AS2)=ΔTTOA(MD,AS1,AS2)-ΔTRx(AS1,AS2)
在等式⑤中,anchor station_1 120B和anchor station_2 120C的接收时间的接收器信道延迟差ΔTRx(AS1,AS2)可以从等式②中获得。到达时间差ΔTTOA(MD,AS1,AS2)可以基于不同的已知算法来确定。仅作为示例,在正交频分复用(orthogonal frequency-divisionmultiplexing,OFDM)系统中,假设hk和hk+1分别是子载波k和k+1的接收信道,且
Figure BDA0002860524930000061
指示为hk的共轭,Δf是两个相邻子载波k和k+1之间的子载波间隔,τ是从移动设备110传播到锚站(例如,anchor station_1120B或anchor station_2 120C)的子载波(例如,子载波k或k+1)的到达时间。因此,到达时间τ可以由如下的等式确定,其中,arg(A)表示A的相位差:
Figure BDA0002860524930000062
到达时间差TDOAΔTTOA(MD,AS1,AS2)可以确定为:
Figure BDA0002860524930000063
在图1中,假设移动设备的位置表示为(x,y),锚站(即,anchor station_0、anchorstation_1和anchor station_2)的位置可以预先确定,分别表示为:(x0,y0),(x1,y1),(x2,y2)。
基于步骤201至215,可以获得如下等式,C表示光速:
Figure BDA0002860524930000064
步骤216(S216):选择其他不同的锚站对作为接收器,并重复执行步骤201至215。
在本实施方式中,在步骤201和202以及步骤208和209中,锚站对(即anchorstation_1120B和anchor station_2 120C)被选作两个接收器。在该步骤中,另外的N-1个不同的锚站对被选作N-1对接收器,例如anchor station_0 120A和anchor station_1120B,或者anchor station_0 120A和anchor station_2 120C,或者图1中未示出的其他锚站。仅作为示例,假设anchor station_0 120A和anchor station_1 120B是另一对接收器,因此,在执行步骤201至215之后可以相应地获得一个等式,如下所示(C也表示光速):
Figure BDA0002860524930000071
步骤217(S217):由服务器130根据N个补偿到达时间差ΔTTOA_C(MD,ASi,ASj)来确定移动设备110的位置。
在本实施方式中,可以基于等式⑧和⑨来确定移动设备110的位置。
为了减少对移动设备位置的不准确估算,选择了N个不同的锚站对,因此可以确定N个补偿到达时间差。例如,当N为3时,这些等式确定为:
Figure BDA0002860524930000072
Figure BDA0002860524930000073
Figure BDA0002860524930000074
移动设备110的位置可以根据已知的线性最小二乘法(例如,加权最小二乘法(weighted least square,WLS)算法)基于N(例如,N=3)个等式来确定。
图3示出了根据本发明实施例的服务器130。在图3所示的实施例中,服务器130包括处理器131、收发器132、和存储器133。处理器131通过本领域已知的通信装置134连接到收发器132和存储器133。可选的,服务器130还包括连接到收发器132的天线或天线阵列135,换言之,服务器130用于无线通信系统中的无线通信。可选的,服务器130还包括连接到收发器132的有线接口135,换言之,服务器130用于有线通信系统中的有线通信。
服务器130用于执行本公开的特定动作,可以理解为服务器130包括用于执行这些动作的合适装置,例如,处理器131和收发器132。
本文的移动设备110可以表示为用户终端、用户设备(user equipment,UE)、物联网(internet of things,IoT)设备、传感器设备、无线终端、和/或移动终端,该移动设备能够在无线通信系统(有时也称为蜂窝无线电系统)中进行无线通信。UE还可以指具有无线能力的移动电话、蜂窝电话、计算机平板电脑、或膝上型电脑。在这种情况下,UE可以是比如便携式的、袖珍型的、手持的、计算机组成的、或车载的移动设备,能够通过无线接入网络与另一个实体(例如,另一个接收器或服务器)进行语音和/或数据通信。UE可以是站(Station,STA),STA是包含符合IEEE 802.11的介质访问控制(media access control,MAC)和到无线介质(wireless medium,WM)的物理层(physical layer,PHY)接口的任何设备。UE还可以用于在与3GPP相关的LTE和高级LTE中、在WiMAX(worldwide interoperability formicrowave access,微波存取全球互通)及其演进中、以及在诸如新空口的第五代无线技术中进行通信。
本发明中的锚站120A-120C也可以表示为无线客户端设备、接入客户端设备、接入点、或基站,例如无线电基站(RBS)。在一些网络中,根据所使用的技术和术语,这些锚站可以被称为发射器、“gNB”、“gNodeB”、“eNB”、“eNodeB”、“NodeB”、或“B节点”。基于发射功率以及小区大小,无线客户端设备可以是不同的类别,例如宏eNodeB、家庭eNodeB、或微微基站。无线客户端设备可以是站(Station,STA),其为包含符合IEEE 802.11的介质访问控制(MAC)和到无线介质(WM)的物理层(PHY)接口的任何设备。无线客户端设备也可以是对应于第五代(fifth generation,5G)无线系统的基站。
此外,根据本发明实施例的任何方法可以在具有代码装置的计算机程序中实现,在由处理装置运行的情况下,该代码装置使处理装置执行该方法的步骤。该计算机程序包括在计算机程序产品的计算机可读介质中。该计算机可读介质可以包括任何存储器,例如ROM,PROM,EPROM,闪存,EEPROM,或硬盘驱动器。
此外,本领域技术人员应理解,移动设备110和锚站120A-120C的实施例,包括用于执行本解决方案的必要通信性能,其形式例如是功能、装置、单元、元件。上述装置、单元、元件和功能的其他例子是:处理器、存储器、缓冲器、控制逻辑、编码器、解码器、速率匹配器、解速率匹配器、映射单元、乘法器、决策单元、选择单元、开关、交织器、解交织器、调制器、解调器、输入、输出、天线、放大器、接收器单元、发送器单元、DSP、MSD、TCM编码器、TCM解码器、电源单元、馈电线、通信接口、通信协议等,其合理地布置在一起用于执行本解决方案。
特别地,移动设备110和锚站120A-120C的处理器可以包括以下一个或多个实例:例如中央处理单元(central processing unit,CPU)、处理单元、处理电路、处理器、专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、微处理器,或可以说明和执行指令的其他处理逻辑。因此,“处理器”可以表示包括多个处理电路的处理电路,例如上述任一、某些或所有的处理电路。处理电路还可以执行用于数据的输入、输出、和处理的数据处理功能,包括数据缓冲和设备控制功能,例如呼叫处理控制、用户界面控制等。
最后,应当理解,本发明不限于上述实施例,而是涉及并结合了所附独立权利要求范围内的所有实施例。
尽管在此公开了本发明的示例性实施例,但是应当注意,在不脱离由所附权利要求限定的法律保护范围的情况下,可以对本发明的实施例中进行各种变型和修改。在所附权利要求中,除非另有明确说明,否则以单数形式提及的元件并不排除存在多个该元件的情况。

Claims (17)

1.一种用于在网络系统(100)中定位移动设备(110)的方法,所述网络系统(100)包括多个锚站(120A,120B,120C),所述方法包括以下步骤:
对于每个锚站对Ai(120A)和Aj(120B):
确定由不同的锚站Ak(120C)发送并在锚站Ai(120A)和Aj(120B)处接收的第一信号的接收时间的接收器信道延迟差
Figure FDA0002860524920000011
其中i,j,k为整数,i,j,k≥1且i≠j≠k;
确定由所述移动设备(110)发送到所述锚站对Ai(120A)和Aj(120B)的第二信号的接收时间的到达时间差
Figure FDA0002860524920000012
基于所述到达时间差
Figure FDA0002860524920000013
和所述接收器信道延迟差
Figure FDA0002860524920000014
获得补偿到达时间差
Figure FDA0002860524920000015
基于所述补偿到达时间差
Figure FDA0002860524920000016
确定所述移动设备(110)的位置。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述确定接收器信道延迟差
Figure FDA0002860524920000017
的步骤包括:
接收到达时间对
Figure FDA0002860524920000018
Figure FDA0002860524920000019
其中,所述到达时间对
Figure FDA00028605249200000110
Figure FDA00028605249200000111
指定由锚站Ak(120C)发送并分别在锚站Ai(120A)和Aj(120B)处接收的所述第一信号的接收时间;
根据接收的所述到达时间对
Figure FDA00028605249200000112
Figure FDA00028605249200000113
确定所述接收时间差
Figure FDA00028605249200000114
3.根据权利要求1或2的方法,其中,所述确定到达时间差
Figure FDA00028605249200000115
的步骤包括:
分别从锚站Ai(120A)和Aj(120B)接收到达时间对
Figure FDA00028605249200000116
Figure FDA00028605249200000117
其中,
Figure FDA00028605249200000118
Figure FDA00028605249200000119
指定由所述移动设备(110)发送并分别在所述锚站对Ai(120A)和Aj(120B)处接收的所述第二信号的接收时间;
根据所述到达时间对
Figure FDA00028605249200000120
Figure FDA00028605249200000121
确定所述到达时间差
Figure FDA00028605249200000122
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,所述获得补偿到达时间差
Figure FDA00028605249200000123
的步骤包括:
从确定的所述到达时间差
Figure FDA00028605249200000124
中减去所述接收器信道延迟差
Figure FDA00028605249200000125
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其中,所述基于所述补偿到达时间差
Figure FDA00028605249200000126
确定所述移动设备(110)的所述位置的步骤包括:
从所述多个锚站(120A,120B,120C)中选择N个不同的锚站对,其中,N是整数,且N≥2;
获得对应于所述N个不同的锚站对的N个补偿到达时间差;
基于所述N个补偿到达时间差确定所述移动设备(110)的所述位置。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其中,所述第一信号和所述第二信号是两个不同的射频信号。
7.一种用于在网络系统(100)中定位移动设备(110)的装置(130),其中,所述网络系统(100)包括多个锚站(120A,120B,120C),所述装置(130)用于:
对于每个锚站对Ai(120A)和Aj(120B):
确定由不同的锚站Ak(120C)发送并在锚站Ai(120A)和Aj(120B)处接收的第一信号的接收时间的接收器信道延迟差
Figure FDA0002860524920000021
其中i,j,k为整数,i,j,k≥1且i≠j≠k;
确定由所述移动设备(110)发送到所述锚站对Ai(120A)和Aj(120B)的第二信号的接收时间的到达时间差
Figure FDA0002860524920000022
基于所述到达时间差
Figure FDA0002860524920000023
和所述接收器信道延迟差
Figure FDA0002860524920000024
获得补偿到达时间差
Figure FDA0002860524920000025
基于所述补偿到达时间差
Figure FDA0002860524920000026
确定所述移动设备(110)的位置。
8.根据权利要求7所述的装置(130),其中,所述装置(130)还用于:
接收到达时间对
Figure FDA0002860524920000027
Figure FDA0002860524920000028
其中,所述到达时间对
Figure FDA0002860524920000029
Figure FDA00028605249200000210
指定由锚站Ak(120C)发送并分别在锚站Ai(120A)和Aj(120B)处接收的所述第一信号的接收时间;
根据接收的所述到达时间对
Figure FDA00028605249200000211
Figure FDA00028605249200000212
确定所述接收时间差
Figure FDA00028605249200000213
9.根据权利要求7或8所述的装置(130),其中,所述装置(130)还用于:
分别从锚站Ai(120A)和Aj(120B)接收到达时间对
Figure FDA00028605249200000214
Figure FDA00028605249200000215
其中,
Figure FDA00028605249200000216
Figure FDA00028605249200000217
指定由所述移动设备(110)发送并分别在所述锚站对Ai(120A)和Aj(120B)处接收的所述第二信号的接收时间;
根据所述到达时间对
Figure FDA00028605249200000218
Figure FDA00028605249200000219
确定所述到达时间差
Figure FDA00028605249200000220
10.根据权利要求7-9中任一项所述的装置(130),其中,所述装置(130)还用于:
从确定的所述到达时间差
Figure FDA00028605249200000221
中减去所述接收器信道延迟差
Figure FDA00028605249200000222
11.根据权利要求7-10中任一项所述的装置(130),其中,所述装置(130)还用于:
从所述多个锚站(120A,120B,120C)中选择N个不同的锚站对,其中,N是整数,且N≥2;
获得对应于所述N个不同的锚站对的N个补偿到达时间差;
根据所述N个补偿到达时间差确定所述移动设备(110)的所述位置。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的装置(130),其中,所述第一信号和所述第二信号是两个射频信号。
13.根据权利要求7-12中任一项所述的装置(130),其中,所述装置是另一锚站Am,且m≠i,j,k。
14.根据权利要求7-13中任一项所述的装置(130),其中,所述装置是锚站Ai,Aj,Ak的其中之一。
15.一种网络系统(100),包括移动设备(110)、根据权利要求7-14中任一项所述的装置(130)、以及多个锚站(120A,120B,120C)。
16.一种具有程序代码的计算机程序产品,当所述计算机程序在计算机上运行时,所述程序代码用于执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。
17.一种包括计算机程序代码指令的计算机可读存储介质,所述计算机程序代码指令由计算机执行,当所述计算机程序代码指令在计算机上运行时,用于执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。
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