CN113453333B - 网络中的接入点的自动定位 - Google Patents

网络中的接入点的自动定位 Download PDF

Info

Publication number
CN113453333B
CN113453333B CN202110324753.8A CN202110324753A CN113453333B CN 113453333 B CN113453333 B CN 113453333B CN 202110324753 A CN202110324753 A CN 202110324753A CN 113453333 B CN113453333 B CN 113453333B
Authority
CN
China
Prior art keywords
access points
pair
distance
locations
proximity matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110324753.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113453333A (zh
Inventor
V·拉古
E·佩拉希亚
S·加努
S·P·文卡特拉曼
C·卢卡谢夫斯基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hewlett Packard Enterprise Development LP
Original Assignee
Hewlett Packard Enterprise Development LP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hewlett Packard Enterprise Development LP filed Critical Hewlett Packard Enterprise Development LP
Publication of CN113453333A publication Critical patent/CN113453333A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113453333B publication Critical patent/CN113453333B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H04W64/003Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management locating network equipment
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/16Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/05Geographic models
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/18Network planning tools
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/02Arrangements for optimising operational condition
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02Services making use of location information
    • H04W4/023Services making use of location information using mutual or relative location information between multiple location based services [LBS] targets or of distance thresholds
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00Communication routing or communication path finding
    • H04W40/24Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
    • H04W40/248Connectivity information update
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H04W64/006Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management with additional information processing, e.g. for direction or speed determination
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08Access point devices
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/33Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for indoor environments, e.g. buildings
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/16Interfaces between hierarchically similar devices
    • H04W92/20Interfaces between hierarchically similar devices between access points

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本申请的各实施例涉及网络中的接入点的自动定位。一种或多种非暂态计算机可读存储介质的实施例包括用于以下各项的指令:从计算设备向网络中的多个接入点传输用于确定多个接入点中的每对接入点之间的距离的请求;在计算设备处接收每对接入点之间的所确定的距离;生成包含每对接入点之间的所确定的距离的邻近矩阵;求解邻近矩阵以针对多个接入点自动地生成一组位置;以及基于接入点的子集中的一个或多个锚点的已知位置来对针对多个接入点的所生成的一组位置进行定向。

Description

网络中的接入点的自动定位
技术领域
本申请的各实施例涉及网络中的接入点的自动定位。
背景技术
在大型设施中部署多个接入点(AP)是一项复杂的工作。在确定大量接入点中的每个接入点的最佳位置时,部署需要平衡众多因素。此外,随着新条件的发现或设施内发生变化,接入点的规划放置可能需要进行修改。
此外,一旦安装了接入点,稍后确定每个接入点的精确位置以进行维修或更换可能是具有挑战性的。接入点可能很好地隐藏在墙壁、天花板和其他结构后面,因此要求基于所记录的信息或通过搜索过程来定位接入点。
例如,如果存在接入点地图,则可以基于这样的地图来确定接入点的位置。但是,生成接入点地图非常困难且劳动强度大,并且当实际需要地图时,地图可能不准确或已经过时。
如果接入点的地图无法获取或由于不准确而无用,则确定接入点的位置可能需要电子搜索手段,诸如使用频谱分析仪。以这种方式搜索接入点在接入点发生故障或特定信号难以跟踪的情况中非常耗时并且可能无济于事。
附图说明
在附图的图中,以示例而非限制的方式示出了在此描述的实施例,在附图中,相似的附图标记指代相似的元素。
图1A是包括网络中的多个接入点的设施的图示;
图1B是根据一些实施例的设施内的多个接入点的自动定位的图示;
图2是根据一些实施例的用于提供自动AP定位的系统中的接入点的图示;
图3示出了根据一些实施例的用于提供自动AP定位的计算设备;
图4是示出根据一些实施例的用于自动定位一组接入点的过程的流程图;
图5是根据一些实施例的在执行一组接入点的自动定位时生成的邻近矩阵(proximity matrix);
图6是根据一些实施例的根据邻近矩阵自动地生成的一组接入点的地图;
图7是根据一些实施例的在执行一组接入点的自动定位时生成的一组接入点的不完全的邻近矩阵;
图8是根据一些实施例的在执行一组接入点的自动定位时根据不完整的邻近矩阵生成的一组接入点的不完整映射;以及
图9是根据一些实施例的在执行一组接入点的自动定位时具有丢失距离值的邻近矩阵的解的生成的图示。
具体实施方式
本文中描述的实施例涉及网络中的接入点的自动定位。
为了使正在部署大量接入点(AP)的操作员使用常规方法来生成和维护准确的AP安装图(诸如用Visual RF或用于计划的其他软件而被生成),在AP安装期间或之后,通常需要劳动密集型体力劳动以精确记录每个AP的位置并且在楼层地图上标记该位置。通过这种手动过程,在记录每个AP位置时很可能出现人为错误。
此外,由于各种原因,诸如对AP的不利的安装支持、缺少设备而无法到达特定位置、楼层平面图中未标记的物理障碍物和很多其他原因,被部署在大型设备中的接入点经常从原始预定位置被移开。为了始终保持AP地图完整和最新,必须记录对客户站点的任何改变并且迅速更新AP地图。如果AP地图不准确,则升级到新硬件或更换有故障硬件可能需要花费大量时间和大量成本才能定位所有接入点,这些接入点通常安装在天花板上、石膏板后面或以其他方式隐藏而无法看到。在某些设备中,操作员可能特别希望从设施客户的视线隐藏所有AP设备和标记,因此,关于AP位置的视觉线索(如果有的话)可能很少。
在一些实施例中,一种装置、系统或过程在AP的部署完成之后提供接入点的自动定位。所生成的一组接入点位置可以用于与接入点有关的任何目的。例如,接入点的所生成的一组位置可以用于生成接入点的地图或接入点位置的任何其他表示。接入点位置的自动生成可以用于节省在复杂环境中仔细记录和修改用于AP部署的地图或者用于在发生故障、升级或需要了解AP位置的其他问题时发现隐藏在建筑物内的AP位置所需要的成本和精力。此外,随着越来越多的客户实现基于AP操作的室内定位服务,准确的AP放置变得越来越重要,而准确的定位服务则需要了解接入点的位置。
自动AP定位的实施例可以在包括多个接入点的任何设施中使用,其中自动AP定位在大型办公室或校园综合大楼、体育场、娱乐场和具有难以映射或搜索的广阔环境的其他设施中具有特殊价值。某些类型的设施(诸如医院、公共安全设施(诸如警察局)、机场和赌场)很少关闭(即使曾经关闭),并且因此在设施开放和运行时必须进行对接入点的任何搜索。
如本文中使用的,接入点(AP)(也被称为无线接入点(WAP))是指联网硬件设备,该联网硬件设备允许设备连接到有线网络,包括到互联网或内联网的连接。AP可以作为独立设备(经由有线网络)连接到路由器,也可以是路由器本身的组成部分。接入点可以包括但不限于在一个或多个IEEE(电气与电子工程师协会)802.11标准下操作的Wi-Fi接入点。接入点还可以使用任何其他无线通信技术进行操作,包括例如蜂窝通信(包括4G和5G技术)、Bluetooth、ZigBee和其他技术。
图1A是包括网络中的多个接入点的设施的图示。如图1A所示,特定设施100可以具有散布在整个环境中以提供无线通信覆盖的大量接入点。该特定示例说明了分别表示为AP-1至AP-9的一组九个接入点,但是设施中可以存在任何数目的接入点。此外,虽然在图1A和图1B中为了便于说明而以二维(2D)示出了接入点,但是AP通常将散布在三个维度(3D)上,在设施的不同高度或不同水平。在一些实施例中,网络可以包括中央控制器120以控制接入点AP-1至AP-9的某些操作。
在常规操作中,当安装有这样的AP(其可以利用Visual RF或其他软件工具)时,有必要物理地映射AP-1至AP-9的位置,并且当对网络进行任何修改时,有必要保持地图的准确性。但是,人为错误和其他因素可能会在这种操作中造成很大困难。例如,在设施100中,一个或多个AP(诸如AP-2)可能未被映射,因为AP在稍后为了映射的目的而被添加或简单地忘记。此外,一个或多个AP(诸如图1A中的AP-7)可能不在映射位置,因为这样的AP在安装时或在稍后时间由于不相关的构造或维修而被移动。结果,AP地图(如果存在或可以找到)可能远远不够准确和最新。AP-1至AP-9的映射可能很困难且耗时,并且当需要维修、升级或修改AP结构时,所生成的映射可能不足以实现每个接入点的定位。
在一些实施例中,如图1B中进一步所示,执行接入点AP-1至AP-9的自动定位。AP位置的自动确定可以例如用于避免在安装或修改接入点时需要创建和维护AP地图。
图1B是根据一些实施例的设施内的多个接入点的自动定位的图示。如图1B所示,特定设施100包括散布在整个环境中以提供无线通信覆盖的一组接入点AP-1至AP-9。每个AP可以例如如图2所示。在一些实施例中,一种装置、系统或过程将通过对一组AP中的每对AP之间的距离的准确确定以及基于所确定的距离对接入点的定位的组合来在二维或三维上执行每个AP位置110的自动定位。自动AP定位110可以如下执行:
(1)距离确定:在一些实施例中,指示AP确定每对AP之间的距离。AP可以例如使用AP信令来确定距离,诸如使用AP之间的信号的飞行时间的测量来确定每对AP之间的距离。例如,在AP-4与该组AP中的每个其他AP之间(如图1B所示)以及在每隔一对AP之间进行距离确定。距离确定可以包括在每对AP之间使用精细定时测量(FTM)。FTM是在IEEE 802.11mc中提供的一个特征,其用于利用发送站与接收站之间的帧交换的飞行时间来确定站之间的距离。FTM可以用于基于设施中的每对接入点之间的直接信号传输(即,就信号传输而言的视线)来提供准确的距离测量。
(2)邻近矩阵的生成:每对接入点之间的测量距离过程的结果是描述所有AP之间的距离的一组数据。在一些实施例中,可以生成表以表示该组数据(诸如图5所示)。该表可以被称为距离矩阵或邻近矩阵。邻近矩阵是一组元素中的元素之间的成对距离的表示,诸如以二维阵列的形式,该组元素在这种情况中是AP AP-1至AP-9的集合。例如,如图1B所示,每对接入点的距离测量可以由计算设备150(诸如服务器、膝上型计算机或包括计算能力的其他设备)接收,然后该计算设备150基于所接收的数据测量来生成邻近矩阵。计算设备150可以例如是如图3所示的计算设备300。
在一些实施例中,一种装置、系统、过程还可以提供邻近矩阵中的丢失距离值的计算或估计或者错误距离值的校正。丢失或错误值可能是由于成对的AP不在彼此的直接信号传输之内而造成的,诸如在结构或传输器阻塞或干扰发送AP与接收AP之间的信号的情况中。例如,计算设备150可以检测丢失数据或错误数据(诸如通过标识在期望的值范围之外的距离测量),并且提供校正过程以计算或估计所需要的距离值。过程可以包括诸如图8和图9所示的过程。
(3)求解AP距离数据以定位AP:邻近矩阵数据本身并不描述矩阵中表示的接入点的物理位置。在一些实施例中,求解邻近矩阵以确定每个AP相对于每个其他AP的位置。在一些实施例中,所确定的位置可以用于生成AP的地图。
然而,具有大量值的邻近矩阵的求解在计算上非常困难。在一些实施例中,利用机器学习(ML)来执行根据接近数据来确定接入点的位置,并且更具体地,由计算设备150使用ML技术多维缩放(MDS)来求解。MDS可以用于基于其之间的距离的表格来生成表示多个对象的相对位置的一组位置。该组位置可以具有任何数目的维度,并且更具体地,就设施中的AP映射而言,可以基于描述每对AP之间的距离的接近度表来提供2D和3D映射两者。从数学上讲,MDS可以用于将关于一组n个对象之间的成对距离的信息转换为被映射到笛卡尔空间中的n个点的配置。
求解多个AP的AP距离数据的结果是接入点的完整的一组位置,诸如图6中的接入点地图所示。但是,虽然该组AP位置提供所有接入点的位置的关系,但这并不能解决3D(或2D)空间中的位置的旋转和反转,即,该组位置可以面向任何方向,或者可以反转,同时满足AP距离值。在一些实施例中,该组位置的旋转和反转诸如由计算设备150使用接入点的一个或多个实际已知位置来解决。这样的已知接入点可以被称为锚点,并且通常需要至少三个锚点的位置来解决3D空间中的邻近矩阵的映射。但是,所需要的实际锚点数可以取决于特定情况。锚点的位置可以通过任何方式确定,包括但不限于使用GPS(全球定位系统)数据来提供所需要的坐标。在一些实施例中,包括必要数目的已知锚点的邻近矩阵的求解导致生成接入点的一组适当定向的位置。
图2是根据一些实施例的用于提供自动AP定位的系统中的接入点的图示。表示为AP-1的接入点200是设施中的一组AP中的一个AP。在简化图中,该组AP包括四个AP:AP-1、AP-2、AP-3和AP-4。每个接入点200可以包括但不限于在一个或多个IEEE(电气和电子工程师协会)802.11标准下操作的接入点。每个接入点200可以包括处理单元205、用于信号的传输的传输器和接收器210、电源控制215、用于数据的存储的存储器220、用于有线网络连接的一个或多个端口225、以及用于无线信号通信的一个或多个天线230。
每个接入点200还包括固件或硬件或两者240。在一些实施例中,固件或硬件240包括用于提供接入点与另一接入点245之间的距离的确定的指令或硬件。在一些实施例中,由接入点进行的距离确定利用接入点之间信号的飞行时间的测量来确定每对AP之间的距离。特别地,距离测量可以包括对精细定时测量(FTM)的支持。
在一些实施例中,在接收到诸如来自计算设备250的请求等请求时,每个接入点AP-1至AP-4将提供该接入点与每个其他AP之间的距离测量,以提供AP之间的一组成对的距离测量。例如,在AP-1与每个其他AP(在该示例中为AP-2、AP-3和AP-4)之间以及在其他每对AP之间执行距离确定。
在一些实施例中,然后将每个AP间距离值提供给计算设备250,诸如图3所示的计算设备300。然后,计算设备250将基于距离测量来生成邻近矩阵,并且求解邻近矩阵以自动确定AP相对于彼此的位置。在一些实施例中,所确定的该组位置可以用于为该该组AP AP-1至AP-4产生AP地图。
图3示出了根据一些实施例的用于提供自动AP定位的计算设备。在一些实施例中,计算设备300可以包括用于与网络中的一组接入点350通信以执行这样的AP的自动定位的设备。计算设备300可以包括系统板302,其中系统板302包括很多组件,包括但不限于处理器304和至少一个通信封装或芯片306,其中通信封装306耦合到一个或多个天线330以执行无线通信和/或与一个或多个端口耦合以执行有线通信,包括与一个或多个接入点350的通信。计算设备300还可以包括易失性存储器(例如,DRAM)308、非易失性存储器(例如,ROM或闪存)310、大容量存储设备(诸如硬盘驱动器或固态驱动器(SSD))312、功率放大器320以及电池或电源连接322。计算设备将包括未示出并且不在本讨论的范围内的其他元素。
通信封装306使得能够进行无线和/或有线通信以用于去往和来自计算设备300的数据的传输,包括去往和来自接入点350的传输。通信封装306可以实现多种无线或有线标准或协议中的任何一种,包括但不限于Wi-Fi(IEEE 802.11系列)、WiMAX(IEEE 802.16系列)、Bluetooth和其他无线技术。
在一些实施例中,计算设备300将向接入点350传输对每对接入点340之间的距离确定的一个或多个请求。距离确定可以包括每对AP之间的距离测量的信号传输的性能,诸如图2所示的FTM过程。注意,取决于网络的配置,可以按照多种方式向AP传输请求。然后,计算系统将接收各对AP 342之间的所确定的距离值。
在一些实施例中,然后,计算系统300将生成表示距离值的邻近矩阵,诸如图5所示,并且然后继续进行以求解邻近矩阵,诸如应用MDS以将关于该组AP之间的成对距离的信息转换为被映射到笛卡尔空间中的点的配置,诸如图6所示。
图4是示出根据一些实施例的用于自动定位一组接入点的过程的流程图。一组接入点可以被安装在特定设施中,诸如图1A所示。该设施可以是任何建筑物或综合大楼,并且该组内可以有任何数目的接入点。在一些实施例中,用于接入点的基于机器学习的自动定位的过程可以包括:
可以发起设施内的一组接入点的操作400,从而使得能够在成对的接入点之间传输帧。在一些实施例中,请求确定该组AP中的每对接入点之间的距离404。该请求可以由诸如图3所示的计算设备300或其他类似装置等计算设备做出。距离的确定可以包括例如使用每对接入点之间的信号传输而执行的测量,诸如利用FTM技术确定视线距离测量。距离确定操作产生该组接入点的一组成对的距离值。然后,将成对的接入点之间的所确定的距离值制表到邻近矩阵中408。
在一些实施例中,该过程还可以包括用于解决不准确数据的一个或多个校正过程412。校正过程可以包括过滤不准确测量,诸如消除由非视线信号引起的测量,其中信号可能会弹跳并且从而在所确定的位置上造成重大错误。
在一些实施例中,利用诸如图6所示的MDS技术来求解邻近矩阵416,其中每个节点表示接入点。邻近矩阵的解提供接入点相对于彼此的位置。
然而,确定AP的位置需要邻近矩阵的完整值集,这通常是不可能的,因为该组中的每个AP可能由于障碍物、过大的距离、干扰或其他原因而无法从每个其他AP接收直接信号。诸如图7所示的邻近矩阵内的丢失数据产生不完整或无法求解的一组位置,诸如图8所示。在一些实施例中,该过程包括通过计算或估计丢失值来确定丢失距离测量420。在一些实施例中,用于利用丢失数据来求解邻近矩阵的过程可以包括:将邻近矩阵划分为多个团集(clique),并且求解团集,如图9所示。
在一些实施例中,基于邻近矩阵的解来确定接入点相对于彼此的一组位置422。在一些实施例中,接入点的地图(在本文中被称为AP地图)可以基于接入点的所确定的位置来生成)。所生成的AP地图可以是表示AP相对于彼此的位置的2D或3D地图,诸如图6所示。
然而,尽管接入点的该组位置提供所有接入点之间的距离关系,但是这不能解决3D(或2D)空间中的位置的旋转和反转。在一些实施例中,使用接入点的一个或多个实际已知位置来解决AP位置的旋转和反转424。将已知接入点(被称为锚点)用于求解邻近矩阵以生成已经解决的完整的一组接入点位置。锚点的实际位置可以通过任何方法来确定,包括例如使用GPS位置数据。通常需要至少三个锚点的位置才能解决3D空间中由邻近矩阵表示的接入点的位置,但是所需要的实际数目可以取决于具体情况。在图1A和图1B所示的示例中,锚点可以是该组接入点AP-1至AP-9中的AP-1、AP-2和AP-3(或任何其他三个接入点)。
然后,该过程可以输出设施内存在的接入点的所得到的一组位置430。可以存储所得到的AP位置434,诸如以AP地图的形式,以允许根据需要来参考以在设施内定位个体接入点。此外,在对设施的AP结构进行改变时,可以重复图4所示的整个过程以针对接入点生成一组新的位置。在一些实施例中,可以将一组新的AP位置与先前的一组AP位置进行比较以生成修改列表,该修改列表将指示例如已经被添加、移除或移动到在接入点的当前位置的时间与接入点的先前位置的时间之间的不同位置的接入点。
图5是根据一些实施例的在执行一组接入点的自动定位时生成的邻近矩阵。在一些实施例中,在包括一组接入点的系统中,诸如图1A所示,响应于请求而在每对AP之间执行诸如利用FTM的距离确定过程。结果是该组接入点的一组成对的距离。
在一些实施例中,每对接入点之间的距离值被制表到邻近矩阵中,如图5所示。例如,AP-1与AP-2之间的距离为28.03英尺,AP-3与AP-5之间的距离为30.49英尺,以此类推。
在一些实施例中,然后可以求解邻近矩阵,诸如使用MDS处理邻近矩阵,以基于每对接入点之间的所确定的距离来为接入点生成一组位置。所确定的该组位置可以用于一个或多个操作。例如,可以基于接入点的所确定的该组位置来生成接入点的地图。多个接入点的所得到的地图可以如图6所示。
图6是根据一些实施例的根据邻近矩阵自动地生成的一组接入点的图。在一些实施例中,在为设施中的一组接入点生成邻近矩阵时,诸如图5所示的邻近矩阵,求解邻近矩阵以生成接入点相对于彼此的一组位置。接入点的该组位置可以用于生成示出接入点之间的距离关系的接入点地图600,其中AP地图600中的每个编号节点表示3D空间中的接入点。例如,节点1根据该组AP中的每个其他AP之间的距离来表示AP-1的位置。在一些实施例中,邻近矩阵的求解可以包括应用MDS以生成接入点的位置。
尽管接入点的该组位置提供所有接入点相对于彼此的关系,但是关于3D空间中的旋转或反转,这些位置未被解决。在一些实施例中,使用接入点(被称为锚点)的一个或多个实际已知位置来解决该组AP位置的旋转和反转。例如,至少三个锚点的位置通常可以用于解决3D空间中的接入点的位置。
图7是根据一些实施例的在执行一组接入点的自动定位时生成的一组接入点的不完全的邻近矩阵。图8是根据一些实施例的在执行一组接入点的自动定位时根据不完整的邻近矩阵生成的一组接入点的不完整映射。可以使用例如FTM过程为设施中的一组接入点生成邻近矩阵。但是,由于相应的一对接入点无法生成距离测量,诸如由于接入点彼此之间的距离太远或者由于接入点之间的信号不在彼此的直接信号传输之内,诸如由于结构或传输器阻塞或干扰发送AP与接收AP之间的信号,因此所得到的邻近矩阵可能会丢失某些距离。
在图7所示的特定示例中,未提供AP-1与AP-9之间的距离测量以及AP-2与AP-9之间的距离测量。如图1A所示,这些成对的接入点彼此相距很远,并且由于阻塞或干扰而可能无法提供直接的视线信令。应当注意,图7提供了一个相对简单的示例,以用于说明丢失数据和这样的丢失数据的生成。丢失数据可能会在邻近矩阵内的任何位置发生,因此需要对邻近矩阵进行更复杂的求解。
图8示出了丢失AP-1与AP-9之间以及AP-2与AP-9之间的距离的所得到的AP地图800。尽管在图8中为了说明丢失数据而示出了该映射800,但是,由于丢失数据,MDS过程通常可能无法生成任何AP定位结果。
图9是根据一些实施例的在执行一组接入点的自动定位时具有丢失距离值的邻近矩阵的解的生成的图示。在一些实施例中,在包括一组接入点的系统中,诸如1A所示,在每对AP之间执行诸如利用FTM技术的用于确定接入点之间的距离的过程,以确定该组AP的一组成对的距离。但是,某些距离丢失,因此所得到的邻近矩阵具有不完整的数据。在图7和图8所示的特定示例中,未提供AP-1与AP-9之间的距离测量以及AP-2与AP-9之间的距离测量,并且所得到的邻近矩阵不完整。
如本文中使用的,表示完整的邻近矩阵的一组点被称为团集。在一些实施例中,诸如图7所示的不完整的邻近矩阵可以被划分为多个团集,并且每个团集被求解以针对接入点生成一组完整位置。在图9所示的特定示例中,不完整的邻近矩阵可以划分为两个团集:团集1和团集2,每个这样的团集表示完整的邻近矩阵。假定锚点是AP-1、AP-2和AP-3,则可以利用这组锚点来求解团集1,因为这些接入点都在团集1内。但是,在求解团集2时,不能使用AP-1和AP-2,因为它们不是团集2的一部分。取而代之,通过求解团集1得到的输出可以用于获取AP-4和AP-5的坐标,而团集2的处理可以使用AP-3、AP-4和AP-5作为锚点点,从而根据这两个解生成一组完整的数据。
通常,将团集的解缝合在一起的过程允许缩放到具有特定的一组锚点(诸如三个初始锚点)的大量AP。但是,当缩放到更多数目的AP时,将原始邻近矩阵有效地拆分为多个团集变得更加困难。为了执行邻近矩阵的这种划分,可以应用Bron-Kerbosch最大团集发现算法,其中该算法允许生成最小的一组团集,以将其求解并且缝合在一起以生成完整的一组接入点位置。
针对基于根据先前解而被生成的一组新的锚点而求解的特定团集,所生成的锚点可以包括由于所报告的距离的不准确而导致的错误。随着该过程远离已经求解的第一团集,这样的错误将累积。在一些实施例中,为了改善最终输出,过程可以包括在该组接入点位置内选择多个起点以生成多个解,并且然后将这些解合并在一起以减小总误差。
在一些实施例中,可以备选地使用距离的“最佳猜测”值来填充不完整的邻近矩阵。例如,可以通过将Dijkstra的最短路径算法应用于不完整的邻近矩阵来生成距离值。针对图7所示的邻近矩阵和图8所示的映射,存在两个丢失链路。使用Dijkstra的算法,第一链路(1-9)的路径(1-6-9)是链路之间的最短备选路径,距离之和等于45.83。同样,第二链路(2-9)的路径(2-6-9)是链路之间的最短备选路径,距离之和等于39.94。因此,可以将基于一个或多个备选路径的这样的值用于估计丢失距离以完成邻近矩阵,从而允许完成接入点位置的自动生成。
以下条款和/或示例涉及另外的实施例或示例。在一个或多个实施例中,示例中的细节可以被应用于任何地方。不同实施例或示例的各种特征可以与所包括的某些特征和所排除的其他特征进行各种组合,以适合各种不同应用。示例可以包括各种主题,诸如方法、用于执行该方法的动作的装置、至少一个机器可读介质(诸如非暂态机器可读介质,该介质包括在由机器执行时,使得机器执行该方法的动作的指令)、或者用于促进根据本文所述的实施例和示例的操作的装置或系统。
在一些实施例中,一种或多种非暂态计算机可读存储介质在其上存储有可执行计算机程序指令,该可执行计算机程序指令在由一个或多个处理器执行时,使得一个或多个处理器执行操作,该操作包括:从计算设备向网络中的多个接入点传输用于确定多个接入点中的每对接入点之间的距离的请求;在计算设备处接收多个接入点中的每对接入点之间的所确定的距离;生成包含多个接入点中的每对接入点之间的所确定的距离的邻近矩阵;求解邻近矩阵以针对多个接入点自动地生成一组位置;以及基于多个接入点的子集中的一个或多个锚点的已知位置来对针对多个接入点的所生成的一组位置进行定向。
在一些实施例中,一种计算设备包括一个或多个处理器;用于存储数据的存储器;传输器和接收器,其中计算设备用于:向网络中的多个接入点传输用于确定多个接入点中的每对接入点之间的距离的请求;接收多个接入点中的每对接入点之间的所确定的距离;生成包含多个接入点中的每对接入点之间的所确定的距离的邻近矩阵;求解邻近矩阵以针对多个接入点自动地生成一组位置;以及基于多个接入点的子集中的一个或多个锚点的已知位置来对针对多个接入点的所生成的一组位置进行定向。
在一些实施例中,一种用于接入点位置的自动生成的方法包括:从计算设备向网络中的多个接入点传输用于确定多个接入点中的每对接入点之间的距离的请求,其中对每对接入点之间的距离的确定包括对在每对接入点之间被传输的信号的飞行时间的测量;在计算设备处接收多个接入点中的每对接入点之间的所确定的距离;生成包含多个接入点中的每对接入点之间的所确定的距离的邻近矩阵;求解邻近矩阵以针对多个接入点自动地生成一组位置;以及基于多个接入点的子集中的一个或多个锚点的已知位置来对针对多个接入点的所生成的一组位置进行定向。
在以上描述中,出于解释的目的,阐述了很多具体细节以便提供对所描述的实施例的透彻理解。然而,对于本领域技术人员将很清楚的是,可以在没有这些具体细节中的一些的情况中实践实施例。在其他情况中,以框图形式示出了公知的结构和设备。所示组件之间可以存在中间结构。本文中描述或示出的组件可以具有未示出或描述的附加输入或输出。
各种实施例可以包括各种过程。这些过程可以由硬件组件执行,或者可以体现在计算机程序或机器可执行指令中,该计算机程序或机器可执行指令可以用于引起用指令编程的通用或专用处理器或逻辑电路执行该过程。备选地,该过程可以通过硬件和软件的组合而被执行。
各种实施例的部分可以被提供为计算机程序产品,该计算机程序产品可以包括其上存储有计算机程序指令的计算机可读介质,该计算机程序指令可以用于对计算机(或其他电子设备)进行编程以由一个或多个处理器执行以执行根据某些实施例的过程。计算机可读介质可以包括但不限于磁盘、光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁卡或光卡、闪存、或适合于存储电子指令的其他类型的计算机可读介质。此外,实施例也可以作为计算机程序产品来下载,其中程序可以从远程计算机传送到请求计算机。在一些实施例中,非暂态计算机可读存储介质在其上存储有表示指令序列的数据,该指令序列在由处理器执行时,使得处理器执行某些操作。
很多方法以其最基本的形式被描述,但是在不脱离本实施例的基本范围的情况中,可以向任何方法中添加或删除过程,并且可以向任何描述的消息中添加或删除信息。对于本领域技术人员很清楚的是,可以进行很多其他修改和适配。提供特定实施例不是为了限制该概念而是为了对其进行说明。实施例的范围不由上面提供的具体示例确定,而仅由下面的权利要求确定。
如果说元素“A”耦合到元素“B”或与元素“B”耦合,则元素A可以直接耦合到元素B或通过例如元素C间接耦合。当说明书或权利要求书陈述组件、特征、结构、过程或特性A“引起”组件、特征、结构、过程或特性B时,这表示“A”至少是“B”的部分原因,但是也可以存在至少一个其他组件、特征、结构、过程或特性有助于引起“B”。如果说明书指示组件、特征、结构、过程或特性“可以(may)”、“可能(might)”或“可以(could)”被包括,则不要求包括特定组件、特征、结构、过程或特性。如果说明书或权利要求书涉及“一个(a)”或“一个(an)”元素,则这并不表示仅存在一个所描述的元素。
实施例是实现或示例。说明书中对“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”或“其他实施例”的引用是指结合这些实施例而描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一些实施例中,但是不一定是所有实施例。“实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”的各种外观不一定都指相同的实施例。应当理解,在前述示例性实施例的描述中,有时将各种特征在单个实施例、附图或其描述中组合在一起,以简化本公开并且帮助理解各种新颖方面中的一个或多个。然而,本公开的方法不应当被解释为反映如下意图:即,所要求保护的实施例需要比每个权利要求中明确叙述的特征更多的特征。相反,如所附权利要求反映的,新颖方面在于少于单个前述公开实施例的所有特征。因此,权利要求书由此明确地并入本说明书中,其中每个权利要求作为独立的实施例而独立存在。

Claims (18)

1.一种或多种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有可执行计算机程序指令,所述可执行计算机程序指令在由一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器执行操作,所述操作包括:
从计算设备向网络中的多个接入点传输用于确定所述多个接入点中的每对接入点之间的距离的请求;
在所述计算设备处接收所述多个接入点中的每对接入点之间的所确定的距离;
生成包含所述多个接入点中的每对接入点之间的所述所确定的距离的邻近矩阵;
求解所述邻近矩阵以针对所述多个接入点自动地生成一组位置;
基于所述多个接入点的子集中的一个或多个锚点的已知位置来对针对所述多个接入点的所生成的所述一组位置进行定向;
标识所述邻近矩阵中的一对或多对接入点之间的一个或多个丢失距离;以及
基于所述邻近矩阵中的其他距离来计算或估计所述丢失距离。
2.根据权利要求1所述的一种或多种非暂态计算机可读存储介质,其中对每对接入点之间的所述距离的所述确定包括对在每对接入点之间被传输的信号的飞行时间的测量。
3.根据权利要求2所述的一种或多种非暂态计算机可读存储介质,其中对每对接入点之间的所述距离的所述确定包括由所述多个接入点对精细定时测量FTM的执行。
4.根据权利要求1所述的一种或多种非暂态计算机可读存储介质,其中求解所述邻近矩阵以针对所述多个接入点生成所述一组位置包括对多维缩放MDS的应用。
5.根据权利要求1所述的一种或多种非暂态计算机可读存储介质,其中估计所述丢失距离包括基于第一接入点与第二接入点之间的最短备选路径来估计所述第一接入点与所述第二接入点之间的距离。
6.根据权利要求1所述的一种或多种非暂态计算机可读存储介质,其中利用所述丢失距离来求解所述邻近矩阵包括:
将所述邻近矩阵划分为包含少于所述邻近矩阵的所有值的多个团集;
求解多个团集中的每个团集;以及
组合针对所述多个团集的解。
7.根据权利要求1所述的一种或多种非暂态计算机可读存储介质,其中所述指令还包括用于以下各项的指令:
基于所述一组位置来生成所述多个接入点的地图。
8.根据权利要求7所述的一种或多种非暂态计算机可读存储介质,其中所述多个接入点的所述地图是三维3D地图。
9.根据权利要求8所述的一种或多种非暂态计算机可读存储介质,其中锚点的数目为至少三个。
10.根据权利要求1所述的一种或多种非暂态计算机可读存储介质,其中所述指令还包括用于以下各项的指令:
响应于所述网络中的变化,重复针对所述多个接入点对所述一组位置的所述生成。
11.一种计算设备,包括:
一个或多个处理器;
存储器,用于存储数据;以及
传输器和接收器;
其中所述计算设备用于:
向网络中的多个接入点传输用于确定所述多个接入点中的每对接入点之间的距离的请求;
接收所述多个接入点中的每对接入点之间的所确定的距离;
生成包含所述多个接入点中的每对接入点之间的所述所确定的距离的邻近矩阵;
求解所述邻近矩阵以针对所述多个接入点自动地生成一组位置;
基于所述多个接入点的子集中的一个或多个锚点的已知位置来对针对所述多个接入点的所生成的所述一组位置进行定向;
标识所述邻近矩阵中的一对或多对接入点之间的一个或多个丢失距离;以及
基于所述邻近矩阵中的其他距离来计算或估计所述丢失距离。
12.根据权利要求11所述的计算设备,其中对每对接入点之间的所述距离的所述确定包括对在每对接入点之间被传输的信号的飞行时间的测量。
13.根据权利要求12所述的计算设备,其中对每对接入点之间的所述距离的所述确定包括由所述多个接入点对精细定时测量FTM的执行。
14.根据权利要求11所述的计算设备,其中求解所述邻近矩阵以针对所述多个接入点生成所述一组位置包括由所述计算设备对多维缩放MDS的应用。
15.根据权利要求11所述的计算设备,其中利用所述丢失距离来求解所述邻近矩阵包括所述计算设备:
将所述邻近矩阵划分为包含少于所述邻近矩阵的所有值的多个团集;
求解多个团集中的每个团集;以及
组合针对所述多个团集的解。
16.一种用于接入点位置的自动生成的方法,包括:
从计算设备向网络中的多个接入点传输用于确定所述多个接入点中的每对接入点之间的距离的请求,其中对每对接入点之间的所述距离的所述确定包括对在每对接入点之间被传输的信号的飞行时间的测量;
在所述计算设备处接收所述多个接入点中的每对接入点之间的所确定的距离;
生成包含所述多个接入点中的每对接入点之间的所述所确定的距离的邻近矩阵;
求解所述邻近矩阵以针对所述多个接入点自动地生成一组位置;
基于所述多个接入点的子集中的一个或多个锚点的已知位置来对针对所述多个接入点的所生成的所述一组位置进行定向;
标识所述邻近矩阵中的一对或多对接入点之间的一个或多个丢失距离;以及
基于所述邻近矩阵中的其他距离来计算或估计所述丢失距离。
17.根据权利要求16所述的方法,其中对每对接入点之间的所述距离的所述确定包括由所述多个接入点对精细定时测量FTM的执行。
18.根据权利要求16所述的方法,其中求解所述邻近矩阵以针对所述多个接入点生成所述一组位置包括对多维缩放MDS的应用。
CN202110324753.8A 2020-03-26 2021-03-26 网络中的接入点的自动定位 Active CN113453333B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/831,213 2020-03-26
US16/831,213 US11229000B2 (en) 2020-03-26 2020-03-26 Automatic location of access points in a network

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113453333A CN113453333A (zh) 2021-09-28
CN113453333B true CN113453333B (zh) 2022-07-15

Family

ID=77659152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110324753.8A Active CN113453333B (zh) 2020-03-26 2021-03-26 网络中的接入点的自动定位

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11229000B2 (zh)
CN (1) CN113453333B (zh)
DE (1) DE102021103435B4 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022128971A1 (de) * 2022-11-02 2024-05-02 Trumpf Tracking Technologies Gmbh Verfahren und System zur Berechnung und Zuordnung von Nutzungskoordinaten zu ortsfesten Funktransceivern eines Lokalisierungssystems

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105934685A (zh) * 2014-03-03 2016-09-07 英特尔Ip公司 通过移动设备众包进行接入点位置确定
CN107005810A (zh) * 2015-10-31 2017-08-01 华为技术有限公司 一种楼层定位方法、网络设备及移动终端

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7129891B2 (en) 2003-11-21 2006-10-31 Xerox Corporation Method for determining proximity of devices in a wireless network
KR101424747B1 (ko) 2010-11-15 2014-08-01 한국전자통신연구원 Wi-Fi 시스템에서 접속 지점 위치 추정 방법 및 장치
US8509806B2 (en) * 2010-12-14 2013-08-13 At&T Intellectual Property I, L.P. Classifying the position of a wireless device
TWI503022B (zh) * 2012-02-17 2015-10-01 Apple Inc 偵測網路中之鄰近存取點
US8818424B2 (en) 2013-01-03 2014-08-26 Qualcomm Incorporated Inter-AP distance estimation using crowd sourcing
US9408040B2 (en) * 2013-02-14 2016-08-02 Fuji Xerox Co., Ltd. Systems and methods for room-level location using WiFi
US20140266916A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for determining locations of access points
US20150045022A1 (en) * 2013-08-06 2015-02-12 Gaby Prechner Access points and methods for access point selection using an information data structure
US9565649B2 (en) * 2015-02-27 2017-02-07 Qualcomm Incorporated Distribution and utilization of antenna information for location determination operations
US10385820B2 (en) * 2016-08-22 2019-08-20 Brian Lee Moffat Wave energy device with constricted tube and generator pod
US11064568B2 (en) * 2019-10-11 2021-07-13 Panasonic Avionics Corporation System and method for automated relative position determination of wireless access points

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105934685A (zh) * 2014-03-03 2016-09-07 英特尔Ip公司 通过移动设备众包进行接入点位置确定
CN107005810A (zh) * 2015-10-31 2017-08-01 华为技术有限公司 一种楼层定位方法、网络设备及移动终端

Also Published As

Publication number Publication date
US20220116905A1 (en) 2022-04-14
CN113453333A (zh) 2021-09-28
DE102021103435A1 (de) 2021-09-30
DE102021103435B4 (de) 2024-05-08
US11229000B2 (en) 2022-01-18
US20210306975A1 (en) 2021-09-30
US11917575B2 (en) 2024-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10349286B2 (en) System and method for wireless positioning in wireless network-enabled environments
Zhuang et al. Autonomous smartphone-based WiFi positioning system by using access points localization and crowdsourcing
CN103404189B (zh) 无线站的自定位
US10338190B2 (en) Enabling a validation of an estimated position of a mobile device
KR102284438B1 (ko) 다양한 데이터 조합을 이용한 단말의 위치측정 방법 및 장치
KR102034082B1 (ko) 측위 환경 분석 장치, 이를 이용한 단말기의 위치 결정 성능 예측 방법 및 시스템
US9660740B2 (en) Signal strength distribution establishing method and wireless positioning system
EP3404438A2 (en) Location estimation method and apparatus using access point in wireless communication system
TW201329486A (zh) 定位方法
US10117064B1 (en) Systems and methods for learning wireless transceiver locations and updating a spatially-dependent path-loss model
US10117065B1 (en) Systems and methods for learning wireless transceiver locations and updating a spatially-dependent path-loss model
KR20180049608A (ko) 실내 공간에서 드론을 이용한 위치 추정 장치 및 그 방법
CN113453333B (zh) 网络中的接入点的自动定位
US10114104B1 (en) System and methods for learning wireless transceiver locations and updating a spatially-dependent path-loss model
KR102052519B1 (ko) 저전력 블루투스 기반의 실내 측위 방법 및 장치
US11290976B2 (en) Apparatus and method for estimating indoor location based on packet capture
US11979848B2 (en) Access point based location system for high density WiFi deployments
KR20190113013A (ko) 비콘 신호와 핑거프린트 맵 기반의 실내 측위 방법 및 시스템
CN116391134A (zh) 锚位置校准
US20230362587A1 (en) Location identification of access points in a network
CN112817025B (zh) 一种定位方法、装置、设备和计算机可读存储介质
CN112533285B (zh) 定位校正方法、装置、计算机设备和存储介质
Schäfer Self-localization of IoT devices-development and implementation of a system for self-localization of embedded devices based on Wi-Fi information
CN118785221A (zh) 通信方法和装置
GB2547046A (en) A system and method of estimating a client device location

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant