CN1770715A - 信号检测系统以及方法 - Google Patents

Abstract

一种信号检测系统以及方法应用在无线局域网定位系统中，该信号检测系统包括：数据库、读取模块、信号接收模块、判断模块以及确认模块；本发明主要通过从数据库中读取出逻辑区域的信号密集强度数据，接收其本身所在区域内至少一个接入点发出的信号，选出信号强度最强的接入点，在信号最强的接入点使用状态后，判断该接入点是否存在于高精确度定位区域，当该接入点存在于高精确度定位区时从该数据库中检索出相符合的逻辑区域信号强度分布图，再根据该逻辑区域的精确度执行定位运算；通过该信号检测系统以及方法可在执行定位运算前检测无线局域网定位系统的接入点，提高定位的精确度。

Description

信号检测系统以及方法

技术领域

本发明是关于一种信号检测系统以及方法，特别是关于一种无线局域网的定位信号检测系统以及方法。

背景技术

由于计算机硬、软件技术不断突破与创新，利用网络传递信息、互通有无、资源共享已成为风尚，近年来网络通信使用较普遍的即是局域网络(Local Area Network，LAN)。

伴随各类移动设备的出现，如Notebook以及PDA，人们愈来愈渴望突破地域的限制，随时随地接入网络，因此近年来无线网络已相当流行。目前信息领域的人员或研究机构纷纷提出各种无线数据传输技术规格与标准，其中以采用IEEE802.11技术标准的无线局域网(Wireless LAN：WLAN)与传统有线上网的方式和习惯最相近。而且，Wireless LAN可满足「随时随地无线上网」的需求，功能上则可传送数据、影像、多媒体和使用国际互联网上的各种服务，且联机费用也逐渐降至一般消费者可接受的范围，因此Wireless LAN已成为无线上网的主流方式之一。

无线局域网技术日趋成熟，在无线局域网环境提供定位服务已成为无线局域网技术的重要功能。一般来说，WLAN主要是由一个或多个的接入点(Access Point，AP)负责提供无线接入服务，任何移动装置(Mobile Unit，MU)均会选择信号强度最强，通常也是最近的AP连上网络，由于AP基本上已预先安置在固定地点，通过至少三个AP发射的信号，可以计算出该MU目前所在的区域位置，其原理类似于传统的全球卫星定位系统(GPS)。与此同时，人们对于定位服务精确度的要求也愈来愈高，如何更精确的去判定出使用者的位置，提高定位精确度已成为业界研究的重要问题。

目前实际应用的WLAN定位服务是以接受信号强度指示为基础实现的，为了提高定位精确度，现有的方法大致包括两类。首先是在物理结构上变化，即在定位精确度比较差的地方增设AP数量、选用发射信号功率强且稳定的AP以及将AP布设在位置较高处且呈非对称分布，同时也可在采样时提高样本点信号采集密度、延长信号采集时间以及选用高敏感性无线网卡；此外，还有在算法上加以变化以提高定位精确度的方法，即在定位过程中取若干次接收值的平均数作为输入参数以及在跟踪过程中将先前的估计作为已知信息进行估计，包括各种先进决策理论以及概率模型。

另一方面，为针对不同使用者对于不同定位精确度的要求，研发者还提出一种无线网络区域的逻辑划分解决方案。这种逻辑划分方式是根据不同定位精确度的需求，划分多个不同定位精确度的逻辑区域，在精确度低的区域中仅能得出移动装置在某一较大区域中的位置；反之在精确度较高的区域中，则可进一步地定位出在该区域中的某一位置点。这种区域逻辑划分方式可以根据实际需求的设定，如接入点密度等有关成本方面的设置，让无线局域网定位系统更经济且符合效率。

上述有关利用无线局域网实现定位的方法固然能提供低成本且有效的解决方案，然而必须考虑到，无线局域网的信号传输状况时有不稳定的情况发生，连带的会影响到无线局域网定位系统的稳定性与精确度。因此，如何能够提供一种应用在无线局域网定位系统中，在执行定位运算前检测无线局域网定位系统的接入点，提高定位的精确度的系统与方法，成为急待解决的课题。

发明内容

为克服上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种信号检测系统以及方法，可在执行定位运算前检测无线局域网定位系统的接入点，借以提高定位的精确度。

为达成以上所述及其它目的，本发明的信号检测系统应用在无线局域网定位系统中，通过该信号检测系统检测位于逻辑区域的接入点是否发出信息供该无线局域网定位系统定位运算之用，该信号检测系统包括：数据库，用于储存逻辑区域相关数据以及与该逻辑区域相关数据相对应的至少一个接入点相关数据；读取模块，用于读取该逻辑区域相关数据以及接入点相关数据；信号接收模块，用于接收该逻辑区域内至少一个接入点发出的信号；判断模块，用于从该至少一个接入点发出的信号中判断出信号强度最强的接入点；以及确认模块，用于确认该判断出的信号强度最强的接入点是否处在正常使用状态，且令该读取模块从该数据库读取该接入点所属的接入点相关数据及与该接入点相关数据所对应的逻辑区域相关数据，确认该逻辑区域是否存在于高精确度定位区域，供该无线局域网定位系统根据该判断结果运算出定位信号。

通过该信号检测系统，执行信号检测的方法包括：令该信号检测系统接收逻辑区域内至少一接入点发出的信号；令该信号检测系统的信号接收模块从该至少一个接入点发出的信号中判断出信号强度最强的接入点；以及令该信号检测系统确认该判断出的信号强度最强的接入点是否处在正常使用状态，且根据该正常使用状态的接入点读取该接入点所属的接入点相关数据及与该接入点相关数据所对应的逻辑区域相关数据，确认该逻辑区域是否存在于高精确度定位区域，依据该判断结果运算出定位信号。

与现有的信号检测技术相比，本发明的信号检测系统以及方法可在执行定位运算前检测无线局域网定位系统的接入点，根据精度要求减少测量信号强度密度图的工作量和许多购置硬件设备的成本；此外，在高精度的区域只用该区域的信号强度密度图去做算法匹配，所以能大幅降低匹配的次数，提高运算的速度，进而提高定位的精确度。

附图说明

图1是本发明的信号检测系统的基本结构图；以及

图2是本发明的信号检测方法的流程图。

具体实施方式

实施例

以下借由特定的具体实施例说明本发明的实施方式。

图1是本发明的信号检测系统的基本结构图，如图所示，本发明的信号检测系统1包括：数据库11、读取模块13、信号接收模块15、判断模块17以及确认模块19。

在本实施例中，本发明的信号检测系统1应用在无线局域网定位系统2中。该无线局域网定位系统2具有至少一个经过逻辑划分的逻辑区域，该逻辑划分是根据现有的建筑结构、空间布局或用户自身的使用习惯对无线局域网进行划分。所谓的逻辑区域，代表用户在该逻辑区域范围内具有特定的定位精确度需求，在实际空间上或布局上该区域可能并不存在。例如，高定位精确度的逻辑区域可以是博物馆、医院或监狱，在该逻辑区域中，待定位的人或物的定位信息必须精确到在哪个展品置放区、病床或囚室；低定位精确度的逻辑区域则可以是办公室或学校，在该逻辑区域中，待定位的人或物的位置信息仅需精确到哪个楼层或教室即可。当然，本发明的信号检测系统1并不限定于这种无线区域网定位系统中，它适用于所有类型的无线区域网定位系统。

数据库11用于储存逻辑区域相关数据以及接入点相关数据。在本实施例中，该数据库11进一步储存有检测工程相关信息、逻辑区域相关信息、接入点相关信息、检测点相关信息及相关信号强度信息。其中，该检测工程相关信息包括检测工程编号、工程名称、信号密度图采集模式、无线局域网图、样本点采样平均时间、建立工程时间等；该逻辑区域相关信息包括区域编号、域名、定位精确度模式、信息描述、工程编号、区域中代表点的坐标等；该接入点相关信息包括接入点编号、多媒体存取地址、区域编号、接入点坐标等；该检测点相关信息包括检测点的位置编号、名字、时间、坐标、区域编号等；该相关信号强度信息包括信号强度编号、接入点编号、测量点编号、区域编号、信号强度值等。

该读取模块13用于从该数据库11中读取出逻辑区域相关数据以及接入点相关数据。在本实施例中，当本发明的信号检测系统1执行信号检测时，会进行系统初始化，在初始化的过程中该读取模块13会从该数据库11中读取出检测工程编号、工程名称、信号密度图采集模式、无线局域网图、样本点采样平均时间、建立工程时间等检测工程相关信息，以及包括区域编号、域名、定位精确度模式、信息描述、工程编号、区域中代表点的坐标等逻辑区域相关信息。

该信号接收模块15用于接收逻辑区域内至少一个接入点发出的信号。在本实施例中，该无线局域网定位系统2中包括有至少一个逻辑区域，该逻辑区域中则至少有一个接入点，为了求得较精确的定位点，则该逻辑区域中至少具有三个接入点，通过应用模式匹配方式，计算出检测点所在的位置。为接受该接入点送出的信号并进而根据该信号运算出检测点的定位位置，该信号接收模块15较佳的是建置在移动装置(未标出)中，供使用者进行移动测试。该移动装置可例如是移动电话、个人数字助理、笔记本型计算机等具有可移植性与支持无线局域网功能的数据处理装置。

该判断模块17用于从该至少一个接入点发出的信号中，判断出信号强度最强的接入点。在本实施例中，假设检测点所在的逻辑区域可接收到三个接入点发送出的信号，则当该信号接收模块15接收到该三个接入点发出的信号时，该判断模块17随即判断该三个接入点中哪个接入点的信号强度最强。该信号强度的判断标准可例如是：通过检测站与多个接入点间信道的接收信号强度指示(Received Signal StrengthIndication；RSSI)、分组差错率(packet error rate；PER)或通过检测空闲信道评估(Clear Channel Assessment；CCA)方式，判断各信道中平均信号时间以决定哪个接入点比较忙碌等。

该确认模块19用于确认该判断出的信号强度最强的接入点是否是处在正常使用状态，且正常使用状态的接入点是否存在于高精确度定位区域，供该无线局域网定位系统根据该判断结果运算出定位信号。在本实施例中，当该判断模块17判断出该三个接入点中哪个接入点的信号强度最强时，该确认模块19随即从该数据库中检索出该信号强度最强的接入点并判断是否被设定为正常使用状态，当该信号强度最强的接入点被设定为正常使用状态时，则该确认模块19将进一步判断该信号强度最强的接入点所在的逻辑区域；反之，当该信号强度最强的接入点被设定为异常使用状态时，则该确认模块19随即将该数据库中的有关该信号强度最强的接入点的数据排除，需特别说明的是，在此情况下该确认模块19随即传送信号通知该判断模块17，令该判断模块17重新判断剩余的接入点中哪个接入点的信号强度最强，并重复上述确认模块19的确认流程。当该确认模块19完成确认之后，该无线局域网定位系统2即可进行如定位运算等。

图2是本发明的信号检测方法的流程步骤。

在步骤S201中，令数据库11储存逻辑区域相关数据以及接入点相关数据。接着进行步骤S202。

在步骤S202中，令读取模块13从该数据库11中读取出逻辑区域相关数据以及接入点相关数据。在本实施例中，当本发明的信号检测系统执行信号检测时，会进行系统初始化，在初始化的过程中该读取模块13会从该数据库11中读取出检测工程相关信息以及逻辑区域相关信息等。接着进行步骤S203。

在步骤S203中，令信号接收模块15接收逻辑区域内至少一个接入点发出的信号。在本实施例中，该无线局域网定位系统2中包括至少一个逻辑区域，该逻辑区域中则至少具有三个接入点。此外，为接受该接入点传送出的信号并进而根据该信号运算出检测点的定位位置，该信号接收模块15较佳的是建置在移动装置中。该移动装置可例如是移动电话、个人数字助理、笔记本型计算机等具有可移植性与支持无线局域网功能的数据处理装置。接着进行步骤S204。

在步骤S204中，令判断模块17从该至少一个接入点发出的信号中判断出信号强度最强的接入点。在本实施例中，假设检测点所在的逻辑区域可接收到三个接入点发送出的信号，则当该信号接收模块15接收到该三个接入点发出的信号时，该判断模块17随即判断该三个接入点中哪个接入点的信号强度最强。该信号强度的判断标准可例如是：通过检测站与多个接入点间信道的接收信号强度指示、分组差错率或通过检测空闲信道评估方式判断各信道中平均信号时间以决定哪个接入点比较忙碌。接着进行步骤S205。

在步骤S205中，令确认模块19确认该判断出的信号强度最强的接入点是否处在正常使用状态。在本实施例中，当该判断模块17判断出该三个接入点中哪个接入点的信号强度最强时，该确认模块19随即从该数据库11中检索出该信号强度最强的接入点是否被设定为正常使用状态，若是则进行步骤S206；若否，进行步骤S207。

在步骤S206中，令确认模块19确认该判断出在正常使用状态的信号强度最强的接入点是否存在于高精确度定位区域，并将该确认结果传送至该无线局域网定位系统2，进行后续的定位运算。

在步骤S207中，令确认模块19将该数据库11中的有关该信号强度最强的接入点排除，以及传送信号通知该判断模块17。接着返回步骤S204。

综上所述，通过本发明的信号检测系统以及方法，可在执行定位运算前检测无线局域网定位系统的接入点，根据精度要求减少测量信号强度密度图的工作量和许多购置硬件设备的成本；此外，在高精度的区域只用该区域的信号强度密度图去做算法匹配，所以能大幅降低匹配的次数，提高运算的速度，进而提高定位的精确度。

Claims (14)

1.一种信号检测系统，应用在无线局域网定位系统中，用于检测位于逻辑区域的接入点是否发出信息，供该无线局域网定位系统定位运算使用，其特征在于，该信号检测系统包括：

数据库，用于储存逻辑区域相关数据以及与该逻辑区域相关数据相对应的至少一个接入点相关数据；

读取模块，用于读取该逻辑区域相关数据以及接入点相关数据；

信号接收模块，用于接收该逻辑区域内至少一个接入点发出的信号；

判断模块，用于从该至少一个接入点发出的信号中判断出信号强度最强的接入点；以及

确认模块，用于确认该判断出的信号强度最强的接入点是否处在正常使用状态，且令该读取模块从该数据库读取该接入点所属的接入点相关数据及与该接入点相关数据所对应的逻辑区域相关数据，确认该逻辑区域是否存在于高精确度定位区域，供该无线局域网定位系统根据该判断结果运算出定位信号。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该信号接收模块建置在移动装置中。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，该移动装置是具有可移植性与支持无线局域网功能的数据处理装置。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，该数据处理装置是移动电话、个人数字助理及笔记本型计算机其中之一。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该判断模块的信号强度的判断标准是通过检测站与多个接入点间信道的接收信号强度指示、分组差错率以及通过检测空闲信道评估方式其中的一种方式，判断各信道中平均信号时间以决定哪个接入点较为忙碌。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该确认模块还用于在确认出该信号强度最强的接入点被设定为异常使用状态时，将该数据库中有关该信号强度最强的接入点排除，并传送信号通知该判断模块。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，该判断模块还用于在接收到该确认模块的信号通知后，重新判断剩余的接入点中哪个接入点的信号强度最强。

8.一种信号检测方法，应用在设有储存逻辑区域相关数据以及与该逻辑区域相关数据对应的接入点相关数据的信号检测系统中，且该信号检测系统具有信号接收模块，该信号检测方法用于检测位于逻辑区域的接入点是否发出信息以作为定位运算之用，其特征在于，该信号检测方法包括：

令该信号检测系统接收逻辑区域内至少一接入点发出的信号；

令该信号检测系统的信号接收模块从该至少一个接入点发出的信号中判断出信号强度最强的接入点；以及

令该信号检测系统确认该判断出的信号强度最强的接入点是否处在正常使用状态，且根据该正常使用状态的接入点读取该接入点所属的接入点相关数据及与该接入点相关数据所对应的逻辑区域相关数据，确认该逻辑区域是否存在于高精确度定位区域，依据该判断结果运算出定位信号。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该信号检测系统的信号接收模块建置在移动装置中。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该移动装置是具有可移植性与支持无线局域网功能的数据处理装置。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该数据处理装置是移动电话、个人数字助理及笔记本型计算机其中之一。

12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该信号检测系统的信号强度的判断标准是通过检测站与多个接入点间信道的接收信号强度指示、分组差错率以及通过检测空闲信道评估方式其中的一种方式，判断各信道中平均信号时间以决定哪个接入点较为忙碌。

13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该信号检测系统还在确认出该信号强度最强的接入点被设定为异常使用状态时，将该数据库中的有关该信号强度最强的接入点排除。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该信号检测系统将该数据库中有关该信号强度最强的接入点排除后，重新判断剩余的接入点中哪个接入点的信号强度最强。

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