TWI509276B - 用於位置估計的方法、用於定位系統的定位網路 - Google Patents

用於位置估計的方法、用於定位系統的定位網路 Download PDF

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TWI509276B
TWI509276B TW101147840A TW101147840A TWI509276B TW I509276 B TWI509276 B TW I509276B TW 101147840 A TW101147840 A TW 101147840A TW 101147840 A TW101147840 A TW 101147840A TW I509276 B TWI509276 B TW I509276B
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Description

用於位置估計的方法、用於定位系統的定位網路
本公開總體上涉及定位系統。
一種常用定位解決方案(尤其用於室內環境)依賴於輔助移動裝置(諸如蜂巢式手機)的固定存取點(例如，WiFi存取點)以確定其位置。該解決方案需要存取點獲知其位置。如今，存取點在安裝後預配置有其位置，這使該解決方案既昂貴又耗時。
本發明提供了一種用於位置估計的方法，包括：在裝置處接收第一、第二和第三信號，所述第一、第二和第三信號分別由第一、第二和第三位置發送；分別根據所述第一、第二和第三信號來計算第一、第二和第三往返延遲；分別基於所述第一、第二和第三往返延遲來計算第一、第二和第三距離估計，其中，所述第一、第二和第三距離估計分別估計從所述裝置到所述第一、第二和第三位置的距離；以及基於所述第一、第二和第三距離估計來計算所述裝置的位置估計。
上述方法中，所述裝置是固定存取點或移動裝置。
上述方法中，所述第一、第二和第三信號中的至少一個信號由移動裝置發送。
上述方法中，所述第一、第二和第三信號由同一移動裝置發送。
上述方法中，所述第一、第二和第三信號中的至少一個信號由固定存取點發送。
上述方法中，所述裝置是固定存取點，且其中，所述第一、第二和第三信號中的至少一個信號由另一固定存取點發送。
上述方法中，所述第一、第二和第三信號中的至少一個信號包括無限區域網路(WLAN)訊框。
上述方法中，所述第一、第二和第三信號分別包括第一、第二和第三位置估計，所述第一、第二和第三位置估計分別與所述第一、第二和第三位置相關聯。
上述方法中，計算所述裝置的所述位置估計包括基於所述第一、第二和第三距離估計以及所述第一、第二和第三位置估計來計算所述位置估計。
本發明還提供了一種用於位置估計的方法，包括：在裝置處接收第一和第二信號，所述第一和第二信號分別由第一和第二位置發送；分別根據所述第一和第二信號來計算第一和第二往返延遲；分別基於所述第一和第二往返延遲來計算第一和第二距離估計，其中，所述第一和第二距離估計分別估計從所述裝置到所述第一和第二位置的距離；以及分別根據所述第一和第二信號來計算第一和第二到達角；以及基於所述第一和第二距離估計以及所述第一和第二到達角來計算所述裝置的位置估計。
上述方法中，所述第一和第二信號分別包括第一和第二位置估計，所述第一和第二位置估計分別與所述第一和第二位置相關聯。
上述方法中，計算所述裝置的所述位置估計包括基於所述第一和第二位置估計以及所述第一和第二到達角來計算所述裝置的方位角。
上述方法中，計算所述裝置的所述位置估計包括基於所述方位角、所述第一位置估計和所述第一到達角來計算所述位置估計。
上述方法還包括：接收第三信號，所述第三信號由另一裝置從第三位置發送；根據所述第三信號來計算第三往返延遲；基於所述第三往返延遲來計算第三距離估計，其中，所述第三距離估計來估計從所述裝置到所述第三位置的距離；根據所述第三信號來計算第三到達角；以及基於所述方位角、所述第三距離估計和所述第三到達角來計算所述第三位置的第三位置估計。
上述方法中，所述裝置是固定存取點或移動裝置。
上述方法中，所述第一和第二信號中的至少一個信號由移動裝置或固定存取點發送。
上述方法中，所述第一和第二信號由同一移動裝置發送。
上述方法中，所述第一和第二信號由不同移動裝置發送。
本發明提供了一種定位網路，包括：第一裝置，其被配置為從移動裝置接收第一信號並計算到所述移動裝置的第一距離估計；第二裝置，其被配置為從所述移動裝置接收第二信號並計算到所述移動裝置的第二距離估計；以及第三裝置，其被配置為從所述移動裝置接收第三信號並計算到所述移動裝置的第三距離估計，其中，所述第一裝置還被配置為基於所述第一距離估計、所述第二距離估計和所述第三距離估計以及所述第一裝置、所述第二裝置和所述第三裝置的位置估計來計算所述移動裝置的位置估計。
上述定位網路中，所述第一裝置還被配置為將所述位置估計傳送至所述移動裝置。
100、200、300、400、500‧‧‧實例
102、202a~202d、402、502a~502c‧‧‧裝置
104a~104c、302、408a、408b、504‧‧‧移動裝置
106‧‧‧位置
404a、404b‧‧‧天線
406‧‧‧基準軸
600、800‧‧‧過程流程圖
900‧‧‧電腦系統
902‧‧‧通訊基礎設施
904‧‧‧處理器
906‧‧‧主記憶體
908‧‧‧輔助記憶體
910‧‧‧硬碟驅動器
912‧‧‧可移動儲存驅動器
914‧‧‧介面
916、918‧‧‧可移動儲存單元
920‧‧‧通訊介面
922‧‧‧通訊路徑
602~608、702~710、802~806‧‧‧步驟
d1 、d2 、d3 ‧‧‧距離
α1 、α2 ‧‧‧到達角
圖1顯示了本公開的實例性實施方式。
圖2顯示了本公開的實例性實施方式。
圖3顯示了本公開的實例性實施方式。
圖4顯示了本公開的實例性實施方式。
圖5顯示了本公開的實例性實施方式。
圖6是根據本公開實施方式的方法的流程圖。
圖7是根據本公開實施方式的方法的流程圖。
圖8是根據本公開實施方式的方法的流程圖。
圖9顯示了可用於實施本公開的方面的實例性電腦系統。
圖1顯示了本公開實施方式的實例100。實例100僅為了說明的目的而提供且並非限定。如圖1所示，實例100包括在位置106附近的裝置102和多個移動裝置104a至104c。位置106可以是室內位置(諸如購物區、辦公室環境等)或室外位置。裝置104a至104c可以是不同裝置或者可以表示不同時間和位置處的相同裝置。
裝置102可以是能夠無線通訊的任何裝置。例如，裝置102可根據無線區域網路(WLAN)協定(諸如IEEE 802.11協定或藍芽)來通訊。裝置102也可使用其他無線電技術，包括具有能實現如本文所述的本公開的實施方式的通訊範圍的任何技術。裝置102可以是固定的或移動的。例如，裝置102可以是WLAN或藍芽存取點，其可連接或可不連接至諸如互聯網的網路。
在實施方式中，裝置102可被配置為輔助實現位置106附近的定位解決方案。在一種實施方式中，裝置102是固定裝置且預配置有其位置。裝置102還可被配置為發送包括其位置的信號給位置106附近的其他裝置。其他裝置可使用該信號利用諸如三角測量法、多邊測量法等的技術來估計其自身位置。
在另一實施方式中，裝置102是固定或移動裝置且被配置為自知曉(self-learn)其位置。知曉其位置之後，裝置102可輔助其他裝置如上所述確定其位置。具體地，裝置102可被配置為接收從一個或多個位置發送的一個或多個信號以及使用該信號確定其自身位置。一個或多個信號可由一個或多個固定或移動裝置發送。在一種實施方式中，一個或多個信號分別包括發送其位置的 位置估計。
根據實施方式，裝置102可根據任何數量的信號來確定其位置。當接收到越多信號時能獲得越好的位置估計，且當裝置102接收到從至少三個不同位置發送的信號時，可確定精確位置。例如，如圖1所示，裝置102可從位於位置106附近的三個不同位置處的移動裝置104a至104c中的每一個接收信號。應注意，可從相同裝置或不同裝置接收信號。例如，圖1中，移動裝置104a至104c可表示裝置102周圍的同一裝置或兩個以上裝置。
信號包括發送信號時移動裝置的位置估計。移動裝置的位置估計可透過各種定位技術來獲得，包括例如全球導航衛星系統(GNSS)(例如，全球定位系統(GPS)、GLONASS等)、蜂巢式三角測定法(cellular trigulation)和WLAN三角測定法等。位置估計可以是移動裝置的當前或最新獲知的位置。
在一種實施方式中，從移動裝置104接收到的信號可以是裝置102與移動裝置104之間信號交換的一部分。例如，該信號可以是移動裝置104試圖連接至由裝置102發佈的無線網路時發生的協商過程的一部分。WLAN訊框(frame)可被修改以包括移動裝置的位置估計。
在一種實施方式中，裝置102使用在其自身與移動裝置104之間的信號交換中包括的兩個或更多個訊框來估計對移動裝置的往返信號的傳播延遲。例如，裝置102可發送第一訊框至移動裝置104，並在發送時或發送之前的暫態儲存第一時間戳值(timestamp value)。移動裝置104可透過發送第二訊框至裝置102來回應第一訊框。裝置102在接收第二訊框時確定第二時間戳值並估計作為第二時間戳值與第一時間戳值之間的差值的往返延遲。裝置102還可計算裝置102(例如，第一時間戳值的設定與第一訊框的實際發送之間的時間延遲、第二訊框的實際接收與第二時間戳值的設定之間的時間延遲等)和移動裝置104(例如，第一 訊框的接收與第二訊框的發送之間的處理時間)處的已知恆定處理延遲。
在其他實施方式中，經由多於裝置102與移動裝置104之間交換的兩個訊框來估計往返延遲。此外，裝置102可進行若干往返延遲估計測量，分別使用上述兩個或更多個訊框來進行，並隨後確定作為若干個測量值的平均值的往返延遲估計。
使用往返延遲估計，裝置102可估計其到移動裝置104的距離。在一種實施方式中，裝置102與移動裝置104之間的距離d被估計為(RTD*c)/2，其中，RTD是往返延遲估計，以及c是光速。如圖1所示，例如，採用從三個不同位置發送的至少三個信號，裝置102可確定至少三個距離估計d1 、d2 和d3 ，其估計裝置102與至少三個不同位置之間的距離。至少三個距離估計與至少三個信號中包括的三個位置的至少三個位置估計一起，允許裝置102估計其自身位置。
在實施方式中，裝置102可使用任何數量的接收信號來估計其位置。例如，裝置102可接收由裝置104a從第一位置發送的第一信號。裝置102可使用第一信號來確定到第一位置的距離估計d1 。這使裝置102位於以第一位置為圓心且具有等於d1 的半徑的圓上的任何位置。其後，裝置102可接收由移動裝置104b從第二位置發送的第二信號。第二信號允許裝置102確定到第二位置的距離估計d2 ，並進一步細化了對其位置的瞭解。具體地，裝置102現可確定其位於分別以第一位置和第二位置為圓心且具有等於d1 和d2 的半徑的兩個圓的兩個交點中的任一個上(或在切點上)。隨後，裝置102可接收由移動裝置104c從第三位置發送的第三信號。第三信號允許裝置102確定到第三位置的距離估計d3 ，且現基於距離估計d1 、d2 和d3 例如透過三角測量法來確定位置估計。當從其他位置接收到後續信號時，裝置102例如可透過執行多邊測量法過程來繼續細化其位置估計。
在一種實施方式中，在知曉其位置之後(例如，確定位置估計)，裝置102可輔助其他裝置來確定其自身位置。這在圖2中顯示，圖2顯示了根據本公開實施方式的實例200。具體地，實例200顯示了具有已知曉位置(預配置或自知曉)的輔助第四裝置202d來確定其位置的三個裝置202a至202c。裝置202a至202d可與上述裝置102相似。
在一種實施方式中，裝置202d可執行與上述針對裝置102的相似的位置確定演算法(例如，基於往返延遲測量)。相應地，裝置202d可基於從裝置202a至202c接收到的信號來確定其位置。
在另一實施方式中，基於位置確定，裝置202d可不支援往返延遲。相應地，裝置202a至202c可協作來確定裝置202d的位置。例如，裝置202a至202c可單獨估計其到裝置202d的相應距離(例如，使用往返延遲測量)，並隨後彼此共用距離估計和其自身的位置估計。在一種實施方式中，裝置202a至202c的距離估計和位置估計全部集中在裝置202a至202c中的一個上(例如，裝置202a)，其計算裝置202d的位置估計並隨後發送位置估計給裝置202d。以類似方式，裝置202a至202c可協作以使移動裝置302知曉其位置，如圖3的實例300所示。
在一種實施方式中，裝置202a至202d可以是固定存取點網路的一部分，固定存取點網路橫跨一個或多個室內和/或室外位置。一旦網路的三個存取點(例如，裝置202a至202c)知曉其位置(透過預配置或自知曉)，則位置知曉可傳播至網路中的其他存取點(例如，裝置202d)。在一種實施方式中，存取點網路可延伸在若干相鄰的建築物上，且例如具有三個存取點(例如，裝置202a至202c)的一個建築物中啟動位置知曉以知曉其相應位置，並隨後傳播至其他附近的同一建築物內或相鄰建築物內的存取點。
網路中的一個存取點可根據需要來預計算其位置。在一種實施方式中，存取點可週期性確定其位置的有效性，且若其位置不 再有效，則可試圖計算新的位置估計。例如，存取點可儲存接收到的相鄰存取點的位置。而後，基於其當前位置估計和後續與相鄰存取點的信號交換，存取點可(例如，週期性地)計算相鄰存取點的位置。若存取點確定所有相鄰存取點出現了移動(例如，重新計算的位置不匹配為每個相鄰存取點儲存的位置)，則存取點推測其自身已移動，並試圖重新計算其位置。否則，若相鄰存取點中的某些(並非全部)出現移動，則存取點推測某些相鄰存取點已移動而非其自身已移動。
在本公開的其他實施方式中，裝置(諸如裝置102或裝置202a至202c)例如還包括計算接收到的信號的到達角(AOA)的能力。利用這種能力，裝置可利用僅從兩個不同位置(而非三個不同位置)接收到的信號來估計其位置。
圖4顯示了這種實施方式的實例400，其中顯示了裝置402和在彼此通訊範圍內的兩個移動裝置408a和408b。裝置402可與上述圖1所示裝置102相似。具體地，基於與上述其他裝置的信號交換，裝置402可估計到其他裝置的距離，且更具體地，在一種實施方式中，基於到其他裝置的往返延遲測量來估計該距離。
另外，裝置402包括天線陣列，其包括至少兩個天線404a和404b。透過計算由至少兩個天線404a和404b接收到的信號的多種形式之間的至少一個相位差(或時差)，天線陣列允許裝置402確定接收到的信號的到達角。在一種實施方式中，相對於裝置402的基準軸406來測量接收到的信號的到達角。
在一種實施方式中，裝置402可執行與位於第一和第二不同位置處的移動裝置408a和408b中的每一個的信號交換。基於信號交換，裝置402以與上述針對圖1中的裝置102類似的方式來估計其到第一位置和第二位置的距離d1 和d2 ，並接收第一位置和第二位置的位置估計。另外，基於來自每個信號交換的一個或多個信號，裝置402估計對於從移動裝置408a接收到的信號的到達 角α1 和對於從移動裝置408b接收到的信號的到達角α2 。在一種實施方式中，相對於裝置402的基準軸406來確定α1 和α2 。
使用第一位置和第二位置的位置估計(距離估計d1 和d2 以及到達角α1 和α2 )，裝置402隨後可計算其位置的估計。在一種實施方式中，裝置402首先根據以下公式計算方位角(其表示裝置402相對於磁北的定向)：
其中，，lat1 是第一位置的緯度，以及lat2 是第二位置的緯度。
隨後，裝置402可使用以下等式來估計其自身位置：lat 0 =lat 1 +d 1 cos(α1 +az )以及lon 0 =lon 1 +d1 sin(α1 +az ) (2)
其中，lat0 和lon0 分別是裝置402的緯度和經度。可替代地，裝置402可在等式(2)中使用第二位置的緯度和經度、距離估計d2 以及到達角α2 來估計其位置。
基於本文的教導，本領域技術人員將理解，根據本公開的實施方式，可使用任何坐標系(例如，緯度/經度，以原點為基準的x、y座標，局部極坐標系等)來計算方位角和位置估計。本領域技術人員將理解，可簡單地轉換以上等式(1)和(2)以使用任何其他坐標系。
在其他實施方式中，裝置402可具有其方位角的先驗知識。例如，裝置402可包括提供裝置402相對於磁北的定向的磁力計，可預配置有其定向，或者可基於上述兩個接收到的信號已計算出其方位角。在這種實施方式中，裝置402可透過執行僅與移動裝置408a和408b中的一個裝置的信號交換來估計其位置。例如，裝置402可執行與移動裝置408a的信號交換以知曉移動裝置408a 的位置估計，以及估計到移動裝置408a的距離d1 和對於從移動裝置408a接收到的信號的到達角α1 。隨後，基於移動裝置408a的位置估計、距離d1 和到達角α1 ，裝置402可使用上述等式(2)來估計其位置。
在一種實施方式中，在知曉其位置和定向之後，裝置402可輔助其他裝置來確定其自身位置。這在圖5中顯示，圖5顯示了根據本公開實施方式的實例500。具體地，實例500顯示了三個裝置502a至502c(其可以是固定的或移動的)和移動裝置504。裝置502a和502b具有其相應位置和定向的知識(透過預配置或自知曉)。
在一種實施方式中，裝置502c可執行上述針對裝置402的類似的位置確定演算法(例如，基於往返延遲和到達角的測量)。相應地，基於與裝置502a和502b中的一個的信號交換，裝置502c可確定其位置和定向。
在另一實施方式中，裝置502c可不支援位置確定演算法。在這種實施方式中，已知其相應位置和定向的裝置502a和/或裝置502b可輔助裝置502c來知曉其位置。在一種實施方式中，裝置502a(或502b)可執行與裝置502c的信號交換以估計到裝置502c的距離和對於從裝置502c接收到的信號的到達角。隨後，裝置502a(或502b)可使用上述等式(2)來確定裝置502c的座標。裝置502a(或502b)可隨後與裝置502c共用確定的座標。裝置502a可以類似方式輔助移動裝置504來確定其位置。
在一種實施方式中，裝置502a至502c可以是固定存取點網路的一部分，該固定存取點網路橫跨一個或多個室內和/或室外位置。一旦網路的一個存取點(例如，裝置502a)知曉其位置和定向(透過預配置或自知曉)，則位置知曉可傳播至網路中的其他存取點(例如，裝置502c)。在一種實施方式中，存取點網路可延伸在若干相鄰的建築物上，且例如具有單個存取點(例如，裝置502a) 的一個建築物中啟動位置知曉以知曉其位置和定向，並隨後擴展至其他附近的同一建築物內或相鄰建築物內的存取點。
圖6是根據本公開實施方式的用於位置估計的方法的過程流程圖600。過程600可透過固定裝置(諸如存取點(例如，WLAN存取點))或移動裝置(例如蜂巢式手機)來執行。
如圖6所示，過程600在步驟602開始，步驟602包括在裝置處接收分別由第一、第二和第三位置發送的第一、第二和第三信號。第一、第二和第三信號分別包括分別與第一、第二和第三位置相關聯的第一、第二和第三位置估計。在實施方式中，第一、第二和第三信號可由固定和移動裝置的任何組合來發送。例如，第一信號可由移動裝置發送，以及第二和第三信號可由固定裝置發送。第一、第二和第三信號中的兩個或更多個也可由同一移動裝置來發送。在一種實施方式中，第一、第二和第三信號中的至少一個信號包括無限區域網路(WLAN)訊框，諸如802.11訊框。
隨後，過程600進入步驟604，其包括分別根據第一、第二和第三信號來計算第一、第二和第三往返延遲。在一種實施方式中，在步驟602中接收第一、第二和第三信號，而該步驟602在該裝置與第一、第二和第三位置處的發送裝置中的每一個之間的一個或多個信號交換之後。例如，第一信號可回應之前從該裝置發送給移動裝置的信號而從第一移動裝置接收。第一信號可包括可用於估計該裝置與第一移動裝置之間的往返信號傳播延遲的時間戳。在一種實施方式中，第一、第二和第三往返延遲中的至少一個按照多次往返延遲測量的平均值來計算。
過程600隨後進入步驟606，其包括分別基於第一、第二和第三往返延遲來計算第一、第二和第三距離估計。第一、第二和第三距離估計分別估計從裝置到第一、第二和第三位置的距離。在一種實施方式中，基於第一、第二和第三往返延遲和光速來計算第一、第二和第三距離估計。例如，可由第一/第二/第三往返延遲 除以二再乘以光速來計算第一/第二/第三距離估計。
過程600終止於步驟608，其包括基於第一、第二和第三距離估計來計算裝置的位置估計。在一種實施方式中，步驟608包括基於第一、第二和第三距離估計以及第一、第二和第三位置估計來計算裝置的位置估計。
圖7是根據本公開實施方式的用於位置估計的方法的過程流程圖700。過程700可透過固定裝置(諸如存取點(例如，WLAN存取點))或移動裝置(諸如蜂巢式8手機)來執行。
如圖7所示，過程700在步驟702開始，步驟702包括在裝置處接收分別由第一和第二位置發送的第一和第二信號。第一和第二信號分別包括分別與第一和第二位置相關聯的第一和第二位置估計。在實施方式中，第一和第二信號可由固定和移動裝置的任何組合來發送。例如，第一信號可由移動裝置發送，以及第二信號可由固定裝置發送。第一和第二信號也可由同一移動裝置發送。在一種實施方式中，第一和第二信號中的至少一個信號包括無限區域網路(WLAN)訊框，諸如802.11訊框。
隨後，過程700進入步驟704，其包括分別根據第一和第二信號來計算第一和第二往返延遲。在一種實施方式中，在步驟702中接收第一和第二信號，而步驟702在該裝置與第一和第二位置處的發送裝置中的每一個之間的一個或多個信號交換之後。例如，第一信號可回應之前從該裝置發送給移動裝置的信號而從第一移動裝置接收。第一信號可包括可用於估計裝置與第一移動裝置之間的往返信號傳播延遲的時間戳。在一種實施方式中，第一和第二往返延遲中的至少一個按照多次往返延遲測量的平均值來計算。
在相同或不同時間，在步驟706中，過程700包括分別根據第一和第二信號來計算第一和第二到達角。在一種實施方式中，計算第一/第二到達角包括計算由裝置的多根天線接收到的第一/ 第二信號的多種形式之間的至少一個相位差。
步驟704之後，過程700包括在步驟708中基於第一和第二往返延遲來計算第一和第二距離估計。第一和第二距離估計分別估計從裝置到第一和第二位置的距離。在一種實施方式中，基於第一和第二往返延遲以及光速來計算第一和第二距離估計。例如，可由第一/第二往返延遲除以二再乘以光速來計算第一/第二距離估計。
過程700終止於步驟710，其包括基於第一和第二距離估計以及第一和第二到達角來計算裝置的位置估計和/或定向。在一種實施方式中，步驟710還包括基於第一和第二位置估計以及第一和第二到達角來計算裝置的方位角，且隨後基於該方位角、第一(或第二)位置估計和第一(或第二)到達角來計算位置估計。在一種實施方式中，方位角表示裝置基準軸(相對於它測量第一和第二到達角)相對於磁北的角間距。
在過程700的結束，裝置具有對其位置(例如，緯度、經度)和其定向(方位角)的估計。利用該資訊，該裝置可輔助其他裝置來獲取位置估計。這在圖8中顯示，圖8顯示了根據本公開實施方式的方法的過程流程圖800。過程800可透過固定裝置(諸如存取點(例如，WLAN存取點))或移動裝置(諸如蜂巢式手機)來執行。
如圖8所示，過程800在步驟802開始，步驟802包括在裝置處接收由第一位置發送的第一信號。第一信號由位於第一位置並試圖確定其位置的另一裝置來發送。
隨後，在步驟804中，過程800包括基於第一信號來計算第一往返延遲和第一到達角。在一種實施方式中，在步驟802中接收第一信號，而步驟802在該裝置與第一位置處的其他裝置之間的一個或多個信號交換之後。例如，第一信號可回應之前從該裝置發送給移動裝置的信號而從移動裝置接收。第一信號可包括可 用於估計該裝置與移動裝置之間的往返信號傳播延遲的時間戳。在一種實施方式中，第一往返延遲按照多次往返延遲測量的平均值來計算。在一種實施方式中，步驟804還包括基於第一往返延遲來計算到第一位置的第一距離估計。
過程800終止於步驟806，其包括基於第一往返延遲和第一到達角來計算第一位置的位置估計。在一種實施方式中，步驟806還包括使用裝置的已知位置和方位角以及到第一位置的第一距離估計來計算位置估計。隨後，該裝置可計算到位於第一位置處的其他裝置的位置估計。
對於相關領域技術人員而言，顯然可以使用類比和/或數位電路的硬體、透過由一個或多個通用處理器或專用處理器執行指令的軟體、或作為硬體和軟體的組合來實施如本文所述的本公開的各種元件和特徵。
為完整起見，提供了對通用電腦系統的以下描述。本公開的實施方式可以硬體或作為軟體和硬體的組合來實施。因此，本公開的實施方式可在電腦系統或其他處理系統的環境下實施。圖9顯示了這種電腦系統900的一個實例。圖1至圖5所示的實施方式可在一個或多個電腦系統900上執行。此外，圖6、圖7和圖8中所示過程的每一個步驟均可在一個或多個電腦系統900上實施。
電腦系統900包括一個或多個處理器，例如處理器904。處理器904可以是專用數位信號處理器或通用數位信號處理器。處理器904連接至通訊基礎設施902(例如，匯流排或網路)。以這種範例性電腦系統的方式來描述各種軟體實施。在閱讀本描述之後，對於相關領域技術人員而言，如何使用其他電腦系統和/或電腦架構來實施本公開將變得顯而易見。
電腦系統900還包括主記憶體906，優選隨機存取記憶體(RAM)，且還可包括輔助記憶體908。輔助記憶體908可包括例如硬碟驅動器910和/或可移動(removable)儲存驅動器912，可移 動儲存驅動器912表示軟碟驅動器、磁帶驅動器、光碟驅動器等。可移動儲存驅動器912以已知方式從可移動儲存單元916讀取和/或向其寫入。可移動儲存單元916表示軟碟、磁帶、光碟等，其由可移動儲存驅動器912讀取和寫入。相關領域技術人員將理解，可移動儲存單元916包括其中儲存有電腦軟體和/或資料的電腦可用儲存介質。
在可替代實施方式中，輔助記憶體908可包括用於允許電腦程式或其他指令被載入電腦系統900的其他類似裝置。該裝置可包括例如可移動儲存單元918和介面914。該裝置的實例可包括程式盒和盒介面(諸如視頻遊戲裝置中可見的程式盒(program cartridge)和盒介面(cartridge interface))、可移動儲存晶片(例如EPROM或PROM)和相關插槽(socket)、隨身碟(thumb drive)和USB埠、以及其他可移動儲存單元918和允許軟體和資料從可移動儲存單元918傳送至電腦系統900的介面914。
電腦系統900還可包括通訊介面920。通訊介面920允許軟體和資料在電腦系統900與外部裝置之間傳送。通訊介面920的實例可包括數據機、網路介面(諸如乙太網卡)、通訊埠、PCMCIA插槽和卡等。經由通訊介面920傳送的軟體和資料的形式可以是電子信號、電磁信號、光信號、或其他能被通訊介面920接收的信號。這些信號經由通訊路徑922提供給通訊介面920。通訊路徑922承載信號且可使用導線或電纜、光纖、電話線、手機鏈路、RF鏈路和其他通訊通道來實施。
如本文所用，術語“電腦程式介質”和“電腦可讀介質”通常用來指示有形儲存介質，諸如可移動儲存單元916和918或安裝在硬碟驅動器910中的硬碟。這些電腦程式產品是用於提供軟體給電腦系統900的裝置。
電腦程式(也稱為電腦控制邏輯)儲存在主記憶體906和/或輔助記憶體908中。電腦程式也可經由通訊介面920接收。這種 電腦程式在被執行時能使電腦系統900實施如本文所討論的本公開。具體地，該電腦程式在被執行時能使處理器904實施本公開的處理，諸如本文所述的任何方法。相應地，該電腦程式表示電腦系統900的控制器。其中，使用軟體來實施本公開，該軟體可儲存在電腦程式產品中，並使用可移動儲存驅動器912、介面914或通訊介面920載入電腦系統900。
在另一實施方式中，主要以使用例如硬體部件(諸如專用積體電路(ASIC)和閘陣列)的硬體來實施本公開的特徵。實施硬體狀態機以執行本文所述功能對於相關領域技術人員而言也將是顯而易見的。
以上已借助於顯示具體功能及其關係的實施的功能塊描述了實施方式。為便於描述，本文任意定義了這些功能塊的邊界。只要能適當執行具體功能及其關係，也可定義替代性邊界。
前述對具體實施方式的描述將充分揭示本公開的一般特性，使得其他人在不偏離本公開的一般概念的情況下，無需過多實驗即可透過應用本技術領域內的知識來簡單修改和/或調整該具體實施方式的各種應用。因此，基於本文給出的教導和指導，這種調整和修改旨在處於所公開的實施方式的等同物的含義和範圍內。應理解，本文的措辭或術語僅用於描述的目的而並非限定，從而由本領域技術人員根據教導和指導來解釋本說明書的術語或措辭。
本公開實施方式的寬度和範圍不應由上述任何範例性實施方式來限定，而是應僅根據所附申請專利範圍及其等同物來限定。
100‧‧‧實例
102‧‧‧裝置
104a~104c‧‧‧移動裝置
106‧‧‧位置
d1、d2、d3‧‧‧距離

Claims (8)

  1. 一種在裝置處用於位置估計的方法，包括：在所述裝置處接收第一、第二和第三信號，所述第一、第二和第三信號分別由第一、第二和第三存取點發送，其中從所述裝置接收到的所述第一、第二和第三信號分別為所述裝置與所述第一、第二和第三存取點之間信號交換的一部分；在所述裝置處分別根據所述第一、第二和第三信號來計算第一、第二和第三往返延遲；在所述裝置處分別基於所述第一、第二和第三往返延遲來計算第一、第二和第三距離估計，其中，所述第一、第二和第三距離估計分別估計從所述裝置到所述第一、第二和第三存取點的距離；在所述裝置處基於所述第一、第二和第三距離估計以及接收到的第一、第二和第三位置估計，來計算出所述裝置的位置估計，其中在所述第一、第二和第三信號中分別包括有所述第一、第二和第三位置估計，且所述第一、第二和第三位置估計分別與所述第一、第二和第三存取點的位置相關聯；在所述裝置處儲存接收到的所述第一、第二和第三位置估計；在所述裝置處根據所述裝置的位置估計以及後續與所述第一、第二和第三存取點之間的信號交換來計算出所述第一、第二和第三存取點的位置；以及如果計算出的所述第一、第二和第三存取點的位置皆分別與儲存的所述第一、第二和第三位置估計不為匹配時，在所述裝置處重新計算所述裝置的位置估計。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述裝置是固定存取點或移動裝置。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述第一、第二 和第三信號中的至少一個信號由移動裝置或固定存取點發送。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述裝置是固定存取點，且其中，所述第一、第二和第三信號中的至少一個信號由另一固定存取點發送。
  5. 一種在裝置處用於位置估計的方法，包括：在所述裝置處接收第一和第二信號，所述第一和第二信號分別由第一和第二存取點發送，其中從所述裝置接收到的所述第一和第二信號分別為所述裝置與所述第一和第二存取點之間信號交換的一部分；在所述裝置處分別根據所述第一和第二信號來計算第一和第二往返延遲；在所述裝置處分別基於所述第一和第二往返延遲來計算第一和第二距離估計，其中，所述第一和第二距離估計分別估計從所述裝置到所述第一和第二存取點的距離；根據所述裝置上的兩天線接收到的所述第一和第二信號之間的一相位差分別來計算出第一和第二到達角；在所述裝置處基於所述第一和第二距離估計以及所述第一和第二到達角來計算所述裝置的位置估計；在所述裝置處儲存接收到的第一和第二位置估計，其中在所述第一和第二信號中分別包括有所述第一和第二位置估計，且所述第一和第二位置估計分別與所述第一和第二存取點的位置相關聯；在所述裝置處根據所述裝置的位置估計以及後續與所述第一和第二存取點之間的信號交換來計算出所述第一和第二存取點的位置；以及如果計算出的所述第一和第二存取點的位置皆分別與儲存的所述第一和第二位置估計不為匹配時，在所述裝置處重新計算所述裝置的位置估計。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述的方法，其中，所述第一和第二信號由同一移動裝置或不同移動裝置發送。
  7. 一種定位網路，包括：第一存取點；第二存取點；第三存取點；以及一移動裝置，其被配置為分別接收到從所述第一、第二和第三存取點發送出的第一、第二和第三信號，並且據此計算出第一、第二和第三距離估計，其中所述第一、第二和第三距離估計分別為從所述移動裝置到所述第一、第二和第三存取點的距離，並且所述移動裝置還被配置為基於所述第一、第二和第三距離估計以及接收到的第一、第二和第三位置估計來計算出所述移動裝置的位置估計，其中所述第一、第二和第三位置估計分別與所述第一、第二和第三存取點的位置相關聯，並且在所述移動裝置處儲存接收到的所述第一、第二和第三位置估計；其中，所述移動裝置根據所述移動裝置的位置估計以及後續與所述第一、第二和第三存取點之間的信號交換來計算出所述第一、第二和第三存取點的位置，並且當在計算出的所述第一、第二和第三存取點的位置皆分別與儲存的所述第一、第二和第三位置估計不為匹配時，在所述移動裝置處重新計算所述移動裝置的位置估計。
  8. 根據申請專利範圍第7項所述的定位網路，其中，所述第一、第二和第三存取點還被分別配置為將所述第一、第二和第三位置估計傳送至所述移動裝置。
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