WO2016119234A1 - 一种基于wifi系统室内定位装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于WIFI系统室内定位装置及方法，通过用户设备向至少四个接入节点AP发送测量信号；并确定测量信号到达每个AP的到达时间；从至少四个AP中确定第一AP为第一基准AP；根据每个AP的到达时间和第一基准AP确定各第一非基准AP与第一基准AP的距离差值；根据各第一非基准AP与第一基准AP的距离差值确定UE坐标估计值。从而减低了随机选择用于定位的AP时产生的较大误差，降低了AP的空间布局对定位误差的影响，提高了UE定位的精确度。

Description

一种基于WIFI系统室内定位装置及方法 技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于WIFI系统室内定位装置及方法。

背景技术

伴随着信息与通信技术的发展和普及，人们对于室内定位信息的需求与日俱增。室内定位技术是指在室内环境下确定某一时刻移动终端(Mobile Terminal，简称：MT)在某种参考坐标系中的位置。移动终端，或者叫移动通信终端是指可以在移动中使用的计算机设备，广义的讲包括手机、笔记本、POS机甚至包括车载电脑。但是大部分情况下是指手机或者具有多种应用功能的智能手机。在室内环境下，大多都采用无线局域网来估计移动终端的位置，在典型的无线局域网架构中，接入节点(Access Points,简称：AP)就是类似无线通信网中的基站。大部分无线局域网都使用射频信号(Radio Frequency)来进行通信，因为无线电波可以穿透大部分的室内墙壁和障碍物，所以可以提供更大的覆盖范围。

图1为本发明实施例提供的往返传输时间(Round-trip Transmission Time，简称，RTT)与到达角度(Arrival of Angle，简称：AOA)结合定位示意图，参照图1，该定位技术包括：步骤1、随机选取AP_i(i＝1,2,…N)节点充当测量节点，由测量节点发出问询信息帧并通过时钟开始计时，待移动终端(MT)接收到测量节点发出的信息帧后立即回应一帧信息帧，测量节点接收到被测量节点应答帧后停止计时，计算得到信息帧往返传输(RTT，Round-trip Transmission)时延。步骤2、通过计算该信息帧往返时间与光速的乘积来获得两个节点之间的距离如下：

其中，d_i表示节点AP_i到移动终端MT的距离，t_i为时间差，C为光速。步骤3以测量节点AP_i为 圆心，到移动终端的距离d_i为半径画圆。通过阵列智能天线测出节点与发送信号的移动终端之间的到达角，由节点AP_i出发画测得角度射线，从而进一步将移动终端位置定位到一个点上。

但是，该技术在进行定位时随机选取节点作为测量节点。由于现实场景的复杂性和多样性，在某些情况下，节点的随机选择会带来误差过大的后果。该技术未能解决AP点的空间布局对误差造成的影响。

发明内容

本发明提供一种基于WIFI系统室内定位装置及方法，用于降低用户设备定位的误差。

本发明的第一个方面是提供一种用户设备UE，包括：

收发模块，用于向至少四个接入节点AP发送测量信号；

处理模块，用于：

确定所述测量信号到达每个AP的到达时间；

从所述至少四个AP中确定第一AP为第一基准AP；

根据所述每个AP的到达时间和所述第一基准AP确定各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值，其中，所述各第一非基准AP为除所述第一基准AP外的其它AP，所述距离差值为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP到所述UE的距离与所述第一基准AP到所述UE的距离的差值；

根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值。

结合第一个方面，在第一种可行的实现方式中，所述收发模块，具体用于向至少五个接入节点AP发送测量信号，其中，所述至少五个接入节点AP至少存在至少一个AP的海拔高度与其他AP的海拔高度不同；

所述处理模块，具体用于根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE的三维坐标估计值。

结合第一个方面或第一个方面的第一种可行的实现方式，在第二种可行的实现方式中，所述处理模块，具体用于从所述至少四个AP中选择距离 所述UE最近的AP作为所述第一AP。

结合第一个方面的第二种可行的实现方式，在第三种可行的实现方式中，所述处理模块，还用于当所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值均大于或等于0，则确定所述第一AP仍为所述第一基准AP。

结合第一个方面的第三种可行的实现方式，在第四种可行的实现方式中，所述处理模块，还用于：

在从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量为一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP确定为第二基准AP；

根据所述与每个AP的到达时间和所述第二基准AP确定各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值，其中，所述各第二非基准AP为除所述第二基准AP外的其它AP；

根据所述各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。

结合第一个方面的第四种可行的实现方式，在第五种可行的实现方式中，所述处理模块，具体用于：

确定以所述第二基准AP为基准，所述第二基准AP与所述第一基准AP的距离差值R¹ _k0为：

R¹ _k0＝-R_k0

所述R¹ _k0为所述R_k0的相反数，所述R_k0为所述小于零的距离差值，所述R_k0为以与所述第一基准AP为基准，所述第一基准AP与所述第二基准AP的距离差值；

确定既是第一非基准AP，也是第二非基准AP的距离差值R¹ _i0为：

R¹ _i0＝R_i0-R_k0,i∈[1,∞],k≠i

所述R_i0为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值。

结合第一个方面的第二种可行的实现方式，在第六种可行的实现方式中，所述处理模块，还用于：在从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，确定第一非基准AP与所述第一基准AP的 距离差值中，小于零的数量大于一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP中绝对值最大的AP确定为第三基准AP；

根据所述与每个AP的到达时间和所述第三基准AP确定各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值，其中，所述各第三非基准AP为除所述第三基准AP外的其它AP；

根据所述各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。

结合第一个方面或第一个方面的上述任意一种可行的实现方式，在第七种可行的实现方式中，所述处理模块，还用于：

判断第一距离与第二距离之差是否大于第三距离，其中，所述第一距离为所述第一基准AP与所述UE的距离，所述第二距离为所述各第一非基准AP中任意一个AP与所述UE的距离，所述第三距离为所述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP的距离；

若所述第一距离与所述第二距离之差大于所述第三距离，则将所述至少四个AP中与所述UE距离第二近的AP替换所述第一基准AP；或者，

若所述第一距离与所述第二距离之差小于或等于所述第三距离，则确定所述第一基准AP不变。

结合第一个方面或第一个方面的上述任意一种可行的实现方式，在第八种可行的实现方式中，所述处理模块，还用于：

在所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述坐标估计值之后，根据所述UE坐标估计值确定所述UE的坐标定位值。

结合第一个方面的第八种可行的实现方式，在第九种可行的实现方式中，所述处理模块，具体用于：

根据所述UE的坐标预估值进行迭代处理；

其中，每进行一次迭代处理，判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件；

若所述本次迭代处理满足所述步长减小条件，则减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第一步长，所述第一步长小于所述本次迭代处理使用的步长，或者，

若所述本次迭代处理满足所述步长增加条件，则增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第二步长，所述第二步长大于所述本次迭代处理使用的步长；

当所述迭代处理满足停止迭代条件时，停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值。

结合第一个方面的第九种可行的实现方式，在第十种可行的实现方式中，所述处理模块，具体用于：

将所述UE的坐标预估值作为初始坐标，并设置第一精度误差、第二精度误差、最小步长、步长控制计数值为零、迭代处理次数和最大的迭代处理次数；

获得梯度向量和所述迭代处理的初始步长；

所述梯度向量表达式如下：

其中，所述

所述

所述(x_i,y_i)为所述各第一非基准AP的坐标，所述i为大于或等于1的正整数，所述(x₀,y₀)为所述第一基准AP的坐标，所述(x,y)为所述UE的坐标，所述R_i0为所述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP之间的距离差值；

所述迭代处理的初始步长表达式如下：

其中，所述α⁰为所述迭代处理的初始步长；

所述处理模块，具体用于判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件，包括：

当

时，减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第一步长，并将所述步长控制计数值归零，若所述第一步长的值小于所述最小步长的值，则将所述第一步长的值调整 为所述最小步长的值；或者，

阈值时，增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第二步长，并将所述步长控制计数值归零；

其中，所述步长阈值为大于1的正整数，所述(x^k,y^k)为所述本次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x^k-1,y^k-1)为上一次迭代处理得到的所述UE的坐标；

所述处理模块，具体用于当所述迭代处理满足停止迭代条件时，停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值，包括：

当

或者，

或者，k≥K时，停止所述迭代处理，并将最后一次迭代处理得到的所述UE的坐标作为所述UE的坐标定位值；

其中，所述(x^k+1,y^k+1)为所述下一次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x⁰,y⁰)为所述UE的所述初始坐标，所述ε₁为所述第一精度误差，所述ε₂为所述第二精度误差，所述k为所述步长控制计数值，所述K为最大的迭代处理次数。

本发明的第二个方面是提供一种用户设备UE，包括：

收发器，用于向至少四个接入节点AP发送测量信号；

处理器，用于：

确定所述测量信号到达每个AP的到达时间；

从所述至少四个AP中确定第一AP为第一基准AP；

根据所述每个AP的到达时间和所述第一基准AP确定各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值，其中，所述各第一非基准AP为除所述第一基准AP外的其它AP，所述距离差值为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP到所述UE的距离与所述第一基准AP到所述UE的距离的差值；

根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值。

结合第二个方面，在第一种可行的实现方式中，所述收发器，具体用于向至少五个接入节点AP发送测量信号，其中，所述至少五个接入节点AP至少存在至少一个AP的海拔高度与其他AP的海拔高度不同；

所述处理器，具体用于根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE的三维坐标估计值。

结合第二个方面或第二个方面的第一种可行的实现方式，在第二种可行的实现方式中，所述处理器，具体用于从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP。

结合第二个方面的第二种可行的实现方式，在第三种可行的实现方式中，所述处理器，还用于当所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值均大于或等于0，则确定所述第一AP仍为所述第一基准AP。

结合第二个方面的第三种可行的实现方式，在第四种可行的实现方式中，所述处理器，还用于：

在从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量为一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP确定为第二基准AP；

根据所述与每个AP的到达时间和所述第二基准AP确定各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值，其中，所述各第二非基准AP为除所述第二基准AP外的其它AP；

根据所述各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。

结合第二个方面的第四种可行的实现方式，在第五种可行的实现方式中，所述处理器，具体用于：

确定以所述第二基准AP为基准，所述第二基准AP与所述第一基准AP的距离差值R¹ _k0为：

R¹ _k0＝-R_k0

所述R¹ _k0为所述R_k0的相反数，所述R_k0为所述小于零的距离差值，所述R_k0为以与所述第一基准AP为基准，所述第一基准AP与所述第二基准AP的距离差值；

确定既是第一非基准AP，也是第二非基准AP的距离差值R¹ _i0为：

R¹ _i0＝R_i0-R_k0,i∈[1,∞],k≠i

所述R_i0为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值。

结合第二个方面的第二种可行的实现方式，在第六种可行的实现方式中，所述处理器，还用于：在从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量大于一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP中绝对值最大的AP确定为第三基准AP；

根据所述与每个AP的到达时间和所述第三基准AP确定各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值，其中，所述各第三非基准AP为除所述第三基准AP外的其它AP；

根据所述各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。

结合第二个方面或第二个方面的上述任意一种可行的实现方式，在第七种可行的实现方式中，所述处理器，还用于：

判断第一距离与第二距离之差是否大于第三距离，其中，所述第一距离为所述第一基准AP与所述UE的距离，所述第二距离为所述各第一非基准AP中任意一个AP与所述UE的距离，所述第三距离为所述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP的距离；

若所述第一距离与所述第二距离之差大于所述第三距离，则将所述至少四个AP中与所述UE距离第二近的AP替换所述第一基准AP；或者，

若所述第一距离与所述第二距离之差小于或等于所述第三距离，则确定所述第一基准AP不变。

结合第二个方面或第二个方面的上述任意一种可行的实现方式，在第八种可行的实现方式中，所述处理器，还用于：

在所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述坐标估计值之后，根据所述UE坐标估计值确定所述UE的坐标定位值。

结合第二个方面的第八种可行的实现方式，在第九种可行的实现方式中， 所述处理器，具体用于：

根据所述UE的坐标预估值进行迭代处理；

其中，每进行一次迭代处理，判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件；

若所述本次迭代处理满足所述步长减小条件，则减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第一步长，所述第一步长小于所述本次迭代处理使用的步长，或者，

若所述本次迭代处理满足所述步长增加条件，则增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第二步长，所述第二步长大于所述本次迭代处理使用的步长；

当所述迭代处理满足停止迭代条件时，停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值。

结合第二个方面的第九种可行的实现方式，在第十种可行的实现方式中，所述处理器，具体用于：

将所述UE的坐标预估值作为初始坐标，并设置第一精度误差、第二精度误差、最小步长、步长控制计数值为零、迭代处理次数和最大的迭代处理次数；

获得梯度向量和所述迭代处理的初始步长；

所述梯度向量表达式如下：

其中，所述

所述

所述(x_i,y_i)为所述各第一非基准AP的坐标，所述i为大于或等于1的正整数，所述(x₀,y₀)为所述第一基准AP的坐标，所述(x,y)为所述UE的坐标，所述R_i0为所述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP之间的距离差值；

所述迭代处理的初始步长表达式如下：

其中，所述α⁰为所述迭代处理的初始步长；

所述处理器，具体用于判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件，包括：

当

时，减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第一步长，并将所述步长控制计数值归零，若所述第一步长的值小于所述最小步长的值，则将所述第一步长的值调整为所述最小步长的值；或者，

阈值时，增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第二步长，并将所述步长控制计数值归零；

其中，所述步长阈值为大于1的正整数，所述(x^k,y^k)为所述本次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x^k-1,y^k-1)为上一次迭代处理得到的所述UE的坐标；

所述处理器，具体用于当所述迭代处理满足停止迭代条件时，停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值，包括：

当

或者，

或者，k≥K时，停止所述迭代处理，并将最后一次迭代处理得到的所述UE的坐标作为所述UE的坐标定位值；

其中，所述(x^k+1,y^k+1)为所述下一次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x⁰,y⁰)为所述UE的所述初始坐标，所述ε₁为所述第一精度误差，所述ε₂为所述第二精度误差，所述k为所述步长控制计数值，所述K为最大的迭代处理次数。

本发明的第三个方面是提供一种基于WIFI系统室内定位方法，包括：

用户设备UE向至少四个接入节点AP发送测量信号；

所述UE确定所述测量信号到达每个AP的到达时间；

所述UE从所述至少四个AP中确定第一AP为第一基准AP；

所述UE根据所述每个AP的到达时间和所述第一基准AP确定各第 一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值，其中，所述各第一非基准AP为除所述第一基准AP外的其它AP，所述距离差值为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP到所述UE的距离与所述第一基准AP到所述UE的距离的差值；

所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值。

结合第三个方面，在第一种可行的实现方式中，所述用户设备UE向至少四个接入节点AP发送测量信号，包括：

所述UE向至少五个接入节点AP发送测量信号，其中，所述至少五个接入节点AP至少存在至少一个AP的海拔高度与其他AP的海拔高度不同；

所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值，包括：

所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE的三维坐标估计值。

结合第三个方面或第三个方面的第一种可行的实现方式，在第二种可行的实现方式中，所述UE从所述至少四个AP中确定第一AP为第一基准AP，包括：

所述UE从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP。

结合第三个方面的第二种可行的实现方式，在第三种可行的实现方式中，在所述UE从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，还包括：

当所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值均大于或等于0，则所述第一AP仍为所述第一基准AP。

结合第三个方面的第三种可行的实现方式，在第四种可行的实现方式中，在所述UE从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，还包括：

所述UE确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量为一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于 零的AP确定为第二基准AP；

所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值，包括：

所述UE根据所述与每个AP的到达时间和所述第二基准AP确定各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值，其中，所述各第二非基准AP为除所述第二基准AP外的其它AP；

所述UE根据所述各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。

结合第三个方面的第四种可行的实现方式，在第五种可行的实现方式中，所述UE根据所述与每个AP的到达时间和所述第二基准AP确定各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值，包括：

确定以所述第二基准AP为基准，所述第二基准AP与所述第一基准AP的距离差值R¹ _k0为：

R¹ _k0＝-R_k0

所述R¹ _k0为所述R_k0的相反数，所述R_k0为所述小于零的距离差值，所述R_k0为以与所述第一基准AP为基准，所述第一基准AP与所述第二基准AP的距离差值；

确定既是第一非基准AP，也是第二非基准AP的距离差值R¹ _i0为：

R¹ _i0＝R_i0-R_k0,i∈[1,∞],k≠i

所述R_i0为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值。

结合第三个方面的第二种可行的实现方式，在第六种可行的实现方式中，在所述UE从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，还包括：

所述UE确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量大于一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP中绝对值最大的AP确定为第三基准AP；

所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值，包括：

所述UE根据所述与每个AP的到达时间和所述第三基准AP确定各 第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值，其中，所述各第三非基准AP为除所述第三基准AP外的其它AP；

所述UE根据所述各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。

结合第三个方面或第三个方面的上述任意一种可行的实现方式，在第七种可行的实现方式中，还包括：

所述UE判断第一距离与第二距离之差是否大于第三距离，其中，所述第一距离为所述第一基准AP与所述UE的距离，所述第二距离为所述各第一非基准AP中任意一个AP与所述UE的距离，所述第三距离为所述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP的距离；

若所述第一距离与所述第二距离之差大于所述第三距离，则所述UE将所述至少四个AP中与所述UE距离第二近的AP替换所述第一基准AP；或者，

若所述第一距离与所述第二距离之差小于或等于所述第三距离，则所述UE确定所述第一基准AP不变。

结合第三个方面或第三个方面的上述任意一种可行的实现方式，在第八种可行的实现方式中，在所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述坐标估计值之后，还包括：

所述UE根据所述UE坐标估计值确定所述UE的坐标定位值。

结合第三个方面的第八种可行的实现方式，在第九种可行的实现方式中，所述UE根据所述UE坐标估计值确定所述UE的坐标定位值，包括：

所述UE根据所述UE的坐标预估值进行迭代处理；

其中，所述UE每进行一次迭代处理，所述UE判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件；

若所述本次迭代处理满足所述步长减小条件，则所述UE减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第一步长，所述第一步长小于所述本次迭代处理使用的步长，或者，

若所述本次迭代处理满足所述步长增加条件，则所述UE增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第二步长，所述第二步长大于所述本次迭代处理使用的步长；

当所述迭代处理满足停止迭代条件时，所述UE停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值。

结合第三个方面的第九种可行的实现方式，在第十种可行的实现方式中，所述UE根据所述UE的坐标预估值进行迭代处理，包括：

所述UE将所述UE的坐标预估值作为初始坐标，并设置第一精度误差、第二精度误差、最小步长、步长控制计数值为零、迭代处理次数和最大的迭代处理次数；

所述UE获得梯度向量和所述迭代处理的初始步长；

所述梯度向量表达式如下：

其中，所述

所述

所述(x_i,y_i)为所述各第一非基准AP的坐标，所述i为大于或等于1的正整数，所述(x₀,y₀)为所述第一基准AP的坐标，所述(x,y)为所述UE的坐标，所述R_i0为所述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP之间的距离差值；

所述迭代处理的初始步长表达式如下：

其中，所述α⁰为所述迭代处理的初始步长；

所述UE判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件，包括：

当

时，所述UE减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第一步长，并将所述步长控制计数值归零，若所述第一步长的值小于所述最小步长的值，则将所述第一步长的值调整为所述最小步长的值；或者，

当

时，所述UE将所述步长控制计数值加一；或者，

当

并且所述步长控制计数值大于或等于步长阈值时，所述UE增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第二步长，并将所述步长控制计数值归零；

其中，所述步长阈值为大于1的正整数，所述(x^k,y^k)为所述本次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x^k-1,y^k-1)为上一次迭代处理得到的所述UE的坐标；

所述当所述迭代处理满足停止迭代条件时，所述UE停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值，包括：

当

或者，

或者，k≥K时，所述UE停止所述迭代处理，并将最后一次迭代处理得到的所述UE的坐标作为所述UE的坐标定位值；

其中，所述(x^k+1,y^k+1)为所述下一次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x⁰,y⁰)为所述UE的所述初始坐标，所述ε₁为所述第一精度误差，所述ε₂为所述第二精度误差，所述k为所述步长控制计数值，所述K为最大的迭代处理次数。

本发明实施例提供的基于WIFI系统室内定位装置及方法，通过用户设备向至少四个接入节点AP发送测量信号；用户设备确定所述测量信号到达每个AP的到达时间；从所述至少四个AP中确定第一AP为第一基准AP；根据所述每个AP的到达时间和所述第一基准AP确定各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值，其中，所述各第一非基准AP为除所述第一基准AP外的其它AP，所述距离差值为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP到所述UE的距离与所述第一基准AP到所述UE的距离的差值；根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值。从而减低了随机选择用于定位的AP时产生的较大误差，降低了AP的空间布局对定位误差的影响，提高了UE定位的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的往返传输时间与到达角度结合定位示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于WIFI系统室内定位系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于WIFI系统室内定位方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种UE的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种UE的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的终端500的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种基于WIFI系统室内定位方法的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的TDOA定位原理图；

图9为本发明实施例提供的一种对第一基准AP进行筛选和更新的方法流程示意图；

图10为本发明实施例提供的一种对第一基准AP进行筛选与更新超限测量值的方法流程示意图；

图11为本发明实施例提供的另一种对第一基准AP进行筛选与更新超限测量值的方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明解决用户设备(User Equipment，简称：UE)在有WIFI节点的室 内环境中实现高精度定位的问题。本发明实施例提供一种基于WIFI系统室内定位装置、系统及方法，图2为本发明实施例提供的一种基于WIFI系统室内定位系统的结构示意图，参照图2，该系统包含至少一个用户设备和至少四个接入节点(Access Point，简称：AP)，该AP可以为室内无线接入设备，例如，无线网卡、室内小基站、热点设备等；其中，所述AP(图2中AP₀、AP₁、AP₂、AP₃)，用于与所述UE进行测量信号的交互，以便UE根据与AP的交互进行WIFI系统室内定位的相关运算处理。通常该UE可以为移动终端(Mobile Terminal，简称：MT)，在本发明的下述实施例中，UE选取其传输范围内的至少4个AP点为参考AP点(各AP点坐标已知)，发出WIFI信号，采用到达时间差(TDOA)和自适应变步长定位算法结合的方法，实现对移动终端UE的定位。图3为本发明实施例提供的一种基于WIFI系统室内定位方法的流程示意图，参照图3，该方法步骤如下：

步骤1、UE选择AP；

步骤2、所述UE进行距离测量并消除误差期望；

步骤3、所述UE确定距离最近的AP；

步骤4、所述UE消除测量超距的影响；

步骤5、所述UE判断预估点是否存在；

具体的，若不存在则返回步骤2；若存在则执行步骤6。

步骤6、所述UE计算获得所述UE的坐标预估值；

步骤7、所述UE采用变步长迭代处理根据所述UE的坐标预估值获得所述UE的坐标定位值。

针对上述流程，下面针对图3所示的流程，通过具体实施例进行说明，本发明实施例提供一种用户设备UE，该UE作为基于WIFI系统室内定位装置进行该UE的定位处理。具体的，图4为本发明实施例提供的一种UE的结构示意图，参照图4，该UE包括：收发模块100、处理模块101；

收发模块100，用于向至少四个接入节点AP发送测量信号；

处理模块101，用于：

确定所述测量信号到达每个AP的到达时间；

从所述至少四个AP中确定第一AP为第一基准AP；

根据所述每个AP的到达时间和所述第一基准AP确定各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值，其中，所述各第一非基准AP为除所述第一基准AP外的其它AP，所述距离差值为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP到所述UE的距离与所述第一基准AP到所述UE的距离的差值；

根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值。

本发明实施例提供的用户设备，通过收发模块向至少四个接入节点AP发送测量信号；处理模块确定所述测量信号到达每个AP的到达时间；从所述至少四个AP中确定第一AP为第一基准AP；根据所述每个AP的到达时间和所述第一基准AP确定各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值，其中，所述各第一非基准AP为除所述第一基准AP外的其它AP，所述距离差值为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP到所述UE的距离与所述第一基准AP到所述UE的距离的差值；根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值。从而减低了随机选择用于定位的AP时产生的较大误差，降低了AP的空间布局对定位误差的影响，提高了UE定位的精确度。

进一步的，本发明实施例提供的UE，还可以确定三维坐标值，具体的，一种可行的实现方式为：

所述收发模块100，具体用于向至少五个接入节点AP发送测量信号，其中，所述至少五个接入节点AP至少存在至少一个AP的海拔高度与其他AP的海拔高度不同；

所述处理模块101，具体用于根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE的三维坐标估计值。

需要说明的是，确定UE的三维坐标估计值与二维坐标估计值类似，只要在水平面确定了UE的二维坐标估计值，在通过一个与其他AP的海拔高度不同的AP确定UE的三维坐标估计值即可，另外，所述处理模块101还可以将UE的三维坐标估计值转化为经纬度和海拔高度的信息。

优选的，所述处理模块101，具体用于从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP。

进一步的，所述处理模块101可以具有更新第一基准AP的功能，具体的，下面提供可行的实现方式：

情况一：所述处理模块101，还用于当所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值均大于或等于0，则确定所述第一AP仍为所述第一基准AP。

情况二，所述处理模块101，还用于：

在从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量为一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP确定为第二基准AP；

根据所述与每个AP的到达时间和所述第二基准AP确定各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值，其中，所述各第二非基准AP为除所述第二基准AP外的其它AP；

根据所述各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。

情况三：

所述处理模块101，还用于：在从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量大于一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP中绝对值最大的AP确定为第三基准AP；

根据所述与每个AP的到达时间和所述第三基准AP确定各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值，其中，所述各第三非基准AP为除所述第三基准AP外的其它AP；

根据所述各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。

其中，对于情况二，所述处理模块101，具体用于：

确定以所述第二基准AP为基准，所述第二基准AP与所述第一基准AP的距离差值R¹ _k0为：

R¹ _k0＝-R_k0

所述R¹ _k0为所述R_k0的相反数，所述R_k0为所述小于零的距离差值，所述R_k0为以与所述第一基准AP为基准，所述第一基准AP与所述第二基准AP的距离差值；

确定既是第一非基准AP，也是第二非基准AP的距离差值R¹ _i0为：

R¹ _i0＝R_i0-R_k0,i∈[1,∞],k≠i

所述R_i0为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值。

优选的，当距离UE最近的AP离UE过近时，由于信道误差的随机性，可能会出现两AP到UE的距离差大于两AP间的距离，此时该测得的距离差数据是无效的。为了避免出现距离差数据无效的情况，处理模块101还具有对第一基准AP进筛选与更新超限测量值的方案，具体的：

判断第一距离与第二距离之差是否大于第三距离，其中，所述第一距离为所述第一基准AP与所述UE的距离，所述第二距离为所述各第一非基准AP中任意一个AP与所述UE的距离，所述第三距离为所述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP的距离；

若所述第一距离与所述第二距离之差大于所述第三距离，则将所述至少四个AP中与所述UE距离第二近的AP替换所述第一基准AP；或者，

若所述第一距离与所述第二距离之差小于或等于所述第三距离，则确定所述第一基准AP不变。

进一步的，所述处理模块101，还用于：

在所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述坐标估计值之后，根据所述UE坐标估计值确定所述UE的坐标定位值。

由于在实际场景中，随着室内空间环境的变化存在各种各样的误差，因此测量结果或多或少会偏离实际值。因此，为了能够降低误差对于定位精度的影响，现有技术通常采用迭代方式对预估值求最优解。但是，由于现有的迭代算法的特性，其具有稳定性和收敛性矛盾的问题，即当迭代的步长越大，迭代速度快，收敛范围小，容易发散；步长越小，迭代速度越慢，收敛范围大，但迭代次数多计算庞大。从而导致现有技术无法有效地同时保证定位的准确性和工作效率。基于上述问题，处理模块101具有一 种新的迭代处理的功能，具体功能如下：

根据所述UE的坐标预估值进行迭代处理；

其中，每进行一次迭代处理，判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件；

若所述本次迭代处理满足所述步长减小条件，则减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第一步长，所述第一步长小于所述本次迭代处理使用的步长，或者，

若所述本次迭代处理满足所述步长增加条件，则增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第二步长，所述第二步长大于所述本次迭代处理使用的步长；

当所述迭代处理满足停止迭代条件时，停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值。

进一步的，所述处理模块101，具体用于：

将所述UE的坐标预估值作为初始坐标，并设置第一精度误差、第二精度误差、最小步长、步长控制计数值为零、迭代处理次数和最大的迭代处理次数；

获得梯度向量和所述迭代处理的初始步长；

所述梯度向量表达式如下：

其中，所述

所述

所述(x_i,y_i)为所述各第一非基准AP的坐标，所述i为大于或等于1的正整数，所述(x₀,y₀)为所述第一基准AP的坐标，所述(x,y)为所述UE的坐标，所述R_i0为所述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP之间的距离差值；

所述迭代处理的初始步长表达式如下：

其中，所述α⁰为所述迭代处理的初始步长；

所述处理模块，具体用于判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件，包括：

当

时，减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第一步长，并将所述步长控制计数值归零，若所述第一步长的值小于所述最小步长的值，则将所述第一步长的值调整为所述最小步长的值；或者，

阈值时，增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第二步长，并将所述步长控制计数值归零；

其中，所述步长阈值为大于1的正整数，所述(x^k,y^k)为所述本次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x^k-1,y^k-1)为上一次迭代处理得到的所述UE的坐标；

所述处理模块，具体用于当所述迭代处理满足停止迭代条件时，停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值，包括：

当

或者，

或者，k≥K时，停止所述迭代处理，并将最后一次迭代处理得到的所述UE的坐标作为所述UE的坐标定位值；

其中，所述(x^k+1,y^k+1)为所述下一次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x⁰,y⁰)为所述UE的所述初始坐标，所述ε₁为所述第一精度误差，所述ε₂为所述第二精度误差，所述k为所述步长控制计数值，所述K为最大的迭代处理次数。

可见，采用所述处理模块101的迭代处理方式，使得UE根据稳定性或收敛性的需要，调节迭代处理所使用的步长，当本次迭代处理满足所述步长增加条件，增加步长，从而加快迭代处理速度；当本次迭代处理满足所述步长减小条件，减小步长，保证迭代处理的准确性。从而在同时保证UE定位的准确性和工作效率。

图5为本发明实施例提供的另一种UE的结构示意图，参照图5，该UE包括：收发器200和处理器201；

其中，收发器200可以具有上述收发模块100的相应功能；处理器201可以具有上述处理模块101的相应功能。

进一步的，图6为本发明实施例提供的终端500的结构示意图。

该终端可以为包括手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、POS(Point of Sales，销售终端)、车载电脑等终端设备，以终端为手机为例，图6示出的是与本发明实施例提供的终端UE相关的手机500的部分结构的框图。参考图6，手机500包括RF(Radio Frequency，射频)电路510、存储器520、输入单元530、显示单元540、传感器550、音频电路560、WiFi(wireless fidelity，无线保真)模块570、处理器580、以及电源590等部件。本领域技术人员可以理解，图6中示出的手机结构只做实现方式的举例，并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图6对手机500的各个构成部件进行具体的介绍：

RF电路510可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，给处理器580处理；另外，将设计上行的数据发送给基站。通常，RF电路包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)、双工器等。此外，RF电路510还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。所述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于GSM(Global System of Mobile communication，全球移动通讯系统)、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)、CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access,宽带码分多址)、LTE(Long Term Evolution,长期演进)、电子邮件、SMS(Short Messaging Service，短消息服务)等。

存储器520可用于存储软件程序以及模块，处理器580通过运行存储在存储器520的软件程序以及模块，从而执行手机500的各种功能应用以及数据处理。存储器520可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机500的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器520可以包括高 速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

输入单元530可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与手机500的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，输入单元530可包括触控面板531以及其他输入设备532。触控面板531，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板531上或在触控面板531附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触控面板531可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器580，并能接收处理器580发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板531。除了触控面板531，输入单元530还可以包括其他输入设备532。具体地，其他输入设备532可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。

显示单元540可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机500的各种菜单。显示单元540可包括显示面板541，可选的，可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等形式来配置显示面板541。进一步的，触控面板531可覆盖显示面板541，当触控面板531检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器580以确定触摸事件的类型，随后处理器580根据触摸事件的类型在显示面板541上提供相应的视觉输出。虽然在图6中，触控面板531与显示面板541是作为两个独立的部件来实现手机500的输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板531与显示面板541集成而实现手机500的输入和输出功能。

手机500还可包括至少一种传感器550，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板541的亮度，接近传感器可在手机500移动到耳边时，关闭显示面板541和/或背光。作 为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于手机500还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

音频电路560、扬声器561，传声器562可提供用户与手机500之间的音频接口。音频电路560可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器561，由扬声器561转换为声音信号输出；另一方面，传声器562将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路560接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器580处理后，经RF电路510以发送给比如另一手机，或者将音频数据输出至存储器520以便进一步处理。

WiFi属于短距离无线传输技术，手机500通过WiFi模块570可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图6示出了WiFi模块570，但是可以理解的是，其并不属于手机500的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。

处理器580是手机500的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器520内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器520内的数据，执行手机500的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。可选的，处理器580可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器580可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器580中。

手机500还包括给各个部件供电的电源590(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器580逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

尽管未示出，手机500还可以包括摄像头、蓝牙模块等，在此不再赘述。

在本发明实施例中，该终端所包括处理器580具有上文处理模块101 或处理器201的相应功能；RF电路510具有上文收发模块100或收发器200的相应功能。

下面针对图3所示的流程，通过具体实施例进行说明，图7为本发明实施例提供的另一种基于WIFI系统室内定位方法的流程示意图，该方法的执行主体为UE，该UE可以采用上文图4至图6所示结构，参照图7，其包括如下步骤：

步骤100、用户设备UE向至少四个接入节点AP发送测量信号；

步骤101、所述UE确定所述测量信号到达每个AP的到达时间；

步骤102、所述UE从所述至少四个AP中确定第一AP为第一基准AP；

步骤103、所述UE根据所述每个AP的到达时间和所述第一基准AP确定各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值；

其中，所述各第一非基准AP为除所述第一基准AP外的其它AP，所述距离差值为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP到所述UE的距离与所述第一基准AP到所述UE的距离的差值

步骤104、所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值。

本发明实施例提供的基于WIFI系统室内定位方法，通过用户设备UE向至少四个接入节点AP发送测量信号；所述UE确定所述测量信号到达每个AP的到达时间；所述UE从所述至少四个AP中确定第一AP为第一基准AP；所述UE根据所述每个AP的到达时间和所述第一基准AP确定各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值，其中，所述各第一非基准AP为除所述第一基准AP外的其它AP，所述距离差值为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP到所述UE的距离与所述第一基准AP到所述UE的距离的差值；所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值。从而减低了随机选择用于定位的AP时产生的较大误差，降低了AP的空间布局对定位误差的影响，提高了UE定位的精确度。

进一步的，本发明实施例提供的基于WIFI系统室内定位方法还可以对UE的三维坐标进行定位，为了能够实现该三维定位功能，步骤100的 一种优化的实现方式为：

步骤100a、所述UE向至少五个接入节点AP发送测量信号，其中，所述至少五个接入节点AP至少存在至少一个AP的海拔高度与其他AP的海拔高度不同；

相应的，步骤104的一种优化的实现方式为：

步骤104a、所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE的三维坐标估计值。

需要说明的是，所述UE确定UE的三维坐标估计值与二维坐标估计值类似，只要在水平面确定了UE的二维坐标估计值，在通过一个与其他AP的海拔高度不同的AP确定UE的三维坐标估计值即可，另外，所述UE还可以将UE的三维坐标估计值转化为经纬度和海拔高度的信息。

进一步的，步骤102的一种可行的实现方式为：

步骤102a、所述UE从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP。

进一步的，由于UE可能随时都在移动，UE距离所述至少四个AP的距离也在实时变化，因此，UE需要对第一AP进行更新和筛选，下面提供一种可行的实现方式来实现对第一AP的更新和筛选。进一步的，该方式存在如下几种情况：

情况一：

当所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值均大于或等于0，则所述第一AP仍为所述第一基准AP。

情况二：

在步骤102a之后，还包括：

步骤105、所述UE确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量为一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP确定为第二基准AP；

步骤104的一种可行的实现方式为：

步骤104b-1、所述UE根据所述与每个AP的到达时间和所述第二基准AP确定各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值，其中，所述各第二非基准AP为除所述第二基准AP外的其它AP；

步骤104b-2、所述UE根据所述各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。

情况三：

所述UE确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量大于一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP中绝对值最大的AP确定为第三基准AP；

步骤104的一种可行的实现方式为：

步骤104c-1、所述UE根据所述与每个AP的到达时间和所述第三基准AP确定各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值，其中，所述各第三非基准AP为除所述第三基准AP外的其它AP；

步骤104c-2、所述UE根据所述各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。

进一步的，针对情况二，步骤104b-1的一种可行的实现方式为：

确定以所述第二基准AP为基准，所述第二基准AP与所述第一基准AP的距离差值R¹ _k0为：

R¹ _k0＝-R_k0

所述R¹ _k0为所述R_k0的相反数，所述R_k0为所述小于零的距离差值，所述R_k0为以与所述第一基准AP为基准，所述第一基准AP与所述第二基准AP的距离差值；

确定既是第一非基准AP，也是第二非基准AP的距离差值R¹ _i0为：

R¹ _i0＝R_i0-R_k0,i∈[1,∞],k≠i

所述R_i0为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值。

进一步的，当距离UE最近的AP离UE过近时，由于信道误差的随机性，可能会出现两AP到UE的距离差大于两AP间的距离，此时该测得的距离差数据是无效的。为了避免出现距离差数据无效的情况，本发明实施例还提供一种对基准AP进筛选与更新超限测量值的方案，具体的：

所述UE判断第一距离与第二距离之差是否大于第三距离，其中，所述第一距离为所述第一基准AP与所述UE的距离，所述第二距离为所述各第一非基准AP中任意一个AP与所述UE的距离，所述第三距离为所 述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP的距离；

若所述第一距离与所述第二距离之差大于所述第三距离，则所述UE将所述至少四个AP中与所述UE距离第二近的AP替换所述第一基准AP；或者，

若所述第一距离与所述第二距离之差小于或等于所述第三距离，则所述UE确定所述第一基准AP不变。

结合上述实施例和可行的实现方式，本发明实施例提供一个基于WIFI系统室内定位方法的具体实现方案：

步骤100中用户设备UE向至少四个接入节点AP发送测量信号其目的在于：获取测量值。具体的，图8为本发明实施例提供的TDOA定位原理图，需要说明的是下文中以四个AP(AP₀、AP₁、AP₂、AP₃)作为示例，其中，AP₀对应上文所述基准AP，AP₀的具体坐标可以根据下文的方式不断进行更新和筛选，此处不再赘述，另外，AP数量大于四个的场景，本发明实施例提供的方案同样适用。参照图8，其实现方式如下：

步骤1、UE对传输范围内的所有节点发送探测帧。

步骤2、UE选取四个应答的AP节点并分别用AP₀、AP₁、AP₂、AP₃标示，获取四个节点的坐标位置。

步骤3、测量UE发出的信号到达AP₁、AP₂、AP₃与到达AP₀的时间差t₁₀、t₂₀、t₃₀，其中时间差通过公式(1)获得：

t_i0＝t_i-t₀,i＝1,2,3      (1)

其中t_i是UE发出的信号到达AP_i的时间。

步骤4、UE将所得到的时间差测量值与光速相乘，得到三个距离差值R_i0(i＝1,2,3)，其中，距离差值的测量值通过公式(2)获得：

R_i0＝C·t_i0       (2)

距离差值的理论值通过公式(3)获得：

其中(x_i,y_i),(i＝1,2,3)是AP_i的坐标位置，(x,y)是UE的坐标位置。

优选的，根据信道特征，优化信道误差。若误差模型为单边高斯分布， 即误差模型满足公式(4)

p(x)＝g(|x|；σ)        (4)

其中g(x；σ)表示均值为零，标准差为σ的高斯分布。误差期望为

当距离差为正值，则减去对应的误差期望；当距离差为负值，则加上对应的误差期望。得到测量修正值R₁₀、R₂₀、R₃₀。

进一步的，参照上文中对第一基准AP的更新和筛选的相应实施例，图9为本发明实施例提供的一种对第一基准AP进行筛选和更新的方法流程示意图，参照图9，该方法包括如下步骤：

步骤1、UE判断R₁₀是否为负值。

具体的，若R₁₀为负值，则执行步骤2，否则执行步骤4；

步骤2、UE交换AP₀与AP₁的坐标；

具体的，执行步骤2后，执行步骤3；

步骤3、UE对R₁₀、R₂₀、R₃₀进行更新，R₁₀＝-R₁₀；R₂₀＝R₂₀-R₁₀；R₃₀＝R₃₀-R₁₀。

步骤4、UE判断R₂₀是否为负值。

具体的，若R₂₀为负值，则执行步骤5，否则执行步骤7；

步骤5、UE交换AP₀与AP₂的坐标；

具体的，执行步骤5后，执行步骤6；

步骤6、UE对R₁₀、R₂₀、R₃₀进行更新，R₁₀＝R₁₀-R₂₀；R₂₀＝-R₂₀；R₃₀＝R₃₀-R₂₀。

步骤7、UE判断R₃₀是否为负值。

具体的，若R₃₀为负值，则执行步骤8，否则执行步骤10；

步骤8、UE交换AP₀与AP₃的坐标；

步骤9、UE对R₁₀、R₂₀、R₃₀进行更新，R₁₀＝R₁₀-R₃₀；R₂₀＝R₂₀-R₃₀；R₃₀＝-R₃₀。

步骤10、结束。

对于该流程，存在如下三种可能的情况：

情况1：若R₁₀、R₂₀、R₃₀均大于等于零，则当前所选取的AP₀即为距离UE最近的AP(即基准AP)。

情况2：若R₁₀、R₂₀、R₃₀中仅有一个值小于零，则将该负值对应的所需的非AP₀作为距离UE最近的AP(即第一基准AP)。将AP₀与该距离UE最近的AP(AP_k，k＝1，2，3)互换标示名称。即距离UE最近的AP更新为AP₀，原AP₀更新为AP_k。

并且三个距离差也需做如下更新：

R_i0←R_i0－R_k0，i＝1,2,3，k≠i

R_k0←-R_k0

情况3：若R₁₀、R₂₀、R₃₀中有两个或两个以上的值小于零，则选择其中一个负值对应的非AP₀为距离UE最近的AP，其标示名称和距离差的更新方式如同步骤1中所述，并重复步骤1至9。

经过上述步骤1至10，可以保证AP₀所标示的节点一定为距离UE最近的节点，即三个距离差都是正值。

进一步的，经过图9所示方法的各个步骤后，上文中涉及的三个距离差都是正值。但是，当距离UE最近的节点AP(即AP₀)离UE过近时，由于信道误差的随机性，可能会出现两AP到UE的距离差大于两AP间的距离，此时该测得的距离差数据是无效的。参照上文对基准AP进行筛选与更新超限测量值的方案，图10为本发明实施例提供的一种对第一基准AP进行筛选与更新超限测量值的方法流程示意图，参照图10，该方法包括如下步骤：

步骤1、对每组测得的距离差与两个AP实际的间隔距离的大小作比较，统计距离差超过AP间隔距离的情况的数目。

步骤2、若最多存在一组的对比结果为测量值大于实际值，则距离UE最近的AP为第一基准AP，即不对经过本方案四个步骤后的AP标号进行改变。

步骤3、若最少存在两组的对比结果为测量值大于实际值，则交换AP₀ 与AP₃的坐标，并对距离差进行更新.

具体的，更新可以采用如下方式：

R_k0←R_k0－R₃₀，k＝1,2；

R₃₀←-R₃₀；

步骤4、从目前AP₀、AP₁、AP₂中选取距离UE最近的AP(即为第二近的AP)作为第一基准AP。

具体的，寻找第二近的AP的过程与图7和图8所示方案类似，但仅考虑R₁₀与R₂₀的正负值，R₃₀虽然不需考虑正负值，但是仍旧需要对其进行更新。

在图10的基础上，本发明实施例给出图10中步骤3和4的具体实现方式，具体的，图11为本发明实施例提供的另一种对第一基准AP进行筛选与更新超限测量值的方法流程示意图，参照图11，该方式包括：

步骤1、UE交换AP₀与AP₃的坐标；

步骤2、UE对R₁₀、R₂₀、R₃₀进行更新，R₁₀＝R₁₀-R₃₀；R₂₀＝R₂₀-R₃₀；R₃₀＝-R₃₀。

步骤3、UE判断R₁₀是否为负值；

具体的，若为负值，则执行步骤4；否则执行步骤6；

步骤4、UE交换AP₀与AP₁的坐标；

步骤5、UE对R₁₀、R₂₀、R₃₀进行更新，R₁₀＝-R₁₀；R₂₀＝R₂₀-R₁₀；R₃₀＝R₃₀-R₁₀。

步骤6、UE判断R₂₀是否为负值；

具体的，若为负值，则执行步骤7；否则执行步骤9；

步骤7、UE交换AP₀与AP₂的坐标；

步骤8、UE对R₁₀、R₂₀、R₃₀进行更新，R₁₀＝R₁₀-R₂₀；R₂₀＝-R₂₀；R₃₀＝R₃₀-R₂₀。

步骤9、结束。

经过本方案的9个步骤后，可以保证至少有两组测得的距离差是有效的，并且AP₀为值有效的第二近的AP，可作为第一基准AP。

可选的，对于步骤104中“所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值”的一种可行的实现方式为：

根据UE发出的测量信号到达至少3个AP与到达基准AP的时间差值建立方程。并根据所建立的三个方程，求得UE的坐标预估值。

为方便描述，以下以步骤中默认R₁₀、R₂₀为正值为例，并且没有超过实际距离差上限。

所述方程由上文公式3对应的欧式空间中的距离差公式建立：

       公式5

      公式6

       公式7

其中(x_i,y_i),(i＝1,2,3)是AP_i的坐标位置，(x,y)是UE的坐标位置。

则有：

       公式8

       公式9

其中

X_i0＝x_i-x₀，Y_i0＝y_i-y₀，K_i0＝K_i-K₀

具体的，K_i的表达式为：K_i＝x_i ²+y_i ²。

将x与y的表达式代入

中，可得到关于R₀的一元二次方程

aR₀ ²+bR₀+c＝0          公式10

其中a,b,c为二次项系数。

该一元二次方程的解可以分为三种情况：

情况1：若方程有R₀的两个不等实根，则可由公式8,9得到UE的两个不同的坐标。分别带入表达式

计算绝对值的大小，取使得结果最小的坐标作为UE的坐标预估值。

情况2：若方程只有R₀的一个实根，则由公式8,9可知UE坐标(x,y)对应的唯一解，将其作为UE的坐标预估值。

情况3：若方程没有R₀的实根，即Δ＝b²-4ac<0时，令

则可由公式8,9得到对应的UE的坐标预估值。

进一步的，在步骤104之后，还包括：

步骤106、所述UE根据所述UE坐标估计值确定所述UE的坐标定位值。

进一步的，步骤106的一种可行的实现方式为：

步骤106a-1、所述UE根据所述UE的坐标预估值进行迭代处理；

其中，所述UE每进行一次迭代处理，所述UE判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件；

具体的，步骤106a-1存在三种可能的情况。

情况一：若所述本次迭代处理满足所述步长减小条件，则所述UE减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第一步长，所述第一步长小于所述本次迭代处理使用的步长，或者，

情况二：若所述本次迭代处理满足所述步长增加条件，则所述UE增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第二步长，所述第二步长大于所述本次迭代处理使用的步长；

情况三：当所述迭代处理满足停止迭代条件时，所述UE停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值。

进一步的，步骤106a-1的一种可行的实现方式为：

所述UE将所述UE的坐标预估值作为初始坐标，并设置第一精度误差、第二精度误差、最小步长、步长控制计数值为零、迭代处理次数和最大的迭代处理次数；

所述UE获得梯度向量和所述迭代处理的初始步长；

所述梯度向量表达式如下：

其中，所述

所述

所述(x_i,y_i)为所述各第一非基准AP的坐标，所述i为大于或等于1的正整数，所述(x₀,y₀)为所述第一基准AP的坐标，所述(x,y)为所述UE的坐标，所述R_i0为所述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP之间的距离差值；

所述迭代处理的初始步长表达式如下：

其中，所述α⁰为所述迭代处理的初始步长；

所述UE判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件，包括：

当

时，所述UE减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第一步长，并将所述步长控制计数值归零，若所述第一步长的值小于所述最小步长的值，则将所述第一步长的值调整为所述最小步长的值；或者，

当

时，所述UE将所述步长控制计数值加一；或者，

当

并且所述步长控制计数值大于或等于步长阈值时，所述UE增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第二步长，并将所述步长控制计数值归零；

其中，所述步长阈值为大于1的正整数，所述(x^k,y^k)为所述本次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x^k-1,y^k-1)为上一次迭代处理得到的所述UE的坐标；

所述当所述迭代处理满足停止迭代条件时，所述UE停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值，包括：

当

或者，

或者，k≥K时，所述UE停止所述迭代处理，并将最后一次迭代处理得到的所述UE的坐标作为所述UE的坐标定位值；

其中，所述(x^k+1,y^k+1)为所述下一次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x⁰,y⁰)为所述UE的所述初始坐标，所述ε₁为所述第一精度误差，所述ε₂为所述第二精度误差，所述k为所述步长控制计数值，所述K为最大的迭代处理次数。

进一步的，在获得UE的坐标预估值后，参照上述实施例中步骤106a-1的描述，UE需要对UE的坐标预估值进行迭代处理，从而得到所述UE的坐标定位值，具体的，本发明实施例采用最小二乘法与变步长迭代算法，寻找UE的坐标预估值邻域内距离三条双曲线最近的点，并将该点作为UE的坐标定位值。其具体的实现方式如下：

迭代方程可表示为

    公式11

其中，

          公式12

     公式13

当k＝0时，(x⁰,y⁰)表示UE的初始位置。

迭代运算的主要方法为：

步骤1、将UE的坐标预估值作为迭代运算的初始坐标(x⁰,y⁰)，并设置精度误差ε₁(第一精度误差)与ε₂(第二精度误差)，最小步长α_min，设置步长控制计数器的步长控制计数值m＝0，并设置迭代处理次数k＝0和最大的迭代处理次数K。

步骤2、计算梯度向量

步骤3、初始步长为

步骤4、当

时，设置步长α^k＝α^k-1/2，同时将m归零。

步骤5、当

时，设置m＝m+1。

步骤6、当

且m≥4时，设置步长α^k＝α^k-1×2，将m归零。

具体的，若步长α^k小于α_min，则令α^k＝α_min。

步骤7、使用前述迭代方程求得新的坐标(x^k+1,y^k+1)，将UE的坐标由(x^k,y^k)更新为(x^k+1,y^k+1)，并将迭代次数k的数值加1，即k＝k+1。

步骤8当

或

或k≥K时，UE停止迭代处理，否则返回步骤2继续迭代处理。

最终迭代结果(x^K,y^K)即为UE的坐标定位值。进一步的，基于上述实施例和各个可能实现的方式，本发明是实施例提供

对本发明实施例的技术效果进行说明。具体的：

场景一：

本例中，四个AP坐标为AP₀(25,25)，AP₁(75,25)、AP₂(25,75)、AP₃(75,75)。UE的坐标为(46,48)。

在综合信道模型提出的30dB信噪比下的多径瑞利衰落信道环境中完成传输，测量得到UE发射信号到达AP₁与到达AP₀的时间差为1.6437×10-8s；UE发射信号到达AP₂与到达AP₀的时间差为4.5539×10-9s；UE发射信号到达AP₃与到达AP₀的时间差为4.3886×10-8s。又根据信道统计结果，UE发射信号到达AP₁与到达AP₀的时间差的平均误差为4.6563×10-9s；UE发射信号到达AP₂与到达AP₀的时间差的平均误差为1.4357×10-9s；UE发射信号到达AP₃与到达AP₀的时间差的平均误差为1.2063×10-8s。

因此将测量值与对应的统计误差相减后，与光速相乘，得到三个优化后的距离差：得到UE距离AP₁与距离AP₀的差为3.5342，距离AP2与距离 AP0的差为0.9349，距离AP₃与距离AP₀的差为9.5469。因为三个距离差均大于零，说明AP₀即为距离UE最近的AP(即基准AP)。AP₁与AP₀之间的距离为50，AP₂与AP₀之间的距离为50，AP₃与AP₀之间的距离为70.7107，即R₁₀、R₂₀、R₃₀均没有超过对应的两AP距离差值，所以再无需变换AP标示名称。

表格1 测量值数据统计表1

建立三个双曲线方程，并选取AP₁(75,25)和AP₂(25,75)分别参与的双曲线方程对移动终端求坐标预估值，AP₃参与的双曲线方程参与判决。解得预估值为(47.5292,49.3707)。利用自适应变步长迭代算法，求得最终结果(46.7058,48.5473)，即UE的优化解。与真实位置误差为0.8931。

场景二：

本例中，四个AP坐标为AP₀(25,25)，AP₁(75,25)、AP₂(25,75)、AP₃(75,75)。UE的坐标为(46,51)。经过测量，UE发射信号到达AP₁与到达AP₀的时间差为2.7799×10^-8s；UE发射信号到达AP₂与到达AP₀的时间差为-5.1037×10^-9s；UE发射信号到达AP₃与到达AP₀的时间差为3.2822×10^-8s。

又根据信道统计结果，UE发射信号到达AP₁与到达AP₀的时间差的平均误差为1.3656×10^-8s；UE发射信号到达AP₂与到达AP₀的时间差的平均误差 为6.2500×10^-10s；UE发射信号到达AP₃与到达AP₀的时间差的平均误差为9.1875×10^-9s。因此将测量值与对应的统计误差相减后，与光速相乘，得到三个优化后的距离差：得到UE距离AP₁与距离AP₀的差为4.2429，距离AP₂与距离AP₀的差为-1.7186，距离AP₃与距离AP₀的差为7.0904。

表格2 测量值数据统计表2

R₂₀为负值，所以AP₀(25,25)不是距离UE最近的AP。将AP₀与AP₂所标示的AP互换标示名称，则有AP₀(25,75)，AP₂(25,25)。更新距离差后，得到新的R₁₀、R₂₀、R₃₀分别为：5.9615，1.7186，8.8090。此时三个距离差均大于零，说明AP₀(25,75)为距离UE最近的AP。AP₁与AP₀之间的距离为70.7107，AP₂与AP₀之间的距离为50，AP₃与AP₀之间的距离为50，即R₁₀、R₂₀、R₃₀均没有超过对应的两AP距离差值，所以再无需变换AP标示名称。

表格3 AP坐标更新后测量值数据统计表3

建立三个双曲线方程，并选取AP₁(75,25)和AP₂(25,25)分别参与的双曲线方程对UE求坐标预估值，AP₃参与的双曲线方程参与判决。解得预估值为(46.9246,51.1432)。利用自适应变步长迭代算法，求得最终结果(45.5806,50.9626)，即UE的坐标定位值。与真实位置误差为0.4210。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (33)

1. 一种用户设备UE，其特征在于，包括：

   收发模块，用于向至少四个接入节点AP发送测量信号；

   处理模块，用于：

   确定所述测量信号到达每个AP的到达时间；

   从所述至少四个AP中确定第一AP为第一基准AP；

   根据所述每个AP的到达时间和所述第一基准AP确定各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值，其中，所述各第一非基准AP为除所述第一基准AP外的其它AP，所述距离差值为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP到所述UE的距离与所述第一基准AP到所述UE的距离的差值；

   根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值。
2. 根据权利要求1所述的UE，其特征在于，所述收发模块，具体用于向至少五个接入节点AP发送测量信号，其中，所述至少五个接入节点AP至少存在至少一个AP的海拔高度与其他AP的海拔高度不同；

   所述处理模块，具体用于根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE的三维坐标估计值。
3. 根据权利要求1或2所述的UE，其特征在于，所述处理模块，具体用于从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP。
4. 根据权利要求3所述的UE，其特征在于，所述处理模块，还用于当所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值均大于或等于0，则确定所述第一AP仍为所述第一基准AP。
5. 根据权利要求4所述的UE，其特征在于，所述处理模块，还用于：

   在从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量为一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP确定为第二基准AP；

   根据所述与每个AP的到达时间和所述第二基准AP确定各第二非基准 AP与所述第二基准AP的距离差值，其中，所述各第二非基准AP为除所述第二基准AP外的其它AP；

   根据所述各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。
6. 根据权利要求5所述的UE，其特征在于，所述处理模块，具体用于：

   确定以所述第二基准AP为基准，所述第二基准AP与所述第一基准AP的距离差值R¹ _k0为：

   R¹ _k0＝-R_k0

   所述R¹ _k0为所述R_k0的相反数，所述R_k0为所述小于零的距离差值，所述R_k0为以与所述第一基准AP为基准，所述第一基准AP与所述第二基准AP的距离差值；

   确定既是第一非基准AP，也是第二非基准AP的距离差值R¹ _i0为：

   R¹ _i0＝R_i0-R_k0,i∈[1,∞],k≠i

   所述R_i0为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值。
7. 根据权利要求3所述的UE，其特征在于，所述处理模块，还用于：在从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量大于一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP中绝对值最大的AP确定为第三基准AP；

   根据所述与每个AP的到达时间和所述第三基准AP确定各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值，其中，所述各第三非基准AP为除所述第三基准AP外的其它AP；

   根据所述各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。
8. 根据权利要求1-7任意一项所述的UE，其特征在于，所述处理模块，还用于：

   判断第一距离与第二距离之差是否大于第三距离，其中，所述第一距离为所述第一基准AP与所述UE的距离，所述第二距离为所述各第一非 基准AP中任意一个AP与所述UE的距离，所述第三距离为所述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP的距离；

   若所述第一距离与所述第二距离之差大于所述第三距离，则将所述至少四个AP中与所述UE距离第二近的AP替换所述第一基准AP；或者，

   若所述第一距离与所述第二距离之差小于或等于所述第三距离，则确定所述第一基准AP不变。
9. 根据权利要求1-8任意一项所述的UE，其特征在于，所述处理模块，还用于：

   在所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述坐标估计值之后，根据所述UE坐标估计值确定所述UE的坐标定位值。
10. 根据权利要求9所述的UE，其特征在于，所述处理模块，具体用于：

    根据所述UE的坐标预估值进行迭代处理；

    其中，每进行一次迭代处理，判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件；

    若所述本次迭代处理满足所述步长减小条件，则减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第一步长，所述第一步长小于所述本次迭代处理使用的步长，或者，

    若所述本次迭代处理满足所述步长增加条件，则增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第二步长，所述第二步长大于所述本次迭代处理使用的步长；

    当所述迭代处理满足停止迭代条件时，停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值。
11. 根据权利要求10所述的UE，其特征在于，所述处理模块，具体用于：

    将所述UE的坐标预估值作为初始坐标，并设置第一精度误差、第二精度误差、最小步长、步长控制计数值为零、迭代处理次数和最大的迭代处理次数；

    获得梯度向量和所述迭代处理的初始步长；

    所述梯度向量表达式如下：

    

    其中，所述

    

    所述

    

    所述(x_i,y_i)为所述各第一非基准AP的坐标，所述i为大于或等于1的正整数，所述(x₀,y₀)为所述第一基准AP的坐标，所述(x,y)为所述UE的坐标，所述R_i0为所述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP之间的距离差值；

    所述迭代处理的初始步长表达式如下：

    

    其中，所述α⁰为所述迭代处理的初始步长；

    所述处理模块，具体用于判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件，包括：

    当

    

    时，减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第一步长，并将所述步长控制计数值归零，若所述第一步长的值小于所述最小步长的值，则将所述第一步长的值调整为所述最小步长的值；或者，

    

    阈值时，增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第二步长，并将所述步长控制计数值归零；

    其中，所述步长阈值为大于1的正整数，所述(x^k,y^k)为所述本次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x^k-1,y^k-1)为上一次迭代处理得到的所述UE的坐标；

    所述处理模块，具体用于当所述迭代处理满足停止迭代条件时，停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值，包括：

    当

    

    或者，

    

    或者，k≥K时，停止所述迭代处理，并将最后一次迭代处理得到的所述UE的坐标作为所述UE的坐标定位值；

    其中，所述(x^k+1,y^k+1)为所述下一次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x⁰,y⁰)为所述UE的所述初始坐标，所述ε₁为所述第一精度误差，所述ε₂为所述第二精度误差，所述k为所述步长控制计数值，所述K为最大的迭代处理次数。
12. 一种用户设备UE，其特征在于，包括：

    收发器，用于向至少四个接入节点AP发送测量信号；

    处理器，用于：

    确定所述测量信号到达每个AP的到达时间；

    从所述至少四个AP中确定第一AP为第一基准AP；

    根据所述每个AP的到达时间和所述第一基准AP确定各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值，其中，所述各第一非基准AP为除所述第一基准AP外的其它AP，所述距离差值为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP到所述UE的距离与所述第一基准AP到所述UE的距离的差值；

    根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值。
13. 根据权利要求12所述的UE，其特征在于，所述收发器，具体用于向至少五个接入节点AP发送测量信号，其中，所述至少五个接入节点AP至少存在至少一个AP的海拔高度与其他AP的海拔高度不同；

    所述处理器，具体用于根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE的三维坐标估计值。
14. 根据权利要求12或13所述的UE，其特征在于，所述处理器，具体用于从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP。
15. 根据权利要求14所述的UE，其特征在于，所述处理器，还用于当所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值均大于或等于0， 则确定所述第一AP仍为所述第一基准AP。
16. 根据权利要求15所述的UE，其特征在于，所述处理器，还用于：

    在从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量为一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP确定为第二基准AP；

    根据所述与每个AP的到达时间和所述第二基准AP确定各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值，其中，所述各第二非基准AP为除所述第二基准AP外的其它AP；

    根据所述各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。
17. 根据权利要求16所述的UE，其特征在于，所述处理器，具体用于：

    确定以所述第二基准AP为基准，所述第二基准AP与所述第一基准AP的距离差值R¹ _k0为：

    R¹ _k0＝-R_k0

    所述R¹ _k0为所述R_k0的相反数，所述R_k0为所述小于零的距离差值，所述R_k0为以与所述第一基准AP为基准，所述第一基准AP与所述第二基准AP的距离差值；

    确定既是第一非基准AP，也是第二非基准AP的距离差值R¹ _i0为：

    R¹ _i0＝R_i0-R_k0,i∈[1,∞],k≠i

    所述R_i0为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值。
18. 根据权利要求14所述的UE，其特征在于，所述处理器，还用于：在从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量大于一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP中绝对值最大的AP确定为第三基准AP；

    根据所述与每个AP的到达时间和所述第三基准AP确定各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值，其中，所述各第三非基准AP为除所 述第三基准AP外的其它AP；

    根据所述各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。
19. 根据权利要求12-18任意一项所述的UE，其特征在于，所述处理器，还用于：

    判断第一距离与第二距离之差是否大于第三距离，其中，所述第一距离为所述第一基准AP与所述UE的距离，所述第二距离为所述各第一非基准AP中任意一个AP与所述UE的距离，所述第三距离为所述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP的距离；

    若所述第一距离与所述第二距离之差大于所述第三距离，则将所述至少四个AP中与所述UE距离第二近的AP替换所述第一基准AP；或者，

    若所述第一距离与所述第二距离之差小于或等于所述第三距离，则确定所述第一基准AP不变。
20. 根据权利要求12-19任意一项所述的UE，其特征在于，所述处理器，还用于：

    在所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述坐标估计值之后，根据所述UE坐标估计值确定所述UE的坐标定位值。
21. 根据权利要求20所述的UE，其特征在于，所述处理器，具体用于：

    根据所述UE的坐标预估值进行迭代处理；

    其中，每进行一次迭代处理，判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件；

    若所述本次迭代处理满足所述步长减小条件，则减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第一步长，所述第一步长小于所述本次迭代处理使用的步长，或者，

    若所述本次迭代处理满足所述步长增加条件，则增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第二步长，所述第二步长大于所述本次迭代处理使用的步长；

    当所述迭代处理满足停止迭代条件时，停止所述迭代处理获得所述 UE的坐标定位值。
22. 根据权利要求21所述的UE，其特征在于，所述处理器，具体用于：

    将所述UE的坐标预估值作为初始坐标，并设置第一精度误差、第二精度误差、最小步长、步长控制计数值为零、迭代处理次数和最大的迭代处理次数；

    获得梯度向量和所述迭代处理的初始步长；

    所述梯度向量表达式如下：

    

    其中，所述

    

    所述

    

    所述(x_i,y_i)为所述各第一非基准AP的坐标，所述i为大于或等于1的正整数，所述(x₀,y₀)为所述第一基准AP的坐标，所述(x,y)为所述UE的坐标，所述R_i0为所述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP之间的距离差值；

    所述迭代处理的初始步长表达式如下：

    

    其中，所述α⁰为所述迭代处理的初始步长；

    所述处理器，具体用于判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件，包括：

    当

    

    时，减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第一步长，并将所述步长控制计数值归零，若所述第一步长的值小于所述最小步长的值，则将所述第一步长的值调整为所述最小步长的值；或者，

    

    阈值时，增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所 述第二步长，并将所述步长控制计数值归零；

    其中，所述步长阈值为大于1的正整数，所述(x^k,y^k)为所述本次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x^k-1,y^k-1)为上一次迭代处理得到的所述UE的坐标；

    所述处理器，具体用于当所述迭代处理满足停止迭代条件时，停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值，包括：

    当

    

    或者，

    

    或者，k≥K时，停止所述迭代处理，并将最后一次迭代处理得到的所述UE的坐标作为所述UE的坐标定位值；

    其中，所述(x^k+1,y^k+1)为所述下一次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x⁰,y⁰)为所述UE的所述初始坐标，所述ε₁为所述第一精度误差，所述ε₂为所述第二精度误差，所述k为所述步长控制计数值，所述K为最大的迭代处理次数。
23. 一种基于WIFI系统室内定位方法，其特征在于，包括：

    用户设备UE向至少四个接入节点AP发送测量信号；

    所述UE确定所述测量信号到达每个AP的到达时间；

    所述UE从所述至少四个AP中确定第一AP为第一基准AP；

    所述UE根据所述每个AP的到达时间和所述第一基准AP确定各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值，其中，所述各第一非基准AP为除所述第一基准AP外的其它AP，所述距离差值为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP到所述UE的距离与所述第一基准AP到所述UE的距离的差值；

    所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值。
24. 根据权利要求23所述方法，其特征在于，所述用户设备UE向至少四个接入节点AP发送测量信号，包括：

    所述UE向至少五个接入节点AP发送测量信号，其中，所述至少五个接入节点AP至少存在至少一个AP的海拔高度与其他AP的海拔高度不同；

    所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值，包括：

    所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE的三维坐标估计值。
25. 根据权利要求23或24所述方法，其特征在于，所述UE从所述至少四个AP中确定第一AP为第一基准AP，包括：

    所述UE从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP。
26. 根据权利要求25所述方法，其特征在于，在所述UE从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，还包括：

    当所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值均大于或等于0，则所述第一AP仍为所述第一基准AP。
27. 根据权利要求26所述方法，其特征在于，在所述UE从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，还包括：

    所述UE确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量为一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP确定为第二基准AP；

    所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值，包括：

    所述UE根据所述与每个AP的到达时间和所述第二基准AP确定各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值，其中，所述各第二非基准AP为除所述第二基准AP外的其它AP；

    所述UE根据所述各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。
28. 根据权利要求27所述方法，其特征在于，所述UE根据所述与每个AP的到达时间和所述第二基准AP确定各第二非基准AP与所述第二基准AP的距离差值，包括：

    确定以所述第二基准AP为基准，所述第二基准AP与所述第一基准AP的距离差值R¹ _k0为：

    R¹ _k0＝-R_k0

    所述R¹ _k0为所述R_k0的相反数，所述R_k0为所述小于零的距离差值，所述R_k0为以与所述第一基准AP为基准，所述第一基准AP与所述第二基准AP的距离差值；

    确定既是第一非基准AP，也是第二非基准AP的距离差值R¹ _i0为：

    R¹ _i0＝R_i0-R_k0,i∈[1,∞],k≠i

    所述R_i0为所述各第一非基准AP中任意一个第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值。
29. 根据权利要求25所述的方法，其特征在于，在所述UE从所述至少四个AP中选择距离所述UE最近的AP作为所述第一AP之后，还包括：

    所述UE确定第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值中，小于零的数量大于一，则所述UE将所述与所述第一基准AP的距离差值小于零的AP中绝对值最大的AP确定为第三基准AP；

    所述UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述UE坐标估计值，包括：

    所述UE根据所述与每个AP的到达时间和所述第三基准AP确定各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值，其中，所述各第三非基准AP为除所述第三基准AP外的其它AP；

    所述UE根据所述各第三非基准AP与所述第三基准AP的距离差值确定所述坐标估计值。
30. 根据权利要求23-29任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

    所述UE判断第一距离与第二距离之差是否大于第三距离，其中，所述第一距离为所述第一基准AP与所述UE的距离，所述第二距离为所述各第一非基准AP中任意一个AP与所述UE的距离，所述第三距离为所述第一基准AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP的距离；

    若所述第一距离与所述第二距离之差大于所述第三距离，则所述UE将所述至少四个AP中与所述UE距离第二近的AP替换所述第一基准AP；或者，

    若所述第一距离与所述第二距离之差小于或等于所述第三距离，则所述UE确定所述第一基准AP不变。
31. 根据权利要求23-30任意一项所述的方法，其特征在于，在所述 UE根据所述各第一非基准AP与所述第一基准AP的距离差值确定所述坐标估计值之后，还包括：

    所述UE根据所述UE坐标估计值确定所述UE的坐标定位值。
32. 根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述UE根据所述UE坐标估计值确定所述UE的坐标定位值，包括：

    所述UE根据所述UE的坐标预估值进行迭代处理；

    其中，所述UE每进行一次迭代处理，所述UE判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件；

    若所述本次迭代处理满足所述步长减小条件，则所述UE减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第一步长，所述第一步长小于所述本次迭代处理使用的步长，或者，

    若所述本次迭代处理满足所述步长增加条件，则所述UE增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的第二步长，所述第二步长大于所述本次迭代处理使用的步长；

    当所述迭代处理满足停止迭代条件时，所述UE停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值。
33. 根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述UE根据所述UE的坐标预估值进行迭代处理，包括：

    所述UE将所述UE的坐标预估值作为初始坐标，并设置第一精度误差、第二精度误差、最小步长、步长控制计数值为零、迭代处理次数和最大的迭代处理次数；

    所述UE获得梯度向量和所述迭代处理的初始步长；

    所述梯度向量表达式如下：

    

    其中，所述

    

    所述

    

    所述(x_i,y_i)为所述各第一非基准AP的坐标，所述i为大于或等于1的正整数，所述(x₀,y₀)为所述第一基准AP的坐标，所述(x,y)为所述UE的坐标，所述R_i0为所述第一基准 AP与所述各第一非基准AP中任意一个AP之间的距离差值；

    所述迭代处理的初始步长表达式如下：

    

    其中，所述α⁰为所述迭代处理的初始步长；

    所述UE判断本次迭代处理是否满足步长减小条件或步长增加条件，包括：

    当

    

    时，所述UE减小所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第一步长，并将所述步长控制计数值归零，若所述第一步长的值小于所述最小步长的值，则将所述第一步长的值调整为所述最小步长的值；或者，

    当

    

    时，所述UE将所述步长控制计数值加一；或者，

    当

    

    并且所述步长控制计数值大于或等于步长阈值时，所述UE增加所述本次迭代处理使用的步长获得下一次迭代处理使用的所述第二步长，并将所述步长控制计数值归零；

    其中，所述步长阈值为大于1的正整数，所述(x^k,y^k)为所述本次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x^k-1,y^k-1)为上一次迭代处理得到的所述UE的坐标；

    所述当所述迭代处理满足停止迭代条件时，所述UE停止所述迭代处理获得所述UE的坐标定位值，包括：

    当

    

    或者，

    

    或者，k≥K时，所述UE停止所述迭代处理，并将最后一次迭代处理得到的所述UE的坐标作为所述UE的坐标定位值；

    其中，所述(x^k+1,y^k+1)为所述下一次迭代处理得到的所述UE的坐标，所述(x⁰,y⁰)为所述UE的所述初始坐标，所述ε₁为所述第一精度误差，所述ε₂为所述第二精度误差，所述k为所述步长控制计数值，所述K为最大的迭代处理次数。

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