无线通信环境中的通信设备的定位方法和定位服务器技术

本文公开了用于获得通信设备的位置的通信设备及其方法。通信设备在无线通信环境中操作，无线通信环境包括无线通信网络和局域化无线网络(LWN)，无线通信网络包括一个或多个较宽范围接入点，LWN包括一个或多个LWN接入点。通信设备确定它是否位于LWN中，当它位于LWN中时，它从位于LWN中的LWN AP接收其位置。然后，它测量并记录一个或多个较宽范围接入点的第一组接收信号强度值。当它不位于LWN中时，它测量并记录一个或多个较宽范围AP的第二组RSS值，并利用缩放因子来缩放第二组RSS值中的每一个，该缩放因子是基于第一组RSS值和一个或多个较宽范围AP的参考RSS值，针对一个或多个较宽范围AP中的每一个来计算的。通信设备然后基于缩放后的RSS值来计算位置。

Positioning method and location server for communication devices in wireless communication environment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线通信环境中的通信设备的定位方法和定位服务器
本文的实施例涉及通信设备、定位服务器及其中的方法。这些实施例尤其涉及用于在包括多个无线通信网络的无线通信环境中确定通信设备的位置的方法。
技术介绍
诸如用户设备(UE)等通信设备又称为例如无线终端、移动终端、移动站或移动设备。通信设备能够在包括多个无线通信网络的异构无线通信环境中无线通信或操作。异构无线通信环境可以包括：遵循第三代合作伙伴计划(3GPP)标准的蜂窝通信网络，例如第二代/第三代(2G/3G)网络、3G/4G长期演进(LTE)网络、全球微波互联接入(WiMAX)网络等；卫星定位系统，例如全球导航卫星系统(GNSS)和全球定位系统(GPS)等；无线局域网，例如无线局域网络(WLAN)或Wi-Fi/Wi-Fi直连网络等；以及使用各种技术标准的其他短距离无线通信网络，例如近场通信(NFC)、蓝牙或蓝牙低能耗(BLE)、射频识别(RFID)、60GHz和超宽带(UWB)标准等。通信设备还可以指具有无线通信能力的移动电话、蜂窝电话、智能电话、膝上型电脑、平板计算机或平板手机，仅在此列出一些其他示例。当前上下文中的通信设备可以是，例如，能够经由接入点与无线通信环境中的另一个实体(例如另一通信设备或服务器)传送语音和/或数据的便携式、口袋可存放、手持、包括在计算机中或者车载的移动设备。用于估计通信设备的位置的移动定位使用许多不同的技术，这些技术使用无线信号并将这些无线信号处理为位置或位置估计。用于定位的典型信息包括GPS信号、接收信号强度指示符(RSSI)、单程或往返到达时间(TOA)、到达时差(TDOA)、到达角(AOA)和多普勒频移等。这些技术是互补的，因为一些方法更适合室内设置，而其他方法在户外设置中更可靠。然而，无线定位方法中存在许多误差来源。误差的一个来源是多径传播，当信号从信号源传播到目的地接收机时采取不同的路径时，会发生多径传播。当信号前进时，位于其路径上的物体会使信号在到达接收机之前在不同方向上反射。作为结果，一些信号被延迟并且经过较长的路径后到达接收机。在其他示例中，由于完全阻挡的物体而不存在直接视线的路径，任何接收到的信号都仅通过多径传播而产生。射频(RF)信号幅度也会在很大程度上受到金属物体、反射面、多径、死点、噪声和干扰的影响。这些影响导致GPS数据、RSSI、AOA、TOA、TDOA和多普勒频移中的误差。例如，较长的多径传播也导致较小的信号幅度指示符(例如RSSI)以及AOA和多普勒频移的不正确值。定位误差的其他来源是时钟漂移、同步误差和测量误差。这些误差导致传统定位技术的移动位置计算不正确。室内移动定位近年来引起了越来越多的关注，其原因是由于广泛部署的智能手机和诸如小小区、Wi-Fi、BLE或RFID这样的室内移动网络，这些室内移动网络为移动定位的辅助和信号处理提供了改善的基础设施。如上所讨论，GPS和GNSS通常不适于确定室内位置，因为微波会由于屋顶、墙壁和其他物体而发生衰减和散射，导致GPS和GNSS信号太弱而无法使用。此外，基于小区的无线网络(例如蜂窝通信网络)对通信而言是最佳的，但不适于定位。US8700060提供了一种基于位置数据库的解决方案，将接入点(AP)的位置与其身份(ID)相关联，UE可以根据存储在位置数据库中并可由UE访问的AP的位置计算其位置。该解决方案的一个问题是使用从GPS获得的UE位置来建立数据库，由于上述原因，这对于室内环境通常是不可行的。此外，要创建大量数据，通过网络传输它们，在位置数据库服务器以及UE中的本地位置数据库中进行处理并存储，并使它们保持更新。而且，相当多的AP应当同时位于UE可及的位置，并且AP的位置通常不是AP或UE的物理位置，而是向位置数据库报告的其他UE的统计平均位置。作为结果，UE的计算位置的精度是不可预测的。US2013029685已经开发了一种解决方案，使用局域化无线参考设备来重新校准移动终端的位置。该解决方案使用来自参考设备的位置辅助信息来替换参考点处的计算位置，然后修改诸如AP的时钟或根据测量的RSS值计算的位置权重之类的参数，以使计算位置与参考点处的已知位置相匹配。然而，测量的RSS值是动态的，并且在很大程度上取决于周围的无线电环境，因此直接根据测量的RSS值计算的位置是不稳定和不可靠的。因此，基于这样的输入执行后验处理很难产生收敛和准确的结果。
技术实现思路
因此，本文的实施例的目的是提供一种无线通信环境中的通信设备的改进的定位方法。根据本文的实施例的第一方面，该目的通过一种通信设备中的用于获得所述通信设备的位置的方法来实现。通信设备在无线通信环境中操作，无线通信环境包括局域化无线网络(LWN)和多个无线通信网络，无线通信网络包括一个或多个接入点(AP)，LWN包括一个或多个LWNAP。多个无线通信网络中的AP与LWNAP相比具有较宽的范围。通信设备首先确定它是否位于LWN中。当通信设备位于LWN中时，它从位于LWN中的LWNAP获得其位置，并且测量并记录一个或多个较宽范围AP的第一组接收信号强度(RSS)值。当通信设备不位于LWN中时，它测量并记录一个或多个较宽范围AP的第二组RSS值。通信设备然后利用缩放因子来缩放第二组RSS值中的每一个，并基于缩放后的RSS值计算其位置，该缩放因子是基于第一组RSS值和一个或多个较宽范围AP的参考RSS值，针对一个或多个较宽范围AP中的每一个来计算的。根据本文的实施例的第二方面，该目的由一种通信设备实现，所述通信设备用于获得所述通信设备的位置。通信设备在无线通信环境中操作，无线通信环境包括局域化无线网络(LWN)和多个无线通信网络，无线通信网络包括一个或多个接入点(AP)，LWN包括一个或多个LWNAP。多个无线通信网络中的AP与LWNAP相比具有较宽的范围。通信设备被配置为确定它是否位于LWN中。通信设备被配置为：当通信设备位于LWN中时，从位于LWN中的LWNAP获得其位置，并且测量并记录一个或多个较宽范围AP的第一组接收信号强度(RSS)值。通信设备被配置为：当通信设备不位于LWN中时，测量并记录一个或多个较宽范围AP的第二组RSS值。通信设备还被配置为：利用缩放因子来缩放第二组RSS值中的每一个，该缩放因子是基于第一组RSS值和一个或多个较宽范围AP的参考RSS值，针对一个或多个较宽范围AP中的每一个来计算的。通信设备然后基于缩放后的RSS值来计算其位置。根据本文的实施例的第三方面，该目的通过一种定位服务器中的用于确定通信设备的位置的方法来实现。定位服务器接收由通信设备在通信设备位于LWN中时针对一个或多个较宽范围AP测量的第一组RSS值。定位服务器基于第一组RSS值和一个或多个较宽范围AP的参考RSS值，针对一个或多个较宽范围AP中的每一个来计算缩放因子。定位服务器接收由通信设备在通信设备不位于LWN中时针对一个或多个较宽范围AP测量的第二组RSS值。定位服务器然后利用缩放因子来缩放第二组RSS值中的每一个，并且基于缩放后的RSS值来计算通信设备的位置，该缩放因子是针对一个或多个较宽范围AP中的每一个来计算的。定位服务器将计算出的位置发送到通信设备。根据本文的实施例的第四方面，该目的由一种用于确定通信设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通信设备(150)中的用于获得所述通信设备(150)的位置的方法，其中，所述通信设备(150)在无线通信环境(100)中操作，无线通信环境(100)包括无线通信网络(110、120)和局域化无线网络LWN(130)，无线通信网络(110、120)包括一个或多个接入点AP(112、114、122、124)，LWN(130)包括一个或多个LWN接入点LWN AP(132、134)，无线通信网络(110、120)中的AP(112、114、122、124)与LWN AP(132、134)相比具有较宽的范围，所述方法包括：确定(201)所述通信设备(150)是否位于LWN(130)中；当所述通信设备(150)位于LWN(130)中时，从位于LWN(130)中的LWN AP(132、134)获得(202)所述通信设备(150)的位置；测量并记录(203)一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)的第一组接收信号强度RSS值；当所述通信设备(150)不位于LWN(130)中时，测量并记录(204)所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)的第二组RSS值；利用缩放因子来缩放(207)第二组RSS值中的每一个，该缩放因子是基于第一组RSS值和所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)的参考RSS值，针对所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)中的每一个来计算的；以及基于缩放后的RSS值来计算(208)所述通信设备(150)的位置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通信设备(150)中的用于获得所述通信设备(150)的位置的方法，其中，所述通信设备(150)在无线通信环境(100)中操作，无线通信环境(100)包括无线通信网络(110、120)和局域化无线网络LWN(130)，无线通信网络(110、120)包括一个或多个接入点AP(112、114、122、124)，LWN(130)包括一个或多个LWN接入点LWNAP(132、134)，无线通信网络(110、120)中的AP(112、114、122、124)与LWNAP(132、134)相比具有较宽的范围，所述方法包括：确定(201)所述通信设备(150)是否位于LWN(130)中；当所述通信设备(150)位于LWN(130)中时，从位于LWN(130)中的LWNAP(132、134)获得(202)所述通信设备(150)的位置；测量并记录(203)一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)的第一组接收信号强度RSS值；当所述通信设备(150)不位于LWN(130)中时，测量并记录(204)所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)的第二组RSS值；利用缩放因子来缩放(207)第二组RSS值中的每一个，该缩放因子是基于第一组RSS值和所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)的参考RSS值，针对所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)中的每一个来计算的；以及基于缩放后的RSS值来计算(208)所述通信设备(150)的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中缩放因子由所述通信设备(150)计算，所述方法还包括：从定位服务器(140)接收(205a)所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)的RSS参考值；基于第一组RSS值和接收到的RSS参考值，计算(206a)所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)中的每一个的缩放因子。3.根据权利要求1所述的方法，其中缩放因子由定位服务器(140)计算，所述方法还包括：将所测量的第一组RSS值和LWNAP(132、134)的标识一起报告(205b)给定位服务器(140)；从定位服务器(140)接收(206b)计算出的缩放因子。4.根据权利要求2-3中任一项所述的方法，其中确定(201)所述通信设备(150)是否位于LWN(130)中还包括：确定(301)所述通信设备(150)是否位于LWN(130)中最靠近LWNAP(132、134)的位置。5.根据权利要求4所述的方法，其中确定(301)所述通信设备(150)是否位于LWN(130)中最靠近LWNAP(132、134)的位置还包括：在不同位置测量(301a)来自位于LWN(130)中的LWNAP(132、134)的RSS值；对测量的RSS值进行比较(301b)；当测量的RSS值处于峰值时，确定(301c)所述通信设备(150)位于LWN(130)中最靠近LWNAP(132、134)的位置。6.根据权利要求2-5中任一项所述的方法，其中所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)的RSS参考值由所述通信设备(150)接收，所述RSS参考值由位于LWN(130)中的一个或多个LWNAP(132、134)中的每一个处的参考设备测量，并且与所述一个或多个LWNAP(132、134)的标识一起保存在定位服务器(140)中。7.根据权利要求2-3中任一项所述的方法，还包括：确定(401)针对较宽范围AP(112、114、122、124)中的每一个的缩放因子是否处于预定义范围内；将处于预定义范围内的较宽范围AP(112、114、122、124)的缩放因子设置(402)为有效，并且用于为了计算位置而缩放所测量的各个AP的RSS值；将超出预定义范围的较宽范围AP(112、114、122、124)的缩放因子设置(403)为无效，并且不用于为了计算位置而缩放所测量的各个AP的RSS值。8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，还包括：定期地测量所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)的RSS值并计算其位置，并且在位置变化大于预定义的值时更新位置数据库。9.一种定位服务器(140)中的用于确定通信设备(150)的位置的方法，其中，所述通信设备(150)在无线通信环境(100)中操作，无线通信环境(100)包括无线通信网络(110、120)和局域化无线网络LWN(130)，无线通信网络(110、120)包括一个或多个接入点AP(112、114、122、124)，LWN(130)包括一个或多个LWN接入点LWNAP(132、134)，无线通信网络(110、120)中的AP(112、114、122、124)与LWNAP(132、134)相比具有较宽的范围，所述方法包括：接收(501)由所述通信设备(150)在所述通信设备(150)位于LWN(130)中时针对一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)测量的第一组RSS值；基于第一组RSS值和所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)的参考RSS值，针对所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)中的每一个来计算(502)缩放因子；接收(503)由所述通信设备(150)在所述通信设备(150)不位于LWN(130)中时针对所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)测量的第二组RSS值；利用针对所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)中的每一个计算的缩放因子，缩放(504)第二组RSS值中的每一个；基于缩放后的RSS值来计算(505)所述通信设备(150)的位置；以及将计算出的位置发送(506)到所述通信设备(150)。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述一个或多个较宽范围AP(112、114、122、124)的RSS参考值由位于LWN(130)中的一个或多个LWNAP(132、134)中的每一个处的参考设备测量，并且与所述一个或多个LWNAP(132、134)的标识一起保存在定位服务器(140)中。11.根据权利要求9-10中任一项所述的方法，还包括：确定(601)针对较宽范围AP(112、114、122、124)中的每一个的缩放因子是否处于预定义范围内；将处于预定义范围内的较宽范围AP(112、114、122、124)的缩放因子设置(602)为有效，并且用于为了计算位置而缩放所测量的各个AP的RSS值；以及将超出预定义范围的较宽范围AP(112、114、122、124)的缩放因子设置(603)为无效，并且不用于为了计算位置而缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓辉，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE