基于抵达时间的定位系统技术方案

可以实现采用无线网络设备的所计算出的初始位置的TOA定位系统。对于多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备，至少部分地基于该无线网络设备与该参考无线网络设备之间的往返传输时间来确定该无线网络设备与该参考无线网络设备之间的距离。可以至少部分地基于该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备的位置来计算该无线网络设备的初始位置。可以至少部分地基于所计算出的初始位置、至每个参考无线网络设备的距离、以及初始距离校准常数来估计该无线网络设备的位置。

【技术实现步骤摘要】
基于抵达时间的定位系统本申请是国际申请号为PCT/US2012/056046，国际申请日为2012年9月19日，进入中国国家阶段的申请号为201280056807.6，名称为“基于抵达时间的定位系统”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请本申请要求于2011年9月19日提交的美国申请S/N.13/236,172的优先权权益。
本专利技术主题内容的各实施例一般涉及无线通信领域，尤其涉及基于抵达时间(TOA)的定位系统。
技术介绍
无线通信设备可以使用各种位置估计技术基于与具有已知位置的多个参考无线通信设备进行通信来确定该无线通信设备的未知位置。例如，无线通信设备可以通过确定无线电信号从该无线通信设备到参考无线通信设备的行进时间来采用基于往返时间(RTT)的定位技术。无线通信设备可以基于所确定的无线电信号的行进时间来确定至参考无线通信设备的距离并且可以使用抵达时间(TOA)定位技术来确定未知位置。
技术实现思路
在一些实施例中，一种方法包括：在通信网络的无线网络设备处确定该无线网络设备与该通信网络的多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备之间的往返传输时间；对于该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备，至少部分地基于该无线网络设备与该参考无线网络设备之间的往返传输时间来确定该无线网络设备与该参考无线网络设备之间的距离；至少部分地基于该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备的位置来计算该无线网络设备的初始位置；以及至少部分地基于该无线网络设备的初始位置、该无线网络设备与该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备之间的距离、和初始距离校准常数来执行抵达时间(TOA)计算以估计该无线网络设备的位置。在一些实施例中，所述执行TOA计算以估计该无线网络设备的位置包括：至少部分地基于该无线网络设备的初始位置、该无线网络设备与该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备之间的距离、该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备的位置、以及初始距离校准常数来执行基于泰勒级数的TOA定位算法的单次迭代以估计该无线网络设备的位置。在一些实施例中，初始距离校准常数是零值、预定值、和动态选择的随机值中的一者。在一些实施例中，所述执行TOA计算以估计该无线网络设备的位置进一步包括：响应于所述执行基于泰勒级数的TOA定位算法的单次迭代而至少部分地基于该无线网络设备的初始位置、该无线网络设备与该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备之间的距离、初始距离校准常数、以及该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备的位置来确定距离校准常数。在一些实施例中，所述至少部分地基于该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备的位置来计算无线网络设备的初始位置包括将该无线网络设备的初始位置计算为该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备的位置的平均。在一些实施例中，所述至少部分地基于该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备的位置来计算无线网络设备的初始位置包括将该无线网络设备的初始位置计算为该多个参考无线网络设备的至少子集的位置的加权组合。在一些实施例中，所述至少部分地基于该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备的位置来计算无线网络设备的初始位置包括：确定位置误差矩阵，其中该位置误差矩阵的每个元素表示该无线网络设备的估计位置坐标与该无线网络设备的初始位置的对应初始位置坐标之间的差异；确定距离误差矩阵，其中该距离误差矩阵的每个元素表示该无线网络设备与该多个参考无线网络设备中的一个参考无线网络设备之间的测得距离同该无线网络设备与该多个参考无线网络设备中的该一个参考无线网络设备之间的估计距离之间的差异，其中该测得距离是至少部分地基于该无线网络设备与该多个参考无线网络设备中的该一个参考无线网络设备之间的往返传输时间来确定的，其中该估计距离是至少部分地基于该多个参考无线网络设备中的该一个参考无线网络设备的位置和该无线网络设备的初始位置来确定的；将系数矩阵确定为该距离误差矩阵与该位置误差矩阵的转置的逆的乘积；以及至少部分地基于使该系数矩阵与该系数矩阵的转置的乘积的行列式最大化来计算该无线网络设备的初始位置。在一些实施例中，该方法进一步包括：至少部分地基于分析与该多个参考无线网络设备中的至少每个参考无线网络设备相关联的一个或多个性能测量来标识该多个参考无线网络设备。在一些实施例中，对于该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备，所述至少部分地基于该无线网络设备与该参考无线网络设备之间的往返传输时间来确定该无线网络设备与该参考无线网络设备之间的距离进一步包括：对于该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备，记录从该无线网络设备向该参考无线网络设备传送第一控制消息的第一时刻；记录响应于第一控制消息在该无线网络设备处从该参考无线网络设备接收第二控制消息的第二时刻；从第二时刻减去第一时刻以确定该无线网络设备与该参考无线网络设备之间的往返传输时间；以及将该无线网络设备与该参考无线网络设备之间的往返传输时间乘以光速因子以产生该无线网络设备与该参考无线网络设备之间的距离。在一些实施例中，该无线网络设备和该多个参考无线网络设备包括无线局域网(WLAN)通信能力。在一些实施例中，一种无线网络设备包括网络接口；以及与该网络接口耦合的位置计算单元，该位置计算单元操作用于：确定该无线网络设备与通信网络的多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备之间的往返传输时间；对于该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备，至少部分地基于该无线网络设备与该参考无线网络设备之间的往返传输时间来确定该无线网络设备与该参考无线网络设备之间的距离；至少部分地基于该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备的位置来计算该无线网络设备的初始位置；以及至少部分地基于该无线网络设备的初始位置、该无线网络设备与该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备之间的距离、和初始距离校准常数来执行抵达时间(TOA)计算以估计该无线网络设备的位置。在一些实施例中，该位置计算单元操作用于执行TOA计算以估计该无线网络设备的位置包括该位置计算单元操作用于：至少部分地基于该无线网络设备的初始位置、该无线网络设备与该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备之间的距离、该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备的位置、以及初始距离校准常数来执行基于泰勒级数的TOA定位算法的单次迭代以估计该无线网络设备的位置。在一些实施例中，该位置计算单元操作用于执行TOA计算以估计该无线网络设备的位置进一步包括该位置计算单元操作用于：响应于该位置计算单元执行基于泰勒级数的TOA定位算法的单次迭代而至少部分地基于该无线网络设备的初始位置、该无线网络设备与该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备之间的距离、初始距离校准常数、以及该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备的位置来确定距离校准常数。在一些实施例中，该位置计算单元操作用于至少部分地基于该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备的位置来计算该无线网络设备的初始位置包括该位置计算单元操作用于：将该无线网络设备的初始位置计算为该多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备的位置的平均，或者将该无线网络设备的初始位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：在通信网络的无线网络设备处确定所述无线网络设备与所述通信网络的多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备之间的往返传输时间；对于所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备，至少部分地基于所述无线网络设备与所述参考无线网络设备之间的所述往返传输时间来确定所述无线网络设备与所述参考无线网络设备之间的距离；获得与所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备相关联的位置坐标；以及通过至少部分地基于所述无线网络设备的初始位置、所述无线网络设备与所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备之间的距离、以及初始距离校准常数来执行基于泰勒级数的抵达时间(TOA)定位算法的迭代的方式执行TOA计算以估计所述无线网络设备的位置，其中所述初始位置至少部分地基于与所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备相关联的所述位置坐标的平均。

【技术特征摘要】
2011.09.19 US 13/236,1721.一种方法，包括：在通信网络的无线网络设备处确定所述无线网络设备与所述通信网络的多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备之间的往返传输时间；对于所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备，至少部分地基于所述无线网络设备与所述参考无线网络设备之间的所述往返传输时间来确定所述无线网络设备与所述参考无线网络设备之间的距离；获得与所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备相关联的位置坐标；以及通过至少部分地基于所述无线网络设备的初始位置、所述无线网络设备与所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备之间的距离、以及初始距离校准常数来执行基于泰勒级数的抵达时间(TOA)定位算法的迭代的方式执行TOA计算以估计所述无线网络设备的位置，其中所述初始位置至少部分地基于与所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备相关联的所述位置坐标的平均。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始距离校准常数是零值、预定值、和动态选择的随机值中的一者。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行所述TOA计算以估计所述无线网络设备的位置进一步包括：响应于所述执行所述基于泰勒级数的TOA定位算法的单次迭代，至少部分地基于所述无线网络设备的所述初始位置、所述无线网络设备与所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备之间的距离、所述初始距离校准常数、以及与所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备相关联的所述位置坐标来确定距离校准常数。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：将所述无线网络设备的所述初始位置计算为与所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备相关联的所述位置坐标的非加权平均。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：将所述无线网络设备的所述初始位置计算为所述多个参考无线网络设备的至少子集的位置坐标的加权平均。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述加权平均中使用的权重基于与关联于所述多个参考无线网络设备的所述位置坐标相关联的置信度。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：至少部分地基于分析与所述多个参考无线网络设备中的至少一个参考无线网络设备相关联的一个或多个性能测量来标识所述多个参考无线网络设备。8.如权利要求1所述的方法，对于所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备，所述至少部分地基于所述无线网络设备与所述参考无线网络设备之间的所述往返传输时间来确定所述无线网络设备与所述参考无线网络设备之间的距离进一步包括：对于所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备，记录从所述无线网络设备向所述参考无线网络设备传送第一控制消息的第一时刻；记录响应于所述第一控制消息在所述无线网络设备处从所述参考无线网络设备接收第二控制消息的第二时刻；从所述第二时刻减去所述第一时刻以确定所述无线网络设备与所述参考无线网络设备之间的所述往返传输时间；以及将所述无线网络设备与所述参考无线网络设备之间的往返传输时间乘以光速因子以产生所述无线网络设备与所述参考无线网络设备之间的距离。9.如权利要求1所述的方法，所述无线网络设备和所述多个参考无线网络设备包括无线局域网(WLAN)通信能力。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得与所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备相关联的位置坐标包括：向所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备传送对所述位置坐标的请求；以及从所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备接收所述位置坐标。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，对所述位置坐标的所述请求被包括在控制消息中，所述控制消息还被用于确定所述无线网络设备与所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备之间的所述往返传输时间。12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得与所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备相关联的位置坐标包括：向集中式服务器传送对所述位置坐标的请求；以及从所述集中式服务器接收与所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备相关联的所述位置坐标。13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得与所述多个参考无线网络设备中的每个参考无线网络设备相关联的位置坐标包括：从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：X张，N·张，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US