用于对占据特定地理位置的终端进行地理定位的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于对无线通信系统的终端进行地理定位的方法(10)。在校准阶段(20)期间借助于由校准终端(72)发出的消息来确定参考元素的集合(26)。每个参考元素包括在消息的发出期间无线电签名和校准终端的地理位置。精化阶段(30)使得借助于与由终端发出的消息的优先的位置对应的感兴趣的点的标识来使参考元素的集合(26)干净和/或丰富成为可能。在搜索阶段(40)期间，根据感兴趣的终端(70)的无线电签名和经修改的参考元素的集合(36)来确定感兴趣的终端(70)的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对占据特定地理位置的终端进行地理定位的方法和系统
本专利技术属于地理定位领域。特别地，本专利技术涉及用于对无线通信系统的终端进行地理定位的方法和系统。本专利技术特别好地适用于对“物联网”(或IoT)类型的智能对象的地理定位。现有技术在过去的几年中，对无线通信系统的日渐使用已经自然地致使了基于对象的地理位置的开发服务，并且例如已经用于导航辅助、交通管理、对商品的运输的监控、对信息的远程读取等。卫星定位系统如GPS(“全球定位系统”)是最广为人知的地理定位技术中的一些。这些系统基于接收器终端对由专用卫星发射的无线电信号的使用。卫星地理定位特别地精确，但是其具有多个缺点，特别地具有以下缺点：由于将GPS接收器集成至对象中而引起的成本和电力消耗，以及卫星地理定位在封闭区域中的性能不足。存在用于基于与终端所连接的接入网络的基站交换的信号来对终端进行地理定位的其他技术。在蜂窝网络例如诸如GSM(全球移动通信系统)中，已知将终端的位置估计为当前与终端相关联的基站的位置。然而，由于基站的覆盖区域可以在半径上达到几千米或者甚至可以达到几十千米，因此该方法具有中等的地理定位精确度。其他方法涉及通过计算终端与基站之间交换的信号的到达时间、传播角度或者频率差来估计终端与多个基站间隔的距离。然而，这些各种方法都具有需要特定设备和软件的缺点。此外，这些各种方法经常需要昂贵的用作观察点的各个基站的同步。最后，这些各种方法对被称为多径的现象(同一无线电信号由于在遇到的障碍物上的反射、折射和衍射现象而经由多条路径传播)特别地敏感。其他地理定位方法基于终端与基站之间交换的信号的接收功率(RSSI：“接收信号强度指示符(ReceivedSignalStrengthIndicator)”)的水平。这些方法特别好地适于蜂窝网络类型的无线通信系统(例如诸如GSM)，对于该无线通信系统，由于RSSI信息由通信系统本身使用，因此RSSI信息是直接可用的。这些方法基于以下事实：无线电信号在大气中衰减，并且因此由接收器接收到的信号的RSSI水平根据接收器与信号的发射器间隔的距离而不同。因此，可以通过根据由基站测量的RSSI水平对终端与围绕该终端的各个基站间隔的距离进行估计，通过三边测量来确定终端的地理位置。这样的用于基于RSSI水平经由三边测量进行地理定位的方法的缺点是缺乏精确度，这是由于以下事实引起的：影响信号的衰减的多个参数(障碍物、无线电干扰、终端的移动等)使基于RSSI水平定义距离的函数非常复杂。因此，已经开发了用于基于RSSI水平进行地理定位的新方法。这些新方法基于机器学习技术。具体地，这涉及在校准阶段期间建立与已知地理位置相关联的数据库以及与针对在系统的一组基站所讨论的位置处的终端而测量的所有RSSI水平对应的无线电签名。然后，在搜索阶段期间，将针对位于未知位置处的终端所观察到的无线电信号与数据库的所有签名进行比较，以基于与最类似的签名对应的位置来估计终端的位置。然而，这样的方法具有若干缺点，特别是在其中要覆盖的地理区域非常广阔的情况下例如如果必须覆盖整个国家或者甚至一个大陆的情况下具有若干缺点。第一缺点与地理定位精确度有关。实际上，会发生与两个相邻地理位置对应的两个无线电签名显著不同，或者两个特别类似的无线电签名与两个遥远的地理位置对应。由于由这样的情况生成的噪声，因此使在无线电签名与相关联的地理位置之间建立关系变得困难。另外的缺点涉及所使用的机器学习算法的复杂性。实际上，为了获得足够的精确度，有必要将大量元素插入至在校准阶段期间建立的数据库中。此外，如果要覆盖的区域是广阔的，则存在大量的基站需要考虑。所有这些促使相当大地增加了在机器学习算法的输入时的数据，并且因此造成了容量和计算时间的限制。为了执行校准阶段，已知将车载设备放置在穿越要覆盖的区域的车队中，所述设备适于针对在各个点处的通信系统的基站精确地提供地理位置和RSSI水平(用于定义该阶段的英语术语为“沿街扫描(war-driving)”)。就精确度而言，点的数目越多，地理定位方法的性能越好，但是校准阶段越长且越昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的全部或一部分缺点，特别是上面公开的那些缺点。为此目的，并且根据第一方面，本专利技术提出了一种用于对无线通信系统的终端进行地理定位的方法，所述终端被称为“感兴趣的终端”。该方法包括：基于由被称为“校准终端”的其他终端发出的并且由所述无线通信系统的基站接收到的消息，来确定参考元素的集合，每个参考元素包括与当发出消息时校准终端的地理位置相关联的无线电签名，所述无线电签名与所述表示存在于校准终端与基站之间的无线电链路的质量的一组值对应；基于由位于要被估计的地理位置处的所述感兴趣的终端发出的消息，来确定所述感兴趣的终端的无线电签名；基于参考元素的集合的参考元素的地理位置，来标识被称为“感兴趣的点”的特定地理位置；基于所标识的感兴趣的点来修改参考元素的集合；基于感兴趣的终端的无线电签名和经修改的参考元素的集合，来估计所述感兴趣的终端的地理位置。感兴趣的终端的地理位置的估计是例如由具有建立无线电签名与地理位置之间的关系的目的机器学习算法执行的。感兴趣的点对应于消息的优选发出点，对于所讨论的无线通信系统的终端在优选发出点处，平均而言，从感兴趣的点或从该感兴趣的点附近发出的消息比从另外的地理位置发出的消息多。例如，感兴趣的点可以对应于特定的地理位置，所讨论的系统的终端在特定的地理位置处存在的概率大于其他位置。特别地，在配备有终端的商品的控制板的运输并且从仓库移动至仓库的行进时间相对于在仓库中花费的时间比较短的情况下，所述仓库可以对应于感兴趣的点。根据另外的示例，感兴趣的点可以对应于系统的终端的会聚点。特别地，机场可以对应于配备有系统终端的行李的感兴趣的点。可以基于由校准终端提供的参考元素来动态地标识感兴趣的点。在特定实施方式中，感兴趣的点的至少一部分还可以被称为先验。参考元素的集合的修改例如对应于精化阶段，在精化阶段期间，去除了不期望的异类参考元素(例如，那些被判断为远离感兴趣的点的参考元素)和/或将附加信息添加至相关参考元素(例如，那些被判断为接近感兴趣的点)，以使参考元素的集合干净和/或丰富。这样的布置使得能够在地理定位精确度方面提高，因为该精化阶段通过利用感兴趣的点的存在来增强存在于无线电签名与地理位置之间的关系，终端在该感兴趣的点处存在的概率大于其他位置存在的概率。此外，去除异类元素有助于减少由学习算法使用的参考元素的数目，并且因此降低了学习算法的复杂性，这转变为容量和计算时间方面的提高。最后，这些布置可以使得能够减小无线电签名的大小，例如通过仅考虑位于感兴趣的点附近的基站来减小无线电签名的大小，这甚至更有助于降低学习算法的复杂性。在特定实施方式中，本专利技术还可以单独地或根据所有技术上可能的组合包括以下特征中的一个或更多个。在特定实施方式中，以表示所述感兴趣的终端位于所标识的感兴趣的点处的概率的值的形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对无线通信系统(60)的终端进行地理定位的方法(10)，所述终端被称为“感兴趣的终端(70)”，所述方法包括：/n基于由被称为“校准终端(72)”的其他终端发出的并且由所述无线通信系统(60)的基站(81)接收到的消息，来确定参考元素的集合(26)，每个参考元素包括与当发出消息时校准终端的地理位置相关联的无线电签名，所述无线电签名与表示存在于所述校准终端(72)与所述基站(81)之间的无线电链路的质量的一组值对应；/n基于由位于要被估计的地理位置处的所述感兴趣的终端(70)发出的消息，来确定(42)所述感兴趣的终端(70)的无线电签名；/n所述地理定位方法(10)的特征在于所述地理定位方法(10)还包括：/n基于所述参考元素的集合(26)的所述参考元素的地理位置，来标识(32)被称为“感兴趣的点”的特定地理位置；/n基于所标识的感兴趣的点来修改(34)所述参考元素的集合(26)；/n基于所述感兴趣的终端(70)的所述无线电签名和经修改的参考元素的集合(36)，来估计(44)所述感兴趣的终端的地理位置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171130 FR 17614311.一种用于对无线通信系统(60)的终端进行地理定位的方法(10)，所述终端被称为“感兴趣的终端(70)”，所述方法包括：
基于由被称为“校准终端(72)”的其他终端发出的并且由所述无线通信系统(60)的基站(81)接收到的消息，来确定参考元素的集合(26)，每个参考元素包括与当发出消息时校准终端的地理位置相关联的无线电签名，所述无线电签名与表示存在于所述校准终端(72)与所述基站(81)之间的无线电链路的质量的一组值对应；
基于由位于要被估计的地理位置处的所述感兴趣的终端(70)发出的消息，来确定(42)所述感兴趣的终端(70)的无线电签名；
所述地理定位方法(10)的特征在于所述地理定位方法(10)还包括：
基于所述参考元素的集合(26)的所述参考元素的地理位置，来标识(32)被称为“感兴趣的点”的特定地理位置；
基于所标识的感兴趣的点来修改(34)所述参考元素的集合(26)；
基于所述感兴趣的终端(70)的所述无线电签名和经修改的参考元素的集合(36)，来估计(44)所述感兴趣的终端的地理位置。


2.根据权利要求1所述的地理定位方法(10)，其中，以表示所述感兴趣的终端(70)位于所标识的感兴趣的点处的概率的值的形式来估计所述感兴趣的终端(70)的地理位置。


3.根据权利要求1至2中一项所述的地理定位方法(10)，其中，标识(32)所述感兴趣的点包括：
将要被覆盖的地理区域(50)划分(320)为具有预定大小的多个单元；
针对每个单元计算(322)表示位于所述单元中的参考元素的数目的值；
如果计算出的值满足预定标准，则根据所述单元和/或位于所述单元中的所述参考元素的地理位置来定义(324)感兴趣的点。


4.根据权利要求1至2中一项所述的地理定位方法(10)，其中，标识(32)所述感兴趣的点包括：针对每个参考元素计算所述参考元素与每个其他参考元素间隔的距离的步骤(321)；以及对最初对应于所述参考元素的集合(26)的参考元素的临时集合(27)迭代执行下述步骤直至达到停止条件为止：
针对所述参考元素的临时集合(27)的每个参考元素，计算(323)表示位于小于预定阈值的距离处的被称为“相邻元素”的参考元素的数目的值；
如果针对被称为“感兴趣的元素”的元素计算出的最大值大于预定阈值，则：
根据所述感兴趣的元素的地理位置和/或所述感兴趣的元素的相邻元素的地理位置，来定义(327)感兴趣的点；
从所述参考元素的临时集合(27)中去除(329)所述感兴趣的元素以及所述感兴趣的元素的相邻元素。


5.根据权利要求1至4中一项所述的地理定位方法(10)，还包括下述步骤：根据所标识的感兴趣的点的地理位置和/或表示位于小于预定阈值的距离处的所述参考元素的集合(26)的参考元素的数目的值，来过滤所标识的感兴趣的点。


6.根据权利要求3至5中一项所述的地理定位方法(10)，其中，根据权重因子来计算表示参考元素的数目的值，所述权重因子被分配至每个参考元素并且表示由所述校准终端(72)发出所述消息的时刻与所述感兴趣的点被标识的时刻之间经过的时间。


7.根据权利要求1至6中一项所述的地理定位方法(10)，其中，修改(34)所述参考元素的集合(26)包括：针对所述参考元素的集合(26)的每个参考元素，执行下述步骤：
计算(340)所述参考元素与所标识的感兴趣的点中的一个感兴趣的点间隔的最小距离；
如果计算出的最小距离小于预定阈值，则：
将对应的感兴趣的点与所述参考元素关联(34...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥列弗·伊松，雷诺·马蒂，
申请(专利权)人：西格弗克斯公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR