用于网络系统中定位移动设备的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于在网络系统(100)中定位移动设备(110)的方法和装置。对于每个锚站对，由不同的锚站(120C)发送并在锚站(120A，120B)接收的第一信号的接收时间确定接收器信道延迟差。该接收器信道延迟差用于补偿移动设备(110)与锚站对(120A，120B)之间的到达时间差。移动设备(110)和锚站对(120A，120B)之间的补偿到达时间差用于确定移动设备(110)的位置。置。置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于网络系统中定位移动设备的装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于在网络系统中定位移动设备的装置和方法。此外，本专利技术还涉及相应的网络系统、计算机程序产品、和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]室内定位系统(indoor positioning system，IPS)是一种网络系统，用于对物体进行无线定位，如移动设备，或者建筑物内或密集工业区中的人。因为全球定位系统(global positioning system，GPS)需要四颗或更多颗GPS卫星的无遮挡视线，因此GPS往往不适合确定室内位置，所以需要一种特殊的解决方案。再者，微波会被屋顶、墙壁和其他物体衰减和散射，而且表面的多次反射会导致多径传播，从而引起不可控制的误差。
[0003]飞行时间(time of flight，ToF)是信号从发射器传播到接收器所用的传播时间。由于信号传播速率是恒定且已知的，所以信号的传播时间可以直接用来计算发射器和接收器之间的距离。可以将多个(在GPS中，至少有四颗卫星)测量或多个锚站与三边测量相结合，以找到移动设备的位置。
[0004]基于到达时间差(time difference of arrival，TDOA)的三边测量方法，是用于网络系统中定位移动设备的常见方案。在网络系统中，会使用三个或更多的锚站。移动设备的位置是根据从移动设备分别到每个锚站的到达时间差来估算的。然而，在商业系统中，由于这些设备的制造过程不同，对于不同锚站，接收器信道延迟也不同。在使用基于TDOA的方法来定位移动设备的情况下，不同的接收器信道延迟(非同步)会导致不准确的定位。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种解决方案，该解决方案可以减轻传统设备定位技术的缺点。
[0006]独立权利要求的内容实现了上述以及其它的目的。在从属权利要求中可以找到本专利技术的其他有益实施例。
[0007]本专利技术旨在，通过减少网络系统中不同锚站或基站之间的不同接收器信道延迟，来提高定位移动设备的准确性。
[0008]术语“射频(radio frequency，RF)”是指任何具有适当波长的无线电频率。
[0009]术语“锚站”是指基站发射器，其位置是已知的，且在确定移动设备的位置时用作参考位置，锚站例如是基站(base station，BS)或接入点(access point，AP)。
[0010]术语“移动设备”是指其位置正在被识别的设备，例如移动台。
[0011]术语“第一射频信号”是指从一个锚站(例如，基站或接入点)发送(广播)并且由位于该发送锚站附近的锚站接收的射频信号。
[0012]术语“第二射频信号”是指从移动设备(例如，终端设备)发送的射频信号，该射频信号由移动设备附近的锚站接收。
[0013]根据本专利技术的第一方面，通过一种用于在网络系统中定位移动设备的方法来实现
上述和其他目的。该网络系统包括多个锚站。该方法包括以下步骤：对于每个锚站对A
i
和A
j
：确定由不同的锚站A
k
发送并在锚站A
i
和A
j
处接收的第一信号的接收时间的接收器信道延迟差其中i,j,k为整数，i,j,k≥1且i≠j≠k；确定由上述移动设备发送到锚站对A
i
和A
j
的第二信号的接收时间的到达时间差基于到达时间差和接收器信道延迟差获得补偿到达时间差基于补偿到达时间差确定上述移动设备的位置。
[0014]值得注意的是，接收器信道延迟差的确定和到达时间差的确定可以一个接一个地处理，或者同时进行处理。
[0015]根据第一方面的方法的优点在于，通过利用两个锚站之间的接收器信道延迟差来补偿从移动设备传播到锚站对的RF信号的到达时间差，降低了不同锚站处不同接收器信道延迟的影响，从而提高移动设备位置估算的准确性。
[0016]在根据第一方面的方法的实施方式中，如下确定接收器信道延迟差接收到达时间对和其中，和指定由锚站A
k
发送并分别在锚站A
i
和A
j
处接收的第一信号的接收时间。然后，根据接收的到达时间对和确定接收器信道延迟差
[0017]在根据第一方面的方法的实施方式中，如下确定到达时间差分别从锚站A
i
和A
j
接收到达时间对和到达时间和指定由上述移动设备发送并分别在锚站对A
i
和A
j
接收的第二信号的接收时间。根据到达时间对和确定到达时间差
[0018]在根据第一方面的方法的实施方式中，通过从确定的到达时间差中减去接收器信道延迟差来获得补偿到达时间差
[0019]在根据第一方面的方法的实施方式中，基于补偿到达时间差如下确定移动设备的位置：从多个锚站中选择N个不同的锚站对，其中，N是整数，且N≥2。获得分别对应于N个不同锚站对的N个补偿到达时间差。根据N个补偿到达时间差来确定移动设备的位置。具体的，通过补偿到达时间差和光速的乘积来确定移动设备的位置。
[0020]上述实施方式的优点在于，获得了多个补偿到达时间差，并且可以将这些补偿到达时间差用于移动设备的定位，从而进一步提高了设备定位的准确性。
[0021]到达时间和分别包括由锚站A
k
发送的第一信号的发送时间从锚站A
k
分别传播到锚站对A
i
和A
j
的第一信号的传播时间和以及由锚站A
k
发送并分别在锚站对A
i
和A
j
处接收的第一信号的接收时间的接收器信道延迟和特
别地，
[0022][0023][0024]上述到达时间由每个接收锚站对根据上述公式确定。
[0025]在根据第一方面的方法的实施方式中，如果移动设备的待确定位置是二维的，则上述锚站对的最小数量为2；如果移动设备的待确定位置是三维的，则上述锚站对的最小数量为3。
[0026]在根据第一方面的方法的实施方式中，如果N大于最小数量，则可以基于N个补偿到达时间差、N个不同锚站对的位置，根据线性最小二乘法来确定移动设备的位置。
[0027]上述实施方式的优点在于，通过使用线性最小二乘法，可以更精确地确定移动设备的位置。
[0028]在根据第一方面的方法的实施方式中，第一信号和第二信号是两个不同的射频信号。
[0029]根据本专利技术的第二方面，通过一种用于在网络系统中定位移动设备的装置来实现上述和其他目的。该网络系统包括多个锚站。该装置可以是部署在多个锚站之一的程序模块。该装置也可以用单独的设备来实现，例如应用服务器。对于本领域的技术人员来说，应当理解，存在多种模块来实现这些功能。具体的，该设备用于：
[0030]对于每个锚站对A
i
和A
j
：
[0031]确定由不同的锚站本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在网络系统(100)中定位移动设备(110)的方法，所述网络系统(100)包括多个锚站(120A，120B，120C)，所述方法包括以下步骤：对于每个锚站对A
i
(120A)和A
j
(120B)：确定由不同的锚站A
k
(120C)发送并在锚站A
i
(120A)和A
j
(120B)处接收的第一信号的接收时间的接收器信道延迟差其中i,j,k为整数，i,j,k≥1且i≠j≠k；确定由所述移动设备(110)发送到所述锚站对A
i
(120A)和A
j
(120B)的第二信号的接收时间的到达时间差基于所述到达时间差和所述接收器信道延迟差获得补偿到达时间差基于所述补偿到达时间差确定所述移动设备(110)的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定接收器信道延迟差的步骤包括：接收到达时间对和其中，所述到达时间对和指定由锚站A
k
(120C)发送并分别在锚站A
i
(120A)和A
j
(120B)处接收的所述第一信号的接收时间；根据接收的所述到达时间对和确定所述接收时间差3.根据权利要求1或2的方法，其中，所述确定到达时间差的步骤包括：分别从锚站A
i
(120A)和A
j
(120B)接收到达时间对和其中，和指定由所述移动设备(110)发送并分别在所述锚站对A
i
(120A)和A
j
(120B)处接收的所述第二信号的接收时间；根据所述到达时间对和确定所述到达时间差4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述获得补偿到达时间差的步骤包括：从确定的所述到达时间差中减去所述接收器信道延迟差5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述基于所述补偿到达时间差确定所述移动设备(110)的所述位置的步骤包括：从所述多个锚站(120A，120B，120C)中选择N个不同的锚站对，其中，N是整数，且N≥2；获得对应于所述N个不同的锚站对的N个补偿到达时间差；基于所述N个补偿到达时间差确定所述移动设备(110)的所述位置。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述第一信号和所述第二信号是两个不同的射频信号。7.一种用于在网络系统(100)中定位移动设备(110)的装置(130)，其中，所述网络系统(100)包括多个锚站(120A，120B，120C)，所述装置(130)用于：对于每个锚站对A
i
(120A)和A
j
(120B)：
确定由不同的锚站A
k
(120C)发送并在锚站A
i
(120A)和A<...

【专利技术属性】
技术研发人员：阙程晟，杨刚华，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：