專利名稱：多徑環(huán)境中的位置跟蹤方法和裝置的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及對(duì)多徑環(huán)境中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)裝置的位置跟蹤。
2.相關(guān)技術(shù)描述無(wú)線局域網(wǎng)(LAN)是一種可取代或擴(kuò)展傳統(tǒng)的有線LAN以提供更多功能的靈活的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。傳統(tǒng)的有線LAN通過電纜或電線從一臺(tái)設(shè)備向另一臺(tái)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)包。無(wú)線LAN不是使用有線LAN中使用的電線，而是依靠無(wú)線電波在一個(gè)或多個(gè)固定或移動(dòng)裝置和一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通過一種稱為調(diào)制的過程被疊加到無(wú)線電波上，該已調(diào)制無(wú)線電波然后擔(dān)當(dāng)傳輸介質(zhì)。無(wú)線LAN在各種縱向和橫向應(yīng)用(例如，零售、制造、后勤、保健、教育、公共場(chǎng)所等等)中使用。近來(lái)，在部署無(wú)線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)以提供無(wú)線因特網(wǎng)接入服務(wù)方面有迅猛的增長(zhǎng)，尤其是在包括機(jī)場(chǎng)、酒店、咖啡店等的公共“熱鬧地區(qū)”中。
跟蹤移動(dòng)設(shè)備的位置的能力可增加無(wú)線LAN的效用。例如，無(wú)線LAN可能能夠在移動(dòng)用戶于不同位置之間和之內(nèi)移動(dòng)時(shí)(例如，在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部周圍，從家里到辦公室，從室內(nèi)到室外，等等)，向他們提供諸如電話呼叫、電子郵件、位置相關(guān)信息等基于位置的服務(wù)。又如，通過將射頻標(biāo)簽固定到移動(dòng)資產(chǎn)上并因此使得它們經(jīng)由無(wú)線LAN對(duì)人們和信息系統(tǒng)“可見”，位置跟蹤可用于管理位于倉(cāng)庫(kù)、醫(yī)院、碼頭等地的資產(chǎn)。
常被稱為接收信號(hào)強(qiáng)度指示符(RSSI)方法的一種用于跟蹤移動(dòng)設(shè)備和/或射頻標(biāo)簽的常規(guī)技術(shù)利用對(duì)在若干接入點(diǎn)處從移動(dòng)設(shè)備和/或射頻標(biāo)簽接收到的能量的測(cè)量來(lái)估算該移動(dòng)設(shè)備和/或射頻標(biāo)簽的位置。常被稱為到達(dá)時(shí)差(TDOA)方法的第二種用于跟蹤移動(dòng)設(shè)備和/或射頻標(biāo)簽的常規(guī)技術(shù)測(cè)量在移動(dòng)設(shè)備和/或射頻標(biāo)簽與若干接入點(diǎn)之間傳輸?shù)男盘?hào)的到達(dá)時(shí)間，并隨后使用三角測(cè)量法來(lái)估算該移動(dòng)設(shè)備和/或射頻標(biāo)簽的位置。但是，當(dāng)在豐富多徑環(huán)境中使用RSSI和TDOA方法來(lái)跟蹤移動(dòng)設(shè)備和/或射頻標(biāo)簽的位置時(shí)，它們?cè)跍?zhǔn)確性和/或總系統(tǒng)性能上會(huì)遭受嚴(yán)重的退化。
發(fā)明概述在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于校準(zhǔn)無(wú)線跟蹤系統(tǒng)的方法。該方法包括在具有第一多根天線的移動(dòng)裝置鄰近至少一個(gè)預(yù)定的位置時(shí)使用該移動(dòng)裝置來(lái)提供至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)，并且響應(yīng)于提供至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)，在第二多根天線處接收多個(gè)信號(hào)。該方法還包括利用所接收到的多個(gè)信號(hào)和至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)來(lái)確定傳輸矩陣的一部分，并將傳輸矩陣的該部分與預(yù)定的位置相關(guān)聯(lián)。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于在無(wú)線局域網(wǎng)中跟蹤移動(dòng)裝置的方法。該方法包括在第一多根天線處接收多個(gè)信號(hào)、利用所接收到的多個(gè)信號(hào)確定傳輸矩陣的一部分、以及將傳輸矩陣的該部分與預(yù)定的位置相關(guān)聯(lián)。
在本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種無(wú)線局域網(wǎng)。該無(wú)線局域網(wǎng)包括具有能夠提供至少一個(gè)信號(hào)的第一多根天線的至少一個(gè)移動(dòng)裝置，以及一個(gè)具有能夠響應(yīng)于由該至少一個(gè)移動(dòng)裝置所提供的至少一個(gè)信號(hào)來(lái)接收多個(gè)信號(hào)的第二多根天線的接入點(diǎn)。該接入點(diǎn)能夠利用所接收到的多個(gè)信號(hào)來(lái)確定傳輸矩陣的一部分，并將傳輸矩陣的該部分與預(yù)定的位置相關(guān)聯(lián)。
附圖簡(jiǎn)述結(jié)合附圖參考以下描述，可以理解本發(fā)明，在附圖中，相同標(biāo)號(hào)表示相同的元件，在附圖中

圖1示出包括至少一個(gè)接入點(diǎn)和多個(gè)移動(dòng)裝置的無(wú)線局域網(wǎng)的一個(gè)示例性實(shí)施例。
圖2A示出諸如圖1中所示的接入點(diǎn)等接入點(diǎn)的一個(gè)實(shí)施例。
圖2B示出諸如圖1中所示的移動(dòng)裝置等移動(dòng)裝置的一個(gè)實(shí)施例。
圖3A在概念上示出可由圖1中所示的無(wú)線局域網(wǎng)執(zhí)行的下行傳輸?shù)囊粋€(gè)示例性實(shí)施例。
圖3B在概念上示出可由圖1中所示的無(wú)線局域網(wǎng)執(zhí)行的上行傳輸?shù)囊粋€(gè)示例性實(shí)施例。
圖4示出可在圖1所示的無(wú)線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)的一種校準(zhǔn)無(wú)線跟蹤系統(tǒng)的示例性方法。
圖5示出可在圖1所示的無(wú)線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)的一種跟蹤移動(dòng)裝置的示例性方法。
盡管本發(fā)明對(duì)于各種修改和替換形式是敏感的，但已在附圖中作為示例示出其具體實(shí)施例，并在本文中具體描述。但是，應(yīng)當(dāng)理解，本文中對(duì)具體實(shí)施例的描述并非將本發(fā)明限于所揭示的特定形式，相反，本發(fā)明將覆蓋落入如所附權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的所有修改、等效技術(shù)方案和替換方案。
具體實(shí)施例的詳細(xì)描述以下描述本發(fā)明的若干說明性實(shí)施例。為清楚起見，并非實(shí)際實(shí)現(xiàn)的所有特征都在此說明書中得到描述。當(dāng)然，可以理解，在任何此類實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須作出許多實(shí)現(xiàn)專用的決策，來(lái)達(dá)到諸如與系統(tǒng)相關(guān)和業(yè)務(wù)相關(guān)約束的依從性等在各實(shí)現(xiàn)之間變化的開發(fā)者具體的目標(biāo)。此外，可以理解，這一開發(fā)工作可能是復(fù)雜且費(fèi)時(shí)的，但對(duì)從本發(fā)明中獲益的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言仍將是一種采取的例程。
圖1示出無(wú)線局域網(wǎng)100的一個(gè)示例性實(shí)施例。在所示的實(shí)施例中，無(wú)線局域網(wǎng)被部署在包括多個(gè)房間115(1-3)的室內(nèi)空間110中。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明不限于部署在諸如室內(nèi)空間110等內(nèi)部的無(wú)線局域網(wǎng)100。在各種替換實(shí)施例中，無(wú)線局域網(wǎng)100的部分或全部可被部署在室內(nèi)空間110以內(nèi)或以外的任何期望位置上，以及室內(nèi)空間110內(nèi)的任何期望數(shù)量的房間中。
圖1中所示的無(wú)線局域網(wǎng)包括一個(gè)接入點(diǎn)120和若干移動(dòng)裝置125(1-3)。盡管在無(wú)線局域網(wǎng)100的示例性實(shí)施例中示出3個(gè)移動(dòng)裝置125(1-3)，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明不限于3個(gè)移動(dòng)裝置125(1-3)，并且在替換實(shí)施例中，可使用更多或更少的移動(dòng)裝置125(1-3)。此外，移動(dòng)裝置125(1-3)的數(shù)量可隨時(shí)間變化。例如，當(dāng)移動(dòng)裝置125(1-3)被開啟或者被添加到無(wú)線局域網(wǎng)100中時(shí)，移動(dòng)裝置125(1-3)的數(shù)量可能增長(zhǎng)。又如，當(dāng)移動(dòng)裝置125(1-3)被關(guān)閉或者從無(wú)線局域網(wǎng)100中移走時(shí)，移動(dòng)裝置125(1-3)的數(shù)量可能減少。
在各種實(shí)施例中，移動(dòng)裝置125(1-3)可以是蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理、條形碼掃描器、便攜式計(jì)算機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)等等。盡管圖1中所示的移動(dòng)裝置125(1-3)能夠發(fā)送和接收信號(hào)，但是本發(fā)明不限于此。在各種替換實(shí)施例中，移動(dòng)裝置125(1-3)可僅能向接入點(diǎn)120發(fā)送信號(hào)。例如，移動(dòng)裝置125(1-3)可以是可與某個(gè)其它物體相關(guān)聯(lián)的射頻標(biāo)簽。例如，移動(dòng)裝置125(1-3)可以是貼在一個(gè)盒子、一個(gè)箱子、一臺(tái)設(shè)備、或任何其它物體上的射頻標(biāo)簽。又如，移動(dòng)裝置125(1-3)可表示諸如可用來(lái)校準(zhǔn)下述無(wú)線跟蹤系統(tǒng)等可從多個(gè)位置發(fā)送信號(hào)的單獨(dú)的設(shè)備。因此，將術(shù)語(yǔ)“移動(dòng)裝置”理解為包括任何可用以下所詳細(xì)描述的方式確定其位置的設(shè)備或物體。
可在接入點(diǎn)120和移動(dòng)裝置125(1-3)之間傳送語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，可利用諸如2.4GHz已調(diào)制載波無(wú)線電信號(hào)等已調(diào)制無(wú)線電信號(hào)，在接入點(diǎn)120和移動(dòng)裝置125(1-3)之間傳送語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)信號(hào)。但是，除在所附權(quán)利要求書中所闡述的以外，本發(fā)明不限于任何特定頻率的無(wú)線電信號(hào)。例如，在一個(gè)替換實(shí)施例中，可使用5GHz的已調(diào)制載波無(wú)線電信號(hào)。語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)信號(hào)一般沿著多條路徑130(1-6)在接入點(diǎn)120和移動(dòng)裝置125(1-3)之間行進(jìn)。為清楚起見，在圖1中僅示出6條路徑。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，接入點(diǎn)120和移動(dòng)裝置125(1-3)之間可能的路徑數(shù)實(shí)際上是無(wú)限的。
接入點(diǎn)120和移動(dòng)裝置125(1-3)之間可能路徑的分布取決于接入點(diǎn)120和移動(dòng)裝置125(1-3)的位置、室內(nèi)空間110和房間115(1-3)的配置、以及諸如圖1中所示的障礙物135等任何其它障礙物的位置和/或形狀。例如，路徑130(1)實(shí)際上可從移動(dòng)裝置125(1)直接通到接入點(diǎn)120，而路徑130(2)可從房間115(1)的墻壁反射。又如，移動(dòng)裝置125(2)和接入點(diǎn)120之間的路徑130(3-4)可經(jīng)由門口140(1)從房間115(2)通到房間115(1)，然后可從房間115(1)的一面或多面墻壁反射。再如，移動(dòng)裝置125(3)和接入點(diǎn)120之間的路徑130(5-6)可經(jīng)由門口140(2)從房間115(3)通到房間115(1)，然后可從房間115(1)的一面或多面墻壁反射。盡管未在圖1中示出，其它路徑可通過墻壁和/或障礙物135。
由接入點(diǎn)120和/或移動(dòng)裝置125(1-3)發(fā)送的語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)信號(hào)可與由接入點(diǎn)120和/或移動(dòng)裝置125(1-3)接收的對(duì)應(yīng)語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)信號(hào)不同。例如，路徑130(1-6)的長(zhǎng)度變化可能導(dǎo)致在接入點(diǎn)120和移動(dòng)裝置125(1-3)之間所傳輸?shù)男盘?hào)的信號(hào)振幅、相位、到達(dá)時(shí)間、頻率分布、強(qiáng)度及其它類似屬性的變化。又如，沿著路徑130(1-6)的反射次數(shù)的變化，以及反射表面的反射率的變化也可能導(dǎo)致在接入點(diǎn)120和移動(dòng)裝置125(1-3)之間所傳輸?shù)男盘?hào)的振幅、相位、頻率分布、強(qiáng)度及其它類似屬性的變化。當(dāng)語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)信號(hào)在接入點(diǎn)120和移動(dòng)裝置125(1-3)之間沿著多條路徑130(1-6)行進(jìn)時(shí)，信號(hào)中的前述變化一般被本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員稱為語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)信號(hào)的多徑衰落。
在沿著路徑130(1-6)傳輸信號(hào)的時(shí)候，移動(dòng)裝置125(1-3)中的每一個(gè)可鄰近多個(gè)預(yù)定位置150(1-3)中的一個(gè)。在所示的實(shí)施例中，預(yù)定位置150(1-3)可以是文件柜150(1)、水冷卻器150(2)和窗戶150(3)。但是，從本發(fā)明獲益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，多個(gè)預(yù)定位置150(1-3)可與任何期望物體相關(guān)聯(lián)。此外，多個(gè)預(yù)定位置150(1-3)可以不與物理物體相關(guān)聯(lián)。例如，多個(gè)預(yù)定位置150(1-3)可以是多個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)、坐標(biāo)等等。
如將在下文詳細(xì)描述的，由接入點(diǎn)120和/或移動(dòng)裝置125(1-3)發(fā)送的語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)信號(hào)的多徑衰落可用于確定移動(dòng)裝置125(1-3)的位置。例如，多徑衰落可用于確定移動(dòng)裝置125(1)鄰近文件柜150(1)，移動(dòng)裝置125(2)鄰近水冷卻器150(2)，而移動(dòng)裝置125(3)鄰近窗戶150(3)。盡管對(duì)于實(shí)施本發(fā)明而言并非必需，但可利用確定的位置來(lái)向移動(dòng)裝置125(1-3)提供位置相關(guān)服務(wù)。
圖2A示出諸如圖1中所示的接入點(diǎn)120等接入點(diǎn)200的一個(gè)實(shí)施例。接入點(diǎn)200包括可被耦合到發(fā)射器205和接收器210的多根天線201(1-4)。天線201(1-4)中的每一根都能夠發(fā)送由發(fā)射器205提供的獨(dú)立信號(hào)，并能夠接收可提供給接收器210獨(dú)立信號(hào)。例如，天線201(1-4)可能能夠并發(fā)地接收或發(fā)送多達(dá)4個(gè)獨(dú)立的已調(diào)制無(wú)線電信號(hào)。盡管圖2A中所示的接入點(diǎn)200的實(shí)施例包括4根能夠接收或發(fā)送多達(dá)4個(gè)獨(dú)立信號(hào)的天線201(1-4)，但本發(fā)明不限于此。在各種替換實(shí)施例中，可在接入點(diǎn)200中包括期望的任意多根天線201(1-4)，其中每一根都能夠接收或發(fā)送獨(dú)立信號(hào)。
圖2B示出諸如圖1中所示的移動(dòng)裝置125(1-3)等移動(dòng)裝置220的一個(gè)實(shí)施例。移動(dòng)裝置220包括可被耦合到發(fā)射器225的多根天線221(1-4)。在一個(gè)實(shí)施例中，多根天線221(1-4)還可被耦合到接收器230。但是，接收器是可任選的，且對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施而言不是必需的。例如，移動(dòng)裝置220可以是包括發(fā)射器225但不包括接收器230的射頻標(biāo)簽。如上所述，天線221(1-4)中的每一根都能夠發(fā)送由發(fā)射器225提供的獨(dú)立信號(hào)。但是，在替換實(shí)施例中，可使用期望的任意多根天線221(1-4)來(lái)發(fā)送由發(fā)射器225所提供的獨(dú)立信號(hào)。例如，發(fā)射器225可向三根天線221(1-3)提供獨(dú)立信號(hào)。
在包括接收器230的實(shí)施例中，天線221(1-4)中的每一根都能夠接收可由接收器230提供的獨(dú)立信號(hào)。例如，天線221(1-4)可能能夠接收多達(dá)4個(gè)獨(dú)立的已調(diào)制無(wú)線電信號(hào)。盡管圖2A中所示的移動(dòng)裝置220的實(shí)施例包括4根天線221(1-4)，但是本發(fā)明不限于此。在各種替換實(shí)施例中，可在移動(dòng)裝置220中包括期望的任意多根天線221(1-4)，其中每一根都能夠以實(shí)際上公用的頻率接收或發(fā)送獨(dú)立信號(hào)。
圖3A在概念上示出使用無(wú)線局域網(wǎng)100的下行傳輸?shù)氖纠詫?shí)施例。在所示的示例性實(shí)施例中，無(wú)線局域網(wǎng)100包括一個(gè)接入點(diǎn)300和多個(gè)由縮寫MU表示的移動(dòng)裝置310(1-4)。碼元S1、S2、S3、和S4可由接入點(diǎn)300發(fā)送。例如，接入點(diǎn)300可用諸如圖2中所示的天線201(1-4)等4根或更多根天線，以實(shí)際上公用的頻率發(fā)送碼元S1、S2、S3、和S4。由于前述的多徑衰落，移動(dòng)裝置310(1-4)可接收信號(hào)R1、R2、R3、和R4，它們通過矩陣方程Ri=[H·S→+n→]i=ΣjaijSj+ni]]>與所發(fā)送的碼元S1、S2、S3、和S4相關(guān)，其中aij是傳輸矩陣的元素，H和ni表示噪聲。
移動(dòng)裝置310(1-4)利用所接收到的信號(hào)Ri的至少一部分來(lái)估算傳輸矩陣aij。在一個(gè)實(shí)施例中，所發(fā)送的碼元Sj中的每一個(gè)都包括指示傳輸信道j的預(yù)定訓(xùn)練序列Tj。例如，訓(xùn)練序列Ti可包括多個(gè)預(yù)定的導(dǎo)頻序列pj，其中每一個(gè)都作為前同步信號(hào)的一部分被發(fā)送。接入點(diǎn)300可在一列連續(xù)的預(yù)定時(shí)隙中的一個(gè)發(fā)送多個(gè)導(dǎo)頻序列pj中的每一個(gè)。移動(dòng)裝置310(1-4)標(biāo)識(shí)在預(yù)定時(shí)隙中由接入點(diǎn)300發(fā)送的導(dǎo)頻序列pj，并利用等式aij＝Ri/pj來(lái)估算傳輸矩陣的至少一部分。
圖3B在概念上示出使用無(wú)線局域網(wǎng)100的上行傳輸?shù)囊粋€(gè)示例性實(shí)施例。在所示的示例性實(shí)施例中，碼元S1、S2、S3、和S4可由移動(dòng)裝置310(1)在不同時(shí)間發(fā)送。由于前述的多徑衰落，接入點(diǎn)300上的天線201(1-4)可接收信號(hào)R1、R2、R3、和R4，它們通過矩陣方程Ri=[H·S→+n→]i=ΣjaijSj+ni]]>與所發(fā)送的碼元S1、S2、S3、和S4相關(guān)，其中aij是傳輸矩陣的元，H和ni表示噪聲。
接入點(diǎn)300利用所接收到的信號(hào)Ri的至少一部分來(lái)估算傳輸矩陣aij，在此示例性實(shí)施例中，所接收到的信號(hào)Ri至少是由4根天線201(1-4)接收的。在一個(gè)實(shí)施例中，所接收到的碼元Ri中的每一個(gè)都包括指示傳輸信道j的預(yù)定訓(xùn)練序列Tj，其中訓(xùn)練序列Tj是由耦合到移動(dòng)裝置310(1)的多根天線中的一根發(fā)送的。訓(xùn)練序列Tj可包括作為前同步信號(hào)的一部分被發(fā)送的預(yù)定導(dǎo)頻序列pj。例如，移動(dòng)裝置310(1)可在一列連續(xù)的預(yù)定時(shí)隙中的每一個(gè)發(fā)送導(dǎo)頻序列pj。接入點(diǎn)300可標(biāo)識(shí)在預(yù)定時(shí)隙中由移動(dòng)裝置310(1)發(fā)送的導(dǎo)頻序列pj，并利用等式aij＝Ri/pj來(lái)估算對(duì)應(yīng)于移動(dòng)裝置310(1)的傳輸矩陣。
圖4示出可在無(wú)線局域網(wǎng)100中實(shí)現(xiàn)的一種校準(zhǔn)無(wú)線跟蹤系統(tǒng)的示例性方法。在一個(gè)實(shí)施例中，利用諸如圖2B中所示的移動(dòng)裝置220等包括第一多根天線的移動(dòng)裝置可提供至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)(在400)。該校準(zhǔn)信號(hào)是在當(dāng)移動(dòng)裝置鄰近至少一個(gè)預(yù)定位置時(shí)提供的(在400)。例如，可在當(dāng)移動(dòng)裝置鄰近圖1中所示的文件柜150(1)、水冷卻器150(2)和/或窗戶150(3)時(shí)提供校準(zhǔn)信號(hào)。但是，如前文所提及的，可在移動(dòng)裝置鄰近諸如網(wǎng)格點(diǎn)、坐標(biāo)等非物理位置時(shí)提供校準(zhǔn)信號(hào)。
響應(yīng)于提供至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)，在第二多根天線處接收(在410處)多個(gè)信號(hào)。例如，這多個(gè)信號(hào)可以是沿著不同路徑，從圖2B中所示的耦合到移動(dòng)裝置220的4根天線221(1-4)行進(jìn)到圖2A中所示的耦合到接入點(diǎn)200的4根天線201(1-4)的多個(gè)信號(hào)。
傳輸矩陣的一部分是利用多個(gè)所接收到的信號(hào)和至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)來(lái)確定的(在420)。例如，校準(zhǔn)信號(hào)可包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)頻序列。如以上詳細(xì)討論的，圖3B中所示的接入點(diǎn)300可標(biāo)識(shí)由移動(dòng)裝置310(1)所發(fā)送的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)頻序列pj。然后接入點(diǎn)300可利用該一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)頻序列來(lái)確定(在420)對(duì)應(yīng)于移動(dòng)裝置310(1)的傳輸矩陣的元素?；蛘?，接入點(diǎn)300可利用多個(gè)所接收到的信號(hào)和至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)來(lái)確定(在420)傳輸矩陣的一個(gè)或多個(gè)特征參數(shù)。例如，接入點(diǎn)300可確定(在420)傳輸矩陣的一個(gè)或多個(gè)奇異值。又如，接入點(diǎn)300可確定(在420)傳輸矩陣的一個(gè)或多個(gè)特征值或特征向量。
將傳輸矩陣的所確定部分與預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)(在430)。例如，可將傳輸矩陣中對(duì)應(yīng)于移動(dòng)裝置310(1)的元素與預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)(在430)。又如，可將傳輸矩陣的一個(gè)或多個(gè)奇異值與預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)(在430)。在一個(gè)實(shí)施例中，傳輸矩陣的所確定部分和相關(guān)聯(lián)的預(yù)定位置可存儲(chǔ)在例如數(shù)據(jù)庫(kù)中。
圖5示出可在無(wú)線局域網(wǎng)100中實(shí)現(xiàn)的一種跟蹤移動(dòng)裝置的示例性方法。在第一多根天線處被接收(在500)多個(gè)信號(hào)。在以下稱為“上行”實(shí)施例的第一示例性實(shí)施例中，第一多根天線被耦合到一接入點(diǎn)，該接入點(diǎn)接收(在500)從耦合到一移動(dòng)裝置的第二多根天線沿著不同路徑行進(jìn)的多個(gè)信號(hào)。在以下稱為“下行”實(shí)施例的第二實(shí)施例中，第一多根天線被耦合到一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)裝置，這些移動(dòng)裝置接收(在500)從耦合到該接入點(diǎn)的第二多根天線沿不同路徑行進(jìn)的多個(gè)信號(hào)。
傳輸矩陣的一部分是利用多個(gè)所接收到的信號(hào)來(lái)確定的(在510)。在上行實(shí)施例中，接入點(diǎn)利用響應(yīng)于由一移動(dòng)裝置提供的多個(gè)信號(hào)在接入點(diǎn)處所接收到的(在500)多個(gè)信號(hào)，來(lái)確定(在510)傳輸矩陣的該部分。在各種替換的上行實(shí)施例中，接入點(diǎn)可確定(在510)傳輸矩陣的所有元素、傳輸矩陣的一個(gè)或多個(gè)奇異值、傳輸矩陣的一個(gè)或多個(gè)特征值、和/或傳輸矩陣的一個(gè)或多個(gè)特征向量。
在下行實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)裝置利用響應(yīng)于由接入點(diǎn)提供的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)所接收到的(在500)多個(gè)信號(hào)，來(lái)確定傳輸矩陣中對(duì)應(yīng)于每個(gè)移動(dòng)裝置的一部分。在各種替換的下行實(shí)施例中，移動(dòng)裝置可確定(在510)傳輸矩陣的所有元素、傳輸矩陣的一個(gè)或多個(gè)奇異值、傳輸矩陣的一個(gè)或多個(gè)特征值、和/或傳輸矩陣的一個(gè)或多個(gè)特征向量。該移動(dòng)裝置隨即向接入點(diǎn)發(fā)送傳輸矩陣的所確定部分。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，前述各種計(jì)算中的一些計(jì)算可由接入點(diǎn)執(zhí)行。例如，每個(gè)移動(dòng)裝置可確定(在510)傳輸矩陣的元素，并將所確定的元素發(fā)送給接入點(diǎn)，接入點(diǎn)隨即利用所發(fā)送的元素來(lái)確定(在510)傳輸矩陣中諸如奇異值、特征向量、特征值等一個(gè)或多個(gè)特征參數(shù)。
在上行和下行實(shí)施例中，傳輸矩陣的該部分與一預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)(在520)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過從一個(gè)或多個(gè)所存儲(chǔ)的傳輸矩陣之中確定最靠近的鄰居，來(lái)使傳輸矩陣的該部分與預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)(在520)，其中這些所存儲(chǔ)的傳輸矩陣中的每一個(gè)都與一預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)。例如，在使用4根天線的示例性情形中，傳輸矩陣和一所存儲(chǔ)的傳輸矩陣之間的距離d可使用以下公式來(lái)確定d=Σk=14(λk-λk′)2,]]>其中λk和λk′分別是傳輸矩陣H和所存儲(chǔ)的傳輸矩陣H′的奇異值?？赏ㄟ^從所存儲(chǔ)的傳輸矩陣之中找出距離d的最小值來(lái)確定最靠近的鄰居。隨即可將傳輸矩陣的該部分與對(duì)應(yīng)于最靠近鄰居的所存儲(chǔ)傳輸矩陣的預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)(在520)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，前述最靠近鄰居的計(jì)算本質(zhì)上是示例性的，并且不會(huì)限制本發(fā)明，除了在所附權(quán)利要求書中所闡述的之外。在替換實(shí)施例中，可用任何期望的方式將傳輸矩陣的該部分與預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)(在520)。
在一個(gè)實(shí)施例中，響應(yīng)于將傳輸矩陣的一部分與預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)，可估算(在530)移動(dòng)裝置的位置。例如，如果傳輸矩陣的一部分與圖1中所示的窗戶150(3)的位置相關(guān)聯(lián)，則可估算(在530)該移動(dòng)裝置的位置是和窗戶150(3)相同。隨即可利用所估算的移動(dòng)裝置的位置來(lái)向該移動(dòng)裝置提供(在540)位置相關(guān)信息。
以上所描述的系統(tǒng)和方法與已知的跟蹤技術(shù)相比具有若干優(yōu)點(diǎn)。以上所描述的校準(zhǔn)和/或跟蹤方法可僅使用一個(gè)接入點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，盡管如有需要，可使用一個(gè)以上接入點(diǎn)?？衫靡粋€(gè)頻道來(lái)進(jìn)行前述的傳輸，并且不需要如RSSI和TDOA技術(shù)中所要求的將附近的接入點(diǎn)調(diào)諧到移動(dòng)裝置的特定信道。因此，本發(fā)明的跟蹤技術(shù)可產(chǎn)生優(yōu)于RSSI和TDOA技術(shù)的性能。此外，本發(fā)明在多徑豐富環(huán)境中可展示較佳的性能，因此可比諸如RSSI和TDOA等傳統(tǒng)技術(shù)更適合于戶內(nèi)的應(yīng)用。
以上所揭示的特定實(shí)施例僅僅是說明性的，因?yàn)榭捎脤?duì)從本文的教導(dǎo)獲益的本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的不同但等效的方式來(lái)修改和實(shí)施本發(fā)明。此外，除了在所附權(quán)利要求書中所描述的以外，對(duì)本文中所示的構(gòu)造或設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)沒有任何限制。因此，很明顯，以上所揭示的特定實(shí)施例可被改變或修改，且所有此類變體都被視為落入本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)。由此，本文中所要求的保護(hù)在所附權(quán)利要求書中闡述。
權(quán)利要求
1.一種校準(zhǔn)無(wú)線跟蹤系統(tǒng)的方法，包括當(dāng)具有第一多根天線的移動(dòng)裝置鄰近至少一個(gè)預(yù)定位置時(shí)，利用所述移動(dòng)裝置來(lái)提供至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)；響應(yīng)于提供所述至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)，在第二多根天線處接收多個(gè)信號(hào)；利用所述多個(gè)所接收到的信號(hào)和所述至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)來(lái)確定傳輸矩陣的一部分；以及將所述傳輸矩陣的該部分與所述預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述多個(gè)信號(hào)包括接收沿著不同路徑從所述第一多根天線行進(jìn)到所述第二多根天線的多個(gè)信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，提供至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)包括提供至少一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，確定傳輸矩陣的一部分包括確定所述傳輸矩陣的元素。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，確定所述傳輸矩陣的元素包括利用至少一個(gè)訓(xùn)練序列來(lái)確定所述傳輸矩陣的元素。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，確定傳輸矩陣的一部分包括確定所述傳輸矩陣的奇異值、特征值和特征向量中的至少一個(gè)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)移動(dòng)裝置鄰近至少一個(gè)預(yù)定位置時(shí)提供至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)包括當(dāng)所述移動(dòng)裝置鄰境對(duì)應(yīng)的多個(gè)預(yù)定位置中的每一個(gè)時(shí)，提供多個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括存儲(chǔ)所述傳輸矩陣的所確定的部分和相關(guān)聯(lián)的預(yù)定位置。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，存儲(chǔ)所述傳輸矩陣的所確定的部分和相關(guān)聯(lián)的預(yù)定位置包括將傳輸矩陣的所確定的部分和所述相關(guān)聯(lián)的預(yù)定位置存儲(chǔ)在一數(shù)據(jù)庫(kù)中。
10.一種在無(wú)線局域網(wǎng)中跟蹤移動(dòng)裝置的方法，包括在第一多根天線處接收多個(gè)信號(hào)；利用所接收到的多個(gè)信號(hào)來(lái)確定傳輸矩陣的一部分；以及將所述傳輸矩陣的該部分與一預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，確定傳輸矩陣的一部分包括確定所述傳輸矩陣的多個(gè)元素。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，確定傳輸矩陣的一部分包括利用所述傳輸矩陣的多個(gè)元素來(lái)確定所述傳輸矩陣的奇異值、特征值、和特征向量中的至少一個(gè)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，將所述傳輸矩陣的一部分與預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)包括利用至少一個(gè)所存儲(chǔ)的傳輸矩陣的一部分，將所述傳輸矩陣的愛部分與所述預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)，其中，所述至少一個(gè)存儲(chǔ)的傳輸矩陣的一部分是與所述預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)的。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，利用至少一個(gè)所存儲(chǔ)的傳輸矩陣的一部分將傳輸矩陣的一部分與預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)包括利用所述至少一個(gè)所存儲(chǔ)的傳輸矩陣的一部分來(lái)確定與所述傳輸矩陣的該部分最靠近的鄰居。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，接收多個(gè)信號(hào)包括接收由第二多根天線所提供的多個(gè)信號(hào)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，接收多個(gè)信號(hào)包括接收沿不同路徑從所述第二多根天線行進(jìn)到所述第一多根天線的多個(gè)信號(hào)。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，接收由第二多根天線所提供的多個(gè)信號(hào)包括在耦合到一接入點(diǎn)的所述第一多根天線處接收由耦合到一移動(dòng)裝置的所述第二多根天線所提供的多個(gè)信號(hào)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，確定傳輸矩陣的一部分包括在所述接入點(diǎn)處確定所述傳輸矩陣的一部分。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，接收由第二多根天線提供的多個(gè)信號(hào)包括在耦合到至少一個(gè)移動(dòng)裝置的所述第一多根天線處接收由耦合到一接入點(diǎn)的所述第二多根天線所提供的多個(gè)信號(hào)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，確定傳輸矩陣的一部分包括在所述移動(dòng)裝置處確定所述傳輸矩陣的一部分。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括向所述接入點(diǎn)提供傳輸矩陣的所確定的部分。
22.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，接收多個(gè)信號(hào)包括接收至少一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)。
23.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在第一多根天線處接收多個(gè)信號(hào)包括在所述第一多根天線處接收具有實(shí)際上公用頻率的多個(gè)信號(hào)。
24.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括響應(yīng)于將所述傳輸矩陣的該部分與所述預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)，估算所述移動(dòng)裝置的位置。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，還包括利用所估算的移動(dòng)裝置的位置，向所述移動(dòng)裝置提供位置相關(guān)信息。
26.一種無(wú)線局域網(wǎng)，包括具有能夠提供多個(gè)信號(hào)的第一多根天線的移動(dòng)裝置；具有能夠響應(yīng)于所述移動(dòng)裝置所提供的多個(gè)信號(hào)而接收多個(gè)信號(hào)的第二多根天線的接入點(diǎn)，所述接入點(diǎn)能夠利用所接收到的多個(gè)信號(hào)來(lái)確定傳輸矩陣的一部分；以及將所述傳輸矩陣的該部分與一預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)。
27.如權(quán)利要求26所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述接入點(diǎn)還能夠利用至少一個(gè)所存儲(chǔ)的傳輸矩陣的一部分，將所述傳輸矩陣的該部分與所述預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)，且其中，所述至少一個(gè)所存儲(chǔ)的傳輸矩陣的一部分與所述預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)。
28.如權(quán)利要求26所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述接入點(diǎn)還能夠響應(yīng)于將所述傳輸矩陣的一部分與所述預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)而估算所述移動(dòng)裝置的位置。
29.如權(quán)利要求28所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述接入點(diǎn)還能夠利用所估算的移動(dòng)裝置的位置來(lái)向所述移動(dòng)裝置提供位置相關(guān)信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種校準(zhǔn)無(wú)線跟蹤系統(tǒng)的方法，以及一種在無(wú)線局域網(wǎng)中跟蹤移動(dòng)裝置的方法。該方法包括在具有第一多根天線的移動(dòng)裝置鄰近至少一個(gè)預(yù)定位置時(shí)，利用該移動(dòng)裝置來(lái)提供至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)，并響應(yīng)于提供至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)，在第二多根天線處接收多個(gè)信號(hào)。該方法還包括利用多個(gè)所接收到的信號(hào)和至少一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)來(lái)確定傳輸矩陣的一部分，并將傳輸矩陣的該部分與預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)。
文檔編號(hào)H04W64/00GK1771754SQ200580000168
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月9日
發(fā)明者J·莎洛尼 申請(qǐng)人:訊寶科技公司