專利名稱：無線網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)站點(diǎn)的位置確定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)中定位和確定無線移動(dòng)站點(diǎn)位置的 方法。針對(duì)本說明書的目的，可以將這種通信網(wǎng)絡(luò)稱為機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)多址接入
(ODMA)網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
位置的確定對(duì)于服務(wù)提供商在對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的訂戶提供基于定位的服 務(wù)中是有益的。這些服務(wù)包括，例如，提供駕駛方向指令、車輛追蹤、相 關(guān)區(qū)域信息和可用應(yīng)用；也同時(shí)針對(duì)各種目的和帳單差異化而實(shí)現(xiàn)訂戶分類。
此外，全世界的各種管理機(jī)構(gòu)現(xiàn)在需要無線電話網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)提供商必 須能夠定位無線電話的用戶，以便于緊急呼叫處理。
這些規(guī)章要求必須在用戶的實(shí)際物理位置的預(yù)定距離范圍內(nèi)確定這 種用戶的位置。例如，在美國，聯(lián)邦通信委員會(huì)公布了無線增強(qiáng)911 (E911) 規(guī)則，該規(guī)則要求服務(wù)提供商必須能夠在用戶實(shí)際物理位置的125米內(nèi)， 在該服務(wù)器提供商的網(wǎng)絡(luò)上定位至少無線電話用戶的至少三分之二。
通常使用基于網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)或基于站點(diǎn)的定位系統(tǒng)來確定網(wǎng)絡(luò)中 無線站點(diǎn)的位置。典型地，基于網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)采用涉及無線站點(diǎn)和固定 位置基站或接入點(diǎn)(用作無線站點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)之間的通信端口)之間的信號(hào)三 角測(cè)量(triangulation)的技術(shù)。基于站點(diǎn)的系統(tǒng)可以結(jié)合其它技術(shù)，例如 可構(gòu)建于站點(diǎn)的無線設(shè)備內(nèi)或與該設(shè)備結(jié)合使用的全球定位系統(tǒng)(GPS) 接收機(jī)。
針對(duì)服務(wù)差異化的需求可能相關(guān)地增長，并且緊急事件規(guī)定有可能擴(kuò) 展到除了電話之外的無線設(shè)備。因而，用戶站點(diǎn)的準(zhǔn)確位置和定位現(xiàn)在己 成為無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的重要特征。目前，由于VOIP設(shè)備和地理位置之間 沒有固定的關(guān)系，所以在不使用定位設(shè)備和無線單元的情況下，定位某些諸如在VOIP (基于因特網(wǎng)協(xié)議的語音技術(shù))環(huán)境下的設(shè)備比較困難。此 外，定位技術(shù)易受到可能會(huì)提供不可檢測(cè)到的站點(diǎn)的限制。
本發(fā)明的目標(biāo)是使用不依據(jù)基站和接入點(diǎn)的基于網(wǎng)絡(luò)的方法，提供與 無線移動(dòng)站點(diǎn)相關(guān)的準(zhǔn)確、連續(xù)的位置和定位信息，其中該無線站點(diǎn)包括 VOIP和其它傳統(tǒng)不可檢測(cè)的設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種操作包括多個(gè)站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)的方法，其中每個(gè)站 點(diǎn)都能夠傳輸和接收數(shù)據(jù)，從而網(wǎng)絡(luò)可以通過至少一個(gè)所選的中間站點(diǎn)， 在站點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)，該方法包括
從每個(gè)站點(diǎn)傳輸探測(cè)信號(hào)；
在探測(cè)信號(hào)的至少一些中傳輸位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)，該位置數(shù) 據(jù)包括指示傳輸探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置的數(shù)據(jù)，以及位置確定 數(shù)據(jù)包括接收探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)可使用的、用于確定該站點(diǎn)和/或其它站點(diǎn)的 絕對(duì)或相對(duì)位置的數(shù)據(jù)；
在從一個(gè)或多個(gè)探測(cè)站點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)處，保持從探測(cè)站點(diǎn)中 的所選探測(cè)站點(diǎn)接收的位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)；以及
在每個(gè)站點(diǎn)處保持所述位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)，利用所述位置數(shù) 據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)來確定所述每個(gè)站點(diǎn)和/或其它站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位 置。
在探測(cè)信號(hào)中的位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)可以包括指示傳輸探測(cè) 信號(hào)的站點(diǎn)所選擇的附近站點(diǎn)的絕對(duì)位置或相對(duì)位置的數(shù)據(jù)。
位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)可以用于確定與所述每個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行直接 通信的其它站點(diǎn)以及與所述每個(gè)站點(diǎn)不直接進(jìn)行通信的其它站點(diǎn)的相對(duì) 或絕對(duì)位置。
可以在通信網(wǎng)絡(luò)中操作該方法，其中，站點(diǎn)可以將消息從起始站點(diǎn)通
過至少一個(gè)隨機(jī)選擇的中間站點(diǎn)傳輸?shù)侥康牡卣军c(diǎn)。
可選地，在網(wǎng)絡(luò)中操作該方法，主要用于在網(wǎng)絡(luò)中跟蹤或定位站點(diǎn)。 該方法可以包括在每個(gè)站點(diǎn)處選擇用于將探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)狡渌军c(diǎn)
的信道，在所選信道上，從探測(cè)站點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào)的其它站點(diǎn)直接地或通過其它站點(diǎn)間接地進(jìn)行響應(yīng)。
該方法可以包括在探測(cè)信號(hào)中傳輸時(shí)鐘數(shù)據(jù)，并且利用所述時(shí)鐘數(shù)據(jù) 來確定探測(cè)信號(hào)在站點(diǎn)之間傳遞所用的時(shí)間，因而確定所述站點(diǎn)之間的距 離。
該方法還包括使網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)的時(shí)鐘同步，將為了同步目的的更新定時(shí) 數(shù)據(jù)從中心定時(shí)機(jī)構(gòu)傳輸?shù)狡渌军c(diǎn)。
響應(yīng)于在更新定時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸(相對(duì)于在站點(diǎn)處接收到的這種數(shù)據(jù)的 其它先前或同時(shí)的傳輸)方面計(jì)算的累積誤差函數(shù)，可以確定在任何站點(diǎn) 處的對(duì)所述更新定時(shí)數(shù)據(jù)的接受或拒絕，從而在網(wǎng)絡(luò)每^^站點(diǎn)的時(shí)鐘同步 方面保持高水平的準(zhǔn)確度。
位置數(shù)據(jù)可以包括指示達(dá)到預(yù)定準(zhǔn)確度的一個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)的位置的 位置信息。
位置數(shù)據(jù)可以包括從配備有基于站點(diǎn)的定位系統(tǒng)的站點(diǎn)、或具有已知 固定位置的站點(diǎn)處獲得的絕對(duì)位置信息。
可選地或此外，位置數(shù)據(jù)可以包括指示相對(duì)于其它站點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè) 站點(diǎn)的位置的相對(duì)位置信息。
可以通過利用站點(diǎn)間傳輸?shù)奶綔y(cè)信號(hào)中的傳輸功率和/或路徑損失數(shù) 據(jù)來確定站點(diǎn)間近似距離的站點(diǎn)，獲得相對(duì)位置信息。
可選地或此外，可以通過利用從站點(diǎn)間傳輸?shù)奶綔y(cè)信號(hào)中提取的定時(shí) 數(shù)據(jù)來確定站點(diǎn)間距離的站點(diǎn)，獲得相對(duì)位置信息。
定時(shí)數(shù)據(jù)可以包括通過響應(yīng)所接收到的探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)插入應(yīng)答探 測(cè)信號(hào)的處理延遲數(shù)據(jù)，該處理延遲數(shù)據(jù)指示在響應(yīng)所接收的探測(cè)信號(hào)的 站點(diǎn)處處理所接收的探測(cè)信號(hào)所用的時(shí)間。
該方法可以包括通過三角測(cè)量獲得指示一個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)位置的位置 信息。
該方法可以包括通過確定相對(duì)于先前確定了自身絕對(duì)位置的其它站 點(diǎn)的站點(diǎn)位置，利用絕對(duì)和相對(duì)位置信息的組合來確定另外站點(diǎn)的絕對(duì)位 置，從而不能與具有絕對(duì)位置信息的其它站點(diǎn)直接通信的這些另外站點(diǎn)可 以間接地確定其自身的絕對(duì)位置。
該方法可以包括提供多個(gè)種子站點(diǎn)，每個(gè)種子站點(diǎn)能夠確定、或具有絕對(duì)位置數(shù)據(jù)，所述種子站點(diǎn)的絕對(duì)位置具有相對(duì)較高的準(zhǔn)確度，其它站 點(diǎn)將探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)剿龇N子站點(diǎn)、以及從所述種子站點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào)， 因而從所述種子站點(diǎn)獲得絕對(duì)位置信息來確定所述其它站點(diǎn)自身的絕對(duì) 位置，并且另外站點(diǎn)將探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)剿銎渌军c(diǎn)、以及從所述其它站 點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào)，因而從所述其它站點(diǎn)獲得絕對(duì)位置信息，來確定所述另 外站點(diǎn)自身的絕對(duì)位置。
每個(gè)站點(diǎn)可以選擇所接收的探測(cè)信號(hào)，并根據(jù)這些所接收的探測(cè)信號(hào) 被確定包含在距離測(cè)量能力或時(shí)鐘同步方面的高質(zhì)量的位置或定時(shí)數(shù)據(jù) 的程度，從所接收的探測(cè)信號(hào)中提取位置或定時(shí)數(shù)據(jù)。
該方法可以包括分析所接收的探測(cè)信號(hào)，來確定在機(jī)會(huì)最佳峰期間是 否傳輸所接收的探測(cè)信號(hào)。
該方法可以包括測(cè)量這些所接收的探測(cè)信號(hào)中的路徑損失和/或多徑 失真，并且選擇具有低路徑損失和/或低多徑失真的探測(cè)信號(hào)，以從中提取 位置或定時(shí)數(shù)據(jù)。
站點(diǎn)可以在它們的探測(cè)信號(hào)中包括與它們保持靜止的時(shí)間長度相關(guān) 的數(shù)據(jù)，接收探測(cè)信號(hào)的其它站點(diǎn)優(yōu)先利用來自保持靜止最長時(shí)間的站點(diǎn) 的位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)。
站點(diǎn)可以在它們的探測(cè)信號(hào)中包括與以下的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的輔助 數(shù)據(jù)在探測(cè)信號(hào)中識(shí)別的站點(diǎn)間的傳輸跳躍的數(shù)量和/或質(zhì)量；指示包括
在探測(cè)信號(hào)中的定時(shí)數(shù)據(jù)或位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)的壽命(age)的 壽命數(shù)據(jù)；與探測(cè)信號(hào)中識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)相關(guān)的位置信息的所述或 所確定的準(zhǔn)確度等級(jí)；以及指示是否在機(jī)會(huì)峰處發(fā)送探測(cè)信號(hào)的質(zhì)量數(shù) 據(jù)，接收探測(cè)信號(hào)的其它站點(diǎn)選擇性地依據(jù)包括在所接收探測(cè)信號(hào)中的輔 助數(shù)據(jù)的性質(zhì)，利用其中的位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)。
可以在中心機(jī)構(gòu)定義的探測(cè)信道上傳輸探測(cè)信號(hào)，因此減少干擾并防 止對(duì)信號(hào)的抑制或竊聽。
站點(diǎn)可以在其它站點(diǎn)失去彼此的連接之后的預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持這些其 它站點(diǎn)的歷史位置數(shù)據(jù)，可檢索所述歷史位置數(shù)據(jù)以確定與之失去連接的 站點(diǎn)的最后已知位置。
站點(diǎn)可以利用由于站點(diǎn)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的探測(cè)信號(hào)中數(shù)據(jù)的變化或探測(cè)信號(hào)的其它特性，來解決探測(cè)信號(hào)中相對(duì)位置數(shù)據(jù)和/或位置確定 數(shù)據(jù)的模糊性。
可以根據(jù)所確定的所述站點(diǎn)和/或其它附近站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置，來 調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中來自站點(diǎn)的可用服務(wù)的性質(zhì)或質(zhì)量。
例如，該方法可以包括向站點(diǎn)的用戶提供與靠近所確定的所述站點(diǎn)位 置的設(shè)備、對(duì)象或人、或其它站點(diǎn)相關(guān)的信息。
在該方法的一個(gè)實(shí)施例中，需要與相對(duì)于第一站點(diǎn)移動(dòng)的第二站點(diǎn)相 關(guān)的位置信息的第一站點(diǎn)可以直接地或通過一個(gè)或多個(gè)中間站點(diǎn)，以所選
擇的用于提供位置信息的增強(qiáng)分辨力(resolution)的增大速率，將梯度收 集探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)奖粚ぶ返牡诙军c(diǎn)。
可以僅當(dāng)?shù)谝徽军c(diǎn)需要所述位置信息時(shí)，才以增大速率傳輸所述梯度 收集探測(cè)信號(hào)。
優(yōu)選地，梯度收集探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)乃鲈龃笏俾手辽偈谴笥谄鋫鬏數(shù)?標(biāo)準(zhǔn)速率的數(shù)量級(jí)。
需要與網(wǎng)絡(luò)中另一站點(diǎn)相關(guān)的位置信息的第一站點(diǎn)可以將位置請(qǐng)求 消息傳輸?shù)奖粚ぶ返谋３志W(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)的中 心機(jī)構(gòu)；傳輸?shù)奖粚ぶ返牡谝弧⒄?qǐng)求站點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)相鄰站點(diǎn)，以便向 前傳輸?shù)狡渌军c(diǎn)；或直接傳輸?shù)奖粚ぶ返钠渌军c(diǎn)。
需要其位置的站點(diǎn)可以利用所需的位置信息，將應(yīng)答消息通過網(wǎng)絡(luò)傳 輸?shù)降谝徽军c(diǎn)。
第一站點(diǎn)可以將所尋址的梯度收集探測(cè)信號(hào)通過一個(gè)或多個(gè)中間站 點(diǎn)傳輸?shù)奖粚ぶ返钠渌军c(diǎn)，所述其它站點(diǎn)通過一個(gè)或多個(gè)中間站點(diǎn)傳輸 響應(yīng)，由此通過中間站點(diǎn)產(chǎn)生梯度，所述梯度提供了使能在所述第一站點(diǎn) 和所述其它站點(diǎn)之間確立相對(duì)或絕對(duì)方向矢量的信息。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種包括多個(gè)站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)站點(diǎn)能夠傳 輸和接收數(shù)據(jù)，從而該網(wǎng)絡(luò)可以通過至少一個(gè)所選中間站點(diǎn)，在站點(diǎn)之間 傳輸數(shù)據(jù)，其中網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)站點(diǎn)包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和數(shù)據(jù)處理裝置， 并可操作用于
將探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)狡渌军c(diǎn)，并從其它站點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào)； 在探測(cè)信號(hào)的至少一些中傳輸位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)，該位置數(shù)據(jù)包括指示傳輸探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置的數(shù)據(jù)，并且該位置確 定數(shù)據(jù)包括接收探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)可使用的、用于確定該站點(diǎn)和/或其它站點(diǎn) 的絕對(duì)或相對(duì)位置的數(shù)據(jù)；
在從一個(gè)或多個(gè)探測(cè)站點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)處，保持從探測(cè)站點(diǎn)中
的所選探測(cè)站點(diǎn)接收的位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)；以及
利用所保持的位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)來確定所述站點(diǎn)和/或其它 站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置。
包括與所述站點(diǎn)進(jìn)行直接通信的其它站點(diǎn)，以及與所述站點(diǎn)不直接進(jìn) 行通信的其它站點(diǎn)。 '
每個(gè)站點(diǎn)可操作用于確定與所述站點(diǎn)直接進(jìn)行通信的其它站點(diǎn)的絕 對(duì)或相對(duì)位置，以及與所述站點(diǎn)不直接進(jìn)行通信的其它站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì) 位置。
優(yōu)選地，每個(gè)站點(diǎn)包括時(shí)鐘，并設(shè)置用于在探測(cè)信號(hào)中傳輸時(shí)鐘數(shù)據(jù)， 并利用所述時(shí)鐘數(shù)據(jù)來確定探測(cè)信號(hào)在站點(diǎn)之間傳遞所用的時(shí)間，因而確 定所述站點(diǎn)之間的距離。
該網(wǎng)絡(luò)可以包括中心定時(shí)機(jī)構(gòu)，用于將更新定時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)的站 點(diǎn)，其中，每個(gè)站點(diǎn)設(shè)置用于利用更新定時(shí)數(shù)據(jù)，使其時(shí)鐘與網(wǎng)絡(luò)其它站 點(diǎn)的時(shí)鐘同步。
優(yōu)選地，每個(gè)站點(diǎn)設(shè)置用于根據(jù)在所述更新定時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸(相對(duì)于 在站點(diǎn)處接收到的這種數(shù)據(jù)的其它先前或同時(shí)的傳輸)方面計(jì)算的累積誤 差函數(shù)，接受或拒絕所述更新定時(shí)數(shù)據(jù)，從而在網(wǎng)絡(luò)每個(gè)站點(diǎn)的時(shí)鐘同步 方面保持高水平的準(zhǔn)確度。
網(wǎng)絡(luò)中的至少一些站點(diǎn)可以包括基于站點(diǎn)的定位系統(tǒng)、或者可以利用 與已知固定位置相對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行編程。
每個(gè)站點(diǎn)適于利用站點(diǎn)間傳輸?shù)奶綔y(cè)信號(hào)中的傳輸功率和/或路徑損 失數(shù)據(jù)，確定站點(diǎn)自身和其它站點(diǎn)之間的近似距離。
可選地或此外，每個(gè)站點(diǎn)可以適于通過三角測(cè)量獲得指示一個(gè)或多個(gè) 其它站點(diǎn)的位置的位置信息。
該網(wǎng)絡(luò)可以包括提供多個(gè)種子站點(diǎn)，每個(gè)種子站點(diǎn)能夠確定具有相對(duì) 較高的準(zhǔn)確度的自身的絕對(duì)位置數(shù)據(jù)，從而將探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)椒N子站點(diǎn)、以及從種子站點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào)的其它站點(diǎn)可以從種子站點(diǎn)獲得絕對(duì)位置 信息，來確定所述其它站點(diǎn)自身的絕對(duì)位置；并且將探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)剿?其它站點(diǎn)、以及從所述其它站點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào)的另外站點(diǎn)可以從所述其它 站點(diǎn)獲得絕對(duì)位置信息，來確定所述另外站點(diǎn)自身的絕對(duì)位置。
優(yōu)選地，每個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理裝置可操作用于分析所接收的探測(cè)信 號(hào)，以確定在機(jī)會(huì)最佳峰期間是否傳輸所接收的探測(cè)信號(hào)。
優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理裝置可操作用于通過測(cè)量所接收的探測(cè)信號(hào)中的路 徑損失和/或多徑失真，分析所接收到的探測(cè)信號(hào)，以及選擇具有低路徑損 失和/或低多徑失真的探測(cè)信號(hào)，以從中提取位置或定時(shí)數(shù)據(jù)。
該網(wǎng)絡(luò)可以包括定義用于探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)奶綔y(cè)信道的中心機(jī)構(gòu)，來減 少干擾并防止對(duì)信號(hào)的抑制或竊聽。
參照附圖，在本說明書的以下段落中詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而， 附圖只是如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的示例，所示出的特征的特定形式和設(shè)置不應(yīng)理 解為對(duì)本發(fā)明的限制。
圖1 (a)至(d)是示出了根據(jù)具有位置信息的一個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)確定 站點(diǎn)的距離和位置的已知方法的示意圖。
圖2 (a)和(b)是示出了在ODMA網(wǎng)絡(luò)中操作的多個(gè)站點(diǎn)的簡(jiǎn)化示 意圖；圖2 (a)示出了在時(shí)間t。時(shí)站點(diǎn)的大體位置，以及圖2 (b)示出 了接下來被匯集到三個(gè)靠近的相鄰站點(diǎn)的相同站點(diǎn)。
圖3 (a)至(e)是示出了圖2中相同站點(diǎn)的簡(jiǎn)化的示意圖，圖3 (a) 至(c)所表示的序列示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例分別在時(shí)間t。， t,和 tj寸逐步確定其位置的站點(diǎn)；以及圖3 (d)至(e)所表示的序列示出了 根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例分別在時(shí)間t。， t,和tj寸逐步確定其位置的站 點(diǎn)。
圖4 (a)至(e)是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的利用距離和位 置確定技術(shù)的示意圖。
圖5 (a)至(e)是示出了在三維定位中如圖4所示的概念的發(fā)展的 示意圖。圖6 (a)至(f)是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的當(dāng)對(duì)位置進(jìn)行三
角測(cè)量時(shí)ODMA網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)所使用的機(jī)制的簡(jiǎn)化連接示意圖的序列。 圖7是示出圖2中站點(diǎn)子集的簡(jiǎn)化示意圖，其中示出了通過探測(cè)的具
有匯集的相鄰站點(diǎn)的某些站點(diǎn)。
圖8 (a)和(b)是示出了具有足夠固定絕對(duì)位置相鄰站點(diǎn)的站點(diǎn)的
位置確定機(jī)制的簡(jiǎn)化示意圖，其中，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，基于該位
置確定機(jī)制對(duì)站點(diǎn)自身的絕對(duì)位置進(jìn)行三角測(cè)量。
圖9 (a)至(d)是示出了不具有足夠的相鄰站點(diǎn)的圖7站點(diǎn)所使用
的位置確定機(jī)制的簡(jiǎn)化示意圖，其中，根據(jù)該位置確定機(jī)制對(duì)位置進(jìn)行三
圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的圖9的站點(diǎn)所采用的可選技 術(shù)的簡(jiǎn)化示意圖。
圖11是示出了圖8至11的站點(diǎn)所釆用的可選技術(shù)的簡(jiǎn)化示意圖；以
及
圖12 (a)和(b)是類似于圖5的簡(jiǎn)化示意圖，示出了獲得距離梯度 或位置梯度的方法。
具體實(shí)施例方式
如上所述，無線網(wǎng)絡(luò)中用于定位無線移動(dòng)站點(diǎn)的系統(tǒng)一般是基于網(wǎng)絡(luò) 或基于站點(diǎn)的。典型地，相對(duì)于已知固定絕對(duì)位置，基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)使用 所收集的信息來執(zhí)行三角測(cè)量或三邊測(cè)量(或類似)計(jì)算來確定具有未知 位置的站點(diǎn)位置?；谡军c(diǎn)的系統(tǒng)結(jié)合構(gòu)建于移動(dòng)無線站點(diǎn)中的其它技 術(shù)、或與移動(dòng)站點(diǎn)相關(guān)聯(lián)使用的其它技術(shù)來定位位置。這些技術(shù)包括可以 利用附加地面站點(diǎn)的提供來增強(qiáng)的全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)。然而， 在實(shí)踐中，GPS和其它技術(shù)具有一定的缺陷，其中最明顯的是在諸如建筑 中或地下之類的特定地形中，這些技術(shù)便不可用。
除非上下文指示，本說明書中的術(shù)語"絕對(duì)位置"意指地理上參考的 位置(不考慮其準(zhǔn)確度)，例如參考定義的網(wǎng)格或坐標(biāo)所指示的位置。例 如，可以依據(jù)x,y和z平面中的參考位置，或依據(jù)緯度和經(jīng)度(以及可能 的海拔)坐標(biāo)來定義絕對(duì)位置。術(shù)語"相對(duì)位置"意指在參考一個(gè)站點(diǎn)或相互參考、而不參考定義的網(wǎng)格或坐標(biāo)的情況下，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)間的相 對(duì)距離及其相對(duì)定位所表達(dá)的位置。
本發(fā)明涉及基于網(wǎng)絡(luò)的定位移動(dòng)站點(diǎn)的方法，典型地用于(在名為
Multi-Hop Packet Radio Networks的W096/19887中所描述的一般種類) ODMA通信網(wǎng)絡(luò)中。網(wǎng)絡(luò)中的一些站點(diǎn)可以具有基于站點(diǎn)的定位系統(tǒng)，但 是這并不是本發(fā)明的要求。
為了執(zhí)行三角測(cè)量和相關(guān)幾何計(jì)算，站點(diǎn)必須能夠確定站點(diǎn)之間的距 離。有很多己知機(jī)制用于確定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中兩個(gè)無線站點(diǎn)之間的距離。這些 機(jī)制包括
*信號(hào)定時(shí)分析，通過利用位置探測(cè)設(shè)備測(cè)量站點(diǎn)間信號(hào)的到達(dá)時(shí) 間(TOA)，來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差(TDOA)和估計(jì)位置的計(jì) 算。
*到達(dá)角度分析(AOA)，用來測(cè)量站點(diǎn)間信號(hào)的角度；以及
*無線電傳播分析，用來評(píng)估諸如網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)間弱化信號(hào)的頻移、相 移和路徑損失之類的射頻特征。
在無線電網(wǎng)絡(luò)中，通過基本和己知的將路徑損失和距離相關(guān)的無線電 傳播分析技術(shù)，路徑損失信息提供了兩個(gè)站點(diǎn)間距離的初始指示。因而， 如果站點(diǎn)收聽到相鄰站點(diǎn)的探測(cè)信號(hào)傳輸，在接收站點(diǎn)將通過分析初始傳 輸?shù)墓β孰娖胶吞綔y(cè)中規(guī)定的噪聲下限(noise floor),確定傳輸?shù)南噜徴?點(diǎn)有一定距離，但是該機(jī)制在準(zhǔn)確度上有一定的局限。準(zhǔn)確程度是距離的 函數(shù)；距離越長準(zhǔn)確度越小。
監(jiān)聽其它站點(diǎn)的探測(cè)傳輸以及監(jiān)聽任何響應(yīng)的每個(gè)站點(diǎn)將具有其它 站點(diǎn)距離監(jiān)聽站點(diǎn)以及彼此之間的距離方面的初始信息(在探測(cè)和響應(yīng)中 的信息)。然而，如果接收到的探測(cè)信息包括關(guān)于監(jiān)聽站點(diǎn)自身的信息， 換言之，接收到的探測(cè)信息提供了通過監(jiān)聽來自相鄰站點(diǎn)的探測(cè)而獲得的 信息，則監(jiān)聽站點(diǎn)可以做出關(guān)于站點(diǎn)間距離的更準(zhǔn)確的結(jié)論。如果之后為 應(yīng)答探測(cè)而接收到響應(yīng)，則該響應(yīng)將通過無線電傳播分析技術(shù)或定時(shí)測(cè) 量，提供將會(huì)使能非常精確確定距離的特定信息。
因此，盡管接收站點(diǎn)不會(huì)明確知道相對(duì)于相鄰站點(diǎn)它位于何處，但是， 它至少可以認(rèn)識(shí)到它在已知半徑遠(yuǎn)的探測(cè)站點(diǎn)產(chǎn)生的圓(更精確地，三維球體)的特定半徑內(nèi)。
雖然這初看起來不特別精確(如果其它站點(diǎn)實(shí)際上距離很近)，但是 該信息可以足夠精確。在ODMA網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中經(jīng)常是這種情況。例如，兩 個(gè)移動(dòng)電話用于可能會(huì)在一個(gè)擁擠的屋內(nèi)，在這種情況下，雖然不可以得 到確切的位置，但是一個(gè)用戶將能夠確定另一個(gè)用戶至少在該用戶自身位 置的一定距離內(nèi)。換言之，盡管每個(gè)用戶可能不知道另一個(gè)用戶的確切實(shí) 際位置，但是他們會(huì)知道他們?cè)谕粋€(gè)屋內(nèi)，并且不超過幾米遠(yuǎn)的距離。
在圖1 (a)中示出了這種概念，其中傳輸站點(diǎn)X與接收站點(diǎn)R的距 離為x。如果站點(diǎn)X具有它可以進(jìn)行通信的已知固定絕對(duì)位置，那么接收 站點(diǎn)R會(huì)知道它在半徑x之內(nèi)(并因此在標(biāo)記A-C/3-5的9個(gè)網(wǎng)格塊之一 中)。如果站點(diǎn)X不具有確定位置，那么R會(huì)至少知道它與X的相對(duì)距離 x，但不會(huì)具有任何位置信息。
如果存在具有己知固定絕對(duì)位置的R的兩個(gè)相鄰站點(diǎn)，那么接收站點(diǎn) 的分析會(huì)得出如下結(jié)論接收站點(diǎn)位于距兩個(gè)站點(diǎn)的半徑所定義的圓的兩 個(gè)可能交叉點(diǎn)之一。這如圖1 (b)中所示，其中，第二站點(diǎn)Y與接收站 點(diǎn)R的距離為y;得出接收站點(diǎn)在位置B/3或C/5處的結(jié)論。再者，如果 網(wǎng)格塊非常小，那么這已經(jīng)可以為定位提供足夠的信息。
如果其它兩個(gè)站點(diǎn)(X和Y)不具有絕對(duì)位置信息，并且假定X和Y 不在互相接收傳輸?shù)姆秶畠?nèi)，那么R只會(huì)知道它距離X和Y的距離分 別為x和y。然而，如果X和Y自身能夠獲得來自彼此的傳輸，那么它們 能夠相對(duì)于彼此確定它們的相對(duì)位置作為矢量(距離和方向)，而不考慮R 位置的模糊性。參照本發(fā)明，本說明書將在以下擴(kuò)展這個(gè)概念。
關(guān)于區(qū)域的己知信息能夠做出關(guān)于站點(diǎn)位于兩個(gè)可能位置的一個(gè)或 另一個(gè)的可能性的特定假設(shè)(例如一個(gè)位置可以是道路，另一個(gè)位置是沼 澤)。然而，從本說明書之后的描述中應(yīng)理解ODMA緩慢探測(cè)和相鄰站點(diǎn) 收集過程有助于解決這些模糊形式，而不需要確切了解該區(qū)域或地形。
圖l (c)示出如果具有固定絕對(duì)位置的第三站點(diǎn)Z的計(jì)算距離為z， 那么接收站點(diǎn)R的位置通過基本三角測(cè)量計(jì)算可以縮小到位置C/5中的固 定絕對(duì)點(diǎn)。再者，如果在站點(diǎn)X、 Y和Z處沒有絕對(duì)位置信息可用，那么 R可以確定的就是站點(diǎn)與R的距離分別在x、 y和z之內(nèi)(如果站點(diǎn)X、 Y和Z可以收聽到彼此的傳輸，那么可以確定它們相對(duì)于彼此的位置)。
明顯地，當(dāng)涉及附加站點(diǎn)時(shí)，也可以應(yīng)用圖1的示例中所使用的三角 測(cè)量計(jì)算來確定站點(diǎn)相對(duì)評(píng)估的第三維。通過到達(dá)角度分析，使用定向天 線會(huì)減少用于定位目的所需的傳輸站點(diǎn)的數(shù)量。這些方法包括己知技術(shù)。 圖l (d)示出了需要位置信息的無線站點(diǎn)R以及在相應(yīng)新位置X'、
Y，和Z，處的站點(diǎn)X、 Y和Z。在該點(diǎn)上，無線站點(diǎn)R使用新的相鄰站點(diǎn)W， 并據(jù)此與站點(diǎn)X和Y—起確定它的位置。站點(diǎn)Z可以在(如圖所示的) 范圍之外，或可以用于提供使無線站點(diǎn)R能夠測(cè)試它的位置計(jì)算的附加信 息。
可以看出，在上述解釋中，ODMA網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)可以通過從已經(jīng)確定 為其相鄰站點(diǎn)的站點(diǎn)獲得信息，來確定該站點(diǎn)的位置。可以利用確定距離 的可選方法(例如如下討論的定時(shí)探測(cè)和響應(yīng))來提供更高準(zhǔn)確度，但是 以上所描述的原理仍然適用。
在傳統(tǒng)的基于網(wǎng)絡(luò)的位置確定機(jī)制中，試圖確定其位置的站點(diǎn)將嘗試 與在該站點(diǎn)范圍內(nèi)且具有絕對(duì)位置信息的固定位置信標(biāo)進(jìn)行通信。在一些 更先進(jìn)的系統(tǒng)中，如果站點(diǎn)無法定位足夠多的信標(biāo)來確定它的位置，那么 它可以嘗試定位區(qū)域中其自身與信標(biāo)聯(lián)系的其它站點(diǎn)，從而估計(jì)位置。
然而，在本發(fā)明中不需要利用信標(biāo)作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，其中，站點(diǎn)并不通 過試圖與信標(biāo)通信而啟動(dòng)，而是僅僅開始收集良好質(zhì)量的相鄰站點(diǎn)，而不 考慮可能在它們周圍的絕對(duì)位置信息。這些相鄰站點(diǎn)的一些可以成為具有 絕對(duì)位置信息的站點(diǎn)，而這樣并不是必需的。
當(dāng)接通時(shí)，站點(diǎn)需要做的是監(jiān)聽探測(cè)信號(hào)并探測(cè)相鄰站點(diǎn)，從而收集 和保持可用的最佳相鄰站點(diǎn)的預(yù)定組。定位機(jī)制不取決于來任何站點(diǎn)、固 定位置或其它基準(zhǔn)點(diǎn)的覆蓋。如果相鄰站點(diǎn)碰巧具有絕對(duì)位置信息，那么 站點(diǎn)自身將能夠非?？斓卮_定它的位置。
由于將會(huì)變得顯而易見的原因，在預(yù)先存在的網(wǎng)絡(luò)中激活站點(diǎn)的情況 下，已經(jīng)在新站點(diǎn)周圍操作的站點(diǎn)很有可能已經(jīng)確定了它們的位置(不論 相對(duì)或絕對(duì))。然后，在所示出的實(shí)施例中，將假定站點(diǎn)中的許多(如果 不是全部)將需要確定位置。由于站點(diǎn)不是都試圖與具有位置信息的有限 數(shù)量的站點(diǎn)進(jìn)行通信(正如在這種情況下與信標(biāo)進(jìn)行通信)，本發(fā)明具有不會(huì)利用這些不必要的傳輸使網(wǎng)絡(luò)超載的附加益處。
在具有能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)并從另一個(gè)接收數(shù)據(jù)的多個(gè)無線站 點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)中使用基于無線的ODMA方法。該方法包括定義第一探測(cè) 信道，用于將第一、廣播探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)狡渌军c(diǎn)。從探測(cè)站點(diǎn)接收第一 探測(cè)信號(hào)(也稱為"慢探測(cè)")的其它站點(diǎn)向探測(cè)站點(diǎn)指示其作為目的地 或中間站點(diǎn)的可用性。在每個(gè)站點(diǎn)處保持包括這些其它可用站點(diǎn)的細(xì)節(jié)以 及與之相關(guān)的連接性數(shù)據(jù)的相鄰站點(diǎn)表。
在利用無線介質(zhì)的ODMA網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)存在鄰近的多個(gè)站點(diǎn)時(shí)，它們
會(huì)以較高的數(shù)據(jù)速率和較低的傳輸功率結(jié)束探測(cè)。監(jiān)聽站點(diǎn)會(huì)不定期響應(yīng) 以較低數(shù)據(jù)速率探測(cè)的站點(diǎn)，或不具有足夠相鄰站點(diǎn)的站點(diǎn)，來幫助任何 不能使用較高數(shù)據(jù)速率或不具有足夠相鄰站點(diǎn)的任何孤立(遠(yuǎn)距離)站點(diǎn) (也被稱為"孤立相鄰站點(diǎn)")。當(dāng)站點(diǎn)孤立、并且不能以較高數(shù)據(jù)速率和 最大功率找到足夠的相鄰站點(diǎn)時(shí)，站點(diǎn)僅使用較低數(shù)據(jù)速率。
ODMA網(wǎng)絡(luò)利用兩種探測(cè)過程，"慢探測(cè)"和"快探測(cè)"。通過每個(gè)網(wǎng) 絡(luò)站點(diǎn)使用慢探測(cè)過程來收集相鄰站點(diǎn)，而使用快探測(cè)過程建立起始和目 的地站點(diǎn)之間的梯度。
每個(gè)站點(diǎn)會(huì)以規(guī)律的間隔(通過慢探測(cè)定時(shí)器確定)傳輸慢"相鄰站 點(diǎn)收集"探測(cè)信號(hào)，以試圖找到其它站點(diǎn)。站點(diǎn)在它們的慢探測(cè)中指示它 們能夠檢測(cè)其它站點(diǎn)探測(cè)，并且這樣，站點(diǎn)會(huì)改變它們的探測(cè)功率，直至 特定預(yù)定數(shù)量的站點(diǎn)指示它們能夠檢測(cè)到探測(cè)。如果站點(diǎn)從未獲取所需數(shù) 量的相鄰站點(diǎn)，則它會(huì)保持最低數(shù)據(jù)速率以及最大傳輸功率。
每個(gè)站點(diǎn)將隨機(jī)地在慢探測(cè)信號(hào)傳輸之間隨機(jī)地改變慢探測(cè)定時(shí)器， 以避免與其它站點(diǎn)沖突。如果任何站點(diǎn)開始接收另一個(gè)站點(diǎn)的傳輸，則它 將重載使用新間隔的慢探測(cè)定時(shí)器。
在移動(dòng)站點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)中，站點(diǎn)不斷地移動(dòng)，這樣相鄰站點(diǎn)的數(shù)量會(huì) 不斷地改變。如果相鄰站點(diǎn)的數(shù)量超過所需數(shù)量，則站點(diǎn)將開始增加探測(cè) 信道上的數(shù)據(jù)速率。該站點(diǎn)將繼續(xù)增加其數(shù)據(jù)速率，直到相鄰站點(diǎn)的數(shù)量 不再超過其所需數(shù)量。如果該站點(diǎn)達(dá)到最大數(shù)據(jù)速率，則它將開始通過小 增量來降低它的慢探測(cè)傳輸功率，直到它達(dá)到最小傳輸功率，或不再超過 所需相鄰站點(diǎn)的數(shù)量。當(dāng)站點(diǎn)在探測(cè)信道上對(duì)另一個(gè)站點(diǎn)的慢探測(cè)進(jìn)行應(yīng)答時(shí)，它會(huì)將其數(shù) 據(jù)分組的長度限制于慢探測(cè)定時(shí)器間隔。這就防止了其它站點(diǎn)通過其應(yīng)答 進(jìn)行探測(cè)。如果正在應(yīng)答的站點(diǎn)具有比適合于小分組的數(shù)據(jù)更多的數(shù)據(jù)要 發(fā)送，那么它將在分組的報(bào)頭中指示其它站點(diǎn)必需移至特定數(shù)據(jù)信道。
可以存在定義用于每個(gè)探測(cè)信道的多個(gè)數(shù)據(jù)信道。請(qǐng)求改變的站點(diǎn)將 隨機(jī)地選擇可用數(shù)據(jù)信道中的一個(gè)。當(dāng)其它站點(diǎn)接收請(qǐng)求時(shí)，它將立即改 變至該數(shù)據(jù)信道，其中兩個(gè)站點(diǎn)將繼續(xù)通信，直到它們都沒有任何數(shù)據(jù)要 發(fā)送、或如果用于保持?jǐn)?shù)據(jù)信道的最大時(shí)間到期(由數(shù)據(jù)定時(shí)器設(shè)定)。 也可以使用可選數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議/
當(dāng)站點(diǎn)改變到數(shù)據(jù)信道時(shí)，它裝載數(shù)據(jù)定時(shí)器。它將在數(shù)據(jù)信道上保 持?jǐn)?shù)據(jù)定時(shí)器允許的時(shí)間。當(dāng)數(shù)據(jù)定時(shí)器到期時(shí)，站點(diǎn)將還原至探測(cè)信道， 并又開始探測(cè)。
慢探測(cè)過程包括三個(gè)基本功能
1. 相鄰站點(diǎn)收集
2. 功率學(xué)習(xí)
3. 相鄰站點(diǎn)的傾斜(ramping)
相鄰站點(diǎn)的收集過程包括站點(diǎn)以增大的功率電平進(jìn)行探測(cè)，直到相鄰 站點(diǎn)在它們自己的探測(cè)中指示它們正在檢測(cè)第一站點(diǎn)的探測(cè)。將增大探測(cè) 功率，直到預(yù)定數(shù)量的相鄰站點(diǎn)指示它們正在檢測(cè)探測(cè)。
所有探測(cè)站點(diǎn)增大和減小它們的探測(cè)功率，直到所有站點(diǎn)收集了預(yù)定 數(shù)量的相鄰站點(diǎn)。該過程包括增大和減小探測(cè)功率電平，并在該探測(cè)中指 示收聽哪些其它站點(diǎn)的探測(cè)。以這種方式，所有站點(diǎn)可以獲知它們需要什 么功率電平以到達(dá)各種相鄰站點(diǎn)。
每次站點(diǎn)探測(cè)時(shí)，它指示它的傳輸功率和噪聲下限、以及它具有哪些 站點(diǎn)作為相鄰站點(diǎn)。每次站點(diǎn)收聽到另一個(gè)站點(diǎn)的探測(cè)時(shí)，該站點(diǎn)根據(jù)該 探測(cè)的另一站點(diǎn)的路徑損失和噪聲下限，計(jì)算到達(dá)另一個(gè)站點(diǎn)的路徑損失 和所需要的功率。到相鄰站點(diǎn)的路徑損失和到達(dá)相鄰站點(diǎn)所需要的功率存 儲(chǔ)在保存于每個(gè)站點(diǎn)的相鄰站點(diǎn)表中。如果不再收聽到相鄰站點(diǎn)，那么在 表中增大或"傾斜(ramp)"到達(dá)站點(diǎn)的路徑損失和所需要的功率電平， 直到到達(dá)在該點(diǎn)從相鄰站點(diǎn)表中移除相鄰站點(diǎn)的特定電平。如果站點(diǎn)具有要傳輸?shù)讲皇撬南噜徴军c(diǎn)之一的站點(diǎn)(例如網(wǎng)絡(luò)上的 遠(yuǎn)距離站點(diǎn))的消息(或其它數(shù)據(jù))，那么它開始傳輸快探測(cè)信號(hào)(或梯 度收集探測(cè)信號(hào))來開發(fā)關(guān)于如何到達(dá)該站點(diǎn)的信息。該信息被稱為梯度， 并且是到達(dá)目的地站點(diǎn)的累積成本的指示。當(dāng)站點(diǎn)開始快探測(cè)時(shí)，它指示 它正在尋找目的地，并且收聽快探測(cè)的相鄰站點(diǎn)將自身進(jìn)行快探測(cè)，直到 目的地站點(diǎn)收聽到它的相鄰站點(diǎn)的快探測(cè)。然后通過增加累積成本構(gòu)建梯 度，直到梯度到達(dá)源站點(diǎn)，然后源站點(diǎn)使用在至目的地的梯度中開發(fā)的信 息，開始將消息發(fā)送到相鄰站點(diǎn)，這些相鄰站點(diǎn)可以將這些消息發(fā)送到它 們的相鄰站點(diǎn)，直到到達(dá)目的地。
每個(gè)站點(diǎn)保持至每個(gè)相鄰站點(diǎn)的每個(gè)目的地的(累積成本)梯度、以 及至目的地其自身梯度的記錄。在標(biāo)準(zhǔn)ODMA通信中，每個(gè)站點(diǎn)僅將消 息傳輸?shù)骄哂兄聊康牡氐妮^低累積成本的站點(diǎn)。站點(diǎn)可以將消息傳輸?shù)骄?有至目的地的較低梯度的任何相鄰站點(diǎn)。通過慢探測(cè)進(jìn)行收集的相鄰站點(diǎn) 和通過快探測(cè)的梯度生成允許站點(diǎn)開發(fā)具有至任何目的地的較低成本的 站點(diǎn)的多個(gè)選擇，用來將消息發(fā)送到這些目的地。當(dāng)需要將消息/數(shù)據(jù)發(fā)送 到不是相鄰站點(diǎn)的站點(diǎn)時(shí)， 一直通過慢探測(cè)保持相鄰站點(diǎn)，并且僅基于需 要開發(fā)梯度。
ODMA方法，尤其是針對(duì)相鄰站點(diǎn)表和梯度表的使用，已詳細(xì)在命為 Probing Method for a Multi-Station Network的WO 2005/062528中進(jìn)行了 描述。在本發(fā)明中，可以基于所定義的位置相關(guān)累積誤差函數(shù)，以類似的 方式使用該文獻(xiàn)中所描述的快探測(cè)過程，通過針對(duì)至目的地位置確定準(zhǔn)確 度具有最高級(jí)可信度的相鄰站點(diǎn)電平，來定義位置梯度或距離梯度。
探測(cè)過程提供關(guān)于每個(gè)站點(diǎn)相鄰站點(diǎn)的大量信息，實(shí)際上是關(guān)于每個(gè) 相鄰站點(diǎn)的相鄰站點(diǎn)的信息。在本發(fā)明中，良好質(zhì)量的相鄰站點(diǎn)的識(shí)別和 保持是在確定所計(jì)算位置準(zhǔn)確度的關(guān)鍵要素，因此，通過慢探測(cè)的ODMA 相鄰站點(diǎn)收集過程是用于輔助定位ODMA網(wǎng)絡(luò)中的無線站點(diǎn)的主要機(jī)制。
每個(gè)無線站點(diǎn)使用慢探測(cè)過程來識(shí)別和從站點(diǎn)的相鄰站點(diǎn)獲得信息。如果 收聽到站點(diǎn)傳輸相鄰站點(diǎn)收集探測(cè)消息，那么在這種意義上，該站點(diǎn)被認(rèn) 為是"相鄰站點(diǎn)"，并且將在每個(gè)站點(diǎn)的相鄰站點(diǎn)表中保持所識(shí)別的相鄰 站點(diǎn)的細(xì)節(jié)。如果所識(shí)別的相鄰站點(diǎn)自身傳輸通過特定站點(diǎn)接收到的相鄰站點(diǎn)收 集探測(cè)消息，并且該探測(cè)包含特定站點(diǎn)自身標(biāo)識(shí)符的信息，那么該相鄰站 點(diǎn)在相鄰站點(diǎn)表中標(biāo)記為"檢測(cè)相鄰站點(diǎn)"。典型地，每個(gè)相鄰站點(diǎn)調(diào)整 其相鄰站點(diǎn)收集技術(shù)(一般地通過增大數(shù)據(jù)傳輸速率并通過降低所發(fā)出的 探測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度)，以保持大約io個(gè)探測(cè)站點(diǎn)。其中，將具有最小路徑損 失的預(yù)定數(shù)量的相鄰站點(diǎn)標(biāo)記為"近鄰站點(diǎn)"(例如5個(gè)站點(diǎn))。可以不同 地或優(yōu)先地處理從近鄰站點(diǎn)得到的信息，也可以依據(jù)相鄰站點(diǎn)來調(diào)整用于 傳輸信息的技術(shù)。
如果當(dāng)站點(diǎn)以全探測(cè)功率傳輸時(shí)不能夠得到最小數(shù)量的近鄰站點(diǎn)，那 么將其稱為"孤立相鄰站點(diǎn)"。獲得了可以檢測(cè)孤立相鄰站點(diǎn)傳輸?shù)乃?數(shù)量的近鄰站點(diǎn)的其它站點(diǎn)將會(huì)使孤立相鄰站點(diǎn)得知它們被探測(cè)，并且可 以給孤立相鄰站點(diǎn)提供附加信息。
當(dāng)不探測(cè)或發(fā)送其它消息時(shí)，每個(gè)站點(diǎn)監(jiān)聽其它站點(diǎn)的探測(cè)。當(dāng)收聽 到時(shí)，接收站點(diǎn)可以使用在該探測(cè)中提供的傳輸功率信息來確定至站點(diǎn)的 路徑損失。由于每個(gè)站點(diǎn)不斷地識(shí)別具有最小路徑損失的近鄰站點(diǎn)，所以 這些站點(diǎn)可能在直接的視線之內(nèi)，或具有有最小干擾的最佳信號(hào)。
由于發(fā)送探測(cè)的站點(diǎn)有可能降低它們的傳輸電平來使其相鄰站點(diǎn)的 數(shù)量最小化，所以甚至能夠監(jiān)聽的站點(diǎn)將與在具有許多站點(diǎn)的完全操作的 網(wǎng)絡(luò)中的探測(cè)站點(diǎn)有相對(duì)較好的連接性。換言之，典型地針對(duì)連接質(zhì)量選 擇相鄰站點(diǎn)。孤立相鄰站點(diǎn)是例外，但是將通過站點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行識(shí)別(收聽 到它們的全功率傳輸并確定它們少于收集相鄰站點(diǎn)的所需數(shù)量)和幫助。
此外，廣播探測(cè)可以包括廣播探測(cè)站點(diǎn)的近鄰站點(diǎn)和域檢測(cè)相鄰站點(diǎn) 的信息。這使監(jiān)聽廣播的站點(diǎn)能夠得知相鄰站點(diǎn)的位置，并且便于附加信 息的提取。實(shí)際上，如果需要，監(jiān)聽站點(diǎn)甚至可以根據(jù)以這種方式獲取的 信息來探測(cè)特定站點(diǎn)。
通過分析站點(diǎn)處可用的信息，應(yīng)該明確可以根據(jù)路徑損失和信號(hào)強(qiáng)度 信息做出一些簡(jiǎn)單的假設(shè)。如果存在非常小的路徑損失，那么站點(diǎn)可能在 直接的視線內(nèi)(沒有任何反射信號(hào))。在這種情況下，可以利用相對(duì)高的 準(zhǔn)確度確定站點(diǎn)之間的距離。這將提供距離和位置的"原始"確定。慢探 測(cè)方法在ODMA網(wǎng)絡(luò)操作的一般過程中收集該信息以及針對(duì)任何延遲的信息。 一般地，最強(qiáng)的信號(hào)是直接信號(hào)，但是存在不是這種情況的非通常 情況。將在以下看到由于站點(diǎn)的移動(dòng)性而導(dǎo)致識(shí)別和解決這種形式的潛在 模糊性。
如果路徑損失大，那么可以做出關(guān)于環(huán)境的假設(shè)一例如可能存在干 擾、障礙(例如建筑)或站點(diǎn)可能距離很遠(yuǎn)。如果登記了延遲，可以做出 存在反射或偏離信號(hào)的假設(shè)。由于在ODMA網(wǎng)絡(luò)中有可能存在多個(gè)相鄰 站點(diǎn)，所以應(yīng)該有可能根據(jù)多個(gè)獨(dú)立的源站點(diǎn)確定位置并驗(yàn)證來自其它站 點(diǎn)的信息，因而可以避免通過基于反射或偏離信號(hào)的距離計(jì)算所導(dǎo)致的誤 差。
依據(jù)距離，可以利用不同的功率和調(diào)制技術(shù)。如果站點(diǎn)在近旁，那么
可以傳輸尖銳的(sharp)寬帶脈沖，據(jù)此可以非常準(zhǔn)確地確定距離和位置。 盡管寬頻譜或?qū)拵盘?hào)允許更高數(shù)據(jù)傳輸速率，但是隨著距離的增加，信 號(hào)變得模糊，除非功率增大。調(diào)制技術(shù)在一定程度上可以改善這些技術(shù)， 但是要傳播更遠(yuǎn)的距離需要較低數(shù)據(jù)速率的窄帶寬和增大的功率。在 ODMA通信中使用的探測(cè)方法已經(jīng)調(diào)整了這些特性以優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸，還可 用來提高定位計(jì)算。
除了在根據(jù)路徑損失和信號(hào)強(qiáng)度特性估計(jì)站點(diǎn)間的距離中使用特定 探測(cè)之外，可以將其發(fā)送到相鄰站點(diǎn)來獲取與探測(cè)信號(hào)從一個(gè)站點(diǎn)傳遞到 另一個(gè)并再返回所需要的時(shí)間有關(guān)的定時(shí)信息。如果每個(gè)站點(diǎn)具有包括在 該單元中的非常精確的時(shí)鐘，那么可以使用將探測(cè)發(fā)送到另一個(gè)站點(diǎn)(增 量時(shí)間)，然后在接收站點(diǎn)處理并返回的時(shí)間，以利用光速(也是無線點(diǎn) 信號(hào)傳播的速度)計(jì)算距離。
在ODMA環(huán)境中，可以將探測(cè)信號(hào)發(fā)送到相鄰站點(diǎn)收集過程中所識(shí) 別的任何相鄰站點(diǎn)，該探測(cè)包括定時(shí)器。該探測(cè)獨(dú)立并不同于相鄰站點(diǎn)收 集探測(cè)，或相鄰站點(diǎn)收集探測(cè)可以包含定時(shí)器，從而列為近鄰站點(diǎn)的相鄰 站點(diǎn)會(huì)響應(yīng)。 一旦收到，則相鄰站點(diǎn)記錄接收探測(cè)的時(shí)間以及處理之后返 回應(yīng)答的時(shí)間。無論被探測(cè)站點(diǎn)返回響應(yīng)的接收和發(fā)送的實(shí)際時(shí)間，還是 該站點(diǎn)只是返回處理時(shí)間，顯而易見的是通過排除被探測(cè)相鄰站點(diǎn)的處 理時(shí)間，探測(cè)站點(diǎn)可以計(jì)算無線電信號(hào)到達(dá)相鄰站點(diǎn)并返回所用的時(shí)間 (換言之，站點(diǎn)之間距離的兩倍)。光速大約是3.0X108米/每秒，所以如果信號(hào)到達(dá)相鄰站點(diǎn)所計(jì)算的時(shí)間時(shí)1^S，那么站點(diǎn)之間的距離是300米。
因而，為了定位的目的，除了 ODMA通信所需的一般目的的相鄰站
點(diǎn)收集探測(cè)的特性之外，可以將時(shí)鐘或定時(shí)信息置于具有每個(gè)已知相鄰站
點(diǎn)的唯一ODMA標(biāo)識(shí)符/地址的探測(cè)中。每個(gè)站點(diǎn)將收聽到來自緊鄰(近 鄰以及檢測(cè))相鄰站點(diǎn)的廣播探測(cè)，并且將獨(dú)立時(shí)鐘或定時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送回每 個(gè)探測(cè)相鄰站點(diǎn)。以這種方式，發(fā)送和接收相鄰站點(diǎn)均將具有關(guān)于它們彼 此間相對(duì)距離的進(jìn)行中的信息，并且將能夠保持它們相對(duì)位置的準(zhǔn)確度。 由于基于時(shí)間的定位技術(shù)需要準(zhǔn)確傳輸，所以具有準(zhǔn)確時(shí)間數(shù)據(jù)點(diǎn)的 短傳輸是必要的。當(dāng)在探測(cè)中拾取在傳輸過程中良好定義的比特集時(shí)、以 及當(dāng)又將該比特集發(fā)送回探測(cè)站點(diǎn)時(shí)，該比特集啟動(dòng)在各個(gè)站點(diǎn)處的時(shí) 鐘，其中傳輸中注入的唯一比特序列有效地充當(dāng)觸發(fā)器。這需要復(fù)雜的硬 件控制，但能夠使數(shù)字時(shí)鐘非常迅速的響應(yīng)可用于啟動(dòng)計(jì)時(shí)器并非常準(zhǔn)確
當(dāng)探測(cè)站點(diǎn)發(fā)送傳輸時(shí)，特定比特序列觸發(fā)探測(cè)站點(diǎn)的時(shí)鐘啟動(dòng)，然 后探測(cè)站點(diǎn)等待響應(yīng)。然后在被探測(cè)站點(diǎn)處拾取唯一比特序列，該序列啟 動(dòng)在被探測(cè)站點(diǎn)處的時(shí)鐘，用來在該站點(diǎn)接收到觸發(fā)之后測(cè)量轉(zhuǎn)向(turn around)處理/延遲時(shí)間，直到將探測(cè)響應(yīng)發(fā)送回探測(cè)站點(diǎn)。當(dāng)這發(fā)生時(shí)， 再設(shè)置觸發(fā)比特序列，并且在傳輸中報(bào)告轉(zhuǎn)向時(shí)間。針對(duì)在探測(cè)站點(diǎn)接收 到的傳輸，觸發(fā)比特序列停止探測(cè)站點(diǎn)處的時(shí)鐘，減去所報(bào)告的被探測(cè)站 點(diǎn)處的轉(zhuǎn)向時(shí)間；并因此得知往返的持續(xù)時(shí)間(排除處理轉(zhuǎn)向時(shí)間)。根 據(jù)該信息，站點(diǎn)可以計(jì)算站點(diǎn)間的距離。
如上所示，站點(diǎn)不必具有通用時(shí)鐘來確定它們之間的距離，但是可能 在進(jìn)行的基礎(chǔ)上通過一個(gè)特別精確的時(shí)鐘使所有站點(diǎn)更新和同步(如果這 是所期望的)。為了達(dá)到該目的，可以從充當(dāng)中心時(shí)間機(jī)構(gòu)的參考站點(diǎn)發(fā) 送時(shí)間傳輸來給每個(gè)站點(diǎn)提供準(zhǔn)確時(shí)間。
必須理解，可以在具有較差連接性的特定跳躍上接收傳輸，在這種情 況下，針對(duì)時(shí)鐘時(shí)間和用于距離確定計(jì)算的定時(shí)的設(shè)定將存在不確定性。 定時(shí)準(zhǔn)確度或站點(diǎn)時(shí)鐘同步的缺失，或較差的傳輸質(zhì)量，都能導(dǎo)致不精確 因素。該不精確因素是具有與每跳相關(guān)聯(lián)的成本函數(shù)形式的誤差函數(shù)。這 些誤差函數(shù)可以隨著傳輸進(jìn)程在多跳上累積，提供了關(guān)于基于所得到的信息的計(jì)算的不確定性(累積誤差函數(shù))的指示符。
為了減少確定多跳所用時(shí)間中的漂移影響，確定針對(duì)每跳的時(shí)延(每 個(gè)站點(diǎn)處理通信所造成的)。由于站點(diǎn)不必知道消息到達(dá)需要多久，所以 可以將探測(cè)發(fā)送到參考站點(diǎn)，并且根據(jù)所接收的響應(yīng)，更新時(shí)間的站點(diǎn)將 能夠計(jì)算延遲?？梢詫⒃撔畔ㄔ诿總€(gè)站點(diǎn)為同步所設(shè)定的實(shí)際時(shí)間 中。明顯地，站點(diǎn)也可以向參考站點(diǎn)請(qǐng)求正確時(shí)間，然后在接收響應(yīng)時(shí)給 延遲定時(shí)。
可以從中心定時(shí)機(jī)構(gòu)通過多個(gè)跳躍來執(zhí)行時(shí)間同步，并且可以規(guī)律間 隔或在進(jìn)行的基礎(chǔ)上修改同步來將時(shí)鐘漂移的影響最小化。為了達(dá)到這個(gè)
目的，可以使用以上參照的名為Probing Method for a Multi-Station Network 的WO 2005/062528中所描述的梯度更新技術(shù)，通過中心機(jī)構(gòu)傳播時(shí)間更 新，并廣播至網(wǎng)絡(luò)上的站點(diǎn)。
由于中心機(jī)構(gòu)傳播時(shí)鐘更新，所以如果累積誤差或成本函數(shù)好于在先 前更新中所接收到的，那么接收該時(shí)間或時(shí)鐘數(shù)據(jù)的站點(diǎn)可以選擇接受該 更新。換言之，如果確定關(guān)于傳輸完整性的不確定等級(jí)比先前的更新的要 差，那么可以支持被認(rèn)為更精確的先前信息而不考慮該信息。WO 2005/062528中公開的累積成本函數(shù)描述也與本發(fā)明的應(yīng)用相關(guān)。明顯地， 具有通過一個(gè)長距離跳躍所接收的時(shí)間更新信息的傳輸會(huì)比通過良好質(zhì) 量的多跳的傳輸具有更高的成本函數(shù)。因而，在通過兩個(gè)潛在路線進(jìn)行傳 輸?shù)那闆r下，將優(yōu)選具有較低累積成本的路徑，因?yàn)榫嚯x確定會(huì)更加精確。 因此，可以基于通過多跳的累積成本、或所需的多跳數(shù)量、或兩者，將任 何距離計(jì)算的值進(jìn)行優(yōu)先排序。
為了對(duì)不精確和增加的誤差/成本函數(shù)的影響進(jìn)行計(jì)數(shù)，每個(gè)站點(diǎn)可以 確定在所提出的接收站點(diǎn)處可用的時(shí)鐘是比傳輸站點(diǎn)處的時(shí)鐘更加精確 還是更加不精確。由于所有的相鄰站點(diǎn)在它們之間傳遞時(shí)鐘數(shù)據(jù)，所以必 須避免循環(huán)的可能性(換言之，當(dāng)接收到相同站點(diǎn)發(fā)起的更新時(shí))。WO 2005/062528描述了通過"凍結(jié)"防止該循環(huán)的技術(shù)。實(shí)質(zhì)上，為了防止 循環(huán)，將在探測(cè)中啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器用來登記更新定時(shí)數(shù)據(jù)在站點(diǎn)間 傳遞的次數(shù)，因而使每個(gè)站點(diǎn)能夠識(shí)別至今定時(shí)信息是怎樣的，從而避免 使用不太精確的定時(shí)信息。將要理解，每個(gè)站點(diǎn)處的準(zhǔn)確的本地時(shí)鐘的保持極大地簡(jiǎn)化了距離 計(jì)。針對(duì)距離計(jì)算所需要的準(zhǔn)確度等級(jí)將指示針對(duì)時(shí)鐘所需的準(zhǔn)確度等 級(jí)。通過示例，如果需要30米的分辨力，那么時(shí)鐘必須精確至0.1微秒(100 納秒)。
如果所有站點(diǎn)具有有著同步了的時(shí)間的本地時(shí)鐘，那么也可以極大地 簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)整體的操作。除了提高距離確定，時(shí)鐘同步提供了其它好處。例 如，如果站點(diǎn)在頻率之間跳至不同的信道，那么通信潛在地更加有效，這 樣避免了干擾。然而，通信站點(diǎn)必需同時(shí)、或以預(yù)定的序列移動(dòng)信道，這 樣才能有效。如果所有涉及的站點(diǎn)具有同步時(shí)鐘，那么通過網(wǎng)絡(luò)這種形式 的通信是可能的。
此外，同步便于在絕對(duì)時(shí)間提供服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)管理，使中心機(jī)構(gòu)能夠請(qǐng) 求特定站點(diǎn)在特定時(shí)間移至特定信道，以接收諸如軟件或安全更新之類的 信息。再者，這會(huì)整體使網(wǎng)絡(luò)中的干擾最小化，此外提高私密性。跳躍信 道可以響應(yīng)調(diào)度(由中心機(jī)構(gòu)隨機(jī)地確定并以加密的形式傳送到站點(diǎn))而 發(fā)生，并且明顯地，這種形式的控制是網(wǎng)絡(luò)管理中和針對(duì)服務(wù)質(zhì)量等級(jí)的 重要考慮。然而，為了有效，當(dāng)要求這樣做時(shí)，所有涉及的站點(diǎn)必需能夠 精確地反應(yīng)。
不論是根據(jù)信號(hào)定時(shí)還是傳播分析(或通過空中接口的任何其它分 析)來計(jì)算站點(diǎn)間的距離，其它站點(diǎn)可以提供一定所述準(zhǔn)確度等級(jí)的位置信息。位置信息可以被提供為預(yù)定參考框架上的x/y/z坐標(biāo)，或者僅為緯 度和經(jīng)度(度，分和秒)，根據(jù)位置參考數(shù)據(jù)點(diǎn)(例如通過GPS定位系統(tǒng) 和確定評(píng)估的裝置(如果期望)確定)來計(jì)算?？梢岳萌魏芜m合的參照、 映射、網(wǎng)格或坐標(biāo)系統(tǒng)。
由于ODMA過程利用"機(jī)會(huì)峰"，所以有可能選擇具有低路徑損失、 低多徑失真和針對(duì)測(cè)量距離能力或時(shí)間同步方面"高質(zhì)量"的探測(cè)信號(hào)。 (機(jī)會(huì)峰出現(xiàn)，其中通過監(jiān)視所接收信號(hào)的物理特性或通過監(jiān)視隨時(shí)間變 化的誤碼率，識(shí)別信號(hào)強(qiáng)度或信噪比電平中的峰值，從而可以降低站點(diǎn)間 的傳輸功率，這樣降低了干擾并且降低了消息重傳的必要性。這些峰值可 以由以下因素導(dǎo)致例如信號(hào)路徑幅度中的變化、頻率或相位變化、噪音 或干擾、多徑影響等。)如果使用這些使用了針對(duì)距離計(jì)算方面的機(jī)會(huì)峰的探測(cè)信號(hào)，那么所測(cè)量的距離會(huì)更加精確。因而，應(yīng)該理解不是需要 使用每個(gè)探測(cè)信號(hào)，而是應(yīng)該使用在機(jī)會(huì)最佳峰發(fā)送的這些探測(cè)信號(hào)。這 尤其可用在簡(jiǎn)單的單跳情況中。
將要理解，針對(duì)請(qǐng)求或根據(jù)針對(duì)該目的的預(yù)定調(diào)度，站點(diǎn)使用的探測(cè) 信道也可以改變。這會(huì)降低干擾并防止任何第三方試圖阻斷或訪問信號(hào)。 移動(dòng)在其上傳輸探測(cè)信號(hào)的信道可以使干擾或截取信號(hào)更加困難。因而信 號(hào)更加安全和秘密。如上所述，探測(cè)信道的改變需要精確定時(shí)。
基本上，所需的距離計(jì)算涉及簡(jiǎn)單的幾何基本原理。在ODMA網(wǎng)絡(luò) 中，在許多訂戶站點(diǎn)中，存在相對(duì)小部分的散布在覆蓋區(qū)域的無線"種子" 站點(diǎn)。這些種子站點(diǎn)不是在更多典型無線網(wǎng)絡(luò)(例如在一個(gè)或多個(gè)基站或 節(jié)點(diǎn)周圍提供覆蓋小區(qū)的蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)或其它網(wǎng)絡(luò))中提供的接入點(diǎn)或基 站。種子站點(diǎn)只是在必要時(shí)可用作中間中繼站點(diǎn)的站點(diǎn)，并且典型地放置 于固定位置(例如在燈柱上和建筑物頂上)來輔助無線站點(diǎn)間消息的機(jī)會(huì) 路由。種子站點(diǎn)不是網(wǎng)絡(luò)的固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并且可以當(dāng)在區(qū)域中存在足夠 其它站點(diǎn)時(shí)將其移除。
實(shí)際上，ODMA網(wǎng)絡(luò)中的種子站點(diǎn)除了它們不被用戶所使用并一般保
持靜止之外，像其它網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)一樣。然而，沒有理由防止種子站點(diǎn)成為移 動(dòng)站點(diǎn)(例如定位于火車或汽車上)。盡管不是必需的，但是大多數(shù)(如 果不是全部)種子站點(diǎn)將具有定義了它們絕對(duì)位置的數(shù)據(jù)，或者具有在一 定準(zhǔn)確度上確定它們位置的裝置。這將使周圍的站點(diǎn)能夠確定它們相對(duì)于 固定絕對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)的位置(但這不必需是種子站點(diǎn))。
為了提供精確定位信息，依據(jù)種子站點(diǎn)的位置，它們可以包括基于站
點(diǎn)的定位系統(tǒng)(例如GPS系統(tǒng)，如果這些站點(diǎn)意在移動(dòng)的話會(huì)有用處)或 它們可以在安裝時(shí)從定位確定設(shè)備(例如GPS)載入信息。然而，由于在 一般ODMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中位置不斷的重新評(píng)估，所以固定種子站點(diǎn)將逐漸 地開發(fā)證明比通過標(biāo)準(zhǔn)的基于站點(diǎn)的GPS定位系統(tǒng)提供的信息更為精確 的信息。該信息可以提供給中心機(jī)構(gòu)，用于認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)上其它站點(diǎn)使用的站 點(diǎn)的絕對(duì)位置準(zhǔn)確度。
在ODMA網(wǎng)絡(luò)中也存在包括其它基于站點(diǎn)的定位硬件的其它站點(diǎn)。 例如，可以在特定訂戶電話和其它設(shè)備中提供GPS接收機(jī)。以上描述的絕對(duì)"位置使能"固定種子站點(diǎn)和任何其它獨(dú)立"位置使能"站點(diǎn)(可以稱 為"移動(dòng)種子站點(diǎn)")，將有助于提供初始"精確"絕對(duì)定位信息，因?yàn)閷?無線站點(diǎn)首先添加至網(wǎng)絡(luò)。盡管許多無線站點(diǎn)起初在具有絕對(duì)位置信息的 站點(diǎn)的范圍之外，但是從該說明書明顯的是網(wǎng)絡(luò)會(huì)以最終(典型地迅速 地)包圍幾乎所有(如果不是全部)網(wǎng)絡(luò)上的站點(diǎn)的方式增加和共享該信 息。
參照以上防止時(shí)鐘準(zhǔn)確度漂移所描述的相同方式，針對(duì)位置參考目 的，可以具有一個(gè)或多個(gè)十分精確的數(shù)據(jù)點(diǎn)，根據(jù)該數(shù)據(jù)點(diǎn)，其它站點(diǎn)可 以十分精確地確認(rèn)它們的位置。針對(duì)位置的累積誤差函數(shù)的確定和包含也 可以以實(shí)質(zhì)類似的方式操作，其中每個(gè)站點(diǎn)利用具有最少誤差的最高質(zhì)量 的位置信息。
ODMA網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)站點(diǎn)將通過慢探測(cè)過程開始收集相鄰站點(diǎn)。通過 這樣做，每個(gè)站點(diǎn)迅速地確定是否存在具有絕對(duì)位置信息的任何相鄰站 點(diǎn)。可以在探測(cè)中提供該信息以及站點(diǎn)標(biāo)識(shí)符。這些站點(diǎn)中的一些可以距 離很遠(yuǎn)或相對(duì)于其它站點(diǎn)具有較差質(zhì)量的連接性。然而，在相對(duì)于這些絕 對(duì)位置的較好位置中的站點(diǎn)的相鄰站點(diǎn)中，可以存在其它站點(diǎn)。
應(yīng)該清楚， 一個(gè)站點(diǎn)距離另一個(gè)越近，通過參照如上的技術(shù)計(jì)算距離 所包含的誤差就越小。通過信號(hào)傳播的跳的距離越遠(yuǎn)，誤差函數(shù)就越大。 如果存在利用精確位置信息密集定位的許多站點(diǎn)，那么其它站點(diǎn)能夠很精 確地確定它們相對(duì)于這些站點(diǎn)的位置。因而，即使通過多個(gè)短傳輸跳或步 傳遞關(guān)于遠(yuǎn)的、具有確定位置的站點(diǎn)的信息(每個(gè)中間站點(diǎn)直接地或間接 地評(píng)估它自身相對(duì)于識(shí)別為具有確定位置的站點(diǎn)的位置，并根據(jù)可能在所 收集的相鄰站點(diǎn)組內(nèi)的其它站點(diǎn))，由于每跳較小，所以存在傳遞到試圖 確定其位置的站點(diǎn)的最小誤差。這是因?yàn)榫哂袠O佳位置信息的良好質(zhì)量的 許多小的跳躍在確定位置上比具有較差信息的一個(gè)較差質(zhì)量的跳躍提供 了精確得多的信息。由于每個(gè)站點(diǎn)收集了更多具有固定絕對(duì)位置信息的相 鄰站點(diǎn)，所以每個(gè)站點(diǎn)可以相對(duì)于通過完全不同的源獲得的信息，測(cè)試它
的信息的質(zhì)量；并且逐漸地，定位會(huì)變得更加準(zhǔn)確。
很明顯，相鄰站點(diǎn)將能夠快速地確定它們對(duì)于彼此的相對(duì)位置，甚至 在它們的位置在地理上不確定的情況下。當(dāng)接收到使這些站點(diǎn)之一能夠驗(yàn)證它的實(shí)際位置的信息，所有其它站點(diǎn)將能夠幾乎由于它們先前確定的相 對(duì)位置而立即確定它們自身的地理位置。在特定情況下，所需的就是相對(duì) 定位。例如，希望在一個(gè)大公園里見面的兩個(gè)人不需要知道諸如緯度、經(jīng) 度和海拔之類的細(xì)節(jié)，他們只需要知道為了見面需要步行多遠(yuǎn)以及所選取 的方向。換言之，他們所需的是包括距離和方向的矢量。
可選地，站點(diǎn)可以僅希望知道特定其它站點(diǎn)相對(duì)于彼此在何處，而不 需要絕對(duì)位置，或甚至相對(duì)于原始站點(diǎn)之類的位置。例如，父親可以只是 希望確定他的妻子和孩子一直在一起，或者警察派班員可以需要確認(rèn)警察 沒有與他們的武器或車輛分開。實(shí)際上，在緊急情況下，唯一重要的是知 道需要獲得緊急人員幫助的站點(diǎn)的相對(duì)位置可用。
總之，針對(duì)某一自身的站點(diǎn)的絕對(duì)位置；或其它站點(diǎn)的絕對(duì)位置；或
一自身站點(diǎn)對(duì)于另一個(gè)站點(diǎn)的相對(duì)位置；或另一個(gè)站點(diǎn)對(duì)于其它站點(diǎn)的相
對(duì)位置，可以需要定位信息。當(dāng)然，絕對(duì)定位知識(shí)可以自動(dòng)地使能相對(duì)定 位知識(shí)，而相反則不真。在任何情況下，所有的位置信息可以便于提供所 有可用的基于位置的服務(wù)和應(yīng)用。
在ODMA網(wǎng)絡(luò)中，必須理解，許多站點(diǎn)可以是移動(dòng)的，并且根據(jù)自
身是移動(dòng)的其它站點(diǎn)確定它們的位置。直覺建議，試圖確定其位置的特定 站點(diǎn)與具有固定位置(相對(duì)或絕對(duì))的無線站點(diǎn)或與獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)所確定的
絕對(duì)位置(具有GPS或其它定位設(shè)備的站點(diǎn))距離為多跳。然而，ODMA 網(wǎng)絡(luò)中，定位機(jī)制也隨著"成長的連接"而動(dòng)態(tài)改變，其中最初具有未知 位置的任何站點(diǎn)最終被通過確定它們自身位置的站點(diǎn)所收集的位置信息 所"吞沒"。網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)位置信息通過網(wǎng)絡(luò)迭代地"明確"。此外，不是所有 站點(diǎn)一直在移動(dòng)，所以試圖確定其位置的任何站點(diǎn)將可能利用從已知為靜 止的站點(diǎn)處接收的信息(由于認(rèn)為這些站點(diǎn)更穩(wěn)定和可靠)。
一些站點(diǎn)需要耐心等待它們的相鄰站點(diǎn)確定它們自己的位置；但是應(yīng) 該明顯，由于在進(jìn)行的基礎(chǔ)上收集相鄰站點(diǎn)，所以確定位置的必要信息在 網(wǎng)絡(luò)上變得越來越多的可用。這將意味著越來越多的站點(diǎn)將具有足夠的信 息來更新它們自身的位置并傳遞信息來幫助其它站點(diǎn)。如果必要(當(dāng)然在 最初階段)，站點(diǎn)可以增大(rampup)它們的探測(cè)信號(hào)強(qiáng)度來具有更好的 機(jī)會(huì)識(shí)別可以具有位置信息的較遠(yuǎn)的相鄰站點(diǎn)，從而獲得必要的初始信息，并且一旦確定位置指示，則再次降低功率。
在圖2和圖3中以非常簡(jiǎn)單并且只是指示的形式示出了該過程重復(fù)、 明確的性質(zhì)。在圖2 (a)中，表現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的地理區(qū)域，具有多個(gè)用戶。一 些用戶表示為近距離聚集，其它空間上分布較遠(yuǎn)。在該區(qū)域中，存在具有 位置信息的多個(gè)固定種子站點(diǎn)，以及一些移動(dòng)種子站點(diǎn)，或具有定位設(shè)備 的站點(diǎn)，但將要理解具有位置信息的初始站點(diǎn)的數(shù)量(無論是固定的或是 移動(dòng)的)相對(duì)于站點(diǎn)總數(shù)量較少。
該過程的第一步是站點(diǎn)收集相鄰站點(diǎn)，這在圖2 (b)中示出。在示出 的示例中，理想地，每個(gè)站點(diǎn)目標(biāo)在于開發(fā)僅3個(gè)近鄰站點(diǎn)，但是顯然特
定站點(diǎn)(指示了其中一些)在該初始階段確定了少于最小數(shù)量的站點(diǎn)。
圖3示出了隨著時(shí)間變化的圖2中示出的相同網(wǎng)絡(luò)。在時(shí)間t。處(如 圖3 (a)所示)，區(qū)域中的無線移動(dòng)站點(diǎn)不具有來自網(wǎng)絡(luò)的位置信息。然 而，存在散布于該區(qū)域的多個(gè)固定種子站點(diǎn)，并且也存在一些移動(dòng)種子站 點(diǎn)，或具有獨(dú)立定位系統(tǒng)的移動(dòng)站點(diǎn)。在時(shí)間t,處(圖3 (b))，根據(jù)本 發(fā)明的第一實(shí)施例，多個(gè)站點(diǎn)成功地從種子站點(diǎn)和具有已知位置的站點(diǎn)處 開發(fā)了位置信息。明顯地，在更密集的聚集區(qū)域的站點(diǎn)更快地確定了某種 位置形式(相對(duì)或絕對(duì))。在圖3 (c)中，之前只有確定的相對(duì)位置的許 多站點(diǎn)現(xiàn)在具有有著使這些相對(duì)位置能夠非常迅速地變成絕對(duì)的絕對(duì)位 置的相鄰站點(diǎn)。
圖3 (d)示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例用于位置確定的時(shí)間t，。在 此僅確定絕對(duì)位置。隨著越來越多的站點(diǎn)能夠確定它們的位置，其它相鄰 站點(diǎn)也將能夠確定它們自己的位置，并且具有已知位置的站點(diǎn)的數(shù)量將如 在時(shí)間t,所示的重復(fù)地指數(shù)增長(圖3 (e))。
在兩個(gè)所示的結(jié)晶(crystallization)機(jī)制中，最終，網(wǎng)絡(luò)上能夠定位 相鄰站點(diǎn)的所有的站點(diǎn)將能夠以較大或較小的準(zhǔn)確度確定位置一然后隨 著可用的更新的或可選的信息，再評(píng)估信息以及改進(jìn)位置。甚至不能夠開 發(fā)最少數(shù)量相鄰站點(diǎn)的孤立相鄰站點(diǎn)也可以具有來自其它站點(diǎn)的信息來 確定它們的位置(除非完全在傳播范圍之外)。然而，依據(jù)距離，信息的 質(zhì)量可能相對(duì)較差，因而較不準(zhǔn)確。
圖1描述了如下情形，其中具有已知位置的三個(gè)站點(diǎn)可以將它們的絕對(duì)位置傳送到站點(diǎn)R，并且根據(jù)位置信息的三個(gè)來源可以確定R的位置。 然而，如果R僅可以收聽到三個(gè)站點(diǎn)的傳輸，但沒有接收絕對(duì)位置信息，
那么R能夠推斷其它站點(diǎn)每個(gè)都離它有一定距離。該原理在圖4 (a)中 示出，其中站點(diǎn)A可以接收三個(gè)相鄰站點(diǎn)Al、 A2和A3的傳輸(或可以 探測(cè)和接收響應(yīng))，因而確定這些站點(diǎn)都在距離分別為al、 a2和a3的A 的特定"軌道"內(nèi)。然而，站點(diǎn)A不確定軌道上站點(diǎn)定位何處。圖4 (b) 指示站點(diǎn)相對(duì)于彼此實(shí)際的定位，但最初都不能將其確定。
如果所有所示站點(diǎn)可以收聽到來自其它站點(diǎn)的一些或所有探測(cè)，或與 彼此共享信息，那么可以做出關(guān)于它們相對(duì)位置的更多推斷。這是本發(fā)明 第一實(shí)施例的首要概念，將參照?qǐng)D4 (c)到4 (e)描述其機(jī)制。在ODMA 技術(shù)中，每個(gè)站點(diǎn)收集和保持相鄰站點(diǎn)；在圖4的示例中，站點(diǎn)A收集3 個(gè)站點(diǎn)。在圖4 (c)中，很明顯Al共享A3作為它自身收集的相鄰站點(diǎn) 之一。在該示例中，A1可以收集可以或不可以包括A和/或A2的其它相 鄰站點(diǎn)(除了 A3之外)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)站點(diǎn)會(huì)識(shí)別和收集它的最佳可 能相鄰站點(diǎn)；并且盡管A1、 A2和A3對(duì)A來說可能是最佳，但是其它站 點(diǎn)對(duì)A1來說可能更好(盡管于此共享A3)。
在任何情況下，在ODMA中，每個(gè)相鄰站點(diǎn)將共享關(guān)于保持在其表 中的其相鄰站點(diǎn)集合的信息，所以Al將從A中得知A3時(shí)A的相鄰站點(diǎn) 之一，并且Al將也能夠根據(jù)A確定A和A3之間的距離是a3。將告知 Al， A和Al之間的距離al將因而能夠通過三角測(cè)量確定Al和A3之間 的距離是ala3。 A3將從A和Al處接收信息(由于它是這兩個(gè)站點(diǎn)的近 鄰站點(diǎn))，所以不論是A還是A1是A3自己收集的相鄰站點(diǎn)，它也會(huì)得知 所有三個(gè)距離。因而，所有三個(gè)站點(diǎn)從彼此得知它們的相對(duì)距離，并且盡 管A3可能在A3'處(模糊點(diǎn))，但是A1和A可以確定距離和相對(duì)方向一 換言之，它們之間存在相對(duì)矢量(這些站點(diǎn)以黑體示出并且現(xiàn)在具有相對(duì) 位置信息)?？梢岳斫猓谠摮跏既菧y(cè)量中，基于共享的高度精確信息 做出計(jì)算。
圖2 (d)示出A2也收集A3作為它的相鄰站點(diǎn)之一。如上所描述， 這意味著A2和A可以確定它們之間的矢量，盡管A3'可能位置的模糊點(diǎn) 在A3"。然而，因?yàn)锳已知Al和A3之間的實(shí)際距離，很清楚A3只能在一個(gè)地方，所以丟棄A3'和A3"。換言之，相鄰站點(diǎn)之間的共享信息
使A能夠解決模糊性并將其發(fā)送到嵌套探測(cè)中的所有A的相鄰站點(diǎn)(這
會(huì)將該信息傳遞到它們的相鄰站點(diǎn))。然而在這個(gè)階段以很大精確度確定
的是相對(duì)位置(以黑體示出)。如圖2 (e)中所示，針對(duì)站點(diǎn)A，這意味 著站點(diǎn)簇仍然圍繞它沿軌道而行，但是在該時(shí)間點(diǎn)，它至少在固定的方向 或者"星座"中。在現(xiàn)實(shí)中，如果簇選擇指定一個(gè)站點(diǎn)作為數(shù)據(jù)點(diǎn)(例如 0， 0， 0)，那么站點(diǎn)都可以利用相對(duì)方位互相描述，但它們實(shí)際上在未定 義的三維空間中以相對(duì)方位操作。
這在圖5中示出。圖5 (a)示出圖4中的站點(diǎn)A以及它的相鄰站點(diǎn) 實(shí)際上相對(duì)于彼此在三維中定向。圖5 (a)示出圖4 (e)描述的簇在任 何平面實(shí)際上是可旋轉(zhuǎn)和可移動(dòng)的(相對(duì)與A處的絕對(duì)點(diǎn)，在各種可能三 維方向中示出該簇)。圖5 (c)示出與附加站點(diǎn)存在更復(fù)雜的三維關(guān)系， 但是在圖中，在空間中點(diǎn)A和B絕對(duì)地已知。在兩個(gè)位置固定的情況下， 較大程度的固定僅相對(duì)定義的整個(gè)設(shè)置，但是如圖5 (c)和5 (d)中所 示，仍然可以圍繞軸旋轉(zhuǎn)。如果絕對(duì)地固定附加點(diǎn)C，那么在圖5 (e)中 整個(gè)三維結(jié)構(gòu)的位置就絕對(duì)地固定，并且現(xiàn)在可以絕對(duì)地固定每隔一個(gè)的 節(jié)站點(diǎn)。在本發(fā)明中，由于每個(gè)站點(diǎn)將具有每個(gè)相鄰站點(diǎn)的信息，所以將 利用最小附加探測(cè)通過網(wǎng)絡(luò)分布該信息。
從圖5 (c)中可以理解，最初可用于穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)中整體位置確定的絕對(duì) 位置信息可以與試圖固定其絕對(duì)位置的站點(diǎn)距離多跳。由于通過高質(zhì)量的 跳躍中繼該信息，并且由于以高精確度確定相對(duì)位置，所以通過網(wǎng)絡(luò)傳遞 的位置精確度固有地精確。上述描述示出了為了簡(jiǎn)化解釋的明顯靜態(tài)網(wǎng) 絡(luò)。 一定不能將該發(fā)明理解為在現(xiàn)實(shí)中只限定于這個(gè)方面，本發(fā)明預(yù)想移 動(dòng)站點(diǎn)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)。
必須理解，甚至在高度移動(dòng)的環(huán)境中，如果每秒很多次地采用探測(cè)機(jī) 制，定位過程可以非常的精確。因而，如果第一站點(diǎn)需要與正在相對(duì)于第 一站點(diǎn)移動(dòng)的第二站點(diǎn)相關(guān)的位置信息，那么第一站點(diǎn)可以以選擇用于提 供位置信息的增強(qiáng)分辨力的增大速率，將梯度收集探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)奖粚ぶ?的第二站點(diǎn)?？梢詫⑦@些梯度收集探測(cè)信號(hào)直接地，或通過一個(gè)或多個(gè)中 間站點(diǎn)傳輸?shù)降诙军c(diǎn)。例如，ODMA網(wǎng)絡(luò)中的快(梯度收集)探測(cè)可以每秒發(fā)生幾千次。在 這樣的環(huán)境下，即使兩輛汽車以180千米/小時(shí)的速度相向行駛(換言之累 積速度360千米/小時(shí)(或360000米/小時(shí)，或100米/秒))，如果探測(cè)每秒 發(fā)生一千次，那么汽車在探測(cè)間相對(duì)于彼此將只移動(dòng)10厘米。通常，梯 度收集探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)脑龃笏俾手辽賰杀队趥鬏數(shù)臉?biāo)準(zhǔn)速率，并且優(yōu)選 地，至少大于傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)速率的數(shù)量級(jí)。結(jié)果，甚至當(dāng)站點(diǎn)相對(duì)于彼此以 相對(duì)高的速度移動(dòng)時(shí)，當(dāng)以增強(qiáng)的精確度測(cè)量它們的位置時(shí)，站點(diǎn)對(duì)于彼 此看起來似乎相對(duì)"靜止"。
當(dāng)?shù)谝徽军c(diǎn)需要增強(qiáng)的位置信息時(shí)，僅需要以增大的速率傳輸梯度收 集探測(cè)信號(hào)。否則，增大的探測(cè)速率會(huì)不必要地消耗網(wǎng)絡(luò)資源。
圖6 (a)至(f)涉及本發(fā)明第二實(shí)施例的過程更詳細(xì)的描述。圖6 是示出了 ODMA網(wǎng)絡(luò)中5個(gè)站點(diǎn)(標(biāo)記為A-E)的一系列連接示意圖。 如上述示例，可以理解，形成網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)可以是各種類型的站點(diǎn)。在該示 出的示例中，有手機(jī)(電話)、計(jì)算機(jī)或PDA (例如通過因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)提 供)、以及種子站點(diǎn)。在示出的序列中，每個(gè)站點(diǎn)產(chǎn)生多達(dá)4個(gè)鄰近站點(diǎn) (針對(duì)每個(gè)站點(diǎn)標(biāo)記為1-4)。將一些相鄰站點(diǎn)共享為站點(diǎn)間的近鄰站點(diǎn) (D3/E2和C1/E1)。在圖4 (a)中，所有站點(diǎn)缺乏位置信息(通過圓圈 表示)，具有絕對(duì)位置的種子站點(diǎn)E是例外(通過菱形表示)。此外，存在 從開始就具有絕對(duì)位置信息的兩個(gè)近鄰站點(diǎn)，即C1/E1和D2 (兩個(gè)都通 過菱形表示)。站點(diǎn)A和B都不具有任何來自中間近鄰站點(diǎn)的關(guān)于位置的 信息。
(然而，在標(biāo)準(zhǔn)ODMA過程下，B將具有來自C發(fā)送的探測(cè)的關(guān)于 E的信息。在該第二實(shí)施例中，通過相鄰站點(diǎn)接收的附加信息與位置的固 定具有較小的相關(guān)性。)
立即顯而易見，從一開始，站點(diǎn)C和D將能夠使用圖1 (a)中示意 性示出的技術(shù)，確定它們?cè)诜N子站點(diǎn)E的特定半徑內(nèi)。此外，站點(diǎn)C和D 將能夠確定它們兩個(gè)在兩個(gè)特定點(diǎn)中的任一處，因?yàn)樗鼈兠總€(gè)具有來自兩 個(gè)近鄰站點(diǎn)的可用的絕對(duì)位置信息(參照?qǐng)D1 (b))。用于確定位置的這兩 種機(jī)制中的任一可以提供用于站點(diǎn)C和D的足夠的精確度。此外，如以 下討論的，周圍相鄰站點(diǎn)能夠幫助消除位置上的任何模糊性。圖6 (b)示出在實(shí)際中站點(diǎn)A至E的近鄰站點(diǎn)每個(gè)具有它們自身的 多個(gè)近鄰站點(diǎn)，其中一些已經(jīng)具有絕對(duì)位置信息(通過菱形表示)。通過 這里描述的類似過程，在更大的網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于其它站點(diǎn)，來獲取或確定相 鄰站點(diǎn)和針對(duì)這些相鄰站點(diǎn)位置信息的確定。這些過程通過網(wǎng)絡(luò)從所示站 點(diǎn)向外并且朝所示站點(diǎn)向內(nèi)同時(shí)地發(fā)生，但是為了簡(jiǎn)便，只描述針對(duì)識(shí)別 站點(diǎn)操作的機(jī)制。
為了解釋定位過程，沒有示出站點(diǎn)在移動(dòng)，但是如上所示它們?cè)?br>
ODMA網(wǎng)絡(luò)中能夠這樣做。類似地，如在第一實(shí)施例中，僅為了解釋的目 的，被保持的相鄰站點(diǎn)適應(yīng)性地保持靜止，但是近鄰站點(diǎn)可以因?yàn)榭捎眠B 接性中的變化而改變。圖6 (c)示出了站點(diǎn)初始探測(cè)之后的連接示意圖。 可以看出，近鄰站點(diǎn)A1， C3， B2和D3/E2現(xiàn)在具有固定其絕對(duì)位置的它 們自身的近鄰站點(diǎn)中的至少三個(gè)站點(diǎn)(獨(dú)立于針對(duì)站點(diǎn)A-E所提供的示 例，確定這些相鄰站點(diǎn)的固定位置)。這使這些站點(diǎn)能夠根據(jù)這些相鄰站 點(diǎn)對(duì)它們的位置進(jìn)行三角測(cè)量。因而，站點(diǎn)C和D在它們可以三角測(cè)量 的一跳內(nèi)具有有著絕對(duì)位置信息的至少三個(gè)相鄰站點(diǎn)。
之后，如圖6 (d)所示，站點(diǎn)E3， C2， Bl和A4也通過三角測(cè)量成 功地獲得絕對(duì)位置信息，因此給站點(diǎn)D提供3個(gè)近鄰站點(diǎn)，并且給站點(diǎn)C 提供4個(gè)近鄰站點(diǎn)，以據(jù)此確定位置。由于站點(diǎn)C周圍的4個(gè)站點(diǎn)不從相 同相鄰站點(diǎn)收集它們的位置信息，所以站點(diǎn)C將具有允許根據(jù)不同站點(diǎn)的 三角測(cè)量的附加信息，并且從而便于測(cè)試所確定位置的精確度。根據(jù)該信 息，其它站點(diǎn)、甚至位置使能站點(diǎn)(例如種子站點(diǎn)E)，將能夠使用從其 它站點(diǎn)獲得的位置信息，測(cè)試和改進(jìn)它們自身的位置，通過可用的不同的 信息機(jī)會(huì)，使網(wǎng)絡(luò)中定位信息的整體等級(jí)在精確度上能夠提高。
盡管對(duì)于位置使能站點(diǎn)參與這樣的改進(jìn)其位置信息的過程看起來是 冗余的，但是將會(huì)理解，GPS以及其它定位系統(tǒng)只精確到一定程度(例如， 10到15米之內(nèi))，除非利用附加數(shù)據(jù)或設(shè)備得到增強(qiáng)。由于其它站點(diǎn)可以 從位置信息的可選源鞏固和改進(jìn)它們的位置，所以顯而易見的是，種子站 點(diǎn)的位置實(shí)際上并不那么精確。如果在種子站點(diǎn)附近存在許多其它站點(diǎn)， 則由于甚至無線電傳播通過高質(zhì)量的短傳輸跳躍將提供非常精確的距離 測(cè)量，所以可獲得的精確度理論上是厘米的數(shù)量級(jí)。也可能不精確地建立種子站點(diǎn)(例如種子站點(diǎn)在利用GPS導(dǎo)出的位置信息編程之后因疏忽而被 移動(dòng)，或者它可能是有故障的)。越多的站點(diǎn)可用，作為整體的網(wǎng)絡(luò)中所 有的定位就會(huì)越精確，尤其是針對(duì)相對(duì)于其它站點(diǎn)的每個(gè)站點(diǎn)。如果特定 站點(diǎn)具有更高質(zhì)量的位置信息，那么在測(cè)試過程中將會(huì)優(yōu)選該站點(diǎn)，而不 是其它站點(diǎn)。這樣，應(yīng)該容易地突出任何異常，并可以將其糾正。
到圖6 (e)中所示出的時(shí)間為止，站點(diǎn)B具有足夠的用來進(jìn)行三角 測(cè)量的信息，并且到圖6 (f)所反映的時(shí)間為止，站點(diǎn)A能夠確定它的絕
對(duì)信息。
重要地重申不論所使用的實(shí)施例如何，在每個(gè)站點(diǎn)接收關(guān)于位置的信 息(相對(duì)或絕對(duì))之前，站點(diǎn)可以具有針對(duì)所需要的目的足夠精確的位置 信息。識(shí)別的主要特征是隨著更多的信息通過相鄰站點(diǎn)收集變得可用，定 位也變得越來越精確。因而，連接性和定位信息非常迅速地?cái)U(kuò)展和成長，
從而覆蓋整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。即使，例如將圖6中的站點(diǎn)A看起來位于無法訪問的 位置(例如地下室)，但是相鄰站點(diǎn)通過慢探測(cè)收集，仍然可以確定站點(diǎn)A 的位置。如前所示，即使站點(diǎn)A最初不知道它的絕對(duì)位置，但是它仍然具 有足夠的信息來確定它對(duì)于站點(diǎn)B和其它站點(diǎn)的相對(duì)位置。
這是該過程的顯著優(yōu)點(diǎn)，使無法確定位置的站點(diǎn)(例如位于室內(nèi)或地 下的站點(diǎn))能夠通過相鄰站點(diǎn)收集過程得到定位。通過探測(cè)過程和具有所 需信息的站點(diǎn)可用的多跳，有效地存在發(fā)現(xiàn)很難到達(dá)站點(diǎn)的許多站點(diǎn)。提 供的站點(diǎn)越多，站點(diǎn)保持未被檢測(cè)就越困難。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于一些站 點(diǎn)具有在進(jìn)行的基礎(chǔ)上提供的精確信息，具有最初用來計(jì)算位置的較差信 息的任何站點(diǎn)將能夠分析所收到的信息，并在位置計(jì)算中改進(jìn)早期的迭 代。該活動(dòng)類似于用于通信的ODMA機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)路由機(jī)制，其中，可用相 鄰站點(diǎn)的數(shù)量越多，可用作站點(diǎn)選擇以定位關(guān)于位置以及從其相鄰站點(diǎn)的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)的高質(zhì)量信息的最佳機(jī)會(huì)的數(shù)量就越多。
ODMA通信網(wǎng)絡(luò)能夠在實(shí)時(shí)確定站點(diǎn)定位信息，并且網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)越 多，精確度就越大。盡管許多站點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)在一方面可以使過程復(fù)雜化，但 是由于站點(diǎn)在不斷地變化，所以相對(duì)運(yùn)動(dòng)確實(shí)提供了進(jìn)一步增強(qiáng)準(zhǔn)確度和 可用信息數(shù)量的附加信息(可能有點(diǎn)反直觀)。
如前所示， 一些站點(diǎn)將能夠傳送以下事實(shí)它們不在移動(dòng)，并且甚至提供所確定位置質(zhì)量的預(yù)定分級(jí)。站點(diǎn)保持靜止的時(shí)間越長，位置就可能 越精確。認(rèn)識(shí)到特定信息的可靠性，與它們的其它相鄰站點(diǎn)比較，移動(dòng)的 站點(diǎn)將優(yōu)先采用具有增強(qiáng)精確度的這些站點(diǎn)。然而，站點(diǎn)也將能夠檢測(cè)它 們自身位置或其它站點(diǎn)位置的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)站點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，站點(diǎn)將認(rèn)出距離 正在改變，并且結(jié)合其它站點(diǎn)，通過幾何方法，將能夠算出速度和方向。
然而，也產(chǎn)生了可被監(jiān)視的動(dòng)態(tài)信號(hào)特性影響，并且當(dāng)被分析時(shí)，這 些特性提供諸如改變信號(hào)強(qiáng)度、相移、多普勒位移，以及多徑失真的信息。 如果兩個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)通過探測(cè)接收與相同移動(dòng)站點(diǎn)相關(guān)的信息，那么這些 無線電特性將共同地提供關(guān)于傳播方向和傳播速度的信息。例如，如果所 有的相鄰站點(diǎn)檢測(cè)到多普勒位移，那么將檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)，并且在它們之間， 站點(diǎn)將具有足夠的信息實(shí)時(shí)在方向和速度方面了解運(yùn)動(dòng)的意義。
當(dāng)分析信號(hào)特性時(shí)，存在影響站點(diǎn)間信號(hào)傳輸質(zhì)量的多個(gè)問題，并且 可以分析該信息來提供站點(diǎn)的定位和相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于射頻信號(hào)從源站點(diǎn)到 目的站點(diǎn)采取不同的路徑，所以部分信號(hào)可以直接傳播至目的地站點(diǎn)，而
另一部分信號(hào)可以在到達(dá)目的地之前被反射、或偏轉(zhuǎn)(deflect),或通過障
礙。作為反射和偏轉(zhuǎn)的結(jié)果，由于部分信號(hào)采取更長的路徑，并且會(huì)比沿 直接路徑的信號(hào)的一部分失去更多的能量，所以該部分信號(hào)會(huì)經(jīng)歷時(shí)延。 多徑失真是作為直接和偏轉(zhuǎn)信號(hào)采取不同路徑的結(jié)果而發(fā)生的干擾形式， 由于它們隨即組合，對(duì)所期望的波形造成失真。
作為一般規(guī)則，傳播距離(通常因?yàn)樾盘?hào)功率在增加的球面表面區(qū)域 上散布而導(dǎo)致自由空間損失)主要影響信號(hào)強(qiáng)度。然而，信號(hào)強(qiáng)度將通過 經(jīng)過特定介質(zhì)所遇到的損失以及由于多徑傳播問題(信號(hào)的多個(gè)拷貝可以 異相地到達(dá)，破壞性地增加以及降低相對(duì)于噪音的信號(hào)電平)而減弱。因 此，如果路徑在視線之內(nèi)，那么信號(hào)損失不會(huì)嚴(yán)重，但在市區(qū)環(huán)境中，信 號(hào)的路徑很可能在該信號(hào)的反射、衍射、偏轉(zhuǎn)和散射之后到達(dá)目的站點(diǎn)。 站點(diǎn)間的快速相對(duì)運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致接收站點(diǎn)經(jīng)歷信號(hào)強(qiáng)度的迅速波動(dòng)(在幅度 和相位上)。
盡管信號(hào)特性的分析可以導(dǎo)致更好的假設(shè)，但是仍有可能不正確地解 譯信息。例如， 一般將最強(qiáng)的信號(hào)解譯成為直接信號(hào)，較弱的信號(hào)解譯成 為偏轉(zhuǎn)信號(hào)。然而，如果主信號(hào)通過高衰減路徑(通過墻或厚植被)傳播，有可能偏轉(zhuǎn)信號(hào)更強(qiáng)，并且難以區(qū)分直接信號(hào)和多徑信號(hào)一這將意味著在 任何距離計(jì)算中更多的錯(cuò)誤。隨著更多的站點(diǎn)可用于評(píng)估計(jì)算，由于站點(diǎn) 從相對(duì)于站點(diǎn)和它的相鄰站點(diǎn)的不同位置獲取它們自身的信息，可以非常 迅速地認(rèn)出這些特性。
此外，因?yàn)橐恍┱军c(diǎn)移動(dòng)，所以根據(jù)所處理的新的計(jì)算，將更容易獲 取不連續(xù)性。由于直接和偏轉(zhuǎn)信號(hào)較容易區(qū)分，所以站點(diǎn)能夠確定它們自 身是否移動(dòng)、或它們相鄰站點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)是否移動(dòng)，以及移動(dòng)的方向和 速度。可以采用該信息作為確定是否優(yōu)選從一個(gè)站點(diǎn)所接收的信息而不是 從另一個(gè)站點(diǎn)接收的信息的因素。
在雜亂的環(huán)境中，源站點(diǎn)和目的站點(diǎn)直接在視線之內(nèi)的可能性較小， 但是中繼站點(diǎn)中的許多實(shí)際上在彼此的視線之內(nèi)的機(jī)會(huì)很大。這意味著沿 著該路由傳遞高質(zhì)量信息。
將理解，如果任何站點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中使用方向天線，那么只需要兩個(gè)其它 相鄰站點(diǎn)位置來固定地理位置，并且如果存在來自另一方的附加信息，那 么該站點(diǎn)可以很快地確定是否存在反射或折射信號(hào)或者多徑失真。此外， 站點(diǎn)的移動(dòng)性增加了注意和修正這些誤差的機(jī)會(huì)，可以使用可以在波形等 中使用編碼來解調(diào)或分離波形的更加先進(jìn)的技術(shù)。
圖7示出了圖2所示的站點(diǎn)子集周圍發(fā)生的一些過程。在圖7中，示
出三個(gè)站點(diǎn)A、 B和C，其中每個(gè)站點(diǎn)通過探測(cè)開發(fā)10個(gè)相鄰站點(diǎn)。示出
了針對(duì)每個(gè)站點(diǎn)所需的探測(cè)信號(hào)的傳播傳輸強(qiáng)度的范圍，從而每個(gè)站點(diǎn)收
集10個(gè)站點(diǎn)作為相鄰站點(diǎn)，其中，5個(gè)站點(diǎn)是"近鄰站點(diǎn)"，并標(biāo)記為1 到5。由于相鄰站點(diǎn)在密集聚集的區(qū)域內(nèi)，所以站點(diǎn)A需要最少的功率來 收集最小數(shù)量的相鄰站點(diǎn)。站點(diǎn)B需要最大的功率。
在所示站點(diǎn)中，可以看出只有站點(diǎn)C具有其檢測(cè)相鄰站點(diǎn)組內(nèi)具有已 知位置的3個(gè)相鄰站點(diǎn)，所以站點(diǎn)C可以使用上述本發(fā)明的第二實(shí)施例的 機(jī)制，通過三角測(cè)量立即確定它的位置。也應(yīng)該看出，與其它站點(diǎn)共享站 點(diǎn)的特定相鄰站點(diǎn)。例如，相鄰站點(diǎn)C5和A2在站點(diǎn)B的檢測(cè)相鄰站點(diǎn) 中。
圖8 (a)示出了在其IO個(gè)檢測(cè)相鄰站點(diǎn)內(nèi)和在需要收集具有確定的 固定位置的10個(gè)相鄰站點(diǎn)的最大電平內(nèi)，具有巳知位置的3個(gè)站點(diǎn)的圖7的站點(diǎn)。因此，站點(diǎn)D、 E和F能夠進(jìn)行三角測(cè)量并確定它們的位置。
圖8 (b)示出一段時(shí)間后的圖8 (a)的站點(diǎn)，在站點(diǎn)C、 D、 E和F 的位置固定后，站點(diǎn)E、 H和I能夠?qū)λ麄兊奈恢眠M(jìn)行三角測(cè)量之后。將 理解，所有這些站點(diǎn)現(xiàn)在具有據(jù)此進(jìn)行三角測(cè)量的具有絕對(duì)位置的多于3 個(gè)的站點(diǎn)，使得能夠?qū)σ呀?jīng)確定的位置進(jìn)行測(cè)試和改進(jìn)。
圖8 (a)和8 (b)示出了一些站點(diǎn)彼此間隔相對(duì)較遠(yuǎn)的機(jī)制。圖9 示出了當(dāng)站點(diǎn)在更密集聚集的區(qū)域時(shí)可以發(fā)生的一些機(jī)制。例如在圖9(a) 中，示出了站點(diǎn)A (圖7中)和它的近鄰站點(diǎn)的兩個(gè)(A3禾BA4)的傳輸 功率界限?？梢钥闯?，因?yàn)檎军c(diǎn)距離較近，所以每個(gè)站點(diǎn)能夠以相對(duì)低的 功率設(shè)置獲得相鄰站點(diǎn)的最小數(shù)量。然而，這意味著不將具有固定絕對(duì)位 置信息的所有站點(diǎn)保持作為相鄰站點(diǎn)，留下僅能夠確定相對(duì)位置信息的站 點(diǎn)A、 A3禾口A4。
然而，慢探測(cè)過程提供關(guān)于站點(diǎn)相鄰站點(diǎn)的相鄰站點(diǎn)的基本信息。例 如，在圖9(b)中，站點(diǎn)A將保持站點(diǎn)A4作為相鄰站點(diǎn)，并通過這樣做， 將監(jiān)聽站點(diǎn)A4接收到的探測(cè)。站點(diǎn)A將因此得知站點(diǎn)A4具有兩個(gè)具有 絕對(duì)固定位置的相鄰站點(diǎn)。站點(diǎn)A4自身將試圖確定其位置，并將能夠確 定它在兩個(gè)位置中的一個(gè)(參照?qǐng)Dl (b))。站點(diǎn)A4將得知它到相鄰站點(diǎn) 的每個(gè)的距離，并且這些相鄰站點(diǎn)的相鄰站點(diǎn)中的許多將得知到站點(diǎn)A4 的距離。在它們之間，由于一些站點(diǎn)不能收聽到站點(diǎn)A4 (盡管它可能比 較近)，所以站點(diǎn)將能夠很快地解決模糊性并根據(jù)兩個(gè)可用可選項(xiàng)確定站 點(diǎn)A4的真正位置。 一旦確定了站點(diǎn)A4的固定位置，站點(diǎn)A將具有兩個(gè) 站點(diǎn)，并據(jù)此使用第二實(shí)施例中描述的方法確定它的位置。其它站點(diǎn)A的 相鄰站點(diǎn)能夠根據(jù)兩個(gè)可用可能的位置，幫助解決站點(diǎn)A真正位置的模糊 性，或者可以很快地確定站點(diǎn)A3的位置，正如圖9 (c)中所表示的。
一旦站點(diǎn)A3的絕對(duì)位置固定，站點(diǎn)A可以如圖9 (d)所示對(duì)其自身 位置進(jìn)行三角測(cè)量?？梢岳斫?，站點(diǎn)A周圍的所有站點(diǎn)每個(gè)都能夠確定它 們相對(duì)于它們相鄰站點(diǎn)的相對(duì)位置。因而， 一旦站點(diǎn)之一的位置變得絕對(duì) 固定，所有其它站點(diǎn)較能夠幾乎立即確定它們自身的絕對(duì)位置。顯而易見， 即使不知道站點(diǎn)A3的位置，站點(diǎn)A也可以解決其位置周圍的模糊性。站 點(diǎn)A3位置的固定使站點(diǎn)A能夠驗(yàn)證先前確定的位置并提高準(zhǔn)確度。解決模糊性和提高準(zhǔn)確度的信息的提取是通過探測(cè)的ODMA定位過程的主要 優(yōu)點(diǎn)，通過彼此互相幫助的每個(gè)站點(diǎn)來做出結(jié)論。
如果在站點(diǎn)稀少的網(wǎng)絡(luò)中僅存在幾個(gè)相鄰站點(diǎn)，那么所提供的任何絕 對(duì)位置方面的誤差會(huì)從逐站點(diǎn)傳遞。然而，站點(diǎn)對(duì)于彼此的相對(duì)位置會(huì)非 常的精確，因?yàn)楦鶕?jù)諸如涉及的距離、使用的機(jī)制和站點(diǎn)間連接質(zhì)量之類 的因素，距離的確定可以非常的精確。由于更多的精確地確定了它們自身 位置的站點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)上可用，所以可訪問用于分析的信息質(zhì)量越好，確定站 點(diǎn)自身的位置就越精確。
例如，在站點(diǎn)處計(jì)算的三角測(cè)量的位置沖突(使用來自不同站點(diǎn)集的 信息)的情況下，利用進(jìn)一步分析，可能會(huì)確定不精確源于何處。如果存 在同時(shí)來自幾個(gè)地點(diǎn)的位置的匯聚，那么就會(huì)有很有力的推論 一個(gè)位置 確定可靠，并且以這種方式，可以在進(jìn)行的基礎(chǔ)上修正網(wǎng)絡(luò)位置，并使其 變得愈加精確。此外，將在以下顯而易見，站點(diǎn)將能夠幫助彼此解決模糊 性。
在圖10中進(jìn)一步示出了使用本發(fā)明第一實(shí)施例所描述的機(jī)制的該過
程。例如在圖IO (a)中(如以上圖4)，站點(diǎn)A易于確定到它的相鄰站點(diǎn) (示出其中3個(gè)(Al、 A2和A3))的距離。Al具有相鄰站點(diǎn)All、 A12 和A13，如在圖10 (b)中所示出。由于A1共享A2 (也就是All)作為 相鄰站點(diǎn)，所以可以很快地確定A、 A1和A2的相對(duì)位置。類似地，A13 具有A2 (也就是A131)作為相鄰站點(diǎn)，所以可以確定A13的相對(duì)位置。 然而，因?yàn)檎军c(diǎn)接收它自身相鄰站點(diǎn)的相鄰站點(diǎn)的所有信息，所以可以在 前兩跳將其共享。所以在所示出的例子中，A1和A2將得知它們自身到A 的距離以及它們自身到A13的距離。A因此得知它的相鄰站點(diǎn)的相鄰站點(diǎn)， 并因此得知Al和A13之間的距離以及A2和A13之間的距離。據(jù)此，A 將確切地得知相對(duì)于A， A13位于何處(反之亦然)，而不管站點(diǎn)之間的 距離為兩跳、但相互之間不進(jìn)行通信的事實(shí)。實(shí)際上，站點(diǎn)所持的相鄰站 點(diǎn)表可以保持另一等級(jí)的相鄰站點(diǎn)的信息(例如通過Al和A2的A13的 相鄰站點(diǎn))，這會(huì)通過三跳來確定位置。如果是這種情況，A會(huì)意識(shí)到A133 以及Cl和C4是具有絕對(duì)位置信息的站點(diǎn)。
在任何情況下，由于站點(diǎn)確定它們的相對(duì)位置，所以通過圖10 (d)，具有絕對(duì)位置信息的站點(diǎn)時(shí)A13和A2的相鄰站點(diǎn)。如果網(wǎng)絡(luò)中的其它站 點(diǎn)(即使距離很遠(yuǎn))具有絕對(duì)位置，那么它們可以根據(jù)具有該信息的站點(diǎn)， 在接下來的通信中確定絕對(duì)位置。然而，必須記住，上述機(jī)制在每個(gè)站點(diǎn) 向外的所有方向上發(fā)生，所以站點(diǎn)A—幵始將接收來自多個(gè)源站點(diǎn)的相對(duì)
信息(至兩跳)，然后接收來自幾個(gè)源站點(diǎn)的絕對(duì)信息(圖10 (e))。所以， A和其它站點(diǎn)將最終在固定它們絕對(duì)位置的位置上，然后不斷地對(duì)其進(jìn)行 驗(yàn)證和改進(jìn)。該結(jié)晶效應(yīng)將會(huì)相對(duì)較快，然后當(dāng)絕對(duì)信息可用時(shí)變得非常 快，并不斷地重新調(diào)整。
圖11示出了站點(diǎn)A收集最小數(shù)量固定站點(diǎn)的可選方法一它僅增加其 探測(cè)信號(hào)的傳播強(qiáng)度，直到它達(dá)到足夠的站點(diǎn)。然而，優(yōu)選地，ODMA網(wǎng) 絡(luò)整體以較低的功率電平進(jìn)行操作，因?yàn)檫@通過例如使干擾和傳輸沖突最 小化而增加了整體效率。因而，盡管該方法肯定可以迅速地提供所需信息， 但是由于所涉及的較遠(yuǎn)距離和將會(huì)形成的混亂信號(hào)，精確度會(huì)降低。當(dāng)然， 隨著在網(wǎng)絡(luò)中確定更多的位置，該過程將會(huì)得到改進(jìn)。
然而，在發(fā)起可選過程之前，更優(yōu)選地，站點(diǎn)緩慢地產(chǎn)生相鄰站點(diǎn)并 保持耐心。如必要，可以通過網(wǎng)絡(luò)來傳輸消息，以指示良好的連接可用， 因?yàn)檫@將傳遞給每個(gè)站點(diǎn)，不會(huì)完全地孤立站點(diǎn)并且會(huì)及時(shí)將其定位?？?選地，孤立站點(diǎn)可以將不連續(xù)的詢問發(fā)送給它的相鄰站點(diǎn)，或發(fā)送給特定 指定站點(diǎn)，或利用指令來定位站點(diǎn)的特定分類并將消息重新定向到該站 點(diǎn)，從而它可以利用與定位孤立站點(diǎn)的進(jìn)程有關(guān)的信息進(jìn)行應(yīng)答。這會(huì)有 助于減小增加傳輸功率電平的需要以及減少這樣做的混亂結(jié)果。
如果從源站點(diǎn)到目的站點(diǎn)存在連接性，那么漸漸地將確定所有的網(wǎng)絡(luò) 站點(diǎn)位置，即使只存在一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。在通信網(wǎng)絡(luò)中，可以通過名為Probing Method for a Multi-Station Network的WO 2005/062528以及名為
所描述的過程確定消息收發(fā)的連接性。如果可以以這種方式與其它站點(diǎn)進(jìn) 行通信，那么很清楚，存在到該站點(diǎn)的連接，并且可以采用定位過程。如 果必要，可以將第一、請(qǐng)求站點(diǎn)的位置，或位置發(fā)送站點(diǎn)的位置設(shè)置為數(shù) 據(jù)點(diǎn)(例如，在x、 y、 z三維空間中，數(shù)據(jù)點(diǎn)可以設(shè)置為(0， 0， O))。 如果第一站點(diǎn)想要知道網(wǎng)絡(luò)中另一個(gè)站點(diǎn)的位置，它可以發(fā)送位置請(qǐng)求消息作為常規(guī)通信消息，如果適合，該消息可以發(fā)起定位過程?？梢詫?位置請(qǐng)求消息尋址至網(wǎng)絡(luò)中保持站點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)的中 心機(jī)構(gòu)，或發(fā)送到可以具有該信息或訪問該信息的任何其它適合的站點(diǎn) (包括用于向外傳輸至其它站點(diǎn)的第一、請(qǐng)求站點(diǎn)的相鄰站點(diǎn))?？蛇x地， 第一、請(qǐng)求站點(diǎn)可以將位置請(qǐng)求消息直接尋址至其它站點(diǎn)，并且后者可以 利用所需位置信息，通過網(wǎng)絡(luò)將消息傳輸回第一站點(diǎn)。
如果請(qǐng)求站點(diǎn)提供數(shù)據(jù)(向每個(gè)站點(diǎn)廣播它在哪)，那么其它相鄰站 點(diǎn)將利用類似于結(jié)晶結(jié)構(gòu)擴(kuò)展的位置信息的確定性，確定它們相對(duì)于請(qǐng)求 站點(diǎn)的位置，直到定位所期望的站點(diǎn)。相對(duì)位置或絕對(duì)位置(按照可能的 情況)，可以傳遞作為可用，但是在任一情況下，都存在針對(duì)站點(diǎn)的可用 相對(duì)矢量。 _
可選地，發(fā)送站點(diǎn)可以從作為數(shù)據(jù)點(diǎn)的自身產(chǎn)生結(jié)晶過程。該結(jié)晶體 會(huì)向外生長，直到達(dá)到絕對(duì)數(shù)據(jù)并傳遞回到該站點(diǎn)。
實(shí)際上，甚至在其它站點(diǎn)不連續(xù)地保持位置的情況下，任何站點(diǎn)都可 以發(fā)起快速探測(cè)機(jī)制來確定位置。在這種情況下，試圖確定位置的站點(diǎn)將 傳輸具有特定指示(例如要求其它站點(diǎn)自身發(fā)起探測(cè))的站點(diǎn)。可以規(guī) 定探測(cè)的范圍，以應(yīng)用于接收探測(cè)的站點(diǎn)，該探測(cè)與想要確定位置的站點(diǎn) 的距離在預(yù)定數(shù)量的傳輸跳躍之內(nèi)；也可以將接收站點(diǎn)的探測(cè)范圍限定在 距離這些站點(diǎn)的每個(gè)一定數(shù)量的跳躍之內(nèi)。根據(jù)該信息，站點(diǎn)將很快地確 定至少相對(duì)于彼此的相對(duì)位置，并且如果將具有據(jù)對(duì)位置信息的必需數(shù)量 的站點(diǎn)定位在特定數(shù)量的跳躍之內(nèi)，那么將絕對(duì)地固定來自起始站點(diǎn)的 "結(jié)晶式"擴(kuò)展；使得所有的有關(guān)站點(diǎn)能夠確定位置。如果沒找到絕對(duì)位 置站點(diǎn)，或者如果所期望的目的地沒有位于所產(chǎn)生的結(jié)晶內(nèi)，那么發(fā)起探 測(cè)現(xiàn)在可以規(guī)定要被探測(cè)的預(yù)定跳躍的增加數(shù)量，從而擴(kuò)展結(jié)晶生長，以 試圖定位所期望的站點(diǎn)(特定目的地或者具有位置信息的站點(diǎn))。以這種 方式，當(dāng)需要時(shí)，或者只要需要時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)"按需"只激活位置確
定，并且在該過程中，有關(guān)的站點(diǎn)將評(píng)估它們自身可能被記錄的位置。如 果定位了所期望的目的站點(diǎn)，那么起始站點(diǎn)和定位站點(diǎn)之間的梯度可以保 持用于該目的所期望長的時(shí)間，然后停止以使網(wǎng)絡(luò)資源的使用最小化。當(dāng) 然，在不需要進(jìn)行位置信息的網(wǎng)絡(luò)中，可以要求網(wǎng)絡(luò)自身(或其部分)間歇地從一個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)從事該過程，以確定站點(diǎn)位置，然后停止。慢探索過程具有收集高質(zhì)量相鄰站點(diǎn)的重要角色。在該機(jī)制中，首先 產(chǎn)生定位結(jié)晶體過程，然后做出針對(duì)位置信息的請(qǐng)求。然而，有可能利用 快探測(cè)過程找到其它站點(diǎn)，通過站點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展結(jié)晶，直到找到所期望 的站點(diǎn)?？梢詷?gòu)建"距離梯度"以提供源站點(diǎn)和目的站點(diǎn)之間的相對(duì)矢量， 并且將"距離梯度"按需保持。在圖12 (a)中，站點(diǎn)X試圖確定站點(diǎn)Al的所在。盡管Al距離3 個(gè)或多跳遠(yuǎn)，但是X可以發(fā)出尋找A1的快速(或梯度收集)探測(cè)信號(hào)。 一旦定位，Al將響應(yīng)，并且將通過站點(diǎn)返回梯度，每個(gè)梯度提供中間站 點(diǎn)間可用的距離和方向，據(jù)此，X可以確定至A的相對(duì)或絕對(duì)矢量(按照 可能的情況)。圖12(b)示出了可以通過中間站點(diǎn)的各種組合定義的梯度。 有可能通過較多數(shù)量的高質(zhì)量跳躍(例如通過al到a5的較短的跳躍)的 路由比通過較少數(shù)量的跳躍(較長，或質(zhì)量較差的跳躍1-3)的路由更加 精確；并且可以使用累積誤差評(píng)估確定位置的較佳選擇。可以簡(jiǎn)單地保持該特性的快探測(cè)，以定位針對(duì)特定目的的站點(diǎn)，然后 探測(cè)停止，或者可以將該探測(cè)保持一段特定時(shí)間(例如，追蹤飛快的轎車， 或者緊急情況下站點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng))。如果確定站點(diǎn)位置，那么可在區(qū)域中或以有目標(biāo)的方式提供特定服務(wù) 或應(yīng)用。例如，可以在站點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)或根據(jù)位置定義的特定區(qū)域內(nèi)提供廣 告、通知或信息。所以在這樣的情況下，可以利用廣告條幅，或者附近的 用戶(所有用戶、或選擇種類的用戶、或特定選擇的用戶)可以具有信息 或視頻流以幫助找到失蹤的孩子；或者區(qū)域內(nèi)的或者逃跑的罪犯曾經(jīng)路過 或?qū)砗芸赡苈愤^的途中的站點(diǎn)或布告板可以填寫基于罪犯活動(dòng)的信息， 從而獲得信息、證據(jù)或幫助。在已知位置的特定警察或其它人員可以基于 相對(duì)或絕對(duì)位置給出非常特定的信息。從所描述的ODMA定位過程中出現(xiàn)的重要特征是通過慢探測(cè)過程使 能的"鄰里監(jiān)督"機(jī)制。每個(gè)"鄰居"或站點(diǎn)所產(chǎn)生的相鄰站點(diǎn)組累積和 保留了真正的集合和分布知識(shí)。如果必要，可以訪問和評(píng)估該知識(shí)以確定 位置，該知識(shí)尤其與問題環(huán)境有關(guān)。本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)通信過程和算法期間保持特定相關(guān)信號(hào)的信息，此外保持相鄰站點(diǎn)的最后一個(gè)已知位置的記錄。如果站點(diǎn)被切斷 或毀壞，或即使只是電池出現(xiàn)故障，那么其它站點(diǎn)將訪問在其存儲(chǔ)器中與 最后已知站點(diǎn)和確定位置所用時(shí)間相關(guān)的信息。
即使沒有確定位置，也可根據(jù)相鄰站點(diǎn)表重新評(píng)估關(guān)于各種相鄰站點(diǎn) 信號(hào)強(qiáng)度的信息，從而確定傳播的位置和方向，以支持從獲得的歷史中做 出特定的結(jié)論。此外，保持信息的其它站點(diǎn)也將知道正在探測(cè)的其它站點(diǎn) 或失蹤站點(diǎn)的相鄰站點(diǎn)。這表明了針對(duì)位置確定受到咨詢的站點(diǎn)，以及提 供了要做出的特定假設(shè)的能力；例如，可以將兩個(gè)站點(diǎn)記錄為并排傳播相 對(duì)較長時(shí)間，并且兩個(gè)站點(diǎn)因而很可能仍然很近。當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)電池耗盡時(shí)， 兩個(gè)人可以在一個(gè)交通工具中一起旅行。這也類似于父母詢問附近的人他
們是否看到迷路的孩子；或者詢問認(rèn)識(shí)的朋友孩子是否與他們?cè)谝黄?；?br>
者詢問某人的最后一個(gè)旅伴最后看到他們的地點(diǎn)以及他們?nèi)ネ姆较颉?br>
在緊急情況下，鄰居將仍然具有最后己知位置以及地理上最近定位的 相鄰站點(diǎn)的最新知識(shí)。明顯地，這將給緊急人員提供精確位置來開始尋找 需要援助的站點(diǎn)。此外，由于將知識(shí)分發(fā)至許多其它站點(diǎn)，所以難以避免 站點(diǎn)用戶被定位。例如，即使綁架者切斷或毀壞受害者的站點(diǎn)，在此之前， 也將存在可以立即精確定位該站點(diǎn)位置的許多相鄰站點(diǎn)，并因而甚至可以
確定誰在第一地點(diǎn)接近受害人。明顯地，該能力具有大量的應(yīng)用，包括 車輛事故評(píng)估、碰撞逃逸事件等。為了進(jìn)一步方便該過程，如果對(duì)最近的 相鄰站點(diǎn)(以及甚至對(duì)關(guān)于具有絕對(duì)位置的站點(diǎn)的信息)是必要的，站點(diǎn) 可以周期性地將更新位置信息發(fā)送到可以進(jìn)行詢問的認(rèn)證服務(wù)器。
此外，通過失敗單元以及緊鄰的相鄰站點(diǎn)采取的隨后步驟可以在一定 程度上避免降低的通信能力。例如，如果站點(diǎn)天線損壞或者如果電量非常 低，那么在偶然的機(jī)會(huì)只能將站點(diǎn)傳播的信號(hào)傳播到最近的相鄰站點(diǎn)從而 保持有限的聯(lián)系并降低功耗。如果站點(diǎn)隱藏于網(wǎng)絡(luò)，那么通過慢探測(cè)過程 或者即刻地通過有限的傳播基礎(chǔ)，移動(dòng)站點(diǎn)的動(dòng)態(tài)性質(zhì)應(yīng)該增加開發(fā)相鄰 站點(diǎn)的機(jī)會(huì)，從而隨機(jī)地定位站點(diǎn)，尤其是如果警告網(wǎng)絡(luò)上的其它站點(diǎn)以 下事實(shí)站點(diǎn)失蹤以及在緊急情況下需要定位。
在標(biāo)準(zhǔn)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，不易取得這些優(yōu)點(diǎn)，尤其是由ODMA網(wǎng)絡(luò)
系統(tǒng)提供的準(zhǔn)確度等級(jí)。基站只是必須保留太多的來自許多站點(diǎn)的信息，以在不堵塞和延遲的情況下提供有效的解決方案。在ODMA環(huán)境中，只 將信息分發(fā)至緊鄰的相鄰站點(diǎn)并且連續(xù)地更新。在需要信息的情況下，站 點(diǎn)通過快探測(cè)技術(shù)易于確定對(duì)必要站點(diǎn)的梯度。該過程十分快，即使在大 的網(wǎng)絡(luò)中。另一個(gè)由于"鄰里監(jiān)督"能力而出現(xiàn)的應(yīng)用是網(wǎng)絡(luò)可以監(jiān)視的不尋常 或不需要的活動(dòng)，并且如果必要，可以警告其它站點(diǎn)。例如，如果站點(diǎn)以 未預(yù)料到的高速行進(jìn)，或如果站點(diǎn)定位于特定的禁區(qū)與另一個(gè)禁止或不期 望的特定站點(diǎn)近鄰，那么可以做出特定適合的響應(yīng)。這些響應(yīng)可以包括將 知識(shí)迅速地分發(fā)至近鄰站點(diǎn)或甚至特定緊急站點(diǎn)，或至中心機(jī)構(gòu)。該實(shí)時(shí)監(jiān)視能力將突出不可能、不期望或例外的例子。這些潛在的應(yīng) 用和響應(yīng)是無限的，并且可以包括車輛跟蹤、庫存管理應(yīng)用、監(jiān)視兒童、 監(jiān)視緩刑或法院強(qiáng)制令下的人、或只是警報(bào)網(wǎng)絡(luò)訂戶以下事實(shí)他們?cè)谥T 如加油站、警察局或飯店之類的特定設(shè)施附近。此外，在災(zāi)難性的情況下， 可以自動(dòng)地采取立即響應(yīng)一危難中的飛機(jī)可以以高功率傳輸其位置，并且 也可以從它的"黑匣子"數(shù)據(jù)記錄器中下載詳細(xì)資料，以防飛機(jī)墜毀，黑 匣子被毀壞。該知識(shí)將轉(zhuǎn)儲(chǔ)到任何隨機(jī)可用的站點(diǎn)，從而在該單元被毀壞 前下載所有信息。通過警報(bào)危險(xiǎn)中的每個(gè)飛行器，也可以避免飛行器間的 空中碰撞等。此外，應(yīng)該理解，在許多潛在應(yīng)用的上下文中，并入網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)單元 的復(fù)雜等級(jí)可以非常低。例如，在監(jiān)視上述特定站點(diǎn)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中(例 如母親和孩子之間的距離、或警官相對(duì)于他/她的武器和/或其它警官之間 的位置)，這些設(shè)備的功能可以相對(duì)地不復(fù)雜。這些單元可以可能地(但不必要地)利用主流的ODMA通信系統(tǒng)用于定位。如果必要，這些簡(jiǎn)化站點(diǎn)針對(duì)它們的定位信息可以只探測(cè)和收集相鄰站點(diǎn)(是通過傳播特定、 還是定時(shí)探測(cè)、還是其它裝置)，并且確定距離和其它相關(guān)數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的ODMA站點(diǎn)可能識(shí)別簡(jiǎn)化站點(diǎn)為針對(duì)定位應(yīng)用的有用相鄰站點(diǎn)，但也可能 在標(biāo)準(zhǔn)的ODMA通信網(wǎng)絡(luò)的操作中將簡(jiǎn)化站點(diǎn)作為用于消息傳輸?shù)臐撛?延遲站點(diǎn)而忽視。原理上，僅用于定位和跟蹤而不需要這樣的ODMA通信網(wǎng)絡(luò)，可以 形成網(wǎng)絡(luò)，但是將要執(zhí)行上述的基本ODMA相鄰站點(diǎn)收集技術(shù)。以這種方式，使用或不使用ODMA通信網(wǎng)絡(luò)，都可以將示例說明的車輛跟蹤、 庫存管理或犯人跟蹤解決方案作為孤立網(wǎng)絡(luò)操作、或也可以捆綁至其它傳 統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。
這種形式的定位網(wǎng)絡(luò)將對(duì)非ODMA通信網(wǎng)絡(luò)單元經(jīng)歷的許多VOIP 定位問題進(jìn)行尋址。雖然優(yōu)選地利用ODMA延遲通信過程來將所確定的 位置數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭恍┲行目刂普军c(diǎn)、或傳輸?shù)秸?qǐng)求特定站點(diǎn)行蹤的站點(diǎn)， 但是原理上，這可以通過一些其它通信裝置進(jìn)行報(bào)告。
權(quán)利要求
1. 一種操作包括多個(gè)站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)的方法，其中每個(gè)站點(diǎn)都能夠傳輸和接收數(shù)據(jù)，從而所述網(wǎng)絡(luò)能夠通過至少一個(gè)所選的中間站點(diǎn)，在站點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)，所述方法包括從每個(gè)站點(diǎn)傳輸探測(cè)信號(hào)；在探測(cè)信號(hào)的至少一些中傳輸位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)，所述位置數(shù)據(jù)包括指示傳輸探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置的數(shù)據(jù)，以及所述位置確定數(shù)據(jù)包括接收探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)所使用的、用于確定所述站點(diǎn)和/或其它站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置的數(shù)據(jù)；在從一個(gè)或多個(gè)探測(cè)站點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)處，保持從探測(cè)站點(diǎn)中的所選探測(cè)站點(diǎn)接收的位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)；以及在每個(gè)站點(diǎn)處保持所述位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)，利用所述位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)來確定所述每個(gè)站點(diǎn)和/或其它站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置。
2. 如權(quán)利要求l所述方法，其中，在探測(cè)信號(hào)中的所述位置數(shù)據(jù)和/ 或位置確定數(shù)據(jù)包括指示傳輸探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)所選擇的附近站點(diǎn)的絕對(duì) 位置或相對(duì)位置的數(shù)據(jù)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述方法，其中，位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù) 用于確定與所述每個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行直接通信的其它站點(diǎn)以及不與所述每個(gè)站 點(diǎn)直接進(jìn)行通信的其它站點(diǎn)的相對(duì)或絕對(duì)位置。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一所述的方法，在通信網(wǎng)絡(luò)中操作所述方 法，其中，所述站點(diǎn)能夠?qū)⑾钠鹗颊军c(diǎn)通過至少一個(gè)隨機(jī)選擇的中間 站點(diǎn)傳輸?shù)侥康牡卣军c(diǎn)。
5. 如權(quán)利要求1至3中任一所述的方法，在提供的網(wǎng)絡(luò)中操作所述 方法，主要用于在網(wǎng)絡(luò)中跟蹤或定位站點(diǎn)。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一所述的方法，包括在每個(gè)站點(diǎn)處選擇用 于將探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)狡渌军c(diǎn)的信道，在所選信道上，從探測(cè)站點(diǎn)接收探 測(cè)信號(hào)的其它站點(diǎn)直接地或通過其它站點(diǎn)間接地進(jìn)行響應(yīng)。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一所述的方法，包括在探測(cè)信號(hào)中傳輸時(shí)鐘數(shù)據(jù)，并且利用所述時(shí)鐘數(shù)據(jù)來確定探測(cè)信號(hào)在站點(diǎn)之間傳遞所用的時(shí) 間，因而確定所述站點(diǎn)之間的距離。
8. 如權(quán)利要求7所述方法，包括使網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)的時(shí)鐘同步，將為了 同步目的的更新定時(shí)數(shù)據(jù)從中心定時(shí)機(jī)構(gòu)傳輸?shù)狡渌军c(diǎn)。
9. 如權(quán)利要求8所述方法，其中，響應(yīng)于在相對(duì)于在任何站點(diǎn)處接 收到的更新定時(shí)數(shù)據(jù)的其它先前或同時(shí)的傳輸?shù)倪@種更新定時(shí)數(shù)據(jù)的傳 輸?shù)姆矫嬗?jì)算的累積誤差函數(shù)，確定在所述站點(diǎn)處的對(duì)所述更新定時(shí)數(shù)據(jù) 的接受或拒絕，從而在網(wǎng)絡(luò)每個(gè)站點(diǎn)的時(shí)鐘同步方面保持高水平的準(zhǔn)確 度。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一所述的方法，其中，位置數(shù)據(jù)包括指示 達(dá)到預(yù)定準(zhǔn)確度的一個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)的位置的位置信息。
11. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中，所述位置數(shù)據(jù)包括從配備有 基于站點(diǎn)的定位系統(tǒng)的站點(diǎn)、或具有巳知固定位置的站點(diǎn)處獲得的絕對(duì)位置{曰息。
12. 如權(quán)利要求1至11中任一所述的方法，其中，所述位置數(shù)據(jù)包 括指示相對(duì)于其它站點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)的位置的相對(duì)位置信息。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，通過利用站點(diǎn)間傳輸?shù)奶綔y(cè) 信號(hào)中的傳輸功率和/或路徑損失數(shù)據(jù)來確定站點(diǎn)間近似距離的站點(diǎn)，獲得 相對(duì)位置信息。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，通過利用從站點(diǎn)間傳輸?shù)奶?測(cè)信號(hào)中提取的定時(shí)數(shù)據(jù)來確定站點(diǎn)間距離的站點(diǎn)，獲得相對(duì)位置信息。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，定時(shí)數(shù)據(jù)包括通過響應(yīng)所接 收到的探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)插入應(yīng)答探測(cè)信號(hào)的處理延遲數(shù)據(jù)，所述處理延遲 數(shù)據(jù)指示在響應(yīng)所接收的探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)處處理所接收的探測(cè)信號(hào)所用 的時(shí)間。
16. 如權(quán)利要求12至15中任一所述的方法，包括通過三角測(cè)量獲得 指示一個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)位置的位置信息。
17. 如權(quán)利要求11至16中任一所述的方法，包括通過確定相對(duì)于 先前確定了自身絕對(duì)位置的其它站點(diǎn)的站點(diǎn)位置，利用絕對(duì)和相對(duì)位置信 息的組合來確定另外站點(diǎn)的絕對(duì)位置，從而不能與具有絕對(duì)位置信息的其它站點(diǎn)直接通信的這些另外站點(diǎn)能夠間接地確定其自身的絕對(duì)位置。
18. 如權(quán)利要求11至17中任一所述的方法，包括提供多個(gè)種子站點(diǎn)， 每個(gè)種子站點(diǎn)能夠確定、或具有絕對(duì)位置數(shù)據(jù)，所述種子站點(diǎn)的絕對(duì)位置 具有相對(duì)較高的準(zhǔn)確度，其它站點(diǎn)將探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)剿龇N子站點(diǎn)、以及 從所述種子站點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào)，因而從所述種子站點(diǎn)獲得絕對(duì)位置信息來 確定所述其它站點(diǎn)自身的絕對(duì)位置，并且另外站點(diǎn)將探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)剿?其它站點(diǎn)、以及從所述其它站點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào)，因而從所述其它站點(diǎn)獲得 絕對(duì)位置信息，來確定所述另外站點(diǎn)自身的絕對(duì)位置。
19. 如權(quán)利要求8至18中任一所述的方法，其中，每個(gè)站點(diǎn)選擇所接收的探測(cè)信號(hào)，并根據(jù)這些所接收的探測(cè)信號(hào)被確定包含在距離測(cè)量能 力或時(shí)鐘同步方面的高質(zhì)量的位置或定時(shí)數(shù)據(jù)的程度，從所接收的探測(cè)信 號(hào)中提取位置或定時(shí)數(shù)據(jù)。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，包括分析所接收的探測(cè)信號(hào)，來確定在機(jī)會(huì)最佳峰期間是否傳輸所接收的探測(cè)信號(hào)。
21. 如權(quán)利要求19所述的方法，包括測(cè)量這些所接收的探測(cè)信號(hào)中 的路徑損失和/或多徑失真，并且選擇具有低路徑損失和/或低多徑失真的 探測(cè)信號(hào)，以從中提取位置或定時(shí)數(shù)據(jù)。
22. 如權(quán)利要求1至21中任一所述的方法，其中，站點(diǎn)在它們的探 測(cè)信號(hào)中包括與它們保持靜止的時(shí)間長度相關(guān)的數(shù)據(jù)，接收探測(cè)信號(hào)的其 它站點(diǎn)優(yōu)先利用來自保持靜止最長時(shí)間的站點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)和/或位置確定 數(shù)據(jù)。
23. 如權(quán)利要求1至22中任一所述的方法，其中，站點(diǎn)在它們的探 測(cè)信號(hào)中包括與以下的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的輔助數(shù)據(jù)在探測(cè)信號(hào)中識(shí)別的 站點(diǎn)間的傳輸跳躍的數(shù)量和/或質(zhì)量；指示包括在探測(cè)信號(hào)中的定時(shí)數(shù)據(jù)或 位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)的壽命的壽命數(shù)據(jù)；與在探測(cè)信號(hào)中識(shí)別的一 個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)相關(guān)的位置信息的所述或所確定的準(zhǔn)確度等級(jí)；以及指示是 否在機(jī)會(huì)峰處發(fā)送探測(cè)信號(hào)的質(zhì)量數(shù)據(jù)，接收探測(cè)信號(hào)的其它站點(diǎn)選擇性 地依據(jù)包括在所接收探測(cè)信號(hào)中的輔助數(shù)據(jù)的性質(zhì)，利用其中的位置數(shù)據(jù) 和/或位置確定數(shù)據(jù)。
24. 如權(quán)利要求1至23中任一所述的方法，其中，在中心機(jī)構(gòu)定義的探測(cè)信道上傳輸探測(cè)信號(hào)，因此減少干擾并防止對(duì)信號(hào)的抑制或竊聽。
25. 如權(quán)利要求1至24中任一所述的方法，其中，站點(diǎn)在其它站點(diǎn) 失去彼此的連接之后的預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持這些其它站點(diǎn)的歷史位置數(shù)據(jù)，可 檢索所述歷史位置數(shù)據(jù)以確定與之失去連接的站點(diǎn)的最后已知位置。
26. 如權(quán)利要求1至25中任一所述的方法，其中，站點(diǎn)利用由于站 點(diǎn)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的探測(cè)信號(hào)中數(shù)據(jù)的變化或探測(cè)信號(hào)的其它特性， 來解決探測(cè)信號(hào)中相對(duì)位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)的模糊性。
27. 如權(quán)利要求1至26中任一所述的方法，其中，根據(jù)所確定的所 述站點(diǎn)和/或其它附近站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置，來調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中來自站點(diǎn)的可 用服務(wù)的性質(zhì)或質(zhì)量。
28. 如權(quán)利要求27所述的方法，包括向站點(diǎn)的用戶提供與靠近所確 定的所述站點(diǎn)位置的設(shè)備、對(duì)象或人、或其它站點(diǎn)相關(guān)的信息。
29. 如權(quán)利要求1至28中任一所述的方法，其中，通過直接地或通 過一個(gè)或多個(gè)中間站點(diǎn)，在站點(diǎn)間傳輸梯度收集探測(cè)信號(hào)，來確定與站點(diǎn) 相關(guān)的位置信息。
30. 如權(quán)利要求29所述的方法，其中，以所選擇的用于提供位置信 息的增強(qiáng)分辨力的增大速率，傳輸梯度收集探測(cè)信號(hào)。
31. 如權(quán)利要求30所述的方法，其中，僅當(dāng)需要所述位置信息時(shí)， 才以增大速率傳輸所述梯度收集探測(cè)信號(hào)。
32. 如權(quán)利要求1至31中任一所述的方法，其中，需要與網(wǎng)絡(luò)中另 一站點(diǎn)相關(guān)的位置信息的第一站點(diǎn)能夠?qū)⑽恢谜?qǐng)求消息傳輸?shù)奖粚ぶ返?保持網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)的中心機(jī)構(gòu)；傳輸?shù)奖粚ぶ?的第一、請(qǐng)求站點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)相鄰站點(diǎn)，以便向前傳輸?shù)狡渌军c(diǎn)；或 直接傳輸?shù)奖粚ぶ返钠渌军c(diǎn)。
33. 如權(quán)利要求32所述的方法，其中，需要其位置的站點(diǎn)能夠利用 所需的位置信息，將應(yīng)答消息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降谝徽军c(diǎn)。
34. 如權(quán)利要求32所述的方法，其中，第一站點(diǎn)將所尋址的梯度收 集探測(cè)信號(hào)通過一個(gè)或多個(gè)中間站點(diǎn)傳輸?shù)奖粚ぶ返钠渌军c(diǎn)，所述其它 站點(diǎn)通過一個(gè)或多個(gè)中間站點(diǎn)傳輸響應(yīng)，由此通過中間站點(diǎn)產(chǎn)生梯度，所 述梯度提供了使能在所述第一站點(diǎn)和所述其它站點(diǎn)之間確立相對(duì)或絕對(duì)方向矢量的信息。
35. —種包括多個(gè)站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)站點(diǎn)能夠傳輸和接收數(shù)據(jù)，從而 所述網(wǎng)絡(luò)能夠通過至少一個(gè)所選中間站點(diǎn)，在站點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)，其中所 述網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)站點(diǎn)包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和數(shù)據(jù)處理裝置，并可操作用于將探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)狡渌军c(diǎn)，并從其它站點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào)； 在所述探測(cè)信號(hào)的至少一些中傳輸位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)，所述 位置數(shù)據(jù)包括指示傳輸探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置的數(shù)據(jù)，并且所 述位置確定數(shù)據(jù)包括接收探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)所使用的、用于確定該站點(diǎn)和/ 或其它站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置的數(shù)據(jù)；在從一個(gè)或多個(gè)探測(cè)站點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)處，保持從探測(cè)站點(diǎn)中的所選探測(cè)站點(diǎn)接收的位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)；以及利用所保持的位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)來確定所述站點(diǎn)和/或其它站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置。包括與所述站點(diǎn)進(jìn)行直接通信的其它站點(diǎn)，以及不與所述站點(diǎn)直接進(jìn)行通信的其它站點(diǎn)。
36. 如權(quán)利要求35所述網(wǎng)絡(luò)，其中，每個(gè)站點(diǎn)可操作用于確定與所 述站點(diǎn)直接進(jìn)行通信的其它站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置，以及不與所述站點(diǎn)直 接進(jìn)行通信的其它站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置。
37. 如權(quán)利要求35或36中任一所述的網(wǎng)絡(luò)，其中，每個(gè)站點(diǎn)包括時(shí) 鐘，并設(shè)置用于在探測(cè)信號(hào)中傳輸時(shí)鐘數(shù)據(jù)，并利用所述時(shí)鐘數(shù)據(jù)來確定 探測(cè)信號(hào)在站點(diǎn)之間傳遞所用的時(shí)間，因而確定所述站點(diǎn)之間的距離。
38. 如權(quán)利要求37所述的網(wǎng)絡(luò)，包括中心定時(shí)機(jī)構(gòu)，用于將更新定 時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)，其中，每個(gè)站點(diǎn)設(shè)置用于利用更新定時(shí)數(shù)據(jù)， 使其時(shí)鐘與網(wǎng)絡(luò)其它站點(diǎn)的時(shí)鐘同步。
39. 如權(quán)利要求38所述的網(wǎng)絡(luò)，其中，每個(gè)站點(diǎn)設(shè)置用于根據(jù)在相 對(duì)于在所述站點(diǎn)處接收到的更新定時(shí)數(shù)據(jù)的其它先前或同時(shí)的傳輸?shù)倪@ 種更新定時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸?shù)姆矫嬗?jì)算的累積誤差函數(shù)，接受或拒絕所述更新 定時(shí)數(shù)據(jù)，從而在網(wǎng)絡(luò)每個(gè)站點(diǎn)的時(shí)鐘同步方面保持高水平的準(zhǔn)確度。
40. 如權(quán)利要求35至39中任一所述的網(wǎng)絡(luò)，其中，至少一些站點(diǎn)包 括基于站點(diǎn)的定位系統(tǒng)、或者利用與已知固定位置相對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行編程。
41. 如權(quán)利要求35至40中任一所述的網(wǎng)絡(luò)，其中，每個(gè)站點(diǎn)適于利 用站點(diǎn)間傳輸?shù)奶綔y(cè)信號(hào)中的傳輸功率和/或路徑損失數(shù)據(jù)，確定站點(diǎn)自身 和其它站點(diǎn)之間的近似距離。
42. 如權(quán)利要求41所述的網(wǎng)絡(luò)，其中，每個(gè)站點(diǎn)適于通過三角測(cè)量 獲得指示一個(gè)或多個(gè)其它站點(diǎn)的位置的位置信息。
43. 如權(quán)利要求35至42中任一所述的網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)種子站點(diǎn)，每 個(gè)種子站點(diǎn)能夠確定具有相對(duì)較高的準(zhǔn)確度的自身的絕對(duì)位置數(shù)據(jù)，從而 將探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)椒N子站點(diǎn)、以及從種子站點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào)的其它站點(diǎn)能 夠從種子站點(diǎn)獲得絕對(duì)位置信息，來確定所述其它站點(diǎn)自身的絕對(duì)位置； 并且將探測(cè)信號(hào)傳輸?shù)剿銎渌军c(diǎn)、以及從所述其它站點(diǎn)接收探測(cè)信號(hào) 的另外站點(diǎn)能夠從所述其它站點(diǎn)獲得絕對(duì)位置信息，來確定所述另外站點(diǎn) 自身的絕對(duì)位置。
44. 如權(quán)利要求35至43中任一所述的網(wǎng)絡(luò)，其中，每個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù) 處理裝置可操作用于分析所接收的探測(cè)信號(hào)，以確定在機(jī)會(huì)最佳峰期間是 否傳輸所接收的探測(cè)信號(hào)。
45. 如權(quán)利要求44所述的網(wǎng)絡(luò)，其中，數(shù)據(jù)處理裝置可操作用于通過測(cè)量所接收的探測(cè)信號(hào)中的路徑損失和/或多徑失真，分析所接收到的探 測(cè)信號(hào)，以及選擇具有低路徑損失和/或低多徑失真的探測(cè)信號(hào)，以從中提 取位置或定時(shí)數(shù)據(jù)。
46. 如權(quán)利要求35至45中任一所述的網(wǎng)絡(luò)，包括定義用于探測(cè)信號(hào) 傳輸?shù)奶綔y(cè)信道的中心機(jī)構(gòu)，來減少干擾并防止對(duì)信號(hào)的抑制或竊聽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)和一種操作網(wǎng)絡(luò)的方法。所述網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)站點(diǎn)，每個(gè)站點(diǎn)能夠傳輸和接收數(shù)據(jù)，從而所述網(wǎng)絡(luò)能夠通過至少一個(gè)所選中間站點(diǎn)，在站點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)。每個(gè)站點(diǎn)以廣播方式將探測(cè)信號(hào)傳輸至其它站點(diǎn)，以收集相鄰站點(diǎn)列表。站點(diǎn)在探測(cè)信號(hào)中的至少一些中傳輸位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)。位置數(shù)據(jù)包括指示傳輸探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置的數(shù)據(jù)，并且所述位置確定數(shù)據(jù)包括接收探測(cè)信號(hào)的站點(diǎn)所使用的、用于確定該站點(diǎn)和/或其它站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置的數(shù)據(jù)。每個(gè)站點(diǎn)保持從所選探測(cè)站點(diǎn)接收的位置數(shù)據(jù)和/或位置確定數(shù)據(jù)，并利用該數(shù)據(jù)來確定所述站點(diǎn)和/或其它站點(diǎn)的絕對(duì)或相對(duì)位置。所述站點(diǎn)可以確定與其直接通信的其他站點(diǎn)的相對(duì)或絕對(duì)位置，以及不與其直接通信的其他站點(diǎn)的相對(duì)或絕對(duì)位置。
文檔編號(hào)H04W8/14GK101305567SQ200680042229
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月13日
發(fā)明者詹姆斯·戴維·拉爾森 申請(qǐng)人:Iwics公司