移動設(shè)備的位置確定的制作方法
【專利說明】移動設(shè)備的位置確定
【背景技術(shù)】
[0001] 對位置感知服務(wù)或基于位置服務(wù)（LBS)的廣泛興趣已經(jīng)推動了多種室內(nèi)定位技 術(shù)。例如，基于眾包的Wi-Fi定位技術(shù)將用戶輸入用于射頻（RF)場景分析和圖件繪制。例 如，其它技術(shù)包括基于專家的現(xiàn)場調(diào)查。
【附圖說明】
[0002] 聯(lián)系下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，可更全面地領(lǐng)會本發(fā)明，在附圖中相似的參考字 符指的是相似部件，并且其中：
[0003] 圖1是根據(jù)一個(gè)示例的用于確定移動設(shè)備位置的設(shè)備的框圖；
[0004] 圖2是根據(jù)一個(gè)示例的用于確定移動設(shè)備位置的設(shè)備的框圖；
[0005] 圖3是根據(jù)一個(gè)示例的用于確定移動設(shè)備位置的方法的流程圖；
[0006] 圖4是根據(jù)一個(gè)示例的用于確定移動設(shè)備位置的方法的流程圖；以及
[0007] 圖5是根據(jù)各種示例的用于實(shí)施圖1和圖2中的設(shè)備的示例組件的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 由于Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，基于Wi-Fi的定位系統(tǒng)已經(jīng)無處不在?；赪i-Fi的用 于確定移動設(shè)備位置的方法依賴于無線傳輸（即信號和/或分組）與移動設(shè)備之間的距離 或與移動設(shè)備之間的到達(dá)角度（AoA)，該距離或到達(dá)角度針對室內(nèi)定位是一種重要的度量 標(biāo)準(zhǔn)。例如，AoA估算技術(shù)能夠確定一角度，在該角度來自移動設(shè)備的信號到達(dá)接入點(diǎn)（AP) (或者基站）。
[0009] 現(xiàn)存的AoA估算技術(shù)在AP處需要多個(gè)天線，并且僅僅當(dāng)這些天線以環(huán)形方式布置 時(shí)才工作良好。然而，如今大多數(shù)AP具有以線性方式（即，線性天線陣列）布置的天線。線 性天線陣列只能夠區(qū)分來自一個(gè)陣列側(cè)的信號。因此，現(xiàn)存的AoA估算技術(shù)不能夠確定移 動設(shè)備是否放置在線性天線陣列的前側(cè)或后側(cè)。環(huán)形天線陣列可以區(qū)分來自所有方向的信 號。然而，環(huán)形天線陣列為了實(shí)現(xiàn)與線性天線陣列相同的準(zhǔn)確度幾乎需要雙倍數(shù)量的天線。 這降低了現(xiàn)存AoA估算技術(shù)對復(fù)雜且昂貴的環(huán)形天線陣列系統(tǒng)的應(yīng)用性。
[0010] 因此，在此公開的示例通過借助從移動設(shè)備的傳感器（例如，陀螺儀）獲得的運(yùn)動 信息（例如，轉(zhuǎn)向信息）應(yīng)對上述AoA估算的側(cè)不明確的挑戰(zhàn)。
[0011] 在一個(gè)示例中，設(shè)備包括用于接收從移動設(shè)備發(fā)射的信號的天線陣列。該設(shè)備還 包括信號處理單元，該信號處理單元計(jì)算當(dāng)移動設(shè)備從第一位置移動到第二位置時(shí)信號在 天線陣列處的AoA的變化。信號處理單元用于從移動設(shè)備的傳感器接收移動設(shè)備的運(yùn)動信 息并且基于信號的AoA的變化以及移動設(shè)備的運(yùn)動信息而確定移動設(shè)備相對于天線陣列 的位置。
[0012] 在另一個(gè)示例中，該方法包括：由基站的天線接收從移動設(shè)備發(fā)射的信號；以及 計(jì)算當(dāng)移動設(shè)備從第一位置移動到第二位置時(shí)信號的AoA的變化。該方法還包括：由信號 處理單元從移動設(shè)備的傳感器接收移動設(shè)備的運(yùn)動信息；以及基于信號的AoA的變化和移 動設(shè)備的運(yùn)動信息而確定移動設(shè)備相對于天線陣列的位置。
[0013] 在另一個(gè)示例中，非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括指令，當(dāng)由接入點(diǎn)（AP)的處理 器執(zhí)行時(shí)，該指令促使處理器接收嵌入在從移動設(shè)備發(fā)射的信號中的分組，其中分組包括 移動設(shè)備的運(yùn)動信息。執(zhí)行該指令從而計(jì)算在AP的天線陣列處的信號的AoA，并且計(jì)算當(dāng) 移動設(shè)備從第一位置移動到第二位置時(shí)信號的AoA的變化?？梢赃M(jìn)一步執(zhí)行該指令從而基 于信號的AoA的變化以及移動設(shè)備的運(yùn)動信息來確定移動設(shè)備相對于天線陣列的位置。
[0014] 應(yīng)該意識到，在此描述的示例可以包括各種組件和特征。在不偏離基于AoA和運(yùn) 動信息的位置確定的方法、系統(tǒng)和非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍情況下，可以去除和/或 改變其中一些組件和特征。還應(yīng)該意識到，在下述說明中，提出若干特定細(xì)節(jié)從而提供對示 例的徹底理解。然而，應(yīng)該意識到，沒有對這些特定細(xì)節(jié)的限制，也可以實(shí)踐所述示例。在 其它情況中，不再詳細(xì)描述眾所周知的方法和結(jié)構(gòu)，從而避免不必要地使對示例的說明不 顯著。此外，各示例也可以彼此組合使用。
[0015] 在說明書中對"示例"或類似語言的提及指的是結(jié)合示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或 特性包含在至少一個(gè)示例中，但不一定包含在其它示例中。在說明書中各個(gè)位置處的短語 "在一個(gè)示例中"或類似短語的各種情況不一定都指的是相同示例。如在此使用，組件是硬 件和在該硬件上執(zhí)行從而提供給定功能的軟件的組合。
[0016] 參考圖1，描述了根據(jù)一個(gè)示例的用于確定移動設(shè)備位置的設(shè)備的框圖。設(shè)備102 可以是基站、接入點(diǎn)（AP)、交換機(jī)、路由器或者包括天線陣列從而從其它設(shè)備（例如，移動 設(shè)備106)發(fā)射和接收無線傳輸?shù)娜魏纹渌O(shè)備。因此，設(shè)備102可以用作無線網(wǎng)絡(luò)（例如， WLAN、蜂窩網(wǎng)絡(luò)）的集線器。然而，應(yīng)該注意到，設(shè)備102也可以是包括用于從其它設(shè)備發(fā) 送和接收無線信號的天線陣列（例如，至少兩個(gè)天線）的移動設(shè)備。應(yīng)該進(jìn)一步注意的是， 數(shù)據(jù)在移動設(shè)備106和設(shè)備102之間以一個(gè)或多個(gè)信號的形式傳送。因此，如在此使用的 "信號"包括數(shù)據(jù)傳輸（例如，數(shù)據(jù)分組）。
[0017] 如圖1所示，設(shè)備102包括天線陣列112和信號處理單元122。天線陣列112包 括至少兩個(gè)天線，該至少兩個(gè)天線可以聯(lián)接到收發(fā)器（未顯示），用于從包括移動設(shè)備106 的多個(gè)無線設(shè)備發(fā)射和接收信號。信號處理單元122可以是用于處理從移動設(shè)備102接 收的信號的硬件和/或軟件。移動設(shè)備106可以包括智能手機(jī)、移動電話、個(gè)人數(shù)字助理 (PDA)、便攜式個(gè)人計(jì)算機(jī)、AIO(-體化）計(jì)算設(shè)備、筆記本、可改變的或混合筆記本、上網(wǎng) 本、平板、蜂窩設(shè)備、臺式電腦、多媒體播放器、娛樂裝置、數(shù)據(jù)通信設(shè)備、便攜式讀數(shù)設(shè)備或 者具有一個(gè)或多個(gè)用于發(fā)射和接收信號的天線的任何其它計(jì)算設(shè)備。
[0018] 信號處理單元122可以計(jì)算或估算從移動設(shè)備106發(fā)射的信號的到達(dá)角度（AoA)。 來自移動設(shè)備106的信號傳輸能夠以幾個(gè)角度到達(dá)設(shè)備102。因此，信號處理單元122分 析在天線陣列112的多個(gè)天線上所接收的信號從而確定信號的角度分量。為了闡釋，所接 收信號的相位，針對信號所穿越的每個(gè)波長（λ)線性改變2π的量。例如，假定在移動設(shè) 備106的發(fā)射器和設(shè)備102的天線陣列112之間的單路徑，天線陣列112包括以彼此相距 λ/2距離放置的兩個(gè)天線，并且Θ是信號到達(dá)兩個(gè)天線的角度。信號在到達(dá)第二（左）天 線之前，穿過額外的距離。該額外的距離（Ad)可以被近似表示為：
[0019] Δ d = λ/2*sin ( Θ )
[0020] 額外的距離Δ d會導(dǎo)致相位差(Δφ ):
[0022] 因此，通過觀察到達(dá)信號的相位差（Δφ )，AoA可以計(jì)算為：
[0024] 上述示例假定到達(dá)信號僅具有一個(gè)角度分量。然而，無線信號可以通過多個(gè)路徑 傳播。AoA估算技術(shù)可以通過使用多個(gè)天線識別多個(gè)路徑的角度。因此，信號處理單元122 可以為信號穿越的直接路徑計(jì)算AoA值并且為因多路徑反射而由路徑穿越的多個(gè)路徑計(jì) 算AoA值。進(jìn)一步地，信號處理單元122計(jì)算當(dāng)移動設(shè)備從一個(gè)位置移動到另一個(gè)位置時(shí) 信號AoA的變化，例如圖2所示。
[0025] 上述AoA計(jì)算固有地會產(chǎn)生關(guān)于線性陣列天線的模糊性問題，因?yàn)榫€性陣列天線 的范圍在0°和180°之間。因此，在由線性陣列形成的線路的兩側(cè)（即前側(cè)和后側(cè)）上的 移動設(shè)備106是不可區(qū)分的（即缺少0°和360°的范圍）。因此，AoA計(jì)算會僅區(qū)分來自 一個(gè)陣列側(cè)（即，前側(cè)和后側(cè)中的僅一個(gè)，不是兩者）的信號。為了解決線性