移动装置的距离确定的制作方法

文档序号:9493561阅读:484来源:国知局
移动装置的距离确定的制作方法
【专利说明】移动装置的距离确定
【背景技术】
[0001] 在位置感知服务或基于位置的服务(LBS)方面的广泛兴趣已促使了许多室内定 位技术。例如,基于众包Wi-Fi的定位技术利用用户输入来进行无线频率(RF)场景分析和 地图构建。例如,其它技术包括基于专家的现场调查。
【附图说明】
[0002] 关于结合附图进行的下列详细描述可更充分地理解本申请,其中,全文中相同的 附图标记指相同的部件,附图中:
[0003] 图1是根据一个示例的用于确定移动装置的距离的设备的框图;
[0004] 图2A和图2B是图示从两个移动装置发射的信号的功率延迟分布(PDP)的曲线 图;
[0005] 图3是图示根据一个示例的在500个位置处的视距(LoS)因数(lfactor)值的累 积分布函数(CDF)的曲线图;
[0006] 图4是图示根据一个示例的、路径损耗指数与在500个位置处的lfactor之间的 关系的曲线图;
[0007] 图5是图示根据一个示例的、5个AP的路径损耗指数与lfactor之间的关系的曲 线图;
[0008] 图6是根据一个示例的用于确定移动装置与AP的距离的方法的流程图;以及
[0009] 图7是根据不同实施例的用于实现图1的设备的示例性部件的框图。
【具体实施方式】
[0010] 估计移动装置与其接入点(AP)的距离对于无线系统是重要的且基本的。准确的 距离估计对基于Wi-Fi的室内定位有所贡献。例如,多个AP能够估计移动装置的距离,并 且进一步合作以找到移动装置的位置。用于估计移动装置的距离的当前技术利用在AP处 所接收信号的接收信号强度指示。然而,基于RSSI的距离估计取决于环境因素(例如,墙 壁、家具、门等)。因此,基于RSSI的距离计算在室内主要由于多路反射而执行较差。
[0011] 因此,本文所公开的示例描述了用于使用直接路径信号的能量(例如,忽视信号 的反射路径上的能量)来计算移动装置与AP的距离的方案。尽管RSSI是在移动装置与AP 之间的所有信号路径上流动的能量总和,但通过集中于直接路径上的能量,距离估计误差 可被排除或减小(例如,小于4m)。
[0012] 在一个示例中,设备包括信号处理单元,信号处理单元基于在移动装置的物理 (PHY)层可获得的信息来计算从该移动装置接收的信号的第一能量。信号处理单元计算所 接收的信号的第二能量。信号处理单元基于该信号的视距(LoS)因数(lfactor)来计算所 接收的信号的路径损耗指数。信号处理单元进一步基于所接收的信号的第一能量、第二能 量以及路径损耗指数来计算移动装置至该设备的距离。
[0013] 在另一示例中,用于确定移动装置与无线接入点(AP)的距离的方法包括由AP的 信号处理单元基于在该移动装置的PHY层处可获得的信息来计算从该移动装置发射的所 接收的信号的第一能量。该方法包括由信号处理单元来计算所接收的信号的第二能量。该 方法包括由信号处理单元基于所接收的信号的视距(LoS)因数(lfactor)来计算所接收的 信号的路径损耗指数。该方法还包括由信号处理单元基于所接收的信号的第一能量、第二 能量以及路径损耗指数来计算该移动装置到AP的距离。
[0014] 在另一示例中,非临时性计算机可读存储介质包括指令,该指令在由基站的处理 器执行时使处理器基于在移动装置的物理(PHY)层可获得的信息来计算从移动装置接收 的信号的第一能量,其中该物理层信息包括信道状态信息(CSI)。该指令是可执行的,以计 算所接收的信号的第二能量。该指令是可执行的,以基于信号的视距(LoS)因数(lfactor) 和信号的直接路径的能量(EDP)来计算所接收的信号的路径损耗指数,其中lfactor基于 EDP与接收信号强度指示(RSSI)的比率来计算。还可执行该指令,以基于所接收的信号的 第一能量、第二能量以及路径损耗指数来计算移动装置至基站的距离。
[0015] 应认识到,本文在下面描述的示例可包括各种部件和特征。在不背离用于确定移 动装置的距离的方法、系统以及非临时性计算机可读介质的范围的情况下,可去除和/或 修改这些部件和特征中的一些。还应认识到,在下面的描述中,给出特定细节以提供对示例 的透彻理解。然而,应理解,示例可在没有限制这些具体细节的情况下被实践。在其它情况 下,可以不详细描述已知的方法和结构,以避免不必要的模糊对示例的描述。另外,示例可 以彼此结合使用。
[0016] 在说明书中对"示例"的参考或类似语言意味着结合示例描述的具体特征、结构或 特性包括在至少一个示例中,但不必一定在其它示例中。在说明书中的各种位置的短语"在 一个示例中"或类似短语的各种情况不一定总参考相同的示例。如本文所使用,部件是在硬 件上执行的硬件和软件的结合以提供给定的功能。
[0017] 参考图1,描述了根据一个示例的用于确定移动装置的距离的设备的框图。设备 102可以是基站、无线接入点(AP)、开关、路由器、集线器、或能够发射并且接收来自其它装 置(例如,移动装置106)的无线发射的任意其它设备。因此,设备102可用于无线网络(例 如,Wi-Fi网络,蜂窝网络)的集线器。此外,数据可在设备102与一个或多个移动装置106 之间以无线信号的形式进行交换。因此,如本文所使用的"信号"包括所有形式的无线发射 (例如,信号、数据包等)。
[0018] 设备102包括至少一个天线114,该天线114可被耦接至用于发射信号和接收来自 移动装置106的信号的收发器(未示出)。设备102还包括用于处理从移动装置106接收 的信号的信号处理单元122。信号处理单元122可以以硬件和/或软件的形式来实现。
[0019] 移动装置106可以是智能电话、移动电话、个人数字助理(PDA)、便携式个人计算 机、ΑΙ0(多合一)计算装置、笔记本、可转换或混合笔记本、上网本、平板电脑、蜂窝设备、台 式计算机、多介质播放器、游戏单元、数据通信装置、便携式读取装置,或具有用于发射和接 收信号的任意其它计算装置。
[0020] 从移动装置106发射的无线信号可以沿所有径向行进,并且从墙壁、家具和其它 对象反射出去。由于反射,同一信号的多个副本可到达设备102的接收器,每个副本均经历 不同的延迟和衰减一通常称为"多路"的现象。如本文所描述的,信号的"直接路径"是将 移动装置106与设备102连接的直线。因此,从移动装置106发射的信号由直接路径和其 它反射分量/路径组成,并且随着信号从移动装置106传播至设备102时经历衰减。在室 内,主要由路径损耗和多路径反射造成无线衰减。
[0021] 因此,信号处理单元122通过在以下路径损耗等式中使用在接收器处信号的接收 能量(PR)来计算移动装置106与设备102之间的距离:
[0022] PR=Ρ〇-10γlog(d)
[0023] 其中,P。是基于当发射机(即,移动装置106)距接收器lm的距离时所接收的能 量或(例如,当发射机的发射功率已知时)基于发射机的发射功率来计算的,d是发射机 与接收器之间以米为单位的距离,γ是路径损耗指数。γ取决于所接收信号的传播特性。 用于确定距离的当前技术通常在上面的路径损耗等式中使用RSSI作为接收能量(PR)。然 而,RSSI是所有信号路径(即,直接路径和多路径反射)的能量的联合。如果RSSI用作接 收能量(PR),则可能需要估计所有信号路径的传播特性,以正确选择路径损耗指数γ。不 幸的是,例如,商用Wi-Fi卡不提供任何特定多路径信息,使得难于选择正确的路径损耗指 数。不必尝试模拟集合信号(RSSI),所描述的方案的信号处理单元122利用直接路径的能 量(EDP),如在下面进一步详细描述的。由于EDP对反射路径的能量不敏感,因此即使在动 态室内环境中其仍是稳健的距离指示。
[0024] EDP可由在移动装置的PHY层136处可获得的信息146得到。例如,移动装置的 商用芯片组(Wi-Fi芯片组)能够将来自PHY层136的信道状态信息(CSI)输出至移动装 置106的驱动器。在CSI中计算不同信号路径的延迟和衰减。为了图示,如果发射机发射 符号X,则在接收器Y处所接收的符号的质量取决于CSI、H,其由下列
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