利用往返时间信息的被动定位的制作方法_2

文档序号:9731900阅读:来源:国知局
示众所周知的指令实例、协议、结构和技术。
[0028] 在无线通信网络中,确定具有无线通信能力的电子装置的位置(例如,室内或室外 环境内)可为通信装置的用户(例如,移动电话用户)和无线通信网络的运营商的所需特征。 在一些系统中,可实施往返时间(RTT)技术用于确定通信装置的位置。举例来说,通信装置 可将请求消息发射到多个接入点,且可接收来自所述接入点中的每一者的响应消息。通信 装置与接入点中的每一者之间的距离可通过测量请求消息与对应响应消息之间的往返时 间而确定。可确定通信装置的位置。在一些系统中,可实施到达时间差(TDOA)技术用于确定 通信装置的位置。举例来说,通信装置可基于从接入点中的每一者到通信装置的距离之间 的差而确定其位置。然而,起始RTT定位操作(或TDOA定位操作)(例如,将请求消息发射到接 入点)的责任通常位于通信装置上。因为通信装置在将请求消息发射到每一接入点中起到 主动作用,所以通信装置可消耗实质量的带宽和电力。此外,如果无线通信网络包括多个此 些通信装置,那么每一通信装置可需要执行RTT定位操作(或TDOA定位操作),从而增加无线 通信网络中的业务负荷。
[0029]通信装置的位置计算单元可经配置以基于被动定位方案确定通信装置的位置以 减少无线通信网络中的业务负荷。无线通信网络中的接入点可经配置以与无线通信网络中 的一或多个相邻接入点(即,目标接入点)交换精细定时或QoSNuII消息(例如,按需要或周 期性地)。接入点可基于发射的消息(M)与由目标接入点发射的对应确认(ACK)响应消息之 间的时间差而确定与所述一或多个相邻接入点相关联的RTT定时信息。位置计算单元可拦 截所述消息(M)和对应ACK消息,且可基于消息(M)与对应ACK消息之间的到达时间差而确定 TDOA定时信息。接入点也可将包括RTT定时信息的RTT测量消息发射到通信装置。位置计算 单元可随后至少部分地基于TDOA定时信息、RTT定时信息以及与预定数目的网络接入点相 关联的位置信息而确定通信装置的位置。在实施例中,接入点可经配置以基于RTT信息而调 整ACK消息的定时且并不将RTT测量消息发射到客户端站。
[0030] 用于确定通信装置的位置的被动定位方案可消除为了计算通信装置的位置而由 通信装置起始的发射。这可最小化通信装置发射对无线通信网络的业务负荷的影响。此外, 因为通信装置可被动地监听(且检测)精细定时或Q 0SNull消息交换和RTT测量消息,所以被 动定位方案可使得接入点网络的范围内的较大数目的通信装置能够计算其位置。这也可最 小化通信装置处的带宽和功率消耗。
[0031] 参考图1A,展示用于确定客户端站的位置的被动定位方案的实例框图。所述被动 定位方案包含无线通信网络100,其包括三个接入点102、104、106和客户端站120。接入点 102、104、106可为能够确定其自身位置的高级WLAN接入点(例如,自定位接入点)。接入点中 的每一者可选择无线通信网络100中(例如,彼此的通信范围内)的一或多个其它接入点。在 一些实施方案中,接入点可经布置成一个接入点可表示为主接入点,且其它接入点可表示 为目标接入点。客户端站120可为具有WLAN通信能力的任何合适的电子装置(例如,笔记本 计算机、平板计算机、上网本、移动电话、游戏控制台、个人数字助理(PDA)、库存标签等)。此 外,在图IA中,客户端站120在一或多个接入点102、104、106的通信范围内。
[0032]在实施例中,接入点102将周期性精细定时或Q0SNull消息(M)发射到其它接入点 104、106中的一或多者。消息M可包括与第一接入点相关联的识别符(例如,接入点102的网 络地址)、与第二接入点相关联的识别符(例如,接入点104的网络地址)、识别精细定时或 Q0SNull消息的序列号,以及指示消息M发射的时刻的时戳。第二接入点104可将RTT信息(例 如,RTT/2)确定为消息M发射的时刻与接收的时刻之间的时间差。接入点102从一或多个接 入点104、106接收精细定时或Q 0SNull确认消息(ACK)且确定与接入点104、106中的每一者 相关联的RTT定时信息。响应于接收到消息M,第二接入点(例如,在此实例中的接入点104) 可产生且发射对应确认ACK响应消息。在一个实施方案中,ACK消息指示接入点104处的消息 M的接收。ACK消息可包括与第一接入点102相关联的识别符、与第二接入点104相关联的识 别符、和识别对应精细定时或QoSNuII请求消息的序列号,以及指示ACK消息发射的时刻的 时戳。
[0033]第一接入点102可从第二接入点104接收ACK响应消息,确定ACK消息接收的时刻, 且确定与第二接入点104相关联的RTT定时信息。第一接入点102可将与第二接入点104相关 联的RTT定时信息确定为消息M发射的时刻与ACK响应消息接收的时刻之间的时间差。在图I 的实例中,第一接入点102可与第二接入点104交换精细定时或Q0SNull消息/ACK响应消息 108,并且还可与另一接入点106交换精细定时或QoSNuII消息/ACK响应消息110。第二接入 点104也可与另一接入点106交换精细定时或QoSNuII消息/ACK响应消息112。接入点102、 104、106中的每一者可确定与网络中的其它接入点相关联的RTT定时信息。
[0034]客户端站120可拦截M消息和ACK响应消息以确定与接入点102、104、106相关联的 TDOA定时信息。虚线114、116、118表示客户端站120拦截在接入点102、104、106(例如AP群 集)之间交换的Qo SNu11消息/ACK响应消息108、110、112。客户端站120可测量M消息与对应 ACK响应消息之间的到达时间差。举例来说,客户端站120可确定检测到消息M(由第一接入 点102发射到第二接入点104)的第一时刻。客户端站120也可确定检测到ACK消息(由第二接 入点104发射到第一接入点102)的第二时刻。客户端站120可从所述第二时刻减去所述第一 时刻以确定与第一接入点102和第二接入点104相关联的TDOA定时信息。
[0035]在实施例中,接入点102、104、106可发射包括RTT定时信息和AP位置信息的指示的 RTT测量控制消息。在一个实施方案中,接入点102、104、106中的每一者可广播用于相邻接 入点的相异RTT测量控制消息以指示与相邻接入点相关联的RTT定时信息。除与接入点相关 联的RTT定时信息之外,RTT测量控制消息也可包括AP位置信息。AP位置信息可包含广播接 入点的位置的指示和相邻接入点的位置的指示。客户端站120可接收RTT测量控制消息且可 将与接入点102、104、106相关联的AP位置信息、TDOA定时信息和RTT定时信息存储在预定存 储器位置、数据结构或另一合适的存储装置中。
[0036]客户端站120经配置以至少部分地基于与接入点相关联的AP位置信息、TDOA定时 信息以及RTT定时信息而确定位置。在一些实施方案中,如将进一步描述,客户端站120可使 用AP位置信息、TDOA定时信息和RTT定时信息来在客户端站120与预定数目的接入点中的每 一者之间的距离方面构造"定位方程式"。举例来说,在确定AP位置信息、TDOA定时信息和与 三个目标接入点相关联的RTT定时信息可用时,客户端站120可求解三个定位方程式以确定 客户端站120的三维位置。应注意在其它实施方案中,客户端站120可基于与任何合适数目 的接入点相关联的AP位置信息、TDOA定时信息和RTT定时信息而确定位置。举例来说,位置 可基于来自与两个目标接入点相关联的AP位置信息、TDOA定时信息和RTT定时信息的两个 独立定位方程式以确定客户端站120的二维位置。
[0037]在实施例中,接入点102、104、106并不发射RTT测量信息到客户端站120 ATT定时 信息可用以使AP中的SIFS时间改变/修改与两个AP站之间的距离成比例的量。客户端站120 经配置以在不知道RTT测量信息的情况下确定位置。即,位置计算是基于与接入点102、104、 106相关联的AP位置信息、TDOA定时信息和SIFS信息。AP位置信息和SIFS信息可包含在周期 性广播消息中且存储在客户端站120上的预定存储器位置、数据结构或另一合适的存储装 置中。
[0038]参考图1B,展示包含位置服务器的无线局域网的实例网络图。网络150包含接入点 102、104、106、位置服务器152和通信路径154。位置服务器152是包含处理器和存储器的计 算装置且经配置以执行计算机可执行指令。举例来说,位置服务器152包括计算机系统,其 包含处理器、非暂时性存储器、磁盘驱动器、显示器、键盘、鼠标。处理器优选地为智能装置, 例如,例如由Intel?公司或AMD?制造的那些个人计算机中央处理单元(CPU )、微控制器、 专用集成电路(ASIC)等。所述存储器包含随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。磁盘 驱动器包含硬盘驱动器、光盘驱动器和/或磁盘驱动器,且可包含其它形式的驱动器。所述 显示器是液晶显示器(IXD)(例如,薄膜晶体管(TFT)显示器),但其它形式的显示器是可接 受的,例如阴极射线管(CRT)。所述键盘和鼠标为用户提供数据输入机构。位置服务器152存 储(例如,在存储器中)处理器可读、处理器可执行软件代码,其含有用于控制处理器执行本 文所描述的功能的指令。所述功能辅助被动定位方案的实施。软件可通过经由网络连接下 载而加载到存储器上,从磁盘上载等
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