专利名称：用于有效地组构网状网络模型的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及利用移动电子设备的技术，并且更具体地涉及用于有效地组构 (populate)网状网络模型的系统和方法。
背景技术：
实现利用移动电子设备的有效方法是当代电子设备的设计者和制造商需要考虑 的重要事情。然而，有效地实现移动设备可能给系统设计者带来巨大挑战。例如，对提高系 统功能和性能的增强的需求可能需要更多的设备处理能力，并且需要额外的设备资源。在 处理或设备需求方面的增长还可能会由于增长的生产成本和操作的低效而导致相应的不 利经济影响。此外，虽然用于执行各种高级操作的增强的设备能力可以给设备用户提供额外的 益处，但是也可能使得对各种设备部件的控制和管理的需求增加。例如，实现向设备用户有 效地提供精确的设备位置信息的增强电子设备可能由于潜在会遇到的不可预测的操作环 境而面临某些困难。由于对系统资源的日益增长的需求以及在预测各种设备操作条件和环境时的巨 大困难，显然，开发用于实现和使用移动电子设备的新技术是相关电子技术所关注的事情。 因此，出于所有上述原因，开发用于实现和使用移动电子设备的有效系统仍然是当代电子 设备的设计者、制造商及用户需要考虑的重要事情。
发明内容
根据本发明，公开了用于有效地组构网状网络模型的系统和方法。根据本发明的 一个实施例，电子网络中的一个或多个移动设备利用任何有效的技术执行无线扫描过程以 检测来自电子网络中的其它对等(peer)移动设备或其它适当实体的传输信号。(一个或多 个)移动设备测量并存储与无线扫描过程相对应的无线扫描数据。无线扫描数据可以包括 任何适当的信息，包括但不限于扫描到的各个对等设备的设备标识符和信号强度。在某些实施例中，(一个或多个)移动设备利用任何有效的传输技术向位置服务 器发送所捕获的无线扫描数据。位置服务器的设备位置计算器可以利用预先定义的阈值标 准来判断是否存在足够的用于成功地执行位置估计计算过程以确定电子网络中的一个或 多个实体的位置坐标的无线扫描数据。如果已经收集了足够的无线扫描数据，则位置服务器的设备位置计算器分析无线 扫描数据以执行位置估计计算过程从而确定电子网络中的实体的位置坐标。设备位置计算 器可以利用任何有效的计算或估计技术来执行位置估计计算过程。例如，设备位置计算器 可以利用各种已知的或增强型的三角测量技术来估计适当网络实体的位置。替代地，设备 位置计算器可以利用各种已知的或增强型的概率松弛技术来估计适当网络实体的位置。另 夕卜，某些网络实体的位置可以直接被测量或者是已知的。设备位置计算器然后可以利用从位置估计计算过程中估计出的位置坐标以及任何测得的或已知的位置坐标来组构或更新网状网络模型。位置服务器随后可以利用任何适 当且有效的通信技术将网状网络模型提供给移动设备。最后，移动设备可以有利地利用网 状网络模型来有效地执行任何所希望的设备定位过程。因此，鉴于至少上面的原因，本发明 提供了用于有效地组构网状网络模型的经改进的系统和方法。
图IA是根据本发明一个实施例的电子系统的框图；图IB是根据本发明一个实施例的图IA中的移动设备的框图；图2是根据本发明的图IA中的接入点的一个实施例的框图；图3是根据本发明的图IA中的移动设备的一个实施例的框图；图4是根据本发明的图3中的MD存储器的一个实施例的框图；图5是根据本发明的图IA中的位置服务器的一个实施例的框图；图6是根据本发明的图5中的服务器存储器的一个实施例的框图；图7是根据本发明的图4和图6中的网状网络模型的一个实施例的框图；图8是图示出根据本发明一个实施例的设备定位过程的示图；以及图9A-9B表示根据本发明一个实施例的用于有效地使用网状网络模型的方法步 骤的流程图。
具体实施例方式本发明涉及对有效使用移动电子设备的改进。提供下面的描述以使得本领域普通 技术人员能够制造和使用本发明，并且是在专利申请及其要求的背景中来提供下面的描述 的。本领域技术人员将会很容易明了对所公开的实施例的各种修改，并且这里的一般原理 可以被应用到其它实施例中。因此，本发明不希望被限定到所示出的实施例，而是与符合在 此描述的原理和特征的最宽范围一致。本发明在此被描述为用于组构网状网络模型的系统和方法，并且包括被配置为利 用无线广播过程来发送对等设备信号的对等设备。移动设备无线地检测对等设备信号以产 生与对等设备相对应的无线扫描数据。位置服务器随后可以接收无线扫描数据，以利用无 线扫描数据执行位置估计计算过程，从而确定用于有效地组构网状网络模型的位置坐标。
现在参考图1A，示出了根据本发明一个实施例的电子系统110的框图。在图IA实 施例中，电子系统110可以包括但不限于一个或多个移动设备114、多个卫星118、多个基站 122、位置服务器126以及多个接入点130。在替代实施例中，电子系统110除了可以利用结 合图IA实施例论述的那些组件和配置来实现之外，还可以利用其它各种组件和配置来实 现，或者利用替代结合图IA实施例论述的那些组件和配置的其它各种组件和配置来实现。为了图示说明的目的，图IA实施例是利用一个或多个移动设备114、四个卫星 118、两个基站122、一个位置服务器126以及三个接入点130实现的。然而，在各种其它实 施例中，电子系统110可以被实现为包括任何所希望数目的移动设备114、卫星118、基站 122、位置服务器126和接入点130。在图IA实施例中，(一个或多个)移动设备114可以被实现为其当前的物理位置 可以被确定并传送给设备用户或其它适当实体的任何类型的电子设备。例如，在某些实施例中，移动设备114可以包括但不限于膝上型计算机设备、个人数字助理(PDA)或蜂窝电话。将在下面结合图3-4进一步讨论与移动设备114的实现和使用有关的其它细节。在图IA实施例中，卫星118包括但不限于卫星A 118 (a)、卫星B118 (b)、卫星 C 118(c)和卫星D 118(d)，这些卫星是利用任何适当技术实现的以执行任何所希望的功 能或操作。例如，在某些实施例中，卫星118可以被实现为公知的或增强型全球定位系统 (GPS)的一部分。在图IA实施例中，卫星118通常发送各种卫星信标信号，移动设备114可 以接收这些卫星信标信号并且利用已知的位置计算过程(例如三边测量和/或三角测量) 进行分析以潜在地确定移动设备114的当前物理位置(例如经度、纬度和海拔信息)。然而，在某些情形中，移动设备114可能不能够从足够数目的卫星118接收卫星信 标信号以成功地执行位置计算过程。例如，移动设备114可能位于阻止一些或所有卫星信 标信号到达移动设备114的建筑或其它结构内部。或者，一个或多个卫星信标信号可能不 具有足够的信号质量特性。为了从卫星118以外的位置提供其它信号源，图IA实施例可以 包括基站A 122(a)和基站B 122 (b)，这两个基站被实现为发送可由移动设备114接收的导 频信号的地面设备。与前面的卫星信标信号一样，移动设备114可以利用类似位置计算过 程来分析来自基站122的导频信号，以潜在地确定移动设备114的当前物理位置。在图IA实施例中，基站122可以通过利用任何适当的技术来实现以执行任何所希 望的功能或操作。例如，在某些实施例中，基站122可以通过利用任何适当的技术被实现为 已知的或增强型无线广域网(WWAN)系统的一部分。此外，在某些实施例中，卫星118和基 站122可以被实现为已知的或增强型辅助性全球定位系统(AGPS)网络的一部分。在某些 实施例中，电子系统110还可以包括位置服务器126，移动设备114利用位置服务器126来 执行各种类型的计算或处理功能从而保存移动设备114的处理资源。然而，在某些操作环境中，移动设备114可能仍然不能接收来自卫星118的卫星信 标信号与来自基站122的导频信号的令人满意的组合以成功地执行位置计算过程从而精 确地定位移动设备114。例如，移动设备114可能位于阻止某些或所有的卫星信标信号和导 频信号到达移动设备114的混凝土停车场或购物中心内部。或者，一个或多个卫星信标信 号或基站导频信号可能不具有足够的信号质量特性(信号强度、信噪比等)。在图IA实施例中，为了从卫星118和基站122以外的信号源提供其它信标信号， 图IA实施例有利地包括接入点130，接入点130被实现为向移动设备114发送接入点信标 信号的地面设备。与先前讨论的卫星信标信号和导频信号一样，移动设备114也可以利用 类似的位置计算过程来分析接入点信标信号，以更精确更有效地确定移动设备114的当前 物理位置。在图IA实施例中，接入点130包括但不限于接入点A 130 (a)、接入点B 130(b)和 接入点C 130(c)，这些接入点是通过利用任何适当的技术实现的，以执行任何所希望的功 能或操作。例如，在某些实施例中，接入点130可以利用任何适当的技术被实现为已知的或 增强型无线局域网(WLAN)系统的一部分。在某些实施例中，可以根据WLAN标准来实现接入 点130，WLAN标准包括但不限于已知的802. IlWLAN标准(例如802. Ila, 802. lib, 802. Ilg, 和802. Iln)中的任一个。在接入点130被实现为公共部署的WiFi “热点”或其它类似WLAN节点/系统的 某些实施例中，这种WLAN网络的普遍存在提供了对许多公共位置处的预先存在的潜在接入点130的现成使用。为了成功地利用接入点130来精确地定位移动设备114，通常使用接 入点数据库来具体地指示每个接入点130的物理坐标。由于接入点130具有可容易改变的位置，并且由于接入点130可在任何时间被 添加或移除，因此，一种组构并维护接入点数据库的传统方法就是雇用一个或多个人带着 WiFi扫描仪设备开车绕行一区域，来测量并物理地定位任何可用的接入点130。该过程是 耗时的且昂贵的。另外，由于自上次扫描过程后所发生的改变，使得得到的任何接入点数据 库都可能是不精确的。此外，在某些情形中，接入点相对于试图利用这些接入点来确定移动 设备114的物理位置的一个或多个移动设备114，可能完全位于成功地进行无线通信的范 围之外。因此，本发明提出有利地利用移动设备114的无线功能来扫描其位置已知的一个 或多个对等移动设备114或者以其它方式与其位置已知的一个或多个对等移动设备114 通信。然后，可以将得到的移动设备扫描数据用来逐渐地创建出表示电子网络110的网状 网络模型。在某些情形中，顺序设备定位过程可以被执行来顺序地定位位于已知其具体物 理位置的目标移动设备114与主体移动设备114之间的一系列居间对等移动设备114。在 某些实施例中，移动设备114可以自动地将扫描到的移动设备测量数据发送给位置服务器 126或另外的适当实体，以用于组构和更新网状网络模型。在下面将结合图3-9B进一步讨 论与网状网络模型的创建有关的其它细节。现在参考图1B，示出了根据本发明一个实施例的图IA中的移动设备 114的框图。 图IB实施例包括在移动设备网络134中的移动设备1 (114(a))、移动设备2 (114(b))至移 动设备N(114(c))。在替代实施例中，移动设备网络134除了可以利用结合图IB实施例论 述的那些组件和配置中的某些来实现之外，还可以利用其它组件和配置来实现，或者利用 替代结合图IB实施例论述的那些组件和配置中的某些的其它组件和配置来实现。此外，移 动设备网络134可以被实现为包括任何所希望数目的个体设备。在图IB实施例中，每个移动设备114可以利用任何所希望的无线通信技术或其它 有效的通信方法来直接与任何其它移动设备114进行双向通信。例如，移动设备1 (114(a)) 可以直接与移动设备2(114(b))或移动设备N(114(c)进行双向通信。类似地，移动设备 2(114(b))可以直接与移动设备N(114(c)进行双向通信。将在下面结合图4-9B进一步讨 论与图IB移动设备114的使用有关的其它细节。现在参考图2，示出了根据本发明的图IA的接入点130的一个实施例的框图。在 图2实施例中，接入点130可以包括但不限于AP中央处理单元(CPU)212、AP收发机214、 AP显示器216、AP存储器220以及一个或多个AP输入/输出接口(I/O接口)224。从接入 点130的前述组件中选出的组件可以耦合到AP总线228并且通过AP总线228通信。在替 代实施例中，接入点130除了可以利用结合图2实施例论述的那些组件和配置中的某些来 实现之外，还可以利用其它各种组件和配置来实现，或者利用替代结合图2实施例论述的 那些组件和配置中的某些的其它各种组件和配置来实现。在图2实施例中，AP CPU 212可以被实现为包括任何适当且兼容的微处理器设 备，该微处理器设备优选地执行软件指令从而控制并管理接入点130的操作。在图2实施 例中，AP存储器220可以被实现为包括所希望的存储设备的任意组合，所希望的存储设备 包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)，以及诸如软盘、闪存或硬盘之类的各种类型的非易失性存储器。在图2实施例中，AP I/O接口 224优选地可以包括一个或 多个输入和/或输出接口以接收和/或发送接入点130的任何所需类型的信息。例如，在 图2实施例中，接入点130可以利用AP I/O接口 224与任何所希望类型的外部实体进行双 向通信，以通过利用任何适当的且有效的技术来接收或发送电子信息。在图2实施例中，接入点130可以利用AP显示器216通过使用任何有效类型的显 示技术来显示任何所希望类型的信息。在图2实施例中，AP收发机214可以包括用于通过 利用无线通信技术在接入点130与其它设备之间双向地传输(发送和/或接收)电子信息 的任何适当的装置。例如，接入点130可以利用AP收发机214将任何所希望类型的接入点 信标信号发送给移动设备114，如上面结合图IA所讨论的。在图2实施例中，AP收发机214可以生成包括增强型捕获码(acquisition code) 的某些类型的增强型接入点信标信号，然后，移动设备114可以分析该增强型捕获码以识 别特定的接入点130并且评估该特定接入点130的信号质量特性。信号质量特性包括但不 限于信号强度特性。将在下面结合图3-9B进一步讨论与接入点130的实现和使用有关的 其它细节。
现在参考图3，示出了根据本发明的图IA的移动设备114的一个实施例的框图。在 图3实施例中，移动设备114可以包括但不限于MD中央处理单元(CPU)312、MD收发机314、 MD显示器316、MD存储器320以及一个或多个MD输入/输出接口(I/O接口)324。从移动 设备114的前述组件中选出的组件可以耦合到MD总线328并且通过MD总线328通信。在 替代实施例中，移动设备114除了可以利用结合图3实施例论述的那些组件和配置中的某 些来实现之外，还可以利用其它组件和配置来实现，或者利用替代结合图3实施例论述的 那些组件和配置中的某些的其它组件和配置来实现。在图3实施例中，MD CPU 312可以被实现为包括任何适当且兼容的微处理器设 备，该微处理器设备优选地执行软件指令从而控制并管理移动设备114的操作。在图3实 施例中，MD存储器320可以被实现为包括所希望的存储设备的任意组合，所希望的存储设 备包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)，以及诸如软盘、闪存或硬盘之 类的各种类型的非易失性存储器。将在下面结合图4进一步讨论与MD存储器320的实现 和使用有关的其它细节。在图3实施例中，MD I/O接口 324优选地可以包括一个或多个输入和/或输出接 口以接收和/或发送移动设备114的任何所需类型的信息。例如，在图3实施例中，移动设 备114可以利用MD I/O接口 324与任何所希望类型的外部实体进行双向通信，以通过利用 任何适当的且有效的技术来接收或发送电子信息。在图3实施例中，移动设备114可以利 用MD显示器316通过使用任何有效类型的显示技术来显示任何所希望类型的信息。在图3实施例中，MD收发机314可以包括用于通过利用无线通信技术在移动设备 114与其它设备之间双向地传输(发送和/或接收)电子信息的任何适当的装置。在某些 实施例中，MD收发机314可以包括但不限于用于与卫星118通信的卫星收发机、用于与基 站126通信的基站收发机、用于与接入点130通信的接入点收发机以及用于与对等的移动 设备114通信的移动设备收发机。将在下面结合图4-9B进一步讨论与移动设备114的实 现和使用有关的其它细节。现在参考图4，示出了根据本发明的图3的MD存储器320的一个实施例的框图。在图4实施例中，MD存储器320包括但不限于应用程序412、位置检测器416、卫星模块420、基站模块424、接入点模块428、网状网络模型432、无线扫描控制器436以及无线扫描数据 440。在替代实施例中，MD存储器320除了可以包括结合图4实施例讨论的那些组件和功 能中的某些以外还可以包括其它组件和功能，或者可以包括替代结合图4实施例讨论的那 些组件和功能中的某些的其它组件和功能。在图4实施例中，应用程序412可以包括优选地被MD CPU 312(图3)执行以执行 移动设备114的各种功能和操作的程序指令。应用程序412的特定性质和功能通常取决于 诸如相应移动设备114的具体类型和特定功能之类的因素而变化。在图4实施例中，位置检测器412可以用来协调并管理增强型移动设备定位过程， 以利用任何有效的技术来确定移动设备114的当前物理位置。例如，在某些实施例中，位置 检测器412可以利用网状网络模型432中的信息来执行设备定位过程。在某些实施例中， 位置服务器126 (图1A)也可以具有与位置检测器412类似的软件模块，以远程地执行某些 所需要的处理功能。在图4实施例中，卫星模块420可以用来管理与卫星118 (图1A)的通信，并且基站 模块424可以用来管理与基站122 (图1A)的通信。类似地，接入点模块428可以用来管理 与接入点130(图1A)的通信，并且移动设备模块430可以用来管理与对等移动设备114 (图 1A)的通信。在图4实施例中，无线扫描控制器436自动地执行移动设备扫描过程，以测量来自 一个或多个对等移动设备114的传输的相关特性。无线扫描控制器436然后将任何所收集 的信息存储为无线扫描数据440。在图4实施例中，无线扫描数据440可以包括与对等移动 设备114(图1B)中的各个有关的任何类型的测量信息、数据或其它信息。这种信息的示例 包括但不限于接入点信标信号的存在/可用性、信号强度、信噪比、信号质量特性、信号延 迟以及实际知道的位置坐标等。在图4实施例中，公开并讨论了将位置检测器416、无线扫描控制器436以及各种 模块420、424、428和430实现为软件。然而，在替代实施例中，一些或所有的这些功能可以 通过适当的电子硬件电路来执行，这些电子硬件电路被配置用于执行与这里讨论的软件模 块的这些功能相等同的各种功能。将在下面结合图5-9B进一步讨论无线扫描控制器436 的实现和使用。现在参考图5，示出了根据本发明一个实施例的图IA的位置服务器126的框图。 在图5实施例中，位置服务器126包括但不限于服务器CPTO14、服务器存储器518、服务器 显示器538以及(一个或多个)I/O接口 540。在替代实施例中，位置服务器126除了可以 利用结合图5实施例讨论的那些组件和配置中的某些来实现之外，还可以利用其它组件和 配置来实现，或者可以利用替代结合图5实施例讨论的那些组合和配置中的某些的其它组 件和配置来实现。在图5实施例中，服务器CPU 514可以被实现为包括任何适当且兼容的微处理器 设备，该微处理器设备优选地执行软件指令从而控制和管理位置服务器126的操作。在图 5实施例中，服务器存储器518可以被实现为包括所希望的存储设备的任意组合，所希望的 存储设备包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)，以及诸如软盘、闪存或 硬盘之类的各种类型的非易失性存储器。将在下面结合图6进一步讨论与服务器存储器518的实现和使用有关的其它细节。在图5实施例中，I/O接口 540优选地可以包括一个或多个输入和/或输出接口 以接收和/或发送位置服务器126的任何所需类型的信息。例如，在图5实施例中，位置服 务器126可以利用I/O接口 540与任何所希望类型的外部实体进行双向通信，以通过利用 任何适当的且有效的技术来接收或发送电子信息。在图5实施例中，位置服务器126可以 利用服务器显示器538通过使用任何有效类型的显示技术来显示任何所希望类型的信息。 将在下面结合图6-9B进一步讨论与位置服务器126的实现和使用有关的其它细节。现在参考图6，示出了根据本发明的图5的服务器存储器518的一个实施例的框 图。在图5实施例中，服务器存储器518包括但不限于服务器应用622、设备位置计算器 626、无线扫描数据440、网状网络模型432、通信模块638以及杂项信息654。在替代实施例 中，服务器存储器518除了可以包括结合图6实施例讨论的那些组件和功能中的某些以外 还可以包括其它组件和功能，或者可以包括替代结合图6实施例讨论的那些组件和功能中 的某些的其它组件和功能。
在图6实施例中，服务器应用622以包括优选地被服务器CPU 514(图5)执行以 便执行位置服务器126的各种功能和操作的程序指令。服务器应用622的特定性质和功能 通常取决于诸如相应位置服务器126的具体类型和特定功能之类的因素而变化。在图6实施例中，位置服务器126使用设备位置计算器626分析来自无线扫描数 据440的适当信息，以通过任何有效的方式确定一个或多个移动设备114和/或接入点 130(图1A)的具体位置。例如，设备位置计算器626可以利用无线扫描数据440通过执行 如下面结合图8讨论的基本三角测量计算来计算给定移动设备114或接入点130的位置坐 标。在其它实施例中，可以利用更复杂的计算技术，通过利用来自移动设备114的更大数目 的扫描测量，来构建表示一个或多个移动设备114和/或接入点130的位置的统计模型。在图6实施例中，设备位置计算器626可以利用新计算出的一个或多个移动设备 114和/或接入点130的位置来组构并更新网状网络模型432。在下面将结合图7进一步 讨论网状网络模型432的一个实施例。位置服务器126以利用通信模块638来与包括但不 限于移动设备114在内的任何外部实体进行双向通信。杂项信息654以包括供位置服务器 126使用的任何其它信息或数据。将在下面结合图7-9B进一步讨论位置服务126的使用。现在参考图7，示出了根据本发明的图4和图6中的网状网络模型432的一个实施 例的框图。图7实施例被呈现来用于说明的目的，并且在替代实施例中，网状网络模型432 除了可以包括结合图7实施例讨论的那些组件和功能中的某些以外还可以包括其它组件 和功能，或者可以包括替代结合图7实施例讨论的那些组件和功能中的某些的其它组件和 功能。在图7实施例中，网状网络模型432包括但不限于接入点信息714和移动设备信 息718。在图7实施例中，接入点信息714包括但不限于各自与电子网络中的不同接入点 130相对应的一系列条目。在图7实施例中，每个条目包括但不限于AP标识符，该AP标识 符具体地标识接入点130中的相对应的一个。每个AP标识符与指示特定接入点130的物 理位置的相对应AP坐标相关联。AP坐标可以包括任何所希望的位置信息，包括但不限于设 备纬度、设备经度以及设备海拔。在图7实施例中，移动设备信息718包括但不限于各自与电子网络中的不同移动设备114相对应的一系列条目。在图7实施例中，每个条目包括但不限于MD标识符，该MD 标识符具体地标识移动设备114中的相应的一个。每个MD标识符与指示特定移动设备114 的物理位置的相对应MD坐标相关联。MD坐标可以包括任何所希望的位置信息，包括但不限 于设备纬度、设备经度以及设备海拔。将在下面结合图8-9B进一步讨论网状网络模型432 的组构。现在参考图8，示出了根据本发明一个实施例的设备定位过程的示图。图8实施 例被呈现来用于说明的目的，并且在替代实施例中，定位移动设备114和/或接入点130除 了可以包括结合图8实施例讨论的那些技术和功能中的某些以外还可以包括其它技术和 功能，或者可以包括替代结合图8实施例讨论的那些技术和功能中的某些的其它技术和功 能。在图8示例中，新的接入点A4 130(d)新近被加入，但是尚未在网状网络模型 432(图4)中被表示出来。本发明有利地利用移动设备114的无线功能来扫描已知其位置 的一个或多个对等移动设备114或者以其它方式与已知其位置的一个或多个对等移动设 备114通信。然后，得到的无线扫描数据440可以用来逐渐地组构或更新网状网络模型432， 从而表示相对应的电子网络。
在图8示例中，顺序设备定位过程可以被执行来顺序地定位位于目标移动设备Dl 114(a)(其具体物理位置为已知的)与主体移动设备D4114(d)(其位置必须被找到)之间 的一系列居间对等移动设备D2 114(b)和D3 114(c)。一旦得知了移动设备D4 114(d)的 位置，就可以利用D4 114(d)以及其它附近的已知移动设备(例如D5 114(e))来精确地定 位新的接入点A4 130(d)。在某些实施例中，移动设备114可以自动地将无线扫描数据440 发送给位置服务器126或另外的适当实体，以用于组构并更新网状网络模型432。在图8示例中，移动设备Dl 114(a)的位置可以被精确地定义。通过利用任何有 效的手段得知了其位置的三个接入点130 (Al 130(a)、A2130(b)和A3 130(c))已经在网状 网络模型432中被定义，并且位于移动设备Dl 114(a)的无线扫描范围内。在图8实施例 中，设备114(a)扫描并检测来自接入点130(a)、130(b)和130(c)的接入点信号。在图8 实施例中，设备114(a)然后将每个扫描到的接入点130的AP标识符和信号强度记录为无 线扫描数据440。移动设备114(a)然后可以根据测得的无线扫描数据440评估信号强度，以标识 出具有半径Rl 822的位置圆圈818，半径Rl 822表示从设备114(a)到扫描到的接入点 130(a)的距离。类似地，移动设备114(a)可以根据无线扫描数据440评估信号强度以创建 具有半径R2 828的位置圆圈824，半径R2 828表示从设备114 (a)到接入点130(b)的距 离。另外，移动设备114(a)可以根据无线扫描数据440评估信号强度以创建具有半径R3 836的位置圆圈832，半径R3 836表示从设备114(a)到接入点130(c)的距离。在图8示 例中，移动设备Dl 114(a)的位置可以被定义为所有三个位置圆圈818、824和832相交的 点，或者可以被定义为可以通过利用三个半径向量822、824和836进行三角测量的唯一点。 一旦得知了 Dl 114(a)的具体位置，就可以将该位置信息用来更新网状网络模型432。根据上述的顺序设备定位过程，接下来，可以参考已知的移动设备Dl 114(a)的 位置来估计移动设备D2 114(b)的位置。实际上，D2 114(b)位于从Dl 114(a)起沿着信 号路径844的无线传输范围内。因此，D2 114(b)可以利用已知的Dl 114(a)的位置(可能地结合在无线传输范围内的任何其它已知设备)来计算D2 114(b)的估计的位置坐标。类似地，可以参考估计的D2 114(b)的位置来估计移动设备D3 114(c)的位置。 实际上，D3 114(c)位于从D2 114(b)起沿着信号路径848的无线传输范围内。因此，D3 114(c)可以利用估计出的D2 114(b)的位置(可能地结合在无线传输范围内的任何其它已 知设备)来计算D3 114(c)的估计的位置坐标。最后，可以参考估计的D3 114(c)的位置来估计移动设备D4 114(d)的位置。实际 上，D4 114(d)位于从D3 114(c)起沿着信号路径852的无线传输范围内。因此，D4 114(d) 可以利用估计出的D3 114(c)的位置(结合已知的移动设备D5 114(e)以及在无线传输范 围内的任何其它已知设备)来计算D4 114(d)的估计的位置坐标。根据本发明，根据顺序设备定位过程得到的移动设备Dl 114(a)、D2 114(b)、D3 114(c)和D4 114(d)的位置可以被发送给位置服务器126 (图1)，以便被添加到网状网络 模型432中。另外，一旦估计出了 D4 114(d)的位置，则可以估计出新的接入点A4 130(d) 的位置，这是因为如传输圆圈836和半径向量R4 840所示的，设备D4 114(d)位于接入点 A4 130(d)的传输范围内。在某些情形中，还可以利用在传输范围内的任何其它已知设备 (未示出)来改善接入点A4 130(d)的位置坐标。在某些实施例中，移动设备D4 114(d)可以将与接入点A4 130(d)相对应的无线 扫描数据440发送给位置服务器126以用于估计接入点A4 130(d)的位置。在估计出了接 入点A4 130(d)的位置坐标之后，该新的位置信息可以被添加到网状网络模型432中以更 精确地表示电子网络。根据本发明，移动设备114可以执行连续的或定期的扫描过程，以基 于接入点130、移动设备114或任何其它适当实体的设备位置的最近的改变来动态地更新 或进一步组构网状网络模型432。将在下面结合图9A和9B讨论组构网状网络模型432的 其它技术。现在参考图9A-9B，示出了根据本发明一个实施例的用于高效地创建和使用网状 网络模型432的方法步骤的流程图。图9A-9B的示例被呈现来用于说明的目的，并且在替 代实施例中，本发明可以利用除结合图9A-9B的实施例讨论的那些步骤和序列以外的步骤 和序列。在图9A实施例中，在步骤912中，电子网络中的一个或多个移动设备114通过利 用任何有效技术来执行无线扫描过程，以检测来自电子网络中的其它对等移动设备114或 其它适当实体的传输信号。在步骤914，(一个或多个)移动设备114测量并存储与无线扫 描过程相对应的无线扫描数据440。无线扫描数据440可以包括任何适当的信息，包括但不 限于各个扫描到的对等设备114的设备标识符和信号强度。在步骤916，(一个或多个)移动设备114利用任何有效的传输技术将捕获的无线 扫描数据440发送给位置服务器126。在步骤918，位置服务器126的设备位置计算器626 利用预定的阈值标准来判断是否存在足够的用于成功地执行位置估计计算过程以确定电 子网络中的一个或多个实体的位置坐标的无线扫描数据440。如果已经收集了足够的无线 扫描数据440，则图9A的处理通过连接字符“A”前进到图9B的步骤920。在步骤920，位置服务器126的设备位置计算器626分析无线扫描数据440，以执 行位置估计计算过程从而确定电子网络中的一个或多个实体的位置坐标。在图9B实施例 中，设备位置计算器626可以利用任何有效的计算或估计技术来执行位置估计计算过程。例如，设备位置计算器626可以利用各种已知的或增强型的三角测量技术来估计适当网络 实体的位置。替代地，设备位置计算器626可以利用各种已知的或增强型的概率松弛技术 来估计适当网络实体的位置。另外，某些网络实体的位置可以直接被测量或者是已知的。可以在下面的四个参考文献中找到与前面的概率松弛技术有关的进一步的 细节，通过引用将四个参考文献结合于此。1) S. Geman和D. Geman的“Stochastic relaxation,Gibbs distributions，and the Bayesian restoration ofimages，，，<i>IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence，</i>vol.6, pp. 721-741， 1984 ；2)R.A. Hummel 禾口 S. W. Zucker 的 “On the foundationsof relaxation labeling process，，，<i>IEEE Trans. Pattern Analysis and MachineIntelligence, </i>vol. 5， no. 3, pp.267-286, May 1983 ；3)J.Kittler 禾口 E.R.Hancock 的“Combining evidence in probabilistic relaxation,，，<i>Int' 1 J.PatternRecognition and Artificial Intelligence，</i>vol.3，pp. 29-51，1989 ；4)J. Pearl. Probabilistic Reasoning in Intelligent Systems. Networks of Plausible Inference. Morgan Kaufmann，1988。
在步骤922，设备位置计算器626利用从位置估计计算过程中估计出的位置坐标 以及任何测得的或已知的位置坐标来组构或更新网状网络模型432。在步骤924，位置服务 器126随后可以利用任何适当且有效的通信技术将网状网络模型432提供给移动设备114。 最后，在步骤926，移动设备114可以有利地利用网状网络模型432来有效地执行任何所希 望的设备定位过程。因此，鉴于至少上面的原因，本发明提供了用于有效地组构网状网络模 型的经改进的系统和方法。已经参考某些实施例说明了本发明。根据本公开，本领域技术人员将会清楚其它 实施例。例如，可以利用除了在上述实施例中描述的那些配置和技术以外的某些配置和技 术来实现本发明。另外，可以结合除了上述那些系统以外的系统来有效地使用本发明。因 此，本发明意图涵盖对上述实施例的这些和其它变体，本发明仅仅由所附权利要求来限定。
权利要求
一种用于组构网络实体的网状网络模型的系统，包括对等设备，被配置为通过利用无线广播过程来发送对等设备信号；以及移动设备，所述移动设备无线地检测所述对等设备信号以产生与所述对等设备相对应的无线扫描数据，所述网状网络模型是通过分析所述无线扫描数据、利用所述对等设备和所述移动设备的位置坐标来组构的。
2.如权利要求1所述的系统，还包括接收所述无线扫描数据的位置服务器，所述位置 服务器利用所述无线扫描数据执行位置估计计算过程以确定用于组构所述网状网络模型 的所述位置坐标。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述移动设备和所述对等设备使用所述网状网络 模型，参考来自所述网状网络模型的所述位置坐标执行设备定位过程。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述网络实体包括所述移动设备、所述对等设备和 无线接入点。
5.如权利要求1所述的系统，其中，顺序设备定位过程被执行来顺序地定位在位置未 知的主体移动设备与位置已知的目标对等设备之间的一系列居间对等移动设 备，所述顺序 设备定位过程顺序地确定从所述目标对等设备开始到所述主体移动设备的所述居间对等 移动设备的各自的设备位置，直到所述主体移动设备被定位为止。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述移动设备和所述对等设备由个人计算机设备 实现，所述无线扫描数据包括所述对等设备的设备标识符和信号强度，所述移动设备自动 地捕获所述无线扫描数据而无需设备用户的辅助。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述位置服务器通过执行基于所述无线扫描数据 的三角测量过程来执行所述位置估计计算过程。
8.如权利要求1所述的系统，其中，所述位置服务器通过利用基于所述无线扫描数据 的概率松弛技术来执行所述位置估计计算过程。
9.如权利要求4所述的系统，其中，所述网状网络模型包括所述移动设备的移动设备 位置信息、所述对等设备的对等设备位置信息、和所述接入点的接入点位置信息，所述移动 设备自动且连续地扫描所述对等设备信号以产生并存储所述无线扫描数据，所述无线扫描 数据包括所述对等设备信号各自的信号检测指示符、所述对等设备信号的信号强度、所述 对等设备信号的信噪值、所述对等设备信号的信号质量特性、所述对等设备信号的信号延 迟、以及所述对等设备的任何已知的位置坐标。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述移动设备利用无线传输技术向所述位置服务 器发送所述无线扫描数据，所述位置服务器在执行所述位置估计计算过程之前判定收集了 足够量的所述无线扫描数据，所述位置服务器基于根据所述无线扫描数据计算出的所述位 置坐标来逐渐地组构或更新所述网状网络模型，所述位置服务器将更新版本的网状网络模 型发送给所述移动设备，所述移动设备和所述对等设备将所述更新版本的所述网状网络模 型用于执行设备定位过程。
11.一种用于创建和使用网络实体的网状网络模型的移动设备，包括应用程序，所述应用程序无线地检测从对等设备发送来的对等设备信号以产生与所述 对等设备相对应的无线扫描数据，所述网状网络模型是通过分析所述无线扫描数据利用所 述对等设备和所述移动设备的位置坐标组构的；以及处理器，用于控制所述应用程序以创建和使用所述网状网络模型。
12.如权利要求11所述的移动设备，其中，位置服务器接收所述无线扫描数据，所述位 置服务器利用所述无线扫描数据执行位置估计计算过程以确定用于组构所述网状网络模 型的所述位置坐标。
13.如权利要求12所述的移动设备，其中，所述移动设备和所述对等设备使用所述网 状网络模型，参考来自所述网状网络模型的所述位置坐标执行设备定位过程。
14.如权利要求13所述的移动设备，其中，所述网络实体包括所述移动设备、所述对等 设备和无线接入点。
15.如权利要求14所述的移动设备，其中，顺序设备定位过程被执行来顺序地定位在 位置未知的所述移动设备与位置已知的目标对等设备之间的一系列居间对等移动设备，所 述顺序设备定位过程顺序地确定从所述目标对等设备开始到所述移动设备的所述居间对 等移动设备的各自的设备位置，直到所述移动设备被定位为止。
全文摘要
本发明公开了用于有效地组构网状网络模型的系统和方法。用于组构网状网络模型的系统和方法包括被配置为利用无线广播过程来发送对等设备信号的对等设备。移动设备无线地检测对等设备信号以产生与对等设备相对应的无线扫描数据。位置服务器随后可以接收无线扫描数据，以用于利用无线扫描数据执行位置估计计算过程，从而确定用于有效地组构网状网络模型的位置坐标。
文档编号H04W84/12GK101835089SQ201010129199
公开日2010年9月15日 申请日期2010年3月9日 优先权日2009年3月9日
发明者周易, 尼考劳斯·乔治斯, 费瑞德瑞克·卡皮奥 申请人:索尼公司;索尼电子有限公司