基于位置信息的相对变化来确定目标设备的位置的制作方法

专利名称：基于位置信息的相对变化来确定目标设备的位置的制作方法
基于位置信息的相对变化来确定目标设备的位置相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§ 119(e)要求于2010年8月6日提交的题为“RelativeChange In Location (相对位置变化)”的美国临时专利申请N0.61/371，587和于2010年8月18日提交的题为“Relative Change in Location (相对位置变化)”的美国临时专利申请N0.61/375,011的权益，这些临时专利申请通过援引全部纳入于此。背景领域本公开的诸方面一般涉及定位，尤其涉及从目标设备向位置服务器传送关于位置服务器的相对位置变化以确定目标设备的绝对位置。背景在一个或多个时间获得诸如无线电话、膝上型设备、平板电脑、身份标签等移动设备的位置并且出于支持某个服务或功能的目的而向某个客户端应用或设备提供该位置可以是有益的。服务和功能的示例包括向移动设备的用户提供导航指令、跟踪和/或记录某个有价值的资产的位置、以及使移动设备能够获得它自己的位置。为了支持具有接入诸如全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、长期演进(LTE)和WiFi之类的无线网络和/或诸如分组电缆和DSL之类的固定接入网络的能力的移动设备的定位，已开发了数种定位方法和相关联的定位协议，这些定位方法和定位协议依赖移动设备与由一个或多个居间的固定和/或无线网络支持的位置服务器之间的通信。由公众可获取的3GPP技术规范(TS)36.355中的第三代伙伴项目(3GPP)开发的一种此类定位协议被称为LTE定位协议(LPP)并且旨在对当前正接入LTE网络的移动设备进行定位。

被称为LPP扩展(LPPe)的针对LPP的扩展正由开放移动联盟(OMA)开发以对当前正接入LTE网络或者诸如GSM、WCDMA、WiFi或固定接入之类的某些其他类型的网络的移动设备进行定位。LPPe与LPP的关系为:每条LPP消息被允许可任选地包括嵌入式LPPe消息 。LPP、LPPe和某些其他的定位协议通过具有从位置服务器向正被定位的移动设备传输辅助数据以使移动设备能够更好地对合适的信号(例如，来自全球定位系统(GPS)或全球导航卫星系统(GNSS)卫星、来自无线网络基站的信号)进行测量并且在一些情形中从这些测量确定它自己的位置的能力来支持定位。这些协议还具有允许位置服务器向移动设备请求并且稍后从移动设备接收特定的信号测量和其他位置相关信息以使位置服务器能够计算移动设备的位置的能力。诸如由LPP和LPPe支持的那些定位方法之类的定位方法可根据由目标设备进行的对诸如GPS卫星或网络基站之类的已知外部信号源的测量来确定目标设备的位置。另夕卜，由网络实体(例如，基站)进行的对来自目标设备的信号的测量也可帮助确定目标设备的位置。这些测量可以使得能够获得目标设备当前的绝对位置，例如，目标设备精确的经度、纬度和海拔。
如果目标设备不能够测量来自外部源的信号并且网络实体不能够测量来自目标设备的足够信号，则不可能获得目标设备的位置，和/或在所需要的响应时间内或以所需要的精度获得该位置。当在目标设备与外部信号源和/或网络实体之间有物理障碍时可能出现这些情形。例如，目标设备可能在建筑物或隧道内、在地铁或地下室中、在人口密集的城市环境之外、或者远离地面外部无线电源和网络实体。概述在一个方面，公开了一种无线通信方法。该方法包括使用移动设备的本地传感器来计算移动设备的相对位置变化。相对位置变化被传送给位置服务器以由位置服务器估计移动设备的绝对位置。另一方面公开了一种设备，该设备包括用于使用移动设备的本地传感器来计算移动设备的相对位置变化的装置。还包括用于向位置服务器传送相对位置变化以由位置服务器估计移动设备的绝对位置的装置。在另一方面，公开了一种用于无线网络中的无线通信的计算机程序产品。该计算机可读介质具有记录于其上的程序代码，该程序代码在由处理器执行时使处理器执行以下操作:使用移动设备的本地传感器来计算移动设备的相对位置变化。该程序代码还使处理器向位置服务器传送相对位置变化以由位置服务器估计移动设备的绝对位置。另一方面公开了具有存储器和耦合至该存储器的至少一个处理器的无线通信。该(些)处理器被配置成使用移动设备的本地传感器来计算移动设备的相对位置变化。该(些)处理器还被配置成向位置服务器传送相对位置变化以由位置服务器估计移动设备的绝对位置。这已较宽泛地勾勒出本公开的特征和技术优势以力图使下面的详细描述可以被更好地理解。本公开的其他特征和优点将在此后描述。本领域的技术人员应该领会，本公开可容易地被用作改动或设计用于实施与本公开相同的目的的其他结构的基础。本领域的技术人员还应认识到，这样的等效构造并不脱离所附权利要求中所阐述的本公开的教导。被认为是本公开的特性的新颖特征在其组织和操作方法两方面连同进一步的目的和优点在结合附图来考虑以下描述时将被更好地理解。然而要清楚理解的是，提供每一幅附图均仅用于解说和描述目的，且无意作为对本公开的限定的定义。附图简述在结合附图理解下面阐述的具体说明时，本发明的特征、本质和优点将变得更加明显，在附图中，相同附图标记始终作相应标识。

图1是概念地解说在其中位置信息的相对变化可从目标设备发送给位置服务器的系统的框图。图2A和2B是概念地解说支持从目标设备向位置服务器传送位置信息的相对变化的数据处理系统的图示。图3解说了移动设备与位置服务器之间适用于LPP和LPPe的、用以支持使用相对位置变化来对移动设备进行定位的示例性消息传输。图4是解说用于基于从目标设备向位置服务器发送的位置信息的相对变化来确定移动设备的位置的方法的框图。图5是解说用于基于从目标设备向位置服务器发送的位置信息的相对变化来确定移动设备的位置的组件的框图。具体描述本公开的一方面允许基于从目标设备向位置服务器发送的位置信息的相对变化来确定目标设备的绝对位置。具体而言，目标设备可使用该目标设备的本地传感器来确定其相对位置变化。目标设备向位置服务器传送相对位置变化，该位置服务器使用接收到的信息来确定移动设备的绝对位置。替换地，目标设备基于最新近的绝对位置锁定和自从上一次位置锁定起测得的相对位置变化来估计绝对位置。所估计的绝对位置可随后被传送给诸如位置服务器之类的网络设备。绝对位置通常是指地球表面上或其附近的、目标设备假定落在其处或其内的点、区域或体积，该点、区域或体积可使用若干国际坐标系中的一种坐标系来描述(最著名的是经度、纬度和深度/海拔)。绝对位置可以是当前位置，但是也可指过去或将来的位置。绝对位置还可用城市术语来表达，例如，包括镇、州和国家的街道地址。绝对位置有时可被称为位置、定位、精确的位置、明确的位置、确切的位置、地理位置、或城市位置等。相对位置是指在地球表面上或其附近的位置是相对于另一参考位置来定义的点、区域、或体积。此参考位置通常是绝对位置，但也可以是相对于某个其他参考位置的相对位置。在后一种情形中，可能发生最后一个参考位置将是绝对的序列。另外，当参考位置未知或未定义时，可获得并使用相对位置(例如，一个人的位置在绝对位置未知的另一个人的北面500米处)。相对位置有时可被称为相对定位。图1解说了使用相对位置变化来提供绝对位置的确定的系统10。图1包括移动设备16和位置服务器26。移动设备16可以是无线终端、有线终端、蜂窝电话、智能电话、膝上型设备、平板电脑等，并且可被称为用户装备(UE)、移动站(MS)、移动目标设备、目标设备或目标。位置服务器26可以是3GPP服务移动定位中心(SMLC)、自立的SMLC (SAS)、或第三代伙伴项目2 (3GPPS2)定位确定实体(PDE)、或支持OMA安全用户层面定位(SUPL)解决方案的OMA SUPL定位平台(SLP)、或某个其他位置服务器。移动设备16包括对网络21的接入。网络21可以是无线网络、固定网络、或无线和/或固定网络的组合。位置服务器26也与网络21连接。与位置服务器连接的还可以是可能正在请求和接收目标设备的位置的某个定位客户端(图1中未示出)。实际上，位置服务器26可驻留在网络21内部、网络21外部，并且具有对网络21的通信接入，或者可驻留在或附连至可经由网络21抵达的另一网络(未示出)。GPS或GNSS卫星20a-20n可由移动设备16检测。可从一颗或多颗卫星20a_20n传送定位信号。从一颗或多颗卫星20a_20n传送的定位信号可由网络21接收。网络21向位置服务器26转发卫星信息，该位置服务器26可将该卫星信息的一部分或全部作为辅助数据传送给包括移动设备16在内的任何数目的接收机、收发机、服务器和/或终端，该移动设备16的用户可能正在寻求使用包括在移动设备16中的卫星定位系统(SPS)技术来建立定位。诸如辅助数据和位置测量数据之类的与位置有关的数据也可在移动设备16与位置服务器26之间传送。移动设备16与位置服务器26之间辅助数据(例如，卫星信息)和/或位置信息的传输可采用通过网络21 (以及在位置服务器26连接至另一网络而不是网络21的情况下通过附加网络)的通信能力24 (例如，连接或会话)。通信能力24可使用例如传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)之类的传输协议或者与特定类型(例如，GSM、CDMA、WCDMA、LTE)的网络21相关联并且为特定类型的网络21所定义的协议，以及可采用诸如LPP和/或LPPe之类的由位置服务器26和移动设备16支持但是不必由网络21支持的定位协议。移动设备16包括(如图2A中所解说的)一个或多个本地传感器17。本领域技术人员将领会，本地传感器17可以位于移动设备16内，或者可以通信地附连至移动设备16以结合移动设备工作。可从传感器17获得包括相对位置变化在内的与位置有关的数据。传感器17可包括用于测量一个或多个方向上的加速度的一个或多个加速计、用于测量气压和海拔变化的气压计、用于测量航向的罗盘、用于测量加速度和速度的方向的陀螺仪、和/或用于辅助测量的其他设备。另外，移动设备16可采用用于确定相对位置变化的其他手段，例如，可以使用一系列照片或视频来估计速度或位置变化，或者可发射无线电、红外线或音频信号并且从由移动设备16接收回来的这些信号的回波来确定位置变化。所有此类用于确定相对位置变化的手段在本文中均被认为是传感器17的功能。图2A藉由与图1的交叉参照来解说包括至少一个计算机处理系统28的移动设备
16。如所示出的，计算机处理系统28起作用地连接至移动设备16。在一个方面，计算机处理系统28被容纳在移动设备16中。计算机处理系统28被适配成接收、存储、处理、以及执行至少与位置信息相关的指令，该位置信息包括与相对位置变化有关的数据。在图2A的框图中解说了移动设备16的计算机处理系统28。如所示出的，计算机处理系统28可包括使移动设备16能够接收、处理、存储、和执行与关于位置定位数据的数据和信息有关的指令的各种组件。这些组件可包括全部由总线34耦合的一个或多个传感器17 (例如，加速计、陀螺仪等)、数据处理器30、位置定位接收机(例如，GPS接收机)31、存储介质32、无线调制解调器33、以及蜂窝收发机35。存储介质32可以是机器或计算机可读介质并可包括但不限于诸如DRAM和SRAM之类的易失性存储器以及诸如ROM、闪存、EPROM、EEPROM和磁泡存储器之类的非易失性存储器。还能够连接至总线的是可任选的副存储36、外部存储38、诸如监视器40之类的可被纳入移动设备16的输出设备、以及在可任选的配置中诸如键盘42、鼠标44之类的输入设备和打印机46。可任选的副存储36可包括诸如但不限于硬盘驱动器、磁鼓、和磁泡存储器之类的机器可读介质。外部存储38可包括诸如软盘、可移动硬盘驱动器、磁带、CD-ROM、可移动存储器卡之类的机器可读介质、以及甚至其他经由通信线路连接的计算机。可任选的副存储36与外部存储38之间的区分主要是便于描述机器可读存储器的使用。由此，本领域技术人员将领会，在这些组件之间及之中有实质性的功能交叠。计算机软件和用户程序可被存储在存储介质32和/或外部存储38中。计算机软件的可执行版本可以从存储介质32或另一非易失性存储介质读取，为了执行而直接被加载到易失性存储介质中，直接自非易失性存储介质中执行，或者在加载到易失性存储介质以供执行之前被存储到副存储上。图2A中所解说的移动设备16的计算机处理系统28包括用于实现本文档中所描述的与位置有关的数据传输系统的方法的计算机指令集(在本文档中称“指令”)48。指令48在图2A中只是图解地解说为对理解本文档中所描述的与位置有关的数据传输系统的方法的辅助。这些指令可在各种内部存储器中存储或可在硬件中实现。这些指令还可被包括在位于移动设备16外部(例如，在有安保的内联网上，在因特网上，或者在基站处)的计算机的计算机处理系统中，这些指令可从该计算机处理系统传送到移动设备16。与指令相关联的数据可被接收、存储、处理并且传送给许多移动设备，但是为清楚起见仅解说了单个移动设备16。图2B藉由与图1的交叉参照来解说包括至少一个计算机处理系统58的位置服务器26。在一个方面，计算机处理系统58被容纳在位置服务器26中。计算机处理系统58被适配成接收、存储、处理、以及执行至少与位置定位数据有关的指令。在图2B的框图中解说了位置服务器26的计算机处理系统58。如所示出的，计算机处理系统58可包括使位置服务器26能够接收、处理、存储和执行与关于位置定位数据的数据和信息有关的指令的各种组件，该数据和信息包括位置信号和包含位置定位数据的基站位置定位信号。这些组件可包括由总线64耦合的数据处理器60和存储介质62。存储介质62是机器或计算机可读介质并且可包括但不限于诸如DRAM和SRAM之类的易失性存储器以及诸如ROM、闪存、EPROM、EEPROM和磁泡存储器之类的非易失性存储器。还能够连接至总线的是可任选的副存储66、外部存储68、诸如监视器70之类的可被纳入位置服务器26的输出设备、以及在可任选的配置中诸如键盘72、鼠标74之类的输入设备和打印机76。可任选的副存储66可包括诸如但不限于硬盘驱动器、磁鼓、和磁泡存储器之类的机器可读介质。外部存储68可包括诸如软盘、可移动硬盘驱动器、磁带、⑶-ROM、可移动存储器卡之类的机器可读介质、以及甚至其他经由通信线路连接的计算机。可任选的副存储66与外部存储68之间的区分主要是便于描述机器可读存储器的使用。由此，本领域技术人员将领会，在这些组件之间及之中有实质性的功能交叠。计算机软件和用户程序可被存储在存储介质62和外部存储68中。计算机软件的可执行版本可以从存储介质62或其他非易失性存储介质读取，为了执行而直接被加载到易失性存储介质中，直接自非易失性存储介质中执行，或者在加载到易失性存储介质以供执行之前被存储到副存储上。位置服务器26的计算机处理系统58包括用于实现本文档中所描述的与位置有关的数据传输系统10的方法的计算机指令集(在本文档中称“指令”)。这些指令78可被存储在各种内部存储器中或可在硬件中实现。这些指令还可被包括在位于位置服务器26外部(例如，在有安保的内联网上，在因特网上，或者在基站处)的计算机的计算机处理系统中，这些指令可从该计算机处理系统传送到位置服务器26。根据本公开的一个方面，目标设备(诸如图1的移动设备16)可获得与自从其位置准确已知的过去的第一时间到应当再次获得其位置的将来的第二时间的相对位置变化相关联的信息。另外，除了目标设备之外的设备可使用该目标设备的位置。例如，位置服务器26可向外部客户端递送位置信息，该外部客户端可随后使用移动设备16的位置。位置服务器26可使用诸如由LPP和LPPe支持的那些定位方法之类的定位方法来获得移动设备16的位置。例如，位置服务器26可使用LPP和LPPe来指令移动设备16获得位置测量。在一个示例中，移动设备16通过测量来自GPS卫星或LTE演进型B节点(B卩，基站)的信号来获得位置测量。所获得的位置测量被发送给位置服务器26以从这些测量计算移动设备16的位置。如果移动设备I6不能够获得位置测量或者不能够在预定的响应时间内获得准确的测量，则位置服务器26可能不能够计算移动设备16的位置。如果移动设备16向位置服务器26发送自从最近一次准确地获得该移动设备的位置的时间起该移动设备的相对位置变化，则位置服务器26仍可获得移动设备16的位置。具体而言，移动设备16可通过从传感器17获得的测量来获得第一时刻与第二时刻之间该移动设备的相对位置变化。来自传感器17的测量可由移动设备16用于确定从时间Tl处发生的第一时刻到时间T2处发生的第二时刻的相对位置变化。可根据LPP和LPPe以新的消息格式向位置服务器26递送此类相对位置信息。由于移动设备16可能不知道位置服务器26上一次在什么时候准确地获得该移动设备的位置，因而移动设备16可在数个时刻T1、T2、T3等测量其相对位置变化，在这些时刻期间，移动设备16尝试但是可能未能获得其绝对位置或者对基站、GPS卫星和/或使位置服务器26能够获得移动设备16的绝对位置的其他外部信号源的测量。在LPP和LPPe的情形中，这些时刻中的每个时刻可对应于从移动设备16向位置服务器26发送LPP位置信息消息，该LPP位置信息消息包含可允许位置服务器26获得准确的移动设备16位置的信息。位置服务器26可随后向移动设备16请求相对位置变化。在一个示例中，由移动设备16在嵌入到LPP提供位置信息消息里的LPPe消息中向位置服务器26发送相对位置变化。如果移动设备16最新近的准确位置由位置服务器26在时间T获得，则位置服务器26可使用自从时间T起的相对位置变化来获得移动设备16的当前位置。位置信息的变化可按各种方式来传送。例如，在一个方面，移动设备16可发送在过去的某个时间Τ(η)开始、经过相继的时间Τ(η-1)，Τ(η-2)、直至目前的时间T(O)的位置变化序列。位置变化可随后包括移动设备从时间T (η)到T (η-1)的位置变化、从时间T (η_1)到Τ(η-2)的位置变化、依此类推直至从T(I)到T(O)的位置变化。时刻T(n)、T(n-l)、T(n-2)和T (O)中的每一时刻可对应于移动设备16尝试获得自己的位置和/或获得使位置服务器26能够获得移动设备16的位置的测量的时间以及此类位置或测量由移动设备16向位置服务器26发送的时间。如果移动设备16还将这些相继时间之间的各个位置变化包括在该移动设备在时间T (O)处向位置服务器26发送的消息中，则位置服务器26可对相继的位置变化进行加总以获得移动设备16从过去的时间T(η)至当前时间T(O)的总位置变化。如果位置服务器26已接收或者能够计算移动设备16在时间T(η)处而不是稍后时间处的准确位置，则位置服务器26可通过将移动设备16从时间T (η)至时间T(O)的总位置变化与为时间T(η)获得的移动设备16的准确位置进行相加来获得移动设备16在当前时间T(O)处的准确位置。例如，在其中η=1的限定性情形中，移动设备16仅在当前时间T(O)发送其自从上一时间T(I)起的位置变化，在该上一时间T(I)处，移动设备16向位置服务器26发送了准确的位置估计或者使得能够计算准确的位置估计的测量。位置服务器26随后仅将此位置变化与先前获得的移动设备16在时间T (I)处的准确位置相组合以获得移动设备16在当前时间T(O)处的准确位置。在另一配置中，移动设备16可发送其相对位置变化序列，其中每个变化是从时刻T(l)、T(2)、T(3)等的先前集合中的一个时刻到当前时间T(O)所测得的。在这种情形中，相对位置变化将交叠，但是位置服务器26可以简单地选择接收到的相对位置变化中的一个相对位置变化来应用于某个先前的绝对位置估计。替换地，在另一方面，每当移动设备16获得位置变化时，移动设备16就发送该位置变化。例如，移动设备16可获得从移动设备16向位置服务器26发送其绝对位置或位置测量的每个时刻T(i)开始到作出另一尝试以获得其绝对位置或位置测量的下一时刻T(i)结束的位置变化。无论移动设备16是否成功地获得其绝对位置或位置测量，移动设备16都可以在该时刻T(1-l)处向位置服务器26发送此位置变化。位置服务器26随后实时地(而不是在某个时间区间已流逝之后)从移动设备16接收相对位置变化并且将该信息与位置服务器26已获得或接收到移动设备的绝对位置的时刻同步。图3示出了移动设备16与位置服务器26之间适用于LPP和LPPe的、用以支持使用相对位置变化来对移动设备16进行定位的消息传输的示例。在步骤I中，位置服务器26可任选地向移动设备16发送包含事务ID TID(η)的LPP请求位置信息消息和对某个位置信息的请求(例如，关于移动设备16的位置测量和/或位置估计)。在步骤2中，响应于步骤I(若步骤I发生)或者基于某个其他准则，移动设备16在时间T (η)处向位置服务器26发送LPP提供位置信息消息。该消息包含关于移动设备16的位置测量和/或位置估计，这些位置测量和/或位置估计是步骤I中所请求的那些位置测量和/或位置估计(若步骤I发生)或者是由移动设备16以其他方式根据某个其他准则决定的那些位置测量和/或位置估计。该消息还包含事务ID TID(n)，该事务ID TID(η)与步骤I中的事务ID相同(若步骤I发生)或者是由移动设备16根据其他准则决定的ID。移动设备16可在几乎相同的时间发送包含附加位置信息的其他LPP提供位置信息消息(图3中未示出)作为步骤2的一部分。步骤I和2可在稍后的时间被重复以使位置服务器26能够可任选地请求移动设备16单方面提供其他的位置测量和/或位置估计。步骤2的后续重复在时间T(n-l)、T(n-2)直至T(2)处发生并且包括替代TID (η)的事务ID，这些事务ID在时间T(n-l)处的重复中为TID (n_l)、在T(n-2)处的重复中为TID(η-2)、直至时间T(2)处的重复中的TID(2)。移动设备16还测量和存储其在步骤2的相继实例之间的相对位置变化，S卩，从时间Τ(η)到T(n-l)的位置变化、从时间T(n-l)到T (η-2)的位置变化、直至从时间T (3)到时间T (2)的位置变化。替换地，移动设备16可存储从一个或多个传感器(例如，图2Α中的传感器17)获得的将使得能够在稍后的时间获得这些相对位置变化的数据。在步骤3中，位置服务器26可任选地向移动设备16发送包含事务ID TID(I)的LPP请求位置信息消息和对某个位置信息的请求(例如，关于移动设备16的位置测量和/或位置估计)。在步骤4中，响应于步骤3 (若步骤3发生)或者基于其他准则，移动设备16在时间T(I)处向位置服务器26发送LPP提供位置信息消息。该消息包含位置测量和/或位置估计，这些位置测量和/或位置估计是步骤3中所请求的那些位置测量和/或位置估计(若步骤3发生)或者是由移动设备16以其他方式根据其他准则决定的那些位置测量和/或位置估计。该消息还包含事务ID TID(I)，该事务ID TID(I)与步骤3中的事务ID相同(若步骤3发生)或者是由移动设备16根据其他准则决定的ID。移动设备16可在几乎相同的时间发送包含附加位置信息的其他LPP提供位置信息消息(图3中未示出)作为步骤4的一部分。移动设备16还测量和存储步骤2在时间T(2)处的最后一次重复与步骤4在时间T(I)处发生之间的相对位置变化。替换地，移动设备16可存储从一个或多个传感器(例如，图2Α中的传感器17)获得的将使得能够在稍后的时间获得该相对位置变化的数据。在步骤5中，位置服务器26可任选地向移动设备16发送包含事务ID TID(O)的LPP请求位置信息消息以及使移动设备16发送其最新近的相对位置变化的请求。位置服务器26可确定移动设备16支持从稍早由移动设备16向位置服务器26发送的能力信息(例如，LPPe能力信息)中提供相对位置变化。位置服务器26还可指示移动设备16应当向位置服务器26返回的相对位置变化的数目，在此示例中为η。这些相对位置变化可以是毗连的，其中每个相继的位置变化是从移动设备16在前一位置变化终止处的位置测得的。紧邻在时间T(O)处发生的步骤6之前，移动设备16测量和存储时间T(I)处的步骤4与当前时间T(O)之间的相对位置变化。在时间T(O)处发生的步骤6中，移动设备向位置服务器26发送LPP提供位置信息消息，该LPP提供位置信息消息包含位置测量和/或位置估计以及与步骤5中所使用的事务ID相同的事务ID TID(O)(若步骤5发生)。移动设备16还在步骤6中的消息中包括以下关于其相对位置变化的信息(该信息是在时间T (n-1)、T (η-2)直至T (O)处获得和存储的，或者可从在这些时间处存储的传感器数据确定):1.移动设备16从时间T(I)到T(O)的相对位置变化，在步骤4中的时间T(I)处使用的事务ID TID (I)，时间差T (O)-T (I)；2.移动设备16从时间T⑵到T (I)的相对位置变化，在步骤2在时间T⑵处的最后一次重复中使用的事务ID TID (2)，时间差T (I)-T (2)；3.移动设备16的相对位置变化(连同相关联的事务ID和时间差)，该相对位置变化与(2)中为从步骤2在时间T(3)、T(4)直至T(η-1)处的每次先前重复时开始的相对变化所定义的相对位置变化相对应并且与事务ID TID (3)、TID (4)到TID (n_l)相关联；以及4.移动设备16从时间T (η)到T (η-1)的相对位置变化，在步骤2的首次发生中在时间T (η)处使用的事务ID TID (η)，时间差T (n-1) -T (η)。以上信息构成与由位置服务器26在步骤5中(若步骤5发生)请求的η个相对位置变化相对应的η个相对位置信息集合。每个相对位置信息集合包括移动设备16从时间T(i)到时间T(1-l)的位置变化，由移动设备16包括在时间T(i)处所发送的LPP提供位置信息中的事务ID TID(i)，以及T(i)与T(1-l)之间的时间差。位置服务器26可以因此将每个相对位置信息集合与图3中接收到的每个LPP提供位置信息相关联，例如，可以使用事务ID和/或每条消息的接收之间的时间差来帮助标识这些消息。位置服务器26可以对步骤6中接收到的相对位置变化进行加总以获得移动设备16自从与步骤2的首次发生中接收到的消息相关联的时间T (η)起的总位置变化。如果位置服务器26能够使用步骤2的首次发生中接收到的位置信息来获得移动设备在时间Τ(η)处的绝对位置，但是不能够在任何后续时间T (n-1) ,T (η-2)直至T(O)处接收到位置信息之后获得移动设备16的绝对位置，则位置服务器26可将移动设备16自从时间T(η)起的总位置变化与为时间T(η)获得的移动设备的绝对位置相组合以获得移动设备16在时间T(O)处的绝对位置。如果位置服务器26能够获得移动设备16在某个稍后的时间T(i)处的绝对位置，则位置服务器26可取而代之对步骤6中在T(i)以后的时间接收到的移动设备16的相对位置变化进行加总并且将此总和与为时间T(i)获得的绝对位置相组合以获得移动设备16在时间T(O)的绝对位置。如果位置服务器26能够获得移动设备16在先前时间与当前时间(例如，在图3中的时间T(n) ,T(n-1)直至T(O))两者处的绝对位置，则位置服务器26仍可以通过使用在先前时间处获得的绝对位置与这些时间之间的相对位置变化两者来改善当前位置的准确性。此类信息可通过例如用卡尔曼滤波器进行滤波来组合以从最新近的上个位置和最新近位置的变化以及从先前位置估计和先前位置变化来预测当前位置。在这种情形中，位置变化不被用于从先前的绝对位置获得绝对位置(例如，如图3中所描述的)，而是取而代之被用于改善已可用的一系列绝对位置的准确性。由于每个位置变化是连同任何位置测量或绝对位置估计一起获得的，因而诸位置变化可随后由移动设备16发送给位置服务器26。替换地，移动设备16可在单条消息中向位置服务器26发送一系列相对位置变化(例如，如果由位置服务器26请求或者如图3中所例示的)。在另一方面，移动设备还可通过提供相对位置变化的标准差(例如，经度、纬度和海拔变化的标准差)来指示位置变化可能的误差或不确定性。不确定性可被表达为具有某个半径的圆或者具有某个长半轴、短半轴和偏移角的椭圆。在这种情形中，圆或椭圆的中心表示通过移动设备16的初始绝对位置与所提供的相对位置变化相组合来确定的移动设备16的位置估计，并且由圆或椭圆包围的区域将定义在移动设备16的位置已变化之后该移动设备16的实际位置的可能值。还可提供不确定性的置信度(例如，作为百分比)，该置信度指示实际的位置变化落在圆或椭圆内的可能性。在另一方面，位置服务器26使用网络测量而不是终端测量来确定移动设备16的位置。在此方面，位置服务器26可请求移动设备16提供其自从特定的先前时间起的位置变化或者在自从特定的先前时间段起非常小的时间区间上的位置变化。位置服务器26可随后将由移动设备16提供的位置变化与由位置服务器26从网络测量获得的移动设备16的绝对位置相组合以获得移动设备16在网络测量不足以确定其绝对位置的稍后时间处的绝对位置。位置服务器26还可使用相对位置变化来改善已获得的(从网络测量获得的)绝对位置的准确性，如先前针对在其中由移动设备16提供绝对位置或者从移动设备16提供的测量确定绝对位置的情形所描述的。在另一方面，当位置服务器26采用利用来自移动设备16和一个或多个网络中的元件(例如，基站)两者的测量或位置估计的混合定位方法时，由位置服务器26从移动设备16接收的相对位置变化可用于获得、改善移动设备16的绝对位置的准确性、或者验证该绝对位置。图4解说了用于获得移动设备16的位置的方法401。在框410中，使用移动设备16的本地传感器17来计算移动设备的相对位置变化。在框412中，向位置服务器26传送该相对位置变化以由位置服务器确定移动设备的绝对位置。图5不出了用于移动设备16的装置的框图。该装置包括用于使用移动设备16的本地传感器17来计算移动设备的相对位置变化的模块或块510。该装置还包括用于向位置服务器传送该相对位置变化以由位置服务器估计移动设备的绝对位置的模块或块520。图5中的模块或块可以是处理器、电子器件、硬件设备、电子组件、逻辑电路、存储器、软件代码、固件代码等，或其任何组合。本领域技术人员将进一步领会，结合本文公开所描述的各种解说性逻辑框、模块、电路、和算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，以上已经以其功能性的形式一般化地描述了各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和加诸于整体系统的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性，但此类实现决策不应被解读为致使脱离本公开的范围。本文中所描述的方法体系取决于应用可藉由各种手段来实现。例如，这些方法体系可在硬件、固件、软件、或其任何组合中实现。对于硬件实现，这些处理单元可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子器件、设计成执行本文中所描述功能的其他电子单元、或其组合内实现。对于固件和/或软件实现，这些方法体系可用执行本文中描述的功能的模块(例如，规程、函数等等)来实现。任何有形地体现指令的机器或计算机可读介质可被用来实现本文所述的方法。例如，软件代码可被存储在存储器中并由处理器执行。当由处理器执行时，执行软件代码生成实现本文所呈现教义的不同方面的各种方法和功能的操作环境。存储器可以实现在处理器内部或处理器外部。如本文所使用的，术语“存储器”是指任何类型的长期、短期、易失性、非易失性、或其他存储器，且并不限于任何特定类型的存储器或特定数目的存储器、或记忆存储在其上的类型的介质。存储有定义本文所述方法和功能的软件代码的机器或计算机可读介质包括物理计算机存储介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制，这些计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或可被用来存储指令或数据结构形式的期望程序代码且可被计算机访问的任何其它介质。如本文所使用的盘或碟包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘常常磁性地再现数据而碟用激光来光学地再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。除了存储在计算机可读介质上，指令和/或数据还可作为包括在通信装置中的传输介质上的信号来提供。例如，通信装置可包括具有指示指令和数据的信号的收发机。指令和数据被配置成致使一个或更多个处理器以实现权利要求中概括的功能。但是通信装置可能不在计算机可读介质上存储所有指令和/或数据。本公开可与W1-Fi/WLAN或其他无线网络协力实现。除了 W1-Fi/WLAN信号外，无线/移动站还可接收来自卫星的信号，这些卫星可以来自全球定位系统(GPS)、Galileo、GL0NASS, NAVSTAR、QZSS、使用来自这些系统的组合的卫星的系统、或将来开发的任何SPS’其每一种在本文中均被通称为卫星定位系统(SPS)或GNSS (全球导航卫星系统)。本公开还可与伪卫星或包括伪卫星的系统的组合协力实现。本公开还可与毫微微蜂窝小区或包括毫微微蜂窝小区的系统的组合协力实现。本文中所描述的位置确定技术可协同诸如无线广域网(WWAN)、无线局域网(WLAN)、无线个域网(WPAN)等各种无线通信网络来实现。术语“网络”和“系统”常被可互换地使用。WffAN可以是码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交频分多址(OFDMA)网络、单载波频分多址(SC-FDMA)网络、长期演进(LTE)网络、WiMAX(IEEE802.16)网络等等。CDMA网络可实现诸如cdma2000、宽带CDMA (W-CDMA)等一种或多种无线电接入技术(RAT)。cdma2000包括IS-95、IS-2000和IS-856标准。TDMA网络可实现全球移动通信系统(GSM)、数字高级移动电话系统(D-AMPS)、或其它某种RAT。GSM和W-⑶MA在来自名为“第三代伙伴项目”(3GPP)的联盟的文献中描述。Cdma2000在来自名为“第三代伙伴项目2”(3GPP2)的联盟的文献中描述。3GPP和3GPP2文献是公众可获取的。WLAN可以是IEEE802.1lx网络，并且WPAN可以是蓝牙网络、IEEE802.15x、或其他某种类型的网络。这些技术也可联合WWAN、WLAN和/或WPAN的任何组合来实现。尽管先前的描述主要针对GPS，但是本文中所描述的方法和装置可以与各种全球卫星定位系统(SPS)联用。卫星定位系统(SPS)典型地包括发射机系统，这些发射机定位成使得各实体能够至少部分地基于从这些发射机接收到的信号来确定自己在地球上或上方的位置。此类发射机通常发射用具有设定数目个码片的重复伪随机噪声(PN)码作标记的信号，并且可位于基于地面的控制站、用户装备和/或空间飞行器上。在特定示例中，此类发射机可位于环地轨道卫星飞行器(SV)上。例如，诸如全球定位系统(GPS)、Galileo、Glonass或Compass之类的全球导航卫星系统(GNSS)的星座中的SV可发射用能与由该星座中的其他SV所发射的PN码区分开的PN码(例如，如在GPS中那样对每颗卫星使用不同PN码或者如在Glonass中那样在不同频率上使用相同的码)作标记的信号。根据某些方面，本文中给出的技术不限于全球SPS系统(例如，GNSS)ο例如，可将本文中所提供的技术应用于或另行使之能在各种地区性系统中使用，诸如举例而言日本上空的准天顶卫星系统(QZSS)、印度上空的印度地区性导航卫星系统(IRNSS)、中国上空的北斗等，和/或可与一个或多个全球和/或地区性导航卫星系统相关联或另行使其能与之联用的各种扩增系统(例如，基于卫星的扩增系统(SBAS))。作为示例而非限定，SBAS可包括提供完整性信息、差分校正等的(诸)扩增系统，诸如广域扩增系统(WAAS)、欧洲对地静止导航覆盖服务(EGN0S)、多功能卫星扩增系统(MSAS)、GPS辅助式Geo (对地静止)扩增导航或GPS和Geo扩增导航系统(GAGAN)和/或类似系统。因此，如本文中所使用的，SPS可包括一个或多个全球、区域性导航卫星系统和/或扩增系统的任何组合，并且SPS信号可包括SPS信号、类SPS信号和/或与此一个或多个SPS相关联的其他信号。这些方法可连同利用伪卫星或卫星与伪卫星组合的定位系统一起使用。伪卫星是广播被调制在L带(或其他频率)载波信号上的PN码或其他测距码(类似于GPS或CDMA蜂窝信号)的基于地面的发射机，该载波信号可以与GPS时间同步。每一个这样的发射机可以被指派唯一性PN码从而准许其被远程接收机标识。伪卫星在其中来自轨道卫星的信号也许不可用的境况中是有用的，诸如在隧道、矿区、建筑、市区峡谷或其他封闭区域中。伪卫星的另一种实现被称为无线电信标。如本文中所使用的，术语“卫星”旨在包括伪卫星、伪卫星的等同物、以及类似设备。如本文中所使用的术语“SPS信号”旨在包括来自伪卫星或伪卫星的等效物的类SPS信号。如本公开内所使用的，移动设备是指诸如以下的设备:蜂窝或其他无线通信设备、个人通信系统(PCS)设备、个人导航设备(PND)、个人信息管理器(PM)、个人数字助理(PDA)、膝上型设备、平板计算机或能够接收无线通信和/或导航信号的其他合适的移动站设备。术语“移动设备”还旨在包括诸如通过短程无线、红外、有线连接、或其他连接与个人导航设备(PND)通信的设备，不管卫星信号接收、辅助数据接收、和/或位置相关处理是发生在该设备上还是在PND上。而且，“移动设备”旨在包括所有能够(诸如经由因特网、W1-F1、或其他网络)与服务器通信的设备，包括无线通信设备、计算机、膝上型电脑等，而不管卫星信号接收、辅助接收、和/或位置有关的处理是发生在该设备处、服务器处、还是与网络相关联的另一设备处。以上的任何能起作用的组合也被认为是“移动设备”。本公开包括示例实施例；然而，也可使用其他实现。关于某物是“最优化” “必需”的指定或其他指定并不指示当前公开仅适用于被最优化的系统、或者其中存在“必需”要素(或由于其他指定的其他限制)的系统。这些指定仅指代特定描述的实现。当然，许多实现都是可能的。这些技术可与除本文所讨论之外的其他协议——包括开发中或有待开发的协议一联用。提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
权利要求
1.一种用于获得移动设备的位置的方法，所述方法包括: 使用所述移动设备的本地传感器来计算所述移动设备的相对位置变化；以及 向位置服务器传送所述相对位置变化以由所述位置服务器估计所述移动设备的绝对位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括:在包括当前的相对变化信息的相同消息中向所述位置服务器传送所述移动设备先前的相对位置信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括:从所述位置服务器接收提供自从特定的先前时间起的所述相对位置变化的请求。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括:从所述位置服务器接收以特定的时间区间周期性地提供所述相对位置变化的请求。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括:传送所述相对位置变化的至少一个误差估计。
6.一种用于无线通信的设备，包括: 用于使用所述移动设备的本地传感器来计算所述移动设备的相对位置变化的装置；以及 用于向位置服务器传送所述相对位置变化以由所述位置服务器估计所述移动设备的绝对位置的装置。
7.如权利要求6所述的设备，`其特征在于，进一步包括:用于在包括当前的相对变化信息的相同消息中向所述位置服务器传送所述移动设备先前的相对位置信息的装置。
8.如权利要求6所述的设备，其特征在于，进一步包括:用于从所述位置服务器接收提供自从特定的先前时间起的所述相对位置变化的请求的装置。
9.如权利要求6所述的设备，其特征在于，进一步包括:用于从所述位置服务器接收以特定的时间区间周期性地提供所述相对位置变化的请求的装置。
10.如权利要求6所述的设备，其特征在于，进一步包括:用于传送所述相对位置变化的至少一个误差估计的装置。
11.一种用于在无线网络中进行无线通信的计算机程序产品，包括: 其上记录有非瞬态程序代码的计算机可读介质，所述程序代码包括: 用于使用移动设备的本地传感器来计算所述移动设备的相对位置变化的程序代码；以及 用于向位置服务器传送所述相对位置变化以由所述位置服务器估计所述移动设备的绝对位置的程序代码。
12.如权利要求11所述的计算机程序产品，其特征在于，进一步包括:用于在包括当前的相对变化信息的相同消息中向所述位置服务器传送所述移动设备先前的相对位置信息的程序代码。
13.如权利要求11所述的计算机程序产品，其特征在于，进一步包括:用于从所述位置服务器接收提供自从特定的先前时间起的所述相对位置变化的请求的程序代码。
14.如权利要求11所述的计算机程序产品，其特征在于，进一步包括:用于从所述位置服务器接收以特定的时间区间周期性地提供所述相对位置变化的请求的程序代码。
15.如权利要求11所述的计算机程序产品，其特征在于，进一步包括:用于传送所述相对位置变化的至少一个误差估计的程序代码。
16.一种用于无线通信的装置，包括: 存储器；以及 耦合至所述存储器的至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成: 使用移动设备的本地传感器来计算所述移动设备的相对位置变化；以及 向位置服务器传送所述相对位置变化以由所述位置服务器估计所述移动设备的绝对位置。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置成在包括当前的相对位置信息的相同消息中向所述位置服务器传送所述移动设备先前的相对位置信息。
18.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置成从所述位置服务器接收提供自从特定的先前时间起的所述相对位置变化的请求。
19.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置成从所述位置服务器接收以特定的时间区间周期性地提供所述相对位置变化的请求。
20.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置成传送所述相对位置变化 的至少一个误差估计。
全文摘要
公开了用于由服务器确定移动设备的绝对位置的技术。使用移动设备的本地传感器来计算移动设备的相对位置变化。向位置服务器传送该相对位置变化以由位置服务器估计移动设备的绝对位置。
文档编号H04W4/02GK103141123SQ201180047945
公开日2013年6月5日 申请日期2011年8月4日 优先权日2010年8月6日
发明者S·W·艾吉 申请人:高通股份有限公司