一种无线终端定位方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种无线终端STA定位方法及装置，应用于无线局域网WLAN中的无线控制器AC上，其中该AC用于管理WLAN中多个无线接入点AP，该方法包括以下步骤：向待定位STA的关联AP发送采集控制指令，该采集控制指令用于指示该关联AP向待定位的STA发送信标测量请求BMRQ；通过AC的下行接口获取N个AP与待定位STA之间的信号强度参数，其中N为自然数；在N大于或等于3时，根据N个AP与待定位STA之间的信号强度参数以及N个AP的位置计算待定位STA的位置。相较于现有技术，本发明实现成本低，兼容性好，且能够大幅度降低用户组网部署成本。
【专利说明】一种无线终端定位方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据通信领域，尤其涉及无线局域网中无线终端定位方法及装置。
【背景技术】
[0002]GPS以及北斗等卫星定位系统解决了室外终端定位的问题，目前这些定位系统已 经在军用以及民用市场取得了广泛的应用。然而受制于卫星信号穿透能力等客观问题，目 前这些卫星定位系统无法在室内环境中灵活使用。随着无线局域网技术的发展和在世界范 围内的广泛应用，其开始承担起室内定位的任务。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提供一种无线终端STA定位装置，应用于无线局域网WLAN中的 无线控制器AC上，其中该AC用于管理WLAN中多个无线接入点AP，该装置包括:采集发起 单元、采集解析单元以及定位计算单元，其中:
[0004]采集发起单元，用于向待定位STA的关联AP发送采集控制指令，该采集控制指令 用于指示该关联AP向待定位的STA发送信标测量请求BMRQ ；
[0005]采集解析单元，用于通过AC的下行接口获取N个AP与待定位STA之间的信号强 度参数，其中N为自然数；
[0006]定位计算单元，用于在N大于或等于3时，根据N个AP与待定位STA之间的信号 强度参数以及N个AP的位置计算待定位STA的位置。
[0007]本发明还提供一种无线终端STA定位方法，应用于无线局域网WLAN中的无线控制 器AC上，其中该AC用于管理WLAN中多个无线接入点AP，该方法包括以下步骤:
[0008]步骤A、向待定位STA的关联AP发送采集控制指令，该采集控制指令用于指示该关 联AP向待定位的STA发送信标测量请求BMRQ ；
[0009]步骤B、通过AC的下行接口获取N个AP与待定位STA之间的信号强度参数，其中 N为自然数；
[0010]步骤C、在N大于或等于3时，根据N个AP与待定位STA之间的信号强度参数以及 N个AP的位置计算待定位STA的位置。
[0011]相较于现有技术，本发明能够主动根据定位需要获得计算STA位置的无线信号强 度参数，并且是建立在对既有标准机制的重新利用上，实现成本低，兼容性好，且能够大幅 度降低用户组网部署成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明一种实施方式中无线终端定位装置的逻辑结构以及硬件环境示意 图。
[0013]图2是本发明一种实施方式无线终端定位的典型应用场景图。
[0014]图3是本发明一种实施方式中无线终端定位方法的处理流程图。[0015]图4是本发明另一种实施方式中无线终端定位方法的处理流程图。
[0016]图5是本发明中BMRQ报文的部分格式示意图。
[0017]图6是本发明中BMRP报文的部分格式示意图。
【具体实施方式】
[0018]在无线局域网(以下简称WLAN)定位技术中，位于控制层面的设备(比如AC)首先 通过不同接入点AP监听同一个无线终端STA发出的无线信号，通过信号强度参数(比如 RSSI)确定其距离。当监听到同一个SAT的AP数量大于等于三台时，由于AP的位置是固定 的，且对于控制层面而言是已知的，因此可以通过三点定位算法通过解一个三元方程来计 算出STA的位置，并可在地图或者任意一个参考体系中对该位置进行标注。在实际实现的 时候，若监听到STA的AP数量多于3个，则定位精度通常会更高。
[0019]以上描述了一种理论上的实现方法。但是结合网络运行的实际来看，当STA关联 到某个WLAN内某个AP后，其通常只会在自身工作的信道上收发数据报文；而几乎不会主动 在其他信道发送数据报文。为了能够得到STA的信号强度参数，AP必须能够监听到STA发 送的无线信号；为了满足这个要求，可以采用两种方式来实现。
[0020]一种实现方式是在WLAN中部署大量监听AP，这些监听AP专门提供不同信道的监 听服务，获取STA的信号强度参数，由于监听AP并不实际为STA提供网络接入服务，因此其 可以随意变化自身的工作信道。另一种实现方式是多个工作AP均工作在同一信道，这样一 来很多工作AP都能感知到STA的信号强度参数。
[0021]然而在WLAN中部署大量专用于监听的AP，这会导致监听AP与工作AP的比例通常 会达到2:3，甚至更高的比例。如前所述，监听AP通常无法向工作AP那样为STA提供网络 接入服务，这种实现方案无疑会增加用户网络部署的成本。另一种实现方式是在一个连续 区域内将N个(通常为大于或等于3的自然数)AP工作在同一信道。假设用户网络需要在10 个信道上提供网络接入服务，假设N为4，此时该连续区域需要部署40个AP。多个AP工作在 相同的信道上，这会导致这几个AP互相之间的干扰通常比较严重。如果要想在一定程度上 改善信道冲突而引发相互干扰的问题，此时组网方案通常需要采用高密覆盖High-Density 方式来实现，但这样组网部署成本通常较高。
[0022]本发明提供一种成本较低且兼容性较好的定位解决方案来解决目前遭遇到的困 境和挑战。请参考图1，以计算机程序实现为例，在一种优选的实施方式中，本发明提供一种 STA定位装置，该装置作为一个计算机程序运行在无线控制器AC。AC在硬件层面上通常包 括CPU、内存、非易失性存储器以及网络业务相关的硬件等。CPU可以将从非易失性存储器 中将该装置对应的计算机程序加载到内存中运行形成该装置。在逻辑层面上，该装置包括: 采集发起单元、采集分析单元以及定位计算单元。请进一步参考图2，图2是本发明实现所 需的一种典型的WLAN组网图。该WLAN包括AC以及若干AP。请综合参考图1、图2以及图 3，在该STA定位装置在运行过程中执行如下处理流程。
[0023]步骤101，采集发起单元向待定位STA的关联AP发送采集控制指令，该采集控制指 令用于指示该关联AP向待定位的STA发送信标测量请求(Beacon Measurement Request, BMRQ)；
[0024]步骤102，采集解析单元通过AC的下行接口获取N个AP与待定位STA之间的信号强度参数，其中N为自然数；
[0025]步骤103，定位计算单元在N大于或等于3时，根据N个AP与待定位STA之间的信号强度参数以及N个AP的位置计算待定位STA的位置。
[0026]在分布式WLAN中，其通常采用AC+Fit AP的组网结构，所谓Fit AP (瘦AP)其是相对与传统的胖AP (Fat AP)而言的。与FAT AP不同的是，Fit AP上绝大部分控制层面的处理都被集中到AC上了，比如密钥协商以及认证等等控制业务通常都在AC上进行处理； 对于一些控制报文，AP通常也会通过其与AC预先建立的隧道(比如CAPWAP隧道)上送给AC 进行处理。在这样的架构中，AC是整个组网的核心，从AC的角度可以看到整个WLAN的运行状况。
[0027]在一些规模化的WLAN中，在STA接入网络时，其可能根据STA内置的算法规则在多个可以侦听到的AP中选择一个合适的AP接入网络。接入过程可以包括与AP之间的链路认证以及关联操作，接下来再通过AC完成身份认证和密钥协商等，以便顺利接入网络。STA 接入网络之后，AC作为管理的核心，其上通常会保存着AP与STA的关联关系表。请参考表 I的示意。也就是说在AC上可以明确知道某个STA与哪个AP相关联，或者说是通过哪个AP 接入网络进行数据通信的。表I中仅仅是各个AP与STA标识的示例，实际实现过程中可能会采用每个STA的MAC地址来标识STA，采用AP的BSSID (通常是AP的MAC地址)来标识 AP。值得注意的是，一个物理AP设备上有可能会存在多个AP，本发明并不局限于一个物理可见的AP，而是从AC管理的AP这个视角来衡量的。
【权利要求】
1.一种无线终端STA定位装置，应用于无线局域网WLAN中的无线控制器AC上，其中该 AC用于管理WLAN中多个无线接入点AP，该装置包括:采集发起单元、采集解析单元以及定位计算单元，其特征在于:采集发起单元，用于向待定位STA的关联AP发送采集控制指令，该采集控制指令用于指示该关联AP向待定位的STA发送信标测量请求BMRQ ；采集解析单元，用于通过AC的下行接口获取N个AP与待定位STA之间的信号强度参数，其中N为自然数；定位计算单元，用于在N大于或等于3时，根据N个AP与待定位STA之间的信号强度参数以及N个AP的位置计算待定位STA的位置。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于:所述信号强度参数为RSSI。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于:所述控制采集指令中携带有指定信道参数以及BSSID参数作为AP发送BMRQ的参数，其该指定信道参数表征STA全部支持的信道，该 BSSID参数为广播BSSID。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于:所述采集发起单元进一步用于指示AC管理的所有AP上报其接收该待定位STA无线信号的信号强度参数；所述采集解析单元获取N个 AP与待定位STA之间的信号强度参数具体为:解析每个AP发送的定位控制报文获取其中携带的该AP接收该STA无线信号的信号强度参数。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于:所述采集解析单元获取N个AP与待定位STA 之间的信号强度参数具体为:从待定位STA发送过来的信标测量报告BMRP中获得STA接收 N个AP信号的信号强度参数。
6.如权利要求1所述的装置，所述采集发起单元，进一步用于将管理员指定的STA作为待定位STA ;或者定期从AP与STA的关联关系表中选择选择已经与AP关联的STA作为待定位STA。
7.一种无线终端STA定位方法，应用于无线局域网WLAN中的无线控制器AC上，其中该 AC用于管理WLAN中多个无线接入点AP，其特征在于，该方法包括以下步骤`:步骤A、向待定位STA的关联AP发送采集控制指令，该采集控制指令用于指示该关联 AP向待定位的STA发送信标测量请求BMRQ ；步骤B、通过AC的下行接口获取N个AP与待定位STA之间的信号强度参数，其中N为自然数；步骤C、在N大于或等于3时，根据N个AP与待定位STA之间的信号强度参数以及N个 AP的位置计算待定位STA的位置。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于:所述信号强度参数为RSSI。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于:所述采集控制指令中携带有指定信道参数以及BSSID参数作为AP发送BMRQ的参数，其该指定信道参数表征STA全部支持的信道，该 BSSID参数为广播BSSID。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于:所述步骤A进一步包括:指示AC管理的所有AP上报其接收该待定位STA无线信号的信号强度参数；所述步骤B中获取N个AP与待定位STA之间的信号强度参数具体为:解析每个AP发送的定位控制报文获取其中携带的该AP接收该STA无线信号的信号强度参数。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于:所述步骤B中获取N个AP与待定位STA之间的信号强度参数具体为:从待定位STA发送过来的信标测量报告BMRP中获得STA接收N 个AP信号的信号强度参数。
12.如权利要求7所述的方法，所述步骤A之前进一步包括:将管理员指定的STA作为.待定位STA ;或者定期从AP与STA的关联关系表中选择选择已经与AP关联的STA作为待定位STA。
【文档编号】H04W64/00GK103428852SQ201310373004
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】傅嘉嘉 申请人:杭州华三通信技术有限公司