BLE模块13的操作。
[0258]第一设备11还包括多个组件，所述多个组件在119处被一起指示。这些组件119可以包括以下的任意合适的组合:显示器、用户输入接口、其他通信接口(例如，WiFi等)、扬声器、麦克风和摄像头。组件119可以按照任意合适的方式来设置。
[0259]BLE模块13包括通信栈，该通信栈至少部分地使用处理器和存储资源(未示出)以软件的形式来实施，所述处理器和存储资源全部包括在BLE模块13内。BLE模块13被配置成当由导航应用117启用时，按照上面描述的计算主机设备11的位置，以及向导航应用117报告该位置。
[0260]导航应用117被配置成控制BLE模块13在定位模式与非定位模式之间切换，在所述定位模式中，该BLE模块13计算主机设备11、12的位置，以及在所述非定位模式中，该BLE模块13按照导航应用117的要求，不计算主机设备11、12的位置。
[0261]导航应用117可以例如在由用户或由操作系统120启用定位时、并且在室外定位(例如，GPS)不可用时，控制BLE模块处于定位模式中，以及在其他情况时控制BLE模块处于非定位模式中。可替换地，导航应用117可以例如在由用户或由操作系统120启用定位时、并且在于一特定时间周期(例如，当前时刻前的10分钟)内接收到BLE定位通告消息时，控制BLE模块处于定位模式中，以及在其他情况时控制BLE模块处于非定位模式中。
[0262]第二设备12可以按照与第一设备11相同的方式来配置和运行。
[0263]设备11、12可以是移动电话、智能手机、平板电脑、膝上型计算机、照相机、mp3播放器、集成在车辆内的装置等等。设备11、12可以基于任意合适的操作系统，例如，塞班操作系统或微软操作系统，不过替换地，可以使用任意其他操作系统。设备11、12可以运行不同的操作系统。
[0264]信标30 (例如，第一信标31a)包括BLE模块125、天线126、电源130、处理器112、RAM 123、ROM 124、软件127和总线128，这些组件以任意合适的方式来构建和连接。天线126是多元天线，如下面所描述的。
[0265]信标30的ROM 124还存储信息129。该信息129包括用于标识信标的标识符、信标的位置和信标的方位。
[0266]信标30包括通信接口 108，使用该通信接口 108，能够从服务器40接收通信。服务器40可以直接与信标30连接，或者间接与信标30连接。服务器40可以通过以太网与信标30连接。
[0267]电源130可以例如是以太网供电电源、电池或者主电源。电源130为BLE模块121和信标30的任意其他组件供电。
[0268]信标30的BLE模块121是发射机和接收机两者。
[0269]BLE信标30中的每个BLE信标包括多个天线元件(在图中在126处被一起指示)，并且使用这些多个天线元件同时传送AoD定位消息。通过以这种方式传送AoD定位消息，设备11、12能够根据接收到的信号(包括AoD定位消息)的参数来计算信标30所在的角度(实际上，方位角和仰角两者)，设备11、12位于该角度上。
[0270]BLE信标30中的每个BLE信标还被配置成传送指定信标30的位置和方位的信息。该信息形成定位通告消息的一部分。
[0271]使用描述多元天线126的标定的标定数据，设备11、12能够通过从一个信标30接收到的AoD定位分组来以合适的精确度计算其位置。设备11、12能够通过三遍测量法或通过组合与从两个或更多个信标接收到的AoD定位消息有关的定位信息，来以更高的精度计算其位置，尽管通常只使用一个信标达到的精度是足够的。如下面描述的，设备11、12能够在没有网络辅助的情况下计算其位置。
[0272]可以由每个信标30周期性地传送定位通告消息(例如，以1Ηζ(1秒间隔)或2Hz(0.5秒间隔)的方式)，或者以由系统内的一些组件定义的间隔传送定位通告消息。可替换地，定位通告消息可以应系统内的一些组件的请求来被传送。在BLE中，通告消息被称为ADV_IND。每个通告消息包括分组数据单元(PDU)，其被称为ADV_IND PDUo响应消息被称为BCST_REQ。每个响应消息包括分组数据单元(PDU)，其被称为BCST_REQ PDUo设备可以通过传送响应消息BCST_REQ PDU来对接收到ADV_IND PDU进行响应，之后，信标将传送响应消息BCST_RSP PDUo
[0273]在本说明书中，术语“消息”和“分组”被交替使用，因为它们本质上是有联系的。
[0274]AoD定位消息可以由每个信标30周期性地传送，例如，以20Hz(50毫秒间隔)的方式。清楚地是，设备11、12能够以相同的周期计算其位置，或者设备11、12能够筛选多个测量以获得更高的精度。这种AoD定位消息的传输频率允许设备11、12的快速且可靠的定位更新。在BLE中，AoD定位通告消息被称为AoD_BCST_IND分组。
[0275]信标30可以采用任意合适的形式。总体来说，信标30可以包括处理电路和存储设备，该处理电路包括一个或多个处理器，该存储设备包括单个存储单元或多个存储单元。存储设备可以存储计算机程序指令，当该计算机程序指令被加载到处理电路中时，该计算机程序指令控制信标30的操作。
[0276]其他信标30b...30η可以按照与第一信标30a相同的方式来配置和运行。其他信标区别于第一信标30a之处至少在于，存储在ROM 124中的信息129包括不同的标识符和不同的位置，并且还可以包括信标的不同方位。
[0277]服务器40包括处理器412。处理器412通过总线418与易失性存储器(例如，RAM413)连接。总线418还将处理器112和RAM 413连接至非易失性存储器(例如，ROM 414)。通信接口 415耦合至总线418，并且还耦合至处理器412和存储器413、414。接口 415以任意合适的方式连接至无线电网络50，例如，通过因特网或本地网络。在ROM 414内存储有软件应用417。操作系统(OS) 420也存储在ROM 414中。在ROM 414中还存储有位置数据库422。
[0278]可以向服务器40提供输出设备(例如，显示器419)。可以向服务器40提供输入设备(例如，键盘421)。
[0279]服务器40可以采用任意合适的形式。总体来说，服务器40可以包括处理电路412和存储设备414、413，该处理电路412包括一个或多个处理器，所述存储设备414、413包括单个存储单元或多个存储单元。存储设备414、413可以存储计算机程序指令，当该计算机程序指令被加载到处理电路412中时，该计算机程序指令控制服务器40的操作。
[0280]现在将描述组件和特征的一些进一步的细节和针对它们的替换。
[0281]计算机程序指令117可以提供使得第一设备11能够执行下面描述的功能的逻辑和例程。计算机程序指令117可以被预先编程到第一设备11中。可替换地，它们可以经由电磁载波信号到达第一设备11，或者可以从物理实体(例如，计算机程序产品、非易失性电存储设备(例如，闪存)或记录媒介(例如，CD-ROM或DVD))中复制。它们可以例如被从服务器(例如，服务器40，但是可能地，另一服务器，例如应用市场或商场的服务器)下载到第一设备11。
[0282]处理电路112、122、412可以是任意类型的处理电路。例如，处理电路可以是解译计算机程序指令并处理数据的可编程处理器。处理电路可以包括多个可编程处理器。可替换地，处理电路可以例如是具有嵌入式固件的可编程硬件。处理电路或处理器112、122、412可以称为处理装置。
[0283]通常，BLE模块13、121中的每个BLE模块包括处理器，该处理器连接至易失性存储器和非易失性存储器。计算机程序存储在非易失性存储器中，并且由处理器使用用于数据或数据和指令的临时存储的易失性存储器来运行。
[0284]当在本说明书中使用时，术语“存储器”意图主要与包括非易失性存储器和易失性存储器的存储器有关，除非上下文中另有指示外，但是，该术语也可以仅覆盖一个或多个易失性存储器、仅覆盖一个或多个非易失性存储器、或者覆盖一个或多个易失性存储器和一个或多个非易失性存储器。易失性存储器的示例包括RAM、DRAM、SDRAM等。非易失性存储器的示例包括ROM、PROM, EEPR0M、闪存、光存储器、磁存储器等等。
[0285]每个BLE模块13、121可以是单个集成电路。可替换地，每个BLE模块可以被提供为集成电路集合(例如，芯片集)。可替换地，BLE模块13、121可以是硬接线的专用集成电路(ASIC)。
[0286]通信接口 115可以被配置成允许与外部设备和/或网络的双向通信。通信接口可以被配置成经由若干协议中的一者或多者进行无线通信，所述协议例如全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、通用移动电信系统(UMTS)和IEEE 712.11 (W1-Fi)。可替换地或附加地，通信接口 115可以被配置用于与设备或网络进行有线通信。
[0287]可选地，装置11、12、40、30还可以包括软件组件，该软件组件未在本说明书中进行描述，因为它们不直接与所描述的特征相互作用。
[0288]BLE信标30分布在建筑物或楼宇周围。例如，第一信标30a可以位于餐厅，第二信标30b可以位于接待区等等。第一信标30a和第二信标30b能够称为信标30。信标30不需要提供对建筑物的整个覆盖，但是有利地，信标30被提供以提供对建筑物内的所有关键位置的良好的覆盖。
[0289]可能的是，在HAIP系统中，存在具有P个元件的平面阵列天线126，每个元件具有两个独立的供给端以用于正交极化。构建K个信道来通过阵列天线传送或接收信号，其中，K = 2*P+lo因数2从每个天线元件存在具有正交极化的两个供给端而得出。加数I被包括是因为通过合并中心元件的两个不同的极化来构建一个额外的信道。
[0290]为了执行定位功能，通过在实验室中进行测量来首先获得阵列天线的标定矩阵。
[0291]通过将方位角范围O?360度划分成M个网格，以及将仰角范围O?90度划分成N个网格，交叉极化标定源(垂直极化和水平极化)信号在每个信道中以及在每个方位角和仰角网格处被记录。每个记录的信号由I和Q值表示。这里，标定矩阵是四维(4-D)矩阵C [4] [N] [M] [K]，其中，第一维中的前两个元素表示来自垂直极化的源的I和Q值，以及第一维中的后两个元素表示来自水平极化的源的I和Q值。总体来说，标定矩阵测量通过记录所有信道在信号从所有可能的方位角和仰角入射时的阵列响应来执行。
[0292]当在移动中心化模式中执行定位时，信号被从信标30传送到移动设备11、12。在移动设备11、12中运行的定位算法接收K个信道信号，并在标定矩阵中搜索最可能的K维数据。由此，移动设备11、12做出关于信号朝向方位角网格和仰角网格中的哪个位置的决策。
[0293]在移动中心化定位模式中，系统按照标定矩阵测量的逆等形式工作。阵列天线126从每个信道、以特定的切换模式按顺序地广播连续波，该连续波在调制之前能够被视为基带复杂模型中的“I”。移动设备11、12在一时间周期内接收从所有信道发射的信号。根据无线电波传播的互易定理，移动设备11、12实际上接收所有信道的响应，就像在实验室测量中记录的响应。在移动设备11、12中运行的定位算法执行接收到的信号矢量与标定矩阵之间的相关。
[0294]这里应当理解的是，标定矩阵具有N*M个信号矢量，其表示来自N*M个方位角-仰角对的阵列响应。因此，执行N*M次相关，并且N*M次相关来自能够找到对应的方位角-仰角对的最相似的矢量。
[0295]标定数据可以是大规模的，通常为几兆字节级。移动设备需要仅一次就获得针对多元天线126的标定数据，并且该标定数据之后能够在使用从具有相同的多元天线配置的信标接收到的信号进行定位时被使用。
[0296]存在对向移动设备提供标定数据的多个选择。对于一些移动设备(例如，简易标签)，在制造期间向标签配置标定数据会是最好的选择。对于较复杂的设备，在移动设备能够通过蜂窝无线电、W1-Fi等访问的服务器(例如，服务器40)上提供标定数据会是最好的选择。BLE具有非常有限的带宽，并且其不被建议使用BLE来传输该标定数据。
[0297]本发明的实施方式提供一种解决方案，使得在移动中心化定位系统中，能够使用低带宽资源(例如，BLE)将标定数据提供至移动设备。
[0298]简短来说，实施方式涉及将标定数据划分成许多小部分或分段，并且信标广播这些部分，作为AoD定位分组的一部分，特别是在AoD定位分组的非切换周期中。这导致标定数据被潜在地同时广播至许多移动设备，而无需信标与任意设备之间的双向通信，不过针对广播全部标定数据，需要相对长的时间周期。这被考虑以提供特别有效的带宽利用率，因为其不涉及传送任何附加的分组；相反，其只涉及将更多的数据包括在AoD定位分组中。此夕卜，带宽利用率不依赖于要求标定数据的移动设备的数量，并且如果需要，非常大(无限)数量的移动设备能够同时接收标定数据，而不对信标造成任何附加的负担。
[0299]实施方式还涉及根据请求，向移动设备提供标定数据的缺失部分。这允许在用AoD定位分组广播时，例如，由于移动设备中的临时干扰或调度问题未被移动设备接收的标定数据的部分被提供至移动设备，而无需移动设备在另一 AoD定位分组周期上从标定数据的另一广播中接收缺失的部分，或者从另一信标中接收缺失的部分。
[0300]作为AoD定位分组的一部分进行广播和根据请求提供缺失的部分的组合被认为是对BLE提供的带宽特别有效的使用，具体是因为移动设备只在使用AoD分组广播时它们没有接收时才请求标定数据的缺失部分。
[0301]此外，实施方式提供信标广播与能够被嵌入响应消息中的标定数据一样多的标定数据。这降低移动设备错失标定数据的部分的可能性，并且进而整体上降低由信标传送的响应消息的数量，从而最小化带宽使用率。
[0302]此外，实施方式提供标定数据还能够根据请求、以压缩或非压缩形式被整体提供。通过数据信道提供整个标定数据的传输。这是对带宽和信标资源的低效使用，然而其允许移动设备在需要时快速获得标定数据。
[0303]现在将参考图2来描述信标30在将标定数据作为AoD定位消息的一部分来广播时的操作。
[0304]这里，操作在步骤SI开始。在步骤S2处，信标压缩标定数据。该步骤可以以任意合适的方式来执行。例如，标定数据可以被压缩为图像，得到压缩的标定图像数据。这可以以任意合适的方式来执行，例如，如在未决的美国临时专利申请N0.61/732,653中描述的方式。
[0305]标定数据的压缩可以代替地在信标30外部执行，例如，由服务器40执行。标定数据的压缩仅需要执行一次。
[0306]在步骤S3，信标30划分压缩的数据。这涉及将数据划分成足够小以包括在AoD定位消息中的部分。每个部分中的数据量取决于特定的实施。在BLE AoD_BCST_IND分组的情况下，能够容纳71比特(10字节或八位字节)的数据。为计数器预留一个字节/八位字节，每个AoD定位消息有9个字节/八位字节可用。需要容纳整个压缩的