一种rtt测量定位系统中的测量ap选择方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种RTT测量定位系统中的测量AP选择方法和装置。该方法包括：获取网络内各个AP的坐标信息和待定位终端的坐标信息，确定各个AP与待定位终端的距离，根据所述距离选出离所述待定位终端最近的N个AP，其中，N不小于Nmin，所述Nmin的取值根据定位要求确定；当N大于Nmax时，从所述N个AP中，按照距离从近到远，选出信道各异的AP作为测量AP；其中，网络内的信道总数不小于Nmin，各AP按照信道均匀分布，相邻AP为异信道。应用本发明实施例能够提高测量效率、降低资源消耗。
【专利说明】-种RTT测量定位系统中的测量AP选择方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明设及通信【技术领域】，特别是设及一种RIT测量定位系统中的测量AP选择方 法和装置。
【背景技术】
[0002] 随着移动互联网和大数据的应用，基于WLAN网络的室内定位技术越来越炙手可 热，在零售、酒店、交通、医疗等众多的行业都有着光明的应用前景。
[0003] 传统的WLAN定位技术依赖于RSSI信号强度，具体的又可W分为下面两种方法；基 于信号传输模型的=角定位法和基于信号采样的指纹特征法。由于室内多径效应、障碍物 等因素的影响，RSSI值非常不稳定，导致基于RSSI值的定位结果的不可靠。而新一代的定 位系统基于所谓的RIT时间，依赖电磁波传输的速度的恒定不变的特性，克服了传统RSSI 定位系统的缺陷，实现了更高精度、更稳定的定位效果。
[0004] 所谓的RIT主动测量定位方法是指该样一种定位手段：基于AP主动发送报文而 进行的测量行为，即，由网络侧的AP向待测量的终端（STA)发送N化L data报文、接收回应 ACK报文，得出往返时间等测量结果，并进而计算出AP与终端的距离。
[0005] 在基于RSSI值的被动式定位系统中，服务器只需要被动接收所有的数据、并从其 中挑出信号较强的数据即可。而RIT主动式系统需要决定由哪些AP去发送定位测量报文。 一种最简单的方法，当然是默认网络中的所有AP参与测量动作。对于非常小规模的网络， 该是可行的。但对于中大规模的网络，该种方法则存在效率不高、资源消耗大等问题。因此， 在RIT测量定位系统中如何选择测量AP，W提高测量效率、降低资源消耗，是当前需要解决 的技术问题。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明提出了一种RIT测量定位系统中的测量AP选择方法和装置，能 够提高测量效率、降低资源消耗。
[0007] 本发明提出的技术方案是：
[000引一种RTT测量定位系统中的测量AP选择方法，该方法包括；
[0009] 获取网络内各个AP的坐标信息和待定位终端的坐标信息，根据所述坐标信息确 定各个AP与待定位终端的距离，根据所述距离选出离所述待定位终端最近的N个AP，其中， N不小于Nmin，所述Nmin的取值根据定位要求确定；
[0010] 当N大于Nmax时，从所述N个AP中，按照距离从近到远，选出信道各异的AP作为 测量AP ;
[0011] 其中，网络内的信道总数不小于Nmin,各AP按照信道均匀分布，相邻AP为异信道。
[0012] 一种R1T测量定位系统中的测量AP选择装置，该装置包括距离确定模块、粗选模 块和精选模块；
[0013] 所述距离确定模块，用于获取网络内各个AP的坐标信息和待定位终端的坐标信 息，根据所述坐标信息确定各个AP与待定位终端的距离；
[0014] 所述粗选模块，用于根据所述距离选出离所述待定位终端最近的N个AP，其中，N 不小于Nmin，所述Nmin的取值根据定位要求确定；
[0015] 所述精选模块，用于当N大于Nmax时，从所述N个AP中，按照距离从近到远，选出 信道各异的AP作为测量AP;
[0016] 其中，网络内的信道总数不小于Nmin,各AP按照信道均匀分布，相邻AP为异信道。
[0017] 由上述技术方案可见，本发明实施例中，将网络内的AP部署与测量AP的选择方法 相结合，使得选择结果不仅能够满足定位要求，而且还能避免过多AP参与测量，从而提高 测量效率、降低资源消耗，具体地；
[001引在网络部署时，网络内的信道总数不小于Nmi。，各AP按照信道均匀分布，相邻AP为 异信道，其中，所述Nmi。的取值根据定位要求确定。通过上述网络部署，使得网络内W任意 一点为中屯、的特定范围内，都会包含有Nmi。个信道各异的AP。
[0019] 基于上述网络部署，在选择测量AP时，根据网络内各个AP与待定位终端的距离， 选出离所述待定位终端最近的N个AP，其中，N的取值不小于Nmi。，为了避免资源浪费，最终 选出的测量AP的个数还应该不大于上限阔值Nm"，但是，如果仅仅根据距离来选择测量AP， 可能出现初始选出的测量AP个数小于Nmi。，但是，进一步增大距离又会导致选出的测量AP 个数大于Nm"，此时，在本发明实施例中，从选出的N个AP中，按照距离从近到远，选出信道 各异的AP作为测量AP，由于在网络部署时各个信道的AP是均匀部署的，因此，从大于Nm" 的N个AP中一定能够选出至少Nmi。个信道各异的AP作为测量AP，而且，由于AP均匀部署 且信道各异，一方面可W确保该方法选择出的测量AP相对均匀分布在待测终端的周围，可 W保证RTT测量效果最佳，另一方面，由于信道各异，各测量AP之间的干扰也较小，测量的 成功率也较高，从而可W保证实现更佳的定位效果。
[0020] 可见，通过将网络内的AP部署与测量AP的选择方法相结合，使得选出的测量AP 不仅能够满足定位要求，而且还能取得更好的定位效果，避免过多AP参与测量，提高测量 效率、降低资源消耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1是本发明实施例提供的RIT测量定位系统中的测量AP选择方法流程图。
[0022] 图2是本发明实施例提供的第一网络部署示意图。
[0023] 图3是本发明实施例提供的第二网络部署示意图。
[0024] 图4是本发明实施例提供的基于网格坐标的网络示意图。
[0025] 图5是本发明实施例提供的基于网格坐标的测量AP选择示意图。
[0026] 图6是本发明实施例提供的测量AP选择方法的详细流程图。
[0027] 图7是本发明实施例测量服务器的硬件结构连接图。
[002引图8是本发明实施例提供的RIT测量定位系统中的测量AP选择装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0029] 在方案1中，采用静态区域选择方法选择测量AP，即，对于某一个区域内的被测终 端（STA)，相应区域内的AP都作为测量AP参与RTT测量，比如，应用场景为室内多层建筑， 可W将每个楼层都视为一个区域，同一楼层内的AP都参与该楼层内每个终端的RTF测量。
[0030] 方案1通过划分区域使同时参与测量的AP数量得W降低，因而也降低了空口资源 的消耗。但是，方案1仍然存在资源消耗过大、效率不高的问题。比如，为了达到较好的测 量效果，方案1的区域选择一般都会覆盖终端的范围，使终端在任何一点附近都有AP进行 测量，该样就会导致方案1的区域选择仍然偏大，进而导致空口资源的消耗偏大。
[0031] 方案2采用动态区域选择方法选择测量AP，即，根据待定位终端的实际位置来选 择一组测量AP，通常，采用待定位终端与AP间的距离作为判别条件，将与待定位终端的距 离小于预定值的AP均作为测量AP。方案2的特点是测量AP组的选择是动态的，所谓动态 是指；不同STA可对应不同的测量AP组、随着时间的变化，同一个STA可对应不同的测量AP 组。
[003引方案2虽然解决了方案1中提到的问题，但是方案2中，如果距离半径偏大，则选 出的测量AP数量较多，造成资源浪费，如果距离半径偏小，则选出的测量AP数量较少，影响 定位效果。
[0033] 因此，如何在保证定位效果的前提下，避免资源浪费，是本发明进一步要解决的技 术问题。
[0034] 本发明实施例中，将网络内的AP部署与测量AP的选择方法相结合，使得选择结果 不仅能够满足定位要求，而且还能避免过多AP参与测量，从而提高测量效率、降低资源消 耗，下面结合附图进行详细说明。
[0035] 图1是本发明实施例提供的RTT测量定位系统中的测量AP选择方法流程图。
[0036] 如图1所示，该流程包括：
[0037] 步骤101，预先按照相邻AP为异信道、各个AP按照信道均匀分布进行网络部署，其 中，网络内的信道总数不小于Nmin，所述Nmin的取值根据定位要求确定。
[003引本步骤为网络部署阶段，一旦布网完成，每次选择测量AP时，直接从步骤102开始 执行。
[0039] 步骤102,获取网络内各个AP的坐标信息和待定位终端的坐标信息，根据所述坐 标信息确定各个AP与待定位终端的距离。
[0040] 本步骤中，可W首先根据所述坐标信息粗略估计网络内各个AP与待定位终端的 距离，根据粗略估计的结果，选出在待定位终端附近一定范围内的AP，然后再计算出该一定 范围内的AP与所述待定位终端的实际距离。
[0041] 步骤103,根据所述距离选出离所述待定位终端最近的N个AP，其中，N不小于 Nmin。
[00创步骤104,判断N是否大于Nmax，如果是，执行步骤105,否贝ij，执行步骤106。
[0043] 步骤105,从所述N个AP中，按照距离从近到远，选出信道各异的AP作为测量AP， 结束本流程。
[0044] 步骤106,将所述N个AP作为测量AP，结束本流程。
[0045] 可见，图1所示的选择方法需要与网络内各个AP的部署情况相结合，通过在网络 内合理部署各个AP，使得网络内W任意一点为中屯、的特定范围内，都会包含有Nmin个信道 各异的AP，从而能够在保证定位效果的前提下，避免有过多的AP参与RIT测量，造成资源浪 费。
[0046] 具体地，在网络规划时，网络内的信道总数不小于Nmin，从而保证网络内至少有 Nmin个异信道，在部署AP时，各个AP按照信道均匀分布，相邻AP为异信道。其中，所述的 各个AP按照信道均匀分布，是指同一区域内各信道AP大体上符合均匀分布，不排除在实际 施工时由于误差、场地限制等因素造成各信道AP的分布密度存在一定差异。
[0047] 图2是本发明实施例提供的第一网络部署示意图。
[0048] 如图2所示，图中的小方块代表AP，小方块边上的数字代表该AP工作的物理信道 的标号，其中，该标号仅用于区分不同的物理信道。如图2所示，网络内共有6个信道，各个 信道的AP均匀分布，其中，工作于同一信道的两个AP最近距离为2个AP间距，即，同信道 的AP之间的空间隔离度为两个AP间距。
[0049] 可见，通过图2的网络部署，网络内W任意一点为中屯、的2个AP间距内，都会包含 有6个信道各异的AP，采用6个AP作为测量AP进行RIT定位通常能够满足定位要求，因 此，如果在基于与被测终端的距离选择测量AP时，选出了过多的AP，比如，选出了 10个AP， 则可W从初始选出的各个AP中按照距离由近到远选择信道各异的AP作为测量AP，从而能 够选出6个信道各异的AP作为测量AP，因此，能够在保证定位效果的前提下，避免有过多的 AP参与RTT测量，造成资源浪费。
[0050] 网络部署的总体原则是网络内信道个数能够满足定位要求，各个AP按照信道均 匀分布，相邻AP为异信道。至于网络内实际需要的信道个数、通常与网络覆盖范围的大小、 形状等有关。
[0化1] 例如，参见图2,如果网络覆盖范围为大片连通的区域，则网络内一共部署6个信 道、同信道AP的空间隔离度为2个AP间距，就能够实现各个AP按照信道均匀分布，且相邻 AP为异信道。如果有更多信道可用，网络内的信道总数也可W大于6个，同信道AP的空间 隔离度也可W大于2个AP间距。
[0化2] 再例如，如果网络覆盖范围较小，或者为狭长型等，通常需要较少个数的信道，就 能够实现各个AP按照信道均匀分布，且相邻AP为异信道，具体可参见图3。
[0053] 图3是本发明实施例提供的第二网络部署示意图。
[0化4] 参见图3,网络覆盖范围为狭长型，因此，只需要5个信道，就能够实现各个AP按照 信道均匀分布，且相邻AP为异信道。
[0055] 参见图1，本发明实施例提供的测量AP选择方法，首先基于网络内的各个AP与被 测终端之间的距离，粗选出N个AP，因此，需要确定网络内各个AP与被测终端之间的距离。 [0化6] 通常的应用场景下，如果AP与待定位终端处于同一楼层内，则AP部署的位置与 待定位终端的位置之间的垂直方向的最小距离在2?3米内，而该个距离已经超出了很多 WLAN定位系统的精度。因此，被测终端与周围各个AP的距离该样一个S维计算，就可W近 似为一个二维计算，即AP与被测终端处于同一水平面上的计算。
[0057]由于各个AP与待定位终端都有坐标值，其中各个AP的坐标值由线下进行工程勘 测时确定，如果不挪动AP则AP的坐标值就是定值，而待定位终端的坐标值由线上计算得 来，待定位终端的坐标初始值一般由关联AP的坐标值、即该待定位终端接入的AP的坐标值 推导出。因此，可W通过公式1确定出待定位终端与各个AP的距离d，其中Ax为待定位终 端与AP在X轴方向的坐标差值，A y为在Y轴方向的坐标差值。
[0化引 d =知1 +A/ 公式1
[0化9] 通过计算待定位终端与各个AP的距离d的值，假设距离半径为d。，即可找出所有 符合d《d。条件的AP。
[0060] 通过上述公式1理论上可W得出与待定位终端的距离不大于预设值的各个AP，但 是，因为待定位终端的位置在时刻变化，待定位终端小范围内的坐标变动会导致需要重新 根据公式1计算距离，由于上述公式1的计算设及开方运算，因此，根据公式1确定各个AP 与待定位终端的距离存在开销较大、效率不高的问题。
[0061] 针对上述距离计算开销较大、效率不高的技术问题，本发明实施例还提出一种基 于网格坐标的AP选择方法，能够减小计算开销、提高效率，取得更高的系统性能，具体请参 见图4。
[0062] 图4是本发明实施例提供的基于网格坐标的网络示意图。
[006引如图4所示，网络覆盖的区域被预先划分为大小相同的网格，利用AP和待定位终 端所在的网格来标识AP和待定位终端的位置坐标，当待定位终端在同一个网格内活动时， 待定位终端的坐标保持不变。
[0064] 在所述基于网格坐标的AP选择方法中，确定各个AP与待定位终端的距离时，首先 确定网络内各AP所在网格与待定位终端所在的网格的相对偏移，然后根据所述相对偏移 确定AP与待定位终端的距离，因此，当待定位终端在同一个网格内活动时，可W复用之前 的测量AP选择结果，而无需重新计算各个AP与待定位终端的距离、进而重新选择测量AP。 [00化]可见，通过基于网格坐标的测量AP选择方法，可W显著减小计算开销、提高效率， 取得更高的系统性能。
[0066] 下面结合图5,对本发明实施例提供的基于网格坐标的测量AP选择方法进一步说 明。
[0067] 图5是本发明实施例提供的基于网格坐标的测量AP选择示意图。
[0068] 如图5所示，图5中的S角形表示待定位终端，其坐标为巧，5)，根据网络内各个 AP所在的网格坐标，计算各个AP与该待定位终端的距离。
[0069] 参见图4,根据预设的距离半径选出与该待定位终端的距离不大于该距离半径的 AP为；API?AP8,然而，对于RIT测量定位系统来讲，测量AP组中有8个AP则浪费资源， 但如果降低距离半径，又导致测量组中的AP个数又太少。因此，本发明实施例利用线下网 络部署的特性，来进行高精度的选择。目P ;从API?AP8中挑出6个信道各异的AP，该个例 子中为[API, AP2, AP3, AP4, AP5, AP6]，而剔除信道重复的AP7和AP8。
[0070] 可见，本发明实施例中，由于线下的网络部署中各个信道的AP的均匀分布，从理 论上确保了任一点周围特定范围内，都会至少包含有Nmin个信道各异的AP，从而能够在保 证定位效果的前提下，避免有过多的AP参与RTT测量，造成资源浪费。
[0071] 另外，本发明实施例按照信道来选择测量AP，还能够使测量报文均匀分布在不同 的物理信道上，从而避免了在某个信道上分配过多的测量报文。因此，本发明实施例还能够 优化资源的分配和利用。
[0072] 基于本发明实施例提供的上述方案，在一实施例中给出测量AP选择方法的详细 流程图，具体请参见图6。
[007引图6是本发明实施例提供的测量AP选择方法的详细流程图。
[0074] 如图6所示，该流程包括；
[0075] 步骤601，网络中各个AP按照信道均匀分布，且相邻AP间的信道不同。
[0076] 本步骤用于提供合适的网络部署，从而保证任一点周围特定范围内，都会包含有 Nmin个信道各异的AP，其中，Nmin根据定位要求确定。
[0077] 步骤602,服务器从配置文件中获取网络中各AP的坐标，从定位模块获取待定位 终端的坐标。
[007引步骤603,基于选择的距离半径，确定与待定位终端的距离不大于所述距离半径的 一组 AP。
[0079] 本步骤中，可W基于AP和待定位终端的绝对坐标值，确定AP与待定位终端的距 离，也可W基于网格坐标确定AP与待定位终端的距离。
[0080] 本步骤中，可W先根据AP与待定位终端的坐标（绝对坐标或者网格坐标），粗略估 算出在待定位终端附近一定范围内的AP，然后再计算出该一定范围内的AP与所述待定位 终端的实际距离，进而根据所述实际距离选出与待定位终端的距离不大于所述距离半径的 一组 AP。
[0081] 步骤604,判断步骤603选出的测量AP组中包含的AP个数N是否小于定位要求的 阔值Nmin,如果是，则增大距离半径，并返回步骤603,如果不小于Nmin,进入步骤605。
[0082] 步骤605,判断选出的AP组中包含的AP个数N是否大于Nmax，如果是，进入步骤 606,否则，执行步骤607。
[0083] 其中，Nmax的取值应W避免资源浪费为标准，具体取值比较灵活。
[0084] 步骤606,从所述N个AP中，按照距离从近到远，选出信道各异的AP作为测量AP， 结束本流程。
[0085] 步骤607,将所述N个AP作为最终的选择结果，即作为最终选出的测量AP，结束本 流程。
[0086] 本发明实施例具有W下有益技术效果：
[0087] 通过将网络内的AP部署与测量AP的选择方法相结合，使得选出的测量AP不仅能 够满足定位要求，而且还能避免过多AP参与测量，从而提高测量效率、降低资源消耗。
[008引而且，本发明实施例按照信道来选择测量AP，还能够使测量报文均匀分布在不同 的物理信道上，从而避免了在某个信道上分配过多的测量报文。因此，本发明实施例还能够 优化资源的分配和利用。
[0089] 针对上述方法，本发明实施例还公开了一种R1T测量定位系统中的测量服务器。
[0090] 图7是本发明实施例测量服务器的硬件结构连接图。
[0091] 如图7所示，该测量服务器包括处理器、网络接口、内存和非易失性存储器，且上 述各硬件通过总线连接，其中：
[0092] 非易失性存储器，用于存储指令代码；所述指令代码被处理器执行时完成的操作 主要为内存中的测量AP选择装置完成的功能。
[0093] 处理器，用于与非易失性存储器通信，读取和执行非易失性存储器中存储的所述 指令代码，完成上述测量AP选择装置完成的功能。
[0094] 内存，当非易失性存储器中的所述指令代码被执行时完成的操作主要为内存中的 测量AP选择装置完成的功能。
[0095] 从软件层面而言，应用于测量服务器中的测量AP选择装置如图8所示。
[0096] 图8是本发明实施例提供的RIT测量定位系统中的测量AP选择装置结构示意图。
[0097] 如图8所示，该测量AP选择装置包括距离确定模块801、粗选模块802和精选模块 803。
[009引距离确定模块801，用于获取网络内各个AP的坐标信息和待定位终端的坐标信 息，根据所述坐标信息确定各个AP与待定位终端的距离。
[0099] 粗选模块802,用于根据所述距离选出离所述待定位终端最近的N个AP，其中，N不 小于Nmin，所述Nmin的取值根据定位要求确定。
[0100] 精选模块803,用于当N大于Nmax时，从所述N个AP中，按照距离从近到远，选出 信道各异的AP作为测量AP。
[0101] 其中，网络内的信道总数不小于Nmin,各AP按照信道均匀分布，相邻AP为异信道。 [010引粗选模块803,可W用于当N不大于Nmax时，将所述N个AP作为测量AP。
[0103] 其中，所述各AP按照信道均匀分布可W包括；同信道的AP之间的空间隔离度为两 个AP间距、或大于两个AP间距。网络内的信道总数可W为6个。
[0104] 在一实施例中，所述网络覆盖的区域被预先划分为大小相同的网格。
[01化]距离确定模块801，用于确定网络内各AP所在网格与待定位终端所在的网格的相 对偏移，根据所述相对偏移确定AP与待定位终端的距离。
[0106] 上述的测量AP选择装置作为一个逻辑意义上的装置，其是通过处理器将非易失 性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。当对应的计算机程序指令被 执行时，形成的测量AP选择装置用于按照上述实施例中的测量AP选择方法执行相应操作。
[0107] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
【权利要求】
1. 一种RTT测量定位系统中的测量AP选择方法，其特征在于，该方法包括： 获取网络内各个AP的坐标信息和待定位终端的坐标信息，根据所述坐标信息确定各 个AP与待定位终端的距离，根据所述距离选出离所述待定位终端最近的N个AP，其中，N不 小于Nmin，所述Nmin的取值根据定位要求确定； 当N大于NJ寸，从所述N个AP中，按照距离从近到远，选出信道各异的AP作为测量 AP ； 其中，网络内的信道总数不小于Nmin，各AP按照信道均匀分布，相邻AP为异信道。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括： 当N不大于Nmax时，将所述N个AP作为测量AP。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各AP按照信道均匀分布包括： 同信道的AP之间的空间隔离度为两个AP间距、或大于两个AP间距。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，网络内的信道总数为6个。
5. 根据权利要求1至4任一权利要求所述的方法，其特征在于，获取网络内各AP的坐 标信息和待定位终端的坐标信息，根据所述坐标信息确定各个AP与待定位终端的距离包 括： 所述网络覆盖的区域被预先划分为大小相同的网格； 确定网络内各AP所在网格与待定位终端所在的网格的相对偏移，根据所述相对偏移 确定AP与待定位终端的距离。
6. -种RTT测量定位系统中的测量AP选择装置，其特征在于，该装置包括距离确定模 块、粗选模块和精选模块； 所述距离确定模块，用于获取网络内各个AP的坐标信息和待定位终端的坐标信息，根 据所述坐标信息确定各个AP与待定位终端的距离； 所述粗选模块，用于根据所述距离选出离所述待定位终端最近的N个AP，其中，N不小 于Nmin，所述Nmin的取值根据定位要求确定； 所述精选模块，用于当N大于^寸，从所述N个AP中，按照距离从近到远，选出信道 各异的AP作为测量AP; 其中，网络内的信道总数不小于Nmin，各AP按照信道均匀分布，相邻AP为异信道。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于， 所述粗选模块，用于当N不大于\"时，将所述N个AP作为测量AP。
8. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述各AP按照信道均匀分布包括： 同信道的AP之间的空间隔离度为两个AP间距、或大于两个AP间距。
9. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，网络内的信道总数为6个。
10. 根据权利要求6至9任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述网络覆盖的区域 被预先划分为大小相同的网格； 所述距离确定模块，用于确定网络内各AP所在网格与待定位终端所在的网格的相对 偏移，根据所述相对偏移确定AP与待定位终端的距离。
【文档编号】H04W4/04GK104486729SQ201410685194
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】李华 申请人:杭州华三通信技术有限公司