[发明专利]估计用户设备在无线网络中的位置

说明书

技术领域

本发明涉及估计用户设备在无线网络内的位置的方法。本发明还涉及能够估计用户设备在无线网络内的位置的装置。

背景技术

除了其他方面，无线网络还包括接入点和用户设备。用户设备可以是任意具有能够利用无线网络实现无线联网的接口的设备，包括例如便携式电脑。接入点是使得用户设备能够利用例如蓝牙或Wi-Fi接入特定无线网络的设备。一旦用户设备接入无线网络，其就可以通过该网络发送和接收数据。

例如，如果提供给用户设备的服务取决于用户设备在网络内的位置，则估计用户在无线网络内的位置可能是有利的。这在用户设备移动，因而网络中的组件实际上并不静止时尤其困难。

为了确定设备在可由移动设备接入的网络内的位置，已提出若干方案。这些方案包括RF指纹识别、到达时间三边测量以及GPS设备在移动设备上的使用。

RF指纹识别包括勘察由无线网络覆盖的区域以及评价在该区域内的某些点处的RF频谱。系统或移动单元本身可以确定用户设备的RF频谱，并将其与通过勘察所测量的区域中的不同点的RF频谱进行比较。该比较可以用于限定用户设备处于网络中的什么位置。然而，该位置确定的方法需要资源来确定区域内的点的所接收RF频谱。此外，区域的RF环境中的动力学可能改变，从而增加位置估计的误差。

到达时间三边测量包括接入点确定从用户设备到接入点的传输的飞行时间。根据该飞行时间可以确定离接入点的距离，并且这些距离的汇合点是用户设备的位置的估计。然而，利用到达时间三边测量精确地估计位置需要用户设备能够与网络中的至少三个接入点进行通信，这可能意味着估计位置所需的接入点数目大于服务该网络所需的接入点数目。另外，由于用户设备上的时钟和接入点上的时钟之差导致时间误差，从而导致位置、估计误差，因而时间的估计必须精确。

最后，GRS接收机或其他位置确定装备在用户设备中的使用可以用于确定用户设备的位置。然而，这取决于用户设备所位于的点处的卫星的能见度，这在建筑物内是不可能的。给每个用户设备配备GPS接收机也会是浪费的。

因此，期望具有一种估计用户设备在无线网络中的位置的改进方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种估计用户设备在无线网络中的位置的方法，所述无线网络包括多个接入点，所述方法包括以下步骤：确定所述用户设备与所述多个接入点中的一个接入点之间的信道损耗；计算所述多个接入点中的至少一个接入点的相关值，接入点的所述相关值为以下信道损耗之间的相关性的度量：所述用户设备与所述多个接入点中的至少一个接入点之间的信道损耗，和所述接入点与所述多个接入点中的每个接入点之间的信道损耗；并且根据至少一个接入点的已知位置和所述至少一个接入点的所述相关值，估计所述用户设备的位置。

该信道损耗可以是归属于与在网络上传输的信号的功耗成比例的任意特征的测量结果。例如，假设信号的所传输功率对于网络内的所有接入点都相同，则其可以是在两个接入点之间传输的信号的所接收功率。可替代地，其可以是相同信号的信噪比，或者信号的、通过从传输信号的功率中减去由接入点接收的信号的功率而计算出的所估计功耗。

可选地，该方法可以包括以下步骤：对所述接入点和所述多个接入点中的每个接入点的计算出的信道损耗进行归一化以确定归一化后的接入点信道损耗，并且对所述用户设备与所述多个接入点中的至少一个接入点之间的信道损耗进行归一化以确定归一化后的用户设备信道损耗，其中所述相关值为归一化后的接入点信道损耗和归一化后的用户设备信道损耗的度量。通过对信道路径损耗进行归一化(即，针对接入点的路径损耗的集合关于平均信道损耗重新调整值)，可以基于路径损耗的模式匹配找到有意义的相关值。相关值应当在1到-1之间。

估计所述用户位置可包括在估计所述用户设备的位置之前对所述相关值进行归一化。进一步，估计所述用户设备的位置包括将每个接入点的矢量位置乘以该接入点的归一化后相关值，并且将加权后的矢量位置一起相加。

所述方法可以包括以下步骤：确定所述用户设备与所述多个接入点中的一数目的接入点之间的信道损耗的集合，并且通过测量信道损耗的所述集合和信道损耗的另一集合来计算相关值，信道损耗的所述另一集合为所述接入点与所述多个接入点之间的信道损耗的集合。

可以利用所选择数目的多个接入点而不是来自网络中所有接入点的测量结果来估计用户设备的位置。所选择的接入点可以是例如位于使得其能够从所述用户设备接收信号的位置的所述接入点，或者与所述用户设备信道损耗具有最大相关值的所述数目的接入点。