移动设备的位置确定的制作方法
【专利说明】移动设备的位置确定
【背景技术】
[0001] 对位置感知服务或基于位置服务（LBS)的广泛兴趣已经推动了多种室内定位技 术。例如，基于众包的Wi-Fi定位技术将用户输入用于射频（RF)场景分析和图件绘制。例 如，其它技术包括基于专家的现场调查。
【附图说明】
[0002] 联系下面结合附图的详细说明，可更全面地领会本发明，在附图中相似的参考字 符指的是相似部件，并且其中：
[0003] 图1是根据一个示例的用于确定移动设备位置的设备的框图；
[0004] 图2是根据一个示例的用于确定移动设备位置的设备的框图；
[0005] 图3是根据一个示例的用于确定移动设备位置的方法的流程图；
[0006] 图4是根据一个示例的用于确定移动设备位置的方法的流程图；以及
[0007] 图5是根据各种示例的用于实施图1和图2中的设备的示例组件的框图。
【具体实施方式】
[0008] 由于Wi-Fi标准的发展，基于Wi-Fi的定位系统已经无处不在。基于Wi-Fi的用 于确定移动设备位置的方法依赖于无线传输（即信号和/或分组）与移动设备之间的距离 或与移动设备之间的到达角度（AoA)，该距离或到达角度针对室内定位是一种重要的度量 标准。例如，AoA估算技术能够确定一角度，在该角度来自移动设备的信号到达接入点（AP) (或者基站）。
[0009] 现存的AoA估算技术在AP处需要多个天线，并且仅仅当这些天线以环形方式布置 时才工作良好。然而，如今大多数AP具有以线性方式（即，线性天线阵列）布置的天线。线 性天线阵列只能够区分来自一个阵列侧的信号。因此，现存的AoA估算技术不能够确定移 动设备是否放置在线性天线阵列的前侧或后侧。环形天线阵列可以区分来自所有方向的信 号。然而，环形天线阵列为了实现与线性天线阵列相同的准确度几乎需要双倍数量的天线。 这降低了现存AoA估算技术对复杂且昂贵的环形天线阵列系统的应用性。
[0010] 因此，在此公开的示例通过借助从移动设备的传感器（例如，陀螺仪）获得的运动 信息（例如，转向信息）应对上述AoA估算的侧不明确的挑战。
[0011] 在一个示例中，设备包括用于接收从移动设备发射的信号的天线阵列。该设备还 包括信号处理单元，该信号处理单元计算当移动设备从第一位置移动到第二位置时信号在 天线阵列处的AoA的变化。信号处理单元用于从移动设备的传感器接收移动设备的运动信 息并且基于信号的AoA的变化以及移动设备的运动信息而确定移动设备相对于天线阵列 的位置。
[0012] 在另一个示例中，该方法包括：由基站的天线接收从移动设备发射的信号；以及 计算当移动设备从第一位置移动到第二位置时信号的AoA的变化。该方法还包括：由信号 处理单元从移动设备的传感器接收移动设备的运动信息；以及基于信号的AoA的变化和移 动设备的运动信息而确定移动设备相对于天线阵列的位置。
[0013] 在另一个示例中，非瞬态计算机可读存储介质包括指令，当由接入点（AP)的处理 器执行时，该指令促使处理器接收嵌入在从移动设备发射的信号中的分组，其中分组包括 移动设备的运动信息。执行该指令从而计算在AP的天线阵列处的信号的AoA，并且计算当 移动设备从第一位置移动到第二位置时信号的AoA的变化。可以进一步执行该指令从而基 于信号的AoA的变化以及移动设备的运动信息来确定移动设备相对于天线阵列的位置。
[0014] 应该意识到，在此描述的示例可以包括各种组件和特征。在不偏离基于AoA和运 动信息的位置确定的方法、系统和非瞬态计算机可读介质的范围情况下，可以去除和/或 改变其中一些组件和特征。还应该意识到，在下述说明中，提出若干特定细节从而提供对示 例的彻底理解。然而，应该意识到，没有对这些特定细节的限制，也可以实践所述示例。在 其它情况中，不再详细描述众所周知的方法和结构，从而避免不必要地使对示例的说明不 显著。此外，各示例也可以彼此组合使用。
[0015] 在说明书中对"示例"或类似语言的提及指的是结合示例描述的特定特征、结构或 特性包含在至少一个示例中，但不一定包含在其它示例中。在说明书中各个位置处的短语 "在一个示例中"或类似短语的各种情况不一定都指的是相同示例。如在此使用，组件是硬 件和在该硬件上执行从而提供给定功能的软件的组合。
[0016] 参考图1，描述了根据一个示例的用于确定移动设备位置的设备的框图。设备102 可以是基站、接入点（AP)、交换机、路由器或者包括天线阵列从而从其它设备（例如，移动 设备106)发射和接收无线传输的任何其它设备。因此，设备102可以用作无线网络（例如， WLAN、蜂窝网络）的集线器。然而，应该注意到，设备102也可以是包括用于从其它设备发 送和接收无线信号的天线阵列（例如，至少两个天线）的移动设备。应该进一步注意的是， 数据在移动设备106和设备102之间以一个或多个信号的形式传送。因此，如在此使用的 "信号"包括数据传输（例如，数据分组）。
[0017] 如图1所示，设备102包括天线阵列112和信号处理单元122。天线阵列112包 括至少两个天线，该至少两个天线可以联接到收发器（未显示），用于从包括移动设备106 的多个无线设备发射和接收信号。信号处理单元122可以是用于处理从移动设备102接 收的信号的硬件和/或软件。移动设备106可以包括智能手机、移动电话、个人数字助理 (PDA)、便携式个人计算机、AIO(-体化）计算设备、笔记本、可改变的或混合笔记本、上网 本、平板、蜂窝设备、台式电脑、多媒体播放器、娱乐装置、数据通信设备、便携式读数设备或 者具有一个或多个用于发射和接收信号的天线的任何其它计算设备。
[0018] 信号处理单元122可以计算或估算从移动设备106发射的信号的到达角度（AoA)。 来自移动设备106的信号传输能够以几个角度到达设备102。因此，信号处理单元122分 析在天线阵列112的多个天线上所接收的信号从而确定信号的角度分量。为了阐释，所接 收信号的相位，针对信号所穿越的每个波长（λ)线性改变2π的量。例如，假定在移动设 备106的发射器和设备102的天线阵列112之间的单路径，天线阵列112包括以彼此相距 λ/2距离放置的两个天线，并且Θ是信号到达两个天线的角度。信号在到达第二（左）天 线之前，穿过额外的距离。该额外的距离（Ad)可以被近似表示为：
[0019] Δ d = λ/2*sin ( Θ )
[0020] 额外的距离Δ d会导致相位差(Δφ ):
[0022] 因此，通过观察到达信号的相位差（Δφ )，AoA可以计算为：
[0024] 上述示例假定到达信号仅具有一个角度分量。然而，无线信号可以通过多个路径 传播。AoA估算技术可以通过使用多个天线识别多个路径的角度。因此，信号处理单元122 可以为信号穿越的直接路径计算AoA值并且为因多路径反射而由路径穿越的多个路径计 算AoA值。进一步地，信号处理单元122计算当移动设备从一个位置移动到另一个位置时 信号AoA的变化，例如图2所示。
[0025] 上述AoA计算固有地会产生关于线性阵列天线的模糊性问题，因为线性阵列天线 的范围在0°和180°之间。因此，在由线性阵列形成的线路的两侧（即前侧和后侧）上的 移动设备106是不可区分的（即缺少0°和360°的范围）。因此，AoA计算会仅区分来自 一个阵列侧（即，前侧和后侧中的仅一个，不是两者）的信号。为了解决线性