用於在無線通信系統中估計位置的設備和方法與流程

2023-06-06 23:32:56 4

本公開總體上涉及一種用於在室內位置/室內環境下估計裝置的位置的設備和方法，更具體地，涉及一種在無線通信系統中提高位置估計的準確度的設備和方法。

背景技術：

近來，一直在積極研究基於位置的服務(LBS)以便用於移動終端(例如，智慧型電話)。用於估計移動終端的位置的典型方案使用全球導航衛星系統(GNSS)(諸如，全球定位系統(GPS))。然而，GPS衛星信號的接收信號強度可能非常弱，並且移動終端可能不能夠準確地檢測移動終端自身的位置。

在GPS衛星信號弱和/或被加擾的環境下(諸如，在室內環境下)，一直積極研究使用短距離無線通信系統(諸如，射頻識別(RFID)、藍牙TM、無線區域網(WLAN)等)來測量移動終端的位置的方案。

在短距離通信方案之中，WLAN具有廣泛建立的基礎設施和支持基站，並且是在室內位置最廣泛使用的無線系統中的一個無線系統。因此，WLAN可以是用於在室內環境下估計移動終端的位置的方案。

如將在下面描述的那樣，使用WLAN的室內位置估計方案可被分類為非參數或參數。

非參數方法方案不使用可指定系統的參數。典型的非參數方法是指紋方案。在指紋方案中，移動終端在從無線接入點(AP)接收到的信號的多個點中的每個點處預先測量並存儲接收信號強度指示(RSSI)或往返時間(RTT)值。移動終端將與實際接收到的接收信號的強度最相類似的網格點估計為移動終端的位置。可通過基於網格或根據預設規則劃分室內地圖來產生所述多個點。

參數方法方案使用參數來估算移動終端的位置。典型的參數方法將使用路徑損耗模型。

參數和非參數室內位置估計方案兩者都需要訓練階段。

訓練階段表示這樣的階段：通過所述階段，移動終端基於網格對移動終端意圖提供LBS的區域進行劃分並在資料庫中存儲在網格點中的每個網格點處從與網格點中的每個網格點的相鄰AP接收到的接收信號的RSSI或RTT的平均測量值。

(非參數)指紋室內位置估計方案具有比任何參數方法方案更高的準確度，因此，指紋室內定位估計方案比任何基於參數方法的方案使用得更多。

然而，在基於指紋的室內位置估計方案中，伺服器需要針對在地圖上所有可能的網格點產生資料庫，因此，訓練階段需要大量的人力和時間，並且伺服器需要向移動終端發送與在每個網格點處從與每個網格點相鄰的所有AP接收到的接收信號有關的信息，因此，從伺服器發送到移動終端的數據量是相當大的。

相比而言，參數室內位置估計方案不具有與使用基於指紋的非參數方案會發生的大量數據資源使用相同的問題。然而，如上所述，參數室內位置估計方案具有比基於指紋的非參數方案低的準確度，因此，未積極的究參數室內位置估計方案。

技術實現要素：

本公開的方面至少解決上述問題和/或缺點，並至少提供下面描述的優點。

因此，本公開的一方面將提出一種用於在無線通信系統中估計位置的設備和方法。本公開的另一方面將提出一種用於在無線通信系統中提高位置估計的準確度的設備和方法。

本公開的另一方面將提出一種用於在無線通信系統中存在多個候選位置的情況下通過基於可靠性測驗選擇移動終端的多個候選位置來提高估計移動終端的位置的準確度的設備和方法。

本公開的另一方面將提出一種用於在無線通信系統中通過限制距移動終端的先前位置的可移動距離來提高估計移動終端的位置的準確度的設備和方法。

本公開的另一方面將提出一種用於在無線通信系統中基於傳感器信息以預設周期估計位置的設備和方法。

本公開的另一方面將提出一種用於在無線通信系統中估計位置從而提高位置估計的準確度的設備和方法。

本公開的另一方面將提出一種用於在無線通信系統中估計位置從而降低複雜度的設備和方法。

本公開的另一方面將提出一種用於在無線通信系統中估計位置從而增強可靠性的設備和方法。

本公開的另一方面將提出一種用於在無線通信系統中估計位置從而減少估計位置所需時間的設備和方法。

在本公開的一方面，提供一種用於估計通信裝置的位置的方法。所述方法包括：檢測當通信裝置正從第一位置向第二位置移動時取得的移動單位的數量，其中，每個移動單位基於預設周期；至少基於檢測到的移動單位的數量和預設位置內插方案來檢測通信裝置的位置。

在本公開的另一方面，提供一種用於檢測通信裝置的位置的方法。所述方法包括：檢測與周圍樣本相比具有峰值概率值的多個樣本；基於所述多個樣本中的每個樣本的可靠性來檢測位置。

在本公開的另一方面，提供一種伺服器。所述伺服器包括處理器，其中，所述處理器執行如下操作：檢測當通信裝置正從第一位置向第二位置移動時取得的移動單位的數量的操作，其中，每個移動單位基於預設周期；以及至少基於檢測到的移動單位的數量和預設位置內插方案來檢測通信裝置的位置的操作。

在本公開的另一方面，提供一種通信裝置。所述通信裝置包括處理器，其中，所述處理器執行如下操作：檢測與周圍樣本相比具有峰值概率的多個樣本的操作，以及基於所述多個樣本中的每個樣本的可靠性來檢測通信裝置的位置的操作。

在本公開的另一方面，提供一種移動終端。所述移動終端包括至少一個非暫時性計算機可讀存儲器；以及至少一個處理器，其中，當執行所述至少一個非暫時性計算機可讀存儲器中所存儲的指令時，所述至少一個處理器執行一方法，其中，所述方法包括：檢測移動終端的第一位置；檢測當移動終端從第一位置向第二位置移動時取得的移動單位的數量；至少基於檢測到的移動單位的數量和內插方法來檢測在第一位置和第二位置之間的移動終端的位置。

附圖說明

通過下面結合附圖進行的描述，本公開的特定實施例的上述和其它方面、特徵和優點將變得清楚，其中，在附圖中：

圖1是示出根據本公開的實施例的用於使用加速度傳感器基於線性內插來估計移動終端的位置的訓練階段的示例的平面圖；

圖2是示出根據本公開的實施例的用於使用加速度傳感器和角速度傳感器基於線性內插來估計移動終端的位置的訓練階段的示例的平面圖；

圖3示出用於室內位置估計的參數方法如何導致錯誤的示例；

圖4示出在圖3中的室內環境下針對移動終端的估計出的位置的概率分布；

圖5是根據本公開的實施例的用於在存在多個峰值樣本值的環境下提高位置估計的準確度的處理的示例的流程圖；

圖6是根據本公開的實施例的用於在存在多個峰值樣本值的環境下提高位置估計的準確度的處理的另一示例的流程圖；

圖7示出根據本公開的各種實施例的無線通信系統中的通信裝置的內部結構的示例；

圖8示出根據本公開的各種實施例的移動終端的內部結構的示例；

圖9示出根據本公開的各種實施例的無線通信系統中的伺服器的內部結構的示例。

具體實施方式

參照附圖提供下面的描述，以幫助全面理解本公開的各種實施例；然而，本公開本身僅由權利要求及其等同物所限定。因此，下面的描述包括各種特定細節以幫助理解，但是這些特定細節將被認為僅僅是非限制性的示例。本領域普通技術人員將認識到，在不脫離本公開的範圍和精神的情況下，可對在此描述的各種實施例進行各種改變和修改。為了清楚和簡明，可在此省略對公知功能、組件和設備的描述。

在下面的描述和權利要求中使用的術語和詞語不必須限於術語和詞語的詞典含義。在此使用的術語和詞語僅是用於說明目的，而不是為了限制由權利要求及其等同物所限定的本公開的目的。

應當理解，除非上下文清晰地另有指示，否則單數形式包括複數形式。因此，例如，對「組件表面」的引用包括對一個或更多個這樣的表面的引用。

儘管序數(諸如「第一」和「第二」等)可以用於描述各種組件，但是這些組件在此不被這樣的術語的使用所限制。術語僅用於將一個元件與另一個元件區分開。例如，在不脫離本公開的教導的情況下，第一組件可以被稱為第二組件，並且類似地，第二組件也可以被稱為第一組件。在此使用的術語「和/或」包括所列項中一個或更多個所列項的任何和所有組合。

當在本說明書中使用時，術語「包括」和「具有」表示存在所列特徵、數字、步驟、操作、組件、元件或這些項的任何組合，並且不排除附加一個或更多個其它特徵、數字、步驟、操作、組件、元件或這些項的組合。

只要在上下文中未對在此使用的術語(包括技術術語和科學術語)清楚地進行不同的定義/使用，所述術語具有與本領域普通技術人員通常理解的術語相同的含義。

根據本公開的各種實施例，電子裝置可包括通信功能。例如，電子裝置可以是移動終端、智慧型電話、平板個人計算機(PC)、行動電話、視頻電話、電子書閱讀器、臺式PC、膝上型PC、上網本PC、個人數字助理(PDA)、可攜式多媒體播放器(PMP)、MP3播放器、移動醫療裝置、相機、可穿戴裝置(例如，頭戴式裝置(HMD)、電子服裝、電子背帶、電子項鍊、電子配件、電子紋身或智能手錶)等。

根據本公開的各種實施例，電子裝置可以是具有通信功能的智能家用電器。智能家用電器可以是例如電視、數字視頻盤(DVD)播放器、音響、冰箱、空調、真空吸塵器、烤箱、微波爐、洗衣機、烘乾機、空氣淨化器、機頂盒、電視盒(例如，三星HomeSyncTM、蘋果TVTM、谷歌TVTM)、遊戲控制臺、電子詞典、電子鑰匙、攝像機、電子相框等。

根據本公開的各種實施例，電子裝置可以是醫療裝置(例如，磁共振血管造影(MRA)裝置、磁共振成像(MRI)裝置、計算機斷層掃描(CT)裝置、成像裝置或超聲波裝置)、導航裝置、全球定位系統(GPS)接收器、事件數據記錄器(EDR)、飛行數據記錄器(FDR)、汽車信息娛樂裝置、航海電子裝置(例如，航海導航裝置、陀螺儀或羅盤)、航空電子裝置、安全裝置、工業或消費機器人等。

根據本公開的各種實施例，電子裝置可以是包括通信功能的家具、建築/結構的一部分、電子圖板、電子籤名接收裝置、投影機、各種測量裝置(例如，水、電、煤氣或電磁波測量裝置)等。

根據本公開的各種實施例，電子裝置可以是上述裝置的任何組合。另外，本領域普通技術人員清楚的是，根據本公開的各種實施例的電子裝置不限於上述裝置。

本公開的實施例包括用於在室內環境下估計位置的設備、系統和方法，包括用於提高由無線通信系統中的移動終端在室內環境下進行的位置估計的準確度的設備和方法。在一方面，通過基於可靠性測驗來選擇移動終端的多個候選位置，提高了移估計動終端位置的準確度。在另一方面，通過限制距移動終端的先前位置的可移動距離，提高了估計移動終端位置的準確度。在本公開的一些實施例中，提供了用於在無線通信系統中基於傳感器信息來估計位置的設備和方法。

按照根據本公開的各種實施例的設備、系統和方法的各個方面，可提高在室內環境下的位置估計的準確度，可降低在室內環境下的位置估計的複雜度，可增強在室內環境下的位置估計的可靠性，並且可減少在室內環境下估計無線通信系統的移動終端位置所需的時間。

根據本公開的各種實施例，方法、設備和系統可應用於各種通信系統(諸如但不限於，長期演進(LTE)移動通信系統、先進的長期演進(LTE-A)移動通信系統、輔助授權接入(LAA)-LTE移動通信系統、高速下行鏈路分組接入(HSDPA)移動通信系統、高速上行鏈路分組接入(HSUPA)移動通信系統、在第三代合作夥伴計劃2(3GPP2)下提出的高速率分組數據(HRPD)移動通信系統，在3GPP2下提出的寬帶碼分多址(WCDMA)移動通信系統、在3GPP2下提出的碼分多址(CDMA)移動通信系統、電氣電子工程師協會(IEEE)802.16m通信系統、IEEE 802.16e通信系統、演進的分組系統(EPS)以及移動網際網路協議(移動IP)系統等)。

根據本公開的實施例的針對無線通信裝置的室內位置估計方案包括訓練階段和室內位置估計階段，其中，室內位置估計階段包括粗略階段和細化階段。

訓練階段在特定時間(例如，無線保真(Wi-Fi)掃描時間)估計移動終端的位置。另外，在訓練階段，在提供了基於位置服務(LBS)的區域中所包括的點中的每個點中，在資料庫中存儲從與所述點中的每個點的相鄰的接入點(AP)接收到的接收信號強度指示(RSSI)或往返時間(RTT)的平均估計值。在此，可通過對基於網絡或基於預設規則提供了LBS的區域進行劃分來產生所述點。可以以各種形式以及上述形式來產生所述點，並且將在此省略詳細描述。AP也可被認為是發送在室內位置估計方案中使用的參考信號的參考信號發送設備，並且參考信號可以是各種信號中的一個信號。

室內位置估計階段的粗略階段(在存在多個候選位置的情況下)通過基於可靠性測驗選擇針對移動終端的多個候選位置中的一個候選位置來提高估計移動終端位置的準確度。細化階段通過基於傳感器信息限制距移動終端的先前位置的可移動距離來提高位置估計準確度。

下面描述根據本公開的實施例的用於降低訓練階段的複雜度的方案。

在本公開的本實施例中，RSSI在訓練階段期間被存儲在資料庫中。然而，可存儲各種可選和/或附加接收信號強度參數(諸如，接收信號碼功率(RSCP)、參考信號接收功率(RSRP)、參考信號接收質量(RSRQ)、載波幹擾噪聲比(CINR)、信噪比(SNR)、塊錯誤率(BLER)等)。為了描述方便，在本公開的本實施例中，僅將RSSI存儲在資料庫中。

在訓練階段，針對伺服器需要提供LBS的區域等，可以通過無線紅外測量產生並在伺服器中存儲資料庫。通常，無線紅外測量意指在每個點或位置處從多個接入點(AP)對數據(諸如，接收信號強度(RSS)或往返時間(RTT))的採集。

在非參數系統，資料庫通常包括在每個點處對接收信號的測量值。在參數系統中，資料庫包括與指定無線系統的信號傳播模型的每個AP的一個或更多個特徵相關的參數。

例如，在基於路徑損耗模型的位置估計系統中，伺服器的資料庫可包括每個AP的位置和各種參數(諸如例如，來自於下面的等式(1)的α和β)。路徑損耗模型依賴於接收信號功率根據傳輸距離而減小的特徵，並且可被表示為等式(1)：

在等式(1)中，PR是接收信號的RSSI，d是移動終端和AP之間的距離，X表示平均功率為0的高斯噪聲，P0是當移動終端和AP之間的距離是d0時的接收信號的RSSI。

僅在移動終端和AP之間的距離被保持在閾值距離(例如，米)內的情況下可提供高準確度的LBS。

在訓練階段發生的大多數處理需要被移動終端的用戶直接執行。如果為了提供LBS而需要由用戶穿行的區域過大，則可能消耗大量時間和大量人力。當在公共室內場所(例如，百貨公司、商店、醫院等)中提供LBS時，如果有可能，則應當減少在訓練階段消耗的時間和人力。

近來，高端移動終端(諸如，智慧型電話)包括各種傳感器(包括慣性傳感器(諸如例如，加速度傳感器、角速度傳感器、磁場傳感器等))。

根據本公開的實施例，慣性傳感器用於降低訓練階段的複雜度。

在本實施例中，移動終端在WLAN的每個掃描時間內測量從每個AP接收到的信號的RSSI，還在移動終端在兩點(開始點和結束點)之間的路徑上移動的同時使用移動終端中所包括的加速度傳感器測量在每個掃描周期期間移動終端的移動單位的數量。移動單位可以是用戶以預設周期穿行的平均距離，類似於表示移動終端的用戶的步幅或步伐。移動終端基於內插來獲取在各個掃描周期之間的位置。

在可使用加速度傳感器來獲得移動終端位置的情況下，可以減少操作者在提供了LBS的區域中所包括的所有關注點處直接採集數據的努力。

在每個掃描時間內移動終端的位置可被表示為等式(2)：

其中，x(n)是移動終端的位置，其中，所述位置是移動用戶在第n個掃描時間記錄的，nstart≤n≤nend並且是Wi-Fi掃描時間索引，Step(n)是從第0個掃描時間到第n個掃描時間取得的移動單位的數量，是在第n個掃描時間的移動終端的估計位置。

在等式(2)中，基於線性內插計算出移動終端的位置；然而，根據本公開可使用其它內插方法。

圖1是示出根據本公開的實施例的用於使用加速度傳感器基於線性內插來估計移動終端的位置的訓練階段的示例的平面圖。

在圖1中，圓圈是移動終端的用戶在地圖上直接檢查當前位置的地點。圓圈之間的菱形點是移動終端在每個掃描周期基於線性內插來估計當前位置的地點。在此，所述圓圈中的每個圓圈意指在訓練階段期間由移動終端的用戶針對給定掃描周期記錄的位置。下面將描述訓練階段。

首先，在訓練階段期間，採集每個(網格)點處的所有AP的RSS，由此構建用於定位的具有下面的形式的無線電映射(radio map)(或資料庫)：

位置1：RSS_1,1對應AP1RSS_1,2對應AP2…RSS_1,K對應AP K

.

.

.

位置N：RSS_N,1對應AP1RSS_N,2對應AP2…RSS_N,K對應AP K

通常，需要針對可行走區域中的所有點(例如，N個點)記錄AP的RSS。在此，在每個Wi-Fi掃描周期自動記錄RSS。在此過程中，移動用戶需要記錄所述N個點中的所有點的地理位置。此過程被稱為現場勘測，並且通常由訓練有素的工程師執行。然而，現場勘測是非常耗時的勞動密集型的工作，因此需要簡化此過程。

因此，取代記錄每個點的位置，本公開的實施例從等式(1)估計用戶的位置並且構建無線電映射。

當移動終端在針對WLAN信號的每個掃描周期基於線性內插估計移動終端的位置時，可相對準確地估計出多個點的位置。

如果移動終端包括角速度傳感器以及加速度傳感器，則移動終端還可感測移動方向的改變(例如，轉變)。

圖2是示出根據本公開的實施例的使用加速度傳感器和角速度傳感器基於線性內插來估計移動終端的位置的訓練階段的示例的平面圖。

在圖2中，圓圈是移動終端的用戶在地圖上直接檢查當前位置的地點。菱形點是移動終端在每個掃描時間基於線性內插來估計移動終端的位置的地點。

如圖2中所示，當移動終端在針對WLAN信號的每個掃描時間基於線性內插估計移動終端的位置時，可相對準確地估計出多個點的位置。具體地，角速度傳感器以及加速度傳感器被使用，移動終端可在移動的同時檢測移動方向。

上面已經描述了用於在無線通信系統中降低室內位置估計方案的訓練階段的複雜度的本公開實施例，並且下面將描述用於在室內位置估計階段的細化階段使用慣性傳感器來增強準確度的本公開的實施例。

在訓練階段之後，伺服器使用由移動終端採集的測量值來產生資料庫。在路徑損耗模型系統中，基於在訓練階段採集到的針對每個AP的信息，資料庫包括針對每個AP的標識(ID)和位置以及各種參數(諸如例如，上面的等式(1)中的α和β)。當從移動終端接收到請求時，伺服器發送相關信息。

移動終端基於從伺服器接收到的相關信息和由移動終端測量出的信號來估計移動終端的當前位置。

本公開的一個實施例僅使用從AP接收到的測量值。如上所述，參照用於降低訓練階段的複雜度的實施例，移動終端使用慣性傳感器來檢測一個位置估計時間和下一個位置估計時間之間的移動終端的移動單位(例如，步幅或步伐)的數量，並且通過將檢測到的移動單位的數量應用到狀態轉移模型來提高位置估計準確度。

假設移動終端知道每個掃描周期的移動單位的數量，則狀態轉移模型可以被表示為等式(3)：

S(n)＝x(n)，

其中，x(n)＝x(n-1)+(s(n)+κ)v(n) (3)

在等式(3)中，n是Wi-Fi掃描時間索引，S(n)是指示第n個掃描時間內的狀態的參數，x(n)是指示移動終端的位置的參數，s(n)表示在從先前掃描時間起的當前掃描時間期間移動單位的數量，κ是用於向x(n)給予更多隨機性的調整常數，v(n)表示測量中的噪聲/誤差。

如果已知移動終端的用戶的移動單位信息(例如，步幅信息)，則等式(3)的狀態轉移模型可以被表示為等式(4)：

S(n)＝[x(n) γ(n)]T，

其中，γ(n)＝γ(n-1)+v′(n)，

以及x(n)＝x(n-1)+s(n)γ(n) (4)

其中，γ(n)表示第n個掃描周期內的步幅長度，v′(n)表示步幅長度的誤差/噪聲。

在基於路徑損耗模型的室內位置估計系統中，粒子濾波器算法可被應用到上述狀態轉移模型(例如，等式(3)或等式(4))，以估計當前用戶位置，如下面一系列操作[1]-[5]所述。

[1]移動終端在室內地圖上產生遵循給定概率分布的M個樣本。針對每個樣本i的狀態變量(當不知道移動單位信息時)可由等式(5)來表示和/或(當知道移動單位信息時)可由等式(6)來表示：

Si(n)＝xi(n)，

其中，xi(n)＝xi(n-1)+(s(n)+κ)vi(n) (5)

Si(n)＝[xi(n) γi(n)]T，

其中，γi(n)＝γi(n-1)+v′i(n)

以及xi(n)＝xi(n-1)+s(n)γi(n) (6)

因此，等式(5)和等式(6)中的每個等式表示針對第i個樣本的狀態等式，其中，i＝0,…,M。

[2]移動終端更新概率，或者在這種情況下，使用等式(7)來更新針對每個樣本i的加權wi(n)：

<![CDATA[ w i ( n ) = w ^ i ( n - 1 ) exp - Σ | P R , A P k - ( α ^ k - 10 β ^ k log 10 | x i ( n ) - x ^ A P , k | ) | 2 2 σ 2 - - - ( 7 ) ]]>

其中，PR,APk是從第k個AP接收到的信號的RSSI，是針對第k個AP的對從伺服器接收到α的估計，是針對第k個AP的對從伺服器接收到的β的估計，是第k個AP的估計位置，n是Wi-Fi掃描時間索引。

[3]移動終端將針對第i個樣本的概率或加權標準化，如等式(8)中所示。

在等式(8)中，wi(n)表示針對第i個樣本的概率或加權。

[4]移動終端使用等式(9)來計算來移動終端的估計位置

[5]移動終端使用等式(10)來計算樣本的有效數量

如果有效數量小於預設閾值計數Nthr，則移動終端執行下面的重新採樣處理，這是因為等式(9)的結果不具有要求的準確度。

移動終端與當前產生的樣本的概率或加權成比例地重新產生當前產生的樣本。移動終端將重新產生的樣本的權重改變為

如上所述，在本公開的實施例中，移動終端計算移動終端可在每個掃描時間移動的距離，並且將計算出的距離應用到室內位置估計方案以估計移動終端的位置。

因此，與僅使用WLAN信號來估計移動終端的位置的一般室內位置估計方案的性能相比，根據本公開的實施例的用於估計移動終端位置的方案的性能可被提高。

上面已經描述了在細化估計階段使用慣性傳感器來增強準確度，在下面將描述用於在粗略估計階段基於對樣本的可靠性測驗來增強準確度的方案。

當使用參數方法方案並且與移動終端相鄰的AP相對均勻地位於移動終端周圍時，估計位置值具有高準確度。然而，如果與移動終端相鄰的AP相對於移動終端位於特定區域或特定方向，則針對移動終端的估計位置值的準確度降低。這種估計位置的準確度降低的情形頻繁發生在一列AP和/或一批AP的邊緣區域。

圖3示出使用參數方法如何不準確地估計出移動終端的位置的示例。

在圖3中，在室內環境下存在5個AP，例如，AP#1、AP#2、AP#3、AP#4和AP#5。假設移動終端位於點A處，移動終端可僅使用從AP#1、AP#2和AP#3接收到的信號，這是因為移動終端由於障礙物的原因而不能從AP#4接收信號，並且由於AP#5距移動終端相對地遠因此來自於AP#5的信號相對地弱。

然而，如圖3中所示，移動終端實際所在的點A與位於點A的相對側的點B，距AP#1、AP#2和AP#3中每個AP的距離相同。因此，移動終端將移動終端的位置估計為點A的概率與移動終端將移動終端的位置估計為點B的概率相等。

圖4使用等值線示出圖3的室內環境下針對移動終端的估計位置的概率分布。

在圖4中，針對移動終端在室內地圖上的估計位置，點A和點B兩者都具有最大值0.1。在這種情況下，移動終端使用等式(9)來獲得樣本的平均值，因此移動終端將移動終端的位置估計為點C或與點C相鄰的點。根據情形，點C或與點C相鄰的點和移動終端實際所在的點A之間的距離可能非常大。

下面參照圖5和圖6描述根據本公開的實施例的用於在存在峰值樣本值時提高位置估計的準確度的處理的示例，其中，在粗略估計階段期間使用該處理。

圖5是根據本公開的實施例的用於在存在多個峰值樣本值的環境下提高位置估計的準確度的處理的示例的流程圖。上述圖4提供了存在多個峰值樣本值的示例。

在步驟511，移動終端產生與周圍點相比具有峰值的樣本的集合Ω。在步驟513，移動終端確定集合Ω中的元素/樣本的數量P是否大於1。如果元素的數量P大於1，則在步驟515，移動終端計算集合Ω中所包括的元素/樣本中的每個元素/樣本的可靠性。

如本領域普通技術人員應理解的那樣，在基於路徑損耗模型的室內位置估計方案中，可使用各種可靠性方案來計算集合Ω中所包括的樣本的可靠性。下面描述兩種可靠性計算方案。

可靠性計算方案#1

對於集合Ω中的每個樣本i(i∈Ω)，移動終端搜索滿足等式(11)中表示的標準的所有AP：

<![CDATA[ | x i ( n ) - x ^ A P , k |

其中，Rth是預設常數。

針對集合Ω中的每個樣本i(i∈Ω)，移動終端搜索滿足等式(12)中表示的標準的所有AP：

<![CDATA[ | α ^ k - 10 β ^ k log 10 | x i ( n ) - x ^ A P , k | - P R , A P k |

其中，σth是預設常數。

移動終端通過使用等式(13)來計算集合Ω中所包括的樣本的可靠性：

其中，是滿足等式(12)的AP的數量，是滿足等式(11)的AP的數量。

可靠性計算方案#2

針對集合Ω中的每個樣本i(i∈Ω)，移動終端使用等式(14)來計算

使用移動終端使用等式(15)計算集合Ω中所包括的每個樣本的可靠性：

其中，λi(n)是樣本i的可靠性。

在可靠性計算方案#1和可靠性計算方案#2中，n是Wi-Fi掃描時間索引。

一旦在步驟515執行了可靠性測驗，移動終端可在集合Ω的樣本之中選擇具有最大可靠性的樣本，並且在步驟517將該樣本設置/確定為移動終端的最終位置值。

圖5僅示出根據本公開的實施例的用於在存在多個峰值樣本值的室內環境下在位置估計的粗略估計階段提高準確度的處理的示例。例如，儘管示出一系列步驟，但是圖5中的各個步驟可以重合，並行發生，以不同順序發生，或者多次發生。此外，如本領域普通技術人員將理解的那樣，步驟可被組合在一起或者被進一步劃分成子步驟。

由於移動終端在每個掃描時間確定是否存在多個峰值是低效的，因此在本公開的其它實施例中，移動終端可僅在每N個掃描時間(而非每個掃描周期)執行圖5中的處理。在此，N可以是預設值或適應值。

圖6是根據本公開的實施例的用於在存在多個峰值樣本值時在粗略估計階段期間提高位置估計準確度的處理的另一示例的流程圖。與圖5中的處理相比，圖6中用於提高位置估計準確度的處理減少了計算量。

在步驟611，移動終端確定是否小於ρth(即，其中，是使用最小均方誤差(MMSE)方案估計出的移動終端的位置，是使用最大似然(ML)方案估計出的移動終端的位置，ρth是預定的常數值。

可使用等式(16)來計算基於MMSE的移動終端的估計位置

可使用等式(17)來計算基於ML的移動終端的估計位置

其中，

如果在步驟611，不小於ρth，也就是說，如果大於或等於ρth，則在步驟613，移動終端計算集合Ω中所包括的元素(即，樣本)中的每個元素的可靠性。上面參照圖5描述了用於計算集合Ω的樣本中的每個樣本的可靠性的兩個示例，因此在此將省略詳細描述。

在步驟615，移動終端從集合Ω中所包括的元素/樣本之中選擇具有最大可靠性的樣本作為移動終端的最終位置值。

圖6示出根據本公開的實施例的用於在存在多個峰值樣本值的情況下在位置估計的粗略估計階段提高準確度的處理的另一示例。如本領域普通技術人員將理解的那樣，可對圖6做出各種改變。例如，儘管示出一系列步驟，但是圖6中的各個步驟可以重合，並行發生，以不同順序發生，或者多次發生。此外，步驟可被組合在一起或者被進一步劃分成子步驟。

根據本公開的各種實施例，用於計算每個樣本的可靠性並提高位置估計準確度的處理可被應用到使用移動終端和AP之間的往返時間(RTT)的基於路徑損耗模型的位置估計系統。

在使用RTT的基於路徑損耗模型的位置估計系統中，等式(7)可被改變為等式(18)：

<![CDATA[ w i ( n ) = w i ( n - 1 ) exp - Σ | T R , A P k - T ^ R , A P k i | 2 2 σ 2 - - - ( 18 ) ]]>

其中，TR,APk是AP#k和移動終端之間的RTT值或距離，是從信號模型計算出的樣本i和AP#k之間的RTT值或距離。

圖7示出根據本公開的各種實施例的無線通信系統中的通信裝置的內部結構的示例。

在圖7中，根據本公開的各種實施例的通信裝置700包括收發器711、處理器713、存儲器715和傳感器單元717。

收發器711執行通信裝置700與外部裝置(諸如，另一移動終端、AP等)之間的通信操作。諸如「收發器」、「通信模塊」和「通信接口」的術語可交換使用。收發器711可基於各種長距離、短距離、有線和/或無線通信方案來執行通信操作。

例如，收發器711可以使用蜂窩通信方案(諸如例如，LTE方案、LTE-A方案、CDMA方案、WCDMA方案、通用移動電信系統(UMTS)方案、無線寬帶(WiBro)方案、全球移動通信系統(GSM)方案等)來執行無線通信。收發器711可使用諸如例如無線保真(Wi-Fi)方案、方案和/或近場通信(NFC)方案的方案來執行短距離通信。收發器711可使用諸如例如全球導航衛星系統(GNSS)等方案來執行導航通信操作。在此，GNSS方案根據使用區域、帶寬等可包括GPS、俄羅斯全球導航衛星系統(GLONASS)、中國導航衛星系統(北鬥)和歐洲全球衛星導航系統(伽利略)中的至少一個系統。為了方便，諸如「GPS」和「GNSS」的術語可互換使用。

收發器711可使用方案來執行有線通信，其中，所述方案可包括通用串行總線(USB)方案、高清晰度多媒體接口(HDMI)方案、推薦標準232(RS-232)方案、普通老式電話服務(POTS)方案等中的至少一個方案。

收發器711發送並接收與根據本公開的各種實施例的內部/室內位置估計方案相關的各種信號和各種消息(即，參照圖1至圖6描述的各種信號和各種消息)，在此省略其進一步的描述。

處理器713可包括通信處理器(CP)。根據本公開的各種實施例，處理器713可包括中央處理器(CPU)和應用處理器(AP)中的至少一個處理器。處理器713可執行與計算相關的操作或者與通信裝置700中所包括的至少一個其它單元的控制和/或通信相關的數據處理。根據本公開的實施例，諸如「處理器」、「控制模塊」、「控制單元」和「控制器」的術語可根據上下文和實施方式而互換使用。

處理器713控制與根據本公開的各種實施例的內部/室內位置估計方案相關的操作，如參照圖1至圖6描述的內容，並且在此省略其進一步的描述。

存儲器715可包括易失性存儲器和/或非易失性存儲器。例如，存儲器715可存儲與通信裝置700中所包括的至少一個其它單元相關的指令或數據。根據本公開的各種實施例，存儲器715可存儲軟體和/或一個或更多個程序。在一些實施例中，程序可包括內核、中間件、應用程式編程接口(API)和/或應用程式(或應用)等。在圖7中，存儲器715包括在通信裝置700中；然而，通信裝置700並非必須包括存儲器715，並且按照根據本公開的功能，存儲器715可在外部裝置700的外部。

存儲器715存儲與根據本公開的各種實施例的內部/室內位置估計方案相關的各種程序、數據、資料庫等，如參照圖1至圖6所描述的內容，並且在此省略其進一步的描述。

傳感器單元717可以包括慣性傳感器，其中，慣性傳感器可以是加速度傳感器、角速度傳感器、磁場傳感器等。傳感器單元717感測到的傳感器信息被傳送到處理器713，並且處理器713基於從傳感器單元717傳送的傳感器信息來執行操作，其中，所述操作包括與根據本公開的各種實施例的內部/室內位置估計方案相關的操作。

儘管在通信裝置700中的收發器711、處理器713、存儲器715和傳感器單元717作為單獨的單元被描述，但是應當理解，這僅僅是為了描述的方便。換言之，收發器711、處理器713、存儲器715和傳感器單元717中的兩項或更多項可被併入單個單元。通信裝置700可由一個處理器來實現。

圖8示出根據本公開的各種實施例的移動終端的內部結構的示例。在圖8中，根據本公開的各種實施例的移動終端800包括通信裝置815、顯示器811和輸入/輸出接口813。

通信裝置815可與外部電子設備(例如，電子設備830、電子設備840以及AP 810)進行通信。通信裝置815類似於圖7中描述的通信裝置700，在此省略進一步的描述。

顯示器811可以以各種形式(例如，液晶顯示器(LCD)、發光二極體(LED)顯示器、有機發光二極體(OLED)顯示器、微機電系統(MEMS)顯示器、電子紙顯示器等)來實現。顯示器811可顯示各種內容(例如，文本、圖像、視頻、圖標、符號等)。顯示器811可包括觸控螢幕，並接收觸摸、手勢、接近或懸停輸入。

輸入/輸出接口813可執行向移動終端800中所包括的其它單元傳送輸入命令或數據的接口的功能。輸入/輸出接口813可輸出從移動終端800中所包括的其它單元接收到的用戶命令或數據。

根據本公開的各種實施例，移動終端800還可包括存儲模塊(例如，存儲器等)或者處理器(例如，AP等)。儘管在移動終端800中的通信裝置815、顯示器811和輸入/輸出接口813作為單獨的單元被描述，但是應當理解，這僅僅是為了描述的方便。換言之，通信裝置700、顯示器811和輸入/輸出接口813中的兩項或更多項可被併入單個單元。移動終端800可由一個處理器來實現。

圖9示出根據本公開的各種實施例的無線通信系統中的伺服器的內部結構的示例。在圖9中，伺服器900包括發送器911、控制器913、接收器915和存儲單元917。

控制器913控制伺服器900的整體操作，包括控制伺服器900執行與根據本公開的各種實施例的室內位置估計方案相關的操作，諸如參照圖1至圖6描述的內容，並且在此省略其進一步的描述。

發送器911在控制器913的控制下向其它實體(例如，通信裝置等)發送各種信號和各種消息等。可在發送器911發送的與根據本公開的各種實施例的室內位置估計的各種實施例相關的各種信號、各種消息等已經參照圖1至圖6進行了描述，在此省略其進一步的描述。

接收器915可在控制器913的控制下或不在控制器913的控制下從其它實體接收各種信號、各種消息等。可在接收器915接收的與根據本公開的各種實施例的室內位置估計的各種實施例相關的各種信號、各種消息等已經參照圖1至圖6進行了描述，在此省略其進一步的描述。

存儲單元917存儲程序、數據等，其中，所述程序、數據等可包括與伺服器900在控制器913的控制下執行的根據本公開的各種實施例的內部/室內位置估計方案相關的一個或更多個程序。存儲單元917可存儲接收器915從其它實體接收的各種信號和各種消息等。

儘管在伺服器900中的發送器911、控制器913、接收器915和存儲單元917作為單獨的單元被描述，但是應當理解，這僅僅是為了描述的方便。換言之，發送器911、控制器913、接收器915和存儲單元917中的兩項或更多項可被併入單個單元。伺服器900可由一個處理器來實現。

如通過前面的描述而清楚的是，本公開的實施例使移動終端能夠在無線通信系統中估計位置。本公開的實施例可提高無線通信系統中位置估計的準確度，通過基於無線通信系統中的可靠性測驗來選擇移動終端的多個候選位置來提高估計移動終端的位置的準確度，和/或通過在無線通信系統中限制距移動終端的先前位置的可移動距離來提高估計移動終端的位置的準確度。

本公開的實施例能夠在無線通信系統中以預設周期基於傳感器信息來進行位置估計。

本公開的實施例可提高無線通信系統中位置估計的準確度，降低無線通信系統中的複雜度，增強無線通信系統中的可靠性，和/或減少在無線通信系統中估計位置所需的時間。

本公開的特定方面可被實現為非暫時性計算機可讀記錄介質上存儲的計算機可讀代碼。非暫時性計算機可讀記錄介質是可存儲此後可被計算機系統讀取的數據的任何數據存儲裝置。非暫時性計算機可讀記錄介質的示例包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤、光學數據存儲裝置和載波(諸如，通過網際網路的數據傳輸)。非暫時性計算機可讀記錄介質還可分布於聯網的計算機系統，從而計算機可讀代碼以分布式的方式被存儲和執行。此外，用於實現本公開的功能性程序、代碼和代碼段可被本發明所屬領域的程式設計師容易地理解。

可以理解，根據本公開的實施例的方法和設備可至少部分地通過硬體、軟體和/或硬體、軟體的組合(包括但不限於寬帶數據機晶片)來實現。軟體可存儲於非易失性存儲器(例如，可擦除或可重寫ROM、存儲器(例如，RAM)、存儲器晶片、存儲器裝置或存儲器集成電路(IC)或者光或磁可記錄非暫時性機器可讀(例如，計算機可讀)存儲介質(例如，壓縮盤(CD)、數字視頻盤(DVD)、磁碟、磁帶等))。根據本公開的實施例的方法和設備可由包括控制器和存儲器的計算機或者移動終端來實現，並且存儲器可以是適合於存儲包括用於實現本公開的各種實施例的指令的一個或更多個程序的非暫時性機器可讀(例如，計算機可讀)存儲介質的示例。

本公開可包括程序以及存儲程序的非暫時性機器可讀(例如，計算機可讀)存儲介質，其中，所述程序包括用於實現由權利要求所限定的設備和方法的代碼。可經由任何介質(諸如，通過有線和/或無線連接發送的通信信號)來對程序進行電傳送，並且本公開可以包括其等同物。

根據本公開的實施例的設備可從經由有線或無線連接到設備的程序提供裝置接收程序並存儲程序。程序提供裝置可包括用於存儲指示設備執行任務、功能、方法等的指令的存儲器、用於與圖形處理裝置執行有線或無線通信的通信單元以及用於基於圖形處理裝置的請求向發送/接收裝置發送相關程序或向發送/接收裝置自動發送相關程序的控制器。

儘管已經參照本公開的各種實施例示出並描述了本公開，但是本領域技術人員將理解，在不脫離由權利要求及其等同物所限定的本公開的精神和範圍的情況下，可以在形式和細節上做出各種改變。