位置確定信標信號和控制相關信號的時間復用傳輸的製作方法
2024-01-29 09:48:15
本公開涉及位置確定，即基於無線節點的網絡確定行動裝置的位置的過程。
背景技術：
在諸如室內定位系統之類的位置確定系統中，諸如移動用戶終端之類的無線設備的位置可以關於包括多個無線參考節點的位置網絡被確定，所述無線參考節點在一些情況下還稱為錨節點。這些錨是無線節點，其位置是預先知道的，典型地被記錄在位置資料庫中，所述位置資料庫可以被查詢以查找節點的位置。錨節點因而充當用於位置確定的參考節點。進行在行動裝置與多個錨節點之間傳輸的信號的測量，其例如是相應信號的rssi（接收器信號強度指示符）、toa（飛行時間）和/或aoa（到達角度）。給定來自三個或更多節點的這樣的測量結果，然後可以使用諸如三邊測量、多邊測量或三角測量之類的技術來相對於位置網絡確定移動終端的位置。給定移動終端的相對位置和錨節點的已知位置，這繼而允許絕對化地（例如，相對於地球或地圖或平面布置圖）來確定行動裝置的位置。
另一位置確定技術是基於已知環境的「指紋」確定行動裝置的位置。指紋包括一組數據點，每一個數據點對應於遍及所討論的環境的多個位置中的相應一個。在訓練階段期間通過將無線設備放置在相應位置處、對從相應位置接收或由相應位置處的範圍內的任何參考節點接收的信號進行測量（例如，諸如rssi的信號強度的測量）、並且在位置伺服器中存儲這些測量結果連同相應位置的坐標來生成每一個數據點。數據點連同其它這樣的數據點一起被存儲以便構建如在環境內的各種位置處經歷的信號測量結果的指紋。一旦被部署，存儲在指紋中的信號測量結果然後可以與其位置期望是已知的行動裝置當前經歷的信號測量結果進行比較，以便相對於指紋中的點的對應坐標估計行動裝置的位置。例如，這可以通過做出以下近似來完成：設備位於具有最緊密匹配的信號測量結果的數據點的坐標處，或者通過在具有最緊密地匹配設備當前所經歷的那些的信號測量結果的數據點的子集的坐標之間進行內插來完成。指紋可以在專用訓練階段中在部署指紋之前通過將測試設備有系統地放置在環境中的各種不同位置處被預先訓練。可替換地或附加地，指紋可以通過在正在進行的訓練階段中接收由實際用戶的實際設備經歷的信號測量結果的提交來動態地構建。
行動裝置的位置的確定可以根據「以設備為中心」方案或「以網絡為中心」方案被執行。根據以設備為中心方案，每一個錨或參考節點發射相應信標信號。行動裝置對其從參考節點接收的信標信號進行測量，從位置伺服器獲取那些節點的位置，並且在行動裝置自身處執行計算以確定其自身的位置。另一方面，根據以網絡為中心方案，參考節點用於對從行動裝置接收的信標信號進行測量，並且諸如位置伺服器之類的網絡的元件執行計算以確定行動裝置的位置。混合方案也是可能的，例如其中行動裝置進行原始測量但是將它們轉發到位置伺服器以計算其位置。
存在為何能夠檢測無線設備的位置可能合期望的各種理由，諸如以提供基於位置的服務。例如，定位系統的一個應用是：在發現行動裝置位於與照明或其它公共設施相關聯的特定空間區或地帶中的條件下，為無線行動裝置自動提供對諸如照明系統之類的公共設施的控制的訪問。例如，在設備被發現位於房間內並且請求訪問的條件下，可以向無線用戶設備提供對該房間中的照明的控制的訪問。一旦無線用戶設備已經位於並且被確定處於有效區內，就經由照明控制網絡向該設備提供控制訪問。基於位置的服務或功能性的其它示例包括室內導航、基於位置的廣告、服務警報或其它位置相關信息的提供、用戶追蹤、資產追蹤或道路通行費的支付或其它位置相關的支付。
還已知將錨節點的信標發送（beaconing）功能性合併到另一單元中，所述另一單元設計成向所討論的環境中提供另一公共設施，諸如照明，而不是錨節點為分離的、專用的、獨立的單元。考慮例如具有無線照明控制和基於無線電的室內定位的智能照明系統。在此，定位系統的每一個節點還是用於照射環境的照明器。無線照明控制系統基於傳感器測量結果而適配於佔用和日光改變，其中傳感器和控制相關消息被無線傳輸。
技術實現要素：
然而，在這樣的系統中，用於室內定位的信標傳輸可能導致對控制傳輸的有害幹擾，從而造成較高分組損失。這具有例如通過減緩系統對佔用和/或日光改變的自適應性而使照明系統的光照性能降級的不利後果。在本公開中，提供了一種幹擾感知信標發送解決方案，使得信標傳輸以無線照明控制系統可以與rf定位系統和睦共存的方式調度。
類似的考慮還可以應用在其它類型的位置確定系統中，例如其中將位置信標發送功能性被合併到其它、可替換的或附加的類型的單元而不僅僅是照明器中。例如，無線參考節點可以採取照明器、煙霧警報器、存在傳感器單元、光傳感器單元（例如，環境光傳感器）、安全警報、空氣調節單元、通風單元、加熱單元或這些和/或其它的任何組合的形式；並且將合期望的是位置信標發送信號不幹擾出於控制所討論的公共設施的目的而被無線傳送的控制相關信號。
根據本文所公開的一個方面，提供了一種用於檢測環境內的行動裝置的位置的位置確定系統。位置確定系統包括多個無線參考節點，其中的每一個布置成傳輸將由行動裝置檢測的位置確定信標信號，和/或偵聽來自行動裝置的位置確定信標信號。系統還包括一個或多個器具，其布置成在行動裝置的位置確定之外向環境中提供或有助於提供另一公共設施（例如，相應器具，諸如用於提供光照的燈，其被合併到參考節點的每一個中）。另外，系統包括一個或多個控制器，其布置成控制所述一個或多個器具，並且使用器具中的每一個的無線接口以傳輸和/或偵聽位置確定信標信號之外的與控制所述公共設施的提供有關的控制相關信號。（多個）控制器可以採取節點的每一個中的本地控制器和/或集中式控制器的形式。控制相關信號與位置確定信標信號在相同或重疊的頻帶上傳送（例如，控制相關信號中的一些或全部可以與位置確定信標信號中的一些或全部使用所述一個或多個無線接口中的相同的一個來傳送）。為了適應這一點，無線參考節點配置成在控制相關信號的時隙之間，確保位置確定信標信號的傳輸和/或偵聽被時間復用到與所述控制相關信號的傳輸和/或偵聽不同的時隙中。
因此例如，來自節點的位置信標發送信號的傳輸將不幹擾從其它地方（例如從公共設施的集中式控制器和/或從其它節點）偵聽的控制相關信號。
在實施例中，所述器具中的相應一個與無線參考節點（例如，每一個節點是照明器和錨節點二者）中的一個、一些或全部中的每一個協同定位（例如，合併在相同的單元中）。所述一個或多個控制器還可以包括位於無線參考節點中的每一個處的控制器中的相應一個。在這樣的情況下，器具的無線接口可以是用於信標發送的相同無線接口，或者可以是分離的接口。
在實施例中，位置確定系統可以包括位置伺服器，其配置成使用向位置伺服器報告的所述位置確定信標信號中的至少一些的測量結果來計算行動裝置的位置。可以從多個無線參考節點（以網絡為中心的方案）或從行動裝置（混合方案）向位置確定伺服器報告測量結果。
在實施例中，位置確定系統可以包括應用伺服器，其配置成基於使用位置確定信標信號中的至少一些計算的行動裝置的位置而為行動裝置提供基於位置的服務（例如，如果行動裝置被檢測到存在於房間中的話，行動裝置被允許控制該房間中的照明，或者可以提供有位置相關信息，諸如廣告、本地方向或地圖、關於展覽的信息等）。行動裝置的位置的所述計算可以在位置伺服器處（以網絡為中心的方案或混合方案）或在行動裝置處（以設備為中心的方案）執行，並且可以從那裡向應用完全報告，以便使基於位置的服務基於所述位置被提供。
在實施例中，所述一個或多個控制器可以包括公共設施的集中式控制器，並且所述控制相關信號中的所述一個或多個可以包括從集中式控制器接收的控制命令。
在實施例中，無線參考節點中的一個或多個可以包括相應傳感器（例如，存在傳感器或日光傳感器），並且所述控制相關信號中的至少一些可以包括使用相應傳感器取得並且從所述一個或多個節點中的至少一個傳輸（傳輸到控制單元和/或所述節點中的一個或多個其它節點）的傳感器數據。
在實施例中，所述一個或多個控制器可以包括位於無線參考節點中的每一個處的控制器中的相應一個，並且由節點中的至少一個處的相應控制器偵聽的控制相關信號中的所述一個或多個可以包括從所述節點中的一個或多個其它節點接收的傳感器數據。
在實施例中，無線參考節點中的一個、一些或全部中的每一個配置成：基於使用傳感器感測到的活動而檢測一個或多個感測事件，如果檢測到感測事件中的一個則在所述時隙中的所分配的一個中傳輸傳感器數據，並且如果沒有檢測到感測事件則在所述分配的時隙中傳輸位置確定信標信號中的一個。
根據本文所公開的另一方面，提供了一種電腦程式產品以用於使用在位置確定系統中，所述位置確定系統包括多個無線參考節點（6）以用於檢測環境內的行動裝置的位置，電腦程式產品包括代碼，所述代碼體現在計算機可讀介質上和/或可從其下載並且被配置成當在一個或多個控制器上運行時執行以下操作：控制參考節點中的每一個以傳輸將由行動裝置檢測的位置確定信標信號，和/或偵聽來自行動裝置的位置確定信標信號；控制一個或多個器具以在行動裝置的位置確定之外向環境中提供或有助於提供另一公共設施；以及控制器具中的每一個的無線接口以傳輸和/或偵聽位置確定信標信號之外的與控制所述公共設施的提供有關的控制相關信號，控制相關信號與位置確定信標信號在相同或重疊的頻帶上傳送；其中代碼配置成確保在控制相關信號的時隙之間，位置確定信標信號的傳輸和/或偵聽被時間復用到與所述控制相關信號的傳輸和/或偵聽不同的時隙中。
在實施例中，電腦程式產品還可以配置成執行依照本文所公開的系統特徵中的任何一個的操作。
根據本公開的另一方面，提供了一種操作位置確定系統的方法，所述位置確定系統包括多個無線參考節點（6）以用於檢測環境內的行動裝置的位置，方法包括：控制無線參考節點中的每一個以傳輸將由行動裝置檢測的位置確定信標信號，和/或偵聽來自行動裝置的位置確定信標信號；控制一個或多個器具以在行動裝置的位置確定之外向環境中提供或有助於提供另一公共設施；以及控制器具中的每一個的無線接口以傳輸和/或偵聽位置確定信標信號之外的與控制所述公共設施的提供有關的控制相關信號，控制相關信號與位置確定信標信號在相同或重疊的頻帶上傳送；其中無線接口的控制包括確保在控制相關信號的時隙之間，位置確定信標信號的傳輸和/或偵聽被時間復用到與所述控制相關信號的傳輸和/或偵聽不同的時隙中。
在實施例中，方法還可以包括依照本文所公開的系統特徵中的任何一個的步驟。
附圖說明
為了幫助本公開的理解並且為了示出實施例可以如何付諸實踐，通過示例的方式參照附圖，其中：
圖1是包括室內定位系統的形式的位置確定系統的環境的示意性表示，
圖2是用於提供基於位置的服務的系統的示意性框圖，
圖3是位置確定系統的示意性框圖，
圖4是圖示了用於調度位置確定系統中的消息的方案的示意性時序圖，以及
圖5是另一位置確定系統的示意性框圖。
具體實施方式
圖1圖示了根據本公開的實施例的安裝在環境2中的定位系統（位置確定系統）的示例。環境2可以包括例如家庭、辦公室、工作場所、購物商場、餐廳、酒吧、倉庫、機場、車站等的室內空間，其包括一個或多個房間、走廊或過道；或室外空間，諸如花園、公園、街道或體育場；或被覆蓋空間，諸如露臺、塔或大帳篷；或任何其它類型的封閉、開放或部分封閉的空間，諸如交通工具的內部。作為說明，在圖1的示例中，所討論的環境2包括建築物的內部空間。
定位系統包括位置網絡4，其包括錨節點6的形式的多個參考節點，每一個錨節點6安裝在定位系統操作在其中的環境2內的不同相應固定位置處。為了圖示起見，圖1僅示出給定房間內的錨節點6，但是將領會到，網絡4可以例如遍及建築物或綜合設施延伸得更遠，或者跨多個建築物或綜合設施延伸。在實施例中，定位系統是室內定位系統，其包括安放在室內（在一個或多個建築物內）的至少一些錨節點6，並且在實施例中這可以是純粹室內定位系統，其中錨節點6僅安放在室內。但在其它實施例中，不排除網絡4在室內和/或室外延伸，例如還包括跨諸如園區、街道或廣場之類的覆蓋建築物之間的空間的室外空間安放的錨節點6。以下將依據參考節點6是室內定位系統等的錨節點進行描述，但是將領會到，情況並不一定在所有可能的實施例中都是這樣。
環境2被具有無線設備8的用戶10佔據，無線設備8關於他或她的人被布置（例如被手攜帶或在包或口袋中攜帶）。無線設備8採取移動用戶終端的形式，諸如智慧型電話或其它行動電話、平板或膝上型計算機。在給定時間，行動裝置8具有當前物理位置，其可以使用位置網絡4被確定。在實施例中，可以假定行動裝置8的位置與用戶10的位置基本上相同，並且在確定設備8的位置時，可以事實上感興趣的是用戶10的位置。另一示例將是關於要追蹤的生物或物體布置的移動追蹤設備，其例如附連到該物體或放置在其內。示例將是汽車或其它交通工具，或者包裝箱、盒子或其它容器。以下將依據移動用戶設備進行描述，但是將理解到，這並不一定在所有實施例中是限制性的，並且最一般地，設備8可以是具有被發現在不同的位置或者要確定的尚且未知的位置處的潛能的任何無線設備。另外，行動裝置8的位置可以與相關聯的用戶10、它關於其進行布置的生物或物體的位置可互換地提及。
參照圖1和2，環境2還包括至少一個無線接入點或路由器12，其使得能夠實現與位置伺服器14（包括一個或多個站點處的一個或多個伺服器單元）的通信。所述一個或多個無線接入點12被放置成使得錨節點6中的每一個在至少一個這樣的接入點12的無線通信範圍內。以下將依據一個接入點12進行描述，但是將領會到，在實施例中，相同的功能可以使用遍及環境2分布的無線路由器和/或一個或多個接入點12被實現。無線接入點12耦合到位置伺服器14，無論是經由本地連接，諸如經由本地有線或無線網絡，還是經由廣域網或網際網路，諸如網際網路。無線接入點12配置成根據短程無線電接入技術（諸如wi-fi、zigbee或藍牙）進行操作，錨節點6中的每一個通過使用其而能夠經由接入點12並且因而與位置伺服器14無線通信。可替換地，不排除取代於使用無線接入點12，錨節點6中的每一個可以被提供有到位置伺服器14的有線連接，或者錨節點6中的一個或多個可以布置成充當用於其它的接入點。以下可以在經由接入點12等的無線連接方面進行描述，但是將領會到，這對所有可能的實施例不是限制性的。
行動裝置8還能夠使用相關無線電接入技術（例如wi-fi、zigbee或藍牙）經由無線接入點12進行通信，並且從而與位置伺服器14通信。可替換地或附加地，行動裝置8可以配置成經由其它手段（諸如無線蜂窩網絡，諸如依照一個或多個3gpp標準操作的網絡）與位置伺服器14通信。另外，行動裝置8能夠從碰巧在範圍中的錨節點6中的任何一個無線接收信標信號，或者向其傳輸信標信號。在實施例中，該通信可以經由與用於與接入點12通信的相同的無線電接入技術被實現，所述技術例如是wi-fi、zigbee或藍牙，儘管情況並不一定在所有可能的實施例中都是這樣。
一般地，下文中描述的任何通信都可以使用以上選項或用於在相應實體6、8、12、14之間進行通信的其它選項中的任何一個被實現，並且為了簡潔，將不一定每次都重複各種可能性。
錨節點6與行動裝置8之間的信標信號是其測量結果用於確定行動裝置8的位置的信號。在以設備為中心的方案中，錨節點6每一個廣播信號並且行動裝置8偵聽，從而檢測當前在範圍中被發現的那些中的一個或多個並且對每一個進行相應的信號測量。每一個錨節點6可以配置成重複地廣播其信標信號。對來自每一個所檢測的錨節點6的相應信標信號所進行的相應測量可以例如包括信號強度（例如rssi）、飛行時間（tof）、到達角度（aoa）和/或隨距離或位置變化的任何其它性質的測量。
另一方面，在以網絡為中心的方案中，行動裝置8廣播信標信號並且錨節點6偵聽，從而檢測當前在範圍中的那些節點6中的一個或多個處的信號實例。在該情況下，行動裝置8可以重複地廣播其信標信號。對來自行動裝置8的每一個信標信號實例進行的相應測量可以包括信號強度（例如rssi）或飛行時間（tof）、到達角度（aoa）和/或隨距離或位置變化的任何其它性質的測量。在混合方案的示例中，節點6可以進行測量，但是然後將它們發送至行動裝置8，或者行動裝置8可以進行測量，但是將它們發送至位置伺服器14。
存在用於可以以其啟動和引導這樣的測量的方式的各種選項。例如，行動裝置8可以發起測量所基於的傳輸，或者網絡可以發起傳輸。二者是可能的，但是其可能具有對如何實現過程的其餘部分的某種影響，特別是對於飛行時間測量而言。飛行時間測量可以通過建立單向傳輸延遲或雙向傳輸延遲（往返時間，rtt）被獲取。如果網絡中的所有相關元件具有經同步的時鐘或者可以參考公共時鐘，單向延遲的測量可能足夠。在該情況下，行動裝置8可以以單個消息傳輸發起測量，從而向消息添加傳輸的時間戳（例如，時間或時間+日期）。另一方面，如果測量不是基於經同步的或公共的時鐘，錨或參考節點6仍舊可以通過從行動裝置8回彈單獨的消息並且確定往返飛行時間來執行測量。後者可以牽涉來自嘗試測量的節點的協調。
在信號強度測量的情況下，同樣存在用於實現這些的不同選項。從信號強度確定距離是基於信號強度在源與目的地之間的（在該情況下是在行動裝置8與錨或參考節點6之間的）空間之上的縮減的。這可以例如基於所接收的信號強度與所傳輸的信號強度的在先知識（即如果節點6或行動裝置8被已知或者假定總是以給定強度傳輸）、或者與嵌入在信號自身中的所傳輸的信號強度的指示、或者與經由另一信道（例如經由位置伺服器14）傳送至進行測量的節點6或設備8的所傳輸的信號強度的比較。
這些方案或其它方案中的任何一個或組合可以結合本文所公開的系統被應用。無論選擇什麼方案，一旦信標信號測量結果從多個錨節點6中的每一個或者在此處可用，則使用諸如三邊測量、多邊測量、三角測量和/或基於指紋的技術之類的技術來相對於位置網絡4確定行動裝置8的位置是可能的。
此外，錨節點6（或更一般地，參考節點）的「絕對」位置是已知的，例如從由位置伺服器14維護的位置資料庫、或者通過存儲在節點自身處的每一個錨節點6的相應位置（例如，並且在以設備為中心的方案中從每一個相關節點傳送到行動裝置8）是已知的。絕對位置是節點在物理環境或框架中的物理位置，其例如在地裡位置方面是已知的，所述地裡位置諸如是地球或地圖上的位置、或者建築物或綜合設施的平面布置圖上的位置、或者任何真實世界參考框架。
通過組合行動裝置8的相對位置與使用在計算中的錨節點6的已知位置，然後可能的是確定行動裝置8的「絕對」位置。再次，絕對位置是設備在物理環境或框架中的物理位置，例如在地球或地圖上的位置方面的地理位置，或者在建築物或綜合設施的平面布置圖上的位置，或者具有比簡單地已知單獨相對於位置網絡4的位置更廣泛的含義的任何更加有意義的真實世界參考框架。
在實施例中，節點6的絕對位置可以以人類可理解的形式存儲和/或行動裝置8的絕對位置可以以人類可理解的形式輸出。例如，這可以使得用戶10能夠被提供有他或她的位置的有意義的指示，和/或可以使得基於位置的服務的管理員能夠定義用於授予或禁止對服務或服務的各方面的訪問的規則。可替換地，對於節點6和/或行動裝置8的位置而言可能的是僅以計算機可讀形式表述，例如以在內部使用在基於位置的服務的邏輯內。
在其它實施例中，不排除位置僅相對於位置網絡4、6被表述並且不被表述為更加有意義的「絕對」位置。例如，如果每一個錨節點6與相應照明器集成（參見下文）並且出於控制那些照明器的目的而確定位置，則在一些實施例中，可能僅僅必要的是相對於由這些照明器的錨節點定義的點的框架確定用戶的位置（儘管在其它類似布置中可能仍舊希望相對於建築物等的平面布置圖定義照明控制區）。
在以設備為中心的方案中，來自每一個錨節點6的信標信號包括相應錨節點的id。行動裝置8然後使用這些id來通過查詢位置伺服器14（例如，經由無線接入點12）來查找相關節點6的位置。可替換地，來自每一個節點6的信標信號可以甚至包括相應位置的明確指示。無論何種方式，行動裝置8然後可以執行計算以在設備8自身處確定其自身位置（相對於位置網絡4和/或絕對化地）。另一方面，在以網絡為中心的方案中，信標信號包括行動裝置8的id，並且錨節點6向位置伺服器14（例如，經由無線接入點12）提交它們進行的信標信號測量連同行動裝置的id。位置伺服器14然後在伺服器14處執行設備位置的計算（再次，相對於位置網絡4和/或絕對化地）。在混合方案的示例中，行動裝置8可以對來自節點6的信標信號進行測量，但是以原始或經部分處理的形式將它們連同相應接收的id提交至位置伺服器14以用於要在那裡執行或完成的計算。
典型地，需要來自至少三個參考節點的信標信號測量結果，儘管如果將其它信息考慮在內的話則有時基於兩個節點而排除不可能或不太可能的解是可能的。例如，如果假定位置被約束到單一級別（例如，地平面或建築物的給定樓層），來自任何一個給定節點6的測量結果定義行動裝置8可以位於的點的圓圈。兩個節點給出兩個圓圈，其交叉給出行動裝置8可以位於的兩個可能的點。三個節點和三個圓圈足以給出三個圓圈的交叉處的無歧義的解（儘管更多可以用於改進精確度）。然而，僅利用兩個節點，有時可能能夠將那些點中的一個忽視為不太可能或不可能的解，其例如是用戶10不具有對其的訪問權或者不可能到達的區域中的點，或者與用戶10的繪製軌跡（路徑）不一致的點（例如，通過「航位推測法」來排除）。關於三維定位可以做出類似的評述：嚴格地，定義四個球形的四個節點對於獲取無歧義的解是必須的，但是如果可以調用附加的信息則有時可以基於更少的節點做出估計。假定用戶10被約束到特定級別以約束到二維問題是這樣的信息的示例。作為另一示例，可以假定用戶10被發現在多個分立樓層中的一個上，和/或航位推測法類型方案可以用於排除用戶路線中的不太可能的跳動。
無論通過什麼技術確定位置，該位置然後可以用於評估行動裝置8是否被授權訪問某種基於位置的服務或其它這樣的功能。為此目的，提供了一種服務訪問系統16，其配置成依賴於行動裝置8的絕對位置而有條件地授權訪問服務。在以設備為中心的方案中，行動裝置8通過經由無線接入點12或其它手段（諸如蜂窩連接）的連接向服務訪問系統16提交其所確定的絕對位置（例如在全球坐標、地圖坐標或平面布置圖上的坐標方面的）。服務訪問系統16然後評估該位置並且在該位置與服務的提供一致（以及碰巧實現的任何其它訪問規則，例如還驗證用戶10的身份）的條件下授權行動裝置8訪問該服務。在以網絡為中心的方案中，位置伺服器14向服務訪問系統16提交行動裝置8的所確定的絕對位置，其例如經由通過本地有線或無線網絡和/或通過廣域網或諸如網際網路之類的網際網路的連接來提交。可替換地，位置伺服器14可以向行動裝置8發送絕對位置，並且行動裝置然後可以將其轉發到服務訪問系統16。在另一可替換方案中，服務可以直接從位置伺服器14被提供，或者可以甚至實現在運行於行動裝置8自身上的應用上。
以下是可以依照本公開的實施例提供的位置相關服務或功能的一些示例：
–允許從運行在行動裝置8上的應用控制諸如照明之類的公共設施的，其中當用戶被發現位於該房間或地帶或可能相關聯的地帶中時用戶可以僅控制給定房間或地帶中的照明或公共設施；
–向行動裝置8提供導航服務，諸如室內導航服務（在該情況下，位置相關功能至少包括向運行在行動裝置8上的應用提供設備的絕對位置，例如應用然後可以將其用於在平面布置圖或地圖上顯示用戶的位置）；
–向行動裝置8提供基於位置的廣告、警報或其它信息，例如當用戶10逛博物館時為設備8提供關於展覽的信息，當用戶10逛商店或購物中心時為設備8提供關於產品的信息，只有存在於醫院或醫院內的特定地帶內部才為設備8提供對醫學數據的訪問，或者只有物理地存在於電影院等內才為設備8提供對互補媒體材料的訪問；和/或
–在設備8存在於某個區中的條件下接受來自行動裝置的位置相關支付，例如商店中的支付、道路通行費的支付、「按裡程付費」汽車租賃或者場館或景點的入場費。
關於安全性，倘若位置確定消息在位置確定系統4、6、14內被內部分布，安全性可能不太是問題；但是在例如雙向飛行時間消息（rtt）的情況下，或者其中報告通過公共網絡傳輸的情況下，可能有利的是為它們提供時間戳（測量時間）或隨機數，和/或「散列化」消息（數字籤名）以便挫敗網絡主幹上的任何重放攻擊。相同事情可以關於發送至位置伺服器14的測量報告而進行。這樣的措施不是必要的，但是在實施例中可能是合期望的，特別是如果基於位置的服務或功能性易被濫用或者牽涉金融交易等的話。
要指出的是，圖2示出所有方向上的箭頭以圖示以設備為中心的或以網絡為中心的方案的可能性，但是在任何給定實現方式中，並非所有示出的通信都需要是雙向的或者實際存在。
根據本公開的實施例，錨節點6中的每一個不採取專用、獨立錨節點的形式，而是出於另一目的而存在於環境2中的、並且被採用以便合併錨節點的附加功能性的另一公共設施的單元。在一個特別優選的實施例中，錨節點6中的每一個被合併到具有rf收發器的相應「智能照明器」中，所述rf收發器諸如是wi-fi、zigbee或藍牙收發器以用於促進環境2中的照明的無線控制（如稍後更加詳細討論的），並且錨節點功能性通過利用該rf收發器的存在以附加地廣播和/或接收用於定位行動裝置8的附加目的的位置確定信標信號被合併。照明器6可以例如安裝在天花板和/或牆壁中，和/或可以包括一個或多個獨立單元。
以下將依據錨節點6中的每一個被合併到相應照明器6中來描述，但是將領會到，這對所有可能的實施例不是限制性的。例如，在可替換的布置中，錨節點6中的每一個可以合併到照明器、煙霧警報器、存在傳感器和/或光傳感器單元、安全警報、空氣調節單元、通風單元或加熱單元中的任何一個中（並且每一個錨節點6不一定必須合併到相同類型的單元中，儘管它們可以這樣）。
系統還包括集中式或主控制器，其包括與照明器6分離的一個或多個控制單元13，用於控制照明器6的光輸出。例如，（多個）控制單元13可以採取中央伺服器的形式，中央伺服器包括一個或多個站點處的一個或多個伺服器，和/或一個或多個牆板。以下將依據中央控制單元來描述，但是將理解到，在一些可替換的實施例中，中央控制器13可以事實上採取一起工作以提供集中式控制功能性的多於一個物理單元的形式。在該情況下，將控制描述為「集中式的」，至少因為存在在照明器6外部並且無線控制它們的分離控制實體13，而不是照明器6每一個自主地以分布式方式起作用。
為了允許控制單元13控制照明器6，照明器6布置成與控制單元13無線通信。優選地，該通信使用錨節點6和行動裝置8用來在它們之間傳送信標信號的相同收發器和相同無線電接入技術來實現。在實施例中，控制單元13與錨節點6之間的無線通信還可以經由錨節點6和/或行動裝置8用來與無線接入點12通信並且從而訪問位置伺服器14和/或應用伺服器16的相同無線接入點12被執行，例如使用wi-fi。可替換地，照明控制單元13可以布置成與光源直接通信，而不要求接入點12，例如使用zigbee。
控制單元13和照明器6中的一個或多個之間的無線通信可以包括從控制單元13到照明器6的照明控制命令的無線傳輸，從而控制它們調節其相應光輸出，例如以便接通或關斷它們的燈、調亮或調暗、改變顏色、或者設置某個動態照明效果。可替換地或附加地，控制單元13和照明器6中的一個或多個之間的無線通信可以包括傳感器數據從照明器6到控制單元13的無線傳輸，所述傳感器數據例如來自每一個照明器6上的存在傳感器或環境光傳感器；和/或可以包括狀態報告從照明器6到控制單元13的無線傳輸，例如以報告錯誤、至今燃燒小時的數目、當前操作溫度等。
在實施例中，服務訪問系統16可以配置成控制對照明6的控制的訪問。在該情況下，照明控制器的訪問系統16配置有一個或多個位置相關控制策略。例如，控制策略可以限定用戶10僅能夠使用他或她的行動裝置8來僅在用戶被發現在諸如房間之類的某個區內或在某個已限定的附近區內時控制該區中的燈。作為另一示例控制策略，行動裝置8僅控制用戶的當前位置的某個周圍地區內的那些照明器。然而，要指出的是，這僅僅是可以基於合併到照明器6中的錨節點被提供的基於位置的服務的一個示例。在其它示例中，照明的控制可以依據其面向用戶的功能而與位置確定無關，並且替代性地，基於位置的服務可以是別的東西，諸如室內導航服務、基於位置的廣告等。
圖3以更多細節圖示了組合的照明和位置確定系統。如所示，每一個照明器6包括：本地控制器20、包括傳輸器和/或接收器和優選地二者（收發器）的無線接口22、燈（照明元件）24和可選地包括一個或多個傳感器26。收發器22、燈24和一個或多個傳感器26中的每一個連接到本地控制器20。本地控制器20布置成使用收發器22以與中央控制單元13無線通信。本地控制器20可以採取存儲在照明器6的一個或多個存儲器上並且布置成在照明器6的一個或多個處理器上運行的軟體的形式，或者可以實現在專用硬體電路、可配置或可重配置電路（例如pga或fpga）或這些的任何組合中。有些類似地，中央控制單元13可以實現在存儲和運行在中央計算機系統上的軟體中或者實現在專用硬體電路、可配置或可重配置電路或這些的任何組合中。例如，中央控制單元13可以實現在諸如環境2中的牆板或照明橋之類的專用控制單元處的軟體和/或硬體中，或一個或多個站點處的本地或遠程伺服器或這些的組合中。
照明器的本地控制器20布置成經由收發器22從中央控制單元13無線接收控制命令，並且依照命令控制燈24的光輸出（經由驅動器，未示出），例如以接通或關斷燈、調亮或調暗光水平、改變其顏色或應用動態效果等。照明器的本地控制器20還可以配置成使用收發器22來向中央控制單元13無線傳輸狀態報告，例如以報告錯誤、燃燒小時、操作溫度等。
另外，在實施例中，照明器的本地控制器20配置成使用收發器22來向中央控制單元13無線傳輸基於照明器的一個或多個相應傳感器26取得的傳感器數據。在實施例中，（多個）傳感器26可以包括布置成檢測諸如人類之類的生物在環境2或環境2的某個已定義區中的存在的存在傳感器（例如，佔用傳感器）。例如，存在傳感器26可以包括主動超聲傳感器，其布置成基於發射超聲脈衝並且檢測在傳感器26處返回的脈衝回波來檢測對象的移動和/或對象距傳感器的距離，或者存在傳感器26可以包括被動紅外傳感器，其配置成檢測來自生物的紅外發射，或者存在傳感器26甚至可以包括2d或深度感知相機加上圖像識別算法。各種其它類型的存在傳感器自身對本領域技術人員將是已知的。可替換地或附加地，（多個）傳感器26可以包括光水平傳感器，諸如日光傳感器或其它環境光傳感器。無論什麼類型的（多個）傳感器26合併在照明器26中，照明器的本地控制器20配置成從所述一個或多個傳感器26中的至少一個取數據並且使用收發器22來報告傳感器數據。
照明器6與中央控制單元13之間的這些各種控制相關通信，諸如控制命令、狀態報告和/或傳感器數據，可以通過以上討論的無線通信手段中的任何一個或其它手段被傳送。無論通過實現什麼手段，相同的收發器22或至少相同的無線接入技術或頻帶還用於向行動裝置8廣播和/或從行動裝置8接收位置確定信標信號。如所提到的，這創建控制命令與信標信號之間的潛在幹擾。
存在朝向提供照明系統中的更大連接性和智能性的趨勢。特別地，其中照明器6、傳感器26和控制器13、20通過無線通信互連的照明系統日益流行。這樣的無線照明系統可以易於部署（需要最少的布線）和控制。給定照明器6和功率單元的密集部署，照明系統是用於提供價值服務的有吸引力的平臺。具體地，如所描述的，無線無線電22可以在容宿在照明器中以提供室內定位和基於位置的服務。例如，具有無線電的這樣的密集部署的基於地帶的定位與其它傳統無線電定位方案相比可以潛在地提供更好的精確度和可靠性。
然而，當這樣的系統部署有用於照明控制的無線無線電（例如，zigbee）和用於室內定位的相同或不同的無線無線電（例如，藍牙）時，將存在從一個系統對另一個的有害幹擾。這可能造成丟失照明控制消息，從而減慢照明系統的調光行為，例如使其不太響應於改變的佔用和日光。
根據本公開的實施例，提供了一種用於室內定位的幹擾感知無線電信標發送系統以便與無線照明控制系統共存。
為了實現這一點，無線控制相關信號（例如，傳感器數據）和無線信標發送信號布置成使得無線無線電傳輸遵循幹擾感知信標發送調度，其中以時間復用的方式在傳感器數據傳輸和/或其它控制相關傳輸之間調度信標信號。在實施例中，幹擾感知無線電信標發送調度由佔用和/或光傳感器傳輸的調度確定。例如，幹擾感知無線電信標發送的時序可以由事件觸發的佔用和/或光傳感器傳輸確定，以便在傳感器數據傳輸之間進行時間復用。
例如，考慮其中佔用和/或光傳感器26布置在每一個照明器6處的情況。來自多個這樣的傳感器26的傳感器數據可以由中央控制單元13用於選擇照明器6的調光水平（和/或光輸出的其它參數，例如顏色）。每一個照明器6處的無線無線電22用於從傳感器26向控制單元13傳送傳感器數據，並且從中央控制單元13向照明器6傳送照明控制命令以設置相應光輸出（例如，調光水平和/或顏色）。相同的無線無線電22還可以用於感測或廣播用於室內定位的信標。
在實施例中，佔用和/或光傳感器26是事件觸發的。也就是說，照明器的本地控制器20僅在事件發生在相關傳感器處時從其相應的一個或多個傳感器26傳輸數據，例如僅在傳感器讀數超過閾值或本地控制器20以某種其它方式基於傳感器讀數檢測到積極檢測（例如，基於傳感器讀數檢測到某個籤名）時傳輸。例如在佔用傳感器的情況下，該本地控制器20僅在存在佔用狀態中的改變時發送佔用傳感器數據；並且在光傳感器的情況下，本地控制器20僅在感測到環境光水平中的足夠改變時發送數據。註：發送至中央控制單元13的傳感器數據不一定包括傳感器的立即輸出的原始或甚至定量測量：而是，所傳輸的數據可以包括基於所感測到的讀數而給出任何信息的任何傳感器數據。例如，其可以是任何事物，從完整的測量結果到經定量的測量結果，或甚至只是檢測到已發生所討論的傳感器事件的普通指示（例如僅指示以下事實：傳感器輸出超過閾值，或者檢測到佔用狀態已改變，或者檢測到某個其它籤名）。
依照本公開的第一實施例的示例調度方案在圖4中被圖示。在第一時隙28中，中央控制單元13輪詢所有照明器6以便讓它們報告來自其相應傳感器26的值。作為響應，在第二、隨後時隙30中，如果存在事件改變，照明器6基於其相應傳感器26（例如如較早討論的）而報告值。在不存在要報告的來自給定照明器6的（多個）傳感器26的事件改變的情況下，該照明器可以替代性地在該時隙30中傳輸位置確定信標。在完成傳感器報告之後，存在第一和第二個之後的第三時隙32，其中中央控制單元13向照明器6發送所計算的調光值（或其它這樣的照明控制命令）。這可以跟隨有第四時隙34，其是用於位置信標發送的專用時隙。在一些實施例中，當存在需要向控制單元報告回的事件改變（諸如佔用或亮度改變）時，位置信標發送時隙34可以被任何傳感器事件中斷。
在該第一實施例中，中央控制單元13協調控制和信標發送傳輸：通過控制單元13的輪詢定義第一時隙28並且在隨後的第二至第四時隙34中的每一個中觸發傳輸。在實施例中，通過中央控制單元13的輪詢可以周期性地被執行，使得調度循環通過時隙28-34的重複模式。可替換地，通過中央控制單元的輪詢28可以由來自照明器6之一的傳感器消息觸發（當發生事件改變時）。
在第二、可替換的實施例中，照明器6取決於可接受的等待時間和照明控制所必需的可靠性而在以下模式之一中向中央控制單元13報告其傳感器值：單播、多播或廣播。再次，基於傳感器值，控制單元13確定照明器13（或類似物）的調光水平。一旦中央控制單元13已經向特定照明器6發送了調光值，準許對應的無線無線電22在確保信道沒有照明控制傳輸之後傳輸位置信標。也就是說，一旦特定照明器6已經從中央控制單元13接收了調光值，作為響應，照明器6的本地控制器20測試用於其它控制相關信號的介質，並且如果沒有聽到任何信號，其發射信標信號。在該第二實施例中，每一個照明器6知曉其可以在確保信道介質空閒之後發送位置確定信標信號的潛在時隙。因此，該種類的實施例可以在沒有所有照明器6之間的同步的情況下操作。要指出的是，在實施例中，可以允許信標與其它信標衝突，而信標不應當與照明控制消息衝突。
將領會到，以上實施例僅通過示例的方式被描述。
本公開的範圍不限於任何特定的具體調度方案。本公開背後的原理可以通過任何方案來實現，其中控制相關信號與位置信標發送信標在不同的時隙中被傳送，無論信標發送是被中央控制器觸發還是照明器6同步到公共時基或者同步到彼此；並且無論信標發送是在不存在要報告的傳感器數據或控制相關信號時在傳感器數據時隙中的一些或其它控制時隙中被執行，還是在為信標發送預留的專用時隙中被執行。
另外，系統不一定要求中央控制單元13。在可替換的實現方式中，控制功能性可以以分布式方式被實現，其中照明器6中的每一個與彼此交換其傳感器數據並且基於此而控制其自身的光輸出（例如調光水平）。
作為另一示例，照明系統可以包括在照明器6外部並且遠離照明器6的一個或多個分離的傳感器單元（未示出），例如一個或多個存在傳感器單元和/或一個或多個環境光傳感器單元。在該情況下，傳感器向中央控制單元13（在非分布式方案中）或向單獨的照明器6（在分布式方案中）無線報告其傳感器數據，以便使控制單元13或照明器6選擇適當的調光水平。在這樣的實施例中，傳感器數據和信標發送的調度可以布置成避免照明器6在與其偵聽信標信號相同的時隙中或在其知曉控制單元13將偵聽信標信號的相同時隙中傳輸或偵聽位置信標。
還要指出的是，系統不一定必須包括任何傳感器26，或者並非它們中的全部都這樣。本公開的教導還可以適用於避免信標信號與其它類型的控制相關信號（諸如調光命令或其它控制命令，其可以例如基於用戶所選的設置而不是傳感器數據）之間的衝突。
另外，錨節點功能性不一定必須合併到照明器中的每一個中。在可替換的實施例中，位置確定系統的節點6中的每一個可以對應於相應的照明器組。
另外，錨節點功能性不一定必須合併到照明器中。在實施例中，每一個錨節點6可以包括向環境2中提供任何種類的公共設施的器具，諸如：煙霧警報器（在該情況下公共設施包括檢測環境2中的煙霧並且警告用戶）、存在傳感器單元（在該情況下公共設施包括檢測用戶在環境2中的存在，即佔用）、諸如日光或其它環境光傳感器這樣的光傳感器單元（在該情況下公共設施包括感測環境2中的光水平）、安全警報（在該情況下公共設施包括感測對環境中的侵入並且警告用戶）、空氣調節單元（在該情況下公共設施包括調節環境2中的溫度和/或空氣溼度）、通風單元（在該情況下公共設施包括對環境2通風）或加熱單元（在該情況下公共設施包括對環境2加熱）。這些與一個或多個照明器和/或其它類型的節點的任何組合也是可能的。在這樣的情況下，控制相關信號可以是涉及所討論的公共設施的控制的任何種類的信號。而且，要指出的是，一些節點6可以包括除存在或佔用傳感器之外的傳感器，例如溫度傳感器，並且所傳輸的傳感器數據可以包括基於這樣的傳感器的數據。
在再其它的實施例中，參考節點6不一定需要安裝在固定位置處或是室內定位系統的節點，只要它們的位置仍舊可以已知即可。例如，考慮可攜式節點：如果這被用戶放下並且然後自身通過定位系統被定位，其位置可以變得對位置伺服器14是已知的並且因而成為可以用於確定行動裝置8的位置的已知參考點。
另外，要指出的是，在所有可能的實施例中，信標信號不一定必須與控制相關信號使用相同的無線接口22或甚至在精確相同的頻帶上被傳送。幹擾仍舊可以發生，無論這些使用相同還是不同的無線接口被傳送，只要頻率相同或重疊到任何實質性的程度（在相同載體介質上）。還要指出的是，本公開的範圍不限於作為載體介質的無線電：如果控制相關信號和信標信號在其它載體介質（例如編碼光、超聲或紅外）上傳輸，則類似的問題仍舊可以適用。
另外，如圖5中所示，照明器（或公共設施）不需要必然集成到相同單元中或與錨節點6協同定位，並且在可替換的實施例中可以實現在錨節點6之外的一個或多個完全分離、非協同定位的物理單元28中。在該情況下，調度可以通過集中式控制器13來協調，其發射同步信號以同步照明器和錨的時基，或者其單獨地觸發信標和控制事件中的每一個（其中照明器和錨是中央控制器的從設備）。
例如，實現在（多個）分離單元28中的每一個中的器具可以包括燈24（例如，單元28是專用照明器）或傳感器（例如，單元28是專用傳感器單元）或這些的組合（單元28是具有集成傳感器的照明器）。在這樣的情況下，如以上描述的第一實施例將仍舊工作，其中規定控制單元13向錨節點6發信號通知它們可以傳輸位置確定（信標）信號。或者向該情境應用類似於第二實施例的技術，分離單元28中的傳感器26仍舊可能與錨節點6競爭信道（例如，使用csma，載波偵聽多路訪問）。這仍舊將工作，但是在錨節點6的數目大時可能造成附加的等待時間。一個選項將是包括競爭機制，其中傳感器節點28相比於錨節點6具有更小的退避窗口。根據csma協議，當發生衝突時，節點退避某個時段並且然後在等待退避時間之後再次試圖訪問介質。對於分布式系統，特別地，確保衝突的兩個節點6、28不再次衝突（以高概率）的機制是將它們配置成使用不同的退避持續時間。在實施例中，傳感器節點28可以比錨節點6配置有更短的退避持續時間。這樣，傳感器節點28相比於錨節點6將具有更高的發現信道為空的概率。當成功接收傳感器消息時，中央控制器13然後仍舊可以控制來自錨節點6的傳輸。
本領域技術人員在實踐所要求保護的發明時，通過研究附圖、公開內容和隨附權利要求，可以理解和實現對所公開的實施例的其它變型。在權利要求中，詞語「包括」不排除其它元件或步驟，並且不定冠詞「一」或「一個」不排除多個。單個處理器或其它單元可以履行權利要求中記載的若干項的功能。在相互不同的從屬權利要求中記載某些措施的僅有事實不指示這些措施的組合不能用於獲益。電腦程式可以存儲/分布在合適的介質上，諸如與其它硬體一起或作為其它硬體的部分被供應的光學存儲介質或固態介質，但是還可以以其它形式分布，諸如經由網際網路或其它有線或無線電信系統被分布。權利要求中的任何參考標記不應當解釋為限制範圍。