[发明专利]向移动装置提供WI-FI位置信息以估计其位置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是于2005年10月28日提交的标题为“Server.for Updating Location Beacon Database”的美国专利申请No.11/261,898的部分继续申请，并要求该申请的优先权，通过引用将其全部内容包含于此。

技术领域

本发明一般地涉及用于确定Wi-Fi使能装置的位置的方法和系统，更具体地讲，涉及高效地管理Wi-Fi位置数据并把Wi-Fi位置数据分配给移动客户机装置从而使客户机能够使用这种信息来估计其位置的方法和系统。

背景技术

近年来，移动计算装置的数量急剧增加，导致了对更先进的移动和无线服务的需求。移动电子邮件、步谈机(walkie-talkie)服务、多人游戏和电话跟踪是在移动装置上正在出现的新应用的例子。另外，用户开始需要并寻找不仅使用他们的当前位置还与其他人共享该位置信息的应用。父母希望追踪他们的孩子，主管需要跟踪公司的递送车辆的位置，商务旅行者希望找到最近的药店取药。所有这些例子需要个人知道他自己的当前位置或别人的当前位置。迄今为止，我们都依赖于询问方向、打电话给别人询问他们的所在之处，或者让工作人员时常报告他们的位置。

基于位置的服务代表利用装置的能力计算它们的当前地理位置并把该位置报告给用户或服务的新出现的一类移动应用。这些服务的一些例子包括：局部天气、交通流量更新、驾驶方向、儿童追踪、伙伴寻找和城市门房服务。这些新的位置敏感装置依赖于都使用如下的相同的一般概念的各种技术：使用来自已知参考点的无线电信号，这些装置能够以数学的方式计算用户的相对于这些参考点的位置。这些技术中的每一种技术根据所采用的特定无线电技术和定位算法而具有优点和缺点。

由美国政府运营的全球定位系统(GPS)利用很多轨道卫星作为参考点。这些卫星广播由GPS接收器拾取的无线电信号。接收器测量接收的信号传播到接收器所用的时间。在从三个或更多个GPS卫星接收到信号之后，接收器能够对它在地球上的位置进行三角测量。为了使该系统有效地工作，无线电信号必须在几乎没有或没有干扰的情况下到达接收器。天气、建筑物或结构以及植物能够干扰该过程，因为接收器需要到三个或更多个卫星的无阻的视线。称为多径的现象也会引起干扰。来自卫星的无线电信号从物理结构弹开，这导致来自同一卫星的多个信号在不同的时间到达接收器。由于接收器的计算基于信号到达接收器所用的时间，所以多径信号使接收器困惑并导致重大误差。

手机信号发射塔三角测量是无线和蜂窝载体为了确定用户或装置的位置而使用的另一方法。无线网络和手持装置彼此通信，以共享该网络能够用来计算该装置的位置的信号信息。这种方法原来被视为优于GPS的模型，因为这些信号不需要直接的视线并且能够更好地穿透建筑物。不幸的是，由于手机信号发射塔硬件的异质性以及在手机信号发射塔的定位中的多径信号和缺乏一致性的问题，这些方法已被证明不是最优的。

辅助GPS是组合了GPS和手机信号发射塔技术以针对移动用户产生更准确且可靠的位置计算的较新的模型。在这个模型中，无线网络通过发送关于GPS卫星的时钟偏移和基于连接的手机信号发射塔的位置的用户大体位置的信息，尝试帮助GPS改进它的信号接收。这些技术能够帮助GPS接收器处理在室内经历的较弱信号并帮助接收器更快地获得在最近卫星上的“固定”，提供更快的“第一读数”。这些系统的问题在于响应时间慢以及精确度差(在市区大于100米)。

最近已开发了一些尝试解决伴随GPS、A-GPS和手机信号发射塔定位的已知问题的替代模型。这些模型之一(称为TV-GPS)使用来自电视广播塔的信号(例如，参见Muthukrishnan，K.et al.，Towards Smart Surroundings：Enabling Techniques and Technologies for Localization，from Location-and Context-Awareness，Springer Berlin，Heidelberg，May 2005)。该概念依赖于这样的事实：大多数城市区域具有3个或更多个电视广播塔。专用硬件芯片从这些不同的塔接收电视信号，并使用这些塔的已知位置作为参考点。这个模型所面临的挑战是新硬件接收器的成本和使用这种小的参考点集合的限制。例如，如果用户在塔的周界之外，则该系统难以提供合理的精确度。经典例子是沿着海岸线的用户。由于在海洋中没有电视塔，所以无法在导致计算的定位对于内陆用户良好的参考点之间提供参考对称性。