[发明专利]无线局域网中使用到达时间测量的位置确定

摘要

描述了使用消息的到达时间（TOA）来在诸如IEEE 802.11网络之类的包括多个信标的无线局域网内确定诸如标签或移动设备之类的元件的位置或接近度的方法。描述了用于引发信标处的TOA测量的系统和方法，这些系统和方法可与IEEE 802.11协议和信令兼容。系统和方法被描述为估计IEEE 802.11使能的信标的异步网络中的信标间的时钟偏置，以及在对TOA值进行三角测量时对测量到的TOA值的时钟定时偏置进行补偿以估计标签和/或移动设备位置定位。 1

主权项

1.一种使用IEEE 802.11标准组件确定位置的方法，所述方法包括：

将消息从标签传输到包括多个信标的网络，每个信标能够与所述标签通信；

在所述多个信标处接收所述消息；

在所述多个信标中的每个信标处测量所接收的消息的到达时间（TOA）；以及

向位置服务器发送测量到的TOA。

2.如权利要求1所述的方法，还包括将所述多个信标中的每个信标的时钟定时同步到参考时钟。

3.如权利要求2所述的方法，还包括，在所述位置服务器处：

将一信标指定为参考信标；

创建包括将所述参考信标排除在外的所有信标的信标列表；

命令所述信标列表中的第二信标估计相对于所述参考信标的时钟定时的时钟偏置并利用所述时钟偏置将所述第二信标同步到所述参考信标；以及

以迭代方式：

检索所述信标列表中的下一信标；

估计所述下一信标相对于先前处理的信标的时钟偏置的时钟偏置；以及

将所述下一信标的时钟定时同步到所述先前处理的信标的时钟定时直至已经处理了所述信标列表中的所有信标。

4.如权利要求2所述的方法，其中，所述位置服务器至少部分地基于所测量到的TOA来估计所述标签的位置坐标。

5.如权利要求1所述的方法，其中，每个信标测量相对于参考信标的时钟定时的时钟偏置并向所述位置服务器发送所测量的时钟偏置。

6.如权利要求5所述的方法，其中，位置定位服务器使用所估计的信标之间的时钟偏置来校正所述信标的测量到的TOA以对应于信标的同步网络。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述位置服务器使用在所述信标间的时钟偏置估计以及所述信标处的所测量的TOA来估计标签位置坐标。

8.如权利要求5所述的方法，还包括，在所述位置服务器处：

将一信标指定为参考信标；

创建包括将所述参考信标排除在外的所有信标的信标列表；

估计下一信标相对于先前处理的信标的时钟偏置的时钟偏置；以及

以迭代方式：

检索所述信标列表中的下一信标；

估计所述下一信标相对于先前处理的信标的时钟偏置的时钟偏置；以及

记录所估计的时钟偏置直至已经处理了所述信标列表中的所有信标。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述位置服务器：

将一信标指定为参考信标；

创建包括将所述参考信标排除在外的所有信标的信标列表；以及

以迭代方式：

检索所述信标列表中的下一信标；以及

通过将所述下一信标相对于所述参考信标的时钟偏置与所测量的TOA相加来校正所述下一信标的TOA测量，直至已经处理了所述信标列表中的所有信标。

10.如权利要求8所述的方法，其中，位置定位服务器使用经校正的TOA测量用于三边测量以估计标签位置坐标。

11.一种使用IEEE 802.11标准组件确定位置的系统，所述系统包括：

用于执行一组指令的处理器；以及

存储该组指令的非暂态介质，其中，该组指令：

将消息从标签传输到包括多个信标的网络，每个信标能够与所述标签通信；

在所述多个信标处接收所述消息；

在所述多个信标中的每个信标处测量所接收的消息的到达时间（TOA）；以及

向位置服务器发送测量到的TOA。

12.如权利要求11所述的系统，其中该组指令还将所述多个信标中的每个信标的时钟定时同步到参考时钟。

13.如权利要求12所述的系统，其中该组指令还：

将一信标指定为参考信标；

创建包括将所述参考信标排除在外的所有信标的信标列表；

命令所述信标列表中的第二信标估计相对于所述参考信标的时钟定时的时钟偏置并利用所述时钟偏置将所述第二信标同步到所述参考信标；以及

以迭代方式：

检索所述信标列表中的下一信标；

估计所述下一信标相对于先前处理的信标的时钟偏置的时钟偏置；以及

将所述下一信标的时钟定时同步到所述先前处理的信标的时钟定时直至已经处理了所述信标列表中的所有信标。

14.如权利要求12所述的系统，其中，所述位置服务器至少部分地基于所测量的TOA来估计所述标签的位置坐标。

15.如权利要求11所述的系统，其中，每个信标测量相对于参考信标的时钟定时的时钟偏置并向所述位置服务器发送测量到的时钟偏置，并且该组指令还：

将一信标指定为参考信标；

创建包括将所述参考信标排除在外的所有信标的信标列表；

估计下一信标相对于先前处理的信标的时钟偏置的时钟偏置；以及

以迭代方式：

检索所述信标列表中的下一信标；

估计所述下一信标相对于先前处理的信标的时钟偏置的时钟偏置；以及

记录所估计的时钟偏置直至已经处理了所述信标列表中的所有信标。

16.一种使用IEEE 802.11标准组件确定位置的位置服务器，所述位置服务器包括：

用于执行一组指令的处理器；以及

存储该组指令的非暂态介质，其中，该组指令：

指引标签向包括多个信标的网络传输消息，每个信标能够与所述标签通信；

从所述多个信标中的每个信标接收测量到的TOA。

17.如权利要求16所述的位置服务器，其中：

每个信标测量相对于参考信标的时钟定时的时钟偏置并且在所述位置服务器处接收所测量的时钟偏置，并且

所述位置服务器使用所估计的信标之间的时钟偏置来校正所述信标的所测量的TOA以对应于信标的同步网络。

18.如权利要求17所述的位置服务器，其中，所述位置服务器使用所述信