[發明專利]用于WiFi定位的系統及方法

在審

• 申請號: 201310733963.8
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103906230A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 斯坦紐納坦·羅摩克里希南;德里克·沃特斯
• 申請（專利權）人: 德州儀器公司
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;G01S5/14
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 路勇

技術領域

本發明涉及基于Wi-Fi的定位系統，明確地說，涉及用于基于位置的服務的基于Wi-Fi的定位系統。

背景技術

基于位置的服務是利用新裝置計算其當前地理位置并將當前地理位置報告給用戶或服務機構的能力的新興的移動應用領域。這些服務的一些實例包含識別娛樂、工作、健康或個人生活的環境中的人或對象的位置。

Wi-Fi是允許電子裝置通過計算機網絡無線交換數據的機制。使用Wi-Fi的基于IEEE802.11標準的一些技術包含無線局域網絡(WLAN)及Wi-Fi直連。啟用Wi-Fi的裝置(例如智能電話、個人計算機、平板計算機或視頻游戲控制臺)可經由無線網絡接入點(AP)連接到網絡資源(例如因特網)。AP或熱點在室內具有大約20米的范圍且在室外具有更大范圍。熱點覆蓋可包括與具有阻擋無線電信號的墻的單個房間一樣小或與由多個重疊AP覆蓋的許多平方英里一樣大的區域。

Wi-Fi免費地或以商業形式在私人住宅、大街鏈及獨立商家以及Wi-Fi熱點設置處的公共空間中提供服務。例如機場、公共圖書館、旅館及餐館的組織及商家通常提供免費使用的熱點以吸引消費者及促進其的生意。

Wi-Fi定位對于室內環境來說正作為對全球導航衛星系統(GNSS)定位的完善及補充而迅速地獲得接受。全球定位系統(GPS)是使用衛星來提供全球覆蓋的自動地理空間定位的GNSS。GNSS通過來自衛星的無線電而允許小電子接收器使用沿視線(LOS)發射的時間信號來將其位置確定在幾米內。GPS在其中建筑物阻擋衛星的視野的城市地區中較差地運行，且其不提供建筑物內側的任何覆蓋。

在室內環境中或在密集的城市峽谷中(其中低電平的基于衛星的信號因遮蔽及環境降級而被嚴重地折損)，基于Wi-Fi的定位系統獲得流行。Wi-Fi熱點在其中GNSS開始競爭且許多智能裝置已配備有可支持定位應用的Wi-Fi技術的領域中時普遍的。借助于圖1來闡釋常規無線通信系統。

圖1圖解說明常規無線通信系統100。

如圖中所圖解說明，常規無線通信系統100包含用戶裝置102、AP數據庫104、AP106、AP108、AP110、AP112、AP114、AP116及AP118。

用戶裝置102的位置可基于AP106到118的位置而確定。與GPS不同，AP106到118的位置不是眾所周知的。在此實例中，其可依據由數據庫供應商管理的AP數據庫104而確定。通常，數據庫供應商通過使用移動電話的“駕駛攻擊(wardriving)”效應及/或眾包而收集AP的位置。駕駛攻擊是在移動車輛中的人使用智能電話、個人計算機或個人數字助理(PDA)來搜索Wi-Fi無線網絡的行為。駕駛攻擊者使用配備Wi-Fi的裝置與GPS裝置一起來記錄無線網絡的位置。已知網絡ID的地圖接著可通過依據已知網絡ID的信號強度對當前位置作三角測量而用作地理定位系統(GPS的替代物)。用于借助無線AP而定位的定位技術是基于測量由其所接收信號強度指示的所接收信號的強度。當街道駕駛者發現良好的GPS位置時，其確定在所述GPS位置處存在特定數目個AP并將那些AP連同其相應信號強度一起報告給數據庫供應商。數據庫供應商在不同時間從多個用戶收集此信息以建立其數據庫。

假設，用戶裝置102是啟用Wi-Fi的移動電話。在一個實例中，用戶裝置102將通過將探測請求發送到在其附近的所有AP而掃描所有所述AP(舉例來說，AP106到118)。通常，AP將以探測響應來做出響應，所述探測響應包含針對所述AP的媒體接入控制(MAC)地址及關于所述AP的能力的一些其它信息。MAC地址是指派給物理網絡段上的用于通信的網絡接口的唯一識別符且將唯一地識別所述AP。

用戶裝置102接收來自AP106到118的MAC地址且查看AP數據庫104以獲得每一AP的大約位置。一旦用戶裝置102具有AP106到118的大約位置，其便可基于每一AP的接收信號強度(RSS)而確定其位置。此借助于圖2使用常規Wi-Fi定位系統而進一步闡釋。

圖2圖解說明常規Wi-Fi定位系統。

如圖中所圖解說明，Wi-Fi定位系統200包含用戶裝置102、AP數據庫104及WLAN202。用戶裝置102包含Wi-Fi定位引擎(PE)204及Wi-Fi掃描模塊206。注意，出于說明性目的，用戶裝置102展示為包含僅兩個組件；然而，取決于應用，其可包含其它組件。