使用混合濾波器的增強定位系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本公開設及應用概率技術的組合來提供用于概率性確定的增強算法的方法、裝置 和系統。更加具體地，本公開設及一種邏輯，其可被實施在一個或多個處理器上W對信號數 據應用混合濾波。當被應用時，該邏輯準確地確定移動設備的位置。
【背景技術】
[0002] 由于各種全球定位系統（GP巧的進步，室外導航被廣泛地部署。現在，室內導航和 位置定位得到了越來越多的關注。室內導航與室外導航不同，運是因為室內環境妨礙接收 GI^衛星信號。因此，目前正致力于解決室內導航問題。運一問題沒有具備滿意的精度的可 伸縮的解決方案。
[0003] 用于室內導航的解決方案可W是基于飛行時間（ToF)的方法。ToF被定義為信號 從用戶傳播至接入點（A巧并返回該用戶的總體時間。通過將信號的往返旅行時間除W 2 再乘W光速，能夠將此值轉換成距離。運種方法是穩健（robust)和可伸縮的，但是需要對 WiFi調制解調器和其他設備做出相當大的硬件改變。ToF距離計算取決于確定精確的信號 接收/發送時間。像3納秒那么小的差異將導致約1米的距離誤差。
【附圖說明】
[0004] 本公開的運些及其他實施例將參照下面的典型而非限制性的圖示進行討論，其中 相似的元素標號相同，其中：
[0005] 圖1示出了典型環境中的十個隨機位置的指紋位置誤差；
[0006] 圖2示意性地示出了在典型位置確定中的測量誤差的非高斯分布；
[0007] 圖3是示出了移動設備的實際位置和錯誤位置的典型分布地圖；
[0008] 圖4示出了用于量化移動設備的位置的六邊形網格；
[0009] 圖5示出了用于實施本公開的實施例的典型流程圖；
[0010] 圖6是根據本公開的一個實施例的典型裝置。
【具體實施方式】
[0011] 某些實施例可W結合各種設備和系統來使用，運些設備和系統例如是移動電話、 智能手機、膝上型計算機、傳感器設備、藍牙度T)設備、Ultr油ook?、上網本計算機、平板計 算機、手持設備、個人數字助理（PDA)設備、手持PDA設備、車載設備、非車載設備、混合設 備、車用設備、非車用設備、移動或便攜設備、消費型設備、非移動或非便攜設備、無線通信 臺、無線通信設備、無線接入點（AP)、有線或無線路由器、有線或無線調制解調器、視頻設 備、音頻設備、音頻-視頻（AV)設備、有線或無線網絡、無線區域網絡、無線視頻區域網絡 (WVAN)、局域網（LAN)、無線LAN (WLAN)、個人域網絡（PAN)、無線PAN (WPAN)等等。
[0012] 一些實施例可W結合下述設備和/或網絡來使用：根據現有的電氣與電 子工程師協會（I邸巧標準（I邸E 802. 11-2012，IE邸 Standard for Information technology-Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks-Specific requirements Part 11 ：Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications， March 29， 2012;I邸E 802. lltask group ac 燈Gac)("IE邸 802. ll-09/0308r 12-TGac Channel Model Addendum Document") ;IE邸 802.11 task group ad(TGad) (]?ΕΕ 802. llad-2012， IEEE Standard for Information Technology and brought to market under the WiGig brand-Telecommunications and Information Exchange Between Systems-Local and Metropolitan Area Networks-Specific Requirements-Part 11 ：Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications-Amendment 3: Enhancements for Very High Throughput in the 60GHz Band，28December，2012))及其 將來的版本和/或派生物運行的設備和/或網絡，根據現有的無線保真（Wi-門）聯盟（WFA) 對等網絡（P2F〇 規范（Wi-Fi P2P technical specification, version 1.2,2012)和 / 或 其將來的版本和/或派生物運行的設備和/或網絡，根據現有的蜂窩規范和/或協議（例 如，第Ξ代合作伙伴計劃（3GP巧、3GPP長期演進化TE))和/或其將來的版本和/或派生物 運行的設備和/或網絡，根據現有的無線皿TM規范和/或將來的版本和/或派生物運行的 設備和/或網絡，作為上述網絡一部分的單元和/或設備，等等。
[0013] 一些實施例可結合BT和/或低功耗藍牙度L巧標準來實施。如所簡要討論地， BT和BLE是使用工業、科學和醫療（IBM)無線電頻帶中的短波長UHF無線電波化ttp:// en. wdkipedia. org/w;Lki/Radio_waves)(即，來自 2400-2483. 5MHz 的頻帶）在短距離上交 換數據的無線技術標準。BT通過構建個人域網絡（PAN)來連接固定設備和移動設備。藍牙 使用跳頻擴頻。被發送的數據被分成分組，并且每一分組被發送在所指定的79個BT信道 中的一個上。每一信道具有IMHz的帶寬。最近開發的一種BT實施方式，即藍牙4. 0,使用 2MHz間隔，其實現了 40個信道。
[0014] 一些實施例可結合下述各項來使用：單向和/或雙向無線電通信系統，BT設備， BLE設備，蜂窩無線電-電話通信系統，移動電話，蜂窩電話，無線電話，個人通信系統（PCS) 設備，包括無線通信設備的PDA設備，移動或便攜式全球定位系統（GP巧設備，包括GI^接 收器或收發器或忍片的設備，包括RFID元件或忍片的設備，多輸入多輸出（ΜΙΜΟ)收發器或 設備，單輸入多輸出（SIM0)收發器或設備，多輸入單輸出（MIS0)收發器或設備，具有一個 或多個內部天線和/或外部天線的設備，數字視頻廣播值VB)設備或系統，多標準無線電設 備或系統，有線或無線手持設備（例如，智能手機、無線應用協議（WA巧設備）等等。一些 說明性的實施例可結合WLAN來使用。其他實施例可結合任意其他適當的無線通信網絡來 使用，運些無線通信網絡例如是無線區域網絡、"微微網"（piconet)、WPAN、WVAN等等。
[0015] 由于各種系統的發展，室外導航已經被廣泛地部署，其中運些系統包括：全球-導 航-衛星-系統（GNSS)、全球定位系統（GP巧、全球導航衛星系統（GL0NAS巧和GALILEO (由 歐盟開發的室外GNSS)。室內導航最近也持續受到了極大的關注。室內導航與室外導航不 同，運是因為室內環境不能從GPS/GNSS衛星接收信號。因此，常規技術無法提供具備滿意 的精度的可伸縮的解決方案。
[0016] 在本公開的一個實施例中，ToF方法被用于解決室內導航。如上面所討論的，ToF 被定義為信號從用戶傳播至接入點（A巧并返回該用戶的總體時間。通過將時間除W二并 乘W光速，能夠將此ToF值轉換成距離。ToF方法是穩健（robust)和可伸縮的，但是需要對 現有的WiFi調制解調器做出硬件改變。
[0017] 基于所有在前測量和系統模型來估計狀態是許多研究和開發領域中所發現的普 遍問題。盡管本文所提供的示例和實施方式設及室內導航，但是所公開的實施例同樣適用 于其他領域和概率性確定。在一個實施例中，所公開的原理可被實現在位置確定產品中。
[0018] 舉例來說，當考慮到移動設備自上一次測量時起的移動時，使用WiFi飛行時間 燈〇巧在前測量（例如，WiFi ToF距離）可W估計移動設備的當前位置（x，y)和ToF偏差 化ias)。在此典型的實施例中，運種估計并非是單個位置的固定定位，而是考慮到了所有過 去的信息，包括過去的狀態（例如，位置）估計。對此問題的一種解決方案通常具有兩個階 段。第一階段是預測階段，W及第二階段是更新階段。在預測階段中，該解決方案基于運動 模型來嘗試預測位置可能發生了怎樣的變化。在更新階段中，新的位置概率通過來自額外 測量（例如，ToF距離）的附加信息而被更新。
[0019] 常規方法處理的是在測量和建模方面呈線性和高斯分布的模型。然而，運種距離 測量在測量和建模兩方面都呈非線性和非高斯分布。因此，在本公開的一個實施例中假設 了非高斯分布。
[0020] 圖1示出了在典型環境中針對十