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TW201329485A - 無線通訊定位方法 - Google Patents

無線通訊定位方法 Download PDF

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TW201329485A
TW201329485A TW101100537A TW101100537A TW201329485A TW 201329485 A TW201329485 A TW 201329485A TW 101100537 A TW101100537 A TW 101100537A TW 101100537 A TW101100537 A TW 101100537A TW 201329485 A TW201329485 A TW 201329485A
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TW
Taiwan
Prior art keywords
mobile device
wireless communication
positioning method
base stations
communication positioning
Prior art date
Application number
TW101100537A
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English (en)
Inventor
Chien-Sheng Chen
Yung-Chuan Lin
Original Assignee
Novatek Microelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Novatek Microelectronics Corp filed Critical Novatek Microelectronics Corp
Priority to TW101100537A priority Critical patent/TW201329485A/zh
Priority to US13/447,278 priority patent/US20130178235A1/en
Publication of TW201329485A publication Critical patent/TW201329485A/zh

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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/12Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves by co-ordinating position lines of different shape, e.g. hyperbolic, circular, elliptical or radial
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Abstract

一種無線通訊定位方法,用來獲得一行動裝置之一估測位置,該無線通訊定位方法包含有獲得該行動裝置相對於複數個基地台當中之一基地台之一抵達角度,並獲得從該基地台沿該抵達角度延伸之一抵達線;獲得該行動裝置分別相對該複數個基地台之複數個量測距離,並獲得該複數個量測距離分別對應之複數個量測圓;根據該複數個量測圓,產生複數條位置線;以及根據該複數條位置線以及該抵達線,計算該行動裝置之該估測位置。

Description

無線通訊定位方法
本發明係指一種無線通訊定位方法,尤指一種用於獲得一行動裝置之估測位置的無線通訊定位方法。
隨著無線通訊的發達,習知技術已提出許多無線定位演算法,用來估測一行動裝置之位置,包含藉由至少一基地台來量測行動裝置之抵達時間(time of arrival)、抵達角度(angle of arrival)、抵達訊號強度(signal strength)以及抵達時間差(time difference of arrival)等。再者,無線定位將受限於傳輸環境的影響,例如通道中的雜訊、多路徑傳輸、多重接收干擾及直線視距中的屏障,而且在無線訊號的傳輸過程中,難免會遭遇不必要之反射或繞射影響,無法準確地量測到行動裝置和基地台之間的直線視距(line of sight),換句話說,非視距環境將嚴重地影響無線定位演算法的精準度。
在習知技術中,已提供了透過複數個基地台分別量測對應於行動裝置一反饋訊號的抵達時間,用以形成複數個圓方程式,並將複數個圓方程式代入一泰勒級數演算法(Taylor series algorithm)來求解複數個圓方程式之交點。然而,這些交點係為非線性方程式,必須透過迭代法及佔用較長之運算時間,以估算行動裝置的估測位置,造成實際上運用的限制,浪費過多之運算時間及硬體資源。
在此提供一種無線通訊定位方法,其適用於一無線通訊定位系統。透過有效降低運算上的複雜度,此方法可以減少運算時間及佔用的硬體資源,同時又能提高估測行動裝置之估測位置的精準度。
於一實施例中,揭露一種無線通訊定位方法,用來獲得一行動裝置之一估測位置,該無線通訊定位方法包含有獲得該行動裝置相對於複數個基地台當中之一基地台之一抵達角度,並獲得沿該抵達角度從該基地台延伸之一抵達線;獲得該行動裝置分別相對該複數個基地台之複數個量測距離,並獲得該複數個量測距離分別對應之複數個量測圓;根據該複數個量測圓,產生複數條位置線;以及根據該複數條位置線以及該抵達線,計算該行動裝置之該估測位置。
於另一實施例中,更揭露一種無線通訊定位方法,用來獲得一行動裝置之一估測位置。該無線通訊定位方法包含有:獲得一抵達線,該抵達線延伸通過複數個基地台當中之一基地台與該行動裝置;獲得該複數個基地台分別對應之複數個量測圓,其中該量測圓係依據該行動裝置分別相對該複數個基地台之複數個量測距離所產生;根據該複數個量測圓,產生複數條位置線;以及根據該複數條位置線以及該抵達線,計算該行動裝置之該估測位置。
請參考第1圖,第1A圖為本發明實施例一無線通訊定位系統10之示意圖。在本實施例中,無線通訊定位系統10包含三個基地台BS1、BS2、BS3,以及一行動裝置(未顯示)。基地台BS1、BS2、BS3為行動裝置附近的三個基地台,其中基地台BS1為離行動裝置最近之基地台,或是所謂的服務基地台(serving base station)。在此,為了方便說明僅以三個基地台作為舉例性,不同情況下亦可為七個或其他合適個數,如第1B圖所示,透過七個基地台BS1~BS7構成另一無線通訊定位系統12,非用以限制本發明之範疇。
請參照第2圖,其顯示依據一實施例之無線通訊定位流程20,其可應用於第1A圖所示之無線通訊定位系統10中,用於獲得上述行動裝置之一估測位置。無線通訊定位流程20包含以下步驟:
步驟200:開始。
步驟202:獲得行動裝置相對於基地台BS1、BS2、BS3當中之一基地台BS1之一抵達角度θ,並獲得以抵達角度θ從基地台BS1延伸之一抵達線L1。
步驟204:獲得行動裝置分別相對基地台BS1、BS2、BS3之量測距離D1、D2、D3,並獲得量測距離D1、D2、D3分別對應之量測圓C1、C2、C3。
步驟206:根據量測圓C1、C2、C3,產生位置線L12、L13、L23。
步驟208:根據位置線L12、L13、L23以及抵達線L1,計算行動裝置之估測位置。
步驟210:結束。
詳細來說,於無線通訊定位流程20中,基地台BS1、BS2、BS3透過無線傳輸和行動裝置取得溝通來交換無線訊號。因此,此流程可由基地台BS1、BS2、BS3以及行動裝置合作進行。更具體而言,每一步驟可分別由行動裝置或基地台BS1、BS2、BS3之一者執行。或是每一步驟由基地台BS1、BS2、BS3計算部分資訊,再提供給行動裝置,行動裝置繼而可計算其他資訊。最後,行動裝置及/或基地台可再計算其估測位置。
首先,於步驟202中,可先量測行動裝置與基地台BS1之間的抵達角度θ,再以基地台BS1為起點、抵達角度所對應之一斜率來從基地台BS1之兩側延伸,以形成抵達線L1。較佳地,此抵達角度θ之資訊可由基地台BS1計算並提供給行動裝置。行動裝置於獲得抵達角度θ後,繼而可計算出抵達線L1。或是,抵達角度θ與抵達線L1均由基地台BS1計算,並且基地台BS1提供抵達線L1給行動裝置。
於步驟204中,獲得該行動裝置分別相對三個基地台BS1、BS2、BS3之三個量測距離D1、D2、D3,並根據此三個量測距離D1、D2、D3,分別產生對應此三個基地台BS1、BS2、BS3之三個量測圓。具體言之,可首先分別獲得三個基地台BS1、BS2、BS3與行動裝置之間之無線訊號之抵達時間T1、T2、T3,再將抵達時間T1、T2、T3轉換為量測距離D1、D2、D3。而轉換的方式譬如可分別將此三個抵達時間乘上無線訊號之傳輸速度(光速)得到量測距離D1、D2、D3。最後,再分別以基地台BS1、BS2、BS3為圓心、量測距離D1、D2、D3為半徑,來形成對應於三個基地台BS1、BS2、BS3之三個量測圓C1、C2、C3。較佳地,量測距離D1、D2、D3與量測圓C1、C2、C3可分別先由基地台BS1、BS2、BS3計算而得,再提供給行動裝置。或是基地台BS1、BS2、BS3獲得並計算部分資訊(譬如至少是抵達時間T1、T2、T3),再提供給行動裝置計算其他部分資訊(譬如是至少是量測圓C1、C2、C3)。
於步驟206中,量測圓C1、C2、C3中任二量測圓間相交於二交點,且二交點係形成一位置線,據以在三個量測圓C1、C2、C3間產生三條位置線L12、L13、L23。三條位置線L12、L13、L23之資訊可分別由基地台BS1、BS2、BS3計算而得,再提供給行動裝置,或是亦由行動裝置計算。
於步驟208中,於位置線L12、L13、L23與抵達線L1中,其任二者間係相交於一點,據以產生第一位置交點P1、P2、P3及P4,並再依據第一位置交點P1、P2、P3及P4獲得行動裝置之估測位置。較佳地,可透過量測圓C1、C2、C3共同交集的區域來形成一合適區域Zone,並從第一位置交點P1、P2、P3及P4中挑選位於合適區域Zone的交點為第二位置交點P1、P2與P3,以排除較不可能之位置交點,並可透過減少位置交點數量來簡化計算量。接下來,可將第二位置交點P1、P2與P3再代入不同之演算法中,例如一距離權重法、一排序平均法、一排序權重法以及一界限值法等,以計算行動裝置的估測位置。步驟208較佳由行動裝置實施,亦可由基地台實施。
值得注意的是,若沒有任何誤差,三條位置線L12、L13、L23與抵達線L1可能交於同一點,此即正確行動台的位置。然而,由於在非視距效應的影響下,第一位置交點會散落於某個範圍,與正確的位置有所誤差。再者,考慮到非視距效應,根據抵達時間並無法測量到直線視距的真正距離,亦即量測距離D1、D2、D3會大於真實距離,因此我們可以預期,真正的行動台位置,會落在這些根據量測距離所形成的量測圓C1、C2、C3的交集區域(亦即合適區域Zone)中。因此,透過從第一位置交點P1、P2、P3及P4中挑選位於合適區域Zone的交點為第二位置交點P1、P2與P3,可以較精確地計算行動裝置之估測位置。
綜合上述,根據無線通訊定位流程20,可以獲得三條位置線L12、L13、L23與一抵達線L1等相關資訊,進而估測行動裝置所在位置。此外,於計算的過程中,可更透過合適區域來過濾交點,以進一步增加精確度或簡少計算量。
進一步,第2圖所示之無線通訊定位流程20之步驟208,根據位置線L12、L13、L23以及抵達線L1,計算行動裝置之估測位置,更可衍生為一距離權重流程30,以繼續代入距離權重法而計算行動裝置之估測位置。如第3圖所示,其顯示依據一實施例之距離權重流程30,包含以下步驟:
步驟300:開始。
步驟302:依據複數個第二位置交點求得一平均位置。
步驟304:依據第二位置交點分別相對平均位置之複數個相對距離而獲得複數個權重值。
步驟306:依據複數個權重值以及複數個第二交點位置,計算行動裝置之估測位置。
步驟308:結束。
首先,將無線通訊定位流程20中位於合適區域Zone之複數個第二位置交點(於第1A圖之實施例中即為交點P1、P2及P3),代入距離權重流程30。為了方便起見,在此之後係將第二位置交點簡稱為交點;另外,在此之後所用的公式中,代號N代表所有交點之總共數量,而代號i代表所有交點中某一交點,且每一交點皆包含一X軸座標及一Y軸座標。
以第1A圖所示之實施例來說明,N=3且複數個交點係表示為P1(X1,Y1)、P2(X2,Y2)、P3(X3,Y3)。於步驟302中,利用公式計算所有交點之X軸座標平均值為,再利用公式計算所有交點之Y軸座標平均值為。於步驟304中,利用公式d i =,1 i N分別計算對應於交點P1、P2、P3之權重值d1、d2、d3。最後,於步驟306中,利用公式,即可分別計算行動裝置之估測位置(Xd,Yd)。
更進一步,第2圖所示之無線通訊定位流程20之步驟208,根據位置線L12、L13、L23以及抵達線L1,計算行動裝置之估測位置,更可衍生為一排序平均流程40,以繼續代入排序平均法算行動裝置之估測位置。如第4圖所示,其顯示依據一實施例之排序平均流程40,包含以下步驟:
步驟400:開始。
步驟402:依據複數個第二位置交點求得一平均位置。
步驟404:依據第二位置交點分別相對平均位置之複數個相對距離而獲得複數個權重值。
步驟406:根據一預設數值,選取複數個權重值為複數個排序權重值。
步驟408:依據複數個排序權重值對應之複數個第二交點位置,計算行動裝置之估測位置。
步驟410:結束。
值得注意地,排序平均流程40相似於距離權重流程30,即排序平均流程40之步驟402、404和距離權重流程30之步驟302、304相同,因此,排序平均流程40之步驟402、404將沿用距離權重流程30之相關說明,在此不贅述。在步驟406中,將前述N個權重值進行遞增排列,並於N個權重值中挑選前面M個為排序權重值。預設數值M滿足M=0.5*N,而當M不為整數時,可根據不同需求進行調整,例如在此實施例中M=0.5*3=1.5,若採用無條件進位法,係進一步取M值為2。因此,若d1<d2<d3,即挑選d1、d2(M=2)為排序權重值。接著,在步驟408中,根據M個排序權重值對應之M個交點位置,利用公式,即可計算M個交點之平均值作為行動裝置的估測位置(XM,YM)。
更進一步,如第2圖所示之無線通訊定位流程20之步驟208,根據位置線L12、L13、L23以及抵達線L1、計算行動裝置之估測位置,更可衍生為一排序權重流程50,以繼續代入排序權重法算行動裝置之估測位置。如第5圖所示,其顯示依據一實施例之排序權重流程50,包含以下步驟:
步驟500:開始。
步驟502:依據複數個第二位置交點求得一平均位置。
步驟504:依據第二位置交點分別相對平均位置之複數個相對距離而獲得複數個權重值。
步驟506:根據一預設數值,選取複數個權重值為複數個排序權重值。
步驟508:依據複數個排序權重值及其對應之複數個第二交點位置,計算行動裝置之估測位置。
步驟510:結束。
值得注意地,排序權重流程50相似於排序平均流程40,即排序權重流程50之步驟502到步驟506和排序平均流程40之步驟402到步驟406相同,因此,排序權重流程50之步驟502到步驟506將沿用排序平均流程40之相關說明,在此不贅述。在步驟508中,根據M個排序權重值以及其對應之M個交點位置,利用公式,即可計算行動裝置的估測位置(X,Y)。
更進一步,圖2所示之無線通訊定位流程20之步驟208,根據位置線L12、L13、L23以及抵達線L1,計算行動裝置之估測位置,更可衍生為一界限值流程60,以繼續代入界限值法算行動裝置之估測位置。如第6圖所示,其顯示依據一實施例之界限值流程60,包含以下步驟:
步驟600:開始。
步驟602:依據複數個第二位置交點之間之複數個相對距離求得一平均相對距離。
步驟604:分別將複數個相對距離與平均相對距離相比較以獲得複數個權重值。
步驟606:依據複數個權重值以及複數個第二交點位置,計算行動裝置之估測位置。
步驟608:結束。
在此實施例中,界限值流程60亦將在無線通訊定位流程20中位於合適區域Zone之複數個第二位置交點納入考量。為了方便起見,界限值流程60亦沿用距離權重流程30之基本假設,即第二位置交點改稱為交點,代號N代表所有交點之總共數量,代號i代表所有交點中任一交點,每一交點皆包含X軸座標及Y軸座標。於步驟602中,先計算N個交點中任二者間的相對距離為dmn,其中代號m與n代表N個交點中任意二點且滿足1≦m,n≦N;進一步,計算N個交點任二者對應之所有相對距離dmn之平均值,用來預設為一距離臨限值Dthr。在步驟604中,先預設複數個權重值Im、In來對應所有相對距離dmn,且複數個權重值之初始值均為零;進一步,比較所有相對距離dmn與距離臨限值Dthr之大小,若任一相對距離dmn小於或等於距離臨限值Dthr,則對應地將相對距離dmn之臨限權重值Im和In之值加1。在步驟606中,根據上述N個交點之座標及其對應之臨限權重值Ii,利用公式,即可分別計算行動裝置之估測位置(Xt,Yt)。
簡單來說,上述不同實施例將無線通訊定位流程20中位於合適區域Zone之複數個交點(第二位置交點),分別透過距離權重流程30、排序平均流程40、排序權重流程50以及界限值流程60等不同估算流程,用以估測行動裝置的估測位置。因此,本領域具通常知識者可將上述不同估算流程適性地修改/變化/組合,用來代入位於合適區域Zone之複數個交點,或是在計算時間允許下直接使用複數個第一位置交點,皆屬於本發明之範疇。
再者,為了比較本發明之無線通訊定位流程20和習知技術利用泰勒級數演算法求解複數個圓交點,將代入以下三種不同模擬模型中,用以顯示兩者的差異處。於以下的模擬範例中,三個基地台之座標分別假設為(0,0)、(1732,0)、(866,1500),其中所用之單位均為公尺,且針對不同的模擬模型均進行一萬次的試驗。以下進行不同模擬模型的說明。
第一種模擬模型為Circular Disk of Scatters Model(CDSM),其散射點的半徑預設為200公尺。在CDSM模型中,行動裝置和複數個基地台之傳輸間存在一個散射點,且散射點位於某一基地台之量測圓內。由於散射點的干擾,複數個基地台所量測的抵達時間和抵達角度均會有所差異。請參考第7圖,第7圖為本發明之一模擬範例與習知技術在CDSM模型中之差異的累積機率分布圖(Cumulative Distribution Function,CDF),其中為了簡潔明示,僅繪示出本發明(線交點)與習知(圓交點)透過距離權重流程30之示意圖,至於其他估算方法亦具有相類似的趨勢,可類推之。如第7圖所示,在相同的機率條件下,可以明顯地看出本發明所得之誤差距離可小於習知技術,也就是本發明之模擬範例可以提供較準確之行動裝置的估測位置。
再參考第8圖,第8圖為本發明之一模擬範例與習知技術在CDSM模型中所需計算時間之示意圖。如第8圖所示,經過一萬次的試驗下,本發明所需的計算時間均短於習知技術(計算時間相比之差值可達三倍),也就是本發明之估測行動裝置之模擬範例的計算時間可以優於習知技術,可有效降低計算過程中的複雜度。
再參考第9圖,第9圖為本發明之一模擬範例與習知技術在CDSM模型中估測位置均方根比較之示意圖。如第9圖所示,相較於本發明之距離權重流程30(其他流程可類推之,在此不贅述),習知技術(泰勒級數演算法)來估算行動裝置之估測位置,在固定的散射點半徑下,將得到較大的均方根誤差值,即利用習知技術來估測行動裝置將產生較大的誤差值,相對提供較低的準確性。
再者,第二種模擬模型為距離相依誤差模型,表示於抵達時間量測中,誤差距離和正確距離係為一比例關係,其包含一比例常數,至於抵達角度則假設於正負五度內均勻分布。請參考第10圖,第10圖為本發明與習知技術在距離相依誤差模型中依不同比例常數之示意圖。如第10圖所示,相較於本發明之距離權重流程30,習知技術之泰勒級數演算法在固定的比例常數下,會產生較大的均方根誤差值,即習知技術用來估測行動裝置亦具有較大的誤差值,相對提供較低的準確性。
再參考第11圖,第11圖為本發明之一模擬範例與習知技術在距離相依誤差模型中比例常數為0.13時之累積機率分布圖。如第11圖所示,比較本發明之距離權重流程30與習知技術之泰勒級數演算法,在相同的機率條件下,可明顯地看出本發明所得之誤差距離將小於習知技術,也就是本發明可以提供較準確之行動裝置的估測位置。
最後,第三種模擬模型為均勻分布模型,表示複數個基地台之抵達時間均勻分布於一固定區間內,至於抵達角度則假設於正負五度內均勻分布。請參考第12圖以及第13圖,第12圖為本發明之模擬範例與習知技術在均勻分布模型中依不同的固定區間上限值之示意圖,而第13圖為本發明之模擬範例與習知技術在均勻分布模型中固定前述之固定區間上限值的累積機率分布圖。類似於第二種模擬模型之分析結果,且如第12圖及第13圖所示,本發明之模擬範例相較於習知技術亦可提供較準確估測行動裝置的估測位置,在此不贅述。
綜上,根據三種模擬模型的分析結果,可知本發明之實施例所提出之距離權重法相較於習知技術之泰勒級數演算法,不但可有效降低計算複雜度(即具有較短之運算時間),更可較準確地估測出行動裝置之估測位置(即具有較小之誤差距離);同理,上述分析結果亦可類推於本發明之實施例所提出之排序平均法、排序權重法以及界限值法,以提供不同需求下其他更有效率的估測方法。
值得注意的,請再參考第1B圖,上述之實施例所述之流程可類推至應用於七個基地台BS1~BS7所構成之另一無線通訊定位系統12。更具體而言,可量測到七個基地台BS1~BS7分別所對應之七個抵達時間,用以求得七個量測距離以及七個量測圓。在此情況下,七個量測圓至多可產生二十一條位置線。此外,可獲得基地台BS1~BS7當中一者相對應之抵達角度與抵達線。最後,根據基地台BS1~BS7所產生之複數條位置線以及抵達線,並加入一合適區域的限制條件,即可估測行動裝置之估測位置。此合適區域同樣可選擇為七個量測圓共同交集的區域。若七個量測圓無法同時交集於一區域內,則可選擇最多的量測圓所交集的區域作為合適區域。更多詳細步驟可參考前述之無線通訊定位系統10、無線通訊定位流程20以及其相關的計算流程,在此不贅述。
值得注意地,請再參考第1A圖(三個基地台)以及第1B圖(七個基地台),來瞭解不同數目的基地台的無線通訊系統中,估測行動裝置之估測位置的差異性。於三個基地台的條件下,使用解圓交點可提供較佳的估測精準度,然而計算所需的複雜度相對可能較高。另一方面,若是使用複數條位置線時,雖然提供的估測精準度可能略差,但是可大幅降低計算的複雜度。另外,於七個基地台的條件下,使用解圓交點來計算所需的複雜度亦相對較高,雖然可使用較少的交點數,但是對應得到的估測精準度較差。然而,若是使用複數條位置線時,同樣具有較低的計算複雜度,雖然必須使用較多的交點數,但是透過合適區域(好比七圓交集的區域)來有效地篩選後,反而可得到較佳的估測精準度。考慮到上述差異,可以在不同的條件及使用者需求下,根據基地台之數目,彈性地使用解圓焦點或是複數條位置線之不同方案,並搭配合適區域之選用,亦或組合/變化上述所有條件,以提供較佳的估算精確度以及較低的計算複雜度,皆屬於本發明之範疇。
總而言之,上述實施例所提供之用於一無線通訊定位系統的無線通訊定位方法,藉由複數個基地台提供複數條位置線以及一抵達線,將上述條件交集下的複數個交點代入一距離權重法、一排序平均法、一排序權重法以及一界限值法,可計算行動裝置的估測位置。此外,可更透過合適區域來過濾交點,以進一步排除較不可能之位置交點以增加精確度或簡少計算量。因此,相較於習知技術中透過泰勒級數演算法來求解圓交點之方式而具有較複雜的計算方程式或較冗長的計算時間,上述實施例可有效地化簡計算的複雜度,提供較精準之誤差距離,並節省運算所需的硬體資源和時間。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10、12...無線通訊定位系統
20...無線通訊定位流程
200、202、204、206、208、210、300、302、304、306、308、400、402、404、406、408、410、500、502、504、506、508、510、600、602、604、606、608、610...步驟
30...距離權重流程
40...排序平均流程
50...排序權重流程
60...界限值流程
BS1~BS7...基地台
C1、C2、C3...量測圓
D1、D2、D3...量測距離
L1...抵達線
L12、L13、L23...位置線
P1、P2、P3及P4...交點
Zone...合適區域
第1A圖為本發明實施例一無線通訊定位系統之示意圖。
第1B圖為本發明實施例另一無線通訊定位系統之示意圖。
第2圖為本發明實施例一無線通訊定位方法之流程示意圖。
第3圖為本發明實施例一距離權重方法之流程示意圖。
第4圖為本發明實施例一排序平均方法之流程示意圖。
第5圖為本發明實施例一排序權重方法之流程示意圖。
第6圖為本發明實施例一界限值方法之流程示意圖。
第7圖為本發明之模擬範例與習知技術在CDSM模型中之差異的累積機率分布圖。
第8圖為本發明之模擬範例與習知技術在CDSM模型中所需計算時間之示意圖。
第9圖為本發明之模擬範例與習知技術在CDSM模型中估測位置均方根比較之示意圖。
第10圖為本發明之模擬範例與習知技術在距離相依誤差模型中依不同比例常數之示意圖。
第11圖為本發明之模擬範例與習知技術在距離相依誤差模型中比例常數為0.13時之累積機率分布圖。
第12圖為本發明之模擬範例與習知技術在均勻分布模型中依不同的固定區間上限值之示意圖。
第13圖為本發明之模擬範例與習知技術在均勻分布模型中固定前述之固定區間上限值的累積機率分布圖。
20...無線通訊定位流程
200、202、204、206、208、210...步驟

Claims (18)

  1. 一種無線通訊定位方法,用來獲得一行動裝置之一估測位置,該無線通訊定位方法包含有:獲得該行動裝置相對於複數個基地台當中之一基地台之一抵達角度(angle of arrival),並獲得從該基地台沿該抵達角度延伸之一抵達線;獲得該行動裝置分別相對該複數個基地台之複數個量測距離,並獲得該複數個量測距離分別對應之複數個量測圓;根據該複數個量測圓,產生複數條位置線;以及根據該複數條位置線以及該抵達線,計算該行動裝置之該估測位置。
  2. 如請求項1所述之無線通訊定位方法,其中根據該複數個量測圓,產生該複數條位置線之步驟,包含有:將該複數個量測圓中任二量測圓間之二交點連接成線,以產生該複數條位置線。
  3. 如請求項1所述之無線通訊定位方法,其中根據該複數條位置線以及該抵達線,計算該行動裝置之該估測位置之步驟,包含有:依據該抵達線及該複數條位置線,產生複數個第一位置交點;以及依據該複數個第一位置交點,計算出該行動裝置之該估測位置。
  4. 如請求項3所述之無線通訊定位方法,其中依據該複數個第一位置交點,計算出該行動裝置之該估測位置之步驟係包括:根據該複數個量測圓共同交集區域,產生一合適區域;從該複數個第一位置交點中,挑選位於該合適區域內者,作為複數個第二位置交點;以及依據該複數個第二位置交點,計算出該行動裝置之該估測位置。
  5. 如請求項4所述之無線通訊定位方法,其中依據該複數個第二位置交點,計算出該行動裝置之該估測位置係依據一距離權重法、一排序平均法、一排序權重法與一界限值法當中之一者來實施。
  6. 如請求項4所述之無線通訊定位方法,其中依據該複數個第二位置交點,計算出該行動裝置之該估測位置係包括:依據該複數個第二位置交點求得一平均位置;依據該第二位置交點分別相對該平均位置之複數個相對距離而獲得複數個權重值;以及依據該複數個權重值以及該複數個第二交點位置,計算該行動裝置之該位置。
  7. 如請求項4所述之無線通訊定位方法,其中依據該複數個第二位置交點,計算出該行動裝置之該估測位置係包括:依據該複數個第二位置交點之間之複數個相對距離求得一平均相對距離;分別將該複數個相對距離與該平均相對距離相比較以獲得複數個權重值;以及依據該複數個權重值以及該複數個第二交點位置,計算該行動裝置之該位置。
  8. 如請求項1所述之無線通訊定位方法,其中該抵達線係從該複數個基地台中之該基地台以該抵達角度延伸而得。
  9. 如請求項1所述之無線通訊定位方法,其中獲得該行動裝置分別相對該複數個基地台間之複數個量測距離之步驟,包含有:分別獲得該複數個基地台與該行動裝置之間之複數個抵達時間;以及根據該複數個抵達時間,分別產生對應該複數個基地台之複數個量測距離。
  10. 如請求項1所述之無線通訊定位方法,其中該複數個基地台係為三個基地台,其對應產生三個抵達時間、三個量測圓以及三條位置線。
  11. 如請求項1所述之無線通訊定位方法,其中該複數個基地台係為七個基地台,對應產生七個抵達時間、七個量測圓以及二十一條位置線。
  12. 如請求項1所述之無線通訊定位方法,其中該複數個基地台當中之該基地台係離該行動裝置最近之基地台。
  13. 如請求項4所述之無線通訊定位方法,其中根據該複數個量測圓共同交集區域,產生該合適區域之步驟,包含有:若該複數個量測圓無法同時交集於一區域內,選擇最多的量測圓所交集的區域作為該合適區域。
  14. 一種無線通訊定位方法,用來獲得一行動裝置之一估測位置,該無線通訊定位方法包含有:獲得一抵達線,該抵達線延伸通過複數個基地台當中之一基地台與該行動裝置;獲得該複數個基地台分別對應之複數個量測圓,其中該量測圓係依據該行動裝置分別相對該複數個基地台之複數個量測距離所產生;根據該複數個量測圓,產生複數條位置線;以及根據該複數條位置線以及該抵達線,計算該行動裝置之該估測位置。
  15. 如請求項14所述之無線通訊定位方法,其中根據該複數個量測圓,產生該複數條位置線之步驟,包含有:將該複數個量測圓中任二量測圓間之二交點連接成線,以產生該複數條位置線。
  16. 如請求項14所述之無線通訊定位方法,其中根據該複數條位置線以及該抵達線,計算該行動裝置之該估測位置之步驟,包含有:依據該抵達線及該複數條位置線,產生複數個第一位置交點;以及依據該複數個第一位置交點,計算出該行動裝置之該估測位置。
  17. 如請求項16所述之無線通訊定位方法,其中依據該複數個第一位置交點,計算出該行動裝置之該估測位置之步驟係包括:根據該複數個量測圓共同交集區域,產生一合適區域;從該複數個第一位置交點中,挑選位於該合適區域內者,作為複數個第二位置交點;以及依據該複數個第二位置交點,計算出該行動裝置之該估測位置。
  18. 如請求項14所述之無線通訊定位方法,其中該複數個基地台當中之該基地台係離該行動裝置最近之基地台。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI720758B (zh) * 2019-12-24 2021-03-01 聚眾聯合科技股份有限公司 功率定位方法及其功率定位裝置
US11265677B2 (en) 2019-12-24 2022-03-01 Gunitech Corp. Power positioning method and power positioning device thereof

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201352036A (zh) * 2012-06-07 2013-12-16 Novatek Microelectronics Corp 在無線廣域網路中定位出行動裝置的定位方法
US20170086080A1 (en) * 2015-09-18 2017-03-23 Huawei Technologies Co., Ltd. System and Method for Fast Beamforming Setup
CN106970379B (zh) * 2017-03-16 2019-05-21 西安电子科技大学 基于泰勒级数展开对室内目标的测距定位方法
US20200396710A1 (en) * 2018-01-05 2020-12-17 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Methods and devices for configuration of signaling associated with multiple aoa positioning
CN111989587B (zh) * 2018-04-19 2024-04-12 亚萨合莱有限公司 确定移动设备的位置
US20230189024A1 (en) * 2021-12-10 2023-06-15 T-Mobile Usa, Inc. Location simulation for wireless devices

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6901264B2 (en) * 2001-04-25 2005-05-31 Makor Issues And Rights Ltd. Method and system for mobile station positioning in cellular communication networks
US7395073B2 (en) * 2003-06-05 2008-07-01 Ntt Docomo Inc. Method and apparatus for location estimation using region of confidence filtering
GB0401767D0 (en) * 2004-01-27 2004-03-03 Koninkl Philips Electronics Nv Positioning systems
US7528776B2 (en) * 2007-03-22 2009-05-05 Nortel Networks Limited Beacon-assisted precision location of untethered client in packet networks

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI720758B (zh) * 2019-12-24 2021-03-01 聚眾聯合科技股份有限公司 功率定位方法及其功率定位裝置
US11265677B2 (en) 2019-12-24 2022-03-01 Gunitech Corp. Power positioning method and power positioning device thereof

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