CN101282573B - 用于自动产生接收信号强度分布图的无线通信*** - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种用于产生接收信号强度分布图的无线通信***，其包含多个第一移动装置、第二移动装置以及***端。***端与第二移动装置配合，以决定每一第一移动装置的坐标。当第一移动装置接收来自***端的信号时，第一移动装置会测出对应的接收信号强度。***端或第二移动装置可根据每一第一移动装置的坐标以及接收信号强度，自动产生接收信号强度分布图。

Description

用于自动产生接收信号强度分布图的无线通信***

技术领域

本发明涉及一种无线通信***，且特别涉及一种用于自动产生接收信号强度分布图的无线通信***。

背景技术

近年来，无线通信定位技术发展相当蓬勃，该项技术的应用范围也日渐广泛。举例而言，定位技术可应用于导航***、使用者所在位置信息管理、移动紧急定位***(Mobile Emergency Positioning)(例如美国手机对于E-911法规的相关定位要求)、物流管理、车队调动等。

一般无线通信***会预先建立接收信号强度分布图，用于定位移动装置。目前，建立接收信号强度分布图通常采用信号特征法(Fingerprint)。使用信号特征法建立接收信号强度分布图时，需要有整个定位环境的地图，并且要在整个定位环境中利用可检测信号的电子装置取样信号特征。当定位环境相当大时，利用信号特征法建立接收信号强度分布图就需要花费非常多的时间与成本。此外，当定位环境发生改变，若原先建立的接收信号强度分布图没有更新时，定位就会产生误差。

因此，本发明的范畴在于提供一种可自动产生接收信号强度分布图的无线通信***，以解决上述问题。

发明内容

本发明的范畴之一在于提供一种无线通信***(Wirelesscommunication system)，用于自动产生一接收信号强度分布图。

根据一较佳具体实施例，本发明的无线通信***包含多个第一移动装置、第二移动装置以及***端。***端与第二移动装置配合，以决定每一第一移动装置的坐标。当第一移动装置接收来自***端的信号时，第一移动装置会测出对应的接收信号强度。***端或第二移动装置可根据每一第一移动装置的坐标以及接收信号强度，自动产生接收信号强度分布图。

因此，本发明的无线通信***利用多个移动装置的坐标以及所述移动装置的接收信号强度，自动产生接收信号强度分布图。藉此，移动装置可藉由接收信号强度分布图快速地决定移动装置本身的坐标。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1示出了根据本发明一较佳具体实施例的无线通信***的功能方块图；

图2示出了图1的无线通信***自动产生的接收信号强度分布图的示意图；

图3示出了图1的无线通信***定位第一移动装置的示意图；以及

图4示出了根据本发明另一较佳具体实施例利用图1的无线通信***定位第一移动装置的示意图。

附图符号说明

1：无线通信***                     10：第一移动装置

12：第二移动装置                    14：***端

2：坐标***                         θ1-θn：角度

LA1-LAn、LB1-LBn：距离              CB1-CBn、C1-Cn：坐标

3：接收信号强度分布图

具体实施方式

请参阅图1以及图2，图1示出了根据本发明一较佳具体实施例的无线通信***1的功能方块图，图2示出了图1的无线通信***1所自动产生的接收信号强度分布图3的示意图。如图2所示，接收信号强度分布图3是坐标对应接收信号强度的分布图，用于根据接收信号强度决定坐标。在此实施例中，无线通信***1用于自动产生接收信号强度分布图3。

如图1所示，无线通信***1包含多个第一移动装置10、第二移动装置12以及***端14。其中，***端14可为基站(Base station)，但不以此为限。第一移动装置10以及第二移动装置12分别可为笔记本型计算机、个人数字助理(PDA)、导航装置、移动电话或其它类似移动装置。***端14可具有到达时间(Time of arrival，TOA)算法、到达时间差(Time differentce ofarrival，TDOA)算法、到达方向(Direction of arrival，DOA)算法、接收信号强度(RSS)算法以及其它类似无线定位算法的至少其中之一。第二移动装置12可具有TOA算法、TDOA算法、RSS算法以及其它类似无线定位算法的至少其中之一。当第一移动装置10接收来自***端14的信号，第一移动装置10可测出对应的接收信号强度。

请参阅图3，图3示出了图1的无线通信***1定位第一移动装置10的示意图。在此实施例中，***端14与第二移动装置12配合，以决定每一第一移动装置10的坐标。如图3所示，***端14预先建立坐标***2，其中，***端14位于坐标***2的原点，且坐标***2具有X轴以及Y轴。接着，***端14可利用TOA算法、TDOA算法或RSS算法决定***端14与每一个第一移动装置10之间的距离LA1-LAn，并且利用DOA算法决定每一个第一移动装置10对应X轴或Y轴的角度θ1-θn。在此实施例中，第二移动装置12的坐标CB1为已知。第二移动装置12可利用其所具有的TOA算法、TDOA算法或RSS算法决定第二移动装置12与每一个第一移动装置10的距离LB1-LBn。***端14可根据***端14与每一个第一移动装置10之间的距离LA1-LAn、每一个第一移动装置10对应X轴或Y轴的角度θ1-θn以及第二移动装置12与每一个第一移动装置10之间的距离LB1-LBn，决定每一个第一移动装置10在坐标***2上的坐标C1-Cn。藉此，可以得到每一个第一移动装置10的坐标C1-Cn。需注意的是，第二移动装置12的功能在于配合***端14，以更准确地定位第一移动装置10。此外，第二移动装置12的数量可以大于1，以增加定位的效率及准确度。

当每一个第一移动装置10接收来自***端14的信号，每一个第一移动装置10会测出对应的接收信号强度。接着，每一个第一移动装置10可将其对应的接收信号强度传送至***端14或第二移动装置12。因此，***端14或第二移动装置12可根据第一移动装置10的坐标C1-Cn以及第一移动装置10的接收信号强度，自动产生如图2所示的接收信号强度分布图3。

请参阅图4，图4示出了根据本发明另一较佳具体实施例利用图1的无线通信***1定位第一移动装置10的示意图。在此实施例中，无线通信***1具有三个第二移动装置12，每一第二移动装置12可分别具有TOA算法、TDOA算法、RSS算法以及其它类似无线定位算法的至少其中之一。第二移动装置12的坐标CB1-CB3为已知。如图4所示，三个第二移动装置12可利用其所具有的TOA算法、TDOA算法或RSS算法，并且利用三角定位算法相互配合，以决定第一移动装置10的坐标C1-Cn。三角定位算法为现有技艺之人可轻易达成，在此不再赘述。在实际应用时，第二移动装置12的数量可以大于3，以增加定位的效率及准确度。

当每一个第一移动装置10接收来自***端14的信号，每一个第一移动装置10会测出对应的第一接收信号强度。接着，每一个第一移动装置10可将其对应的接收信号强度传送至***端14或第二移动装置12。因此，***端14或第二移动装置12可根据第一移动装置10的坐标C1-Cn以及第一移动装置10的接收信号强度，自动产生如图2所示的接收信号强度分布图3。

接收信号强度分布图3用于定位目标移动装置(未显示)。当目标移动装置(未显示)接收来自***端14的信号，目标移动装置(未显示)会测出对应的接收信号强度。接着，目标移动装置(未显示)可根据其接收信号强度以及接收信号强度分布图3，决定目标移动装置(未显示)本身的坐标。值得注意的是，当第一移动装置10的数量越多，利用接收信号强度分布图3的定位方法就越准确。此外，当信号强度分布图3不足以准确地决定目标移动装置(未显示)的坐标时，可配合***端14及/或第二移动装置12所具有的无线定位算法，以更加准确地决定目标移动装置(未显示)的坐标。

在实际应用时，当接收信号强度分布图3的目标坐标(未显示)缺少对应的接收信号强度时，***端14或第二移动装置12可利用最小平方法，根据接收信号强度分布图3已有的坐标以及对应的接收信号强度，分别计算目标坐标的X坐标值所对应的接收信号强度以及Y坐标值所对应的接收信号强度。接着，将目标坐标的X坐标值所对应的接收信号强度以及Y坐标值所对应的接收信号强度两者平均，得出平均接收信号强度，以作为目标坐标的接收信号强度。当第一移动装置10移动到目标坐标时，再以实际的接收信号强度取代利用最小平方法计算出的接收信号强度。

在实际应用时，当无线通信***1加入新的第一移动装置10，或第一移动装置10移动到不同的坐标时，无线通信***1都可以藉此更新接收信号强度分布图3，进而使定位更准确，亦可不受环境改变的影响。此外，当接收信号强度分布图3已具有足够多的坐标以及接收信号强度作为样本时，可以选择性地使***端14及/或第二移动装置12的无线定位功能暂时停止，以节省电力成本。举例而言，第二移动装置12可每隔一段时间，根据信号强度分布图3在第二移动装置12的可定位范围内的完整性，选择性地使能(Enable)或禁止(Disable)第二移动装置12的无线定位功能，以节省电力成本。第二移动装置12的可定位范围取决于第二移动装置12所采用的无线标准。举例而言，超宽频(UWB)以及蓝牙(Bluetooth)的定位范围为10公尺；802.11b/g局域网络的定位范围为50-100公尺；须注意的是，第二移动装置12所采用的无线标准并不以此为限。

相较于现有技术，因此，本发明的无线通信***是利用多个移动装置的坐标以及所述移动装置的接收信号强度，自动产生接收信号强度分布图。藉此，移动装置可藉由信号强度分布图快速地决定移动装置本身的坐标。由于移动装置的数量日渐增长，因此本发明的无线通信***在建立接收信号强度分布图时将更有效率，花费的成本亦较低。此外，本发明的无线通信***可藉由更新接收信号强度分布图，使定位更准确，亦更不受环境改变的影响。

藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。因此，本发明所申请的专利范围的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (13)

1.一种无线通信***，包含：

多个第一移动装置；

一第二移动装置；以及

一***端，与该第二移动装置配合，以决定每一所述第一移动装置的一坐标；

其中，当每一所述第一移动装置接收来自该***端的信号，每一所述第一移动装置会测出一对应的接收信号强度，该***端或该第二移动装置可根据所述坐标以及所述接收信号强度，自动产生一接收信号强度分布图，

其中，第二移动装置的坐标已知。

2.如权利要求1所述的无线通信***，其中，该***端为一基站。

3.如权利要求1所述的无线通信***，其中，该***端具有下列无线定位算法的至少其中之一：一到达时间算法、一到达时间差算法、一到达方向算法以及一接收信号强度算法。

4.如权利要求1所述的无线通信***，其中，该第二移动装置具有下列无线定位算法的至少其中之一：一到达时间算法、一到达时间差算法以及一接收信号强度算法。

5.如权利要求1所述的无线通信***，该***端或该第二移动装置可以一最小平方法，根据所述坐标以及所述接收信号强度，计算一接收信号强度，该接收信号强度对应于该接收信号强度分布图的一目标坐标。

6.如权利要求3所述的无线通信***，该***端可根据该信号强度分布图，选择性地使能或禁止该***端的该至少一无线定位算法。

7.如权利要求4所述的无线通信***，该第二移动装置可根据该信号强度分布图，选择性地使能或禁止该第二移动装置的该至少一无线定位算法。

8.一种无线通信***，包含：

多个第一移动装置；

三个第二移动装置，每一所述第二移动装置相互配合，以决定每一所述第一移动装置的一坐标；以及

一***端；

其中，当每一所述第一移动装置接收来自该***端的信号，每一所述第一移动装置会测出一对应的接收信号强度，该***端或所述第二移动装置的其中之一可根据所述坐标以及所述接收信号强度，自动产生一接收信号强度分布图，

其中，第二移动装置的坐标已知。

9.如权利要求8所述的无线通信***，其中，该***端为一基站。

10.如权利要求8所述的无线通信***，其中，每一所述第二移动装置分别具有下列无线定位算法的至少其中之一：一到达时间算法、一到达时间差算法以及一接收信号强度算法。

11.如权利要求8所述的无线通信***，该***端或该第二移动装置可以一最小平方法，根据所述坐标以及所述接收信号强度，计算一接收信号强度，该接收信号强度对应于该接收信号强度分布图的一目标坐标。

12.如权利要求10所述的无线通信***，该***端可根据该信号强度分布图，选择性地使能或禁止该***端的该至少一无线定位算法。

13.如权利要求11所述的无线通信***，该第二移动装置可根据该信号强度分布图，选择性地使能或禁止该第二移动装置的该至少一无线定位算法。

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