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CN103140771A - 用于实时定位系统的频道分集、方法以及计算机程序产品 - Google Patents

用于实时定位系统的频道分集、方法以及计算机程序产品 Download PDF

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CN103140771A CN2011800426812A CN201180042681A CN103140771A CN 103140771 A CN103140771 A CN 103140771A CN 2011800426812 A CN2011800426812 A CN 2011800426812A CN 201180042681 A CN201180042681 A CN 201180042681A CN 103140771 A CN103140771 A CN 103140771A
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Abstract

本发明提供了通过用于发射和接收包括定位信号突发的位置确定信号的频道分集的、用于实时对象定位和位置确定的改进架构、系统、方法以及计算机程序产品。使用跨多个频道“跳跃”的小定位信号的短突发的信道化频率分集，来集体地产生准宽带位置确定信号。利用用于发射位置确定信号的定位信号的频道分集进行操作的对象标签要求低功率消耗，但是仍能够高效地提供用于可能位置确定的适当位置确定信号。

Description

用于实时定位系统的频道分集、方法以及计算机程序产品
技术领域
本发明的实施方式概括地涉及无线数据传输，并且更具体地，涉及使用用于实时定位系统的频道分集(frequency channeldiversity)、方法以及计算机程序产品的无线数据传输。
背景技术
位置确定对于商业和个人应用两者而言日益重要。实时定位系统(RTLS)被使用并依赖以便跟踪对象，诸如确定存储、运输、零售和/或制造情况下的对象的位置。无线发射机或标签一般被附着于或嵌入对象中，以向一个或多个无线接收机或读取器提供无线位置确定信号。可以使用关于和/或来自无线位置确定信号的信息来确定对象的位置。
许多传统和最近开发的实时定位系统通常受到类似问题的挑战，包括可用功率、信号强度、干扰以及可用带宽。一般地，从对象标签至接收机的无线位置确定信号的增加的可靠性将导致可用于确定对象位置的信息中的增加的准确度。增加无线位置确定信号的可靠性的一个方式是增加信号的带宽。然而，增加信号的带宽要求更多的能量(例如，电池功率)，要求增加的带宽可供使用，并且通常引起增加的干扰问题。许多实时定位系统还受到基础设施成本的挑战。正在改善的位置确定通常具有相应的成本增加，从而增加接收机的数目或使用更鲁棒的对象标签。
许多技术可用来实现与该技术和期望结果的相关应用相对应的不同实时定位系统。并且，已经对能够用于实时定位系统的各种技术进行了显著的改进。然而，即使鉴于可用技术和改进，仍期望对这些现有技术加以改进以解决各种技术的其余限制，并提供在某些情况下可能优选的备选技术。例如，在本领域中需要减少和/或避免了现有技术问题的、用于实时对象定位和位置确定的改进的架构、系统、方法以及计算机程序。同样地，例如，在本领域中需要在某些情况下可能优选的用于实时对象定位和位置确定的备选技术。
发明内容
根据前述背景，本发明的实施方式提供了通过使用频道分集用于以定位信号突发的形式发射和接收位置确定信号的、用于实时对象定位和位置确定的架构、系统、方法以及计算机程序产品，即每个位置确定信号是无线定位信号突发。本发明的实施方式可以有利地使用标签，其要求低功率消耗，但仍能够高效地提供用于可靠位置确定的适当位置确定信号。例如，通过使用频道分集窄带宽定位信号突发，可以使用比使用超宽带(UWB)传输更少的功率。同样地，例如，通过将频道分集跳频用于窄带宽定位信号突发，相比于在单个窄信道的情况下可能的而言，位置确定准确度得以改善。本发明的实施方式还可以有利地使用成品硬件和现有基础设施，这可以有助于降低成本并增加采用本发明的实施方式的应用的机会。在本文中进一步描述了将频道分集用于位置确定的附加优点。
提供了本发明的方法的实施方式，其基于用于由对象通过多个频道发射且被多个接收机接收到、并从所述多个接收机发射到计算机以执行位置确定的多个单独无线定位信号的数据，来确定对象的位置。另一实施方式的所述多个频道可以选自预定的一组可用频道。另一实施方式的所述多个单独无线定位信号可以是通过连续的一系列频道发射的。在另一实施方式中，可以以通过使用于通过频道中的一个发射的单独无线定位信号中的至少一个的来自所述多个接收机中的至少两个的数据相关来实现位置确定。备选地或另外，在另一实施方式中，可以通过将用于通过频道中的一个发射的单独无线定位信号中的一个的来自所述多个接收机中的一个的数据、和用于通过频道中的另一个发射的单独无线定位信号中的另一个的来自所述多个接收机中的另一个的数据相关，来实现位置确定。在另一实施方式中，如果不是确定对象的位置所需要的，诸如如果用于无线定位信号的数据不是从所述多个接收机中的至少三个发射的，则可以将该数据丢弃。例如，在某些实施方式中，如果数据被确定为在可接受的值范围之外，则可以将数据丢弃，并且可以基于来自所述多个接收机的数据来确定可接受的值范围。在另一实施方式中，可以编译单独无线定位信号中的两个或更多的数据载荷分区，以支持或补充位置确定。应明确地设想和理解的是，可以将多个所述实施方式的以上功能中的一个或多个组合，并且当并非固有地作为独有备选功能而被排除时，通常将其组合以实现本发明的功能的组合的各种实施方式。在这方面，还应明确地设想和理解的是，在本发明的实施方式中冗余和/或超定可能是优选的，以改善位置确定的准确度，并且因此并未固有地作为独有备选功能被排除，而是通常是附加功能。
提供了本发明的无线标签的实施方式，其包括控制器和无线发射机。控制器可以配置成生成多个定位信号，以便通过预定的一组可用频道中的多个频道进行集体单独传输。可以将无线收发机配置成在收到控制器的指令时通过多个频道来发射位置确定信号的定位信号，以使得通过预定的一组可用频道中的至少两个进行的定位信号的传输。在另一实施方式中，控制器可以配置成确定预定的一组可用频道中的一个是否在使用中，并且当该频道在使用中时，至少暂时地将该频道从用来发射所述多个定位信号的多个频道中排除。在另一实施方式中，可以将控制器配置成在所述多个定位信号中的两个或多个之间划分数据载荷，并且可选地，可以使数据载荷均匀分布在分区之间。此外，可以在预定的一组可用频道中的许多频道中的多个定位信号中的较少几个之间，划分数据载荷。在另一实施方式中，可以将控制器配置成使得无线发射机通过所述预定的一组可用频道中的至少两个连续频道来发射定位信号。在另一实施方式中，所述预定的一组可用频道可以包括十六个信道。另外或备选地，在另一实施方式中，所述预定的一组可用频道中的频道可以是5MHz信道。应明确地预期和理解的是，可以将多个所述实施方式的以上元件和功能多个组合，并且当并非固有地作为独有备选元件或功能时，通常将其组合以实现本发明的元件和/或功能的组合的各种实施方式。在这方面，还应明确地设想和理解的是，在本发明的实施方式中冗余和/或超定可能是优选的，用以改善位置确定的准确度，并且因此并未固有地作为独有备选元件和/或功能被排除，而是通常是附加元件和/或功能。
提供了本发明的接收机的实施方式，其包括无线接收机、控制器以及发射机。无线接收机可以配置成接收通过多个频道、诸如预定的一组可用频道中的多个频道发射的多个定位信号。控制器可以配置成确定所述多个定位信号中的每一个的定位数据。发射机可以配置成将所述多个定位信号的定位数据发射到中央计算机。在另一实施方式中，控制器可以配置成丢弃被确定为可接受的值范围之外的所述多个定位信号中的定位信号，诸如由控制器基于所述多个定位信号确定。在另一实施方式中，控制器可以配置成编译在所述多个定位信号中的两个或更多的数据之间划分的数据载荷，并且发射机可以发射该数据载荷。在另一实施方式中，所述接收机可以包括被配置成测量所述多个定位信号中的每一个的到达时间的定时器，控制器可以配置成使所述多个定位信号中的每一个与所述多个定位信号中的每一个的到达时间相关联，从而定义定位数据，并且发射机可以配置成将到达时间与所述多个定位信号中的每一个一起发射到中央计算机。在另一实施方式中，所述接收机可以包括被配置成测量所述多个定位信号中的每一个的到达时间的定时器，控制器可以配置成确定所述多个定位信号中的每一个之间的到达时间差，从而定义定位数据，并且发射机可以配置成将所述多个定位信号中的至少一个的到达时间和所述多个定位信号中的每一个之间的到达时间差发射到中央计算机。应明确地预期和理解的是，可以将多个所述实施方式的以上元件和功能多个组合，并且当并非固有地作为独有备选元件或功能通常将其组合，以实现本发明的元件和/或功能的组合的各种实施方式。在这方面，还应明确地设想和理解的是在本发明的实施方式中冗余和/或超定可能是优选的，以改善位置确定的准确度，并且因此并未固有地作为独有备选元件和/或功能被排除，而是通常是附加元件和/或功能。
下文描述本发明的以上参考的特性以及附加细节。同样地，下文还描述了用于位置确定的本发明的频道分集实时定位架构和相关系统、方法以及计算机程序产品的相应和附加实施方式，例如包括具有存储在其中以便由计算机实现位置确定的控制逻辑的非临时计算机可用存储介质的计算机程序产品。
附图说明
已如此大体描述了本发明的实施方式，现在参考附图，附图不一定按比例描绘，并且在所述附图中：
图1是根据本发明的至少一个实施方式的、基于频道分集来实现位置确定的多个参与实体的示意性方框图；
图2是根据本发明的至少一个实施方式的、表示频道分集定位信号突发的部分图；
图3是根据本发明的至少一个实施方式的、表示频道分集定位信号突发的另一部分图；
图4是根据本发明的至少一个实施方式的、频道分集位置确定的功能方框图；
图5是根据本发明的至少一个实施方式的无线标签的方框图；
图6A是根据本发明的至少一个实施方式的单信道接收机的方框图；
图6B是根据本发明的至少一个实施方式的多信道接收机的方框图；
图6C是根据本发明的至少一个实施方式的宽带接收机的方框图；
图7是根据本发明的至少一个实施方式的、可以用来基于频道分集而促进位置确定的计算机的方框图；
图8是根据本发明的至少一个实施方式的、表示位置确定信号的方框图；
图9是根据本发明的至少一个实施方式的、表示两个位置确定信号的方框图；以及
图10是根据本发明的至少一个实施方式的、表示位置确定信号的方框图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图来更全面地描述本发明的实施方式，其中示出了本发明的某些而不是所有实施方式。事实上，可以以许多不同的形式来体现本发明的实施方式，且不应将其理解为局限于在本文中所阐述的实施方式；而是，提供这些实施方式，使得本公开将满足可适用的法定要求。相同的参考标号自始至终指示相同的元件。本文所使用的术语“数据”、“内容”、“信息”以及类似术语可以互换地使用，以指示能够根据本发明的实施方式被发射、接收、操作和/或存储的数据。此外，提供本文所使用的术语“示例性”并不是为了传达任何质量评定，而是仅仅传达示例的举例说明。
虽然下文参考多个示例性实施方式来详细地描述本发明，但根据以下描述将理解的是，对于实时定位位置确定的许多类型的对象和各种实际应用，可以将其用于本发明的实施方式且其可以受益于本发明的实施方式，诸如确定储存中的产品的位置、运输中的车辆、装运中的包裹、零售店中的库存、制造厂中的零件、农场或牧场上的动物、停车场或车库中的汽车、家中的蜂窝电话或遥控器、医院中的病人或设备以及营业所中的移动和/或便携式资产(例如，视频投影仪、膝上型计算机、打印机等)。通常，位置确定可能对其有益的任何类型的物理对象都可以采用本发明的实施方式。本发明的实施方式不限于特定对象、应用或环境。此外，本发明的实施方式以许多方式是可升级的，诸如基于定位数据的期望距离传输和准确度。
本发明的实施方式提供了使用频率信道分集以便以定位信号突发的形式(即每个位置确定信号是无线定位信号突发)发射和接收位置确定信号的、用于实时对象定位和位置确定的架构、系统、方法以及计算机程序产品。本文所使用的频道分集是指，使用多个频道来发射单独的无线信号(即，无线信号的信道化)以及跳频的关联概念。例如，可以将无线位置确定信号信道化为多个窄频带中的单独定位信号，共同地但以突发形式跨较宽频带单独地发射，即位置确定信号可以是频道分集定位信号突发。下文更详细地描述本发明的实施方式的频道分集。
通过使用频道分集，本发明的实施方式可以使用需要低功率消耗的对象标签，但是仍可以高效地提供用于可靠位置确定的适当定位信号。例如，通过使用频率信道分集窄带宽位置信号，可以使用比使用超宽带(UWB)传输更少的功率。例如，IEEE 802.15.4a对象标签可以在信标或发射模式下有效地操作，用于本发明的实施方式的频道分集在2.4GHz频带中的十六个5MHz信道上，具有250kbps的数据速率和15.36ms的脉冲间距，具有1mW的无线功率输出。
通过以跳频的形式使用频道分集窄带宽信道化定位置信号，相比于在单个窄信道信号的情况下可能的情况而言，针对本发明的位置确定准确度得以改善。多个频道的使用实现了用于位置确定的测量数据的分集。一般地，随着测量数据的分集的增加，位置确定的准确度也增加。因此，通过跨较宽频带单独地将窄频带中的多个位置信号信道化，本发明的实施方式能够创建伪超宽带(或伪宽带)位置确定信号，并且使用低功率超宽带(UWB)信号来实现定位数据的质量和准确度。此外，本发明的实施方式采用两个形式的分集，即频率和时间，两者都可以改善位置确定的准确度。
本发明的实施方式可以将多个窄频带用于一个或多个较宽频带内的信道。信道的窄频带可以全部在单个较宽频带中，诸如ISM 2.4GHz频带。备选地，信道的窄频带可以在多个频带内，诸如从超高频(UHF，300MHz到3GHz)带以及从特高频(SHF)5.8GHz频带。例如，本发明的实施方式可以使用多个900MHz信道和多个2.4GHz信道。本发明的另一示例性实施方式可以使用三个单独的2.4GHz 802.b/g/h信道和八个5GHz 802.a信道作为预定的一组可用频道。本发明的另一示例性实施方式可以将6GHz超宽带脉冲信标与2.4GHz ISO 24730直接序列扩展频谱(DSSS)信标，其中，UWB对于定位准确度而言是有利的，诸如在视线(line-of-sight)可用的情况，以及在ISO 24730提供更好覆盖度的情况下，诸如在杂乱环境中和在长距离内。频带可以是由管理主体和/或标准组织分配的，诸如根据其中使用本发明的实施方式的国家。此外，可以针对对由本发明的实施方式和本发明的实施方式的特定应用所应用的跳频技术的最佳使用来选择频带，从而以避免在特定操作环境中具有已知干扰的频带。
类似于现有实时定位系统，本发明的实施方式可以使用各种形式的数据和相应算法来确定对象的位置，诸如到达角度(AoA)、视线(LoS)、到达时间(ToA)、到达时间差(TDoA)或差分到达时间(DToA)、感知信道功率指示符(RCPI)、接收信号强度指示(RSSI)、飞行时间(ToF)以及其组合。到达时间(ToA)、到达时间差(TDoA)以及接收信号强度指示(RSSI)可能是最常使用的。另外，可以将本发明的实施方式与其他形式的分集组合，以进一步提高或改善位置确定的准确度。例如，可以将本发明的实施方式与多个接收天线空间分集或标签射频辐射极化分集组合。
本发明的实施方式可以使用窄带宽信道类型无线发射机和接收机或者组合的发射机和接收机(即，收发机(XMTR)或发射机应答器(XPDR))。此类设备通常具有比宽带和超宽带(UWB)对等物更低的成本和功率消耗。本发明的实施方式还可以有利地使用成品硬件和现有基础设施，诸如上述IEEE 802.15.4a专用集成电路(ASIC)标签，其可以特别有助于降低成本。除IEEE 802.15.4a产品之外，也可使用其他市售产品，诸如备选ASIC或FPGA产品，并且诸如被指定为根据加利福尼亚州San Ramon的ZigBee Alliance的ZigBeeTM规范进行操作的产品。
除利用在多个波段中可用的可承受收发机之外，本发明的实施方式还可以利用兼容基础设施。例如，智能功率表和电力网管理提供了用于将用于备选应用的无线基础设施组合，以同样地用于位置确定的机会。在可以表征为本地电力网管理的一部分的一个特定示例中，用于住宅和/或商业应用的LED灯可以装配有根据IEEE802.15.4a、ZigBee或类似规范操作的收发机。马萨诸塞州的安杜佛市和新泽西州的萨默塞特市的菲利普电子北美公司正在开发此类产品，该公司是荷兰阿布斯特的的Koninklijke Philips Electronics N.V.的子公司。LED灯的收发机可以用来控制LED灯的照明，诸如用于开启和关闭LED灯或使其变暗。以这种方式，可以无线地控制每个LED灯，例如，使用网状网络架构与LED灯、并且在LED灯之间进行通信。在本发明的实施方式的示例性应用中，可以使用具有收发机的一个或多个LED灯作为频道分集接收机，来确定对象的位置。例如，家中的LED灯收发机可以用来对遥控器进行定位，诸如在沙发垫之间丢失的电缆、卫星或TV遥控器，或者对宠物进行定位，诸如藏在床下的猫身上的项圈。此外，网状网络架构可以有利于提供定位数据的冗余和/或超定(overdetermination)，虽然可以将任何一个或多个接收机配置和通信架构用于本发明的实施方式。更一般地，还可以使用针对诸如LED灯收发机或网状网络通信的其他应用建立的硬件和联网基础设施作为本发明的实施方式的定位基础设施。
图1是根据本发明的至少一个实施方式的基于频道分集来实现位置确定的多个参与实体的示意性方框图。相对于多个接收机1、2、3、…n 101、102、103、104图示出单个资产或对象标签110。例如，例如，可以将对象标签110定位在接近于接收机1至n 101、102、103和104且与之成一直线，并且其可以合作以提供对象标签110相对于接收机1至n 101、102、103、104的位置确定，其中的至少一个可以相对于操作环境或在较大的物理和/或地理尺度具有已知的位置，因此，通过外推法，还可以相对于操作环境或在较大的物理和/或地理尺度来确定在110处的对象标签的位置。对象标签110将至少包括用于通过多个频道来集体地但单独地发射位置信号突发的无线发射机。参考图5，提供了本发明的对象标签的实施方式的更多细节。接收机1至n 101、102、103、104将同样地至少包括用于通过多个频道来集体地接收定位信号突发的无线接收机。参考图6，提供了本发明的接收机的实施方式的更多细节。
在操作中，并且参考图4，对象标签110将生成多个单独无线定位信号，如在方框404中所标识的。每个定位信号可以提供相同的基本信息，因为定位信号被用于位置确定而不是通信。当在传统上已使用信道化信号时，单个信号的分区通过多个信道来承载不同的数据载荷，以创建单个信号传输，诸如用于通信，由此，信道分区承载相对大且不同的数据载荷以发射信号从而实现通信，即将关于每个信道的不同信息信道化，其通常是同时地和/或与其他信号传输同时地从通信网络上的其他“说话者”发射的。通过比较，当本发明的实施方式针对位置确定进行操作时，单独定位信号并不需要承载大的或不同的数据载荷。相反，在多个频道上在短时间段内反复地发送相同或类似的小定位信号，从而提供获得发射定位信号的标签和/或对象的更准确位置确定的能力。本发明的实施方式使用小定位信号的短突发的信道化频率分集，其跨越多个频道“跳跃”以集体地产生准宽带位置确定，其可以更准确地测量时间，并且因此与传统上在窄频带中使用单个位置确定信号可能的情况相比，更准确地对发射标签和/或对象进行定位，并且与传统上使用宽带或超宽带(UWB)位置确定信号可能的情况相比使用较低的功率消耗。
虽然位置确定信号的每个定位信号通常提供被用于位置确定的相同基本信息，但本发明的实施方式的位置确定信号的定位信号在某些方面可以不同。例如，位置确定信号的定位信号可以由于网络开销、数据载荷差异以及可接受数据截断而不同，诸如标签ID的仅发射部分，以减少总体信号载荷和所需的网络吞吐量。更具体地，每个定位信号通常将包括用以识别发射位置确定信号的定位信号的特定标签的信息。这可以是用于标签的识别(ID或UID)号，例如牌照号(LPN)。此信息可以在用于定位信号的ID字段中。另外，位置确定信号的一个或多个定位信号可以包括附加数据，在本文中称为数据载荷。数据载荷(如果包括的话)可以在用于定位信号的数据字段中。
如在方框410中所标识的，通过多个频带进行的多个定位信号的传输和跳频，这可以根据任何一个或多个不同的连续、算法、伪随机和随机方式发生。一般而言，对象标签的硬件和/或控制器将在多个频道上进行操作。此外，对象标签的硬件和/或控制器还可以定义可以使用的预定的一组可用频道。例如，如上所述，如果对象标签包括IEEE 802.15.4a收发机，则对象标签可以在2.4GHz频带中的十六个5MHz信道上进行操作，其具有250kbps数据速率和15.36ms的脉冲间距，具有1mW的无线功率输出。此硬件配置可以定义预定的一组可用频道。备选地，如果本发明的实施方式的应用使用具有此硬件配置的对象标签但现有操作已使用十六个16频道中的一个或多个，则还可以将硬件和/或控制器配置成定义预定的一组可用频道，其是可以被对象标签使用的十六个16频道的剩余可用子集。
图2和3是根据本发明的实施方式的表示频道分集定位信号的部分图。在图2的示例性频率图中，跳频理想地跨连续的一系列信道A、B、C、D…N连续地发生，诸如按照数值数据顺序。图3的示例性频率图图示出多个可能的跳频算法。例如，理想地，跳频还可以跨连续的一系列信道A、B、C、D、…N连续地发生，但是，诸如由于高度使用或其他频繁干扰，如果被确定为在使用中或不可靠，某些信道可以被跳过或忽略，导致相继的非连续的一系列信道A、D、E、G、…N。备选地，跳频可以是算法或伪随机的，并且导致跨非连续的一系列信道A、D、E、G、…N的顺序传输。备选地，跳频可以导致跨非连续的一系列信道G、H、F、E、D(未示出)的顺序传输或跨非连续的一系列信道A、G、E、D、F、C、…N(未示出)的非顺序传输。所述跳频信道系列仅仅是示例性的，可以将如在方框410中标识的包括多个频带上的多个定位信号的突发的位置确定信号的任何跳频用于本发明的实施方式。
包括根据本发明的实施方式通过多个频道发射的多个定位信号的突发的位置确定信号优选地在持续时间方面足够短，以表示正在被跟踪的对象的近固定(点)位置)。例如，使用单个IEEE 802.15.4aASIC收发机的对象标签可以在每十六个信道的仅245.76毫秒或15.36ms脉冲间距中在十六个频道上发射定位信号的跳频突发。在另一示例中，使用单个IEEE 802.15.4a ASIC收发机的对象标签，可以在每十六个信道的仅230.4毫秒或14.4ms脉冲间距中在十六个频道上发射定位信号的跳频突发。本发明的实施方式可以将任何长度用于不同的多个频道突发。理想地，将在相同或近相同的物理位置处在所涉及的多个频道上发射用于位置确定信号的所有定位信号。这样，可以说，对象标签可以“闪烁”以发射包括定位信号突发的位置确定信号，使得可以由接收机获得多个位置解，每个信道一个位置解。对于潜在地较快移动的对象而言，较短的突发持续时间是优选的。对于预期的较慢移动的对象而言，较长的突发持续时间是可能的。例如，如果预期对象标签将停在固定位置处，则定位信号的跳频突发可以具有任何合理长度的持续时间，因为并不期望标签正在移动。根据本发明的实施方式的更鲁棒标签可以包括多个发射机以同时地对多个频道的子集进行跳频以减少总突发持续时间，从而在用于单个发射机的总时间的四分之一内，以四个信道的四个子集通过十六个信道来发射具有定位信号的位置确定信号，以通过十六个信道来发射16个定位信号。可以将根据此类实施方式的智能标签称为多信道发射机标签。根据本发明的实施方式的智能标签可以具有关于标签的移动的信息，诸如从标签接收到或者由标签例如加速度计确定的信息。用移动信息，根据本发明的实施方式的智能标签的控制器可以能够针对位置信号的跳频突发而动态地调整(更短或更长)持续时间。并且，为了改善位置确定准确度，对象标签可以连续地闪烁多次，以提供附加位置解和/或有目的地实现对象的位置的超定。本发明的实施方式可以使用多种定位数据处理算法来确定对象的位置，诸如求平均、中值滤波以及Kalman滤波。对象标签还可以周期性地闪烁，因此，可以在较长时间段内监视对象的位置。
除生成包括定位信号突发的位置确定信号，并且潜在地将数据载荷嵌入一个或多个定位信号中之外，对象标签110可以主动地管理被用于定位信号突发的多个频道，从而确定可用频道，如在方框408中所标识的。例如，对象标签110可以减少频道和在其上发射的定位信号的数目，以减少与那些频道中的其他用户的潜在干扰。可以预先确定频道数目的此类减少以定义一组可用频道，或者可以动态地执行以排除一个或多个频道。此外，例如，对象标签可以进行“侦听”以确定频道是否正在被使用，并且如果是，则暂时将该频道从被用来发射多个定位信号的突发的多个频道中排除。这将帮助避免与其他传输的干扰并允许互操作性。如果某些事项正在频道之一中操作，则对象标签在跳跃期间跳过该频道。在本发明的示例性实施方式中，对象标签110可以包括处理器或控制器，其根据或类似于载波侦听多路访问(CSMA)协议进行操作，并且可以有利地用诸如CSMA CA的冲突避免(CA)进行操作，以主动地管理被用于发射定位信号的频道以使与其他传输的相干干扰最小化。本发明的另一实施方式的对象标签的智能控制甚至可以进行“侦听”，以确定任何频道是否被频繁地使用，并且应避免尝试在某个时间段内使用频道。这可以防止反复地检查特定频道，只是为了查明且频繁地或连续地在使用中，并且不可用于来自对象标签的定位信号突发的定位信号的传输。作为管理被用于定位信号的跳频突发的多个频道的结果，对象标签可以通过预定的一组可用频道中的多个频道的不同子集来发射定位信号突发中的位置确定信号。
如果在位置确定信号的一个或多个定位信号中包括(嵌入)了数据载荷，如在方框406中所标识的，以使所需网络吞吐量最小化，则对象标签110可以使发送数据载荷最小化，从而仅在位置确定信号的定位信号中嵌入数据载荷的有限数目的实例，诸如比定位信号的数目小一倍或两倍或某个其他倍数。例如，如图8中所示，在位置确定信号800的每个定位信号中可以不重传在位置确定信号800中发射的数据载荷XYZ 824，而是遍及定位信号的整个跳频突发仅仅发射四次，并且可以在位置确定信号800的每个定位信号中仅发射标签ID 820(或其所需部分)和所需网络报头801、802、803、804、805、806、807、808、809、810、812、813、814、815、816。此外，根据本发明的实施方式操作的对象标签110可以在两个或更多位置确定信号中的每一个的定位信号中的一个或多个之间划分数据载荷。例如，如图9中所示，数据载荷可以分散在两个位置确定信号900、930的定位信号之间，此类两个较小数据载荷924(2的部分1)和926(2的部分2)将减少承载数据载荷的定位信号的广播时间。同样地，可以在比预定的一组可用频道的频道数目少的位置，确定信号的定位信号之间划分和/或重复数据载荷，从而解决一个或多个频道可能在使用中、且在定位信号突发中可能包括少于所有频道的可能性，从而保证在即使没有使用所有频道时仍可以发射整个数据载荷。如果十六个频道是可用的，则可以在诸如12个定位信号的2至15个定位信号之间、或者更一般地在2至N-1个定位信号之间划分和/或重复数据载荷，其中N是可能可用频道的数目。例如，图10图示出一实施方式，其中将数据载荷分成6部分1031、1032、1033、1034、1035、1036，且每个部分在位置确定信号1000的总共12个定位信号范围内被重复两次。更进一步地，对象标签110可以尝试通过在通过多个频道发射的定位信号之间划分(分割)数据来平衡数据载荷。这种方法可以是所涉及的多个频道中的每一个上的定位信号的广播时间最小化。并且，特别是如果包括数据载荷，则接收机可以将已确认接收的确认(ACK)发送到位置确定信号的定位信号或数据载荷，诸如在方框423中所标识的。接收机可以例如基于标签ID和循环冗余校验(CRC)来确认定位信号。为了使所需网络吞吐量最小化，可以仅在在用于位置确定信号的定位信号或定位信号突发中检测到数据载荷或其分区时，才发送定位信号的确认。
再次返回参考图1的示意性方框图和图4的功能方框图，对象标签110闪烁以通过多个频道来发射定位信号突发，如在方框410中所标识的，诸如在预定义的一组可用频道的多个频道的连续或非连续序列中。如果在来自对象标签110的定位信号的传输范围内、且在视线内或者在没有无线传输堵塞的情况下，接收机1至n 101、102、103、104应接收通过多个频道发射的定位信号，如在方框412中所标识的。由于接收机1至n 101、102、103、104的差异，诸如位置、视线以及干扰，每个接收机可能未接收到位置确定信号的所有已发射定位信号。可以将由接收机1至n 101、102、103、104接收到的定位信号用于位置确定，如在本文中进一步描述的。根据由本发明的实施方式用于位置确定的定位算法的类型(例如，AoA、ToA、DToA、RSSI等)，接收机可以将接收机或中央计算机所使用的附加信息记录或确定为定位数据。例如，接收机可以包括定时器，其还可以是时钟，并且测量定位信号的到达时间，如在方框414中所标识的。接收机然后可以使所述多个定位信号中的每一个与所述多个定位信号中的相应的一个的相应到达时间相关联。
接收机1至n 101、102、103、104将位置确定信号的定位信号和/或定位数据(例如，到达时间)发射到中央处理位置，如在方框424中所标识的，从而到中央计算机120的处理器或控制器122，其中，可以根据由中央计算机120从多个接收机1至n 101、102、103、104接收到的数据来执行位置确定，如在方框434中所标识的。可以将接收机1至n 101、102、103、104直接连接到中央计算机120，诸如通过接收机1至n 011、102、103、104与中央计算机120之间的有线或无线通信。例如，中央计算机120可以包括无线收发机或接口126，以从接收机1至n 101、102、103、104的无线发射机接收数据传输。另外，可以使用总线123来将接收机直接耦合到中央计算机120。备选地，可以将接收机1至n 101、102、103、104间接地连接到中央计算机120，诸如通过网络130或中央计算机120的网络接口或通信接口124。此外，可以将接收机1至n 101、102、103、104间接地连接到120处的中央计算机，诸如通过例如在图1中被示为接收机101和接收机101之间的串联连接的接收机1至n101、102、103、104之间的网络通信。本发明的备选实施方式可以使用多种网通信架构中的一个或多个，诸如直接、串行、并行、网状以及树形网络通信架构，以在接收机之间和/或在接收机与中央处理位置之间进行通信，以及使用一个或多个多部件架构，诸如采用一个或多个总线架构。虽然在图1中用作为与接收机中的任何一个分开的实体的中央计算机120图示出中央处理位置，但本发明的备选实施方式可以包括，在接收机中的一个或多个处由中央计算机120执行的硬件的全部或一部分，并且具有共同操控的中央处理位置的单个中央处理位置。
如图4中所示，接收机1至n 101、102、103、104可以执行附加功能。例如，接收机可以确定定位信号之间的一组时间差，如在方框416中所标识的。如果由接收机确定到达时间差，则接收机不需要将用于定位信号的每个到达时间发射到中央处理位置，但是只需发射所述多个定位信号中的至少一个的到达时间、和发射了其到达时间的所述一个定位信号与其他多个定位信号或串行序列之间的到达时间差，该串行序列包括所述多个定位信号中的每一个，该多个定位信号包括发射了其到达时间的所述一个定位信号。例如，如果存在4个定位信号A、B、C和D，则可以用A的ToA或{AB、AC、AD}之间的一组到达时间差，来表示那些信号的TDoA，或者用A的ToA和{AB、BC、CD}之间的一组到达时间差来表示。任一组数据集将允许用于全部4个定位信号的ToA数据的计算。在接收机处执行此类处理可以使用于位置确定的处理分散，并且减少集中式处理位置上的处理载荷，并且潜在地减少网络通信业务。无论是测量定位信号的到达时间、确定定位信号之间的到达时间差还是执行另一基于定位的功能，接收机都将确定用于所述多个定位信号的某些定位数据，如在方框420处所示，可以将其发射到中央处理位置并由中央处理位置用于位置确定。接收机还可以对如在方框418中所标识的不可靠定位信号或不可靠位置确定信号进行滤波或将其丢弃。例如，如果接收机不能确认定位信号，则接收机可以将定位信号丢弃。如果接收机确定用于定位信号的数据在可接受值范围之外，则接收机可以将定位信号丢弃，诸如如果飞行时间如预期的两倍长，则可以将定位信号丢弃作为潜在反射。接收机可以基于由接收机接收到的多个定位信号来确定用于定位信号的可接受值范围。例如，如果接收机接收到十六个定位信号的突发，则接收机可以对用于全部十六个定位信号的信号强度求平均，并且如果定位信号中的一个具有超过在用于全部十六个定位信号的平均信号强度以上或以下的预定范围(例如，5％、预定值或量值或任何其他函数)的信号强度，则接收机可以将外层定位信号丢弃。可以基于接收到的定位信号的任何数目的特点，并根据任何数目的相应函数，来实现各种附加或备选选择和滤波，包括对用于不可靠位置确定信号的任何可用定位信号进行滤波或将其丢弃。另外，如果在定位信号中的一个或多个中包括数据载荷或其分区，则接收机可以从所述一个或多个位置信号确定(提取)数据载荷，如在方框422中所标识的。如果在用于位置确定信号的通过多个频道发射的定位信号之间划分数据载荷，则接收机可以编译数据载荷分区。
如上所述，接收机1至n 101、102、103、104将位置确定信号的定位信号和/或定位数据(例如，到达时间)发射到中央处理位置，如在方框424中所标识的，诸如到中央计算机120的处理器或控制器122，其中，可以根据由中央计算机120从多个接收机1至n 101、102、103、104接收到的数据来执行位置确定，如在方框434中所标识的。中央计算机120从接收机1至n 101、102、103、104接收定位信号和/或定位数据，并且如果其被嵌入一个或多个位置确定信号的定位信号中的话还可能还有数据载荷，如在方框425中所标识的。类似于接收机1至n 101、102、103、104，中央计算机120还可以对如在方框426中所标识的不可靠定位信号或不可靠位置确定信号进行滤波或将其丢弃。例如，如果从所述多个接收机中的至少三个未发射定位信号或用于定位信号的数据，则中央计算机120可以不同地对该信号进行加权，或者将该定位信号或其相应的位置确定信号一起丢弃。如果中央计算机120确定用于定位信号的数据在可接受值范围之外，则中央计算机120可以将定位信号丢弃，诸如如果飞行时间为预期的两倍长，则可以将定位信号丢弃作为潜在反射。中央计算机120可以基于多个定位信号或从接收机接收到的用于多个定位信号的数据，来确定用于定位信号的可接受值范围。例如，中央计算机120可以对用于来自接收机中的一个或多个的所有定位信号的信号强度求平均，并且如果定位信号中的一个具有超过在平均信号强度以上或以下的预定范围(例如，3％、预定值或两只或任何其他函数)的信号强度，则中央计算机120可以将外层定位信号丢弃。可以基于接收到的定位信号的任何数目的特点并根据任何数目的相应函数，来实现各种附加或备选选择和滤波，包括对用于不可靠位置确定信号的任何可用定位信号进行滤波或将其丢弃。另外，如果在位置确定信号的定位信号中的一个或多个中包括数据载荷或其分区，则中央计算机120可以从位置确定信号的一个或多个定位信号确定(提取)数据载荷，如在方框432中所标识的。如果在位置确定信号的通过多个频道发射的定位信号之间划分数据载荷，则中央计算机120可以对数据载荷分区进行编译。如果在至少两个位置确定信号的定位信号之间划分数据载荷，如上所述，则中央计算机120可以对来自位置确定信号的数据载荷分区进行编译。
中央计算机120确定对象的位置，如在方框434处所示。为了确定对象的位置，中央计算机120可以根据一个或多个位置确定信号的定位信号和/或定位数据来确定定位数据，如在方框430中所标识的。例如，少于所有接收机可以确定用于由该接收机接收到的所述多个定位信号的定位数据，如在方框420处所示。结果，中央计算机120可能需要根据定位信号来确定定位数据，类似于由接收机用来根据定位信号确定定位数据的方法。此外，中央计算机120可以根据在方框420处由接收机确定的初步定位数据来确定附加定位数据。此外，为了确定对象的位置，120处的中央计算机可以将用于一个或多个定位信号的频道的来自接收机的数据进行相关，如在方框428处所示。例如，可以使用于通过频道中的一个发射的定位信号中的至少一个的来自接收机中的至少两个的定位数据相关。将用于一个或多个定位信号的一个或多个频道的、来自多个接收机的数据进行相关，这是指用于实时定位位置确定的各种方法的底层计算，诸如计算每个接收机与对象之间的距离，且然后计算距离的可能交集以确定对象的位置。为了将来自多个接收机的数据进行相关，120处的中央计算机通常将使用于每个接收机的固定定位数据可用。另外，本发明的实施方式还可以应用各种已知和未来开发的位置确定功能和改进，诸如校正接收机之间的时钟漂移。此外，本发明的实施方式可以依赖于不止一个定位方法，诸如ToA和RSSI或DToA和RSSI。
图4还将方框404、406、408和410的功能示为集合400。此图示参考本发明的实施方式，其中，由对象标签来执行方框404、406、408和410的功能中的每一个。功能框412、414、416、418、420、422、423和424被示为参考其中由接收机来执行每个功能的本发明的实施方式的集合401。功能框425、426、428、430、432和434被示为参考其中由中央计算机来执行功能的本发明的实施方式的402的集合。然而，在集合400、401、402中的每一个中标识的功能对于本发明的所有实施方式而言不是排他性的。例如，可以由中央计算机而不是接收机来执行功能框416、418、420和/或422。
图5图示出根据本发明的至少一个实施方式的无线标签的方框图。可以将无线标签220附着于对象200，或者作为其一部分而包括(嵌入)。通常，无线标签220将包括电源230。本发明的备选实施方式可以使用发射机应答器，除要求电源230的收发机226或发射机225之外或作为其备选。同样地，无线标签220可以是无源标签或有源标签。无线标签220还可以包括处理器或控制器222、无线收发机226以及存储器228。无线收发机226可以包括发射机225和接收机227。本发明的备选实施方式可以替代地使用单独的发射机225和接收机227或者仅发射机225。存储器228可以存储用于无线标签220的数据，诸如标签ID，并且可以是也可以不是可写或可更新的。
图6A图示出根据本发明的一个实施方式的单信道接收机(SCR)的方框图。接收机600可以包括无线接口606以接收定位信号以便由子接收机608解释。可以将子接收机608设计成针对位置确定信号的定位信号的突发序列的开始监视第一信道。当在第一信道上发现有效定位信号时，子接收机608可以按照突发信道顺序而排序。子接收机608可以例如测量标签信号RSSI，并使用定时器604来测量ToA。子接收机608还可以包括处理器或控制器602，其可以指导子接收机608的操作并执行附加功能，诸如确认定位信号、计算到达时间差以及提取和编译数据载荷。单信道接收机可以是使用单个ASIC的简单构造，并且可以具有低成本，但是具有相应的低标签跟踪能力，并且如果监视信道上的检测失败，则定位信号接收失败。采用单信道接收机的本发明的实施方式可以受益于多个标签突发(闪烁)，以增加单信道接收机将检测到监视信道上的定位信号的机会。接收机600还可以包括至少一个通信接口642，从而经由通信接口342与中央计算机通信。
图6B图示出根据本发明的一个实施方式的多信道接收机(MCR)的方框图。接收机620可以包括与射频分频器626的无线接口，以将位置确定信号的所接收定位信号进行划分以便由子接收机解释，该子接收机每个针对定位信号单独地监视可能频道的子集。例如，可以包括每个遍历(sequence through)16个频道中的四个的子接收机A、B、C和D 630、632、634、636。每个子接收机可以是单独的ASIC，具有监视信道，诸如用于其频道子集的序列中的第一信道，并且如果在其监视信道上检测到定位信号，则将遍历频道的子集。多信道接收机可能由于多个ASIC的使用而具有较高成本，但是将具有相应的更高标签跟踪能力和较少故障。即使在一个ASIC的监视信道上定位信号接收失败，其他ASIC仍可以接收定位信号。接收机620还可以包括控制器622和定时器624。定时器624可以被所有子接收机A、B、C和D、630、632、634、636、和/或控制器用于到达时间测量，并且如果执行的话，用于差分到达时间计算。控制器622可以执行附加功能，诸如确认定位信号，计算到达时间差，以及提取和编译数据载荷。可以将根据本发明的多信道接收机的备选实施方式构造成使用每个子接收机N个信道来监视C个信道。例如，所示实施方式包括四个子接收机ASIC。用于2.4GHz波段的备选实施方式可以包括16个子接收机ASIC，每个信道一个，或者8个子接收机ASIC，每两个信道一个。接收机620还可以包括至少一个通信接口643，从而经由通信接口342与中央计算机通信。
图6C图示出根据本发明的一个实施方式的宽带接收机(WBR)的方框图。接收机680可以包括无线接口686，以接收定位信号以便由子接收机688解释。可以将子接收机688设计成同时地监视感兴趣的所有信道，诸如用于定位信号的预定的一组可用频道的所有信道。子接收机688还可以包括处理器或控制器682，其可以指导子接收机688的操作并执行附加功能，诸如验证定位信号、计算到达时间差以及提取和编译数据载荷。宽带接收机将具有高标签跟踪能力，并且还将具有用于定位信号捕捉的高可靠性。接收机680还可以包括至少一个通信接口644，从而经由通信接口342与中央计算机通信。
图7图示出根据本发明的至少一个实施方式的可以用来基于频道分集而促进位置确定的计算机的方框图。根据本发明的实施方式，图7的计算机能够且被配置成作为中央处理位置和中央计算机120进行操作。虽然被示为单独实体，但在某些实施方式中，一个或多个实体可以支持一个或多个在逻辑上分离但共同定位的实体。例如，单个实体可以支持在逻辑上分离但共同定位的接收机和中央计算机，诸如接收机2102和中央计算机120。图7的计算机包括用于执行根据本发明的示例性实施方式的一个或多个功能的各种装置，包括在本文中更具体地示出和描述的那些。然而，应理解的是在本发明的精神和范围的情况下，实体中的一个或多个可以包括用于执行一个或多个类似功能的备选装置。更特别地，例如，如图7中所示，计算机可以包括处理器、控制器或被连接到存储器326的类似处理元件328。存储器可以包括易失性存储器314和/或非易失性存储器318。存储器326可以是例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪速驱动器、硬驱和/或其他固定或移动数据存储器或存储器件。存储器326通常存储内容、数据等。例如，存储器通常存储从计算机发射和/或由计算机接收到的内容。并且，例如，存储器是非临时计算机可用存储介质，并且存储计算机程序代码或控制逻辑，诸如用于执行操作系统和位置确定，以便处理器执行根据本发明的实施方式的与计算机的操作相关联的步骤。
还可以将处理器328连接到位置确定模块330。位置确定模块330可以是软件和/或硬件-硬件部件。例如，位置确定模块330可以包括能够对可用定位信号、定位数据和/或其他数据执行计算以确定对象位置的软件和/或软件-硬件部件。位置确定模块330可以另外或备选地包括固件。一般地，然后，位置确定模块330可以包括用于执行位置确定的各种功能的一个或多个逻辑元件。如将认识到的，可以以许多不同方式中的任何一个来体现逻辑元件。在这方面，例如，可以在集成电路组件中体现执行一个或多个客户端应用的功能的逻辑元件。
还可以将处理器328连接到用于显示、发射和/或接收数据内容等的至少一个接口或其他装置。在这方面，该接口可以包括至少一个通信接口342或用于发射和/或接收数据、内容等的其他装置。当计算机提供无线通信以在无线网络中操作时，处理器328可以用通信接口342的无线通信子系统312进行操作。更特别地，例如，无线通信子系统312可以包括输出端344和输入端346。通信接口342可以包括射频(RF)收发机或询问器360，使得可以根据RF结束与电子设备共享和/或从电子设备获得数据。计算机可以另外或备选地包括其他收发机，诸如，例如红外(IR)收发机362和/或蓝牙(BT)收发机364，其根据由蓝牙专业组标准化的蓝牙无线技术进行操作。因此可以另外或备选地将计算机配置成用于根据此类技术向和/或从电子设备发射数据和/或接收数据。可以另外或备选地将计算机配置成用于根据许多不同的无线联网技术从电子设备发射和/或接收数据，包括WLAN、WiMAX、UWB、IEEE802.15.4a、ZigBee等。通信接口342还可以包括IEEE 1394接口368和网络接口370。
除通信接口342之外，接口还可以包括可以包含用户输入接口332和用户输出接口334的至少一个用户接口。用户输入接口332可以包括许多设备中的任何一个，其允许计算机从用户接收数据，诸如扩音器、键盘或键区333、鼠标或指示器335、触摸显示器、操纵杆或其他输入设备。用户输出接口334可以包括许多设备中的任何一个，其允许计算机向用户提供数据，诸如显示器337、扬声器338以及打印机。一个或多个处理器、存储器、存储器件以及其他计算机器件可以共同地被计算机系统和子系统使用，作为同一平台的一部分，或者可以将处理器分布在计算机系统与子系统之间，作为多个平台的一部分，诸如频道分集实时定位系统的实施方式的共同操控中央处理位置。
根据本发明的一个方面，可以用各种装置来执行由系统的实体中的一个或多个执行的功能，诸如标签110、接收机1至n 101、102、103、104、中央计算机120、无线标签220、单信道接收机600、多信道接收机620、宽带接收机680和图7的计算机。另外，图4图示出根据本发明的至少一个实施方式的频道分集定位位置确定的功能方框图或流程图。可以在根据本发明的示例性实施方式的系统、方法以及计算机程序产品中来体现流程图的功能。在这方面，可以用各种装置来实现功能方框图或流程图的每个方框或操作以及功能方框图或流程图中的方框的组合。用于由系统的一个或多个实体执行功能和/或用于实现流程图的方框或操作和/或流程图中的方框或操作的组合的装置可以包括硬件和/或计算机程序产品，包括一个或多个计算机程序代码指令、程序执行或可执行计算机可读程序代码指令。在一个示例性实施方式中，可以用计算机程序产品来体现本文所述的程序中的一个或多个，所述计算机程序产品包括可以由存储器326存储并由处理器328执行的程序代码指令。如将认识到的，可以将任何此类计算机程序代码指令加载到计算机或其他可编程设备(即，处理器和/或存储器硬件)上以产生机器，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令产生用于实现在功能方框图和流程图方框或操作中指定的功能的装置。用于执行本发明的实施方式的一个或多个功能的计算机程序产品包括非临时计算机可用存储介质(也为计算机可读存储介质)，诸如非易失性存储介质，以及包括计算机可读程序代码部分或控制逻辑的软件，诸如一系列计算机指令，在计算机可用存储介质中体现并存储在其上或由其存储，并且能够指导计算器、处理器或其他可编程设备以特定方式运行，使得存储在计算机可用存储介质中的指令产生包括指令装置的制品，该指令装置实现在功能方框图和流程图的方框或操作中指定的功能。还可以将计算机程序代码指令加载到计算机、处理器或其他可编程设备上，以使得在计算机、处理器或其他可编程设备上或由其执行一系列操作以产生计算机实现过程，使得在计算机、处理器或其他可编程设备上执行的指令实现在功能方框图和流程图的方框或操作中指定的功能。同样地，可以将本发明的实施方式结合到硬件和软件系统和子系统、硬件系统和子系统及软件系统和子系统的组合中，并且结合到网络设备和系统中。在这些网络设备和系统中的每一个以及能够使用系统或执行如上所述的本发明的方法的其他设备和系统中，网络设备和系统一般地可以包括计算机系统，其包括能够在软件控制下操作以提供上述技术的一个或多个处理器。
因此，功能方框图和流程图的方框或操作支持用于执行指定功能的装置的组合、用于执行指定功能的操作的组合和用于执行指定功能的程序指令装置。还将理解的是可以用执行指定功能或操作或专用硬件和计算机程序代码指令的组合的基于专用硬件的计算机系统和/或处理器来实现功能方框图和流程图的一个或多个方框或操作以及功能方框图和流程图中的方框或操作的组合。
在本文中提供了将频道分集用于发射和接收包括定位信号突发的位置确定信号的用于实时对象定位和位置确定的改进架构、系统、方法以及计算机程序产品。使用跨多个频道“跳跃”的小定位信号的短突发的信道化频率分集来共同地产生准宽带位置确定信号。用用于发射位置确定信号的定位信号的频道分集进行操作的对象标签要求低功率消耗，但是仍能够高效地提供用于可能位置确定的适当位置确定信号。
受益于在先前的描述和关联附图中提出的讲授内容，本发明相关领域的技术人员将想到在本文中阐述的本发明的许多修改及其他实施方式。因此，应理解的是本发明不限于公开的特定实施方式，并且在所附权利要求范围内意图包括修改及其他实施方式，此外，虽然前述说明和关联的各图在元件和/或功能的某些示例性组合的背景下描述了示例性实施方式，但应认识到的是在不脱离所附权利要求的范围的情况下可以由备选环境来提供元件和/或功能的不同组合。在这方面，例如，如可能在某些所附权利要求中所阐述的，还可设想除上文明确描述的那些之外的元件和/或功能的不同组合。虽然在本文中采用特定术语，但其仅仅在一般且描述性的意义上使用而不是出于限制的目的。

Claims (44)

1.一种方法，包括：由计算机针对单独地由对象通过多个频道发射并被多个接收机接收的多个单独无线定位信号，基于从所述多个接收机发射到所述计算机的数据来确定所述对象的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个频道选自预定的一组可用频道。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述多个单独无线定位信号是通过所述预定的一组可用频道内的连续的一系列频道来发射的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述对象的所述位置包括将用于通过所述频道中的一个发射的所述单独无线定位信号中的至少一个的、来自所述多个接收机中的至少两个的数据进行相关。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述对象的所述位置包括将用于通过所述频道中的第一频道发射的所述单独无线定位信号中的第一单独无线定位信号的、来自所述多个接收机中的第一接收机的数据、和用于通过所述频道中的第二频道发射的所述单独无线定位信号中的第二单独无线定位信号的、来自所述多个接收机中的第二接收机的数据进行相关。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述对象的所述位置包括将用于不是从所述多个接收机中的至少三个发射的所述单独无线定位信号中的每一个的数据丢弃。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述对象的所述位置包括将被确定为在可接受值范围之外的数据丢弃。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述可接受值范围是基于来自所述多个接收机的所述数据确定的。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括由所述计算机来编译在所述单独无线定位信号中的两个或更多之间划分的数据载荷。
10.一种包括非临时计算机可用存储介质的计算机程序产品，所述非临时计算机可用存储介质具有存储在其中以便由计算机实现位置确定的控制逻辑，所述控制逻辑包括：
第一代码，其被配置成针对单独地由对象通过多个频道发射并被多个接收机接收到的多个单独无线定位信号，基于从所述多个接收机发射到所述计算机的数据来确定所述对象的位置。
11.根据权利要求10所述的计算机程序产品，其中，所述第一代码还被配置成将用于通过所述频道中的一个发射的所述单独无线定位信号中的至少一个的、来自所述多个接收机中的至少两个的数据进行相关。
12.根据权利要求10所述的计算机程序产品，其中，所述第一代码还被配置成将用于通过所述频道中的第一频道发射的所述单独无线定位信号中的第一单独无线定位信号的来自所述多个接收机中的第一接收机的数据、和用于通过所述频道中的第二频道发射的所述单独无线定位信号中的第二单独无线定位信号的来自所述多个接收机中的第二接收机的数据进行相关。
13.根据权利要求10所述的计算机程序产品，其中，所述第一代码还被配置成将用于不是从所述多个接收机中的至少三个发射的每个所述单独无线定位信号的数据丢弃。
14.根据权利要求10所述的计算机程序产品，其中，所述第一代码还被配置成将被确定为在可接受值范围之外的数据丢弃。
15.根据权利要求10所述的计算机程序产品，其中，所述第一代码还被配置成编译在所述单独无线定位信号中的两个或更多之间划分的数据载荷。
16.一种无线标签，包括：
控制器，其被配置成生成多个定位信号以用于通过预定的一组可用频道的多个频道进行集体单独传输；以及
无线发射机，其被配置成通过所述多个频道来单独地发射所述多个定位信号，其中，所述控制器使得所述无线发射机通过所述预定的一组可用频道中的至少两个，来单独地发射所述多个定位信号中的至少两个。
17.根据权利要求16所述的无线标签，其中，所述控制器被配置成确定所述预定义的一组可用频道中的一个是否在使用中，并且当该频道在使用中时，至少暂时地将该频道从用来发射所述多个定位信号的所述多个频道中排除。
18.根据权利要求16所述的无线标签，其中，所述控制器被配置成将数据载荷嵌入所述多个定位信号中的至少一个中。
19.根据权利要求16所述的无线标签，其中，所述控制器被配置成在所述多个定位信号中的两个或更多之间划分数据载荷。
20.根据权利要求19所述的无线标签，其中，所述控制器被配置成在分区之间均匀地划分所述数据载荷。
21.根据权利要求19所述的无线标签，其中，所述控制器被配置成在比所述预定的一组可用频道的频道数目少的所述多个定位信号之间划分所述数据载荷。
22.根据权利要求16所述的无线标签，其中，所述控制器被配置成使得所述无线发射机通过所述预定的一组可用频道中的至少两个连续频道来发射所述定位信号。
23.根据权利要求16所述的无线标签，其中，所述预定的一组可用频道包括十六个信道，并且其中，所述无线发射机被配置成通过所述十六个信道来发射所述定位信号。
24.根据权利要求16所述的无线标签，其中，所述预定的一组可用频道中的每个所述频道是5MHz信道，并且其中，所述无线发射机被配置成通过所述5MHz信道来发射所述定位信号。
25.根据权利要求16所述的无线标签，其中，所述控制器还被配置成基于移动信息来调整所述多个定位信号的传输的持续时间。
26.一种方法，包括：
生成多个定位信号以用于通过预定的一组可用频道中的至少两个频道进行集体单独传输；以及
由无线发射机通过所述至少两个频道无线地发射所述定位信号。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括确定所述预定的一组可用频道中的一个是否正在使用中，并且当该频道在使用中时，至少暂时将该频道从所述可用频道中排除以发射所述多个定位信号。
28.根据权利要求26所述的方法，还包括在所述多个定位信号中的两个或更多之间划分数据载荷。
29.根据权利要求28所述的方法，还包括使所述数据载荷均匀地分布在各分区之间。
30.根据权利要求28所述的方法，还包括在比所述预定的一组可用频道的频道数目少的所述多个定位信号之间划分所述数据载荷。
31.根据权利要求26所述的方法，还包括通过所述预定的一组可用频道中的至少两个连续频道来发射所述定位信号。
32.根据权利要求26所述的方法，还包括基于移动信息来调整无线地发射所述定位信号的持续时间。
33.一种接收机，包括：
无线接收机，其被配置成接收通过多个频道发射的多个定位信号；
控制器，其被配置成确定所述多个定位信号中的每一个的定位数据；以及
发射机，其被配置成将所述多个定位信号的所述定位数据发射到中央计算机。
34.根据权利要求33所述的接收机，其中，所述控制器被配置成将被确定为在可接受值范围之外的所述多个定位信号中的定位信号丢弃。
35.根据权利要求34所述的接收机，其中，所述可接受值范围是由所述控制器基于所述多个定位信号确定的。
36.根据权利要求33所述的接收机，其中，所述控制器被配置成编译在所述多个定位信号中的两个或更多的数据之间划分的数据载荷，并且其中，所述发射机还被配置成发射所述数据载荷。
37.根据权利要求33所述的接收机，还包括定时器，其被配置成测量所述多个定位信号中的每一个的到达时间，其中，所述控制器还被配置成将所述多个定位信号中的每一个与所述多个定位信号中的每个相应的一个的对应到达时间相关联，从而定义所述定位数据，并且其中，所述发射机还被配置成将所述到达时间与所述多个定位信号中的每一个一起发射到所述中央计算机。
38.根据权利要求33所述的接收机，还包括定时器，其被配置成测量所述多个定位信号中的至少一个的到达时间，其中，所述控制器还被配置成确定所述多个定位信号的彼此之间的到达时间差，从而定义所述定位数据，并且其中，所述发射机还被配置成将所述多个定位信号中的至少一个的到达时间和所述多个定位信号的彼此之间的所述到达时间差发射到所述中央计算机。
39.一种方法，包括：
由无线接收机来接收通过多个频道发射的多个定位信号；
由控制器来确定所述多个定位信号的定位数据；以及
由发射机来将所述多个定位信号的所述定位数据发射到中央计算机。
40.根据权利要求39所述的方法，还包括由所述控制器来确定所述多个定位信号中的所述定位信号中的一个是否在可接受值范围之外，并且当该定位信号在所述可接受值范围之外时，将该定位信号丢弃。
41.根据权利要求40所述的方法，还包括由所述控制器基于所述多个定位信号来计算所述可接受值范围。
42.根据权利要求39所述的方法，还包括：
由所述控制器来编译在所述多个定位信号中的两个或更多之间划分的数据载荷；以及
由所述发射机将所述数据载荷发射到所述中央计算机。
43.根据权利要求39所述的方法，还包括：
由定时器来测量所述多个定位信号中的每一个的到达时间；
由所述控制器来将所述多个定位信号中的每一个与所述多个定位信号中的每个相应的一个的对应到达时间相关联；以及
将所述到达时间与所述多个定位信号中的每一个一起发射到所述中央计算机。
44.根据权利要求39所述的方法，还包括；
由定时器来测量所述多个定位信号中的每一个的到达时间；
由所述控制器来测量所述多个定位信号中的每一个之间的到达时间差；以及
将所述多个定位信号中的至少一个的所述到达时间和所述多个定位信号中的每一个之间的所述到达时间差发射到所述中央计算机。
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