Title:
Verfahren zur Bestimmung von Ortsinformationen
Kind Code:
B4


Abstract:

Verfahren zum Abschätzen von relativen Lageinformationen für erste und zweite drahtlose Vorrichtungen oder Funk-Vorrichtungen, mit den folgenden Schritten:
Ableiten einer ersten Schätzung (616, 816) einer relativen Lage der ersten Funk-Vorrichtung (630), die eine bekannte räumlichen Beziehung (635) zu wenigstens einem Bezugsknotenpunkt (640, 641) aufweist, in bezug auf die zweite Funk-Vorrichtung (610), deren Lage unbekannt ist;
Ableiten einer zweiten Schätzung (625, 825) der relativen Lage der ersten Funk-Vorrichtung (630) in bezug auf eine dritte Funk-Vorrichtung (620), deren Lage unbekannt ist; und
Ableiten einer neuen Schätzung der relativen Lage der ersten Funk-Vorrichtung (630) in bezug auf die zweite Funk-Vorrichtung (610), basierend auf einer Kombination, welche die erste und die zweite Schätzung (616, 816, 625, 825) enthält.




Inventors:
PATWARI NEAL K (US)
ALLEN VERNON ANTHONY (US)
CORREAL NEIYER S (US)
PERKINS MATTHEW R (US)
Application Number:
DE10297631T
Publication Date:
03/08/2012
Filing Date:
12/11/2002
Assignee:
MOTOROLA MOBILITY INC N D GES D STAATES DELAWARE (US)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE19528616A1N/A1997-02-06
DE4409178A1N/A1995-09-21
DE2738540C2N/A1991-02-14



Foreign References:
60973362000-08-01
WO1998015149A11998-04-09
Attorney, Agent or Firm:
Kuhnen & Wacker Patent- und Rechtsanwaltsbüro (Freising, DE)
Claims:
1. Verfahren zum Abschätzen von relativen Lageinformationen für erste und zweite drahtlose Vorrichtungen oder Funk-Vorrichtungen, mit den folgenden Schritten:
Ableiten einer ersten Schätzung (616, 816) einer relativen Lage der ersten Funk-Vorrichtung (630), die eine bekannte räumlichen Beziehung (635) zu wenigstens einem Bezugsknotenpunkt (640, 641) aufweist, in bezug auf die zweite Funk-Vorrichtung (610), deren Lage unbekannt ist;
Ableiten einer zweiten Schätzung (625, 825) der relativen Lage der ersten Funk-Vorrichtung (630) in bezug auf eine dritte Funk-Vorrichtung (620), deren Lage unbekannt ist; und
Ableiten einer neuen Schätzung der relativen Lage der ersten Funk-Vorrichtung (630) in bezug auf die zweite Funk-Vorrichtung (610), basierend auf einer Kombination, welche die erste und die zweite Schätzung (616, 816, 625, 825) enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Ableitung einer neuen Schätzung einen Schritt umfaßt gemäß Kombinieren des ersten Schätzwertes (616) mit dem zweiten Schätzwert (625, 825), um einen neuen Schätzwert basierend auf einer Bestimmung zu erhalten, daß die zweite Funk-Vorrichtung (610) und die dritte Funk-Vorrichtung (620) sich in enger Nachbarschaft zueinander relativ zu einer Differenz in der Lage zwischen der ersten Funk-Vorrichtung (630) und einer der Vorrichtungen gemäß der zweiten und der dritten Funk-Vorrichtung (610, 620) befinden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt gemäß dem Kombinieren einen Schritt einer Mittelwertbildung von Werten – unter Verwendung einer geometrischen Mittelwertsbildungsfunktion – umfaßt, und zwar mit dem ersten Schätzwert (616, 816) und dem zweiten Schätzwert (625, 825), um den neuen Schätzwert zu erhalten.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Schritte gemäß der Ableitung eines ersten Schätzwertes (616, 816) und der Ableitung eines zweiten Schätzwertes (625, 825) einen Schritt der Verwendung eines Algorithmus basierend auf der Empfangssignalstärke umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt gemäß der Kombinierung einen Schritt gemäß einer Mittelwertbildung von Werten – unter Verwendung einer arithmetischen Mittelwertbildungsfunktion – umfaßt, mit dem ersten Scäatzwert (616, 816) und dem zweiten Schätzwert (625, 825), um den neuen Schätzwert zu erhalten.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Schritte gemäß der Ableitung eines ersten Schätzwertes (616, 816) und der Ableitung eines zweiten Schätzwertes (625, 825) einen Schritt umfaßt gemäß der Anwendung eines Ankunftszeitalgorithmus.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Schätzwert (616, 816) den Abstand zwischen der ersten Funk-Vorrichtung (630) und der zweiten Funk-Vorrichtung (610) repräsentiert und bei dem der zweiten Schätzwert (625, 825) den Abstand zwischen der ersten Funk-Vorrichtung (630) und der dritten Funk-Vorrichtung (620) repräsentiert, und ferner mit den folgenden Schritten: Ableiten eines dritten Schätzwertes, der wenigstens einen Teil des Abstandes zwischen der zweiten Funk-Vorrichtung (610) und der dritten Funk-Vorrichtung (620) wiedergibt;
Berechnen einer alternativen Schätzgröße für den Abstand zwischen der ersten Funk-Vorrichtung (630) und der zweiten Funk-Vorrichtung (610) unter Verwendung der zweiten und dritten Schätzwerte;
Vergleichen des ersten Schätzwertes (616, 816) mit dem alternativen Schätzwert;
dann, wenn der alternative Schätzwert kleiner ist als oder gleich ist mit dem ersten Schätzwert (616, 816), Bestimmen des neuen Schätzwertes vermittels einer Kombination, welche den ersten, den zweiten und den dritten Schätzwert beinhaltet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Schritt der Bestimmung des neuen Schätzwertes einen Schritt der Generierung des neuen Schätzwertes dA,B,C in solcher Weise umfaßt, daß gilt dA,B,C = √(dA,C(dA,B + dB,C)), worin dA,C der erste Schätzwert ist, dA,B der zweite Schätzwert ist und dB,C der dritte Schätzwert ist.

9. Verfahren zum Bestimmen von relativen Ortsinformationen einer ersten und einer zweiten Funk-Vorrichtung (610, 620), deren Lage unbekannt ist, in bezug auf eine dritte Funk-Vorrichtung (630), die eine bekannte räumlichen Beziehung (635) zu wenigstens einem Bezugsknotenpunkt (640, 641) aufweist, mit den folgenden Schritten:
Ableiten einer ersten Einschätzung des Abstandes zwischen der ersten Funk-Vorrichtung (610) und der dritten Funk-Vorrichtung (630);
Ableiten einer zweiten Einschätzung des Abstandes zwischen der zweiten Funk-Vorrichtung (610) und der dritten Funk-Vorrichtung (630);
Bestimmen, daß die erste und die zweite Funk-Vorrichtung (610, 620) dicht beieinander liegen, und zwar in bezug auf deren Abstand von der dritten Funk-Vorrichtung (630); und
nach solch einer Bestimmung Kombinieren von wenigstens der ersten Abschätzung und der zweiten Abschätzung, um eine neue Schätzgröße des Abstandes zu der dritten Funk-Vorrichtung für jede der ersten und zweiten Funk-Vorrichtungen zu erhalten.

10. Verfahren zum Bestimmen von relativen Ortsinformationen einer ersten Funk-Vorrichtung in bezug auf eine zweite Funk-Vorrichtung, mit den folgenden Schritten:
Ableiten einer ersten Abschätzung des Abstandes zwischen der ersten Funk-Vorrichtung (630), die eine bekannte räumlichen Beziehung (635) zu wenigstens einem Bezugsknotenpunkt (640, 641) aufweist, und der zweiten Funk-Vorrichtung (610), deren Lage unbekannt ist;
Ableiten einer zweiten Abschätzung des Abstandes zwischen der ersten Funk-Vorrichtung (630) und der zweiten Funk-Vorrichtung (610), die einen ersten Schätzintervall des Abstandes zwischen der ersten Funk-Vorrichtung (630) und einer dritten Funk-Vorrichtung (620) umfaßt, deren Lage unbekannt ist, und einer zweiten Intervallabschätzung, die wenigstens einen Abschnitt oder einen Teil des Abstandes zwischen der dritten Funk-Vorrichtung (610) und der zweiten Funk-Vorrichtung (620) repräsentiert;
Kombinieren der ersten Abschätzung des Abstandes und wenigstens des ersten und des zweiten Intervallschätzwertes des Abstandes, um eine neue Schätzgröße des Abstandes zwischen der ersten (630) und der zweiten Funk-Vorrichtung (610) zu erhalten.

Description:
GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein System zur Bestimmung des Ortes von Funk-Vorrichtungen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es wurde eine Anzahl von Systemen implementiert oder vorgeschlagen, die eine Bestimmung von Ortsinformationen unter Verwendung vielfältiger Techniken ermöglichen. Das Globalpositionierungssystem (GPS) ist ein Beispiel eines bekannten Systems, welches Satelliten dazu verwendet, um Ortsbestimmungsinformationen zu senden. Ein GPS-Empfänger verwendet diese Satellitenübertragungen als Bezugsdaten zur Bestimmung seiner Position. Ein Nachteil von GPS besteht darin, daß einige Örtlichkeiten, wie beispielsweise in Stadttunneln oder auch innerhalb von Gebäuden, Signale von den GPS-Satelliten abgeschirmt werden.

Für Anwendungen, die eine Ortsbestimmung innerhalb eines Bürogebäudes oder ähnlichem erfordern, besteht ein Versuch darin, eine Gruppe von Empfängern an ortsfesten Stellen innerhalb des Gebäudes anzuordnen und an einem Objekt, welches lokalisiert werden soll, einen Sender anzubringen. Die ortsfesten Empfänger sind an einen Zentralcomputer angeschlossen, der die Örtlichkeit eines Objektes basierend auf Signalen bestimmt, die von den zugeordneten Sendern empfangen werden, und zwar über eine oder mehrere der Gruppen der Empfänger. Unglücklicherweise erfordert dieser Typ eines Systems einen wesentlichen Aufwand an installierter Infrastruktur, inklusive ortsfester Empfänger, Funkverbindungen zwischen den Empfängern und den Basisstationen. Darüber hinaus liefern diese Systeme auch keine präzise Bestimmung der Örtlichkeit.

Die Stärke eines empfangenen Signals kann prinzipiell dazu verwendet werden, um den Abstand zwischen einem Sender und einem Empfänger zu bestimmen. Eine andere Technik, die bei der Ableitung von Ortsinformationen allgemein verwendet wird, ist als Ankunftszeitdifferenz bekannt (TDOA). Es ist bekannt, daß diese und auch andere Techniken, die zur Bestimmung von relativen Ortsinformationen verwendet werden, Ungenauigkeiten unterworfen sind, die durch verschiedene Faktoren, inklusive einer Kanaldämpfung, Interferenz und ähnlichem verursacht werden. Es wäre wünschenswert, die Genauigkeit der Systeme zur Bestimmung einer Örtlichkeit zu verbessern. Es wird daher ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen der relativen Lage von Funkvorrichtungen oder drahtlosen Vorrichtungen benötigt.

DE 44 09 178 A1 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zum Ermitteln der Position von Mobilstationen. Zum Ermitteln der Position von Mobilstationen (MS) in einem Mobilfunksystem mit einer Mehrzahl von Basisstationen (BTS), vorzugsweise einem zellularen Mobilfunksystem wird die Position der Mobilstationen (MS) durch messen der Entfernung zwischen den Mobistationen (MS) und den Basisstationen (BTS) durchgeführt. Das Messen der Entfernung zwischen den Mobilstationen und Basisstationen erfolgt dabei durch die Ermittlung der Laufzeit und/oder der empfangenen Feldstärke und/oder der Übertragungsqualität der zwischen den Mobilstationen und den Basisstationen übertragenen Funksignale. Das Verfahren und die Anordnung eignen sich insbesondere für eine Verwendung im GSM/DCS 1800 (D-Netz/E-Netz).

US 60 97 336 A betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Genauigkeit eines drahtlosen Ortsbestimmungssystem. Dabei weist das Verfahren zum Lokalisieren eines mobilen Transmitters folgende Schritte auf: (a) Erstellen einer ersten Abschätzung des Ortes des mobilen Transmitters auf der Basis einer ersten Übertragung von dem mobilen Transmitter, (b) Veranlassen des mobilen Transmitters eine zweite Übertragung auszusenden, (c) Erstellen einer zweiten Schätzung des Orts des mobilen Transmitters auf der Basis der zweiten Übertragung und (d) Kombinieren von zumindest den ersten und den zweiten Schätzungen, um eine verbesesserte, genauere Abschätzung des Orts des mobilen Transmitters zu erhalten. Der Schritt (b) kann ein Überprüfen des mobilen Transmitters beinhalten, um eine Prüfantwort zu erhalten, oder ein Beenden des Anrufs (Aufhängen) und ein anschließendes Initiieren eines anderen Anrufs durch einen Funkruf an den mobilen Transmitter, um eine Funkruf-Antwort zu erhalten, beinhalten. Der Schritt (d) weist vorzugsweise eine Mittelwertbildung einer Vielzahl von statistisch-unabhängigen Ortsabschätzungen auf.

DE 195 28 616 A1 betrifft ein Verfahren zur Funkortung einer Mobilstation innerhalb des GSM-Netzes und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Dabei wird in jeder GSM-Zelle, in der eine Ortung durchgeführt werden soll, eine DFS-Anordnung aufgestellt, vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der zu der GSM-Zelle gehörenden Basisstation. Die DFS-Anordnung enthält zumindest einen Empfänger und eine Steuereinheit, zum Mithören des von der Basisstation ausgesandten Signals und zumindest zur Ermittlung der zu der Mobilstation gehören den nicht verschlüsselt gesandten Teilnehmer-Nummer, sowie einen Peiler zum Pielen der Richtung der Mobilstation und zum Empfang des im Sendesignal der Mobilstation enthaltenen TA-Wertes („Timing Advance”), welcher der Entfernung zwischen Basisstation und Mobilstation entspricht. Aus der gepeilten Richtung und dem TA-Wert wird der Standort der Mobilstation innerhalb der Zelle bestimmt.

DE 27 38 540 C2 betrifft ein Verfahren zur Indentifizierung und Zuordnung mehrerer Azimute bei der zentralen Standortberechnung in einer Peilbasis mit Hilfe einer Anordnung zum automatischen Gewinnen von Peilwinkelwerten.

WO 98/15149 A1 betrifft ein Verfahren zum Lokalisieren einer mobilen Station und eines zellulären Funknetzwerks. Das Verfahren weist dabei folgende Schritte auf: Übertragen der durch eine mobile Station empfangenen und gemessenen Information an ein Netzwerkmanagementsystem; Vergleichen der von der mobilen Station empfangenen und gemessenen Information mit der Feldstärkeinformation in einer Feldstärkematrix; Abschätzen des Ortes der mobilen Station in Koordinaten der Feldstärkematrix bezüglich der Basisstation der bedienenden Zelle und Basisstation von zumindest einer benachbarten Zelle derart, dass die Information, die durch die mobile Station empfangen und gemessen worden ist, mit der Feldstärkeinformation in der Feldstärkematrix so genau wie möglich korrespondiert. Die WO 98/15149 A1 offenbart ebenso notwendige Modifikationen für ein dieses Verfahren verwendendes System.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die Merkmale der Erfindung, die als neu erachtet werden, ergeben sich aus den Ansprüchen.

Die Erfindung selbst kann jedoch unter Hinweis auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit bestimmten, als Beispiel gewählten Ausführungsformen der Erfindung verstanden werden, wobei die detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erfolgt, in welchen zeigen:

1 eine Darstellung eines Stadtbereiches, der durch GPS-Satelliten bedient wird und von Zellularnetzwerkeignern, und bei denen drahtlose Vorrichtungen gelegen sind, die bei der Bestimmung der Örtlichkeit zueinander involviert sind, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

2 ein Blockschaltbild einer drahtlosen Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

3 ein Blockschaltbild eines Empfangssignalverstärkers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

4 ein Blockschaltbild eines Direct Sequence Spread Spectrum Empfängers (= Direktsequenz-Weitspektrum-Sender/Empfänger), der dazu verwendet wird, eine Zweiwegezeit abzuleiten, und zwar von Ankunftsabstandsmessungen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

5 ein Blockschaltbild einer Smartantenne gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung;

6 ein Diagramm einer ersten Anordnung von räumlich verteilten Transceivern, die in Einklang mit der vorliegenden Erfindung arbeiten;

7 ein Flußdiagramm von Prozeduren, die eine erste Ausführungsform zum Verbessern von Schätzwerten von relativen Ortsinformationen zeigt, und zwar in Einklang mit der vorliegenden Erfindung;

8 ein Diagramm einer zweiten Anordnung von räumlich verteilten Transceivern, die in Einklang mit der vorliegenden Erfindung arbeiten;

9 ein Flußdiagramm von Prozeduren, die eine zweite Ausführungsform zum Verbessern der Schätzwerte der relativen Ortsinformationen darstellt, in Einklang mit der vorliegenden Erfindung;

10 einen Satz von Histogrammen, welche die exakte Verteilung von verschiedenen Verfahren zum Einschätzen des Abstandes in Einklang mit der vorliegenden Erfindung vergleichen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Obwohl die Erfindung in einer Ausführungsform in sehr vielfältiger Weise realisierbar ist, sind in den Zeichnungen spezifische Ausführungsformen gezeigt und werden im folgenden im einzelnen beschrieben, mit dem Hinweis, daß die vorliegende Offenbarung lediglich als ein Beispiel der Prinzipien der Erfindung zu betrachten ist und nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsformen, die gezeigt und beschrieben sind, einzuschränken. Ferner sind auch die Ausdrücke und Worte, die hier verwendet werden, nicht als Einschränkung zu interpretieren, sondern lediglich als beschreibend. Bei der weiter unten folgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen dazu verwendet, gleiche oder ähnliche oder entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen zu bezeichnen.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Abschätzen von relativen Ortsinformationen für drahtlose Vorrichtungen. Individuelle Abschätzungen werden von zwei oder mehr alternativen Einrichtungen erhalten, welche die relative Örtlichkeit bestimmen, wie beispielsweise Bereichsinformationen von ersten und zweiten drahtlosen Vorrichtungen in Bezug zueinander. Diese Abschätzungen werden kombiniert, um einen neuen Schätzwert zu schaffen, der statistisch gesehen exakter ist als irgendein individueller Schätzwert. Es seien beispielsweise drahtlose Vorrichtungen 'A' und 'B' betrachtet, die räumlich voneinander getrennt sind. Gemäß der Erfindung wird ein erster Schätzwert der relativen Örtlichkeit in bezug auf die Vorrichtungen 'A' und 'B' durch eine gewisse Einrichtung erhalten, wie beispielsweise durch eine Analyse der Sendesignale zwischen den Vorrichtungen 'A' und 'B'. Ein zweiter Schätzwert der relativen Lage zwischen den Vorrichtungen 'A' und 'B' wird unter Verwendung eines Schätzwertes der relativen Lage zwischen der Vorrichtung 'A' und einer dritten drahtlosen Vorrichtung 'C' erhalten. Bei einer Ausführungsform befinden sich die Vorrichtungen 'B' und 'C' in enger Nachbarschaft zueinander, und zwar relativ zu einer Differenz in der Lage zwischen 'A' und entweder 'B' oder 'C'. Durch Kombinieren des ersten und des zweiten Schätzwertes kann ein neuer Schätzwert erhalten werden, der statistisch genauer ist als der erste oder der zweite Schätzwert. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Vorrichtung 'C' so festgesetzt, daß sie entlang eines Pfades zwischen den Vorrichtungen 'A' und 'B' vorhanden ist, und der zweite Schätzwert reflektiert wenigstens einen Abschnitt des Pfades zwischen den Vorrichtungen 'C' und 'B'.

1 ist eine schematische Darstellung eines Stadtbereiches 100 mit drahtlosen Vorrichtungen 122, 124, 126, 128, die in Einklang mit der vorliegenden Erfindung arbeiten. Obwohl ein Stadtbereich für Beschreibungszwecke gezeigt ist, ist die Erfindung nicht auf irgendeine geographische Lage oder Situationseinstellung beschränkt. Es ist Globalpositionssysteme-(GPS)-Satelliten 110, 112 im Orbit mit Sicht auf den Stadtbereich 102 gezeigt. Die GPS-Satelliten schicken Bezugssignale, die durch einen Empfänger verwendet werden können, um Ortsinformationen abzuleiten. Zwei Basisstation-Transceiver 114, 116 sind dargestellt, die oben auf zwei der Gebäude jeweils gelegen sind. Die Basisstation-Transceiver 114 und 116 können dazu verwendet werden, um Signalmessungen vorzunehmen, um die Abstände der drahtlosen Vorrichtungen 122128 zu ermitteln. Eine dritte Basisstation 118 ist mit einer Phasenarray- oder ”Smart”-Antenne 120 ausgerüstet. Die Smartantenne 120 umfaßt eine Vielzahl an Strahlelementen als auch Verarbeitungselektronik. Unter Verwendung eines Ankunftsrichtungsalgorithmus (DOA) kann die Smartantenne 120 die Richtung der verschiedenen drahtlosen Vorrichtung 122128 bestimmen, von welcher sie Signale empfängt. Gebäude 102, 104, 106, 108, die in dem Stadtbereich 100 gelegen sind, haben das Potential drahtlose Sendesignale zu blockieren und/oder eine Vielphaseninterferenz zu verursachen. Demzufolge können einige drahtlose Vorrichtungen nicht unmittelbar Zugriff zu einer Bezugsquelle haben, um direkt die Ortsinformationen zu erhalten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung bauen eine oder mehrere der drahtlosen Vorrichtung auf dem GPS-Satelliten 110, 112 und den Basisstationssendern 114, 116 für Bezugssignale, um die momentane Örtlichkeit zu bestimmen, während einige drahtlose Vorrichtungen relative Ortsinformationen in Bezug zueinander erstellen. Spezieller ausgedrückt, wird die Genauigkeit solcher relativer Ortsinformationen durch Kombination der Schätzwerte der relativen Lage erhöht, und zwar unter Verwendung von zwei oder mehreren alternativen Pfaden.

2 ist ein Schema der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 200 (Transceiver) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Gemäß 2 ist eine Antenne 202 elektrisch mit einem ersten Anschluß eines Sender-Empfänger-Schalters 236 gekoppelt. Ein zweiter Anschluß des Sender-Empfänger-Schalters 236 ist elektrisch mit einem Eingang eines Empfangssignalverstärkers 204 gekoppelt. Ein Ausgang des Empfangssignalverstärkers 204 ist elektrisch mit einem Demodulator 206 gekoppelt. Ein örtlicher Oszillator 202 ist ebenfalls elektrisch mit dem Demodulator 206 gekoppelt. Ein Ausgang des Demodulators 206 ist elektrisch mit einem ersten Eingang eines Analog-zu-Digital-Umsetzers 208 gekoppelt. Ein Signal, welches von einer Verstärkerrückkopplungsschleife abgegriffen wird, und zwar in dem Empfangssignalverstärker 204, wird elektrisch an einen zweiten Eingang des Analog-zu-Digital-Umsetzers 208 gekoppelt. Das Signal aus der Verstärkerrückkopplungsschleife ist kennzeichnend für die Energie eines Empfangssignals. Solch eine Messung wird als Empfangssignalstärkeindikator (RSSI) bezeichnet. Damit RSSI ein nützlicher Indikator des Abstandes wird, wird ein Signal mit einer vorbestimmten Leistung oder Energie gesendet. Die Antenne 202, der T/R-Schalter 236, der Empfangssignalverstärker 204 und der Demodulator 206 machen einen Empfänger aus.

Der Ausgang des Digital-zu-Analog-Umsetzers 216 ist elektrisch mit einem Modulator 214 gekoppelt. Der örtliche Oszillator 210 ist auch mit dem Modulator 214 gekoppelt. Ein Ausgang des Modulators 214 ist elektrisch mit einem Eingang eines Sendesignalverstärkers 212 gekoppelt. Ein Ausgang des Sendesignalverstärkers 212 ist elektrisch mit einem dritten Anschluß des Sender-Empfänger-Schalters 236 gekoppelt. Der Modulator 214, der Sendesignalverstärker 212, der T/R-Schalter 236 und die Antenne 202 machen einen Sender aus.

Ein Ausgang des Analog-zu-Digital-Umsetzers 208, ein Eingang des Digital-zu-Analog-Umsetzers 213, ein Speicher (RAM) mit wahlfreiem Zugriff 218, ein Programmspeicher 220, ein Prozessor 222, eine Beschleunigungsmeßinterfaceelektronik 224 und eine GPS- oder anderer Bezugsortmodul 226 sind elektrisch an einen Digitalsignalbus 228 gekoppelt. Der Programmspeicher 220 kann beispielsweise die Form eines elektrisch löschbaren und programmierbaren Nur-Lese-Speichers (EEPROM) haben. Der Prozessor 222 umfaßt in bevorzugter Weise einen programmierbaren Digitalsignalprozessor (DSP). Die Beschleunigungsmeßinterfaceelektronik wird dazu verwendet, um eine Schnittstelle zu einem Beschleunigungsmesser 230 zu schaffen. Die Schnittstellenelektronik 224 kann elektrisch an einen Unterbrechungsstift des Prozessors 222 gekoppelt sein. Die Schnittstellenelektronik 224 kann so ausgeführt sein, daß dann, wenn die drahtlose Vorrichtung 200 bewegt wird, der Beschleunigungsmesser ein Signal ausgibt, welches in die Schnittstellenelektronik 224 eingespeist wird, die dann ein Signal ausgibt, welches eine Unterbrechung an den Prozessor 222 anlegt bzw. verursacht. Ein Programm, welches im Ansprechen auf die Unterbrechungsanfrage ausgeführt wird, ist ein Programm, welches bei der Bestimmung der Örtlichkeit der drahtlosen Vorrichtung involviert ist. Das Programm ist in dem Programmspeicher 220 gespeichert. Obwohl hier die Verwendung eines Beschleunigungsmessers erwähnt ist, um die Ausführung eines örtlichen Programms zu triggern, können auch alternativ örtliche Programme geschrieben werden, um periodisch die Örtlichkeit zu bestimmen.

Ein Analogeingangssignalwandler 232 ist elektrisch an einen zweiten Eingang des Analog-zu-Digital-Umsetzers 208 gekoppelt. Der Analogeingangssignalwandler 232 kann beispielsweise die Form eines Mikrophons haben. Ein Ausgangssignalwandler 234 ist elektrisch an einen zweiten Ausgang des Digital-zu-Analog-Umsetzers 216 gekoppelt. Der Ausgangssignalwandler 234 kann beispielsweise die Form eines Lautsprechers haben.

Im Falle einer drahtlosen Vorrichtung oder einer Funkvorrichtung, die dazu verwendet wird, bewegbare Objekte in einem Gebäude zu markieren, und zwar zum Zwecke der Geldmittelkontrolle, ist es möglich, auf die Eingangs- und Ausgangsanalogsignalwandler 232 und 234 zu verzichten.

3 ist ein Blockschaltbild eines Empfangssignalverstärkers 204 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Der Empfangssignalverstärker 204 umfaßt einen Eingang 302, der elektrisch mit einem ersten Verstärker 304 gekoppelt ist, wobei ein zweiter Verstärker 306 elektrisch mit dem ersten Verstärker 304 gekoppelt ist und wobei ein dritter Verstärker 308 elektrisch mit dem zweiten Verstärker 306 gekoppelt ist. Ein Ausgang des dritten Verstärkers ist elektrisch mit dem Demodulator 206 und einem Gleichrichter 310 gekoppelt. Der Gleichrichter 310 ist elektrisch mit einem Tiefpaßfilter 312 gekoppelt. Ein Ausgang des Tiefpaßfilters 312 ist elektrisch mit einem ersten Eingang eines Differenzverstärkers gekoppelt. Eine Sollpunktspannung, die einer Energieausgabeeinstellung entspricht, und zwar für den Empfangssignalverstärker 204, wird an einen zweiten Eingang des Differenzverstärkers 314 angelegt. Ein Ausgang des Differenzverstärkers 314 ist elektrisch mit dem zweiten Eingang des Analog-zu-Digital-Umsetzers 208 gekoppelt und auch mit einem Verstärkungseinstelleingang des ersten Verstärkers 304. Der Ausgang des Differenzverstärkers ist ein RSSI. Der Empfangssignalverstärker 204 in Kombination mit dem Analog-zu-Digital-Umsetzer 208 bildet eine Signalstärkemeßvorrichtung.

4 ist ein Funktionsblockschaltbild eines Direct Sequence Spread Spectrum Transceivers 400, der dazu verwendet wird, eine Zweiwegezeit der Ankunftsabstandsmessungen abzuleiten. Bestimmte Hardwareelemente, die in 2 gezeigt sind, sind in 4 weggelassen, da 4 dazu dienen soll, eine spezielle Funktion aufzuzeigen, die unter Verwendung der Hardware durchgeführt werden kann, welche in 2 gezeigt ist. In 4 ist eine Antenne 202, ein Sender-Empfänger-Schalter 212, ein Empfangssignalverstärker 204, eine Sendesignalverstärker 212, ein Demodulator 206, ein Modulator 214 und ein örtlicher Oszillator 210 von 2 gezeigt.

Der Demodulator 204 ist elektrisch mit einem örtlichen Oszillator 210, einem Pseudozufallszahlsequenzkorrelator (PN) 402 gekoppelt. Ein PN-Generator 410 ist ebenfalls elektrisch mit dem Korrelator 402 gekoppelt. Der Korrelator 402 dient dazu, eine Korrelationsberechnung zwischen einer Version von PN, welches von dem Demodulator 206 empfangen wird, und einer Version von PN, welches durch den Generator 410 eingespeist wird, durchzuführen. Der Korrelator 402 interoperiert mit einer Phasenmeßeinrichtung 404, welche eine relative Phasenverschiebung zwischen den zwei Versionen der PNs bestimmt, die zu einem maximalen Korrelationsberechnungsergebnis führt. Ein Ausgang des Korrelators 402 ist elektrisch mit einem Eingang einer Basisband-phasenstarren Schleife 408 gekoppelt. Die Basisband-phasenstarre Schleife 408 ist elektrisch mit einem Taktgeber 406 gekoppelt. Der Taktgeber 406 ist elektrisch mit dem PN-Generator 410 gekoppelt. Der PN-Generator ist elektrisch mit dem Modulator 214 gekoppelt.

Der Korrelator 402, die Phasenmeßeinrichtung 404, die Basisband-phasenstarre Schleife 408 und der PN-Generator 410 können als ein oder als mehrere Programme implementiert werden, die in dem Programmspeicher 220 gespeichert ist bzw. sind und durch den Prozessor 222 ausgeführt wird bzw. werden.

Der gleiche Transceiver 400 kann von zwei oder mehreren Vorrichtungen verwendet werden, die in einer Zweiwegezeit der Ankunftsabstandsmessung (TOA) involviert sind. Eine Vorrichtung ist ein Initiator und eine andere Vorrichtung ist ein Antwortgeber. Im Betrieb erzeugt ein Initiator zuerst ein PN und sendet dieses aus. Ein Antwortgeber empfängt das PN und stellt dann unter Verwendung der phasenstarren Schleife 408 die Taktgeberrate 406 ein, mit der die Zeit gemessen wird und die dazu verwendet wird, um den PN-Generator 410 zu treiben, um die Chiprate des Empfangsbasisbandsignals anzupassen. Nach dem Abwarten einer Zeitperiode sendet der Antwortgeber das PN zurück. Die Zeitperiode, die der Antwortgeber wartet, wird durch den folgenden Ausdruck in bevorzugter Weise bestimmt: T = R·BT,worin BT die Dauer der Pseudozufallszahlsequenz ist und R eine willkürliche ganze Zahl ist.

Die Dauer der Pseudozufallszahlsequenz, multipliziert mit der Geschwindigkeit des Lichtes, ist in bevorzugter Weise größer als der Bereich des Transceivers, um auf diese Weise eine Mehrdeutigkeit in dem Meßabstand zu vermeiden. Das Einführen einer Zufälligkeit in der Antwort führt dazu, Kollisionen zwischen vielfachen antwortenden Vorrichtungen zu vermeiden, wenn sie so programmiert sind, daß sie auf die gleiche Pseudozufallszahlsequenz antworten.

Nach dem Empfangen von PN, welches von dem Antwortgeber zurückgesendet wurde, bestimmt der Initiator unter Verwendung der Phasenmeßeinrichtung 404, die mit dem Korrelator 402 zusammenarbeitet, eine Offsetzeit zwischen dem Zeitpunkt, bei dem die Pseudozufallszahl zuerst durch den Initiator gesendet wurde, und dem Zeitpunkt, bei welchem die Pseudozufallszahl von dem Antwortgeber zurück empfangen wurde. Die Offsetzeit wird mit C multipliziert, um eine Messung des Abstandes zu erhalten, um den der Initiator von dem Antwortgeber getrennt ist. Die Korrelationsoperation besteht aus einer Signalmessung dahingehend, daß die Phase des Empfangssignals gemessen wird.

5 ist ein Blockschaltbild der Smartantenne 120 gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung. Gemäß 5 ist ein Antennenarray 502 elektrisch an ein Sender-Empfänger-Schalterarray 504 gekoppelt. Das Antennenarray umfaßt ein Phasenarray, so daß Signale, die von einer ausgewählten Richtung gesendet werden, ausgewählt werden können. Das Sender-Empfänger-Schalterarray 504 ist elektrisch mit einem Abwärtsumsetzarray 506 und einem Aufwärtsumsetzarray 508 gekoppelt. Das Abwärtsumsetzarray 506 ist elektrisch mit einem Vielkanal-Analog-zu-Digital-Umsetzer 518 gekoppelt. Das Aufwärtsumsetzarray ist elektrisch mit einem Vielkanal-Digital-zu-Analog-Umsetzer 510 gekoppelt. Ein Digitalsignalprozessor 512 ist elektrisch mit dem Vielkanal-Analog-zu-Digital-Umsetzer gekoppelt und mit dem Vielkanal-Digital-zu-Analog-Umsetzer 510 gekoppelt. Der Digitalsignalprozessor 512 ist integral mit oder elektrisch an einen Speicher 514 mit wahlfreiem Zugriff gekoppelt und auch mit dem Programmspeicher 516. Ein Ankunftsrichtungsalgorithmus (DOA) ist in dem Programmspeicher 516 gespeichert und wird durch den Digitalsignalprozessor 512 abgearbeitet. Der DOA-Algorithmus verarbeitet Signale, die durch den Vielkanal-Analog-zu-Digital-Umsetzer 518 digitalisiert wurden, um Signale auszuwählen, die von speziellen Richtungen her ankommen, und zwar an dem Antennenarray 502. Der DOA-Algorithmus bestimmt die Richtung, in welcher ein entfernter Sender gelegen ist. Es können auch Signale in einer speziellen Richtung durch das Antennenarray 502 gesendet werden, indem die relative Phasenlage der Signale gesteuert wird, die an die Vielzahl der Antennen in dem Antennenarray 502 angelegt werden.

Eine einzelne DOA-Messung für eine spezielle mobile drahtlose Vorrichtung mit der Voraussetzung des Fehlens von anderen Informationen kann lediglich dessen Richtung bestimmen. Jedoch kann solch eine Messung in Einklang mit der Lehre der Erfindung verwendet werden, um zu den Ortslagenschätzwerten in Verbindung mit einer speziellen mobilen Vorrichtung und anderen mobilen Vorrichtungen in dessen Nähe einen Betrag zu leisten.

Obwohl die Smartantenne an der Basisstation 120 fixiert sein kann, die kann die Smartantenne auch an einer ersten mobilen Vorrichtung montiert sein, wie beispielsweise in einer drahtlosen Vorrichtung oder Funkvorrichtung, die in einem Fahrzeug montiert ist. Wenn die Peilung oder Ortung der ersten mobilen Vorrichtung nicht bekannt ist, ist die Kenntnis der Richtung zu anderen mobilen Vorrichtungen (z. B. sendenden mobilen Vorrichtungen) nicht von großem Nutzen, jedoch ist die Differenz zwischen den Richtungen zu zweien anderen Vorrichtungen, gemessen unter Verwendung einer Smartantenne an der ersten Vorrichtung, invariant, und zwar bei Drehungen der ersten mobilen Vorrichtung, und kann gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden, die Örtlichkeiten der drei Vorrichtungen und anderer in deren Nähe abzuschätzen.

6 zeigt ein System von räumlich verteilten Transceivern 600, die hier als Knotenpunkte bezeichnet werden, welche in Einklang mit der vorliegenden Erfindung arbeiten. Das System 600 kann als ein lose gekoppeltes Netzwerk von Vorrichtungen arbeiten oder auch mit einer Infrastruktur für ein zentralisierteres Management. Das System 600, welches dargestellt ist, enthält Bezugsknotenpunkt 640, 641, das heißt Knotenpunkt mit aufgebauten Positionen basierend auf Bezugssystemen, einen Knotenpunkt 630 mit einer bekannten räumlichen Beziehung 635 mit wenigstens einem Knotenpunkt 640 und Knotenpunkte 610, 620 mit unbekannter Örtlichkeit bei dem Prozeß der Erstellung der Ortslageinformationen. Zum Zwecke der Erläuterung sind die zwei Knotenpunkte, die eine unbekannte Örtlichkeit bilden, als Vorrichtung 'A' 610 und als Vorrichtung 'B' 620 bezeichnet oder gekennzeichnet, und der Knotenpunkt mit einer bekannten räumlichen Beziehung zu einem Bezugsknotenpunkt ist mit 'C' bezeichnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform besitzt jede der Vorrichtungen 610, 620, 630 die Fähigkeit, ihre Ortslage relativ zu einer anderen Vorrichtung innerhalb des Kommunikationsbereiches zu bestimmen, und zwar in einer Peer-to-Peer-Weise, und unter Verwendung von Algorithmus basierend auf der Ankunftszeitdifferenz, der Empfangssignalstärke oder anderen solchen Techniken. Jedoch kann gemäß der vorliegenden Erfindung unter bestimmten Umständen eine Vorrichtung die Genauigkeit der Abschätzung der relativen Ortsinformationen zu anderen durch Verwendung von Schätzwerten der relativen Örtlichkeit zu einer dritten Vorrichtung verbessern.

7 zeigt ein Flussdiagramm von Prozeduren 700 einer ersten Ausführungsform zum Verbessern der Schätzwerte der relativen Ortsinformationen in Einklang mit der vorliegenden Erfindung. Gemäß 6 und 7 haben die Vorrichtungen 'A' und 'B' Schätzwerte einer relativen Ortslage oder Örtlichkeit erstellt, wie beispielsweise Bereich oder Abstand und Richtung in Bezug zueinander. Die Vorrichtung 'C' baut dann eine Kommunikation mit der Vorrichtung 'A' auf und erhält einen ersten Schätzwert der relativen Lage in bezug auf die Vorrichtung 'A', was bei dem Schritt 710 erfolgt. Die Vorrichtung 'C' erhält ebenfalls einen zweiten Schätzwert einer relativen Lage in bezug auf die Vorrichtung 'B', was bei dem Schritt 720 erfolgt. Basierend auf den Informationen, die von den Vorrichtungen 'A' und 'B' gesammelt wurden, bestimmt die Vorrichtung 'C', daß die Vorrichtungen 'A' und 'B' sich eng benachbart zueinander befinden, und zwar in bezug auf deren Lage relativ zu der Vorrichtung 'C', was bei dem Schritt 730 erfolgt. Demzufolge wird angenommen, daß die Vorrichtungen 'A' und 'B' beieinander gelegen sind, und es werden die Schätzwerte der relativen Lage zwischen den Vorrichtungen 'C' und 'A' und zwischen den Vorrichtungen 'C' und 'B' kombiniert, um einen statistisch genaueren Schätzwert zu erzielen, als jeder einzelne Schätzwert alleine, was bei dem Schritt 740 realisiert wird. Es sei darauf hingewiesen, daß, obwohl die Vorrichtung 'C' so beschrieben ist, daß sie Schätzwerte bestimmt oder erhält, die vorliegende Erfindung auch die Möglichkeit mit umfaßt, daß solch eine Bestimmung durch andere Vorrichtungen in einer Peer-to-Peer-Weise oder einer anderen Weise vorgenommen wird. Zusätzlichen hängen die beschriebenen Prozeduren nicht von der Reihenfolge der Bestimmung der Schätzwerte ab.

Das Verfahren gemäß der Kombination der Schätzwerte wird in bevorzugter Weise auf eine Technik bezogen, die dazu verwendet wird, um die Schätzwerte zu erhalten. Bei einer Ausführungsform bestehen der ersten und der zweite Schätzwert, die oben erläutert sind, aus Schätzwerten des Abstandes, die unter Verwendung eines Algorithmus erhalten werden, und zwar basierend auf der empfangenen Signalstärke. Bei dieser Ausführungsform werden der ersten Schätzwert und der zweite Schätzwert zusammen gemittelt unter Verwendung einer geometrischen Mittelwertsbildungsfunktion, um den neuen Schätzwert zu erhalten. Speziell ist der neue Schätzwert dA,B,C so beschaffen, daß gilt dA,B,C = √(dA,C dB,C), worin dA,C der erste Schätzwert ist und dB,C der zweite Schätzwert ist. Bei einer anderen Ausführungsform bestehen der erste Schätzwert und der zweite Schätzwert, die oben erwähnt sind, aus Schätzgrößen des Abstandes, die unter Verwendung eines Algorithmus erhalten werden, und zwar basierend auf der Ankunftszeitdifferenz. Bei dieser zweiten Ausführungsform werden der ersten Schätzwert und der zweite Schätzwert zusammen gemittelt, und zwar unter Verwendung einer arithmetischen Mittelwertbildungsfunktion, um den neuen Schätzwert zu erhalten. Spezielle ist der neue Schätzwert so beschaffen, daß gilt dA,B,C = (dA,C + dB,C/2, worin dA,C der erste Schätzwert ist und dB,C der zweite Schätzwert ist. Das Konzept ist unmittelbar auf die Verwendung einer Kombination von drei oder mehreren Schätzwerten erweiterbar, um einen neuen Schätzwert zu generieren, der statistisch genauer ist.

8 zeigt eine zweite Anordnung von räumlich verteilten Transceivern 800, die gemäß der vorliegenden Erfindung arbeiten. Die Vorrichtungen 630, 640, 641 besitzen Kommunikation- und Performancefähigkeiten, wie dies unter Hinweis auf 6 beschrieben wurde. Jedoch sind wenigstens drei der Vorrichtungen, nämlich die Vorrichtung 'A' 610, die Vorrichtung 'B' 620 und die Vorrichtung 'C' 630 räumlich in einer unterschiedlichen Weise angeordnet. Spezieller gesagt, sind diese Vorrichtungen 610, 620, 630 derart angeordnet, daß die Vorrichtung 'B' 620 zwischen der Vorrichtung 'A' 610 und der Vorrichtung 'C' 630 zwischengefügt ist. Wenn gemäß der vorliegenden Erfindung drei oder mehrere Vorrichtungen gefunden werden, die im wesentlichen in einer Reihenfolge oder Aufeinanderfolge angeordnet sind, kann die Genauigkeit eines Schätzwertes der relativen Lage zwischen zwei Vorrichtungen erhöht werden, indem man solch einen Schätzwert mit Schätzwerten der relativen Lage zwischen zwischengefügten Vorrichtungen kombiniert. Somit kann beispielsweise ein Schätzwert einer Entfernung 816 zwischen der Vorrichtung 'A' 610 und der Vorrichtung 'C' 630 dadurch erhalten werden, indem man die Schätzwerte 815, 825 zwischen den Vorrichtungen 'A' und 'B' und zwischen den Vorrichtungen 'B' und 'C' kombiniert. Eine verbesserte Schätzung des Abstandes zwischen 'A' und 'C' kann dadurch erzielt werden, indem man die Schätzgröße 816, die direkt zwischen den Vorrichtungen 'A' und 'C' erhalten wird, mit den Schätzgrößten 815, 825 kombiniert, und zwar zwischen den Vorrichtungen 'A' und 'B' und zwischen den Vorrichtungen 'B' und 'C'.

9 zeigt ein Flußdiagramm von Prozeduren zum Abschätzen von relativen Lageinformationen entsprechend der Anordnung, die in 8 herausgestellt ist. Gemäß den 8 und 9 erstellt die Vorrichtung 'C' eine Kommunikation mit der Vorrichtung 'A' und erhält eine erste Schätzgröße der relativen Lage oder des Abstandes in bezug auf die Vorrichtung 'A', was bei dem Schritt 910 stattfindet. Die Vorrichtung 'C' erhält auch eine zweite Schätzgröße der relativen Lage in bezug auf die Vorrichtung 'A' unter Verwendung der Intervallschätzwerte des Abstandes zwischen den Vorrichtungen 'A' und 'B' und zwischen den Vorrichtungen 'B' und 'C', wobei eine zwischengefügte Vorrichtung vorhanden ist, was bei dem Schritt 820 durchgeführt wird. Wenn dabei andere oder weitere zwischengefügte Vorrichtungen vorhanden sind, können zusätzliche Intervallschätzwerte entwickelt werden, wie beispielsweise von der Vorrichtung 'B' zu der hypothetischen Vorrichtung 'X' und zwischen der Vorrichtung 'X' und der Vorrichtung 'C'. Es werden die erste und die zweite Schätzgröße bei dem Schritt 930 verglichen und, wenn der zweite Schätzwert kleiner ist als oder gleich ist mit dem ersten Schätzwert, wird eine Annahme getroffen, daß die Vorrichtungen A, B, C 610, 620, 630 ausgerichtet sind oder in einer Reihenfolge bzw. in einer Reihe liegen. In solch einem Fall werden die erste und die zweite Schätzgröße des Abstandes kombiniert, um eine neue Schätzgröße des Abstandes zu erhalten, die statistisch exakter oder genauer ist als die erste oder zweite Schätzgröße einzeln gesehen, was bei dem Schritt 940 erfolgt. Wie zuvor dargelegt wurde, ist die vorliegende Erfindung auch dafür geeignet, daß solch eine Bestimmung durch andere Vorrichtungen vorgenommen wird, obwohl die Vorrichtung 'C' so beschrieben wurde, daß diese die Bestimmung durchführt und die Schätzwerte erhält.

Das Verfahren gemäß der Kombination der Schätzgrößen ist speziell dann nützlich, wenn die Schätzgrößen des Abstandes unter Verwendung eines Algorithmus erhalten werden, basierend auf der Empfangssignalstärke. Auf Grund bestimmter Fehler, die bei diesem Verfahren der Abstandseinschätzung auftreten, wenn drei oder mehrere Vorrichtungen ausgerichtet sind, wie dies bei dem in 8 herausgegriffenen Fall dargestellt ist, ist die Abstandsschätzgröße zwischen 'A' und 'C', nämlich dA,C häufig größer als die Summe (dB,C + dA,B), worin dB,C der Abstandsschätzwert zwischen 'B' und 'C' ist, und dA,B der Abstandsschätzwert zwischen 'A' und 'B' ist. Wenn somit gilt dA,C >= dB,C + dA,B, kann angenommen werden, daß die Vorrichtungen ausgerichtet sind. Es wird dabei die folgende Formel angewendet: worin 'a' ein Wichtungsfaktor ist, der bei der bevorzugten Ausführungsform so ausgewählt ist, daß er bei 0,67 liegt. Diese Formel repräsentiert einen gewichteten geometrischen Mittelwert von (dB,C + dA,B) und dA,C. In bevorzugter Weise wird mehr Gewicht auf die Summe (dB,C + dA,B) gelegt, die anhand von Simulationen herausgefunden wurde, und zwar dahingehend, daß sie genauer ist als dA,C.

10 zeigt einen Satz von Histogrammen 1000 der simulierten Ergebnisse, welche die Genauigkeitsverteilung der verschiedenen Verfahren des Schätzabstandes vergleichen. Die Genauigkeit wird als ein Verhältnis der Abschätzung des Abstandes unter Verwendung eines speziellen Verfahrens zum tatsächlichen Abstand ausgedrückt, wenn exakt gemessen wird. Das erste Histogramm 1010 zeigt die Genauigkeitsverteilung für dA,C, das heißt die Richtungsmessung zwischen den Vorrichtungen 'A' und 'C' unter Verwendung einer Empfangssignalstärketechnik. Es sei darauf hingewiesen, daß hier eine weite oder breite Abweichung in der Genauigkeit vorliegt. Das zweite Histogramm 1020 zeigt die Genauigkeitsverteilung für die Summe (dB,C + dA,B), das heißt die direkte Messung zwischen den Vorrichtungen 'A' und 'B' und zwischen den Vorrichtungen 'B' und 'C' unter Verwendung einer Empfangssignalstärketechnik. Es sei darauf hingewiesen, daß die Abweichung in der Genauigkeit in signifikanter Weise verbessert ist, und zwar verglichen mit dem ersten Histogramm. Das dritte Histogramm 1030 zeigt die Genauigkeitsverteilung des gewichteten geometrischen Mittelwertes, der dA,C mit der Summe (dB,C + dA,B) kombiniert, wenn dA,C > als die Summe (dB,C + dA,B) ist. Es sei erwähnt, daß die Abweichung in der Genauigkeit wesentlich verbessert ist, und zwar verglichen mit dem ersten und dem zweiten Histogramm.

Die vorliegende Erfindung bietet signifikante Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Eine Schätzung der relativen Lage zwischen einer ersten und einer zweiten Vorrichtung kann dadurch verbessert werden, indem diese Schätzung mit Schätzungen der relativen Lage in bezug auf eine dritte Vorrichtung kombiniert wird. Systeme, die Peer-to-Peer-Messungen bei der Ortsbestimmung verwenden, können die beschriebenen Techniken dazu verwenden, um die Ortsgenauigkeit zu verbessern und sie erzielen dadurch wesentliche Vorteile.