BR112014011628B1

BR112014011628B1 - Método e aparelho para determinar a localização de um assinante

Info

Publication number: BR112014011628B1
Application number: BR112014011628-8A
Authority: BR
Inventors: Paul Zebregs; Tom Geerts; Peter Van Loon
Original assignee: Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ)
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2021-12-14
Also published as: US20160219404A1; WO2013071946A1; EP2781108B1; MX2014005784A; BR112014011628A2; EP2781108A1; US20150099532A1; US9380556B2; US9674659B2

Abstract

método e aparelho para determinar a localização de um assinante trata-se de um método para determinar se um assinante está localizado ou não dentro dos arredores de uma zona residencial definida por um conjunto de coordenadas geográfi-cas. o método compreende receber de um sistema de posicionamento móvel um formato que especifica uma localização do assinante, levando-se em consideração um grau de incerteza e escalar o formato recebido para considerar uma extensão dos arredores da zona residencial. determina-se, então, se a zona residencial está situada ou não dentro do formato escalado.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a aplicações baseadas na localização operadas por um fornecedor de serviços e que fazem uso de informações de localização de assinante geradas dentro de uma rede de acesso sem fio.

FUNDAMENTOS

[002] Uma área de crescimento particular dentro do campo mais amplo de serviços de acesso sem fio é essa de serviços com base em localização. Um fornecedor de serviços pode usar um conhecimento de uma localização de terminal para melhorar a experiência do usuário, a fim de criar fontes de rendimento novas e potencialmente valiosas para os fornecedores de serviços e implantar novas tarifas para os assinantes. O Protocolo de Localização Móvel (MLP) é um protocolo especificado pela Aliança Móvel Aberta (OMA) a fim de fornecer (baseado em rede) aplicações com informações de localização independentemente da tecnologia de rede subjacente [LIF TS 101]. A mesma baseia-se na entrega de documentos XML que contêm informações de localização de um centro de localização móvel dentro da rede sem fio para um servidor que fornece serviços com o uso, tipicamente, de HTTP como o mecanismo de transporte. As especificações 3GPP para estruturas de rede sem fio (incluindo GSM, 3G, e LTE) fornecem a determinação de informações de localização adequada para uso com MLP. Esse “sistema” 3GPP é denominado aqui como um Sistema de Posicionamento Móvel (MPS). O MPS é facilitado por um Centro de localização móvel de Passagem (GMLC) definido em GSM e UMTS ou, possivelmente, por um Centro de Posicionamento Móvel (MPC) que é definido pelos padrões do Instituto Nacional de Padronização Norte-Americano (ANSI). A Figura 1 ilustra a troca de mensagem MLP que envolve a Solicitação Imediata de Localização Padrão (SLIR) e a Resposta Imediata de Localização Padrão (SLIA).

[003] O GMLC (ou o MPC) retorna para a aplicação com base na localização (do fornecedor de serviços), sendo que uma “área de localização” representa a área onde o terminal (ou, falando livremente, o assinante) está localizado. Essa área de localização pode, por exemplo, ser um círculo representado por uma origem de centro e um raio, em que a origem corresponde à (determinada de forma imprecisa) localização do assinante e o raio representa um grau de incerteza. Os serviços, como as chamados aplicações em “Zona Residencial”, os quais comparam a localização atual (assumida) com as coordenadas pré-definidas a fim de aplicar restrições de mobilidade de carregamento diferenciadas, etc. - dependem do MPS para solicitar a localização de um assinante.

[004] Várias variáveis determinam a precisão do posicionamento móvel, incluindo:

[005] O volume atual de tráfego manipulado por uma torre de rádio;

[006] Interferência de Rádio;

[007] Reflexões fora de edifícios altos;

[008] Condições de tempo atuais; e

[009] Planejamento de rádio (por exemplo, densidade da torre em áreas urbanas contra as áreas rurais).

[0010] Como tal, as áreas de localização fornecidas pelo MPS para os assinantes podem ser imprecisas. Outra variável que muitas vezes é negligenciada é a precisão das coordenadas armazenadas pela aplicação com base na localização (por exemplo, Zona Residencial) que devem ser comparadas com as áreas de localização MPS. Essas coordenadas podem ser fornecidas pelo operador de rede 3GPP ou por terceiros (por exemplo, com base em coordenadas GPS) e garante que sua precisão não pode ser sempre fornecida. Em alguns casos, as próprias coordenadas armazenadas são geradas pelo MPS e, por conseguinte, estão sujeitas as imprecisões do mesmo. Isso poderia acontecer se as coordenadas fossem gravadas, quando um assinante designasse uma Zona Residencial que usa alguns processos de seleção com base no terminal, sobre os quais o MPS registra a posição atual dos assinantes e passa para o fornecedor de serviços.

SUMÁRIO

[0011] É um objeto da invenção solucionar pelo menos algumas das desvantagens acima e fornecer um método e um sistema aperfeiçoados para determinar a localização de um assinante em relação a Zona Residencial dele/dela.

[0012] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um método para determinar se um assinante está localizado ou não dentro dos arredores de uma Zona Residencial definida por um conjunto de coordenadas geográficas. O método compreende receber a partir de um sistema de posicionamento móvel um formato e uma origem que especificam uma área de localização para o assinante, levando em consideração um grau de incerteza e escalar a área de localização recebida para considerar uma extensão dos arredores da Zona Residencial. Então, é determinado se a Zona Residencial está situada ou não dentro da área de localização escalada.

[0013] As modalidades da presente invenção apresentam um mecanismo relativamente simples e eficiente para determinar se atualmente um assinante (de algum serviço que faz uso de uma localização do assinante) está ou não em casa. Não é necessário realizar uma análise complexa da sobreposição de dois formatos, por exemplo, uma análise fornecida pelo MPS e a outra realizada pela aplicação para o assinante ou para o grupo de assinantes.

[0014] Uma aplicação particular da invenção envolve esses casos em que o sistema de posicionamento móvel é implantado de acordo com o Protocolo de Localização Móvel. Outros protocolos, incluindo as atualizações dos MLP atualmente especificado, podem ser empregados.

[0015] O método pode ser executado dentro de uma rede de telecomunicações sem fio ou em alguma localização (por exemplo, servidor) fora de tal rede, por exemplo, em um servidor acoplado à Internet.

[0016] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é fornecido um servidor para determinar se um assinante está localizado ou não dentro dos arredores de uma Zona Residencial definida por um conjunto de coordenadas geográficas. O servidor compreende um receptor para receber de um sistema de posicionamento móvel um formato e uma origem que especificam uma área de localização para o assinante, levando em consideração um grau de incerteza, e um processador para escalar a área de localização recebida para considerar uma extensão dos arredores da Zona Residencial. Adicionalmente, o servidor compreende um comparador para determinar se a Zona Residencial está situada ou não dentro da área de localização escalada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] A Figura 1 ilustra esquematicamente uma simples troca de mensagem, de acordo com o Protocolo de Localização Móvel (MLP);

[0018] A Figura 2 ilustra esquematicamente uma área de localização circular, de acordo com o MPL, e o aumento de escala dessa área de localização para levar em consideração os arredores da Zona Residencial;

[0019] A Figura 3 ilustra esquematicamente uma área de localização elíptica, de acordo com o MPL, e o aumento de escala dessa área de localização para levar em consideração os arredores da Zona Residencial;

[0020] A Figura 4 ilustra esquematicamente uma área de localização em arco circular, de acordo com o MPL, e o aumento de escala radial dessa área de localização para levar em consideração os arredores da Zona Residencial;

[0021] Adicionalmente, a Figura 5 ilustra a área de localização em arco circular da Figura 4 e o aumento de escala angular dessa área de localização para levar em consideração os arredores da Zona Residencial;

[0022] A Figura 6 é um fluxograma que ilustra um processo para determinar se um assinante está ou não em casa; e

[0023] A Figura 7 ilustra um (rede) servidor para realizar o processo da Figura 6.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0024] Conforme discutido acima, um Sistema de posicionamento móvel (MPS) que emprega o Protocolo de Localização Móvel (MLP) irá fornecer a uma aplicação de solicitação uma área de localização que define uma área geográfica onde um assinante muito provavelmente está localizado. A aplicação, operada por um fornecedor de serviços que fornece alguns serviços que dependem de localização, pode usar a área de localização apresentada pelo MPS a fim de prever um serviço para o assinante, para aplicar um modelo de carregamento apropriado ou por outros motivos.

[0025] No caso de uma aplicação chamada “Zona Residencial”, um fornecedor de serviços desejará saber se o assinante está atualmente localizado em coordenadas pré-definidas, isto é, se o assinante está em casa. Tipicamente, a aplicação de Zona Residencial receberia a área de localização do assinante a partir do MPS e determinaria se as coordenadas da Zona Residencial se situam dentro da área de localização. Então, nesse caso, admite-se que o assinante esteja em casa. Essa determinação é um procedimento relativamente simples e tem a vantagem, a qual provavelmente é levada em conta, pelo menos em certa extensão, do fato de a Zona Residencial ter propagação geográfica limitada, por exemplo, a uma casa e a um jardim. A propagação “permitida” corresponderá à incerteza implícita na área de localização MPS.

[0026] Reconhece-se que em vários casos a propagação permitida pela área de localização MPS não irá mapear com precisão suficiente para a propagação da Zona Residencial. Considere-se, por exemplo, o caso em que um assinante mora em uma fazenda ou em uma propriedade muito grande. A Zona Residencial dele ou dela deveria ser grande o suficiente para que possa refletir o tamanho da propriedade e é improvável que a área de localização MPS será suficientemente grande. Em outros casos, por exemplo, em que um assinante mora em um pequeno apartamento, a área de localização MPS poderá ser grande demais.

[0027] Esse problema pode ser solucionado ao predefinir um formato de Zona Residencial apropriado para a propriedade do assinante. Quando uma área de localização MPS é recebida, é determinado se o formato predeterminado e a área de localização MPS estão ou não sobrepostos. No entanto, isso pode apresentar um problema relativamente complexo, especialmente para formatos complexos.

[0028] Uma solução alternativa ora proposta é continuar a definir a Zona Residencial mediante um conjunto de coordenada simples e escalar a área de localização MPS por meio de um fator apropriado (ou alguns fatores). Esse fator pode ser definido um por base de assinante ou, por exemplo, baseado em um tipo de área residencial (por exemplo, urbana contra rural). [Claro que fórmulas de escala mais complexas podem ser utilizadas.] Então, é simplesmente uma questão de determinar se o conjunto de coordenada de Zona Residencial está situado ou não dentro da área de localização MPS escalda.

[0029] A área de localização MPS é estendida com o uso de um multiplicador ora denominado como o ‘fator f’. O fator é aplicado diferentemente por área de localização, à medida que é devolvido pelo MPS. Os três formatos de área de localização MLP mais comuns são: - Área circular - Área elíptica - Arco circular

[0030] O círculo (Área circular) é o formato de área de localização mais simples. Neste caso, o MPS simplesmente retorna para as coordenadas geográficas (por exemplo, longitude e latitude) do centro do círculo formato, juntamente com seu raio. A fim de estender a cobertura do formato do círculo, o raio é multiplicado pelo fator f. Por exemplo, se o fator f for definido por um valor de 1,2, então, o raio do círculo será estendido em 20%. Isso é ilustrado na Figura 2. Nota-se que o fator f também pode ser definido por um valor entre 0 e 1, diminuindo, assim, o raio do círculo.

[0031] Uma elipse (Área elíptica) é definida pelas coordenadas do centro do formato, juntamente com os tamanhos do eixo geométrico semimaior e semimenor Ademais, um ângulo é fornecido pelo MPS, o qual fornece informações na rotação da elipse. A fim de estender a cobertura do formato elíptico, os tamanhos dos eixos geométricos semimaior e semimenor são multiplicados pelo fator f. O mesmo fator f é usado para ambos eixos geométricos a fim de reter o formato da elipse. Isso é ilustrado na Figura 3, em que os eixos geométricos semimaior e semimenor do formato devolvido são a e b, respectivamente. Novamente, o fator f pode ser definido em um valor entre 0 e 1, diminuindo, assim o tamanho da elipse.

[0032] Um formato de arco circular (Arco Circular) é definido pelas coordenadas da origem do fator, juntamente com o raio externo e o raio interno e um ângulo “inicial” e “final”. A fim de estender a cobertura do formato de arco circular, um multiplicador é aplicado ao raio e outro fator é aplicado aos ângulos. A fim de aplicar o multiplicador fator ao raio, o raio intermediário é calculado como a média entre os raios interno e externo. Com base no raio intermediário e no fator f, o novo raio interno e externo pode ser calculado como: Raio intermediário = (Raio interno + Raio externo)/2 Novo Raio externo = Raio intermediário + ((Raio externo - Raio intermediário) x fator f) Novo Raio interno = MAX (Raio intermediário + ((Raio interno - Raio intermediário) x fator f), 0).

[0033] Isso é ilustrado na Figura 4.

[0034] Um método semelhante é a aplicação a fim de escalar os ângulos com uso de um segundo fator f. Em primeiro lugar, o ângulo intermediário é definido e, depois, os novos ângulos inicial e final são determinados. Isso é ilustrado na Figura 5. [Note que, de acordo com o MLP, o ângulo final (representado por β nas Figuras 4 e 5) representa a quantidade de graus do ângulo inicial, isto é, não do eixo geométrico]. Os ângulos inicial e final escalados são calculados da seguinte forma: Ângulo intermediário = Ângulo inicial + (Ângulo final / 2) Novo ângulo inicial = MOD ((Ângulo intermediário + ((Ângulo inicial - Ângulo intermediário) * fator f)),360) Novo ângulo final = MIN (Ângulo final * fator f, 360).

[0035] O centro do formato de posicionamento móvel e a coordenada da Zona Residencial devem ser especificados em formato de latitude/longitude. A distância, d, entre o centro da área de localização MPS e as coordenadas da Zona Residencial pode ser calculada por meio da Fórmula de Haversine, isto é: a = sen2(Δlat/2) + cos(lat1).cos(lat2).sen2(Δlong/2) c = 2.atan2(Va, V(1-a)) d = R.c.

[0036] A próxima é uma função Javascript que apresenta a distância em metros entre essas duas coordenadas. /* * Calculate the distance between two coordinates in m. * / function calculateDistance(latitude1, longitude1, latitude2, longitude2) { var R = 6371000.7900 var dLat = (latitude2-latitude1).toRad(); var dLon = (longitude2-longitude1).toRad(); var a = Math.sin(dLat/2) * Math.sin(dLat/2) + Math.cos(latitude1.toRad()) * Math.cos(latitude2.toRad())* Math.sin(dLon/2) * Math.sin(dLon/2); var c = 2 * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1-a)); var d = R * c; return d; }

[0037] A altitude entre o centro da área de localização e as coordenadas da Zona Residencial também pode ser calculada por meio da Fórmula de Haversine: θ = atan2( sen(Δlong).cos(lat2), cos(lat1).sen(lat2) - sen(lat1).cos(lat2).cos(Δlong))

[0038] A próxima é uma função Javascript que apresenta a altitude inicial (azimute para frente) entre essas duas coordenadas. Nas aplicações de posicionamento móvel que usam distâncias relativamente curtas, a altitude inicial e altitude final têm valores bastante semelhantes. Portanto, aguem pode assumir nesses casos que a altitude inicial é a altitude global. /* Calculate the bearing between two coordinates * / function calculateBearing(latitude1, longitude1, latitude2, longitude2) { var dLat = (latitude2-latitude1).toRad(); var dLon = (longitude2-longitude1).toRad(); var y = Math.sin(dLon) * Math.cos(latitude2.toRad()); var x = Math.cos(latitude1.toRad())*Math.sin(latitude2.toRad())- Math.sen(latitude1.toRad())*Math.cos(latitude2.toRad())*Math.cos (dLon); var brng = Math.atan2(y, x).toDeg(); brng = (brng + 360.0) % 360.0; return brng; }

[0039] Ao usar a distância entre as coordenadas da Zona Residencial e o centro da área de localização MPS e, opcionalmente, a altitude considerada acima, é relativamente direto ao determinar se a Zona Residencial está situada ou não dentro da área de localização escalada.

[0040] A Figura 6 é um fluxograma que ilustra todo o processo realizado pelas aplicações baseadas na localização. Na etapa S1, a aplicação que, por exemplo, reside em um servidor operado por um fornecedor de serviços, envia uma solicitação de informações de localização (SLIR) ao GMLC/MPC e recebe dos mesmos, na etapa S2, uma resposta de localização (SLIA). Na etapa S3, a aplicação determina um fator de escala (por exemplo, o fator f) para o assinante em questão, por exemplo, a partir de uma base de dados do assinante e escala a área de localização recebida na resposta MLP. Isso leva em consideração a variação da extensão entre essa área de localização e os arredores da Zona Residencial. Na etapa S4, a aplicação usa a área de localização escalada para determinar se o centro da Zona Residencial está situado ou não dentro da área de localização escalada. Isso possibilita, por exemplo, que a aplicação determine se atualmente o assinante está ou não em “casa”.

[0041] Referindo-se agora à Figura 7, essa ilustra esquematicamente um servidor 1 que hospeda uma aplicação com base na localização, conforme discutido acima. O servidor compreende uma base de dados de assinante 2 que detém dados do assinante, inclusive, por exemplo, identidades do assinante e os detalhes da assinatura. A base de dados pode incluir, para cada assinante, uma Zona Residencial definida por um conjunto de coordenadas geográficas, por exemplo, longitude e latitude. Certos serviços podem ser ligados/inibidos quando se determina que um assinante está em casa ou longe de casa. Cada Zona Residencial é associada a um fator de escala, fator f.

[0042] O servidor é dotado de um transmissor/receptor 3 que é responsável por enviar solicitações de localização e receber respostas localização de um GMLC/MLC (servidor) por meio de uma interface 4. Uma resposta de localização que inclui o formato de localização apresentado, é enviada para um processador 5 para escalar. A escala é executada com uso de um fator de escala recuperado a partir da base de dados do assinante (ou, possivelmente, com uso um fato genérico ou um grupo de fator). Então, a área de localização escalada enviada para um comparador 6 que é responsável pela determinação se o centro da Zona Residencial (recuperado a partir da base de dados do assinante) está situado dentro da área de localização escalada. Se a resposta for sim, o comparador gera um resultado que indica que o assinante está em casa e as ações apropriadas (serviço) são aplicadas. Tanto o processador quanto o comparador são configurados de acordo com o formato fornecido pelo MPS e de acordo com o algoritmo usado para determinar se o assinante está ou não em casa.

[0043] Os procedimentos discutidos acima apresentam um mecanismo extremamente simples e eficiente que determina se, atualmente, um assinante está ou não em casa. Simplesmente ao escalar a área de localização recebida, mais ou menos, por meio de um fator ou alguns fatores, a área de localização pode ser mapeada para alguma Zona Residencial específica para o assinante.

[0044] A pessoa versada na técnica irá perceber que várias modificações podem ser feitas às modalidades descritas acima, sem que se afaste do escopo da presente invenção.

Claims

1. Método para determinar se um assinante está localizado ou não dentro dos arredores de uma Zona Residencial definida por um conjunto de coordenadas geográficas, o método é caracterizado pelo fato de que compreende: receber (S2) uma resposta de localização (SLIA) de um sistema de posicionamento móvel um formato e uma origem que especificam uma área de localização para o assinante, levando-se em consideração um grau de incerteza; determinar (S3) fator de escala (fator f) e escalar a área de localização recebida para considerar uma extensão dos arredores da Zona Residencial (diferente do formato apresentado); e determinar (S4) se a Zona Residencial está situada ou não dentro da área de localização escalada, ao determinar uma distância e/ou uma diferença angular entre o conjunto de coordenadas geográficas que define o centro da Zona Residencial e a origem da área de localização recebida.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito sistema de posicionamento móvel é implantado de acordo com o Protocolo de Localização Móvel.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito formato é um círculo e a dita etapa de escala compreende escalar o raio por meio de um fator definido para assinante ou para um grupo ao qual o assinante pertence.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito formato é uma elipse e a dita etapa de escala compreende escalar os eixos geométricos semimaior e semimenor por meio de um fator definido para o assinante ou para um grupo ao qual o assinante pertence.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito formato é um arco circular e a dita etapa de escala compreende escalar os raios interno e externo através de um primeiro fator e escalar os ângulos inicial e final por meio de um segundo fator, em que os primeiro e segundo fatores são definidos pelo assinante ou por um grupo ao qual o assinante pertence.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de escala do raio compreende calcular os novos raios interno e externo da seguinte forma: Raio intermediário = (Raio interno + Raio externo)/2 Novo Raio externo = Raio intermediário + ((Raio externo - Raio intermediário) x f-fator) Novo Raio interno = MAX (Raio intermediário + ((Raio interno - Raio intermediário) x f-fator), 0).

7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de escala dos ângulos inicial e final compreende calcular os novos ângulos inicial e final da seguinte forma: Ângulo intermediário = Ângulo inicial + (Ângulo final / 2) Novo ângulo inicial = MOD ((Ângulo intermediário + ((Ângulo inicial - Ângulo intermediário) * f-fator)), 360) Novo ângulo final = MIN (Ângulo final * f-fator, 360) em que f-fator representa o segundo fator.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância é calculada da seguinte forma: a = sin2(Δlat/2) + cos(lat1).cos(lat2).sin2(Δlong/2) c = 2.a tan2(

) distância = R.c, em que Δlat e Δlong são a diferença entre as longitudes e latitudes do centro da Zona Residencial e a origem da área de localização, respectivamente, e lat1 e lat2 são as latitudes do centro da Zona Residencial e da origem da área de localização.

9. Servidor (1) para determinar se um assinante está localizado ou não dentro dos arredores de uma Zona Residencial definida por um conjunto de coordenadas geográficas, o servidor caracterizado pelo fato de que compreende: uma base de dados de assinante (2) que pode incluir para cada assinante, uma Zona Residencial definida por um conjunto de coordenadas geográficas por exemplo, longitude e latitude; um receptor (3) para receber de um sistema de posicionamento móvel um formato e uma origem que especificam uma área de localização para o assinante, levando em consideração um grau de incerteza e para receber respostas de localização de um GMLC/MLC por meio de uma interface (4) em um formato de localização (SLIA); um processador (5) para escalar a área de localização recebida para considerar uma extensão dos arredores da Zona Residencial; e um comparador (6) para determinar se a Zona Residencial está situada ou não dentro da área de localização escalada, ao determinar uma distância e/ou uma diferença angular entre o conjunto de coordenadas geográficas que define o centro da Zona Residencial e uma origem da área de localização recebida.

10. Servidor, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dito formato é um círculo e o dito processador (5) é configurado para escalar o raio por meio de um fator definido para o assinante ou para um grupo ao qual o assinante pertence.

11. Servidor, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dito formato é uma elipse e o dito processador (5) é configurado para escalar os eixos geométricos semimaior e semimenor por meio de um fator definido para o assinante ou para um grupo ao qual o assinante pertence.

12. Servidor, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dito formato é um arco circular e o dito processador (5) é configurado para escalar os raios interno e externo por meio de um primeiro fator e escalar os ângulos inicial e final por meio de um segundo fator, em que os primeiro e segundo fatores são definidos pelo assinante ou por um grupo ao qual o assinante pertence.