BR122018008084B1 - Método e equipamento para posicionamento híbrido de rede sem fio - Google Patents

Abstract

métodos e equipamentos para a determinação de posição e outras operações. em uma modalidade da presente invenção, uma estação móvel utiliza sinais sem fio a partir de uma pluralidade de redes sem fio (por exemplo, com diferentes interfaces aéreas e/ou operadas por diferentes provedores de serviço) para a determinação de posição (por exemplo, para comunicação de dados, para obtenção de informações de tempo e/ou freqüência, para medição de alcance, para estimativa de setor ou altitude). em uma modalidade da presente invenção, as estações móveis são utilizadas para colher dados estatísticos sobre os pontos de acesso sem fio (por exemplo, localizações das estações móveis que receberam sinais dos pontos de acesso sem fio, tal como das estações base celulares, pontos de acesso de rede de área local sem fio, repetidoras para o posicionamento de sinais, ou outros transmissores de comunicação sem fio) e para derivar informações de localização (por exemplo, posição e área de cobertura dos pontos de acesso sem fio) para as redes sem fio dos dados estatísticos coletados.

Description

MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA POSICIONAMENTO HÍBRIDO DE REDE

SEM FIO

Pedido dividido do PI0411915-0 de 28/06/2004.
Campo da Invenção	a	sistemas	de
[01]	A invenção	refere-se
determinação	de posição,	e mais particularmente	ao
posicionamento fio.	híbrido utilizando sinais	de	comunicação	sem

Fundamentos [02] Para realizar a localização de posição em redes celulares sem fio (por exemplo, uma rede de telefonia celular), várias abordagens realizam a trilateração com base na utilização de informações de temporização enviadas entre cada uma das várias estações base e um dispositivo móvel, tal como um telefone celular. Uma abordagem, chamada de Trilateração de

Link Direto Avançada (AFLT) em

CDMA ou

Diferença de Tempo

Observada

Melhorada (EOTD) em

GSM ou

Diferença de Tempo de chegada

Observada (OTDOA) em WCDMA, mede no dispositivo móvel os tempos de chegada relativos dos sinais transmitidos a partir de cada uma das várias estações base. Esses tempos são transmitidos para um Servidor de Localização (por exemplo, uma Entidade de Determinação de Posição (PDE) em CDMA), que computa a posição do dispositivo móvel utilizando esses tempos de recepção. Os tempos de transmissão nessas estações base são coordenados de forma que um caso de tempo particular, a hora do dia associada com múltiplas estações base, esteja dentro de um limite de erro especificado. As posições precisas das estações base e os tempos de recepção são utilizados para determinar a posição do dispositivo móvel.

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2/55 [03] A figura 1 ilustra um exemplo de um sistema

AFLT onde os tempos de recepção (TR1,

TR2 e

TR3) dos sinais de estações base celulares 101, 103 e 105 são medidos no telefone celular móvel 111. Esses dados de temporização podem então ser utilizados para computar a posição do dispositivo móvel. Tal computação pode ser realizada no dispositivo móvel propriamente dito, ou em um servidor de localização se as informações de temporização obtidas dessa forma pelo dispositivo móvel forem transmitidas para o servidor de localização através de um link de comunicação.

Tipicamente, os tempos de recepção são comunicados para um servidor de localização 115 através de uma das estações base celulares (por exemplo, estação base 101 ou 103 ou 105). O servidor de localização 115 é acoplado aos dados de recepção das estações base através do centro de comutação móvel 113. O servidor de localização pode incluir um servidor de almanaque de estação base (BSA), que fornece a localização das estações base e/ou a área de cobertura das estações base. Alternativamente, o servidor de localização e o servidor BSA podem ser separados um do outro; e, o servidor de localização comunica com a estação base para obter o almanaque de estação base para a determinação de posição. O centro de comutação móvel 113 fornece sinais (por exemplo, comunicações de voz) para e da Rede de Telefonia Pública Comutada (PSTN) terrestres de forma que os sinais possam ser transportados para e do telefone móvel ou outros telefones (por exemplo, telefones terrestres na PSTN ou outros telefones móveis). Em alguns casos o servidor de localização também pode se comunicar com o centro de comutação móvel através de um link celular. O

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3/55 servidor de localização também pode monitorar as emissões de várias estações base em um esforço de se determinar a temporização relativa dessas emissões.

[04] Em outra abordagem, chamada de Tempo de Chegada de Uplink (UTOA), os tempos de recepção de um sinal de um dispositivo móvel são medidos em várias estações base (por exemplo, medições realizadas nas estações base 101, 103 e 105). A figura 1 se aplica a esse caso se as setas de TRI, TR2 e TR3 forem invertidas. Esses dados de temporização podem então ser comunicados ao servidor de localização para computar a posição do dispositivo móvel.

[05] Um terceiro método de realização da localização de posição envolve a utilização no dispositivo móvel de um conjunto de circuitos para o sistema de Satélite de Posicionamento Global Americano (GPS) ou outros Sistemas de Posicionamento por Satélite (SPS), tal como o sistema Russo GLONASS e o Sistema Galileo Europeu proposto, ou uma combinação de satélites e pseudo-satélites. Os pseudo-satélites são transmissores terrestres, que efetuam broadcast de um código PN (similar ao sinal GPS) modulado em um sinal portador de banda L, geralmente sincronizado com o tempo SPS. Cada transmissor pode receber um código PN singular de forma a permitir a identificação por um dispositivo móvel. Pseudo-satélites são úteis em situações, nas quais os sinais SPS de um satélite em órbita podem estar indisponíveis, tal como túneis, minas, edifícios ou outras áreas fechadas. O termo satélite, como utilizado aqui, deve incluir pseudo-satélite ou equivalências de pseudo-satélites, e o termo sinais GPS, como utilizado aqui, deve incluir sinais tipo GPS de pseudo-satélites ou

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4/55 equivalentes a pseudo-satélites. Os métodos que utilizam um receptor SPS para determinar uma posição de uma estação móvel podem ser completamente autônomos (caso no qual o receptor SPS, sem qualquer auxílio, determina a posição da estação móvel) ou podem utilizar a rede sem fio para fornecer dados de assistência ou compartilhar o cálculo de posição. Exemplos de tais métodos são descritos nas patentes U.S. 6.208.290, 5.841.396, 5.874.914, 5.945.944 e 5.812.087. Por exemplo, a patente U.S. N° 5.945.944 descreve, entre outras coisas, um método para se obter informações de tempo precisas de sinais de transmissão do telefone celular, que é utilizada em combinação com os sinais SPS para determinar a posição do receptor; a patente U.S. N° 5.874.914 descreve, entre outras coisas, um método de transmissão de mudanças de freqüência Doppler de visão de satélites para o receptor no dispositivo móvel através de um link de comunicação para determinar a posição do dispositivo móvel; a patente U.S. N° 5.874.914 descreve, entre outras coisas, um método de transmissão de dados de almanaque de satélite (ou dados eferemis) para um receptor através de um link de comunicação para ajudar o receptor a determinar sua posição; a patente U.S. N° 5.874.914 também descreve, entre outras coisas, um método de travar um sinal de freqüência portadora de precisão de um sistema de telefonia celular para fornecer um sinal de referência no receptor para a aquisição de sinal SPS; a patente U.S. N° 6.208.290 descreve, entre outras coisas, um método para utilizar uma localização aproximada de um receptor para determinar um Doppler aproximado para reduzir o tempo de processamento de sinal SPS; e, a patente U.S. N° 5.812.087

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5/55 descreve, entre outras coisas, um método para comparar diferentes registros de uma mensagem de dados de recebida para determinar um momento no qual satélite um dos registros é recebido em um receptor a fim de determinar a posição do receptor. Nas implementações práticas de baixo custo, ambos o receptor de comunicações celulares móveis e o receptor SPS são integrados no mesmo recinto e, podem, de fato, compartilhar o conjunto de circuito eletrônico comum.

[06] Em outra variação dos métodos acima, o retardo de ida e volta (RTD) é encontrado para sinais que são enviados da estação base para o dispositivo móvel e então são retornados. Em um método similar, porém alternativo, o retardo de ida e volta é encontrado para sinais que são enviados do dispositivo móvel para a estação base e então retornados. Cada um desses retardos de ida e volta é dividido por dois para se determinar uma estimativa de retardo de propagação unidirecional. O conhecimento da localização da estação base, mais um retardo unidirecional restringem a localização do dispositivo móvel para um circulo na terra. Duas dessas medições de estações base distintas, então, resultam na interseção de dois círculos, que, por sua vez, restringem a localização para dois pontos na terra. Uma terceira medição (mesmo um ângulo de chegada ou identificação de setor de célula) resolve a ambigüidade.

[07] Uma combinação de AFLT ou UTOA com um sistema SPS pode ser referida como um sistema híbrido. Por exemplo, a patente U.S. N° 5.999.124 descreve, entre outras coisas, um sistema híbrido, no qual a posição de um transceptor com base em célula é determinada a partir de uma combinação de pelo menos: i) uma medição de tempo que

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6/55 representa um tempo de percurso de uma mensagem na célula com base em sinais de comunicação entre o transceptor com base em célula e um sistema de comunicação; e ii) uma medição de tempo que representa um tempo de percurso de um sinal SPS.

[08] Auxílio de altitude tem sido utilizado em vários métodos para a determinação da posição de um dispositivo móvel. O auxílio de altitude é tipicamente baseado em uma pseudomedição da altitude. O conhecimento da altitude de uma localização de um dispositivo móvel restringe as possíveis posições do dispositivo móvel para uma superfície de uma esfera (ou um elipsóide) com seu centro localizado no centro da terra. Esse conhecimento pode ser utilizado para reduzir o número de medições independentes exigidas para se determinar a posição do dispositivo móvel. Por exemplo, a patente U.S. N° 6.061.018 descreve, entre outras coisas, um método onde uma altitude estimada é determinada a partir das informações de um objeto de célula, que pode ser uma estação rádio-base que possui um transmissor de estação rádio-base em comunicação com o dispositivo móvel.

SUMÁRIO DA DESCRIÇÃO [09] Em um aspecto da presente invenção, um método para se determinar as informações sobre um ponto de acesso sem fio inclui: a comunicação entre um servidor e uma ou mais estações móveis através de um ou mais primeiros pontos de acesso sem fio de uma primeira rede sem fio para a determinação da localização de uma ou mais estações móveis; a coleta de dados especificando uma pluralidade de localizações de onde os sinais sem fio transmitidos a

Petição 870180032444, de 20/04/2018, pág. 13/83 partir de um segundo ponto de acesso sem fio de uma segunda rede sem fio são recebidos por uma ou mais estações móveis, onde a segunda rede sem fio é diferente da primeira rede sem fio; e a determinação das informações de localização sobre o segundo ponto de acesso sem fio a partir dos dados. As informações de localização podem incluir uma posição estimada do segundo ponto de acesso sem fio. Essa posição estimada do segundo ponto de acesso sem fio pode ser determinada a partir de uma média ponderada da pluralidade de localizações; um peso para a média ponderada pode ser baseado nas informações de posicionamento que indica uma distância entre uma localização correspondente dentre a pluralidade de localizações para o segundo ponto de acesso da segunda rede sem fio. As informações de posicionamento podem ser um indicador do nível de sinal recebido para os sinais transmitidos a partir do segundo ponto de acesso sem fio e recebidos em uma estação móvel na localização correspondente dentre uma pluralidade de localizações. Em uma implementação ilustrativa, as informações de localização incluem uma área de cobertura do segundo ponto de acesso sem fio e uma posição estimada do segundo ponto de acesso sem fio que é determinada a partir da área de cobertura do segundo ponto de acesso sem fio. Em determinadas implementações ilustrativas, as informações de posicionamento tal como os alcances que especificam as distâncias entre cada uma dentre a pluralidade de localizações e o segundo ponto de acesso sem fio da segunda rede sem fio pode ser adicionalmente coletada; e, as informações de localização incluem uma posição estimada do

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8/55 segundo ponto de acesso sem fio, que é determinado a partir das informações de alcance e dos dados coletados.

[010] Em outro aspecto da presente invenção, um método para determinar as informações sobre uma rede sem fio inclui: a coleta de dados especificando uma pluralidade de localizações das estações móveis, nas quais os sinais sem fio transmitidos a partir de um primeiro ponto de acesso sem fio de uma primeira rede sem fio são recebidos durante a determinação da pluralidade de localizações, as estações móveis recebendo sinais do primeiro ponto de acesso sem fio e também comunicando sinais entre as estações móveis e pelo menos um segundo ponto sem fio de uma segunda rede sem fio que é diferente da primeira rede sem fio; e determinando uma localização do primeiro ponto de acesso sem fio a partir de uma área de cobertura definida pela pluralidade de localizações. Em um exemplo desse método, as estatísticas de qualquer estação móvel estando em uma área, na qual os sinais sem fio transmitidos a partir do primeiro ponto de acesso sem fio podem ser recebidos durante a determinação de posição é determinada. A localização do ponto de acesso sem fio pode ser determinada a partir de uma média ponderada da pluralidade de localizações, e um peso para a média ponderada é baseado em um indicador do nível de sinal recebido para sinais transmitidos a partir do ponto de acesso sem fio e recebido por uma estação móvel em um local correspondente dentre a pluralidade de locais. O primeiro ponto de acesso sem fio pode operar de acordo com um padrão para uma rede de área local sem fio (por exemplo, IEEE 802.11).

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9/55 [011] Em outro aspecto da presente invenção, um método para uma estação móvel de um sistema de determinação de posição inclui: a determinação, na estação móvel, das informações de primeira identificação de um primeiro ponto de acesso sem fio de uma primeira rede sem fio; a determinação das informações de primeira posição que referem-se a uma primeira posição da estação móvel em uma área de cobertura de sinal do primeiro ponto de acesso sem fio; e a comunicação dos primeiros dados indicando uma correlação entre as primeiras informações de identificação e as primeiras informações de posição da estação móvel para um servidor que é remoto com relação ao primeiro ponto de acesso sem fio. A comunicação é através de um segundo ponto de acesso sem fio de uma segunda rede sem fio que é diferente da primeira rede sem fio. Em um exemplo desse método, as primeiras informações de posição indicam uma distância entre a primeira posição da estação móvel e uma posição do primeiro ponto de acesso sem fio, e essas primeiras informações de posição são determinadas e transmitidas como uma parte dos primeiros dados. As primeiras informações de posição podem ser uma indicação de um nivel de sinal para os sinais que são transmitidos a partir do primeiro ponto de acesso e recebidos na primeira posição pela estação móvel. Alternativamente, as primeiras informações de posição podem ser uma posição real (por exemplo, uma determinada através de uma correção GPS). As primeiras informações de posição podem incluir um dentre: a) uma medição de uma distância entre a primeira posição da estação móvel e a posição do primeiro ponto de acesso sem fio; b) uma medição de um retardo de tempo na transmissão

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10/55 de sinal do primeiro ponto de acesso sem fio para a estação móvel na primeira posição; e c) uma medição de um retardo de tempo de ida e volta para a transmissão de sinal entre o primeiro ponto de acesso sem fio e a estação móvel na primeira posição. Em um exemplo, o primeiro ponto de acesso sem fio é um ponto de acesso de uma rede de área local (por exemplo, uma LAN sem fio IEEE 802.11); e, as primeiras informações de identificação incluem um endereço de Controle de Acesso ao Meio (MAC). Em um exemplo, o primeiro ponto de acesso sem fio suporta a comunicação bidirecional. Em um exemplo os sinais SPS de pelo menos um satélite SPS são recebidos para determinar as primeiras informações de posição (que podem incluir uma medição de pseudo-alcance para um satélite SPS).

[012] Em um exemplo, os primeiros dados são comunicados para o servidor através do primeiro ponto de acesso. Em outro exemplo, os primeiros dados são comunicados para o servidor através de um segundo ponto de acesso sem fio, onde o primeiro ponto de acesso sem fio é um ponto de acesso de uma rede de área local e onde o segundo ponto de acesso sem fio é uma estação base celular. Em um exemplo, a estação móvel determina adicionalmente: i) segundas informações de identificação de um segundo ponto de acesso sem fio, e ii) segundas informações de posição que indicam uma segunda posição da estação móvel em uma área de cobertura de sinal do segundo ponto de acesso sem fio; e então, os segundos dados indicando uma correlação entre as segundas informações de identificação e a segunda posição são comunicados a partir da estação móvel para o servidor. Em um exemplo, os primeiro e segundo dados são

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11/55 comunicados a partir da estação móvel para o servidor através de uma estação base celular. Em um exemplo, a estação móvel determina as segundas informações de identificação de outro ponto de acesso sem fio e comunica as segundas informações de identificação da estação móvel para o servidor para determinar uma segunda posição da estação móvel em uma área de cobertura de sinal do segundo ponto de acesso sem fio; onde os primeiro e segundo pontos de acesso sem fio podem ser um mesmo ponto de acesso (por exemplo, os primeiros dados e a segunda identificação são comunicados a partir da estação móvel para o servidor através de uma estação base celular).

[013]

A presente invenção inclui métodos e equipamentos que realizam esses métodos, incluindo sistemas de processamento de dados que realizam esses métodos, e meios legíveis por computador que quando executados nos sistemas de processamento de dados fazem com que os sistemas realizem esses métodos. Adicionalmente, as invenções descritas aqui podem ser implementadas em diferentes nós dentro de um sistema, tais nós incluindo uma estação móvel, uma estação base (tal como um ponto de acesso sem fio) ou um servidor de localização ou outros nós em uma rede ou rede sem fio.

[014]

Outras características da presente invenção se tornarão aparentes a partir dos desenhos em anexo e a partir da descrição detalhada que se segue.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [015]

A presente invenção é ilustrada através de exemplo e não de limitação nas figuras dos desenhos em

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12/55 anexo, nos quais referências similares indicam elementos similares.

[016] A figura 1 ilustra um exemplo de uma rede celular da técnica anterior que determina a posição de um dispositivo celular móvel;

[017] A figura 2 ilustra um exemplo de um servidor que pode ser utilizado com a presente invenção;

[018] A figura 3 ilustra uma representação em diagrama de blocos de uma estação móvel de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[019] A figura 4 ilustra um exemplo de um sistema de posicionamento híbrido de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[020] A figura 5 ilustra outro exemplo de um sistema de posicionamento híbrido de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[021]	A figura	6 ilustra	um	método	de
determinação da	posição de um	ponto de acesso	sem fio	de
acordo com uma modalidade da presente invenção;
[022]	A figura	7 ilustra outro	método	de
determinação das informações	de posição	de um ponto	de
acesso sem fio	de acordo com	uma modalidade	da presente
invenção;
[023]	A figura	8 ilustra	um	método	de
determinação de	posição híbrida utilizando	uma	pluralidade
de redes sem fio de acordo com uma modalidade	da presente
invenção;
[024]	A figura	9 ilustra	um	método	de
determinação de	posição híbrida utilizando	duas redes	sem

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13/55 fio para comunicação com um servidor de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[025] A figura 10 ilustra um método para gerar as informações de localização sobre um ponto de acesso sem fio de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[026] A figura 11 ilustra um método de determinação de posição híbrida utilizando uma rede sem fio para comunicação e outra rede sem fio para a medição dos parâmetros de posicionamento de acordo com uma modalidade da presente invenção;

	[027]	A figura	12	é um fluxograma	ilustrando
outra	modalidade	ilustrativa	da	invenção;
	[028]	A figura	13	é um fluxograma	ilustrando
outra	modalidade	ilustrativa	da	invenção;
	[029]	A figura	14	é um fluxograma	ilustrando
outra	modalidade	ilustrativa	da	invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA [030] A descrição e os desenhos a seguir são ilustrativos da invenção e não devem ser considerados como limitadores da invenção. Inúmeros detalhes específicos são descritos para fornecer uma compreensão profunda da presente invenção. No entanto, em determinados casos, detalhes bem conhecidos ou convencionais não são descritos a fim de se evitar obscurecer a descrição da presente invenção. Referências a uma modalidade na presente descrição não são necessárias para a mesma modalidade; e, tais referências significam pelo menos uma.

[031] Desenvolvimentos recentes das tecnologias de comunicação sem fio levam ao desenvolvimento

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14/55 de várias redes sem fio diferentes com cobertura sobreposta substancial em algumas áreas. No presente pedido, uma rede sem fio refere-se a um conjunto de pontos de acesso sem fio (por exemplo, estações base) com uma mesma interface aérea, operada por um provedor de serviço (por exemplo, Verizon Wireless ou Sprint), de forma que uma unidade móvel possa acessar a rede através de um dentre o conjunto de pontos de acesso sem fio quando na área de cobertura da rede; e, a união das áreas de cobertura dos pontos de acesso sem fio da rede sem fio é a área de cobertura da rede.

Adicionalmente, comunicação de dados refere-se à transmissão de dados em um sistema de comunicação bidirecional apesar de, em determinadas modalidades, a comunicação de dados poder ser uma comunicação unidirecional ou poder incluir a extração de informações embutidas em um sinal que é difundido independentemente de se o receptor precisa da mesma ou não. Um ponto de acesso sem fio pode ser considerado como sendo uma torre de célula ou uma estação base ou outro transmissor ou receptor sem fio que é acoplado a uma rede de outros nós (por exemplo, o ponto de acesso sem fio é acoplado sem fio ou com fio a outros nós).

[032] Em determinadas áreas, especialmente áreas metropolitanas urbanas, diferentes redes sem fio possuem uma cobertura substancialmente sobreposta. Por exemplo, os diferentes provedores de serviço podem oferecer o mesmo tipo de serviço sem fio (por exemplo, a comunicação de telefone celular) na mesma área. Adicionalmente, tipos diferentes de serviços sem fio, tal como serviços de telefonia sem fio (por exemplo, serviços de telefonia

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15/55 celular para dados, voz ou ambos) e serviços de comunicação digital sem fio (por exemplo, redes de área local sem fio tais como redes Wi-Fi, Bluetooth, banda ultra larga), podem ter sobreposição na área de cobertura. Por exemplo, os pontos de acesso da rede de área local (LAN) sem fio (por exemplo, para uma rede sem fio com base em IEEE 802.11) pode ser localizada dentro das áreas de cobertura das redes de telecomunicação sem fio (por exemplo, com base nos Padrões da Associação de Indústria de Telecomunicações (TIA)/Aliança de Indústrias Eletrônicas (EIA), tal como IS95, IS-856 ou IS-2000), tal como as baseadas em Acesso

Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA), Sistema Global para comunicações Móveis (GSM), Acesso Múltiplo por Divisão e Código (CDMA), Acesso Múltiplo por Divisão de Código de Banda Larga (W-CDMA), Sistema de Telecomunicação Móvel Unido (UMTS), Acesso Múltiplo por Divisão de Código Sincronizado com Divisão de Tempo (TD-SCDMA), Rede Melhorada Digital Integrada (IDEN), Alta Taxa de Dados (HDR) ou outras redes celulares similares.

[033] Pelo menos uma modalidade da presente invenção busca um sistema compreensivo que suporte o posicionamento utilizando essas fontes dispares de sinais sem fio para determinar as medições e para obter as informações de assistência (por exemplo, posição e área de cobertura de um ponto de acesso, mudanças de freqüência Doppler para satélites SPS, dados de efemérides SPS) para formar uma solução de navegação flexível e não ubíqua. Nesse sistema compreensivo, quando as informações sobre um ponto de acesso (por exemplo, um almanaque de estação base, tal como localização e área de cobertura da estação base)

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16/55 está disponível, a mesma é utilizada e pode ser melhorada. Onde não está, o sistema pode recolher e melhorar automaticamente tais informações para o benefício de futuras tentativas de posicionamento.

[034] Pelo menos uma modalidade da presente invenção utiliza sinais sem fio transmitidos a partir de pontos de acesso de mais de uma rede sem fio para combinar as informações, tal como observações SPS, observações de rede sem fio, informações de elevação de terreno e outras, para obter uma solução de posição para uma estação móvel. Em uma modalidade da presente invenção, uma estação móvel de um sistema de posicionamento híbrido transfere informações através dos pontos de acesso de mais de uma rede sem fio (em comunicação bidirecional) para auxiliar na aquisição dos sinais SPS, marcação de tempo para medições e outras operações na estação móvel. Em uma modalidade da presente invenção, uma estação móvel de um sistema de posicionamento híbrido realiza as medições utilizando sinais dos pontos de acesso de diferentes redes sem fio, enquanto se comunica com um servidor remoto utilizando uma ou mais das redes sem fio.

[035] Tipicamente, as informações que descrevem a identificação, localização e área de cobertura dos setores de uma rede sem fio é armazenada em um almanaque de estação base, que foi utilizado em um sistema de posicionamento híbrido utilizando uma única rede sem fio. No entanto, quando diferentes redes sem fio (por exemplo, diferentes provedores de serviço ou diferentes tipos de redes) possuem cobertura sobreposta, uma estação móvel típica não tem acesso a tais informações para os

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17/55 pontos de acesso de diferentes redes sem fio, apesar de os sinais sem fio transmitidos a partir dos pontos de acesso de diferentes redes sem fio estarem no ar e disponíveis para a estação móvel. Isso ocorre normalmente visto que a estação móvel pode ou está autorizada a ter acesso a uma rede sem fio, mas não outra rede sem fio. Um exemplo simples disso é um telefone celular que foi autorizado a ter acesso a uma primeira rede sem fio (por exemplo, uma rede de telefonia celular operada por um provedor de serviço tal como Verizon Wireless), mas não foi autorizada a ter acesso a uma segunda rede sem fio (por exemplo, rede de telefonia celular Sprint) ou a uma terceira rede sem fio (por exemplo, um hotspot Wi-Fi).

[036] Em uma modalidade da presente invenção, quando disponível, as informações dos transmissores pequenos e localizados, tal como o ponto de acesso LAN sem fio IEEE 802.11, é incorporada à solução de navegação sem fio. Em muitos casos, as informações de localização para esses transmissores não são bem conhecidas. Em alguns casos, as informações de almanaque descrevendo as características físicas de uma rede sem fio (por exemplo, ID, localização e área de cobertura dos pontos de acesso) não estão disponíveis para os usuários que podem desejar utilizar a mesma. Alguns provedores de rede podem escolher não compartilhar tais informações, enquanto outros podem não ter a mesma disponibilizada. Em uma modalidade da presente invenção, as informações para derivar as características físicas de uma rede são recolhidas a partir de estações móveis que utilizam outra rede sem fio para comunicação. Em uma modalidade da presente invenção,

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18/55 utilizando sinais sem fio disponíveis no ar a partir de redes sem fio diferentes e as capacidades da estação móvel de determinar a posição (por exemplo, um telefone celular com um receptor GPS ou com uma parte de um receptor GPS) , as estações móveis colhem informações sobre os pontos de acesso de diferentes redes sem fio, que em geral podem não estar sob o controle de um operador de uma rede sem fio através da qual as estações móveis tipicamente realizam a comunicação de dados. As informações colhidas são utilizadas para derivar as informações de localização (por exemplo, a localização, área de cobertura) sobre os pontos de acesso, que podem ser utilizados para auxiliar na determinação da posição híbrida para futuras determinações de posição.

[037] Em uma modalidade da presente invenção, os sinais utilizados para fornecer informações de tempo e/ou informações de freqüência para uma estação móvel não são os mesmos que um através do qual as transações de comunicação de dados são realizadas.

[038] Uma estação móvel que suporta múltiplas interfaces de comunicação sem fio (por exemplo, IEEE 802.11 [e outros padrões IEEE 802, tal como 802.15, 802.16 e 802.20], Bluetooth, UWB, TDMA, GSM, CDMA, W-CDMA, UMTS, TDSCDMA, IDEN, HDR, ou outras redes similares) é utilizada em uma modalidade da presente invenção para utilizar múltiplas redes sem fio. Tal estação móvel pode ter, por exemplo, várias partes diferentes em uma seção de comunicação que suportam a transmissão e/ou recepção de dados para essas diferentes interfaces de comunicação. Dessa forma, uma parte pode manusear a transmissão e/ou recepção de sinais

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19/55

Wi-Fi (por exemplo, IEEE 802.11 e 802.16) e a outra parte da seção de comunicação pode suportar uma interface de telefone celular tal como uma interface CDMA. Isso também fornece ao usuário percursos de comunicação alternativos dos quais escolher quando decidir se comunicar. Por exemplo, a disponibilidade, cobertura, custo, velocidade de dados e facilidade de utilização podem ser considerados quando da escolha de qual percurso de comunicação se utilizar.

[039] Em uma modalidade da presente invenção, uma primeira rede sem fio é utilizada para comunicações e posicionamento, enquanto uma segunda rede sem fio é utilizada para posicionamento e comunicações opcionalmente. Por exemplo, cada uma dessas redes sem fio pode utilizar uma interface aérea completamente diferente (por exemplo, padrões TIA/EIA diferentes), tal como uma interface aérea que serve um telefone celular sem fio típico (por exemplo, TDMA, GSM, CDMA, W-CDMA, UMTS, TD-SCDMA, IDEN, HDR, ou outras redes celulares similares) ou alguma outra interface aérea sem fio, tal como de acordo com IEEE 802.11, Bluetooth ou UWB. Uma pluralidade dessas redes sem fio é utilizada para fins de posicionamento, mesmo quando apenas uma rede sem fio pode ser utilizada para comunicações. As vantagens de uma abordagem híbrida de acordo com pelo menos algumas modalidades da presente invenção incluem: redundância aperfeiçoada para uma solução mais segura, disponibilidade de posicionamento mais alta, melhor precisão e mais rapidez de correção.

[040] A figura 4 ilustra um exemplo de um sistema de posicionamento híbrido de acordo com uma

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20/55 modalidade da presente invenção. Na figura 4, uma estação

móvel	407	utiliza sinais	no ar	que	são	transmitidos	a
partir	de	ambos o ponto de	acesso	sem	fio	403 da rede sem
fio A	e o	ponto de acesso	sem fio 405	da	rede sem fio	B

para a determinação de posição. Em uma modalidade da presente invenção, a estação móvel inclui um receptor para receber sinais SPS dos satélites SPS (por exemplo, satélites GPS, não ilustrados na figura 4). As medições de temporização (por exemplo, pseudo-alcance, tempo de ida e volta, tempos de chegada de sinais, diferenças de tempo de chegada de sinais) com base nos sinais sem fio de uma ou ambas as redes sem fio A e B (e sinais SPS) podem ser utilizadas para se determinar a posição da estação móvel. É compreendido que, em geral, cada uma das redes sem fio A e B inclui um número de pontos de acesso (por exemplo, estações base celulares tais como os pontos de acesso sem fio 403 e 405) . As redes sem fio A e B podem utilizar o mesmo tipo de interface de ar, operada por diferentes provedores de serviço ou podem operar com os mesmos protocolos de comunicação mas em freqüências diferentes. No entanto, as redes sem fio A e B também podem utilizar tipos diferentes de interfaces aéreas (por exemplo, TDMA, GSM, CDMA, W-CDMA, UMTS, TD-SCDMA, IDEN, HDR, Bluetooth, UWB, IEEE 802.11 ou outras redes similares), operadas pelo mesmo provedor de serviço ou por diferentes provedores de serviço.

[041] Em uma modalidade da presente invenção, a determinação de posição é realizada no servidor de localização 411 ilustrado no exemplo apresentado na figura 4. A estação móvel 407 comunica as informações extraídas

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21/55 dos sinais SPS observados (por exemplo, medições de pseudoalcance SPS, um registro de uma mensagem SPS para comparação para determinar um tempo de recepção de sinal) e as informações extraídas dos sinais sem fio observados (por exemplo, a identificação de um ponto de acesso, medições de tempo de ida e volta ou unidirecional entre a estação móvel 407 e pelo menos um dos pontos de acesso sem fio, níveis de sinal recebidos) para o servidor de localização através de uma das redes sem fio, tal como a rede sem fio A (por exemplo, quando a estação móvel é um assinante da rede sem fio A mas não uma assinante da rede sem fio B) . Os servidores 413 e 415 mantêm os dados de almanaque para as redes sem fio A e B, respectivamente. Esses dados de almanaque podem ser simplesmente, em uma implementação ilustrativa, uma base de dados listando uma latitude e longitude para cada ponto de acesso sem fio que é especificado por uma informação de identificação (por exemplo, endereço MAC ou identificador de torre de célula, etc.). O servidor de localização 411 utiliza as informações comunicadas a partir da estação móvel e os dados nos servidores de almanaque 413 e 415 para determinar a posição da estação móvel. O servidor de localização 411 pode determinar a localização da estação móvel de várias formas diferentes. Pode, por exemplo, recuperar dos servidores 413 e 415 as localizações dos pontos de acesso sem fio 403 e 405 e utilizar essas localizações e as medições de alcance, que indicam uma distância entre a estação móvel 407 e os pontos 403 e 405, e as medições de pseudo-alcance SPS e informações de efemérides SPS para calcular uma posição da estação móvel 407. A patente U.S. N° 5.999.124 fornece uma

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22/55 discussão de como as medições de alcance de uma única rede sem fio e medições de pseudo-alcance SPS podem ser combinadas para se calcular uma posição de uma estação móvel. Alternativamente, o servidor de localização 411 pode utilizar apenas as medições de alcance terrestre (ou outros tipos de medições tais como medições de intensidade de sinal) para múltiplos pontos de acesso sem fio de múltiplas redes sem fio para calcular a posição se muitas (por exemplo, mais de 3) tais medições de alcance puderem ser feitas; nesse caso, não há necessidade de se obter pseudoalcances SPS ou informações de efemérides SPS. Se pseudoalcances SPS para os satélites SPS estiverem disponíveis, essas pseudo-alcances podem ser combinadas com as informações de efemérides SPS, obtida pela estação móvel ou pela coleta de receptores de referência GPS como descrito na patente U.S. N° 6.185.427, para fornecer informações adicionais nos cálculos de posição.

[042] A rede 401 pode incluir redes de área local, uma ou mais intranets e a Internet para a comutação de informações entre as várias entidades. Deve-se compreender que os servidores 411, 413 e 415 podem ser implementados como um único programa de servidor, ou diferentes programas servidores em um único sistema de processamento de dados ou em sistemas de processamento de dados separados (por exemplo, mantidos e operados por diferentes provedores de serviço).

[043] Em uma modalidade da presente invenção, diferentes provedores de serviço operam redes sem fio A e B, que são utilizadas pela estação móvel para a determinação de posição. Uma estação móvel típica é um

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23/55 assinante apenas de uma das mesmas, e dessa forma a estação móvel pode utilizar (ou ter acesso) apenas uma rede sem fio. No entanto, é freqüentemente ainda possível se receber pelo menos os sinais da rede sem fio que não está assinada e, dessa forma, ainda é possível se realizar as medições de alcance ou medições de intensidade de sinal com relação aos pontos de acesso sem fio na rede sem fio que não foi assinada. Um exemplo específico dessa situação envolve um usuário de um telefone celular CDMA de modo triplo que pode receber sinais de banda de freqüência PCS (tal como, por exemplo, da rede sem fio operada pela Sprint, que é um primeiro provedor de serviço) e também pode receber outros sinais CDMA em outras freqüências (tal como, por exemplo, da rede sem fio operada por Verizon Wireless, que é um segundo provedor de serviço). Se o usuário tiver assinado apenas uma rede sem fio Sprint, então o telefone do usuário (uma forma de estação móvel) está autorizado a operar com a rede sem fio Sprint, mas não com a rede sem fio Verizon. 0 usuário pode utilizar o telefone em um ambiente, no qual apenas um ponto de acesso sem fio Sprint (por exemplo, uma estação base celular Sprint) é capaz de comunicação de rádio com o telefone de usuário, mas nesse ambiente existem vários pontos de acesso sem fio Verizon que estão dentro do alcance de comunicação do telefone do usuário. Nesse contexto, ainda é possível o telefone obter dados de assistência SPS (se desejado) de um servidor de localização através da rede sem fio Sprint e transmitir pseudo-alcances SPS, obtidas no telefone, para o servidor de localização. No entanto, não será possível se obter mais de uma medição de alcance para um ponto de acesso sem fio a menos que as

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24/55 medições de alcance para os pontos de acesso sem fio Verizon sejam obtidas. Com uma modalidade da invenção, o telefone obtém medições de alcance para os pontos de acesso sem fio Verizon disponíveis, fornecendo, assim, pelo menos umas poucas medições de alcance (por exemplo, distâncias entre o telefone e duas estações base celulares Verizon) que podem ser utilizadas nos cálculos de posição que são realizados para determinar a posição do telefone.

[044] Os provedores de serviço mantêm as informações de almanaque nos servidores 413 e 415 separadamente. Apesar de a estação móvel 407 ter acesso à comunicação a apenas uma das redes sem fio, o servidor de localização 411 pode ter acesso a ambos os servidores 413 e 415 para os dados de almanaque de estação base. Depois da determinação das identidades das estações base (por exemplo, os pontos de acesso sem fio 403 e 405) de ambas as redes sem fio A e B, a estação móvel 407 transmite as identificações de estação base para o servidor de localização 411, que utiliza os servidores

413 e 415 para recuperar as posições correspondentes das estações base, que podem ser utilizadas na determinação da posição da estação móvel.

[045]

Alternativamente, a cooperação entre os provedores de serviço para compartilhar os dados de almanaque não é necessária. Por exemplo, o operador do servidor de localização 411 mantém ambos os servidores de almanaque 413 e 415 (por exemplo, através de um processo de pesquisa para obter os dados de almanaque, ou através de um processo de colheita de dados utilizando estações móveis, que será descrito em detalhes nas figuras 6, 7 e 10).

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25/55 [046] Em uma modalidade da presente invenção, a estação móvel 407 utiliza ambas as redes sem fio A e B para se comunicar com o servidor de localização (em vez de utilizar apenas uma das redes sem fio para fins de comunicação). Como é conhecido na técnica, vários tipos de informações podem ser comutados entre a estação móvel e o servidor de localização para a determinação de posição. Por exemplo, o servidor de localização 411 pode fornecer para a estação móvel 407 as informações de mudança de freqüência Doppler para satélites em visada da estação móvel (por exemplo, através da rede sem fio A) ; e, a estação móvel pode fornecer medições de pseudo-alcance para sinais SPS, as informações de identificação das estações base e medições de alcance associadas (por exemplo, medições de tempo de ida e volta) para o servidor de localização para o cálculo da posição da estação móvel (por exemplo, através da rede sem fio B). Em uma modalidade da presente invenção, uma estação móvel é capaz de se comunicar através de mais de uma rede sem fio para o servidor de localização quando na área de cobertura dessas redes sem fio. No entanto, a transferência entre custo e desempenho pode ditar a comunicação com o servidor utilizando uma das redes sem fio, enquanto utiliza outras apenas para medições de tempo (ou outras medições, tais como níveis de sinal recebido) ou para auxiliar na medição, tal como obtenção de informações de tempo da transmissão sem fio de um ponto de acesso para as medições de marca de tempo (por exemplo, para solucionar ambigüidade) , ou travar na freqüência portadora precisa de uma estação base celular sem fio para calibrar o oscilador local da estação móvel.

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26/55 [047] Em uma modalidade da presente invenção, a localização da estação móvel é determinada no servidor de localização utilizando as informações comunicadas a partir da estação móvel e então transmitidas de volta para a estação móvel. Alternativamente, o cálculo de posição pode ser realizado com a estação móvel utilizando informações de assistência do servidor de localização (por exemplo, mudanças de freqüência Doppler em satélites em visada, posições e áreas de cobertura de pontos de acesso, dados GPS diferenciais, informações de auxílio de altitude).

[048] A figura 5 ilustra outro exemplo de um sistema de posicionamento híbrido de acordo com uma modalidade da presente invenção. Um ponto de acesso de uma rede sem fio (por exemplo, estação base celular 503) é utilizado para a comunicação entre a estação móvel 507 e o servidor de localização 511. Um método de determinação da posição da estação móvel 507 pode utilizar sinais SPS (por exemplo, do satélite 521) , sinais sem fio dos pontos de acesso (por exemplo, estação base de telefonia celular 503) da rede sem fio utilizada para comunicação de dados, além de sinais sem fio dos pontos de acesso de outras redes sem fio, tais como do ponto de acesso B (505) , que podem ser uma estação base de uma rede de telefonia celular sem fio diferente (por exemplo, operada por um provedor de serviço diferente ou utilizando uma interface aérea diferente) e do ponto de acesso A (509) que pode ser um ponto de acesso LAN sem fio (por exemplo, um ponto de acesso Bluetooth ou um ponto de acesso sem fio Wi-Fi).

[049] Tipicamente, um ponto de acesso LAN sem fio (ou outros transmissores de baixa potência similares)

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27/55 possui uma pequena área de cobertura. Quando disponível, a pequena área de cobertura de tal ponto de acesso fornece uma estimativa muito boa de localização da estação móvel. Adicionalmente, os pontos de acesso LAN sem fio são tipicamente localizados perto ou dentro de edifícios, onde a disponibilidade de outros tipos de sinais (por exemplo, sinais SPS ou sinais de telefone sem fio) pode ser baixa. Dessa forma, quando tais transmissões sem fio são utilizadas com outros tipos de sinais, o desempenho do sistema de posicionamento pode ser muito aperfeiçoado.

[050]

Em uma modalidade da presente invenção, os sinais sem fio de diferentes redes sem fio são utilizados para determinação de posição. Por exemplo, os sinais sem fio de diferentes redes sem fio podem ser utilizados para determinar as identidades dos pontos de acesso correspondentes, que são então utilizados para determinar as localizações e áreas de cobertura dos pontos de acesso correspondentes. Quando as informações sobre o alcance de precisão (por exemplo, tempo de ida e volta ou tempo de percurso de sinal entre um ponto de acesos e a estação móvel) estiverem disponíveis, as informações sobre o alcance e a localização do ponto de acesso podem ser utilizadas na obtenção da solução do posicionamento híbrido. Quando as informações de alcance aproximadas (por exemplo, nível de sinal recebido, que pode ser correlacionado de forma aproximada com um alcance estimado) estiverem disponíveis, a localização do ponto de acesso pode ser utilizada para estimar a posição da estação móvel (ou determinar a altitude estimada da estação móvel).

Adicionalmente, a estação móvel pode utilizar a freqüência

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28/55 portadora de precisão de uma das redes sem fio (por exemplo, do ponto de acesso 505 ou 509) , que pode não ser uma utilizada para fins de comunicação de dados, para calibrar o oscilador local da estação móvel. Maiores detalhes sobre o travamento em uma freqüência portadora de precisão de um sinal sem fio para fornecer um sinal de referência em um receptor SPS para aquisição de sinal podem ser encontrados na patente U.S. N° 5.874.914. Adicionalmente, a estação móvel pode utilizar as informações de tempo precisas nos sinais sem fio de uma das redes sem fio (por exemplo, do ponto de acesso 505 ou 509), que podem não ser a utilizadas para fins de comunicação de dados. Maiores detalhes sobre a utilização das informações de tempo precisas (por exemplo, marcadores de tempo, ou tempo de sistema) para a marca de tempo podem ser encontrados na patente U.S. N° 5.945.944.

[051] Visto que alguns pontos de acesso de diferentes redes sem fio não possuem os dados de almanaque bem conhecidos (por exemplo, posição do ponto de acesso sem fio, área de cobertura do ponto de acesso sem fio) , uma modalidade da presente invenção deriva os dados de almanaque das informações coletadas a partir das estações móveis. A figura 6 ilustra um método de determinação de posição de um ponto de acesso sem fio de acordo com uma modalidade da presente invenção. Na figura 6, um servidor de localização não conhece a posição da antena de ponto de acesso 601. Para se calcular a posição do ponto de acesso, o servidor de localização correlaciona as posições de uma ou mais estações móveis e seus alcances correspondentes a ponto de acesso, que são obtidas a partir das estações

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29/55 móveis enquanto se realiza a determinação de posição para as estações móveis. Por exemplo, uma estação móvel na posição Li (611) determina o alcance Ri (613) para a antena de ponto de acesso 601. A estação móvel obtém medições com base nos sinais SPS (por exemplo, medições de pseudoalcances SPS e extração das informações de efemérides SPS dos sinais SPS) e transmissões sem fio (por exemplo, medições de alcance). A estação móvel pode calcular sua posição utilizando as medições e transmitir para o servidor de localização a posição calculada com: i) o alcance da antena de ponto de acesso; e ii) a identidade da antena de ponto de acesso. Alternativamente, a estação móvel pode transmitir: i) as medições; ii) o alcance para a antena de ponto de acesso; e, iii) a identidade da antena de ponto de acesso para o servidor de localização, que calcula a posição da estação móvel utilizando as medições e que armazena as medições de alcance (por exemplo, Ri, R2, R3) e as posições correspondentes (por exemplo, Li, L2 e L3) . Quando um número de pontos de dados está disponível, cada um dos quais correlaciona a posição de uma estação móvel e o alcance da estação móvel para a antena de ponto de acesso, o servidor de localização determina a posição da antena de ponto de acesso. Pode-se observar a partir da figura 6, que poucas medições de alcance, como três, (Ri, R2 e R3) e suas posições correspondentes (Li, L2 e L3) são suficientes para especificar uma localização particular do ponto de acesso identificado (que é ilustrado na interseção

dos três círculos	especificados pelos três alcances).
Vários métodos que	foram utilizados na técnica para se
calcular a posição	de uma estação móvel com base nas

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30/55 informações de alcance podem ser utilizados para se calcular a posição do ponto de acesso. Note-se que os pontos de dados podem ser de uma única estação móvel ou de um número de estações móveis.

[052] Adicionalmente, os pontos de dados acumulados das localizações das estações móveis ilustram a área de cobertura do ponto de acesso (por exemplo, uma representação espalhada das localizações móveis). Quando a posição do ponto de acesos é desconhecida, os pontos de dados coletados podem ser utilizados para se estimar a posição e cobertura do ponto de acesso. Quando uma estimativa inicial da posição do ponto de acesso está disponível, os pontos de dados coletados podem ser utilizados para se aperfeiçoar a estimativa. O processo de coleta e melhoria pode ser um processo contínuo durante o serviço do servidor de localização. Note-se que as operações de coleta e melhoria também podem ser realizadas em um servidor diferente além do servidor de localização.

Por exemplo, em uma modalidade da presente invenção, as operações de coleta e melhoria são realizadas no servidor de almanaque 513, que se comunica com o servidor de localização 511 na realização da determinação de posição hibrida para estações móveis.

[053]

No entanto, as informações de precisão do alcance para alguns pontos de acesso podem não estar disponíveis para as estações móveis de um servidor de localização.

figura 7 ilustra outro método de determinação das informações de posição de um ponto de acesso sem fio de acordo com uma modalidade da presente invenção. Um número maior de pontos de dados (por exemplo,

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711, 713, 715, 721, 723, 725) dos locais das estações móveis que podem receber sinais do ponto de acesso (por exemplo, 703) define uma área de cobertura (por exemplo, 7 05) do ponto de acesso (por exemplo, através de uma representação espalhada das localizações, o círculo menor encerrando os pontos de dados). Da área de cobertura, o servidor de localização pode calcular uma posição estimada do ponto de acesso (por exemplo, o centro geométrico da área de cobertura). Adicionaimente, as informações de alcance (por exemplo, um indicador do nivel de sinal recebido, um tempo de ida e volta) podem ser utilizadas para definir um peso para a determinação da média ponderada da área de cobertura (por exemplo, quanto mais perto do ponto de acesso, maior o peso) , da qual a posição estimada do ponto de acesso é determinada. Adicionalmente, em uma modalidade, o servidor de localização determina a probabilidade de uma estação móvel estar em um local particular a partir das estatísticas das estações móveis, desde que uma determinada informação de alcance seja especificada. Outras informações, tais como o nivel de sinal da transmissão sem fio de outros transmissores, podem ser adicionalmente utilizada para estreitar as localizações possíveis da estação móvel.

[054] Por exemplo, um ponto de acesso LAN sem fio é localizado dentro do edifício 701. Enquanto os sinais SPS e os sinais do telefone celular sem fio podem ser fracos dentro do edifício 701, a posição de uma estação móvel pode ser facilmente determinada (por exemplo, sem utilização de sinais do ponto de acesso 703) em determinados locais em torno do edifício (por exemplo,

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32/55 localizações 711 - 725, que podem estar fora do edifício ou em determinados locais dentro do edifício, tais como pontos perto das janelas). Em uma modalidade da presente invenção, a identificação do ponto de acesso é determinada e enviada para o servidor com a localização da estação móvel (ou informações especificando a localização do móvel, tal como pseudo-alcances para satélites em visada) para a determinação da área de cobertura (e/ou posição) do ponto de acesso 703. As informações de localização do ponto de acesso (por exemplo, área de cobertura, posição) podem ser mantidas no servidor (ou um servidor diferente). Quando uma estação móvel está dentro de um edifício (ou em uma posição perto do edifício) , onde o bloqueio de alguns dos sinais

SPS e dos sinais de telefone celular ocorre, as informações de localização sobre o ponto de acesso podem ser utilizadas para auxiliar na determinação da posição da estação móvel.

É compreendido que alguns pontos [055] de acesso podem ser movidos de um local para outro. Em uma modalidade da presente invenção, o servidor rastreia as informações de posição coletadas sobre uma ou mais estações móveis que recebem a transmissão de um ponto de acesso a fim de determinar se o ponto de acesso é movido. Por exemplo, o servidor pode comparar a área de cobertura antiga com a área de cobertura recente (por exemplo, através da comparação do centro e do raio da área de cobertura) para determinar se o ponto de acesso é movido.

Alternativamente, o servidor pode eliminar periodicamente as informações antigas em vista das informações recém coletadas. Adicionalmente, o servidor pode pesar as informações coletadas de forma que os dados recém-coletados

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33/55 transportem mais peso na determinação da área de cobertura e/ou localização do ponto de acesso e a influência dos dados coletados previamente possa eventualmente diminuir com o tempo. Adicionalmente, o servidor pode determinar se um ponto de acesso move freqüentemente; e, se o ponto de acesso se mover com freqüência, o ponto de acesso pode ser desqualificado como um ponto de referência para a determinação de posição. Adicionalmente, em uma modalidade, quando um ponto de acesso não foi observado por um determinado período de tempo, o ponto de acesso é removido da base de dados; de forma similar, quando um novo ponto de acesso é observado, o mesmo é adicionado à base de dados. Dessa forma, o servidor pode atualizar as informações sobre o ponto de acesso permanentemente.

[056] Em pelo menos uma modalidade da presente invenção, uma estação móvel pode determinar sua posição sem um link de comunicação. A estação móvel possui memória para armazenar pelo menos alguma informação sobre as localizações da estação móvel e os níveis correspondentes de sinal recebido ou medições de alcance de um número de pontos de acesso sem fio (por exemplo, para acesso a telefone celular, ou para acesso à LAN sem fio). A estação móvel transmite os dados para um servidor quando um link de comunicação (por exemplo, uma conexão com fio através de uma porta de comunicação da estação móvel ou uma conexão sem fio através de um transceptor da estação móvel) está disponível. Alternativamente, a estação móvel pode utilizar diretamente as informações armazenadas para derivar as informações de posição sobre o ponto de acesso na determinação de sua própria posição quando necessário.

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34/55 [057] A figura 8 ilustra um método geral de determinação da posição híbrida utilizando uma pluralidade de redes sem fio de acordo com uma modalidade da presente invenção. Na operação 801, uma estação móvel recebe os sinais sem fio transmitidos a partir de uma pluralidade de pontos de acesso sem fio de diferentes redes sem fio (por exemplo, redes sem fio de diferentes interfaces aéreas, redes sem fio de diferentes provedores de serviço, redes sem fio operando em diferentes freqüências, redes sem fio utilizando diferentes protocolos de comunicação, etc.). Na operação 803, a estação móvel utiliza os sinais sem fio de cada um dos pontos de acesso de diferentes redes sem fio na determinação da posição da estação móvel (por exemplo, para determinar a identidade do ponto de acesso, para travar um oscilador local da estação móvel a uma freqüência portadora de precisão de um sinal sem fio, para obter um indicador de temporização de um sinal sem fio, para determinar o retardo de transmissão de sinal entre a estação móvel e um dos pontos de acesso, para comunicar com um servidor) . Em geral, a estação móvel pode utilizar os sinais sem fio dos pontos de acesso de diferentes redes sem fio para realizar diferentes operações, apesar de a estação móvel poder utilizar os sinais sem fio dos pontos de acesso de algumas redes sem fio diferentes para realizar várias operações similares. Na operação 805, a estação móvel se comunica com um servidor para determinar a posição da estação móvel utilizando pelo menos uma das diferentes redes sem fio. Tipicamente, a estação móvel se comunica com o servidor utilizando apenas uma das redes sem fio diferentes; no entanto, a estação móvel pode se comunicar com o servidor

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35/55 utilizando mais de uma rede sem fio (por exemplo, para transmitir o tempo de recepção em um ponto de acesso para um sinal transmitido a partir da estação móvel, para transmitir um tempo de ida e volta ou para transmitir outras informações para ou de um servidor de localização).

[058] A figura 9 ilustra um método de determinação de posição híbrida utilizando duas redes sem fio para comunicação com um servidor de acordo com uma modalidade da presente invenção. A operação 821 recebe, em uma estação móvel, os sinais SPS transmitidos a partir de um ou mais satélites SPS e sinais sem fio transmitidos de uma pluralidade de pontos de acesso sem fio de mais de uma rede sem fio. A estação móvel pode utilizar os sinais sem fio recebidos de uma ou mais redes sem fio para auxiliar nas aquisições de sinal SPS (por exemplo, para extrair as mudanças de freqüência Doppler para os satélites em visada da estação móvel, para calibrar o oscilador local da estação móvel, para obter um indicador de temporização para marcar a temporização de uma medição). A estação móvel utiliza os sinais SPS para determinar pseudo-alcances para os satélites em visada, e a estação móvel utiliza os sinais sem fio dos pontos de acesso sem fio para identificar os pontos de acesso e realizar as medições de alcance para os pontos de acesso sem fio para a determinação de posição. Esses sinais recebidos são tipicamente difundidos a partir dos transmissores dos satélites e pontos de acesos sem fio e disponíveis para qualquer estação móvel que escolha utilizar os mesmos. A operação 823 comunica as primeiras informações (por exemplo, um registro de uma mensagem SPS) entre a estação móvel e um servidor utilizando um ponto de

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36/55 acesso de uma primeira rede sem fio (por exemplo, uma rede de área local sem fio). A operação 825 comunica as segundas informações (por exemplo, mudanças de freqüência Doppler, dados de efemérides para satélites SPS em visada) entre a estação móvel e um servidor utilizando um ponto de acesso de uma segunda rede sem fio (por exemplo, uma rede de telefonia celular sem fio) . A operação 827 determina a posição da estação móvel a partir da comunicação das primeiras informações e das segundas informações. Tipicamente, a disponibilidade, cobertura, custo, velocidade de dados e facilidade de utilização são considerados quando da escolha de qual percurso de comunicações utilizar. Adicionalmente, a estação móvel pode utilizar diferentes percursos de comunicação em diferentes localizações. Por exemplo, quando a estação móvel está dentro da área de cobertura de uma LAN sem fio (por exemplo, uma rede nativa) a estação móvel pode utilizar a LAN sem fio (por exemplo, através da Internet) para comunicar com o servidor informações que não precisam passar através da estação base de um sistema de telefonia celular sem fio (por exemplo, mudanças de freqüência Doppler); e, utilizar a estação base do sistema de telefonia celular sem fio para transmitir as informações que estão relacionadas com a estação base (por exemplo, medição de tempo de ida e volta para as estações base do sistema de telefonia celular sem fio). Em um exemplo adicional, a estação móvel pode escolher utilizar o sistema de telefonia celular sem fio ou a LAN sem fio para comunicação de acordo com o custo e a disponibilidade de comunicação. Em uma modalidade da presente invenção, a

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37/55 estação móvel determina automaticamente o percurso de comunicação de acordo com um conjunto de regras (por exemplo, disponibilidade, custo, prioridade e outros) que podem ser especificadas por um usuário da estação móvel ou podem ser configuradas como uma configuração padrão por uma das redes sem fio.

[059] A figura 10 ilustra um método de geração de informações de localização sobre um ponto de acesso sem fio de acordo com uma modalidade da presente invenção. A operação 841 detecta, em uma estação móvel, sinais sem fio transmitidos a partir de um ponto de acesso sem fio (por exemplo, um ponto de acesso sem fio que está em conformidade com o padrão IEEE 802.11 para rede de área local sem fio, ou outros tipos de transmissores sem fio terrestres que transmitem sinais com suas informações de identificação). Note-se que, no presente pedido, os pontos de acesso sem fio não incluem transmissores com base em satélite. A operação 843 determina as informações de identificação, que pode ser um identificador singular, do ponto de acesso sem fio (por exemplo, endereço MAC do ponto de acesso sem fio ou um identificador de uma estação base celular) dos sinais sem fio. A operação 845 determina a posição da estação móvel (por exemplo, na estação móvel ou em um servidor de localização). Por exemplo, a estação móvel pode calcular a posição com base nas medições de pseudo-alcance e outras informações de alcance; ou, a estação móvel pode transmitir medições de pseudo-alcance e informações de alcance para um servidor de localização, que calcula a posição da estação móvel (e, o servidor de localização pode enviar de volta a posição calculada para a

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38/55 estação móvel). A operação 847 correlaciona a posição da estação móvel com as informações de identificação do ponto de acesso sem fio. Essa correlação pode ser transmitida para um servidor de localização de forma que futuras operações de posicionamento das estações móveis possam utilizar as informações de posição e identificação para determinar uma posição do ponto de acesso sem fio identificado. A operação

849 gera informações de localização sobre o ponto de acesso sem fio (por exemplo, almanaque de ponto de acesso, estatísticas de área de cobertura do ponto de acesso sem fio) . Tipicamente, os dados de correlação são enviados para um servidor (por exemplo, um servidor de localização, ou um servidor de almanaque de ponto de acesso) que gera informações de localização sobre o ponto de acesso com base em um número de posições de uma ou mais estações móveis que reportam a recepção de sinais transmitidos do ponto de acesso. As informações de localização sobre o ponto de acesso sem fio pode ser derivada de um método de média ponderada como descrito acima (ou outros métodos, tais como, utilização das informações de alcance como ilustrado na figura 6). No entanto, uma estação móvel também pode rastrear a correlação e derivar as informações de localização sobre o ponto de acesso sem fio (por exemplo, a partir dos pontos de dados coletados em diferentes ocorrências de tempo). As informações de localização sobre o ponto de acesso sem fio podem então ser utilizadas para determinação de posição.

[060] A figura 11 ilustra um método de determinação de posição híbrido utilizando uma rede sem fio para comunicação e outra rede sem fio para medição dos

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39/55 parâmetros de posicionamento de acordo com uma modalidade da presente invenção. A operação 861 detecta, em uma estação móvel, sinais sem fio transmitidos a partir de um ponto de acesso sem fio (por exemplo, um ponto de acesso sem fio que está em conformidade com o padrão IEEE 802.11 para a rede de área local sem fio, ou uma estação base de comunicação celular) de uma primeira rede sem fio (por exemplo, uma rede de área local sem fio, ou um sistema de comunicação por telefone celular). A operação 863 determina as informações de identificação do ponto de acesso sem fio (por exemplo, endereço MAC, ou a ID da estação base) dos sinais sem fio. A operação 865 recupera as informações de localização sobre o ponto de acesso sem fio (por exemplo, almanaque de ponto de acesso) utilizando informações de identificação. Por exemplo, a estação móvel pode transmitir as informações de identificação do ponto de acesso sem fio para o servidor de localização, que recupera as informações de localização sobre o ponto de acesso sem fio utilizando as informações de identificação (por exemplo, de uma base de dados, ou de outro servidor, tal como um servidor de almanaque de ponto de acesso). Em outro exemplo, a estação móvel mantém as informações de localização sobre o ponto de acesso sem fio na memória; dessa forma, as informações de localização são simplesmente recuperadas da memória da estação móvel. A operação 867 determina a posição da estação móvel utilizando as informações de localização e utilizando um link de comunicação entre a estação móvel e um ponto de acesso sem fio de uma segunda rede sem fio (por exemplo, uma rede de telefonia celular). Por exemplo, os dados de assistência de satélite (por exemplo,

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40/55 deslocamentos de freqüência Doppler) para a aquisição de sinais SPS ou medições de temporização (por exemplo, pseudo-alcances ou tempo de chegada dos sinais

SPS) são comunicados através da segunda rede sem fio para a determinação da posição da estação móvel.

[061]

A figura 12 ilustra outro método ilustrativo da invenção. Nesse método, uma estação móvel recebe, na operação 901, primeiros sinais transmitidos a partir de um primeiro ponto de acesso sem fio de uma primeira rede sem fio. A primeira rede sem fio pode suportar comunicação bidirecional entre os vários nós dentro da primeira rede sem fio além de nós fora dessa rede. Na operação 903, pelo menos uma medição de alcance é determinada utilizando os primeiros sinais. Se sinais adicionais de outros pontos de acesso sem fio da primeira rede sem fio também estiverem disponíveis, então as medições de alcance adicionais a esses outros pontos de acesso sem fio (e suas informações de identificação) são obtidas. Em uma implementação alternativa da operação 903, outra medição (por exemplo, uma medição de intensidade de sinal dos primeiros sinais) pode ser realizada pela estação móvel sem se tentar realizar uma medição de alcance utilizando os primeiros sinais. Em uma implementação ilustrativa, um tempo de percurso dos primeiros sinais do primeiro ponto de acesso sem fio para a estação móvel é medido e uma identificação desse primeiro ponto de acesso sem fio é recebido do primeiro ponto de acesso sem fio. Na operação 905, os segundos sinais são comunicados entre a estação móvel e um segundo ponto de acesso sem fio de uma segunda rede sem fio, que é diferente da primeira rede sem

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41/55 fio. A estação móvel pode, nessa operação, receber os segundos sinais (que podem incluir dados de assistência SPS, etc.) do segundo ponto de acesso sem fio. Na operação 907, a estação móvel e o servidor se comunicam para determinar a posição da estação móvel, e essa comunicação pode ser realizada através do segundo ponto de acesso sem fio. Por exemplo, a estação móvel pode, na operação 907, transmitir as medições de alcance e informações de identificação realizadas na operação 903, e pseudo-alcances SPS obtidos pela estação móvel para o servidor através do segundo ponto de acesso sem fio. As informações de identificação são utilizadas para obter a localização dos pontos de acesso sem fio aos quais as medições de alcance (ou outras medições) foram obtidas, e o servidor pode então determinar a posição da estação móvel utilizando pelo menos algumas das medições disponíveis (por exemplo, pseudoalcances SPS para satélites SPS e as medições de alcance, ou outras medições, para vários pontos de acesso sem fio terrestres). Alternativamente, a estação móvel pode determinar sua posição (em vez de o servidor fazer isso) utilizando as medições de alcance e os pseudo-alcances SPS e utilizando as informações fornecidas pelo servidor (tal como a localização dos pontos de acesso sem fio identificados em uma ou ambas as redes sem fio).

[062] A primeira rede sem fio na figura 12 pode ser uma rede de área local sem fio e, nesse caso, o primeiro ponto de acesso sem fio pode ser um direcionador sem fio operando de acordo com um padrão Wi-Fi. Alternativamente, a primeira rede sem fio pode ser uma rede de telefonia celular sem fio operada por um primeiro

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42/55 provedor de serviço, e a segunda rede sem fio pode ser outra rede de telefonia celular sem fio (diferente) operada por um segundo provedor de serviço, e a estação móvel, que pode ser um telefone celular com um receptor GPS integrado, é autorizada a operar com apenas a segunda rede sem fio e não a primeira rede sem fio. Várias outras alternativas, discutidas aqui, também se aplicam a esse exemplo da figura 12 .

[063] A figura 13 é outro exemplo de um método da invenção. Nesse exemplo, a estação móvel, na operação 931, obtém uma informação de identificação de um primeiro ponto de acesso sem fio de uma primeira rede sem fio que é acessível (por exemplo, dentro da comunicação de rádio) para a estação móvel. Essa identificação pode ser um endereço MAC (por exemplo, para uma rede de área local Ethernet) ou um identificador de estação base de telefonia celular (por exemplo, torre celular). Na operação 933, a estação móvel transmite, através de um segundo ponto de acesso sem fio de uma segunda rede sem fio, as informações de identificação para um servidor (por exemplo, um servidor de localização) durante uma operação de determinação de posição. Nesse exemplo, a segunda rede sem fio é diferente da primeira rede sem fio (por exemplo, diferentes interfaces aéreas, diferentes provedores de serviço, etc.). Então, na operação 935, o servidor utiliza as informações de identificação do primeiro ponto de acesso sem fio para determinar a localização do primeiro ponto de acesso sem fio (que pode ter sido colhido/coletado através dos métodos descritos aqui, tal como na figura 14). O servidor também pode, na operação 935, utilizar outros dados (por exemplo,

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43/55 pseudo-alcances SPS determinados em um receptor GPS que são integrados à estação móvel e então transmitidos para o servidor) para determinar a posição da estação móvel. 0 servidor pode, por exemplo, combinar os com as medições nos sinais dos pontos pseudo-alcances SPS de acesso sem fio para determinar a posição da estação móvel.

Alternativamente, os pseudo-alcances

SPS podem ser combinados com as localizações conhecidas dos pontos de acesso sem fio (particularmente no caso de LANs sem fio que possuem alcances de sinal mais curtos) . Em outra alternativa à operação 935, o servidor pode fornecer dados de assistência (por exemplo, a localização do primeiro ponto de acesso sem fio e possivelmente outros dados tais como dados Doppler para satélites SPS em visada da estação móvel, etc.) para a estação móvel mas o servidor não computa a posição da estação móvel; em vez disso, a estação móvel realiza a solução de posição utilizando pelo menos algumas das medições disponíveis (por exemplo, pseudoalcances SPS, medições de alcance ou outras medições relativas aos pontos de acesso sem fio de uma ou todas as redes sem fio disponíveis) e os dados de assistência disponíveis do servidor.

[064] A figura 14 ilustra outro método ilustrativo das invenções. Esse método determina por fim as posições dos pontos de acesso sem fio de forma que as futuras operações de terminação de posição para as estações móveis possam ser realizadas utilizando-se múltiplas redes sem fio como descrito aqui. Na operação 971, os dados são coletados. Esses dados especificam uma pluralidade de localizações das estações móveis nas quais os sinais sem

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44/55 fio, transmitidos a partir de pelo menos um primeiro ponto de acesso sem fio de uma primeira rede sem fio, são recebidos durante as determinações da pluralidade de localizações. As estações móveis podem, na operação 973, receber sinais dos primeiros pontos de acesso sem fio e também comunicar sinais entre as estações móveis e pelo menos um segundo ponto de acesso sem fio de uma segunda rede sem fio (que é diferente da primeira rede sem fio) . Essa comunicação com a segunda rede sem fio pode servir à finalidade de fornecer informações utilizadas na coleta de dados que é utilizada para determinar as localizações dos pontos de acesso sem fio da primeira rede sem fio. Na operação 975, a localização de pelo menos o primeiro ponto de acesso sem fio é determinada (por exemplo, da forma ilustrada na figura 6) a partir da área de cobertura definida pela pluralidade de localizações.

[065] A figura 2 ilustra um exemplo de um sistema de processamento de dados que pode ser utilizado como um servidor em várias modalidades da presente invenção. Por exemplo, como descrito na patente U.S. N° 5.841.396, o servidor (201) pode fornecer dados de assistência tais como Doppler ou outros dados de assistência via satélite aos receptores GPS em uma estação móvel. Adicionalmente, ou alternativamente, o mesmo servidor ou um servidor diferente pode realizar o cálculo de posição final em vez de a estação móvel (após o recebimento dos pseudo-alcances ou outros dados dos quais os pseudo-alcances podem ser determinadas a partir da estação móvel) e então pode enviar esse resultado de determinação de posição para a estação base ou para algum

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45/55 outro sistema. 0 sistema de processamento de dados como um servidor (por exemplo, um servidor de localização, um servidor de almanaque) inclui tipicamente dispositivos de comunicação 212, tal como modems ou interface de rede. 0 servidor de localização pode ser acoplado a um número de redes diferentes através dos dispositivos de comunicação 212 (por exemplo, modems ou outras interfaces de rede). Tais redes incluem uma ou mais intranets, a rede, o centro de comutação celular ou múltiplos centros de comutação celular 225, os comutadores de sistema de telefonia terrestre 223, as estações base celulares (não ilustradas na figura 2), os receptores GPS 227, ou outros processadores ou servidores de localização 221.

[066] Múltiplas estações base celulares são tipicamente dispostas para cobrir uma área geográfica com cobertura de rádio, e essas estações base diferentes são acopladas a pelo menos um centro de comutação móvel, como é bem conhecido na técnica anterior (por exemplo, ver figura 1). Dessa forma, múltiplas estações base serão distribuídas geograficamente, mas acopladas juntas por um centro de comutação móvel. A rede 220 pode ser conectada a uma rede de receptores GPS de referência que fornecem informações GPS diferenciais e também podem fornecer dados de efemérides GPS para utilização no cálculo da posição dos sistemas móveis. A rede é acoplada através do modem ou outra interface de comunicação ao processador 203. A rede

220 pode ser conectada a outros computadores ou componentes de rede. Além disso, a rede 220 pode ser conectada aos sistemas de computador operado por operadores de emergência, tal como Pontos de Atendimento de Segurança

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46/55

Pública que respondem às chamadas telefônicas 190. Vários exemplos dos métodos para utilização de um servidor de localização têm sido descritos em várias patentes U.S. incluindo as patentes U.S. Nos. 5.841.396, 5.874.914, 5.812.087 e 6.215.442.

[067] O servidor 201, que é uma forma de um sistema de processamento de dados, inclui um barramento 202 que é acoplado a um microprocessador 203 e uma ROM 207 e RAM volátil 205 e uma memória não volátil 206. O processador 203 é acoplado a uma memória cache 204 como ilustrado no exemplo da figura 2. O barramento 202 interconecta esses vários componentes juntos. Enquanto a figura 2 ilustra que a memória não volátil é um dispositivo local acoplado diretamente ao resto dos componentes no sistema de processamento de dados, será apreciado que a presente invenção pode utilizar uma memória não volátil que é remota do sistema, tal como um dispositivo de armazenamento em rede que é acoplado ao sistema de processamento de dados através de uma interface de rede tal como um modem ou interface de Ethernet. O barramento 202 pode incluir um ou mais barramentos conectados um ao outro através de várias pontes, controladores e/ou adaptadores como é bem conhecido na técnica. Em muitas situações, o servidor de localização pode realizar suas operações automaticamente sem assistência humana. Em alguns desenhos onde a interação humana é necessária, o controlador I/O 209 pode se comunicar com monitores, teclados e outros dispositivos I/O.

[068] Note-se que enquanto a figura 2 ilustra vários componentes de um sistema de processamento de dados,

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47/55 não se pretende representar qualquer arquitetura particular ou forma de interconexão de componentes visto que tais detalhes não são cruciais para a presente invenção. Será apreciado também que os computadores de rede e outros sistemas de processamento de dados que possuem menos componentes ou talvez mais componentes também podem ser utilizados com a presente invenção e podem agir como um servidor de localização ou uma PDE.

[069] Em algumas modalidades, os métodos da presente invenção podem ser realizados em sistemas de computador que são utilizados simultaneamente para outras funções, tal como comutação celular, serviços de envio de mensagens, etc. Nesses casos, parte ou todo o hardware da figura 2 será compartilhado para várias funções.

[070] Será aparente a partir dessa descrição que os aspectos da presente invenção podem ser consubstanciados, pelo menos em parte, em software. Isto é, as técnicas podem ser realizadas em um sistema de computador ou outro sistema de processamento de dados em resposta a seu processador executando seqüências de instruções contidas na memória, tal como ROM 207, RAM volátil 205, memória não volátil 206, cache 204 ou um dispositivo de armazenamento remoto. Em várias modalidades, o conjunto de circuito com fio pode ser utilizado em combinação com instruções de software para implementar a presente invenção. Dessa forma, as técnicas não estão limitadas a qualquer combinação específica de conjunto de circuito de hardware nem software nem a qualquer fonte particular para instruções executadas pelo sistema de processamento de dados. Adicionalmente, por toda essa

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48/55 descrição, várias funções e operações são descritas como sendo realizadas por ou causadas pelo código de software para simplificar a descrição. No entanto, os versados na técnica reconhecerão o que se pretende por tais expressões é que as funções resultem da execução do código por um processador, tal como o processador 203.

[071] Um meio legível por máquina pode ser utilizado para armazenar software e dados que quando executados por um sistema de processamento de dados faz com que o sistema realize vários métodos da presente invenção. Esse software executável e dados podem ser armazenados em vários locais incluindo, por exemplo, ROM 207, RAM volátil 205, memória não volátil 206 e/ou cache 204, como ilustrado na figura 2. As partes desse software e/ou dados podem ser armazenadas em qualquer um desses dispositivos de armazenamento.

[072] Dessa forma, um meio legível por máquina inclui qualquer mecanismo que forneça (isto é, armazene e/ou transmita) informações de forma acessível por uma máquina (por exemplo, um computador, dispositivo de rede, assistente digital pessoal, ferramenta de fabricação, qualquer dispositivo com um conjunto de um ou mais processadores, etc.). Por exemplo, um meio legível por máquina inclui meios graváveis/não graváveis (por exemplo, ROM, RAM, meios de armazenamento em disco magnético, meios de armazenamento ótico, dispositivos de memória flash, etc.), além de sinais elétrico, ótico, acústico ou outras formas de sinais propagados (por exemplo, ondas portadoras, sinais de infravermelho, sinais digitais, etc.); etc.

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49/55 [073] A figura 3 ilustra uma representação de diagrama em bloco de uma estação móvel de acordo com uma modalidade da presente invenção. A estação móvel inclui um receptor portátil, que combina um transceptor de comunicação com o receptor GPS para utilização em uma modalidade da presente invenção. A unidade móvel combinada 310 inclui um conjunto de circuitos para a realização das funções exigidas para o processamento de sinais GPS além de funções exigidas para o processamento de sinais de comunicação recebidos através de um link de comunicação. O link de comunicação, tal como um link de comunicação 350 ou 360, é tipicamente um link de comunicação de radiofrequência para outro componente, tal como a estação base 352 possuindo uma antena de comunicação 351 ou ponto de acesso LAN sem fio 362 com a antena 361. Apesar de a figura 3 ilustrar uma modalidade na qual a antena de comunicação 311 é utilizada para receber sinais de diferentes tipos de pontos de acesso sem fio (por exemplo, do ponto de acesso 362 para LAN sem fio e da estação base 352 para o serviço de telefonia celular), o receptor combinado pode utilizar antenas separadas e distintas para receber sinais de diferentes interfaces aéreas. Adicionalmente o receptor combinado pode utilizar componentes separados e distintos para pelo menos um processamento parcial dos sinais sem fio recebidos e pode ou não compartilhar alguns dos componentes no processamento de sinais sem fio de diferentes interfaces aéreas. Por exemplo, o receptor combinado pode ter circuitos separados para o processamento de sinal RF e compartilhar os mesmos recursos do processador de dados. A partir dessa descrição,

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50/55 várias combinações e variações do receptor combinado serão aparentes aos versados na técnica.

[074] O receptor portátil 310 é um exemplo de um receptor GPS combinado e um receptor e transmissor de comunicação. O receptor e transmissor de comunicação podem ser implementados como vários receptores e transmissores para diferentes redes sem fio. Por exemplo, o transceptor de comunicação 305 pode incluir uma parte de transceptor para receber e/ou transmitir sinais de telefone celular e outra parte de transceptor para receber e/ou transmitir sinais de Wi-Fi. O receptor 310 contém um estágio de receptor GPS incluindo um circuito de aquisição e rastreamento 321 e uma seção de transceptor de comunicação 305. O circuito de aquisição e rastreamento 321 é acoplado à antena GPS 301, e o transceptor de comunicação 305 é acoplado à antena de comunicação 311. Os sinais GPS (por exemplo, sinais 370 transmitidos a partir do satélite 303) são recebidos através da antena GPS 301 e entram no circuito de aquisição e rastreamento 321 que adquire os códigos PN (Ruído Pseudo-Aleatório) para os vários satélites recebidos. Os dados produzidos pelo circuito 321 (por exemplo, indicadores de correlação) são processados pelo processador 333 para transmissão (por exemplo, dos pseudo-alcances SPS) pelo transceptor 305. O transceptor de comunicação 305 contém um comutador de transmissão/recepção

331 que direciona os sinais de comunicação (tipicamente RF) para e da antena de comunicação 311 e transceptor 305. Em alguns sistemas, um filtro divisor de banda, ou duplexador, é utilizado em vez do comutador T/R. Os sinais de comunicação recebidos são registrados no receptor

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51/55 de comunicação 332 e passados para o processador 333 para processamento. Os sinais de comunicação a serem transmitidos a partir do processador 333 são propagados para o modulador 334 e conversor de freqüência 335. 0 amplificador de potência 336 aumenta o ganho do sinal para um nível adequado para transmissão para a estação base 352 (ou para o ponto de acesso LAN sem fio 362).

[075] Em uma modalidade da presente invenção, a seção de transceptor de comunicação 305 é capaz de ser utilizada com um número de interfaces aéreas diferentes (por exemplo, IEEE 802.11, Bluetooth, UWB, TD-SCDMA, IDEN, HDR, TDMA, GSM, CDMA, W-CDMA, UMTS ou outras redes similares) para comunicação (por exemplo, através de links de comunicação 350 e 360). Em uma modalidade da presente invenção, a seção de transceptor de comunicação 305 é capaz de ser utilizada com uma interface aérea para comunicação e capaz de ser utilizada para receber sinais com outras interfaces aéreas. Em uma modalidade da presente invenção, a seção de transceptor de comunicação 305 é capaz de ser utilizada com uma interface aérea para comunicação enquanto também é capaz de ser utilizada com sinais em outra interface aérea para extrair indicadores de temporização (por exemplo, quadros de temporização ou tempo de sistema) ou para calibrar o oscilador local (não ilustrado na figura 3) da estação móvel. Maiores detalhes sobre a estação móvel para extração de indicadores de temporização ou calibragem do oscilador local podem ser encontrados nas patentes U.S. Nos. 5.874.914 e 5.945.944.

[07 6] Em uma modalidade do sistema de comunicação/GPS combinado do receptor 310, os dados gerados

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52/55 pelo circuito de aquisição e rastreamento 321 são transmitidos para um servidor através do link de comunicação 350 para a estação base 352 ou através do link de comunicação 360 para o ponto de acesso LAN sem fio 362. O servidor, então, determina a localização do receptor 310 com base nos dados do receptor remoto, no momento em que os dados foram medidos, e nos dados de efemérides recebidos de seu próprio receptor GPS ou outras fontes de tais dados. Os dados de localização podem então ser transmitidos de volta para o receptor 310 ou para outros locais remotos. Maiores detalhes sobre receptores portáteis utilizando um link de comunicação podem ser encontrados na patente U.S. N° 5.874.914.

[077] Em uma modalidade da presente invenção, o receptor GPS combinado inclui (ou é acoplado a) um sistema de processamento de dados (por exemplo, um assistente de dados pessoal, ou um computador portátil). O sistema de processamento de dados inclui um barramento que é acoplado a um microprocessador e uma memória (por exemplo, ROM, RAM volátil, memória não volátil). O barramento interconecta vários componentes juntos e também interconecta esses componentes a um controlador de monitor e dispositivo de monitor e a dispositivos periféricos tais como os dispositivos de I/O, que são bem conhecidos da técnica. O barramento pode incluir um ou mais barramentos conectados um ao outro através de várias pontes, controladores e/ou adaptadores como é bem conhecido na técnica. Em uma modalidade, o sistema de processamento de dados inclui portas de comunicação (por exemplo, uma porta USB (Barramento Serial Universal), uma porta para a conexão

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53/55 de barramento IEEE-1394). Em uma modalidade da presente invenção, a estação móvel armazena os locais e identificações (por exemplo, endereço MAC) dos pontos de acesso sem fio (por exemplo, de acordo com os tipos de ponto de acesso sem fio) para extração e melhoria das informações de localização sobre os pontos de acesso sem fio utilizando a memória e as instruções de programa de software armazenadas na memória. Em uma modalidade, a estação móvel armazena apenas as localizações da estação móvel e as identificações dos pontos de acesso sem fio para transmissão para um servidor (por exemplo, através de uma porta de comunicação, ou um link de comunicação sem fio) quando uma conexão de comunicação é estabelecida.

[078] Apesar de os métodos e equipamento da presente invenção terem sido descritos com referência aos satélites GPS, será apreciado que as descrições são igualmente aplicáveis aos sistemas de posicionamento que utilizam pseudo-satélites ou uma combinação de satélites e pseudo-satélites. Os pseudo-satélites são transmissores terrestres que difundem um código PN (similar a um sinal GPS), tipicamente modulado em um sinal portador de banda L, geralmente sincronizado com o tempo GPS. Cada transmissor pode receber um código PN singular de forma a permitir a identificação por um receptor remoto. Os pseudo-satélites são úteis em situações, nas quais os sinais GPS de um satélite em órbita podem estar indisponíveis, tais como em túneis, minas, edifícios ou outras áreas fechadas. O termo satélite, como utilizado aqui, deve incluir pseudosatélites ou equivalentes de pseudo-satélites, e o termo

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54/55 sinais GPS, como utilizado aqui, deve incluir sinais tipo GPS de pseudo-satélites ou equivalentes a pseudo-satélites.

[079] Na discussão anterior a invenção foi descrita com referência ao sistema GPS Americano. Deve ser evidente, no entanto, que esses métodos são igualmente aplicáveis a sistemas de posicionamento por satélite similares, e em particular, ao sistema GLONASS russo e ao sistema Galileo

Europeu proposto. O sistema GLONASS difere basicamente do sistema GPS visto que as emissões de diferentes satélites são diferenciadas uma da outra pela utilização de freqüências portadoras ligeiramente diferentes, em vez da utilização de códigos pseudoaleatórios diferentes. Nessa situação substancialmente todo o conjunto de circuito e algoritmos descritos previamente são aplicáveis. O termo GPS utilizado aqui inclui tais sistemas de posicionamento por satélite alternativos, incluindo o sistema GLONASS

Russo, e o Sistema

Galileo

Europeu.

[080]

Apesar de as operações nos exemplos acima serem ilustradas em seqüências específicas, a partir dessa descrição, será apreciado que várias seqüências de operação diferentes e variações podem ser utilizadas sem ter que estar limitadas aos exemplos ilustrados acima.

[081]

Os exemplos acima são ilustrados sem apresentar alguns dos detalhes conhecidos da técnica, como destacado na discussão acima, esses detalhes podem ser encontrados nas publicações, tais como as patentes

U.S.

5.812.087,

5.841.396, 5.874.914,

5.945.944,

5.999.124,

6.061.018,

6.208.290 e 6.215.442, todas as quais são incorporadas aqui por referência.

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55/55 [082] Na especificação acima, a invenção foi descrita com referência às modalidades ilustrativas específicas. Será evidente que várias modificações podem ser feitas sem se distanciar do espírito e escopo mais amplo da invenção como apresentado nas reivindicações a seguir. A especificação e os desenhos são, de acordo, considerados em um sentido ilustrativo em vez de em um sentido restritivo.

Claims (13)

1. Método para determinar informações de localização sobre um ponto de acesso de rede sem fio, o método caracterizado por compreender:

coletar dados especificando uma pluralidade de localizações de uma ou mais estações móveis nas quais sinais sem fio transmitidos a partir de um primeiro ponto de acesso sem fio de uma primeira rede sem fio de um primeiro tipo de rede são recebidos pelas uma ou mais estações móveis durante determinação da pluralidade de localizações, as uma ou mais estações móveis recebendo os sinais sem fio a partir do primeiro ponto de acesso sem fio e comunicando também sinais sem fio entre as uma ou mais estações móveis e pelo menos um segundo ponto de acesso sem fio de uma segunda rede sem fio de um segundo tipo de rede que é diferente do primeiro tipo de rede, em que:

os sinais sem fio comunicados são utilizados para a determinação de localização das uma ou mais estações móveis; e determinar uma localização do primeiro ponto de acesso sem fio a partir de uma área de cobertura definida pelos dados coletados em que determinar a localização do primeiro ponto de acesso sem fio compreende correlacionar, através de um servidor de localização, as localizações das uma ou mais estações móveis e seus alcances correspondentes para o primeiro ponto de acesso sem fio, os quais são obtidos a partir das uma ou mais estações móveis enquanto realiza determinação de localização para as uma ou mais estações móveis.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,

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2/4 caracterizado por compreender adicionalmente:

determinar estatísticas de qualquer estação móvel estando em uma área na qual sinais sem fio transmitidos a partir do primeiro ponto de acesso sem fio podem ser recebidos durante determinação de localização.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela localização do primeiro ponto de acesso sem fio ser determinada a partir de uma média ponderada da pluralidade de localizações.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por um peso para a média ponderada ser baseado em um indicador de nível de sinal recebido para sinais transmitidos a partir do primeiro ponto de acesso sem fio e recebidos pelas uma ou mais estações móveis em uma localização correspondente dentre a pluralidade de localizações.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo primeiro ponto de acesso sem fio operar de acordo com um padrão para uma rede de área local sem fio.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pela segunda rede sem fio ser uma rede de telefonia celular sem fio.

7. Memória caracterizada por compreender instruções armazenadas na mesma que, quando executadas por um processador de uma estação móvel, fazem com que o processador realize o método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.

8. Estação móvel caracterizada por compreender:

meios para coletar dados especificando uma

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3/4 pluralidade de localizações de uma estação móvel na qual sinais sem fio transmitidos a partir de um primeiro ponto de acesso sem fio de uma primeira rede sem fio de um primeiro tipo de rede são recebidos pela estação móvel durante determinação da pluralidade de localizações, a estação móvel recebendo os sinais sem fio a partir do primeiro ponto de acesso sem fio e comunicando também sinais sem fio entre a estação móvel e pelo menos um segundo ponto de acesso sem fio de uma segunda rede sem fio de um segundo tipo de rede que é diferente do primeiro tipo de rede, em que:

os sinais sem fio comunicados são utilizados para a determinação de localização da estação móvel; e meios para determinar uma localização do primeiro ponto de acesso sem fio a partir de uma área de cobertura definida pelos dados coletados em que meios para determinar a localização do primeiro ponto de acesso sem fio compreendem meios para correlacionar as localizações da estação móvel e seus alcances correspondentes para o primeiro ponto de acesso sem fio, os quais são obtidos a partir da estação móvel enquanto realiza determinação de localização para a estação móvel.

9. Estação móvel, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por compreender adicionalmente:

meios para determinar estatísticas da estação móvel estando em uma área na qual sinais sem fio transmitidos a partir do primeiro ponto de acesso sem fio podem ser recebidos durante determinação de posição.

10. Estação móvel, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pela localização do primeiro ponto de

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4/4 acesso sem fio ser determinada a partir de uma média ponderada da pluralidade de localizações.

11. Estação móvel, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por um peso para a média ponderada ser baseado em um indicador de nível de sinal recebido para sinais transmitidos a partir do primeiro ponto de acesso sem fio e recebidos pela estação móvel em uma localização correspondente dentre a pluralidade de localizações.

12. Estação móvel, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo primeiro ponto de acesso sem fio operar de acordo com um padrão para uma rede de área local sem fio.

13. Estação móvel, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pela segunda rede sem fio ser uma rede de telefonia celular sem fio.