BRPI0717491A2 - Sistema para localização de um dispositivo móvel sem fio; método para localização de um dispositivo móvel sem fio; meios legíveis por computador; dispositivo sem fio er método para uso por um dispositivo sem fio - Google Patents

Description

SISTEMA E MÉTODO PARA LOCALIZAÇÃO DE UM DISPOSITIVO MÓVEL SEM FIO; DISPOSITIVO SEM FIO E MÉTODO PARA USO POR UM

DISPOSITIVO SEM FIO

REFERÊNCIA RELACIONADA O presente pedido reivindica os benefícios do

pedido de patente norte-americano 11/533,310 depositado em

19 de setembro de 2006, intitulado "DIFERENÇA DE TEMPO DE CHEGADA DE ENLACE ASCENDENTE DO PLANO DE USUÁRIO" , CU j o conteúdo é aqui incorporado em sua totalidade por referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

A matéria aqui descrita refere-se de modo geral a métodos e aparelhos para localizar dispositivos sem fio, e habilitar, habilitar de forma seletiva, limitar, negar ou 15 retardar certas funções ou serviços com base na localização geográfica calculada e em uma área de localização pré- fixada definida por jurisdições locais, regionais ou nacionais. Dispositivos sem fio, também denominados de estações móveis (MS) incluem estes tal como usados em 20 sistemas de telefonia celular digital ou analógica, sistemas de comunicação pessoal (PCS), sistemas de rádio móvel especializados e otimizados (ESMRs), redes de área geograficamente distribuída (WANs) e outros tipos de sistemas de comunicação sem fio. As funções ou serviços 25 afetados podem incluir aqueles que são locais para a estação móvel ou realizados através de uma rede servidora ou servidor do lado terrestre. Mais particularmente, embora não exclusivamente, a matéria aqui descrita se refere a uma abordagem de plano do usuário para a localização sem fio baseada em rede.

Descrição da Técnica Anterior

Este pedido é relacionado á matéria do pedido US N- 11/198,996, depositado em 8 de agosto de 2005, intitulado "Cerca Virtual Geográfica em um Sistema de Localização Sem fio" (a totalidade do qual é aqui incorporada por referência) , que é uma continuação do pedido US N2 11/150, 414, depositado em 10 de junho de 2005, intitulado "Ativadores Avançados para Aplicações de Serviço Com Base na Localização em um Sistema de Localização Sem Fio", que é uma continuação do pedido US N- 10/768,587, depositado em 29 de janeiro de 2004, intitulado "Monitoramento de Informação de Chamada em um Sistema de Localização Sem fio", agora pendente, que é uma continuação do pedido US N2 09/909,221, depositado em 18 de julho de 2001, intitulado "Monitoramento de Informação de Chamada em um Sistema de Localização Sem fio", agora Patente US 6,782,264 B2, que é uma continuação do pedido US N- 09/539,352, depositado em 31 de março de 2000, intitulado "Banco de Dados Centralizado para um Sistema de Localização Sem Fio", agora Patente US 6,317,6 04 BI, que é uma continuação do pedido US N2 09/227,764, depositado em 8 de janeiro de 1999, intitulado "Calibração para Sistema de Localização Sem Fio", agora Patente US 6,184,829 BI.

Este pedido é também relacionado pela matéria publicada no Pedido de Patente US20050206566A1, "Processador de Localização de Múltiplos Passos", depositado em 5 de maio de 2005, que é uma continuação do pedido US N- 10/915,786, depositado em 11 de agosto de 2004, intitulado "Processador de Localização de Múltiplos Passos", agora Patente US 7,023,383, emitida em 4 de abril de 2006, que é uma continuação do pedido US N- 10/414,982, 5 depositado em 15 de abril de 2003, intitulado "Processador de Localização de Múltiplos Passos", agora Patente US 6,873,290 B2, emitida em 29 de março de 2005, que é uma continuação do pedido de patente US N2 10/106,081, depositado em 25 de março de 2002, intitulado 10 "Processamento de Localização de Múltiplos Passos", agora Patente US 6,603,428 B2, emitida em 5 de agosto de 2003, que é uma continuação do pedido de patente US N- 10/005,068, depositado em 5 de dezembro de 2001, intitulado "Recuperação de Colisão em um Sistema de Localização Sem 15 Fio", agora Patente US 6,563,460 B2, emitida em 13 de maio de 2003, que é um pedido de patente divisional US N2 09/648,404, depositado em 24 de agosto de 2000, intitulado "Método de Seleção de Antena para um Sistema de Localização Sem Fio", agora Patente US 6,400,320 BI, emitida em 04 de 20 junho de 2 002, que é uma continuação do pedido de patente US 09/227,764, depositado em 8 de janeiro de 1999, intitulado "Calibração para Sistema de Localização Sem Fio", agora Patente US 6,184,829 BI, emitida em 6 de fevereiro de 2001.

Uma grande meta de esforço tem sido direcionada

para a localização dos dispositivos sem fio, mais notavelmente, em suporte as regras da Comissão de Comunicações Federal (FCC) para regras de Fase (O sem fio Otimizado 911 (E911)) Otimizado 911 (E911) buscam melhorar a efetividade e confiabilidade do serviço 911 sem fio ao prover despachantes 911 com informação adicional nas chamadas 911 sem fio. O programa E911 sem fio é dividido em duas partes - Fase I e Fase II. Fase I requer portadoras, 5 mediante solicitação válida por um Ponto de Resposta de Segurança Pública (PSAP) local, para reportar o número de telefone de um chamador 911 sem fio e a localização da antena que recebeu a chamada. Fase II requer portadoras sem fio para prover informação de localização mais precisa, 10 dentro de 50 a 300 metros na maioria dos casos. O desenvolvimento do E911 tem exigido o desenvolvimento de novas tecnologias e atualizações para PSAPS 911 local, etc. Na Fase II E911, o mandato FCC's incluiu precisão de localização requerida com base na probabilidade de erro 15 circular. Sistemas baseados em rede (sistemas de localização sem fio onde o sinal de rádio é coletado no receptor de rede) foram requeridos para satisfazer uma precisão de 67% dos chamadores dentro de 100 metros e 95% dos chamadores dentro dos 300 metros. Sistemas baseados em 20 aparelhos celulares (sistemas de localização sem fio onde o sinal de rádio é coletado na estação móvel) foram requeridos para satisfazer uma precisão de 67% dos chamadores dentro dos 50 metros e 95% dos chamadores dentro dos 100 metros. Portadoras sem fio foram permitidas para 25 ajustar a exatidão da localização nas áreas de serviço, assim a exatidão de qualquer estimação de localização dada não poderia ser garantida.

Enquanto que algumas considerações, tal como exatidão e produção (o número de localizações bem sucedidas por chamadas) foram definidas pelo FCC para serviço LBS único do E911, parâmetros de qualidade de serviço (QoS) adicionais tal como latência (tempo para fixar localização e entrega da estimativa de localização para a aplicação 5 solicitante ou selecionada) não foram. A FCC relacionada com exatidão foi para a instância particular de uma chamada celular sendo colocada para um centro de serviços de emergência (os centros 911 ou PSAP). O estado da técnica e os padrões de exatidão rigorosos FCCs limitaram as escolhas 10 da tecnologia para tecnologias de localização amplamente empregadas. As opções baseadas em rede para Fase II E911 incluíram diferença de tempo de chegada de enlace ascendente (U-TDOA), ângulo de chegada (AoA), e híbridos TDOA/AoA. Opções de localização baseadas em não-rede para 15 Fase II E911 incluíram uso do Sistema de Posicionamento Global Navistar (GPS) aumentado com dados de um servidor do lado terrestre que inclui temporização de sincronização, dados orbitais (Efemérides) e dados de aquisição (faixas de fase de código e Doppler).

Além dos sistemas de localização compatíveis com

o FCC E911 para comunicações de voz sem fio, outros sistemas de localização sem fio usando Tempo-de-Chegada (TOA) , Diferença-de-Tempo-de-Chegada (TDOA) , Ângulo-de- Chegada (AoA), Potência-de-Chegada (POA), Potência-da- 25 Diferença-de-Chegada podem ser usados para desenvolver uma localização para satisfazer exigências de serviços baseados em localização específica (LBS).

Na sessão da Descrição Detalhada da Invenção abaixo, provemos também fundamentos para as técnicas de localização e sistemas de comunicação sem fio que podem ser empregados em conexão com a presente invenção. No lembrete desta sessão de Descrição da Técnica Anterior, provemos também fundamentos para os sistemas de localização sem fio.

O trabalho anterior referente a Sistemas de

Localização Sem fio é descrito na Patente US 5,327,144, 5 de julho de 1994, "Sistema de Localização de Telefonia Celular", que descreve um sistema para localizar telefones celulares usando técnicas de diferença de tempo de chegada 10 (TDOA). Outros melhoramentos do sistema descrito na patente '144 são descritos na Patente US 5,608,410, 4 de março de 1997, "Sistema para Localizar uma Fonte de Transmissões em Rajada". Ambas patentes são designadas para TruePosition, Inc., cessionário da presente invenção. TruePosition tem 15 continuado a desenvolver melhoramentos significativos para os conceitos inventivos originais.

Passados alguns anos, a indústria de celular tem aumentado o número de protocolos de interface aérea disponíveis para uso pelos telefones sem fio, aumentou o 20 número de bandas de freqüência nas quais os telefones sem fio ou móveis podem operar, e expandiu o número de termos que referem ou relacionam a telefones móveis para incluir "serviços de comunicações pessoais", "sem fio", e outros. Os protocolos de interface aérea agora usados na indústria 25 de sem fios incluem AMPS, N-AMPS, TDMA, CDMA, GSM, TACS, ESMR, GPRS, EDGE, UMTS WCDMA, e outros.

A indústria de comunicações sem fio tem reconhecido o valor e importância do Sistema de Localização Sem Fio. Em junho de 1996, a Comissão de Comunicações Federal emitiu exigências para a indústria de comunicações sem fio para desenvolver sistemas de localização para uso na localização de chamadores 911 sem fio. O desenvolvimento crescente destes sistemas pode reduzir o tempo de resposta 5 de emergência, salvar vidas, e economizar enormes custos por causa do uso reduzido dos recursos de resposta de emergência. Em adição, análises e estudos têm concluído que várias aplicações sem fio, tal como tarifação sensitiva de localização, gerenciamento de frota, e outros, terão grande 10 valor comercial nos próximos anos.

Como mencionado, a indústria de comunicações sem fio usa inúmeros protocolos de interface aérea em diferentes bandas de freqüência, tanto nos Estados Unidos quanto internacionalmente. Em geral, nem a interface aérea 15 nem as bandas de freqüências impactam a efetividade do Sistema de Localização Sem Fio na localização dos telefones sem fio.

Todos os protocolos de interface aérea usam duas categorias de canais, onde um canal é definido como um de 20 múltiplos caminhos de transmissão dentro de um único enlace entre pontos em uma rede sem fio. Um canal pode ser definido pela freqüência, pela largura de banda, pelos slots de tempo sincronizados, pela codificação, por chaveamento por deslocamento, pelo esquema de modulação, ou 25 por qualquer combinação destes parâmetros. A primeira categoria, denominada de canal de controle ou acesso, é usada para carregar a informação sobre o telefone sem fio ou transmissor, para iniciar ou concluir chamadas, ou para transferir dados em rajada. Por exemplo, alguns tipos de serviços de transmissão de mensagens curtas transferem dados através do canal de controle. Diferentes interfaces aéreas usam diferentes terminologias para descrever canais de controle, mas a função dos canais de controle em cada 5 interface aérea é similar. A segunda categoria de canal, conhecida como canal de tráfego ou voz, tipicamente carrega comunicações de voz ou dados através da interface aérea. Canais de tráfego caminham para uso, uma vez que uma chamada tiver sido estabelecida usando os canais de 10 controle. Os canais de dados e voz de usuário tipicamente usam recursos dedicados, isto é, o canal pode ser usado apenas por um único dispositivo móvel, enquanto que os canais de controle usam recursos compartilhados, isto é, o canal pode ser acessado por múltiplos usuários. Canais de 15 voz geralmente não carregam informação de identificação sobre o telefone sem fio ou transmissor na transmissão. Para algumas aplicações de localização sem fio esta distinção pode tornar o uso dos canais de controle de custo mais efetivo do que o uso dos canais de voz, embora para 20 algumas aplicações de localização no canal de voz pode ser preferível.

Os parágrafos a seguir discutem algumas das diferenças nos protocolos de interface aérea:

AMPS - Este é o protocolo de interface aérea 25 original usado para comunicações celulares nos Estados Unidos e descrito no padrão IS 553A TIA/EIA. O sistema AMPS designa canais dedicados separados para uso pelos canais de controle (RCC), que são definidos de acordo com a freqüência e largura de banda e são usados para transmissão a partir do BTS para o telefone móvel. Um canal de voz reverso (RVC), usado para transmissão a partir de um telefone móvel para o BTS, pode ocupar qualquer canal que não está designado para um canal de controle.

N-AMPS - Esta interface aérea é uma expansão do

protocolo de interface aérea AMPS, e é definida no padrão IS-88 EIA/TIA. Este usa substancialmente os mesmos canais de controle como são usados no AMPS, mas diferentes canais de voz com diferentes esquemas de modulação e largura de banda.

TDMA - Esta interface, também conhecida como D- AMPS e definida no padrão IS-136 EIA/TIA, é caracterizada pelo uso de ambos, freqüência e separação de tempo. Canais de Controle Digital (DCCH) são transmitidos em rajadas em 15 slots de tempo designados que podem ocorrer em qualquer parte na banda de freqüência. Canais de Tráfego Digital (DTC) podem ocupar as mesmas designações de freqüência como os canais DCCH, mas não a mesma designação de slot de tempo em uma dada designação de freqüência. Na banda celular, uma 20 portadora pode usar ambos os protocolos, AMPS e TDMA, contanto que as designações de freqüência para cada protocolo sejam mantidas separadas.

CDMA - Esta interface aérea, definida pelo padrão IS-95A EIA/TIA, é caracterizado pelo uso de ambos, 25 freqüência e separação de código. Devido aos locais de células adjacentes poderem usar os mesmos grupos de freqüência, CDMA deve operar sob controle de potência com muito cuidado, produzindo uma situação conhecida para estes versados na técnica como um problema próximo-distante, o que torna difícil para a maioria dos métodos de localização sem fio para obter uma localização exata (mas veja Patente US 6,047,192, de 4 de abril de 2000, Sistema de Localização, Eficiente, Robusto, para solucionar este 5 problema). Canais de controle (conhecido no CDMA como Canais de Acesso) e Canais de Tráfego podem compartilhar a mesma banda de freqüência, mas são separados por código.

GSM - Esta interface aérea, definida pelo Sistema Global para Comunicações Móveis de padrão internacional, é 10 caracterizado pelo uso de ambos, freqüência e separação de tempo. GSM distingui entre canais físicos (slot de tempo) e canais lógicos (a informação transportada pelos canais físicos). Vários slots de tempo repetidos em uma portadora constituem um canal físico, que são usados por diferentes 15 canais lógicos para transferir informação - ambos dados de usuário e sinalização.

Canais de controle (CCH), que incluem canais de controle de difusão (BCCH), Canais de Controle Comum (CCCH), e Canais de Controle Dedicado (DCCH), são 20 transmitidos em rajadas em slots de tempo designados para uso pelo CCH. CCH pode ser designado em qualquer parte na banda de freqüência. Canais de Tráfego (TCH) e CCH podem ocupar as mesmas designações de freqüência, mas não a mesma designação de slot de tempo em uma dada designação de 25 freqüência. CCH e TCH usam o mesmo esquema de modulação, conhecido como GMSK. Os sistemas de Serviço de Rádio Pacote Geral GSM (GPRS) e Taxa de Dados Otimizados para Evolução GSM (EDGE) reutilizam a mesma estrutura de canal GSM, mas pode usar múltiplos esquemas de modulação e compressão de dados para prover capacidade de processamento de dados mais elevada. Os protocolos de rádio GSM, GPRS, e EDGE são incluídos pela categoria conhecida como Rede de Acesso Rádio Edge GSM ou GERAN.

UMTS - Propriamente conhecido como UTRAN (Rede de

Acesso de Rádio Terrestre UMTS), é uma interface aérea definida pelo programa de Parceiros da 3a Geração de padrão internacional como um sucessor para os protocolos GERAN. UMTS é também algumas vezes conhecido como WCDMA (ou W- 10 CDMA), que suporta Acesso Múltiplo por Divisão de Código de Banda Larga. WCDMA é uma tecnologia de dispersão direta, o que significa que está dispersará suas transmissões através de uma portadora remota de 5MHz.

A interface aérea UMTS (interface-U) FDD 15 (Duplexada por Divisão de Freqüência) WCDMA separa canais físicos pela freqüência e código. A interface aérea UMTS TDD (Duplexada por Divisão de Tempo) WCDMA separa os canais físicos pelo uso da freqüência, tempo, e código. Todas as variantes da interface de rádio UMTS contêm canais lógicos 20 que são mapeados para canais de transporte, que são novamente mapeados para canais físicos TDD ou FDD W-CDMA. Devido aos locais de células adjacentes poderem usar os mesmos grupos de freqüência, WCDMA também usa controle de potência com muito cuidado para contar o problema próximo- 25 distante comum a todos os sistemas CDMA. Canais de controle no UMTS são conhecidos como Canais de Acesso, enquanto que os canais de dados e voz são conhecidos como Canais de Tráfego. Canais de Acesso e Tráfego podem compartilhar a mesma banda de freqüência e esquema de modulação, mas são separados por código. Dentro desta especificação, uma referência geral para canais de acesso e controle, ou canais de voz e dados, referirão a todos os tipos de controle ou canais de dados e voz, seja qual for à 5 terminologia preferida para uma interface aérea particular. Além disso, dado os vários tipos de interfaces aéreas (por exemplo, IS-95 CDMA, CDMA 2000, UMTS, e W-CDMA) usados em todo o mundo, esta especificação não exclui qualquer interface aérea dos conceitos inventivos descritos aqui. Os 10 versados na técnica reconhecerão que outras interfaces usadas em qualquer lugar são derivativas ou similares na classe destas descritas acima.

As redes GSM apresentam um número de problemas potenciais para os Sistemas de Localização Sem Fio 15 existentes. Primeiro, os dispositivos sem fio conectados a uma rede GSM/GPRS/UMTS raramente transmitem quando os canais de tráfego estão em uso. O uso da codificação no canal de tráfego e o uso de apelidos temporários (Identificadores da Estação Móvel Temporários (TMSI)) para 20 renderizar segurança dos monitores de rede de rádio de utilidades limitadas para ativar ou efetuar tarefa de sistemas de localização sem fio. Dispositivos sem fio conectados a tal rede de rádio GSM/GPRS/UMTS meramente e periodicamente "ouvem" uma transmissão para o dispositivo 25 sem fio e não transmitem sinais para receptores regionais exceto durante estabelecimento de chamada, operação de voz/dados, e queda de chamada. Isto reduz a probabilidade de detectar um dispositivo sem fio conectado a uma rede GSM. Pode ser possível solucionar esta limitação ao ativar "pinging" (efeito ping-pong) para todos os dispositivos sem fio em uma região. Contudo, este método dispõe de amplos esforços na capacidade da rede sem fio. Em adição, o pinging ativo dos dispositivos sem fio pode alertar os 5 usuários dos dispositivos móveis para o uso do sistema de localização, que pode reduzir a efetividade ou aumentar o prejuízo de uma consulta de aplicação baseada na localização.

O pedido acima citado N- 11/198,996, "Cerca 10 Virtual Geográfica em um Sistema de Localização Sem fio", descreve métodos e sistemas empregados por um sistema de localização sem fio para localizar um dispositivo sem fio operando em uma área geográfica definida servida por um sistema de comunicação sem fio. Em tal sistema, uma área 15 cercada virtual geográfica (geo-fenced) pode ser definida, e então um grupo de enlaces de sinalização predefinidos do sistema de comunicação sem fio pode ser monitorado. O monitoramento pode também incluir detectar que um dispositivo móvel tem realizado quaisquer dos atos a seguir 20 com relação á área cercada virtual geográfica: (1) entrada na área de cerca virtual geográfica, (2) saída da área de cerca virtual geográfica, e (3) ir em direção a um grau predefinido da proximidade próxima da área cercada virtual geográfica. Em adição, o método pode também incluir, em 25 resposta á detecção de que o dispositivo móvel tem realizado pelo menos um destes atos, ativando uma função de localização de alta-exatidão para determinar a localização geográfica do dispositivo móvel. A presente invenção descreve métodos e sistemas para usar o conceito de uma área cercada virtual geográfica para habilitar, seletivamente habilitar, limitar, negar, ou retardar certas funções ou serviços baseados na localização geográfica calculada e em uma área de localização pré-fixada definida 5 pelas jurisdições locais, regionais, ou nacionais. A presente invenção, contudo, é de forma alguma limitada aos sistemas empregando as tecnologias de cerca virtual geográfica descritas no pedido N° 11/198,996.

Resumo da Invenção 0 resumo a seguir provê uma visão geral dos

vários aspectos das implementações exemplares da invenção. Este resumo não pretende prover uma descrição exaustiva de todos os aspectos importantes da invenção, ou definir o escopo da invenção. Preferivelmente, este resumo pretende 15 servir como uma introdução para a descrição a seguir das incorporações ilustrativas.

Com o aumento dos jogos e o aumento das redes sem fio, o interesse nos dispositivos sem fio com base em jogos está aumentando. Na presente invenção, descrevemos, entre 20 outras coisas, um dispositivo de interface de usuário sem fio, servidor de aplicação, e serviço de localização para permitir jogos sem fio legais. A habilidade para localizar independentemente o dispositivo sem fio serve para eliminar o engano da localização e assegura ás autoridades que a 25 transação de jogos é limitada ás jurisdições licenciadas.

As incorporações ilustrativas descritas aqui provêem métodos e aparelhos para localizar dispositivos sem fio, e habilitar, seletivamente habilitar, limitar, negar, ou retardar certas funções ou serviços baseados na localização da área geográfica calculada e em uma área de localização pré-fixada definida pelas definições do usuário; área de serviço; zonas de tarifação; fronteiras políticas locais, regionais ou nacionais ou jurisdições 5 legais. Dispositivos sem fio incluem estes tais como usados nos sistemas celular digital ou analógico, sistemas de comunicação pessoal (PCS), rádios móveis especializados otimizados (ESMRs), redes de área geograficamente distribuídas (WANs), redes de rádios localizados (WiFi, 10 UWB, RFID) e outros tipos de sistemas de comunicação sem fio. Funções afetadas ou serviços podem incluir este local para o dispositivo sem fio ou realizado em um servidor ou rede servidora. Mais particularmente, mas não exclusivamente, descrevemos o uso das estimativas de 15 localização do dispositivo sem fio com jurisdição sensitiva a jogos, apostas, lei de apostas ou regulações para determinar se a funcionalidade de jogos de um dispositivo sem fio pode ser habilitada.

Em adição, descrevemos aqui uma abordagem de 20 plano do usuário para a localização sem fio baseada em rede. Soluções U-TDOA atuais são freqüentemente baseadas na denominada arquitetura de plano de controle, que pode requerer modificações extensivas da infra-estrutura de rede móvel em linha com os padrões de serviços de localização 25 ANSI/3GPP (por exemplo, ANSI/ETSI J-STD-036 e ANSI ESTI GSM 03.17) .

A abordagem de plano de controle envolve o uso de informação carregada nos canais de controle e voz (também conhecido respectivamente como o canal de acesso e canais de tráfego, dentre outros nomes) para localizar o dispositivo móvel. Em contraste, em uma arquitetura de "plano de usuário", o servidor de localização pode comunicar diretamente com o dispositivo móvel através de um 5 enlace de dados ou IP (Protocolo Internet) carregado pela rede de rádio do operador sem fio, mas não parte das estruturas de canal de controle/voz (ou acesso/tráfego), assim não requerendo nenhuma modificação para a rede núcleo ou de rádio. Ambas implementações, plano de usuário e plano 10 de controle, do LDP podem co-existir na mesma rede de rádio sem fio, onde os receptores U-TDOA baseados em rede são desenvolvidos.

Um aspecto da presente invenção é que esta pode ser usada para instruir o WLS de como localizar o 15 Dispositivo LDP. Na abordagem de plano de controle, o WLS espera pela informação da rede de comunicação sem fio antes de calcular uma posição, se através de U-TDOA, ID-Célula, ID-Célula+Setor, ou ID-Célula com Potência da Diferença de Chegada. Nesta invenção, na abordagem de plano de usuário, 20 o Dispositivo LDP provê ao LES (também denominado de Servidor de Habilitação de Localização, ou LES) informação suficiente através do canal de dados para realizar o cálculo da localização. A informação provida ao LES é conhecida do dispositivo móvel (isto é, Dispositivo LDP) e 25 este conhecimento é ensinado para facilitar o cálculo de localização. Em adição, a informação móvel pode ser usada para tarefas, por exemplo, para trabalhar o WLS U-TDOA/AoA uma vez que a informação enviada através da conexão de dados pode incluir célula em serviço, células vizinhas, freqüência, e informação de padrão de salto. Na abordagem anterior do plano de controle, esta informação é obtida da rede através da interface E5, Lb ou Iupc (por exemplo) e não da móvel através do canal de dados.

Para realizar uma localização baseada em rede aperfeiçoada, um Dispositivo LDP 110 pode ser configurado para receber dados de aquisição de difusão, registrador no sistema (se requerido) e solicitar serviço de dados da rede sem fio. A conexão de dados pode ser direcionada pela rede de dados para o LES 22 0. Mediante conexão com o LES, o Dispositivo LDP 110 pode então transmitir sua ID, informação de canal, lista de vizinhos (por exemplo, a lista handoff-assistida-móvel (MAHO), qualquer codificação de cadeia de bit dada para o Dispositivo LDP pela rede, e uma seqüência semi-randômica preferivelmente conhecida, para enviar através do percurso de dados existente. Esta seqüência semi-randômica pode ser então retransmitida até o comando para parar pelos contadores/temporizadores internos ou pelo LES 220. A lista MAHO pode conter informação nos locais/setores de células vizinhos ("alvos") necessários pela rede para realizar handover para uma nova célula ou setor. Por exemplo, a estação de rede alvo (por exemplo, BTS ou setor), canal alvo, deslocamento de tempo alvo, deslocamento de potência, etc., podem ser incluídos na lista MAHO. 0 LES pode selecionar as estações receptoras de rede com base nos canais recebidos e estações receptoras disponíveis na lista vizinha (por exemplo, MAHO) (se houver) ou das tabelas internas das localizações das estações. 0 sistema de localização sem fio baseado em rede pode então realizar uma localização para o limite de exatidão requerido pela qualidade de serviço demandada. 0 LES pode usar o percurso de dados duplex estabelecido com o Dispositivo LDP para atualizar temporizadores LDP, ID, programação, ou outras características. 0 LES pode então comandar o Dispositivo LDP 110 com base na localização, ID- Célula, modo, banda, ou protocolo RF. Durante a localização baseada em rede, o LES pode comandar o LDP para desabilitar a transmissão descontínua, ou aumentar a potência de transmissão para facilitar uma localização mais exata e eficiente do dispositivo. Este tem o benefício particular para um sistema empregando algoritmos de localização de diferença-de-tempo-de-chegada de enlace ascendente (U- TDOA) . A habilidade para configurar a potência de transmissão de dispositivo para um nível e um tempo conhecido para o LES também beneficia os sistemas de localização baseados nos algoritmos de localização de potência ou potência-de-diferença-de-chegada.

Aspectos e vantagens adicionais da invenção tornar-se-ão aparentes a partir da Descrição Detalhada da Invenção a seguir.

Breve Descrição das Figuras

O resumo precedente como também a descrição detalhada da invenção a seguir é melhor compreendida quando lida em conjunção com as figuras apensas. Para propósito de ilustração da invenção, é apresentado nas construções exemplares das figuras da invenção, contudo, a invenção não é limitada aos métodos e instrumentalidades específicos descritos. Nos desenhos: Figura I - descreve esquematicamente um Dispositivo de Plataforma de Localização de Dispositivo (LDP) .

Figura 2 - descreve esquematicamente um LES 220.

Figura 3 - descreve esquematicamente um sistema de acordo com a descrição a seguir.

Figura 4 - descreve um fluxograma ilustrando o processo de acordo com a descrição a seguir.

Figura 5 - ilustra esquematicamente como um dispositivo sem fio móvel, tal como um dispositivo LDP, pode ser configurado para comunicar através de um canal de dados com um servidor, tal como um LES, para prover a informação de servidor útil no trabalho de um sistema de localização sem fio.

Figura 6 - ilustra exemplos de campos de informação de plano de usuário potencial.

Figura 7 e 8 - ilustram arquiteturas exemplares para uma referência de rede GERAN/UTRAN na qual o LES 22 0 é desenvolvido como um cliente de Serviços de Localização (LCS) . A Figura & ilustra uma arquitetura exemplar na qual um LES 220 é desenvolvido como um cliente de Serviços de Localização (LCS) que permite o LES 220 para interagir com o GMLC 98 e comunicar para o LDP IlOA e 110B através da conexão TCP/IP 1776 para o GGSN 46. A Figura 8 ilustra uma arquitetura exemplar na qual um LES 22 0 é desenvolvido como um LCS que permite ao LES 220 interagir com o GMLC 98 e o servidor A-GPS de plano de usuário 666 através da conexão TCP/IP 1234.

Descrição Detalhada da Invenção A. Visão Geral

Um Dispositivo de Plataforma de Dispositivo de Localização (LDP) HO e LES 220 (ver Figs. 1 e 2, respectivamente) permitem serviços de localização para 5 qualquer item físico. Em um modo, o item é ou compreende dispositivo de comunicação sem fio (telefone celular, PDA, etc.) configurado para os propósitos de aposta. Uma vez que a aposta é controlada (nos Estados Unidos) pelas regulações de estado ou local, a localização de aposta legal é 10 tipicamente confinada para anexar áreas tais como cassinos, barcos, corridas de cavalos (parimutuel tracks), ou localizações fora do local designadas. O uso das capacidades LDP permite que a aposta ocorra em qualquer lugar sob controle de um corpo regulatório.

O dispositivo LDP 110 pode ser usado para

construção de propósito e propósito geral computando plataformas com conexões sem fio e funcionalidade de aposta. O LES 220, um servidor atento a localização residente em uma rede de telecomunicação, pode realizar a 20 verificação de localização no dispositivo LDP sem fio 110 (análogo aos sistemas existentes que verificam endereços IP ou códigos de área de telefonia) para determinar se a funcionalidade de aposta pode ser permitida. A aplicação de aposta atual pode ser residente no LES 22 0 ou existir em 25 outro servidor em rede. O LES 22 0 pode mesmo fornecer um indicador de permissão de jogos ou uma localização geográfica para um operador/relator ativo.

A metodologia de localização empregada pelo sistema de localização sem fio pode ser dependente da área de serviço desenvolvida ou exigências da entidade de aposta ou autoridade regulatória. Sistemas de localização baseados em rede incluem estes que usam POA, PDOA, TOA, TDOA, AOA, ou combinação destes. Sistemas de localização baseados em 5 dispositivo podem incluir estes que usam POA, PDOA, TOA, TDOA, GPS, ou A-GPS. Híbridos, que combinam técnicas baseadas em múltiplas redes, técnicas baseadas em múltiplos dispositivos, ou uma combinação de técnicas baseadas em rede e dispositivo, podem ser usadas para obter a exatidão, 10 produção, e exigências de latência da área de serviço ou serviço baseado em localização. 0 LES atento a localização 220 pode decidir qual técnica de localização usar destas disponíveis com base no custo da aquisição de localização.

0 dispositivo LDP 110 preferivelmente inclui um enlace de comunicação de rádio (receptor e transmissor de rádio 100, 101) para comunicação com o LES 220. As comunicações de dados sem fio podem incluir celular (modem, CPDP, EVDO, GPRS, etc.) ou redes de área geograficamente distribuída (WiFi, WiMAN/MAX, WiBro, ZigBee, etc.) associadas com o sistema de localização. 0 método de comunicação de rádio pode ser independente da funcionalidade do sistema de localização sem fio - por exemplo, o dispositivo pode adquirir um ponto de acesso WiFi local, mas então usar GSM para comunicar o SSID da baliza WiFi para o LES 220 para a proximidade de localização.

O LES 220 autentica, autoriza, contabiliza, e administra o uso do dispositivo LDP 110. Preferivelmente, o LES 220 também mantém as definições da área de serviço e as regras de aposta associadas com cada área de serviço. A área de serviço pode ser poligonal definida por um conjunto de pontos de latitude/longitude ou um raio do ponto central. A área de serviço pode ser definida dentro do 5 servidor atento a localização através da interpretação de status de jogos. Baseado na definição da área de serviço, nas regras, e na localização calculada, o LES 220 pode conceder ao dispositivo sem fio acesso total, acesso limitado, ou nenhum acesso aos serviços de jogos. O LES 220 10 preferivelmente também suporta uma aplicação de cerca virtual geográfica onde o dispositivo LDP 110 (e o servidor de apostas) é informado quando o dispositivo LDP 110 entra ou sai da área de serviço. 0 LES 22 0 preferivelmente suporta múltiplas indicações de acesso limitadas. 0 acesso 15 limitado a um serviço de apostas pode significar que apenas o jogo simulado é habilitado. 0 acesso limitado ao serviço pode também significar que o jogo real de multi-jogadores é habilitado, mas a aposta não é permitida. 0 acesso limitado ao serviço pode ser determinado pela hora do dia ou pela 20 localização combinada com a hora do dia. Além disso, o acesso limitado ao serviço pode significar que uma reserva para jogo em um momento específico e dentro de uma área prescrita é feita.

0 LES 22 0 pode emitir uma negação de serviço para ambos, o dispositivo LDP e o servidor de apostas. A negação de acesso pode também permitir a provisão de direções para onde o jogo solicitado é permitido.

0 dispositivo LDP HO e LES 22 0 podem permitir todos os jogos online e atividades de aposta baseadas em jogos de cartão, jogos de tabela, jogos de placa, corrida de cavalo, corrida de carro, esportes atléticos, RPG online, e primeiro atirador humano online.

É previsto, mas não requerido, que o LES 22 0 possa ser proprietário ou controlado por uma portadora sem fio, uma organização de jogos ou uma placa regulatória local.

Resumiremos brevemente dois casos de uso exemplares.

Caso de Uso: Cerca Virtual Geográfica

Neste cenário, o dispositivo LDP 110 é um modelo de jogos de construção com propósito específico usando GSM como o enlace de rádio e TOA-Enlace Ascendente baseado em rede como a técnica de localização. Controlando passageiros 15 quando eles chegam ao aeroporto, o dispositivo LDP 110 inicialmente suporta tutoriais de jogos, avisos, e jogo simulado. Quando o dispositivo entra na área de serviço, este sinaliza o usuário através de indicadores visuais e audíveis de que o dispositivo é agora capaz de apostas 20 atual. Este é um exemplo de uma aplicação de cerca virtual geográfica. Tarifações e premiações são permitidas através do cartão de crédito e pode ser cobrado/premiado para um número de quarto de hotel. Se o dispositivo LDP 110 deixa a área, indicadores audíveis e visuais mostram que o 25 dispositivo é agora incapaz de aposta atual, uma vez que o LES 22 0 emite uma mensagem de negação para o dispositivo LDP e servidor de apostas.

Caso de Uso: Tentativa de Acesso Neste cenário, o dispositivo LDP 110 é um computador portátil de propósito geral com transceptor WiFi. Um cliente de aplicação de apostas é residente no computador. Toda vez que uma função é acessada, o 5 dispositivo LDP 110 consulta o LES 220 para permissão. 0 LES 22 0 obtém a localização atual baseada no SSID WiFi e na potência de chegada, compara a localização contra a definição da área de serviço e permite ou nega acesso á aplicação de aposta selecionada. Tarifações e premiações 10 são permitidas através do cartão de crédito.

B: Dispositivo LDP

O dispositivo LDP 110 é preferivelmente implementado como uma plataforma eletrônica de software e hardware que permite a localização. O dispositivo LDP 110 é 15 preferivelmente capaz de melhorar a exatidão de um sistema de localização sem fio baseado em rede e que hospeda ambas, as aplicações de localização sem fio híbridas (baseada em dispositivo e em rede) e baseadas em dispositivo.

Fatores Forma

O dispositivo LDP 110 pode ser construído em um

número de fatores-forma incluindo projeto de placa de circuito para incorporação em outros sistemas eletrônicos. Adição (ou deleção) de componentes do Transmissor/Receptor de Comunicação de Rádio, Determinação de Localização, 25 Visor(es), Armazenagem de Registro Local Não-Volátil, Máquina de Processamento, Entrada(s) de Usuário, Memória Local Volátil, Subsistemas de Conversão de Potência de Dispositivo e Controle ou remoção de subsistemas desnecessários permite que o tamanho, peso, potência, e forma do LDP associem a múltiplas exigências.

Comunicações de Rádio - Transmissor 101 O subsistema de Comunicação de Rádio LDP pode conter um ou mais transmissores na forma de circuitos integrados de aplicação específica (ASICs) de estado sólido. O uso de software definido por rádio pode ser usado para substituir múltiplos transmissores de banda-estreita e permitir transmissão nas comunicações de rádio e sistemas de localização previamente mencionados. 0 dispositivo LDP 110 é capaz de separar as comunicações do transmissor de enlace de rádio do transmissor envolvido em uma transmissão sem fio sob direção do processador embutido ou LES 220. Comunicações de Rádio - Receptor 10 0 0 subsistema de Comunicação de Rádio LDP pode

conter um ou mais receptores na forma de circuitos integrados de aplicação específica (ASICs) de estado sólido. O uso de um software de banda larga definido por rádio pode ser usado para substituir múltiplos receptores 20 de banda estreita e permite a recepção das comunicações de rádio e sistemas de localização previamente mencionados. 0 dispositivo LDP 110 é capaz de separar as comunicações do receptor de enlace de rádio do receptor usado para propósitos de localização sem fio sob direção do 25 processador embutido ou LES 220. 0 subsistema de Comunicações de Rádio LDP pode ser também usado para obter informação de difusão de localização específica (tal como localizações de transmissor ou efemérides de satélite) ou sinais de temporização da rede de comunicação ou outros transmissores.

Máquina de Determinação de Localização 102

A Máquina de Determinação de Localização, ou subsistema, 102 do dispositivo LDP permite tecnologias de localização híbrida, baseadas em dispositivo, baseadas em rede. Este subsistema pode coletar potência e medidas de temporização, informação de posicionamento de difusão e outra informação colateral para várias metodologias de localização, incluindo, mas não limitado a: tempo-de- chegada (TOA) baseado em dispositivo, trilateração de enlace direto (FLT), trilateração de enlace direto avançado (AFLT), trilateração de enlace direto otimizado (E-FLT), diferença de chegada observada otimizada (EOTD), diferença de tempo de chegada observada (O-TDOA), Sistema de Posicionamento Global (GPS) e GPS Assistido (A-GPS). A metodologia de localização pode ser dependente das características das comunicações de rádio subjacentes ou sistema de localização de rádio selecionado pelo LDP ou LES 220.

0 subsistema de Determinação de Localização pode também atuar para melhorar a localização nos sistemas de localização baseados em rede pela modificação das características de transmissão do dispositivo LDP 110 para 25 maximizar a potência de sinal do dispositivo, duração, largura de banda, e/ou capacidade de detecção (por exemplo, ao inserir um padrão conhecido no sinal transmitido para permitir o receptor baseado em rede usar a detecção de seqüência de probabilidade máxima). Visor(es) 103

O subsistema de visor do dispositivo LDP, quando presente, pode ser único para o LDP e otimizado para a aplicação de localização específica que o dispositivo 5 permite. 0 subsistema de visor pode também ser uma interface para outro subsistema de visor do dispositivo. Exemplos de visores LDP podem incluir indicadores sônicos, táteis ou visuais.

Entrada(s) de Usuário 0 subsistema de Entrada (s) de Usuário 104 do

dispositivo LDP, quando presente, pode ser único para o dispositivo LDP e otimizado para a aplicação de localização específica que o dispositivo LDP permite. 0 subsistema de Entrada de Usuário pode ser também uma interface para outros dispositivos de entrada de dispositivo.

Temporizador 105

0 temporizador 105 provê sinais de relógio/temporização exatos uma vez que podem ser requeridos pelo dispositivo LDP 110.

Conversão e Controle de Potência de Dispositivo

0 subsistema de Conversão e Controle de Potência de Dispositivo 106 atua para converter e condicionar a linha terrestre ou potência de bateria dos outros subsistemas eletrônicos do dispositivo LDP.

Máquina de Processamento 107

0 subsistema de máquina de processamento 107 pode ser um computador de propósito geral que pode ser usado pela comunicação de rádio, visores, entradas, e subsistemas de determinação de localização. A máquina de processamento gerencia recursos de dispositivo LDP e direciona dados entre subsistemas e otimiza o desempenho do sistema e consumo de energia em adição as responsabilidades CPU normais da alocação de memória volátil/não-volátil, 5 priorização, programação de evento, gerenciamento de fila, gerenciamento de interrupção, alocação de espaço de paginação/troca de memória volátil, limites de recurso de processo, parâmetros de gerenciamento de memória virtual, gerenciamento de entrada/saída (I/O). Se uma aplicação de 10 serviços de localização está rodando no local para o dispositivo LDP 110, o subsistema de máquina de processamento 107 pode ser escalado para prover recursos CPU suficientes.

Memória Local Volátil 108 O subsistema de Memória Local Volátil 108 está

sob controle do subsistema de máquina de processamento 107, que aloca memória para vários subsistemas e aplicações de localização residentes do dispositivo LDP.

Armazenagem de Registro Local Não-Volátil 109 0 dispositivo LDP 110 pode manter armazenagem

local das localizações do transmissor, localizações do receptor ou efemérides de satélite na armazenagem de registro local não-volátil 109 através das condições de baixa potência. Se a aplicação de serviços de localização 25 está rodando no local para o dispositivo LDPf dados específicos da aplicação e parâmetros da aplicação tal como identificação, códigos de cifragem, pontuações altas, localizações prévias, pseudônimos, listas de amigos, e configurações default podem ser armazenados no subsistema de armazenagem de registro local não-volátil.

C: Servidor de Habilitação de Aplicação Atenta a Localização (LES) 220

O LES 22 0 (ver Figura 2) provê a interface entre

os dispositivos LDP sem fio 110 e as aplicações de serviços baseados em localização em rede. Nos parágrafos a seguir, descreveremos os componentes da incorporação ilustrativa descrita na Figura 2. Deve ser observado que as várias 10 funções descritas são ilustrativas e são preferivelmente implementadas usando tecnologias de hardware e software de computador, i.e., o LES é preferivelmente implementado como um computador programado conectado com tecnologias de comunicação de rádio.

Interface de Rede de Comunicação de Rádio 2 00

0 LES 220 conecta ao dispositivo LDP 110 por um enlace de dados que roda através da rede de comunicação de rádio como um sinal de modem usando sistemas tais como, mas não limitado a: CDPD, GPRS, SMS/MMS, CDMA-EVDO, ou Mobitex. 20 O subsistema de Interface de Rede de Comunicação de Rádio (RCNI) atua para selecionar e comandar o sistema de comunicação correto (para o LDP particular) para uma operação de empurrar (onde os dados são enviados para o dispositivo LDP 110). 0 subsistema RCNI também controla as 25 operações de puxar, onde o dispositivo LDP 110 conecta o LES 22 0 para iniciar a operação de localização ou localização sensitiva.

Máquina de Determinação de Localização 201 O subsistema de Máquina de Determinação de Localização 201 permite ao LES 220 obter a localização do dispositivo LDO 110 através de TOA baseado em rede, TDOA, POA, PDOA, AoA ou dispositivo híbrido e técnicas de localização baseadas em rede.

Subsistema de Administração 2 02

0 subsistema de Administração 2 02 mantém registros individuais LDP e eleições de assinatura de serviços. 0 subsistema de Administração LES 220 permite que agrupamentos arbitrários dos dispositivos LDP formem classes de serviços. Os registros de assinatura LDP podem incluir posse; senhas/cifradores; permissões de conta; capacidades de dispositivo LDP 110; criar LDP, modelo, e fabricante; credenciais de acesso; e informação de direqionamento. No caso onde o dispositivo LDP é um dispositivo registrado sob uma rede de provedor de comunicação sem fio, o subsistema de administração LES 220 preferivelmente mantêm todos os parâmetros relevantes permitindo acesso LDP da rede de provedor de comunicação sem fio.

Subsistema de Contabilidade 2 03

0 subsistema de Contabilidade LDP 2 03 controla as funções de contabilidade básicas incluindo manter registros de acesso, tempos de acesso, e a aplicação de localização 25 que acessa a localização do dispositivo LDP que permite cobrar o dispositivo LDP individual e serviços LBS individuais. 0 subsistema de Contabilidade também preferivelmente registra e rastreia o custo de cada acesso LDP pelo provedor de rede de comunicação sem fio e o provedor de rede de localização sem fio. Custos podem ser gravados para cada acesso e localização. O LES 220 pode ser estabelecido com um sistema baseado em regras para minimização das tarifas de acesso através da rede e da seleção de preferência do sistema de localização.

Subsistema de Autenticação 204

A função principal do subsistema de Autenticação 2 04 é para prover o LES 22 0 com os fatores de autenticação em tempo real necessários através dos processos de 10 autenticação e cifragem usados dentro da rede LDP para acesso LDP, transmissão de dados e acesso de aplicação LBS. O propósito do processo de autenticação é proteger a rede LDP ao negar acesso aos dispositivos LDP não-autorizados ou ás aplicações de localização para a rede LDP e para 15 assegurar que a confiabilidade seja mantida durante transporte através da rede portadora sem fio e rede cabeadas.

Subsistema de Autorização 205

O subsistema de Autorização 205 usa dados dos 20 subsistemas de Administração e Autenticação para forçar controles de acesso nos dispositivos LDP e nas aplicações baseadas em Localização. Os controles de acesso implementados podem ser estes especificados no Pedido para Comentários RFC-3693 da Força Tarefa de Engenharia Internet 25 (IETF), "Exigências de Privacidade Geográfica", Especificações de Interface de Serviço de Identidade de Aliança de Liberdade (ID-SIS) para Localização-Geográfica, e a Aliança Móvel Aberta (OMA). 0 subsistema de Autorização pode também obter dados de localização para um dispositivo LDP antes de permitir ou impedir acesso a um serviço particular ou aplicação baseada em Localização. A autorização pode ser também de calendário ou relógio dependente baseado nos serviços descritos no registro de perfil LDP residente no subsistema de administração. 0 sistema de Autorização pode também governar conexões ao sistema de tarifação externo e redes, negando conexões a estas redes que não estão autorizadas ou não podem ser autenticadas.

Armazenagem de Registro Local Não-Volátil 2 06

A Armazenagem de Registro Local Não-Volátil do LES 22 0 é primeiramente usada pelos subsistemas de Administração, Contabilidade, e Autenticação para armazenar registros de perfil LDP, chaves de cifragem, desenvolvimentos WLS, e informação de portadora sem fio.

Máquina de Processamento 2 07

O subsistema de máquina de processamento 207 pode ser um computador de propósito geral. A máquina de processamento gerencia os recursos LES e direciona os dados entre subsistemas.

Memória Local Volátil 208

0 LES 22 0 possui uma armazenagem Memória Local Volátil composta de memória de multi-portas para permitir ao LES 22 0 escalar com múltiplos processadores redundantes.

Rede(s) de Tarifação Externa 209

As redes de tarifação externa autorizada e sistema de mediação de tarifação podem acessar a base de dados do sistema de contabilidade LDP através deste subsistema. Registros podem ser também enviados periodicamente através da interface pré-disposta.

Interconexão(ões) para Rede(s) de Dados Externa

210

A interconexão para as redes de Dados Externa é

projetada para controlar a conversão do fluxo de dados LDP para as aplicações LBS externas. A interconexão ás redes de Dados Externa é também uma barreira de proteção para impedir acesso não-autorizado como descrito no Pedido para 10 Comentários RFC-3694 da Força Tarefa de Engenharia Internet (IETF), "Análise de Perigo do Protocolo de Privacidade Geográfica". Múltiplos pontos de acesso residentes na Interconexão ao subsistema de Redes de Dados Externa 210 permitem redundância e reconf iguração no caso de uma 15 negação-de-serviço ou perda de evento de serviço. Exemplos de protocolos de interconexão suportados pelo LES 22 0 incluem Protocolo de Localização Móvel (MLP) da Aliança Móvel Aberta (OMA) e especificação Parlay X para serviços de rede; Parte 9: Localização de Terminal como Acesso de 20 Serviço Aberto (OSA); serviços de rede Parlay X; Parte 9: Localização de Terminal (também padronizado como 3GPP TS 29.199-09) .

Rede de Comunicação Externa 121

Redes de Comunicação Externa referem a estas redes, pública e privada, usadas pelo LES 22 0 para comunicar com as aplicações baseadas em rede não residentes no LES 220 ou no dispositivo LDP 110.

D. Sistema/Processo para Jogos A Figura 3 ilustra um sistema de acordo com uma modalidade da presente invenção. Como apresentado, tal sistema inclui um ou mais dispositivos LDP HO e LES 220. Os dispositivos LDP 110 podem ser configurados para 5 aplicações de jogos do tipo que são reguladas pelas agências governamentais local e de estado. Como discutido acima, um dispositivo LDP pode compreender um dispositivo de computação móvel convencional (por exemplo, PDA) , um telefone digital móvel, etc., ou pode ser um dispositivo de 10 propósito especial dedicado a jogos. O dispositivo LDP 110 tem capacidade de prover ao usuário acesso sem fio a um servidor de aplicação de jogos baseado em Internet. Tal acesso pode ser fornecido através de uma rede de comunicação sem fio (celular, WiFi, etc.), como 15 apresentado. Nesta implementação do sistema, o servidor de aplicação de jogos inclui ou é acoplado a uma base de dados de informação de jogos, tal como a informação que descreve as regiões geográficas onde a aposta é permitida.

Como apresentado na Figura 3, o LES 220 e o 20 Servidor de Aplicação de Jogos estão operativamente acoplados por um enlace de comunicação, de forma que os dois dispositivos podem comunicar um com o outro. Nesta incorporação, o LES 22 0 é também operativamente acoplado a um sistema de localização sem fio, que, como discutido 25 aqui, pode ser de qualquer tipo de sistema para determinar a localização geográfica dos dispositivos LDP 110. Não é necessário que os dispositivos LDP sejam localizados com a precisão necessária para serviços de emergência (por exemplo, E911), mas apenas que eles estejam localizados a uma extensão necessária para determinar se os dispositivos estão em uma área onde a aposta é permitida.

Referindo agora á Figura 4, em uma implementação exemplar do sistema descrito, o LES é fornecido com 5 informação jurisdicional de jogos como também informação fornecida pelo sistema de localização sem fio. Os detalhes precisos de qual informação é fornecida para o LES dependerá dos detalhes precisos de quais tipos de serviços o LES fornece.

Como apresentado na Figura 4, o dispositivo LDP

acessa a rede de comunicação sem fio e solicita acesso aos serviços de jogos. Esta solicitação é direcionada para o servidor de aplicação de jogos, e o servidor de aplicação de jogos então solicita a informação de localização do LES 15 220. O LES solicita ao WLS para localizar o dispositivo LDP, e o WLS retorna a informação de localização para o LES 220. Nesta implementação da invenção, o LES determina que o dispositivo LDP está dentro de uma certa área jurisdicional pré-definida, e então determina se os serviços de

jogos/aposta deveriam ser fornecidos (alternativamente, esta determinação poderia ser feita por responsabilidade do servidor de aplicação de jogos). Esta informação é fornecida para o servidor de aplicação de jogos, e o servidor de aplicação de jogos notifica o dispositivo LDP 25 da decisão de status de jogos determinado (isto é, se os serviços de jogos serão ou não fornecidos).

E. Outras Modalidades

Economias de potência LDP através do modo de

despertar seletivo Dispositivos sem fio têm tipicamente três modos de operação para economizar a vida útil da bateria: sono, despertar (ouvir), e transmitir. No caso do dispositivo LDP 110, um quarto estado, localizar, é possível. Neste estado, 5 o dispositivo LDP 110 vai primeiro para o estado de despertar. A partir dos dados recebidos ou entrada de sensor externa, o dispositivo LDP determina se a ativação da Máquina de Determinação de Localização ou subsistema de Transmissão é requerida. Se os dados recebidos ou entrada 10 de sensor externa indica que uma transmissão de localização não é necessária, então o dispositivo LDP 110 energiza a determinação de localização ou subsistemas de transmissão e retorna para o modo de descanso de dreno de potência. Se os dados recebidos ou entrada de sensor externa indica que uma 15 transmissão de localização é necessária apenas se a posição do dispositivo tiver alterado, então o dispositivo LDP 110 realizará uma localização baseada em dispositivo e retorna para o modo de descanso de dreno de potência mínimo. Se os dados recebidos ou entrada de sensor externa indica que uma 20 transmissão de localização é necessária, então o dispositivo LDP 110 pode realizar uma determinação de localização baseada em dispositivo, ativar o transmissor, enviar a localização do dispositivo LDP 110 atual (e quaisquer outros dados solicitados) e retornar para o modo 25 de descanso de dreno de potência mínimo. Alternativamente, se os dados recebidos ou entrada de sensor externa indica que uma transmissão de localização é necessária, então o dispositivo LDP 110 pode ativar o transmissor, enviar um sinal (otimizado para localização) a ser localizado por meio de redes (o dispositivo LDP 110 pode enviar quaisquer outros dados solicitados neste momento) e então retornar para o modo de descanso de dreno de potência mínimo.

Roaming Invisível para LDPs sem fio não-voz Para dispositivos LDP usando comunicação de dados

celular, é possível prover aos dispositivos LDP impacto mínimo para os serviços celulares de autenticação, administração, autorização e contabilidade. Neste cenário, uma única plataforma LDP é distribuída em cada área de cobertura da estação base celular (dentro dos eletrônicos do local-célula) . Este único dispositivo LDP 110 é então registrado normalmente com a portadora sem fio. Todos os outros LDPs na área então usariam mensagens SMS para comunicação com o LES 22 0 (que tem os seus próprios serviços de autenticação, administração, autorização e contabilidade) baseado em um único ID LDP (MIN/ESN/IMSI/TMSI) para limitar o impacto HLR. Um servidor usaria a carga útil do SMS para determinar a identidade verdadeira do LDP e também a ação de acionamento, localização ou dados de sensor anexos.

Sondas de localização SMS usando um padrão conhecido carregado no LDP

Usando mensagens SMS com um padrão conhecido de até 190 caracteres na arquitetura de localização de canal 25 de controle WLS desenvolvido ou sistema monitorado A-bis, o dispositivo LDP 110 pode aperfeiçoar a localização de uma transmissão SMS. Uma vez que os caracteres são conhecidos, o algoritmo de codificação é conhecido, o padrão de bits pode ser gerado e a mensagem SMS completa está disponível para uso como uma referência ideal pelo processamento de sinal para remover a interferência co-canal e ruído para aumentar a possível precisão na estimação de localização.

Codificação de Dados de Localização para Privacidade, Distribuição e Não-repudiação

Um método para aplicação de privacidade, re- distribuição e não-repudiação de tarifação usando um servidor de chave de codificação baseado no LES 22 0 pode ser empregado. Neste método, o LES 22 0 codificaria o 10 registro de localização antes de entregar para qualquer entidade externa (a porta de comunicação ou portal mestre). A porta de comunicação pode abrir o registro ou passar o registro protegido para outra entidade. Independente da entidade de abertura, a chave teria de ser solicitada do 15 servidor de chave LES 220. A solicitação para esta chave (para a mensagem particular enviada) significa que o "envelope" da chave "privada" foi aberto e o número de seqüência de localização (um número randômico alocado pelo LES 220 para identificar o registro de localização) lido 20 pela entidade. O LES 220 então entregaria a chave "secreta" e a localização do assinante sob a mesma chave "privada" repetindo o número de seqüência de localização para permitir a leitura do registro de localização. Desta maneira a privacidade do assinante é forçada, portas de 25 comunicação podem redistribuir os registros de localização sem Ier e gravar os dados, e o recebimento do registro pela entidade final é não-respeitável.

Sobreposição de aperfeiçoamento de localização

baseado em rede através do canal de dados 3 00 Para realizar uma localização baseada em rede aperfeiçoada, o dispositivo LDP 110 pode ser configurado para receber dados de aquisição de difusão, registrador no sistema de comunicação sem fio (se requerido) e então 5 solicitar serviço de dados da rede sem fio para estabelecer um enlace de dados ou canal 3 00 como apresentado na Figura 5. Em contraste aos canais de controle e sinalização do sistema de comunicação sem fio (o plano de controle), o canal de dados 300 (o plano do usuário) suporta uma 10 modulação para suportar transmissões de dados (sinalização de dados não é re-codificada e compactada pelo sistema de comunicação sem fio como com sinalização de voz, mas preferivelmente passa através do sistema de comunicação sem fio como apresentado na Figura 5). O conteúdo de carga útil 15 do canal de dados 3 00 não requer exame ou modificação pelos elementos funcionais do sistema de comunicação sem fio. O canal de dados de carga útil não informa, controla, ou modifica as operações dos elementos do sistema de comunicação sem fio como faz o controle de dados do canal. 20 O canal de dados 300 pode ser carregado como carga útil em um canal de dados transferido tal como dados binários brutos ou em um canal de voz como uma série de tons de freqüência de voz.

A conexão de dados é direcionada pela rede de dados 25 (referência numérica 300 na Figura 5) para o LES 220. Mediante conexão com o LES 220, o dispositivo LDP então transmite imediatamente seu ID (exemplos incluem: MIN/ESN/TMS/TruePosition), seu canal de informação (exemplos incluem: Canal, CC, etc.), seus vizinhos (por exemplo, lista de transferência assistida móvel (MAHO) (contendo a estação de rede alvo, canal alvo, deslocamento de tempo alvo, deslocamento de potência, etc.); qualquer codificação da cadeia de bit dada para o dispositivo LDP 5 110 pela rede, e um padrão semi-randômica embora conhecido para enviar sobre o canal de dados 300 existente.

Deve ser notado que não é requerido que os dados sejam semi-randômica. Qualquer dado podia ser usado, apesar de que o uso de dados semi-randômica melhora a eficiência. 10 Isto é porque uma seqüência pseudo ou semi-randômica melhora a eficiência da exatidão de uma localização pelo provimento de um espectro cruzado mais plano e reduzindo o nível de lóbulos laterais na função de correlação usada determinar o valor TDOA. Uma redução nos lóbulos laterais 15 pode reduzir a probabilidade de uma estimativa de tempo incorreta.

Esta seqüência semi-randômica é retransmitida em (n) períodos de segundos repetidos ( (n) segundos repetidos podem ser associados à disponibilidade da lista MAHO) ainda 20 comandada para parar tanto os temporizadores/contadores internos ou pelo LES 220. 0 LES 220 seleciona as estações receptoras de rede baseada nos canais recebidos e estações receptoras disponíveis na lista de vizinhos (MAHO)(se alguma) ou a partir de tabelas internas de localizações de 25 estações. A localização sem fio baseada em rede então executa uma localização até o limite de exatidão requerido pelo serviço de qualidade demandado.

A lista MAHO pode conter informação nas células locais/setores circunvizinhos (alvos) necessitados pela rede para executar um handover para a nova célula ou setor. Por exemplo, a estação de rede alvo (por exemplo, BTS ou setor), canal alvo, deslocamento de tempo alvo, deslocamento de potência, etc., podem ser incluídos na 5 lista MAHO. 0 LES pode selecionar estações receptoras de rede baseada nos canais recebidos e estações receptoras disponíveis na lista de vizinhos (MAHO) (se alguma) ou a partir de tabelas internas de localizações de estações.

O LES pode usar o percurso de dados duplex estabelecido com o dispositivo LDP 110 para atualizar os temporizadores LDP, ID, programando, ou outras características. Temporizadores LDP, ID ou outras características incluem várias coisas: 0 dispositivo LDP pode dormir por períodos muito longos para salvar a vida da bateria e pode acordar somente uma vez por dia ou por semana. Temporizadores LDP podem ser usados para este propósito. 0 ID do LDP pode ser mudado como o LDO é re- programado para novas obrigações ou para novos proprietários. As outras características podem incluir, entre outras coisas, a seqüência pseudo-randômica de chaves de codificação, atualizações de software ou firmware.

O LES pode então comandar o dispositivo LDP 110 baseado na localização, ID-célula, modo, banda, ou protocolo RF. Durante o processo de localização baseado em 25 rede, o LES pode comandar o LDP para transmissão descontínua inutilizável ou aumentar a potência de transmissão para facilitar maior exatidão e eficiência de localização do dispositivo. Isto tem um beneficio particular para um sistema que emprega algoritmos de localização de diferença de tempo de chegada de enlace ascendente (U-TDOA). A capacidade para determinar a potência de transmissão do dispositivo para um nível em um tempo conhecido para o LES também beneficia sistemas de 5 localização baseado na potência ou algoritmos de localização de diferença de potência de chegada.

O sistema celular sinalizando dados de codificação e/ou voz, é irrelevante para esta aplicação desde que dados possam ser entregues no percurso de dados para o WLS para uso.

O pedido de patente publicado U.S. N° 20050206566A1, intitulado Processador de Localização de Múltiplos Passos, depositado em 5 de maio de 2005, que é uma continuação do pedido de patente U.S. N0 10/915,786, depositado em 11 de 15 agosto de 2004, intitulado Processador de Localização de Múltiplos Passos, agora a patente U.S. N0 7,023,383, concedida em 4 de abril de 2 006, que uma continuação do pedido de patente U.S. N0 10/414,982, depositado em 15 de abril de 2003, intitulado Processador de Localização de 20 Múltiplos Passos, agora a patente U.S. N0 6,873,290 B2, concedida em 2 9 de março de 2 005, que é uma continuação em parte do pedido de patente U.S. N0 10/106,081, depositado em 25 de março de 2002, intitulado Processamento de Localização de Múltiplos Passos, agora a patente U.S. N0 25 6,603,428 B2, concedida em 5 de Agosto de 2003, que é uma continuação do pedido de patente U.S. N0 10/005,068, depositado em 5 de dezembro de 2001, intitulado Recuperação de Colisão em um Sistema de Localização Sem Fio, agora a patente U.S. N0 6,563,460 B2, concedida em 13 de maio de 2003, que é um pedido divisional do pedido de patente U.S. N0 09/648,404, depositado em 24 de agosto de 2000, intitulado Método de Seleção de Antena para um Sistema de Localização Sem Fio, agora a patente U.S. N0 6,400,320 BI,

concedida em 4 de junho de 2 002, que é uma continuação do pedido de patente U.S. N0 09/227,764, depositado em 8 de janeiro de 1999, intitulado Calibração para um Sistema de Localização Sem Fio, agora a patente U.S. N0 6,184,829 BI, concedida em 6 de fevereiro de 2001. 0 pedido de patente 10 pendente U.S. N° 20050206566A1 inclui uma discussão de como o campo da "Informação Móvel" veio para ser incluída no ANSI/ETSI padrão de junção J-STD-036. Por exemplo, a discussão seguinte é provida:

Certamente, se a densidade própria da célula/setor é suficiente para alcançar a exatidão requerida no primeiro passo dos parâmetros do serviço de qualidade, o sistema pode retornar o valor. Se a estimativa de localização rendida pela célula e o setor não são suficientemente exatos, o sistema WLS pode combinar a célula e o setor com fornecimento de rede portadora ou informação de tempo de fornecida de estação móvel (atraso de desengate redondo, sistemas TDMA em tempo avançado tal como IS-54, IS-136 e GSM ou deslocamento PN em sistemas CDMA) ou fornecimento de rede portadora medição de potência fornecida de estação móvel para gerar uma primeira estimativa de localização excedendo o primeiro conjunto de parâmetros de serviço de qualidade.

Se o primeiro passo do método de localização, seja qual for a tecnologia usada, exceda o primeiro e segundo conjunto de parâmetros de qualidade de serviço, então o segundo passo pode ser abortado, salvando recursos receptores de localização. Se o segundo passo é abortado, então a aplicação solicitada pode receber somente a 5 resposta do primeiro passo ou ambas respostas do segundo e primeiro passo de acordo com o pré-arranjo ou notificação que uma segunda resposta não será entregue por um flag ou indicador na resposta do primeiro passo.

Um aspecto ainda da presente invenção inclui a noção 10 que processamento de localização de passo múltiplo pode ser dividido em três partes: (1) seleção de processamento de múltiplos passos, (2) performance de processamento de múltiplos passos, (3) identificação. Estas são discutidas abaixo.

[...]

Deve ser notado que J-STD-036, primeiro publicado em agosto de 2000, ê uma junção ANSI/ETSI padrão concebida para estabelecera uma interface comum individual entre a portadora sem fio e o provedor de segurança público local 20 de resposta de chamada de emergência (9-1-1). O cessionário da presente invenção TruePosition, Inc., contribuiu para a padronização embora concentrado na interface entre a portadora e a localização de elementos específicos de rede. Um número de elementos de informação foi, portanto, 25 fornecido para o sistema de localização no caso deles serem úteis no futuro. Estes parâmetros podem ser incluídos no campo "Informação Móvel" gerado pela portadora sem fio a partir do equipamento de rede sem fio e transmissões recebidas do dispositivo sem fio. Quando se tornou aparente que sistemas de canal de tráfego não forneciam uma estimativa de localização em tempo oportuno, método de localização de múltiplos passos foi implementada como descrita na patente U.S. N0 6,184,829 BI, de 6 de fevereiro 5 de 2001, O uso de parâmetros fornecidos de Informação Móvel e a aproximação de localização de múltiplos passos permite um sistema baseado em rede oferecer variedade de serviço de qualidade e aumenta a eficiência e a confiança no sistema na produção de estimativas de localização para ambos 10 serviços de emergência e outros. Esta invenção pode também ser vantajosamente empregada nas soluções baseadas em celular.

Soluções conhecidas U-TDOA são baseadas na arquitetura plana de controle, que pode requerer modificações 15 extensivas da infra-estrutura de rede móvel na linha com os padrões de serviços de localização ANSI/3GPP. Em contraste, em uma arquitetura de plano de usuário, o servidor de localização pode comunicar diretamente com o dispositivo móvel através de um canal de dados 3 00 ou IP (Protocolo de 20 Internet) carregado pela rede de rádio de operador sem fio (ver Figura 5) , assim não requerendo modificações para o núcleo ou rede de rádio. Ambas as implementações, plano de controle e plano de usuário do LDP co-existem na mesma rede de rádio sem fio quando receptores U-TDOA baseado em rede 25 são posicionados. Quando receptores baseados em rede não são posicionados e plano de controle não é implementado, o servidor LDPO e LDP pode ainda desenvolver e entregar ID- célula e capacidade de localização ECID usando a técnica de plano de usuário. A mesma tarefa e informação de ajuste é necessária para o sistema de localização U-TDOA executar coleção de sinal e estimativa de localização em ambas as arquiteturas de plano de usuário e de plano de controle. Um exemplo da informação definida para um sistema U-TDOA de 5 plano de controle está contida no J-STD-036, definida de campo de Informação Móvel. Informação idêntica como contida no campo de Informação Móvel, como correntemente definida, pode ser enviada através de um canal de dados para o LES 220 .

De acordo, um aspecto do sistema ora descrito é que

ele pode ser usado para instruir o WLS como localizar o dispositivo LDP. Ao contrário da aproximação do plano de controle, quando o WLS recebe informação da rede de comunicação sem fio antes de calcular uma posição, com a aproximação do plano de usuário, o dispositivo LDP fornece para o LE informação suficiente sobre o canal de dados para executar o cálculo de localização. A informação provida para o LES é empregada para facilitar o cálculo de localização. A informação pode também ser usada para sobrecarregar, por exemplo, sobrecarregar o WLS baseado na célula de serviço, células vizinhas, freqüência, e informação padrão de salto. Na aproximação previa de plano de controle, esta informação é obtida da rede através da interface E5, Lb, ou Iupc (por exemplo) e não a partir da rede móvel sobre um canal de dados.

A Figura 6 ilustra exemplos de campos de informação de plano de usuário potencial. Quaisquer destes pode ser potencialmente útil na sobrecarga do sistema de localização sem fio, e desse modo eles podem ser incluídos na informação comunicada pelo dispositivo sem fio, através do canal de dados, para o LES 220. Deve ser notado que alguns desses parâmetros são usados para selecionar receptores U- TDOA específicos (célula de serviço, células vizinhas) 5 enquanto outros parâmetros são usados para sintonizar os receptores (freqüência de rádio real, quadro, slot de tempo, padrão de salto, esquema de modulação). Outros parâmetros são usados para demodular o sinal suficiente para retirar o sinal de controle e codificação de erro 10 (chave de codificação, correção e codificação de erro). Alguns destes existem no Relatório de Medição de Rede, NMR, mensagem de transferência assistida móvel (MAHO). Outros são conhecidos para o receptor móvel ou são programáveis no dispositivo LDP. Além disso, existe um quarto tipo de 15 parâmetro que permite um para recuar a partir de U-TDOA. Estes são ID-célula/setor (CGI), ID-célula/setor com avanço de temporização (CGI+TA) , e ID-célula/setor com avanço de temporização com uma diferença de potência de chegada baseada na medição de intensidade de sinal de vizinho 20 provida no NMR. Além de fornecer um recuo, estes parâmetros permitem uma checagem da sanidade da solução U-TDOA. Estes parâmetros também podem ser usados para restringir o espaço de busca de TDOA/FDOA nos algoritmos U-TDOA. A lista de parâmetros inclui:

A. Informação Relacionada de Eventos

a. Tempo Marcado do Evento

b. Tipo de Evento (Disparador)

c. Emitente (Nome de Aplicação)

B. Informação Relacionada Subescrita ou Móvel a. MS-ISDN b. IMEI

c. IMSI

Informação Relacionada de Conversação

a. Número da Chamada

b. Número Chamado

Informação Relacionada de Rádio e Célula de Serviço

a. Célula de Serviço - CGI

b. Célula de Serviço - ARFCN

c. Célula de Serviço - BSIC (Código de Identificação de Estação de Base)

d. Célula Prévia CGI e TA (para evento de passagem)

e. Qualidade e Nível Recebido de Enlace Ascendente

f. Qualidade e Nível Recebido de Enlace Descendente

g. Avanço de Tempo (TA)

h. Relatório de Medição de Rede

i. ARFCN

j . Intervalo de Tempo k. Tipo de Canal 1. Número de Subcanal m. Lista de Freqüência n. MAIO o. HSN

p. Número de Quadro q. Chaves de Codificação r. Algoritmo de Codificação s. Nxvel e método de Codificação de Correção de Erro

t. Quadros Transferidos

u. Esquema de Modulação (GMSK, 8PSK, QPSK, QAM,

. -

v. Código de Propagação CDMA w. Deslocamento PN Piloto x. Formato de canal Piloto Reverso y. Parâmetros Beta (canal piloto de rádio de potência vs canal de dados na UMTS) z. Máscara de Código Longa aa. Fator de Propagação As Figuras 7 e 8 ilustram exemplos de arquitetura para uma referência de rede GERAN/UTRAN na qual um LES 22 0 é posicionado como um cliente de Serviços de Localização (LCS). Adicionalmente, a Figura 7 mostra um dispositivo GSM LDP IlOA e um dispositivo UMTS LDP IlOB. A Figura 7 ilustra um exemplar de arquitetura que um LES 220 é posicionado como um cliente de Serviços de Localização (LCS) permitindo o LES 22 0 interagir com o GMLC 98 e comunicar para o LDP 11OA e 110B através de uma conexão TCP/IP 1776 para o GGSN 46. A Figura 8 ilustra um exemplar de arquitetura que um LES 22 0 é posicionado permitindo o LES 22 0 interagir com ambos o GMLC 98 e um servidor 666 de plano de usuário A-GPS sobre conexão TCP/IP 1234. Os elementos remanescentes são sumarizados abaixo. 0 sistema pode ser visto como uma extensão substancial do sistema descrito na patente U.S. N°

6,782.264 (Anderson). Deve ser notado que muitas dos acrônimos e abreviações ora usadas são dadas pelo Relatório Técnico GSM 01.04 V8.0.0 (2000-05), sistema de telecomunicação celular Digital (Fase 2+); versão 8.0.0 (emitida em 1999);

Abreviações e acrônimos. A terminologia e a nomenclatura são pretendidas para não serem limitativas e são baseadas nas definições GSM publicadas pela Associação GSM em "Acrônimos & Termos) . Esta publicação está disponível em lntp://ww\v.asm\vorid.conv'tcchnologY/tflossarv.shtrnl. Entretanto, apesar 10 dos termos centrais GSM serem usados, os conceitos personificados ora descritos se aplicam para outras redes de comunicação de rádio sem fio. No Sistema de Telecomunicação Móvel Universal (UMTS), o sucessor planejado para GSM, a interface de rádio de banda larga 15 Acesso Múltiplo de Divisão de Código (W-CDMA) beneficiará a partir do uso de receptores RNM de banda larga para monitoramento passivo de rádio. LMUs de banda larga podem ser usadas para elevada exatidão de localização de AoA e U- TDOA. Mudanças para a interface e interoperabilidade padrão 20 pelo Programa de Parceria de Terceira geração (3GPP) significa que algumas das convenções nomeadas e acrônimas mudam, embora as operações executadas na rede de controle de rádio e na rede de serviços de inteligência permanecem substancialmente a mesma. Assim, nesta especificação, estes 25 itens podem ser visto como equivalentes:

GSM/GPRS/GSM-R UMTS Identificador Global de ID-Célula (CI) Célula (CGI) Avanço de Tempo (TA) Yi Tempo de Desengate Redondo (RTT) Interface Abis Interface Iub Interface A Iu-CS (Comutação por circuito) ou Iu-PS (Comutação por Pacote) Monitor Abis (LMS) Monitor Iub (IMS) Estação Receptora de Base Nó-B (BTS) Controlador de Estação de Controlador de Rede de Rádio Base (BSC) (RNC) Estação Móvel (MS) Equipamento do Usuário (EU) Módulo de Informação Módulo de Identidade de Subescrito (SIM) Serviço do Usuário (USIM) A Figura 7 mostra a arquitetura de uma rede GERAN/UTRAN ilustrativa, modelo de referência 10, com um Monitor de Rede de Rádio (RNM) 82 e um Sistema de Monitoramento de Ligação (LMS) 11. O RNM 82 é efetivamente 5 um banco de receptores de banda estreita sintonizável a ambos os canais de enlace descendente e ascendente em qualquer lugar na banda de freqüência. O LMS é capaz de monitorar não somente as interfaces A e Abis, mas também as interfaces GSM-MAP, Iub-OS e Iu-CS. 0 LMS pode ser 10 implementado, com modificações, no mesmo chassi de hardware/software como o Monitor Abis (um conjunto de aplicações customizadas com corredor de aplicação de software de Acesso Ágil 7 não modificado no grupo de servidores Intel TSEMT2 ou TSRLT2 UNIX). A rede 10 inclui ainda um Centro de Localização Móvel de Serviço (SMLC) 12. 0 RNM 82 é o componente primário que pode ser desenvolvido nos locais de células de portadoras. O RNM 82 é preferencialmente implementado como uma rede 5 distribuída de receptores de rádio capaz de receber RACH e mensagens ADCCH para geração autônoma de serviços de localização. 0 RNM 82 sintoniza para freqüências dirigidas para dados de recolhimento para o sistema. O RNM 82 pode então transmitir os dados coletados para o SMLC 12. Todos 10 os RNMs 82 na rede são preferencialmente tempo e freqüência sincronizado através do uso da constelação de Satélite de Posicionamento Global (GPS) (não apresentado).

O SMLC 12 é preferivelmente uma plataforma de processamento de localização de alto volume. O SMLC 12 15 contêm U-TDOA e algoritmos de mitigação de multi-percursos para computação de localização, intervalo de confidência, velocidade, e direção de viagem. O SMLC 12 pode também determinar quais telefones sem fio para localizar com base na ativação do Sistema de Monitoração de Enlace (LMS) ou 20 solicitações da interface Lb 54 para uma infra-estrutura de Controlador de Estação Base (BSC) de vendedor 96 (ou MSC 50 em alguns casos). 0 SMLC 12 é tipicamente co-localizado no BSC do operador 96, mas pode também ser remotamente distribuído. As funções primárias do SMLC 12 são para 25 receber relatórios na detecção de sinal dos RNMs 82, para realizar processamento de localização, e para calcular a estimativa de localização para cada sinal. O SMLC 12 gerencia a rede e provê acesso de portadora para os registros de localização. O SMLC 12 é responsável pela coleção e distribuição de registros de localização. 0 SMLC 12 também mantém informação de configuração e suporta gerenciamento de rede.

0 LMS 11 continuamente monitora todos os enlaces de sinalização Abis 76 (e em alguns casos enlaces de interface-A 52 e interface 48 de Protocolo de Aplicação Móvel GSM (GSM-MAP) em uma rede 10 para a qual o LMS 11 está conectado. A função do LMS 11 é para capturar mensagens na chamada (por exemplo, uma conversão de voz GSM ou uma sessão de dados GPRS) e procedimento de estabelecimento SMS, mensagens de controle de chamada- intermediárias, e término de chamada e mensagens de liberação para MSs 80. 0 LMS 11 então direciona os dados contidos nestas mensagens para o SMLC 12 para processamento de localização subseqüente.

A função de controle de serviço GSM (gsmSCF) 20, também denominada de ponto de controle de serviço (SCP), contém base de dados e regras lógicas para prover serviços orientados a não-chamadas para um assinante. O Protocolo de 20 Aplicação Móvel GSM (GSM-MAP) 48 é o meio de comunicação para os serviços de controle relacionados a chamada na parte cabeada de uma rede sem fio. 0 GSM-MAP 48 existe para prover serviços do tipo roaming automático, autenticação, handoff de inter-sistema de serviços de localização, e 25 serviço de mensagem curta direcionando em uma rede GSM ou UMTS. Todos os elementos da rede sem fio tais como MSC 50, HLR 34, VLR (no MSC 50), GMSC 44, EIR 32, GMLC 98, e gsmSCF 2 0 usa este protocolo de mensagem para comunicar entre si. O GSM-MAP 48 reside na rede do Sistema de Sinalização 7 internacional (SS7).

O Centro de Localização Móvel de Porta de Comunicação (GMLC) 98 é definido pelos padrões 3GPP como 5 clearinghouse para registros de localização na rede GSM/GPRS/UMTS. O GMLC 98 serve como um armazenador entre a rede SS7 fortemente controlada (a rede GSM-MAP) 48 e a Internet pública. Autenticação, controle de acesso, contabilidade, e funções de autorização para serviços 10 baseados em localização são comumente residentes em ou controlados pelo GMLC 98.

A interface Lê 24 é uma interface XML baseado em IP originalmente desenvolvido pelo Fórum de Interoperabilidade de Localização (LIF) e então padronizado 15 posteriormente pelo Projeto de Parceiros de 3a Geração (3GPP) para GSM (GERAN) e UMTS (UTRAN) . O cliente 22 de serviços baseados em localização (LBS) é também conhecido como um LCS (Serviços de Localização) . O LBS e LCS 22 são aplicações de software e serviços unicamente habilitados 20 para usar a localização de um dispositivo móvel.

A interface E5+ 18 é uma modificação da interface E% definida pelo padrão Joint ANSI/ETSI 036 para Norte- Americana E-911. A interface E5+ 18 conecta os nós SMLC 12 e GMLC 98 diretamente permitem as operações de empurrar 25 quando ativadores LMS 11 ou RNM 82 são usados pelo sistema de localização sem fio com informação adquirida de rede (ID-célula, NMR, TA, etc.) ou através TDOA e/ou AoA (ângulo de chegada) realizado por receptores especializados. Equipamento de usuário (UE) 88 pode ser definido como equipamento tal como um dispositivo móvel UMTS. NóB 86 é a interface de rede da Rede de Acesso de Rádio do Sistema de Telefonia Móvel Universal (UTRAN) para a interface de 5 rádio UMTS. O Controlador de Rede de Rádio (RNC) 70 habilita gerenciamento de recurso de rádio autônomo (RRM) pela UTRAN. O RNC 70 realiza as mesmas funções do GSM BSC, provê controle central para os elementos RNS (RNC e Nós B). O RNC 70 controla trocas de protocolo entre interfaces Iu, 10 Iur, e Iub e é responsável pela operação centralizada e manutenção de todo o sistema de rede de rádio.

0 Nó de Suporte GPRS em Serviço (SGSN) 6 8 monitora a localização das Estações Móveis capazes de GPRS individual 80 e realiza funções de segurança básicas e 15 funções de controle de acesso. O SGSN 68 pode servir a rede de acesso de rádio do Sistema Global para Mobilidade (GSM) e redes de rádio UMTS.

O Nó de Suporte GPRS de Porta de Comunicação (GGSN) 46 atua como uma porta de comunicação de 20 direcionamento de sistema para a rede GPRS. O GGSN 46 é uma conexão ás redes de dados de pacote externa (por exemplo, Internet pública) e realiza a tarefa de tarifação, direcionamento, barreira de segurança, filtragem de acesso. O MSC de Porta de Comunicação (GMSC) 44 atua como uma ponte 25 para roaming os assinantes para os MSCs visitados nas outras redes operadoras. Ambos, sinalização de controle e entroncamentos de tráfego são estabelecidos através do GSMC 44 . O Um 15 é a interface de rádio GSM. O Uu 17 é a interface de rádio UMTS. A interface Iub 90 é localizada na rede UMTS e é encontrada entre o RNC (Controlador de Rede de Rádio) 70 e o NóB 86. O Iupc 72 interconecta o RNC UMTS 5 70 com o SMLC (também denominado de SAS) na rede UMTS para geração de estimação de localização. A interface Iu-CS (Comutada por Circuito) 62 conecta o RNC UMTS 70 com a rede orientada a comunicação comutada por circuito (o MSC) 50. A interface Iu-OS (Comutada por Pacote) 74 conecta o RNC UMTS 10 7 0 com a rede orientada a comunicação comutada por pacote (SGSN) 68. A interface Gb 66 interconecta o BSC 96 com o SGSN 68 permitindo o direcionamento das comunicações GPRS.

A interface Gn 60 é uma interface de pacote que é localizada entre o SGSN 68 e GGSN 46. A interface Gs 64 é 15 uma interface de sistema GPRS localizada entre o SGSN 68 e o MSC 50. A interface Gr é uma interface GSM-MAP que é localizada entre o SGSN 68 e o Registro de Localização de Origem (HLR) 34.

Como descrito ma Patente US 6,782, 264, é 20 possível monitorar a estação base transceptora (BTS) para o enlace do controlador de estação base (BSC) (por exemplo, o enlace Abis) para ativar mensagens e campos de informação. Um monitor de rede passivo, denominado AMS (Sistema de Monitoramento Abis) na patente '264 e exemplificado ao 25 monitorar a interface GSM, tem sido estendido de acordo com a presente invenção e é agora denominado de Sistema de Monitoramento de Enlace, ou LMS. O Sistema de Monitoramento de Enlace (LMS) pode monitorar múltiplos enlaces de dados da rede celular simultaneamente, varrendo os dados de interesse, e pode detectar mensagens particulares ou campos de dados dentro das mensagens. Ajustar ou atarefar as mensagens ou campos de dados de interesse pode ocorrer a qualquer momento. Quando uma associação ocorre, o LMS pode 5 ser também ativado para realizar uma ação pré-fixada, tal como uma escrita para armazenagem em memória ou direcionar a mensagem de ativação e (ou) campos de dados para outro nó de sistema.

O Monitor de Rede de Rádio estende o conceito do 10 monitoramento passivo para localizar informação de ativação e transmissão de mensagem na interface aérea de rádio. O RNM pode detectar e monitorar as comunicações de rádio de enlace ascendente (dispositivo móvel para BTS ou NóB) e enlace descendente.

O sistema ilustrativo emprega informação da rede

sem fio e da rede cabeada (ou terrestre). No progresso dos esforços de padronização nacional ou internacional para serviços baseados em localização em tais organizações como 3GPP, ETSI e ANSI, o LMS foi desenvolvido para assistir na 20 aquisição de informação de rádio, chamada e chamador para o desenvolvimento imediato dos serviços baseados em localização. Todos os atributos e habilidades do LMS podem ser incorporados em outros nós das redes de comunicação sem fio e cabeada. Esta abordagem é aplicável ás redes sem fio 25 e celular digital, incluindo, mas não limitado ás redes sem fio baseadas em TDMA, CDMA, e OFDM. (OFDM significa a Modulação por Divisão de Freqüência Ortogonal, um método de espectro de dispersão usado para modulação de portadora em transmissões digitais). 0 sistema GSM é usado para descrever certos aspectos da presente invenção, mas a diferenciação dos sistemas de nomeação e convenções de acrônimos usadas não elimina a aplicação da invenção para o sistema GPRS e UMTS.

O Sistema de Monitoramento de Enlace permite

monitoramento não-intrusivo e passivo, por exemplo, dos sistemas GSM, GSM-R, GPRS e UMTS. No caso exemplar de um sistema GSM, o LMS pode receber passivamente fluxos de dados da interface Abis (BTS-BSC), a interface A (BSC-MSC), 10 e a interface GSM MAP (MSC-HLR, MSC-GMLC, MSC-GMSC e MSC- gsmSCF). O termo GSM MAP (onde MAP significa Parte de Aplicação Móvel) é usado para referir á rede SS7 global e inclui as interfaces C, D, E, F, Ge, Gf, Gr, Lh, e Lg.

No caso exemplar de um sistema GPRS, o LMS pode 15 receber passivamente fluxos de dados da interface Abis (BTS-BSC OU BTS-PCU), a interface Gb (PCU-SGSN), e a interface GSM MAP (SGSN-HLR, SGSN-GMLC e SGSN-gsmSCF). No caso exemplar de um sistema UMTS, o LMS pode receber passivamente fluxos de dados da interface Iub (NÓ B - RNC), 20 a interface Iu-CS (RNC-MSC), a interface Iu-PS (RNC-SGSN), e a interface GSM MAP (MSC-HLR, MSC-GMLC e MSC-gsmSCF, SGSN-HLR, SGSN-GMLC e SGSN-gsmSCF).

0 LMS pode buscar dados recebidos para mensagens particulares ou campos de dados dentro das mensagens. 25 Ajustar ou atarefar as mensagens ou campos de dados de interesse pode ocorrer a qualquer momento. Quando uma associação ocorre, o LMS é também ativado para realizar uma ação pré-fixada, tal como uma escrita para armazenagem em memória ou direcionar a mensagem de ativação e (ou) campos de dados para outro nó de sistema.

Uma vez que o LMS tiver sido ativado, uma variedade de informação pode ser obtida da mensagem de 5 ativação ou mensagem de dados subseqüente. A informação obtida deste método pode incluir informação relacionada a evento, informação de conta móvel ou de assinante, informação relacionada a conversão, informação de célula em serviço, informação de ambiente de rádio.

A informação relacionada a evento pode incluir o

evento de ativação, interface de rádio acumulado e dados de sistema celular, dados de assinante, o enlace de dados sendo monitorado onde os dados de ativação foram recebidos como também o LMS desenvolveu internamente a marca de tempo 15 e informação de indexação. A informação de conta móvel ou assinante pode incluir informação disponível do aparelho celular através da interface de rádio e do HLR da portadora. Ambos, o IMEI do aparelho celular e o IMSI do SIM poderiam ser adquiridos, como também o MS-IDSN do 20 chamador ou chamado, dependendo dos enlaces monitorados e das mensagens varridas. A informação relacionada à conversão pode incluir o número do chamador e o número discado para ambos os casos, originado móvel ou terminado móvel. Estes números são algumas vezes denominados de SMS 25 PINS, mas ainda seriam incluídos na informação relacionada à conversão.

A informação de célula em serviço pode incluir a ID de Célula (CGI para redes GERAN ou CI para redes UMTS) , Avanço de Temporização (TA no GSM/GPRS) ou Tempo de Ida e Volta (RTT no UMTS) , a Freqüência de Rádio (Número do Canal de Rádio Freqüência Absoluto (ARFCN)) , O Código de Identidade da Estação Base (BSIC), o Identificador de Ponto Final de Terminal (TEI) , e Código de Área de Localização (LAC) . A informação de Célula Anterior está disponível durante um evento de handover e inclui os mesmos dados estabelecidos da célula de serviço atual.

A informação relacionada à rádio coletada pelo sistema pode incluir os níveis de potência e qualidade do enlace ascendente (MS para BTS, UE para NÓB) e do enlace ascendente (BTS para MS ou Nó-B para UE) , e a potência e qualidade do Canal de Controle de Difusão ou Baliza (BCCH) ARFCN. Os parâmetros de rádio relevantes listados acima podem ser também usados. (Por exemplo, estes podem incluir: Célula em Serviço - CGI; Célula em Serviço - ARFCN; Célula em Serviço - BSIC; Célula Anterior - CGI e TA (para evento de handover); Nível e Qualidade de Recepção de Enlace Ascendente; Nível e Qualidade de Recepção de Enlace Descendente; Avanço de Temporização (TA) ; Relatórios de Medida de Rede; ARFCN; Slot de Tempo; tipo de Canal; número de sub-canal; lista de Freqüência; MAIO; HSN; número do Quadro; Chaves de Codificação; Algoritmo de Codificação; método e nível de codificação de correção de erro; quadros designados; esquema de Modulação (GMSK, 8PSK, QPSK, QAM,...); código de dispersão CDMA; deslocamento PN Piloto; formato de canal piloto reverso; parâmetros Beta (razão da potência do canal piloto versus canal de dados no UMTS); máscara de código longo; fator de Dispersão). O Relatório de Medida de Rede (NMR) com níveis de potência e canal para setores ou células candidatas de handoff potencial podem ser também coletadas quando disponível.

Localização LDP com apenas um sistema de localização sem fio baseado em rede Um dispositivo LDP 110 não equipado com uma

máquina de determinação de localização baseada em dispositivo pode reportar sua posição em um ambiente WLS baseado em uma não-rede para um LES 220 equipado com um SMSC. No nível mais alto, o dispositivo LDP 110 pode reportar o número ID do Sistema (SID ou PLMN) ou ID Sistema Privada (PSID) , de forma que o WLS pode tomar a determinação de que o LDP está em (ou fora) um sistema equipado WLS. A lista vizinha (MAHO) transmitida como uma série de mensagens SMS no canal de controle forneceria uma localização bruta em uma rede portadora amigável que não foi ainda equipada com um WLS. SMS reserva permite ao WLS re-programar qualquer aspecto do dispositivo LDP. Se o dispositivo LDP 110 estiver em uma área equipada com WLS baseada em rede, o dispositivo LDP 110 pode então oferecer níveis mais altos de exatidão usando o WLS baseado em rede.

Localização de transmissor automática através do LDP com base de dados de rede

Se o subsistema de comunicação de rádio do dispositivo LDP 110 for projetado para operação de multi- 25 freqüência, multi-modo ou se o dispositivo LDP 110 for fornecido com conexão para receptores ou sensores externos, o dispositivo LDP 110 torna-se um dispositivo de telemetria habilitado a conexão. Em uma aplicação particular, o dispositivo LDP 110 usa o subsistema de comunicação de rádio ou receptor externo para localizar difusões de rádio. A recepção de tais difusões, identificada pela banda de transmissão ou informação disponível da difusão, aciona o dispositivo LDP 110 para estabelecer uma conexão de dados para o LES 220, realizar uma localização baseada no dispositivo ou começar uma transmissão de localização aperfeiçoada para uso pelo LES 22 0 ou outro servidor baseado em rede.

Um uso exemplar desta variação do dispositivo LDP 110 é um detector de radar em rede para automóveis ou como um localizador de ponto de acesso WiFi. Neste caso, o LES 22 0 gravaria a informação de rede e a localização para entrega para as aplicações habilitadas a localização externa.

Uso de temporização de precisão derivada externamente para programação de comunicação

A vida útil da bateria pode ter um habilitador de chave para pelo menos algumas aplicações dos dispositivos específicos de localização autônoma. Em adição, o esforço associado com carga ou substituição de baterias periodicamente em um dispositivo específico de localização é antecipado para ser um acionador de custo significativo. Um dispositivo é considerado para ter três estados: ativo, inativo, repouso.

Ativo = em comunicação com a rede

Inativo = em um estado capaz de entrar no estado

ativo

Repouso = um estado de potência baixa O consumo de potência no estado ativo é acionado pela eficiência dos eletrônicos RF e digital. Ambas estas tecnologias são consideradas maduras e seu consumo de potência é considerado para já estar otimizado. O consumo de potência no modo de repouso é acionado pela quantidade de circuito ativo durante o estado de repouso. Menos circuito significa menos consumo de potência. Um método para minimizar consumo de potência é para minimizar a quantidade de tempo gasto no estado inativo. Durante o estado inativo, o dispositivo deve ouvir periodicamente a rede para comandos (paginação) e se recebido entrar no estado ativo. Em uma estação móvel (MS) padrão, a quantidade de tempo gasto no modo inativo é minimizada pela restrição de quando os comandos de paginação podem ocorrer para qualquer estação móvel particular.

Este aspecto da invenção utiliza uma referência de tempo externo absoluto (GPS, A-GPS, ou difusão de informação através da rede celular) para calibrar precisamente a referência de tempo interno do dispositivo 20 cliente de localização específica. Um dispositivo de detecção de temperatura interna permitiria ao dispositivo compensar a temperatura de sua própria referência. O receptor GPS ou A-GPS pode ser parte da máquina de determinação de localização do dispositivo LDP 110 usado 25 para estimação de localização baseado em dispositivo.

Determinado que o dispositivo de localização específica possui uma referência de tempo preciso, a rede pode programar o dispositivo para entrar no modo inativo em um tempo preciso, desse modo, maximizando a quantidade de tempo gasto no estado de potência mais baixo. Este método também minimiza tentativas sem sucesso para comunicar com um dispositivo no modo de repouso, desse modo, minimizando a carga na rede de comunicação.

Velocidade, Tempo, Altitude, Área de Serviço

A funcionalidade do dispositivo LDP pode ser incorporada em outros dispositivos eletrônicos. Como tal, o dispositivo LDP, um dispositivo atento á localização com comunicações de rádio a um servidor externo com uma base de 10 dados de parâmetros de serviço e regras para uso, podem ser usados para conceder, limitar ou negar serviço com base não apenas na localização dentro da área de serviço, mas também com base no tempo, velocidade, ou altitude para uma variedade de dispositivos eletrônicos, tais como telefones 15 celulares, PDAs, detectores de radar, ou outros sistemas interativos. Tempo inclui ambos, hora do dia e também períodos de tempo, assim a duração de um serviço pode ser limitada.

Proximidade Móvel Inteligente 0 dispositivo LDP 110 pode ser acoplado com outro

dispositivo LDP para prover serviços de proximidade inteligente onde a concessão, limitação, ou negação de serviços pode ser baseada na proximidade do par LDP. Por exemplo, em uma aplicação anti-roubo, um dispositivo LDP 25 110 poderia ser incorporado em um automóvel enquanto outros LDPs seriam incorporados no rádio do carro, sistema de navegação, etc. Ao registrar o conjunto de dispositivos LDP como pares no LES 220, e configurar as condições de ativação para determinação de localização com base na ativação ou remoção, um sistema anti-roubo é criado. No caso de remoção não-autorizada, o dispositivo LDP 110 no dispositivo removido poderia negar serviço ou permitir serviço enquanto provê a localização do dispositivo roubado incorporando o dispositivo LDP.

F: Técnicas de Localização: Baseado em Rede, Baseado em Dispositivo e Híbrido

Cada sistema de localização (rádio) sem fio compreende um transmissor e um receptor. 0 transmissor cria 10 o sinal de interesse [s(t), que é coletado e medido pelo receptor. A medida do sinal de interesse pode ocorrer no dispositivo sem fio ou na estação de rede. 0 transmissor ou o receptor pode estar em movimento durante o intervalo de medida de sinal. Ambos podem estar em movimento se os 15 movimentos deste (ou ambos) puderem ser definidos precisamente a priori.

Técnicas de Localização Baseadas em Rede Quando a medida ocorre na rede (ou um conjunto distribuído geograficamente de um ou mais receptores ou transceptores), o sistema de localização é conhecido como baseado em rede. Sistemas de localização sem fio baseados em rede podem usar medidas TOA, TDOA, AOA, POA, e PDOA, freqüentemente híbridas com dois ou mais medidas independentes sendo incluídas no cálculo de localização final. Os receptores ou transceptores em rede são conhecidos por diferentes nomes, incluindo Estações Base (celular), Pontos de Acesso (Redes de Acesso Local Sem Fio), Leitores (RFID), Mestres (Bluetooth) ou Sensores (UWB). Uma vez que, no sistema baseado em rede, o sinal sendo medido origina no dispositivo móvel, sistemas baseado em rede recebem e medem o sinal do tempo de chegada, ângulo de chegada, ou intensidade de sinal. Fontes de erro de 5 localização em um sistema de localização baseado em rede incluem: topologia de estação de rede, perda de percurso de sinal, multi-percursos de sinal, interferência de sinal co- canal e topografia terrena.

A topologia de estação de rede pode ser inadequada para uma técnica de localização baseada em rede com locais em linha (ao longo de uma estrada) ou locais com poucos vizinhos.

A perda de percurso de sinal pode ser compensada por períodos de amostragem mais longos ou usando uma 15 potência de transmissão mais elevada. Alguns ambientes de rádio (sistemas de espectro de dispersão de acesso múltiplo de área remota tal como IS-95 CDMA e 3GPP UMTS) têm como conseqüência a habilidade de escutar devido a potências de transmissão mais baixas permitidas.

Multi-percursos de sinais, causados pela

interferência construtiva e destrutiva dos percursos de sinal não—linha-de-visão e refletidos também afetará a exatidão da localização e rendimento de um sistema baseado em rede, com ambientes urbanos densos sendo especialmente 25 problemáticos. Multi-percursos pode ser compensado pelo uso de múltiplas antenas de recepção separadas para coleção de sinal e processamento pós-coleção de múltiplos sinais recebidos para remover erros de tempo e freqüência dos sinais coletados antes do cálculo de localização. A interferência de sinal co-canal em um ambiente de rádio de acesso múltiplo pode ser minimizada pelo monitoramento das características específicas do dispositivo (exemplo: código-cor) ou pela filtragem de modo 5 comum digital e correlação entre pares de sinais coletados para remover componentes de sinal espúrios.

TOA baseado em rede

Um sistema de Tempo-de-Chegada baseado em rede confia no sinal de interesse sendo difundido do dispositivo e recebido pela estação de rede. Variantes de TOA baseado em rede incluem estes abaixo resumidos.

TOA de Estação Única

Uma medida de alcance pode ser estimada de um tempo de ida-e-volta de um sinal de interrogação passado 15 entre e então retornado entre transceptores. Em conseqüência, esta medida de alcance é baseada em TOA do sinal retornado. A combinação da estimativa de alcance com a localização conhecida do nó de rede provê uma estimativa de localização e estimativa de erro. Estação única TOA é 20 útil nos sistemas híbridos onde informação de localização adicional tais como ângulo-de-chegada ou potência-de- chegada está disponível.

Um exemplo da aplicação comercial da técnica de estação única TOA é encontrada no método de localização 25 CGI+TA descrito nos Padrões Técnicos ETSI para GSM:03.71, e nos Serviços de Localização (LCS); Descrição funcional; estágio 2_23.171 pelo Projeto de Parceiros da 3a Geração (3GPP).

TOA de Rede Síncrona Localização TOA baseada em rede em uma rede sincrona usa o tempo de chegada absoluto de uma difusão de rádio em múltiplos locais de receptor. Uma vez que os sinais viajam com uma velocidade conhecida, a distância 5 pode ser calculada dos tempos de chegada nos receptores. Os dados do tempo de chegada coletados nos dois receptores estreitarão a posição para dois pontos, e dados TOA de um receptor são requeridos para solucionar a posição precisa. A sincronização das estações base de rede é importante. A 10 inexatidão na sincronização de temporização traduz diretamente para erro de estimação de localização. Outras fontes estáticas de erro que podem ser calibradas incluem latências de cablagem e antena no receptor de rede.

Uma possível implementação futura de TOA de Rede 15 Sincrona, quando relógios de exatidão super-alta (atômicos) ou referências de tempo de rádio do tipo GPS obtêm disponibilidade e portabilidade, é para o transmissor e receptores a serem encerrados em um padrão de tempo comum. Quando os transmissores e receptores têm temporização em 20 comum, o tempo-de-vôo pode ser calculado diretamente e o alcance determinado do tempo-de-vôo e velocidade da luz.

TOA de Rede Assíncrona

Localização TOA baseada em rede em uma rede assíncrona usa o tempo de chegada relativo de uma difusão 25 de rádio nos receptores baseados em rede. Esta técnica requer que a distância entre locais de receptor individuais e quaisquer diferenças na temporização de receptor individual sejam conhecidas. 0 tempo-de-chegada de sinal pode ser então normalizado para um local receptor, deixando apenas o tempo-de-vôo entre o dispositivo e cada receptor. Uma vez que sinais de rádio viajam com uma velocidade conhecida, a distância pode ser calculada dos tempos-de- chegada normalizados e derivados nos receptores. Os dados 5 de tempo-de-chegada coletados de três ou mais receptores serão usados para solucionar a posição precisa.

TDQA baseada em rede

Em um sistema de localização sem fio de diferença-de-tempo-de-chegada (enlace ascendente) baseado 10 em rede, o sinal de interesse transmitido é coletado, processado, e marcado-tempo com uma precisão notável em múltiplas estações de receptor/transceptor de rede. A localização de cada estação de rede, e então a distância entre estações, é precisamente conhecida. A marca de tempo 15 de estações de receptor de rede exige relógios altamente sincronizados e altamente estáveis ou que a diferença na temporização entre a estação receptora seja conhecida.

Uma diferença de tempo medida entre os sinais coletados de qualquer par de estações receptoras pode ser 20 representada por uma linha de posição hiperbólica. A posição do receptor pode ser determinada como sendo de algum lugar na curva hiperbólica onde a diferença de tempo entre os sinais recebidos é constante. Pela interação da determinação da linha de posição hiperbólica entre cada par 25 de estações receptoras e o cálculo do ponto de interseção entre as curvas hiperbólicas, uma estimação de localização pode ser determinada.

AoA baseado em rede O método AoA usa múltiplas antenas ou antenas de multi-elementos em dois ou mais locais de receptor para determinar a localização de um transmissor ao determinar o ângulo incidente de um sinal de rádio de chegada em cada 5 local do receptor. Originalmente descrito como provendo a localização em um ambiente celular externo, ver Patente US 4,728,959, "Localização de Encontro de Direção", a técnica AoA pode ser também usada em um ambiente interno usando tecnologias de rádio Ultra Banda Larga (UWB) ou WiFi 10 (IEEE802.il).

PQA baseado em rede

Potência de chegada é uma medida de proximidade usada entre um único nó de rede e um dispositivo sem fio. Se os sistemas consistem de transceptores, com ambos um 15 canal de rádio direto e reverso disponível entre o dispositivo e o nó de rede, o dispositivo sem fio pode ser comandado para usar certa potência de transmissão, caso contrário, a potência do dispositivo transmissor deverá ser conhecida a priori. Uma vez que a potência de um sinal de 20 rádio diminui com o alcance (da atenuação das ondas de rádio pela atmosfera e os efeitos combinados de perda de espaço livre, perda do plano terra, e perdas de difração), uma estimativa do alcance pode ser determinada do sinal recebido. Em termos mais simples, á medida que a distância 25 entre transmissor e receptor aumenta, a energia de rádio radiada é modelada como se dispersar-se sobre a superfície de uma esfera. Este modelo esférico significa que a potência de rádio no receptor é diminuída pelo quadrado da distância. Este modelo POA simples pode ser refinado pelo uso de modelos de propagação mais sofisticados e uso de calibração através de transmissões de teste nos prováveis locais de transmissão.

Multi-percurso POA baseado em rede Esta tecnologia de potência de chegada usa

características do ambiente físico para localizar dispositivos sem fio. Uma transmissão de rádio é refletida e absorvida por objetos não na linha-de-visão direta em direção ao receptor (uma antena de rede ou antena de 10 dispositivo), ocasionando interferência de multi-percursos. No receptor, a soma de múltiplas cópias retardadas no tempo e atenuadas da transmissão chega para coleção.

A técnica de impressão digital de multi-percursos POA usa a amplitude do sinal degradado de multi-percurso para caracterizar os sinais recebidos de certas localizações de calibração.

Para empregar impressão digital de multi- percursos, um operador calibra a rede de rádio (usando transmissões de teste realizadas em um padrão de grade 20 através da área de serviço) para construir a base de dados das impressões digitais de padrão de amplitude para comparação posterior. Re-calibração periódica é requerida para atualizar a base de dados para compensar as mudanças no ambiente de rádio causadas por mudanças sazonais e por 25 efeitos de construção ou distância na área calibrada.

PDOA baseada em rede

Potência-de-diferença-de-chegada requer uma disposição de um-para-muitos com múltiplos sensores e um único transmissor ou múltiplos transmissores e um único sensor. Técnicas PDOA requerem que a potência do transmissor e localizações do sensor sejam conhecidas a priori, de forma que as medidas de potência nos sensores de medida possam ser calibrados para amplificação local (para a antena e sensor) ou atenuação.

Híbridos baseados em rede

Sistemas baseados em rede podem ser desenvolvidos como sistemas híbridos usando uma mixagem de tecnologias de localização baseada somente em rede ou baseada em rede e baseada em dispositivo.

Técnicas de Localização Baseadas em Dispositivo

Os receptores ou transceptores baseados em dispositivo são conhecidos por diferentes nomes: Estações Móveis (celular), Pontos de Acesso (Redes de Acesso Local 15 Sem fio) , transponders (RFID) , Escravos (Bluetooth), ou Tags (UWB) . Uma vez que, em um sistema baseado no dispositivo, o sinal sendo medido origina na rede, sistemas baseado em dispositivo recebem e medem o tempo de chegada do sinal ou intensidade de sinal. 0 cálculo da localização 20 de dispositivo pode ser realizado no dispositivo ou características de sinal medido podem ser transmitidas para um servidor para processamento adicional.

TOA baseado em dispositivo

Localização TOA baseada em dispositivo em uma 25 rede sincrona usa o tempo de chegada absoluto de múltiplas difusões de rádio no receptor móvel. Uma vez que os sinais viajam a uma velocidade conhecida, a distância pode ser calculada dos tempos de chegada no receptor ou comunicada de volta para a rede e calculado no servidor. Os dados de tempo de chegada de dois transmissores estreitarão a posição de dois pontos, e dados de um terceiro transmissor são requeridos para solucionar a posição precisa. A sincronização das estações base de rede é importante. A 5 inexatidão na sincronização de temporização traduz diretamente para erro de estimação de localização. Outras fontes estáticas de erros que podem ser calibradas incluem latências de antena e cablagem no transmissor de rede.

Uma possível implementação futura de TOA de Rede 10 Sincrona baseada em dispositivo, quando relógios de exatidão super-alta (atômico) ou referências de tempo de rádio do tipo GPS obtêm disponibilidade e portabilidade, é para o transmissor de rede e receptores serem encerrados em um padrão de tempo comum. Quando ambos transmissores e 15 receptores têm temporização em comum, o tempo-de-vôo pode ser calculado diretamente e o alcance determinado do tempo- de-vôo e velocidade da luz.

TDOA baseado em dispositivo

TDOA baseado em dispositivo é baseado nos sinais 20 coletados no dispositivo móvel de transmissores em rede distribuídos geograficamente. A menos que os transmissores também forneçam (diretamente ou através de difusão) suas localizações ou localizações de transmissor sejam mantidas na memória do dispositivo, o dispositivo não pode realizar 25 a estimação de localização TDOA diretamente, mas deve carregar o sinal coletado relacionado á informação para um servidor terrestre.

A difusão de sinal das estações transmissoras de rede requer sincronização do transmissor com relógios altamente estáveis ou que a diferença na temporização entre estações transmissoras é conhecida para a máquina de determinação de localização localizada no dispositivo sem fio ou no servidor terrestre.

Sistemas de localização comercial usando TDOA

baseado em dispositivo incluem os sistemas de Trilateração de Enlace Direto Avançado (AFLT) e Trilateração de Enlace Direto Aperfeiçoado (EFLT) (ambos padronizados no padrão ANSI IS-801) usados como um método de localização de 10 emergência com exatidão média nas redes CDMA (padrão ANSI IS-95, IS-2000).

Diferença de Tempo Observado baseado em Dispositivo

A técnica de localização de Diferença de Tempo 15 Observado baseada em dispositivo que mede o tempo, no qual sinais de três ou mais transmissores de rede chegam a duas localizações geograficamente dispersas. Estas localizações pode ser uma população de aparelhos sem fio ou uma localização fixa dentro da rede. A localização dos 20 transmissores de rede deve ser conhecida a priori para o servidor que realiza o cálculo de localização. A posição do aparelho é determinada ao comparar as diferenças de tempo entre dois conjuntos de medidas de temporização.

Exemplos desta técnica incluem o sistema GSM de 25 Diferença de Tempo Observado Aperfeiçoado (E-OTD) (padrão GSM ETSI 03.71) e o sistema UMTS de Diferença de Tempo de Chegada Observado (0TD0A). Ambos EOTD e OTDOA podem ser combinados com as medidas de rede TOA ou POA para geração de uma estimativa de localização mais exata. TDOA-GPS baseado em dispositivo

O Sistema de Posicionamento Global (GPS) é um sistema TDOA baseado em satélite permite que receptores na Terra calculem a informação de localização exata. O sistema 5 usa um total de 24 satélites ativos com relógios atômicos altamente exatos dispostos em seis diferentes planos orbitais, porém igualmente espaçados. Cada plano orbital possui quatro satélites eqüidistantemente espaçados para maximizar a visibilidade da superfície da terra. Um usuário 10 de receptor GPS típico terá entre cinco e oito satélites em vista a qualquer momento. Com quatro satélites visíveis, a informação de temporização suficiente está disponível para ser capaz de calcular a posição na terra.

Cada satélite GPS transmite dados que incluem informação sobre sua localização e o tempo atual. Todos os satélites GPS sincronizam operações de forma que estes sinais de repetição são transmitidos efetivamente no mesmo instante. Os sinais, movendo na velocidade da luz, chegam a um receptor GPS em tempos ligeiramente diferentes porque alguns satélites estão mais distante do que outros. A distância para os satélites GPS pode ser determinada ao calcular o tempo que este leva para que os sinais dos satélites alcancem o receptor. Quando o receptor é capaz de calcular a distância de pelo menos quatro satélites GPS, é possível determinar a posição do receptor GPS em três dimensões.

0 satélite transmite uma variedade de informações. Alguns dos elementos principais são conhecidos como efemérides e dados de almanaque. Os dados efemérides são informações que permitem que a órbita precisa do satélite seja calculada. Os dados de almanaque fornecem a posição aproximada de todos os satélites na constelação e a partir desta o receptor GPS é capaz de descobrir quais satélites estão em vista.

*(0 = YjalDj(t)CAi(t,tf)seno(27fi +

/

onde:

i : número do satélite

at ·. amplitude da portadora

Dj : bits de dados de navegação por satélite (taxa de dados de 50Hz)

CAi'. código C/A (taxa de chip de 1,023 MHz) t : tempo

ή : fase inicial do código C/A Z : freqüência portadora φί ·. fase da portadora

n: ruído w: interferência

TDOA-A-GPS Híbrido baseado em dispositivo Devido ao longo tempo de aquisição de satélite e o baixo rendimento de localização quando uma linha-de-visão direta com os satélites GPS não pode ser obtida, o GPS- Assistido foi descrito por Taylor (ver Patente US 4,445,118, "Sistema e Método de Navegação").

Tecnologias Sem Fio para Localização Sistemas de Localização de Difusão

Sistemas de localização usando espectro dedicado e compreendendo redes de receptor geograficamente dispersos e um transmissor sem fio 'tag' pode ser usado com a presente invenção como pode utilizar sistemas que fornecem sinais de temporização através de redes geograficamente dispersas das balizas de transmissão com o dispositivo LDP 5 110 atuando como uma unidade receptora ou transceptora. O dispositivo LDP 110 é bem adequado para ser o tag transmissor ou unidade receptora para tal sistema sem fio e pode usar tais redes dependentes da área de serviço, acessibilidade e preço do serviço de localização. No caso 10 de uma rede de localização que opera em uma banda espectral dedicada, o dispositivo LDP 110 poderia usar sua habilidade para utilizar outras redes de comunicação de rádio para conversar com o LES 22 0 e as aplicações de localização terrestre. Exemplos deste sistema de localização de difusão 15 incluem o sistema de recuperação de veiculo Lo-jack, o sistema LORAN, e o sistema do tipo-E-OTD baseado em transmissor HDTV Rosum.

Celular

Sistemas (celulares) sem fio baseados em AMPS, 20 TDMA, CDMA, GSM, GPRS, e UMTS todos suportam o enlace de comunicação de dados requerido para a presente invenção. Sistemas de localização celular e dispositivos para aperfeiçoar as técnicas de localização celular têm sido ensinado em detalhes nas patentes Americanas da 25 TruePosition. Estas patentes cobrem várias abordagens de localização, incluindo, mas não limitado a AoA, AoA híbrido, TDOA, TDOA híbrido incluindo TDOA/FDOA, A-GPS, A- GPS híbrido. Várias das tecnologias descritas estão agora no serviço comercial. Redes de Área Local e Remota

Estes sistemas sem fio foram todos projetados como sistemas de comunicação de dados puramente digital preferível a sistemas de voz-central com capacidades de dados adicionadas como um propósito secundário. Sobreposição considerável nas tecnologias de rádio, técnicas de processamento de sinal, e formatos de fluxos de dados tem resultado da polinização cruzada dos vários grupos de padrões envolvidos. 0 Projeto do Instituto Europeu de Normas de Telecomunicações (ETSI) para Redes de Acesso de Rádio de Banda Larga (BRAN), o Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE), e os Sistemas de Comunicação de Acesso Móvel de Multimídia (MMAC) no Japão (Grupo de Trabalho das Redes de Acesso Sem Fio de Alta Velocidade) têm todos atuados para harmonizar os vários sistemas desenvolvidos.

Em geral, sistemas WLAN que usam espectro não- licenciado operam sem a habilidade de transferência para outros pontos de acesso. A falta de coordenação entre 20 pontos de acesso limitará as técnicas de localização a técnicas de estação-única tais como POA e TOA (retardo de ida e volta).

WiFi - IEEE 802.11

WiFi é padronizado como IEEE 802.11. Variantes 25 atualmente incluem 802.11a, 802.11b, 802.Hg, e 802.11η. Designado como rede de área local sem fio de curto alcance usando espectro não-licenciado, o sistema WiFi é bem adequado para as várias técnicas de localização de proximidade. A potência é limitada para cumprir com FCC Parte 15 (Título 47 das regras de transmissão do Código de Regulações Federal, Parte 15, subseção 245).

A parte 15.245 das regras FCC descreve a potência radiada isotrópica máxima efetiva (EIRP) que um sistema livre de licença pode emitir e ser certificado. Esta regra é significante para estes que pretendem submeter um sistema para certificação sob esta parte. Isto indica que um sistema certificado pode ter um máximo de 1 watt ( + 36 dBm) da potência de transmissão em uma antena omnidirecional que tem ganho de 6 dBi. Isto resulta em um EIRP de: +3 0 dBm + 6dBi = +36 dBm (4 watts) . Se uma antena omnidirecional de ganho mais elevado estiver sendo certificada, então a potência de transmissão nesta antena deve reduzir, de forma que o EIRP deste sistema não exceda +36 dBm EIRP. Assim, para uma antena omni de 12 dBi, a potência certificável máxima é de 24 dBm (250 mW ( + 24 dBm + 12 dBi = 36 dBm) . Para antenas direcionais usadas nos sistemas ponto-a-ponto, o EIRP pode aumentar 1 dB a cada aumento de 3 dB no ganho da antena. Para uma antena dish de 24 dBi, esta trabalha com +24 dBm de potência de transmissão que pode ser alimentada nesta antena de ganho alto. Isto resulta em uma EIRP de: +24 dBm + 24 dBi = 48 dBm (64 Watts).

Os métodos de localização de proximidade IEEE 802.11 podem ser baseados em rede ou baseados em dispositivo.

HiperLAN

HiperLAN é resumidamente para Redes de Área Local de Rádio de Alta Performance. Desenvolvido pelo Instituto Europeu de Normas de Telecomunicações (ETSI), HiperLAN é um conjunto de padrões de comunicação WLAN usado principalmente nos países Europeus.

HiperLAN é uma variante comparativamente de curto alcance de uma rede de acesso de rádio de banda larga e foi 5 projetado para ser um mecanismo de acesso complementar para redes públicas UMTS (celular 3GPP) e para uso privado como sistemas do tipo LAN sem fio. HiperLAN oferece acesso sem fio de alta velocidade (até 54 Mb/s) para uma variedade de redes de pacote digital.

WiMAX, WiMAN - IEEE 802.16

IEEE 802.16 é o grupo de trabalho de número 16 do IEEE 802, especializado em acesso sem fio de banda larga ponto-para-multipontos.

ZigBee - IEEE 802.15.4 IEEE 802.15.4/ZigBee é considerado como uma

especificação para redes de baixa potência usada para monitoramento sem fio e controle de luz, alarmes de segurança, sensores de movimento, termostatos e detectores de fumaça. 802.15.4/ZigBee é incorporado no padrão IEEE 20 802.15.4 que especifica as camadas MAC e FÍSICA. O "ZigBee" é oriundo de aperfeiçoamentos da camada superior em desenvolvimento por um consórcio de múltiplos-vendedores denominado de Aliança ZigBee. Por exemplo, 802.15.4 especifica uma codificação AES de 128 bits, enquanto ZigBee 25 especifica como controlar a mudança da chave de codificação. As redes 802.15.4/ZigBee são notificadas a rodar nas freqüências não-licenciadas, incluindo a banda 2.4-Ghz nos Estados Unidos.

Banda Ultra Larga (UWB) Parte 15.503 das regras FCC provê definições e limitações para a operação UWB. Ultra banda larga é uma modalidade moderna da técnica mais antiga para modular um sinal de rádio (o Transmissor de Centelha Marconi). A 5 modulação de código de pulso é usada para codificar dados em um sinal de espectro de dispersão de banda larga.

Sistemas de Ultra Banda Larga transmite sinais através de uma freqüência muito mais larga do que os sistemas de comunicação de rádio convencional e são 10 usualmente muito difíceis de detectar. A quantidade de espectro ocupada por um sinal UWB, isto é, a largura de banda do sinal UWB, é de pelo menos 25% da freqüência central. Assim, um sinal UWB centrado a 2 GHz teria uma largura de banda mínima de 500 MHz e a largura mínima de um 15 sinal UWB centrado a 4 GHz seria de I GHz. A técnica mais comum para gerar um sinal UWB é para transmitir pulsos com durações menores a 1 nanosegundo.

Usando um sinal de banda muito larga para transmitir informação binária, a técnica UWB é útil para 20 uma localização ser de proximidade (via POA) , AoA, TDOA ou híbridos destas técnicas. Teoricamente, a exatidão da estimação TOA é limitada por vários fatores práticos tal como tempo de integração, relação sinal-ruído (SNR) em cada local de recepção, como também a largura de banda do sinal 25 transmitido. O limite Cramer-Rao ilustra esta dependência. Esta pode ser aproximada como:

mo a =-== onde frms é a largura de banda rms do sinal, b é o ruído equivalente a largura de banda do receptor, Té o tempo de integração e S ê a menor SNR dos dois locais. A equação TDOA representa um limite inferior. Na prática, o sistema 5 negociaria com a interferência e multi-percursos, ambos tendem a limitar a SNR efetiva. A tecnologia de rádio UWB é altamente imune aos efeitos da interferência de multi- percursos uma vez que a largura de banda do sinal de um sinal UWB é similar á largura de banda de coerência do 10 canal de multi-percursos permitindo que os diferentes componentes de multi-percursos sejam resolvidos pelo receptor.

O possível Proxy para potência de chegada no UWB é o uso da taxa de bit de sinal. Uma vez que as relações sinal-ruído (SNRs) diminuem com o aumento de potência, após um certo ponto mais rápido do que aumenta a taxa de potência, uma queda na relação s/n significa, em efeito, maior entropia informacional e afastamento da capacidade de Shannon, e conseqüentemente menos capacidade de processamento. Uma vez que a potência do sinal UWB diminui com o alcance (de atenuação das ondas de rádio pela atmosfera e os efeitos combinados da perda de espaço livre, perda do plano terra, e perdas de difração), a taxa de bits máxima possível cairá com o aumento do alcance. Enquanto uso limitado para uma estimativa de alcance, a taxa de bit (ou taxa de erro de bit) poderia servir como uma indicação da abordagem ou partida do dispositivo sem fio.

Em termos mais simples, á medida que a distância entre transmissor e receptor aumenta, a energia de rádio radiada é modelada como se dispersar-se sobre a superfície de uma esfera. Este modelo esférico significa que a potência de rádio no receptor é diminuída pelo quadrado da distância. Este modelo simples pode ser refinado pelo uso 5 de modelos de propagação mais sofisticados e uso de calibração através de transmissões de teste em prováveis locais de transmissão.

Bluetooth

Bluetooth foi originalmente concebido como uma Rede de Área Pessoal Sem Fio (W-PAN ou apenas PAN) . O termo PAN é usado intercambiavelmente com o termo oficial "Piconet Bluetooth". Bluetooth foi projetado para potência de transmissão muito baixa e tem um alcance utilizável abaixo de 10 metros sem antena especializada direcional. Dispositivos Bluetooth de potência alta ou uso de antena direcional especializada pode permitir alcance até 100 metros. Considerando as filosofias de projeto (o PAN e/ou substituição a cabo) anteriores ao Bluetooth, mesmo o alcance de IOm é adequado para os propósitos originais anteriores ao Bluetooth. A futura versão da especificação Bluetooth pode permitir alcances mais longos em competição com as redes WLAN WiFi IEEE 802.11.

Uso de Bluetooth para propósitos de localização é limitado a proximidade (quando a localização da estação 25 mestre Bluetooth é conhecida) embora a localização de Ângulo-de-Chegada da estação única ou híbridos AoA são possíveis quando antenas direcionais são usadas para aumentar o alcance ou capacidade. Velocidade e direção da estimação de viajem podem ser obtidas quando o dispositivo escravo move entre redes pico. As redes pico Bluetooth são projetadas para serem dinâmicas e de constante mudança, de forma que um 5 dispositivo move para fora do alcance de um mestre e em direção ao alcance de outro podendo estabelecer um novo enlace em um curto período de tempo (tipicamente entre 1-5 segundos). Como o dispositivo escravo move entre pelo menos dois mestres, um vetor direcional pode ser desenvolvido a 10 partir de posições conhecidas dos mestres. Se enlaces entre três ou mais mestres são criados (em séries) , uma estimativa da direção e velocidade do dispositivo pode ser calculada.

A rede Bluetooth pode prover o enlace de dados necessário para a presente invenção. 0 dispositivo LDP 110 para os dados LES 220 poderia ser também estabelecido através de uma rede de dados celular ou WLAN.

RFID

Identificação de Rádio Freqüência (RFID) é um 20 método de localização de proximidade e identificação automática, confiando na armazenagem e recuperação remota de dados usando dispositivos denominados de tags RFID ou transponders. Um tag RFID é um transmissor ou transceptor de rádio encapsulado. Tags RFID contêm antenas para 25 permiti-los receber e responder as consultas de rádio freqüência de um Leitor RFID (transceptor de rádio) e então responder com uma resposta de rádio freqüência que inclui os conteúdos da memória de estado sólido de tags. Tags RFID passivos não requerem nenhuma fonte de potência interna e uso de potência fornecida ao indutivamente acoplar o leitor com a antena em espiral no tag ou pelo acoplamento de retro-dispersão entre o leitor e 5 a antena dipolo do tag. Tags RFID ativos requerem uma fonte de potência.

Localização sem fio RFID é baseada no método de Potência-de-Chegada, uma vez que o tag transmite um sinal de interesse apenas quando em proximidade com o Leitor 10 RFID. Uma vez que o tag está apenas ativo quando varrido por um leitor, a localização conhecida do leitor determina a localização do item indicado. RFID pode ser usado para permitir serviços baseados em localização baseado em proximidade (localização e tempo de localização). RFID 15 produz velocidade não subordinada ou direção de informação de viagem.

0 leitor RFID, mesmo se equipado com canal de retorno cabeado ou sem fio é improvável de prover largura de banda de enlace de dados suficiente necessária para a 20 presente invenção. Em uma implementação mais provável, o leitor RFID proveria uma indicação de localização enquanto a conexão de dados LDP-para-LES também poderia ser estabelecida sobre uma rede de dados celular ou WLAN.

Comunicações de Campo Próximo Uma variante do sistema RFID passivo, as

Comunicações de Campo Próximo (NFC) opera a uma faixa de freqüência RFID de 13.56 MHz. A localização de proximidade é permitida, com a faixa do transmissor NFC menor que 8 polegadas. A tecnologia NFC é padronizada no ISO 18092, ISO 21481, ECMA (340, 352 E 356), E ETSI TS 102 190.

6. Citações para Patentes relacionadas à WLS

TruePosition, Inc., cessionário da presente invenção, e sua subsidiária KSI, Inc., tem inventado no campo da localização sem fio por muitos anos, e tem procurado uma carteira de patentes relacionadas, algumas das quais são citadas acima. Então, as patentes a seguir podem ser consultadas para informações adicionais e

descrição anterior referentes a invenções e melhoramentos no campo da localização sem fio:

1. Patente US 6,876,859 B2, 5 de Abril de 2005, Método para Estimar TDOA e FDOA em um Sistema de Localização Sem fio;

2. Patente US 6,873,290 B2, 29 de Março de 2005,

Localização de Múltiplos Passos;

3. Patente US 6,782,264 B2, 24 de Agosto de 2004, Monitoramento de Informação de Chamada em um Sistema de Localização Sem fio;

4. Patente US 6,771,625 BI, 3 de Agosto de 2004,

GPS Pseudo-satélite Aumentado para Localização de Telefones Sem Fio;

5. Patente US 6,765,531 B2, 20 de julho de 2004, Sistema e Método para Cancelamento de Interferência no

Cálculo de Localização, para Uso em um Sistema de Localização Sem Fio;

6. Patente US 6,661,3 79 B2, 9 de Dezembro de 2003, Método de Seleção de Antena para um Sistema de Localização Sem fio; 7. Patente US 6,646,604 B2 , 11 de Novembro de 2003, Sintonização Síncrona Automática de Receptores de Banda Estreita de um Sistema Sem Fio para Rastreamento de Canal de Voz/tráfego;

8. Patente US 6,603,428 B2, 5 de Agosto de 2003,

Processamento de Localização de Múltiplos Passos;

9. Patente US 6,563,460 B2, 13 de Maio de 2003, Recuperação de Colisão em um Sistema de Localização Sem Fio;

10. Patente US 6,546,256 BI, 8 de Abril de 2003,

Medida Relacionada a Localização Eficiente e Robusta;

11. Patente US 6,519,465 B2, 11 de Fevereiro de 2003, Método de Transmissão Modificado para Melhorar Exatidão para Chamadas E-911;

12. Patente US 6,492,944 BI, 10 de Dezembro de

2002, Método de Calibração Interna para um Sistema Receptor de um Sistema de Localização Sem Fio;

13. Patente US 6,483,460 B2, 19 de Novembro de 2002, Método de Seleção de Linha de Base para Uso em um

Sistema de Localização Sem Fio;

14. Patente US 6,463,290 BI, 8 de Outubro de 2002, Técnicas Baseadas em Rede Assistida-Móvel para Melhorar Exatidão do Sistema de Localização Sem Fio;

15. Patente US 6,400,320, 4 de Junho de 2002,

Método de Seleção de Antena para um Sistema de Localização

Sem Fio;

16. Patente US 6,388,618, 14 de Maio de 2002, Coleção de Sinal em um Sistema para um Sistema de Localização Sem Fio; 17. Patente US 6,366,241, 2 de Abril de 2002, Determinação Aperfeiçoada das Características de Sinal Dependente da Posição;

18. Patente US 6,351,235, de 26 de Fevereiro de 2002, Método e Sistema para Sincronizar Sistemas Receptores

de um Sistema de Localização Sem Fio;

19. Patente US 6,317,081, 13 de Novembro de 2001, Método de Calibração Interna para Sistema Receptor de um Sistema de Localização Sem Fio;

20. Patente US 6,258,321, 4 de Setembro de 2001,

Método de Processamento Baseado em Estação para um Sistema de Localização Sem Fio;

21. Patente US 6,334,059, 25 de Dezembro de 2001, Método de Transmissão Modificado para Aperfeiçoamento da

Exatidão para Chamadas E-911;

22. Patente US 6,317,604, 13 de Novembro de 2 001, Sistema de Base de Dados para um Sistema de Localização Sem Fio;

23. Patente US 6,288,676, 11 de Setembro de 2001, Aparelho e Método para Localização de Comunicação de

Estação Única;

24. Patente US 6,288,675, 11 de Setembro de 2001, Sistema de Localização de Comunicação de Estação Única;

25. Patente US 6,281,834, 28 de Agosto de 2001, Calibração para Sistema de Localização Sem Fio;

26. Patente US 6,266,013, 24 de Julho de 2001, Arquitetura para um Sistema de Coleção de Sinal de um Sistema de Localização Sem Fio; 27. Patente US 6,184,829, 6 de Fevereiro de 2001, Calibração para Sistema de Localização Sem Fio;

28. Patente US 6,172,644, 9 de Janeiro de 2001, Método de Localização de Emergência para um Sistema de

Localização Sem Fio;

29. Patente US 6,115,599, 5 de Setembro de 2000, Método de Re-tentar Direcionado para Uso em um Sistema de Localização Sem Fio;

30. Patente US 6,097,336, 1 de Agosto de 2000, Método para Melhorar a Exatidão de um Sistema de

Localização Sem Fio;

31. Patente US 6,091,362, de 18 de julho de 2000, Síntese de Largura de Banda para Sistema de Localização Sem Fio;

32. Patente US 6,047,192, 4 de Abril de 2000,

Sistema de Localização Eficiente e Robusto;

33. Patente US 6,108,555, 22 de Agosto de 2000, Sistema de Localização de Diferença de Tempo Aperfeiçoada;

34. Patente US 6,101,178, 8 de Agosto de 2000, GPS de Pseudo-Satélite Aperfeiçoado para Localizar

Telefones Sem Fio;

35. Patente US 6,119,013, 12 de Setembro de 2000, Sistema de Localização de Diferença de Tempo Aperfeiçoada;

36. Patente US 6,127,975, 3 de Outubro de 2000, Sistema de Localização de Comunicação de Estação Única;

37. Patente US 5,959,580, 28 de Setembro de 1999 Sistema de Localização de Comunicação;

38. Patente US 5,608,410, 4 de Março de 1997, Sistema para Localizar uma Fonte de Transmissões em Rajada; 39. Patente US 5,327, 144, 5 de Julho de 1994, Sistema de Localização de Telefone Celular; e

40. Patente US 4,728,959, 1 de Março de 1988, Sistema de Localização de Busca de Direção.

H. Conclusão

O verdadeiro escopo da presente invenção não está limitado ás modalidades ilustrativas descritas aqui. Por exemplo, a descrição precedente de um Sistema de Localização Sem Fio (WLS) usa termos explicativos, tal como dispositivo sem fio, estação móvel, cliente, estação de rede, e similares, que não deverão ser considerados para limitar o escopo de proteção deste pedido, ou por outro lado implica que os aspectos inventivos do WLS são limitados aos métodos e aparelhos específicos descritos aqui. Por exemplo, os termos, dispositivo LDP e LES não são pretendidos para implicar que as estruturas exemplares específicas descritas nas Figuras 1 e 2 devam ser usadas na prática da presente invenção. Uma modalidade específica da presente invenção pode utilizar qualquer tipo de dispositivo sem fio móvel como também qualquer tipo de computador servidor que possa ser programado para executar a invenção como descrito aqui. Além disso, em muitos casos a colocação da implementação (i.e., o elemento funcional) descrita aqui é meramente uma preferência de projeto e não uma exigência. Adequadamente, exceto quando eles podem ser expressamente limitados, o escopo de proteção não é pretendido para ser limitado ás modalidades específicas descritas acima.

Claims (33)

1. Sistema para localização de um dispositivo móvel sem fio, caracterizado pelo fato de ser configurado para comunicar com um sistema de comunicações sem fio através de um plano de controle e um plano de usuário, em que o plano de usuário compreende um canal de dados que suporta transmissões de dados de um dispositivo sem fio, em que os conteúdos de carga útil de sinalização de dados no canal de dados passam através de sistema de comunicação sem fio sem exame ou modificação, e em que a carga útil do canal de dados não informa, controla, ou modifica as operações dos elementos funcionais do sistema de comunicação sem fio, compreendendo: um servidor configurado para comunicar através de um canal de dados com um dispositivo sem fio para ser localizado, e para obter a partir do dispositivo sem fio informação útil para instruir um sistema de localização sem fio.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a informação útil para instruir compreende ao menos um de: informação indicativa de pelo menos um local de célula vizinho a um local de célula em serviço com a qual o dispositivo sem fio está se comunicando; informação indicativa de um local de célula em serviço com a qual o dispositivo sem fio está se comunicando; informação que identifica um canal reverso através do qual o dispositivo sem fio está em comunicação com o local de célula em serviço; e informação de canal de rádio.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a informação útil para instruir compreende informação de canal de rádio.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a informação de canal de rádio compreende pelo menos um de: informação indicativa de receptores específicos que podem ser usados para localizar o dispositivo sem fio; informação indicativa de uma célula em serviço ARFCN; informação indicativa de uma célula em serviço BSIC; informação indicativa de uma célula anterior CGI e TA; informação indicativa de um nível e qualidade de recepção de enlace ascendente; informação indicativa de um nível e qualidade de recepção de enlace descendente; informação indicativa de um avanço de temporização (TA); um relatório de medição de rede (NMR); informação indicativa de um ARFCN; informação indicativa de um slot de tempo; informação indicativa de um tipo de canal; informação indicativa de um número de subcanal; informação indicativa de uma lista de freqüencia; informação indicativa de um MAIO; informação indicativa de um HSN; informação indicativa de um número de quadro; informação indicativa de uma chave de criptografia; informação indicativa de um algoritmo de criptografia; informação indicativa de um método e nível de codificação de correção de dados; informação indicativa de um quadro designado; informação indicativa de um esquema de modulação; informação indicativa de um código de dispersão CDMA; informação indicativa de um deslocamento PN piloto; informação indicativa de um formato de canal piloto reverso; informação indicativa de um parâmetro beta; informação indicativa de uma Máscara de Código Longo; e informação indicativa de um fator de dispersão.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o servidor é configurado para comunicar com o sistema de comunicação sem fio através de uma interface baseada em IP (baseado no Protocolo Internet).

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema inclui o sistema de localização sem fio e o sistema de localização sem fio compreende uma pluralidade de unidades de medição de localização (LMUs) configuradas para serem instruídas a receber transmissões de enlace ascendente do dispositivo sem fio e a empregar algoritmos de Diferença de tempo de chegada TDOA para localizar tal dispositivo sem fio.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o sistema de localização sem fio é sobreposto no sistema de comunicação sem fio de tal modo que pelo menos um dos LMUs é co-localizado e compartilha recursos com uma estação base transceptora (BTS) do sistema de comunicação sem fio.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema inclui o dispositivo sem fio e o dispositivo sem fio é um dispositivo de uma plataforma de dispositivo de localização (LDP) que compreende um subsistema de comunicação sem fio, um processador e um meio de armazenamento legível por computador, sendo o dispositivo LDP configurado para comunicar com o servidor para prover informação útil para instruir o sistema de localização sem fio.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o servidor é um servidor de habilitação de localização (LES) que compreende um processador e um meio de armazenamento legível por computador, sendo o LES configurado para comunicar com um servidor de jogos e com o sistema de localização sem fio com o objetivo de prover serviços de jogos regulamentados pelo governo ao dispositivo sem fio.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a provisão dos serviços de jogos é baseada na localização geográfica do dispositivo sem fio.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o processador e o meio de armazenamento legível por computador são configurados de tal modo que o LES recebe solicitações do servidor de jogos e fornece informação ao servidor de jogos, em que tal informação é útil ao servidor de jogos na determinação de quais, se existem, serviços de jogos devem ser providos ao dispositivo sem fio.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o processador e o meio de armazenamento legível por computador são configurados de tal modo que o LES recebe solicitações do servidor de jogos e solicita informação de localização do sistema de localização sem fio.

13. Método para localizar de um dispositivo móvel sem fio, caracterizado pelo fato de ser configurado para comunicar com um sistema de comunicação sem fio através de um plano de controle e um plano de usuário, em que o plano de usuário compreende um canal de dados, que suporta transmissões de dados de um dispositivo sem fio, em que os conteúdos de carga útil de sinalização de dados no canal de dados passam através de sistema de comunicação sem fio sem exame ou modificação, e em que a carga útil do canal de dados não informa, controla, ou modifica as operações dos elementos funcionais do sistema de comunicações sem fio, o método compreendendo: configurar um servidor para comunicar com um dispositivo sem fio através de um canal de dados; obter a partir do dispositivo sem fio informação útil para instruir um sistema de localização sem fio; e instruir o sistema de localização sem fio usando a informação obtida a partir do dispositivo sem fio.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a informação útil para instruir compreende informação indicativa de pelo menos um local de célula vizinho a um local de célula em serviço com o qual o dispositivo sem fio está em comunicação.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a informação útil para instruir compreende informação de canal de rádio.

16. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o servidor é configurado para comunicar com o sistema de comunicação sem fio através de uma interface baseada em IP (baseada no Protocolo Internet).

17. Dispositivo sem fio, caracterizado pelo fato de ser adaptado para uso com um sistema para localização de dispositivos móveis sem fio configurado para comunicar com um sistema de comunicações sem fio através de um plano de controle e um plano de usuário, em que o plano de usuário compreende um canal de dados, compreendendo: um subsistema de comunicações sem fio; um processador; e um meio de armazenamento legível por computador em que o dispositivo é configurado para comunicar com um servidor através de um canal de dados usado pelo sistema para prover ao servidor informação útil para instruir um sistema de localização sem fio.

18. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o subsistema de comunicação sem fio compreende um receptor de rádio e um transmissor de rádio e o processador e o meio de armazenamento legível por computador são configurados de modo que o dispositivo sem fio é limitado primariamente para ser usado como um dispositivo de jogos.

19. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a informação útil para instruir compreende pelo menos uma de: informação indicativa de pelo menos um local de célula vizinho a um local de célula em serviço com o qual o dispositivo sem fio se comunica; informação identificando um canal reverso através do qual o dispositivo sem fio se comunica com um local de célula em serviço; e informação de um canal de rádio.

20. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a informação de canal de rádio compreende informação indicativa de receptores específicos que podem ser usados para localizar o dispositivo sem fio.

21. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a informação de canal de rádio compreende informação indicativa de um canal para o qual os receptores deverão ser sintonizados para localizar o dispositivo sem fio.

22. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a informação de um canal de rádio compreende informação útil para pelo menos uma demodulação parcial de um sinal de um dispositivo sem fio.

23. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a informação de canal de rádio compreende pelo menos um membro do grupo consistindo dos seguintes: informação indicativa de uma célula em serviço CGI; informação indicativa de uma célula em serviço ARFCN; informação indicativa de uma célula em serviço BSIC; informação indicativa de uma célula anterior CGI e TA; informação indicativa de nível e qualidade de recepção de enlace ascendente; informação indicativa de nível e qualidade de recepção de enlace descendente; informação indicativa de um avanço de temporização (TA); Relatório de Medição de Rede (NMR) ; informação indicativa de um ARFCN; informação indicativa de um slot de tempo; informação indicativa de um tipo de canal; informação indicativa de um número de subcanal; informação indicativa de uma lista de freqüência; informação indicativa de um MAIO; informação indicativa de uma HSN; informação indicativa de um número de quadro; informação indicativa de uma chave de criptografia; informação indicativa de um algoritmo de criptografia; informação indicativa de um método e nível de codificação de correção de erro; informação indicativa de um quadro designado; informação indicativa de um esquema de modulação; informação indicativa de um código de dispersão CDMA; informação indicativa de um deslocamento piloto PN; informação indicativa de um formato de canal piloto reverso; informação indicativa de um parâmetro beta; informação indicativa de uma máscara de código longa; e informação indicativa de um fator de dispersão.

24. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato do dispositivo sem fio é um dispositivo de plataforma de um dispositivo de localização (LDP).

25. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato do subsistema de comunicação sem fio compreende um receptor de rádio e um transmissor de rádio e o dito processador e o meio legível de armazenamento por computador são configurados de modo que o dispositivo LDP é limitado primariamente para ser usado como um dispositivo de jogos.

26. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo é configurado para operar em conexão com um sistema de comunicação sem fio GSM.

27. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo é configurado para operar em conexão com um sistema de comunicação sem fio UMTS.

28. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo é configurado para operar em conexão com um sistema de comunicação sem fio CDMA 2000.

29. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo é configurado para operar em conexão com um sistema de comunicação sem fio WiFi.

30. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo é configurado para operar em conexão com um sistema de comunicação sem fio WiMax.

31. Método para uso por um dispositivo sem fio, caracterizado pelo fato de ser configurado para comunicar com um sistema de comunicação sem fio através de um plano de controle e um plano de usuário, em que o plano de usuário compreende um canal de dados que suporta transmissão de dados de um dispositivo sem fio, em que os conteúdos de carga útil de sinalização de dados do canal de dados passam através do sistema de comunicação sem fio sem exame ou modificação, e em que a carga útil do canal de dados não informa, controla ou modifica as operações dos elementos funcionais do sistema de comunicação sem fio, compreendendo: comunicar com um servidor através do canal de dados para prover ao servidor informação útil para instruir um sistema de localização sem fio a localizar o dispositivo sem fio.

32. Método, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a informação útil para instruir compreende pelo menos um de: informação indicativa de pelo menos um local de célula vizinho a um local de célula em serviço com o qual o dispositivo sem fio está em comunicação; informação indicativa de um local de célula em serviço com o qual o dispositivo sem fio está em comunicação; informação indicativa de um canal reverso através do qual o dispositivo sem fio está em comunicação com um local de célula em serviço; e informação de canal de rádio.

33. Método, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que o dispositivo sem fio é um dispositivo de plataforma de dispositivo de localização (LDP) .