CN101273655B - 用于在广域网中定位无线局域网的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开针对于一种测量根据其在第一通信网络内的物理位置而变化的第一通信网络特性或属性以创建该第一通信网络内一位置的指纹或签名的移动通信设备。当该移动设备的当前位置的指纹被创建时，可将其对比与第二通信网络相关联的已知指纹来确定该移动设备至该第二通信网络的邻近度。例如，第一通信网络可以是CDMA广域无线通信网络，而第二通信网络可以是802.11无线LAN。

Description

用于在广域网中定位无线局域网的方法和装置

在35 U.S.C.§119下的优先权要求

本专利申请要求转让给本发明受让人并由此被明确援引纳入于本文中的2005年7月25日提交的题为“ASSISTED WIRELESS NETWORK ACCESS POINTSEARCH IN WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS(无线通信网络中的受援式无线网络接入点搜索)”的临时申请No.60/702,591、和2005年12月16日提交的题为“METHOD AND APPARATUS FOR LOCATING A WIRELESS LOCALAREA NETWORK IN A WIDE AREA NETWORK(用于在广域网中定位无线局域网的方法和装置)”的临时申请No.60/750,920、以及2005年12月16日提交的题为“METHOD AND APPARATUS FOR MAINTAINING A FINGERPRINT FOR AWIRELESS NETWORK(维护无线网络的指纹的方法和装置)”的临时申请No.60/750,919的优先权。

背景

领域

本公开一般涉及电信，尤其涉及支持能够经由两种不同类型的通信网络来通信的移动通信设备的系统和方法。

背景

对无线信息业务的需求导致发展出数目不断增加的无线网络。CDMA2000 1x仅仅是提供广域电话和数据业务的无线网络的一个例子。CDMA2000 1x是由第三代伙伴项目2(3GPP2)颁布的一种使用码分多址(CDMA)技术的无线标准。CDMA是一种采用扩频处理来允许多个用户共享一共用通信介质的技术。在欧洲普遍采用的一种竞争性无线网络是全球移动通信系统(GSM)。与CDMA2000 1x不同，GSM利用窄带时分多址(TDMA)来支持无线电话和数据业务。一些其他的无线网络包括以适合于电子邮件和web浏览应用的数据率支持高速数据业务的通用分组无线业务(GPRS)、以及能投放音频和视频应用所用的宽带语音和数据的全球移动电信系统(UMTS)。

这些无线网络能一般化地被认为是采用蜂窝技术的广域网。蜂窝技术是基于在其中地理覆盖区域被分解成若干蜂窝小区的拓扑结构。在这些蜂窝小区每一个内有一与各移动用户通信的固定基收发机站(BTS)。在地理覆盖区域中通常采用一基站控制器(BSC)来控制各BTS以及将通信路由至各个分组交换网和电路交换网的恰适网关。

随着对无线信息业务的需求持续增长，移动设备正在演进以支持集成的语音、数据、和流媒体同时提供广域无线网络(WAN)与无线局域网(LAN)之间的无缝网络覆盖。无线LAN一般使用诸如IEEE 802.11、蓝牙等标准协议在相对较小的地理区域上提供电话和数据业务。无线LAN的存在提供了通过利用无线LAN的基础设施将广域通信扩展到无执照频谱在广域无线网络中增加用户容量的难得机会。

近来，已采用各种技术来使移动设备能与不同无线网络通信。已采用补充技术来允许移动设备搜索无线LAN的存在以确定是否有无线LAN可供连接。但是，频繁或持续地搜索无线LAN不必要地消耗功率，并且可能会使移动设备中的电池快速放电。由此，通过智能地搜索可用无线LAN，将可使移动终端实现功耗和电池寿命的改善。

概要

公开了一个方面的无线通信设备。该无线通信设备包括配置成存储涉及第一通信网络的信息的存储器、以及配置成基于存储在该存储器中的信息以及来自第二通信网络的一个或多个参考信号来确定该无线通信设备是否在第一通信网络附近的处理器。

公开了另一个方面的无线通信设备。该通信设备包括配置成存储涉及散布遍及一WAN的多个无线LAN的信息的存储器、以及配置成基于存储在该存储器中的信息以及来自该WAN的一个或多个参考信号来确定该无线通信设备是否在这些无线LAN之一附近的处理器。

公开了包含可由计算机执行以进行一种通信方法的指令的程序的计算机可读介质。该方法包括访问存储器中的涉及第一通信网络的信息，接收来自第二通信网络的一个或多个参考信号，以及基于从该存储器访问到的信息以及来自第二通信网络的这一个或多个参考信号来确定无线通信设备是否在第一通信网络附近。

公开了一种通信方法。该方法包括访问存储器中的涉及第一通信网络的信息，接收来自第二通信网络的一个或多个参考信号，以及基于从该存储器访问到的信息以及来自第二通信网络的这一个或多个参考信号来确定无线通信设备是否在第一通信网络附近。

公开了再一个方面的无线通信设备。该无线通信设备包括用于存储涉及第一通信网络的信息的装置、以及用于基于该信息以及来自第二通信网络的一个或多个参考信号来确定该无线通信设备是否在第一通信网络附近的装置。

应可理解，本公开的其他实施例落在后续的具体说明的范围之内，在具体说明中仅示出并藉由例示说明描述了本公开的各个实施例。如将可认识到的，本公开能够有其他和不同的实施例，并且其数个细节能够在各个其他方面作修改，所有这些都不会脱离本公开的精神和范围。相应地，附图和具体说明应被认为在本质上是说明性的而不是限制性的。

附图简要说明

在附图中藉由示例而非限定例示说明了无线通信系统的各个方面，其中：

图1A是无线通信系统的一个实施例的概念框图；

图1B是无线通信系统的另一个实施例的概念框图；

图2是图解了能够支持广域无线和无线LAN通信两者的移动设备的一个示例的功能框图；并且

图3A描绘了一种在移动通信设备上创建指纹的示例性方法的流程图；

图3B描绘了一种比对不同位置的指纹的示例性方法的流程图；以及

图4描绘了一种优化针对已知位置的现有指纹的示例性方法的流程图；

具体说明

下面结合附图阐述的具体说明旨在作为本公开的各个实施例的说明，而非意图代表在其中可实践本公开的唯一实施例。本具体说明为提供对本公开的透彻理解的目的而包括具体细节。在一些实施例中，公知的结构和组件以框图形式示出以避免混淆本公开的概念。

在后续的具体说明中，将结合移动用户从一个网络换手到另一个网络来描述各种技术。这些技术中有几个将在移动通信设备穿行于有一个或多个无线LAN分布遍及WAN覆盖区域的广域WAN中的背景下描述。该移动通信设备可以是能够进行无线电话或数据通信的任何适用设备，诸如为在CDMA2000 1x网络中工作而设计的蜂窝电话等。该移动通信设备可以是能够采用任何合适的协议来访问无线LAN的，包括例如IEEE 802.11。尽管这些技术可能是在能够与IEEE 802.11网络通信的WAN电话的背景中描述的，但是这些技术能被扩展至其他能够访问多重网络的移动通信设备。例如，这些技术可被应用于能够在CDMA2000 1x网络与GSM网络之间切换的移动通信设备。相应地，对能够与IEEE 802.11网络通信的蜂窝电话、或是任何其他具体实施例的任何引述仅旨在例示说明本公开的各个方面，同时应理解这些方面有广泛的应用范围。

图1A是无线通信系统的一个实施例的概念框图。图中以一系列虚线示出有一移动设备102正在移行于WAN 104中。WAN 104包括支持散布遍及该WAN覆盖区域的数个BTS的BSC 106。在图1中为便于解释示出了单个BTS 108。可使用移动交换中心(MSC)110来提供至公共交换电话网(PSTN)112的网关。尽管在图1中没有示出，但是WAN 104可采用各自支持任意数目个BTS的众多BSC来扩展WAN 104的地理延伸。当遍及WAN 104采用多个BSC时，MSC 110还可用来协调各BSC之间的通信。

WAN 104还可包括散布遍及该广域无线覆盖区域的一个或多个无线LAN。图1中示出了单个无线LAN 114。无线LAN 114可以是IEEE 802.11网络、或任何其他合适的网络。无线LAN 114包括接入点116以使移动设备102可与IP网络118通信。可采用服务器120来使IP网络118与提供至PSTN 112的网关的MSC 110接口。

当初始对移动设备102施加功率时，它将试图或接入WAN 104或接入无线LAN 114。接入特定网络的决策可取决于涉及具体应用和总体设计约束的各种因素。举例而言，移动设备102可被配置成在服务质量满足最小阈值时接入无线LAN114。能多大程度地利用无线LAN 114来支持移动电话和数据通信，就能多大程度地释放有价值的带宽以供其他移动用户使用。

移动设备102可被配置成持续地或周期性地搜索来自接入点116或是无线LAN的任何其他接入点的信标。此信标是由接入点116发射的带有同步信息的周期性信号。WLAN信标搜索要求移动设备进而调谐到WLAN系统的一个或多个可操作频带中可能的WLAN信道，并在该信道上进行或主动或被动的扫描。在被动扫描中，移动设备仅仅是调谐到该信道并进行特定的一段时间的接收以等待信标传输。在主动扫描中，移动设备调谐到该信道并在贯彻用于避免与该信道上的现存设备冲突的接入过程之后传送试探请求。一旦接收到该试探请求，接入点就向该移动设备传送试探响应。在移动设备102未能检测到信标或是没有接收到对试探请求的试探响应——如果是对处于位置A的移动设备102施加功率就可能是这种情形——的情况下，则移动设备102试图接入WAN 104。就稍后描述的图1B而言，移动设备102不是持续地(或周期性地)扫描WLAN接入点，而是代之以仅当其确定自己接近无线LAN 114时才扫描WLAN接入点。移动设备102可通过捕获来自BTS 108的导频信号来接入WAN 104。一旦捕获此导频信号，就可借助于本领域中公知的手段在移动设备102与BTS 108之间建立起无线电连接。移动设备102可利用与BTS 108的无线电连接来向MSC 110注册。注册是移动设备102藉以使自己的下落为WAN 104所知的过程。当注册过程完成时，移动设备102可进入空载状态，直至或由移动设备102或由PSTN 112发起了呼叫。无论是哪种情况，皆可在移动设备102与BTS 108之间建立起空中话务链路以设立并支持该呼叫。

当在所描绘的实施例中，移动设备102移行于WAN 104中从位置A到达位置B时，现在就能够检测到来自接入点116的信标。一旦发生这一情况，就可藉由本领域中公知的手段在这两者之间建立无线电连接。移动设备102然后获得服务器120的IP地址。移动设备102可利用域名服务器(DNS)的服务来确定该服务器的IP地址。服务器120的域名可通过WAN 104投放给移动设备102。有了IP地址，移动设备102就能建立与服务器120的网络连接。一旦建立起网络连接，来自服务器120的信息就能与本机测量联用来确定无线LAN 114的服务质量是否足以将移动设备102换手到接入点116。

应当注意，尽管图1A一般化地描绘了蜂窝WAN，但是也可采用其他WAN。这可包括那些不采用MSC或其他蜂窝结构的WAN、以及采用包括宽带CDMA(WCDMA)、TD-CDMA、GSM或诸如此类等其他通信协议的那些WAN。

现在参见图1B，无线LAN 114和BTS 108被图示在有多个BTS 122、124、126还有多个无线LAN 129、131以及相关联的接入点128、130的较大WAN的背景中。如图1B中所示，移动设备102不处在任意无线LAN的覆盖区域内。由此，当在此位置上时搜索信标信号将证明是徒劳并且会不必要地消耗功率。即便移动设备可频繁地进入休眠或空载模式以保存功率，搜索无线LAN信标信号也会迅速消耗功率。在典型的802.11网络配置中，这些信标信号是在以数十毫秒计量的区间上发生的；由此移动设备必须每信道有至少该段时间保持苏醒并作搜索，考虑到无线LAN接入点可能是针对不同频率范围以及那些范围内的不同信道而配置的，移动设备102必须有可观量的时间要保持苏醒才能搜索可用无线LAN接入点。类似地，在主动扫描的情形中，移动设备必须持续苏醒以贯彻该信道上的信道接入过程，然后传送试探请求并持续苏醒以接收试探响应。其必须在每一信道上进行此过程。在此情形中，移动设备102也必须有可观量的时间保持苏醒以搜索可用无线LAN接入点，这可能会导致功耗和处理开销增加。

但是，通过将搜索信标信号限定于移动设备处于区域140内的时期，就可实现可观的功耗节省。由此，当移动设备102周期性地苏醒以监听WAN中的寻呼信道或快速寻呼信道时，移动设备还能确定自己的位置。如果移动设备确定自己的位置处于区域140内，则它可搜索无线LAN信标信号。否则，移动设备可避免不必要地搜索信标信号。

移动设备102可监视来自WAN各基站的信标和导频信号。这些信号可包括导频和寻呼信号。移动设备监视这些信号以测量主信号和邻信号强度来执行基站之间的换手。同样在各基站被同步的网络中，移动设备也可测量每一导频信号的相位来协助进行换手确定。由此，在网络104内的任何位置上，移动设备102观察到最多达n个有可测量信号强度的基站，这些信号强度可被表征为两个矢量x₁，...，x_n和y₁，...，y_n。在此每一x值是来自基站的导频信号的信号强度，而每一y值是来自基站的该导频信号的相位。当观察到的信号少于n个时，其余值被设为空。因为导频信号有导频相位偏移与之相关联，所以这些信号强度及相位可被容易地标识为是始发自一特定基站。在如GSM等其他WAN技术中，邻基站可由其频率信道或其他基站标识元以及与每一基站相关联的信号强度来标识。在某些方面，可利用任何用于捕获、定时等的信号作为用来获得形成上面描述的这一个或多个矢量的测量的信号。此外，这些矢量无需如所描述地作为两个矢量来被形成、存储、或使用或以上面描述的格式来收录这些信息。由此，在一些方面，利用的是标识例如导频或寻呼信号等的参考信号的源以及至少一个特征的信息。

如本领域中所知的，移动设备102监视来自蜂窝网络各个基站的信标和导频信号。这些信号可包括导频和寻呼信号。移动设备监视这些信号以测量主信号及邻信号强度来执行基站之间的换手。同样，在各基站被同步的网络中，移动设备还可测量每一导频信号的相位来协助进行换手确定。由此，在网络104内的任意位置上，移动设备102观察到最多达n个有可测量信号强度的基站，这些信号强度可被表征为两个矢量x₁，...，x_n和y₁，...，y_n。在此每一x值是来自基站的导频信号的信号强度，而每一y值是来自基站的该导频信号的相位。当观察到的信号少于n个时，其余值被设为空。因为导频信号有导频相位偏移与之相关联，所以这些信号强度及相位可被容易地标识为是始发自一特定基站。在如GSM等其他WAN技术中，邻基站可由其频率信道或其他基站标识信息以及与每一基站相关联的信号强度来标识。

在WCDMA中，各基站可能没有被同步。如在CDMA中一样，当移动设备在特定基站的寻呼信道上驻于空载状态时，其扫描邻基站信号。在CDMA的情形中，每一基站利用同一伪随机扩展序列的偏移。在WCDMA的情形中，每一基站发射数个信号，这些信号被设计成允许移动站快速捕获与由该基站发射的这些信号的同步，并且一旦同步了就确定该基站所采用的扩展码群和扩展码。该集扩展码及其信号强度可被用来创建用于标识在WCDMA覆盖中的位置的指纹，其对应于CDMA系统中的导频偏移和导频信号强度。也可利用邻基站的相对时基偏移，其对应于CDMA中的导频相位，但是如果各基站没有被同步，则其时钟可能具有相对漂移，从而使得时基偏移成为不可靠的指标。

该信息可被用作移动设备102的位置的概念上的指纹或签名。由此，如果在区域140内的各个位置具有某一已知的指纹，则移动设备就能确定其当前指纹并将其与已知指纹比对来确定该移动设备是否位于区域140内。尽管上面的讨论仅仅提及利用WAN的两个属性(即，导频信号强度及相位)。此外，如上面所讨论地，可使用WAN的其他动态属性来代替或结合这两个属性使用。例如，可使用导频偏移值作为指纹；甚至可用导频信号的数目也是供指纹使用的一个可能属性。此外，构成指纹的各属性未必一定要是WAN的属性。例如，许多移动设备有能用来确定移动设备相对于无线LAN的位置的GPS接收机。GPS信息可被直接或甚至间接使用。作为后一种情形的一个例子，可将基站ID随来自不同卫星的GPS信号的相位测量用来定义对应于该移动设备的位置的指纹。由此，在其最广义的意义下，指纹是第一通信网络的基于位置改变的属性的集合，并可被移动设备用来确定第二通信网络的邻近度。另外，指纹还可包括第二通信网络的发射机的特征(例如，WiFi接入点的MAC ID、频调、信道、RSSI信息)。在这样一个实例中，WAN参数可被认为是触发参数，从而这些参数的匹配触发WLAN搜索。这些WLAN参数可在搜索期间被用作被触发的搜索的搜索参数。

这些属性可用各种不同方式来计算而不会脱离本公开的范围。例如，可取诸如导频信号强度和相位等属性的即时测量并将其用作指纹。但是，即使当移动设备静止时，这些属性的值也会因环境可变性而变化。相应地，可取多重测量并一起取平均或者用某种统计上有意义的方式加以组合来生成指纹。

图2是图解了能够支持WAN和无线LAN通信两者的移动设备的一个示例的功能框图。移动设备102可包括WAN收发机202和无线LAN收发机204。在移动设备102的至少一个实施例中，WAN收发机202能够支持与BTS(未图示)的CDMA2000 1x、WCDMA、GSM、TD-CDMA、或其他WAN通信，并且无线LAN收发机204能支持与接入点(未图示)的IEEE 802.11通信。应当注意到，结合移动设备102描述的这些概念可被扩展到其他WAN和无线LAN技术。每一收发机202、204被图示为各自具有单独的天线206、207，但是收发机202、204也可共用单个宽带天线。每一天线206、207可用一个或多个辐射元件来实现。

移动设备102还被图示为具有耦合到收发机202、204两者的处理器208，但是，在移动设备102的替换实施例中每一收发机也可使用单独的处理器。处理器208可被实现为硬件、固件、软件、或其任意组合。举例而言，处理器208可包括微处理器(未图示)。此微处理器可用来支持(1)控制和管理至广域无线通信网络和无线LAN的接入、和(2)使处理器208接口到小键盘210、显示器212、及其他用户接口(未图示)及其他的软件应用。处理器208也可包括带有支持诸如卷积编码、循环冗余校验(CRC)功能、调制、及扩频处理等各种信号处理功能的嵌入式软件层的数字信号处理器(DSP)(未图示)。此DSP也可执行声码器功能以支持电话应用。实现处理器208的方式将取决于具体应用以及强加于整个系统的设计约束。应当注意到，硬件、固件、和软件配置在这些境况以及如何针对每一特定应用最佳地实现所描述的功能集下是可互换的。

处理器208可被配置成执行触发从一个网络至另一个的换手的算法。该算法可被实现为由早前讨论的基于微处理器的架构支持的一个或多个软件应用。替换地，该算法可以是与处理器208分离的模块。该模块可在硬件、软件、固件、或其任意组合中实现。取决于具体设计约束，该算法可被集成到移动设备102里的任意实体内，或跨移动设备102中的多重实体分布。

出于本领域中所知的某些目的，来自接入点的信号强度可在移动设备102处用收到信号强度指标(RSSI)块216来测量。此RSSI最有可能是反馈给无线LAN收发机204以供自动增益控制之用的现有信号的强度的测量，因此可不增加移动设备102的电路复杂性地被提供给处理器208。替换地，无线电连接的质量可从信标来确定。由于信标是先验已知的扩频信号，因此该信标的副本可被存储在移动设备102处的存储器211中。可藉由本领域中公知的手段将已解调的信标与存储在存储器中的这一副本信标一起用来估计所发射的信标的能量。

回到先前提及的指纹，移动设备102还包括处理器208可执行以创建多重指纹并将不同指纹与彼此比对的算法。例如，使用小键盘212，移动设备102的用户就可选择使移动设备102创建当前指纹并将该指纹存储在存储器211中的键。如果在此指纹被创建之际，该移动设备是连接到一无线LAN，则所存储的指纹将与该无线LAN接入点相关联。另外，该指纹也可在周期性基础上或应编程的事件——诸如成功接入、以合需服务质量成功接入等——而被自动记录。

作为上面的过程的结果，存储器211会包含类似于例如下表地编排的无线LAN搜索表：

上表的第一列是指WAN的WAN ID。WAN ID标识该WAN的系统和网络，在广域无线系统中即称为SID/NID。WAN中的特定基站可由导频偏移、导频信号强度，或如下面讨论的构成指纹的一部分的其他属性来标识。指纹标识移动设备的位置。第二列是指WLAN网络的文本标识符。第三标识符是指无线LAN接入点(也称作BSS)。在此示例性表中在基站A的第一覆盖区域内有三个接入点(A₁，A₂，A₃)。类似地，在基站B的覆盖区域内有两个接入点。当然，在由任意WANID覆盖的区域内可以有多得多的无线LAN，但是移动设备的用户可能因为那些接入点与该用户不被允许接入的无线LAN相关联而对它们不感兴趣。相应地，上表可仅仅包括该用户通常连接到的那些接入点的指纹。

其余这两列包括构成指纹本身的那些值。在此示例表中，接入点A₁、A₂和A₃的指纹包括强度和相位信息两者。但是，接入点B₁和B₂的指纹仅包括信号强度信息。还注意到尽管此表中的每一指纹是由长度为n的矢量来注记，但是该矢量的非空分量可能少于n。亦即，有若干个值可能为空，因而指纹比对被限制于那些非空的矢量分量。在工作中，移动设备可从休眠或空载模式苏醒并对其当前位置计算指纹再将其与上表中列4和5中的信息比对。移动设备通常将指纹匹配限定于与自己当前向其注册的WAN ID相对应的条目。由此，当已向WAN ID A注册时，仅使用上表中与WAN ID A相关联的指纹来作匹配。指纹创建和比对也可在进行中的呼叫期间发生。基于此比对，移动设备可确定有一SSID和BSSID在列1和2中指示的接入点接近到足可搜索其信标信号；否则它可返回空载模式而不必费事搜索无线LAN信标信号。

上表本质上是示例性的并且既没有描述可用来表征指纹的所有可能的信息也没有描述WAN ID相对于接入点ID的所有不同组合。例如，由于大多数区域被各自具有其自己的WAN ID(SID/NID)的多重WAN服务供应商覆盖，因此一个接入点的条目可能出现多次，每一个与不同WAN ID相关联并且有各自的签名。除了上面描绘的表以外，可采用单独的表(或可能采用原始表中的外加条目来存储关于响应接入点(即，BSS ID)的信息。例如，无线LAN接入点通常被配置成在一特定频带中一特定信道上工作。此表可包含该接入点的工作信息从而使得移动设备能利用其来搜索信标信号，而不是要求移动设备搜索遍历不同的可能组合。其他关于接入点的信息可包括其能力，诸如安全性、服务质量、吞吐量、及连网信息。

参考图3A的流程图来对指纹表的创建作说明。在步骤302，移动设备连接到无线LAN。在无从获益于任何预存的指纹的情况下，移动设备用典型方式来扫描WLAN接入点。一旦移动设备已与该接入点连接，用户就可在步骤304信令该设备捕捉当前指纹。此步骤通常可以是用户发起的，因为用户可能仅仅想要某些无线LAN——诸如用户通常预订或连接的那些无线LAN——被存储在指纹数据库中。但是，指纹的创建也可由移动设备作为在连接到无线LAN时执行的这许多个步骤之一来自动发起。

在步骤306，移动设备捕捉构成指纹的那些属性的值，并且在步骤308，该设备将此指纹存储在数据库中。将当前连接到的无线LAN的属性也随此指纹一起存储将是有利的。

当前指纹与已存指纹的比对可用各种方式来执行而不会脱离本公开的范围。下面说明一种特定技术。但是，许多替换的但功能上等效的技术也可被采用。

构成指纹的属性可能具有变化(甚至对于同一位置也会变化)或难以高准确度地测量的值。由此，指纹之间的比对不应依赖于确切重复性作为确定匹配的测试。类似地，区域140可能会反映出以假警报为代价来赋予早些检测到接入点更高的重要性的操作决策。换言之，如果区域140被选择成比区域114大得多，则移动设备102会在其还没有处于区域114内之时就确定自己应搜索信标信号(即，假警报)。但是，如果区域140被选择成接近拟合区域114，则将会有移动设备应当在搜索信标信号但指纹匹配算法尚未指令其作搜索的情况。

为应对指纹的此类可变性，定义一有助于控制确定指纹是否匹配已存指纹的“偏离”量。

上表包括信号强度的偏离值以及指纹的相位部分单独的偏离值。将关于图3B的流程图来解释这些值的使用。在步骤320，移动设备苏醒或者被控制以捕捉其当前位置的指纹。接续指纹的信号强度有一矢量且相位有一矢量的示例，采集一对矢量x₁，...，x_n和y₁，...，y_n。

在步骤322，检查当前WAN ID并确定与该WAN ID相关联的接入点的表条目。通过在数据库中搜索可观察导频的标识符，进一步的搜索优化是可能实现的。对于CDMA网络，搜索判据可以是可观察导频的PN相位偏移。接下来在步骤324将这些接入点各自的指纹与当前指纹比对以确定是否有匹配。在算法上，此比对和确定如下执行：

对于i＝1到n：

确定是否|x_i-s_i(·)|＜d_i(·)

确定是否|y_i-p_i(·)|＜q_i(·)

由此，偏离值d和q可用来选择当前指纹(x和y矢量)必须匹配已存指纹(s和p矢量)到多少接近的程度。这些偏离值越大，这些值之差就可越大但仍有匹配。

如果在步骤324有匹配，则在步骤326可作出确定给定接入点的所有差分(例如，|x_i-s_i(·)|以及|y_i-p_i(·)|)之和是否也落在各自的阈值(例如X和Y)之下的可任选比对。此外加的测试可有助于捕捉到个体差分可能显示匹配但当总体地考虑指纹时可以确定没有匹配的某些情景。

如果步骤324和326中的测试对上表中一无线LAN接入点是满足的，则移动设备被控制以搜索该接入点的信标信号。如果在步骤324或326没有匹配，则移动设备继续寻找另一BSS ID的另一指纹上的匹配。在可能有一个以上接入点指纹匹配当前位置指纹的情况下，则可作出差分的大小、或差分之和、或其他某种确定来选择其指纹最接近匹配当前指纹的那个接入点。在这种多重匹配的情形中，当移动设备扫描WLAN接入点时，它可定位一个或多个接入点。

图4描绘了一种优化指纹条目的示例性方法的流程图。在步骤402，移动设备在搜索并捕获信标信号之后，如本领域中已知地连接到无线LAN的接入点。该接入点具有被用作其BSS ID的MAC地址。也可使用其他标识元来区分不同接入点；但是，BSS ID是便利的值。由此在步骤404，移动设备确定其所连接到的接入点在指纹表中是否有条目。如果没有，则可生成当前指纹(参见图3A)并在步骤406将其存储。如果该接入点已有指纹条目存在，则在步骤408可利用当前指纹来优化已存指纹。作为此优化过程的一部分，在步骤410偏离值——若有——也可被优化。

此优化过程利用当前指纹来修正已存指纹，以使得该已存指纹不是单纯代表第一次找到该接入点时的情况，而是实际上代之以受益于在多次找到该接入点期间测得的值。可参考信号强度参数来描述这样一种优化的一个示例，但是其同样很好地适用于相位参数或是任何其他用来创建指纹的属性。根据本方法，指纹被更新次数的记录也被维护。在本例中，接入点A₁的指纹第K次被更新。该指纹包括矢量s₁(A₁)...s_n(A₁)，并且当前指纹包括矢量x₁，...，x_n。此s矢量的每一个值根据下式来更新：

新的s_i＝[(K-1)(老的s_i)+x_i]/K

这种类型的游动平均优化本质上仅仅是示例性的，并且有许多能用来优化指纹值的可接受的数学技术而不会脱离本公开的范围。对指纹的优化也可通过作为改变现有值的替代或补充向指纹加入新属性(例如，可测量导频信号的数目)的值来达成。

偏离值也可被优化。例如，初始偏离值可以是默认值。诸如举例而言10dB(关于信号强度)，或者偏离的默认值可以是可变的，诸如指纹值的5％。在本例中，测得的x与s矢量之间的偏离矢量是矢量m₁，...，m_n。新的偏离值d_i由MAX[(前一d_i)，m_i，(默认

)]来计算。

在上面这些示例中，移动设备生成指纹并存储在指纹数据库中。但是，这些指纹中的一些或全部可被替换地存储在广域无线通信网络中更上游的某处，诸如可由MSC 110访问的数据库111等。在此情况下，可降低对移动设备的处理要求和存储要求。在工作中，移动设备将创建当前指纹，并将该指纹传送给MSC(或可能传送给BSC——若数据库在那里)。MSC然后将执行指纹比对并指令移动设备是否要搜索接入点信标信号。在此编排下，MSC可接收来自多个移动设备的指纹，并且其可用接入点的数据库要比在单个移动设备中可找到的大得多。替换地，可为广域无线通信网络的每一用户创建个人化的指纹数据库并将其存储在其本区系统处。

结合本文中公开的实施例描述的各个说明性逻辑框、模块、电路、元件、和/或组件可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或其他可编程逻辑组件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或其设计成执行本文中描述的功能的任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器也可被实现为计算组件的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。存储介质可被耦合到处理器以使该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可集成到处理器。

上面的说明提供某些示例性方面和实施例。对这些实施例和方面的各种修改落在本公开的范围之内，并且本文中定义的普适原理可被应用于其他实施例。由此，所附权利要求并非旨在被限定于本文中所示出的这些实施例，而是应被授予与语言表达的权利要求一致的完整范围，在其中对一要素的单数形式的引述并非意图表示“有且仅有一个”，除非明确如此陈述，而是确切地应为“一个或多个”。对于贯穿本公开描述的各个实施例的要素，本领域普通技术人员已知或今后将为其所知的所有结构和功能等效被明确地援引纳入于此，并且旨在为所附权利要求涵盖。此外，本文中公开的内容当中没有任何内容是意图贡献给公众的，无论此类公开是否在所附权利要求中显性地叙述。没有任何权利要求要素要在35 U.S.C.§112第六段的规定下理解，除非此要素是使用短语“用于……的装置”来明确地叙述的，或者在方法权利要求的情形中该要素是使用短语“用于……的步骤”来叙述的。

Claims (20)

1.一种无线通信设备，包括：

存储器，其被配置成存储第一通信网络的指纹；以及

处理器，其被配置成当所述无线通信设备在所述第一通信网络附近时通过捕捉由第二通信网络发送的至少一个参考信号的至少一个属性的值来创建所述第一通信网络的指纹；以及基于存储在所述存储器中的所述指纹和接收自所述第二通信网络的一个或多个参考信号来确定所述无线通信设备当前是否在所述第一通信网络附近。

2.如权利要求1所述的无线通信设备，其特征在于，所述处理器被进一步配置成通过使用来自所述第二通信网络的所述一个或多个参考信号创建所述无线通信设备的指纹、并将所述无线通信设备的指纹与存储在所述存储器中的指纹作比对来确定所述无线通信设备是否在所述第一通信网络附近。

3.如权利要求1所述的无线通信设备，其特征在于，所述处理器被进一步配置成利用来自所述一个或多个参考信号的相对相位信息来确定所述无线通信设备是否在所述第一通信网络附近。

4.如权利要求1所述的无线通信设备，其特征在于，所述处理器被进一步配置成利用所述一个或多个参考信号的相对信号强度来确定所述无线通信设备是否在所述第一通信网络附近。

5.如权利要求1所述的无线通信设备，其特征在于，一个或多个参考信号包括导频信号。

6.一种无线通信设备，包括：

存储器，其被配置成存储散布遍及一WAN的多个无线LAN中的每一无线LAN的指纹；以及

处理器，其被配置成当所述无线通信设备在每一无线LAN附近时通过捕捉由所述WAN发送的至少一个参考信号的至少一个属性的值来创建所述无线LAN的指纹；以及基于存储在所述存储器中的所述指纹以及来自所述WAN的一个或多个参考信号来确定所述无线通信设备当前是否在所述多个无线LAN之一附近。

7.如权利要求6所述的无线通信设备，其特征在于，所述处理器被进一步配置成通过使用来自所述WAN的所述一个或多个参考信号创建所述无线通信设备的指纹、并将所述无线通信设备的指纹与存储在所述存储器中的所述多个无线LAN中所述之一的指纹作比对来确定所述无线通信设备是否在所述多个无线LAN中的所述之一附近。

8.如权利要求6所述的无线通信设备，其特征在于，所述处理器被进一步配置成利用来自所述一个或多个参考信号的相对相位信息来确定所述无线通信设备是否在所述多个无线LAN中所述之一附近。

9.如权利要求6所述的无线通信设备，其特征在于，所述处理器被进一步配置成利用所述一个或多个参考信号的相对信号强度来确定所述无线通信设备是否在所述多个无线LAN中所述之一附近。

10.如权利要求6所述的无线通信设备，其特征在于，所述一个或多个参考信号包括导频信号。

11.一种用于执行用于无线通信设备的通信方法的设备，包括：

用于当所述无线通信设备在第一通信网络附近时通过捕捉由第二通信网络发送的至少一个参考信号的至少一个属性的值来创建所述第一通信网络的指纹的装置；

用于在存储器中存储所述指纹的装置；

用于处理接收自所述第二通信网络的一个或多个参考信号的装置；以及

用于基于从存储在所述存储器中的所述指纹以及来自所述第二通信网络的所述一个或多个参考信号来确定无线通信设备当前是否在所述第一通信网络附近的装置。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述用于确定无线通信设备当前是否在第一通信网络附近的装置进一步包括：用于使用来自所述第二通信网络的所述一个或多个参考信号创建所述无线通信设备的指纹，以及将所述无线通信设备的指纹与存储在所述存储器中的指纹作比对的装置。

13.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括用于通过在搜索期间检测所述第一通信网络、使用来自所述第二通信网络的所述一个或多个参考信号来建立所述第一通信网络的指纹、并将所述指纹存储在所述存储器中来创建所述指纹的装置。

14.一种用于无线通信设备的通信方法，包括：

当所述无线通信设备在第一通信网络附近时通过捕捉由第二通信网络发送的至少一个参考信号的至少一个属性的值来创建所述第一通信网络的指纹；

在存储器中存储所述指纹；

接收来自所述第二通信网络的一个或多个参考信号；以及

基于存储在所述存储器中的所述指纹以及来自所述第二通信网络的所述一个或多个参考信号来确定所述无线通信设备是否在所述第一通信网络附近。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述确定无线通信设备是否在第一通信网络附近进一步包括：使用来自所述第二通信网络的所述一个或多个参考信号来创建所述无线通信设备的指纹、并将所述无线通信设备的指纹与存储在所述存储器中的指纹作比对。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，进一步包括通过在搜索期间检测所述第一通信网络、使用来自所述第二通信网络的所述一个或多个参考信号来建立所述第一通信网络的指纹、并将所述指纹存储在所述存储器中来创建所述指纹。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述一个或多个参考信号包括导频信号。

18.一种无线通信设备，包括：

用于当所述无线通信设备在第一通信网络附近时通过捕捉由第二通信网络发送的至少一个参考信号的至少一个属性的值来创建所述第一通信网络的指纹的装置；

用于存储所述指纹的装置；以及

用于基于存储在所述存储其中的指纹以及从所述第二通信网络接收的一个或多个参考信号来确定所述无线通信设备当前是否在所述第一通信网络附近的装置。

19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，所述一个或多个参考信号包括导频信号。

20.如权利要求18所述的设备，其特征在于，所述用于确定的装置包括用于使用来自所述第二通信网络的所述一个或多个参考信号来创建所述无线通信设备的指纹、并将所述无线通信设备的指纹与存储在所述存储器中的指纹作比对的装置。

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