CN103503493A - 确定设备的范围内接近度 - Google Patents

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Abstract

提供了用于在支持无线的通信环境内确定客户端节点的接近度的设备和方法。第一客户端节点包括数据库，所述数据库包含：与多个无线网络接入节点关联的标识数据以及与所述客户端节点和多个第二客户端节点关联的指纹数据。当指纹信息被更新时，由第一客户端节点进行处理，以识别具有匹配或类似指纹信息的第二客户端节点。具有匹配或类似指纹信息的第二客户端节点被确定为在可行的设备到设备(D2D)通信范围内。

Description

确定设备的范围内接近度
相关申请的交叉引用
与本申请同日提交的标题为“Inter-Device Session ConnectivityEnhancement”，发明人为Robert Novak、David Steer和Dongsheng Yu，代理人案号为No.37818-WO-PCT的PCT专利申请描述了示例性方法和系统，并且以全文引用的方式将其并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及通信系统及其操作方法。在一个方案中，本发明涉及用于在支持无线的通信环境内确定客户端节点的接近度的设备和方法。
背景技术
近些年，使用移动设备来进行个人间的通信以及访问各种各样的信息已经变得日益流行。通常，移动设备的用户大规模地与关注的社区通信。在许多情形下，在通信时社区成员彼此接近并不是罕见的。
但是，传统的无线通信技术通常通过基站或接入点来路由两个移动设备之间的通信流，即使这两个移动设备在接近也是如此。由于在移动设备能够彼此直接通信的情况下，一个用于接入链路的无线电信道已经足够时，该方案消耗两个用于接入链路的无线电信道，因此该方案是对网络资源的浪费。
然而，存在与发起支持设备到设备(D2)通信会话的本地设备间链路关联的问题。例如，移动设备当前无法知道它们是否彼此靠近到足以实施直接的设备间的通信链路。此外，如果设备在大楼内或者在不能够接收用于定位移动设备的常见定位系统(诸如全球定位系统(GPS))的信号的其他建筑物内，则特别难以确定移动设备的接近度。
附图说明
当结合下面的附图考虑下面的具体实施方式时，可以理解本发明并且获得本发明的大量目标、特征和优点，在附图中：
图1描绘了可以在其中实现本发明的示例性系统；
图2示出了包括客户端节点的实施例在内的支持无线的通信环境；
图3是包括数字信号处理器(DSP)的示例性客户端节点的简化框图；
图4是可以由DSP实现的软件环境的简化框图；
图5是实现用于在支持无线的通信环境内确定第二客户端节点的接近度的第一客户端节点的简化框图；以及
图6a和6b是由第一客户端节点执行的用于在支持无线的通信环境内确定第二客户端节点的接近度的操作的归纳性流程图。
具体实施方式
提供了用于在支持无线的通信环境内确定客户端节点的接近度的设备和方法。在各种实施例中，第一客户端节点包括数据库，所述数据库包含：与多个无线网络接入节点关联的标识数据以及与所述客户端节点和多个第二客户端节点关联的“指纹”数据。本领域技术人员应该理解：射频(RF)“指纹识别”是通过对其接收信号环境进行表征的唯一“指纹”来识别蜂窝电话的位置的过程。相应地，RF指纹识别已经表现出对于精确地计算在小区的客户端节点的几米内的位置是有效的。
在本公开的各种实施例中，信号指纹信息被更新，并且由第一客户端节点来处理以识别具有匹配或类似指纹信息的第二客户端节点。具有匹配或类似指纹信息的那些第二客户端节点被确定为在可行的设备到设备(D2D)通信范围内。不具有匹配或类似指纹信息的那些第二客户端节点被确定为在可行的D2D通信范围外。
在这些各种实施例中，设备到设备通信(D2D)包括：要求在位于类似本地区域中的客户端节点之间的发送协作的客户端节点配置。这种配置可以包括：客户端节点工作在以下各种情况下：多入多出(MIMO)配置、协作多点(CoMP)配置、干扰控制(IC)、直接的设备到设备通信、以及在客户端节点之间的信息中继。
在这些和其他实施例中，无线电信号测量操作是由第一和第二客户端节点各自执行，以生成与各自的无线网络接入节点关联的无线电信号测量数据。然后，第一和第二客户端节点各自处理与无线接入节点关联的标识数据和无线电信号测量数据，以分别生成它们关联的指纹数据。在这各种实施例中的特定实施例中，还由第一和第二客户端节点处理全球定位系统(GPS)数据和现场图(1ocale map)数据，以识别它们各自的位置。在一个实施例中，标识数据、GPS数据、现场图数据、以及与多个第二客户端节点关联的指纹数据被存储在客户端节点可访问的服务器节点中。在另一实施例中，标识数据、GPS数据、现场图数据、以及与多个第二客户端节点关联的指纹数据是由客户端节点从服务器节点下载并存储在其本地数据库中。
现在将参考附图来详细描述本发明的各种说明性实施例。尽管在下面的描述中阐述了各种细节，但是应该明白可以在无这些具体细节的情况下实现本发明，并且对本文描述的发明做出众多实现特定的决定，以获得发明人的特定目的，诸如服从处理技术或者设计相关的约束，这将随着不同的实现而不同。尽管这种开发努力可能是复杂和费时的，然而仍然是本领域技术人员受益于本公开进行的例行工作。例如，以框图和流程图形式而非细节的形式示出了所选的方面，以避免限制或模糊本发明。另外，本文提供的具体实施方式的一些部分是根据计算机存储器中的算法或对数据的操作来介绍的。本领域技术人员使用这种描述和表示来向本领域其他技术人员描写和传递其工作主旨。
如本文所使用的，术语“组件”、“系统”等旨在指代与计算机相关的实体，其是硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。例如，组件可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行的线程、程序和/或计算机。举例说明，在计算机上运行的应用和计算机本身都可以是组件。一个或多个组件可以驻留在执行进程或线程内，并且组件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或更多个计算机之间。
类似的，如本文所使用的，术语“节点”广泛地指代连接点，诸如通信环境(如网络)的重新分发点或者通信端点。相应地，这种节点指代能够在通信信道上发送、接收或者转发信息的激活的电子设备。这种节点的示例包括：数据电路端接设备(DCE)，诸如调制解调器、集线器、网桥或交换机；以及数据终端设备(DTE)，诸如手持机、打印机或者主机计算机(如路由器、工作站、或者服务器)。局域网(LAN)或广域网(WAN)节点的示例包括计算机、分组交换机、有线电视调制解调器、数据订户线(DSL)调制解调器、以及无线LAN(WLAN)接入点。
互联网或内联网的示例包括通过网际协议(IP)地址来标识的主机计算机、网桥以及WLAN接入点。蜂窝通信中的节点的示例还包括：基站、基站控制器、归属位置寄存器、网关GPRS支持节点(GGSN)以及服务GPRS支持节点(SGSN)。
节点的其他示例包括客户端节点、服务器节点、对等节点、以及接入节点。如本文所使用的，客户端节点可以指代无线设备，诸如移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、手持设备、便携式计算机、平板计算机、以及具有通信能力的类似设备或其他用户设备。这种客户端节点还可以指代移动无线设备，或者反之指代具有类似能力但是通常不便携带的设备，如台式计算机、机顶盒、或者传感器。而且，如本文所使用的，服务器节点可以指代完成其他节点提交的信息处理请求的信息处理设备(例如，主机计算机)或一系列信息处理设备。而且，如本文所使用的，对等节点有时可以用作客户端节点，而另一些时间可以用作服务器节点。在对等网络或重叠网络中，主动路由其他联网设备的数据以及自身的数据的节点可被称为超节点。
如本文所使用的，接入节点指代向客户端节点提供到通信环境的接入的节点。接入节点的示例包括蜂窝网络基站和无线宽带(例如，WiFi、WiMAX等)接入点，其提供对应的小区和WLAN覆盖区域。如本文所使用的，宏小区一般被用于描述传统蜂窝网络小区覆盖区域。这种宏小区通常建立在乡村、沿着高速公路、或者在人口较少的地区。而且，如本文所使用的，微小区指代具有比宏小区的覆盖区域小的覆盖区域的蜂窝网络小区。这种微小区通常用在人口密度大的城市地区。而且，如本文所使用的，微微小区指代比微小区的覆盖区域小的蜂窝网络覆盖区域。微微小区的覆盖区域的示例可以是大的办公室、商场、或者火车站。如本文所使用的，毫微微小区当前指代最小的常见接受的蜂窝网络覆盖区域。作为示例，毫微微小区的覆盖区域对于家庭或小办公室是足够的。
一般而言，小于2千米的覆盖区域通常对应于微小区，等于或小于200米的覆盖区域通常对应于微微小区，以及在10米量级的覆盖区域对应于毫微微小区。而且，如本文所使用的，与和宏小区关联的接入节点通信的客户端节点被称为“宏小区客户端”。而且，与和微小区、微微小区或毫微微小区关联的接入节点通信的客户端节点分别被称为“微小区客户端”、“微微小区客户端”或者“毫微微小区客户端”。
如本文所使用的，术语“制品”(或者可替换地“计算机程序产品”)旨在涵盖可从任意计算机可读设备或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括但不限于磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带等)、光盘(如压缩光盘(CD)或数字多功能光盘(DVD)等)、智能卡和闪存设备(例如，卡、棒等)。
本文使用“示例性”一词来表示用作示例、实例或例证。本文描述为“示例性”的任意方案或设计不一定被理解为比其它方案或设计更优选或更具优势。本领域技术人员将认识到，可以在不偏离要求保护的主题的范围、精神或意图的情况下对该配置做出多种修改。此外，所公开的主题可以被实现为系统、方法、装置或制品，其使用标准的编程和工程技术产生软件、固件、硬件或其任意组合，以控制计算机或基于处理器的设备来实现本文详细描述的方案。
图1示出了适合于执行本文公开的一个或多个实施例的系统100的示例。在各个实施例中，系统100包括处理器110(其可以称作中央处理单元(CPU)或数字信号处理器(DSP))、网络连接设备120、随机存取存储器(RAM)130、只读存储器(ROM)140、辅助存储设备150和输入/输出(I/O)设备160。在一些实施例中，这些组件中的一些可以不存在，或者可以通过各种组合方式来将这些组件中的一些彼此组合或者与未示出的其它组件进行组合。这些组件可以位于单个物理实体中，或者位于多于一个的物理实体中。本文描述为由处理器110进行的任何动作可以由处理器110单独进行，或者可以由处理器110联合图1中所示出的或未示出的一个或多个组件来进行。
处理器110执行它可以从网络连接设备120、RAM130或ROM140访问的指令、代码、计算机程序或脚本。虽然仅示出了一个处理器110，但是可以存在多个处理器。因此，虽然将这些指令作为由处理器110执行的来进行讨论，但是这些指令可以由实现为一个或多个CPU芯片的一个或多个处理器110来同时执行、连续地执行或者以其它方式执行。
在各个实施例中，网络连接设备120可以采取以下形式：调制解调器、调制解调器组、以太网设备、通用串行总线(USB)接口设备、串行接口、令牌网设备、光纤分布式数据接口(FDDI)设备、无线局域网(WLAN)设备、无线电收发机设备(例如，码分多址接入(CDMA)设备、全球移动通信系统(GSM)无线电收发机设备)、微波接入的全球可互操作性(WiMAX)设备和/或用于连接到包括诸如蓝牙之类的个域网(PAN)在内的网络的其它公知的设备。这些网络连接设备120可以使处理器110能够与以下各项进行通信：互联网或者一个或多个电信网络或者处理器110可以从其接收信息或者处理器110可以向其输出信息的其它网络。
网络连接设备120还可以能够以电磁波(例如，射频信号或微波频率信号)的形式无线地发送或接收数据。由网络连接设备120发送或接收的信息可以包括已经由处理器110处理的数据或者将由处理器110执行的指令。可以根据对于处理或生成数据或者发送或接收数据而言期望的不同的序列来对数据进行排序。
在各个实施例中，RAM130可以用于存储易失性数据和由处理器110执行的指令。图1中所示的ROM140可以用于存储指令并且可以存储在执行指令期间读取的数据。与对辅助存储设备150进行访问相比，对RAM130和ROM140二者进行访问通常更快。辅助存储设备150通常由一个或多个盘驱动器或带驱动器组成，并且可以用于对数据进行非易失性存储，或者如果RAM130不足以容纳所有工作的数据，则辅助存储设备150可以用作溢出数据存储设备。辅助存储设备150可以用于存储当选择了要执行的程序时而被加载至RAM130中的程序。I/O设备160可以包括液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、投影仪、电视、触摸屏显示器、键盘、键区、开关、拨号盘、鼠标、轨迹球、语音识别器、读卡器、纸带阅读器、打印机、视频监控器或者其它公知的输入/输出设备。
图2示出了包括如本发明的实施例中实现的客户端节点的实施例在内的支持无线的通信环境。虽然将客户端节点202示出为移动电话，但是客户端节点202可以具有多种形式，其包括：无线手持机、寻呼机、个人数字助理(PDA)。在各种实施例中，客户端节点202还可以包括便携式计算机、平板电脑、膝上型计算机、或者用于完成数据通信操作的任意计算设备。很多适合的设备组合了这些功能中的一些或全部。在一些实施例中，客户端节点202不是诸如便携式计算机、膝上型计算机或平板电脑等的通用计算设备，而是诸如安装在车辆中的电信设备等专用通信设备。同样地，客户端节点202可以是具有类似的功能但不是便携式的设备(例如，台式电脑、机顶盒或网络节点)，包括这样的设备，或者可以被包含在这样的设备中。在这些实施例和其它实施例中，客户端节点202可以支持专门的活动，例如，游戏、库存控制、工作控制、任务管理功能等等。
在各个实施例中，客户端节点202包括显示器204。在这些和其他实施例中，客户端节点202还可以包括触敏表面、键盘或通常由用户用于输入的其它输入键206。该输入键206还可以是全字母数字键盘或者简化的字母数字键盘(例如，QWERTY、Dvorak、AZERTY和顺序键盘型)，或者具有与电话键区相关联的字母的传统数字键区。同样地，该输入键206可以包括滚轮、退出键或换码键、轨迹球和可以被向内按压以提供其他输入功能的其它导航键或功能键。同样地，客户端节点202可以呈现用于使用户选择的选项、用于使用户致动的控制以及用于使用户引导的光标或其它指示符。
客户端节点202还可以接受来自用户的数据输入，其包括要拨打的号码或者用于配置客户端节点202的操作的各个参数值。客户端节点202可以响应于用户命令来进一步执行一个或多个软件或固件应用。这些应用可以将客户端节点202配置为响应于用户交互来执行各种定制的功能。此外，可以例如从无线网络接入节点‘A’210到‘n’216(如基站)、服务器节点224(如主机计算机)、或对等客户端节点202，通过空中下载技术(OTA)对客户端节点202进行编程或配置。
可以由客户端节点202执行的各种应用可以包括使显示器204能够显示网页的Web浏览器。可以通过与无线网络220的无线连接从服务器节点224获得网页。而且，可以通过到无线网络220或任何其他无线通信网络或系统的连接，从对等客户端节点202或者其他系统获得网页。在各种实施例中，无线网络220包括多个无线子网(例如，具有对应覆盖区域的小区)‘A’212到‘n’218。在这些和其他实施例中，客户端节点202发送和接收通信信号，该通信信号分别是向无线网络节点‘A’210到‘n’216传送的，以及经由无线网络天线‘A’208到‘n’214(例如，小区塔)从无线网络节点‘A’210到‘n’216发送的。继而，无线网络接入节点‘A’210到‘n’216使用该通信信号来建立与客户端节点202的无线通信会话。继而，无线网络节点‘A’210到‘n’216分别耦合到无线子网‘A’212到‘n’218，该无线子网‘A’212到‘n’218连接到无线网络220。
在各个实施例中，无线网络220耦合到诸如互联网等的物理网络222。客户端节点202经由无线网络220和物理网络222，可以访问诸如服务器节点224之类的主机上的信息。在这些和其他实施例中，服务器节点224可以提供可以在显示器204上显示的内容。可替换地，客户端节点202可以通过对等客户端节点202来接入无线网络220，其中，对等客户端节点202在中继类型或跳变类型的连接中用作中间设备。备选地，客户端节点220捆绑到连接到无线网络212的捆绑设备，并且从该捆绑设备获得其数据。本领域技术人员将认识到，很多这种实施例是可以的，并且前述内容并不旨在限制本发明的精神、范围或意图。
图3描绘了根据本发明实施例的利用数字信号处理器(DSP)实现的示例性客户端节点的框图。虽然描绘了客户端节点202的各个组件，但是客户端节点202的各个实施例可以包括所列出的组件的子集以及额外的未列出的组件。如图3所示，客户端节点202包括DSP302和存储器304。如图所示，客户端节点202还可以包括天线和前端单元306、射频(RF)收发机308、模拟基带处理单元310、麦克风312、耳机扬声器314、头戴式耳机插口316、总线318(诸如系统总线或输入/输出(I/O)接口总线)、可移除存储卡320、通用串行总线(USB)端口322、短距无线通信子系统324、警报326、键区328、可以包括触敏表面的液晶显示器(LCD)330、LCD控制器332、电容耦合器件(CCD)照相机334、照相机控制器336和全球定位系统(GPS)传感器338以及用于耦合到电源存储单元(如电池342)的电源管理模块340。在各个实施例中，客户端节点202可以包括未提供触敏屏幕的另一种显示器。在一个实施例中，DSP302可以在不经过输入/输出接口318的情况下与存储器304直接通信。
在各个实施例中，DSP302或者某种其它形式的控制器或中央处理单元(CPU)进行操作以根据存储在存储器304中或者存储在DSP302自身中包含的存储器中的嵌入的软件或固件来控制客户端节点202的各个组件。除了嵌入的软件或固件以外，DSP302还可以执行存储在存储器304中的或者经由信息载体介质(例如，诸如可移除存储卡320等的便携式数据存储介质)或者经由有线或无线网络通信而使得可用的其它应用。应用软件可以包括经编译的一组机器可读指令，这些指令将DSP302配置为提供期望的功能，或者应用软件可以是将由解释器或编译器处理以间接配置DSP302的高级软件指令。
可以提供天线和前端单元306以在无线信号与电信号之间进行转换，从而使客户端节点202能够发送和接收来自蜂窝网络或者某个其它可用的无线通信网络的信息或者来自对等客户端节点202的信息。在一个实施例中，天线和前端单元106可以包括多个天线以支持波束成型和/或多入多出(MIMO)操作。如本领域技术人员所公知的，MIMO操作可以提供空间分集，空间分集可以用于克服困难的信道条件或者增加信道吞吐量。同样地，天线和前端单元306可以包括天线调谐或阻抗匹配组件、RF功率放大器或低噪声放大器。
在各个实施例中，RF收发机308提供频移、将接收的RF信号转换到基带并且将基带发射信号转换到RF。在一些描述中，无线电收发机或RF收发机可以被理解为包括其它信号处理功能，例如，调制/解调、编码/解码、交织/解交织、扩频/解扩、逆快速傅立叶变换(IFFT)/快速傅立叶变换(FFT)、循环前缀添加/移除和其它信号处理功能。为了清楚起见，这里的描述将对该信号处理的描述与RF和/或无线电级分开，并且在概念上将该信号处理分配给模拟基带处理单元310或DSP302或其它中央处理单元。在一些实施例中，可以在一个或多个处理单元和/或专用集成电路(ASIC)中合并RF收发机108、天线和前端306的各个部分以及模拟基带处理单元310。
模拟基带处理单元310可以提供对输入和输出的各种模拟处理，例如对来自麦克风312和头戴式耳机316的输入和去往耳机314和头戴式耳机316的输出的模拟处理。为此，模拟基带处理单元310可以具有用于连接至使客户端节点202能够用作手机的内置麦克风312和耳机扬声器314的端口。模拟基带处理单元310还可以包括用于连接至头戴式耳机或其它免提麦克风和扬声器配置的端口。模拟基带处理单元310可以在一个信号方向上提供数模转换并且在相反信号方向上提供模数转换。在各种实施例中，模拟基带处理单元310的功能中的至少一些可以由数字处理组件(例如由DSP302或由其它中央处理单元)提供。
DSP302可以执行调制/解调、编码/解码、交织/解交织、扩频/解扩、逆快速傅立叶变换(IFFT)/快速傅立叶变换(FFT)、循环前缀添加/移除以及与无线通信相关联的其它信号处理功能。在一个实施例中，例如在码分多址(CDMA)技术应用中，对于发射机功能，DSP302可以执行调制、编码、交织和扩频，而对于接收机功能，DSP302可以执行解扩、解交织、解码和解调。在另一实施例中，例如在正交频分复用接入(OFDMA)技术应用中，对于发射机功能，DSP302可以执行调制、编码、交织、逆快速傅立叶变换和循环前缀添加，而对于接收机功能，DSP302可以执行循环前缀移除、快速傅立叶变换、解交织、解码和解调。在其它无线技术应用中，可以由DSP302执行其它信号处理功能以及信号处理功能的组合。
DSP302可以经由模拟基带处理单元310与无线网络通信。在一些实施例中，通信可以提供互联网连接，从而使用户能够访问互联网上的内容并且发送和接收电子邮件或文本消息。输入/输出接口318将DSP302和各种存储器和接口互连。存储器304和可移除存储卡320可以提供软件和数据，以配置DSP302的操作。接口可以包括USB接口322和短距无线通信子系统324。USB接口322可以用于为客户端节点202充电，并且还可以使客户端节点202能够用作外围设备，以与个人计算机或其它计算机系统交换信息。短距无线通信子系统324可以包括红外线接口、蓝牙接口、符合IEEE802.11的无线接口或可以使客户端节点202能够与其它附近的客户端节点和接入节点进行无线通信的任意其它短距无线通信子系统。
输入/输出接口318可以进一步将DSP302与警报326连接，其中，当触发警报326时，该警报326使客户端节点202例如通过响铃、播放旋律或振动向用户提供通知。警报326可以用作用于通过无声振动或通过针对特定呼叫方播放专门预先指派的旋律来警告用户存在各种事件(如，呼入呼叫、新文本消息以及约会提醒)中的任意一个事件的机制。
键区328经由I/O接口318耦合至DSP302以提供一种使用户进行选择、输入信息并且以其它方式向客户端节点202提供输入的机制。键盘328可以是全字母数字键盘或者简化的字母数字键盘(例如，QWERTY、Dvorak、AZERTY和顺序键盘型)，或者具有与电话键区相关联的字母的传统数字键区。同样地，输入键可以包括滚轮、退出键或换码键、轨迹球和可以被向内按压以提供其它的输入功能的其它导航键或功能键。另一输入机制可以是LCD330，LCD330可以包括触摸屏能力并且还向用户显示文本和/或图形。LCD控制器332将DSP302耦合至LCD330。
CCD照相机334(如果装备有的话)使客户端节点202能够拍摄数字照片。DSP302经由照相机控制器336与CCD照相机334通信。在另一实施例中，可以使用根据除了电荷耦合器件照相机以外的技术操作的照相机。GPS传感器338耦合至DSP302以对全球定位系统的信号进行解码，从而使客户端节点202能够确定其位置。还可以包括各种其它外围设备，以提供额外的功能，例如无线电接收和电视接收。
图4示出了可由数字信号处理器(DSP)执行的软件环境402。在该实施例中，图3中示出的DSP302执行操作系统驱动程序404，操作系统驱动程序404提供其余软件通过其操作的平台。操作系统驱动程序404还向客户端节点202的硬件提供可由应用软件访问的标准接口(例如，驱动程序)。操作系统驱动程序404还包括：应用管理服务(AMS)406，其在客户端节点202上运行的应用之间传递控制。图4中还示出了Web浏览器应用408、媒体播放器应用410和Java小应用412。Web浏览器应用408将客户端节点202配置为用作Web浏览器，从而允许用户将信息输入表单并且选择用于取回和浏览网页的链接。媒体播放器应用410将客户端节点202配置为取回和播放音频或视听媒体。Java小应用412将客户端节点202配置为提供游戏、实用工具和其它功能。
在各种实施例中，短距无线通信子系统324结合图3中示出的客户端节点202的DSP302和其他单元被实现用于确定两个客户端节点202之间的接近度。在这些和其他实施例中，客户端节点202的前述单元受范围内测量和分析模块416的控制，该范围内测量和分析模块416选择要测量的信道，记录结果，然后执行分析操作，以确定两个移动设备的范围内接近度。来自无线接入节点(AN)ID、GPS、现场图和从其他客户端节点接收的无线电信号指纹的数据库的信息(本文中将对此进行更详细的描述)可以由AN ID、GPS、现场图和指纹数据管理模块418来管理，以便提供给范围内测量和分析模块416。在各种实施例中，图2中所示的客户端节点202、无线网络节点‘A’210到‘n’216、以及服务器节点224还可以包括能够执行与上述动作有关的指令的处理组件。
图4是根据本发明实施例实现的用于在支持无线的通信环境内确定第二客户端节点的接近度的第一客户端节点的简化框图。在各种实施例中，客户端节点(例如，移动设备)当处于不允许接收传统导航信号(如卫星GPS)的场所中时，自动确定其他客户端节点的范围内接近度。在这些和其他实施例中，在客户端节点中实现范围内测量和分析模块416，以检测和测量其当前位置的无线电信号环境的各种方面。然后通过将这些测量与来自已知是与该客户端节点相对接近的其他客户端节点的测量进行比较来分析这些测量。测量到相同或类似的无线电环境的无线电信号指纹的客户端节点被确定为在彼此接近得足够进行设备到设备(D2D)通信。范围内测量和分析模块416可以使用由AN ID、现场图和指纹管理模块418所管理的信息。在这各种实施例中，现场图和指纹管理模块418管理针对与其他客户端节点关联的指纹进行的跟踪和更新。
图5是支持无线的通信环境和网络的简化框图，在该支持无线的通信环境和网络中根据本发明实施例实现的第一客户端节点进行操作以确定第二客户端节点的接近度。在该实施例中，基于网际协议(IP)的服务网络520，诸如互联网，包括无线网络接入节点数据服务器526，无线网络接入节点数据服务器526还包括无线接入节点ID、GPS、现场图和客户端节点指纹数据的仓库528。基于IP的服务网络520还包括卫星地面站522，卫星地面站522用于发起和后续执行与通信卫星524的通信会话。继而，通信卫星524用于发起和后续执行与客户端节点(如客户端节点‘x’530)的通信会话。
如图5中所示，基于IP的服务网络520与移动无线接入网络502(如蜂窝网络)互连，并且与固定无线接入网络512(如基于IEEE8021.11x或IEEE802.16x技术的网络)互连。还如图5中所示，移动无线接入网络502包括移动无线接入节点‘A’504和‘B’508，移动无线接入节点‘A’504和‘B’508彼此互连，并且具有各自的移动无线覆盖区域‘A’506和‘B’510。如图5中所示，客户端节点‘x’530和‘y’532能够在移动无线覆盖区域‘A’506内通过移动无线接入节点‘A’504发起和后续执行移动无线通信会话。而且，客户端节点‘z’534能够在移动无线覆盖区域‘B’510内通过移动无线接入节点‘B’508发起和后续执行移动无线通信会话。还如图5中所示，固定无线接入网络512包括固定无线接入节点‘1’514、‘2’516和‘3’518，固定无线接入节点‘1’514、‘2’516和‘3’518都彼此互连并且还连接到基于IP的服务网络520。如图5中所示，固定无线接入节点‘1’514和‘3’518分别驻留在移动无线覆盖区域‘A’506和‘B’510内。
客户端节点‘x’530和‘y’532(其也驻留在移动无线覆盖区域‘A’506内)分别能够通过固定无线接入节点‘1’514发起和后续执行固定无线通信会话。客户端节点‘z’534(其也驻留在移动无线覆盖区域‘B’510内)能够通过固定无线接入节点‘3’518发起和后续执行固定无线通信会话。而且，固定无线接入节点‘2’516驻留在移动无线覆盖区域‘A’506和‘B’510的相交处。因此，如图5所示，客户端节点‘x’530和‘z’534都能够通过固定无线接入节点‘2’516发起和后续执行固定无线通信会话。还如图5中所示，客户端节点530、532和534中的每一个分别包括其自己的无线接入节点ID、GPS、现场图和客户端节点指纹数据的仓库540、542和544。
现在参考图5，客户端节点‘x’530使用其无线电接收机来扫描和测量移动无线接入节点‘A’504和固定无线接入节点‘1’514和‘2’516的信号。在各种实施例中，固定无线接入节点‘1’514和‘2’516可以是个人、企业或网络运营商运营的无线局域网(WLAN)接入点。而且，固定无线接入节点‘1’514和‘2’516可以是从多个本地家庭和网络运营商操作的家庭节点B(h-NodeB)。本领域技术人员将认识到：固定无线接入节点‘1’514和‘2’516的多种这种示例是可能的，并且前述内容不是旨在限制本发明的精神、范围或目的。
在这些和其他实施例中，客户端节点‘x’530执行的无线电信号扫描和测量可以是由事件发起的，该事件诸如是在客户端节点‘x’530自身处的事件(例如，环境改变、接通、服务请求、用户请求等)或者是在移动无线接入网络502处的事件(如小区切换、接通，等等)。在各种实施例中，扫描和测量操作可以由客户端节点‘x’530周期性地或非周期性地执行，以确定在扫描操作期间固定无线接入节点‘1’514和‘2’516或者其他接收到的无线电信号的信号强度、信道和ID。客户端节点‘x’530还测量其连接到的移动无线接入节点‘A’504和相邻移动无线接入节点(例如，移动无线接入节点‘B’508)的信号强度和小区站标识(包括扇区信息)。在一个实施例中，客户端节点‘x’530测量信号强度和通信卫星524的点波束的其他关联信息。
在这各种实施例中，前面描述的测量可以不仅包括服务移动无线接入节点‘A’504以及物理无线接入节点‘1’514和‘2’516，而且包括可被客户端节点‘x’530接收的来自移动无线接入节点‘B’508和物理无线接入节点‘3’518的信号。本领域技术人员应该知道对服务移动和物理无线接入点和相邻移动和物理无线接入点的这种测量通常是由客户端节点为了管理在各个接入节点之间的移动性的目的而做出的。因此，客户端节点‘x’530可以使用关于相邻移动和物理无线接入点‘B’508和‘3’518的知识，以便帮助在移动无线覆盖区域‘A’506内标识自身，而且当它们在移动无线覆盖区域‘A’510内时确定与其他设备的接近度。
本领域技术人员还将认识到：由于多径传播的实际影响以及人工和自然对象(如建筑物、小山、或其他障碍物)的遮蔽，这种位置信息可能必然产生一定程度的不确定性。然而，其在确定客户端节点‘y’532和‘z’534的接近度时，对于客户端节点‘x’530而言仍然是有用的。而且，当客户端节点‘x’530在通信卫星524的点波束内工作时，通常相邻波束信息也可以帮助识别在波束覆盖区域内的客户端节点(例如，客户端节点‘y’532)。在各种实施例中，测量是对可从接入节点中的一些接入节点获得的其他信息(例如，GPS和小区站定位估计)的补充。在一个实施例中，时间戳与指纹一起报告，使得可以比较最新的信息。
在各种实施例中，在基于IP的服务网络520内实现的数据递送服务被用于传送先前描述的用于报告的测量。在这些和其他实施例中，由基于IP的服务网络520针对对客户端节点‘x’530、‘y’532和‘z’534的测量的最佳范围内位置和通信，来配置测量格式和相关内容。在这些各种实施例中，与在客户端节点‘x’530的附近测量到的信号关联的信息(例如，与移动和物理无线接入节点‘A’504、‘B’508、‘1’514、‘2’516和‘3’518有关的无线电信号的指纹)被传送给客户端节点‘y’532和‘z’534。在各种其他实施例中，指纹被传送给无线网络接入节点数据服务器526，用于存储在无线接入节点ID、GPS、现场图和客户端节点指纹数据的仓库528中。
如本文所使用的，关注的本地社区指的是驻留在相同移动无线覆盖区域(例如，移动无线覆盖区域‘A’506)中的客户端节点集合(例如，客户端节点‘x’530和‘y’532)。关注的本地社区还指：靠在一起近得足以使得在至少一些接入节点(例如，接入节点‘z’534)之间的D2D通信成为可能的无线覆盖区域是在相邻的或移动无线覆盖区域(例如，移动无线覆盖区域‘B’510)中。在该范围外的接入节点被确定为超出了可行的D2D通信的接近度范围。在各种实施例中，如果存在作为同一关注的本地社区的一部分的相互协定，则仅在客户端节点‘x’530、‘y’532、‘z’534之间或者与无线网络接入节点数据服务器526交换测量信息。在这些各种实施例中的某些实施例中，实现专有协议以在客户端节点‘x’530、‘y’532、‘z’534之间或者与无线网络接入节点数据服务器526之间的通信。
在各种实施例中，共享由移动无线覆盖区域‘A’506和‘B’510所确定的公共接近区域并且具有共享的它们本地测量的指纹信息的客户端节点，比较指纹以确定它们彼此间的相对接近度。具有基本匹配或相关的指纹的客户端节点被认为是在可能进行D2D通信的范围内接近度中。作为示例，实质匹配包括：具有测量和示出为具有类似信号强度的移动或物理的无线接入点的相同集合。本领域技术人员应该理解：如果测量到的移动无线接入节点的数目较小(例如，1或2)，则先前参考的信号强度应该高于预定阈值，以确保客户端节点彼此靠近并且不在物理无线接入网络节点的相对侧(即，较远)。
图6a和6b是根据本发明实施例实现的第一客户端节点执行的用于在支持无线的通信环境中确定第二客户端节点的接近度的操作的归纳性流程图。在该实施例中，用于确定在第一客户端节点与第二客户端节点之间的接近度范围的操作开始于步骤602，随后跟着步骤604，在步骤604中获得两个客户端节点的测量信息(本文将对此进行更详细的描述)。然后在步骤606中，做出针对两个客户端节点而言是否可获得全球定位系统(GPS)信息的判定。在各种实施例中，GPS导航信号对客户端节点的可用性用作对每个客户端节点的位置的一阶估计。作为示例，该第一阶估计可以是低精确度的当前位置定位，或者来自先前时间(诸如当客户端节点进入建筑物时)的定位。这种GPS定位因此可以指示客户端节点位于同一建筑物内但是不提供在建筑物内的彼此间的接近度。
如果在步骤606中确定对于两个客户端节点而言GPS信息是可获得的，则在步骤612中做出与两个客户端节点关联的GPS信息是否相关的判定，由此指示它们是否彼此接近。如果不相关，则在步骤628中确定在这两个客户端节点之间的D2D通信是不可实现的。然后，在步骤630中做出是否继续接近度范围确定操作的判定。如果判定继续，则该过程继续进行，前进到步骤604。如果判定不继续，则在步骤632中结束接近度范围确定操作。
然而，如果在步骤612中确定与两个客户端节点关联的GPS信息是相关的，则在步骤614中做出针对这两个客户端节点而言是否可获得高度信息的判定。例如，即使GPS信号是可获得的，并且提供高精确度的定位信息，对应的高度信息可能是不可获得的。因此，如果在步骤614中确定两个客户端节点的高度信息不可获得，则该处理继续，前进到步骤628。否则，在步骤616中做出高度信息是否相关的判定，由此指示这两个客户端节点是否彼此接近。例如，对应高度信息的误差范围可能相当大，诸如当两个客户端节点在体育馆或礼堂的不同楼层时。
如果在步骤616中确定高度信息是不相关的，则该处理继续，前进到步骤628。否则，在步骤622中确定在这两个客户端节点之间的D2D通信是可行的，跟着在步骤624中做出是否建立D2D通信会话的判定。如果不，则该过程继续，前进到步骤630。否则，在步骤626中在这两个客户端节点之间建立D2D通信会话，然后过程继续，前进到步骤630。
然而，如果在步骤606中确定对于两个客户端节点而言GPS信息不可获得，则在步骤608中做出对于这两个客户端节点而言小区和扇区信息是否可获得的判定。例如，如果GPS和高度信息不可获得，则两个客户端节点中的任一个或两个都在室内或在屏蔽中。如果在步骤608中确定小区和扇区信息是可获得的，则在步骤610中确定与这两个客户端节点关联的小区和扇区信息是否是相关的，由此指示它们是否彼此接近。如果不相关，则该处理继续，前进到步骤628。否则，或者如果在步骤608中确定对于两个节点而言小区和扇区信息不可获得，或者在步骤614中确定对于两个客户端节点而言高度不可获得，则在步骤618中做出对于两个客户端节点而言指纹信息是否可获得的判定。
在各种实施例中，当GPS信息不可获得(例如，在建筑物内部或附件的地点)时，基于小区站的位置信息被用作二阶定位值，该基于小区站的位置信息通常在室内和室外都是可获得的，但是具有大的估计误差。如本文更详细描述的，在各种实施例中，本地无线电测量指纹提供下一级位置信息。如果在步骤618中确定对于两个客户端节点而言无线电指纹信息不可获得，则该过程继续，前进到步骤628。否则，在步骤620中做出与这两个客户端节点关联的无线电指纹信息是否相关的判定，由此指示它们是否彼此接近。作为示例，具有高度相关的指纹的客户端节点很可能位于不远的地方(例如，在同一楼层)。如果在步骤620中确定无线电指纹信息是不相关的，则该过程继续，前进到步骤628，否则在步骤622中确定在这两个客户端节点之间的D2D通信是否可行，跟着在步骤624中做出是否建立D2D通信会话的判定。如果不，则该过程继续，前进到步骤630。否则，在步骤626中在这两个客户端节点之间建立D2D通信会话，然后过程继续，前进到步骤630。
在各种实施例中，客户端节点可能在其当前位置处不能够测量任何固定无线接入节点。在这些实施例中，认为该客户端节点不在与其关注的社区关联的其他客户端节点的可行D2D通信范围内。例如，这可能是一些客户端节点在建筑物内部而另一些客户端节点在外部的情形。在各种其他实施例中，测量各种固定无线接入节点的信号强度可能是不可能的。因此，它们可能不被报告。在这些实施例中，如620中描述的来自不同客户端节点的指纹的匹配基于每个客户端节点所报告的物理无线接入节点的标识。在各种实施例中，不报告移动无线接入节点的相应信号强度。在这些实施例中，移动无线接入节点的匹配基于每个客户端节点所报告的移动无线接入节点的标识。
在一个实施例中，无线电测量指纹是在和经由与客户端节点的通信会话接入的无线网络相关联的服务器处进行比较。在另一实施例中，无线电测量指纹是在接收来自其他客户端节点的测量报告的客户端节点内进行比较。在各种实施例中，D2D通信会话是在与蜂窝网络的无线电频谱信道不同的无线电频谱信道中建立的。例如，D2D通信会话可以使用各种各样的公共安全代理(PSA)信道、私有移动无线电(PMR)信道、政府信道、卫星信道、或者WLAN信道。在各种其他实施例中，D2D通信会话使用在客户端节点的覆盖区域位置区域内可用的蜂窝网络信道。在一些实施例中，客户端节点可以使用与用于移动无线网络的无线电接入技术模式不同的无线电接入技术模式(例如，TDD或FDD)。在这些实施例中的某些实施例中，客户端节点对于移动无线网络表现为“移动归属节点B”或移动网络中继设备，并且使用网络运营商针对那些操作指派的信道。在其他实施例中，D2D通信会话使用由另一移动无线网络运营商来监管的信道。
在各种实施例中，与物理无线网络接入节点的操作细节有关的信息是可获得的。例如，可以存在指示建筑物内的物理无线网络接入节点的位置的现场图或建筑平面图。现场图还可以包括关于可能影响建筑物内的无线电通信信号的传播的墙壁、门、窗户以及内部分隔的信息。客户端可以使用关于建筑物内的物理无线网络接入节点位置的信息结合建筑平面图，来确定其与其他客户端节点的接近度。该信息可以是可从在无线接入节点ID、GPS、现场图和客户端节点指纹数据的仓库中存储的物理无线网络接入节点ID和建筑平面图的数据库获得的。在这些各种实施例中，该信息被提供给使用关联的通信网络的数据通信设施的客户端节点。备选地，仓库可以被预加载，或者以其他方式存储在客户端节点中。相应地，客户端节点将来自其指纹的物理无线接入节点的ID与建筑物图(即，现场图)的物理无线接入节点的ID进行匹配，以帮助确定其与建筑物内的其他客户端节点的接近度。应该明白，这种信息可以帮助客户端节点确定其是否位于与另一客户端节点相同的楼层。
而且，影响传播的墙和其他建筑物特征的存在也可被用于确定在存在这些特征时D2D通信的可能性。相应地，客户端节点可以将预存储的在建筑物内的各位置处进行的测量勘测信息(例如，无线电环境指纹)与其测量的指纹进行比较。在一些实施例中，存储用于比较的指纹将是可获得的物理无线网络接入节点的子集，其中为了确定与其他客户端节点的接近度的目的，客户端节点仅使用该子集。
尽管本文所公开的示例性实施例是参考在支持无线的通信环境中确定客户端节点的接近度而描述的，但是本发明不是必须限于说明本发明的创造性方面的这些示例实施例，本发明可应用于各种各样的认证算法。因此，上文公开的具体实施例仅是说明性的，并且不应该视为对本发明的限制，因为本发明可以被修改并且可以以本领域技术人员受益于本文的教导显然清楚的不同但等价的方式来实践。相应地，前述描述不是旨在将本发明限于所阐述的具体形式，而是相反，旨在覆盖可被包括在所附权利要求书定义的本发明的精神和范围内的这种备选、修改和等价，因此本领域技术人员应该理解它们可以在不偏离本发明的最广形式的精神和范围内做出各种修改、替代和改变。

Claims (22)

1.一种客户端节点，包括：
数据库，包括：与多个无线网络接入节点关联的标识数据以及与所述客户端节点和多个第二客户端节点关联的指纹数据；
处理逻辑，用于处理信号指纹数据以识别所述多个第二客户端节点中的、在可行的设备到设备D2D通信范围内的个别第二客户端节点；
其中，所述处理逻辑还用于发起与在所述可行的D2D通信范围内的所述个别第二客户端节点的D2D通信会话。
2.根据权利要求1所述的客户端节点，其中，由所述客户端节点和所述多个第二客户端节点各自执行无线电信号测量操作，以生成与所述多个无线网络接入节点中的各个无线网络接入节点关联的无线电信号测量数据。
3.根据权利要求2所述的客户端节点，其中，所述客户端节点和所述第二客户端节点各自处理所述标识数据和所述无线电信号测量数据以分别生成关联的所述指纹数据。
4.根据权利要求1所述的客户端节点，其中，所述处理逻辑还用于与所述指纹数据一起处理全球定位系统GPS数据，以识别所述客户端节点和所述个别第二客户端节点的物理位置。
5.根据权利要求4所述的客户端节点，其中，所述GPS信息包括高度信息。
6.根据权利要求5所述的客户端节点，其中，所述处理逻辑还用于与所述GPS数据和所述指纹数据一起处理现场图数据，以识别所述客户端节点和所述个别第二客户端节点的所述物理位置。
7.根据权利要求1所述的客户端节点，其中，所述标识数据、所述GPS数据、所述现场图数据以及与所述多个第二客户端节点关联的所述指纹数据被传送并存储在所述客户端节点能够访问的服务器节点中。
8.根据权利要求7所述的客户端节点，其中，从所述服务器节点下载并在所述客户端节点中存储由述服务器节点存储的所述标识数据、所述GPS数据、所述现场图数据以及与所述多个第二客户端节点关联的所述指纹数据。
9.根据权利要求1所述的客户端节点，其中，所述多个无线网络接入节点包括移动无线网络接入节点。
10.根据权利要求1所述的客户端节点，其中，所述多个无线接入网络节点包括固定无线网络接入节点。
11.根据权利要求1所述的客户端节点，其中，发起的所述D2D通信会话包括下述集合中的一项：
客户端节点之间直接的数据通信；
多入多出(MIMO)配置；
协作多点(CoMP)配置；
干扰控制(IC)；以及
客户端节点之间的信息中继。
12.一种使用客户端节点来发起设备到设备D2D通信会话的方法，包括：
使用数据库，所述数据库包括：与多个无线网络接入节点关联的标识数据以及与所述客户端节点和多个第二客户端节点关联的信号指纹数据；
使用处理逻辑来处理所述信号指纹数据以识别所述多个第二客户端节点中的、在可行的D2D通信范围内的个别第二客户端节点；
其中，所述处理逻辑还用于发起与在所述可行的D2D通信范围内的所述个别第二客户端节点的D2D通信会话。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，由所述客户端节点和所述多个第二客户端节点各自执行无线电信号测量操作，以生成与所述多个无线网络接入节点中的各个无线网络接入节点关联的无线电信号测量数据。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述客户端节点和所述第二客户端节点各自处理所述标识数据和所述无线电信号测量数据以分别生成关联的所述指纹数据。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述处理逻辑还用于与所述指纹数据一起处理全球定位系统(GPS)数据，以识别所述客户端节点和所述个别第二客户端节点的物理位置。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述GPS信息包括高度信息。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述处理逻辑还用于与所述GPS数据和所述指纹数据一起处理现场图数据，以识别所述客户端节点和所述个别第二客户端节点的所述物理位置。
18.根据权利要求12所述的方法，其中，所述标识数据、所述GPS数据、所述现场图数据以及与所述多个第二客户端节点关联的所述指纹数据被传送并存储在所述客户端节点能够访问的服务器节点中。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，从所述服务器节点下载并在所述客户端节点中存储由所述服务器节点存储的所述标识数据、所述GPS数据、所述现场图数据以及与所述多个第二客户端节点关联的所述指纹数据。
20.根据权利要求12所述的方法，其中，所述多个无线网络接入节点包括移动无线网络接入节点。
21.根据权利要求12所述的方法，其中，所述多个无线接入网络节点包括固定无线网络接入节点。
22.根据权利要求12所述的方法，其中，发起的所述D2D通信会话包括下述集合中的一项：
客户端节点之间直接的数据通信；
多入多出(MIMO)配置；
协作多点(CoMP)配置；
干扰控制(IC)；以及
客户端节点之间的信息中继。
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