TW201338588A - 在廣域網路中用以定位一無線區域網路之方法及設備 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種行動通信裝置，其量測一第一通信網路的隨在彼第一通信網路內之實體位置而改變之特徵或屬性，以創建該第一通信網路內一位置之指紋或簽名。於該行動裝置當前位置之指紋得到創建時，可將其與一與一第二通信網路相關聯之已知指紋相比較，以判定該行動裝置與該第二通信網路之接近性。舉例而言，該第一通信網路可係一CDMA廣域無線通信網路且該第二通信網路可係一802.11無線LAN。

Description

在廣域網路中用以定位一無線區域網路之方法及設備
本發明概言之係關於遠程通信，且更具體而言係關於用於支援一能夠經由兩種不同類型之通信網路進行通信之行動通信裝置之系統及方法。
對無線資訊服務之需求已導致數量日益增長之無線網路之發展。CDMA2000 1x僅係一個提供廣域通話及資料服務之無線網路之實例。CDMA2000 1x係一由第三代夥伴工程2(3GPP2)公佈之使用碼分多重近接(CDMA)技術之無線標準。CDMA係一允許多個使用者使用展頻處理共享一共用通信媒體之技術。在歐洲普遍使用之一競爭網路係全球行動通信系統(GSM)。與CDMA2000 1x不同，GSM使用窄頻分時多重近接(TDMA)支援無線通話及資料服務。某些其他無線網路包括支援具有適用於電子郵件及網路瀏覽應用之資料率之高速資料服務之通用封包無線電服務(GPRS)、及可遞送用於聲訊及視訊應用之寬帶語音及資料之通用行動電信系統(UMTS)。
一般可將該等無線網路視為應用蜂巢式通信技術之廣域網路。蜂巢式通信技術係基於一其中將地理覆蓋區域分解成多個小區之拓撲。在該等小區之每一個中有一與行動使用者通信之固定基地收發台(BTS)。基地台控制器(BSC)通常用於在地理覆蓋區域中控制該等 BTS及將通信投送至各種封包交換網路及電路交換網路之適合閘道器。
隨著對無線資訊服務之需求繼續增加，行動裝置正發展成支援整合型語音、資料及流式媒體，同時提供廣域無線網路(WAN)與無線區域網路(LAN)之間的無縫網路覆蓋。無線LAN一般使用諸如IEEE 802.11、藍牙或諸如此類等標準協定在相對小之地理區域上提供通話及資料服務。無線LAN之存在藉由使用無線LAN之基礎建設將廣域通信延伸至未經許可之頻譜而提供一增加一廣域無線網路中使用者容量之唯一機會。
近來，已使用各種技術使各行動裝置能夠與不同之無線網路通信。亦已使用其他技術來使一行動裝置能夠搜尋無線LAN之存在以判定是否存在一可連接之無線LAN。然而，頻繁或持續搜尋無線LAN會無謂地消耗功率且可使行動裝置中之電池快速放電。因而，可藉由智慧地搜尋可用之無線LAN來達成對行動裝置之功率消耗及電池壽命之改良。
本發明揭示一種無線通信裝置之一態樣。該無線通信裝置包括：記憶體，其經組態以儲存關於一第一通信網路之資訊；及一處理器，其經組態以根據儲存在該記憶體中之資訊及一個或多個來自一第二通信網路之參考信號來判定該無線通信裝置是否處於該第一通信網路附近。
本發明亦揭示一種無線通信裝置之另一態樣。該通信裝置包含記憶體，其經組態以儲存關於散佈在一WAN中之複數個無線LAN之資訊，及一處理器，其經組態以基於儲存於該記憶體中之資訊及來自該WAN之一個或多個參考信號判定該無線通信裝置是否在該等無線LAN其中之一附近。
本發明揭示一種收錄有一可由一電腦執行以實施一種通信方法之指令程式之電腦可讀媒體。該方法包括：存取記憶體中之資訊，該資訊係關於一第一通信網路；自一第二通信網路接收一個或多個參考信號；及根據自該記憶體存取之資訊及來自該第二通信網路之該一個或多個參考信號來判定一無線通信裝置是否處於該第一通信網路附近。
本發明揭示一種通信方法。該方法包括：存取記憶體中之資訊，該資訊係關於一第一通信網路；自一第二通信網路接收一個或多個參考信號；及根據自該記憶體存取之資訊及來自該第二通信網路之該一個或多個參考信號來判定一無線通信裝置是否處於該第一通信網路附近。
本發明揭示一種無線通信裝置之進一步態樣。該無線通信裝置包括：用於儲存關於一第一通信網路之資訊之構件，及用於根據該資訊及來自一第二通信網路之一個或多個參考信號來判定該無線通信裝置是否處於該第一通信網路附近之構件。
當然，本發明之其他實施例亦歸屬於下文實施方式之範疇內，在下文實施方式中僅以圖解說明方式顯示及闡述本發明之各種實施例。應瞭解，本發明能夠具有其它及不同之實施例且其數個細節能夠以各種其它態樣修改，而所有此等皆不脫離本發明之精神及範圍。因此，應將該等圖式及詳細闡述視為舉例說明性而非限制性。
102‧‧‧行動裝置
104‧‧‧WAN
106‧‧‧BSC
108‧‧‧BTS
110‧‧‧行動交換中心(MSC)
111‧‧‧資料庫
112‧‧‧公用交換電話網路(PSTN)
114‧‧‧無線LAN
116‧‧‧存取點
118‧‧‧IP網路
120‧‧‧伺服器
122‧‧‧BTS
124‧‧‧BTS
126‧‧‧BTS
128‧‧‧存取點
129‧‧‧LAN
130‧‧‧存取點
131‧‧‧LAN
140‧‧‧區域
202‧‧‧WAN收發器
204‧‧‧無線LAN收發器
206‧‧‧天線
207‧‧‧天線
208‧‧‧處理器
210‧‧‧顯示器
211‧‧‧記憶體
212‧‧‧鍵盤
216‧‧‧接收信號強度指示符(RSSI)塊
在附圖中，以舉例方式而非限定方式圖解說明一無線通信系統之各種態樣，其中：圖1A係一無線通信系統之一實施例之概念性方塊圖；圖1B係一無線通信系統之另一實施例之概念性方塊圖；圖2係一圖解說明能夠支援廣域無線及無線LAN通信兩者之行動 裝置之實例之功能方塊圖；及圖3A繪示一種在一行動通信裝置上創建指紋之例示性方法之流程圖。
圖3B繪示一種比較不同位置之指紋之實例性方法之流程圖；及圖4繪示一種改進一已知位置之現有指紋之實例性方法之流程圖。
下文結合附圖所列舉之詳細闡述旨在作為本發明各種實施例之闡釋，而非意欲表示本發明僅可實施為此等實施例。該詳細闡釋包括具體細節，以用於提供對本發明之全盤瞭解之目的。於某些實例中，為避免模糊本發明之概念，以方塊圖形式顯示眾所習知之結構及組件。
於下述詳細闡釋中，將結合一行動使用者自一網路至另一網路之交遞闡述各種技術。將在一行動通信裝置行進穿過一在整個WAN覆蓋區域中分散有一個或多個無線LAN之廣域WAN之背景中闡釋數種該等技術。該行動通信裝置可係任何能夠進行無線通話或資料通信之適合裝置，諸如設計用於在CDMA2000 1x網路中運作之蜂巢式電話。該行動通信裝置能夠應用任何合適之協定(包括例如IEEE 802.11)存取一無線LAN。儘管該等技術可於一能夠與一IEEE 802.11網路進行通信之WAN電話之背景下加以闡述，該等技術亦可擴展至其他能夠存取多個網路之行動通信裝置。舉例而言，該等技術可應用於一能夠在一CDMA2000 1x網路與一GSM網路之間交換之行動通信裝置。因此，任何對能夠與一IEEE 802.11網路通信之蜂巢式電話或任何其他特定實施例之提及皆僅意欲舉例說明本發明之各種態樣，且應理解該等態樣具有一廣泛之應用範圍。
圖1A係一無線通信系統之一實施例之概念性方塊圖。藉由一系列 虛線繪示行動裝置102移動穿過一WAN 104。WAN 104包括一支援諸多散佈於該WAN覆蓋區域中之BTS之BSC 106。為簡化說明，圖1中顯示一單個BTS 108。一行動交換中心(MSC)110可用於將一閘道器提供給一公用交換電話網路(PSTN)112。儘管圖1中未顯示，然而WAN 104可使用眾多BSC，每一BSC皆支援任何數量之BTS以擴展WAN 104之地理範圍。當在整個WAN 104中使用多個BSC時，MSC 110亦可用於協調該等BSC之間的通信。
WAN 104亦可包含散佈於整個廣域無線覆蓋區域中之一個或多個無線LAN。圖1中顯示單個無線LAN 114。無線LAN 114可係一IEEE 802.11網路或任何其他適合網路。無線LAN 114包含一存取點116，以使行動裝置102與一IP網路118通信。一伺服器120可用於將IP網路118介接至MSC 110，以為PSTN 112提供一閘道器。
當在開始時施加功率至行動裝置102時，其將嘗試存取WAN 104或無線LAN 114。存取一特定網路之決定可相依於與特定應用及總體設計約束條件相關之各種因素。舉例而言，行動裝置102可經組態以當服務品質滿足一最低臨限值時存取無線LAN 114。由於無線LAN 114可用於支援行動通話及資料通信，可為其他行動使用者釋放寶貴之頻寬。
行動裝置102可經組態以連續或週期性地搜尋來自存取點116或一無線LAN之任何其他存取點的一信標(beacon)。該信標係一由存取點116與同步資訊一起傳輸之週期性信號。WLAN信標搜尋要求行動裝置在一WLAN系統之一個或多個可運作頻帶中依次調諧至可能之WLAN頻道，並在該頻道上實施一主動掃描或一被動掃描。於被動掃描中，行動裝置僅調諧至該頻道並在一段特定時間週期進行接收，以等待一信標傳輸。於主動掃描中，行動裝置調諧至該頻道並在沿循存取程序以避免與該頻道上現有裝置相抵觸之後傳輸一探測 請求。於接收到該探測請求後，存取點將一探測響應傳輸至該行動裝置。倘若行動裝置102不能偵測到一信標或未接收到對一探測請求之探測響應(若在位置A處對行動裝置102施加功率即可能如此)，則行動裝置102嘗試存取WAN 104。參照下文所闡述之圖1B，行動裝置102並不持續地(或週期性地)掃描一WLAN存取點，而相反僅在其判定其靠近無線LAN 114時掃描一WLAN存取點。行動裝置102可藉由自BTS 108獲取一導頻信號來存取WAN 104。一旦獲取到該導頻信號，即藉助此項技術中所習知之途徑，在行動裝置102與BTS 108之間建立一無線電連接。行動裝置102可使用與BTS 108之該無線電連接來向MSC 110進行登記。登記係行動裝置102使其位置為WAN 104獲知之過程。於登記過程已完成時，行動裝置102可進入一空閒狀態直至由行動裝置102或PSTN 112發起一呼叫。在該兩種方式中，皆可在行動裝置102與BTS 108之間建立一空中訊務鏈路，以建立並支援該呼叫。
於所繪示之實施例中，當行動裝置102自位置A經由WAN 104移至位置B時，其現在便能夠偵測來自存取點116之信標。一旦此情形發生，便可藉助此項技術中所習知之途徑在該兩者之間建立一無線電連接。隨後行動裝置102獲得伺服器120之IP位址。行動裝置102可使用一域名伺服器(DNS)之服務來判定該伺服器之IP位址。伺服器120之域名可經由WAN 104遞送至行動裝置102。藉助該IP位址，行動裝置102可建立與伺服器120之網路連接。一旦建立起該網路連接，即可使用來自伺服器120之資訊連同本地量測值來判定無線LAN 114之服務品質是否足以將行動裝置102交遞至存取點116。
應注意，儘管圖1A係大體闡述一蜂巢式WAN，但亦可利用其他WAN。此可包括彼等不利用MSC或其他蜂巢式結構之WAN、及彼等利用其他通信協定(包括寬頻CDMA(WCDMA)、TD-CDMA、GSM或 類似協定)之WAN。
現參照圖1B，其在一具有多個BTS 122、124、126且亦具有多個無線LAN 129、131及相關聯存取點128、130之更大WAN背景下顯示無線LAN 114及BTS 108。如圖1B中顯示，行動裝置102位於任一無線LAN之覆蓋區域內。因而，於處於此位置上時搜尋信標信號將證明係無效的且無謂地消耗功率。即使該行動裝置可頻繁地進入睡眠或空閒模式以節省功率，但搜尋無線LAN信標信號可快速地消耗功率。於一典型802.11網路組態中，信標信號以數十毫秒之間隔出現；因而，行動裝置必須保持清醒並在每一頻道中搜尋至少彼時間週期，且考量到無線LAN存取點可針對不同頻率範圍及彼等範圍內之各頻道加以組態，行動裝置102必須在一顯著之時間量中保持清醒以搜尋可用之無線LAN存取點。同樣地，在主動掃描之情形中，行動裝置必須保持清醒以沿循該頻道上之頻道存取程序，隨後傳輸一探測請求並保持清醒以接收一探測響應。其必須在每一頻道上實施此程序。在此情形中，行動裝置102亦須在一顯著之時間量中保持清醒以搜尋可用之無線LAN存取點，此可導致功率消耗及處理開銷增大。
然而，藉由將對信標信號之搜尋限定至該行動裝置位於區域140內時之週期，便可達成功率消耗之顯著節省。因而，當行動裝置102週期性地清醒以收聽WAN中之傳呼頻道或一快速傳呼頻道時，其亦可判定其位置。若其判定出其位置係在區域140內，則其可搜尋一無線LAN信標信號。反之，其可避免無謂地搜尋信標信號。
一行動裝置102可監測來自WAN中基地台之信標信號及導頻信號。該等信號可包括導頻信號及傳呼信號。行動裝置監測該等信號以量測主要信號強度及鄰近信號強度，以在各基地台之間實施交遞。此外，於其中各基地台同步之網路中，行動裝置亦可量測每一導頻信號之相位以協助實施交遞判定。因而，於網路104內之任一位 置處，行動裝置102皆觀測到多達n個具有可量測信號強度之基地台，該等可量測信號強度可表徵為兩個向量x1，...，xn及y1，....，yn。其中每一x值皆係一來自一基地台之導頻信號之信號強度且每一y值皆係來自一基地台之該導頻信號之相位。當存在少於n個所觀測信號時，將剩餘值設為空值。由於導頻信號具有一與其自身相關聯之導頻相位偏移量，因而可容易地識別出信號強度及相位係自一特定基地台發出。於其他WAN技術(例如GSM)中，鄰近基地台可藉由其頻率頻道或另一基地台標識符及與每一基地台相關聯之信號強度來標識。在某些態樣中，任何用於採集、定時或類似作業之信號皆可用作用於獲得量測值以形成上述一個或多個向量之信號。此外，該等向量無需以上文所述之兩個向量形式來形成、儲存或利用，或者包含上述格式形式之資訊。因而，在某些態樣中，利用用以標識一個源及該參考信號(例如導頻或傳呼信號)之至少一個特徵之資訊。
如在此項技術中所習知，行動裝置102監測來自蜂巢式網路中基地台之信標信號及導頻信號。該等信號可包括導頻信號及傳呼信號。行動裝置監測該等信號以量測主要信號強度及鄰近信號強度以在各基地台之間實施交遞。此外，於其中各基地台同步之網路中，行動裝置亦可量測每一導頻信號之相位以協助實施交遞判定。因而，於網路104內之任一位置處，行動裝置102皆觀測到多達n個具有可量測信號強度之基地台，該等可量測信號強度可表徵為兩個向量x1，...，xn及y1，...，yn。其中每一x值皆係一來自一基地台之導頻信號之信號強度且每一y值皆係來自一基地台之該導頻信號之相位。當存在少於n個觀察信號時，將其餘值設為空值。由於導頻信號具有一與其相關聯之導頻相位偏移量，因而可容易地識別出信號強度及相位係自一特定基地台發出。於其他WAN技術(如GSM)中，鄰近基地台可藉由其頻率頻道或另一基地台標識符及與每一基地台相關聯之信號強 度來標識。
於WCDMA中，各基地台可能不同步。如在CDMA中一樣，當行動裝置在一特定基地台之傳呼頻道上處於空閒狀態時，其會掃描鄰近基地台信號。在CDMA之情形中，每一基地台皆使用同一偽隨機展頻序列之偏移量。在WCDMA之情形中，每一基地台皆傳輸若干信號，該等信號設計成使行動台能夠快速取得與彼基地台所傳輸信號之同步，且一旦達到同步，即判定由彼基地台使用之展頻碼群組及展頻碼。展頻碼集合及其信號強度可用於創建指紋以識別在CDMA系統中對應於導頻偏移量及導頻信號強度之WCDMA覆蓋區域中之位置。亦可對應於CDMA中之導頻相位來使用各鄰近基地台之相對定時偏移量，然而，若各基地台並不同步，則其時鐘可能存在相對漂移，從而使定時偏移量成為一不可靠之標識符。
該資訊可用作行動裝置102之位置的一概念性指紋或簽名。因而，若區域140內之位置具有某一已知指紋，則行動裝置可判定其當前指紋並將其與該已知指紋相比較來判定該行動裝置是否位於區域140內。但上文說明中僅提到使用WAN之兩個屬性(亦即導頻信號強度及相位)。進一步地，如上文所述，亦可使用WAN之其他動態屬性來替代或與該兩個屬性結合使用。舉例而言，可使用導頻偏移量值作為指紋；甚至可用導頻信號數量亦係一用於指紋之可能屬性。此外，構成指紋之屬性未必必須係WAN之屬性。舉例而言，許多行動裝置具有可用以判定行動裝置相對於一無線LAN之位置之GPS接收器。可直接或甚至間接使用GPS資訊。作為後一情形之實例，可使用一基地台ID連同來自不同衛星之GPS信號之相位量測值來定義一對應於該行動裝置位置之指紋。因而，就最廣泛之意義而言，指紋係一第一通信網路的一屬性集合，該等屬性會根據位置而改變且可由行動裝置用以判定一第二通信網路之接近性。此外，指紋亦可包含第 二通信網路之發射器之特徵(例如MAC ID、頻帶、頻道、WiFi存取點之RSSI資訊)。在此實例中，WAN參數可視作觸發參數，從而該等參數之匹配會觸發一WLAN搜尋。WLAN參數可在搜尋期間用作所觸發搜尋之搜尋參數。
該等屬性可按各種不同方式計算，此並不背離本發明之範疇。舉例而言，可取諸如導頻信號強度及相位等屬性之瞬時量測值並將其用作指紋。然而，甚至當行動裝置固定時，該等屬性之值亦會因環境可變性而改變。相應地，可取多個量測值並對其一同實施平均或以在統計上有效之方式實施其他組合以產生指紋。
圖2係一功能方塊圖，其圖解說明一能夠支援WAN及無線LAN通信兩者之行動裝置之實例。行動裝置102可包含一WAN收發器202及一無線LAN收發器204。於行動裝置102之至少一個實施例中，WAN收發器202能夠支援與一BTS(未顯示)進行CDMA2000 1x、WCDMA、GSM、TD-CDMA或其他WAN通信，且無線LAN收發器204能夠支援與一存取點(未顯示)進行IEEE 802.11通信。應注意，可將結合行動裝置102所闡述之概念擴展至其他WAN及無線LAN技術。儘管每一收發器202、204被顯示為分別具有一單獨之天線206、207，但收發器202、204可共用一單個廣播天線。每一天線206、207均可構建有一個或多個輻射元件。
行動裝置102亦顯示為具有一耦接至該兩個收發器202、204之處理器208，然而，在行動裝置102之替代實施例中，每一收發器皆可使用一單獨之處理器。處理器208可構建為硬體、韌體、軟體或其任一組合。舉例而言，處理器208可包括一微處理器(未顯示)。微處理器可用以支援軟體應用程式，該等應用程式主要：(1)控制及管理對廣域無線通信網路及無線LAN之存取，及(2)將處理器208介接至鍵盤210、顯示器212及其他使用者介面(未顯示)。處理器208亦可包含一 數位信號處理器(DSP)(未顯示)，其具有一支援諸如卷積編碼、循環冗餘檢驗(CRC)功能、調變及展頻處理等各種信號處理功能之嵌入式軟體層。該DSP亦可執行語音編碼器(vocoder)功能以支援通話應用。構建處理器208之方式將取決於特定應用及強加於整個系統上之設計約束。應注意，該等硬體、韌體及軟體組態在該等情況下可通用，及如何針對每一特定應用來最佳地構建所述功能。
處理器208可經組態以執行一演算法來觸發自一網路至另一網路之交遞。該演算法可構建為由先前所述基於微處理器之架構所支援之一個或多個軟體應用程式。或者，該演算法可係一獨立於處理器208之模組。該模組可構建為硬體、軟體、韌體或其任一組合。根據具體之設計約束，可將該演算法整合至行動裝置102之任一實體中，或分佈於行動裝置102之多個實體中。
出於此項技術中所習知之某些目的，可在行動裝置102處以一接收信號強度指示符(RSSI)塊216來量測來自存取點之信號強度。RSSI最有可能係一回饋至無線LAN收發器204以用於自動增益控制之現有信號之強度量測值，且因而可提供給處理器208而不會增加行動裝置102之電路複雜度。或者，可根據信標來判定無線電連接之品質。由於信標係一已知之展頻信號，因而可將該信標的一先驗複製品儲存於行動裝置102之記憶體211中。經解調之信標可與儲存於記憶體中之複製信標一起用於藉助此項技術中眾所習知之途徑來估計所傳輸信標之能量。
返回參照前面所述之指紋，行動裝置102亦包含一演算法，該演算法可由處理器208執行以創建多個指紋並互相比較不同指紋。舉例而言，藉由使用鍵盤212，行動裝置102之使用者可選擇一鍵來使行動裝置102創建一當前指紋並將彼指紋儲存於記憶體211中。若於創建該指紋時行動裝置連接至一無線LAN，則可使所儲存之指紋與彼無 線LAN存取點相關聯。此外，亦可週期性地或根據計劃性事件(諸如成功存取、以所需服務品質成功存取等)而自動記錄該指紋。
作為上述過程之結果，記憶體211可含有一無線LAN搜尋表，該無線LAN搜尋表(例如)類似於下述表格加以排列：
該表格中之第一行係WAN之WAN ID。WAN ID在廣域無線系統中標識WAN之系統及網路(稱作SID/NID)。WAN中之特定基地台可由導頻偏移量、導頻信號強度或另一屬性(其係如下文所述之指紋之一部分)來標識。指紋標識行動裝置之位置。第二行係WLAN網路之文本標識符。第三標識符係無線LAN存取點(亦稱作BSS)。在該實例性表格中，在基地台A之第一覆蓋區域內存在三個存取點(A1，A2，A3)。同樣地，在基地台B之覆蓋區域內存在兩個存取點。當然，在任一WAN ID所覆蓋之區域內可存在多得多的無線LAN，但行動裝置之使用者可能對彼等存取點並不感興趣，乃因彼等存取點與可能不准許該使用者存取之無線LAN相關聯。相應地，該表格可僅包含使用者通常所連接之彼等存取點之指紋。
其餘兩行包含包括指紋本身之值。在此實例性表格中，存取點A1、A2及A3之指紋同時包含強度及相位資訊兩者。然而，存取點B1及B2之指紋僅包括信號強度資訊。亦應注意，儘管此表格中每一指紋皆由一長度為n之向量表示，但該向量中亦可能存在不到n個非空分 量。亦即，可有數個值係空值以使指紋比較僅限於非空之向量分量。在運作中，一行動裝置可自睡眠或空閒模式中醒來並為其當前位置計算一指紋且將該指紋與表格中行4及5之資訊進行比較。行動裝置通常將指紋比對限定至對應於當前其所登記之WAN ID之表值。因而，當在WAN ID A登記時，僅使用表格中與WAN ID A相關聯之指紋進行比對。指紋之創建及比較亦可在正在進行呼叫期間進行。根據該比較，行動裝置可判定一具有行1及2中所指示SSID及BSS ID之存取點接近到足以搜尋其信標信號；反之，其可返回至空閒模式而不費力地搜尋一無線LAN信標信號。
上表係實例性質且既不闡述可用於表徵指紋之所有可能資訊亦不闡述WAN ID與存取點ID之所有不同組合。舉例而言，由於大多數區域係由多個分別具有其自身WAN ID(SID/NID)之WAN服務提供者覆蓋，因而一存取點之表值可出現多次一在每次中皆具有各自簽名之不同WAN ID相關聯。除上文所繪示之表格外，亦可使用一單獨表格(或原始表格中之可能其他表值)來儲存關於對應存取點之資訊(亦即BSS ID)。舉例而言，一無線LAN存取點通常組態成於一特定頻帶中在特定頻道上運作。並非要求行動裝置遍尋不同之可能組合，該表格可含有該存取點之彼運作資訊以使行動裝置可使用該資訊來搜尋信標信號。關於該存取點之其他資訊可包括其能力，諸如安全、服務品質、吞吐量及網路連接資訊。
參照圖3A之流程圖來闡述指紋表格之創建。於步驟302中，行動裝置連接至一無線LAN。由於無任何預存指紋可供利用，行動裝置以通常方式掃描一WLAN存取點。一旦行動裝置已與該存取點連接，則使用者即可在步驟304中向該裝置發出捕獲當前指紋之信號。此步驟通常係由使用者啟動，乃因使用者可能僅想將某些無線LAN(諸如該使用者通常所預定或連接之彼等無線LAN)儲存於指紋 資料庫中。然而，亦可作為在連接至無線LAN時所執行之諸多步驟中的一個，由行動裝置自動啟動一指紋之創建。
於步驟306中，行動裝置捕獲彼等構成指紋之屬性之值且在步驟308中，該裝置將該指紋儲存於一資料庫中。除指紋外，較佳亦儲存當前所連接之無線LAN之屬性。
可按多種方式實施當前指紋與一所儲存指紋之比較，此並不背離本發明之範疇。下文將闡述一種特定技術。然而，亦可使用眾多替代的但在功能上等價之技術。
構成指紋之屬性可能具有變化(即使在同一位置)的或難以高精確度地量測之值。因而，各指紋之間的比較不應依賴完全重複來作為判定是否匹配之測試。同樣地，區域140可反映一更注重以假警報為代價提前偵測存取點之運作決策。亦即，若選擇使區域140遠大於區域114，則一行動裝置102將判定其應在其不處於區域114內時搜尋一信標信號(亦即一假警報)。然而，若選擇使區域140酷似區域114，則將存在如下情形：該行動裝置應正在搜尋一信標信號但指紋比對演算法尚未指令其搜尋。
為處理指紋之此種可變性，定義一「偏差」量，該「偏差」量有助於控制對一指紋是否匹配一所儲存指紋之判定。
上述表格包含指紋中信號強度之偏差值及相位部分之單獨偏差值。參照圖3B之流程圖來闡釋該等值之使用。在步驟320中，行動裝 置醒來或以其他方式得到控制以捕獲其當前位置之指紋。繼續闡述其中指紋具有一信號強度向量及一相位向量之實例，收集一對向量x1...xn及y1...yn。
於步驟322中，檢查當前WAN ID並判定與彼WAN ID相關聯之存取點之表值。藉由搜尋資料庫中有無可觀測導頻之標識符，可作出進一步之搜尋改進。對於CDMA網路，搜尋準則可係可觀測導頻之PN相位偏移量。隨後，於步驟324中，將該等存取點中每一個之指紋與當前指紋相比較，以判定是否相匹配。在演算法方面，係按下式執行該比較及判定：對於i=1至n：判定是否| xi-si(．)|<di(．)
判定是否| yi-pi(．)|<qi(．)
因而，可使用偏差值d及q來選擇當前指紋(x及y向量)必須如何接近地與所儲存指紋(s及p向量)相匹配。偏差值越大，該等值就可能越不同且仍舊相匹配。
若於步驟324中相匹配，則可在步驟326做出一可選比較以判定一既定存取點之所有差值(例如| xi-si(．)|及| yi-pi(．)|)之和是否亦降至各自臨限值(例如X及Y)以下。此額外測試可有助於獲知某些如下情形：其中各個單獨之差異可顯示相匹配但當整體考量指紋時，則可能判定為不相匹配。
若表格中的一無線LAN存取點滿足步驟324及326中之測試，則控制行動裝置來搜尋彼存取點之信標信號。若在步驟324或326中不相匹配，則行動裝置繼續尋找在另一指紋上對應於另一BSS ID之匹配。於一其中可能存在一個以上存取點指紋與當前位置指紋相匹配之情況中，可隨後判定差異之大小或差異之和或做出某些其他判定，以選擇具有與當前指紋最密切地匹配之指紋的存取點。在此種 多重匹配之情形中，於行動裝置掃描WLAN存取點時，其可定位一個或多個存取點。
圖4繪示一種用於改進一指紋表值之實例性方法之流程圖。於步驟402中，如此項技術中所習知，行動裝置於搜尋並獲取信標信號之後連接至無線LAN之存取點。該存取點具有一用作其BSS ID之MAC位址。亦可使用其他標識符來區分不同存取點；但BSS ID係一方便之值。因而，於步驟404中，行動裝置判定其所連接之存取點是否在指紋表中具有一表值。若不存在，則可產生一當前指紋(看圖3A)並隨後於步驟406中儲存之。若已存在該存取點之一指紋表值，則可在步驟408中使用當前指紋來改進所儲存指紋。作為改進過程之一部分，亦可於步驟410中改進偏差值(若存在)。
該改進過程使用當前指紋來修改所儲存指紋，以使所儲存指紋並非僅代表第一次發現彼存取點時，而是實際受益於在多次發現該存取點期間所量測之值。此一改進之一實例可參照信號強度參數來闡述，但亦同等地適用於相位參數或任何其他用以創建該指紋之屬性。根據此方法，亦保持該指紋已得到更新之次數之記錄。在此實例中，將存取點A1之指紋更新K次。該指紋包含向量s1(A1)...sn(A1)，且當前指紋包含向量x1，...，xn。根據下述公式更新s向量之每一值：new si=[(K-1)(old si)+xi]/K
此類連續平均值(running average)改進僅係實例性質，且有諸多為人們所接受之數學技術可用於改進一指紋值，此並不背離本發明之範疇。亦可並不改變現有值而是藉由或除改變現有值以外還藉由在指紋中添加一新屬性(例如可量測導頻信號之數量)之值來完成對指紋之改進。
亦可改進偏差值。舉例而言，最初之偏差值可係一缺設值。例如，舉例而言，10 dB(對於信號強度而言)或缺設之偏差值可改變指紋值 之(例如)5%。在此實例中，在x向量與s向量之間所量測之偏差向量係一向量m1,...,mn。藉由MAX[(previous di),mi,(default di/SQRT(K))]計算新的偏差值di。
在上述實例中，行動裝置產生指紋並儲存一指紋資料庫。然而，另一選擇為，該等指紋中之某些或全部可儲存於遠至廣域無線通信網路中更遠之某處，諸如一可由MSC 110存取之資料庫111。在此種情況下，可降低對該行動裝置之處理要求及儲存要求。在運作中，行動裝置將創建一當前指紋並將彼指紋傳輸至MSC(或可能BSC-若該資料庫存在於彼處)。MSC將隨後執行指紋比較並指示該行動裝置是否搜尋一存取點信標信號。在此種方案中，MSC可自多個行動裝置接收指紋並具有一遠大於在單個行動裝置中可見到之可用存取點資料庫。或者，可為廣域無線通信網路之每一使用者創建一個人化之指紋資料庫並將其儲存於其家庭系統中。
結合本文所揭示實施例闡述之各種示例性邏輯塊、模組、電路、元件及/或組件皆可用一通用處理器、數位信號處理器(DSP)、應用專用積體電路(ASIC)、現場可程式化閘陣列(FPGA)或其它可程式化邏輯組件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件、或其任意組合(設計用於執行本文所述功能)來構建或實施。一通用處理器可係一微處理器，但另一選擇係，該處理器可係任一習用處理器、控制器、微處理器、或狀態機。一處理器亦可構建為計算組件之一組合，例如一DSP與一微處理器之組合、複數個微處理器之組合、一個或多個微處理器與一DSP核心之組合、或任何其他此種組態。
結合本文所揭示實施例闡釋之方法或演算法可直接包含在硬體、一可由一處理器執行之軟體模組或兩者之組合內。一軟體模組可駐存於RAM記憶體、快閃記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、硬磁碟、一可抽換式磁碟、一CD-ROM 或此項技術中所習知之任何其它形式之儲存媒體中。一儲存媒體可耦接至該處理器以使該處理器可自該儲存媒體讀取資訊及將資訊寫入該儲存媒體。或者，該儲存媒體可係處理器之組成部分。
上文說明係提供某些實例性態樣及實施例。對該等實施例及態樣之各種修改亦屬於本發明之範疇內，且本文所定義之一般原理亦可應用於其他實施例。因此，該申請專利範圍並非意欲限定於本文所示實施例，而是欲賦予其與申請專利範圍語言相一致之全部範疇，其中除非明確指明，否則以單數形式提及一元件並非意欲表示「一個及僅一個」，而係「一個或多個」之意。熟習此項技術者所習知或此後將習知的此整個揭示內容所闡述各種實施例之元件之結構及功能等效物皆明確地以引用方式併入本文中並意欲涵蓋於申請專利範圍內。此外，無論是否於申請專利範圍中明確引用此揭示內容，本文所揭示之內容皆非意欲奉獻給公眾。申請專利範圍要素皆不依據35 U.S.C.§112第六段之規定加以解釋，除非使用片語「用於...之構件」明確描述該要素，或於方法項中使用片語「用於...之步驟」描述該要素。
102‧‧‧行動裝置
104‧‧‧WAN
106‧‧‧BSC
108‧‧‧BTS
110‧‧‧行動交換中心(MSC)
111‧‧‧資料庫
112‧‧‧公用交換電話網路(PSTN)
114‧‧‧無線LAN
116‧‧‧存取點
118‧‧‧IP網路
120‧‧‧伺服器

Claims (4)

  1. 一種無線通信裝置，其包括：一記憶體，其經組態以儲存用於一第一通信網路之一指紋；及一處理器，其經組態以在該無線通信裝置係處於該第一通信網路附近之情況下，藉由捕獲由一第二通信網路傳輸之至少一個參考信號之至少一個屬性之一值以創建用於該第一通信網路之該指紋，且經組態以藉由比較自該第二通信網路接收之該一個或多個參考信號之該至少一個屬性的一當前值及儲存於該記憶體中之該指紋中的該至少一個屬性之該值以判定該無線通信裝置是否當前處於該第一通信網路附近。
  2. 如請求項1之方法，包括一記憶體，其經組態以儲存用於一第一通信網路之一指紋。
  3. 如請求項1或2之方法，一記憶體，其經組態以儲存用於一第一通信網路之一指紋。
  4. 如請求項1-3之任一之方法，一記憶體，其經組態以儲存用於一第一通信網路之一指紋。
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