TWI364010B - Method and apparatus for wireless communication - Google Patents

Description

1364010 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本揭示案大體而言係關於通信，且更特定言之係關於用 於使用無線裝置的技術。 【先前技術】 無線通信網路被廣泛布署以提供各種通信服務，諸如語 音、視訊、封包資料、訊急傳遞、廣播等等。此等無線網 路可為能夠藉由共用可用網路資源而支援用於多個使用者 之通信的多重存取網路。此等多重存取網路之實例包括分 碼多重存取（CDMA)網路、分時多重存取（TDMA)網路、分 頻多重存取（FDMA)網路、正交FDMA(OFDMA)網路及單 載波 FDMA(SC-FDMA)網路。 無線網路可包括可支援用於許多無線裝置（例如，蜂巢 式電話）之通信的許多基地台。習知的，無線裝置主要用 於無線電通信且常被使用者攜帶至各處。最近，無線裝置 已被設計有額外特徵，諸如用於照相及捕獲視訊的攝影 機’用於判定使用者之位置的定位能力等等。此等額外特 徵提供更多能力並致能無線裝置由使用者用於通信以及其 他功能的更大用途。 【發明内容】 在本文中描述用於使用無線裝置以實施感測器網路之技 術β感測器網路係一種可自遍及網路而定位之感測器裝置 收集資訊且可關於特定應用而處理並呈現所收集之資訊的 網路。無線裝置可裝備有各種類型之感測器並可有效地用 125219.doc 作感測器裝置β 在一態樣 4»，& a* m _ …線裝置可用於通常被稱為認知無線電之 應用的感測11網路中。在-設計巾，無線裝置可獲得關於 ’”、二裝置並不與之通信之第-通信系統(例如，廣播系統) 的量測。亦可主丨r> bb u > 巧足關於母一堇測之位置資訊及/或時間戳 、線裝置可經由第二通信系統（例如，蜂巢式系統）來 發送量測及相關聯之位置資訊及/或時間戳記。量測可為 由第系統使用且並未由第二系統使用之頻帶的信號強度 量測。感測器網路伺服器可自許多無線裝置接收量測並可 基於此等量測來判定第一系統之涵蓋。 在另一 4樣中，無線裝置可用於涉及來自大量無線裝置 之貢訊之聚集的各種應用的感測器網路中。在一設計中， 無線裝置可自無線裝置處之至少一感測器獲得感測器資 訊。亦可獲得位置資訊及/或時間戳記並將其與感測器資 訊相關聯。無線裝置可經由無線通信系統來發送感測器資 訊及相關聯之位置資訊及/或時間戳記。感測器網路伺服 器可自許多無線裝置接收感測器資訊及相關聯之資訊，聚 集感測器資訊，並基於所聚集之感測器資訊來建構涵蓋 圖、人口密度圖、交通預測圖等等。 在又一態樣中，無線裝置可基於感測器資訊及相關聯之 位置資訊及/或時間戳記來發展使用者設定檔。可基於使 用者設定檔來控制無線裝置之某些操作。 下文更詳細地描述本揭不案之各種態樣及特徵。 【實施方式】 125219.doc 感測器㈣W於解決許多有㈣料收集及利用情形β 網路之某些實例應用包括頻譜使用偵測(例如，用 於認知無線電）、夺 “、 父通預測及避免、天氣預報、輻射偵測 (例如，用於國土安全）等等。 ’感測器網路可具有可在給定之地 理區中普遍布署之大量專用感測器裝置。每-感測器裝置 可包括用以量測特定物理現象（諸如，在較頻帶中的射 頻（RF)使用、溫度、運動'輻射等等）的感測卜感測器 可包含偵測器、量測電路等等。每一感測器裝置亦可包括 通信及/或網路連接能力。感測器裝置可使用感測器來量 、、J收集里須j資料、自我組織成低功率多躍點網狀網路， 並使用通信協定以將量測資料及其他資訊（例如，位置及/ 或時間資訊m遞至指；^服器1服器可處理並聚集自 所有感測器裝置獲得的資料。通常，彳互換地使用術 語"資料"、"資訊”及,,量測"。 感測器裝置應具有以下特性： •在地理區中之遍存布署， •較低成本，例如’丟棄性 •通信能力，及 •較低電池消耗及較長電池壽命。 已證明在感測器裝置中包括丟棄性低功率通信能力係難 以解決的問題。布署具有通信能力之許多（例如，數百萬） 拋棄式感測器裝置未必為解決大多數消費型應用之成本有 效之解決方法。 125219.doc 1364010 在態樣令’感測器網路可藉由廣泛用於與無線通信網 (例如蜂巢式網路）進行無線通信的無線裝置而實施。 藉由無線裝置而實施之感測器網路亦可被稱作行動台感測 器網路。無線裝置亦可被稱作行動台、使用者設備、終 端、台、用戶單元、用戶台等等。無線裝置可為蜂巢式電 話、智慧型手機、個人數位助理（PDA)、無線數據機、掌 上型通信裝置、掌上型計算裝置、膝上型電腦、衛星無線 電或定位接收器、無線電話等等。無線裝置可因為以下原 因而能夠以比專用感測器裝置更有效且更低廉之方式來滿 足感測器網路之要求： •無線裝置係遍存的且在人們存在之任何處皆存在， •無線裝置已具有強力内建式通信能力， •無線裝置及無線網路具有強力且有效之資料網路連接 技術， •無線裝置電池被頻繁地再充電， •無線裝置可裝備有各種感測器，及 •無線裝置可具有定位能力。 當前使用了大量（例如，數百萬）之無線裝置，且更多之 無線裝置不斷地投入使用。無線裝置通常為行動的且因 此’隨著時間流逝’與固定布署之感測器裝置相比其可提 供對一區之更廣泛之涵蓋。無線裝置具有内建式通信能 力’其消除對低廉丢棄式通信單元之要求。無線裝置及無 線網路具有廣泛之資料網路連接技術，其提供資料收集及 轉移的靈活性並消除對設計用於具有短躍點通信能力及長 125219.doc 1364010 休眠時間之低功率節點之複雜多躍點網狀網路架構的需 要。無線裝置具有被週期性再充電之電池，其消除對長電 池壽命（例如，若干年）之要求。無線裝置可能已裝備有可 用於資料收集之各種感測器，諸如，麥克風、攝影機、天 線及無線電接收器等等。可將額外類型之感測器添加至無 線裝置中以支援各種應用。無線裝置亦可具有基於衛星及/ 或基於網路之定位能力。無線裝置之此等各種能力可用於 解決感測器網路之大量應用。

圖1展示能夠支援用於許多無線裝置120之通信並促進感 測器網路之資料轉移的無線通信網路110a。通常，可互換 地使用術語"網路”及"系統"。無線網路ll〇a可為可對較大 地理區域（諸如，城市、州或整個國家）提供通信涵蓋的無 線廣域網路（WWAN)。無線網路110a可為蜂巢式網路（諸 如，CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA 或 SC-FDMA 網 路）。CDMA網路可實施諸如cdma2000、通用地面無線電 存取（UTRA)等等之無線電技術。cdma2000涵蓋IS-2000、 IS-95 及 IS-856 標準。UTRA 包括寬頻 CDMA(W-CDMA)及 CDMA的其他變體。TDMA網路可實施諸如全球行動通信 系統（GSM)之無線電技術。OFDMA網路可實施諸如演進型 UTRA(E-UTRA)、超行動寬頻帶(UMB)、IEEE 802.16(WiMAX)、 IEEE 802.20、Flash-OFDM®等等之無線電技術。在此項 技術中已知此等各種網路、無線電技術及標準。通常，可 互換地使用術語"無線電技術"、"空中介面"及"通信協定"。 無線網路110a可包括許多基地台112a。基地台可為與無 125219.doc -10- 1364010 線裝置通信之固定台且亦可被稱為節點b、演進型節點 B(era),存取點等等。每一基地台112a對特定地理區域提 供通^涵蓋。基地台之涵蓋區域可被分割為更小的區域， 例如’三個更小之區域。取決於使用術語之情形，術語 ”扇區”或”小區”可#成 ， 曰代土地口之涵蓋之最小單位及/或伺服 此涵蓋區域的基地台子系統。 網路控制器114可輕接至基地台心並對基地台提供協

職控制。網路控制器114可執行無線電資源管理、行動 性管理功能及其他功能以支援用於無線裝置⑵之通信。 網路控制器U4可為單一網路實體或網路實體之集合。如 下所述，感測器網路伺服器116a可耦接至網路控制器 114，自無線裝置120接收感測器資訊及/或量測，並處理 感測器資訊及/或量測。儲存單元1183可儲存用於伺服器 116a之集中式資料庫。 廣播系統130可布署於無線網路u〇a之涵蓋區域之全部 或部分上。廣播系統130可為電視廣播系统、無線電廣播 系統、數位廣播系統等等。舉例而言，廣播系統13〇可為 MediaFLO系統、掌上型數位視訊廣播（dvbh)系統、地面 電視廣播整合式服務數位廣播（ISDB-T)系統等等。 衛星定位系統（SPS)140可涵蓋無線網路！〗〇a之涵蓋區域 之全部或部分。SPS 140可為美國全球定位系統（Gps)、俄 羅斯GLONASS系統、歐洲伽利略（Galiie〇)系統或某一其他 衛星定位系統。GPS為24個適當間隔之衛星加上繞地球軌 道運行之某些備用衛星的星群。每一 GPS衛星傳輸經編碼 125219.doc • 11 · 1364010 之信號，該信號允許地球上之GPS接收器基於對於足夠數 目之衛星（通常為四個）之量測及此等衛星之已知位置而準 確地估計GPS接收器之位置。 無線裝置120可散布於整個無線網路11〇a中，且每一無 線裝置可為固定的或行動的。在無線網路11〇&中，無線裝 置可與基地台112a雙向通信》無線裝置亦可在任何給定時 刻自廣播系統130中之廣播站132及/或SPS 140中之衛星 142接收信號。 圖2展示亦能夠支援用於許多無線裝置ι2〇之通信並促進 感測器網路之資料轉移的無線通信網路丨丨〇b。無線網路 11 Ob可為可對中等地理區域（例如，建築物、辦公室、商 %、校園等等）提供通信涵蓋的區域廣域網路（Wlan)。無 線網路110b可實施諸如IEEE 8〇2.11系列標準中之任一者 (例如 ’ 802_lla、802.11b、802.llg 或 802.1 1η)、Hiperlan 等等之無線電技術。IEEE 802.1 1通常被稱作Wi-Fi。 無線網路110b可包括任何數目之存取點u 2b。存取點可 為經由無線媒體對與此存取點相關聯之台提供對分散式服 務之存取的台。存取點112b亦可在無線網路ii〇b與有線網 路（諸如’區域網路（LAN)或廣域網路（WAN))之間提供介 面。無線裝置120為可與存取點i12b通信之台。台（例如， 存取點112b或無線裝置120)亦可經由點對點通信而彼此通 信。

存取點112b可耦接至乙太網路集線器或交換器122，乙 太網路集線器或交換器122可進一步柄接至可與WAN 125219.doc -12- !364〇1〇 126(諸如，網際網路）交換資料封包之路由器124。感測器 網路伺服器116b可耦接至WAN 126(如圖2中所示）或可耦接 至集線器/交換器122或路由器124(圖2中未展示）。如下所 述，伺服器116b可自無線裝置12〇接收感測器資訊及/或量 測並可處理感測器資訊及/或量測。健存單元丨丨朴可儲存 用於伺服器116b之集中式資料庫。 通常’無線裝置可能能夠與任何數目之網路及系統並以 任何無線電技術通信❶無線裝置可支援與WWAN(例如， 蜂巢式網路）、冒1^1^(例如，正££ 802.11網路）、無線個人 區域網路（WPAN)等等之通信。WPAN可實施藍芽，其為被 採用為IEEE 802.15標準之短程無線電技術。 在一態樣中，無線裝置可用於通常被稱為認知無線電之 應用的感測器網路中《認知無線電指代當主要被授權者未 使用給定頻譜時對該頻譜之使用。頻譜被授予特定地理區 域之主要被授權者，並規定在主要被授權者未使用該頻譜 時其他裝置可使用該頻譜。主要被授權者可在地理區域之 全部或部分中使用頻譜之全部或部分。其他裝置可在未由 主要被授權者涵蓋之任何區域中使用頻譜之未使用之部 分。 在圖1中所示之實例中，主要被授權者可為操作廣播系 統130之廣播電視被授權者。主要被授權者可具有在特定 地理區域中的對在特定頻率範圍内之頻譜之特許。頻率範 圍可為自400至700 MHz之範圍、自30至300 MHz之特高頻 (VHF)範圍、自300 MHz至3 GHz之超高頻（UHF)範圍等 125219.doc •13- 1364010 等°主要被授權者可具有僅在所授權之地理區域之部分中 在所授權之頻譜上操作的廣播站。 在一設計令，無線裝置120x可裝備有用於所涉及之指定 頻率範圍的頻譜使用感測器，其可涵蓋一或多個頻帶（諸 如’廣播電視頻帶）。無線裝置12〇x可表示圖！及2中之無 線裝置120中之每一者。無線裝置12〇χ可週期性地量測在 不同頻帶中接收之信號。頻譜使用感測器可包含可量測在 每一頻帶中之信號強度或接收功率的信號強度偵測器。或 者，頻譜使用感測器可包含可解調變在毒一頻帶中之接收 k號並判定該等信號是否可被可靠地解調變的解調變器。 無線裝置120x亦可判定其關於每一頻譜使用量測或量測 之母一集合之位置及時間戳記。無線裝置12〇χ可使用定位 方法（諸如，GPS、辅助GPS(A-GPS)、進階前向鏈路三邊 測量（A-FLT)、增強型觀測時間差（E_〇TD)、觀測到達時間 差（OTDOA)等等）而獲得準確之位置估計。或者，無線裝 置12〇X可基於可提供指定位置（例如，小區中心）作為對無 線裝置120x之位置估計的定位方法（諸如，小區出或增強 型小區ID)而獲得粗略之位置估計。在此項技術中已知此 等各種疋位方法。所需位置準確度可取決於應用。當可聚 集來自大量無線裝置之資訊時，粗略之位置估計可為足夠 的。 無線裝置120x可經由無線網路將頻譜使用量測及相關聯 之資訊發送至感測器網路伺服器，例如，經由圓丨中之無 線網路110a將其發送至伺服器116&或經由圖2中之無線網 125219.doc -14- 1364010 路110b將其發送至伺服器116b。通常，相關聯之資訊可包 含位置資訊及/或時間戳記。伺服器可為可接收並處理來 自不同無線裝置之量測的中央資料收集實體。為了最小化 電池使用及通信額外負擔，無線裝置12〇x可在無線裝置處 局部儲存該等量測，直至其因為除了發送量測以外之原因 而建立語音呼叫或資料連接為止。無線裝置12(^接著可將 量測發送至飼服器（例如’作為背景資料訊務）。 伺服器可自遍及無線網路而定位之許多（例如，數千或 籲 數百萬）無線裝置接收頻譜使用量測。歷經一時段後，歸 因於大量無線裝置及使用者之行動性，伺服器可能能夠獲 得恰好在由主要被授權者之接收器佔據之每一位置附近處 的指定頻率範圍之頻率使用量測。伺服器可處理自無線裝 置接收之置測並聚集自量測獲得之資料。伺服器可能能夠 獲知按主要被授權者的頻譜使用之可靠資料庫。資料庫可 提供按時間、位置及頻帶的頻譜使用。伺服器亦可產生用 • 於不同頻帶之頻譜使用圖。用於每一頻帶之圖可指示用於 此頻帶之主要被授權者的涵蓋區域。 頻譜使用資料庫可用於支援在未被主要被授權者涵蓋之 區域中在所授權之頻譜上的操作。具有頻譜敏捷式收發器 的無線裝置可能能夠使用頻譜之未被主要被授權者使用的 部分。舉例而言，兩個無線裝置可在主要被授權者之涵蓋 區域之外部的區域中在所授權之頻譜上通信。可粗略界定 此涵蓋區域。舉例而言，若在特定小區中在給定頻帶上偵 測到弱仏號，則認為此小區在主要被授權者之涵蓋區域之 •25219.doc 1364010 外部，且在此小區中之無線裝置可使用該頻帶。 圖3屐示用於認知無線電之頻譜使用量測的實例。在此 實例中，廣播站132χ在被授予主要被授權者之頻帶上廣播 信號。廣播（例如，TV)接收器134及無線裝置I20x ' 120y 及/或120z可接收廣播信號。接收器134可位於廣播站132x 之預定涵蓋内並可接收具有足夠強之信號強度的廣播信 號。無線裝置120x可在接收器134之附近並可量測具有足 夠強之信號強度的廣播信號。無線裝置12〇y及I20z可被定 位得較遠離廣播站132x並可獲得對廣播信號之弱量測。無 線裝置120x、120y及120z可將其量測發送至網路感測器伺 服器116 ’其可為圖1中之伺服器116a或圖2中之伺服器 116b。 伺服器116可獲得來自無線裝置12〇χ、12时及12〇2之量 測。伺服器116可基於來自無線裝置12〇χ之強接收信號強 度量測來判定無線裝置120χ位於廣播系統丨3〇之涵蓋中。 伺服器116可基於來自無線裝置12〇y&12〇z之弱接收信號 強度量測來判定無線裝置120y及I20z位於廣播系統13〇之 涵蓋之外部。基於隨時間及位置得來自裝備有用於廣播系 統頻譜之感測器之大量此等無線裝置的此等量測，伺服器 116可能能夠發展廣播系統13〇之涵蓋圖並可確定由廣播站 132x提供之涵蓋之邊界（圖3中由線31〇展示）。 無線裝置150y及l50z可能能夠作為次要使用者而在與廣 播系統130相同之頻帶中通信。當無線裝置15〇丫及欲 在此頻帶上通信時，此等無線裝置之定位可用於判定其在 125219.doc -16· 丄JO仔 间頻帶上之傳輸是否將在來自廣播站此之廣播信號的 收器134處產生過度干擾 '然而，若無線裝置i5〇y及 1他在由廣播站132χ使用之頻帶上操作，則可能難以準雄 ^定無線裝置150y及ΐ50ζ將對接收器134產生之干擾的 4 °取決於在無線裝置15W15Gz之位置之間的距離，關 ;廣播站之涵蓋區之邊界’退讓因數或裕度可用於考量此 不確疋性。在一設計中，若無線裝置150y及15〇2之位置距 鲁 廣㈣之涵蓋區之邊界足夠遠，料允許其在頻帶上操 在另认。十中，無線裝置150y及15〇z可使用之傳輸功 率可取決於無線裝置丨5忖及丨5〇z距廣播站ΐ32χ之涵蓋區之 邊界的距離，例如，若無線裝置15〇^及l5〇z距涵蓋區之邊 界較遠則可使用較高傳輸功率，且若無線裝置卜时及ΐ5〇ζ 距涵蓋區之邊界較近則可使用較低傳輸功率。 通常，無線裝置12〇可能能夠對廣播系統頻譜中之信號 進行里測，但其可能能夠或可能不能在此頻譜中通信。此 • 外，無線裝置150可能能夠使用廣播系統頻譜，但其可能 能夠或可能不能量測此頻譜中之信號或將感測器資訊返回 報告給伺服器。 圖4展示用於由無線裝置支援認知無線電之過程400的設 計。可獲得關於無線裝置通信並不與之通信之第一通信系 統（例如，廣播系統）的量測（區塊4丨2) ^亦可判定關於每一 量測之位置資訊及/或時間戳記（區塊414)。可經由第二通 信系統（例如，蜂巢式系統或WLAN)發送量測及相關聯之 位置資訊及/或時間戳記（區塊416)。量測可包含由第一系 125219.doc •17· 1364010 統使用而未由第二系統使用之頻帶的信號強度量測。可儲 存量測直至建立與第二通信系統之通信為止，並可在建立 通信時發送量測》 圖5展示用於由感測器網路伺服器（例如，圖1中之伺服 器116a或圖2中之伺服器U6b)支援認知無線電之過程5〇〇 的設計。可自複數個無線裝置接收量測（區塊512)。量測係 關於無線裝置並不與之通信之第一通信系統（例如，廣播 系統），且其係經由第二通信系統（例如，蜂巢式系統或 WLAN)而接收。可基於自無線裝置接收之量測來判定第一 通信系統之涵蓋（區塊5 14)。量測可包含由第一通信系統使 用而未由第二通信系統使用之頻帶之信號強度量測。亦可 自無線裝置獲得與量測相關聯之位置資訊及/或時間戳記 並將其用於判定第一通信系統之涵蓋。可判定給定之無線 裝置是否處於第一通信系統之涵蓋内（區塊516)。若無線裝 置未處於第一通信系統之涵蓋内，則可允許其在頻帶上操 作。 ’、 通常，無線裝置可用於涉及來自大量無線裝置之資訊之 聚集的各種應用的感測器網路中。無線裝置可基於以下感 測器中之任一者來獲得量測： •麥克風-用於量測聲音及音訊， •攝影機-用於捕獲影像及視訊， •光感測器-用於偵測光 •諸如無線電接收器之RF感測器-用於進行rf量測 •運動感測器或回轉儀-用於偵測運動及移動， 125219.doc • 18 · 1364010 •輻射或污染物感測器-用於偵測輻射或污染物， •溫度計及/或其他天氣感測器-用於偵測溫度及其他天 氣特徵，及 •定位能力-用於測定無線裝置之位置。 通常，無線裝置可包括任何數目之感測器或任何類型之 感測器》通用感測器可安裝於市售之無線裝置中。專用感 測器可安裝於用於特殊應用及/或區之無線裝置中。舉例 而言，輻射感測器可安裝於在核電廠附近操作之無線裝置 中，污染物感測器可安裝於易受污染之區域中操作之無線 裝置中’壓力偵測器可安裝於在渦輪機附近操作之無線裝 置中等等。 通常’可基於來自任何類型之感測器之量測而由無線裝 置收集任何類型之感測器資訊《無線裝置亦可判定其關於 量測之位置及時間戳記。亦可基於GPS、小區10及/或某也 其他定位方法來判定位置。無線裝置可將感測器資訊及相 關聯之位置及時間戳記儲存於區域資料庫中。在機會適宜 時’無線裝置可將感測器資訊及相關聯之資訊上載至祠服 器》 伺服器可自許多無線裝置接收感測器資訊及相關聯之資 訊’且其可處理並聚集感測器資訊。词服器可基於所聚华 之感測器資訊來建構詳細圖，其可由地理區上之許多無線 裝置隨時間及/或空間而收集》 可基於不同應用之感測器資訊來建構不同的圓。舉例而 言’可基於大量無線裝置之所報告之位置來建構人口密度 125219.doc 19· 1364010 圖及交通預測圖。可藉由具有小於所報告之位置之預期密 度的路線來建構交通改道圖。可基於來自無線裝置處之溫 度什及/或其他天氣感測器之資訊來建構天氣預報圖。可 基於來自無線裝置處之輻射感測器的資訊來建構輻射偵測 圖。 圖6展示由無線裝置執行以支援感測器網路之過程600的 ax a十。可自無線裝置處之至少一感測器獲得感測器資訊 (區塊612)。該至少一感測器可包括上文所列舉之感測器及/ 或其他感測器中之任一者。可自由該（等）感測器進行之量 測而獲得感測器資訊。舉例而言，感測器資訊可包含基於 關於衛星及/或基地台之量測而獲得之位置估計。感測器 貧訊亦可包含聲音、光、運動、輻射等等，可基於關於聲 音、光、運動、輻射等等之量測而獲得聲音、光、運動、 輻射。 可判定無線裝置在獲得感測器資訊時之位置資訊並使其 與感測器資訊相關聯（區塊614)。可基於⑴導頻接收自之 至少一固疋台之識別資訊或（Π)關於衛星之虛擬距離量測 及/或關於基地台之時序量測來判定位置資訊。亦可判定 時間戳記並使其與感測器資訊關聯（亦為區塊614)。感測器 i訊亦可僅包含位置資訊及時間戮記，例如，用於交通預 測。 可經由無線通信系統來發送感測器資訊及相關聯之位置 h訊及/或時間戮s己（右存在）（區塊616)。可儲存感測資 訊直至建立與無線通信系統之通信為止，且可在建立通作 125219.doc -20· 136401ο 時發送感測器資訊。無線通信系統可為蜂巢式系統、 WLAN等等。 圖7展示由伺服器執行以用於感測器網路之過程7〇〇的設 計。可自複數個無線裝置接收感測器資訊，其中該感測器 資訊係自該無線裝置處之感測器獲得（區塊712)。可聚集來 自無線裝置之感測器資訊（區塊7丨4)。所聚集之感測器資訊 可用於建構圖，該圖可為涵蓋圖、人口密度圖、交通預測 圖、天氣預報圖、輻射偵測圖等等（區塊716)〇亦可自無線 裝置接收與感測器資訊相關聯之位置資訊及/或時間戳記 並將其用於建構圖。 在另’4樣中’無線裝置可自上文所列舉之感測器及， 5、-他感測器中之任_者獲得資訊。可由無線裝置處理 (或發送至伺服器並由飼服器處理）感測器f訊以建構無線 '之使用者之使用者設定檔或指紋圖譜。通常，使用者 =定，為關於特定使用者之資料的集合。取決於用於獲得 :」：資訊之感測器的類型’由感測器資訊建構之使用者 °又^可包括關於使用者之任何類型之資訊。 隨^者設定槽可包括由使用者使用之通勤路線，可基於 蚁時間而收集之無線裝置之 合 置來建構該通勤路線。可結 預測圖及交通改道圖來使用通勤路線以警告使用者 括;IS之通Μ或建議替代路線。使用者設定槽可包 帕射之元全曝露的估計，可基於自鲳鼾#.目丨 資訊而*丨〜 土 目‘射感測1§收集之 貞讯而判定此估計。 污毕之@ ♦ 用者叹疋檔可包括對聲音及/或光

7木之曝露的估計，可I "自9訊感測器及/或光感測器 125219.doc •21 · 1364010 收集之資訊而判定此估計。使用者設定檔可包括可基於自 回轉儀、運動感測益、溫度计等等收集之資訊而判定之體 育活動及訓練的設定檔。使用者設定檔亦可包括來源於其 他類型之感測器之其他資訊。 使用者設定檔可包括Wi-Fi涵蓋可能達到的區域。不可

基於在不同位置處隨時間而收集之Wi_FUf號的量測來判 定此Wi-Fi涵蓋資訊。可連同無線裝置之當前位置而使用 Wi-Fi涵蓋資訊以致能對Wi-Fi之節能搜尋。舉例而言，僅 在可以較高置信度發現Wi-Fi熱點時可基於蓋資訊 及當前位置來執行Wi-Fi搜尋，否則可避免Wi_Fi搜尋。 通常，在使用者設定檔中之每一類型之資訊可僅取決於 位置、或僅取決於時間、或取決於位置及時間，或並不取 決於兩者。可㈣位置資訊及/或㈣戰記並I其分別與 取決於位置及/或時間之每一類型之資訊相關聯。

通常’位置及時間戳記指紋圖譜可用於致能或去能無線 裝置之某些能力並/或控制無線裝置之操作。舉例而言， 當前量測及在使用者設定檔中收集之資訊可用於邀告：用 者過度曝露於輻射、曰光、聲音、光、污染等等。當前位 置及/或時《記及在使用者設定财㈣之資訊可用於 自動開啟某些特徵，例如，在通勤時間期間調至交通報 告，在晚間調至新聞等等。當前位 田月M立置及/或時間戳記及所 =之資訊可用於致能或去能某些特徵，諸如wi_n搜尋 等等。 可藉由為無線裝置裝備適當感測器來支援各種使用者設 125219.doc -22- 1364010 定檔/指紋圖譜應用。使用者設定檔應用採用以下事實： 無線裝置與使用者相關聯且通常在不同位置中伴隨使用 者。此等應用可自任何類型之感測器收集並聚集資訊。此 等應用亦可以各種方式使用所收集並聚集之資訊。 圖8展示由無線裝置執行以用於使用者設定檔/指紋圓譜 應用之過程800的設計。可自無線裝置處之至少一感測器 獲得感測器資訊（區塊812)。該至少一感測器可包括上文所 列舉之感測器及/或其他感測器中之任一者。亦可判定位 置資訊及/或時間戳記並將其與感測器資訊相關聯（區塊 8 14)。可基於感測器資訊及相關聯之位置資訊及/或時間戮 記（若存在）來發展使用者設定標（區塊816)。可基於使用者 設定檔來控制無線裝置之操作（例如，Wi_Fi搜尋）（區塊 818)。亦可基於使用者設定槽來產生一或多個訊息（例如， 警告訊息）（區塊820)。 圖9展不無線裝置120(其可為圖1或2中之無線裝置中之 一者）之設計的方塊圖。在上行鏈路上’可由通信（c〇mm) 處理器924處理（例如，編碼及調變）訊務資料、信號，及待 由無線裝置120發送之感測器資訊、量測及相關聯之資訊 以產生輸出碼片。發射器（TMTR)932可調節（例如，轉換為 類比、濾波、放大及升頻轉換）輸出碼片並產生可經由天 線934傳輸之上行鏈路信號。在下行鏈路上，天線934可自 無線網路中之基地台112及其他基地台接收下行鏈路信 號。接收器（RCVR)936可調節（例如，濾波、放大、降頻轉 換及數位化）自天線934接收之信號並提供樣本。通信處理 125219.doc -23- 1364010 器924可處理（例如，解調變及解碼）樣本並提供經解碼之資 料及信號。通信處理器924可根據由無線網路利用之無線 電技術（例如，CDMA IX、W-CDMA、GSM、802.11a/b/n，等 等）來執行處理。 可將接收器936用作RF感測器以關於認知無線電及/或其 他感測器網路應用之其他無線系統（例如，廣播系統13〇)而 進行量測。GPS接收器938可提供關於衛星之量測。可處 理此等量測以獲得對無線裝置120之準確位置估計。亦可 基於自基地台120及/或其他基地台接收之導頻來判定對無 線裝置120之粗略位置估計。 感測器928可包括上文所列舉之感測器及/或其他感測器 中之任一者。感測器928可如感測器控制器926所指示來獲 得量測，並可將該等量測提供給感測器控制器926以進行 處理。感測器控制器926可處理量測以獲得感測器資訊。 感測器控制器926亦可基於感測器資訊來建構使用者設定 檔並可基於使用者設定檔及/或其他資訊來控制無線裝置 120之某些操作。 控制器/處理器920可引導在無線裝置ι2〇處之操作。控 制器/處理器920及/或感測器控制器926可執行圖4中之過程 400、圖6中之過程600、圖8中之過程8〇〇及/或用於本文中 所描述之技術之其他過程。記憶體922可儲存用於無線裝 置120之程式碼及資料。記憶體922亦可儲存感測器資訊、 量測及相關聯之資訊（例如）直至所儲存之資訊可經由無線 網路而發送至網路感測器飼服器為止。記憶體922亦可儲 125219.doc •24- 1364010 存基於感測器資訊及/或量測而建構之使用者設定檔β 圖9亦展示基地台112之設計，該基地台112可為圖1或圖 2中之基地台中之一者。基地台112包括：控制器/處理器 950 ’其執行用於與無線裝置之通信之各種功能；記憶體 952’其儲存用於基地台112之程式碼及資料；發射器/接 收器954，其支援與無線裝置之無線電通信；及通信單元 956，其支援與其他網路實體之通信。 圖9亦展示伺服器116之設計’該伺服器U6可為圖丨中之 伺服器116或圖2中之伺服器U6be伺服器116包括：控制 器/處理器960 ’其執行用於感測器網路之各種功能；記憶 體962 ’其儲存用於伺服器116之程式碼及資料；及通信單 元964，其支援與其他網路實體之通信。控制器/處理器 960可自無線裝置接收感測器資訊、量測及相關聯之資 訊，處理量測，聚集感測器資訊並建構圖。控制器/處理 器960可執行圖5中之過程500、圖7中之過程7〇〇及/或用於 本文中所描述之技術之其他過程。 熟習此項技術者應理解，可使用各種不同技藝及技術中 之任一者來表示資訊及信號。舉例而言，可由電壓、電 流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或其任何組合 來表示在遍及以上描述而參考之資料、指令、命令、資 訊、信號、位元、符號及碣片。 熟習此項技術者將進一步瞭解，在本文中結合揭示内容 而描述之各種說明性邏輯區塊、模組、電路及演算法步驟 可實施為電子硬體、電腦軟體，或兩者之組合。為清楚說 125219.doc -25· 1364010 明硬體與軟體之此互換性，以上已大致在功能性方面描述 了各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟。此功能性 係實施為硬體還是軟體取決於特定應用及強加於整個系統 之設計約束。熟習此項技術者可針對每一特定應用以各種 方式來實施所描述之功能性，但是此等實施決策不應被解 釋為會導致偏離本揭示案之範嘴。 可使用以下各者來實施或執行在本文令結合揭示内容而

描述之各種說明性邏輯區塊、模組及電路：通用處理器 數位信號處理器（DSP)、特殊應用積體電路（ASIC)、場可 程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯裝置、離散閘或 電晶體邏輯、離散硬體元件，<其經設計錢行本文中所 描述之功能的任何組合。通用處理器可為微處理器，但替 代地，處理器可為任何習知處理器、控制器、微控制器或 狀態機。處理器亦可實施為計算裝置之組合，例如，一 DSP與一微處理器之組合、複數個微處理器之組合 '一戋

多個微處理器與-DSP核心之組合，或任何其他此種板 態。 、 在本文中結合揭示内容而描述之方法或演算法之步驟可 直接實施於硬體、由處理器執行之軟體模組，或兩者之組 合中。軟體模組可常駐於RAM記憶體、快閃記憶體、 ROM記憶體、EPR〇M記憶體、EEpR〇_憶體、暫存器、 硬碟、可移式磁碟、CD_R〇M，或此項技術中已知之任— 其他形式之儲存媒體中。例示性儲存媒體耦接至處理器， 使得處理器可自儲存媒體讀取資訊並將資訊寫入儲存媒 125219.doc • 26 · 二拔：代地’儲存媒體可與處理器形成主體。處理器及儲 存媒體可常駐於ASIC中。

Cj*駐於使用者終端機 替代地，處理器及儲存媒體可作為離散組件而常駐於 使用者終端機中。 在一或多個例示性設計中，所描述之功能可實施於硬 體、軟體，體或其任一組合中。若將其實施於軟體申， 可將功能作為-或多個指令或程式碼儲存於電腦可讀媒體 上或經由電腦可讀媒體來傳輸。電腦可讀媒體包括電腦儲 存媒體及包括促進電腦程式自一處轉移至另一處之任何媒 體的通信媒體。儲存媒體可為可由通用或專用電腦存取之 任何可用媒體。舉例而言（且並非限制），此等電腦可讀媒 體y包含RAM、R0M、eepr〇m、cd r〇m或其他光碟儲 存器、磁碟赌存器或其他磁性儲存裝置，或可用於載運或 .儲存呈札7或資料結構之形式的所要程式碼構件且可由通 用或專用電腦或通用或專用處理器存取的任何其他媒體。 又，可適當地將任何連接稱作電腦可讀媒體。舉例而言， 若使用同轴電鏡、光纖電镜、雙絞線、數位用戶線（DSL) 2 、’外線無線電及微波之無線技術自網站、飼服器 或其他遠端源傳輸軟體，則同軸電纜、光纖電纜、雙絞 線、DSL或諸如紅外線、無線電及微波之無線技術被包括 於媒體之定義中°如本文中使用之磁碟及光碟（disc)包括 緊密光碟（CD)、雷射光碟、光碟（〇pticai disc)、數位多功 能碟片（DVD)、軟性磁碟及藍光碟，其中磁碟通常磁性地 再現資料，而碟片使用雷射光學地再現資料。上文之組合 125219.doc -27 1364010 亦應包括在電腦可讀媒體之範疇内。 提供本揭不案之先前描述以使任何熟習此項技術者能夠 製造或使用本揭示案。熟習此項技術者將易於瞭解本揭示 案之各種修改’且本文中所界定之—般原則可在不偏離本 揭示案之範疇的情況下應用於其他變化。因而，本揭示案 並非思欲限於本文中所描述之實例及設計，而是符合與本 文中所揭示之原則及新穎特徵一致的最廣範疇。 【圖式簡單說明】 圖1及2展示兩個無線通信網路。 圖3展示用於認知無線電之頻譜使用量測。 圖4展示用於由無線裝置支援認知無線電的過程。 圖5展示用於由伺服器支援認知無線電的過程。 圖6展示由無線裝置執行以用於感測器網路的過程。 圖7展示由伺服器執行以用於感測器網路的過程。 圖8屐示由無線裝置執行以用於使用者指紋圖譜的過 程。 圖9展示無線裝置、基地台及感測器網路伺服器的方塊 圖。 【主要元件符號說明】 110a 無線通信網路 110b 無線通信網路 112 基地台 112a 基地台 112b 存取點 125219.doc -28 - 1364010 114 網路控制器 116 感測器網路伺服器 116a 感測器網路伺服器 116b 感測器網路伺服器 118a 儲存單元 118b 儲存單元 120 無線裝置 120x 無線裝置 120y 無線裝置 120z 無線裝置 122 以太網路集線器或交換器 124 路由器 126 WAN 130 廣播系統 132 廣播站 132x 廣播站 134 接收器 140 衛星定位系統 142 衛星 150y 無線裝置 150z 無線裝置 310 線 920 控制器/處理器 922 記憶體 125219.doc -29-

Claims (1)

1. 丨〇丨年丨月β曰修正本 十、申請專利範圍： 第096135838號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(101年1月） 一種無線通信裝置，其包含： 至少一處理器，其經組態以獲得關於一無線裝置並不 -、之通偽之一第一通信系統所傳輸之每一頻帶之信號強 、 干里測’其中该苐一通信系統包含一廣播系統’ 並經由一第二通信系統來發送該信號強度之該等量測； 及 &己憶體’其耦接至該至少一處理器。 2’如清求項1之裝置，其中該信號強度之該等量測係用於 未由该第二通信系統使用之至少一頻帶。 •如明求項1之裝置，其中該至少一處理器經組態以判定 ::於該等量測中之每一者之位置訊息及一時間戳記，並 經由該第二通信系統發送該等量測及相關聯之位置資訊 及時間戳記。 ° k f請求項1之裝置，纟中該至少一處理器經組態以儲存 亥等里測直至建立與該第二通信系統之通信為止，並在 建立通信時發送該等量測。 、:請求項1之裝置1中該第二通信系統為-蜂巢式系 6· 一種無線通信方法，其包含： 第一通信系統 ’其中該第一 獲得關於一 I绩驻婆# ，”、深裒置並不與之通信之一 所傳輸之每一頻帶夕e σ备2公& 两’之k唬強度之若干量測 通信系統包含—廣播系統；及 經由—第二通信系統來發送該信號強度之該等量測 125219-1010118.doc 1364010 7. 如請求項6之方法，其中該獲得量測包含： 獲得用於未由該第一通信系統使用之至少一頻帶之該 信號強度之該等量測。 8. 如請求項6之方法，其進一步包含： 判定關於該等量測中之每—者之位置資訊及一時間戮 5己，其中该等量測及相關聯之位置資訊及時間戳記係經 由該第一通信系統而發送。 9· 一種無線通信裝置，其包含： 用於獲彳寸關於一無線裝置並不與之通信之一第一通信 系統所傳輸之每一頻帶之信號強度之若干量測的構件， 其中該第一通信系統包含一廣播系統；及 用於經由一第二通信系統來發送該信號強度之該等量 測的構件》 10. 如請求項9之裝置，其中該用於獲得量測之構件包含用 於獲得用於未由該第二通信系統使用之至少一頻帶之該 信號強度之該等量測的構件。 11. 如請求項9之裝置，其進一步包含： 用於判定關於該等量測中之每一者之位置資訊及一時 間戮記的構件’其中該等量測及相關聯之位置資訊及時 間戳記係經由該第二通信系統而發送。 12· —種非暫時性的電腦可讀媒體，其包含用於獲得量測之 若干指令，該等指令係可執行以： 獲得關於一無線裝置並不與之通信之一第一通信系統 所傳輸之每一頻帶之信號強度之若干量測，其中該第一 J 25219-1 〇1〇] J8i£j〇c 通信系統包含一廣播系統；及 經由一第二通信系統來發送該信號強度之該等量 測。 13. —種無線通信裝置，其包含： 至少一處理器，其經組態以自複數個無線裝置接收量 測’其中該等量測係關於該複數個無線裝置並不與之通 信之一第一通信系統且係經由一第二通信系統而接收， 且該至少一處理器經組態以基於該等量螂來判定該第一 通信系統之涵蓋；及 一記憶體，其耦接至該至少一處理器。 14.如請求項13之裝置，其中該至少一處理器經組態以獲得 與該等量測相關聯之位置資訊及時間戳記，並基於該等 量測及該相關聯之位置資訊及該等相關聯之時間戳記來 判定該第一通信系統之該涵蓋。 !5.如清求項I3之裝置，其中該至少一處理器經組態以接收 關於一由該第一通信系統使用且未由該第二通信系統使 用之頻帶之信號強度量測，並判定一無線裝置是否處於 該第一通信系統之該涵蓋内，若該無線裝置未處於該第 一通信系統之該涵蓋内則允許其在該頻帶上操作。 16. —種無線通信方法，其包含： 自複數個無線裝置接收量測，其中該等量測係關於該 複數個無線裝置並不與之通信之—第—通㈣統且係經 由一第二通信系統而接收；及 基於該等量測來判定該第一通信系統之涵蓋，其中該 125219-1010118.doc 1364010 等量測包含關於由該第一通信系統使用且未由該第二通 信系統使用之一頻帶之信號強度量測；及 判定一無線裝置是否處於該第一通信系統之該涵蓋 内，若該無線裝置未處於該第一通信系統之該涵蓋内則 允許其在該頻帶上操作。 H 一種無線通信裝置，其包含： 至少一處理器，其經組態以自一無線裝置處之至少一 感測器獲得感測器資訊，並經由一無線通信系統來發送 該感測器資訊；及 一記憶體，其耦接至該至少一處理器； 其中該至少一處理器經組態以使位置訊息及時間戳記 中之至少一者與該感測器資訊相關聯，並在存在該相關 聯之位置資訊及該等時間相關聯之戳記時，經由該無線 通信系統來發送該感測器資訊及該相關聯之位置資訊及 該等相關聯之時間戳記。 18.如請求項17之裝置，其中該至少一處理器經組態以自至 少一固定台接收導頻並基於關於該至少—固定台之識別 資訊來判定該位置資訊。 A如請求項17之裝置，纟中該至少一處理器經組態以基於 關於-衛星定位系統（SPS)中之衛星之量測來判定該位置 2〇.如：求項17之裝置’其中該至少-處理器經組態以儲, 忒感測器資訊直至建立與該無線通信系統之通信為止 並在建立通信時發送該感測器資訊。 ° J25219-1010118.doc 月求項17之裝置，其中該至少一處理器經組態以經由 蜂巢式無線電技術而與該無線通信系統通信以發送該 感測器資訊》 如明求項17之裝置’其中該至少一處理器經組態以經由 一無線區域網路（WL A N)無線電技術而與該無線通信系 統通信以發送該感測器資訊。 23·如請求項17之裝置’其中該至少一感測器包含以下各者 中之至少一者 麥克風、一攝影機、一光感測器 無線電接收器、一運動感測器、一回轉儀、一溫度計及 一輻射感測器。 24. —種無線通信方法，其包含： 自一無線裝置處之至少一感測器獲得感測器資訊；及 經由一無線通信系統來發送該感測器資訊；使位置資 訊及時間戳記中之至少一者與該感測器資訊相關聯，及 在存在該相關聯之位置資訊及該等相關聯之時間戳記 時’經由該無線通信系統來發送該感測器資訊及該相關 聯之位置資訊及該等相關聯之時間戳記。 25·如請求項24之方法，其中該發送該感測器資訊包含： 儲存6玄感測資訊直至建立與該無線通信系統之通信 為止，及 在建立通信時發送該感測器資訊。 26. —種無線通信裝置，其包含： 至少一處理器，其經組態以自複數個無線裝置接收自 無線裝置處之感測器獲得之感測器資訊，聚集來自該複 125219-1010118.doc 136401° 數個無線裝置之該感測器資訊，並基於該所聚集之感測 器>訊來建構一圖；及 一記憶體，其耦接至該至少一處理器； 其中該至少一處理器經組態以接收與該感測器資訊相 關聯之位置資訊並進一步基於該位置資訊來建構該圖。 27. 如請求項26之裝置，其中該至少一處理器經組態以接收 與該感測器資訊相關聯之時間戳記並進一步基於該等時 間戳記來建構該圖。 28. 如請求項26之裝置，其中該圖包含以下各者中之一者： 一涵蓋圖 '一人口密度圖、一交通預測圖 '一天氣預報 圖及一輻射偵測圖。 29. 一種無線通信方法，其包含： 自複數個無線裝置接收感測器資訊，該感測器資訊係 自該無線裝置處之感測器獲得； 聚集來自該複數個無線裝置之該感測器資訊；及 基於該所聚集之感測器資訊來建構一圖。 30. 如請求項29之方法，其進一步包含： 接收與該感測器資訊相關聯之位置資訊，且其中該圖 係進一步基於該位置資訊而建構。 31. —種無線通信裝置，其包含： 至少一處理器，其經組態以自一無線裝置處之至少一 感測器獲得感測器資訊’並基於該感測器資訊來發展一 使用者設定棺；及 一 5己憶體’其耦接至該至少一處理器； 125219-1010H8.doc -6 - 1364010 其中該至少一處理器經組態以使位置資訊及時間戳記 中之至少一者與該感測器資訊相關聯。 32. 如請求項31之裝置，其中該至少_處理器經組態以基於 該使用者設定檔來控制該無線裝置之操作。 33. 如請求項31之裝置，其中該至少一處理器經組態以基於 該使用者設定標來產生至少一訊息。 34·如吻求項31之裝置，其中該至少一感測器包含以下各者 中之至少一者：一麥克風、一攝影機、一光感測器、一 無線電接收器、—運動感測器一回轉儀、一溫度計及 一輻射感測器。 35. —種無線通信方法，其包含； 自-無線裝置處之至少一感測器獲得感測器資訊；及 基於該感測器資訊來發展一使用者設定檔。 36. 如請求項35之方法，其進一步包含： 基於該使用者設定標來控制該無線裝置之操作。 φ 37·如請求項35之方法，其進一步包含： 基於該使用者設定檔來產生至少一訊息。 125219-1010118.doc 1364010 * 第096135838號專利申請案 ： 中文圖式替換頁(1〇〇年4月） 咪年+月"日修正替換頁 <τ S6 1茛嚙

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