СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИБРИДНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ В БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ СВЯЗИ Российский патент 2009 года по МПК H04W64/00 

По данной заявке испрашивается приоритет в соответствии с временной заявкой № 60/483094 от 27 июня 2003г, поданной в Патентное ведомство США.

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к системам определения местоположения и более конкретно к гибридному определению местоположения с использованием радиосигналов (сигналов беспроводной связи).

Уровень техники

Для выполнения определения местоположения в сотовых сетях беспроводной связи (например, сотовая телефонная сеть) несколько подходов выполняют трилатерацию на основании использования информации о времени (временной характеристики), посылаемой между каждой из нескольких базовых станций и мобильным устройством, таким как сотовый телефон. Один подход, названный расширенной передовой трилатерацией линии связи (AFLT) в CDMA или усовершенствованной наблюдаемой разностью времен (EOTD) в GSM или наблюдаемой разностью времен прибытия (OTDOA) в WCDMA, измеряет в мобильном устройстве относительные времена прибытия сигналов, переданных от каждой из нескольких базовых станций. Эти времена передаются на сервер определения местоположения (например, объект определения местоположения (PDE) в CDMA), который вычисляет местоположение мобильного устройства, используя эти времена приема. Времена передачи на этих базовых станциях координированы из условия, чтобы в конкретный момент времени истинные времена, связанные с множеством базовых станций, являлись в пределах указанной границы погрешности. Точные значения местоположения базовых станций и времен приема используются для определения местоположения мобильного устройства.

Фиг.1 изображает в качестве примера систему AFLT, где значения (TR1, TR2 и TR3) времени приема сигналов от сотовых базовых станций 101, 103 и 105 измеряются в мобильном сотовом телефоне 111. Затем эти временные характеристики могут быть использованы для вычисления местоположения мобильного устройства. Такое вычисление может быть сделано непосредственно в мобильном устройстве или на сервере определения местоположения, если информация о времени, полученная мобильным устройством, передана на сервер определения местоположения через линию связи. Как правило, значения времени приема передаются на сервер 115 определения местоположения через одну из сотовых базовых станций (например, через базовую станцию 101, 103 или 105). Сервер 115 определения местоположения соединен для приема данных от базовых станций через мобильный коммутационный блок 113. Сервер определения местоположения может включать в себя сервер каталога базовых станций (BSA), который обеспечивает определение местоположения базовых станций и/или зону обслуживания базовых станций. Альтернативно, сервер определения местоположения и сервер BSA могут быть отдельными друг от друга, а сервер определения местоположения обмениваться информацией с базовой станцией для получения каталога базовых станций для определения местоположения. Мобильный коммутационный блок 113 предоставляет сигналы (например, речевую связь) Коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN) наземной линии связи, а также от нее для того, чтобы сигналы могли быть переданы на мобильный телефон, и от него на другие телефоны (например, на телефоны в PSTN наземной линии связи или на другие мобильные телефоны). В некоторых случаях сервер определения местоположения может также обмениваться информацией с мобильным коммутационным блоком через линию сотовой связи. Сервер определения местоположения может также контролировать излучение от нескольких базовых станций для определения относительного времени этого излучения.

В другом подходе, названном Uplink Time of Arrival (UTOA), значения времени приема сигнала от мобильного устройства измеряются в нескольких базовых станциях (например, измерения осуществляются в базовых станциях 101, 103 и 105). Фиг.1 относится к этому случаю, если стрелки TR1, TR2 и TR3 полностью инвертированы. Затем эти временные характеристики могут быть переданы на сервер определения местоположения для вычисления местоположения мобильного устройства.

Кроме того, третий способ выполнения определения местоположения включает в себя использование в мобильном устройстве схемы для Глобальной спутниковой системы определения местоположения (GPS) США или других Спутниковых систем определения местоположения (SPS), таких как российская система GLONASS и предложенная система European Galileo, или комбинации спутников и псевдоспутников. Псевдоспутники представляют собой наземные передатчики, рассылающие код PN (подобный сигналу GPS), смодулированный в сигнале несущей частоты в диапазоне сверхвысоких частот, в целом, синхронизируемом со временем SPS. Каждому передатчику может быть назначен (задан) уникальный код PN для того, чтобы разрешить идентификацию посредством мобильного устройства. Псевдоспутники полезны в ситуациях, в которых сигналы SPS от орбитального спутника могут быть недоступны, например, в тоннелях, подземных коммуникациях, зданиях или других закрытых областях (зонах). Используемый в данном документе термин «спутник» включает в себя псевдоспутник или эквиваленты псевдоспутников, а используемый в данном документе термин «сигналы GPS» включает в себя сигналы, подобные GPS от псевдоспутников или эквивалентов псевдоспутников. Способы, которые используют приемник SPS для определения местоположения мобильной станции, могут быть полностью независимыми (автономными) (в которых приемник SPS самостоятельно определяет местоположение мобильной станции) или могут использовать беспроводную сеть связи для обеспечения вспомогательными данными или совместного использования в вычислении местоположения. Примеры таких способов описаны в Патентах США 6208290, 5841396, 5874914, 5945944 и 5812087. Например, Патент США № 5945944, среди прочего, описывает способ получения точной информации о времени из сигналов передачи сотового телефона, которая используется в комбинации с сигналами SPS для определения местоположения приемника; Патент США № 5874914, среди прочего, описывает способ передачи доплеровских сдвигов по частоте в поле зрения спутников на приемник мобильного устройства через линию связи для определения местоположения мобильного устройства; Патент США № 5874914, среди прочего, описывает способ передачи данных каталога спутника (или эфемеридные данные) на приемник через линию связи для помощи приемнику в определении его местоположения; Патент США № 5874914, среди прочего, также описывает способ синхронизации точного сигнала несущей частоты сотовой телефонной сети для обеспечения опорного сигнала в приемнике для получения сигнала SPS; Патент США № 6208290, среди прочего, описывает способ использования приблизительного местоположения приемника для определения приблизительного доплеровского сдвига по частоте для сокращения времени обработки сигналов SPS; а Патент США № 5812087, среди прочего, описывает способ сравнения разных записей информационного сообщения спутника, принятых для определения времени, за которое одна из записей была принята приемником, для того, чтобы определить местоположение приемника. В практических недорогих вариантах исполнения и мобильный приемник сотовый связи, и приемник SPS объединены в одном корпусе и фактически могут совместно использовать общую электронную схему.

В еще одном варианте вышеупомянутых способов двухстороннюю задержку (задержку на подтверждение) (RTD) обнаруживают для сигналов, которые посылают от базовой станции на мобильное устройство, а затем возвращают. В подобном, но альтернативном способе, двухстороннюю задержку обнаруживают для сигналов, которые посылают от мобильного устройства на базовую станцию, а затем возвращают. Каждую из этих двухсторонних задержек разделяют на две для определения оценки односторонней задержки распространения. Знание местоположения базовой станции и односторонней задержки ограничивает местоположение мобильного устройства в окружности на земле. Затем два таких измерения от разных базовых станций приводят к пересечению двух окружностей, которое, в свою очередь, ограничивает местоположение до двух точек на земле. Третье измерение (даже угол входа электромагнитных волн в приемник или идентификация сектора соты) решает двусмысленность.

Комбинация AFLT или U-TDOA с системой SPS может быть названа «гибридной» системой. Например, Патент США № 5999124, среди прочего, описывает гибридную систему, в которой местоположение сотового приемопередатчика определяется из комбинации, по меньшей мере: i) измерения времени, которое представляет время перемещения сообщения в сигналах сотовой связи между сотовым приемопередатчиком и системой связи; и ii) измерения времени, которое представляет время перемещения сигнала SPS.

Вспомогательная высота использовалась в различных способах определения местоположения мобильного устройства. Вспомогательная высота обычно основана на псевдоизмерении высоты. Знание высоты местоположения мобильного устройства ограничивает возможные местоположения мобильного устройства на поверхности сферы (или эллипсоида) с его центром, расположенным в центре земли. Это знание может быть использовано для уменьшения числа независимых измерений, требуемых для определения местоположения мобильного устройства. Например, Патент США № 6061018, среди прочего, описывает способ, где предполагаемая высота определяется из информации соты объекта, которая может быть базовым блоком мобильного телефона, который имеет передатчик в связи с мобильным устройством.

Раскрытие изобретения

Далее описаны способы и устройства для гибридного определения местоположения и/или другие типы операций с радиосигналами. В этом разделе подытожены некоторые из вариантов осуществления данного изобретения.

В одном аспекте данного изобретения мобильная станция использует радиосигналы от множества различных беспроводных сетей связи (например, с разными радиоинтерфейсами, основными технологиями и/или управляемыми разными поставщиками услуг) для определения местоположения (например, для обмена данными, для получения информации о времени и/или частоте, для измерения определения местоположения, для оценки сектора или высоты). В некоторых других аспектах данного изобретения мобильные станции используются для сбора статистических данных о беспроводных точках доступа (например, местоположения мобильных станций, которые приняли сигналы от беспроводных точек доступа, таких как сотовые базовые станции, точки доступа беспроводной локальной вычислительной сети, передатчиков связи персонального пространства, повторителей (промежуточных усилителей линии связи) или маяков для сигналов определения местоположения, или других передатчиков беспроводной связи) и для получения информации о местоположении (например, зона обслуживания и/или местоположения беспроводных передатчиков, идентификационная информация беспроводного передатчика, такая как SID/NID/BASE-ID, MSC-ID, IP-адрес, МАС-адрес, логическое имя и т.д.), для беспроводных сетей связи из собранных статистических данных. Следует отметить, что в данной заявке беспроводные передатчики обычно представляют собой наземные передатчики в противоположность орбитальным спутникам, которые являются передатчиками.

В одном аспекте изобретения иллюстративный способ работы мобильной станции включает в себя: определение в мобильной станции, идентификационную информацию первого беспроводного передатчика, который представляет собой точку доступа первой беспроводной сети связи, которая является доступной для мобильной станции; и передачу через второй беспроводный передатчик второй беспроводной сети связи идентификационной информации от мобильной станции на удаленный сервер в течение процесса определения местоположения мобильной станции. Первая беспроводная сеть связи в этом иллюстративном способе является отличной от второй беспроводной сети связи. Первая и вторая беспроводные точки доступа используют разные протоколы связи, и/или радиоинтерфейсы, и/или архитектуру. Например, первая беспроводная точка доступа служит для обращения к локальной вычислительной сети (LAN) первой беспроводной сети связи, используя технологию доступа, такую как одна из a) UWB (Ультраширокая полоса пропускания); или b) Wi-Fi (стандарт Wi-Fi на беспроводную связь), поддерживаемую разными стандартами IEEE 802 (например, 802.11, 802.15, 802.16, 802.20); а вторая беспроводная точка доступа представляет собой сотовую базовую станцию для беспроводной телефонной системы глобальной вычислительной сети (WAN), такая система использует один из следующих стандартов: a) TDMA (Множественный доступ с временным разделением каналов); b) GSM (Глобальная система мобильной связи); с) CDMA (Множественный доступ с кодовым разделением каналов); d) W-CDMA (Широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов); e) TD-SCDMA (Режим временного разделения каналов синхронного множественного доступа с кодовым разделением каналов); f) CDMA2000 1xEV-DO (только эволюционные данные) или CDMA2000 1xEV-DV (Эволюционные данные и речевая информация); и g) другие сети связи, такие как ANSI 41, GSM-MAP, IS-136, iDEN (Интегрированная цифровая усовершенствованная сеть связи), GERAN, UTRAN, CDMA DSMAP, CDMA MC-41, CDMA DS-41, CDMA MC-MAP и т.д. Первый поставщик услуг может управлять первой беспроводной сетью связи, а второй поставщик услуг может управлять второй беспроводной сетью связи. Первая беспроводная точка доступа может поддерживать дуплексную (одновременную двухстороннюю) связь. В одном примере этого способа мобильная станция определяет информацию о местоположении, которая указывает расстояние между мобильной станцией и первой беспроводной точкой доступа; а мобильная станция передает через вторую беспроводную точку доступа информацию о местоположении на сервер для определения местоположения мобильной станции. Информация о местоположении может включать в себя, например, показание уровня сигнала для сигналов, которые передаются от первой беспроводной точки доступа и принимаются мобильной станцией. Измерение псевдодальности до спутника SPS (Спутниковой системы определения местоположения) может быть определено в приемнике SPS мобильной станции и передано через вторую беспроводную точку доступа от мобильной станции на сервер для определения местоположения мобильной станции. В одном примере местоположение первой беспроводной точки доступа принимается от сервера только после того, как идентификационная информация первой беспроводной точки доступа была передана на сервер.

В другом аспекте данного изобретения способ работы мобильной станции включает в себя: прием мобильной станцией первичных сигналов, передающихся от первой беспроводной точки доступа первой беспроводной сети связи, которая поддерживает дуплексную (одновременную двухстороннюю) связь; определение измерения дальности, используя первичные сигналы (например, измерение дальности, которое указывает расстояние между мобильной станцией и первой беспроводной точкой доступа); передачу вторичных сигналов между мобильной станцией и второй беспроводной точкой доступа второй беспроводной сети связи, которая является отличной от первой беспроводной сети связи; обмен информацией между мобильной станцией и сервером через вторую беспроводную точку доступа второй беспроводной сети связи для определения местоположения мобильной станции. В одном примере согласно этому аспекту гетеродин мобильной станции может быть калиброван, используя первичные сигналы (например, гетеродин синхронизирует сигнал несущей частоты в первичных сигналах, передающихся от первой беспроводной точки доступа первой беспроводной сети связи). Кроме того, точная информация о времени (например, маркер времени или системное время) может быть получена из первичных сигналов. Вторая беспроводная точка доступа может обмениваться информацией с мобильной станцией в соответствии со стандартом для беспроводной локальной вычислительной сети, или она может обмениваться информацией с мобильной станцией в соответствии со стандартом для беспроводной глобальной вычислительной сети. В одном примере первая беспроводная точка доступа представляет собой базовую станцию (например, мобильный телефон «tower») сотовой телефонной системы беспроводной связи.

Данное изобретение включает в себя способы и устройства, выполняющие эти способы, включая в себя системы обработки данных, которые выполняют эти способы, и машиночитаемые носители, которые при выполнении на системах обработки данных заставляют системы выполнять эти способы. Также описанные здесь изобретения могут быть осуществлены на разных (других) узлах в пределах системы, такие узлы включают в себя мобильную станцию, базовую станцию (такую как беспроводная точка доступа) или сервер определения местоположения или другие узлы в сети или беспроводной сети связи.

Другие особенности данного изобретения будут очевидны из сопроводительных чертежей и из подробного описания, которые изложены ниже.

Краткое описание чертежей

Данное изобретение иллюстрировано в качестве примера, а не ограничения на фигурах сопроводительных чертежей, на которых в качестве ссылок указывают подобные элементы.

Фиг.1 изображает пример предшествующего уровня техники сотовой сети связи, которая определяет местоположение мобильного сотового устройства.

Фиг.2 изображает пример сервера, который может быть использован с данным изобретением.

Фиг.3 изображает представление блок-схемы мобильной станции согласно одному варианту осуществления данного изобретения.

Фиг.4 изображает один пример системы гибридного определения местоположения согласно одному варианту осуществления данного изобретения.

Фиг.5 изображает другой пример системы гибридного определения местоположения согласно одному варианту осуществления данного изобретения.

Фиг.6 иллюстрирует один способ определения местоположения беспроводной точки доступа согласно одному варианту осуществления данного изобретения.

Фиг.7 иллюстрирует другой способ определения информации о местоположении беспроводной точки доступа согласно одному варианту осуществления данного изобретения.

Фиг.8 изображает способ гибридного определения местоположения, используя множество беспроводных сетей связи согласно одному варианту осуществления данного изобретения.

Фиг.9 изображает способ гибридного определения местоположения, используя две беспроводные сети связи для связи с сервером согласно одному варианту осуществления данного изобретения.

Фиг.10 изображает способ генерирования информации о местоположении беспроводной точки доступа согласно одному варианту осуществления данного изобретения.

Фиг.11 изображает способ гибридного определения местоположения, используя одну беспроводную сеть связи для связи, а другую беспроводную сеть связи для измерения параметров местоположения согласно одному варианту осуществления данного изобретения.

Фиг.12 - блок-схема, изображающая другой иллюстративный вариант осуществления изобретения.

Фиг.13 - блок-схема, изображающая другой иллюстративный вариант осуществления изобретения.

Фиг.14 - блок-схема, изображающая другой иллюстративный вариант осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

Нижеследующее описание и чертежи являются иллюстрацией изобретения и не должны быть рассмотрены в качестве ограничения изобретения. Многие конкретные детали описаны для обеспечения полного понимания данного изобретения. Однако в определенных примерах широко известные или обычные детали не описаны во избежание затруднения понимания описания данного изобретения. Ссылки на одинаковый или вариант осуществления в данном раскрытии не являются необходимостью для того же самого варианта осуществления; и такие ссылки означают, по меньшей мере, одинаковый.

Современное развитие технологий беспроводной связи приводит к внедрению многих других беспроводных сетей связи с существенной зоной перекрытия в некоторых областях (зонах). В данной заявке беспроводная сеть связи относится к ряду беспроводных точек доступа (например, базовых станций) с одинаковым радиоинтерфейсом, которым управляет один поставщик услуг (например, «Verizon Wireless» или «Спринт»), таким образом мобильный модуль может обратиться к сети связи через одну из ряда беспроводных точек доступа, если он находится в зоне обслуживания сети связи; а объединение зон обслуживания беспроводных точек доступа беспроводной сети связи является зоной обслуживания сети связи. Кроме того, передача данных относится к передаче данных в системе дуплексной (одновременной двухсторонней) связи, хотя, в определенных вариантах осуществления, передача данных может быть односторонней связью или может включать в себя извлечение информации, внедренной в сигнал, который рассылается независимо от того, нуждается ли приемник в нем или нет. Предположительно беспроводная точка доступа может являться сотовой башенной антенной или базовой станцией или другим беспроводным передатчиком или приемником, который соединен с сетью других узлов (например, беспроводная точка доступа соединена беспроводной или проводной линией с другими узлами).

В определенных зонах, особенно в городских (столичных) зонах, разные беспроводные сети связи имеют существенно перекрывающуюся зону. Например, разные поставщики услуг могут предложить тот же самый тип услуг беспроводной связи (например, связь сотового телефона) в той же самой зоне. Кроме того, разные типы услуг беспроводной связи, таких как услуги беспроводной телефонной связи (например, услуги связи сотового телефона для данных, речевой информации или для совокупности этого) и услуги беспроводной цифровой связи (например, беспроводные локальные вычислительные сети, такие как сети Wi-Fi, bluetooth, ультраширокополосная) могут иметь перекрытие в зоне обслуживания. Например, точки доступа беспроводной LAN (Локальной вычислительной сети) (например, для беспроводной сети связи, базируемой на IEЕЕ 802.11) могут быть расположены в пределах зоны обслуживания беспроводных сетей дальней (телефонной) связи (например, на основании стандартов Ассоциации промышленности средств связи (TIA)/Ассоциации электронной промышленности (EIA), таких как IS-95, IS-856 или IS-2000), например, на основании TDMA (Множественного доступа с временным разделением каналов), GSM (Глобальной системы мобильной связи), CDMA (Множественного доступа с кодовым разделением каналов), W-CDMA (Широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов), UMTS (GPS мобильной связи), TD-SCDMA (Режимом временного разделения каналов синхронного множественного доступа с кодовым разделением каналов), iDEN (Интегрированной усовершенствованной цифровой сети), HDR (Высокоскоростной передачи данных), или других подобных сотовых сетей связи.

По меньшей мере, один вариант осуществления данного изобретения прибегает к комплексной системе, которая поддерживает определение местоположения, используя эти несоизмеримые источники радиосигналов для определения измерений и получения вспомогательной информации (например, местоположение и зона обслуживания точки доступа, доплеровские сдвиги по частоте для находящихся в поле зрения спутников SPS, эфемеридные данные SPS) для формирования гибкого и повсеместного навигационного решения. В этой комплексной системе в случае, когда информация о точке доступа (например, в каталоге базовых станций, такая как местоположение и зона обслуживания базовой станции) доступна, она используется и может быть расширена. Если эта информация не доступна, то система может автоматически собрать и расширить такую информацию в пользу будущих попыток определения местоположения.

По меньшей мере, один вариант осуществления данного изобретения использует радиосигналы связи, передающиеся от точек доступа более чем одной беспроводной сети связи, для объединения информации, такой как данные (результаты) наблюдения SPS, данные наблюдения беспроводной сети связи, информация о высоте ландшафта и др., для получения решения для определения местоположения мобильной станции. В одном варианте осуществления данного изобретения мобильная станция гибридной системы определения местоположения передает информацию на точки доступа более чем одной беспроводной сети связи (при дуплексной (одновременной двухсторонней) связи) для помощи в получении сигналов SPS, отметки времени для измерений и других операций в мобильной станции. В одном варианте осуществления данного изобретения мобильная станция гибридной системы определения местоположения выполняет измерения, используя сигналы от точек доступа разных беспроводных сетей связи, обмениваясь информацией с удаленным сервером, используя одну или несколько беспроводных сетей связи.

Как правило, информация, описывающая идентификацию, местоположение и зону обслуживания секторов беспроводной сети связи, сохраняется в каталоге базовой станции, который используется в гибридной системе определения местоположения, которая использует отдельную беспроводную сеть связи. Однако, когда разные беспроводные сети связи (например, разные поставщики услуг или разные типы сетей связи) имеют перекрывающуюся зону обслуживания, типичная мобильная станция не имеет доступа к такой информации для точек доступа разных беспроводных сетей связи, даже при том, что радиосигналы, передающиеся от точек доступа разных беспроводных сетей связи, находятся в эфире и доступны мобильной станции. Этот случай является обычным в связи с тем, что мобильной станции разрешено или санкционировано иметь доступ только к одной беспроводной сети связи. Один простой пример этого случая - сотовый телефон, который имеет санкционированный доступ к первой беспроводной сети связи (например, телефонной сотовой сети, которой управляет поставщик услуг, такой как «Verizon Wireless»), но не имеет санкционированного доступа ко второй беспроводной сети связи (например, телефонной сотовой сети связи «Спринт») или к третьей беспроводной сети связи (например, «горячая точка» Wi-Fi).

В одном варианте осуществления данного изобретения, если доступна информация от маленьких и ограниченных в распространении передатчиков, таких как точка доступа IEEE 802.11 беспроводной локальной вычислительной сети (LAN), то она включается в решение беспроводной навигации. В некоторых случаях информация о местоположении для этих передатчиков неизвестна. В некоторых случаях информация «каталога», описывающая физические характеристики беспроводной сети связи (например, идентификатор, местоположение и зона обслуживания точек доступа), недоступна для пользователей, которые желали бы ее использовать. Некоторые провайдеры сети (поставщики сетевых услуг) могут предпочитать не использовать совместно такую информацию, в то время как другим, возможно, она недоступна. В одном варианте осуществления данного изобретения информация для получения физических характеристик сети связи собирается от мобильных станций, которые для связи используют другую беспроводную сеть связи. В одном варианте осуществления данного изобретения использование радиосигналов, доступных в эфире от разных беспроводных сетей связи, и возможностей (способностей) мобильной станции для определение местоположения (например, сотовый телефон с приемником GPS или с частью приемника GPS), мобильные станции собирают информацию о точках доступа разных беспроводных сетей связи, которые, возможно, не находятся под управлением оператора беспроводной сети связи, через которую мобильные станции обычно выполняют передачу данных. Собранная информация используется для получения информации о местоположении (например, местоположение, зона обслуживания), о точках доступа, которые могут быть использованы для помощи в гибридном определении местоположения для будущих определений местоположения.

В одном варианте осуществления данного изобретения сигналы используются для обеспечения информации о времени и/или информации о частоте к мобильной станции, не являющейся той, по которой выполнены транзакции передачи данных.

Мобильная станция, которая поддерживает множество интерфейсов беспроводной связи (например, IEEE 802.11 (и другие стандарты IEEE 802, такие как 802.15, 802.16 и 802.20), bluetooth, (Ультраширокополосный) UWB, TDMA, GSM, CDMA, W-CDMA, UMTS, TD-SCDMA, IDEN, HDR или другие подобные сети связи), используется в одном варианте осуществления данного изобретения для использования множества беспроводных сетей связи. Такая мобильная станция может иметь, например, несколько разных частей в секции связи, которые поддерживают передачу и/или прием данных для этих разных интерфейсов связи. Таким образом, одна часть может обрабатывать передачу и/или прием сигналов Wi-Fi (например, IEEE 802.11 или 802.16), а другая часть секции связи может поддерживать интерфейс мобильного телефона, такой как интерфейс CDMA. Это также предоставляет пользователю возможность выбора альтернативных путей связи, когда он решает общаться. Например, доступность, покрытие, расход (трата), скорость передачи данных и легкость в использовании могут быть учтены при выборе пути связи для использования.

В одном варианте осуществления данного изобретения первая беспроводная сеть связи используется для связи и определения местоположения, в то время как вторая беспроводная сеть связи используется для определения местоположения и опциональной (необязательной) передачи информации. Например, каждая из этих беспроводных сетей связи может полностью использовать разный радиоинтерфейс (например, разные стандарты TIA/EIA), такой как радиоинтерфейс для обычного беспроводного сотового телефона (например, TDMA, GSM, CDMA, W-CDMA, UMTS, TD-SCDMA, IDEN, HDR или других подобных сотовых сетей связи) или некий другой радиоинтерфейс в соответствии с IEEE 802.11, bluetooth или UWB. Множество этих беспроводных сетей связи используются в целях определения местоположения, даже в случае, когда только одна беспроводная сеть связи может быть использована для передачи информации. Преимущества гибридного подхода согласно, по меньшей мере, некоторым из вариантов осуществления данного изобретения включают в себя улучшенную избыточность для более отказоустойчивого решения, более высокую доступность определения местоположения, лучшую точность и более быстрое время для определения местоположения.

Фиг.4 изображает один пример гибридной системы определения местоположения согласно одному варианту осуществления данного изобретения. На Фиг.4 мобильная станция 407 для определения местоположения использует сигналы в эфире, которые передаются и от беспроводной точки 403 доступа беспроводной сети А связи и от беспроводной точки 405 доступа беспроводной сети В связи. В одном варианте осуществления данного изобретения мобильная станция включает в себя приемник для приема сигналов SPS от спутников SPS (например, спутников GPS, не показанных на Фиг.4). Измерения времени (например, псевдодальность, время на подтверждение, времена прибытия сигналов, разность времен прибытия сигналов) на основании радиосигналов от одной или обеих беспроводных сетей связи A и В (и сигналов SPS) могут быть использованы для определения местоположения мобильной станции. Должно быть понятно, что, в целом, каждая из беспроводных сетей связи A и В включает в себя множество точек доступа (например, сотовые базовые станции, такие как беспроводные точки 403 и 405 доступа). Беспроводные сети связи A и В могут использовать тот же самый тип радиоинтерфейса, которым управляют разные поставщики услуг, или они могут работать с теми же самыми протоколами связи, но на разных частотах. Однако беспроводные сети связи A и B могут также использовать разные типы радиоинтерфейсов (например, TDMA, GSM, CDMA, W-CDMA, UMTS, TD-SCDMA, IDEN, HDR, bluetooth, UWB, IEEE 802.11 или другие подобные сети связи), управляемые тем же самым поставщиком услуг или разными поставщиками услуг.

В одном варианте осуществления данного изобретения определение местоположения выполняется на сервере 411 определения местоположения, показанного в качестве примера на Фиг.4. Мобильная станция 407 передает информацию, извлеченную из наблюдаемых сигналов SPS (например, измерений псевдодальности SPS, запись сообщения SPS для сравнения определения времени приема сигнала), и информацию, извлеченную из наблюдаемых радиосигналов (например, идентификация точки доступа, время на подтверждение или одностороннее измерение времени между мобильной станцией 407 и, по меньшей мере, одной из беспроводных точек доступа, принятые уровни сигнала) на сервер определения местоположения через одну из беспроводных сетей связи, такую как беспроводная сеть связи А (например, когда мобильная станция является абонентом беспроводной сети связи A, но не является абонентом беспроводной сети связи B). Серверы 413 и 415 обслуживают (хранят) данные каталога для беспроводных сетей связи A и В соответственно. Эти данные каталога могут быть просто в одном иллюстративном выполнении, база данных, вносящая в список широту и долготу для каждой беспроводной точки доступа, которая определена идентификационной информацией (например, МАС-адрес или идентификатор сотовой вышки и т.д.). Сервер 411 определения местоположения использует информацию, переданную от мобильной станции, и данные в серверах 413 и 415 каталога для определения местоположения мобильной станции. Сервер 411 определения местоположения может определить местоположение мобильной станции множеством разных способов. Например, он может отыскать в серверах 413 и 415 местоположения беспроводных точек 403 и 405 доступа и использовать те местоположения и измерения дальности, которые указывают расстояние между мобильной станцией 407 и точками 403 и 405, и измерения псевдодальности SPS и эфемеридную информацию SPS для вычисления местоположения мобильной станции 407. Патент США № 5999124 обеспечивает обсуждение того, как измерения дальности от одной беспроводной сети связи и измерения псевдодальности SPS могут быть объединены для вычисления местоположения мобильной станции. Альтернативно, сервер 411 определения местоположения может использовать только наземные измерения дальности (или другие типы измерений, такие как измерения уровня сигнала) к множеству беспроводных точек доступа множества беспроводных сетей связи для вычисления местоположения, если могут быть сделаны многие (например, более трех) такие измерения дальности; в этом случае, не существует потребности в приеме псевдодальности SPS или эфемеридной информации SPS. Если псевдодальности SPS для спутников SPS доступны, то эти псевдодальности могут быть объединены с эфемеридной информацией SPS, полученной или мобильной станцией, или набором упомянутых приемников GPS, как описано в Патенте США № 6185427, для обеспечения дополнительной информации в вычислениях местоположения.

Сеть 401 может включать в себя локальные вычислительные сети, одну или несколько интрасетей (внутренних сетей предприятия) и сеть Интернет для обмена информацией между различными объектами. Должно быть понятно, что серверы 411, 413 и 415 могут быть реализованы в качестве отдельной серверной программы или разных серверных программ в отдельной системе обработки данных или в отдельных системах обработки данных (например, обслуживаемых и управляемых разными поставщиками услуг).

В одном варианте осуществления данного изобретения разные поставщики услуг управляют беспроводными сетями связи A и B, которые используются мобильной станцией для определения местоположения. Типичная мобильная станция является абонентом только одной из них, и таким образом мобильной станции разрешено использовать (и иметь доступ к) только одну беспроводную сеть связи. Однако часто все еще возможно, по меньшей мере, получать сигналы от беспроводной сети связи, не являясь ее абонентом, и таким образом все еще возможно осуществить измерения дальности или измерения уровня сигнала относительно беспроводных точек доступа в беспроводной сети связи, не являясь ее абонентом. Один конкретный пример этой ситуации касается пользователя трехрежимного сотового телефона CDMA, который может принимать сигналы полосы частот PCS (такие как, например, от беспроводной сети связи, которой управляет «Спринт», который является первым поставщиком услуг), а также может принимать другие сигналы CDMA на других частотах (такие как, например, от беспроводной сети связи, которой управляет «Verizon Wireless», который является вторым поставщиком услуг). Если пользователь является абонентом только беспроводной сети связи «Спринт», то телефону пользователя (форма мобильной станции) разрешено работать с беспроводной сетью связи «Спринт», а не с беспроводной сетью связи «Verizon». Пользователь может использовать телефон в среде, в которой только одна беспроводная точка доступа «Спринт» (например, сотовая базовая станция «Спринт») способна к радиосвязи с телефоном пользователя, но в этой среде есть множество беспроводных точек доступа «Verizon», которые являются в пределах радиодальности связи телефона пользователя. В этом контексте, возможно, чтобы телефон принимал вспомогательные данные SPS (при желании) от сервера определения местоположения через беспроводную сеть связи «Спринт» и передавал полученные телефоном псевдодальности SPS на сервер определения местоположения. Однако не будет возможным получение более одного измерения дальности для беспроводной точки доступа, если измерения дальности для беспроводных точек доступа «Verizon» не получены. С вариантом осуществления изобретения телефон получает измерения дальности для доступных беспроводных точек доступа «Verizon», таким образом обеспечивая, по меньшей мере, несколько измерений дальности (например, расстояние между телефоном и двумя сотовыми базовыми станциями «Verizon»), которые могут быть использованы в вычислениях местоположения, которые выполняются для определения местоположения телефона.

Поставщики услуг хранят информацию каталога отдельно на серверах 413 и 415. Несмотря на то что мобильная станция 407 имеет доступ к связи только с одной из беспроводных сетей связи, сервер 411 определения местоположения может иметь доступ к обоим серверам 413 и 415 для данных каталога базовых станций. После определения идентичности базовых станций (например, беспроводных точек 403 и 405 доступа) и беспроводных сетей связи A и B мобильная станция 407 передает идентификацию базовой станции на сервер 411 определения местоположения, который использует серверы 413 и 415 для поиска соответствующего местоположения базовых станций, которые могут быть использованы в определении местонахождения мобильной станции.

Альтернативно, сотрудничество между поставщиками услуг для совместного использования данных каталога не является необходимым. Например, оператор 411 сервера определения местоположения обслуживает и серверы 413 и 415 каталога (например, через процесс обзора (наблюдения) для получения данных каталога или через процесс сбора данных, используя мобильные станции, которые будут описаны подробно на Фиг.6, 7 и 10).

В одном варианте осуществления данного изобретения мобильная станция 407 использует и беспроводную сеть связи A, и беспроводную сеть связи В для обмена информацией с сервером определения местоположения (вместо использования лишь одной из беспроводных сетей связи с целью обмена информацией). Как известно в данной области техники, различные типы информации могут быть обменены между мобильной станцией и сервером определения местоположения для определения местоположения. Например, сервер 411 определения местоположения может обеспечить мобильную станцию 407 с информацией доплеровского сдвига по частоте для спутников мобильной станции (например, через беспроводную сеть А связи); а также мобильная станция может обеспечить измерения псевдодальности для сигналов SPS, идентификационную информацию базовых станций и связанные измерения дальности (например, измерения времени на подтверждение) на сервер определения местоположения для вычисления местоположения мобильной станции (например, через беспроводную сеть связи B). В одном варианте осуществления данного изобретения мобильная станция способна к связи через более чем одну беспроводную сеть связи с сервером определения местоположения, когда находится в зоне обслуживания этих беспроводных сетей связи. Однако компромисс между стоимостью и рабочими характеристиками может предписывать связь с сервером, использующую одну из беспроводных сетей связи, используя другие только для измерения времени (или других измерений, таких как уровни принятого сигнала) или для помощи в измерении, такой как получение информации о времени через беспроводную передачу от точек доступа для измерений отметки времени (например, для решения двусмысленности), или синхронизации точной несущей частоты беспроводной сотовой базовой станции для калибровки гетеродина мобильной станции.

В одном варианте осуществления данного изобретения местоположение мобильной станции определяется на сервере определения местоположения, используя информацию, переданную от мобильной станции, а затем передающуюся обратно (назад) на мобильную станцию. Альтернативно, вычисление местоположения может быть выполнено на мобильной станции, используя вспомогательную информацию от сервера определения местоположения (например, доплеровский сдвиг по частоте в поле зрения спутников, местоположение и зоны обслуживания точек доступа, дифференциальные данные GPS, информация о вспомогательной высоте).

Фиг.5 изображает другой пример гибридной системы определения местоположения согласно одному варианту осуществления данного изобретения. Точка доступа одной беспроводной сети связи (например, сотовая базовая станция 503) используется для связи между мобильной станцией 507 и сервером 511 определения местоположения. Способ определения местоположения мобильной станции 507 может использовать сигналы SPS (например, от спутника 521), радиосигналы от точек доступа (например, базовой станции сотового телефона 503) беспроводной сети связи, используемые для передачи данных, так же как радиосигналы от точек доступа других беспроводных сетей связи, подобные тем от точки доступа В (505), которая может являться базовой станцией другой беспроводной сети сотового телефона (например, управляемой другим поставщиком услуг или использующей другой радиоинтерфейс), и от точки доступа (509), которая может являться точкой доступа беспроводной локальной вычислительной сетью (LAN) (например, точкой доступа bluetooth или беспроводной точкой доступа Wi-Fi).

Как правило, точка доступа беспроводной локальной вычислительной сети (LAN) (или другие подобные передатчики малой мощности) имеет маленькую зону обслуживания. Когда доступно, маленькая зона обслуживания такой точки доступа обеспечивает очень хорошую оценку местоположения мобильной станции. Более того, беспроводные точки доступа локальной вычислительной сети (LAN) обычно располагаются рядом со зданиями или в зданиях, где доступность других типов сигналов (например, сигналы SPS или сигналы телефонной беспроводной связи) может быть низкой. Таким образом, когда такие беспроводные передачи используются с другими типами сигналов, рабочие характеристики системы определения местоположения могут быть значительно улучшены.

В одном варианте осуществления данного изобретения радиосигналы от разных беспроводных сетей связи используются для определения местоположения. Например, радиосигналы от разных беспроводных сетей связи могут быть использованы для определения идентичности соответствующих точек доступа, которые затем используются для определения местоположения и зон обслуживания соответствующих точек доступа. Если доступна точная информация о дальности (например, время на подтверждение или время прохождения сигнала между точкой доступа и мобильной станцией), то информация о дальности и местоположении точки доступа может быть использована в решении гибридного определения местоположения. Если доступна приблизительная информация о дальности (например, принятый уровень сигнала, который может быть приблизительно коррелирован с предполагаемой дальностью), то местоположение точки доступа может быть использовано для оценки местоположения мобильной станции (или для определения предполагаемой высоты мобильной станции). Кроме того, мобильная станция может использовать точную несущую частоту от одной из беспроводных сетей связи (например, от точки доступа 505 или 509), которая, возможно, не используется в целях передачи данных для калибровки гетеродина мобильной станции. Дополнительные подробности о синхронизации точной несущей частоты радиосигнала для обеспечения опорного сигнала на приемник SPS для получения сигнала могут быть найдены в Патенте США № 5874914. Кроме того, мобильная станция может использовать точную информацию о времени в радиосигналах от одной из беспроводных сетей связи (например, от точки 505 или 509 доступа), которая, возможно, не используется в целях передачи данных. Дополнительные подробности об использовании точной информации о времени (например, маркеры времени или системное время) для отметки времени могут быть найдены в Патенте США № 5945944.

Так как некоторые из точек доступа разных беспроводных сетей связи не имеют известных данных каталога (например, местоположение беспроводной точки доступа, зона обслуживания беспроводной точки доступа), один вариант осуществления данного изобретения получает данные каталога из информации, собранной от мобильных станций. Фиг.6 иллюстрирует один способ определения местоположения беспроводной точки доступа согласно одному варианту осуществления данного изобретения. На Фиг.6 серверу определения местоположения не известно местоположение антенны 601 точки доступа. Для вычисления местоположения точки доступа сервер определения местоположения коррелирует местоположения одной или нескольких мобильных станций и соответствующие им дальности до точки доступа, которые получены от мобильных станций во время выполнения определения местоположения для мобильных станций. Например, мобильная станция в местоположении L₁ (611) определяет дальность R₁ (613) до антенны 601 точки доступа. Мобильная станция получает измерения на основании сигналов SPS (например, измерения псевдодальности SPS и извлечения эфемеридной информации SPS из сигналов SPS) и беспроводных передач (например, измерения дальности). Мобильная станция может вычислить собственное местоположение, используя измерения, и передать на сервер определения местоположения вычисленное местоположение с: i) дальностью до антенны точки доступа; и ii) идентичностью антенны точки доступа. Альтернативно, мобильная станция может передать: i) измерения; ii) дальность до антенны точки доступа; и iii) идентичность антенны точки доступа на сервер определения местоположения, который вычисляет местоположение мобильной станции, используя измерения, и который сохраняет (хранит) измерения дальности (например, R₁, R₂ и R₃) и соответствующие местоположения (например, L₁, L₂ и L₃). Если доступно множество информационных точек, каждая из которых коррелирует местоположение мобильной станции и дальность от мобильной станции до антенны точки доступа, сервер определения местоположения определяет местоположение антенны точки доступа. На Фиг.6 видно, что лишь только трех измерений дальности

(R₁, R₂ и R₃) и их соответствующих значений местоположения (L₁, L₂ и L₃) достаточно для точного определения местоположения идентифицированной точки доступа (которая показана на пересечении трех кругов, определенных тремя дальностями). Различные способы, которые использовались в данной области техники для вычисления местоположения мобильной станции на основании информации о дальности, могут быть использованы для вычисления местоположения точки доступа. Следует отметить, что информационные точки могут быть от одной мобильной станции или от нескольких мобильных станций.

Кроме того, накопленные информационные точки местоположения мобильных станций показывают зоны обслуживания точки доступа (например, на графике (диаграмме) разброса (рассеяния) местоположений мобильных станций). Если местоположение точки доступа не известно, то собранные информационные точки могут быть использованы для оценки местоположения и покрытия (зоны обслуживания) точки доступа. Если начальная оценка местоположения точки доступа доступна, то собранные информационные точки могут быть использованы для улучшения оценки. Процесс сбора и расширения могут быть непрерывным процессом в течение обслуживания сервера определения местоположения. Следует отметить, что операции сбора и расширения могут также быть выполнены на разных серверах, отличных от сервера определения местоположения. Например, в одном варианте осуществления данного изобретения операции сбора и расширения выполняются на сервере 513 каталога, который обменивается информацией с сервером 511 определения местоположения при выполнении гибридного определения местоположения для мобильных станций.

Однако точная информация о дальности до некоторых точек доступа, возможно, не доступна для мобильных станций сервера определения местоположения. Фиг.7 изображает другой способ определения информации о местоположении беспроводной точки доступа согласно одному варианту осуществления данного изобретения. Большее количество информационных точек (например, 711, 713, 715, 721, 723, 725) местоположения мобильных станций, которые могут принимать сигналы от точки доступа (например, 703), определяет зона обслуживания (например, 705) точки доступа (например, через график (диаграмму) разброса (рассеяния) местоположения, наименьший круг, содержащий информационные точки). Из зоны обслуживания сервер определения местоположения может вычислить предполагаемое местоположение точки доступа (например, геометрический центр зоны обслуживания). Кроме того, информация о дальности (например, индикатор принятого уровня сигнала, время на подтверждение) может быть использована для определения весового коэффициента для определения средневзвешенного значения зоны обслуживания (например, чем ближе к точке доступа, тем больше весовой коэффициент), из которого определяется предполагаемое местоположение точки доступа. Более того, в одном варианте осуществления сервер определения местоположения определяет вероятность нахождения мобильной станции в конкретном местоположении из статистики мобильных станций, учитывая определенную информацию о дальности. Другая информация, такая как уровень сигнала беспроводной передачи от других передатчиков, затем может дополнительно быть использована для ограничения возможного местоположения мобильной станции.

Например, беспроводная точка доступа локальной вычислительной сети (LAN) расположена в здании 701. В то время как сигналы SPS (например, сигналы от спутников SPS 741-745) и радиосигналы сотового телефона (например, сигналы от сотовой базовой станции 751) могут быть слабыми внутри здания 701, местоположение мобильной станции может быть легко определено (например, без использования сигналов от точки 703 доступа) в определенных местоположениях вокруг здания (например, местоположения 711-725, которые могут быть только вне здания или в определенных местоположениях внутри здания, таких как участки, близкие к окнам). В одном варианте осуществления данного изобретения идентификация точки доступа определяется и посылается серверу с местоположением мобильной станции (или информация, определяющая местоположение мобильного телефона, такая как псевдодальность в поле зрения спутников) для определения зоны обслуживания (и/или местоположения) точки 703 доступа. Информация о местоположении точки доступа (например, зона обслуживания, местоположение) может быть сохранена на сервере (или на другом сервере). Если мобильная станция находится в здании (или в местоположении вблизи здания), где происходит блокировка некоторых из сигналов SPS и сигналов сотового телефона, то информация о местоположении точки доступа может быть использована для помощи в определении местоположения мобильной станции.

Должно быть понятно, что некоторые точки доступа могут быть перемещены из одного местоположения в другое. В одном варианте осуществления данного изобретения сервер прослеживает собранную информацию о местоположении одной или нескольких мобильных станциях, которые получают передачу от одной точки доступа для определения того, перемещена ли точка доступа. Например, сервер может сравнить старую зону обслуживания с вновь созданной зоной обслуживания (например, через сравнение центра и радиуса зоны обслуживания) для определения того, перемещена ли точка доступа. Альтернативно, сервер может периодически отказываться от старой информации, принимая во внимание недавно собранную информацию. Кроме того, сервер может взвесить собранную информацию так, чтобы недавно собранные данные несли больший весовой коэффициент в определении зоны обслуживания и/или местоположения точки доступа, и влияние от предварительно собранных данных может, в конечном счете, уменьшиться в течение долгого времени. Также сервер может определить, часто ли перемещается точка доступа; и если точка доступа перемещается часто, то она может быть дисквалифицирована как контрольная точка для определения местоположения. Кроме того, в одном варианте осуществления если точка доступа не была измерена в определенном промежутке времени, то точка доступа удаляется из базы данных; подобно этому если новая точка доступа измерена, то она добавляется в базу данных. Таким образом, сервер может обновлять информацию о точке доступа в происходящем в настоящее время базовом компоненте.

По меньшей мере, в одном варианте осуществления данного изобретения мобильная станция может определить собственное местоположение без линии связи. Мобильная станция имеет память для сохранения, по меньшей мере, части информации о местоположениях мобильной станции и соответствующих принятых уровней сигналов или измерений дальности множества беспроводных точек доступа (например, для доступа сотового телефона или для доступа беспроводной локальной вычислительной сети (LAN)). Если линия связи доступна, то мобильная станция передает данные на сервер (например, проводное подключение через коммуникационный порт мобильной станции или беспроводное подключение через приемопередатчик мобильной станции). Альтернативно, при необходимости, мобильная станция может непосредственно использовать сохраненную информацию для получения информации о местоположении точки доступа в определении ее собственного местоположения.

Фиг.8 изображает общий способ гибридного определения местоположения с использованием множества беспроводных сетей связи согласно одному варианту осуществления данного изобретения. На этапе 801 мобильная станция принимает радиосигналы, передающиеся от множества беспроводных точек доступа разных беспроводных сетей связи (например, беспроводных сетей связи разных радиоинтерфейсов, беспроводных сетей связи разных поставщиков услуг, беспроводных сетей связи, работающих на разных частотах, беспроводных сетей связи, использующих разные протоколы связи и т.д.). На этапе 803 мобильная станция использует радиосигналы от каждой из точек доступа разных беспроводных сетей связи в определении местоположения мобильной станции (например, для определения идентичности точки доступа, синхронизации гетеродина мобильной станции с точной несущей частотой радиосигнала, получения индикатора синхронизации из радиосигнала, определения задержки передачи сигнала между мобильной станцией и одной из точек доступа, обмена информацией с сервером). В целом, мобильная станция может использовать радиосигналы от точек доступа разных беспроводных сетей связи для выполнения разных операций, несмотря на то, что мобильная станция может использовать радиосигналы от точек доступа некоторых других беспроводных сетей связи для выполнения множества подобных операций. На этапе 805 мобильная станция обменивается информацией с сервером для определения местоположения мобильной станции, используя, по меньшей мере, одну из разных беспроводных сетей связи. Как правило, мобильная станция обменивается информацией с сервером, используя только одну из разных беспроводных сетей связи; однако мобильная станция может обмениваться информацией с сервером, используя более одной беспроводной сети связи (например, передавать время приема точкой доступа для сигнала, переданного от мобильной станции, передавать время на подтверждение или для передачи другой информации к или от сервера определения местоположения).

Фиг.9 изображает способ гибридного определения местоположения, используя две беспроводных сети связи для обмена информацией с сервером согласно одному варианту осуществления данного изобретения. На этапе 821 принимают в мобильной станции сигналы SPS, передающиеся от одного или более спутников SPS, и радиосигналы, передающиеся от множества беспроводных точек доступа более одной беспроводной сети связи. Мобильная станция может использовать принятые радиосигналы от одной или более беспроводных сетей связи для помощи в получении сигнала SPS (например, в извлечении доплеровского сдвига по частоте в поле зрения спутников мобильной станции, калибровке гетеродина мобильной станции, получении индикатора синхронизации для временной отметки измерения). Мобильная станция использует сигналы SPS для определения псевдодальности в поле зрения спутников, а также мобильная станция использует радиосигналы от беспроводных точек доступа для идентификации точек доступа и выполнения измерений дальности до беспроводных точек доступа для определения местоположения. Эти принятые сигналы обычно передаются по радиоканалу от передатчиков спутников и беспроводных точек доступа, а также доступны для любой мобильной станции, которая желает их использовать. На этапе 823 передают первичную информацию (например, запись сообщения SPS) между мобильной станцией и сервером, используя точку доступа первой беспроводной сети связи (например, беспроводной локальной вычислительной сети). На этапе 825 передают вторичную информацию (например, доплеровские сдвиги по частоте, эфемеридные данные в поле зрения спутников SPS) между мобильной станцией и сервером, используя точку доступа второй беспроводной сети связи (например, беспроводной сети сотового телефона). На этапе 827 определяют местоположение мобильной станции из связки первой и второй информации. Как правило, доступность, зону покрытия, расход, скорость передачи данных и легкость в использовании считают, выбирая канал связи для использования. Кроме того, мобильная станция может использовать разные каналы связи в разных местоположениях. Например, если мобильная станция находится в пределах зоны обслуживания беспроводной локальной вычислительной сети (LAN) (например, домашней сети), то мобильная станция может использовать беспроводную локальную вычислительную сеть (LAN) (например, через сеть Интернет) для обмена информацией с сервером для информации, которая не должна проходить через базовую станцию беспроводной системы сотового телефона (например, доплеровские сдвиги по частоте); и использовать базовую станцию беспроводной системы сотового телефона для передачи информации, которая связана с базовой станцией (например, измерение времени на подтверждение для базовых станций беспроводной системы сотового телефона). В следующем примере мобильная станция может выбрать использование или беспроводной системы сотового телефона, или беспроводной локальной вычислительной сети (LAN) для связи согласно стоимости связи и доступности. В одном варианте осуществления данного изобретения мобильная станция автоматически определяет канал связи согласно ряду правил (например, доступности, стоимости, приоритету и другим), который может быть определен пользователем мобильной станции или может быть установлен в качестве настройки «по умолчанию» одной из беспроводных сетей связи.

Фиг.10 изображает способ генерирования информации о местоположении беспроводной точки доступа согласно одному варианту осуществления данного изобретения. На этапе 841 обнаруживают в мобильной станции радиосигналы, переданные от беспроводной точки доступа (например, от беспроводной точки доступа, которая находится в соответствии со стандартом IEEE 802.11 для беспроводной локальной вычислительной сети или других типов наземных беспроводных передатчиков, которые передают сигналы с их идентификационной информацией). Следует отметить, что в данной заявке беспроводные точки доступа не включают в себя передатчики на основе спутника. На этапе 843 определяют идентификационную информацию, которая может быть уникальным идентификатором беспроводной точки доступа (например, МАС-адресом беспроводной точки доступа или идентификатором сотовой базовой станции), из радиосигналов. На этапе 845 определяют местоположение мобильной станции (например, в мобильной станции или на сервере определения местоположения). Например, мобильная станция может вычислить местоположение на основании измерений псевдодальности и другой информации о дальности; или мобильная станция может передать измерения псевдодальности и информацию о дальности на сервер определения местоположения, который вычисляет местоположение мобильной станции (а также сервер определения местоположения может отослать назад вычисленное местоположение мобильной станции). На этапе 847 коррелируют местоположение мобильной станции с идентификационной информацией беспроводной точки доступа. Эта корреляция может быть передана на сервер определения местоположения для того, чтобы будущие операции определения местоположения мобильных станций могли использовать информацию о местоположении и идентификационную информацию для определения местоположения идентифицированной беспроводной точки доступа. На этапе 849 генерируют информацию о местоположении беспроводной точки доступа (например, каталог точки доступа, статистику зоны обслуживания беспроводной точки доступа). Как правило, данные корреляции посылают серверу (например, серверу определения местоположения или серверу каталога точки доступа), который генерирует информацию о местоположении точки доступа, на основании ряда местоположения одной или нескольких мобильных станций, которые сообщают о приеме сигналов, передающихся от точки доступа. Информация о местоположении беспроводной точки доступа может быть получена из средневзвешенного значения способа, как описано выше (или других способов, таких как с использованием информации о дальности, как показано на Фиг.6). Однако мобильная станция может также проследить корреляцию и получить информацию о местоположении беспроводной точки доступа (например, от информационных точек, собранных за разные моменты времени). Информация о местоположении беспроводной точки доступа может затем быть использована для определения местоположения.

Фиг.11 изображает способ гибридного определения местоположения с использованием одной беспроводной сети связи для обмена информацией и другой беспроводной сети связи для измерения параметров определения местоположения согласно одному варианту осуществления данного изобретения. На этапе 861 обнаруживают в мобильной станции радиосигналы, передающиеся от беспроводной точки доступа (например, от беспроводной точки доступа, которая находится в соответствии со стандартом IEEE 802.11 для беспроводной локальной вычислительной сети или базовой станции сотовой связи) первой беспроводной сети связи (например, беспроводной локальной вычислительной сети или системы связи сотового телефона). На этапе 863 определяют идентификационную информацию беспроводной точки доступа (например, МАС-адрес или идентификатор базовой станции) из радиосигналов. На этапе 865 осуществляют поиск информации о местоположении беспроводной точки доступа (например, каталога точки доступа), используя идентификационную информацию. Например, мобильная станция может передать идентификационную информацию беспроводной точки доступа на сервер определения местоположения, который осуществляет поиск информации о местоположении беспроводной точки доступа, используя идентификационную информацию (например, из базы данных или от другого сервера, такого как сервер каталога точки доступа). В другом примере мобильная станция сохраняет информацию о местоположении беспроводной точки доступа в памяти; таким образом информация о местоположении легко отыскивается из памяти мобильной станции. На этапе 867 определяют местоположение мобильной станции, используя информацию о местоположении и используя линию связи между мобильной станцией и беспроводной точкой доступа второй беспроводной сети связи (например, сети сотового телефона). Например, вспомогательные данные спутника (например, доплеровские сдвиги по частоте) для получения сигналов SPS или измерений синхронизации (например, псевдодальности или времени прибытия сигналов SPS) передаются через вторую беспроводную сеть связи для определения местоположения мобильной станции.

Фиг.12 изображает другой иллюстративный способ изобретения. В этом способе на этапе 901 мобильная станция принимает первичные сигналы, передающиеся от первой беспроводной точки доступа первой беспроводной сети связи. Первая беспроводная сеть связи может поддержать дуплексную (одновременную двухстороннюю) связь между различными узлами в пределах первой беспроводной сети связи так же, как узлов вне этой сети связи. На этапе 903, по меньшей мере, одно измерение дальности определяется с использованием первичных сигналов. Если дополнительные сигналы от других беспроводных точек доступа первой беспроводной сети связи также доступны, то дополнительные измерения дальности до этих других беспроводных точек доступа (и их идентификационная информация) получены. В альтернативном выполнении этапа 903 другое измерение (например, измерение уровня сигнала первичных сигналов) может быть предпринято мобильной станцией без попытки сделать измерение дальности, используя первичные сигналы. В одном иллюстративном выполнении измеряют время прохождения первичных сигналов от первой беспроводной точки доступа до мобильной станции и получают идентификацию этой первой беспроводной точки доступа от первой беспроводной точки доступа. На этапе 905 вторичные сигналы передаются между мобильной станцией и второй беспроводной точкой доступа второй беспроводной сети связи, которая отличается от первой беспроводной сети связи. Мобильная станция на этом этапе может принимать вторичные сигналы (которые могут включать в себя вспомогательные данные SPS и т.д.) от второй беспроводной точки доступа. На этапе 907 мобильная станция и сервер обмениваются информацией для определения местоположения мобильной станции, и этот обмен информацией может происходить через вторую беспроводную точку доступа. Например, мобильная станция на этапе 907 может передать измерения дальности и идентификационную информацию, выполненную на этапе 903, и псевдодальности SPS, полученные мобильной станцией, на сервер через вторую беспроводную точку доступа. Идентификационная информация используется для получения местоположения беспроводных точек доступа, для которых были получены измерения дальности (или другие измерения), а затем сервер может определить местоположение мобильной станции, используя, по меньшей мере, некоторые из доступных измерений (например, псевдодальности SPS до спутников SPS и измерения дальности или другие измерения для различных наземных беспроводных точек доступа). Альтернативно, мобильная станция может определить собственное местоположение (вместо сервера), используя измерения дальности и псевдодальности SPS и используя информацию, предоставленную сервером (такую как местоположение идентифицированных беспроводных точек доступа в одной из или обеих беспроводных сетях связи).

Первая беспроводная сеть связи, изображенная на Фиг.12, может являться беспроводной локальной вычислительной сетью, и, в этом случае первая беспроводная точка доступа может являться беспроводным маршрутизатором, работающим согласно стандарту Wi-Fi. Альтернативно, первая беспроводная сеть связи может являться беспроводной сетью связи мобильного телефона, которой управляет первый поставщик услуг, а вторая беспроводная сеть связи может являться другой (отличной от первой) беспроводной сетью связи мобильного телефона, которой управляет второй поставщик услуг, причем мобильной станции, которая может являться мобильным телефоном с интегрированным приемником GPS, разрешено работать только лишь со второй беспроводной сетью связи. Различные другие альтернативы, обсуждаемые здесь, могут также обратиться к этому примеру, изображенному на Фиг.12.

Фиг.13 - другой пример способа изобретения. В этом примере мобильная станция на этапе 931 получает идентификационную информацию первой беспроводной точки доступа первой беспроводной сети связи, которая является доступной (например, в пределах радиосвязи) для мобильной станции. Эта идентификация может являться МАС-адресом (например, для локальной вычислительной сети Ethernet) или идентификатором базовой станции мобильного телефона (например, «сотовой вышки»). На этапе 933 мобильная станция передает через вторую беспроводную точку доступа второй беспроводной сети связи идентификационную информацию на сервер (например, на сервер определения местоположения) в течение процесса определения местоположения. В этом примере вторая беспроводная сеть связи отличается от первой беспроводной сети связи (например, разными радиоинтерфейсами, разными поставщиками услуг и т.д.). Затем на этапе 935 сервер использует идентификационную информацию первой беспроводной точки доступа для определения местоположения первой беспроводной точки доступа (которая, возможно, собрана/получена с помощью описанных здесь способов, таких, как изображенный на Фиг.14). Сервер также может на этапе 935 использовать другие данные (например, псевдодальности SPS, определенные в приемнике GPS, который интегрирован в мобильную станцию, и затем переданы на сервер) для определения местоположения мобильной станции. Сервер может, например, объединить псевдодальности SPS с измерениями на сигналах от беспроводных точек доступа для определения местоположения мобильной станции. Альтернативно, псевдодальности SPS могут быть объединены с известными местоположениями беспроводных точек доступа (особенно в случае беспроводных локальных вычислительных сетей (LAN), которые имеют более короткие дальности приема сигналов). В другой альтернативе этапа 935 сервер может предоставить вспомогательные данные (например, местоположение первой беспроводной точки доступа и, возможно, другие данные, такие как данные доплеровского сдвига по частоте для спутников SPS ввиду мобильной станции и т.д.) мобильной станции, но сервер не вычисляет местоположение мобильной станции; скорее мобильная станция выполняет решение для местоположения, использующее, по меньшей мере, некоторые из доступных измерений (например, псевдодальности SPS, измерения дальности или другие измерения относительно беспроводных точек доступа одной или всех доступных беспроводных сетей связи) и доступных вспомогательных данных от сервера.

Фиг.14 изображает другой иллюстративный способ изобретения. В конечном счете этот способ определяет местоположения беспроводных точек доступа так, чтобы будущие операции определения местоположения мобильны станций могли быть выполнены, используя множество беспроводных сетей связи, как описано в данном документе. На этапе 971 собирают данные. Эти данные определяют множество местоположений мобильных станций, в которых радиосигналы, передающиеся, по меньшей мере, от первой беспроводной точки доступа первой беспроводной сети связи, получены в течение определений множества местоположений. Мобильные станции на этапе 973 могут принимать сигналы от первичных беспроводных точек доступа, а также передавать сигналы между мобильными станциями и, по меньшей мере, одной вторичной беспроводной точкой доступа второй беспроводной сети связи (которая является отличной от первой беспроводной сети связи). Этот обмен информацией со второй беспроводной сетью связи может быть осуществлен с целью обеспечения информации, используемой в сборе данных, которые используются для определения местоположения беспроводных точек доступа первой беспроводной сети связи. На этапе 975 местоположение, по меньшей мере, первой беспроводной точки доступа определяют (например, способом, изображенным на Фиг.6) из зоны обслуживания, определенной множеством местоположений.

Фиг.2 изображает пример системы обработки данных, которая может быть использована в качестве сервера в различных вариантах осуществления данного изобретения. Например, как описано в Патенте США № 5841396, сервер (201) может предоставлять вспомогательные данные, такие как доплеровский сдвиг по частоте, или другие спутниковые вспомогательные данные на приемник GPS в мобильной станции. Кроме того, или альтернативно, тот же самый сервер или другой сервер может выполнять заключительное вычисление местоположения вместо мобильной станции (после приема псевдодальностей или других данных, из которых псевдодальности могут быть определены от мобильной станции), а затем может переслать этот результат определения местоположения базовой станции или некой другой системе. Система обработки данных в качестве сервера (например, сервер определения местоположения, сервер каталога) обычно включает в себя устройства 212 связи, такие как модемы или сетевой интерфейс. Сервер определения местоположения может быть соединен с множеством разных сетей связи через устройства 212 связи (например, модемы или другие сетевые интерфейсы). Такие сети связи включают в себя одну или несколько внутренних сетей предприятия, сеть связи, сотовый коммуникационный блок или множество сотовых коммутационных блоков 225, наземные телефонные переключатели 223, сотовые базовые станции (не показаны на Фиг.2), приемники 227 GPS или другие процессоры или серверы 221 определения местоположения.

Многие сотовые базовые станции обычно размещаются для покрытия географической области зоной охвата радиосредствами, и эти разные базовые станции соединены, по меньшей мере, с одним мобильным коммутационным блоком, как известно из предшествующего уровня техники (например, см. Фиг.1). Таким образом, множество базовых станций географически распределены и соединяются друг с другом посредством мобильного коммутационного блока. Сеть 220 связи может быть подключена к сети эталонных приемников GPS, которые обеспечивают дифференциальную информацию GPS, а также может обеспечивать эфемеридные данные GPS для использования в вычислении местоположения мобильных систем. Сеть связи соединяется с процессором 203 через модем или другой телекоммуникационный интерфейс. Сеть 220 связи может быть соединена с другими компьютерами или сетевыми компонентами. Также сеть 220 связи может быть соединена с компьютерными системами, которыми управляют операторы экстренных служб, такие как точка ответной передачи государственной безопасности, которые отвечают на телефонные звонки по номеру 911. Различные примеры способов использования сервера определения местоположения были описаны в некоторых Патентах США, включая Патент США № 5841396, 5874914, 5812087 и 6215442.

Сервер 201, который является разновидностью системы обработки данных, включает в себя шину 202, которая соединена с микропроцессором 203, постоянной памятью 207, энергозависимой оперативной памятью 205 и энергонезависимой памятью 206. Процессор 203 соединен с кэш-памятью 204, как показано в примере на Фиг.2. Шина 202 соединяет эти различные компоненты друг с другом. Наряду с тем, что Фиг.2 изображает, что энергонезависимая память является локальным устройством, соединенным непосредственно с остальной частью компонентов в системе обработки данных, будет оценено, что данное изобретение может использовать энергонезависимую память, которая является удаленной от системы, такую как сетевое запоминающее устройство, которое соединено с системой обработки данных через сетевой интерфейс, такой как интерфейс Ethernet или модем. Шина 202 может включать в себя одну или более шин, связанных друг с другом через различные мосты, контроллеры и/или адаптеры, как известно в данной области техники. Во многих ситуациях сервер определения местоположения может выполнить собственные операции автоматически, без помощи человека. В некоторых случаях, где требуется диалог с человеком, контроллер 209 ввода/вывода может обмениваться информацией (сообщаться) с дисплеями, клавиатурами и другими устройствами ввода/вывода.

Следует отметить, что, наряду с тем, что Фиг.2 иллюстрирует различные компоненты системы обработки данных, она не предназначена для представления любой конкретной архитектуры или способа соединения компонентов, по существу, детали не релевантны данному изобретению. Также будет оценено, что сетевые компьютеры и другие системы обработки данных, которые имеют меньше компонентов или возможно больше компонентов, также могут быть использованы с данным изобретением и могут действовать в качестве сервера определения местоположения или PDE (объекта определения местоположения).

В некоторых вариантах осуществления, способы данного изобретения могут быть выполнены на компьютерных системах, которые одновременно используются для других функций, таких как коммутация ячеек, службы передачи сообщений и т.д. В этих случаях, некоторые или все аппаратные средства, изображенные на Фиг.2, разделяют для несколько функций.

Из данного описания будет очевидно, что аспекты данного изобретения могут быть воплощены, по меньшей мере, частично в программном обеспечении. Таким образом, эти методики могут быть выполнены в компьютерной системе или другой системе обработки данных в ответ на выполняемые ее процессором последовательности команд, содержащиеся в памяти, такой как постоянная память 207, энергозависимая оперативная память 205, энергонезависимая память 206, кэш-память 204 или удаленное запоминающее устройство. В различных вариантах осуществления аппаратная схема может быть использована в комбинации с программными командами для осуществления данного изобретения. Таким образом, методики не ограничены никакой конкретной комбинацией схем аппаратных средств и программного обеспечения и никаким конкретным источником для команд, выполняемых системой обработки данных. Кроме того, по всему этому описанию различные функции и операции описаны в качестве выполняемых или вызываемых программным кодом для упрощения описания. Однако специалисты в данной области техники распознают это посредством таких выражений, что функции являются результатом выполнения кода процессором, таким как процессор 203.

Машиночитаемый носитель может быть использован для сохранения программного обеспечения и данных, которые при выполнении системой обработки данных заставляют систему выполнять различные способы данного изобретения. Это выполняемое программное обеспечение и данные могут быть сохранены в различных местах, включая, например, постоянную память 207, энергозависимую оперативную память 205, энергонезависимую память 206 и/или кэш-память 204, как показано на Фиг.2. Части этого программного обеспечения и/или данных могут быть сохранены в любом из этих запоминающих устройств.

Таким образом, машиночитаемый носитель включает в себя любой механизм, который обеспечивает (то есть сохраняет и/или передает) информацию в форме, доступной для машины (например, для компьютера, сетевого устройством, «карманного» компьютера, промышленного инструментального средства, любого устройства с установленным одним или несколькими процессорами и т.д.). Например, машиночитаемый носитель включает в себя recordable/non-recordable (способный к записи/не способный к записи) носитель (например, постоянная память (ROM), оперативная память (RAM), запоминающее устройство на магнитных дисках, оптический носитель данных, устройства флэш-памяти и т.д.), а также электрические, оптические, акустические или другие формы распространенных сигналов (например, несущих, инфракрасных сигналов, цифровых сигналов и т.д.) и т.д.

Фиг.3 изображает представление блок-схемы мобильной станции согласно одному варианту осуществления данного изобретения. Мобильная станция включает в себя портативный приемник, который объединяет связной приемопередатчик с приемником GPS для использования в одном варианте осуществления данного изобретения. Комбинированный мобильный блок 310 включает в себя схему для выполнения функций, требуемых для обработки сигналов GPS, а также функций, требуемых для обработки связных сигналов (радиосигналов), принятых через линию связи. Линия связи, такая как линия 350 или 360 связи, обычно является радиочастотной линией связи для другого компонента, такого как базовая станция 352, имеющая связную антенну 351, или точка доступа беспроводной локальной вычислительной сети 362 (LAN) с антенной 361. Несмотря на то что Фиг.3 иллюстрирует вариант осуществления, в котором связная антенна 311 используется для приема сигналов от разных типов беспроводных точек доступа (например, от точки 362 доступа для беспроводной локальной вычислительной сети (LAN) и от базовой станции 352 для обслуживания сотового телефона), комбинированный приемник может использовать отдельные и отличные друг от друга антенны для приема сигналов разных радиоинтерфейсов. Кроме того, комбинированный приемник может использовать отдельные и отличные друг от друга компоненты для, по меньшей мере, частичной обработки принятых радиосигналов и может или, возможно, не может совместно использовать некоторые компоненты в обработке радиосигналов разных радиоинтерфейсов. Например, комбинированный приемник может иметь отдельные схемы для обработки сигналов RF и совместно использовать те же самые ресурсы процессора. Из этого описания различные комбинации и разновидности комбинированного приемника будут очевидны специалистам в данной области техники.

Портативный приемник 310 - пример комбинированного приемника GPS, связного приемника и передатчика. Связной приемник и передатчик могут быть осуществлены в качестве множества приемников и передатчиков для разных беспроводных сетей связи. Например, связной приемопередатчик 305 может включать в себя часть приемопередатчика для приема и/или передачи сигналов мобильного телефона и другую часть приемопередатчика для приема и/или передачи сигналов Wi-Fi. Приемник 310 содержит часть приемника GPS, включающую в себя схему 321 обнаружения и следящего приема и секцию связного приемопередатчика 305. Схема 321 обнаружения и следящего приема соединена с антенной 301 GPS, а связной приемопередатчик 305 соединен со связной антенной 311. Сигналы GPS (например, сигнал 370, передающийся от спутника 303), принимаются через антенну 301 GPS и входят на схему 321 обнаружения и следящего приема, которая обнаруживает коды PN (псевдослучайного шума) для различных принятых спутников. Данные, произведенные схемой 321 (например, индикаторы корреляции), обрабатываются процессором 333 для передачи (например, псевдодальностей SPS) приемопередатчиком 305. Связной приемопередатчик 305 содержит переключатель 331 прием/передача, который направляет связные сигналы (обычно RF) на связную антенну 311 и приемопередатчик 305 и обратно. В некоторых системах гребенчатый фильтр или «дуплексор» используется вместо переключателя T/R. Принятые связные сигналы входят на связной приемник 332 и передаются процессору 333 для обработки. Связные сигналы, которые передаются от процессора 333, попадают на модулятор 334 и частотный преобразователь (конвертер) 335. Усилитель 336 мощности увеличивает уровень сигнала до соответствующего уровня для передачи на базовую станцию 352 (или на беспроводную точку 362 доступа беспроводной локальной вычислительной сети (LAN)).

В одном варианте осуществления данного изобретения секция 305 связного приемопередатчика может быть использована с множеством разных радиоинтерфейсов (например, IEEE 802.11, bluetooth, UWB, TD-SCDMA, IDEN, HDR, TDMA, GSM, CDMA, W-CDMA, UMTS или другими подобными сетями связи) для обмена информацией (например, через линии 350 и 360 связи). В одном варианте осуществления данного изобретения секция 305 связного приемопередатчика может использоваться с одним радиоинтерфейсом для обмена информацией, а также может быть использована для приема сигналов с другими радиоинтерфейсами. В одном варианте осуществления данного изобретения секция 305 связного приемопередатчика может использоваться с одним радиоинтерфейсом для обмена информацией, в то время как может использоваться с сигналами в другом радиоинтерфейсе для извлечения индикаторов синхронизации (например, кадры синхронизации или системное время) или для калибровки гетеродин (не показан на Фиг.3) мобильной станции. Дополнительные подробности о мобильной станции для извлечения индикаторов синхронизации или калибровки гетеродина могут быть найдены в Патентах США № 5874914 и 5945944.

В одном варианте осуществления комбинированной системы GPS/связи приемника 310 данные, сгенерированные схемой 321 обнаружения и следящего приема, передаются на сервер по линии 350 связи на базовую станцию 352 или по линии 360 связи на точку доступа беспроводной локальной вычислительной сети (LAN) 362. Затем сервер определяет местоположение приемника 310 на основании данных от удаленного приемника, время, за которое данные были измерены, и эфемеридные данные, принятые от его собственного приемника GPS или других источников таких данных. Затем данные о местоположении могут быть переданы назад на приемник 310 или на другие удаленные пункты. Дополнительные подробности о портативных приемниках, использующих линию связи, могут быть найдены в Патенте США № 5874914.

В одном варианте осуществления данного изобретения комбинированный приемник GPS включает в себя (или соединен с) систему обработки данных (например, «карманный» компьютер или портативный компьютер). Система обработки данных включает в себя шину, которая соединена с микропроцессором и памятью (например, с постоянной памятью (ROM), энергозависимой оперативной памятью (RAM), энергонезависимой памятью). Шина связывает различные компоненты друг с другом, а также связывает эти компоненты с контроллером дисплея, устройством отображения и с периферийными устройствами, такими как устройства ввода/вывода (I/O), которые широко известны в данной области техники. Шина может включать в себя одну или несколько шин, связанных друг с другом через различные мосты, контроллеры и/или адаптеры, как известно в данной области техники. В одном варианте осуществления система обработки данных включает в себя коммуникационные порты (например, порт USB (универсальной последовательной шины), порт для подключения шины IEЕЕ-1394). В одном варианте осуществления данного изобретения мобильная станция сохраняет местоположения и идентификацию (например, МАС-адрес) беспроводных точек доступа (например, согласно типам беспроводных точек доступа) для извлечения и расширения информации о местоположении беспроводных точек доступа, используя память и команды программ, сохраненные в памяти. В одном варианте осуществления мобильная станция только лишь сохраняет местоположения мобильной станции и идентификации беспроводных точек доступа для передачи на сервер (например, через коммуникационный порт или беспроводную линию связи), когда соединение связи установлено.

Несмотря на то что способы и устройство данного изобретения были описаны в отношении спутников GPS, будет оценено, что описания одинаково применимы к системам определения местоположения, которые используют псевдоспутники или комбинацию спутников и псевдоспутников. Псевдоспутники представляют собой наземные передатчики, которые рассылают код PN (подобный сигналу GPS), смодулированный в сигнале несущей частоты в диапазоне сверхвысоких частот, в целом, синхронизируемом со временем SPS. Каждому передатчику может быть назначен уникальный код PN для разрешения идентификации удаленным получателем. Псевдоспутники полезны в ситуациях, в которых сигналы GPS от орбитального спутника могут быть недоступны, например, в тоннелях, подземных коммуникациях, зданиях или других закрытых областях (зонах). Используемый в данном документе термин «спутник» включает в себя псевдоспутники или эквиваленты псевдоспутников, а используемый в данном документе термин «сигналы GPS» включает в себя сигналы, подобные сигналам GPS, от псевдоспутников или эквивалентов псевдоспутников.

В предыдущем обсуждении изобретение было описано в отношении заявки на систему глобальной спутниковой системы определения местоположения (GPS). Очевидно, что эти способы являются одинаково применимыми к подобным спутниковым системам определения местоположения и, в частности, к Российской системе «GLONASS» и предложенной системе «European Galileo». Прежде всего, система «GLONASS» отличается от системы GPS тем, что излучения от разных спутников дифференцированы друг от друга посредством использования разных несущих частот вместо использования разных псевдослучайных кодов. В этой ситуации применимы все вышеописанные схемы и алгоритмы. Используемый в данном документе термин «GPS» включает в себя подобные альтернативные спутниковые системы определения местоположения, включая российскую систему «GLONASS» и систему «European Galileo».

Несмотря на то что операции в вышеупомянутых примерах иллюстрированы в конкретных последовательностях, из этого описания будет оценено, что различные разные последовательности операций и разновидности могут быть использованы без необходимости ограничения вышеупомянутыми иллюстрированными примерами.

Вышеупомянутые примеры иллюстрированы без представления некоторых деталей, известных в данной области техники; как указано в вышеупомянутом обсуждении, эти детали могут быть найдены в публикациях, таких как Патенты США 5812087, 5841396, 5874914, 5945944, 5999124, 6061018, 6208290 и 6215442, каждый из которых полностью включен здесь в качестве ссылки.

В предшествующей спецификации изобретение было описано в отношении конкретных иллюстративных вариантов его осуществления. Будет очевидно, что различные модификации могут быть сделаны, не отступая от более широкой сущности и объема изобретения, которые определены в нижеследующей формуле изобретения. Спецификация и чертежи должны, соответственно, быть расценены в иллюстративном, а не в ограничивающем смысле.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для определения местоположения и других операций. Технический результат состоит в получении информации о местоположении для беспроводных сетей связи из собранных статистических данных. Для этого в одном варианте осуществления данного изобретения мобильная станция использует радиосигналы от множества беспроводных сетей связи (например, с разными радиоинтерфейсами и/или управляемые разными поставщиками услуг) для определения местоположения (например, для передачи данных, для информации о времени и/или частоте, для измерения дальности, для оценки сектора или высоты). В другом варианте осуществления данного изобретения мобильные станции используют сбор статистических данных о беспроводных точках доступа (например, местоположения мобильных станций, которые имеют принятые сигналы от беспроводных точек доступа, таких как от сотовых базовых станций, точек доступа беспроводной локальной вычислительной сети, повторителей для сигналов о местоположении или других передатчиков беспроводной связи) и для получения информации о местоположении (например, местоположение и зона обслуживания беспроводных точек доступа) для беспроводных сетей связи из собранных статистических данных. 5 н. и 74 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Способ работы мобильной станции, заключающийся в том, что
принимают на мобильной станции один или более первый сигнал, переданный от первой беспроводной точки доступа первой беспроводной сети связи, первая беспроводная точка доступа поддерживает двустороннюю связь;
определяют информацию о местоположении для мобильной станции, основываясь по меньшей мере частично на одной или более характеристиках одного или более первых сигналов;
обмениваются одним или более вторыми сигналами между мобильной станцией и второй беспроводной точкой доступа второй беспроводной сети связи, которая является отличной от первой беспроводной сети связи, при этом первая беспроводная сеть связи содержит первый тип сети, который отличается от второго типа сети второй беспроводной сети связи; и
обмениваются информацией между мобильной станцией и сервером для определения местоположения мобильной станции через вторую беспроводную точку доступа второй беспроводной сети связи, при этом местоположение определяют, основываясь по меньшей мере частично на информации о местоположении.

2. Способ по п.1, который также содержит этап, на котором калибруют гетеродин мобильной станции, используя, по меньшей мере, один из первичных сигналов и вторичных сигналов.

3. Способ по п.2, который также содержит этап, на котором
синхронизируют сигнал несущей частоты, по меньшей мере, в одном из первичных и вторичных сигналов.

4. Способ по п.2, который также содержит этап, на котором определяют смещение между сигналом несущей частоты, по меньшей мере, в одном из первичных и вторичных сигналов и частотой гетеродина мобильной станции.

5. Способ по п.1, который также содержит этап, на котором получают точную информацию о времени, по меньшей мере, из одного из первичных и вторичных сигналов.

6. Способ по п.5, который также содержит этап, на котором определяют маркер времени, содержащийся, по меньшей мере, в одном из первичных и вторичных сигналов.

7. Способ по п.5, который также содержит этап, на котором определяют системное время, по меньшей мере, из одного из первичных и вторичных сигналов.

8. Способ по п.1, в котором вторая беспроводная точка доступа обменивается информацией с мобильной станцией в соответствии со стандартом для беспроводной локальной вычислительной сети.

9. Способ по п.8, в котором первая беспроводная точка доступа содержит базовую станцию сотовой системы беспроводной связи.

10. Способ по п.1, содержащий также этапы, на которых определяют, по меньшей мере, одно измерение псевдодальности из сигналов, от по меньшей мере, одного спутника Спутниковой системы определения местоположения (SPS) и
определяют местоположение мобильной станции по меньшей мере частично из измерения дальности, используя первые сигналы, и, по меньшей мере, частично из, по меньшей мере, одного измерения псевдодальности из сигналов от, по меньшей мере, одного спутника SPS.

11. Способ по п.10, в котором сервер принимает, по меньшей мере, одно измерение псевдодальности и измерение дальности и определяет местоположение мобильной станции.

12. Способ по п.10, в котором сервер обеспечивает мобильную станцию вспомогательными данными о местоположении через вторую беспроводную точку доступа.

13. Способ по п.12, в котором мобильная станция определяет местоположение мобильной станции и причем вспомогательные данные о местоположении содержат, по меньшей мере, одно из (a) предполагаемый доплеровский сдвиг по частоте для спутников SPS; или (b) список спутников SPS, принимая во внимание предполагаемое местоположение мобильной станции; или (c) информацию о каталоге спутников; или (d) предполагаемое местоположение мобильной станции; или (e) местоположение первой беспроводной точки доступа.

14. Способ по п.1, в котором мобильная станция не санкционирована обмениваться информацией с первой беспроводной точкой доступа посредством оператора первой беспроводной сети связи, но санкционирована обмениваться информацией со второй беспроводной точкой доступа посредством оператора второй беспроводной сети связи.

15. Способ по п.14, в котором первая беспроводная точка доступа является первой базовой станцией сотового телефона и причем вторая беспроводная точка доступа является второй базовой станцией сотового телефона.

16. Способ по п.1, в котором информация о местоположении содержит измерение дальности, используемое при определении местоположения мобильной станции.

17. Способ по п.1, в котором и первая беспроводная точка доступа, и вторая беспроводная точка доступа могут поддерживать двухстороннюю связь с разрешенными мобильными станциями.

18. Способ по п.1, в котором каждая первая и вторая беспроводная точка доступа используют один или более из следующих стандартов:
TDMA (Множественный доступ с временным разделением каналов);
GSM (Глобальная система мобильной связи); CDMA (Множественный доступ с кодовым разделением каналов); W-CDMA (Широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов); UMTS (Универсальная система мобильной связи);
TD-SCDMA (Режим временного разделения каналов синхронного множественного доступа с кодовым разделением каналов);
iDEN (Интегрированная усовершенствованная цифровая сеть связи)
и HDR (Высокоскоростная передача данных).

19. Способ по п.1, в котором вторая беспроводная точка доступа содержит базовую станцию беспроводной сотовой системы связи и причем первая беспроводная точка доступа поддерживает один или более из следующих стандартов:
a) один или более из стандартов IEEE 802.11, 802.15, 802.16 и 802.20 для доступа к беспроводной сети связи;
b) стандарта bluetooth и
c) стандарта UWB (Ультраширокополосного).

20. Способ по п.1, в котором вторая беспроводная сеть связи является сетью, отличной от сотовой сети связи.

21. Способ работы мобильной станции, заключающийся в том, что
принимают на мобильной станции один или более первый сигнал, переданный от первой беспроводной точки доступа первой беспроводной сети связи, причем первая беспроводная точка доступа поддерживает двухстороннюю связь;
определяют первое измерение дальности между мобильной станцией и первой беспроводной точкой доступа, используя первые сигналы;
обмениваются одним или более вторыми сигналами между мобильной станцией и второй беспроводной точкой доступа второй беспроводной сети связи, которая является отличной от первой беспроводной сети связи, при этом первая беспроводная сеть связи содержит первый тип сети, который отличается от второго типа сети второй беспроводной сети связи; и;
определяют второе измерение дальности между мобильной станцией и второй беспроводной точкой доступа, используя вторые сигналы;
определяют псевдодальность до спутника Спутниковой системы определения-местоположения (SPS) из сигналов SPS, принятых мобильной станцией; и
определяют местоположение мобильной станции с помощью первого и второго измерений и псевдодальности.

22. Способ по п.21, который также содержит этап, на котором калибруют гетеродин мобильной станции, используя, по меньшей мере, один из первичных и вторичных сигналов.

23. Способ по п.22, который также содержит этап, на котором синхронизируют сигнал несущей частоты, по меньшей мере, в одном из первичных и вторичных сигналов.

24. Способ по п.22, который также содержит этап, на котором определяют смещение между сигналом несущей частоты, по меньшей мере, в одном из первичных и вторичных сигналов и частотой гетеродина мобильной станции.

25. Способ по п.21, который также содержит этап, на котором
получают точную информацию о времени, по меньшей мере, из одного из первичных и вторичных сигналов.

26. Способ по п.25, который также содержит этап, на котором
определяют маркер времени, содержащийся, по меньшей мере, в одном из первичных и вторичных сигналов.

27. Способ по п.25, который также содержит этап, на котором определяют системное время, по меньшей мере, из одного из первичных и вторичных сигналов.

28. Способ по п.21, в котором вторая беспроводная точка доступа обменивается информацией с мобильной станцией в соответствии со стандартом для беспроводной локальной вычислительной сети.

29. Способ по п.28, в котором первая беспроводная точка доступа содержит базовую станцию сотовой системы беспроводной связи.

30. Способ по п.21, в котором мобильная станция выполняет первое и второе измерения, а также определяет псевдодальность и местоположение.

31. Способ по п.21, в котором, по меньшей мере, одна из первой беспроводной точки доступа и второй беспроводной точки доступа обеспечивает вспомогательные данные о местоположении мобильной станции, причем вспомогательные данные о местоположении содержат, по меньшей мере, одно из: (a) предполагаемый доплеровскии сдвиг по частоте для спутников SPS; или (b) список спутников SPS, принимая во внимание предполагаемое местоположение мобильной станции; или (c) информацию о каталоге спутников; или (d) предполагаемое местоположение мобильной станции; или (e) местоположение первой беспроводной точки доступа; или (f) местоположение второй беспроводной точки доступа.

32. Способ по п.21, в котором мобильная станция не санкционирована обмениваться информацией с первой беспроводной точкой доступа посредством оператора первой беспроводной сети связи, а санкционирована обмениваться информацией со второй беспроводной точкой доступа посредством оператора второй беспроводной сети связи.

33. Способ по п.32, в котором первая беспроводная точка доступа представляет собой первую базовую станцию сотового телефона и причем вторая беспроводная точка доступа представляет собой вторую базовую станцию сотового телефона.

34. Способ по п.21, в котором и первая и вторая беспроводная точки доступа способны к поддержке двухсторонней связи с разрешенными мобильными станциями.

35. Способ по п.21, в котором первое измерение представляет собой, по меньшей мере, одно из: (a) измерение дальности, которое представляет расстояние между мобильной станцией и первой беспроводной точкой доступа на основании времени передачи между мобильной станцией и первой беспроводной точкой доступа; или (b) параметр сигнала, связанный с уровнем сигнала.

36. Способ по п.21, в котором вторичные сигналы передаются от второй беспроводной точки доступа к мобильной станции.

37. Способ по п.21, в котором вторичные сигналы передаются от мобильной станции ко второй беспроводной точки доступа.

38. Способ по п.21, в котором вторая беспроводная сеть связи является сетью, отличной от сотовой сети связи.

39. Способ работы мобильной станции, заключающийся в том, что
определяют на мобильной станции идентификационную информацию первой беспроводной точки доступа первой беспроводной сети связи, которая является доступной для мобильной станции; и
передают через вторую беспроводную точку доступа второй беспроводной сети связи, которая является отличной от первой беспроводной сети связи, идентификационную информацию от мобильной станции на удаленный сервер в течение процесса определения местоположения мобильной станции, при этом первая беспроводная сеть связи содержит первый тип сети, который отличается от второго типа сети второй беспроводной сети связи.

40. Способ по п.39, в котором первая и вторая беспроводные точки доступа используют разные радиоинтерфейсы и причем первая беспроводная точка доступа контактно соединена с первой группой узлов первой беспроводной сети связи, и причем вторая беспроводная точка доступа контактно соединена со второй группой узлов второй беспроводной сети связи.

41. Способ по п.40, в котором первая беспроводная точка доступа служит для обращения к локальной вычислительной сети первой беспроводной сети связи, а вторая беспроводная точка доступа содержит сотовую базовую станцию для беспроводного телефона.

42. Способ по п.40, в котором первая беспроводная точка доступа служит для обращения к локальной вычислительной сети первой беспроводной сети связи, а вторая беспроводная точка доступа служит для обращения к глобальной сети второй беспроводной сети связи.

43. Способ по п.41, в котором вторая беспроводная точка доступа использует один из следующих стандартов:
TDMA (Множественный доступ с временным разделением каналов);
GSM (Глобальная система мобильной связи);
CDMA (Множественный доступ с кодовым разделением каналов);
W-CDMA (Широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов);
UMTS (Универсальная система мобильной связи);
TD-SCDMA (Режим временного разделения каналов синхронного множественного доступа с кодовым разделением каналов);
iDEN (Интегрированная усовершенствованная цифровая сеть связи); и
HDR (Высокая скорость передачи данных).

44. Способ по п.41, в котором первая беспроводная точка доступа придерживается одного из следующих стандартов:
a) одного из стандартов IEEE 802.11, 802.15, 802.16 и 802.20 для доступа к беспроводной локальной вычислительной сети;
b) стандарта bluetooth и
c) стандарта UWB (Ультраширокополосного)

45. Способ по п.39, в котором первой беспроводной сетью связи управляет первый поставщик услуг, а второй беспроводной сетью связи управляет второй поставщик услуг.

46. Способ по п.39, в котором первая беспроводная точка доступа поддерживает двухстороннюю связь.

47. Способ по п.39, который также содержит этап, на котором
определяют информацию о местоположении, указывающую расстояние между мобильной станцией и первой беспроводной точкой доступа; и
передают через вторую беспроводную точку доступа информацию о местоположении от мобильной станции на сервер для определения местоположения мобильной станции.

48. Способ по п.47, в котором информация о местоположении содержит показание уровня сигнала для сигналов, которые передаются от первой беспроводной точки доступа и принимаются мобильной станцией.

49. Способ по п.47, который также содержит этап, на котором
определяют измерения псевдодальности до спутника SPS (Спутниковой системы определения местоположения) и
передают через вторую беспроводную точку доступа измерение псевдодальности от мобильной станции на сервер для определения местоположения мобильной станции, и причем идентификационная информация используется для определения местоположения первой беспроводной точки доступа.

50. Способ по п.49, который также содержит этап, на котором определяют местоположение мобильной станции при использовании, по меньшей мере, одного из: показания уровня сигнала для сигналов, которые передаются от первой беспроводной точки доступа, и измерения псевдодальности до спутника SPS (Спутниковой системы определения местоположения).

51. Способ по п.39, который также содержит этап, на котором
принимают сообщение о местоположении первой беспроводной точки доступа от сервера.

52. Способ по п.39, в котором вторая беспроводная сеть связи является сетью, отличной от сотовой сети связи.

53. Мобильная станция системы определения местоположения, содержащая:
секцию беспроводной связи для приема радиосигналов, передающихся от первой беспроводной точки доступа первой беспроводной сети связи, которая является доступной для мобильной станции; и
процессор, соединенный с секцией беспроводной связи, для определения идентификационной информации первой беспроводной точки доступа первой беспроводной сети связи, секция беспроводной связи передает через вторую беспроводную точку доступа второй беспроводной сети связи, которая является отличной от первой беспроводной сети связи, идентификационную информацию от мобильной станции на удаленный сервер в течение процесса определения местоположения мобильной станции, при этом первая беспроводная сеть связи содержит первый тип сети, который отличается от второго типа сети второй беспроводной сети связи.

54. Мобильная станция по п.53, в которой первая и вторая беспроводные точки доступа используют разные радиоинтерфейсы и причем первая беспроводная точка доступа контактно соединена с первой группой узлов беспроводной сети связи, и причем вторая беспроводная точка доступа контактно соединена со второй группой узлов второй беспроводной сети связи.

55. Мобильная станция по п.54, в которой первая беспроводная точка доступа служит для обращения к локальной вычислительной сети первой беспроводной сети связи, а вторая беспроводная точка доступа содержит сотовую базовую станцию для беспроводного телефона.

56. Мобильная станция по п.55, в которой вторая беспроводная точка доступа использует один из следующих стандартов:
TDMA (Множественный доступ с временным разделением каналов);
GSM (Глобальная система мобильной связи);
CDMA (Множественный доступ с кодовым разделением каналов);
W-CDMA (Широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов);
UMTS (Универсальная система мобильной связи);
TD-SCDMA (Режим временного разделения каналов синхронного множественного доступа с кодовым разделением каналов);
iDEN (Интегрированная усовершенствованная цифровая сеть связи); и HDR (Высокая скорость передачи данных).

57. Мобильная станция по п.55, в которой первая беспроводная точка доступа придерживается одного из следующих стандартов:
a) стандарта IEEE 802 для доступа к беспроводной локальной вычислительной сети;
b) стандарта bluetooth и
c) стандарта UWB (Ультраширокополосного).

58. Мобильная станция по п.53, в которой первой беспроводной сетью связи управляет первый поставщик услуг, а второй беспроводной сетью связи управляет второй поставщик услуг.

59. Мобильная станция по п.53, в которой первая беспроводная точка доступа поддерживает двухстороннюю связь.

60. Мобильная станция по п.53, в которой процессор также определяет информацию о местоположении, которая указывает расстояние между мобильной станцией и первой беспроводной точкой доступа, а секция беспроводной связи передает через вторую беспроводную точку доступа информацию о местоположении от мобильной станции на сервер для определения местоположения мобильной станции.

61. Мобильная станция по п.60, в которой информация о местоположении содержит показание уровня сигнала для сигналов, которые передают от первой беспроводной точки доступа и принимают в мобильной станции.

62. Мобильная станция по п.60, также содержащая
приемник сигналов SPS (Спутниковой системы определения местоположения), соединенный с процессором для определения измерения псевдодальности до спутника SPS;
причем секция беспроводной связи передает через вторую беспроводную точку доступа измерение псевдодальности от мобильной станции на сервер для определения местоположения мобильной станции и где идентификационная информация используется для определения местоположения первой беспроводной точки доступа.

63. Мобильная станция по п.53, в которой процессор принимает сообщение о местоположении первой беспроводной точки доступа от сервера через секцию связи.

64. Мобильная станция по п.53, в которой вторая беспроводная сеть связи является сетью, отличной от сотовой сети связи.

65. Мобильная станция, содержащая
секцию беспроводной связи для приема первых сигналов, передающихся от первой беспроводной точки доступа первой беспроводной сети связи, которая поддерживает двухстороннюю связь, и для приема вторых сигналов, передающихся от второй беспроводной точки доступа второй беспроводной сети связи, которая отличается от первой беспроводной сети связи, при этом первая беспроводная сеть связи содержит первый тип сети, который отличается от второго типа сети второй беспроводной сети связи, и причем мобильная станция определяет измерение дальности, используя первые сигналы; и
приемник сигналов SPS (Спутниковой системы определения местоположения), соединенный с секцией беспроводной связи для определения измерения псевдодальности до спутника SPS, причем секция беспроводной связи обменивается информацией с сервером для определения местоположения мобильной станции через вторую беспроводную точку доступа второй беспроводной сети связи.

66. Мобильная станция по п.65, которая содержит
гетеродин, соединенный с секцией беспроводной связи и приемником сигналов SPS, гетеродин, калибруемый секцией беспроводной связи, используя, по меньшей мере, один из первичных и вторичных сигналов.

67. Мобильная станция по п.66, в которой гетеродин синхронизирует сигнал несущей частоты, по меньшей мере, в одном из первичных и вторичных сигналов.

68. Мобильная станция по п.65, в которой секция беспроводной связи получает точную информацию о времени, по меньшей мере, из одного из первичных и вторичных сигналов.

69. Мобильная станция по п.68, в которой точную информацию о времени получают из маркера времени, по меньшей мере, одного из первичных и вторичных сигналов.

70. Мобильная станция по п.68, в которой точная информация о времени содержит системное время, по меньшей мере, из одного из первичных и вторичных сигналов.

71. Мобильная станция по п.65, в которой секция беспроводной связи обменивается информацией со второй беспроводной точкой доступа в соответствии со стандартом для беспроводной локальной вычислительной сети.

72. Мобильная станция по п.71, в которой первая беспроводная точка доступа содержит базовую станцию сотовой системы беспроводной связи.

73. Мобильная станция по п.65, в которой сервер обеспечивает вспомогательные данные о местоположении мобильной станции через вторую беспроводную точку доступа.

74. Мобильная станция по п.73, в которой мобильная станция определяет местоположение мобильной станции и причем вспомогательные данные о местоположении содержат, по меньшей мере, одно из: (a) предполагаемый доплеровский сдвиг по частоте для спутников SPS; или (b) список спутников SPS, принимая во внимание предполагаемое местоположение мобильной станции; или (c) информацию о каталоге спутников; или (d) предполагаемое местоположение мобильной станции; или (e) местоположение первой беспроводной точки доступа.

75. Мобильная станция по п.65, которая не санкционирована обмениваться информацией с первой беспроводной точкой доступа посредством оператора первой беспроводной сети связи, а санкционирована обмениваться информацией со второй беспроводной точкой доступа посредством оператора второй беспроводной сети связи.

76. Мобильная станция по п.75, в которой первая беспроводная точка доступа представляет собой первую базовую станцию сотового телефона и причем вторая беспроводная точка доступа представляет собой вторую базовую станцию сотового телефона.

77. Мобильная станция по п.65, в котором измерение дальности используется в определении местоположения мобильной станции.

78. Мобильная станция по п.65, в котором и первая беспроводная точка доступа, и вторая беспроводная точка доступа поддерживают двухстороннюю связь с разрешенными мобильными станциями.

79. Мобильная станция по п.65, в которой вторая беспроводная сеть связи является сетью, отличной от сотовой сети связи.