СПОСОБ И СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ УТОЧНЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ О МЕСТОПОЛОЖЕНИИ ДЛЯ БЕСПРОВОДНЫХ МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ Российский патент 2015 года по МПК H04W64/00 

[0001] Эта заявка испрашивает приоритет на основании предварительной заявки США №61/575,300, поданной 18 августа 2011 года, под названием "Способ и система обеспечения уточненной информации о местоположении для беспроводных мобильных устройств", и предварительной заявки США №61/573,636, поданной 9 сентября 2011 года, под названием "Способ и система обеспечения уточненной информации о местоположении для беспроводных мобильных устройств", все содержание которых включено в данную заявку путем ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] Данное изобретение, в целом, относится к системе беспроводной мобильной связи, в частности к способам и системам обеспечения уточненной информации о местоположении для беспроводных мобильных устройств.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Технологии беспроводной связи и мобильные электронные устройства (например, сотовые телефоны, планшеты, лэптопы и т.д.) за последние годы приобретали все большую популярность и применялись все шире. Чтобы отвечать уровню растущих запросов потребителей, мобильные электронные устройства становились более производительными и получали улучшенные технические характеристики. В настоящее время они, как правило, имеют приемники глобальной системы позиционирования (GPS), датчики и многие другие компоненты для связи пользователей с друзьями, для работы, досуга и развлечения. Однако, несмотря на эти усовершенствования, мобильным устройствам по-прежнему не хватает возможностей для обеспечения эффективных услуг, информации и связи, основанных на определении местоположения. По мере того, как мобильные устройства и технологии становятся все популярнее и применяются все шире, формирование уточненной информации о местоположении для мобильных устройств, как ожидается, станет важным и перспективным критерием проектирования для производителей мобильных устройств и сетевых инженеров.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Различные варианты осуществления изобретения включают в себя способы определения местоположения мобильного устройства, в том числе определение приблизительного местоположения мобильного устройства, группирование мобильного устройства с беспроводным приемопередатчиком вблизи мобильного устройства, для образования коммуникационной группы, передачу определенного приблизительного местоположения мобильного устройства беспроводному приемопередатчику, прием мобильным устройством информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика и определение более точного местоположения мобильного устройства на основе информации о местоположении, принятой от беспроводного приемопередатчика.

[0005] В одном варианте осуществления группирование мобильного устройства с беспроводным приемопередатчиком вблизи мобильного устройства, для образования коммуникационной группы, может включать в себя группирование мобильного устройства с несколькими беспроводными приемопередатчиками вблизи мобильного устройства, для образования коммуникационной группы. В еще одном варианте осуществления прием мобильным устройством информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика может включать прием мобильным устройством информации о местоположении от нескольких беспроводных приемопередатчиков коммуникационной группы.

[0006] В еще одном варианте осуществления группирование с беспроводным приемопередатчиком вблизи мобильного устройства может включать группирование со вторым мобильным устройством. В еще одном варианте осуществления прием мобильным устройством информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика может включать прием координаты по широте, координаты по долготе и координаты по высоте. В еще одном варианте осуществления предлагаемый способ может включать передачу информации, относящейся к определенному более точному местоположению мобильного устройства, и принятой информации о местоположении на сервер, прием мобильным устройством от сервера обновленной информации о местоположении и повторное вычисление более точного местоположения мобильного устройства, на основе обновленной информации о местоположении. В еще одном варианте осуществления передача на сервер информации, относящейся к определенному более точному местоположению мобильного устройства, и принятой информации о местоположении может включать в себя передачу информации на сервер за пределами полосы. В еще одном варианте осуществления передача на сервер информации, относящейся к определенному более точному местоположению мобильного устройства, и принятой информации о местоположении может включать передачу информации от датчиков, полученной по меньшей мере от одного из следующих датчиков: акселерометра, гироскопа, магнитометра и датчика давления.

[0007] В еще одном варианте осуществления способ может включать детектирование движения мобильного устройства и повторное вычисление приблизительного местоположения мобильного устройства в ответ на детектирование движения. В еще одном варианте осуществления мобильное устройство может быть связано с первой телекоммуникационной сетью, беспроводной приемопередатчик может быть связан со второй телекоммуникационной сетью, а передача беспроводному приемопередатчику определенного приблизительного местоположения мобильного устройства может включать установление мобильным устройством линии связи ближнего поля с беспроводным приемопередатчиком и передачу мобильным устройством определенного приблизительного местоположения мобильного устройства беспроводному приемопередатчику по установленной линии связи ближнего поля.

[0008] В еще одном варианте осуществления, прием мобильным устройством информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика может включать прием мобильным устройством информации от датчиков, полученной от датчика беспроводного приемопередатчика. В еще одном варианте осуществления прием мобильным устройством информации от датчиков, полученной от датчиков беспроводного приемопередатчика, может включать прием информации от датчиков, полученной по меньшей мере от одного из следующих датчиков: акселерометра, гироскопа, магнитометра и датчика давления.

[0009] В еще одном варианте осуществления, определение приблизительного местоположения мобильного устройства может включать определение приблизительного местоположения мобильного устройства на основе информации, полученной от датчиков мобильного устройства. В еще одном варианте осуществления определение приблизительного местоположения мобильного устройства на основе информации, полученной от датчиков мобильного устройства, может включать в себя определение приблизительного местоположения мобильного устройства на основе информации, полученной по меньшей мере от одного из следующих датчиков: акселерометра, гироскопа, магнитометра и датчика давления.

[0010] Другие варианты осуществления данного изобретения включают мобильное устройство, имеющее процессор, конфигурированный с помощью исполняемых процессором команд, для выполнения различных операций, соответствующих вышеописанным способам.

[0011] Другие варианты осуществления изобретения содержат постоянный машиночитаемый носитель, причем сохраненным на нем исполняемые процессором команды, конфигурированны побуждать процессор выполнять различные операции, соответствующие вышеописанным операциям способа.

[0012] Другие варианты осуществления изобретения могут включать в себя мобильное устройство, имеющее различные средства для выполнения функций, соответствующих вышеописанным операциям способа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013] Прилагаемые чертежи, которые включены в описание и образуют его часть, иллюстрируют примеры осуществления данного изобретения; вместе с общим описанием, приведенным выше, и нижеследующим подробным описанием они предназначены для объяснения отличительных признаков изобретения.

[0014] Фиг. 1 представляет собой структурную схему системы связи, иллюстрирующую компоненты сети примерной системы связи, подходящей для применения принципа фокусировки на мобильном устройстве с целью определения местоположения мобильного устройства в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения.

[0015] Фиг. 2 представляет собой структурную схему системы связи, иллюстрирующую компоненты сети примерной системы связи, подходящей для применения принципа фокусировки на сети с целью определения местоположения мобильного устройства в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения.

[0016] Фиг. 3 представляет собой изображение примера мобильного устройства, подходящего для применения в группировке с другими мобильными устройствами и расчета точной информации о местоположении в соответствии с различным вариантами осуществления изобретения.

[0017] Фиг. 4А представляет собой структурную схему системы связи, на которой изображены компоненты примерной системы связи глобального стандарта долговременного развития для мобильных сетей (LTE), подходящей для применения с различными вариантами осуществления изобретения.

[0018] Фиг. 4В представляет собой структурную схему, на которой показаны логические компоненты, линии связи и информационные потоки в примере осуществления системы связи.

[0019] Фиг. 5А-5С представляют собой структурные схемы компонентов, на которых изображены функциональные компоненты, линии связи и информационные потоки в примере осуществления способа группирования мобильных устройств и обмена информацией о местоположении между сгруппированными мобильными устройствами.

[0020] Фиг. 5D представляет собой схему последовательности операций, иллюстрирующую пример осуществления в мобильном устройстве способа группирования мобильных устройств и обмена информацией о местоположении между сгруппированными мобильными устройствами и сетью для расчета уточненной информации о местоположении.

[0021] Фиг. 6A-6D представляют собой структурные схемы компонентов, на которых изображены функциональные компоненты, линии связи и информационные потоки в примере осуществления способа расчета информации о местоположении, при котором сгруппированные/спаренные мобильные устройства получают соответствующую обновленную информацию о своем местоположении.

[0022] Фиг. 6F представляет собой схему последовательности операций, иллюстрирующую пример осуществления в системе способа определения местоположения двух или большего числа сгруппированных мобильных устройств.

[0023] Фиг. 6G представляет собой схему последовательности операций, иллюстрирующую пример осуществления в мобильном устройстве способа регулировки интервалов обновления в ответ на детектирование условия с низким уровнем заряда батареи.

[0024] Фиг. 7 представляет собой структурную схему компонентов, на которой показаны функциональные компоненты, линии связи и информационные потоки в примере осуществления способа периодического поиска сот.

[0025] Фиг. 8 представляет собой схему последовательности операций, иллюстрирующую пример осуществления для мобильного устройства способа определения местоположения мобильного устройства в беспроводной сети.

[0026] Фиг. 9А-9Е представляют собой структурные схемы компонентов, на которых показаны различные логические и функциональные компоненты, информационные потоки и данные, подходящие для применения в различных вариантах осуществления изобретения.

[0027] Фиг. 10 представляет собой схему последовательностей, иллюстрирующую пример осуществления способа гибридной латерации, при котором мобильные устройства могут получать доступ к сети.

[0028] Фиг. 11 представляет собой схему последовательностей, иллюстрирующую еще один вариант осуществления способа гибридной латерации, при котором мобильное устройство не может обнаружить сеть из-за проблем с покрытием.

[0029] Фиг. 12А-12С представляют собой структурные схемы компонентов, на которых изображены функциональные компоненты, линии связи и информационные потоки в примере осуществления способа передачи соединения из местной системы радиосвязи в систему сотовой связи на базе систем малых сот.

[0030] Фиг. 13А-13С представляют собой структурные схемы компонентов, на которых изображены функциональные компоненты, линии связи и информационные потоки в примере осуществления способа идентификации и ответа терпящему бедствие мобильному устройству.

[0031] Фиг. 14 представляет собой структурные схемы компонентов, на которых показаны функциональные компоненты, линии связи и информационные потоки в примере осуществления способа счисления пути сгруппированных мобильных устройств по специальной схеме.

[0032] Фиг. 15 представляет собой изображение усовершенствованной антенны, которую могут применить с различными вариантами осуществления изобретения для дополнительного увеличения точности определения местоположения.

[0033] Фиг. 16А и 16В иллюстрируют различные усовершенствованные конфигурации антенн, которые могут применить с различными вариантами осуществления изобретения для дополнительного увеличения точности определения местоположения.

[0034] Фиг. 17А и 17В представляют собой виды в разрезе, иллюстрирующие полоски излучателей полосковой антенны, которые могут применить в разных вариантах осуществления изобретения.

[0035] Фиг. 18 представляет собой принципиальную схему антенной системы, подходящей для применения с различными вариантами осуществления изобретения.

[0036] Фиг. 19 иллюстрирует вариант осуществления антенной решетки, установленной с целью модернизации существующей беспроводной сотовой сети в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

[0037] Фиг. 20 представляет собой структурную схему компонентов мобильного устройства, пригодного для применения в одном из вариантов осуществления изобретения.

[0038] Фиг. 21 представляет собой структурную схему компонентов сервера, пригодного для применения в одном из вариантов осуществления изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0039] Ниже подробно, со ссылками на прилагаемые чертежи описываются различные варианты осуществления данного изобретения. Там, где это возможно, на чертежах одинаковые или аналогичные детали обозначаются одинаковыми ссылочными номерами. Ссылки на конкретные примеры и варианты осуществления изобретения служат для иллюстрации, объем изобретения или его формулы они не ограничивают.

[0040] Слово "примерный", используемое в данном документе, означает "служащий в качестве примера или иллюстрации". Если какой-либо вариант осуществления описывается в данном документе как "примерный", то это не обязательно подразумевает предпочтительный вариант или вариант, более выгодный в сравнении с другими вариантами.

[0041] Здесь термины "мобильное устройство", "сотовый телефон" и "мобильный телефон" применяются взамен друг друга, чтобы сослаться на одно или все следующие устройства: сотовые телефоны, смартфоны, карманные компьютеры (PDA), планшетные компьютеры, ультрабуки, портативные компьютеры, беспроводные приемники электронной почты, мультимедийные сотовые телефоны с доступом в Интернет, беспроводные игровые контроллеры и аналогичные персональные электронные устройства, имеющие в своем составе программируемый процессор, запоминающее устройство и схему для передачи и/или приема сигналов беспроводной связи. Хотя различные варианты осуществления изобретения в частности могут использовать в мобильных устройствах, например, в сотовых телефонах, срок службы батарей которых ограничен, в общем, их могут применить в любом компьютерном устройстве, которое могут использовать для беспроводной передачи информации.

[0042] Термины "беспроводная сеть", "сеть", "сотовая система", "вышка сотовой связи" и "точка радиодоступа" могут использоваться в общем смысле и взамен друг друга для ссылок на любую из различных систем беспроводной мобильной связи. В одном из вариантов осуществления изобретения беспроводная сеть может представлять собой точку радиодоступа (например, вышку сотовой связи), обеспечивающую линию радиосвязи с мобильным устройством, так что мобильное устройство может обмениваться данными с базовой сетью.

[0043] Имеются или могут быть в распоряжении в будущем несколько различных служб сотовой и мобильной связи, все они могут быть реализованы с получением положительного результата от различных вариантов осуществления данного изобретения. Такие службы и стандарты, например, включают глобальный проект совместной разработки стандартов сотовой связи третьего поколения (3GPP), системы, выполненные в соответствии с глобальным стандартом для мобильных сетей долговременного развития (LTE), технологию мобильной радиосвязи третьего поколения (3G), технологию мобильной радиосвязи четвертого поколения (4G), глобальную систему мобильной связи (GSM), универсальную систему мобильной связи (UMTS), технологию 3GSM, радиослужбу пакетной передачи данных (GPRS), системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) (например, cdmaOne, CDMA2000TM), технологию повышенной скорости передачи данных для развития GSM (EDGE), усовершенствованную систему мобильной связи (AMPS), цифровую AMPS (IS-136/TDMA), стандарт EV-DO, усовершенствованную цифровую беспроводную связь (DECT), технологию широкополосного доступа в микроволновом диапазоне (WiMAX), беспроводную локальную сеть (WLAN), коммутируемую телефонную сеть общего пользования (PSTN), защищенный доступ Wi-Fi I & II (WPA, WPA2), Bluetooth®, интегрированную цифровую расширенную сеть (iDEN) и наземную мобильную радиосвязь (LMR). Каждая из этих технологий включает, например, передачу и прием голосовых, информационных, управляющих и/или содержательных сообщений. Понятно, что любые ссылки на терминологию и/или технические детали отдельных стандартов или технологий связи даются только с целью иллюстрации, они не ограничивают объема формулы изобретения особой системой или технологией связи, если только это не излагается определенно в формулировке пункта формулы изобретения.

[0044] В настоящее время для определения местоположения мобильного устройства имеются различные способы, технологии, решения и/или технические средства (в данном документе они обозначаются собирательным понятием "решения"); любое или все из этих решений могут быть реализованы, включены и/или применены в различных вариантах осуществления изобретения. Такие решения, например, включают решения, основанные на глобальной системе определения местоположения (GPS), решения, основанные на надстройке над GPS для ускорения запуска полноценной GPS (A-GPS), и решения, основанные на определении местоположения мобильного устройства посредством идентификации и определения местоположения узла „сотовой связи, например, определение местоположения мобильного устройства по соте, в которой оно работает (СОО), по времени прихода сигнала (ТОА), по наблюдаемой разности времени между моментами прихода сигналов (OTDOA), посредством расширенной триангуляции с передачей результатов измерения контрольного сигнала в сеть (AFLT) и по углу прихода волны (АОА). В различных вариантах осуществления изобретения такие решения могут реализовать вместе с одной или несколькими технологиями и/или сетями беспроводной связи, в том числе с беспроводными региональными сетями (WWANs), беспроводными локальными сетями (WLANs), беспроводными персональными сетями (WPANs) и другими аналогичными сетями или технологиями. Например, WWAN может представлять собой сеть связи на основе множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), сеть многостанционного доступа с частотным уплотнением каналов (FDMA), сеть OFDMA (система связи с уплотнением за счет ортогонального разделения частот), сеть 3GPP LTE, сеть WiMAX (IEEE 802.16) и т.д. WPAN может представлять собой сеть Bluetooth, сеть IEEE 802.15х и т.д. WLAN может представлять собой сеть IEEE 802.11х и т.д. Сеть CDMA могут выполнить с осуществлением одной или нескольких технологий радиодоступа (RATs), например, CDMA2000, широкополосный CDMA (W-CDMA) и т.д.

[0045] В различных вариантах осуществления данного изобретения, рассматриваемых в данной заявке, могут создавать, рассчитывать и/или применять информацию о местоположении, относящуюся к одному или нескольким мобильным устройствам. Такая информация о местоположении может быть пригодна для обеспечения и/или реализации различных служб, основанных на определении местоположения, в том числе служб определения местоположения в аварийной ситуации, коммерческих служб определения местоположения и служб законного перехвата и пеленгования сообщений. Например, службы определения местоположения в аварийной ситуации могут включать службы, относящиеся к обеспечению информации о местоположении и/или идентификационных данных для персонала аварийной службы и/или систем экстренной помощи (например, службы спасения по телефонному номеру 911); коммерческие службы определения местоположения могут включать любую общую или дополнительную службу (например, службы слежения за имуществом, навигационные службы, рекламные службы, основанные на определении местоположения и т.д.); внутренние службы определения местоположения могут включать""службы, относящиеся к управлению сетью оператора беспроводной связи (например, службы управления радиоресурсами, службы доставки сообщений, службы пейджинговой связи, службы доставки вызовов, службы обеспечения расширений сети для определения местоположения и т.д.); службы законного перехвата и пеленгования сообщений могут включать любую службу, обеспечивающую органы общественной безопасности и/или внутренних дел идентификационной информацией и/или информацией о местоположении, относящейся к мобильному устройству или его пользователю. Хотя различные варианты осуществления данного изобретения в частности могут применить в приложениях, относящихся к одной или нескольким категориям/типам вышерассмотренных служб, основанных на определении местоположения, в общем, эти варианты могут использовать в любом приложении или службе, использующей информацию о местоположении.

[0046] Обычно современные мобильные электронные устройства (например, мобильные телефоны) включают одну или несколько систем/компонентов определения местоположения для определения географического местоположения мобильного устройства. Информацию о местоположении, полученную этими системами определения географического местоположения, могут использовать в программных приложениях для мобильных устройств, позволяющих отслеживать местоположение пользователя (например, Google® Maps, Yelp®, Twitter® Places, "Find my Friends" в Apple® и т.д.), чтобы обеспечить пользователей информацией, относящейся к физическому местоположению мобильных устройств в данный момент времени. В последние годы, такие службы и программные приложения, основанные на определении местоположения, стали популярными. Благодаря им пользователи мобильных устройств теперь могут перемещаться по городам, читать обзоры о ближайших ресторанах и службах, следить за имуществом или друзьями, получать консультации по безопасности, основанные на информации о местоположении, и/или использовать на своих мобильных устройствах многие другие службы, основанные на определении местоположения.

[0047] Пользователи современных мобильных устройств нуждаются в более современных, надежных и многофункциональных службах, основанных на определении местоположения, чем те службы, которые доступны в их мобильных устройствах в настоящее время. Однако, несмотря на многие последние достижения в мобильной и беспроводной технологии, мобильным устройствам недостает способности обеспечивать своих пользователей/потребителей такими услугами, основанными на определении местоположения, которые отличаются точностью и имеют достаточно возможностей, позволяющих удовлетворить требованиям этих потребителей. Например, хотя благодаря существующим программным приложениям для мобильных устройств, позволяющим отслеживать местоположение пользователя (например, "Find my Friends" в Apple®, Google® Latitude и т.д.), пользователь мобильного устройства может видеть на двухмерной карте приблизительное географическое местоположение другого мобильного устройства, этим приложениям недостает возможности, точно, эффективно и соответствующим образом определять точное местоположение и/или позицию других мобильных устройств в трех измерениях и/или в пределах сети беспроводной связи. В различных вариантах осуществления изобретения эти и другие ограничения существующих решений преодолевают, получая информацию от нескольких мобильных устройств, создавая более точную информацию о местоположении и позиции в/об одном или нескольких мобильных устройствах, создавая уточненную информацию о трехмерном местоположении и инормацию о позиции. в/об одном или нескольких мобильных устройствах и применяя созданную информацию о местоположении/позиции, для обеспечения пользователей мобильных устройств более точными, эффективными и более надежными услугами, основанными на определении местоположения.

[0048] Одна из проблем, связанных с применением технологии определения географического местоположения в мобильном устройстве, состоит в том, что способность мобильного устройства принимать сигналы спутников и навигационную информацию для расчета своего местоположения на земной поверхности (определение местоположения) может быть блокирована, если мобильное устройство находится в помещении, ниже поверхности земли, и/или если спутники загорожены (например, высотными зданиями и т.д.). Если мобильное устройство находится в помещении или в городской среде, включающей высотные здания и небоскребы, наличие физических препятствий, например, металлических балок или стен, может стать причиной интерференции и ослабления сигналов беспроводной связи. В сельской среде мобильное устройство может не иметь доступа к спутниковой связи (например, доступа к спутнику глобальной системы определения местоположения), достаточного для эффективного определения текущего местоположения мобильного устройства. Эти и другие факторы часто становятся причиной того, что технологии определения географического местоположения работают в мобильных устройствах неточно и/или неустойчиво, и из-за них пользователь мобильного устройства не может в полной мере пользоваться программными приложениями для мобильных устройств, позволяющими отслеживать местоположение пользователя, и/или другими службами и приложениями, основанными на определении местоположения, которые имеются в его мобильном устройстве.

[0049] Еще одна проблема, возникающая при применении существующих технологий определения географического местоположения, состоит в том, что вследствие сравнительно высокой степени точности, требующейся для аварийных служб, точность местоположения, которую дают существующие технологии, для применения в этих службах недостаточна.

[0050] Различные варианты осуществления данного изобретения включают усовершенствованные решения для определения местоположения, позволяющие определять местоположение мобильного устройства с такой степенью точности, которая подходит для применения в службах определения местоположения в аварийной ситуации, коммерческих службах определения местоположения, внутренних службах определения местоположения и службах законного перехвата и пеленгования сообщений.

[0051] В общем, существуют три основных принципа определения местоположения мобильных устройств в сети связи: принцип фокусировки на мобильном устройстве, принцип фокусировки на сети и гибридный принцип, который может включать аспекты обоих принципов - принципа фокусировки на мобильном устройстве и принципа фокусировки на сети.

[0052] Фиг. 1 иллюстрирует примерную систему 100 связи, подходящую для применения принципа фокусировки на мобильном устройстве для определения местоположения мобильного устройства 102 в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения. Мобильное устройство 102 может содержать приемник глобальной системы определения местоположения (GPS), поддерживающий связь с несколькими спутниками 110 для определения географического местоположения и навигации и вышкой 104 базовой станции сети 106 связи. Мобильное устройство 102 может принимать (например, при помощи приемника GPS) радиосигналы, излучаемые спутниками 110, измерять время, необходимое для того, чтобы эти сигналы достигли мобильного устройства 102, и применять способ трилатерации, чтобы определить географические координаты (например, координаты по широте и долготе) мобильного устройства 102. Мобильное устройство 102 может передавать географические координаты в сеть 106 связи несколько раз и/или в ответ на разные условия или события, например, при первичном вхождении в синхронизм с сетью 106 связи, в ответ на сетевые запросы, в ответ на запросы третьей стороны и т.д.

[0053] В одном из вариантов осуществления изобретения сеть связи может представлять собой сеть сотовой телефонной связи. Типичная сеть сотовой телефонной связи включает несколько базовых станций 104 сотовой связи, соединенных с центром 108 управления сетью, который предназначен для соединения голосовых и информационных вызовов между мобильными устройствами 102 (например, мобильными телефонами) и другими абонентскими номерами сети, например, по наземным линиям телефонной связи (например, в обычной телефонной сети, которая на чертеже не показана) и через Интернет 114. Связь между мобильными устройствами 102 и сетью 106 сотовой телефонной связи могут осуществить при помощи беспроводных дуплексных линий связи, например, 4G, 3G, CDMA, TDMA и других технологий сотовой телефонной связи. Кроме того, сеть 106 может содержать один или несколько серверов 112, соединенных с центром 108 управления сетью или входящих в его состав, которые обеспечивают соединения с Интернетом 114.

[0054] В различных вариантах осуществления изобретения мобильное устройство 102 могут сконфигурировать для поддержания связи с узлом радиодоступа, который может содержать любую базовую станцию беспроводной связи или точку радиодоступа, например, LTE, CDMA2000/EVDO, WCDMA/HSPA, IS-136, GSM, WiMax, WiFi, AMPS, DECT, TD-SCDMA, или TD-CDMA и коммутатор, оборудование для совместимости с наземной подвижной радиосвязью (LMR), фиксированную спутниковую систему связи (FSS) для удаленного соединения с Интернет и PSTN.

[0055] Фиг. 2 иллюстрирует примерную систему 200 связи, подходящую для применения принципа фокусировки на сети для определения местоположения мобильного устройства 102 в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения. Мобильное устройство 102 может содержать схему для беспроводной передачи и приема радиосигналов. Система 200 связи может содержать несколько точек 204, 206 радиодоступа, в которых установлено дополнительное радиооборудование 208 для измерения местоположения мобильного устройства в системе связи. Например, мобильное устройство 102 может передавать радиосигналы для приема одной или несколькими (обычно тремя) точками 204 радиодоступа, а точки радиодоступа могут принимать переданные радиосигналы и измерять уровень сигнала и/или энергию радиоизлучения принятых сигналов, чтобы определить местоположение мобильного устройства 102.

[0056] В одном из вариантов осуществления изобретения точки 204 радиодоступа могут сконфигурировать для определения местоположения мобильного устройства относительно известного местоположения компонента сети, например, относительно показанной на чертеже точки 206 радиодоступа. Таким образом, в отношении сигналов, принятых от мобильного устройства, дополнительное радиооборудование 208, установленное в точках 204, 206 радиодоступа, обеспечивает систему 200 связи такой же функциональностью, которую дает приемник GPS. Например, радиооборудование в одной или нескольких точках 204 радиодоступа может измерять время, необходимое для того, чтобы радиосигнал прошел от мобильного устройства 102 к другой точке 206 радиодоступа, и, используя способ трилатерации (например, время прихода, угол прихода или комбинацию этих способов), мобильное устройство 102 или сетевой сервер 210 может оценить местоположение мобильного устройства 102 с точностью от 100 до 300 метров. Поскольку сеть оценила координаты мобильного устройства 102 по широте и долготе, эту информацию могут применить для определения географического местоположения мобильного устройства 102, которое через Интернет 114 могут передать в другие системы, серверы или компоненты.

[0057] В различных вариантах осуществления изобретения могут осуществить и/или использовать гибридный принцип определения местоположения мобильных устройств в сети связи, который может включать как аспекты принципов фокусировки на устройстве, так и аспекты фокусировки на сети, рассмотренные выше со ссылками на фиг. 1 и 2. Например, в одном из вариантов могут осуществить гибридный принцип, при котором для оценки местоположений одного ли нескольких мобильных устройств в сети применяют возможности мобильных устройств в отношении GPS, измеренные уровни сигналов и/или энергию сигналов, переданных мобильными устройствами, а также известные местоположения компонентов сети. В еще одном варианте осуществления изобретения мобильные устройства и/или компоненты сети (например, серверы, точки радиодоступа и т.д.) могут сконфигурировать с возможностью динамичного определения, какие факторы (например, уровень радиосигнала, GPS и т.д.) следует измерять и/или использовать при определении местоположения мобильных устройств.

[0058] Фиг. 3 иллюстрирует примерные компоненты мобильного устройства, выполненного в виде телефона 102, который могут применить в различных вариантах осуществления изобретения. Телефон 102 может содержать громкоговоритель 304, вводные устройства 306, микрофоны 308, антенну 312 для передачи и приема электромагнитного излучения, электронный дисплей 314, процессор 324, запоминающее устройство 326 и другие общеизвестные компоненты современных электронных устройств.

[0059] Кроме того, телефон 102 может содержать один или несколько датчиков 310 для слежения за физическими условиями (например, за местоположением, движением, ускорением, ориентацией, высотой над уровнем моря и т.д.). Эти датчики могут включать любой или все следующие датчики: гироскоп, акселерометр, магнитометр, магнитный компас, высотомер, одометр и датчик давления. Кроме того, датчики могут включать различные биодатчики (например, монитор частоты сердечных сокращений, датчик температуры тела, датчик углерода, датчик кислорода и т.д.) для получения информации, относящейся к окружающей среде и/или состоянию пользователя. Датчики также могут быть внешними относительно мобильного устройства, и их могут спарить или сгруппировать с мобильным устройством при помощи проводного или беспроводного соединения (например, при помощи Bluetooth® и т.д.). В одном из вариантов осуществления мобильное устройство 102 может содержать два или большее число датчиков одного типа (например, два акселерометра и т.д.).

[0060] Телефон 102 также может содержать приемник 318 GPS, выполненный с возможностью приема сигналов GPS от спутников GPS, чтобы определять географическое местоположение телефона 102. Кроме того, телефон 102 может содержать схему 320 для беспроводной передачи сигналов в точки радиодоступа и/или другие компоненты сети. Кроме того, телефон 102 может содержать другие компоненты/датчики 322 для определения географического (место)положения телефона 102, например, компоненты для определения задержек радиосигнала (например, относительно вышек сотовой связи и/или узлов сотовой связи), осуществления операций трилатерации и/или мультилатерации, определения близости известных сетей (например, сетей Bluetooth®, сетей WLAN, WiFi и. т.д.) и/или для осуществления других известных способов определения географического местоположения.

[0061] Телефон 102 также может включать функцию вхождения в синхронизм с системой, предназначенную для доступа к и применения информации, содержащейся в модуле идентификации абонента (SIM), универсальном модуле идентификации абонента (USIM) и/или списке предпочтительного роуминга (PRL), например, для определения порядка, в котором перечисленные частоты или каналы будут опробоваться при соединении или вхождении телефона 102 в синхронизм с беспроводной сетью или системой. В различных вариантах осуществления изобретения телефон 102 могут сконфигурировать с возможностью попытки получения доступа в сеть (например, попытки определения канала или частоты, при помощи которой он может получить доступ к беспроводной сети/сети связи) при первоначальном включении питания, и/или если потерян текущий канал или частота (что может иметь место по разным причинам).

[0062] Мобильное устройство 102 может содержать предварительно встроенные USIM, SIM, PRL или информацию о точке доступа. В одном из вариантов осуществления изобретения мобильное устройство могут сконфигурировать для сети служб быстрого реагирования и/или органов общественной безопасности, например, установив в качестве предпочтительной системы связи и/или системы связи, используемой по умолчанию, аварийную радиосистему.

[0063] Как сказано выше, несмотря на последние достижения в технологии мобильной и беспроводной связи, определение специфического местоположения мобильного устройства в беспроводной сети остается сложной задачей по многим причинам, в том числе из-за изменчивости условий окружающей среды, в которых пользователи часто используют мобильные устройства, недостатков существующих технологий расчета и/или измерения информации о местоположении в мобильных устройствах и отсутствия общих стандартов. Например, в настоящее время не существует общепринятого стандарта реализации или предоставления услуг, основанных на определении местоположения. В результате конструкторы мобильных устройств и операторы беспроводных сетей вместе с местными провайдерами общественной безопасности и третьей стороны применяют ряд неэффективных, неоднородных и иногда несовместимых способов, технологий, решений и/или технических средств для определения местоположения мобильного устройства и/или предоставлений услуг, основанных на определении местоположения.

[0064] Хотя общепринятых стандартов реализации или предоставления услуг, основанных на определении местоположения, не существует, имеются определенные требования или стандарты, связанные с определением местоположения мобильного устройства, которые могут найти применение в различных вариантах осуществления изобретения. Американский конгресс распорядился, чтобы операторы сотовой связи конфигурировали свои сети, системы связи и/или мобильные устройства так, чтобы при вызове по номеру 911 могло быть определено местоположение мобильных устройств. Чтобы реализовать распоряжение конгресса, Федеральная комиссия связи (FCC) потребовала, чтобы операторы сотовой связи модернизировали свои системы в течение двух этапов (в этом документе: "этап I" и, соответственно, "этап II"). Хотя степень точности, обеспечиваемая этапом I и этапом II модернизации, для обеспечения таких эффективных служб, основанных на определении местоположения, которые отвечают требованиям современных пользователей мобильных устройств, в общем, недостаточна, эта модернизация создает базу, на которой могут быть разработаны более эффективные решения, основанные на определении местоположения.

[0065] Как сказано выше, FCC потребовала, чтобы операторы сотовой связи модернизировали свои системы в ходе двух этапов. На первом этапе (этап I) операторы сотовой связи должны модернизировать свои системы так, чтобы экстренные вызовы (например, вызовы по номеру 911) направлялись в пункт общественной безопасности по обработке экстренных вызовов (PSAP), ближе всего расположенный к антенне вышки сотовой связи, с которой соединено мобильной устройство, чтобы оператор PSAP мог видеть номер телефона мобильного устройства и местоположение промежуточной вышки сотовой связи. Местоположение промежуточной вышки сотовой связи могут использовать для определения общего местоположения мобильного устройства в радиусе 3-6 миль.

[0066] На втором этапе (этап II) операторы сотовой связи должны модернизировать свои системы так, чтобы операторы PSAP могли определять местоположение мобильного устройства с точностью до 300 метров. Чтобы выполнить эти требования этапа II, операторы беспроводной связи реализовали несколько технологий. В зависимости от применяемой технологии они, в общем, могут определить местоположение мобильного устройства с точностью до 50-300 метров. Например, в системах, в которых осуществлены сетевые решения (например, триангуляция близлежащих вышек сотовой связи и т.д.) местоположение мобильного устройства могут определить с точностью 100 метров в 67% случаев и с точностью до 300 метров в 95% случаев. В системах с реализованными решениями, предусматривающими фокусировку на мобильном устройстве (например, со встроенными приемниками GPS и т.д.) местоположение мобильного устройства могут определить с точностью до 50 метров в 67% случаев и с точностью до 150 метров в 95% случаев.

[0067] Существующие решения, внедряемые в процессе этапов I и II, не подходят для создания информации о местоположении с такой точностью или детализацией, которая достаточна для обеспечения точных, эффективных и надежных служб, основанных на определении местоположения. В различных вариантах осуществления изобретения могут применить некоторые или все возможности, заложенные в существующих системах (например, как часть модернизации, предусмотренной I и II этапами, как системы, сфокусированные на устройстве, системы, сфокусированные на сети и т.д.), в сочетании с более передовыми способами определения местоположения, чтобы рассчитывать информацию о местоположении, подходящую для передовых услуг, основанных на определении местоположения, которых требуют нынешние пользователи.

[0068] Кроме трех основных вышеописанных принципов в настоящее время для определения местоположения мобильного устройства имеется ряд других решений; любое или все из этих решений могут быть реализованы и/или включены в различные варианты осуществления изобретения.

[0069] В большей части обычных решений для определения местоположения используют способы оценки расстояния, основанные на сигналах с одной несущей, а одной из основных операций в решениях, касающихся определения местоположения с помощью наземного оборудования (или с фокусировкой на сети), является оценка времени прохождения сигнала по пути первого прихода. Имеется в виду, что сигнал с одной несущей, передаваемый между приемопередатчиком и мобильным устройством, может быть принят по нескольким путям (многолучевое распространение), и несколько путей сигнала могут отличаться разной мощностью принимаемого сигнала и временем прихода. Принимаемый сигнал могут подвергнуть кросс-корреляции, чтобы различить несколько путей принимаемого сигнала. При таком способе, в общем, полагают, что путь первого прихода (например, первого детектированного сигнала, самого мощного сигнала и т.д.) связан с наиболее коротким расстоянием, следовательно, этот путь является истинным значением для применения при оценке расстояния между мобильным устройством и приемопередатчиком. Благодаря отсутствию отражений или меньшему числу отражений между приемопередатчиком и мобильным устройством по сравнению с другими путями, путь первого прихода часто представляет собой путь, по которому принимают наиболее мощный сигнал.

[0070] В различных вариантах осуществления изобретения время первого прихода по установленному пути первого прихода могут применить в дополнение к другим параметрам (например, расчетному времени передачи сигнала и/или сдвигу по времени между часами приемопередатчика и мобильного устройства и т.д.), чтобы оценить расстояние между мобильным устройством и компонентом сети (например, другим мобильным устройством, приемопередатчиком, точкой доступа, базовой станцией и т.д). Время первого прихода могут оценить в мобильном устройстве (например, на основе сигнала, принятого по линии нисходящей связи) или в компоненте сети (например, на основе сигнала, принятого по линии восходящей связи).

[0071] Итак, местоположение мобильного устройства могут определить, оценивая расстояние между мобильным устройством и компонентом сети или другими источниками сигнала (например, приемопередатчиком, наземными или спутниковыми источниками сигналов и т.д.). Например, местоположение мобильного устройства могут определить, осуществив трилатерацию с применением приближенных расстояний между несколькими (например, тремя или большим числом) приемопередатчиков и мобильным устройством.

[0072] Другое решение, связанное с определением местоположения, может включать расчет значения наблюдаемой разности времени между моментами прихода сигналов (OTDOA) посредством измерения времени прихода сигналов, принятых от трех компонентов сети (например, от мобильных устройств, приемопередатчиков, точек доступа и т.д.). Например, мобильное устройство могут выполнить с возможностью расчета двух гипербол на основе разности во времени между приходами сигнала опорного приемопередатчика и сигналов двух близлежащих приемопередатчиков. Пересечение рассчитанных гипербол может определить местоположение на поверхности Земли, которое могут применить в различных вариантах осуществления изобретения с целью определения местоположения мобильного устройства.

[0073] Точность таких решений с применением OTDOA может зависеть от разрешения при измерениях разности времени и геометрии расположения близлежащих приемопередатчиков. Как таковое осуществление решения с применением OTDOA может потребовать определения точной временной зависимости между близлежащими приемопередатчиками. Однако в существующих асинхронных сетях определение такой точной временной зависимости может оказаться трудной задачей.

[0074] В различных вариантах осуществления изобретения во всем районе расположения асинхронной сети могут добавить устройства измерения местоположения (LMU), чтобы измерять/рассчитывать информацию о синхронизации одного или нескольких компонентов сети (например, приемопередатчиков) относительно опорного синхросигнала высокого качества. Например, мобильное устройство или LMU может определять наблюдаемую разность времени между кадровой синхронизацией сигналов приемопередатчиков, а наблюдаемую разность времени могут передавать в приемопередатчик или контроллер радиосети, чтобы определить местоположение мобильного устройства. Кроме того, местоположение мобильного устройства могут определять на основе наблюдаемой разности времени и вспомогательных данных (например, местоположение опорного и близлежащих приемопередатчиков), принятых из сети связи.

[0075] Еще одно решение, позволяющее определять местоположение, может включать расчет разности времени между моментами прихода сигналов в восходящем канале (U-TDOA) на основе измерений в сети времени прихода известного сигнала, переданного мобильным устройством и принятого несколькими (например, четырьмя или большим числом) LMU. Например, для точного измерения времени прихода известных пакетных сигналов LMU могут расположить в географической дальности от мобильного устройства, а местоположение мобильного устройства могут определить, применяя гиперболическую трилатерацию на основе известных географических координат LMU и измеренных значений времени прихода.

[0076] Как отмечалось выше, обычные решения, позволяющие определить местоположение, как правило, основаны на сигналах с одной несущей. Различные варианты осуществления изобретения включают решение, позволяющее определять местоположение при помощи наземного оборудования на основе сигналов с несколькими несущими. Решения для определения местоположения на основе сигналов с несколькими несущими могут повысить точность расчетной информации о местоположении, например, благодаря повышению точности оценки времени (например, в результате расширения ширины полосы сигналов сотовой связи). Решения, позволяющие определять местоположение на основе нескольких несущих, могут применить как по принципу фокусировки на устройстве (например, на основе мобильного устройства), так и по принципу фокусировки на сети (например, на основе базовой станции), и эти решения могут применить к обеим технологиям беспроводной связи - как к GPP, так и к 3GPP2.

[00771 В различных вариантах осуществления изобретения мобильное устройство могут сконфигурировать с возможностью определения его географического местоположения на основе информации, полученной от датчиков мобильного устройства (например, от гироскопа, акселерометра, магнитометра, датчика давления и т.д.), информации, полученной от других мобильных устройств, и информации, полученной от компонентов сети в системе связи.

[0078] Фиг. 4А иллюстрирует примерную систему связи, при помощи которой могут реализовать разные варианты осуществления изобретения. В общем, мобильное устройство 102 могут сконфигурировать с возможностью передачи и приема сигналов связи в сеть и из сети 406 и, в конце концов, в Интернет 114, применяя различные системы и технологии связи (например, GPRS, UMTS, LTE, cdmaOne, CDMA2000TM). В примере, показанном на фиг. 4, данные, соответствующие глобальному стандарту для мобильных сетей долговременного развития (LTE), переданные беспроводным устройством 102, принимают при помощи усовершенствованной миниатюрной базовой станции eNodeB (eNB) 404 и передают в обслуживающий шлюз (S-GW) 408, расположенный в базовой сети 406. Кроме того, мобильное устройство 102 или обслуживающий шлюз 408 может передавать в узел управления мобильностью (ММЕ) 410 сигнальную (управляющую) информацию (например, информацию, относящуюся к безопасности, аутентификации и т.д.).

[0079] ММЕ 410 может запрашивать пользовательскую информацию и информацию о подписке у сервера абонентов (HSS) 412, выполнять различные административные задачи (например, идентификацию пользователя, ограничения роуминга и т.д.) и передавать различную пользовательскую и управляющую информацию в S-GW 408. S-GW 408 может принимать и хранить информацию, переданную ММЕ 410 (например, параметры службы передачи данных IP, информацию о маршрутизации внутри сети и т.д.), генерировать пакеты данных и пересылать их в сетевой шлюз пакетной передачи данных (Р-GW) 416. P-GW 416 может обрабатывать и пересылать эти пакеты в функциональный элемент осуществления правил и контроля (PCEF) 414, который принимает пакеты и запрашивает политику тарификации/контроля для соединения у функционального элемента определения правил обслуживания и тарификации (PCRF) 415. PCRF 415 обеспечивает PCEF 414 правилами политики, которые проводятся им для управления шириной полосы, качеством обслуживания (QoS) и характеристиками данных и услуг, которыми обмениваются между собой сеть (например, Интернет, сервисная сеть и т.д.) и мобильное устройство 102. В одном из вариантов осуществления изобретения PCEF 414 может являться частью P-GW 416 или выполнять операции, обычно связанные с P-GW 416. Подробные сведения о функциональном элементе осуществления правил и контроля можно найти в документе "3rd Generation Partnership Project Technical Specification Group Services and System Aspects, Policy and Charging Control Architecture", TS 23.203, все содержание которого включено в данный документ посредством ссылки.

[0080] В одном из вариантов осуществления изобретения сеть 406 также может включать усовершенствованный обслуживающий центр определения местоположения мобильных объектов (E-SMLC) 418. Как правило, E-SMLC 418 собирает и хранит информацию о слежении за мобильным устройством 102. Е-SMLC 418 могут конфигурировать так, что он может обеспечивать услуги службы определения местоположения по упрощенному протоколу уровня представления данных (LLP), поддерживающему предоставление прикладных услуг в сетях TCP/IP. E-SMLC 418 может передавать в ММЕ 410 и/или eNB 404. или принимать от них (например, по протоколу LPP (протокол определения местоположения при помощи сети LTE)) альманах (данные о спутниковой группировке) и/или вспомогательные данные. Кроме того, E-SMLC 418 может пересылать в ММЕ 410 внешние запросы или запросы, инициированные сетью и связанные с услугами службы определения местоположения.

[0081] Кроме того, мобильное устройство 102 может принимать информацию от обслуживающей eNodeB 404 при помощи блоков системной информации. Это включает поиск, в дополнение к сотам CDMA, GERAN и UTRA, соседних базовых станций Home eNB (HeNB) той же системы, использующих те же или отличающиеся частоты.

[0082] На фиг. 4В показаны логические компоненты, линии связи и информационные потоки в варианте осуществления системы 450 связи, подходящем для применения с целью определения местоположения мобильного устройства. Система 450 связи может содержать сетевую систему 452, основанную на определении местоположения, базовую сеть 454 и сеть 456 с радиодоступом. Кроме того, система связи 450 может содержать модуль 458 прикладных программ, модуль 460 расчета позиции, беспроводной модуль 462 группирования и модуль 464 данных от датчиков. Любой или все эти модули могут содержаться в мобильном устройстве 102. Модуль 458 прикладных программ (например, клиентское программное обеспечение) может запрашивать и принимать информацию о местоположении из сетевой системы 452, основанной на определении местоположения (например, через базовую сеть 454 и сеть 456 с радиодоступом). Аналогично сетевая система 452, основанная на определении местоположения (или другой клиент, соединенный с базовой сетью 454 или входящий в ее состав), может запрашивать и принимать информацию о местоположении от модуля 458 прикладных программ.

[0083] В различных вариантах осуществления изобретения мобильное устройство 102 могут сконфигурировать с возможностью определения его географического местоположения на основе информации, полученной от датчиков мобильного устройства (например, от гироскопа, акселерометра, магнитометра, датчика давления и т.д.), информации, полученной от других мобильных устройств, и информации, полученной от компонентов сети в системе связи. В одном из вариантов осуществления изобретения сбором и передачей информации от датчиков могут управлять или осуществлять их при помощи модуля 464 данных от датчиков. Например, модуль 458 прикладных программ может загружать/принимать информацию от датчиков из модуля 464 данных от датчиков и передавать информацию от датчиков в модуль 460 расчета позиции, чтобы локально рассчитать местоположение мобильного устройства для обновления местоположения и/или дифференциальной коррекции местоположения. Модуль 458 прикладных программ также может передавать расчетную информацию о местоположении в сетевую систему 452, основанную на определении местоположения, или в другие мобильные устройства.

[0084] Как сказано выше, в различных вариантах осуществления изобретения мобильное устройство 102 могут сконфигурировать с возможностью определения его географического местоположения на основе информации, полученной от других мобильных устройств. В этих вариантах в группы могут организовать два или большее число мобильных устройств. Кроме того, каждое мобильное устройство может обмениваться информацией о своем местоположении с другими мобильными устройствами, с которым оно сгруппировано. Например, мобильные устройства могут сконфигурировать так, что они могут обмениваться с другими мобильными устройствами своей группы информацией о своем текущем местоположении/позиции (например, широтой, долготой, высотой над уровнем моря, скоростью и т.д.) и оценкой расстояния между ними и целевым мобильным устройством.

[0085] В одном из вариантов осуществления изобретения группированием мобильных устройств могут управлять при помощи беспроводного модуля 462 группирования. Например, модуль 458 прикладных программ может загружать информацию о беспроводной группе (например, информацию, относящуюся к местоположениям других мобильных устройств) из беспроводного модуля 462 группирования и передавать информацию о беспроводной группе в модуль 460 расчета позиции, чтобы произвести локальные расчеты для обновления позиции и/или дифференциальной коррекции позиции. В одном из вариантов осуществления изобретения модуль 460 расчета позиции может производить локальные расчеты как на основе информации от датчиков, полученной от модуля 464 данных от датчиков, так и на основе информации о группе, полученной от беспроводного модуля 462 группирования.

[0086] В одном из вариантов осуществления изобретения мобильное устройство 102 могут конфигурировать так, что при обнаружении других мобильных устройств оно может автоматически обмениваться своей информацией о местоположении с другими мобильными устройствами. Мобильные устройства могут уточнять свою информацию о местоположении (например, координаты места) при помощи информации, полученной от других мобильных устройств с тем же географическим местоположением, и в контролируемой псевдо самоорганизующейся сетевой среде. Поскольку совместно используемая информация (например, широта, долгота, высота над уровнем моря, скорость и т.д.) требует сравнительно небольшого объема данных, в одном из вариантов осуществления изобретения мобильные устройства могут получать такую информацию от сетевого сервера посредством внутриполосной или внеполосной сигнализации.

[0087] При реализации в сети 3GPP-LTE различные варианты осуществления изобретения могут содержать компонент E-SMLC 418, сконфигурированный с возможностью передачи мобильным устройствам и приема от мобильных устройств информации о местоположении (например, широты, долготы, высоты над уровнем моря, скорости и т.д.), которые могут получить как в сети, так вне сети. Информацию о местоположении могут передавать в стандартных форматах, например, форматах для координат, основанных на сети, или для географических координат, вместе с расчетными погрешностями (неопределенностью) определения местоположения, местоположением, высотой над уровнем моря и скоростью мобильного устройства и, поскольку он имеется, способом определения местоположения (или перечнем способов), примененных при получении расчетного местоположения.

[0088] Чтобы облегчить определение местоположения мобильных устройств, сети 3GPP-LTE имеют несколько стандартных опорных сигналов. В различных вариантах осуществления изобретения эти опорные сигналы могут использовать для решений, при которых применяют определение (место)положения на основе синхронизации. Такие опорные сигналы могут содержать первичные и вторичные сигналы синхронизации и опорные сигналы, специфичные для сотовой сети.

[0089] Как сказано выше, в группы могут организовать два или большее число мобильных устройств. Мобильные устройства в одной и той же группе могут являться частью одной сети, или их могут соотнести с разными сетями и/или сетевыми технологиями. Мобильные устройства одной и той же группы также могут работать на различных сетевых операционных системах (NOS) и/или в различных сетях с радиодоступом (RAN).

[0090] На фиг. 5А-5С показаны функциональные компоненты, линии связи и информационные потоки в примере осуществления способа группирования мобильных устройств и обмена информацией о местоположении между сгруппированными мобильными устройствами. Как видно из фиг. 5А, после включения питания мобильного устройства 102, мобильное устройство 102 может, искать радиоволны с целью обнаружения определенных и/или предпочтительных высокочастотных несущих и/или систем, при помощи которых мобильное устройство 102 может соединиться с сетью. Если мобильное устройство 102 не находит соответствующую сеть, с которой оно может соединиться (или оно теряет свое соединение), то мобильное устройство 102 может искать радиоволны для других систем с радиодоступом (например, для сети мобильной связи, точки радиодоступа, относящейся к мобильному устройству и т.д.), чтобы войти в синхронизм (т.е. соединиться) с этой сетью, пока не будет установлено соединение с сетью или Интернетом 510. Эти операции могут осуществить также в случае прерванного вызова или прерывания питания.

[0091] Кроме того, во время поиска радиоволн с целью обнаружения высокочастотных несущих и/или систем мобильное устройство 102 может начать обнаружение сигналов GPS. Если мобильное устройство обнаружить сигналы GPS не может, компонент сети (на чертеже не показан) может определить относительное местоположение мобильного устройства 102 на основе одного или нескольких рассмотренных в данном документе решений, позволяющих определить местоположение (например, на основе антенны, применяемой в точке радиодоступа, временной задержки, угла прихода и т.д.).

[0092] Мобильное устройство 102 может войти в синхронизм с соответствующей системой с радиодоступом (т.е. соединиться с ней), высокочастотной несущей и/или радиосистемой при помощи собственной системы вхождения в синхронизм с системой. В примере, показанном на фиг. 5А-5С, мобильное устройство 102 устанавливает соединение с сетью 510 при помощи eNodeB 404. Тем не менее, понятно, что предполагается и входит в объем различных вариантов осуществления изобретения любая или все вышерассмотренные технологии связи.

[0093] После того как мобильное устройство 102 входит в синхронизм с системой с радиодоступом, сеть 510 (т.е. компонент сети, например, сервер) знает приблизительное местоположение мобильного устройства 102 (например, при помощи одного или нескольких вышерассмотренных решений, позволяющих определять местоположение, например, на основе близости к вышкам базовой станции). Кроме того, мобильное устройство 102 может рассчитать свое текущее местоположение (например, при помощи GPS и/или вышерассмотренных решений, позволяющих определить местоположение), сохранить расчеты в запоминающем устройстве мобильного устройства и сообщить свое текущее местоположение в сеть 510.

[0094] Сеть 510 может не только знать приблизительное местоположение мобильного устройства 102, но и получить информацию о местоположении других мобильных устройств 502 и близости других мобильных устройств 502 к недавно обнаруженному мобильному устройству 102.

[0095] На фиг. 5В показано, что сеть 510 может передать в мобильные устройства 102, 502 инструкции или команды, чтобы сгруппировать мобильные устройства 102, 502 с мобильными устройствами 102, 502 и, смотря по обстоятельствам, с другими мобильными устройствами. В одном из вариантов осуществления данного изобретения сеть 510 могут сконфигурировать с возможностью автоматического группирования мобильных устройств 102, 502 на основе близости устройств 102, 502 друг к другу. В одном из вариантов осуществления данного изобретения сеть 510 могут сконфигурировать так, что устройства может группировать начальник пункта управления системы контроля инцидентов (ICS). В одном из вариантов осуществления данного изобретения сеть 510 могут сконфигурировать так, что мобильные устройства могут образовывать группы на основе их близости друг к другу.

[0096] На фиг. 5С показано, что мобильное устройство 102 может образовать пару или группу с другим мобильным устройством 502 и/или установить линии связи так, что мобильные устройства 102, 502 могут в реальном времени обмениваться друг с другом информацией об относительном местоположении. Два или большее число устройств 102 и 502, образовавших группу или пару, могут определить свое взаимное местоположение относительно друг друга посредством передачи по установленной линии связи информации об относительном местоположении. Информация об относительном местоположении может содержать информацию о времени прихода, угле прихода и существующую информацию о местоположении или информацию о местоположении, полученную на основе самоанализа.

[0097] Мобильные устройства 102, 502 могут конфигурировать так, что они могут передавать друг другу и/или в сеть 510 информацию от датчиков. Информация от датчиков может включать информацию о координатах x, y, z и информацию о скорости. Информацию от датчиков может запрашиваться на непрерывной основе, запрашивать периодически и/или становиться доступной по запросу в ответ на запрос сети/системы.

[0098] В одном из вариантов осуществления данного изобретения мобильное устройство 102, 502 могут сконфигурировать так, что оно может сообщать информацию от датчиков в ответ на определение того, что существует высокая вероятность того, что произошло изменение местоположения мобильного устройства 102, 502 (например, в ответ на детектированное перемещение). Кроме того, мобильные устройства 102, 502 могут сконфигурировать с возможностью сбора и передачи информации от датчиков в сеть 510 в ответ на получение инструкции или команды от сети 510 (т.е. от компонента в сети, например, от сервера или E-SLMC 418, показанного на фиг. 4.). Сеть 510 (т.е. компонент сети) могут сконфигурировать с возможностью приема от мобильных устройств 102, 502 информации от датчиков и информации о местоположении, а также расчета и хранения информации о расстояниях (например, в виде временной задержки и угла прихода относительно мобильных устройств 102, 502).

[0099] В одном из вариантов осуществления данного изобретения передача информации от датчиков может быть основана на установках локальных параметров. Например, мобильные устройства 102, 502 могут сконфигурировать так, что они могут передавать информацию от датчиков, если любой из измеряемых параметров (например, информация о координатах x, y, z и информация о скорости) соответствует или выходит за пределы порогового значения (например, выходит за пределы скорости изменения, соответствует лимиту времени), которые могут быть определены уставками локальных параметров, сохраненными в запоминающем устройстве мобильного устройства 102, 502. В одном из вариантов осуществления данного изобретения мобильные устройства 102, 502 могут сконфигурировать так, что они могут пересчитывать и/или обновлять информация о своем местоположении в ответ на определение того, что измеряемые параметры (например, информация о координатах x, y, z и информация о скорости) соответствуют или выходят за пределы порогового значения.

[0100] В одном из вариантов осуществления данного изобретения мобильное устройство 102 и/или сеть 510 (т.е. компонент сети) могут сконфигурировать с возможностью сравнения информации, полученной от датчиков, с информацией о расчетных координат по широте и долготе, информацией об относительной высоте от уровня моря и другой имеющейся информацией, для определения, имеется ли несоответствие между собранными/измеренными значениями и ожидаемыми значениями. Если мобильное устройство 102 или сеть 510 определило, что между ожидаемым и измеренным значениями имеется несоответствие, мобильное устройство 102 и/или сеть 510 может осуществить дополнительные измерения, чтобы увеличить точность определения местоположения в данных измерений или информации о местоположении.

[0101] На фиг. 5D показан пример осуществления в мобильном устройстве способа 550 группирования мобильных устройств и обмена информацией о местоположении между сгруппированными мобильными устройствами и сетью для расчета расширенной информации о местоположении. После включения питания мобильного устройства в блоке 552 мобильное устройство может сканировать радиоволны с целью обнаружения определенных и/или предпочтительных высокочастотных несущих и/или систем, с которыми мобильное устройство может соединиться. В блоке 554 во время поиска радиоволн с целью обнаружения высокочастотных несущих и/или систем мобильное устройство может начать обнаружение сигналов GPS. Если мобильное устройство обнаружить сигналы GPS не может, мобильное устройство или компонент сети в блоке 554 может определить относительное местоположение мобильного устройства на основе одного или нескольких рассмотренных в данном документе решений, позволяющих определить местоположение. В блоке 556 мобильное устройство может обнаружить соответствующую систему с радиодоступом (т.е. соединиться), высокочастотную несущую, систему и/или сеть.

[0102] В блоке 558 мобильное устройство может рассчитать свое текущее местоположение (например, при помощи GPS и/или рассмотренных в данном документе решений, позволяющих определить местоположение), сохранить расчеты в запоминающем устройстве и сообщить в сеть свое текущее местоположение. В блоке 560 мобильное устройство может образовать группу с другими мобильными устройствами в ответ на прием инструкций/команд от компонентов сети и/или в ответ на определение того, что другие мобильные устройства находятся в определенной близости к этому мобильному устройству (т.е. в пределах порогового расстояния). В блоке 562 мобильное устройство может сообщить сгруппированным мобильным устройствам информацию о своем текущем местоположении, а также информацию, полученную от датчиков. В блоке 564 мобильное устройство может принять от сгруппированных мобильных устройств информацию о местоположении и/или информацию от датчиков. Информация от датчиков может включать информацию о координатах x, y, z и информацию о скорости.

[0103] В блоке 566 мобильное устройство может идентифицировать относительные местоположения других мобильных устройств, этого могут достичь посредством оценки местоположения и информации от датчиков, принятой от других мобильных устройств, и/или при помощи любого или всех рассмотренных здесь решений, позволяющих определить местоположение. В блоке 568 мобильное устройство может передать информацию об относительном местоположении, данные о своем текущем местоположении и/или данные от датчиков компоненту сети и/или другим мобильным устройствам, которые могут принять данные от датчиков и информацию о местоположении и рассчитать обновленную информацию о местоположении (например, основанную на расстоянии, выраженном в виде временной задержки и угла прихода, информацию об относительной высоте над уровнем моря и т.д.). В блоке 570 мобильное устройство может принять от компонента сети и/или других сгруппированных мобильных устройств обновленную информацию о местоположении. В блоке 572 мобильное устройство может обновить свой расчет текущего местоположения и/или информацию о текущем местоположении на основе информации, принятой от компонента сети и/или других сгруппированных мобильных устройств. Операции блоков 562-572 могут повторять до тех пор, пока в отношении информации о местоположении не получат требуемой степени точности.

[0104] На фиг. 6A-6D показаны функциональные компоненты, линии связи и информационные потоки в примере осуществления способа расчета информации о местоположении, при котором сгруппированные/спаренные мобильные устройства 102, 502 получают соответствующую обновленную информацию о своем местоположении.

[0105] На фиг. 6А показано, что мобильное устройство 102 может поддерживать связь с обслуживающей eNodeB 404, чтобы передавать информацию о своем местоположении в сеть 510 и/или принимать информацию о местоположении из сети 510.

[0106] На фиг. 6В показано, что другое мобильное устройство 502 также может поддерживать связь с обслуживающей eNodeB 404, чтобы ретранслировать информацию о своем местоположении в сеть 510 и/или принимать информацию о местоположении из сети 510.

[0107] На фиг. 6С показано, что сгруппированные/спаренные мобильные устройства 102, 502 могут поддерживать связь друг с другом, для определения расстояние между собой. Этого могут достичь при помощи мобильных устройств 102, 502, передающих информацию разного типа, например, время прихода, относительное местоположение с измерениями угла прихода и другие аналогичные значения, результаты измерений или расчеты. Затем на основе информации, принятых от других мобильных устройств 102, 502, мобильные устройства 102, 502 могут повторно вычислить, уточнить и/или обновить свои расчеты текущего местоположении и/или информацию о местоположении.

[0108] На фиг. 6D показано, что сгруппированные/спаренные мобильные устройства 102 и 502 могут передавать свою информацию о местоположении, полученную на основе самоанализа, и/или данные об относительном местоположении в сеть 510 (через обслуживающую eNodeB 404) и принимать обновленную информацию о местоположении из сети 510. Например, мобильные устройства 102 и 502 могут передавать в сеть 220 координаты своего текущего местоположения, расстояния между мобильным устройством и другими устройствами (например, расстояние между мобильными устройствами), высоту над уровнем моря и пеленги (например, пеленг, по которому мобильное устройство 102 находится относительно мобильного устройства 502). Сеть на основе принятой информации (например, координат, информации от датчиков, информации о близости) может рассчитать обновленную информацию о местоположении и передать обновленную информацию о местоположении в мобильные устройства 102, 502. Затем на основе информации, принятой из сети, мобильные устройства 102, 502 могут повторно вычислить, уточнить и/или обновить свои расчеты текущего местоположения и/или информации о местоположении.

[0109] Операции, рассмотренные со ссылкой на фиг. 6A-6D, могут повторять, так что мобильные устройства 102, 502 на основе обновленной информации, принятой от других мобильных устройств и/или сети 510, рекурсивно, непрерывно и/или периодически пересчитывают, уточняют и/или обновляют свои расчеты текущего местоположения и/или информацию о местоположении до тех пор, пока в отношении информации о местоположении не получат требуемой степени точности.

[0110] На фиг. 6F показан пример осуществления в системе способа 650 определения местоположения двух или большего числа сгруппированных мобильных устройств. В блоке 652 первое мобильное устройство может передавать компоненту сети и/или принимать от компонента сети информацию о текущем местоположении. В блоке 654 второе мобильное устройство может передавать компоненту сети и/или принимать от компонента сети информацию о текущем местоположении. В блоке 656 первое и второе мобильные устройства могут обмениваться друг с другом информацией, чтобы определить относительные расстояния между собой. Этого могут достичь посредством обмена информацией разного типа, включая время прихода, относительное местоположение с измерениями угла прихода, скорость, высоту над уровнем моря и т.д.

[0111] В блоке 658 на основе данных, принятых от других мобильных устройств или из сети, первое и/или второе мобильное устройство может повторно вычислить, уточнить и/или обновить свои расчеты текущего местоположения и/или информации о местоположении. В блоке 660 первое и/или второе мобильное устройство может передать свои обновленные расчеты текущего местоположения и/или информацию о местоположении в сетевой компонент, который может принять эти расчеты или информацию и рассчитать обновленную информацию о местоположении (например, основанную на расстоянии, выраженном во временной задержке и угле прихода, информацию об относительной высоте над уровнем моря и т.д.). В блоке 662 первое и/или второе мобильное устройство может принять из сети обновленную информацию о местоположении. Операции в блоках 658-662 могут повторять до тех пор, пока в отношении информации о местоположении не получат требуемой степени точности.

[0112] Понятно, что способы и операции, рассмотренные выше со ссылками на фиг. 5A-5D и 6A-6F, также могут осуществить так, что эти способы и операции включают более двух устройств. Например, в одном из вариантов осуществления изобретения мобильные устройства могут сгруппировать в блоки по четыре (4) устройства, так что каждое мобильное устройство может триангулировать свое местоположение относительно других мобильных устройств той же группы.

[0113] В одном из вариантов осуществления данного изобретения мобильное устройство 102 и/или компонент сети может на основе типа группирования сохранять информацию об относительном местоположении всех мобильных устройств каждой группы. Например, компонент сети может сохранять информацию об относительном местоположении всех мобильных устройств, сгруппированных или спаренных руководителем системы контроля инцидентов (ICS). Компонент сети также может сохранять информацию об относительном местоположении всех мобильных устройств, сгруппированных.или спаренных на основе их близости друг к другу.

[0114] В одном из вариантов осуществления изобретения мобильное устройство 102 могут сконфигурировать с возможностью определения условия с низким уровнем заряда батареи и инициации операций по экономии заряда. Например, мобильное устройство 102 могут сконфигурировать с возможностью выключения его радиоприемника и/или прекращения или уменьшения участия этого устройства в обмене информацией в группе/паре. В еще одном примере мобильное устройство 102 могут пометить или определить, как имеющее низкий уровень заряда батареи, и информировать другие сгруппированные/спаренные мобильные устройства о низком уровне заряда батареи, так что для снижения расхода заряда батареи могут настроить соответствующие интервалы обновления.

[0115] На фиг. 6G показан пример осуществления способа 670 настройки интервалов обновления в мобильном устройстве в ответ на определение низкого уровня заряда батареи. В блоке 672 мобильное устройство может детектировать/определить, что уровень заряда, остающегося в батарее мобильного устройства, ниже определенного порога. В блоке 674 мобильное устройство может передать сигнал или информировать сгруппированные мобильные устройства об детектированном низком уровне заряда батареи каким-либо иным образом. В блоке 676 могут инициировать операции для экономии энергии, например, посредством выключения радиоприемника и/или уменьшения участия мобильного устройства в обмене информацией со сгруппированными мобильными устройствами. В блоке 678 мобильное устройство и/или проинформированные мобильные устройства могут отрегулировать интервалы обновления в отношении этого мобильного устройства, чтобы уменьшить нагрузку на мобильное устройство.

[0116] Как рассмотрено выше, сгруппированные мобильные устройства могут обмениваться информацией разного типа, для увеличения точности расчетов по определению местоположения. В отношении информации, которыми обмениваются между собой сгруппированные/спаренные мобильные устройства, между мобильными устройствами могут сравнивать путь и диапазон, применяя любую или всю информацию, доступную для мобильных устройств (например, координаты места, информацию от датчиков, информацию о близости и т.д.). Если два мобильных устройства сообщают такую информацию об относительном местоположении, которая находится в допустимом диапазоне, определенном пользователем или сетью в качестве приемлемого, то эту информацию могут передать в сеть. Если информация об относительном местоположении находится вне допустимого диапазона, определенного пользователем или сетью, то, чтобы увеличить точность измерений или информации о местоположении, могут осуществить дополнительные операции опроса. Вышеупомянутые операции могут повторять до тех пор, пока не получат требуемую степень точности. В одном из вариантов осуществления изобретения число повторений вышеупомянутых операций могут определить на основе определяемых пользователем значений, которые могут быть установлены сетью, пользователем или применяемым алгоритмом.

[0117] Как сказано выше, мобильное устройство 102 может содержать два или большее число датчиков одного типа. В тех вариантах осуществления изобретения, при которых мобильное устройство 102 содержит более одного датчика одного типа (например, оно содержит два акселерометра), один из датчиков (например, один из двух акселерометров) могут определить, как главный датчик. Значения, измеренные каждым из этих датчиков, могут сравнить, и если разность между ними находится в допустимом диапазоне, то значения, измеренные главным датчиком, могут применить для расчета параметров датчика (например, x, y, z и параметров скорости). Если разность между этими значениями выходит за пределы допустимого диапазона, то мобильное устройство может использовать информацию, полученную от других датчиков (того же или другого типа), чтобы определить, соответствуют ли значения, измеренные главным датчиком, ожидаемым значениям. Например, мобильное устройство может использовать информацию, полученную от различных датчиков другого типа, чтобы рассчитать параметры датчика (например, x, y, z и параметры скорости) и сравнить рассчитанные параметры датчика с аналогичными параметрами датчика, рассчитанными на основе значений, измеренных на главном датчике, чтобы определить, правильно ли работает главный датчик. Кроме того, чтобы определить, правильно ли работает главный датчик, значения, измеренные на главном датчике, могут сравнить с информацией, хранящейся в сети или в других мобильных устройствах. Если определили, что главный датчик работает неправильно, в качестве главного датчика могут назначить вторичный датчик. Прежний главный датчик могут перевести в режим ожидания (т.е. для применения в том случае, если первичный датчик неисправен) и для непосредственного расчета местоположения не использовать.

[0118] Если мобильные устройства перемещаются в определенный район, то они могут получить запрос о группировании/составлении пар с другими устройствами. Число устройств, с которыми мобильное устройство может составить группу или пару, может быть ограничено пользовательскими настройками, системой и/или вмешательством пользователя с целью экономии заряда батареи и вычислительных затрат (например, если мобильное устройство определяет низкий уровень заряда батареи).

[0119] В одном из вариантов осуществления изобретения группирование по близости могут применить в координатах/полях x, y, z и/или для информации о скорости. В том случае, если мобильное устройство составит группу с другим мобильным устройством, с которым в соответствии с командой оно должно составить группу или пару, неспособно (например, из-за проблем с прохождением радиоволн), то мобильное устройство может самоорганизующимся образом группироваться с еще одним другим мобильным устройством. Если мобильного устройства, способного образовать пару с данным мобильным устройством нет, то при передаче в сеть оно может положиться на собственные географическую информацию и/или информацию от датчиков.

[0120] Если мобильное устройство 102 не детектировано как находящееся в заданной близости радиуса группирования, то другие мобильные устройства той же группы, в которую входит мобильное устройство 102, могут быть информированы о решении, вывести их из группы или пары, с мобильным устройством 102. В одном из вариантов осуществления изобретения систему могут конфигурировать так, что для вывода мобильного устройства из группы или пары требуется разрешение руководителя аварийного штаба или пользователя. В одном из вариантов осуществления изобретения этого могут достичь посредством передачи сигнала в мобильное устройство руководителя аварийного штаба или пользователя, содержащего запрос на разрешение, на который руководитель аварийного штаба или пользователь могут отправить ответ, содержащий разрешение или запрет на вывод из группы или пары. В одном из вариантов осуществления изобретения процесс вывода из группы или пары может быть прозрачным для пользователей мобильных устройств.

[0121] В том случае, если мобильное устройство не может поддерживать связь с сетью, оно может отправить в сгруппированные мобильные устройства для передачи в сеть телеметрическую информацию, относящуюся к службам определения местоположения (и другую телеметрическую информацию).

[0122] В одном из вариантов осуществления изобретения опрос информации могут осуществить, поскольку сеть потеряла связь с мобильным устройством. Мобильные устройства, о которых известно, что они сгруппированы с данным мобильным устройством, могут получить команды на поддержание связи с несоединенным мобильным устройством, даже если оно пытается восстановить связь с сетью. Для определения, какое мобильное устройство будут использовать в качестве ретранслятора для связи с сетью, могут применить логическую последовательность, основанную на близости, качестве сигнала с сетью и/или уровне заряда батареи.

[0123] Телеметрическая информация, переданная через ретранслятор, может содержать не только информацию о местоположении. Например, телеметрическая информация также может содержать информацию биодатчиков и биологическую информацию о пользователе, сообщающую условия окружающей среды и состояние пользователя, в том числе частоту сердечных сокращений, температуру, CO, O2 и другую информацию от датчиков.

[0124] В одном из вариантов осуществления данного изобретения сеть может непрерывно измерять/контролировать соединенные мобильные устройства. Благодаря тому, что сеть знает местоположение этих мобильных устройств и их местоположение относительно каждого другого мобильного устройства, сеть может непрерывно измерять характеристики трактов восходящей и нисходящей связи. Если происходит ухудшение характеристик тракта, и они начинают входить в пределы определенного диапазона качества системы (который может быть определен пользователем), то мобильное устройство может получить команду, либо переключиться на другой узел радиодоступа той же сети и/или сетевой технологии, либо начать осуществлять операции ретрансляции с целью ретрансляции связи через определенное мобильное устройство, в качестве вторичного сигнального тракта.

[0125] В том случае, если линия связи с сетью потеряна, мобильное устройство может попытаться войти в синхронизм с другой сетью. В процессе вхождения в синхронизм мобильное устройство может действовать как многосвязанное устройство. Другие мобильные устройства в близлежащей группе также могут соединяться как многосвязанная сеть.

[0126] В одном из вариантов осуществления данного изобретения, чтобы рассчитать обновленную информацию о местоположении, мобильные устройства могут использовать приемы счисления пути без сигналов (так называемое вычисленное счисление). Мобильные устройства могут хранить обновленную информацию для возможной передачи другому мобильному устройству, имеющему сетевой доступ, или до тех пор, пока одно из этих двух мобильных устройств не будет иметь доступ к первоначальной сети или другой сети и разрешенный доступ к сети общего пользования или частной сети.

[0127] На фиг. 7 показаны нормальные условия эксплуатации, при которых мобильное устройство 102 периодически осуществляет поиск других сот 704, в том числе своей обслуживающей соты 903. Если точки радиодоступа являются частью сети, то мобильное устройство сообщает идентифицирующую и сигнальную информацию, требуемую существующей сетью, чтобы на основе сетевого подхода определить (например, при помощи триангуляции и/или трилатерации) местоположение мобильного устройства. Если мобильное устройство детектирует, что точка радиодоступа не является частью его процесса выбора предпочтительной соты, оно может попытаться, считать координаты и информацию о позиции с точки доступа, осуществляющей передачу.

[0128] Поскольку мобильное устройство синхронизировано с точкой доступа, оно может определить разность во времени и другую информацию, необходимую для облегчения определения его относительного местоположения и расстояния от точки доступа. Эту информацию могут передать в систему определения местоположения, используемую мобильным устройством, чтобы помочь уточнить его текущее местоположение.

[0129] Кроме того, мобильное устройство могут конфигурировать так, что оно может сравнивать каждое считывание с сот с собственными координатами и применять пеленги и разность во времени для всех считываемых им сот. Затем мобильное устройство может триангулировать собственное местоположение.

[0130] Во время вызова по номеру 911 в терпящем бедствие мобильном устройстве может выполняться программное приложение. Программное приложение может осуществить поиск в перечне активных соседних сот, считать служебные данные каждой соты и использовать их для триангуляции собственного местоположения мобильного устройства. Кроме того, мобильное устройство может считывать с каждой соты сдвиг по времени.

[0131] В этом случае система начинает проверять и определять позиции терпящих бедствие мобильных устройств с большей точностью, чтобы помочь службам быстрого реагирования при триангуляции позиций терпящих бедствие мобильных устройств и передаче руководителю аварийного штаба и/или пункту общественной безопасности по обработке экстренных вызовов (PSAP) информации об относительном расстоянии до радиолокационного следа цели, обновляемого через предзаданные интервалы. Если мобильное устройство потеряло контакт со службой спасения PSAP, то, чтобы помочь службе быстрого реагирования, непрерывно отображается последнее местоположение, и передаются все данные о скорости.

[0132] В экстренных случаях мобильное устройство 102 могут сконфигурировать так, что оно может передавать в сеть информация о своем местоположении. Мобильное устройство 102 могут конфигурировать так, что в ответ на определение аварийной ситуации оно может автоматически передавать информацию о своем местоположении или может обеспечить пользователю возможность, отправить информацию о местоположении. В одном из вариантов осуществления изобретения мобильное устройство 102 могут конфигурировать для передачи информации о своем местоположении в ответ на инициированную сетью команду.

[0133] Каждое мобильное устройство может стать точкой доступа (АР). Решение являться точкой доступа, может периодически обновляться до тех пор, пока сохраняется связь с сетью, или если сеть не найдена. После включения каждое мобильное устройство может действовать, как клиент, и во время псевдослучайного временного интервала мобильные устройства могут стать точкой доступа, а затем клиентом.

[0134] Методология, основанная на определении местоположения, может быть одинаковой для систем дуплексной связи с частотным разделением каналов (FDD) и систем дуплексной связи с временным разделением каналов (TDD). Однако в случае когда линия связи между мобильным устройством и сетью потеряна, мобильное устройство могут конфигурировать так, что оно может передавать свою телеметрическую информацию через другое мобильное устройство, имеющее доступ в сеть.

[0135] В одном из вариантов осуществления данного изобретения все данные, передаваемые по линиям беспроводной связи, могут быть цифровыми. В одном из вариантов осуществления данного изобретения данные могут шифровать по требуемому стандартному уровню расширенного стандарта шифрования (AES) или подходящему уровню шифрования, необходимому для требуемой системы связи и применяемого способа доступа.

[0136] В общем, системы, основанные на определении местоположения (LBS), могут использовать способы, основанные на реакции или упреждении. В реактивной системе, основанной на определении местоположения, мобильные устройства могут синхронно взаимодействовать друг с другом на временной основе или каким-либо другим заранее заданным способом. В проактивной системе, основанной на определении местоположения, мобильные устройства могут, применяя заранее заданный алгоритм, обновлять информацию о своем местоположении на основе набора заранее заданных условий наступления события. Различные варианты осуществления изобретения могут включать как реактивные, так и проактивные аспекты, используя лучшие стороны этих двух подходов, чтобы увеличить достоверность и точность определения местоположения.

[0137] Различные варианты осуществления изобретения могут включать такие решения, позволяющие определять местоположение, при которых применяют горизонтальные данные (т.е. совокупность опорных точек на поверхности Земли, относительно которых осуществляют измерения позиции) и/или вертикальные данные. Горизонтальные данные определяют начало и ориентацию системы координат, и предназначены для соотнесения позиции относительно поверхности Земли. Вертикальные данные основаны на геоидах, которые в основном служат в качестве основы для определения высоты позиции относительно среднего уровня моря, для которого геоиды служат в качестве точки отсчета для начала координат и ориентации. В различных вариантах осуществления изобретения, чтобы обеспечить/создать расширенную информацию местоположения в трехмерном пространстве, могут применять горизонтальные и вертикальные данные. Горизонтальные и вертикальные данные могут быть глобальными, национальными, локальными или пользовательскими, в зависимости от системы отсчета, применяемой для позиционной системы.

[0138] Обычно глобальные данные применяют для определения местоположения по сравнению с локальной системой координат. Глобальные данные применяют для привязки начальной позиции, если это возможно, и основаны на координатах GPS. Локальные данные основаны на частном позиционировании на поверхности Земли, что делает возможным существование не-GPS служб определения местоположения. В различных вариантах осуществления изобретения могут применять глобальные данные, локальные данные или и то и другое. В одном из вариантов осуществления изобретения, GPS могут использовать, чтобы способствовать идентификации начального привязки позиции, и эту систему могут расширить при помощи счисления пути и гибридной трилатерации, при которой применяют определение позиции как на основе сети, так и на основе терминалов. В этом варианте осуществления изобретения могут использовать как локальные, так и глобальные данные.

[0139] В общем, гибридное латерационное и трилатерационное решение, включает осуществление мобильным устройством измерения и передачу его в сеть, а также осуществление компонентом сети вычислений по определению местоположения. Различные варианты осуществления изобретения включают такое гибридное латерационное и трилатерационное решение, при котором мобильное устройство производит расчеты по определению местоположения, как с помощью, так и без помощи компонентов сети.

[0140] Различные варианты осуществления изобретения могут включать операции объединения датчиков, при которых используют подход совместного применения, так что датчики действуют не как отдельные датчики, а как единая команда. Как рассмотрено выше, мобильное устройство может содержать различные датчики (например, акселерометр, гироскопы, магнитный компас, альтиметры, одометры и т.д.), способные создавать курс, ориентацию, пройденное расстояние и скорость, как части информации, получаемой от датчиков мобильного устройства. В различных вариантах осуществления изобретения информация, полученная от любого или всех внутренних датчиков, может применяться для улучшения точности местоположения или позиции и/или повышения степени достоверности. В различных вариантах осуществления изобретения информацию о местоположении могут рассчитывать на основе информации, полученных от нескольких датчиков, - при помощи информации о распространении радиочастот, или без.

[0141] Операции объединения различных датчиков могут включать совместное использование телеметрии, включая данные от датчиков, указывающие относительное движение отдельных мобильных устройств, благодаря чему возможны временные отчеты, помогающие при оценке местоположения, - либо с внешней помощью, либо со счислением пути.

[0142] На фиг. 8 показан пример осуществления в мобильном устройстве способа 800 определения местоположения мобильного устройства в беспроводной сети. В блоке 802 мобильное устройство может определить свое текущее местоположение, применяя любое из вышеупомянутых решений, позволяющих определять местоположение. В блоке 804 мобильное устройство может передать информацию о своем местоположении другим сгруппированными мобильными устройствами и/или принять информацию о местоположении от других сгруппированных мобильных устройств. В блоке 806 мобильное устройство может рассчитать и отправить компоненту сети обновленный вектор расстояния и информацию от датчиков для улучшенного определения позиционной привязки. В блоке 808 мобильное устройство может принять от компонента сети обновленную информацию о местоположении и на основе данных, принятых из сети, осуществить собственное позиционную привязку. В блоке 810 мобильное устройство может обновить свою информацию о местоположении и/или подтвердить свою информацию о местоположении, используя счисление пути для улучшения точности позиционирования.

[0143] Счисление пути может обеспечить необходимые коррекции позиции, как способ определения местоположения на основе локальной системы координат, если GPS или другие сетевые решения позиционирования недоступны. Дополнительно счисление пути может может увеличить аккуратность и точность вычислений по определению местоположения путем дополнительных сверок горизонтальной и вертикальной систем координат.

[0144] При помощи счисления пути из последнего известной позиции могут вывести (или экстраполировать) текущую позицию. Для точности счисления пути требуется известная начальная точка, которую может обеспечить сеть, GPS, линия связи ближнего поля, радиомаяк или другое мобильное устройство.

[0145] Система счисления пути может зависеть от точности измеренного расстояния и курса, а также точности известной начальной точки. Однако проблема, возникающая тогда, когда, чтобы содействовать увеличению точности позиционирования, полагаются только на счисление пути, состоит в накоплении погрешности, вызванном дрейфом датчика (например, различия или ошибки в значениях, рассчитанных или полученных от одного или нескольких датчиков). В частности дрейфу датчика подвержены магнитные датчики, акселерометры и гироскопы. На неровной земной поверхности по сравнению с ровной земной поверхностью накопление погрешности любого из этих датчиков может усилиться. Основной вклад в погрешности счисления пути вносят систематическая погрешность и ошибка приращения.

[0146] В различных вариантах осуществления изобретения датчики мобильного устройства могут тесно связывать и непрерывно перекалибровывать их, чтобы уменьшить все проблемы дрейфа, вызванные автономным счислением пути. Кроме того, как часть тесного связывания датчиков, на любой дрейф нуля, связанный с датчиками (например, гироскопом) могут реагировать, применяя фильтр Калмана, чтобы уменьшить ошибки, возникающие из-за первичных и/или вторичных датчиков (например, гироскопов).

[0147] В различных вариантах осуществления изобретения мобильное устройство могут сконфигурировать с возможностью расчетов скорости, как части расчетов, осуществляемых с целью определения местоположения, чтобы учесть происходящие изменения местоположения. Если имеется сигнал GPS, то ошибку приращения (при помощи расчета скорости) и систематическую ошибку компаса могут оценить при помощи улучшенного фильтра Калмана. Кроме того, если имеется GPS, благодаря изменениям магнитного склонения компас также может определить медленные изменения движения. Кроме акселерометра и гироскопа при расчетах движения могут полагаться на компас - как при наличии, так и при отсутствии GPS.

[0148] Точность счисления пути снижается со временем, это требует регулярного обновления местоположения или коррекции местоположения. Поэтому мобильное устройство могут сконфигурировать с возможностью применения не только собственных внутренних датчиков для расчета данных местоположения, но и с возможностью обмена данными с другими мобильными устройствами, чтобы использовать их информация о местоположении для улучшения своей информации о местоположении. В сущности, мобильные устройства могут действовать, как базовые радиостанции, обеспечивающие возможности латерации с целью увеличения точности определения местоположения других мобильных устройств.

[0149] В одном из вариантов осуществления данного изобретения мобильное устройство могут конфигурировать с возможностью опроса одного или более других мобильных устройств, для достижения лучшей позиционной привязки к его местоположению.

[0150] Мобильные устройства могут сгруппировать вместе - либо посредством назначения сетью, либо посредством вхождения в связь/детектирования/соединения с другими мобильными устройствами (которые могут входить в ту же или другую сеть), как части способа обнаружения для совместного использования информации о местоположении.

[0151] Информацию о местоположении могут использовать совместно, применяя систему связи ближнего поля (например, Bluetooth®, ультраширокополосную радиосвязь, трансмиттеры Peanut и т.д.), инфракрасную, ультразвуковую и другие аналогичные технологии, например, применяя WiFi. Беспроводная связь также может быть самоорганизовывающейся или основанной на инфраструктуре, или основанной на системе TDD, например, LTE, SD-CDMA, TD-CDMA или любых других способах TDD.

[0152] В одном из вариантов осуществления изобретения мобильное устройство могут конфигурировать инициировать обмен данными о местоположении/позиции в ответ на прием от компонента сети сетевого запроса о группировании.

[0153] В одном из вариантов осуществления изобретения, если мобильное устройство потеряло соединение с сетью, оно может попытаться, найти подходящее мобильное устройство, которое может помочь ему, осуществить расчеты для определения местоположения и восстановить соединение с сетью (например, посредством ретрансляции).

[0154] В одном из вариантов осуществления изобретения мобильное устройство могут конфигурировать с возможностью передачи другому мобильного устройства запроса информации о местоположении. Этот запрос могут передать после процесса аутентификации между мобильными устройствами, и он может содержать временную метку, длительность которой может составлять менее секунды (несколько миллисекунд). Другое мобильное устройство может ответить сообщением, которое также имеет свою временную метку, и когда оно приняло временную метку от инициирующего мобильного устройства.

[0155] Мобильные устройства могут быстро обменяться несколькими сообщениями (например, тремя сообщениями), чтобы установить временную синхронизацию и обменяться информацией о местоположении/позиции, которая включает координаты x, y, и z, а также компонент скорости. Разности во времени вместе с координатами x, y, и z могут сравнить с возможными импульсами или пингами, чтобы установить приближенный вектор расстояния между устройствами.

[0156] Если вектор расстояния и координаты x, y, и z двух мобильных устройств известны, могут установить привязку между двумя точками. Этот процесс могут повторить для всех мобильных устройств группы, которые были назначены или созданы самим мобильным устройством. Имея несколько векторов расстояния от других точек до мобильного устройства, могут увеличить точность определения местоположения.

[0157] Мобильное устройство могут сконфигурировать так, что оно может сообщить сетевому серверу определения местоположения вектора расстояний, найденных им между различными мобильными устройствами. Другие мобильные устройства, тоже вовлеченные в улучшение позиционирования, также могут сообщить в сеть свои векторы расстояния, чтобы увеличить и свою результирующую точность позиционирования.

[0158] Предполагается, что точность позиционирования задают в шагах приращения, и этот процесс продолжают до тех пор, пока не станут невозможными дальнейшие улучшения позиционирования. Порог увеличения точности позиционирования может быть задан оператором и сохранен в запоминающем устройстве мобильного устройства.

[0159] Если при сборе векторов расстояния и другой информации о позиции, погрешность позиции составляет более x% для нижнего доверительного уровня позиции, то обновление может не потребоваться. Поскольку мобильное устройство принимает данные от других датчиков и более одного заранее описанного расстояния в любом направлении или результирующего вектора расстояния, процесс обновления позиции начинается снова. Однако, если x% доверительного уровня позиционии меньше требуемого, чтобы увеличить доверительный уровень информации позиционирования, при помощи сгруппированных мобильных устройств и итерационного процесса могут осуществить обновления.

[0160] Важно отметить, что обычные способы определения местоположения, применяемые в настоящее время в сети, не обязательно заменяются вышеописанной латерацией для позиционирования. Наоборот, в различных вариантах осуществления изобретения способ гибридной латерации могут применить для увеличения точности позиционирования и достоверности при запросах местоположения на основе сети, осуществляемых из-за изменений границ или пейджинговых запросов, или других событий, вызванных определением местоположения.

[0161] На фиг. 9А-9Е показаны различные логические компоненты, информационные потоки и данные, подходящие для применения в различных вариантах осуществления изобретения. На фиг. 9А изображено, что мобильные устройства 901, 902, 903 и 904 поддерживают связь с беспроводной сетью через нескольких базовых станций/точек радиодоступа/eNodeB 911. Мобильные устройства 901, 902, 903 и 904 могут рассчитать свое относительную привязку по своему первоначальному местоположению, применяя любое из вышерассмотренных решений, позволяющих определять местоположение. Первое мобильное устройство 901" может получить команду, найти другие мобильные устройства 902, 903 и 904 и поддерживать с ними связь, и/или любое или все мобильные устройства 902, 903 и 904 могут получить команду, поддерживать связь с первым мобильным устройством 901. Мобильные устройства 901, 902, 903 и 904 могут сгруппировать вместе (например, посредством одного из рассмотренных выше способов группирования). Кроме того, сеть может назначить одно из мобильных устройств 901 (например, мобильное устройство, имеющее высокую достоверность позиции), как применяемое в качестве ориентира или маяка для других мобильных устройств 902, 903 и 904, входящих в группу 901, 902, 903 и 904.

[0162] На фиг. 9В показано, что в качестве части варианта осуществления решения, позволяющего определить местоположение, могут осуществить комбинацию операций круговой и гиперболической трилатерации. Например, если любые из координатных данных, обеспеченных датчиками и/или мобильными устройствами, представляют собой координаты по широте и долготе, их могут преобразовать в декартовы координаты, чтобы облегчить расчет гибридной латерации. В примере, показанном на фиг. 9В, мобильное устройство 901 было определено, как опорное мобильное устройство, ссылочный номер 912 обозначает местоположение, определяемое/рассчитываемое (например, с высокой степенью точности) относительно мобильного устройства 901, ссылочный номер 910 обозначает трехмерную сферу, окружающую мобильное устройство 901, а ссылочный номер 914 обозначает область трехмерной сферы (с координатами x, y и z), в которой находится это устройство.

[0163] На фиг. 9C-9D показано, как часть варианта осуществления решения, определяющего местоположение, как векторы расстояния между мобильными устройствами 901, 902, 903 и 904 могут быть рассчитаны. На фиг. 9С мобильное устройство 901, применяя способ гибридной трилатерации, определяет свое относительное местоположение соответственно относительно мобильных устройств 902, 903 и 904. Кроме того, ссылочные номера 915, 909 и 916 соответственно обозначают соответственные области мобильных устройств 902, 903 и 904. Как часть операций гибридной трилатерации при варианте осуществления решения, позволяющего определить местоположение, мобильные устройства 902, 903 и 904 могут определить местоположение мобильного устройства 901, а мобильное устройство 901 может рассчитать вектор расстояния между собой и мобильными устройствами 902, 903 или 904. Мобильное устройство 901 может начать обмен данными с мобильным устройством 902 (хотя обмен данными может инициировать мобильное устройство 902) и обменяться метками времени, позиционной информацией и данными от датчиков. Тот же процесс обмена позиционной информацией и данными от датчиков может происходить в отношении мобильных устройств 904 и 903.

[0164] Как изображено на фиг. 9D, мобильные устройства 902, 903 и 904 могут установить вектор расстояния между собой и мобильным устройством 901. Тот же процесс обмена информацией о позиции и информацией от датчиков может иметь место в отношении мобильных устройств 902, 903 и/или 904. Поскольку мобильное устройство 902, как часть процесса гибридной трилатерации, претерпевает тот же процесс, который проделан с мобильным устройством 901, мобильное устройство 901 может использовать мобильные устройства 902, 903, 904, чтобы уточнить свою информацию о местоположении, а мобильное устройство 902 может использовать мобильные устройства 901, 903 и 904, чтобы уточнить свою информацию о местоположении, и так далее в отношении всех сгруппированных мобильных устройств.

[0165] Три окружности или эллипса 909, 915 и 916, показанные на фиг. 9С, и три окружности или эллипса 906, 907 и 908, изображенные на фиг. 9D, не пересекаются в заданной точке, но охватывают зону определенного размера, в зависимости от связанной области.

[0166] Фиг. 9Е иллюстрирует вариант осуществления способа гибридной трилатерации, при котором подтверждают или уточняют позициию мобильного устройства 901. Как часть способа гибридной трилатерации, в дополнение к расчету скорости может потребоваться отдельная операция расчета каждой координаты x, y и z. Но благодаря тому, что три мобильных устройства 902, 903 и 904 могут определить местоположение мобильного устройства 901, для каждой координатной плоскости могут получить окно погрешности (или площадь погрешности), которые обозначены ссылочным номером 930. Окно или площадь погрешности может представлять собой комбинацию ошибок измерения дальности от мобильных устройств 902, 903 и 904. Вклад в окно или площадь погрешности вносят гибридные ошибки измерения дальности, обозначенные ссылочными знаками 921, 922 и 923, где ссылочный знак 921 представляет собой гибридную ошибку измерения дальности, связанную с мобильным устройством 902, ссылочный знак 922 представляет собой гибридную ошибку измерения дальности, связанную с мобильным устройством 903, а ссылочный знак 923 представляет собой гибридную ошибку измерения дальности, связанную с мобильным устройством 904. Кроме того, этот процесс могут осуществить при помощи большего или меньшего числа мобильных устройств, чем использовано в вышеприведенном примере.

[0167] Для каждой оси (x, y или z) может иметь место аналогичный процесс, поскольку площадь погрешности 930 представляет собой комбинацию определения дистанции между другими мобильными устройствами и мобильным устройством 901. Гиперболическая латерация является обычным способом расчета, применяемым в системах, основанных на определении местоположения, и она основана на том принципе, что дистанция между двумя местоположениями одинакова. Однако дистанция, определенная для точек, может быть непостоянной, поскольку обе точки могут удаляться, приближаться или двигаться вместе с одинаковой скоростью или по одинаковой траектории.

[0168] В предложенном способе гибридной латерации применен корректирующий вектор Δx,Δy,Δz расстояния, который могут применить к расчетной позиции.

[0169] Три окружности или эллипса 909, 915 и 916, показанные на фиг. 9С, и три окружности или эллипса 906, 907 и 908, изображенные на фиг. 9D, не пересекаются в заданной точке, но охватывают зону определенного размера, в зависимости от связанной дальности. Следовательно, дальность представляет собой г и обозначена подстрочным индексом, отображающим связанный вектор расстояния. Итак,

[0170] Псевдодальность p_i, отклоняющаяся от фактической дальности по любой оси из-за неточности синхронизации или распространения в среде с многолучевым распространением, или из-за погрешностей, вызванных датчиком. Вектор расстояния, отражающий изменение в определенном направлении:

[0171] Затем три расчета дальности усредняют, чтобы определить применяемый вектор расстояния. Если погрешность предшествующего расчета дальности r_j по сравнению с текущим расчетом превышает значение в процентах, определенное пользователем, то новое измерение во внимание не принимают. В проверку достоверности вектора расстояния могут включить объединенную информацию от датчика, причем, чтобы получить доверительный интервал, могут включить ожидаемое местоположение, в сравнении с расчетным местоположением.

[0172] Для уточнения позиции могут применить итерационный процесс, который может включать по меньшей мере применение вычислений по способу наименьших квадратов, чтобы поэтапно аппроксимировать месторасположение. Этот процесс могут продолжать до тех пор, пока измеренная разность дальностей не даст заметного увеличения точности, которое может быть определено пользователем либо в мобильном устройстве, либо в сети, либо как в мобильном устройстве, так и в сети.

[0173] Расчеты с применением мультилатерации могут включать оценку местоположения мобильного устройства на основе приближенных расстояний до трех или большего числа точек измерения (т.е. местоположений трех других мобильных устройств или беспроводных приемопередатчиков). При этих расчетах приближенное расстояние от точки измерения (от местоположения другого мобильного устройства) до данного мобильного устройства могут получить из измеренного уровня сигнала. Так как уровень сигнала уменьшается приблизительно обратно пропорционально квадрату расстояния, а мощность излучения мобильного устройства могут предположить, расстояние d_i могут рассчитать простым способом:

где

d_i - приближенное расстояние между местоположением измерения и мобильным устройством;

Si_j - измеренный уровень сигнала;

S₀ - уровень сигнала, переданного другим мобильным устройством.

[0174] Альтернативно, данные об уровне сигнала могут преобразовать в расстояния, применяя модель потерь на трассе, например:

где:

а - уровень сигнала на расстоянии d_i=1 метр;

b - показатель потерь на трассе;

с - коэффициент наклона, для свободного пространства применяют коэффициент, равный 20.

[0175] Операции латерации могут включать осуществление вычислений по способу наименьших квадратов, которые могут выполнить при помощи процессора, осуществляющего расчет по следующей формуле:

где

d_i - расстояние, рассчитанное на основе измеренного значения уровня сигнала;

MS_i соответствует известному местоположению/позиции мобильного устройства; и

минимизирующее значение (x, y) представляет собой расчетную позицию других мобильных устройств.

[0176] На фиг. 10 показан вариант осуществления способа 100 гибридной латерации, при котором мобильные устройства могут получать доступ к сети. Мобильные устройства могут получить от сети команду на группирование. Мобильные устройства 901 и 902 могут начать обмен информацией для определения местоположения - либо в результате сетевого запроса на группирование, либо, если мобильное устройство потеряло контакт с сетью и пытается найти подходящее мобильное устройство, чтобы помочь ему определить местоположение, и возможное соединение с сетью посредством ретрансляции или с другой сетью.

[0177] Мобильное устройство 901 может отправить в мобильное устройство 902 запрос информации о позиции. Эту информацию могут передать после процесса аутентификации между мобильными устройствами, и они могут содержать временную метку. Длительность временной метки может составлять менее секунды (например, несколько миллисекунд). Мобильное устройство 902 может ответить сообщением, тоже имеющим временную метку, а также синхроданные, относящиеся ко времени, когда мобильное устройство 902 приняло временную метку от мобильного устройства 901. Чтобы установить временную синхронизацию, могут быстро передать три сообщения. Затем разности во времени могут сравнить с возможными импульсами или пингами, чтобы установить приближенный вектор расстояния между устройствами. Если вектор расстояния и координаты x, y, и z обоих мобильных устройств 901 и 902 известны, могут установить привязку между двумя точками.

[0178] Затем мобильное устройство 901 может начать обмен данными с мобильными устройствами 903, 904 и для каждого из мобильных устройств 903, 904 повторить вышерассмотренные операции, осуществленные по отношению к мобильному устройству 902. После получения двух или большего числа векторов расстояния, наряду с информацией о позиции, мобильное устройство 901 может сравнить новые координаты со своим предварительно рассчитанным текущим местоположением и соответствующим образом скорректировать расчеты местоположения.

[0179] Вектора расстояния, содержащие информацию о местоположении, могут передать в сеть для обработки позиции с применением другой сетевой информации о местоположении. На основе позиции, рассчитанной для мобильного устройства, сеть (т.е. компонент сети, например, сетевой сервер или E-SMLC) может дать мобильному устройству команду, скорректировать информацию о позиции.

[0180] Дополнительно, мобильное устройство 901 может осуществить коррекцию позиции, если сеть своевременно не отвечает, результатом чего может быть истечение времени ожидания обновления сообщения. Альтернативно, если сеть не может сделать необходимую коррекцию, для осуществления необходимых коррекций, информация о позиции может быть использована другим компонентом и/или другими мобильными устройствами.

[0181] Если погрешность составляет более x% для нижнего доверительного уровня позиции, то обновление не требуется. Поскольку мобильное устройство принимает данные от других датчиков и больше одного заранее описанного расстояния в любом направлении или результирующего вектора расстояния, процесс обновления позиции начинается снова. Если x% доверительного уровня позиции меньше требуемого, чтобы увеличить доверительный уровень информации о позиции, при помощи сгруппированных мобильных устройств (например, итеративно) могут осуществить дополнительные обновления позиции. Кроме того, если информация о позиции от одного из мобильных устройств, пытающихся получить вектор расстояния, представляются ошибочными, то данные этого мобильного устройства могут выделены, как не используемые при этой итерационной операции осуществления обновлений позиции с другими сгруппированными мобильными устройствами. Несмотря на это, это мобильное устройство будет продолжать получать запросы, как часть данного процесса, поскольку определение его местоположения может быть скорректировано также в ходе одной из операций, предпринимаемых мобильным устройством для уточнения своего определения местоположения.

[0182] Кроме того, в том случае, если одно или несколько мобильных устройств теряют связь с базовой сетью, точность определения местоположения по-прежнему могут сохранить при помощи одного из других сгруппированных мобильных устройств. Также, продолжать сохранять линию связи могут также, установив сетевое релейное соединение с другим мобильным устройством той же группы, которое по-прежнему поддерживает связь с самой сетью.

[0183] На фиг. 11 показан еще один вариант осуществления способа 100 гибридной латерации, при котором мобильное устройство не может обнаружить сеть из-за проблем с покрытием. Мобильное устройство 901 может работать в автономном режиме и пытаться определить другое мобильное устройство. Другое мобильное устройство могут использовать для передачи информации в сеть и, смотря по обстоятельствам, для установления моста связи ближнего поля в дополнение к обеспечению возможности улучшения определения местоположения.

[0184] В примере, показанном на фиг. 11, мобильное устройство 901 устанавливает локальную сеть (LAN) ближнего поля, приглашая другие мобильные устройства, расположенные вблизи от устройства 901, поддерживать с ним связь. После этого могут осуществить обмен позиционной информацией, и мобильное устройство 901 может уточнить свое местоположение, а информация о местоположении может быть передана через другое мобильное устройство обратно в базовую сеть.

[0185] Мобильное устройство 901 также может сообщить информацию о своей позиции и установить линию связи ближнего поля с мобильным устройством, не являющимся частью собственной сети, связанной с мобильным устройством 901.

[0186] Мобильные устройства могут иметь предварительно подготовленные USIM, SIM, PRL или информацию о точке доступа. Мобильное устройство для служб быстрого реагирования или в случае, когда систему с радиодоступом применяют, как сеть общественной безопасности, может иметь аварийную радиосистему, установленную как предпочтительная система этих служб.

[0187] Чтобы службы быстрого реагирования использовали беспроводную сеть мобильной связи (например, LTE), в дополнение к обеспечению более точных данных о фактическом местоположении мобильных устройств требуется увеличить точность информации о местоположении внутри зданий, независимо от того, кто использует мобильное устройство - специалист быстрого реагирования, коммерческий потребитель услуг сотовой связи или оба эти лица.

[0188] Службам быстрого реагирования усовершенствование определения местоположения может помочь улучшить информированность об обстановке, улучшить телеметрию и общую связь с руководителем аварийного штаба. Поскольку в случае служб быстрого реагирования все происшествия имеют тенденцию к постоянным изменениям, важна способность, принимать во внимание непрерывно изменяющуюся обстановку, когда мобильные устройства то появляются в аварийной зоне, то выходят из нее. Кроме того, может и будет непрерывно меняться расположение мобильных устройств вблизи других мобильных устройств, что позволяет добавлять и/или перераспределять ресурсы, поскольку возникают соответствующие оперативные требования.

[0189] Могут использовать вышерассмотренные способы улучшения определения местоположения на основе применения сети и терминалов. Группирование мобильных устройств могут осуществить либо в рамках предварительного плана, с вмешательством руководителя аварийного штаба, либо под управлением коммерческой беспроводной сети, беспроводной сети общественной безопасности или местной системы аварийной связи (ICS) 1204 на основе зарегистрированной близости мобильных устройств.

[0190] На фиг. 12А показано, что при появлении в месте происшествия, мобильное устройство 102 может определить наличие местной радиосети 1202. Если сети 1204 системы контроля инцидентов (ICS), с которой может связаться мобильное устройство, не существует, мобильное устройство 102 будет поддерживать связь через коммерческую или другую беспроводную сеть 1202.

[0191] На фиг. 12В показано, что мобильное устройство 102 может определить, что существует подходящая местная система 1202 радиосвязи, с которой оно может поддерживать связь, и может иметь приоритетный доступ к системе 1204 малых сот, основанный на процессе отбора предпочтительной сети и соты, команду на использование которых получило мобильное устройство 102.

[0192] На фиг. 12С показано, что мобильное устройство 102 может переносить соединение с местной системой 1202 радиосвязи к системе 1204 малых сот.

[0193] Если возникает ситуация, требующая поиска человека или ответа на экстренный вызов (911), чтобы облегчить поиск и спасение соответствующего лица, службы быстрого реагирования могут применить процесс, основанный на определении местоположения.

[0194] На фиг. 13А показано, что мобильное устройство 102 может быть определено сетью, как терпящее бедствие, посредством отслеживания мобильного устройства 102 или в результате передачи мобильным устройством сигнала бедствия. Мобильное устройство 102, терпящее бедствие, может определить, что оно потеряло связь с сетью, и оно может проинструктировать носителя/пользователя, либо отменить, либо инициировать сигнал бедствия. После инициации сигнала бедствия мобильное устройство 102 может начать предварительно заданный процесс группирования.

[0195] На фиг. 13В показано, что сеть 510, с которой соединена обслуживающая eNodeB 404, может дать команду мобильному устройству 1302, входящему в одну группу с терпящим бедствие мобильным устройством 102, сообщить последнее известное местоположение мобильного устройства 102 и метку времени.

[0196] На фиг. 13С показано, что сеть 510 может дать команду дополнительным мобильным устройствам 1304, попытаться образовать группу с терпящим бедствие мобильным устройством 102.

[0197] На фиг. 14 показано, что, если мобильное устройство 102 неспособно поддерживать связь с сетью 510, оно может работать в режиме счисления пути и продолжить осуществлять попытки, обнаружить другие мобильные устройства 1402, 1404 и сгруппироваться с ними по самоорганизующися схеме.

[0198] Поскольку мобильное устройство сгруппировано или все еще соединено с сетью, относительное местоположение мобильного устройства передают всем мобильным устройствам, осуществляющим активный поиск этого мобильного устройства. Выбор мобильных устройств, поиск которых будет осуществляться, могут определить посредством выбора и вмешательства оператора.

[0199] Фиг. 15 иллюстрирует вариант осуществления усовершенствованной антенной схемы 1500, которую могут применить операторы беспроводных сетей или службы быстрого реагирования, чтобы увеличить точность позиционирования мобильного устройства. Усовершенствованная антенная схема 1500 может включать обтекатель 1515 антенны, изогнутый над рядами прямоугольных полосковых антенн 1520. Чтобы получить более точный угол прихода волны, могут применить несколько антенн 1520. В одном из вариантов осуществления усовершенствованная антенная система 1500 может содержать антенную решетку 1520, расположенную на гибких печатных платах, так что она может соответствовать обтекателю 1515 антенны.

[0200] На фиг. 16А-16В показано, что вышеупомянутую усовершенствованную антенную схему 1500 могут применить на транспортном средстве 1602. В частности, на фиг. 16А изображена усовершенствованная антенная схема 1500, содержащая две предназначенные для этого антенны 1602. На фиг. 16В изображена усовершенствованная антенная схема 1500, содержащая четыре предназначенных для этого антенн 1602. Каждая антенна 1602 может содержать антенную решетку 1520, расположенную на гибких печатных платах, так что она может соответствовать обтекателю 1515 антенны.

[0201] На фиг. 17А и 17В показаны полоски излучателей полосковой антенны, которые могут использованы в разных вариантах осуществления изобретения. На фиг. 17А изображены две полоски излучателей 1520, 1521 полосковых антенн, которые расположены вблизи друг друга, образуя антенную решетку (которая может быть расположена на гибких печатных платах, так что она может соответствовать обтекателю антенны). На фиг.17В показан поперечный разрез обтекателя 1515 антенны, здесь излучатели 1520, 1521 антенной решетки расположены слоями. Излучатель 1520 антенны расположен ближе к наружной крышке 1515 обтекателя, чем антенная решетка 1521. Стекловолокно или радиопрозрачная среда 1522 могут обеспечить жесткость и сделать возможным расположение антенн близко друг к другу. Благодаря применению гибких печатных плат антенная решетка может иметь коническую форму (в конфигурации только для приема). Чтобы определить, какой из излучателей антенны принимает от мобильного устройства сигнал наивысшего качества, используя способ амплитудного детектирования, могут применить амплитудные детекторы.

[0202] В одном из вариантов осуществления изобретения детектированием и отслеживанием мобильного устройства могут управлять так, что измерения осуществляют синхронно с импульсным запросом от eNodeB, передаваемым мобильному устройству для получения информации о позиции. На фиг. 18 показана антенная решетка (1520 или 1521), антенная система которой соединена с обычным антенным входом приемника (например, eNodeB) 1525. Каждую из прямоугольных полосковых антенн может могут согласовать с 10-дБ соединителем 1527 и конфигурировать с возможностью обеспечения соединения входа с приемным полосковым детектором 1530. Приемный полосковый детектор 1530 могут конфигурировать с возможностью определения того, какая полосковая антенна принимает самый мощный сигнал, на основе нескольких прямоугольных полосковых антенн и расчета дистанции мобильное устройство может произвести еще одно измерение высоты.

[0203] В одном из вариантов осуществления изобретения систему с антенной решеткой могут не соединять с приемником 1525 eNodeB, а координацию управления для синхронизации сигнала, принятого от мобильного устройства, может обеспечить E-SMLC.

[0204] На фиг. 19 показан вариант осуществления антенной решетки 1523, установленной с целью модернизации существующей беспроводной сотовой сети. Решетку 1523 могут установить параллельно существующей антенне 1524. В коммерческих применениях могут применить такой же или аналогичный механизм управления, как тот механизм, который показан на фиг. 18.

[0205] Различные варианты осуществления изобретения могут применить в разных мобильных устройствах, один из примеров такого устройства изображен на фиг. 20. Фиг. 20 представляет собой структурную схему мобильного приемопередатчика, выполненного в виде смартфона/сотового телефона 2000, пригодного для применения в любом из вариантов осуществления изобретения. Сотовый телефон 2000 может содержать процессор 2001, соединенный с внутренним запоминающим устройством 2002, дисплей 2003 и громкоговоритель 2054. Кроме того, сотовый телефон 2000 может содержать антенну 2004 для передачи и приема электромагнитного излучения, которую могут соединить с беспроводным каналом передачи данных и/или приемопередатчиком 2005 сотового телефона, соединенного с процессором 2001. Кроме того, как правило, сотовые телефоны 2000 содержат кнопки выбора меню или кулисные переключатели 2008 для приема вводимых пользователем данных.

[0206] Типичный сотовый телефон 2000 также содержит схему кодирования и декодирования (CODEC) звука, которая преобразует звук, принятый от микрофона, в пакеты цифровых данных, подходящих для беспроводной передачи, и декодирует принятые пакеты данных, содержащих информацию о звуке, чтобы создать аналоговые сигналы, выдаваемые в громкоговоритель 2054 для генерации звука. Кроме того, один или несколько процессоров 2001, беспроводной приемопередатчик 2005 и кодек 2024 могут содержать схему цифрового сигнального процессора (DSP) (на чертеже отдельно не показана). Кроме того, сотовый телефон 2000 может содержать трансивер Peanut или ZigBee (например, трансивер IEEE 802.15.4) 2013 для ближней связи малой мощности между беспроводными устройствами или другую аналогичную схему связи (например, схему, использующую протоколы Bluetooth® или WiFi и т.д.).

[0207] Различные варианты осуществления изобретения могут применить в любом из множества имеющихся в продаже серверных устройств, например, в сервере 2100, изображенном на фиг. 21. Обычно такой сервер 2100 содержит один или несколько процессоров 2101, 2102, соединенных с энергозависимой памятью 2103 и энергонезависимой памятью большой емкости, например, с дисководом 2104. Сервер 2100 также может содержать дисковод 2106 для гибких дисков, компакт-дисков (CD) и/или DVD, соединенный с процессором 2101. Кроме того, сервер 2100 может содержать порты 2106 доступа к сети, соединенные с процессором 2101 для установления информационного соединения с сетью 2105, например, с местной сетью, соединенной с другими компьютерами и серверами системы связи.

[0208] Процессоры 2001, 2101, 2102 могут представлять собой программируемый микропроцессор, микрокомпьютер или многопроцессорную интегральную схему, или интегральные схемы, которые могут конфигурировать при помощи программируемых команд (приложений), чтобы осуществлять разные функции, в том числе функции различных вариантов осуществления, которые описаны ниже. В некоторых мобильных устройствах могут предусмотреть многоядерные процессоры 2102: например, одно процессорное ядро предназначено для функций беспроводной связи, а еще одно процессорное ядро - для работы других приложений. Как правило, программные приложения, прежде чем осуществлять к ним доступ и загружать в процессор 2001, 2101, 2102, могут сохранить во внутреннем запоминающем устройстве 2002, 2103, 2104. Процессор 2001, 2101, 2102 может иметь внутреннее запоминающее устройство, достаточное для хранения команд прикладных программ.

[0209] Способы определения местоположения мобильного устройства, описанные в данном документе, могут применить вместе с различными сетями беспроводной связи, например, беспроводной региональной сетью (WWAN), беспроводной локальной сетью (WLAN), беспроводной персональной сетью (WPAN) и т.д. Часто термины "сеть" и "система" применяют взамен друг друга. WWAN может представлять собой сеть связи на основе множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), сеть многостанционного доступа с частотным уплотнением каналов (FDMA), сеть OFDMA, сеть 3GPP LTE, сеть WiMAX (IEEE 802.16) и т.д. Сеть CDMA могут выполнить с осуществлением одной или нескольких технологий радиодоступа (RATs), например, CDMA2000, широкополосный CDMA (W-CDMA) и т.д. CDMA2000 включает стандарты IS-95, IS-2000 и IS-856. W-CDMA описан в документах консорциума "3rd Generation Partnership Project" (3GPP). CDMA2000 описан в документах консорциума "3rd Generation Partnership Project 2" (3GPP2). Документы 3GPP и 3GPP2 находятся в свободном доступе. WPAN может представлять собой сеть IEEE 802.11х, сеть Bluetooth, сеть IEEE 802.15х или сеть другого типа. Кроме того, эти технологии могут применить вместе с любой комбинацией WWAN, WLAN и/или WPAN.

[0210] Различные варианты осуществления изобретения могут включать усовершенствования существующих принципов обслуживания, основанных на определении местоположения и применяемых в беспроводной мобильной связи. Определение местоположения мобильного устройства в беспроводной сети в последние годы становится все более и более важным как в коммерческих применениях, так и при определении местоположения службами общественной безопасности. Службы и применения, основанные на точном знании местоположения мобильного устройства становятся все более распространенными в существующих и будущих системах беспроводной связи. Кроме того, агентство общественной безопасности также начинает применять промышленную сотовую технологию LTE, как предпочтительный протокол связи. Особенно важна необходимость улучшенной информированности о ситуации в случае инцендента с участием служб быстрого реагирования.

[0211] В настоящее время GPS в оптимальных условиях обеспечивает хорошую оценку текущего местоположения мобильного устройства. Однако во многих случаях, в частности в зданиях и городской среде, использование GPS для определения местоположения затруднено, а в некоторых случаях невозможно. Хотя решения, основанные на применении сети для определения местоположения мобильных устройств, являются хорошими решениями, им присущ ряд проблем, касающихся определения местоположения мобильного устройства в зданиях и городской среде. Введение беспроводных сетевых систем, например, в соответствии с глобальным проектом совместной разработки стандартов сотовой связи третьего поколения (3GPP) и долгосрочным развитием сетей связи (LTE), дают новые возможности, позволяющие обеспечить превосходное покрытие городской и внутренней среды в диапазоне частот общественной безопасности. Хотя сети беспроводной мобильной связи могут обеспечить покрытие в городской среде и внутри зданий, точность определения местоположения на основе информации о местоположении ограничена.

[0212] Лучшая точность и достоверность определения местоположения имеют ряд преимуществ при применении в службах определения местоположения в аварийной ситуации, коммерческих службах определения местоположения, внутренних службах определения местоположения и службах законного перехвата и пеленгования сообщений. Различные варианты осуществления данного изобретения обеспечивают возможность, усовершенствовать позиционную информацию о местоположении, как для новых, так и для существующих беспроводных сетей.

[0213] Для коммерческих применений возможность иметь улучшенную конкретную информацию о местоположении мобильного устройства в многоэтажном корпусе, городской среде или в переходной аллее обеспечивает и усовершенствование ресурсов радиосети и уникальные возможности при выделении целевых групп для рекламы, а также такие применения для усовершенствованного управления парком транспортных средств, слежения за имуществом, обмена данными между различными машинами и механизмами, при которых требуется очень точное определение местоположения. Для коммерческих потребителей повышенная точность определения местоположения больше всего требуется внутри зданий, где местоположение мобильного устройства для служб, основанных на определении местоположения, могут определить более точно.

[0214] Преимущества обеспечения правопорядка при помощи усовершенствованной позиционной информации сделают возможным слежение за мобильными устройствами внутри здания, что дает возможность определять, на каком этаже или в какой части здания находится применяемое мобильное устройство, без необходимости замены радиомаяков или точек доступа, работающих с учетом местоположения.

[0215] Для экстренных служб преимущество данного изобретения заключается в лучшем определении местоположения лица, нуждающегося в помощи, в особенности в городской среде, где позиционная информация, определенная с помощью существующих способов, как правило, сомнительна.

[0216] Что касается служб быстрого реагирования, благодаря этому усовершенствованию мобильные устройства, находящиеся в месте происшествия, могут помогать друг другу, дополнять свои координаты позиции в управляемой специальной среде. Совместно используемая позиционная информация включают не только широту и долготу, но и высоту и скорость. Так как эта информация имеет небольшой объем, который способны иметь мобильные устройства, в случае LTE E-SMLC может осуществлять совместное использование данной информации как внутри, так и вне сети.

[0217] Применение датчиков, в том числе акселерометров, гироскопов, магнитометров и датчиков давления, наряду с преемниками GPS и мобильными устройствами распространяется все более широко. Следовательно, в случае LTE благодаря усовершенствованиям в отношении определения местоположения E-SMLC сможет не только использовать GPS информацию или информацию о координатах, полученную из сети, но и иметь дополнительные возможности, благодаря датчикам, связанных с мобильным устройством, которые могут включать акселерометры, гироскопы, магнитометры и датчики давления для уточнения и уменьшения некоторых из позиционных неопределенностей, присущих определению позиции с применением беспроводной связи.

[0218] В случае беспроводной сети мобильной связи такой как LTE в дополнение к обеспечению более точной информации о местоположении мобильных устройств требуется увеличить точность позиционной информации о местоположении внутри зданий, независимо от того, кто использует мобильное устройство - специалист быстрого реагирования, коммерческий потребитель услуг сотовой связи или оба эти лица.

[0219] Благодаря усовершенствованию определения местоположения становятся возможными улучшенную владение обстановкой, улучшенная телеметрия и улучшенная общая связь с руководителем аварийного штаба. Кроме того, может и будет непрерывно меняться расположение мобильных устройств вблизи других мобильных устройств, что позволяет добавлять и/или перераспределять ресурсы, как возникают соответствующие оперативные требования.

[0220] Вышеизложенное описание способа и схемы процесса приведены лишь в качестве иллюстрирующих примеров, они не подразумевают и не требуют того, чтобы блоки в различных вариантах осуществления изобретения выполняли в приведенной последовательности. Специалист в данной области поймет, что последовательность блоков в вышеизложенных вариантах осуществления изобретения может быть любой. Такие слова как "после этого", "затем", "следующий" и т.д. не предназначены для ограничения последовательности блоков, они применяются лишь для ориентации читателя при чтении описания предлагаемых способов. Кроме того, любые ссылки на признаки формулы изобретения в единственном числе не должны толковаться, как ограничивающие соответствующий признак единственным числом.

[0221] Различные пояснительные логические блоки, модули, схемы и блоки алгоритма, описанные в связи с раскрытыми здесь вариантами осуществления изобретения, могут осуществить в виде электронной аппаратуры, компьютерного программного обеспечения или их комбинаций. Для наглядного пояснения взаимозаменяемости аппаратного и программного обеспечения различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и блоки были описаны выше, в общем, в терминах их функциональных возможностей. То, каким образом осуществят эти функциональные возможности, - как аппаратное или программное обеспечение, - зависит от конкретного применения и конструктивных ограничений в отношении всей системы. Специалисты могут реализовать описанные функциональные возможности различными способами для каждого отдельного применения, но эти решения в отношении осуществления предлагаемого изобретения не следует интерпретировать как причину, обуславливающую выход за объем данного изобретения.

[0222] Чтобы осуществить вышеописанные функции, аппаратное обеспечение, применяемое для осуществления различных пояснительных логических схем, логических блоков, модулей и схем, описанных в связи с раскрытыми здесь вариантами осуществления изобретения, могут осуществить или выполнить при помощи универсального процессора, цифрового процессора" сигналов (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, схем на логических элементах или транзисторных логических схем, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации. Универсальный процессор может представлять собой микропроцессор, однако в альтернативном варианте этот процессор может представлять собой любой стандартный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Кроме того, процессор могут осуществить в виде комбинации вычислительных устройств, например, комбинации DSP и микропроцессоров, нескольких микропроцессоров, одного или нескольких процессоров вместе с ядром DSP или любой другой подобной конфигурации. Альтернативно некоторые блоки способа могут осуществить при помощи специфических для данной функции схем.

[0223] В одном или нескольких примерах осуществления изобретения описанные функции могут осуществить в виде аппаратных, программных или программно-аппаратных средств, или любой из комбинации. При осуществлении в виде программных средств эти функции могут сохранить в виде одной или нескольких команд или кодов на постоянном машиночитаемом носителе, считываемом компьютером или процессором. Операции способа или раскрытый в данном изобретении алгоритм могут осуществить в выполняемом с помощью процессора программном модуле, который может находиться на постоянном машиночитаемом носителе, считываемом компьютером или процессором. Постоянный машиночитаемый носитель, считываемый компьютером или процессором, может представлять собой любой носитель, доступный для компьютера или процессора. Такие постоянные машиночитаемые носители, считываемые компьютером или процессором, могут содержать, но не только, память с произвольной выборкой (RAM), память, доступную только по чтению (ROM), электрически стираемую перепрограммируемую память, доступную только по чтению (EEPROM), флеш-память, память, доступную только по чтению на компактном диске (CD-ROM) или другую память на оптических дисках, память на магнитных дисках или другие магнитные запоминающие устройства, или любой другой носитель, который могут применить для хранения заданного программного кода в виде команд или структуры данных, и который доступен для компьютера. Применяемые в данном изобретении диски включают компактные диски (CD), лазерные диски, оптические диски, многоцелевые цифровые видеодиски (DVD), дискеты и диски Blu-ray, причем диски, носящие название "disks", обычно воспроизводят данные магнитным способом, тогда как диски, носящие название "discs" - оптическим способом при помощи лазеров. К постоянным носителям, считываемым компьютером или процессором, относятся также комбинации вышеперечисленных носителей. Кроме того, операции способа или алгоритма могут находиться в виде одной или любой комбинации или набора кодов и/или команд на постоянном носителе, считываемом компьютером и/или процессором, который могут включить в компьютерный программный продукт.

[0224] Приведенное выше описание раскрытых вариантов осуществления изобретения предназначено для того, чтобы данное изобретение мог применить любой специалист в данной области. Различные модификации этих вариантов для специалиста в данной области вполне очевидны, а общие принципы, определенные в данном описании, применимы к другим вариантам осуществления изобретения без выхода за пределы объема правовой охраны изобретения. Таким образом, данное изобретение описанными здесь вариантами его осуществления не ограничивается, а представляется согласно наиболее широкому объему правовой охраны, согласующемуся с приведенной ниже формулой изобретения и раскрытыми здесь принципами и отличиями от известных решений.

Изобретение относится к области беспроводной связи. Техническим результатом является повышение точности определения местоположения мобильных устройств. Упомянутый технический результат достигается тем, что предлагаются способы, устройства и системы для создания уточненной информации о местоположении на мобильном устройстве или о мобильном устройстве, которые могут включать в себя решения, основанные на гибридной латерации и/или трилатерации, в которых мобильное устройство выполняет определяющие местоположение вычисления самостоятельно или с помощью или поддержкой сетевых компонентов или глобальной системы позиционирования (GPS). Мобильные устройства могут автоматически образовывать группы, основанные на близости и/или могут быть сгруппированы вместе через сетевой сервер. Мобильные устройства в группе могут разделять вычисленную информацию местоположения и/или информацию, полученную от внутренних датчиков с другими сгруппированными мобильными устройствами. Информация, разделенная между сгруппированными мобильными устройствами, может быть использована для уточнения информации о местоположении, вычисленной на каждом мобильном устройстве. Например, каждое мобильное устройство может пополнять и/или подкреплять ранее вычисленную информацию о местоположении на основе полученной информации о местоположении и/или относительных позиций других мобильных устройств в той же группе. Каждое мобильное устройство может также использовать датчики локальной информации для дополнительного уточнения своей информации о местоположении. 3 н. и 36 з.п. ф-лы, 40 ил.

1. Способ определения местоположения мобильного устройства, содержащий:
определение приблизительного местоположения мобильного устройства;
группирование мобильного устройства с беспроводным приемопередатчиком вблизи мобильного устройства для образования коммуникационной группы;
передачу беспроводному приемопередатчику определенного приблизительного местоположения мобильного устройства;
прием мобильным устройством информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика, и
определение более точного местоположения мобильного устройства на основе информации о местоположении, принятой от беспроводного приемопередатчика.

2. Способ по п. 1, в котором:
группирование мобильного устройства с беспроводным приемопередатчиком вблизи мобильного устройства для образования коммуникационной группы включает в себя группирование мобильного устройства с несколькими беспроводными приемопередатчиками вблизи мобильного устройства для образования коммуникационной группы; и
прием мобильным устройством информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика включает в себя прием мобильным устройством информации о местоположении от упомянутых нескольких беспроводных приемопередатчиков в коммуникационной группе.

3. Способ по п. 1, в котором группирование мобильного устройства с беспроводным приемопередатчиком вблизи мобильного устройства включает в себя группирование мобильного устройства со вторым мобильным устройством.

4. Способ по п. 1, в котором прием мобильным устройством информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика включает в себя прием координаты по широте, координаты по долготе и координаты по высоте.

5. Способ по п. 1, дополнительно содержащий:
передачу на сервер информации, относящейся к определенному более точному местоположению мобильного устройства, и принятой информации о местоположении;
прием мобильным устройством от сервера обновленной информации о местоположении; и
повторное вычисление более точного местоположения мобильного устройства на основе обновленной информации о местоположении, принятой от сервера.

6. Способ по п. 5, в котором передача на сервер информации, относящейся к определенному более точному местоположению мобильного устройства, и принятой информации о местоположении включает в себя передачу информации на сервер за пределами полосы.

7. Способ по п. 5, в котором передача на сервер информации, относящейся к определенному более точному местоположению мобильного устройства, и принятой информации о местоположении включает в себя передачу информации от датчиков, полученной по меньшей мере от одного из перечисленного:
акселерометр,
гироскоп,
магнитометр и
датчик давления.

8. Способ по п. 1, дополнительно содержащий:
детектирование движения мобильного устройства; и
повторное вычисление приблизительного местоположения мобильного устройства в ответ на детектирование движения.

9. Способ по п. 1, в котором:
мобильное устройство связано с первой телекоммуникационной сетью, а беспроводной приемопередатчик связан со второй телекоммуникационной сетью, и
передача беспроводному приемопередатчику определенного приблизительного местоположения мобильного устройства включает в себя установление мобильным устройством линии связи ближнего поля с беспроводным приемопередатчиком и передачу мобильным устройством определенного приблизительного местоположения мобильного устройства беспроводному приемопередатчику по установленной линии связи ближнего поля.

10. Способ по п. 1, в котором прием мобильным устройством информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика включает в себя прием мобильным устройством информации от датчиков, полученной от датчика беспроводного приемопередатчика.

11. Способ по п. 10, в котором прием мобильным устройством информации от датчиков, полученной от датчика беспроводного приемопередатчика, включает в себя прием информации от датчиков, полученной по меньшей мере от одного из перечисленного:
акселерометр,
гироскоп,
магнитометр и
датчик давления.

12. Способ по п. 1, в котором определение приблизительного местоположения мобильного устройства включает в себя определение приблизительного местоположения мобильного устройства на основе информации, полученной от датчиков мобильного устройства.

13. Способ по п. 12, в котором определение приблизительного местоположения мобильного устройства на основе информации, полученной от датчиков мобильного устройства, включает в себя определение приблизительного местоположения мобильного устройства на основе информации, полученной по меньшей мере от одного из перечисленного:
акселерометр,
гироскоп,
магнитометр и
датчик давления.

14. Мобильное устройство, содержащее:
запоминающее устройство, содержащее сохраненные на нем исполняемые процессором команды; и
процессор, соединенный с запоминающим устройством и сконфигурированный для исполнения сохраненных на запоминающем устройстве команд, которые побуждают его к выполнению операций, содержащих:
определение приблизительного местоположения мобильного устройства;
группирование с беспроводным приемопередатчиком вблизи мобильного устройства для образования коммуникационной группы;
передачу беспроводному приемопередатчику определенного приблизительного местоположения мобильного устройства;
прием информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика; и
определение более точного местоположения мобильного устройства на основе информации о местоположении, принятой от беспроводного приемопередатчика.

15. Мобильное устройство по п. 14, в котором процессор сконфигурирован для исполнения сохраненных на запоминающем устройстве команд, которые побуждают его к выполнению операций так, что:
группирование с беспроводным приемопередатчиком вблизи мобильного устройства для образования коммуникационной группы включает в себя группирование мобильного устройства с несколькими беспроводными приемопередатчиками вблизи мобильного устройства для образования коммуникационной группы; и
прием информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика включает в себя прием информации о местоположении от упомянутых нескольких беспроводных приемопередатчиков в коммуникационной группе.

16. Мобильное устройство по п. 14, в котором процессор сконфигурирован для исполнения сохраненных на запоминающем устройстве команд, которые побуждают его к выполнению операций так, что группирование с беспроводным приемопередатчиком вблизи мобильного устройства включает в себя группирование со вторым мобильным устройством.

17. Мобильное устройство по п. 14, в котором процессор сконфигурирован для исполнения сохраненных на запоминающем устройстве команд, которые побуждают его к выполнению операций так, что прием информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика включает в себя прием координаты по широте, координаты по долготе и координаты по высоте.

18. Мобильное устройство по п. 14, в котором процессор сконфигурирован для исполнения сохраненных на запоминающем устройстве команд, которые побуждают его к выполнению операций, дополнительно содержащих:
передачу на сервер информации, относящейся к определенному более точному местоположению мобильного устройства, и принятой информации о местоположении;
прием от сервера обновленной информации о местоположении; и
повторное вычисление более точного местоположения мобильного устройства на основе обновленной информации о местоположении, принятой от сервера.

19. Мобильное устройство по п. 18, в котором процессор сконфигурирован для исполнения сохраненных на запоминающем устройстве команд, которые побуждают его к выполнению операций так, что передача на сервер информации, относящейся к определенному более точному местоположению мобильного устройства, и принятой информации о местоположении включает в себя передачу информации на сервер за пределами полосы.

20. Мобильное устройство по п. 18, в котором процессор сконфигурирован для исполнения сохраненных на запоминающем устройстве команд, которые побуждают его к выполнению операций так, что передача на сервер информации, относящейся к определенному более точному местоположению мобильного устройства, и принятой информации о местоположении включает в себя передачу информации от датчиков, полученной по меньшей мере от одного из перечисленного:
акселерометр,
гироскоп,
магнитометр и
датчик давления.

21. Мобильное устройство по п. 14, в котором процессор сконфигурирован для исполнения сохраненных на запоминающем устройстве команд, которые побуждают его к выполнению операций, дополнительно содержащих:
детектирование движения мобильного устройства; и
повторное вычисление приблизительного местоположения мобильного устройства в ответ на детектирование движения.

22. Мобильное устройство по п. 14, в котором процессор сконфигурирован для исполнения сохраненных на запоминающем устройстве команд, которые побуждают его к выполнению операций, дополнительно содержащих:
установление соединения с первой телекоммуникационной сетью; и
установление линии связи ближнего поля с беспроводным приемопередатчиком, связанным со второй телекоммуникационной сетью;
при этом процессор сконфигурирован для исполнения сохраненных на запоминающем устройстве команд так, что передача определенного приблизительного местоположения мобильного устройства беспроводному приемопередатчику включает в себя передачу определенного приблизительного местоположения мобильного устройства беспроводному приемопередатчику по упомянутой линии связи ближнего поля.

23. Мобильное устройство по п. 14, в котором процессор сконфигурирован для исполнения сохраненных на запоминающем устройстве команд, которые побуждают его к выполнению операций так, что прием информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика включает в себя прием информации от датчиков, полученной от датчика беспроводного приемопередатчика.

24. Мобильное устройство по п. 23, в котором процессор сконфигурирован для исполнения сохраненных на запоминающем устройстве команд, которые побуждают его к выполнению операций так, что прием информации от датчиков, полученной от датчиков беспроводного приемопередатчика, включает в себя прием информации от датчиков, полученной по меньшей мере от одного из перечисленного:
акселерометр,
гироскоп,
магнитометр и
датчик давления.

25. Мобильное устройство по п. 14, в котором процессор сконфигурирован для исполнения сохраненных на запоминающем устройстве команд, которые побуждают его к выполнению операций так, что определение приблизительного местоположения мобильного устройства включает в себя определение приблизительного местоположения мобильного устройства на основе информации, полученной отдатчиков мобильного устройства.

26. Мобильное устройство по п. 25, в котором процессор сконфигурирован для исполнения сохраненных на запоминающем устройстве команд, которые побуждают его к выполнению операций так, что определение приблизительного местоположения мобильного устройства на основе информации, полученной от датчиков мобильного устройства, включает в себя определение приблизительного местоположения мобильного устройства на основе информации, полученной по меньшей мере от одного из перечисленного:
акселерометр,
гироскоп,
магнитометр и
датчик давления.

27. Постоянный машиночитаемый носитель, содержащий сохраненные на нем исполняемые процессором программные команды, сконфигурированные, чтобы побуждать процессор мобильного устройства выполнять операции, содержащие:
определение приблизительного местоположения мобильного устройства;
группирование мобильного устройства с беспроводным приемопередатчиком вблизи мобильного устройства для образования коммуникационной группы;
передачу беспроводному приемопередатчику определенного приблизительного местоположения мобильного устройства;
прием информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика; и
определение более точного местоположения мобильного устройства на основе информации о местоположении, принятой от беспроводного приемопередатчика.

28. Постоянный машиночитаемый носитель по п. 27, причем сохраненные на нем исполняемые процессором программные команды сконфигурированы, чтобы побуждать процессор мобильного устройства выполнять операции так, что:
группирование мобильного устройства с беспроводным приемопередатчиком вблизи мобильного устройства для образования коммуникационной группы включает в себя группирование мобильного устройства с несколькими беспроводными приемопередатчиками вблизи мобильного устройства для образования коммуникационной группы; и
прием информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика включает в себя прием информации о местоположении от упомянутых нескольких беспроводных приемопередатчиков коммуникационной группы.

29. Постоянный машиночитаемый носитель по п. 27, причем сохраненные на нем исполняемые процессором программные команды сконфигурированы, чтобы побуждать процессор мобильного устройства выполнять операции так, что группирование с беспроводным приемопередатчиком вблизи мобильного устройства включает в себя группирование со вторым мобильным устройством.

30. Постоянный машиночитаемый носитель по п. 27, причем сохраненные на нем исполняемые процессором программные команды сконфигурированы, чтобы побуждать процессор мобильного устройства выполнять операции так, что прием информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика включает в себя прием координаты по широте, координаты по долготе и координаты по высоте.

31. Постоянный машиночитаемый носитель по п. 27, причем сохраненные на нем исполняемые процессором программные команды сконфигурированы, чтобы побуждать процессор мобильного устройства выполнять операции, дополнительно содержащие:
передачу на сервер информации, относящейся к определенному более точному местоположению мобильного устройства, и принятой информации о местоположении;
прием от сервера обновленной информации о местоположении; и
повторное вычисление более точного местоположения мобильного устройства на основе обновленной информации о местоположении, принятой от сервера.

32. Постоянный машиночитаемый носитель по п. 31, причем сохраненные на нем исполняемые процессором программные команды сконфигурированы, чтобы побуждать процессор мобильного устройства выполнять операции так, что передача на сервер информации, относящейся к определенному более точному местоположению мобильного устройства, и принятой информации о местоположении включает в себя передачу информации на сервер за пределами полосы.

33. Постоянный машиночитаемый носитель по п. 31, причем сохраненные на нем исполняемые процессором программные команды сконфигурированы, чтобы побуждать процессор мобильного устройства выполнять операции так, что передача на сервер информации, относящейся к определенному более точному местоположению мобильного устройства, и принятой информации о местоположении включает в себя передачу информации от датчиков, полученной по меньшей мере от одного из перечисленного:
акселерометр,
гироскоп,
магнитометр и
датчик давления.

34. Постоянный машиночитаемый носитель по п. 27, причем сохраненные на нем исполняемые процессором программные команды сконфигурированы, чтобы побуждать процессор мобильного устройства выполнять операции, дополнительно содержащие:
детектирование движения мобильного устройства; и
повторное вычисление приблизительного местоположения мобильного устройства в ответ на детектирование движения.

35. Постоянный машиночитаемый носитель по п. 27, причем сохраненные на нем исполняемые процессором программные команды сконфигурированы, чтобы побуждать процессор мобильного устройства выполнять операции, дополнительно содержащие:
установление соединения с первой телекоммуникационной сетью; и
установление линии связи ближнего поля с беспроводным приемопередатчиком, связанным со второй телекоммуникационной сетью;
при этом сохраненные исполняемые процессором программные команды сконфигурированы, чтобы побуждать процессор выполнять операции так, что передача определенного приблизительного местоположения мобильного устройства беспроводному приемопередатчику включает в себя передачу определенного приблизительного местоположения мобильного устройства беспроводному приемопередатчику по линии связи ближнего поля.

36. Постоянный машиночитаемый носитель по п. 27, причем сохраненные на нем исполняемые процессором программные команды сконфигурированы, чтобы побуждать процессор мобильного устройства выполнять операции так, что прием информации о местоположении от беспроводного приемопередатчика включает в себя прием информации от датчиков, полученной от датчика беспроводного приемопередатчика.

37. Постоянный машиночитаемый носитель по п. 36, причем сохраненные на нем исполняемые процессором программные команды сконфигурированы, чтобы побуждать процессор мобильного устройства выполнять операции так, что прием информации от датчиков, полученной от датчиков беспроводного приемопередатчика, включает в себя прием информации от датчиков, полученной по меньшей мере от одного из перечисленного:
акселерометр,
гироскоп,
магнитометр и
датчик давления.

38. Постоянный машиночитаемый носитель по п. 27, причем сохраненные на нем исполняемые процессором программные команды сконфигурированы, чтобы побуждать процессор мобильного устройства выполнять операции так, что определение приблизительного местоположения мобильного устройства включает в себя определение приблизительного местоположения мобильного устройства на основе информации, полученной от датчиков мобильного устройства.

39. Постоянный машиночитаемый носитель по п. 38, причем сохраненные на нем исполняемые процессором программные команды сконфигурированы, чтобы побуждать процессор мобильного устройства выполнять операции так, что определение приблизительного местоположения мобильного устройства на основе информации, полученной от датчиков мобильного устройства, включает в себя определение приблизительного местоположения мобильного устройства на основе информации, полученной по меньшей мере от одного из перечисленного:
акселерометр,
гироскоп,
магнитометр и
датчик давления.