Determinación de posición inalámbrica usando las mediciones ajustadas del tiempo de ida y vuelta.

Un procedimiento para determinar inalámbricamente una posición de una estación móvil

(108), que comprende: medir (1110) un tiempo de ida y vuelta, RTT, a cada uno de una pluralidad de puntos de acceso inalámbricos (104, 106, 311);

obtener (1115) un tiempo de procesamiento inicial para cada uno de los puntos de acceso inalámbricos, en el que el tiempo de procesamiento inicial obtenido se determinó (1105, 605) en base a mediciones de RTT anteriores y localizaciones calculadas asociadas;

calcular (1120) la posición de la estación móvil en base a los tiempos de ida y vuelta medidos y los tiempos de procesamiento determinados, y

actualizar (1125) el tiempo de procesamiento determinado en base a la posición calculada.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12008413.

Solicitante: QUALCOMM INCORPORATED.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 5775 MOREHOUSE DRIVE SAN DIEGO, CA 92121-1714 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: NAGUIB,AYMAN,FAWZY, AGGARWAL,ALOK, SRIDHARA,VINAY, DAS,SAUMITRA MOHAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Establecimiento de la posición mediante la coordinación... > G01S5/14 (Por determinación de distancias absolutas a una pluralidad de puntos espaciados de emplazamiento conocido)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Establecimiento de la posición mediante la coordinación... > G01S5/02 (usando ondas de radio (G01S 19/00  tiene prioridad))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > H04W64/00 (Localización de usuarios o terminales para propósitos de gestión de la red, p. ej. gestión de movilidad)

PDF original: ES-2511190_T3.pdf

 

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Determinación de posición inalámbrica usando las mediciones ajustadas del tiempo de ida y vuelta.

Fragmento de la descripción:

Determinación de posición inalámbrica usando las mediciones ajustadas del tiempo de ida y vuelta Campo de la revelación

Los aspectos de la presente revelación se refieren, en general, a sistemas de comunicaciones inalámbricas y, más específicamente, a procedimientos de determinación de posición mejorada y aparatos para su uso con y/o por los dispositivos móviles inalámbricos

Antecedentes

Las redes de comunicaciones móviles están en el proceso de ofrecer capacidades cada vez más sofisticadas asociadas con el movimiento y/o la localización de la posición de un dispositivo móvil. Nuevas aplicaciones de software, tales como, por ejemplo, las relacionadas con la productividad del personal, las comunicaciones colaborativas, la conexión en redes sociales, y/o la adquisición de datos, pueden usar los sensores de movimiento y/o de posición para proporcionar nuevas características y servicios a los clientes. Además, algunos requisitos regulatorios de diversas jurisdicciones pueden requerir que un operador de red informe de la localización de un dispositivo móvil cuando el dispositivo móvil realiza una llamada a un servicio de emergencia, tal como una llamada al 911 en los Estados Unidos.

En las redes celulares digitales convencionales, la capacidad de localización de posición se puede proporcionar por diversas técnicas de medición del tiempo y/o la fase. Por ejemplo, en las redes CDMA, un enfoque de determinación de la posición usado es la Trilaterización de Enlaces Directos Avanzada (AFLT). Usando la AFLT un dispositivo móvil puede calcular su posición a partir de las mediciones de fase de las señales piloto transmitidas desde una pluralidad de estaciones base. Se ha realizado mejoras a la AFLT usando técnicas de localización de posición híbridas, donde la estación móvil puede emplear un receptor del Sistema de Posicionamiento por Satélite (SPS). El receptor de SPS puede proporcionar información de posición independiente de la información derivada de las señales transmitidas por las estaciones base. Además, la precisión de la posición se puede mejorar combinando mediciones derivadas de ambos sistemas SPS y AFLT, usando técnicas convencionales.

Sin embargo, las técnicas de localización de la posición convencionales basadas en señales proporcionadas por el SPS y/o las estaciones base celulares pueden encontrar dificultades cuando el dispositivo móvil está operando dentro de un edificio y/o dentro de entornos urbanos. En tales situaciones, la reflexión y la refracción de las señales, las multitrayectorias, y/o la atenuación de la señal pueden reducir significativamente la precisión de la posición y pueden ralentizar el "tiempo de fijación" a periodos de tiempo inaceptablemente largos. Estos inconvenientes se pueden superar teniendo los dispositivos móviles señales de explotación desde otras redes inalámbricas existentes, tales como la red Wi-Fi (por ejemplo, las normativas IEEE 802.11 x) para deducir información de posición. Las técnicas de determinación de posición convencionales usadas en otras redes inalámbricas existentes pueden usar las mediciones del tiempo de ida y vuelta (RTT) derivadas de las señales usadas dentro de estas redes.

El uso de las técnicas de medición de RTT para determinar con precisión la posición usualmente involucra el conocimiento de los tiempos de retardo incurridos por las señales inalámbricas cuando se propagan a través de diversos dispositivos de red que comprenden la red. Tales retardos pueden ser variables, espacialmente debido a, por ejemplo, multitrayectorias y/o interferencias de señal. Además, tales retardos de procesamiento pueden cambiar con el tiempo en base al tipo de dispositivo de red y/o la carga de la conexión en red actual del dispositivo de red. En la práctica, cuando se emplean técnicas de posicionamiento RTT convencionales, la estimación de los tiempos de retardo del procesamiento puede involucrar cambios hardware en los puntos de acceso inalámbricos, y/o las huellas de radiación anteriores al despliegue y/o la calibración del entorno operativo que emplean tiempo.

Por consiguiente, puede ser deseable implementar diversos modelos, solos o en combinación, que aprovechen las propiedades de las señales inalámbricas (tales como, por ejemplo, el RTT, la intensidad de la señal, etc.) que pueden mejorar la determinación de la posición al tiempo que evitan costosos esfuerzos anteriores al despliegue y/o cambios en la infraestructura de red.

Se llama la atención sobre el documento WO 2007/056738 A2 que describe técnicas para el posicionamiento de los puntos de acceso y terminales en las redes WLAN y otras redes inalámbricas. Para el posicionamiento de los puntos de acceso, las mediciones se obtienen para al menos un punto de acceso en una WLAN. Las mediciones se pueden basar en secuencias de transmisión (por ejemplo, tramas de baliza) transmitidas periódicamente por cada uno de los puntos de acceso. Las mediciones se pueden realizar por múltiples terminales en diferentes localizaciones o un único terminal móvil en localizaciones diferentes. La localización de cada uno de los puntos de acceso se determina en base a las mediciones y localizaciones conocidas de los terminales. Para el posicionamiento de los terminales, se obtienen las mediciones para al menos un punto de acceso en una WLAN. La localización del terminal se determina en base a las mediciones y la localización conocida de cada uno de los puntos de acceso. Las mediciones pueden ser las mediciones del tiempo de ida y vuelta (RTT), las mediciones de las diferencias de tiempo observadas (OTD), las mediciones del tiempo de llegada (TOA), las mediciones de la intensidad de la señal, las mediciones de la calidad de la señal, etc.

Además se llama la atención sobre el documento US 2004/235499 A1 que describe un sistema y un procedimiento para realización de la fluctuación y posicionamiento usando el procedimiento para la transmisión y recepción de paquetes entre un transmisión y un receptor. Un primer conjunto de radio transmite paquetes a un segundo conjunto de radio como un receptor. El segundo conjunto de radio devuelve los paquetes sin fallo después de un lapso de tiempo (desde la detección de los paquetes) lo que corresponde a un múltiplo entero de una unidad de tiempo prescrita. El primer conjunto de radio cuenta, usando su contador, el tiempo que ha transcurrido desde su transmisión de paquetes a su detección de paquetes procedentes del segundo conjunto de radio. El resto de tiempo, contado de este modo después de restar el tiempo empleado por el segundo conjunto de radio desde la detección del paquete a la devolución del paquete y el tiempo de procesamiento del primer conjunto de radio propiamente se convierte a la distancia de propagación entre el primer conjunto de radio y el segundo conjunto de radio como un receptor.

También se llama la atención sobreun artículo de MACCRADY D y otros titulado "Mobile Ranging With Low Accuracy Cloks" RADIO AND WIRELESS CONFERENCE, 1999, RAWCON 99. 1999 IEEE DENVER, CO, USA del 1 al 4 de agosto de 1999, PISCATAWAY, NJ, USA, IEEE, US LNKD - DOI: 10.1109 / RAWCON, 1999.810937, del 1 de agosto de 1999 (01-08-1999), páginas 85 - 88, XP010365195 ISBN: 978-0-7803-5454-8. En dicho artículo, los autores abordan una técnica de localización de la posición que proporciona información de localización dentro de milisegundos y se integra en un sistema portátil, de comunicaciones de espectro difundido de secuencia directa (DSSS). Los autores usan una forma de onda de DSSS normalizada, con una tasa de segmentación del estado de la técnica para proporcionar una capacidad de localización de la posición con una precisión de menos de un metro en entornos multitrayectoria severos. Los autores usan una técnica de medición... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para determinar inalámbricamente una posición de una estación móvil (108), que comprende:

medir (1110) un tiempo de ida y vuelta, RTT, a cada uno de una pluralidad de puntos de acceso inalámbricos (104, 106, 311);

obtener (1115) un tiempo de procesamiento inicial para cada uno de los puntos de acceso inalámbricos, en el que el tiempo de procesamiento inicial obtenido se determinó (1105, 605) en base a mediciones de RTT anteriores y localizaciones calculadas asociadas;

calcular (1120) la posición de la estación móvil en base a los tiempos de ida y vuelta medidos y los tiempos de procesamiento determinados, y

actualizar (1125) el tiempo de procesamiento determinado en base a la posición calculada.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el tiempo de procesamiento inicial para cada uno de los puntos de acceso inalámbrico se obtuvo desde un servidor.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el tiempo de procesamiento inicial para cada uno de los puntos de acceso inalámbrico se obtuvo desde una memoria almacenada en la estación móvil.

4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, que comprende además:

determinar (1135) que los tiempos de procesamiento actualizados no han convergido;

medir (1141) el tiempo de ida y vuelta a cada uno de la pluralidad de puntos de acceso inalámbrico;

calcular (1145) una posición posterior de la estación móvil usando los tiempos de ida y vuelta medidos y los

tiempos de procesamiento determinados actualizados;

retinar (1150) el tiempo de procesamiento actualizado para cada uno de los puntos de acceso inalámbricos en base a la posición posterior de la estación móvil.

5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, que comprende además:

determinar (1135) que los tiempos de procesamiento actualizados han convergido; determinar (1141) que la estación móvil ha cambiado de posición;

medir (1145) un tiempo de ida y vuelta a cada uno de una pluralidad de puntos de acceso inalámbricos; y calcular una posición de la estación móvil usando los tiempos de ida y vuelta medidos y los tiempos de procesamiento determinados actualizados.

6. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, en el que la medición de un tiempo de ida y vuelta al punto de acceso inalámbrico comprende además:

transmitir un paquete desde la estación móvil al punto de acceso; registrar un primer tiempo de cuando se envió el paquete transmitido,

recibir un paquete de respuesta desde el punto de acceso inalámbrico en respuesta al paquete transmitido; registrar un segundo tiempo de cuando se recibió el paquete de respuesta; y calcular la diferencia entre el segundo tiempo registrado y el primer tiempo registrado.

7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que el paquete transmitido usa un paquete de destino único por el que la estación móvil no se asocia con el punto de acceso inalámbrico, o

en el que el paquete transmitido usa un paquete por el que la estación móvil se asocia con el punto de acceso inalámbrico.

8. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la estación móvil y los puntos de acceso inalámbrico operan de acuerdo las normativas 802.11 de IEEE, de una pico-red celular, de una femtocélula celular, y/o de Bluetooth.

9. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, en el que el cálculo de la posición de la estación móvil comprende además:

seleccionar la pluralidad de puntos de acceso inalámbricos en base a las intensidades de señal recibidas; determinar las posiciones de cada uno de los puntos de acceso inalámbricos seleccionados; calcular una distancia entre la estación móvil y cada uno de los puntos de acceso inalámbricos usando el tiempo de ida y vuelta medido y el tiempo de procesamiento determinado; y

realizar la trilaterización en base a la distancia calculada y una posición para cada uno de los puntos de acceso inalámbrico.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que la posición de cada uno de los puntos de acceso inalámbrico seleccionado está definido en un sistema de coordenadas normalizado.

11. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, en el que la actualización del tiempo de procesamiento determinado para cada uno de los puntos de acceso inalámbricos comprende además:

calcular una distancia a cada uno de los puntos de acceso inalámbricos en base a la posición calculada de la estación móvil y las posiciones de los puntos de acceso inalámbrico; y

calcular un nuevo tiempo de procesamiento para cada uno de los puntos de acceso inalámbricos en base al tiempo de ida y vuelta medido a cada uno de los puntos de acceso inalámbricos y la distancia calculada a cada 5 uno de los puntos de acceso inalámbricos.

12. Un aparato para determinar inalámbricamente una posición de una estación móvil (108), que comprende:

medios para medir (1110) un tiempo de ida y vuelta, RTT, a cada uno de una pluralidad de puntos de acceso inalámbricos (104, 106, 311);

medios para obtener (1115) un tiempo de procesamiento inicial para cada uno de los puntos de acceso 10 inalámbricos, en el que el tiempo de procesamiento inicial obtenido se determinó (1105, 605) en base a

mediciones de RTT anteriores y localizaciones calculadas asociadas;

medios para calcular (1120) la posición de la estación móvil en base a los tiempos de ida y vuelta medidos y los tiempos de procesamiento determinados, y

medios para actualizar (1125) el tiempo de procesamiento determinado en base a la posición calculada.

13. El aparato de la reivindicación 12 en el que el tiempo de procesamiento inicial para cada uno de los puntos de

acceso inalámbrico se obtuvo desde un servidor.

14. El aparato de la reivindicación 12 en el que el tiempo de procesamiento inicial para cada uno de los puntos de acceso inalámbrico se obtuvo desde la memoria almacenada en la estación móvil.

15. Un medio legible por ordenador que comprende instrucciones, que cuando se ejecutan por uno o más 20 procesadores causa que los procesadores realicen el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.