Los diferentes sistemas de localización para terminales de redes móviles celulares ofrecen referencias absolutas sobre la ubicación de los terminales:

coordenadas de posicionamiento geográfico, códigos postales, información de cruces de calles o kilométricas referidas a vías de circulación. El sistema de co-localización propuesto permite saber si varios terminales se encuentran en la misma celda, en celdas adyacentes o en la misma área de localización sin intervención por parte del operador de telecomunicación. Para conseguirlo, el sistema de co-localización extrae, transmite y analiza los parámetros de señalización de los terminales conectados a la red. La co-localización es de interés para servicios o aplicaciones que no necesitan de conocer la ubicación geográfica absoluta de los terminales móviles pero requieren conocer el nivel de proximidad entre ellos. Se proponen modos de explotación de la invención sobre redes GSM, UMTS y WLAN

Co-localización entre terminales inalámbricos a partir de los parámetros radio de señalización de red.

La presente invención consiste en extraer los datos de conexión de los terminales móviles y transmitirlos desde el propio terminal hasta el sistema de co-localización. Los datos de conexión del terminal móvil permiten identificar de modo único la celda con la cual está conectado móviles terminal. Comparando esta información proporcionada por cada móvil, el sistema de co-localización permite descubrir si los móviles están conectados con la misma celda o con celdas adyacentes estableciendo diferentes niveles de proximidad entre terminales móviles sin conocer su ubicación absoluta. La co-localización es posible solamente entre terminales que comparten con el sistema sus parámetros radio de señalización. Estos parámetros se encuentran en el propio terminal así que no es necesaria la colaboración del operador de telecomunicaciones.

Estado de la técnica y antecedentes de la invención

Los sistemas de localización en entornos de comunicaciones móviles celulares han sido fruto de intensa labor de investigación durante los últimos años. Se dispone actualmente de diferentes métodos que explotan la información reportada por el terminal móvil en sistemas de segunda, tercera generación de telefonía móvil y redes de datos inalámbricas para estimar la posición absoluta del terminal móvil.

Los sistemas más básicos utilizan la información de registro y asociación (attachment) de los terminales móviles para ofrecer una precisión a nivel de celda o sector. En estos sistemas no es posible diferenciar la ubicación de terminales que se encuentren recibiendo servicio de la misma estación base.

La precisión de la localización es mejorada gracias a la cooperación del terminal móvil reportando las medidas de potencia de las estaciones base vecinas. Los algoritmos de triangularización, conjuntamente con las ubicaciones de las estaciones base de las cuales el terminal reporta medidas, permite aproximar mejor su situación. La precisión mejora con el uso de radio mapas y complejos algoritmos que permiten cotejar las medidas reportadas por el móvil con medidas de campo previamente tomadas y mapeadas en una base de datos.

Otras técnicas de localización sacan provecho de sistemas ajenos a los móviles celulares como el sistema de posicionamiento global (GPS). Estos sistemas disponen de información de localización a partir de sistemas satelitales que requieren de un sistema hardware específico para poder recibir y procesar dicha información. Estos sistemas no funcionan en el interior de los edificios dada la falta de visibilidad con los satélites que lo soportan.

Finalmente aparecen sistemas mixtos que correlan las diferentes informaciones de localización provenientes de los propios sistemas de comunicaciones móviles celulares, sistemas de posicionamiento global y redes de datos móviles para ubicar con más precisión a los diferentes terminales.

Para poder calcular la posición absoluta de un terminal móvil, todos estos métodos necesitan disponer de acceso a la base de datos geográfica de los sitios radio de los operadores de telecomunicaciones móviles. Con lo cual estas técnicas implican la colaboración de los operadores de telecomunicaciones.

Explicación de la invención

La invención presentada aquí plantea el concepto de co-localización o proximidad relativa entre terminales inalámbricos. Este concepto explota la característica de las redes inalámbricas, GSM, UMTS y WLAN al estar formadas por celdas radio que cubren una cierta área geográfica.

Para acceder al servicio cada móvil realiza unas medidas radio e intercambios de datos con la red dentro de la celda donde se encuentran. Estos datos de señalización procesados en el terminal permiten al sistema de co-localización identificar de modo único las celdas con las cuales están conectados.

Para determinar si dos o más móviles se encuentran en la misma celda o en dos celdas adyacentes, los datos de señalización son extraídos del propio terminal y enviados al sistema de co-localización.

Por tanto, se trata de un método de determinación del posicionamiento relativo, que no proporciona la ubicación exacta del terminal y que tiene una precisión igual al tamaño de una celda radio. Es decir que el método de co- localización no puede hacer la diferencia entre dos móviles a unos metros el uno del otro o a dos puntos opuestos en la misma celda.

La co-localización permite el desarrollo de aplicaciones y servicios móviles que requieran conocer el nivel de proximidad entre terminales sin la cooperación del operador de telecomunicaciones dando servicio.

A continuación se presentan tres modos de explotación del servicio: uno orientado a sistemas de comunicaciones móviles que siguen los sistemas digitales de segunda generación o Global System for Mobile Communications (GSM), un segundo modo de explotación para el sistema de tercera generación Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) y finalmente un modo de explotación centrado en redes de datos inalámbricas (WLAN).

Sistema de co-localización de terminales GSM

Seguidamente se detalla la invención aplicada al sistema de comunicaciones móviles de segunda generación GSM. Se trata, por tanto, de una implementación práctica tomando como ejemplo los parámetros del sistema GSM que son medidos en los terminales móviles (Mobile Station, MS) para poder proceder según la operativa habitual de GSM.

Diseño de la red GSM

Para ofrecer su servicio de telecomunicaciones, cada operador de red celular despliega sus propias celdas radio en el fin de cubrir el territorio. Cada sistema GSM tiene un número de canales de frecuencia limitado (Absolut Radio Frequency Channel Number, ARFCN): GSM900, 124 canales; GSM1800, 374 canales y GSM1900, 299 canales.

La escasez del espectro radio implica la adjudicación de un numero limitado de canales a cada operador. Para ofrecer el servicio en todas partes con la mejor calidad, el operador tiene que reutilizar sus canales de frecuencias y concebir un plan de frecuencias (frequency planning). Gracias a una figura de reutilización (Reuse Pattern) los mismos canales de frecuencia son reutilizados a una distancia superior a la distancia de atenuación radio (figura 1). Esta distancia mínima entre los mismos canales de frecuencia es necesaria para evitar las interferencias. Es calculada gracias a unas reglas teóricas de planificación de frecuencia, teniendo en cuenta el tipo de figura de reutilización y el sistema de frecuencias considerado (GSM900, GSM1800 o GSM1900).

A fin de diferenciar un mismo canal de frecuencia re-usado en dos celdas distintas, el equipo de planificación del operador asigna un mismo código BSIC (Base Station Identity Code) a celdas vecinas que usan diferentes frecuencias (figura 2).

El BSIC es un código formado por 6 bits, transmitido en toda la celda en el canal lógico SCH (Synchronisation Channel) gracias a la frecuencia guía (Beacon Frequency) de la misma celda.

El BSIC contiene 3 bits de NCC (Network Colour Code) y 3 bits de BCC (Base Colour Code). El NCC es principalmente usado para diferenciar frecuencias de operadores en dos países adyacentes. El BCC permite diferenciar un mismo canal de frecuencia re-usado por el operador. El Terminal móvil indica el BSIC de la celda con la cual esta conectado en el canal de acceso RACH (Random Access CHannel) para impedir que otra celda con la misma frecuencia asigne un canal inútil para el Terminal.

Para controlar la movilidad de los terminales, el operador crea sus propias áreas de localización, constituidas por un conjunto de celdas cuya identificación se hace de modo único gracias al código de identificación de celda (Cell Identity, CI). Estas áreas de localización están identificadas por un código único, el LAI (Location Area Identity). El LAI es constituido por el MCC (Mobile Country Code), el MNC (Mobile Network Code) y el LAC (Location Area Code).

Estos códigos son transmitidos en el canal lógico BCCH (Broadcast Control CHannel) de la frecuencia guía de las celdas (beacon frecuency).

Cuando un terminal cambia de área de localización tiene que actualizar el LAI, realiza una actualización de localización (Location Up Date) indicando a la red su presencia en una nueva LAI donde podrá ser llamado (paging).

Selección de PLMN y de celda por el terminal

Encendido por primera vez, el terminal...

1. Método de co-localización de terminales para redes radio inalámbricas basado en los parámetros radio de señalización transmitidos por la red de acceso móvil para establecer diferentes niveles de co-localización o proximidad entre terminales móviles que comprende los pasos siguientes:

2. Método según la reivindicación 1 caracterizado por utilizar los parámetros estandarizados por el 3GPP en redes GSM incluyendo Local Area Identity (LAI) y Cell Identity (CI) permitiendo co-localizar terminales móviles a nivel de celda o sector radio y a nivel de área de localización.

3. Método según la reivindicación 1 caracterizado por utilizar los parámetros estandarizados por el 3GPP en redes UMTS incluyendo Local Area Identity (LAI), Routing Area Identity (RAI) y Cell Identity (CI) permitiendo co-localizar terminales móviles a nivel de celda o sector radio, a nivel de área de encaminamiento y a nivel de área de localización.

4. Método según la reivindicación 1 caracterizado por utilizar los parámetros estandarizados por el ANSI/IEEE en redes 802.11 incluyendo Basic Set of Services Identifier (BSSID) y la dirección física de los terminales (MAC) permitiendo co-localizar terminales móviles a nivel de celda radio y a nivel de conjunto de celdas.