CÁLCULO DE CALIDAD DE LA CARACTERIZACIÓN DEL PUNTO DE ACCESO WLAN PARA USO EN UIN SISTEMA DE POSICIONAMENTO WLAN.

Un método en un sistema de posicionamiento que tiene una pluralidad de puntos de acceso Wi-Fi (201) en un área objetivo,

teniendo por lo menos uno de los puntos de acceso Wi-Fi características estimadas, donde el método comprende:

clasificar por lo menos uno de los puntos de acceso Wi-Fi de la pluralidad, donde la clasificación se basa en determinar una medida de calidad para precisión de la estimación de las características del punto de acceso Wi-Fi, incluyendo las características por lo menos uno de:

una ubicación geográfica estimada del punto de acceso Wi-Fi y características de propagación de radio del punto de acceso Wi-Fi.

Calculo de calidad de la caracterización del punto de acceso wlan para uso en un sistema de posicionamiento wlan Campo de la invención La invención se refiere en general a sistemas de posicionamiento y, mas específicamente, a metodos y sistemas para clasificar puntos de acceso WLAN (Wireless Local Area Network) en un sistema de posicionamiento WLAN. La invención se refiere ademas a calcular la calidad de estimación de las caracterfsticas de los puntos de acceso WLAN y a clasificar una base de datos de referencia correspondiente.

Analisis de la tecnica relacionada La determinación de la posición es el componente principal de los sistemas de navegación y de cualquier Servicio 10 Basado en Localización (LBS) .

La proliferación de los puntos de acceso WLAN en los ultimos anos cre6 un manto de ondas de radio WLAN en todas partes. Por lo tanto, practicamente en cualquier sitio, existe una gran posibilidad de detectar ondas de radio WLAN, especialmente en areas urbanas. El crecimiento exponencial de WLAN, y el hecho de que pueden encontrarse practicamente en cualquier parte, iniciaron la idea de apalancarlos para un sistema de posicionamiento 15 metropolitano para areas interiores y exteriores. En un sistema de posicionamiento WLAN metropolitano, la localización de los puntos de acceso se utiliza como puntos de referencia, y la Intensidad de la Senal Recibida (Received Signal Strength o RSS) de un punto de acceso WLAN se utiliza como un indicador de una distancia de un usuario final desde los puntos de acceso WLAN que el usuario detecta en cualquier momento. Conociendo la distancia del usuario final desde los puntos de acceso WLAN, se puede determinar la localización del usuario final.

La traducción de la Intensidad de la Senal Recibida del receptor a distancia depende de asumir un modo de canal de radio específico. Idealmente, si el modelo de canal de radio se conociera con exactitud, podrfa encontrarse la distancia exacta del usuario final a los puntos de acceso WLAN.

Los sistemas de posicionamiento basados en WLAN para interiores y exteriores han sido explorados por un par de laboratorios de investigación, pero ninguno de ellos incluy6 una estimación de velocidad y demora en su sistema. 25 Los intentos de investigación mas importantes en esta area han sido realizados por PlaceLab (www.placelab.com, un proyecto patrocinado por Microsoft e Intel) , University of California San Diego, proyecto ActiveCampus (ActiveCampus - Sustaining Educational Communities through Mobile Technology, informe tecnico #CS2002-0714) , y el sistema de localización amplia del campus del MIT, y se evalu6 a traves de diversos proyectos pequenos en Dartmouth college (p. ej., M. Kim, J.J. Fielding y D. Kotz, "Risks of using AP locations discovered through war driving") .

Ha habido una serie de ofertas comerciales de sistemas de localización Wi-Fi dirigidos a posicionamiento en interiores (Vease, p. ej., Kavitha Muthukrishnan, Maria Lijding, Paul Havinga, Towards Smart Surroundings: Enabling Techniques and Technologies for Localization, Proceedings of the International Workshop on Location and Context-Awareness (LoCA 2005) en Pervasive 2005, mayo 2005, y Hazas, M., Scott, J., Krumm, J.: Location-Aware Computing Comes of Age. IEEE Computer, 37 (2) :95-97, feb 2004 005, Pa005, paginas 350-362) . Estos sistemas estan disenados para dirigirse al rastreo de patrimonio y de personas dentro de un entorno controlado como un campus corporativo, una unidad hospitalaria o un muelle de carga. El ejemplo clasico serfa tener un sistema que pueda monitorear la ubicación exacta del carro de paradas dentro del hospital, de manera que cuando haya un paro cardiaco, el personal del hospital no tenga que perder tiempo en localizar el dispositivo. Los requerimientos de precisión para estos casos son muy demandantes y típicamente requieren una precisión de 1-3 metros.

Estos sistemas emplean una diversidad de tecnicas para sintonizar su precisión, incluyendo inspecciones detalladas en el sitio de cada pie cuadrado del campus para medir la propagación de la senal de radio. Tambien requieren una conexión de red constante de modo que el punto de acceso y la radio del cliente puedan intercambiar información de sincronización similar a como funciona A-GPS. Si bien estos sistemas se estan tornando mas confiables para casos 45 de uso en interiores, son ineficaces en cualquier despliegue de area amplia. Es imposible llevar a cabo la clase de inspección detallada del sitio requerida en toda la ciudad, y no hay forma de confiar en un canal de comunicación constante con 802.11 puntos de acceso en toda un area metropolitana al grado requerido por estos sistemas. Lo que es mas importante, la propagación de radio en exteriores es fundamentalmente diferente de la propagación de radio en interiores, lo que hace que estos algoritmos de posicionamiento internos para interiores sean practicamente 50 inutiles en un escenario de area amplia. La precisión requerida de los sistemas de posicionamiento basados en WLAN para interiores dificulta el uso del modelado del canal de radio, y se considera un tema de investigación en ese dominio. Ademas, ninguno de los sistemas de posicionamiento basados en WLAN existentes hasta la fecha han distinguido entre puntos de acceso, y los metodos actuales tratan todos los puntos de acceso WLAN de la misma manera. El documento EP16/2999A1 describe un metodo para detectar la proximidad de recursos físicos cercanos 55 entre sí en donde las senales de radio se reciben desde diversas fuentes y donde dichas senales se utilizan para determinar la proximidad.

La Figura 1 representa un sistema de posicionamiento de Wi-Fi (Wi-Fi Positioning System o WPS) . El sistema de posicionamiento incluye un software de posicionamiento [103] que reside en un dispositivo de computación [101]. En

un area de cobertura particular hay puntos de acceso inalambricos fijos [102] que transmiten información usando senales de transmisión de canales de control comun. El dispositivo del cliente monitorea la senal de transmisión o solicita su transmisión mediante una solicitud de sonda. Cada punto de acceso contiene un identificador de hardware unico conocido como dirección MAC. El software de posicionamiento del cliente recibe balizas de senalización desde los puntos de acceso 802.11 en rango y calcula la ubicación geografica del dispositivo de computación usando caracterfsticas desde las balizas de senalización. Esas caracterfsticas incluyen el identificador unico del punto de acceso 802.11, conocido como la dirección MAC, y las intensidades de la senal que llega al dispositivo del cliente. El software del cliente compara los puntos de acceso 802.11 observados con aquellos en su base de datos de referencia [104] de puntos de acceso, que pueden o no residir tambien en el dispositivo. La base de datos de referencia contiene las ubicaciones geograficas calculadas y el perfil de potencia de todos los puntos de acceso que ha recogido el sistema de recolección. El perfil de potencia puede generarse a partir de una colección de lecturas que representan la potencia de la senal desde diversas ubicaciones. Usando estas ubicaciones conocidas, el software del cliente calcula la posición relativa del dispositivo del usuario [101] y determina sus coordenadas geograficas en la forma de lecturas de latitud y longitud. Esas lecturas luego se alimentan a aplicaciones basadas en localización tales como localizadores de amigos, sitios web de busquedas locales, sistemas de administración de flotas y servicios E911.

Sumario La invención provee metodos y sistemas para clasificar puntos de acceso WLAN de acuerdo con la calidad de estimación de caracterfsticas de los puntos de acceso WLAN. Las clasificaciones pueden utilizarse para clasificar una base de datos de referencia y para cuantificar un error esperado de estimación de las caracterfsticas de los puntos de acceso WLAN. Segun un aspecto de la invención, los puntos de acceso WLAN se clasifican en base a su impacto sobre la posición de un usuario, la velocidad de recorrido y la precisión de la estimación de la dirección del recorrido en un sistema de posicionamiento WLAN.

Segun otro aspecto de la invención, un sistema de posicionamiento tiene una pluralidad de puntos de acceso Wi-Fi en un area objetivo. Un metodo para determinar una calidad de estimación de las caracterfsticas de un punto de acceso Wi-Fi comprende un dispositivo de exploración habilitado para Wi-Fi que recibe y mide un numero de muestras de intensidad de la senal recibida (RSS) de la senal de Wi-Fi transmitida por el punto de acceso Wi-Fi. Se estima una distancia total recorrida por el dispositivo de exploración habilitado para Wi-Fi que... [Seguir leyendo]

1. Un metodo en un sistema de posicionamiento que tiene una pluralidad de puntos de acceso Wi-Fi (201) en un area objetivo, teniendo por lo menos uno de los puntos de acceso Wi-Fi caracterfsticas estimadas, donde el metodo comprende:

clasificar por lo menos uno de los puntos de acceso Wi-Fi de la pluralidad, donde la clasificación se basa en determinar una medida de calidad para precisión de la estimación de las caracterfsticas del punto de acceso Wi-Fi, incluyendo las caracterfsticas por lo menos uno de:

una ubicación geografica estimada del punto de acceso Wi-Fi y caracterfsticas de propagación de radio del punto de acceso Wi-Fi.

2. El metodo segun la reivindicación 1, que ademas comprende: almacenar la clasificación del punto de acceso Wi-Fi (201) en una base de datos de referencia.

3. El metodo segun la reivindicación 1, que ademas comprende:

usar la clasificación para cuantificar un error esperado de por lo menos una de las caracterfsticas estimadas del punto de acceso Wi-Fi.

4. El metodo segun la reivindicación 1, que ademas comprende:

estimar una condición de un dispositivo habilitado para Wi-Fi usando la clasificación del punto de acceso Wi-Fi (201) y por lo menos una de las caracterfsticas estimadas del punto de acceso Wi-Fi.

5. El metodo segun la reivindicación 4, donde la condición del dispositivo habilitado para Wi-Fi es por lo menos uno de posición, velocidad de recorrido y dirección de recorrido.

6. El metodo segun la reivindicación 1, que ademas comprende:

un dispositivo de exploración habilitado para Wi-Fi que recibe y mide un numero de muestras de intensidad de la senal recibida (RSS) (202) de una senal de Wi-Fi transmitida por el punto de acceso Wi-Fi (201) ; estimando una distancia total recorrida por el dispositivo de exploración habilitado para Wi-Fi, a la vez que se mide el numero de muestras RSS; y usando la distancia total estimada recorrida para determinar la medida de calidad para la precisión de la estimación de las caracterfsticas del punto de acceso Wi-Fi.

7. El metodo segun la reivindicación 6, que ademas comprende:

asociar una velocidad correspondiente de recorrido del dispositivo de exploración habilitado para Wi-Fi con cada muestra RSS (202) ; asociar un periodo de tiempo correspondiente de exploración con cada muestra RSS; determinar un factor de confianza, CFn, usando la suma de cada una de las velocidades de recorrido del dispositivo de exploración habilitado para Wi-Fi ponderada por el correspondiente periodo de tiempo de exploración para cada muestra RSS; y determinar la calidad de estimación, R, de acuerdo con la ecuación:

en la que: Rmax es una calidad maxima de estimación; Rmin es una calidad mfnima de estimación; CFmax es un factor de confianza maximo; y CFmin es un factor de confianza mfnimo.

8. El metodo segun la reivindicación 7, en el que: CFmax es aproximadamente 68; y CFmin es aproximadamente 36.

9. El metodo segun la reivindicación 5, que ademas comprende:

asociar una correspondiente velocidad de recorrido del dispositivo de exploración habilitado para Wi-Fi con cada muestra RSS (202) ; asociar un correspondiente periodo de tiempo de exploración con cada muestra RSS; determinar un factor de confianza, CFn, de acuerdo con la ecuación:

en la que: K es un factor de correlación; N, es un subconjunto de las muestras RSS tomadas mientras el dispositivo de exploración habilitado para Wi-Fi esta quieto;

N/ es un subconjunto de las muestras RSS tomadas mientras el dispositivo de exploración habilitado para Wi-Fi esta en movimiento; Vi es una de las velocidades de recorrido del dispositivo de exploración habilitado para Wi-Fi correspondiente a la muestra RSS i; y 15 Ti es uno de los periodos de tiempo correspondientes a la muestra RSS i; y determinar la calidad de estimación, R, de acuerdo con la ecuación:

en la que: Rmax es una calidad maxima de estimación.

Rmin es una calidad mfnima de estimación; CFmax es un factor de confianza maximo; y CFmin es un factor de confianza mfnimo.

10. El metodo segun la reivindicación 9, en el que: CFmax es aproximadamente 68, CFmin es aproximadamente 36; K es aproximadamente 2; y Ti es aproximadamente 1 segundo.

11. Un sistema que comprende medios para implementar un metodo segun cualquier reivindicación precedente.

12. C6digo de maquina ejecutable que comprende instrucciones que, cuando se ejecutan, implementan un metodo 30 segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

13. C6digo de almacenamiento legible por una maquina segun la reivindicación 12.