СПОСОБ И УСТРОЙСТВО, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ БЕСПРОВОДНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ В ГЛОБАЛЬНОЙ СЕТИ
METHOD AND DEVICE DESIGNED TO DETECT LOCATION OF WIRELESS LOCAL NETWORK IN GLOBAL NETWORK

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее раскрытие относится в целом к телекоммуникациям и, более конкретно, к системам и способам для поддержки подвижного устройства связи, которое может осуществлять связь через два разных типа сетей связи.
Уровень техники
Спрос на беспроводные информационные услуги привел к развитию постоянно увеличивающегося числа беспроводных сетей. CDMA2000 является только одним примером беспроводной сети, которая предоставляет широкий круг услуг телефонии и передачи данных. CDMA2000 1х является беспроводным стандартом, опубликованным Проектом 2 партнерства третьего поколения (3GPP2), использующим технологию множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA). CDMA является технологией, которая дает возможность множеству пользователей совместно использовать общую среду связи с использованием обработки расширенного спектра. Конкурирующей беспроводной сетью, которую обычно используют в Европе, является глобальная система мобильной связи (GSM). В отличие от CDMA2000 1х GSM использует узкополосный множественный доступ с разделением времени (TDMA), чтобы поддерживать беспроводные услуги телефонии и передачи данных. Некоторые другие беспроводные сети включают в себя универсальную пакетную радиослужбу (GPRS), которая поддерживает услуги передачи высокоскоростных данных со скоростями передачи данных, подходящими для приложений электронной почты и поиска и просмотра информации в web, и универсальную мобильную телекоммуникационную систему (UMTS), которая может доставлять широкополосную речь и данные для приложений аудио и видео.
Эти беспроводные сети обычно могут быть представлены как глобальные сети, использующие сотовую технологию. Сотовая технология основана на топологии, в которой географическая зона обслуживания разделена на ячейки. В каждой из этих ячеек имеется неподвижная базовая приемопередающая станция (BTS), которая взаимодействует с подвижными пользователями. Контроллер базовой станции (BSC) обычно используют в географической зоне обслуживания, чтобы управлять BTS и маршрутизировать связи в соответствующие шлюзы для различных сетей с коммутацией пакетов и коммутацией каналов.
Так как спрос на беспроводные информационные услуги продолжает увеличиваться, подвижные устройства развиваются таким образом, чтобы поддерживать интегрированную среду речи, данных и потоковую среду, в то же время предоставляя бесшовную зону сети между беспроводными глобальными сетями (WAN) и беспроводными локальными сетями (LAN). Беспроводные LAN обычно предоставляют услуги телефонии и передачу данных через относительно малые географические области с использованием стандартного протокола, такого как IEEE 802.11, Bluetooth или тому подобного. Наличие беспроводных LAN предоставляет уникальную возможность увеличить пропускную способность пользователя в глобальной беспроводной сети с помощью расширения глобальной связи в не лицензируемый спектр с использованием инфраструктуры беспроводной LAN.
В последнее время использованы различные способы, чтобы дать возможность подвижному устройству взаимодействовать с различными беспроводными сетями. Использованы дополнительные способы, чтобы дать возможность подвижному устройству выполнять поиск наличия беспроводной LAN, чтобы определять, является ли она доступной, чтобы подключиться к ней. Однако частый или постоянный поиск беспроводной LAN излишне потребляет мощность и может быстро разрядить батареи в подвижном устройстве. Таким образом, усовершенствования в потреблении мощности и сроке службы батареи для подвижного устройства могут быть реализованы с помощью интеллектуального поиска доступных беспроводных LAN.
Сущность изобретения
Раскрыт один аспект беспроводного устройства связи. Беспроводное устройство связи включает в себя память, сконфигурированную с возможностью запоминания информации, относящейся к первой сети связи, и процессор, сконфигурированный с возможностью определения, находится ли беспроводное устройство связи вблизи первой сети связи, на основании информации, запомненной в памяти, и одного или нескольких опорных сигналов из второй сети связи.
Раскрыт другой аспект беспроводного устройства связи. Устройство связи включает в себя память, сконфигурированную с возможностью запоминания информации, относящейся к множеству беспроводных LAN, распределенных по WAN, и процессор, сконфигурированный с возможностью определения, находится ли беспроводное устройство связи вблизи одной из беспроводных LAN, на основании информации, запомненной в памяти, и одного или нескольких опорных сигналов из WAN.
Раскрыт считываемый компьютером носитель информации, осуществляющий программу команд, исполняемых с помощью компьютера, для выполнения способа связи. Способ включает в себя этапы, на которых выполняют поиск информации в памяти, причем информация относится к первой сети связи, принимают один или несколько опорных сигналов из второй сети связи и определяют, находится ли беспроводное устройство связи вблизи первой сети связи, на основании информации, полученной из памяти, и одного или нескольких опорных сигналов из второй сети связи.
Раскрыт способ связи. Способ включает в себя этапы, на которых выполняют поиск информации в памяти, причем информация относится к первой сети связи, принимают один или несколько опорных сигналов из второй сети связи и определяют, находится ли беспроводное устройство связи вблизи первой сети связи, на основании информации, найденной из памяти, и одного или нескольких опорных сигналов из второй сети связи.
Раскрыт дополнительный аспект беспроводного устройства связи. Беспроводное устройство связи включает в себя средство для запоминания информации, относящейся к первой сети связи, и средство для определения, находится ли беспроводное устройство связи вблизи первой сети связи, на основании упомянутой информации и одного или нескольких опорных сигналов из второй сети связи.
Следует понимать, что другие варианты осуществления настоящего раскрытия находятся в рамках объема следующего подробного описания, в котором изображены и описаны различные варианты осуществления раскрытия только в качестве иллюстрации. Как будет понятно, раскрытие допускает другие отличные варианты осуществления, и их отдельные детали допускают модификацию в различных других аспектах, причем все, не выходя за рамки сущности и объема настоящего раскрытия. Таким образом, чертежи и подробное описание должны рассматриваться как иллюстративные по характеру, а не как ограничительные.
Краткое описание чертежей
Различные аспекты беспроводной системы связи проиллюстрированы в качестве примера, а не в качестве ограничения, на сопровождающих чертежах, на которых:
фиг.1А является концептуальной блок-схемой варианта осуществления беспроводной системы связи;
фиг.1В является концептуальной блок-схемой другого варианта осуществления беспроводной системы связи;
фиг.2 является функциональной блок-схемой, иллюстрирующей пример подвижного устройства, которое может поддерживать связь как с беспроводной глобальной сетью, так и с беспроводной LAN;
фиг.3А изображает блок-схему последовательности этапов примерного способа, чтобы создавать идентификационные метки в подвижном устройстве связи;
фиг.3В изображает блок-схему последовательности этапов примерного способа, чтобы сравнивать идентификационные метки различных местоположений; и
фиг.4 изображает блок-схему последовательности этапов примерного способа, чтобы уточнять имеющуюся идентификационную метку для известного местоположения.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Подробное описание, приведенное ниже в связи с прилагаемыми чертежами, предназначено в качестве описания различных вариантов осуществления раскрытия, а не предназначено для того, чтобы представить только варианты осуществления, в которых может быть осуществлено раскрытие. Подробное описание включает в себя конкретные детали с целью предоставления полного понимания раскрытия. В некоторых случаях широко известные структуры и компоненты изображены в виде блок-схемы, для того чтобы избежать затенения концепций раскрытия.
В следующем подробном описании различные способы будут описаны в связи с передачей обслуживания подвижного пользователя из одной сети в другую. Некоторое число этих способов будет описано в контексте подвижного устройства связи, движущегося через глобальную WAN с одной или более беспроводными LAN, распределенными по всей зоне обслуживания WAN. Подвижное устройство связи может быть любым подходящим устройством, которое может осуществлять передачи беспроводной телефонии или данных, таким как сотовый телефон, предназначенный для работы в сети CDMA2000 1х. Подвижное устройство связи может допускать использование любого подходящего протокола для доступа к беспроводной LAN, включая, в качестве примера, IEEE 802.11. Несмотря на то что эти способы могут быть описаны в контексте телефона WAN, который может взаимодействовать с сетью IEEE 802.11, эти способы могут быть распространены на другие подвижные устройства связи, которые могут осуществлять доступ к множеству сетей. Например, эти способы могут быть применены к подвижному устройству связи, которое может переключаться между сетью CDMA2000 1х и сетью GSM. Таким образом, любые ссылки на сотовый телефон, который может взаимодействовать с сетью IEEE 802.11, или на любой другой конкретный вариант осуществления предназначены только для того, чтобы проиллюстрировать различные аспекты настоящего раскрытия с пониманием того, что эти аспекты имеют широкий диапазон приложений.
Фиг.1А является концептуальной блок-схемой варианта осуществления беспроводной системы связи. Подвижное устройство 102 изображено движущимся через WAN 104 с помощью последовательности пунктирных линий. WAN 104 включает в себя BSC 106, поддерживающий некоторое число BTS, распределенных по всей зоне обслуживания WAN. Одна BTS 108 изображена на фиг.1 для простоты объяснения. Центр коммутации мобильной связи (MSC) 110 может быть использован, чтобы предоставить шлюз в коммутируемую телефонную сеть общего пользования (PSTN) 112. Несмотря на то, что не изображено на фиг.1, WAN 104 может использовать множество BSC, причем каждый поддерживает некоторое число BTS, чтобы расширить географическую область действия WAN 104. Когда множество BSC используют по всей WAN 104, MSC 110 также может быть использован, чтобы координировать связи между BSC.
WAN 104 также может включать в себя одну или более беспроводных LAN, распределенных по всей глобальной беспроводной зоне обслуживания. Одна беспроводная LAN 114 изображена на фиг.1. Беспроводная LAN 114 может быть сетью IEEE 802.11 или любой другой подходящей сетью. Беспроводная LAN 114 включает в себя пункт 116 доступа для подвижного устройства 102, чтобы взаимодействовать с сетью 118 IP. Сервер 120 может быть использован, чтобы согласовывать сеть 118 IP с MSC 110, который обеспечивает шлюз в PSTN 112.
Когда в подвижное устройство 102 первоначально подают питание, оно будет пытаться осуществить доступ либо к WAN 104, либо к беспроводной LAN 114. Решение осуществить доступ к конкретной сети может зависеть от множества факторов, относящихся к конкретному приложению и общим ограничениям проекта. В качестве примера, подвижное устройство 102 может быть сконфигурировано с возможностью осуществления доступа к беспроводной LAN 114, когда качество обслуживания удовлетворяет минимальному порогу. В пределах, в которых LAN 114 может быть использована, чтобы поддерживать связь мобильной телефонии и данных, дорогая полоса частот может быть освобождена для других подвижных пользователей.
Подвижное устройство 102 может быть сконфигурировано с возможностью постоянного или периодического поиска маяка из пункта 116 доступа или любого другого пункта доступа беспроводной LAN. Маяк является периодическим сигналом, передаваемым пунктом доступа 116 с информацией синхронизации. Поиск маяка WLAN требует, чтобы подвижное устройство в свою очередь настраивалось на возможные каналы WLAN в одном или более рабочих диапазонах системы WLAN и проводило либо активное сканирование, либо пассивное сканирование в канале. В пассивном сканировании подвижное устройство просто настраивается на канал и принимает в течение определенного периода времени, ожидая передачу маяка. В активном сканировании подвижное устройство настраивается на канал и передает пробный запрос после следующих процедур доступа, чтобы избежать конфликтов с имеющимися устройствами в канале. После приема пробного запроса пункт доступа передает пробный ответ в подвижное устройство. В случае, когда подвижное устройство 102 не может обнаружить маяк или не принимает пробный ответ на пробный запрос, что могло бы иметь место, если питание подают в подвижное устройство 102 в местоположении А, тогда подвижное устройство 102 пытается осуществить доступ к WAN 104. Принимая во внимание фиг.1В, описанную позже, подвижное устройство 102 не ищет постоянно (или периодически) точку доступа WLAN, а вместо этого ищет точку доступа WLAN только, когда оно определяет, что оно находится близко к беспроводной LAN 114. Подвижное устройство 102 может выполнять поиск WAN 104 с помощью запроса пилот-сигнала из BTS 108. Когда пилот-сигнал запрошен, радиосвязь может быть установлена между подвижным устройством 102 и BTS 108 с помощью средства, широко известного в данной области техники. Подвижное устройство 102 может использовать радиосвязь с BTS 108, чтобы зарегистрироваться с MSC 110. Регистрация является процессом, с помощью которого подвижное устройство 102 делает свое местонахождение известным для WAN 104. Когда процесс регистрации закончен, подвижное устройство 102 может войти в состояние ожидания до тех пор, пока не будет инициирован вызов либо с помощью подвижного устройства 102, либо с помощью PSTN 112. В обоих случаях эфирная линия связи трафика может быть установлена между подвижным устройством 102 и BTS 108, чтобы установить и поддерживать вызов.
Когда подвижное устройство 102 движется через WAN 104 из местоположения А в местоположение В в изображенном варианте осуществления, теперь оно может обнаружить маяк из пункта 116 доступа. Когда это имеет место, радиосвязь может быть установлена между ними с помощью средства, широко известного в данной области техники. Затем подвижное устройство 102 получает адрес IP сервера 120. Подвижное устройство 102 может использовать услуги сервера доменных имен (DNS), чтобы определить адрес IP сервера. Доменное имя сервера 120 может быть доставлено в подвижное устройство 102 через WAN 104. С помощью адреса IP подвижное устройство 102 может установить сетевое соединение с сервером 120. Когда сетевое соединение установлено, информация из сервера 120 может быть использована совместно с локальными измерениями, чтобы определить, достаточно ли качество обслуживания беспроводной LAN 114, чтобы осуществить передачу обслуживания подвижного устройства 102 в пункт доступа 116.
Следует заметить, что несмотря на то, что фиг.1А является большей частью описательной сотовой WAN, могут быть использованы другие WAN. Они могут включать в себя WAN, которые не используют MSC или другие сотовые структуры, и те WAN, которые используют другие протоколы связи, включая широкополосную CDMA (WCDMA), TD-SDMA, GSM или тому подобные.
Теперь, ссылаясь на фиг.1В, беспроводная LAN 114 и BTS 108 изображены в контексте большей WAN, имеющей множество BTS 122, 124, 126, а также множество беспроводных LAN 129, 131 и связанных пунктов 128, 130 доступа. Как изображено на фиг.1В, подвижное устройство 102 находится в зоне обслуживания любой беспроводной LAN. Таким образом, поиск сигнала маяка, находясь в этом местоположении, покажет бесполезное и ненужное потребление мощности. Даже, если подвижное устройство может часто входить в неактивный режим или в режим ожидания, чтобы сохранить мощность, поиск сигналов маяка беспроводной LAN может быстро израсходовать мощность. В типичной конфигурации сети 802.11 сигналы маяка имеют место в интервалах, измеренных в десятках миллисекунд, таким образом, подвижное устройство должно оставаться активным и искать, по меньшей мере, в течение этого периода времени на канал, и, учитывая, что пункт доступа беспроводной LAN может быть сконфигурирован для разных диапазонов частот и каналов в этих диапазонах, подвижное устройство 102 должно оставаться активным значительную часть времени, чтобы выполнять поиск доступных пунктов доступа беспроводной LAN. Подобным образом в случае активного сканирования подвижное устройство должно оставаться активным, чтобы следовать процедурам доступа к каналу в канале, затем должно передать пробный запрос и оставаться активным, чтобы принять пробный ответ. Оно должно проводить эту процедуру в каждом канале. В этом случае также подвижное устройство 102 должно оставаться активным значительное количество времени, чтобы выполнять поиск доступных пунктов доступа беспроводной LAN, что может иметь в результате увеличенное потребление мощности и непроизводительных затрат обработки.
Однако с помощью ограничения поиска сигналов маяка до периодов, когда подвижное устройство находится в области 140, может быть реализована значительная экономия потребления мощности. Таким образом, когда подвижное устройство 102 периодически активизируется, чтобы прослушивать пейджинговый канал или быстрый пейджинговый канал в WAN, оно также может определить свое местоположение. Если оно определяет, что его местоположение находится в области 140, тогда оно может выполнять поиск сигнала маяка беспроводной LAN. Иначе оно может избежать излишнего поиска сигнала маяка.
Подвижное устройство 102 может осуществлять мониторинг сигналов маяка и пилот-сигналов из базовых станций WAN. Эти сигналы могут включать в себя пилот-сигналы и пейджинговые сигналы. Подвижное устройство осуществляет мониторинг этих сигналов, чтобы измерять уровни первичного и соседнего сигнала, для выполнения передачи обслуживания между базовыми станциями. Также в сетях, в которых базовые станции синхронизированы, подвижное устройство также может измерять фазу каждого пилот-сигнала, чтобы содействовать определению передачи обслуживания. Таким образом, в любом местоположении в сети 104 подвижное устройство наблюдает до n базовых станций с измеряемыми уровнями сигналов, которые могут быть описаны как два вектора x1,...,xn y1,...,yn. Каждая величина x является уровнем пилот-сигнала из базовой станции, а каждая величина y является фазой пилот-сигнала из базовой станции. Когда имеется меньше чем n наблюдаемых сигналов, остальные величины устанавливают в ноль. Так как пилот-сигналы имеют сдвиг фазы пилот-сигнала, связанный с ними, уровни и фазы сигналов могут быть легко идентифицированы как исходящие из конкретной базовой станции. В других технологиях WAN, подобных GSM, соседние базовые станции могут быть идентифицированы с помощью их частотного канала или другого идентификатора базовой станции и уровня сигнала, связанного с каждой базовой станцией. В определенных аспектах любой сигнал, используемый для сбора информации, синхронизации или тому подобного, может быть использован в качестве сигнала, который используют, чтобы получить измерения, чтобы сформировать один или более векторов, описанных выше. Кроме того, векторы должны быть сформированы, запомнены или использованы как два вектора, как описано, или должны включать в себя информацию в формате, описанном выше. Таким образом, в некоторых аспектах используют информацию, которая идентифицирует источник и, по меньшей мере, одну характеристику опорного сигнала, например, пилот-сигнала или пейджингового сигнала.
Как известно в данной области техники, подвижное устройство 102 осуществляет мониторинг сигналов маяка и пилот-сигналов из базовых станций сотовой сети. Эти сигналы могут включать в себя пилот-сигналы и пейджинговые сигналы. Подвижное устройство осуществляет мониторинг этих сигналов, чтобы измерять уровни первичных и соседних сигналов, для выполнения передачи обслуживания между базовыми станциями. Также в сетях, в которых базовые станции синхронизированы, подвижное устройство также может измерять фазу каждого пилот-сигнала, чтобы содействовать определению передачи обслуживания. Таким образом, в любом местоположении в сети 104 подвижное устройство 102 наблюдает до n базовых станций с измеряемыми уровнями сигналов, которые могут быть описаны как два вектора x1,...,xn y1,...,yn. Каждая величина x является уровнем пилот-сигнала из базовой станции, а каждая величина y является фазой пилот-сигнала из базовой станции. Когда имеется меньше чем n наблюдаемых сигналов, остальные величины устанавливают в ноль. Так как пилот-сигналы имеют сдвиг фазы пилот-сигнала, связанный с ними, уровни и фазы сигналов могут быть легко идентифицированы как исходящие из конкретной базовой станции. В других технологиях WAN, подобных GSM, соседние базовые станции могут быть идентифицированы с помощью их частотного канала или другого идентификатора базовой станции и уровня сигнала, связанного с каждой базовой станцией.
В WCDMA базовые станции могут быть не синхронизированы. Как в CDMA, когда подвижная станция находится в состоянии ожидания в пейджинговом канале конкретной базовой станции, она сканирует сигналы соседних базовых станций. В случае CDMA каждая базовая станция использует сдвиги одной и той же псевдослучайной последовательности распределения. В случае WCDMA каждая базовая станция передает некоторое число сигналов, предназначенных для того, чтобы дать возможность подвижной станции быстро получать синхронизацию с сигналами, передаваемыми этой базовой станцией, и когда синхронизирована, определять группу кода распределения и код распределения, используемый этой базовой станцией. Множество кодов распределения и уровни их сигналов могут быть использованы, чтобы создавать идентификационную метку, чтобы идентифицировать местоположение в зоне обслуживания WCDMA, соответствующее сдвигам пилот-сигналов и уровням сигналов в системе CDMA. Относительные сдвиги синхронизации соседних базовых станций также могут быть использованы в соответствии с фазами пилот-сигналов в CDMA, однако, если базовые станции не синхронизированы, их тактовые генераторы могут иметь дрейф, делая сдвиг синхронизации ненадежным указателем.
Информация может быть использована как концептуальная идентификационная метка или сигнатура местоположения подвижного устройства 102. Таким образом, если местоположения в области 140 имеют определенную известную идентификационную метку, тогда подвижное устройство может определить свою текущую идентификационную метку и сравнить ее с известной идентификационной меткой, чтобы определить, находится ли подвижное устройство в области 140. Несмотря на то, что приведенное выше обсуждение только упоминает использование двух атрибутов WAN (т.е. уровни и фазы пилот-сигнала). Кроме того, как обсуждено выше, вместо этих двух атрибутов или в комбинации с ними могут быть использованы другие динамические атрибуты WAN. Например, величины сдвигов пилот-сигналов могут быть использованы в качестве идентификационной метки, даже число доступных пилот-сигналов является возможным атрибутом, используемым для идентификационной метки. Кроме того, атрибуты, которые составляют идентификационную метку, не обязательно должны быть атрибутами WAN. Например, многие подвижные устройства имеют приемники GPS, которые могут быть использованы, чтобы определять местоположение подвижного устройства относительно беспроводной LAN. Информация GPS может быть использована непосредственно или даже косвенно. В качестве одного примера последнего случая, ID базовой станции вместе с измерениями фазы сигналов GPS из разных спутников могут быть использованы, чтобы определять идентификационную метку, которая соответствует местоположению подвижного устройства. Таким образом, в своем самом широком смысле идентификационная метка является набором атрибутов первой сети связи, которые изменяются на основании местоположения и могут быть использованы подвижным устройством, чтобы определять близость ко второй сети связи. Кроме того, идентификационная метка также может включать в себя характеристики передатчиков вторых сетей связи (например, ID MAC, диапазон, канал, информацию RSSI (указатель уровня принятого сигнала) пункта доступа WiFi (прогноз погоды)). В таком случае параметры WAN можно представить себе как параметры инициирования, такие, что совпадение параметров инициирует поиск WLAN. Параметры WLAN могут быть использованы во время поиска в качестве параметров поиска для инициированного поиска.
Атрибуты могут быть вычислены множеством различных способов, не выходя за рамки объема настоящего раскрытия. Например, может быть взято мгновенное измерение таких атрибутов, как уровень и фаза пилот-сигнала, и использовано в качестве идентификационной метки. Однако, даже когда подвижное устройство является стационарным, величины этих атрибутов изменяются из-за изменчивости среды. Таким образом, множество измерений может быть взято и усреднено вместе или иначе объединено некоторым статистически значимым способом, для того чтобы сгенерировать идентификационную метку.
Фиг.2 является функциональной блок-схемой, иллюстрирующей пример подвижного устройства, которое может поддерживать связь как с WAN, так и с беспроводной LAN. Подвижное устройство может включать в себя приемопередатчик 202 WAN и приемопередатчик 204 беспроводной LAN. По меньшей мере, в одном варианте осуществления подвижного устройства 102 приемопередатчик 202 WAN может поддерживать CDMA2000 1x, WCDMA, GSM, TD-CDMA или другие связи WAN с BTS (не изображена), а приемопередатчик 204 LAN может поддерживать связи IEEE 802.11 с пунктом доступа (не изображен). Следует заметить, что концепции, описанные в связи с подвижным устройством 102, могут быть распространены на другие технологии WAN и беспроводной LAN. Каждый приемопередатчик 202, 204 изображен с отдельной антенной 206, 207 соответственно, но приемопередатчики 202, 204 могут совместно использовать одну широкополосную антенну. Каждая антенна 206, 207 может быть осуществлена с помощью одного или более излучающих элементов.
Подвижное устройство 102 также изображено с процессором 208, соединенным с обоими приемопередатчиками 202, 204, однако в альтернативных вариантах осуществления подвижного устройства 102 для каждого приемопередатчика может быть использован отдельный процессор. Процессор 208 может быть осуществлен как аппаратное обеспечение, программно-аппаратное обеспечение, программное обеспечение или их комбинация. В качестве примера, процессор 208 может включать в себя микропроцессор (не изображен). Микропроцессор может быть использован, чтобы поддерживать приложения программного обеспечения, которые, в частности, (1) управляют и администрируют доступ к глобальной беспроводной сети связи и беспроводной LAN, и (2) согласуют процессор 208 с клавиатурой 210, дисплеем 212 и другими пользовательскими интерфейсами (не изображены). Процессор 208 также может включать в себя процессор цифровых сигналов (DSP) (не изображен) со встроенным уровнем программного обеспечения, который поддерживает различные функции обработки сигналов, такие как функции сверточного кодирования, проверки избыточным циклическим кодом (CRC), модуляция, и обработка в широком диапазоне. DSP также может выполнять функции вокодера, чтобы поддерживать приложения телефонии. Способ, с помощью которого осуществляют процессор 208, будет зависеть от конкретного приложения и ограничений проекта, наложенных на всю систему. Следует заметить, что конфигурации аппаратного обеспечения, программно-аппаратного обеспечения и программного обеспечения при этих обстоятельствах могут быть взаимозаменяемыми и наилучшим образом могут осуществлять описанные выполняемые функции для каждого приложения.
Процессор 208 может быть сконфигурирован с возможностью выполнения алгоритма, чтобы инициировать передачу обслуживания из одной сети в другую. Алгоритм может быть осуществлен как одно или более приложений программного обеспечения, поддерживаемых с помощью архитектуры на основе микропроцессора, обсужденной ранее. В качестве альтернативы, алгоритм может быть модулем, отдельным от процессора 208. Модуль может быть осуществлен в аппаратном обеспечении, программно-аппаратном обеспечении, программном обеспечении или их комбинации. В зависимости от конкретных ограничений проекта, алгоритм мог бы быть интегрирован в любой элемент в подвижном устройстве 102 или распределен через множество элементов в подвижном устройстве 102.
Для определенных целей, известных в данной области техники, уровень сигнала из пункта доступа может быть измерен в подвижном устройстве 102 с помощью блока 216 указателя уровня принятого сигнала (RSSI). RSSI, наиболее вероятно, является показателем уровня имеющегося сигнала, который подают обратно в приемопередатчик 204 беспроводной LAN для автоматического управления коэффициентом усиления и, следовательно, может быть предоставлен в процессор 208, без увеличения сложности подвижного устройства 102. В качестве альтернативы, качество радиосвязи может быть определено из маяка. Так как маяк является сигналом расширенного спектра, который известен априори, копия маяка может быть запомнена в памяти 211 в подвижном устройстве. Демодулированный маяк может быть использован с копией маяка, запомненной в памяти, чтобы оценивать энергию переданного маяка с помощью средства, известного в данной области техники.
Опять ссылаясь на упомянутые ранее идентификационные метки, подвижное устройство 102 также включает в себя алгоритм, доступный для выполнения с помощью процессора 208, для создания множества идентификационных меток и сравнения различных идентификационных меток друг с другом. Например, используя клавиатуру 212 пользователь подвижного устройства 102 может выбирать ключ, который заставляет подвижное устройство 102 создавать текущую идентификационную метку и запоминать эту идентификационную метку в памяти 211. Если во время, когда создают идентификационную метку, подвижное устройство соединено с беспроводной LAN, тогда запомненная идентификационная метка может быть связана с пунктом доступа этой беспроводной LAN. Кроме того, идентификационная метка также может быть записана автоматически на периодической основе или при программных событиях, таких как успешный доступ, успешный доступ с требуемым качеством обслуживания и т.д.
В результате вышеупомянутого процесса память 211 может содержать таблицу поиска беспроводной LAN, организованную, например, подобно следующей таблице:
ID WAN
SSID WLAN
ID BSS WLAN
Уровень сигнала
Фаза
A
I1
A<sub>1</sub>
s<sub>1</sub>(A<sub>1</sub>)…s<sub>n</sub>(A<sub>1</sub>)
p<sub>1</sub>(A<sub>1</sub>)p<sub>n</sub>(A<sub>1</sub>)
A<sub>2</sub>
s<sub>1</sub>(A<sub>2</sub>)…s<sub>n</sub>(A<sub>2</sub>)
p<sub>1</sub>(A<sub>2</sub>)p<sub>n</sub>(A<sub>2</sub>)
I2
A<sub>3</sub>
s<sub>1</sub>(A<sub>3</sub>)…s<sub>n</sub>(A<sub>3</sub>)
p<sub>1</sub>(A<sub>3</sub>)p<sub>n</sub>(A<sub>3</sub>)
B
I1
B<sub>1</sub>
S<sub>1</sub>(B<sub>1</sub>)…s<sub>n</sub>(B<sub>1</sub>)
I2
B<sub>2</sub>
S<sub>1</sub>(B<sub>2</sub>)…s<sub>n</sub>(B<sub>2</sub>)
Первая колонка таблицы относится к ID WAN WAN. ID WAN идентифицирует систему и сеть для WAN, известного как SID/NID (идентификатор сегмента/идентификатор сети) в глобальной беспроводной системе. Конкретная базовая станция в WAN может быть идентифицирована с помощью сдвигов пилот-сигналов, уровней пилот-сигналов или другого атрибута, который является частью идентификационной метки, как обсуждено ниже. Идентификационная метка идентифицирует местоположение подвижного устройства. Второй столбец относится к текстовому идентификатору сети WLAN. Третий идентификатор относится к пункту доступа беспроводной LAN (также известному как BSS). В примерной таблице имеются три пункта доступа (А1, А2, А3) в первой зоне обслуживания базовой станции А. Подобным образом имеются два пункта доступа в зоне обслуживания базовой станции В. Конечно может быть значительно больше LAN в областях, покрытых с помощью любой WAN, но пользователь подвижного устройства может не интересоваться этими пунктами доступа, так как они связаны с беспроводными LAN, к которым пользователю может быть не разрешен доступ. Таким образом, таблица может включать в себя только идентификационную метку для тех пунктов доступа, с которыми обычно соединяется пользователь.
Две остальные колонки включают в себя величины, которые содержат саму идентификационную метку. В этой примерной таблице идентификационные метки для пунктов доступа А1, А2, А3 включают в себя информацию как об уровне, так и о фазе. Однако идентификационные метки для пунктов доступа В1, В2, В3 содержат только информацию об уровне сигнала. Также следует заметить, что несмотря на то, что каждая идентификационная метка в этой таблице обозначена с помощью вектора длины n, может быть меньше, чем n ненулевых составляющих вектора. То есть несколько величин могут быть равны нулю таким образом, что сравнение идентификационной метки ограничено составляющими вектора, которые не равны нулю. При работе подвижное устройство может быть активизировано из неактивного режима или режима ожидания и может вычислить идентификационную метку для своего текущего местоположения и сравнить ее с информацией в колонках 4 и 5 в таблице. Обычно подвижное устройство ограничивает сравнение идентификационной метки элементами, соответствующими ID WAN, с которой оно зарегистрировано в текущий момент. Таким образом, когда зарегистрировано с А ID WAN, только идентификационные метки, связанные с А ID WAN в таблице, используют для сравнения. Создание и сравнение идентификационной метки может иметь место также во время текущих вызовов. На основании сравнения подвижное устройство может определить, что пункт доступа с SSID и BSSID, указанными в колонках 1 и 2, находятся достаточно близко, чтобы выполнять поиск сигнала его маяка, иначе оно может возвратиться в режим ожидания, не беспокоясь, чтобы выполнять поиск сигнала маяка беспроводной LAN.
Приведенная выше таблица является примерной по характеру и не описывает всю возможную информацию, которая может быть использована, чтобы описать идентификационную метку, ни все различные комбинации ID WAN ID относительно ID точек доступа. Например, так как большинство областей покрыто множеством провайдеров услуги WAN, причем каждая со своим собственным ID WAN (SID/NID), элемент таблицы для пункта доступа может встречаться множество раз, связанных с разными ID WAN с соответственными сигнатурами в каждом. Кроме того, для таблицы, изображенной выше, отдельная таблица (или, возможно, дополнительные элементы в исходной таблице) может быть использована, чтобы запоминать информацию о соответствующем пункте доступа (т.е. ID BSS). Например, пункт доступа беспроводной LAN обычно сконфигурирован с возможностью работы в одном конкретном канале в конкретном диапазоне частот. Вместо того, чтобы требовать, чтобы подвижное устройство выполняло поиск по различным возможным комбинациям, таблица может содержать эту операционную информацию для пункта доступа таким образом, что подвижное устройство может использовать ее, чтобы выполнять поиск сигнала маяка. Другая информация о пункте доступа может включать в себя его функциональные возможности, такие как защита, качество обслуживания, пропускная способность и информация об объединении в сеть.
Создание таблицы идентификационных меток описано со ссылкой на блок-схему последовательности этапов фиг.3А. На этапе 302 подвижное устройство соединяется с беспроводной LAN. Не используя никаких предварительно запомненных идентификационных меток, подвижное устройство ищет точку доступа WLAN обычным способом. Когда подвижное устройство соединено с точкой доступа, пользователь может на этапе 304 сигнализировать в устройство, чтобы захватить идентификационную метку. Этот этап обычно может быть инициирован пользователем, так как пользователь может желать, чтобы только определенные беспроводные LAN были запомнены в базе данных идентификационных меток, такие как те беспроводные LAN, на которые пользователь обычно подписывается или с которыми соединяется. Однако создание идентификационной метки может быть автоматически инициировано с помощью подвижного устройства как один из множества этапов, выполняемых при соединении с беспроводной LAN.
На этапе 306 подвижное устройство захватывает величины для тех атрибутов, которые содержат идентификационную метку, а на этапе 308 устройство запоминает идентификационную метку в базе данных. Вместе с идентификационной меткой выгодно запоминать также атрибуты текущей соединенной беспроводной LAN.
Сравнение текущей идентификационной метки с запомненной идентификационной меткой может быть выполнено множеством способов, не выходя за рамки объема настоящего раскрытия. Один конкретный способ описан ниже. Однако также могут быть использованы многие альтернативные, но функционально эквивалентные способы.
Атрибуты, которые составляют идентификационную метку, могут иметь величины, которые изменяются (даже для одного и того же местоположения) или являются трудными, чтобы измерять с высокой степенью точности. Таким образом, сравнение между идентификационными метками не должно полагаться на точное дублирование в качестве проверки, чтобы определить соответствие. Подобным образом область 140 может отражать операционное решение, чтобы придавать большее значение обнаружению пунктов доступа раньше, за счет ложных предупредительных сигналов. Иначе говоря, если область 140 выбрана как значительно большая, чем область 114, тогда подвижное устройство 102 определит, что оно должно искать сигнал маяка во время, когда оно не находится в области 114 (т.е. ложный предупредительный сигнал). Однако, если область 140 выбрана как близко воспроизводящая область 114, тогда будут случаи, когда подвижное устройство должно искать сигнал маяка, но алгоритм сравнения идентификационных меток еще не дал ему команду искать.
Чтобы обрабатывать такое разнообразие идентификационных меток, определяют величину “отклонения”, которая помогает управлять определением, соответствует ли идентификационная метка запомненной идентификационной метке.
ID WAN
ID BSS WLAN
Уровень сигнала
Отклонение уровня
Фаза
Отклонение фазы
А
A<sub>1</sub>
s<sub>1</sub>(A<sub>1</sub>)…s<sub>n</sub>(A<sub>1</sub>)
d<sub>1</sub>(A<sub>1</sub>)…d<sub>n</sub>(A<sub>1</sub>)
p<sub>1</sub>(A<sub>1</sub>)…p<sub>n</sub>(A<sub>1</sub>)
q<sub>1</sub>(A<sub>1</sub>)…q<sub>n</sub>(A<sub>1</sub>)
A<sub>2</sub>
s<sub>1</sub>(A<sub>2</sub>)…s<sub>n</sub>(A<sub>2</sub>)
d<sub>1</sub>(A<sub>2</sub>)…d<sub>n</sub>(A<sub>2</sub>)
p<sub>1</sub>(A<sub>2</sub>)…p<sub>n</sub>(A<sub>2</sub>)
q<sub>1</sub>(A<sub>2</sub>)…q<sub>n</sub>(A<sub>2</sub>)
A<sub>3</sub>
s<sub>1</sub>(A<sub>3</sub>)…s<sub>n</sub>(A<sub>3</sub>)
d<sub>1</sub>(A<sub>3</sub>)…d<sub>n</sub>(A<sub>3</sub>)
p<sub>1</sub>(A<sub>3</sub>)…p<sub>n</sub>(A<sub>3</sub>)
q<sub>1</sub>(A<sub>3</sub>)…q<sub>n</sub>(A<sub>3</sub>)
Приведенная выше таблица включает в себя величину отклонения для уровня сигнала и отдельную величину отклонения для части фазы идентификационной метки. Использование этих величин объяснено относительно блок-схемы последовательности этапов фиг.3В. На этапе 320 подвижное устройство активизируется или иначе им управляют, чтобы захватить идентификационную метку своего текущего местоположения. Продолжая пример, в котором идентификационная метка имеет вектор для уровней сигналов и вектор для фаз, подбирают пару векторов x1,...,xn и y1,...,yn.
На этапе 322 проверяют текущий ID WAN и определяют элементы таблицы для пунктов доступа, связанных с этим ID WAN. Дополнительные уточнения поиска возможны с помощью поиска в базе данных идентификаторов наблюдаемых пилот-сигналов. Для сети CDMA критерием поиска может быть сдвиги фазы PN наблюдаемых пилот-сигналов. Затем идентификационную метку для каждого из этих пунктов доступа сравнивают на этапе 324 с текущей идентификационной меткой, чтобы определить, имеется ли соответствие. Алгоритмически сравнение и определение выполняют с помощью:
для i=1 до n:
определить если |xi-si(·)|<di(·)
определить если |yi-pi(·)|<qi(·)
Таким образом, величины d и q отклонения могут быть использованы, чтобы выбрать, насколько близко текущая идентификационная метка (векторы x и y) должна соответствовать запомненной идентификационной метке (векторы s и p). Чем больше величины отклонения, тем больше величины могут отличаться, и все же должно быть соответствие.
Если имеется соответствие на этапе 324, на этапе 326 может быть сделано необязательное сравнение, чтобы определить, понижается ли сумма всех разностей для данного пункта доступа (например, |xi-si(·)| и |yi-pi(·)|) ниже соответственного порога (например, X и Y). Эта дополнительная проверка может помочь привлечь определенный сценарий, в котором отдельные разности могут показывать соответствие, но когда идентификационную метку рассматривают полностью, может быть определено, что соответствия нет.
Если проверки на этапах 324 и 326 являются удовлетворительными для пункта доступа беспроводной LAN в таблице, тогда подвижным устройством управляют таким образом, чтобы искать сигналы маяка пункта доступа. Если нет соответствия на этапах 324 или 326, подвижное устройство продолжает искать соответствие в другой идентификационной метке для другого ID BSS. В случае, когда возможно, что более чем одна идентификационная метка пункта доступа соответствует идентификационной метке текущего местоположения, тогда величины разностей или сумма разностей, или некоторое другое определение может быть сделано, чтобы выбрать пункт доступа с идентификационной меткой, которая наиболее близко соответствует текущей идентификационной метке. В этом случае множества соответствий, когда подвижное устройство ищет пункты доступа WLAN, оно может определить местоположение одного или более пунктов доступа.
Фиг.4 изображает блок-схему последовательности этапов примерного способа, предназначенного для уточнения элемента идентификационной метки. На этапе 402 подвижное устройство после поиска и получения сигнала маяка соединяется с пунктом доступа беспроводной LAN, как известно в данной области техники. Пункт доступа имеет адрес МАС, который используют в качестве его ID BSS. Могут быть использованы другие идентификаторы, чтобы установить различие между разными пунктами доступа, однако ID BSS является традиционной величиной. Таким образом, на этапе 404 подвижное устройство определяет, имеет ли пункт доступа, с которым оно соединено, элемент в таблице идентификационных меток. Если не имеет, может быть сгенерирована текущая идентификационная метка (смотри фиг.3А), а затем запомнена, на этапе 406. Если элемент идентификационной метки уже существует для пункта доступа, тогда текущая идентификационная метка может быть использована, чтобы уточнить запомненную идентификационную метку, на этапе 408. В качестве части процесса уточнения, также могут быть уточнены величины отклонений, если имеются, на этапе 410.
s
Процесс уточнения использует текущую идентификационную метку, чтобы модифицировать запомненную идентификационную метку таким образом, что запомненная идентификационная метка вместо представления просто того, что пункт доступа был найден в первый раз, фактически извлекает пользу из величин, измеренных в то время, когда многократно был найден пункт доступа. Один пример такого уточнения может быть описан со ссылкой на параметр уровня сигнала, но также успешно применяется к параметру фазы или к любому другому атрибуту, который используют, чтобы создать идентификационную метку. В соответствии с этим способом, также поддерживают запись числа раз, сколько обновлена идентификационная метка. В этом примере идентификационную метку для пункта доступа А1 обновляют в течение К-го времени. Идентификационная метка включает в себя вектор si(A1),...,sn(A1), а текущая идентификационная метка включает в себя вектор x1,...,xn. Каждую величину вектора  обновляют в соответствии с формулой:
новый si = [(K-1)(старый si)+xi]/K
Этот тип динамического среднего уточнения является только примерным по характеру, и имеется много приемлемых математических способов, которые могли бы быть использованы, чтобы уточнять величину идентификационной метки, не выходя за рамки объема настоящего раскрытия. Уточнение в идентификационную метку также может быть выполнено с помощью добавления величин для нового атрибута (например, число измеряемых пилот-сигналов) в идентификационную метку вместо изменения имеющихся величин или дополнительно к имеющимся величинам.
x
s
Величины отклонений также могут быть уточнены. Например, начальные величины отклонений могут быть отклонением по умолчанию. Такая как, например, 10 децибел (для уровня сигнала) или величина по умолчанию для отклонения может быть переменной, такой как 5% от величины идентификационной метки. В этом примере измеренный вектор отклонения между векторами  и  является вектором m1,...,mn. Новую величину отклонения di вычисляют с помощью MAX[(предыдущий di), mi, (di по умолчанию/SQRT(K))].
В приведенных выше примерах подвижное устройство генерирует идентификационные метки и запоминает базу данных идентификационных меток. Однако некоторые или все из идентификационных меток, в качестве альтернативы, могут быть запомнены где-нибудь вдали от глобальной беспроводной сети связи, например, в базе данных 111, доступной с помощью MSC 110. В этом случае требования обработки и требования запоминания могут быть уменьшены для подвижного устройства. При работе подвижное устройство создавало бы текущую идентификационную метку и передавало бы эту идентификационную метку в MSC (или возможно BSC, если база данных находится там). Затем MSC выполнил бы сравнение идентификационной метки и дал бы команду подвижному устройству, искать ли или нет сигнал маяка пункта доступа. В этом устройстве MSC мог бы принимать идентификационные метки из множества подвижных устройств и мог бы иметь значительно большую базу данных доступных пунктов доступа, чем могли бы быть найдены в одном подвижном устройстве. В качестве альтернативы, персонализированная база данных идентификационных меток может быть создана для каждого пользователя глобальной беспроводной сети связи и запомнена в их собственной системе.
Различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы, элементы и/или компоненты, описанные в связи с вариантами осуществления, раскрытыми в настоящей заявке, могут быть осуществлены или выполнены с помощью процессора общего назначения, процессора цифровых сигналов (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), вентильной матрицы, программируемой в условиях эксплуатации (FPGA) или другого программируемого логического компонента, дискретной логической схемы или транзисторной логики, дискретных компонентов аппаратного обеспечения или любой их комбинации, предназначенной для выполнения функций, описанных в настоящей заявке. Процессор общего назначения может быть микропроцессором, но в альтернативе процессор может быть любым традиционным процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор также может быть осуществлен как комбинация вычислительных компонентов, например, комбинация DSP и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или более микропроцессоров совместно с ядром DSP или любая другая такая конфигурация.
Способы или алгоритмы, описанные в связи с вариантами осуществления, раскрытыми в настоящей заявке, могут быть осуществлены непосредственно в аппаратном обеспечении, в модуле программного обеспечения, выполняемом процессором, или в комбинации того и другого. Модуль программного обеспечения может находиться в памяти RAM, флэш-памяти, памяти ROM, памяти EPROM (электрически программируемое ПЗУ), памяти EEPROM (электрически стираемое программируемое ПЗУ), в регистрах, на жестком диске, сменном диске, CD-ROM, или любом другом виде запоминающего носителя, известного в данной области техники. Запоминающий носитель может быть соединен с процессором таким образом, что процессор может считывать информацию из запоминающего носителя и записывать информацию на него. В качестве альтернативы, запоминающий носитель может быть единым целым с процессором.
Предыдущее описание предоставляет определенные примерные аспекты и варианты осуществления. Различные модификации в эти варианты осуществления и аспекты находятся в рамках объема раскрытия, и общие принципы, определенные в настоящей заявке, могут быть применены к другим вариантам осуществления. Таким образом, формула изобретения не должна быть ограничена вариантами осуществления, описанными в настоящей заявке, а должна соответствовать полному объему, совместимому с языковой формулой изобретения, в которой не подразумевается, что ссылка на элемент в единственном числе должна означать “один и только один”, если конкретно так не указано, а вернее “один или несколько”. Все структурные и функциональные эквиваленты для элементов различных вариантов осуществления, описанных во всем этом раскрытии, которые известны или позже станут известными обычным специалистам в данной области техники, специально включены в настоящее описание в качестве ссылки, и подразумевается, что они содержатся в формуле изобретения. Кроме того, подразумевается, что ничего, раскрытое в настоящей заявке, не должно быть доступно для общего использования, независимо от того, описано ли такое раскрытие явно в формуле изобретения. Никакой элемент пункта формулы изобретения не должен быть истолкован согласно положениям 35 U.S.C 112, шестой параграф, если элемент специально не описан с использованием фразы “средство для”, или, в случае пункта формулы изобретения способа, если элемент не описан с использованием фразы “этап, на котором”.