专利名称：根据双模式设备的运营商管理系统地理定位的wifi地理定位的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及无线设备，更具体而言，涉及用于提供关于客户处 设备(customer premises equipment, CPE)的地理位置信息的系统和方 法。
背景技术：
诸如双模式手机、PDA、膝上型电脑、以及其他移动无线设备之类的 双模式设备(DMD)具有用于接入运营商的无线电接入网(RAN)的蜂 窝无线电收发机和用于接入无线局域网的无线保真(WiFi)无线电收发 机。这些双模式设备可以有利地在WiFi网络可用时使用WiFi网络，并且 利用运营商管理的网络(例如，蜂窝网络)来填充WiFi网络之间的缺 □。
由于许多原因WiFi网络对于用户和运营商是优选的。WiFi网络对于 运营商来说可能是免费的，并且可以降低与为双模式设备建立呼叫相关联 的成本，因为提供带宽的服务提供商(SP)和接入点(AP)运营者可能是 不同的机构。运营商还可以通过以下方式向订户提供更高的便利性仅要 求使用一个电话，同时也将无线覆盖扩展到订户的家中，其中在该订户的 家中运营商管理系统可能不能到达或者不能良好地到达。此外，运营商还 可以通过使用因特网来将语音流量传送到该运营商的网络，从而较少使用 该运营商的网络并且提高收入来降低传输成本。双模式设备在WiFi LAN 中时还可以访问其他功能。
语音IP (VoIP)服务的一个问题是服务提供商不具有可靠的关于CPE (例如，接入点)的地理位置数据。即使一个订户已注册到系统，服务提 供商也不能确定该订户在未通知服务提供商的情况下在物理上移动了 CPE。网络和AP信息可能经常随着新的热点被创建、现有热点被关闭以及漫游协定被创建/议定而改变。不正确或者不精确的地理位置信息的危险 影响是紧急服务可能被发送到不正确的位置。
图1示出了用于映射接入点的示例系统。
图2示出了用于映射接入点的示例方法。 图3示出了用于映射接入点的另一个示例方法。 图4示出了用于映射接入点的另 一个示例方法。 通过参考下面的详细描述可以最好地理解本发明的实施例及其优点。 应当理解，类似的标号被用来标识在一幅或多幅附图中示出的类似元素。
具体实施例方式
本发明提供了用于利用双模式设备来确定接入点的地理位置(或者说 "geolocation")的装置和方法。在一个实施例中，诸如蜂窝网之类的运 营商管理系统被用来直接确定或者三角测量双模式设备的地理位置，随后 确定接入点的地理位置。有利地，本发明实现改进的移动无线设备的服 务，尤其是为紧急服务提供精确的位置。
在本文档中使用的双模式设备(DMD)指手机、PDA、膝上型电脑、 以及其他移动无线设备，它们具有用于接入运营商管理系统的收发机(例 如，用于接入运营商的无线电接入网(RAN)的蜂窝无线电收发机)和用 于接入公共或专用IP网络(例如，无线局域网(LAN)或因特网)的无线 LAN无线电收发机(例如，无线保真(WiFi)、蓝牙、超宽带无线电 等)。
接入点(AP)可以是允许配备无线功能的计算机和其他设备与有线网 络通信的任何设备。AP也可以用来扩展无线网络的范围。在一个示例 中，AP总地来说可以支持WiFi，具体而言支持802.11a、 802.11b和/或 802.11g联网标准。对于本发明可用AP的示例包括但不限于可从加州圣何 塞的Cisco系统公司的分支Linksys获得的无线-B接入点(型号 WAP11)、无线-G接入点(型号WAP54G)、以及双波段无线A+G接入点(型号WAP55AG)。
热点可以是具有由一个或多个活动无线AP提供的无线连通性和高速 因特网连接的位置。热点可以是公共的也可以是专用的。
本文档中使用的术语"运营商管理"(carrier-magnaged)系统或网络 指具有由运营商管理的固定且已知的基础设施的系统，在一个示例中包括 RAN、 CDMA、 GSM、 TDMA、 WiMax、 3G、 4G，或者除诸如WiFi或蓝 牙之类的无线LAN技术之外的网络。在本发明的一个实施例中运营商管 理系统还可以包括全球定位系统。
在本文档中使用的术语"订户管理网络"(subscriber-managed network)指由订户管理的关联设备和便携式网络(例如，DMD和AP)， 它是由蓝牙、超宽带(UWB)、或者诸如802.11网络(即，利用 802.1 la、 802.1 lb和/或802.1 lg无线联网标准或WiFi)之类的无线LAN 技术所支持的。
现在参考图1，示出了用于映射接入点的示例系统。AP映射系统100 是在具体实施例中说明的。系统100包括DMD 102 (例如，双模式手机、 PDA、膝上型电脑、或者其他移动无线设备)、运营商管理系统塔104 (例如，RAN、 CDMA、 GSM、 TDMA、 WiMax、 3G、 4G、或者WiFi之 外的可用网络例如GPS)、网络管理系统(NMS) 106、数据库108、接 入点(AP) 110和112、以及GPS卫星130。
在具体实施例中，DMD 102包括第一收发机/天线130a和第二收发机/ 天线103b， 103a和103b中的一个可用来与运营商管理系统通信，而另一 个可用来与接入点通信。DMD 102还包括处理器103c，处理器103c工作 耦合到收发机103a和103b用于处理数据，具体而言处理DMD和接入点 的地理位置数据。
在具体实施例中，AP 110和112分别包括收发机llla和113a、以及 处理器lllb和113b。处理器被配置来允许无线设备(例如，DMD)在接 入点接收到来自无线设备的接入信息后接入与接入点相连接(例如，经由 10/100以太网RJ-45端口)的公共或专用IP网络。
现在结合图1参考图2,示出了用于映射接入点的示例方法。在具体
7实施例中说明用于利用双模式设备来确定接入点的地理位置的方法的流程 图。
在步骤202， DMD 102检测到接入点(例如，AP 110或112)，或者 以其他方式被通知在无线接入点的范围中。
在步骤204，在一个实施例中通过运营商管理系统来近似DMD 102的 地理位置。在一个实施例中，运营商管理系统可以将标准漫游/移交过程时 DMD的地理位置信息与订户被移交到的AP的名称相关联。在该示例中有 利地是，不要求DMD参与。在另一个示例中，运营商管理系统塔基于被 照射的蜂窝塔的信号强度进行三角测量，并且/或者可以使用其他类似的手 段和方法。对于运营商管理系统天线三角测量，DMD 102经由运营商管理 系统塔104联系运营商管理系统并且注册到运营商管理系统(图1中的箭 头121)。运营商管理系统随后将DMD 102连接到该运营商的NMS 106 (图1中的箭头123)，该NMS 106对DMD 102进行认证并且随后在该 运营商的数据库108中查询塔104的地理位置(图1中的箭头125)。该 塔地理位置随后可以被发送到DMD 102 (图1中的箭头127)。该塔地理 位置和无线电信号强度和另一个塔的地理位置和无线电信号强度随后可以 用来对DMD 102的地理位置进行三角测量。塔地理位置和信号强度数据 的数目较大将会提高三角测量出的DMD的地理位置的精度。在又一个示 例中，可以利用GPS来近似DMD 102的地理位置。DMD 102可以具有 GPS功能(直接利用GPS接收机或者通过运营商管理系统的辅助 GPS)。
在步骤206，利用DMD 102的地理位置获得接入点的地理位置。在一 个实施例中，可以通过利用DMD地理位置的第一估计来获得接入点的大 体地理位置。如果运营商管理系统塔提供了 DMD地理位置，则第一估计 的范围将是塔信号覆盖区域的半径，在一个示例中该半径约为5 km。服务 提供商可能不对精确地理位置感兴趣，而是可能对订户穿过一个城市或者 一个国家时的宏观水平感兴趣。在先前存在数据的地方不再存在有用的地 理位置信息可能是订户已离开的信号。在任何情形中， 一旦被通知从服务 提供商先前记录的地理位置发生了实质性地理位置改变，服务提供商则可
8以联系订户来更新该服务提供商的数据库中的位置。在另 一个实施例中，
可以通过DMD三角测量来获得细化的接入点地理位置，下面参考图3和 图4更详细地对此进行描述。在又一个实施例中，可以利用GPS数据和 DMD上的接收机的软件来获得细化的接入点地理位置。
在步骤208，可以经由AP或运营商管理系统网络将AP地理位置发送 给服务提供商，例如电信运营商。在设备加电时、按照特定的时间间隔、 或者在触发事件时(例如，用户按下按键、感测到WiFi网络、DMD改变 位置、加载了新的软件等等)，通过作为特定于地理位置的新过程的一部 分的移交/注册过程，该AP地理位置和/或DMD地理位置可以被传递到服 务提供商。有利地，可以向服务提供商更新AP、热点和其他CPE的地理 位置来增强服务，尤其是提供紧急服务的情形。在一个实施例中，所确定 的AP的地理位置可以作为与该AP相关联的网络和设备的属性，从而利 用DMD地理位置数据向否则可能不具有地理定位能力的整个网络装备提 供了地理位置。在一个示例中，与AP相关联的非WiFi端点可以被给予该 AP的已确定的地理位置作为属性。
现在结合图1参考图3和图4，示出了用于映射接入点的另一种示例 方法。在本发明的具体实施例中，分别示出了用于在容纳接入点312的家 庭/企业301中映射接入点312的方法的图示和流程图。围绕家庭/企业301 的等高线代表由DMD (例如，DMD 102)测得的信号强度。路径A、 B 和C是携带该DMD的订户去往和离开家庭/企业301的物理路径。圆 302、 304和306是距到AP的路径上的40X信号强度点的距离的估计。注 意，在较低信号强度处，估计的置信度较低，而在较高的信号强度处，置 信度较高。
在步骤402，获得对于沿第一路径(例如，路径A)的多个AP信号 强度(例如，A20-A80) DMD 102 (图1)的地理位置。可以例如通过运 营商管理系统天线三角测量、GPS和/或其他类似的手段和方法来如上所述 估计DMD 102的地理位置。
在步骤404，获得对于沿第二路径(例如，路径B)的多个AP信号强 度(例如，B20-B80) DMD 102 (图1)的地理位置。可以例如通过运营商管理系统天线三角测量、GPS和/或其他类似的手段和方法来如上所述估 计DMD 102的地理位置。
在步骤406，获得对于沿第三路径(例如，路径C)的多个AP信号强 度(例如，C20-C80) DMD 102 (图1)的地理位置。可以例如通过运营 商管理系统天线三角测量、GPS和/或其他类似的手段和方法来如上所述估 计DMD 102的地理位置。
在步骤408，确定距第一、第二和第三路径中的每个的40%信号强度 点的距离的圆形区域估计(分别为圆形区域估计302、 304和306)。注 意，可以在获得对于沿各条路径的多个AP信号强度的地理位置数据后立 即执行相应的圆形区域估计。
在步骤410，随后确定这些圆形区域估计的相交部分来细化AP 312的 地理位置。用虚线示出了估计302和304之间的相交部分。用粗线示出了 估计302、 304和306之间的相交部分。应当注意，沿更多路径的更多 DMD地理位置和信号强度数据将提高三角测量出的接入点地理位置的精 度。
在另一个特定实施例中，不是在上述用于映射接入点的方法中使用订 户的DMD，而是运营商自身可以勘测订户AP地理位置，即或者周期性地 系统勘测所通知的位置、或者通过利用遍历覆盖区域的运营商服务车来以 自治方式勘测订户AP地理位置。运营商可以使用对AP信号和信号强度 进行检测的勘测装置，并且通过天线三角测量或者GPS来提供地理位置数 据。当发现地理位置与运营商数据库中的地理位置不匹配时，勘测装置可 以触发报警。运营商随后可以更新它们的数据库，并且/或者向订户发送通 知请求向运营商更新它们的信息。
有利地，本发明允许服务提供商不断自动地用AP和关联设备的地理 位置来更新其数据库。换言之，网络中的设备可以动态更新运营商的热点 地图。运营商的大量用户的蜂窝双模式用户设备可以不断精确(自动)地 更新给定地区中的AP/热点的网络数据库。在热点增加或减少时，DMD将 能够向运营商报告，从而AP/热点地图将是最新并且精确的。在用户找到 热点时，热点运营者可以与运营商一起工作来提供精确的信息和改善的紧
10急服务。
上述实施例示出了但并不限制本发明。还应当理解，根据本发明的原 理可以作出许多修改和变动。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限 定。
权利要求
1. 一种装置，包括第一收发机，该第一收发机用于与运营商管理系统通信来接收双模式装置的地理位置数据；第二收发机，该第二收发机用于与支持无线局域网(LAN)的接入点通信；以及处理器，该处理器用于利用所述双模式装置的地理位置数据来确定所述接入点的地理位置数据。
2. 如权利要求1所述的装置，其中所述运营商管理系统是从由无线电接入网(RAN) 、 CDMA、 GSM、 TDMA、 WiMax、 3G和4G组成的组中选出的。
3. 如权利要求1所述的装置，其中所述第一收发机利用全球定位系统(GPS)接收所述双模式装置的地理位置数据。
4. 如权利要求1所述的装置，其中所述第一收发机能发送信号向所述运营商管理系统查询所述双模式装置正从其接收信号的运营商管理系统天线的地理位置数据。
5. 如权利要求1所述的装置，其中所述第一收发机能向所述运营商管理系统发送数据来用所述接入点的地理位置数据对数据库进行更新。
6. 如权利要求1所述的装置，其中所述接入点支持从由802.11a、802.11b和802.11g组成的组中选出的无线联网标准。
7. 如权利要求1所述的装置，其中所述接入点支持从由无线保真(WiFi)、蓝牙和超宽带(UWB)组成的组中选出的联网标准。
8. 如权利要求1所述的装置，其中所述无线LAN实现到因特网的连通性。
9. 如权利要求1所述的装置，其中所述第二收发机能检测来自所述接入点的不同强度的信号。
10. 如权利要求1所述的装置，其中所述处理器能对所述双模式装置的地理位置数据进行处理来对所述接入点的地理位置进行三角测量。
11. 一种装置，包括用于与运营商管理系统通信来接收双模式装置的地理位置数据的装置；用于与支持无线局域网(LAN)的接入点通信的装置；以及用于利用所述双模式装置的地理位置数据来确定所述接入点的地理位置数据的装置。
12. —种方法，包括利用双模式设备检测接入点；从运营商管理系统接收所述双模式设备的地理位置数据；以及利用所述双模式设备的地理位置数据来确定所述接入点的地理位置数据。
13. 如权利要求12所述的方法，其中所述双模式设备的地理位置数据是利用全球定位系统(GPS)确定的。
14. 如权利要求12所述的方法，其中所述双模式设备的地理位置数据是通过运营商管理系统天线的三角测量确定的。
15. 如权利要求12所述的方法，其中所述接入点的地理位置数据是通过利用所述双模式设备对沿三条通路的接入点信号强度进行三角测量确定的。
16. 如权利要求12所述的方法，还包括经由所述运营商管理系统将所述接入点的地理位置数据发送到服务提供商来利用关于所述接入点的信息对数据库进行更新。
17. 如权利要求12所述的方法，还包括检测与所述接入点相关联的设备，并且将所述接入点的地理位置数据作为所述相关联的设备的属性。
18. —种方法，包括利用双模式设备检测接入点；对于沿第一通路的多个接入点信号强度获得所述双模式设备的地理位置数据；对于沿第二通路的多个接入点信号强度获得所述双模式设备的地理位置数据；对于沿第三通路的多个接入点信号强度获得所述双模式设备的地理位置数据；以及对于所述双模式设备的沿第一通路、第二通路和第三通路的地理位置 数据进行处理来三角测量所述接入点的地理位置数据。
19. 如权利要求18所述的方法，其中所述双模式设备的地理位置数据 是利用全球定位系统(GPS)确定的。
20. 如权利要求18所述的方法，其中所述双模式设备的地理位置数据 是通过运营商管理系统天线的三角测量确定的。
21. 如权利要求18所述的方法，还包括经由所述运营商管理系统将所 述接入点的地理位置数据发送到服务提供商来利用关于所述接入点的信息 对数据库进行更新。
22. 如权利要求18所述的方法，还包括检测与所述接入点相关联的设 备，并且将所述接入点的地理位置数据作为所述相关联的设备的属性。
全文摘要
在一个实施例中，诸如蜂窝网或全球定位系统(GPS)之类的运营商管理系统被用来直接确定或者三角测量双模式设备(图1，102)的地理位置从而随后确定接入点(图1，110、112)的地理位置。有利地，服务提供商可以利用关联设备和AP的地理位置来不断自动更新其数据库(图1，108)，从而提供精确的信息和改善的紧急服务。
文档编号G01S5/14GK101502134SQ200780029513
公开日2009年8月5日 申请日期2007年8月8日 优先权日2006年8月15日
发明者加里·菲茨杰拉德 申请人:思科技术公司