Позиционирование для wlan и других беспроводных сетей

Позиционирование для wlan и других беспроводных сетей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие относится, в целом, к области связи и, в частности, к методам осуществления позиционирования.

Уровень техники

Сети беспроводной связи широко используются для обеспечения различных услуг связи, например передачи голоса, видео, пакетных данных, обмена сообщениями, вещания и т.д. Эти беспроводные сети могут представлять собой сети множественного доступа, способные предоставлять услуги связи множественным пользователям за счет совместного использования имеющихся сетевых ресурсов. Примеры таких сетей множественного доступа включают в себя сети множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), сети множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), сети множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) и сети ортогонального FDMA (OFDMA).

Часто бывает желательно, а иногда просто необходимо знать положение терминала в беспроводной сети. Термины "положение" и "позиция" являются синонимами и используются здесь взаимозаменяемо. Например, пользователь может использовать терминал для навигации по веб-сайту и может кликнуть на контент, зависящий от положения. Тогда положение терминала можно определить и использовать для предоставления пользователю соответствующего контента. Существует много других сценариев, в которых полезно или необходимо знать положение терминала.

Некоторые беспроводные сети, например сети CDMA, могут надежно поддерживать позиционирование. Эти беспроводные сети могут иметь большое количество базовых станций, которые передают сигналы, в которых закодирована информация хронирования. Положение терминала можно определить на основании измерений хронирования для достаточного количества базовых станций и известных фиксированных положений этих базовых станций. В некоторых беспроводных сетях положения передатчиков могут быть не известны, или может существовать неопределенность в положениях передатчиков. Тем не менее, определение положения терминала в такой беспроводной сети может быть желательным.

Сущность изобретения

Здесь описаны методы позиционирования точек доступа и терминалов в беспроводных локальных сетях (WLAN), а также в других беспроводных сетях. Позиционирование - это процесс измерения/вычисления оценки географического положения целевого устройства. Оценку положения также можно именовать оценкой позиции, фиксацией позиции и т.д.

Согласно одному аспекту для позиционирования точки доступа измерения получают для, по меньшей мере, одной точки доступа в WLAN. Измерения можно осуществлять на основании последовательностей передачи (например, кадров сигнала маяка), периодически передаваемых каждой точкой доступа. Измерения могут проводиться множественными терминалами в разных положениях или одним мобильным терминалом в разных положениях. Положение каждой точки доступа определяют на основании измерений и известных положений терминала(ов) и, дополнительно, согласно методу позиционирования, например методу измерения периода кругового обращения (учитывающему время прохождения сигнала в прямом и обратном направлении) (RTT), методу измерения наблюдаемой разницы во времени (OTD), методу измерения времени прихода сигнала (TOA) и т.д.

Согласно другому аспекту получают, по меньшей мере, одно положение, по меньшей мере, одного терминала, принимающего передачи от точки доступа. Положение точки доступа определяют на основании, по меньшей мере, одного положения, по меньшей мере, одного терминала и, возможно, дополнительной информации, например ограничения по дальности для технологии радиосвязи, используемой в WLAN, мощности передачи, используемой, по меньшей мере, одним терминалом или точкой доступа, и т.д.

Согласно еще одному аспекту для позиционирования терминала, получают измерения для, по меньшей мере, одной точки доступа в WLAN. Положение терминала определяют на основании измерений и, по меньшей мере, одного положения, по меньшей мере, одной точки доступа и, дополнительно, согласно методу позиционирования, например методу RTT, методу OTD, методу TOA, методу измерения уровня/качества сигнала, методу определения идентификатора точки доступа (AP ID) и т.д.

Согласно еще одному аспекту получается совокупность результатов определения положения (например, функции плотности вероятности) для совокупности методов позиционирования. Результаты определения положения объединяют для получения окончательного результата определения положения (например, окончательной функции плотности вероятности). Оценку положения для станции получают на основании окончательного результата определения положения.

Различные аспекты и признаки раскрытия более подробно описаны ниже.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - WLAN, которая поддерживает позиционирование.

Фиг.2A и 2B - позиционирование точки доступа.

Фиг.3 - измерение OTD терминалом для двух точек доступа.

Фиг.4 - измерения TOA посредством двух терминалов для точки доступа.

Фиг.5 - история перемещения для точки доступа.

Фиг.6 - размещение с определением положения в плоскости пользователя.

Фиг.7 - размещение с определением положения в плоскости управления.

Фиг.8 - процесс позиционирования одной или нескольких точек доступа.

Фиг.9 - процесс позиционирования точки доступа.

Фиг.10 - процесс позиционирования терминала.

Фиг.11 - процесс объединения результатов определения положения.

Фиг.12 - позиционирование WLAN путем определения положения в плоскости пользователя/управления.

Фиг.13 - точка доступа, терминал и сетевой сервер.

Подробное описание

Здесь описаны методы поддержки позиционирования в беспроводных сетях. Методы можно использовать для различных беспроводных сетей, например беспроводных локальных сетей (WLAN), беспроводных глобальных сетей (WWAN), городских сетей (WMAN), вещательных сетей и т.д. Термины "сеть" и "система" часто используются взаимозаменяемо. WWAN - это беспроводная сеть, которая обеспечивает покрытие для большой географической области, например города, штата или целой страны. WWAN может представлять собой сотовую сеть, например сеть CDMA, сеть TDMA, сеть FDMA, сеть OFDMA и т.д. В сети CDMA может быть реализована технология радиосвязи, например широкополосный CDMA (W-CDMA), cdma2000 и т.д. Стандарт cdma2000 охватывает стандарты IS-2000, IS-95 и IS-856. В сети TDMA может быть реализована технология радиосвязи, например Глобальная система мобильной связи (GSM), Цифровая усовершенствованная мобильная телефонная система (D-AMPS) и т.д. Стандарт D-AMPS охватывает стандарты IS-248 и IS-54. Эти различные технологии и стандарты радиосвязи известны в технике. Стандарты W-CDMA и GSM описаны в документах, изданных организацией под названием "3rd Generation Partnership Project" (3GPP). Стандарт cdma2000 описан в документах, изданных организацией под названием "3rd Generation Partnership Project 2" (3GPP2). Документы 3GPP и 3GPP2 общедоступны.

WLAN - это беспроводная сеть, которая обеспечивает покрытие для малой или средней географической области, например здания, супермаркета, кафе, аэропорта, школы, больницы и т.д. В WLAN может быть реализована технология радиосвязи, например, любая, отвечающая стандартам IEEE 802.11, Hiperlan и т.д. В WMAN может быть реализована технология радиосвязи, например, любая, отвечающая стандарту IEEE 802.16. IEEE 802.11 и IEEE 802.16 представляют собой два семейства стандартов, разработанных Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). Семейство IEEE 802.11 включает в себя стандарты 802.11a, 802.11b, 802.11g и 802.11n и обычно именуется Wi-Fi. Каждый стандарт IEEE 802.11 определяет работу в конкретной полосе частот (например, 2,4 ГГц или 5 ГГц) с использованием одного или нескольких методов модуляции. Семейство IEEE 802.16 включает в себя стандарт 802.16e и обычно именуется WiMAX. Hiperlan - это технология WLAN, которая широко используется в Европе. Для простоты, нижеследующее описание, в основном, относится к WLAN.

На фиг.1 показана WLAN 100, которая поддерживает позиционирование. WLAN 100 включает в себя точки доступа (AP) 110, которые осуществляют связь с терминалами 120. Точка доступа - это станция, которая поддерживает услугу связи для терминалов, связанных с этой точкой доступа. Точку доступа также можно именовать базовой станцией. Для беспроводных технологий WMAN и WWAN точка доступа может именоваться узлом B, расширенным узлом B (eNode B), базовой приемопередающей подсистемой и т.д. Точки доступа 110 могут быть прямо или косвенно подключены к сетевому серверу 130, который может осуществлять различные функции для позиционирования. Сетевой сервер 130 может представлять собой единичный сетевой объект или совокупность сетевых объектов. В общем случае, WLAN может включать в себя любое количество точек доступа. Каждая точка доступа может идентифицироваться идентификатором точки доступа (AP ID), который может представлять собой глобально-уникальный адрес уровня управления доступом к среде (MAC), который включен в кадры, передаваемые точкой доступа, адрес Интернет-протокола (IP) и т.д.

Терминал - это станция, которая может осуществлять связь с другой станцией через беспроводную среду. Терминал может быть стационарным или мобильным, и его также можно именовать мобильной станцией, пользовательским оборудованием, абонентской станцией и т.д. Терминал может представлять собой сотовый телефон, карманный персональный компьютер (КПК), карманное устройство, беспроводное устройство, портативный компьютер, беспроводной модем, беспроводной телефон, телеметрическое устройство, устройство слежения и т.д.

Точка доступа или терминал также может принимать сигналы со спутников 140, которые могут составлять часть Глобальной системы позиционирования США (GPS), европейской системы Galileo, российской системы Glonass или какой-либо другой спутниковой системы позиционирования (SPS). Терминал может измерять сигналы от точек доступа 110 и/или сигналы от спутников 140. Измерения можно использовать для определения положения терминала и/или точек доступа, что описано ниже.

В общем случае, WLAN и/или связанные с нею терминалы могут поддерживать любое количество методов позиционирования и любой метод позиционирования. В Таблице 1 приведены некоторые методы позиционирования, которые могут поддерживаться WLAN и/или связанными с нею терминалами, и обеспечено краткое описание каждого метода.

Таблица 1
Метод позиционирования	Описание
AP ID	Решение на основании идентификаторов точек доступа.
RTT	Решение на основании измерения периода кругового обращения (RTT).
OTD	Решение на основании измерения наблюдаемой разницы во времени (OTD).
TOA	Решение на основании измерения времени прихода сигнала (TOA).
Уровень/качество сигнала	Решение на основании измерения уровня сигнала и/или качества сигнала.
ID соты для A-GPS	Решение, основанное на ID соты и используемое для вспомогательной GPS (A-GPS).

В нижеследующем описании термин "GPS", в целом, относится к позиционированию на основе любой спутниковой системы позиционирования, например GPS, Galileo и т.д. Термин "A-GPS", в целом, относится к позиционированию на основе любой спутниковой системы позиционирования со вспомогательными данными.

Методы позиционирования можно использовать для (a) определения положений терминалов на основании известных положений точек доступа и/или (b) определения положений точек доступа на основании известных положений терминалов. Известные положения можно получать независимо с помощью GPS, A-GPS и т.д. Способность определять положения точек доступа на основании положений терминалов может быть весьма желательна, поскольку в настоящее время установлено большое количество WLAN, причем эти WLAN не всегда широко известны, и точки доступа могут перемещаться (т.е. не всегда фиксированы). Положения точек доступа можно определять и/или обновлять с помощью терминалов, поддерживающих независимые методы позиционирования, например GPS, A-GPS и т.д. Положения точек доступа можно использовать для определения положений терминалов, которые не поддерживают независимые методы позиционирования, например GPS, A-GPS и т.д.

Различные методы позиционирования могут поддерживаться терминалами и/или использоваться на сетевом сервере, например сетевом сервере 130, показанном на фиг.1, или на одной из точек доступа 110. Сетевой сервер может предписывать терминалам проводить измерения и может вычислять оценки положения для терминалов и/или точек доступа. На сетевом сервере также может храниться информация положения для терминалов и/или точек доступа, и он может использовать информацию положения для поддержки позиционирования.

1. Метод AP ID

Метод AP ID использует известные положения точек доступа в WLAN для определения положений терминалов. Положение можно задавать 2-мерными (x, y) или 3-мерными (x, y, z) географическими координатами. Положения точек доступа можно определить по-разному. В одной схеме положение точки доступа может определять оператор WLAN геодезическими средствами с использованием карты и т.д. В другой схеме положение точки доступа можно определить на основании метода позиционирования, например GPS, A-GPS и т.д.

На фиг.2A показана схема для позиционирования точки доступа на основании известных положений одного или нескольких терминалов, осуществляющих связь с точкой доступа. Зону покрытия для точки доступа можно определить на основании известных положений разных терминалов и/или разных известных положений одних и тех же терминалов. Положение точки доступа можно определить на основании всех известных положений терминалов, например средней широты (x) и средней долготы (y) положений терминалов. Во избежание смещения вследствие более высокой концентрации терминалов в одной области по сравнению с другими областями периметр зоны покрытия можно определить на основании положений самых внешних терминалов. Затем положение точки доступа можно задать как точку в области, ограниченной периметром, например центр тяжести ограниченной области.

На фиг.2B показана схема для позиционирования точки доступа на основании известного положения одного терминала. Положение терминала можно обеспечить как приблизительное положение точки доступа. Это приблизительное положение имеет погрешность или неопределенность, которая зависит от зоны покрытия точки доступа. Если технология WLAN известна (например, 802.11b, 802.11g и т.д.), то максимальное расстояние от терминала до точки доступа можно оценить на основании ограничения по дальности для технологии WLAN. Например, многие технологии 802.11 обычно имеют ограничения по дальности примерно от 50 до 100 метров. Затем положение точки доступа можно аппроксимировать положением терминала, причем фактическое положение точки доступа находится в круге с центром в положении терминала и радиусом, определяемым ограничением по дальности. Ограничение по дальности обычно задается для максимальной мощности передачи, допустимой для технологии WLAN. Поэтому меньший радиус (а значит, и меньшую неопределенность) можно использовать для круга, если известно, что точка доступа или терминал использует для связи мощность, меньшую максимальной мощности передачи.

В общем случае, положение точки доступа можно определить заранее (например, посредством картографии и геодезии) или в условиях эксплуатации, применяя любой из методов позиционирования в обратном направлении. В частности, положение точки доступа можно определить на основании одного или нескольких известных положений одного или нескольких терминалов, поддерживающих надежные и точные методы позиционирования, например GPS, A-GPS и т.д.

Метод AP ID может обеспечивать оценку положения терминала на основании идентификатора точки доступа, обслуживающей терминал или принимаемой на терминале, и известного положения точки доступа. Положение точки доступа можно обеспечивать как оценку положения терминала. Эта оценка положения имеет неопределенность, зависящую от зоны покрытия точки доступа, которую можно оценить на основании технологии WLAN, как описано выше. Точность оценки положения может зависеть от ограничения по дальности для технологии WLAN. Оценка положения может быть довольно точной для технологий WLAN с ограниченным покрытием (например, до 50 метров для некоторых технологий IEEE 802.11) и менее точной для технологий WLAN, WMAN и WWAN с увеличенной дальностью или использующих ретрансляторы для увеличения покрытия.

Положение точки доступа можно сделать доступным для терминалов в зоне покрытия и/или в других сетях. Например, в IEEE 802.11 WLAN точка доступа может включать свое положение в сигнал маяка, который периодически вещается на терминалы. В этом случае терминалы, которые могут принимать сигнал маяка, имеют возможность оценивать свои положения на основании положения точки доступа, полученной из сигнала маяка.

2. Метод RTT

Метод RTT обеспечивает оценку положения для станции на основании измерения RTT для одной или нескольких других станций и известных положений других станций. Например, терминал может измерять период кругового обращения для распространения радиосигнала между терминалом и одной или более точек доступа. Затем положение терминала можно определить на основании измерений RTT и известных положений точек доступа с использованием методов триангуляции.

Измерения RTT могут проводиться по-разному. Например, в IEEE 802.11v терминал передает сообщение (например, кадр Presence Request) на точку доступа и принимает от точки доступа квитанцию (например, кадр Presence Response). Квитанция может содержать задержку по времени, измеренную на точке доступа между временем приема последней части (например, последнего бита или элементарного сигнала (чипа)) сообщения с терминала и временем передачи первой части (например, первого бита или чипа) квитанции. Терминал может измерять задержку по времени между временем передачи последней части сообщения и временем приема первой части квитанции. Затем терминал может вычесть задержку по времени, сообщенную точкой доступа, из задержки по времени, измеренной терминалом, для получения измерения RTT. Также можно использовать другие схемы для измерения разницы во времени между отправкой данного сообщения и приемом ответа.

Положение точки доступа можно определить, получив измерения RTT для одного или нескольких терминалов с известными положениями и применив триангуляцию в обратном направлении. В этом случае, для каждого терминала с известным положением RTT до точки доступа может измеряться терминалом или точкой доступа. Затем положение точки доступа можно получить на основании измерений RTT, проводимых одними и теми же или разными терминалами в разных известных положениях с использованием триангуляции.

В общем случае, оценку положения для станции (например, терминала или точки доступа) можно получить методом RTT на основании измерений положения, полученных для одной или нескольких других станций. Оценка положения, полученная методом RTT, может быть значительно точнее, чем оценка положения, полученная методом AP ID. Метод RTT пытается точно определить положение станции, тогда как метод AP ID оценивает положение станции по всей зоне покрытия.

3. Метод OTD

Метод OTD обеспечивает оценку положения для станции на основании измерения OTD для других станций и известных положений других станций. Например, терминал может измерять наблюдаемую разницу в хронировании передачи между парами точек доступа. Эти измерения могут быть основаны на передачах, содержащих явную или неявную информацию хронирования от точек доступа. Эти передачи могут соответствовать кадрам сигналов маяка, периодически вещаемых точками доступа в WLAN согласно IEEE 802.11. Затем положение терминала можно получить на основании этих измерений с использованием трилатерации.

На фиг.3 показано измерение OTD на терминале i для двух точек доступа P и Q. Каждая точка доступа передает ряд последовательностей передачи, например последовательности двоичных кодированных данных. Каждая последовательность передачи содержит явное или неявное относительное начало отсчета времени. Точки доступа P и Q периодически могут передавать свои последовательности передачи с фиксированными интервалами повторения T_P и T_Q, соответственно. Длительность каждой последовательности передачи может быть меньше или равна интервалу повторения. Последовательности передачи регулярно повторяются в том смысле, что идентифицируемая структура информации регулярно повторяется, хотя повторяющаяся структура может содержать или не содержать повторяющуюся информацию. Например, каждая последовательность передачи может соответствовать кадру сигнала маяка согласно IEEE 802.11.

Точки доступа P и Q могут иметь относительно точные и стабильные часы, но они обычно не синхронизированы. Поэтому точные моменты времени отправки последовательностей передач могут быть не известны. Каждая последовательность передачи содержит маркер, который можно использовать в качестве начала отсчета времени. Маркер в последовательности передачи из точки доступа P обозначается как M_P, и маркер в последовательности передачи из точки доступа Q обозначается как M_Q. Маркеры M_P и M_Q могут находиться в начале, конце или середине соответствующих последовательностей передачи.

Терминал i принимает две последовательности передачи от точек доступа P и Q и идентифицирует маркеры в принятых последовательностях передачи. Два маркера, принятые терминалом i от точек доступа P и Q, обозначаются как M_Pi и M_Qi, соответственно. Терминал i измеряет разность между временем прихода маркера M_Pi от точки доступа P и временем прихода маркера M_Qi от точки доступа Q. Эта разница во времени прихода обозначается как OTD_i.

Реальная разница во времени между маркерами M_Pi и M_Qi обозначается как RTD_i и является разностью между абсолютными временами передачи этих маркеров от точек доступа P и Q. RTD_i равна OTD_i, если терминал i находится на равных расстояниях до точек доступа P и Q. В противном случае, RTD_i и OTD_i связаны с расстояниями между терминалом i и точками доступа P и Q и могут быть выражены в виде:

	Ур(1)
	Ур(2)

где T(M_ki) - абсолютное время передачи маркера M_ki от точки доступа k, для k=P или Q, и

A(M_ki) - абсолютное время прихода маркера M_ki в терминале i.

Уравнения (1) и (2) можно объединять следующим образом:

Ур(3)

где D_ki - расстояние между терминалом i и точкой доступа k,

(x_k, y_k) - горизонтальные координаты x, y положения точки доступа k,

(x_i, y_i) - горизонтальные координаты x, y положения терминала i, и

c - скорость распространения сигнала, например скорость света.

Для простоты, вертикальные координаты не учитываются в уравнении (3), но легко могут быть добавлены, что очевидно специалистам в данной области техники. В уравнении (3) OTD_i может измеряться терминалом i, и все остальные переменные либо известны, либо их можно найти. Например, координаты терминала i можно получить независимо с использованием GPS, A-GPS и т.д. В этом случае уравнение (3) будет содержать пять неизвестных переменных - координаты x и y для каждой из двух точек доступа и RTD между маркерами M_Pi и M_Qi. Пять измерений OTD для одних и тех же маркеров M_Pi и M_Qi могут производиться пятью разными терминалами в разных известных положениях и использоваться для нахождения пяти неизвестных переменных. Альтернативно, пять измерений OTD могут проводиться одним терминалом в пяти разных известных положениях и использоваться для нахождения пяти неизвестных переменных. Таким образом, неизвестные координаты x, y двух точек доступа можно получить на основании пяти измерений OTD из одного или нескольких терминалов в разных известных положениях.

Разные терминалы обычно не получают измерения OTD для одних и тех же маркеров. Вместо этого разные терминалы обычно проводят измерения OTD в разные моменты времени на основании разных маркеров в разных последовательностях передачи. Один терминал, будучи подвижным, также может производить измерения OTD для разных маркеров в разные моменты времени, находясь в разных положениях. В любом случае, RTD маркеров, используемых для разных измерений OTD, проводимых в разные моменты времени, могут не быть одинаковыми.

Для измерений OTD, проводимых разными терминалами, RTD, применимые к любым двум терминалам i и j, для i≠j, связаны следующим образом:

Ур(4)

где RTD_i-RTD_j - разность RTD для терминалов i и j, и

T(M_ki)-T(M_kj) - интервал времени между двумя маркерами от точки доступа k.

Уравнение (4) указывает, что разность RTD для терминалов i и k можно получить на основании интервала времени между двумя разными маркерами от каждого из двух точек доступа. Интервал времени для каждой точки доступа можно определить при наличии двух маркеров в одной и той же последовательности передачи и известных моментах их появления в последовательности передачи. Интервал времени для каждой точки доступа также можно определить при наличии двух маркеров в разных последовательностях передачи, если (a) известен интервал времени от начала каждой последовательности передачи до соответствующего маркера и (b) известен интервал времени между началами двух последовательностей передачи. Условие (b) может выполняться, когда известен интервал повторения T_k между последовательными последовательностями передачи, и каждая последовательность передачи имеет порядковый номер. Если последовательности передачи пронумерованы, то можно сосчитать количество последовательностей от последовательности, содержащей первый маркер, до последовательности, содержащей второй маркер. Если последовательности передачи не пронумерованы, то может существовать неопределенность в значении разности RTD в уравнении (4). Эту неопределенность можно выразить как p*T_p+q*T_Q, где T_P и T_Q - интервалы повторения для точек доступа P и Q, соответственно, и p и q могут иметь положительные или отрицательные целочисленные значения, соответствующие неизвестному количеству последовательностей между маркерами от точек доступа P и Q, соответственно. Если интервал повторения одинаков для обеих точек доступа, т.е. T_P=T_Q, и велики по сравнению с максимальным значением правой части уравнения (3) (так что задержка на распространение к любому терминалу много меньше интервала повторения), то неопределенность в разности RTD исчезает, поскольку только одно значение неопределенности (p+q)*T_P будет обеспечивать решение уравнения (3).

Зная разность между любой парой RTD, можно использовать уравнение (3) для нахождения одной неизвестной RTD плюс четырех неизвестных координат x и y для двух точек доступа с помощью пяти измерений OTD. RTD для одного измерения OTD можно выразить как неизвестную переменную X. RTD для всех остальных измерений OTD можно выразить как X+K, где K можно определить из уравнения (4).

Точки доступа должны передавать свои последовательности передачи с высокой точностью хронирования/частоты и стабильностью, чтобы терминалы могли точно измерить измерения OTD. Последовательности передачи от пары точек доступа могут дрейфовать в течение времени в силу неточности часов в одной или обеих точках доступа. В этом случае RTD между маркерами от пары точек доступа будет изменяться со временем. RTD из двух маркеров, передаваемых от двух точек доступа P и Q в момент времени t, можно задать в виде:

Ур(5)

где RTD(t) - это RTD между двумя маркерами, переданными в момент передачи t от точек доступа P и Q, и a_i - коэффициент для 0≤i≤n и n>0.

Для линейного дрейфа RTD, который может являться самым распространенным типом дрейфа, a_i будет равен нулю для i>1. Для квадратичного дрейфа RTD a_i будет равен нулю для i>2. Обычно, коэффициенты более высокого порядка будут нулевыми или почти нулевыми. Количество переменных, относительно которых нужно решать уравнение (3), можно увеличить на количество неизвестных ненулевых коэффициентов в уравнении (5) для учета дрейфа RTD. Координаты точек доступа можно получить с помощью того же количества дополнительных измерений OTD из терминалов, положения которых известны.

Уравнение (3) также можно использовать для определения положения терминала, который получает измерения OTD от двух или более пар точек доступа с известными положениями. В этом случае, уравнение (3) будет содержать три неизвестные переменные - координаты x и y для терминала и RTD между маркерами от точек доступа. Количество уравнений можно сократить, если соотношения RTD между точками доступа известны или могут быть установлены, например, как описано выше или какими-либо другими способами. Например, решение относительно координат (x_i, y_i) терминала i можно найти из двух уравнений для двух пар точек доступа. Эти две пары можно сформировать из трех точек доступа, причем одна точка доступа является общей для двух пар. В уравнении для каждой пары точек доступа, из которого можно найти координаты (x_i, y_i) терминала i, координаты (x_P, y_P) и (x_Q, y_Q) точек доступа P и Q, образующих пару, известны, OTD для этих точек доступа можно измерить, и RTD для этих точек доступа может быть известно или определено.

Метод OTD использует измерения наблюдаемой разницы в хронировании передачи, произведенные терминалами, для пар точек доступа. Измерения могут проводиться в одно и то же время, в близкие моменты времени или, возможно, с разнесением по времени. Метод OTD может определять положения точек доступа с использованием измерений OTD от терминалов с известными положениями. Метод OTD также может определять положения терминалов с использованием измерений OTD от терминалов и известных положений точек доступа. Терминал может измерять передачи от двух или более точек доступа, если положения точек доступа определены, и от трех или более точек доступа, если положение терминала определено.

Преимущество метода OTD состоит в том, что он не предусматривает участия точек доступа и сетей доступа (AN) WLAN. Это избавляет от необходимости видоизменять существующие реализации и стандарты WLAN. Кроме того, отсутствует необходимость в какой-либо явной сигнализации от терминалов к точкам доступа. Тем не менее, метод OTD может поддерживаться с помощью сетевого сервера, например сетевого сервера 130, показанного на фиг.1. Сетевой сервер может предписывать терминалу проводить измерения OTD и может принимать измерения от терминала. Сетевой сервер может осуществлять вычисления, связанные с определением положения, как описано выше, для нахождения положений терминалов и/или положений точек доступа с использованием измерений OTD, например, как показано в уравнении (3).

Метод OTD можно использовать для любой технологии WLAN, которая предусматривает передачу явной или неявной информации хронирования. Информацию хронирования можно обеспечивать посредством структур повторяющихся кадров, повторяющихся кадров, другой идентифицируемой информации, содержащей счетчик или данные, связанные с хронированием, и т.д. Измерения OTD могут проводиться для пар точек доступа. Точки доступа в каждой паре могут поддерживать одинаковые или разные технологии WLAN при условии, что измерение OTD может относиться к идентифицируемым маркерам в передаче с каждой точки доступа.

Метод OTD может быть аналогичен методу расширенной наблюдаемой разницы во времени (E-OTD) для сетей GSM, методу наблюдаемой разницы во времени прихода (OTDOA) для сетей W-CDMA и методу усовершенствованной трилатерации прямой линии связи (A-FLT) для сетей cdma2000. Методы E-OTD, OTDOA и A-FLT позволяют определить только положения терминалов и опираются на информацию о положениях базовых станций. Напротив, метод OTD позволяет определять положения терминалов, а также точек доступа, и его можно использовать для WLAN, а также других беспроводных сетей, например сетей GSM, W-CDMA и cdma2000.

4. Метод TOA

Метод TOA обеспечивает оценку положения для станции на основании измерений TOA для одной или нескольких других станций и известных положений других станций. Например, терминал может измерять время прихода маркера от каждой из множественных точек доступа и может связывать абсолютное время с каждым маркером. Терминал может получать абсолютное время с использованием, например, GPS, A-GPS и т.д. Затем положение терминала можно получить на основании измерений с использованием трилатерации.

На фиг.4 показаны измерения TOA, произведенные двумя терминалами i и k в разных положениях для одной точки доступа P. Точка доступа P передает ряд последовательностей передачи, причем каждая последовательность передачи имеет маркер. Терминал i принимает последовательность передачи из точки доступа P. Маркер в последовательности, принятой терминалом i, обозначается как M_Pi. Терминал j принимает последовательность передачи из точки доступа P. Маркер в последовательности, принятой терминалом j, обозначается как M_Pj. Маркер M_Pi может быть идентичным маркеру M_Pj или отличным от него. Каждый терминал m, для m=i или j может определять абсолютное время прихода A(M_Pm) маркера M_Pm, принятого этим терминалом от точки доступа P на основании абсолютного времени, известного терминалу. A(M_Pm) представляет измерение TOA, проведенное терминалом m для точки доступа P.

OTD между абсолютным временем прихода маркера M_Pi в терминале i и абсолютным временем прихода маркера M_Pj в терминале j обозначается как OTD_ij. RTD между абсолютными моментами времени передачи маркеров M_Pi и M_Pj от точки доступа P обозначается как RTD_ij. OTD_ij и RTD_ij можно выразить в виде:

	Ур(6)
	Ур(7)

где T(M_Pm) - абсолютное время передачи маркера M_Pm от точки доступа P, и

A(M_Pm) - абсолютное время прихода маркера M_Pm в терминал m.

Уравнения (6) и (7) можно объединять следующим образом:

Ур(8)

где D_Pm - расстояние между терминалом m и точкой доступа P,

(x_P, y_P) - горизонтальные координаты x, y положения точки доступа P, и

(x_m, y_m) - горизонтальные координаты x, y положения терминала m.

Для простоты, вертикальные координаты не учитываются в уравнении (8), но легко могут быть добавлены, что очевидно специалистам в данной области техники. Абсолютные моменты времени прихода A(M_Pi) и A(M_Pj) могут определяться терминалами i и j и использоваться для вывода OTD_ij согласно уравнению (6). RTD_ij в уравнении (7) можно легко получить, поскольку она связана с передачами от одной и той же точки доступа. RTD_ij можно определить на основании интервала повторения T_P между последовательными последовательностями передачи, передаваемыми точкой доступа P. В уравнении (8) можно получить OTD_ij и RTD_ij, и все остальные переменные либо известны, либо их можно найти. Например, координаты терминалов i и j можно получить независимо с использованием GPS, A-GPS и т.д. В этом случае уравнение (8) будет содержать две неизвестные переменные - координаты x и y точки доступа P. Три измерения TOA, проведенные тремя разными терминалами в разных известных положениях, можно использовать для составления двух уравнений (с одним общим терминалом для обоих уравнений), которые затем можно использовать для определения двух неизвестных переменных для координат x, y точки доступа P. Три измерения TOA, проведенные одним терминалом в разных известных положениях, также можно использовать для определения координат точки доступа. Положения точек доступа, определенные на основании метода TOA, можно использовать для определения положений терминалов с использованием RTT, OTD, TOA или других методов позиционирования.

Метод TOA позволяет определить положение точки доступа на основании