BRPI0615171A2 - método e equipamento para criar uma impressão digital para uma rede sem fio - Google Patents
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Abstract
MéTODO E EQUIPAMENTO PARA CRIAR UMA IMPRESSãO DIGITAL PARA UMA REDE SEM FIO. A invenção é orientada a um dispositivo de comunicação sem fio e a um método para usar o dispositivo. O dispositivo de comunicação sem fio pode ser usado pelo acesso à informação na memória, a informação sendo relacionada a uma primeira rede de comunicação. A informação, em conjunto com um ou mais sinais de referência a partir de uma segunda rede de comunicação, é utilizada para determinar se o dispositivo de comunicação sem fio está nas proximidades da primeira rede de comunicação.
Description
"MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA CRIAR UMA IMPRESSÃO DIGITAL PARAUMA REDE SEM FIO"
FUNDAMENTOS
CAMPO
A presente invenção se refere geralmente àscomunicações, e entre outras coisas, a sistemas e métodosde criação de uma impressão digital para uma rede sem fio.
FUNDAMENTOS
A demanda por serviços de informação sem fio temlevado ao desenvolvimento de um número cada vez maior deredes sem fio. CDMA2000 Ix é apenas um exemplo de uma redesem fio que fornece serviços de telefonia e dados. CDMA20001x é um padrão sem fio promulgado pelo Projeto de Parceriade Terceira Geração 2 (3GPP2) usando a tecnologia de AcessoMúltiplo por Divisão de Código (CDMA) . CDMA é umatecnologia que permite que múltiplos usuários compartilhemum meio de comunicações comum usando processamento porespalhamento espectral.
Uma rede sem fio competidora que é comumenteutilizada na Europa é o Sistema Global para ComunicaçõesMóveis (GSM). Diferentemente do CDMA2000 lx, GSM utilizaacesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA) de bandaestreita para suportar serviços de telefonia sem fio edados.
Algumas outras redes sem fio incluem Serviço
Geral de Pacotes de Rádio (GPRS) que suporta serviços dedados em alta velocidade com taxas de dados adequadas paraaplicativos de navegação na rede e correio eletrônico, e oSistema Universal de Telecomunicações Móveis (UMTS) quepode distribuir voz e dados de banda larga para aplicativosde áudio e video.
Essas redes sem fio podem ser geralmenteconsideradas Redes de Área Ampla (WANs) que empregamtecnologia celular. A tecnologia celular é baseada em umatopologia na qual uma região de cobertura geográfica épartida em células. Dentro de cada uma dessas célulasencontra-se uma Estação Base Transceptora (BTS) que secomunica com usuários móveis. Um Controlador de EstaçãoBase (BSC) é tipicamente empregado na região de coberturageográfica para controlar as BTSs e para realizar interfacecom os circuitos de acesso adequados para várias redescomutadas por circuito e comutadas por pacote.
À medida que a demanda por serviços de informaçãosem fio continua a aumentar, dispositivos móveis estãoevoluindo para suportar midia integrada de voz, dados estreaming enquanto fornece uma cobertura de redeininterrupta entre WANs celulares e Redes de Área Locál(LANs) sem fio. As LANs sem fio geralmente fornecèmserviços de telefonia e dados através de regiõésgeográficas relativamente pequenas usando um protocolopadrão, tal como IEEE 802.11, Bluetooth, Home RF, UltraBanda Larga (UWB), ou similares. Uma LAN pode ser fornecidaem um edifício comercial, residência ou local público.
A existência de LANs sem fio fornece umaoportunidade única para aumentar a capacidade do usuário émuma WAN celular pela extensão das comunicações celularespara o espectro não licenciado usando a infra-estrutura daLAN sem fio. No entanto, precauções devem ser tomadas parase impedir o consumo excessivo de energia quando odispositivo móvel está buscando uma LAN sem fio. Uma buscacontínua por todas as LANs sem fio nas proximidades dodispositivo móvel pode reduzir de forma significativa avida útil da bateria devido ao grande número de diferentesbandas de freqüência que deve ser varrido. Ademais, algumasLANs sem fio que podem ser encontradas através de uma buscacontínua podem não ser de interesse do dispositivo móvelpor tima variedade de motivos. De acordo, existe anecessidade na técnica de se criar um dispositivo móvelcapaz de localizar LANs sem fio na WAN com um tempo debusca mínimo.
SUMÁRIO
Um aspecto de um dispositivo de comunicação semfio é descrito. O dispositivo de comunicação sem fio incluium processador configurado para criar informaçãorelacionada à localização de uma primeira rede decomunicação com base em um ou mais sinais de referência apartir de uma segunda rede de comunicação, e memóriaconfigurada para armazenar a informação.
Uma mídia legível por computador incorporando Umprograma de instruções executáveis por um processador, ouprocessadores, para realizar um método de comunicações édescrita. As instruções podem compreender instruções paracriar informação relacionada à localização de uma primeirarede de comunicação com base em um ou mais sinais dereferência a partir de uma segunda rede de comunicação, ?einstruções para armazenar a informação na memória.
Um método para comunicações é descrito. 0 métodoinclui criar informação relacionada à localização de umaprimeira rede de comunicação com base em um ou mais sinaisde referência a partir de uma segunda rede de comunicação,e armazenar a informação na memória.
Um equipamento para comunicações é descrito. Oequipamento inclui mecanismos para a criação da informaçãorelacionada à localização de uma primeira rede decomunicação com base em um ou mais sinais de referência "apartir de uma segunda rede de comunicação, e uma memóriaque armazena a informação criada pelo dispositivo.
Compreende-se que outras modalidades da presenteinvenção se tornarão prontamente aparentes aos versados natécnica a partir da descrição detalhada a seguir em que sãoilustradas e descritas apenas várias modalidades dadescrição por meio de ilustração. Como será realizada, adescrição é capaz de outras modalidades diferentes e seusvários detalhes podem ser modificados em vários outrosaspectos, tudo sem se distanciar do espirito e escopo dapresente invenção. De acordo, os desenhos e a descriçãodetalhada devem ser considerados como ilustrativos pornatureza e não como restritivos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Vários aspectos de um sistema de comunicações semfio são ilustrados por meio de exemplo, e não por meio delimitação, nos desenhos em anexo, onde:
A figura 1 é um diagrama conceituai de uma WANcom várias LANs sem fio distribuídas através da mesma;
A figura 2 é um diagrama conceituai de uma WANcom múltiplas células e várias LANs sem fio distribuídasatravés da mesma;
A figura 3 é um diagrama de blocos simplificadode um dispositivo de comunicação sem fio;
A figura 4 é um diagrama conceituai ilustrandouma localização virtual para um ponto de acesso em uma LANsem fio;
A figura 5 é um diagrama conceituai de umprocesso para criar informação de localização; e
A figura 6 é outro diagrama de blocossimplificado do dispositivo de comunicação sem fio.
DESCRIÇÃO DETALHADA
A descrição detalhada apresentada abaixo comrelação aos desenhos em anexo serve como uma descrição devárias modalidades da descrição e não deve representar asúnicas modalidades nas quais a descrição pode serpraticada. A descrição detalhada inclui detalhesespecíficos para a finalidade de fornecer uma compreensãoprofunda da descrição. No entanto, será aparente aosversados na técnica que a descrição pode ser praticada semesses detalhes específicos. Em alguns casos, estruturas ecomponentes bem conhecidos são ilustrados na forma dediagrama de blocos a fim de evitar obscurecer os conceitosda invenção.
Na descrição detalhada a seguir, vários conceitosserão descritos no contexto de um dispositivo decomunicação sem fio buscando uma LAN sem fio em uma WANcelular. Exemplos específicos de um dispositivo sem fiocapaz de operar em uma rede CDMA2000 Ix com capacidade IEÉE802.11 serão descritos, no entanto, os versados na técnicaapreciarão que os princípios nesses exemplos podem serestendidos a outros dispositivos sem fio capazes de acessarmúltiplas redes. Por meio de exemplo, um dispositivo semfio pode ser configurado para buscar as redes WCDMA que áesobrepõem a uma rede GSM. De acordo, qualquer referência aum dispositivo CDMA celular capaz de se comunicar com umarede IEEE 802.11, ou qualquer outra modalidade específica,só deve ilustrar vários aspectos da presente descrição, coma compreensão de que esses aspectos possuem uma ampla faixade aplicações.
A figura 1 é um diagrama conceituai de uma WANcelular. A WAN celular 100 pode empregar qualquer número decélulas para fornecer cobertura sem fio através de umaregião geográfica. Uma BTS pode ser fornecida em cadacélula da WAN 100 para fornecer uma interface aérea para osdispositivos de comunicação sem fio. Um BSC pode serutilizado para gerenciar e coordenar BTSs na WAN 100 e paiafornecer uma interface para várias redes permutadas porcircuito e com base em pacote. Para finalidadesilustrativas, uma única célula é ilustrada na figura 1 comuma BTS 102 servindo todos os dispositivos sem fio sob ocontrole de um BSC 104. Um centro de comutação móvel (MSC)106 pode ser utilizado para fornecer um circuito de acessopara uma Rede de Telefonia Pública Comutada (PSTN) 108 e aInternet 112.
Dispersas por toda a WAN celular 100 encontram-sevárias LANs sem fio. Para fins de ilustração, três LANs semfio IlOa-IlOc são ilustradas. As LANs sem fio IlOa-IlOcpodem ser redes IEEE 802.11, ou quaisquer outras redesadequadas. Cada LAN sem fio IlOa-IlOc inclui um ou maispontos de acesso (não ilustrados) para a Internet 112. OMSC 106, ou um Gateway Móvel (MGW) 116, pode ser utilizadopara realizar interface entre as LANs sem fio IlOa-IlOc e aPSTN 108. Um dispositivo de comunicação sem fio 114 podeacessar outros dispositivos IP conectados à Internet 112através de uma LAN sem fio ou uma ou mais BTSs na WAN 100.
O dispositivo sem fio 114 pode ser qualquerdispositivo adequado capaz de tanto comunicações WANcelular quanto LAN sem fio, tal como um telefone sem fió,assistente digital pessoal (PDA), computador laptop,computador pessoal (PC), transceptor, modem, câmerá,console de jogos, ou similares. À medida que o dispositivosem fio 114 se move pela WAN celular 100, o mesmo passaatravés da faixa de cobertura de uma ou mais LANs sem fioIlOa-IlOc.
A principio, o dispositivo sem fio 114 podedetectar a presença de cada LAN sem fio IlOa-IlOc pelabusca continua por sinais sinalizadores à medida que moveatravés da WAN celular 100. Cada vez que o dispositivo semfio 114 detecta uma LAN sem fio, o mesmo pode decidir secomuta ou não através da LAN sem fio para acessar a PSTN108. Esse processo, no entanto, exige que o dispositivo semfio 114 varra um espectro amplo de freqüências e dediquerecursos significativos de processador para suportar abusca, resultando em um aumento no consumo de energia e umaredução na vida útil de bateria.
Uma abordagem mais econômica em termos de consumode energia é buscar apenas quando o dispositivo sem fio 114está nas proximidades de uma LAN sem fio adequada paraacesso. Se uma LAN sem fio é adequada ou não para acessoserá uma determinação única para cada dispositivo sem fio.Por meio de exemplo, um dispositivo sem fio pode determinarque uma LAN sem fio é adequada para acesso visto que édesenvolvida na residência do usuário ou em seu edifíciocomercial. O mesmo usuário pode ser proibido de acessar umaLAN sem fio no edifício comercial de um competidor ou umainstalação de governo de alta segurança. Em alguns casos,pode não ser desejável se acessar uma LAN sem fio, o que,do contrário, permitiria o acesso irrestrito, que urausuário passa enquanto está percorrendo uma estrada em umautomóvel. No ultimo caso, mesmo se a descoberta de tal LANsem fio for conduzida de forma temporal, a troca de handoffentre a WAN celular e a LAN sem fio pode introduzirlatências indesejáveis e aumentar a probabilidade de umaqueda na chamada.
Uma modalidade de um dispositivo sem fio quebusque uma WLAN adequada apenas quando nas proximidades damesma será agora descrita com referência à figura 2. Afigura 2 é um diagrama conceituai de uma WAN com múltiplascélulas. Uma BTS 102a-102c está localizada em cada célula202a-202c, respectivamente. Cada BTS 102a-102c transmite umsinal piloto que pode ser utilizado pelo dispositivo semfio 114 para sincronizar com uma ou mais BTSs e parafornecer demodulação coerente do sinal transmitido uma vezque o dispositivo sem fio 114 está sincronizado com umaBTS. Os sinais piloto podem ser sinais de espectro deespalhamento, ou qualquer outro tipo de sinais dereferência adequados. No caso de sinais piloto de espectrode espalhamento, cada um é espalhado com um deslocamento defase diferente do mesmo código PN. A relação de fase podeser mantida pela sincronização dos sinais piloto com umareferência de tempo comum tal como o sistema de navegaçãovia satélite de Posicionamento Global Navstar. Osdiferentes deslocamentos de fase permitem que o dispositivosem fio 114 distinga entre as três BTSs 102a-102c. ;0dispositivo sem fio 114 geralmente estabelece uma conexãocom a BTs possuindo o sinal piloto mais forte.
À medida que o dispositivo sem fio 114 move pelaWAN celular 100, ele monitora os sinais piloto a partir dediferentes BTSs 102a-102c para auxiliar nos handoffs de BTSà medida que o dispositivo sem fio 114 cruza os limites decélula. Os sinais piloto também podem ser utilizados paradeterminar a posição das LANs sem fio adequadas para acessopelo dispositivo sem fio 114. Por meio de exemplo, odispositivo sem fio 114 pode observar em qualquerlocalização com a WAN 100 η sinais piloto BTS comintensidade de sinal mensurável. Esses sinais piloto podemser caracterizados por, um ou ambos os vetores, xi,...,x„, eyi,-,yn, onde χ é a intensidade de sinal do sinal piloto e yé a fase de sinal do sinal piloto. 0 par de vetores éconceitualmente uma impressão digital, ou uma assinaturá,da localização do dispositivo sem fio 114. Essa impressãodigital pode ser comparada com um banco de dados contendo aimpressão digital de cada LAN sem fio adequada para acesso.
No caso do dispositivo sem fio 114 encontrar uma impressãodigital no banco de dados que combine com sua impressãodigital atual, o mesmo pode utilizar a informação contidanesse registro para buscar e acessar a LAN sem fiocorrespondente.A figura 3 é um diagrama de blocos simplificadoilustrando um exemplo de um dispositivo sem fio. 0dispositivo sem fio 114 pode ser implementado em umavariedade de formas. Em pelo menos uma modalidade, odispositivo sem fio 114 inclui um processador 302 que secomunica com um número de dispositivos periféricos atravésde um barramento de sistema 304. Apesar de o processador302 ser mostrado como uma entidade única para fins deexplicação da operação do dispositivo sem fio 114, osversados na técnica compreenderão que a funcionalidade doprocessador 302 pode ser implementada com um ou maisprocessadores físicos. Por meio de exemplo, o processador302 pode ser implementado com um microprocessador quesuporta vários aplicativos de software. Esses aplicativosde software podem ser utilizados para controlar e gerenciara operação do dispositivo sem fio 114, além de fornecer umainterface para um teclado 305 e display 306. O processador302 também pode incluir um processador de sinal digital(DSP) (não ilustrado) que realiza determinadas funções deprocessamento. Alternativamente, o processador 302 pode serimplementado com circuitos integrados de aplicaçãoespecífica (ASIC), arranjo de portas programáveis em campo(FPGA)s, componentes lógicos programáveis, portasdiscretas, ou lógica de transistor, componentes de hardwarediscretos, ou similares, sozinhos ou em combinação com ummicroprocessador e/ou um DSP. De acordo, o termo"processador" deve ser considerado de forma ampla paracobrir uma ou mais entidades em um dispositivo sem fio queseja capaz de processar informação de banda de basedigital. A forma na qual o processador 302 é implementadodependerá da aplicação particular e das restrições deprojeto impostas ao sistema como um todo. Os versados natécnica reconhecerão que a capacidade de intercâmbio deconfigurações de hardware, firmware e software sob essascircunstâncias, e como melhor se implementar afuncionalidade descrita para cada aplicação em particular,Os dispositivos periféricos podem incluir memória308. A memória 308 pode ser implementada em uma variedadede formas dependendo da aplicação especifica e dasrestrições de projeto como um todo do dispositivo sem fio.Por meio de exemplo, a memória 308 pode incluir um meio dearmazenamento permanente não volátil para armazenar10 programas grandes tal como um sistema de entrada/saidabásico (BIOS) e o sistema operacional. Esses programaspodem ser carregados na Memória de Acesso Aleatório (RAM),que também faz parte da memória 308. Os aplicativos desoftware que são lançados pelo usuário também podem sercarregados na RAM a partir do meio de armazenamentopermanente não volátil. A memória 308 também pode incluircaches para aumentar adicionalmente a velocidade de acessoà memória pelo processador 302. Os versados na técnicacompreenderão que o termo "memória" usado por toda essadescrição inclui qualquer meio de armazenamento adequado,seja esse meio de armazenamento residindo no processador302, seja externo ao processador 302, ou seja distribuídoatravés de qualquer número de entidades dentro dodispositivo sem fio 114.
0 dispositivo sem fio 114 também pode incluir umtransceptor celular 310 e um transceptor de LAN sem fio312. Em pelo menos uma modalidade do dispositivo sem fio114, o transceptor celular 310 é capaz de suportarcomunicações CDMA2000 lx, e o transceptor de LAN sem fio312 é capaz de suportar comunicações IEEE 802.11. Namodalidade ilustrada na figura 3, cada transceptor 310, 312possui uma antena separada 314, 316, respectivamente, masos transceptores 310, 312 podem compartilhar uma únicaantena de banda larga, e pode compreender um únicotransceptor ou múltiplos transceptores.
0 processador 302 pode ser configurado paramanter um banco de dados que inclui a impressão digitalpara cada LAN sem fio adequada para acesso pelo dispositivosem fio 114. O banco de dados pode ser mantido em algummeio de armazenamento não volátil no dispositivo sem fio114, e carregado na RAM, cache, e/ou registradores dearquivo geral durante a operação. Juntamente com cadaimpressão digital, o banco de dados pode incluir aidentidade e freqüência operacional da LAN sem fiocorrespondente.
0 banco de dados pode ser construído de váriasformas. Por meio de exemplo, o banco de dados pode serconstruído através de um processo de aprendizado. Em umamodalidade de um dispositivo sem fio 114, o processo deaprendizado pode ser iniciado pelo usuário. Nessamodalidade, o dispositivo sem fio 114 não inicia uma buscapor uma LAN sem fio desconhecida sozinho, mas permite que ousuário inicie uma busca. O usuário pode iniciar uma buscarealizando uma ou mais entradas no teclado 304, oupressionando uma tecla separada (não ilustrada) nodispositivo sem fio 114. Quando o usuário inicia uma busca,o processador 302 varre a freqüência do transceptor de LANsem fio 312 em busca de um sinal sinalizador proveniente deum ponto de acesso. No caso de o dispositivo sem fio 114detectar um sinal sinalizador proveniente de uma LAN semfio, uma impressão digital pode ser criada e armazenada nobanco de dados. A impressão digital da LAN sem fio é criadaa partir da lista de sinais piloto recebidos pelotransceptor celular 310 a partir de várias BTSs na WAN. Umexemplo de um registro de banco de dados para uma impressãodigital LAN sem fio é mostrado abaixo.<table>table see original document page 13</column></row><table>
A primeira coluna da tabela se refere à WANcelular. Apesar de não ser discutido, os vários conceitosdescritos por toda essa descrição podem ser estendidos a umsistema de comunicações com múltiplas WANs celulares. Porexemplo, um dispositivo sem fio em roaming fora de seuterritório de rede nativa ou em um pais estrangeiro podeser servido por uma rede além de sua rede de provedor deservidor nativa. A WAN visitada seria listada nessaprimeira coluna se uma LAN sem fio adequada puder seracessada pelo dispositivo sem fio. A segunda coluna serefere à identidade da LAN sem fio, tal como o endereço MACdo ponto de acesso ou conjunto de pontos de acesso para aLAN sem fio. Tipicamente, o endereço MAC é incluído riosinal sinalizador transmitido pelo ponto de acesso na LANsem fio, e, portanto, é prontamente disponível para odispositivo sem fio 114. A terceira coluna se refere àfreqüência na qual o transceptor de LAN sem fio 312 foisintonizado quando o processador 302 detectou o sinalsinalizador a partir do ponto de acesso. As duas colunasrestantes incluem os valores que compreendem a impressãodigital propriamente dita. Elas Incluem uma intensidade desinal e medição de fase de sinal para cada sinal pilotorecebido pelo transceptor celular 310 proveniente das ηBTSs na WAN.
A intensidade de sinal ou fase de sinal dossinais piloto que criam a impressão digital podem tervalores que variam (mesmo para a mesma localização) ou sãodifíceis de medir com um alto grau de precisão. Dessaforma, uma margem pode ser embutida no banco de dados paraaumentar efetivamente o tamanho da impressão digital. Essamargem é representada por uma variável "desvio" naimpressão digital. Um exemplo é ilustrado abaixo para umaentrada de banco de dados.
A figura 4 é um diagrama de blocos conceituaiilustrando um dispositivo sem fio nas proximidades de umaLAN sem fio adequada para acesso. A LAN sem fio 110 incluium ponto de acesso 302 localizado a uma distânciadeterminada do dispositivo sem fio 114. Uma região 304cercando o ponto de acesso 302 indica a localização virtuáldo ponto de acesso 302. A localização virtual do ponto deacesso 302 pode ser aumentada pelo aumento das variáveis dedesvio, e é reduzida de forma similar pela redução dásvariáveis de desvio. A quantidade de desvio aplicadaintensidade de sinal e à medição de fase de sinal variarádependendo da aplicação particular e das restrições deprojeto no geral impostas ao sistema. Um desvio grande, porexemplo, pode refletir uma decisão de projeto para se darmais importância à detecção de uma LAN sem fio à custa dealarmes falsos que acionariam buscas fúteis pela LAN semfio alvo. Em outras palavras, se as variáveis de desvio naimpressão digital de uma LAN sem fio resultarem em umalocalização virtual significativamente grande para o pontode acesso 302, então o dispositivo sem fio 114 podedeterminar que deve buscar e acessar a LAN sem fio quandonão estiver dentro da faixa de sinal sinalizador. Se, noentanto, a localização virtual do ponto de acesso for muitopequena, então pode haver casos onde o dispositivo sem fio114 permanece conectado à WAN celular apesar de estar nasproximidades de uma LAN sem fio adequada para acesso.Ao invés de, ou era adição ao método deaprendizado descrito, os registros de banco de dados podemser criados quando um usuário realiza uma chamada nodispositivo sem fio 114 enquanto está nas proximidades deuma LAN sem fio adequada. Retornando à figura 3, oprocessador 302 varre a freqüência do transceptor de LANsem fio 312 em busca de um sinal sinalizador toda vez queum usuário realiza uma chamada no dispositivo sem fio 114.Se o processador 302 detectar um sinal sinalizador, o mesmoutiliza os sinais piloto BTS recebidos da WAN para criaruma impressão digital da LAN sem fio. A impressão digital,juntamente com o endereço MAC adquirido a partir do sinalsinalizador e a freqüência de sintonia do transceptor deLAN sem fio 312, podem então ser armazenados no banco dedados pelo processador 302.
A desvantagem do último método é que umaimpressão digital para cada LAN sem fio descoberta peloprocessador 302 é criada e armazenada no banco de dados,mesmo se uma LAN sem fio em particular não for de interessepara o dispositivo sem fio 114. Por meio de exemplo, umusuário em um automóvel se movendo ao longo de uma viaexpressa pode não desejar armazenar no banco de dados umaimpressão digital para uma LAN sem fio pela qual passaenquanto está realizando uma chamada. Para solucionar essasituação, o processador 302 pode ser configurado paraatualizar o banco de dados com uma impressão digital parauma LAN sem fio apenas quando o processador 302 descobreessa LAN múltiplas vezes em um determinado período detempo. Mais especificamente, quando um usuário realiza umachamada no dispositivo sem fio 114 nas proximidades de umaLAN sem fio pela primeira vez, o processador 302 localiza osinal sinalizador e adquire o endereço MAC para o ponto deacesso correspondente. No entanto, ao invés de se criar umaimpressão digital e atualizar o banco de dados, -oprocessador 302 meramente arquiva o endereço MAC na memória308, configura um contador, e realiza uma marcação de tempona entrada. A próxima vez que o usuário realiza uma chamadano dispositivo sem fio 144 nas proximidades da mesma LANsem fio, o processador 302 adquire o endereço MAC a partirdo sinal sinalizador, e compara o endereço MAC a uma dasentradas de Iog na memória 308. Se algum casar, o contadoré incrementado e sua saida comparada com um limite. Se asaida do contador for igual ou exceder o limite, oprocessador 302 cria uma impressão digital para a LAN semfio, e armazena a impressão digital no banco de dados,juntamente com o endereço MAC e a freqüência desintonização do transceptor de LAN sem fio 312. Se, póroutro lado, a saida do contador não for igual ao limité,então o processador 302 não atualiza o banco de dados. Casopasse uma quantidade excessiva de tempo desde que amarcação de tempo foi feita, antes da saida do contadoralcançar o limite, o contador é decrementado, e a marcaçãode tempo associada à entrada estática é removida.
Alternativamente, o processador 302 pode serconfigurado para atualizar o banco de dados com umaimpressão digital para uma LAN sem fio apenas quando oprocessador 302 descobre a LAN sem fio enquantodispositivo sem fio 114 está parado. Este método previneque o processador 302 atualize o banco de dados com aimpressão digital de uma LAN sem fio que um usuário em umautomóvel possa estar passando quando faz uma chamada. Amaneira como o dispositivo sem fio 114 determina se está semovendo ou parado pode ser implementada de variadas formas.Por meio de exemplo, o processador 302 pode monitorar amudança de fase dos sinais piloto recebidos pelotransceptor celular 310. Se a fase dos sinais piloto mudaratravés do tempo, assumindo condições ambientais normais, oprocessador 302 determina que o dispositivo sem fio 114está se movendo e portanto, não atualiza o banco de dadoscom a impressão digital de qualquer LAN sem fio que possadescobrir. Se, por outro lado, a fase dos sinais piloto forrelativamente estável, o processador 302 determina que odispositivo sem fio 114 esteja parado. Uma vez que essadeterminação seja feita, o processador 302 varre afreqüência do transceptor de LAN sem fio 312 em busca de umsinal sinalizador. Se tiver sucesso, o processador 302adquire o endereço MAC a partir do sinal sinalizador, criauma impressão digital usando os sinais piloto BTSprovenientes da WAN, e então entra esta informação no bancode dados junto com a freqüência de sintonização dotransceptor de LAN sem fio 312.
Em uma extensão do método de aprendizadodescrito, se uma LAN sem fio não tiver sido encontradaquando da varredura do transceptor de LAN sem fio 3l2enquanto o dispositivo sem fio 114 está parado, oprocessador 302 não repete a varredura a menos que odispositivo sem fio 114 tenha se movido por uma distânciasuficiente desde a última varredura sem sucesso, e sejadeterminado que o dispositivo sem fio 114 esteja novamenteparado. Essa metodologia é particularmente útil no caso dodispositivo sem fio 114 estar se movendo lentamente (pórexemplo, o usuário estar caminhando em um shopping center),e o movimento ser lento o suficiente de forma que pareçaparado devido à tolerância de erro de medição necessáriaassociada com a decisão de acionar uma varredura àotransceptor de LAN sem fio 312.
Outro exemplo de uma metodologia de aprendizadoque pode ser empregado pelo processador 302 envolve buscasperiódicas por uma LAN sem fio. Um temporizador pode serutilizado para gerar acionamentos periódicos que forçam oprocessador 302 a entrar em um modo de busca. No modo debusca, o processador 302 varre a freqüência do transceptorde LAN sem fio 312 em busca de um sinal sinalizadorproveniente de um ponto de acesso. Se o processador 302detectar um sinal sinalizador, o mesmo adquire o endereçoMAC para o ponto de acesso correspondente, cria umaimpressão digital para a LAN sem fio usando os sinaispiloto de BTS da WAN, e entra essa informação no banco dedados juntamente com a freqüência de sintonia dotransceptor de LAN sem fio 312. As mesmas condiçõesdiscutidas anteriormente podem ser impostas ao processador302 para impedir que o banco de dados seja atualizado cómLANs sem fio que são inadequadas para acesso pelodispositivo sem fio 114.
O processador 302 pode ser adicionalmenteconfigurado para remover dos bancos de dados impressõesdigitais de LANs sem fio que não foram acessadas pelodispositivo sem fio 114 por um período de tempo estendido.Essa função pode ser implementada pelo estabelecimento deum contador ou temporizador para cada impressão digital nobanco de dados. O contador ou temporizador para cadaimpressão digital pode ser reiniciado toda vez que sua LANsem fio correspondente é acessada pelo dispositivo sem fio.Nessa implementação, o processador 302 apaga periodicamentedo banco de dados toda a informação relacionada a uma LANsem fio cujo contador ou temporizador expirou.Alternativamente, o processador 302 pode marcar em tempocada impressão digital no banco de dados cada vez que suaLAN sem fio correspondente é acessada. Com essa últimaabordagem, o processador 302 mantém um relógio em temporeal ou pode, de outra forma, receber tempo real (porexemplo, a partir da WAN), e apaga a informação no banco dedados para cada LAN sem fio possuindo uma marcação de tempoantiga.
0 dispositivo sem fio 114 também pode ser pré-fornecido com a impressão digital de uma ou mais LANs semfio. Isso é, a impressão digital para uma LAN sem fio,juntamente com o endereço MAC para o ponto de acessocorrespondente e a freqüência operacional da LAN sem fio,podem ser programados no banco de dados quando odispositivo sem fio 114 é ativado pelo provedor de serviço.O pré-fornecimento pode ser útil, por exemplo, quando umaempresa fornece telefones sem fio para todos os seusfuncionários.
Retornando à figura 1, o dispositivo sem fio 114mantém uma impressão digital de sua localização atual apartir dos sinais piloto BTS na WAN 100. Essa impressãodigital muda à medida que o dispositivo sem fio 114 semove. Como discutido anteriormente, a impressão digitálpara o dispositivo sem fio 114 criado a partir de η sinaispiloto BTS pode ser caracterizada por dois vetores, xi,...,x„eyi,...,yn· A impressão digital do dispositivo sem fio 114 écomparada de forma continua ou periódica com as impressõesno banco de dados para um casamento usando um algoritmoadequado. O algoritmo que é utilizado pode variardependendo dos parâmetros de desempenho e das restrições àeprojeto impostas ao sistema como um todo. Para fins deilustração, um exemplo de um algoritmo é fornecido abaixo.
\x,-Sj\<d, e \yrPi\<qu com i = Ι,.,.,η.
Se a condição acima for satisfeita para todos os η valorespara um registro de banco de dados, o processador nodispositivo sem fio 114 então verifica para ver se acondição a seguir é satisfeita:
SUM\xrSi\<X ou SUM\yrpi\<Y, onde XeY são valores limite. ;Se alguma das últimas condições for satisfeita para aentrada do banco de dados, então o dispositivo sem fio 114sintoniza o transceptor de LAN sem fio na freqüênciaoperacional adequada e busca por um sinal sinalizador com oendereço MAC adequado. Como discutido anteriormente, afreqüência operacional e o endereço MAC são armazenados nobanco de dados para cada impressão digital de LAN sem fio;
Uma vez que o dispositivo sem fio 114 localiza aLAN sem fio 110b, o mesmo envia uma solicitação de handoffpara um servidor (não ilustrado) na rede IP 112. O servidorenvia uma mensagem de handoff para o MSC 106. A mensagem dehandoff é utilizada pelo MSC 106 para notificar a BTS 102sobre o handoff para a LAN sem fio 110b. 0 servidor tambémenvia um comando de handoff para o dispositivo sem fio 114.Em resposta ao comando de handoff, o dispositivo sem fio114 interrompe a interface aérea existente com a BTS 102 ^eestabelece uma nova interface aérea com o ponto de acessona LAN sem fio 110b. Uma vez que a nova interface aérea éestabelecida com o ponto de acesso na LAN sem fio 110b, oservidor sinaliza para o MSC 106 para indicar que o handoffestá completo. 0 dispositivo sem fio 114 pode agorasuportar serviços celulares usando a LAN sem fio 110b.
O dispositivo sem fio 114, enquanto sendo servidopela LAN sem fio 110b, pode sintonizar periodicamente a WANe compara parâmetros na impressão digital da LAN sem fiocom as medições enquanto está dentro das fronteiras daregião de cobertura da LAN sem fio 110b. Essas mediçõespodem ser utilizadas para atualizar a informação deimpressão digital para a LAN sem fio 110b, por exemplo,para ajustar as fronteiras pelo aumento dos vetores dedesvio de fase. A freqüência dessas medições periódicaspode ser relativamente baixa quando o sinal LAN sem fio éforte, e deve aumentar à medida que o sinal enfraquece,possivelmente indicando o limite da região de cobertura LANsem fio.
À medida que o dispositivo sem fio 114 se moveatravés da região de cobertura da LAN sem fio 110b, aintensidade de sinal LAN sem fio que mede pode variar comouma função da distância do ponto de acesso LAN sem fio,obstáculos no percurso de radiação, padrões de radiação deantena e outros fatores. No caso da intensidade de sinalmedida no dispositivo sem fio 114 estar abaixo de umlimite, o dispositivo sem fio 114 pode iniciar um handoffde volta para a WAN celular 100. 0 handoff de volta para aWAN celular 100 pode ser iniciado pelo dispositivo sem fio114 pelo envio de uma solicitação de handoff para umservidor (não ilustrado) na rede IP 112. Tendo mantido' asincronização com a WAN 100 por meio de medições ocasionaisda WAN 100 enquanto servido pela LAN sem fio 110b, odispositivo móvel 114 conhece o BTS alvo ou conjunto deBTSs que será envolvido no handoff. Essa é informaçãopassada para o servidor. 0 servidor envia uma mensagem dehandoff para o MSC 106 como parte do procedimento dehandoff. A mensagem de handoff é utilizada pelo MSC 106para encontrar uma BTS alvo. A BTS alvo pode ser a BTS 102ilustrada na figura 1 ou qualquer outra BTS na WAN celulàr100. O MSC 106 então notifica a BTS alvo para prepararrecursos para o handoff e envia um comando de handoff devolta para o servidor. Em resposta ao comando de handoff,1 oservidor instrui o dispositivo sem fio 114 a mover para aBTS alvo. O dispositivo sem fio 114 realiza isso desligandoa interface aérea existente com ponto de acesso na LAN semfio 110b e estabelecendo uma interface aérea com a BTSalvo. Uma vez que a interface aérea é estabelecida com aBTS alvo, a BTS alvo sinaliza o MSC 106 para indicar que ohandoff está completo, e o dispositivo sem fio 114 retoma ouso da WAN celular 100.
A figura 5 é um diagrama conceituai de umprocesso para criar informação de localização. Uma buscapor uma primeira rede de comunicação é iniciada, bloco 500.
A primeira rede de comunicação pode ser uma WLAN. A buscapela primeira rede de comunicação pode ser iniciada, nodispositivo de comunicação sem fio, quando uma chamadaatravés de uma WAN é realizada a partir do dispositivo decomunicação sem fio. Alternativamente, a busca pode. serperiódica, ou baseada em um ou mais outros critérios.
Depois do inicio da busca, um ou mais pontos de acesso darede WLAN podem ser detectados, bloco 505. Em algunsaspectos, a detecção pode ser baseada em recebersinalizadores provenientes de um ou mais pontos de acesso,durante um período de busca. Outros mecanismos de detecçãotambém podem ser utilizados.
A informação de localização para os pontos deacesso pode então ser gerada, bloco 510. A informação delocalização pode incluir uma impressão digital, incluindoum ou mais dentre intensidade de sinal, desvio deintensidade de sinal, fase e/ou informação de desvio defase. Informação adicional e alternativa, incluindo, porexemplo, freqüência e ID de BSS para um ponto de acessotambém podem ser utilizadas como parte da informação delocalização. A informação resultante é então armazenada emuma memória, bloco 515.
No caso onde nenhuma rede é detectada, o processotermina. Além disso, deve-se notar que os blocos 500 e 505são opcionais, para a criação da informação de localização.
A figura 6 é outro diagrama de blocossimplificado do dispositivo de comunicação sem fio.Mecanismos para criar informação de localização 615 sãoacoplados a uma memória 620 que armazena a informação delocalização. A informação de localização pode ser qualquerinformação de localização de uma rede WLAN com relação auma rede WAN, como descrito aqui. Em alguns aspectos,mecanismos para determinar localizações de rede 600,incluindo mecanismos para iniciar uma busca para uma rede605, podem ser acoplados aos mecanismos para criarinformação de localização 615.
Os vários blocos lógicos, módulos, circuitos,elementos e/ou componentes ilustrativos descritos comrelação às modalidades descritas aqui podem serimplementados ou realizados com um processador definalidade geral, um Processador de Sinal Digital (DSP), UmCircuito Integrado Especifico para Aplicação (ASIC), UmArranjo de Portas Programáveis em Campo (FPGA) ou outrocomponente lógico programável, porta discreta ou lógica detransistor, componentes de hardware discretos, ou qualquercombinação dos mesmos, projetada para realizar as funçõesdescritas aqui. Um processador de finalidade geral pode serum microprocessador, mas na alternativa, o processador podeser qualquer processador convencional, controlador, microcontrolador ou máquina de estado. Um processador tambémpode ser implementado como uma combinação de componentes decomputação, por exemplo, uma combinação de um DSP e ummicroprocessador, uma pluralidade de microprocessadores, umou mais microprocessadores em conjunto com um núcleo DSP,ou qualquer outra configuração.
Os métodos ou algoritmos descritos com relação àsmodalidades descritas aqui podem ser incorporadosdiretamente em hardware, em uma ou mais instruçõesexecutadas por um processador, ou em uma combinação dosdois. 0 software pode residir como uma ou mais instruçõesna memória RAM, memória flash, memória ROM, memória EPROM,memória EEPROM, registradores, disco rígido, discoremovível, CD-ROM, ou qualquer outra forma de meio dearmazenamento conhecido da técnica. Um meio dearmazenamento pode ser acoplado ao processador de forma queo processador possa ler informação proveniente do eescrever informação no meio de armazenamento. Naalternativa, o meio de armazenamento pode ser integrado aoo processador.
A descrição anterior é fornecida para permitirque qualquer pessoa versada na técnica pratique as váriasmodalidades descritas aqui. Várias modificações a essasmodalidades serão prontamente aparentes aos versados natécnica, e os princípios genéricos definidos aqui podem seraplicados a outras modalidades. Dessa forma, asreivindicações não devem estar limitadas às modalidadesilustradas aqui, mas deve ser acordado o escopo totalconsistente com as reivindicações de linguagem, em quereferência a um elemento no singular não deve significar"um e apenas um" a menos que seja especificamentemencionado, mas ao invés disso, "um ou mais". Todas asequivalências estruturais e funcionais aos elementos dasvárias modalidades descritas por toda essa descrição quesão conhecidas ou se tornem conhecidas posteriormente aosversados na técnica são expressamente incorporadas aqui porreferência e devem ser englobadas pelas reivindicações.Ademais, nada do que foi descrito aqui deve ser dedicado aopúblico independentemente de se tal descrição éexplicitamente mencionada nas reivindicações. Nenhumelemento de reivindicação deve ser considerado sob 35U.S.C. seção 112, parágrafo sexto, a menos que o elementoseja expressamente mencionado usando a frase "mecanismospara" ou, no caso de uma reivindicação de método,elemento seja recitado usando-se a frase "etapa para".
Claims (36)
1. Dispositivo de comunicação sem fio,compreendendo:um processador configurado para criar informaçãorelacionada à localização de uma primeira rede decomunicação com base em um ou mais sinais de referência apartir de uma segunda rede de comunicação; ememória configurada para armazenar a informação.
2. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 1, em que a informação compreende umaimpressão digital da primeira rede de comunicação.
3. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 2, em que a impressão digitalcompreende informação de fase para um ou mais sinais dereferência.
4. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 3, em que a impressão digitalcompreende informação de desvio de fase para os um ou maissinais de referência, a informação de desvio de fase sendorelacionada a um tamanho virtual da região de coberturapara um ponto de acesso na primeira rede de comunicação.
5. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 2, em que a impressão digitálcompreende informação de intensidade de sinal para os um oumais sinais de referência.
6. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 5, em que a impressão digitalcompreende informação de desvio de intensidade de sinalpara os um ou mais sinais de referência, a informação dedesvio de intensidade de sinal sendo relacionada a umtamanho virtual de uma região de cobertura para um ponto deacesso na primeira rede de comunicação.
7. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 2, em que a impressão digitalcompreende a freqüência operacional de um ponto de acessona primeira rede de comunicação.
8. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 1, em que o processador éadicionalmente configurado para criar a informação namemória por detecção da primeira rede de comunicação emresposta a uma busca iniciada por usuário, estabelecimentode uma impressão digital para a primeira rede decomunicação usando os um ou mais sinais de referência apartir da segunda rede de comunicação, e armazenamento daimpressão digital na memória.
9. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 1, em que o processador éadicionalmente configurado para criar a informação riamemória por detecção da primeira rede de comunicaçãodurante uma busca iniciada pelo processador,estabelecimento de uma impressão digital para a primeirarede de comunicação usando os um ou mais sinais dereferência a partir da segunda rede de comunicação, 'earmazenamento da impressão digital na memória.
10. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 9, em que o processador éadicionalmente configurado para iniciar a busca quando umachamada é criada por um usuário no dispositivo decomunicação sem fio.
11. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 9, em que o processador éadicionalmente configurado para iniciar a busca.
12. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 11, em que o processador éadicionalmente configurado para detectar se o dispositivode comunicação sem fio está parado ou em movimento, einiciar a busca apenas após determinar que o dispositivo decomunicação sem fio está parado.
13. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 11, em que o processador éadicionalmente configurado para detectar se o dispositivode comunicação sem fio está parado ou em movimento, einiciar a busca apenas após determinar que o dispositivo decomunicação sem fio se moveu desde uma busca mal sucedidaanterior pelo processador.
14. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 1, em que o processador éadicionalmente configurado para apagar a informação damemória após um período de tempo ter passado desde que oprocessador acessou pela última vez a primeira rede decomunicação.
15. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 1, em que a primeira rede decomunicação sem fio é uma LAN sem fio e a segunda rede decomunicação sem fio é uma WAN.
16. Mídia legível por computador incluindoinstruções executáveis por um ou mais processadores, ásinstruções compreendendo:instruções para criar informação relacionada àlocalização de uma primeira rede de comunicação com base emum ou mais sinais de referência a partir de uma segundarede de comunicação; einstruções para armazenar a informação namemória.
17. Método de comunicações, compreendendo:criar informação relacionada à localização de umaprimeira rede de comunicação com base em um ou mais sinaisde referência a partir de uma segunda rede de comunicação; earmazenar a informação na memória.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, emque criar a informação compreende criar uma impressãodigital da primeira rede de comunicação.
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, emque criar a impressão digital compreende criar informaçãode fase para os um ou mais sinais de referência.
20. Método, de acordo com a reivindicação 19, emque criar a impressão digital compreende criar informaçãode desvio de fase para os um ou mais sinais de referência,a informação de desvio de fase sendo relacionada a umtamanho virtual da região de cobertura para um ponto deacesso na primeira rede de comunicação.
21. Método, de acordo com a reivindicação 18, émque criar a impressão digital compreende criar informaçãode intensidade de sinal para os um ou mais sinais dereferência.
22. Método, de acordo com a reivindicação 21, emque criar a impressão digital compreende criar informaçãode desvio de intensidade de sinal para um ou mais sinais dereferência, a informação de desvio de intensidade de sinálsendo relacionada a um tamanho virtual de uma região decobertura para um ponto de acesso na primeira rede decomunicação.
23. Método, de acordo com a reivindicação 17,compreendendo adicionalmente detectar a primeira rede decomunicação e estabelecer uma impressão digital para japrimeira rede de comunicação usando os um ou mais sinais dereferência a partir da segunda rede de comunicação.
24. Método, de acordo com a reivindicação 23,compreendendo adicionalmente iniciar uma busca paradetectar a primeira rede de comunicação quando uma chamadaé criada por um usuário.
25. Método, de acordo com a reivindicação 24,compreendendo adicionalmente detectar se um dispositivo decomunicação sem fio está parado ou em movimento, e em queiniciar a busca compreende iniciar a busca após determinarque o dispositivo de comunicação sem fio está parado.
26. Método, de acordo com a reivindicação 24,compreendendo adicionalmente detectar se um dispositivo decomunicação sem fio está parado ou em movimento, e em queiniciar a busca compreende iniciar a busca após determinarque o dispositivo de comunicação sem fio se movimentoudesde uma busca mal sucedida anterior.
27. Método, de acordo com a reivindicação 17, emque a primeira rede de comunicação sem fio é uma LAN semfio e a segunda rede de comunicação sem fio é uma WAN.
28. Equipamento de comunicação sem fio,compreendendo:mecanismos para criar informação relacionada àlocalização de uma primeira rede de comunicação com base emum ou mais sinais de referência a partir de uma segundarede de comunicação; euma memória acoplada aos mecanismos que armazenaa informação.
29. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 28, em que os mecanismos para criar - ainformação compreendem mecanismos para criar uma impressãodigital da primeira rede de comunicação.
30. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 29, em que os mecanismos para criar aimpressão digital compreendem mecanismos para criar ainformação de fase para os um ou mais sinais de referência.
31. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 30, em que os mecanismos para criar aimpressão digital compreendem mecanismos para criarinformação de desvio de fase para os um ou mais sinais dereferência, a informação de desvio de fase sendorelacionada ao tamanho virtual de uma região de coberturapara um ponto de acesso na primeira rede de comunicação.
32. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 29, em que os mecanismos para criar aimpressão digital compreendem mecanismos para informação deintensidade de sinal para os um ou mais sinais dereferência.
33. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 32, em que os mecanismos para criar aimpressão digital compreendem mecanismos para criarinformação de desvio de intensidade de sinal para os um oumais sinais de referência, a informação de desvio deintensidade de sinal sendo relacionada a um tamanho virtualde uma região de cobertura para um ponto de acesso riaprimeira rede de comunicação.
34. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 28, compreendendo adicionalmentemecanismos para detectar a primeira rede de comunicação emecanismos para estabelecer uma impressão digital para aprimeira rede de comunicação usando os um ou mais sinais dereferência a partir da segunda rede de comunicação.
35. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 34, em que os mecanismos para detectarcompreendem mecanismos para iniciar uma busca quando umachamada é criada por um usuário.
36. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 28, em que a primeira rede decomunicação sem fio é uma LAN sem fio e a segunda rede decomunicação sem fio é uma WAN.
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