BRPI0107786B1 - método para identificar uma localização de um recurso em uma rede de comunicação e sistema para identificar uma localização de um recurso em uma rede de comunicação - Google Patents

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BRPI0107786B1
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Chris Zegelin
David Goren
Dean Kawaguchi
Raj Bridgelall
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    • H04N1/32106—Display, printing, storage or transmission of additional information, e.g. ID code, date and time or title separate from the image data, e.g. in a different computer file
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    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/109—Selection of coding mode or of prediction mode among a plurality of temporal predictive coding modes
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    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/136—Incoming video signal characteristics or properties
    • H04N19/137—Motion inside a coding unit, e.g. average field, frame or block difference
    • H04N19/139—Analysis of motion vectors, e.g. their magnitude, direction, variance or reliability
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    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
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    • H04N19/70—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by syntax aspects related to video coding, e.g. related to compression standards
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    • H04N19/91—Entropy coding, e.g. variable length coding [VLC] or arithmetic coding
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    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/25—Management operations performed by the server for facilitating the content distribution or administrating data related to end-users or client devices, e.g. end-user or client device authentication, learning user preferences for recommending movies
    • H04N21/254—Management at additional data server, e.g. shopping server, rights management server
    • H04N21/2543—Billing, e.g. for subscription services
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    • H04N21/41—Structure of client; Structure of client peripherals
    • H04N21/418—External card to be used in combination with the client device, e.g. for conditional access
    • H04N21/4181—External card to be used in combination with the client device, e.g. for conditional access for conditional access
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    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/41—Structure of client; Structure of client peripherals
    • H04N21/426—Internal components of the client ; Characteristics thereof
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    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/433—Content storage operation, e.g. storage operation in response to a pause request, caching operations
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    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/45—Management operations performed by the client for facilitating the reception of or the interaction with the content or administrating data related to the end-user or to the client device itself, e.g. learning user preferences for recommending movies, resolving scheduling conflicts
    • H04N21/462—Content or additional data management, e.g. creating a master electronic program guide from data received from the Internet and a Head-end, controlling the complexity of a video stream by scaling the resolution or bit-rate based on the client capabilities
    • H04N21/4623—Processing of entitlement messages, e.g. ECM [Entitlement Control Message] or EMM [Entitlement Management Message]
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    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
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    • H04N21/472—End-user interface for requesting content, additional data or services; End-user interface for interacting with content, e.g. for content reservation or setting reminders, for requesting event notification, for manipulating displayed content
    • H04N21/47211—End-user interface for requesting content, additional data or services; End-user interface for interacting with content, e.g. for content reservation or setting reminders, for requesting event notification, for manipulating displayed content for requesting pay-per-view content
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    • H04N21/61—Network physical structure; Signal processing
    • H04N21/6156—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the upstream path of the transmission network
    • H04N21/6175—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the upstream path of the transmission network involving transmission via Internet
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Abstract

"métodos e aparelho para identificar localização de recursos em redes de comunicação". a localização de recursos sem fio não modificados em uma rede de comunicação sem fio pode ser identificada usando diferenças de instantes de chegadas de uma seqüência de comunicação em diferentes receptores da rede. dispositivos de marcação de tempo podem incluir circuitos correlacionadores em paralelo com decodificadores de sinal para seqüências de comunicação de marcação de tempo. redes sem fio celulares podem ser multiplexadas por freqüência para aumentar densidade de marcação de tempo espacial. etiquetas podem ser ligadas a recursos passivos para prover informação de identificação de localização para dispositivos de rede. localizações de recursos radiodifundindo estruturas de freqüência de rádio 802.11 padrões podem ser identificadas. ruído inerente na correlação de uma sequência de comunicação pode ser reduzido usando uma função de correlação selecionada.

Description

"MÉTODO PARA IDENTIFICAR UMA LOCALIZAÇÃO DE UM RECURSO EM UMA REDE DE COMUNICAÇÃO E SISTEMA PARA IDENTIFICAR UMA LOCALIZAÇÃO DE UM RECURSO EM UMA REDE DE COMUNICAÇÃO" Antecedentes da invenção [0001] A presente divulgação refere-se com aparelho e métodos para rastrear a localização de recursos em redes de comunicação sem fio ou parcialmente sem fio. Em particular, a divulgação relaciona-se com a identificação de localização de recurso usando o instante-de-chegada (daqui por diante, TOA) em um receptor de uma sequência ou sequências de comunicação radiodifundidas por um transmissor móvel. A estimativa de TOA pode ser referida como "marcação do tempo" de uma sequência de comunicação.
[0002] A estimativa precisa de instantes-de-chegada de sequência de comunicação pode ser desejável quando a localização de recurso móvel é determinada usando técnicas de variação ou de triangulação em conexão com receptores presentes em uma rede de comunicação. À medida que o número de recursos, a quantidade de tráfego de comunicação, ou a taxa de eventos de marcação do tempo em uma rede aumenta, o desempenho da marcação do tempo e desempenho da rede total pode diminuir. Usualmente, não é desejável identificar a localização de cada recurso sem fio presente em uma rede em conexão com cada pacote transmitido. Redes frequentemente operam ineficientemente, entretanto, porque sem marcar tempo para cada pacote recebido, pode ser impossível marcar tempo para os pacotes desejados.
[0003] Em algumas redes sem fio, a arquitetura do ponto de acesso pode limitar o desempenho da rede. Frequentemente, os pontos de acesso não permitem processos de marcação de tempo sejam executados rapidamente o suficiente para gerar estimativas precisas de localização de recurso sem fio.
[0004] Redes de comunicação sem fio frequentemente têm uma arquitetura celular na qual células adjacentes operam em canais diferentes. Para minimizar interferência entre sinais de comunicação, as células são arranjadas para maximizar a distância física entre os canais. Embora este arranjo maximize a largura de banda espacial disponível para usuários da rede, ele frequentemente degrada a precisão da estimativa de localização diminuindo a densidade de receptores disponíveis para marcação de tempo em um dado canal.
[0005] Redes de comunicação sem fio são crescentemente projetadas para usar estruturas de sinal de frequência de rádio 802.11. À medida que este padrão prolifera tornar-se-á crescentemente valioso identificar a localização de recursos sem fio transmitindo pacotes 802.11 padrões.
[0006] Frequentemente, é desejável identificar a localização de recursos "passivos" presentes na vizinhança de uma rede de comunicação sem fio. Por exemplo, pode ser desejável rastrear a localização de engradados [palets] em um pátio de carga. Uma solução é ligar etiquetas ativas aos recursos passivos. Frequentemente, etiquetas transmitem sinais especializados em uma programação fixa e em uma única frequência. Quando uma rede não recebe uma transmissão programada, a informação de localização pode ser perdida. Etiquetas de programação fixas podem não "escolher" quando transmitir e portanto podem não utilizar otimamente períodos de "tempo aéreo" aberto. A estimativa de localização pode portanto ser particularmente difícil ou ineficiente em redes de comunicação de tráfego alto. Etiquetas de frequência única podem não ser otimamente rastreáveis em redes celulares de múltiplas frequências.
[0007] Esquemas de marcação de tempo frequentemente usam técnicas de processamento de sinal baseadas em correlação (similares a técnicas de decodificação de sinal). Ruido inerente em técnicas de correlação conhecidas (p. e., indicativos falsos de correlação cruzada) podem degradar a precisão de marcação de tempo.
[0008] Chegadas de múltiplos sinais (daqui por diante, "multitrajetória) a partir de uma única transmissão de sequência de comunicação podem degradar a qualidade do sinal decodificado e tornar a detecção de sequência dificil. Multitrajetória podem ocorrer quando estruturas próximas de um transmissor produzem ecos de transmissão que chegam no receptor após o sinal de "linha de visão". O sinal de "linha de visão" (daqui por diante, "LOS") é a porção de um sinal transmitido que atravessa a trajetória mais curta entre o transmissor e o receptor. O sinal de LOS pode passar através de estruturas. A trajetória de LOS pode ser opaca no espectro visivel. Multitrajetória pode combinar sinais de dados decodificados com sequências de dados falsas e tornar a detecção de sequências de dados LOS difíceis. Multitrajetória pode dar surgimento a sequências falsas que tenham sinais mais fortes que os sinais de LOS porque os sinais de LOS podem ser atenuados por estruturas através das quais eles passam.
[0009] Seria desejável, portanto, prover aparelho e métodos eficientes para identificar localização de recurso sem fio.
[0010] Seria também desejável prover aparelho e métodos para identificar precisamente a localização de recurso sem fio.
[0011] Seria adicionalmente desejável prover aparelho e métodos para identificar uma localização de um recurso sem fio transmitindo estruturas de sinal 802.11.
[0012] Seria ainda adicionalmente desejável prover aparelho e métodos para etiquetar eficientemente recursos passivos para identificação de localização.
Sumário da invenção [0013] É um objetivo desta invenção prover aparelho e métodos melhorados para identificar localização de recurso sem fio em uma rede de comunicação sem fio.
[0014] De acordo com os princípios da invenção, aparelho e métodos para prover uma estimativa do instante-de-chegada de um sinal de dados em um receptor podem ser providos. Em algumas configurações, o sinal de dados pode ser recebido, desmodulado, e decodificado em um sinal decodificado. 0 sinal decodificado pode ser analisado quanto a sequências favoráveis para estimar TOA. Se sequências favoráveis são detectadas, uma função de correlação pode ser selecionada para correlacionar com o sinal desmodulado. A função de correlação pode ser selecionada usando regras que podem ser derivadas baseadas em propriedades de correlação de sequências de dados. TOA pode ser estimado usando a função de correlação, valores da função de correlação, ou uma combinação destes.
Descrição resumida dos desenhos [0015] Os objetivos e vantagens acima e outros da invenção serão aparentes com a consideração da descrição detalhada seguinte, levada em conjunção com os desenhos anexos, nos quais caracteres de referência iguais referem-se a partes iguais através de tudo, e na qual: [0016] A fig. 1 é um diagrama esquemático mostrando um aparelho ilustrativo que pode ser usado em conjunção com um sistema de identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios desta invenção;
[0017] A fig. 2 mostra um outro aparelho ilustrativo que pode ser usado em conjunção com um sistema de identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios desta invenção;
[0018] A fig. 3 é um diagrama esquemático mostrando uma rede de comunicação ilustrativa usando aparelho tal como aqueles mostrados nas figs. 1 e 2;
[0019] A fig. 4 é um diagrama de fluxo mostrando etapas ilustrativas que podem ser executadas durante identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios da invenção;
[0020] A fig. 5 é um diagrama esquemático de uma arquitetura de rede de comunicação ilustrativa de acordo com os princípios da invenção;
[0021] A fig. 6 é um outro diagrama de fluxo mostrando etapas ilustrativas que podem ser executadas durante identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios da invenção;
[0022] A fig. 7 é ainda um outro diagrama de fluxo mostrando etapas ilustrativas que podem ser executadas durante identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios da invenção;
[0023] A fig. 8 é ainda um outro diagrama de fluxo mostrando etapas ilustrativas que podem ser executadas durante identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios da invenção;
[0024] A fig. 9 é ainda um outro diagrama de fluxo mostrando etapas ilustrativas que podem ser executadas durante identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios da invenção;
[0025] A fig. 10 é um diagrama esquemático mostrando um outro aparelho ilustrativo que pode ser usado em conjunção com um sistema de identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios desta invenção;
[0026] A fig. 11 é ainda um outro diagrama de fluxo mostrando etapas ilustrativas que podem ser executadas durante identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios da invenção;
[0027] A fig. 12 mostra dados recebidos ilustrativos e, de acordo com os princípios desta invenção, um sinal de correlação ilustrativo correspondente;
[0028] A fig. 13 mostra outros dados recebidos ilustrativos e um sinal de correlação ilustrativo correspondente;
[0029] A fig. 14 mostra dois sinais de correlação ilustrativos de acordo com os princípios desta invenção;
[0030] A fig. 15 é ainda um outro diagrama de fluxo mostrando etapas ilustrativas que podem ser executadas durante identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios da invenção;
[0031] A fig. 15A mostra um sinal de correlação ilustrativo que pode ser processado de acordo com os princípios da invenção;
[0032] A fig. 16 é um diagrama de fluxo mostrando etapas ilustrativas que podem ser envolvidas na execução de uma etapa mostrada na fig. 15;
[0033] A fig. 17 mostra sequência de dados recebidos ilustrativa e, de acordo com os princípios da invenção, estratégias de correlação ilustrativas;
[0034] A fig. 18 é ainda um outro diagrama de fluxo mostrando etapas ilustrativas que podem ser executadas durante identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios da invenção;
[0035] A fig. 19 é ainda um outro diagrama de fluxo mostrando etapas ilustrativas que podem ser executadas durante identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios da invenção;
[0036] A fig. 20 mostra aparelho ilustrativo que pode ser usado em conjunção com um sistema de identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios desta invenção;
[0037] A fig. 21 é um diagrama esquemático de uma porção de um sistema de identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios desta invenção;
[0038] A fig. 22 é ainda um outro diagrama de fluxo mostrando etapas ilustrativas que podem ser executadas durante identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios da invenção;
[0039] A fig. 23 é ainda um outro diagrama de fluxo mostrando etapas ilustrativas que podem ser executadas durante identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios da invenção; e [0040] A fig. 24 mostra dois sinais de correlação ilustrativos que podem ser usados em identificação de localização de recurso sem fio de acordo com os princípios da invenção.
Descrição detalhada da invenção [0041] Sistemas e métodos para identificar uma localização de um recurso sem fio em uma rede de comunicação podem ser providos. Algumas configurações da invenção podem incluir um gerador de sinal de sincronização e recursos de rede configurados para marcação de tempo de sequências de comunicação transmitidas pelo recurso sem fio. Cada recurso da rede pode estar em comunicação elétrica com o gerador de sinal de sincronização. Cada recurso pode ser configurado para marcar o tempo da sequência de comunicação.
[0042] O sinal de sincronização pode ser usado para sincronizar relógios presentes nos recursos da rede. Estimativas de instante-de-chegada (daqui por diante, estimativas de TOA) a partir dos recursos da rede podem ser usadas para identificar uma localização do recurso sem fio. Em algumas configurações, as diferenças entre estimativas de TOA para uma sequência de comunicação chegando em diferentes recursos de rede podem ser usadas para identificação de localização. Diferenças em TOAs para uma sequência de comunicação chegando em diferentes recursos de rede podem ser referidas aqui como "TDOAs". Uma TDOA pode ser usada para determinar um conjunto solução de possíveis localizações de recurso sem fio. Uma segunda TDOA pode ser usada para identificar uma localização estimada de recurso dentro do conjunto solução. Em algumas configurações, trilateração hiperbólica pode ser usada para converter TDOAs em estimativa de localização de recurso sem fio.
[0043] Em algumas configurações, uma sequência de comunicação de IEEE 802.11 pode ter tempo marcado. A sequência de comunicação pode incluir estruturas de sinal de frequência de rádio 802.11. A sequência de comunicação pode incluir um pacote 802.11.
[0044] Algumas configurações da invenção podem prover um dispositivo de estimativa de TOA para prover uma estimativa de TOA de uma sequencia de comunicação em uma localização em uma rede de comunicação sem fio. Um dispositivo de estimativa de TOA pode incluir um ou mais receptores para receber uma ou mais sequências de comunicação. Uma estimativa de TOA pode ser uma estimativa do instante-de-chegada de uma sequencia de comunicação ou uma porção de uma sequência de comunicação. Uma sequencia de comunicação pode incluir uma série de símbolos de informação. Um símbolo de informação pode ser um código PN, um símbolo CCK, um símbolo PBCC, ou qualquer outro símbolo de informação adequado. Em uma sequência de comunicação, padrões de símbolos de informação que têm propriedades de auto-correlação de alta qualidade podem ser favoráveis para marcação de tempo. Padrões de símbolos de informação que tenham propriedades de auto-correlação ruidosas podem ser desfavoráveis para marcação de tempo.
[0045] A extremidade guia de um sinal associado com uma sequência de comunicação ou uma porção da mesma pode ser definida como um TOA. Um pico em um sinal de correlação (como discutido abaixo) derivado de uma sequência de comunicação ou uma porção da mesma pode ser usado para definir um TOA. Qualquer outro aspecto favorável de uma sequência de comunicação ou uma porção desta pode ser usado para definir um TOA. Se múltiplos receptores em uma rede usam a mesma definição de TOA para uma sequência de comunicação, diferenças entre os TOAs podem ser estimadas precisamente.
[0046] Em algumas configurações, um dispositivo de estimativa de TOA pode incluir um dispositivo para receber sinais de frequência de rádio e um primeiro circuito em comunicação eletrônica com o dispositivo de frequência de rádio. O primeiro circuito pode ser configurado para detectar um pico de uma função de correlação de uma sequência de comunicação recebida.
[0047] O primeiro circuito pode funcionar como um correlacionador para detectar porções da sequência de comunicação que sejam favoráveis para estimativa de TOA. O correlacionador pode ser um correlacionador deslizante que multiplica a sequência de comunicação por uma função de referência selecionada. Um produto da sequência de comunicação e uma função de referência selecionada pode ser usado para definir um sinal de correlação.
[0048] O primeiro circuito pode incluir um correlacionador de um, dois, três, quatro, ou cinco símbolos onde cada símbolo em cada correlacionador corresponde a um símbolo de informação que pode estar presente em uma sequência de comunicação recebida. Um correlacionador de dois símbolos pode ser usado para detectar um padrão de dois símbolos correspondentes consecutivos na sequência de comunicação. Um correlacionador de três símbolos pode ser usado para detectar um padrão de três símbolos correspondentes consecutivos na sequência de comunicação. Correlacionadores de "comprimento" maior podem ser usados para detectar padrões de símbolo mais longos que podem estar presentes na sequência de comunicação.
[0049] O primeiro circuito pode incluir um correlacionador de N símbolos, no qual N é qualquer número inteiro positivo. 0 primeiro circuito pode incluir uma combinação de correlacionadores de comprimentos diferentes. Em algumas configurações, o sistema pode incluir correlacionadores arranjados em série. Em algumas configurações, o sistema pode incluir correlacionadores arranjados em paralelo.
[0050] Em algumas configurações, um dispositivo de estimativa de TOA pode incluir um segundo circuito configurado para decodificar a sequência de comunicação recebida por um receptor. Por exemplo, em redes compatíveis com 802.11b sem fio, um correlacionador de um bit (sequência de Barker) é freqüentemente usado como um decodificador. (Como usado aqui, o termo 802.11 pode incluir qualquer da família 802.11 de especificações de rede de comunicação sem fio, incluindo 802.11a e 802.11b.
[0051] Em algumas configurações, um dispositivo de estimativa de TOA pode incluir um terceiro circuito configurado para filtrar componentes de sinal de multitrajetória para fora dos sinais de saída de correlacionador (os quais podem ser referidos como sinais de correlação). Sinais de multitrajetória são reflexões de um sinal de comunicação a partir de estruturas. Sinais de multitrajetória são freqüentemente recebidos após o sinal direto ou de "linha de visão" correspondente ser recebido. Numerosos sinais de multitrajetória podem ser gerados por reflexões de um dado sinal de linha de visão. Os sinais de multitrajetória podem ser mais fortes que os sinais de linha de visão porque os sinais de linha de visão são atenuados durante a propagação através de estruturas. Pode, portanto, ser necessário identificar a contribuição da linha de visão para os sinais de correlação.
[0052] Em algumas configurações, um dispositivo de estimativa de TOA pode incluir um quarto circuito configurado para emitir um sinal indicativo de uma estimativa de instante-de-chegada. Em algumas configurações, um dispositivo de estimativa de TOA pode incluir um quinto circuito configurado para dividir um código de identificação de dispositivo de recurso móvel na citada sequência de comunicação. Um código de identificação de recurso móvel pode incluir um endereço de Controle de Acesso a Midia (daqui por diante, MAC) . Um código de identificação de recurso móvel pode incluir um endereço de Protocolo Internet (daqui por diante, "IP"). 0 quinto circuito pode executar conversões entre endereços MAC e endereços IP. Conversões podem ser executadas, por exemplo, usando um Protocolo de Resolução de Endereço ou um Protocolo de Resolução de Endereço Invertido. Um código de identificação de recurso móvel pode ser selecionado por um administrador do sistema. Um código de identificação de recurso móvel pode ser um código de identificação 802.11. Um código de identificação de recurso móvel pode ser um código único. Um código de identificação de um recurso móvel pode ser um código não único.
[0053] Em algumas configurações, um dispositivo para estimação de TOA pode incluir circuitagem para desmodular a sequência de comunicação. Em algumas configurações, um dispositivo de estimação de TOA pode incluir uma antena para receber a sequência de comunicação. Em algumas configurações, um dispositivo de estimação de TOA pode incluir uma unidade de processamento central para executar tarefas requeridas para estimação de instante-de-chegada. A unidade de processamento central pode ser um computador pessoal. Em algumas configurações, um dispositivo de estimação de TOA pode incluir um módulo de rádio (tal como aqueles disponíveis sob os nomes CompactFlash® de CompactFlasch Association, P. 0. Box 51537, Paio Alto, Califórnia; PC Card® de PCMCIA, 2635 N. First St. Suíte 209, San Jose, Califórnia 95134; e Mini PCI, um fator de forma controlado por PCI S. I. G.).
[0054] Em algumas configurações, a invenção pode incluir uma rede de dispositivos que inclui receptores configurados para identificar seletivamente uma localização de recurso móvel por "escuta seletiva". Os receptores podem receber uma sequência de comunicação do recurso móvel e opcionalmente estimar a localização do recurso se o recurso tiver um identificador correspondente a um identificador selecionado. 0 identificador selecionado pode ser um identificador único. 0 identificador selecionado pode ser um identificador não único. Um identificador selecionado pode ser selecionado por um usuário do sistema. Um identificador selecionado pode ser armazenado na memória de um recurso de rede. Um transmissor de rede pode rastrear um recurso sem fio selecionado para fazer o recurso transmitir uma sequência de comunicação. A rede pode então marcar o tempo da sequência.
[0055] Em algumas configurações, a invenção pode incluir uma rede de dispositivos de estimação de TOA. Cada dispositivo pode incluir um receptor configurado para operar em uma frequência particular. A rede pode incluir múltiplos dispositivos de estimação de TOA configurados para prover marcação de tempo de sinais propagando-se em frequências diferentes. Um grupo de dispositivos de estimação de TOA pode ser designado para a mesma frequência. A frequência atribuída de um grupo pode ser diferente da frequência atribuída dos outros grupos. Os dispositivos podem ser distribuídos em uma configuração celular. Métodos para identificar a localização de um recurso sem fio que envolvem radiodifundir ou receber em frequências diferentes podem ser referidos aqui como métodos de "multiplexagem de frequência".
[0056] A rede pode ser configurada para receber uma sequência de comunicação de um recurso sem fio em uma primeira frequência usando um ou mais dispositivos de estimação de TOA de um primeiro grupo. A rede pode então receber uma sequência de comunicação do recurso sem fio em uma segunda frequência usando um ou mais dispositivos de estimação de TOA de um segundo grupo. Um ou mais dispositivos de estimação de TOA adicionais operando em uma ou mais frequências adicionais podem se usados para receber uma ou mais sequências de comunicação adicionais do recurso sem fio. Em algumas configurações, as transmissões de recurso sem fio podem progredir através de todas ou algumas das frequências de rede disponíveis em um período de tempo suficientemente curto para garantir que a localização do recurso sem fio permaneça substancialmente inalterada durante o período. Cada dispositivo de estimação de TOA pode marcar o tempo da sequência de comunicação recebida na respectiva frequência do dispositivo.
[0057] Uma ou mais estimativas de localização de recurso sem fio podem ser calculadas a partir de estimativas de TOA produzidas pelos dispositivos de estimação de TOA. Uma TDOA pode ser derivada de um par de TOAs selecionados do mesmo ou de grupos diferentes. Uma TDOA pode ser derivada de dispositivos de estimação de TOA que estejam localizados favoravelmente para identificar a localização do recurso móvel. Dispositivos localizados favoravelmente podem incluir aqueles dispositivos próximos do recurso sem fio. Dispositivos localizados favoravelmente podem incluir dispositivos que estejam espacialmente distribuídos em um padrão favorável para cálculos de identificação de localização (por exemplo, em um padrão triangular envolvendo a unidade móvel).
[0058] Em algumas configurações, um cálculo de identificação de localização preliminar pode ser feito para produzir uma estimativa grosseira de localização de recurso sem fio. Em algumas destas configurações, uma estimativa de alta precisão pode ser feita usando estimativas de instante-de-chegada a partir de dispositivos de estimação de TOA baseadas na estimativa preliminar da localização do recurso móvel.
[0059] Em algumas configurações, um dispositivo de estimação de TOA pode ser configurado para receber sinais de comunicação em mais que uma frequência. Por exemplo, o dispositivo pode ser configurado para receber sequências de comunicação em todas as frequências disponíveis na rede. 0 dispositivo pode incluir pelo menos um receptor configurado para receber uma sequência de comunicação em cada frequência disponível na rede. Em algumas configurações, todos os dispositivos de estimação de TOA em uma rede podem ser configurados para receber sequências de comunicação em todas frequências disponíveis. Nestas configurações, um recurso sem fio operando em qualquer uma das frequências disponíveis pode radiodifundir uma sequência de comunicação que pode ter tempo marcado por todos os dispositivos de estimação de TOA na rede.
[0060] Em algumas configurações que incluem dispositivos de estimação de TOA configurados para receber sequências de comunicação em múltiplas frequências, os dispositivos podem incluir um receptor primário e pelo menos um receptor auxiliar. 0 receptor primário pode ser configurado para receber uma sequência de comunicação em uma frequência designada. 0 receptor auxiliar pode ser configurado para alternar através de uma faixa de frequências (p. e., todas frequências disponíveis na rede). A rede pode incluir um controlador central para forçar receptores auxiliares a operar em uma frequência selecionada em um instante particular. Por exemplo, o controlador pode fazer todos os receptores auxiliares progredirem simultaneamente através de uma sequência de frequências diferentes. As frequências diferentes podem incluir todas as frequências disponíveis. Durante um intervalo no qual todos receptores são comutados para uma frequência particular, potencialmente todos dispositivos TOA na rede podem ser usados para marcar tempo de uma sequência de comunicação transmitida por um recurso sem fio naquela frequência.
[0061] Algumas configurações da invenção podem incluir recursos sem fio configurados para radiodifundir uma série de sequências de comunicação para estimação de TOA. Em algumas das configurações, o recurso sem fio pode radiodifundir uma série de sequências de comunicação usando uma série de frequências diferentes usadas pelos receptores da rede. Em algumas destas configurações, recursos sem fio podem ser configurados para transmitir repetidamente uma sequência de comunicação para estimação de TOA em uma dada frequência. Sequências de comunicação que são transmitidas por um recurso sem fio com o propósito de identificar a localização do recurso podem ser referidas aqui como informação de identificação de localização.
[0062] Algumas configurações da invenção podem incluir uma etiqueta que pode ser ligada a um artigo móvel que pode estar presente em ou próximo a uma rede de comunicação. Etiquetas são descritas no pedido de patente U. S. n° 60/248,357, depositado em 14 de novembro de 2000, que é incorporado aqui por referência neste em sua totalidade. A etiqueta pode ser configurada para prover informação de identificação de localização para a rede. A informação de identificação de localização pode incluir dados em qualquer formato adequado para a rede. Por exemplo, a etiqueta pode transmitir dados compatíveis com 802.11. Em algumas configurações, uma etiqueta pode ser configurada para esperar um período predeterminado de tempo, detectar a presença de energia de frequência de rádio (p. e., usando um detector de energia) em uma canal da rede, e, se a energia da frequência de rádio for substancialmente menor que um limite predeterminado, transmitir a informação de identificação de localização para a rede. A etiquete pode esperar em um modo "em repouso". O modo em repouso pode requerer energia reduzida. O modo em repouso pode ser interrompido por um temporizador dentro da etiqueta. O modo em repouso pode ser interrompido por uma chamada "de despertar" a partir de um terminal da rede.
[0063] A etiqueta pode ser configurada para comutar para uma frequência de rede diferente se a energia de frequência de rádio na primeira frequência testada não for menor que o limite. Em algumas configurações, a etiqueta pode continuar a comutar para frequências de rede diferentes até que uma canal livre seja detectado. Quando um canal livre é detectado, a etiqueta pode transmitir a informação de identificação de localização para receptores da rede. Em algumas configurações a etiqueta pode ser configurada para esperar até que um dado canal esteja livre antes de radiodifundir informação de identificação de localização.
[0064] Em algumas configurações, a etiqueta pode ser configurada para transmitir informação de identificação de localização em múltiplas frequências com propósitos de multiplexar frequências. Por exemplo, uma etiqueta pode incluir múltiplos transmissores para radiodifundir informação de identificação de localização em mais que um canal em uma rede celular. Em algumas configurações, uma etiqueta pode radiodifundir informação de identificação de localização em múltiplos canais sequencialmente, por exemplo, usando um único transmissor sintonizável.
[0065] Em algumas configurações, a etiqueta pode transmitir informação de identificação de recurso. Informação de identificação de recurso pode incluir informação identificando a própria etiqueta. Informação de identificação de recurso pode incluir informação identificando o artigo móvel ao qual a etiqueta está ligada. Informação de identificação de recurso pode incluir um endereço MAC, uma porção de um endereço MAC, um endereço IP, uma porção de um endereço IP, ou qualquer informação adequada única ou não única para identificar a etiqueta ou o artigo móvel ao qual ela está ligada.
[0066] Em algumas configurações, a etiqueta pode ser configurada para receber dados de um transmissor de rede. Em algumas destas configurações, a etiqueta pode ser configurada para receber um sinal de despertar de um terminal de rede.
[0067] A invenção pode incluir métodos e/ou aparelho para estimar um TOA de uma sequência de comunicação em um receptor. Técnicas de estimação de TOA são discutidas no pedido de patente provisional dos Estados Unidos n° 60/270,254, depositado em 20 de fevereiro de 2001, o qual é assim incorporado aqui por referência em sua totalidade. A sequência de comunicação pode estar presente em um sinal de dados ou uma porção de um sinal de dados. Em algumas configurações, a invenção pode incluir métodos para receber um sinal de dados, desmodular o sinal de dados (p. e., para produzir uma sequência de comunicação), formar um sinal decodificado a partir do sinal de dados (p. e., para produzir uma sequência de bits) , e estimar um TOA do sinal de dados usando uma função de correlação selecionada ou pré-selecionada.
[0068] Em configurações usando uma função de correlação para estimar um TOA, a função de correlação pode compreender uma representação da sequência de comunicação e uma sinal de referência selecionado. A função de correlação pode ser avaliada através de uma porção selecionável do sinal de dados. O sinal de dados, o qual pode ser armazenado temporariamente à medida do necessário, e o sinal de referência podem ser combinados em um modo que permita a função de correlação ter um valor máximo quando o sinal de referência o mais fortemente se correlaciona com o sinal de dados ou uma porção do sinal de dados. O instante (em relação ao inicio do sinal de dados ou qualquer outra referência temporal) no qual tal máximo ocorre pode ser definido como um TOA do sinal de dados.
[0069] O sinal de dados pode ser um sinal que é codificado para ser reconhecido por um dispositivo de estimação de TOA. Por exemplo, uma sequência de comunicação pré-selecionada favorável para marcação de tempo pode ser inserida em um sinal de dados para melhorar a precisão da marcação de tempo. Um dispositivo de estimação de TOA que reconhece o sinal de dados codificado pode usar um sinal de referência pré-selecionado para gerar um sinal de correlação de alta qualidade quando correlacionado com a sequência de comunicação pré-selecionada. Em configurações da invenção configuradas para receber sequências de comunicação conhecidas, sequências de códigos PN, símbolos CCK, símbolos PBCC, ou sinais OFDM podem ter tempo marcado. Nestas configurações, o sinal de referência pré-selecionado pode incluir símbolos selecionados de códigos PN, símbolos CCK, símbolos PBCC, ou sinais OFDM. Um sinal de dados pode ser codificado para marcação de tempo, por exemplo, ajustando um símbolo em um cabeçalho de sinal de dados (p. e., um cabeçalho de pacote 802.11) ou pacote de dados para um valor predeterminado. Em algumas configurações, o sinal de dados pode ser codificado para instruir um dispositivo de estimação de TOA para marcar o tempo da sequência.
[007 0] O sinal de dados pode ser um sinal que não é codificado para ser reconhecido por um dispositivo de estimação de TOA. Quando um sinal não codificado é recebido, o sinal de dados pode ser monitorado para detectar sequências de comunicação que podem ser favoráveis para correlação usando um ou mais sinais de referência armazenados. Quando uma sequência de comunicação potencialmente favorável é detectada, um sinal de referência sabido a correlacionar-se fortemente com a sequência detectada pode ser combinado com a sequência de comunicação para produzir um sinal de correlação. Configurações da invenção que monitoram sinais de dados quanto a sequências de comunicação favoráveis podem detectar sequências de códigos Barker, códigos PN, códigos de difusão de espectro (p. e., códigos de divisão DSSS) , ou quaisquer outros códigos adequados.
[0071] Em algumas configurações da invenção, uma estimativa de TOA pode ser determinada maximizando ou minimizando o valor da função de correlação com relação a um parâmetro ou avaliador de TOA. Por exemplo, uma estimativa de TOA pode ser definida como a estimativa de probabilidade máxima (ou "pico") de uma variável independente da função de correlação.
[0072] Em algumas configurações da invenção, uma estimativa de TOA pode ser usada para calcular uma diferença de tempo entre a chegada de uma sequência de comunicação e uma porção de um sinal de sincronização. Em algumas configurações, uma estimativa de TOA pode ser usada para calcular uma diferença de tempo entre uma sequência de comunicação e uma porção de referência de um sinal de relógio. O sinal de relógio pode ser gerado por um relógio interno ao dispositivo de estimação de TOA. O sinal de relógio pode ser gerado por um relógio externo ao dispositivo de estimação de TOA. Em algumas configurações da invenção, uma estimativa de TOA pode ser usada para calcular uma diferença de tempo entre uma sequência de comunicação recebida em um primeiro receptor e a mesma sequência de comunicação recebida em um segundo receptor. Em algumas configurações, uma estimativa de TOA pode ser usada para calcular uma diferença de tempo entre uma primeira sequência de comunicação e uma segunda sequência de comunicação. A primeira e segunda sequências de comunicação podem ser recebidas no mesmo ou diferentes receptores.
[0073] Algumas configurações da invenção podem prover a filtragem ou remoção de componentes de sinal de multitrajetória do sinal de correlação. Multitrajetória pode ser removida detectando a extremidade guia de um grupo de picos possivelmente em sobreposição em um sinal de correlação. Multitrajetória pode ser separada de componentes de sinal de correlação de linha de visão usando estimação de canal. Em configurações usando estimação de canal, o canal de comunicação pode ser modelado como uma série de funções de impulso discretas nas quais o primeiro impulso é assumido a ser o impulso de linha de visão. Um sinal de correlação ideal livre de multitraj etória pode ser usado em conjunção com o sinal de correlação real para construir uma estimativa do canal. Usando o canal estimado, linha de visão e impulsos de multitrajetória podem ser separados.
[0074] Em algumas configurações da invenção, sistemas ou componentes de sistema para estimar um TOA de uma sequência de comunicação podem ser providos. Algumas destas configurações podem compreender aparelho para receber, desmodular, decodificar, armazenar temporariamente, processar, ou filtrar sinais de dados. Algumas configurações podem compreender aparelho para emitir uma estimativa de TOA para outros recursos da rede. Algumas configurações podem incluir múltiplos correlacionadores. Em algumas destas configurações, correlacionadores podem ser arranjados em paralelo com cada outro.
[0075] Algumas configurações da invenção podem incluir circuitos para estimar um TOA de uma sequência de comunicação em um receptor em uma rede de comunicação. A circuitagem pode incluir um circuito rastreador de portador. A circuitagem podem incluir um loop de sincronização. 0 circuito rastreador de portador pode ser usado para ajustar a frequência de oscilação de um receptor usado para receber os sinais de rádio.
[0076] A circuitagem pode incluir um correlacionador de código de divisão. 0 correlacionador de código de divisão pode decodificar uma sequência de comunicação de espectro de difusão (p. e., uma sequência de comunicação de espectro de difusão) em uma série de símbolos binários. O correlacionador de código de divisão pode usar uma função de correlação para decodificar a sequência de comunicação. A função de correlação pode incluir uma sequência de símbolos que combine o código de divisão da sequência de comunicação. O correlacionador de código de divisão pode operar em sinais emitidos a partir do circuito rastreador de portador. A emissão a partir do correlacionador de código pode ser alimentada de volta para o circuito rastreador de portador para rastrear controle de circuito.
[0077] A circuitagem pode incluir um circuito de marcação de tempo. O circuito de marcação de tempo pode usar uma função ou funções de correlação em conjunção com a sequência de comunicação para gerar sinais de correlação. O circuito de marcação de tempo pode usar um sinal de correlação para estimar o instante-de-chegada da sequência de comunicação. O circuito de marcação de tempo pode incluir circuitagem para separar componentes de sinal de correlação de multitrajetória de componentes de sinal de correlação de linha de visão. 0 circuito de marcação de tempo pode operar na saida a partir do circuito rastreador de portador.
[0078] A circuitagem pode incluir uma interface de receptor. A interface de receptor pode ser uma interface MAC. Em algumas configurações, um circuito rastreador de portador, um correlacionador de código de divisão, e uma interface de receptor podem ser conectados em série. Em algumas configurações, o circuito de marcação de tempo pode receber saida tanto do circuito rastreador de portador quanto do correlacionador. A saida a partir do circuito rastreador pode ser provida para o circuito de marcação de tempo via um desvio de correlacionador. Em algumas destas configurações, a saida do circuito rastreador pode ser usada em conjunção com a saida do correlacionador para detectar sequências na sequência de comunicação para uso em estimação de TOA. A saida do circuito de marcação de tempo pode ser conectada à interface de receptor para comunicação com recursos da rede.
[0079] Algumas configurações podem incluir um circuito decodificador conectado à saida do circuito correlacionador. O circuito decodificador pode decodificar a emissão do circuito correlacionador para gerar uma série de símbolos de informação binários, por exemplo, para taxas baixas de comunicação de dados. O circuito decodificador pode ser conectado à saída do sinal do rastreador de portador. O decodificador pode decodificar a saída do circuito rastreador para gerar uma série de símbolos de informação binários, por exemplo, para altas taxas de comunicação de dados.
[0080] Algumas configurações podem incluir um circuito desmisturador. O circuito desmisturador pode receber sinais decodificados e emitir sinais desmisturados para a interface de receptor.
[0081] A invenção pode incluir aparelho e/ou métodos para identificar uma localização de um recurso sem fio usando recursos de rede configurados para marcar o tempo de uma sequência de comunicação radiodifundida pelo recurso. Em algumas configurações, os recursos de rede de marcação de tempo podem incluir dispositivos de estimação de TOA.
[0082] Em algumas configurações, um TOA de uma sequência de comunicação radiodifundida por um recurso sem fio pode ser estimado por um dispositivo de estimação de TOA. O TOA pode ser estimado usando uma função de correlação selecionada. O TOA da mesma sequência de comunicação pode então ser estimado em um segundo dispositivo de estimação de TOA.
[0083] A TDOA (diferença de instantes de chegada) dos dois TOAs pode ser usada para definir um conjunto de localizações possíveis a partir das quais a sequência de comunicação pode ter sido transmitida. Técnicas para identificar uma localização de um recurso sem fio usando diferença de instantes de chegada são descritas no pedido de patente provisional dos Estados Unidos n° 60/248,357, depositado em 14 de novembro de 2000, o qual é assim incorporado aqui por referência em sua totalidade. O conjunto pode ser uma curva hiperbólica. Em algumas configurações, cada dispositivo de estimação de TOA pode ter um relógio interno, ou contador, para quantificar um TOA. Relógios que podem ser incluídos em dispositivos de estimação de TOA em uma rede podem ser sincronizados ou calibrados para permitir o cálculo de TDOAs derivadas de TOAs adquiridos em dispositivos de estimação de TOA diferentes.
[0084] Uma TDOA gerada por um primeiro par de dispositivos de estimação de TOA pode ser referida aqui como a primeira TDOA. Um conjunto de localizações possíveis correspondendo à primeira TDOA pode ser referido como um primeiro conjunto solução. Informação de localização adicional pode ser usada em conjunção com o primeiro conjunto solução para identificar a localização do recurso. Em algumas configurações, a informação de localização adicional pode ser adquirida suficientemente rapidamente para garantir que somente pequenas alterações na localização do recurso possam ocorrer durante a aquisição de informação de identificação de localização em dispositivos de estimação de TOA.
[0085] Informação de localização adicional pode incluir, por exemplo, pelo menos um conjunto solução de TDOA adicional. O conjunto de TDOA adicional pode definir uma segunda curva hiperbólica que intercepta a primeira curva hiperbólica. O conjunto de solução de TDOA adicional pode ser derivado de dispositivos de estimação de TOA que são diferentes dos dispositivos de estimação de TOA do primeiro par. O conjunto de solução de TDOA adicional pode ser derivado de um TOA do primeiro par e de um TOA de um dispositivo de estimação de TOA não incluído no primeiro par. Muitos conjuntos de solução de TDOA adicionais podem ser usados. A identidade da localização do recurso pode ser definida como a intersecção estimada mais provável ou mais precisa dos dois conjuntos de soluções. Em algumas configurações, a localização de recurso pode ser identificada usando uma estimativa de mínimos quadrados da intersecção. Em algumas configurações a localização de recurso pode ser identificada usando um avaliador de probabilidade máxima da intersecção .
[0086] Informação de localização adicional pode incluir uma estimativa de distância (ou faixa) de um dispositivo de estimação de TOA externo ao par original de dispositivos de estimação de TOA. A faixa pode ser determinada recebendo uma sequência de comunicação de um recurso móvel quando ambos instantes de envio e de recepção são conhecidos. A faixa pode ser determinada transmitindo um sinal para o recurso móvel a partir do dispositivo de estimação de TOA, recebendo um sinal de "eco" do recurso móvel, e calculando a faixa usando o tempo de percurso da viagem de ida e volta. Por exemplo, em uma rede de comunicação 802.11, o sinal de eco pode ser um quadro de confirmação de 802.11 (um "ACK"). Em algumas configurações, um atraso entre a recepção do sinal transmitido e a radiodifusão do sinal de eco pode ser controlado precisamente para prover uma estimativa de tempo de percurso de viagem de ida e volta. A faixa pode ser determinada recebendo um sinal de comunicação do recurso sem fio e estimando faixa usando atenuação de intensidade de sinal. A faixa pode ser determinada usando quaisquer outros meios adequados.
[0087] Informação de localização adicional pode incluir restrições físicas, geográficas, ou geométricas na localização do recurso móvel. Por exemplo, a primeira TDOA pode passar por vários setores da rede. Se é sabido que o recurso móvel não está presente em um ou mais dos setores, aqueles setores podem ser rejeitados como localizações possíveis e os setores restantes podem ser usados para identificar a localização do recurso.
[0088] Em algumas configurações da invenção, TDOA pode ser definida como a média de múltiplas diferenças entre TOAs de um dado par de dispositivos de estimação de TOA. Por exemplo, um primeiro dispositivo de estimação de TOA pode receber uma sequência de comunicação de um recurso móvel. 0 primeiro dispositivo de estimação de TOA pode gerar três TOAs diferentes. Um segundo dispositivo de estimação de TOA pode receber a sequência de comunicação do recurso móvel e gerar três TOAs correspondentes. Três TDOAs podem ser geradas calculando diferenças dos três pares de TOAs correspondentes. As três TDOAs podem então ter média calculada e definida como uma TDOA efetiva. As TOAs sucessivas em cada dispositivo de estimação de TOA podem ser geradas por aplicação repetitiva da mesma função de correlação à sequência de comunicação, aplicação de funções de correlação diferentes, pela aplicação de uma única função de correlação que gere múltiplos avaliadores de TOA (veja abaixo), ou por qualquer outro método adequado.
[0089] Em algumas configurações, quando múltiplas TDOAs são geradas para uma sequência de comunicação recebida (por exemplo, quando múltiplos pares de dispositivos de estimação de TOA independentes recebem a sequência de comunicação), pode ser necessário encontrar a intersecção de mais que dois conjuntos de soluções. Quando mais que dois conjuntos de soluções estão presentes, localização de recurso pode ser determinada usando mínimos quadrados, probabilidade máxima, ou qualquer outro método adequado para estimar a identidade a mais provável da localização.
[0090] Quando mais que dois conjuntos de soluções estão presentes, pode ser necessário descartar um ou mais deles. Por exemplo, em algumas configurações um conjunto solução ruidoso pode ser descartado se ruído associado com dados de TOA subjacentes estiver acima de um limite predeterminado. Algumas configurações podem descartar um conjunto solução que seja "estranho" em relação a outros conjuntos de soluções derivados para a mesma sequência de comunicação. Em configurações que usam estimação de probabilidade máxima para determinar identidade de localização, cada conjunto solução pode ser ponderado de acordo com a quantidade de ruído presente no conjunto solução. Desta maneira, conjuntos solução de TDOA mais ruidosos podem ser descontados em relação a conjuntos de soluções de TDOA menos ruidosos.
[0091] Algumas configurações da invenção podem incluir um cabo de sincronização para sincronizar relógios de dispositivo de estimação de TOA em uma rede. Em algumas das configurações, o cabo pode prover uma onda senoidal de alta frequência. Em algumas destas configurações, o cabo pode prover uma onda quadrada de alta frequência. O sinal de sincronização pode ser gerado por um recurso da rede. O sinal de sincronização pode ser multiplicado pelo dispositivo de estimação de TOA, por exemplo, usando um loop travado por fase. No dispositivo de estimação de TOA, o sinal pode ser amplificado, filtrado, conformado por onda, ou processado de qualquer maneira adequada. O sinal pode ser processado para produzir um sinal digital configurado para acionar um contador digital. O contador digital pode servir como um relógio de TOA para dispositivos de estimação de TOA em uma rede de comunicação.
[0092] Em algumas configurações, relógios de dispositivos de estimação de TOA em uma rede podem ser sincronizados modulando periodicamente o sinal de sincronização. Uma modulação periódica pode ser usada como um rearme de relógio global. Um desmodulador em um dispositivo de estimação de TOA pode ser usado para detectar a modulação periódica. 0 desmodulador pode rearmar o contador digital. Em algumas configurações, a modulação periódica pode ser realizada removendo os componentes de alta frequência do sinal para um número selecionado de ciclos ou pulsos. Um disparo único re-engatilhável com uma pausa maior que um único pulso pode ser usado para detectar os pulsos faltantes e gerar o rearme do relógio. Um dispositivo de estimação de TOA pode incluir um contador grande. Por exemplo, o contador pode ter até 32 bits. Em algumas configurações, o contador pode ser maior que 32 bits.
[0093] Algumas configurações da invenção podem incluir um processo de calibração para compensar atrasos fixos diferentes associados com dispositivos de estimação de TOA individuais. Estes atrasos podem incluir, mas não estão limitados a, atrasos em receptores e cabos. Atrasos podem ser quantificados e usados para ajustar estimativas de localização de recurso sem fio calculadas usando estimativas de TOA geradas pelos dispositivos de estimação de TOA. Em algumas configurações, atrasos podem ser armazenados em memória.
[0094] Exemplos ilustrativos de configurações de acordo com os princípios da presente invenção são mostrados nas figs. 1-24.
[0095] A fig. 1 mostra o dispositivo de estimação de TOA ilustrativo 100 incluindo o receptor 110 e o processador 120. O dispositivo de estimação de TOA 100 pode incluir um transmissor para transmitir sinais para um recurso sem fio tal como o recurso 130. Em algumas configurações, o dispositivo de estimação de TOA pode ser, ou pode ser parte de, um ponto de acesso de rede sem fio tal como um ponto de acesso compatível com 802.11 ou qualquer outro ponto de acesso adequado. Em algumas configurações, o dispositivo 100 pode não incluir componentes normalmente associados com um ponto de acesso, tal como um transmissor. O receptor 110 pode receber sinal de comunicação 112 de um recurso sem fio tal como 130. O recurso sem fio 130 pode ser um computador pessoal móvel, computador palmtop [de palma de mão] , computador pessoal portátil, computador pessoal de automóvel, assistente digital pessoal (PDA), telefone celular, combinação de telefone celular/PDA, etiqueta sem fio, utensílio de compra sem fio, utensílio de inventário sem fio, ou qualquer outro dispositivo adequado para transmitir um sinal de comunicação sem fio. O recurso sem fio 130 transmite sinais de comunicação via fios.
[0096] O receptor 110 pode incluir qualquer hardware, firmware [programa residente de inicialização], ou software necessários para receber, desmodular, e decodificar o sinal de comunicação 112 do recurso sem fio 130. Em algumas configurações, tarefas de processamento de sinal podem ser distribuídas ou compartilhadas entre o receptor 110 e o processador 120. Por exemplo, o receptor 110 pode desmodular o sinal de comunicação 112 e o processador 120 pode executar tarefas de decodificação e de análise de TOA. Em algumas configurações, o processador 120 pode receber um sinal de comunicação 112 do receptor 110, desmodular o sinal, e executar tarefas de análise de TOA usando processamento e/ou hardware ou software de análise de sinal adequado. Em algumas configurações, as tarefas do receptor 110 e do processador 120 podem ser integradas em um único componente (p. e., em um ponto de acesso).
[0097] 0 processador 120 pode ser associado com, por exemplo, um computador pessoal, computador palmtop, computador pessoal portátil, computador pessoal de automóvel, computador pessoal, assistente digital pessoal (PDA), telefone celular, combinação de telefone celular/PDA, caixa de sobrepor, computador portátil, servidor de internet, servidor de rede, servidor fino, ou qualquer outro dispositivo adequado para processar sinais de comunicação ou suportar ferramentas de análise de sinal.
[0098] O usuário 140 pode estar em comunicação com o sistema 100 via qualquer meio por fio ou sem fio. Em algumas configurações do sistema 100, um usuário tal como 140 pode interagir com o processador 120 via um teclado compacto, teclado, tela de toque, ou qualquer outra interface adequada. O usuário 140 pode ser um processador cliente ou hospedeiro.
[0099] A fig. 2 mostra dispositivo de estimação de TOA ilustrativo 200, o qual pode prover funções similares àquelas descritas em conexão com o dispositivo de estimação de TOA 100. O dispositivo de estimação de TOA 200 pode incluir a antena 210. A antena 210 pode receber sinais sem fio de um recurso sem fio. Em algumas configurações, a antena 210 pode transmitir sinais sem fio para um recurso sem fio. Em algumas configurações, o dispositivo de estimação de TOA 200 pode comunicar informação de estimação de TOA para um usuário via midia por fio. Em algumas configurações, o dispositivo de estimação de TOA 200 pode comunicar informação de estimação de TOA para um usuário via midia sem fio. Em algumas configurações, o dispositivo de estimação de TOA 200 pode não incluir capacidades de transmissão.
[0100] Em algumas configurações, a unidade de processamento central 220, a qual pode interagir com o módulo de rádio 230 e/ou módulo de sincronização de alta resolução 240, pode desmodular sinais recebidos pela antena 210, decodificar os sinais, executar tarefas de correlação seriais ou paralelas, executar tarefas de correlação seriais-paralelas híbridas, e prover armazenagem temporária, manipulação de dados, e formatação de dados à medida do necessário para gerar ou emitir estimativas de TOA para uma sequência de comunicação que o sistema 200 recebe. A unidade de processamento 220 pode usar qualquer processamento e/ou hardware ou software de análise de sinal adequado.
[0101] Em algumas configurações da invenção, o módulo de rádio 230 pode prover componentes de sinal de rádio em fase e em quadratura, I e Q, respectivamente para o módulo de sincronização 240, o qual pode ser um módulo de sincronização de alta resolução. O módulo de rádio 230 provê sinais auxiliares para o módulo de sincronização 240. Por exemplo, o módulo de rádio 230 pode prover sinal RSSI (p. e., para medir intensidade de sinal), sinal MD-RDY (p. e., para dados enquadrados), sinal RXCLK (p. e., para dados de tempo), e sinal RXD (p. e., para dados recebidos de comunicação).
[0102] Em algumas configurações, o módulo de sincronização 240 pode incluir o módulo de aquisição de dados 241, módulo RSSI A/D, módulo temporizador 243, módulo divisor de ID de recurso 244, registros de configuração 245, módulo de correlação 246, e quaisquer outros módulos adequados. O módulo de aquisição de dados 241 pode adquirir sequências de comunicação de sinais I e Q. 0 módulo de aquisição de dados 241 pode converter um sinal analógico para uma sinal digital. 0 módulo temporizador 243 pode incluir um oscilador e um contador. 0 módulo temporizador 243 pode prover uma referência de tempo para marcar o tempo de um sinal recebido pelo sistema 200. 0 módulo temporizador 243 pode ser usado para marcar o tempo de sinais transmitidos pelo módulo de rádio 230. A marcação de tempo de um sinal transmitido pode ser usada em conjunção com um TOA de um sinal recebido para estimar tempo de percurso de viagem de ida e volta de um sinal entre o dispositivo de estimação de TOA 200 e um recurso sem fio. O módulo temporizador 243 pode ser sincronizado com outros módulos sincronizadores em dispositivos de estimação de TOA que podem estar presentes em uma rede tal que uma diferença entre dois TOAs recebidos em dispositivos de estimação de TOA diferentes pode ser calculada. Em algumas configurações, os módulos temporizadores podem receber um sinal de sincronização de um recurso de rede. O módulo divisor de ID de recurso 244 pode estar presente, por exemplo, para dividir informação de identificação de recurso sem fio que pode estar presente na sequência de comunicação recebida (p. e., um endereço MAC). O módulo divisor 244 pode incluir filtros de dados para dividir a informação de identificação. Registros de configuração 245 podem estar presentes. Os registros de configuração 245 podem ser usados, por exemplo, para armazenar informação de identificação de recurso sem fio para marcação de tempo seletiva (p. e., como discutido acima). O módulo correlacionador 246 pode estar presente para gerar estimativas de TOA aplicando funções de correlação a sequências de comunicação. 0 módulo correlacionador 246 pode incluir componentes de processamento de multitrajetória.
[0103] Em algumas configurações, o módulo de sincronização 240 pode prover uma ID de recurso, uma estimativa de TOA, dados de I/Q, RSSI, ou qualquer outra informação adequada para a unidade de processamento central 220. A unidade 220 pode processar informação recebida da unidade de sincronização 240. A unidade 220 pode prover informação tal como ID de recurso, uma estimativa de TOA, dados de I/Q, RSSI, intensidade de sinal, tempo de propagação de viagem de ida e volta, distância até um recurso sem fio, ou qualquer outra informação para outros recursos da rede por meios sem fio ou de fio. A unidade 220 pode prover uma ID de recurso e um TOA para um processador centralizado de identificação de localização de recurso para o cálculo de TDOAs.
[0104] A fig. 3 mostra o dispositivo de estimação de TOA 300, o qual pode ser similar aos dispositivos de estimação de TOA 100 e 200, integrados na rede de comunicação 310. A rede de comunicação 310 pode ser suportada pelo servidor de rede 320. A rede de comunicação 310 pode ser uma rede de área local, rede de área ampla, uma rede de área metropolitana, uma intranet, uma extranet, qualquer outro tipo de rede de comunicação, ou qualquer forma sem fio ou parcialmente sem fio de tal rede. O servidor de rede 32 0 pode estar em comunicação com a internet 330 ou qualquer outra rede de comunicação eletrônica. A rede 310 pode incluir recursos de fio 340. Aspectos tais como dispositivo de estimação de TOA 300, servidor 320, Internet 330, recursos de fio 340, e recursos sem fio 350 podem ser referenciados como recursos de rede. Um recurso de fio 340 pode ser um computador pessoal, computador palmtop, computador pessoal portátil, um assistente de dados pessoal, uma caixa de sobrepor, um computador portátil, um servidor de Internet, um servidor LAN, um servidor fino, ou qualquer outro dispositivo de processamento adequado. Um ou mais dispositivos de estimação de TOA 300 podem estimar o TOA de sinais recebidos de recursos sem fio, tal como 350. O servidor de rede 320, um dos recursos de fio 340, um dos dispositivos de estimação de TOA 300, ou qualquer outro recurso de rede adequado pode gerar um sinal de sincronização para sincronizar relógios que podem estar presentes em dispositivos de estimação de TOA 300.
[0105] A fig. 4 mostra um diagrama de fluxo generalizado de etapas ilustrativas que podem estar envolvidas em algumas configurações da presente invenção relacionadas com a identificação de uma localização de um recurso sem fio em uma rede de comunicação. As etapas mostradas na fig. 4 são somente ilustrativas e podem ser executadas em qualquer ordem adequada. Na prática, podem existir etapas adicionais ou algumas das etapas podem ser eliminadas. Algumas das etapas mostradas na fig. 4 podem envolver receber sinais sem fio. Algumas das etapas mostradas na fig. 4 podem envolver transmitir sinais sem fio. Algumas das etapas mostradas na fig. 4 podem envolver sinais de processamento. Estas e outras etapas podem ser executadas usando qualquer aparelho adequado, incluindo alguns ou todos os elementos do sistema 100 mostrado na fig. 1, sistema 200 mostrado na fig. 2, e sistema 310 mostrado na fig. 3.
[0106] Na etapa 410, um dispositivo de estimação de TOA ou um grupo de dispositivos de estimação de TOA podem receber pelo menos uma sequência de comunicação de um recurso sem fio. Em algumas configurações, sequências de comunicação podem ser recebidas por dispositivos de estimação de TOA operando em frequências diferentes. Na etapa 420, uma ou mais sequências de comunicação podem ter tempo marcado. Em algumas configurações, a marcação de tempo pode ser executada localmente no dispositivo de estimação de TOA. Na etapa 422, um processador central pode coletar estimativas de TOA dos dispositivos de estimação de TOA e calcular TDOAs para pares de TOAs. Na etapa 424, TDOAs podem ser usadas para gerar conjuntos solução de TDOA de recurso sem fio para identificar uma localização de recurso sem fio (por exemplo, usar trilateração hiperbólica).
[0107] Na etapa 426, um TOA pode ser usado em conjunção com um tempo de radiodifusão (daqui por diante, "TOB") de um sinal variando para estimar a distância entre um dispositivo de estimação de TOA e um recurso sem fio. Por exemplo, um TOB, um TOA, e quaisquer atrasos envolvidos em processamento de sinal podem ser usados para calcular um tempo de propagação de sinal de viagem de ida e volta. Usando a velocidade de propagação do sinal, a distância pode ser estimada.
[0108] Em algumas configurações, a intensidade de sinal de uma sequência de comunicação recebida pode ser estimada na etapa 430. Em algumas destas configurações, a intensidade de sinal pode ser estimada localmente em um dispositivo de estimação de TOA. Em algumas configurações, uma intensidade de sinal em um receptor pode ser usada em conjunção com uma intensidade de sinal em um transmissor de recurso sem fio para calcular atenuação de sinal. Na etapa 426, a intensidade de sinal ou atenuação pode ser usada para estimar uma distância entre o recurso sem fio e um dispositivo de estimação de TOA. Na etapa 428, estimativas de distância de receptores diferentes de posição conhecida podem ser usadas para identificar uma localização de recurso sem fio, por exemplo, usando triangulação.
[0109] Na etapa 440, fase de sinal de portador de sequência de comunicação pode ser usada para estimar um ângulo de chegada (daqui por diante, "AOA") de uma sequência de comunicação em um dispositivo de estimação de TOA. Quando mais que um AOA são conhecidos para uma sequência de comunicação ou uma série de sequências de comunicação a partir de um recurso sem fio, uma localização de recurso sem fio pode ser identificada usando a intersecção de dois ou mais portadores de direção de propagação de sinal de portador.
[0110] Em algumas configurações, a localização de recurso sem fio pode ser identificada usando métodos híbridos combinando um conjunto solução de TOA, uma distância entre recurso sem fio e dispositivo de estimação de TOA, uma direção de propagação de sinal de portador, ou qualquer combinação ou sub-combinação destes.
[0111] A fig. 5 mostra a arquitetura da rede de comunicação sem fio celular ilustrativa 500 que pode ser usada para identificar uma localização de um recurso sem fio usando multiplexagem de frequência. A rede 500 pode incluir alguns ou todos os elementos da rede 310 mostrada na fig. 3. A rede 500 tem numerosas células operando em frequências selecionadas. As frequências mostradas nas células da rede 500 são frequências operacionais primárias (p. e., "frequências designadas"). Em algumas configurações, dispositivos de estimação de TOA podem operar em pelo menos uma frequência que seja diferente da frequência primária. Cada célula pode ter um ou mais dispositivos receptores ou pontos de acesso. Em algumas configurações, cada célula pode ter um ou mais dispositivos de estimação de TOA tal como 100. A rede 500 tem três frequências operacionais primárias, fi, f 2, e f 3, mas a invenção pode incluir redes que tenham um número maior ou menor de frequências operacionais primárias. O recurso sem fio 520, posicionado dentro de uma célula de f3, está dentro da faixa de dispositivos receptores próximos operando em frequências fi, f2, e f3. Se uma das três frequências operacionais está "ocupada" com outro tráfego de comunicação, o recurso sem fio 520 pode tentar se comunicar usando pelo menos uma das outras duas frequências.
[0112] Em algumas configurações, dispositivos de estimação de TOA em cada célula podem ser configurados para transmitir e receber primariamente na frequência operacional designada para a célula. Se o recurso sem fio 520 transmite uma sequência de comunicação em fi, por exemplo, dispositivos de estimação de TOA localizados em células D, E, e B podem receber e marcar tempo da sequência de comunicação. Em algumas configurações da invenção, o recurso sem fio 520 pode radiodifundir a sequência de comunicação em pelo menos uma frequência adicional para permitir marcação de tempo em outros dispositivos de estimação de TOA (p. e., mais proximais) . Por exemplo, o recurso sem fio 520 pode radiodifundir a sequência de comunicação primeiro na frequência fi, segundo na frequência f2r e terceiro na frequência f.2, permitindo assim dispositivos em células próximas A, B, C marcar o tempo da sequência de comunicação. Em algumas configurações, o recurso sem fio 520 pode radiodifundir a sequência de comunicação em múltiplas frequências simultaneamente usando transmissores paralelos. Em algumas configurações, o recurso sem fio 520 pode radiodifundir a sequência de comunicação sucessivamente em múltiplas frequências.
[0113] Em algumas configurações, os dispositivos de estimação de TOA em uma célula podem ser configurados para comutar de uma frequência primária para uma frequência secundária, uma frequência terciária, ou uma frequência diferente. Dispositivos de estimação de TOA em uma célula podem comutar de uma frequência para uma outra para receber e marcar tempo de sequências de comunicação a partir de um recurso sem fio configurado para radiodifundir, por exemplo, em uma única frequência (que pode ser referida aqui como uma frequência "alvo"). Em algumas configurações, alguns ou todos os dispositivos de estimação de TOA em uma rede podem ser configurados para comutar substancialmente simultaneamente para uma frequência alvo para receber uma sequência de comunicação para marcação de tempo.
[0114] As figs. 6-9 mostram diagramas de fluxo generalizados de etapas ilustrativas que podem estar envolvidas na identificação de uma localização de um recurso sem fio em uma rede de comunicação usando multiplexagem de frequência. As etapas mostradas nas figs. 6-9 são somente ilustrativas e podem ser executadas em qualquer ordem adequada. Na prática, podem existir etapas adicionais ou algumas das etapas podem ser eliminadas. Algumas das etapas mostradas na fig. 6 podem envolver gerar e/ou transmitir sinais sem fio usando um recurso sem fio e podem ser executadas por qualquer aparelho adequado. Por exemplo, algumas ou todas as etapas mostradas na fig. 6 podem ser executadas usando um recurso sem fio tal como o recurso sem fio 130 mostrado na fig. 1. Algumas das etapas mostradas nas figs. 7-9 envolvendo receber sinais sem fio ou processar sinais podem ser executadas usando qualquer aparelho adequado, incluindo alguns ou todos os elementos do sistema 100 mostrados na fig. 1, do sistema 200 mostrado na fig. 2, rede 310 mostrada na fig. 3, e rede 500 mostrada na fig. 5.
[0115] Na etapa 610 mostrada na fig. 6, o recurso sem fio pode esperar um período selecionado de tempo antes de radiodifundir um sinal que pode ser usado para marcação de tempo por dispositivos receptores em uma rede de comunicação. A rede pode ser similar à rede 310 mostrada na fig. 3 ou rede 500 mostrada na fig. 5. Em configurações envolvendo uma rede celular de multifrequência tal como a rede 500, o recurso sem fio pode radiodifundir uma sequência de comunicação na frequência fi (na etapa 62 0) no fim do período de tempo selecionado. Na etapa 630, o transmissor de recurso sem fio pode comutar para a frequência f2 e radiodifundir uma sequência de comunicação. Na etapa 640, o transmissor de recurso sem fio pode comutar para a frequência fi e radiodifundir uma sequência de comunicação.
[0116] Em algumas configurações, o transmissor de recurso sem fio pode comutar para frequências adicionais, como denotado por f2+n na etapa 640, correspondentes a frequências operacionais disponíveis na rede de comunicação. Em algumas configurações, as sequências de comunicação radiodifundidas em frequências diferentes podem ser substancialmente idênticas. Em algumas configurações, as sequências de comunicação radiodifundidas nas frequências diferentes podem ser diferentes.
[0117] A fig. 7 mostra etapas ilustrativas que podem ser usadas em um esquema de multiplexagem de frequência no qual grupos de dispositivos de estimação de TOA, cada um operando em uma frequência designada para o grupo, podem ser usados para identificar uma localização de um recurso sem fio em uma rede de comunicação. A fim de ilustração, a rede pode ser dividida em três grupos de dispositivos de estimação de TOA (Grupo I, Grupo II, e Grupo III). Em algumas configurações, a rede pode ser dividida em um número menor de grupos. Em algumas configurações, a rede pode ser dividida em um número maior de grupos. Na etapa 700, a rede pode receber usando dispositivos do Grupo I uma sequência de comunicação radiodifundida na frequência fi pelo recurso sem fio. Na etapa 705, dispositivos do Grupo I podem marcar o tempo da sequência de comunicação. Na etapa 710, um processador de rede pode calcular TDOAs de pares de TOAs estimadas no Grupo I. Na etapa 715, um conjunto solução incluindo uma ou mais localizações possíveis de recurso sem fio para cada TDOA derivada de TOAs do Grupo I pode ser gerado.
[0118] Na etapa 720, a rede pode receber usando dispositivos do Grupo II uma sequência de comunicação radiodifundida na frequência f2 pelo recurso sem fio. Processos nas etapas 725-735, envolvendo dispositivos do Grupo II e uma sequência de comunicação recebida na frequência f2, podem ser análogos aos processos nas etapas 705-715, envolvendo dispositivos do Grupo I e uma sequência de comunicação recebida na frequência fi. Na etapa 740, a rede pode receber usando dispositivos do Grupo III uma sequência de comunicação radiodifundida na frequência £3 pelo recurso sem fio. Processos nas etapas 745-755, envolvendo dispositivos do Grupo III e uma sequência de comunicação recebida na frequência £3, podem ser análogos aos processos nas etapas 705-715, envolvendo dispositivos do Grupo I e uma sequência de comunicação recebida na frequência fi. Na etapa 760, um processador de rede pode identificar a localização do recurso sem fio usando um ou mais dos conjuntos solução gerados nas etapas 715, 735, 755. Se somente um conjunto solução for gerado nas etapas 715, 735, e 755, coletivamente, mais informações podem ser requeridas para identificar a localização do recurso sem fio. A etapa 760 pode ser seguida por um retorno à etapa 7 00 para começar um novo ciclo de marcação de tempo de multifrequência.
[0119] A fig. 8 mostra etapas ilustrativas que podem ser usadas em um esquema de multiplexagem de frequência no qual dispositivos de estimação de TOA incluindo um ou mais receptores auxiliares podem ser usados para identificar uma localização de um recurso sem fio em uma rede de comunicação. Um receptor auxiliar pode estar presente em um dispositivo de estimação de TOA (p. e., em adição a um receptor primário operando em uma frequência primária) para prover recepção de sinal em uma frequência outra que uma frequência operacional primária sem interromper a recepção na frequência primária. Na etapa 820, receptores auxiliares operando em uma frequência uniforme podem receber uma sequência de comunicação de um recurso sem fio. Na etapa 830, o TOA da sequência de comunicação em cada receptor pode ser estimado (p. e., usando um dispositivo de estimação de TOA associado com cada receptor). Na etapa 840, TDOAs podem ser calculadas a partir de pares de TOAs estimados nos receptores. Na etapa 850, um conjunto solução incluindo uma ou mais localizações possíveis de recurso sem fio para cada TDOA derivada na etapa 840 pode ser gerado. Na etapa 860, a localização do recurso sem fio pode ser identificada usando um ou mais dos conjuntos de soluções gerados na etapa 850. Se somente um conjunto solução é gerado na etapa 850, informações adicionais podem ser requeridas para identificar a localização do recurso sem fio. Na etapa 870, os receptores auxiliares podem ser comutados para uma nova frequência uniforme para repetir o ciclo de localização de recurso sem fio usando uma sequência de comunicação que pode ser recebida na nova frequência. Em algumas configurações da invenção, receptores auxiliares podem não estar presentes. Nestas configurações, receptores primários podem ser configurados para ser comutados para frequências diferentes para executar as etapas 820-870.
[0120] A fig. 9 mostra etapas ilustrativas que podem ser executadas por uma rede para executar "escuta seletiva" para recursos sem fio. Em algumas configurações, uma sequência de comunicação recebida de um recurso sem fio que é um membro de um conjunto pré-selecionado de recursos sem fio pode ter tempo marcado. Na etapa 910, um ou mais identificadores de recurso sem fio correspondentes a recursos sem fio para os quais identificação de localização é desejada podem ser selecionados. Na etapa 920, identificadores selecionados podem ser armazenados. Na etapa 930, uma sequência de comunicação de um recurso sem fio pode ser recebida pela rede. Na etapa 940, um identificador de recurso pode ser dividido a partir da sequência de comunicação para determinar a identidade do recurso sem fio transmitindo. Na etapa 950, o identificador recebido pode ser comparado com identificadores pré-selecionados. Se o identificador recebido não combina com um identificador pré-selecionado, nenhum TOA ou processamento de identificação de localização pode ocorrer. O processo pode reverter para a etapa 930 e a rede pode receber uma nova sequência de comunicação para identificação de localização possível. Se o identificador recebido combina com um identificador pré-selecionado, o TOA da sequência de comunicação pode ser estimado na etapa 960. As etapas 930-960 podem ser executadas em múltiplos dispositivos receptores na rede tal que múltiplos TOAs correspondendo respectivamente aos múltiplos dispositivos receptores podem ser estimados na etapa 960. Na etapa 970, as estimativas de TOA da etapa 960 podem ser usadas para identificar a localização do recurso sem fio. Em algumas configurações, as etapas 960 e 970 podem envolver estimar e/ou processar quantidades de não-TOAs que podem ser usados para identificação de localização. Por exemplo, as etapas 960 e 97 0 podem incluir uma ou mais das etapas 424, 426, 428, 430, 440, e 442, mostradas na fig. 4.
[0121] A fig. 10 mostra uma arquitetura ilustrativa para uma etiqueta sem fio 1000 que pode ser ligada a um artigo móvel com propósitos de identificação de localização. A antena 1010 pode transmitir sinais para e receber sinais de aparelho (tal como o sistema 100 mostrado na fig. 1 e sistema 200 mostrado na fig. 2) de uma rede de comunicação. O transmissor de rádio 1020 pode estar presente para gerar sequências de comunicação para radiodifusão para a rede. O transmissor 1020 pode ser configurado para modular sequências de comunicação usando sinais de portador de diferentes frequências. Em algumas configurações, sequências de comunicação que são favoráveis para identificação de localização de recurso sem fio podem ser selecionadas. Informação de identificação de recurso sem fio pode ser incluída em algumas sequências de comunicação. 0 controlador 1040 pode estar presente na etiqueta 1000 e pode interagir com o receptor de rádio 1030 e detector de canal livre 1060 para detectar a presença de tráfego de frequência de rádio em um canal de comunicação. Em algumas configurações, o receptor de rádio 1030 pode não estar presente. Nestas configurações, o detector de canal livre 1060 pode ser usado para determinar se um canal está livre. O detector de canal livre 1060 pode ser um detector de energia. A etiqueta 1000 pode "escutar" tráfego em um canal usando o receptor 1030 e o detector 1060. Se o canal está livre, a etiqueta 1000 pode radiodifundir uma sequência de comunicação no canal. Se tráfego está presente no canal, o controlador 1040 pode comutar o receptor 1030 para sucessivas frequências de escuta diferentes até que um canal livre seja detectado. O controlador 1040 pode então comutar o transmissor 1020 para liberar o canal para radiodifundir a sequência de comunicação. O comutador de transmitir/receber 1050, o qual pode ser controlado pelo controlador 1040, pode estar presente para comutar a antena 1010 em comunicação quer com o transmissor 1020 ou o receptor 1030.
[0122] Em algumas configurações, o receptor 1030 pode ser configurado para receber um sinal da rede que inclua uma instrução para radiodifundir uma sequência de comunicação para permitir a rede identificar a localização da etiqueta. A etiqueta 1000 pode ser energizada pelo suprimento de energia 1080. Em algumas configurações, o grupo de componentes 1070 pode ser configurado para operar em baixa energia para reduzir a carga no suprimento de energia 1080.
[0123] A fig. 11 é um diagrama de fluxo generalizado de etapas ilustrativas que podem estar envolvidas em prover informação de identificação de localização envolvendo um artigo móvel para uma rede de comunicação. As etapas mostradas na fig. 11 são somente ilustrativas e podem ser executadas em qualquer ordem adequada. Na prática, podem existir mais etapas ou algumas das etapas podem ser eliminadas. Algumas das etapas mostradas na fig. 11 podem envolver gerar e/ou transmitir sinais sem fio usando uma etiqueta e podem ser executadas por qualquer aparelho adequado. Por exemplo, algumas ou todas as etapas mostradas na fig. 11 podem ser executadas usando um recurso sem fio tal com um recurso sem fio 130 mostrado na fig. 1 (incluindo a etiqueta 1000 mostrada na fig. 10) , ou qualquer aparelho adequado. Para fins de simplicidade, será assumido que as etapas mostradas na fig. 11 são executadas por etiqueta tal como 1000.
[0124] Na etapa 1110, uma etiqueta pode ser mantida em um modo de repouso. Em algumas configurações da invenção, o modo de repouso pode conservar energia, por exemplo, no suprimento de energia 1080 mostrado na fig. 10. Um transmissor, o qual pode ser um transmissor de rede, pode transmitir um sinal de despertar para a etiqueta. Um sinal de despertar pode ser um sinal RF forte transmitido próximo à etiqueta. Na etapa 1120, a etiqueta pode receber o sinal de despertar usando um detector de energia. Se nenhum sinal de despertar é recebido no fim de um período de tempo predeterminado, a etiqueta pode ser configurada para despertar automaticamente na etapa 1130. A circuitagem do transmissor e receptor (tal como aquela no grupo de componentes 107 0 mostrado na fig. 10) pode ser energizada na etapa 1125. Se um sinal de despertar é recebido, a circuitagem do transmissor e receptor pode ser energizada na etapa 1125. Após energizar a circuitagem do transmissor e receptor, a etiqueta pode determinar se um canal de comunicação está livre para radiodifundir uma sequência de comunicação na etapa 1140. Em algumas configurações, a etapa 1140 pode ser executada usando um detector de energia. Algumas das etapas mostradas na fig. 11 podem ser executadas por uma etiqueta (p. e., uma etiqueta similar à etiqueta 1000 mostrada na fig.10) que esteja configurada para radiodifundir sinais de 802.11, mas não seja totalmente compatível com 802.11. Por exemplo, a etiqueta pode não incluir um receptor. Se o canal não está livre para radiodifusão, a etiqueta pode ativar um atraso na etapa 1150. A etapa 1150 pode incluir o uso de um algoritmo de recuo para prover um atraso pré-selecionado antes de voltar para a etapa 1140 para verificar o canal novamente. O algoritmo de recuo pode ser um algoritmo de recuo compatível com 802.11. Em algumas configurações, a etapa 1150 pode ser seguida por um retorno à etapa 1110 para voltar a etiqueta para o modo de repouso. Em algumas configurações, a etapa 1140 pode incluir detectar tráfego em sucessivas frequências diferentes.
[0125] Quando um canal livre é detectado na etapa 1140, a etiqueta pode radiodifundir uma sequência de comunicação na etapa 1160. A sequência de comunicação pode ser radiodifundida no canal livre detectado na etapa 1140. A sequência de comunicação radiodifundida na etapa 1160 pode incluir informação que identifica a etiqueta ou o artigo ao qual ela está ligada. Qualquer informação de identificação adequada pode ser incluída na sequência de comunicação, por exemplo, se a etapa é executada por um tipo diferente de recurso sem fio. A sequência de comunicação pode incluir informação de identificação de localização. A sequência de comunicação pode incluir símbolos compatíveis com o padrão de comunicação IEEE 802.11.
[0126] Na etapa 1170, a etiqueta pode fazer uma ligação ascendente de dados para a rede. A etiqueta pode fazer uma ligação ascendente de dados para a rede usando protocolos de comunicação 802.11. Dados ligados acima podem incluir informação de estado da batería, informação da temperatura da etiqueta, ou qualquer outra informação adequada. Em algumas configurações, a etiqueta pode radiodifundir uma sequência de comunicação em um canal diferente na etapa 1180. Se assim for, o processo pode reverter para a etapa 1140 e um novo canal livre pode ser procurado. Se não, o processo pode reverter de volta para 1110 e retornar a etiqueta para o modo de repouso.
[0127] As figs. 12-20 ilustram alguns dos princípios, métodos, e aparelho que podem ser envolvidos em configurações da invenção que podem prover marcação de tempo de sequência de comunicação.
[0128] Uma função de correlação pode ser usada para detectar padrões nos símbolos presentes em uma sequência de comunicação. Um valor local ou extremo global em uma função de correlação pode corresponder a um padrão de símbolo tendo propriedades de auto-correlação fortes. Um padrão de símbolo tendo propriedades de auto-correlação fortes pode gerar um pico de função de correlação facilmente observado e reproduzivel. 0 valor de tempo de tal pico pode ser usado como uma estimativa de TOA, ou uma marca de tempo, para o sinal de dados recebido. Em algumas configurações, uma função de correlação C(x) pode ser definida por: C(t)=\T D(t)R(t-r)dt í1) onde t é uma medida de tempo, D(t) representa um sinal recebido desmodulado que pode ser dependente do tempo, e R(t) representa um sinal de referência. R(t) pode corresponder a um padrão de símbolos presentes em D(t) . -T e T, respectivamente, podem ser o início e o fim de um intervalo de tempo durante o qual C(x) é avaliado (ou escaneado para um valor extremo) . A estimativa de TOA para D(t) pode ser definida como o valor de x que faz C(x) ter um valor extremo. 0 extremo pode ser um máximo. 0 extremo pode ser um mínimo. 0 valor de x que corresponde a um valor extremo em C(x) pode ser referido como χΛ.
[0129] A fig. 12 mostra um exemplo de C (x) para exemplos ilustrativos de D(t) e R(t) . Neste exemplo, D(t) é uma sequência de comunicação que inclui uma concatenação de três símbolos de informação idênticos consecutivos. Cada símbolo, indicado por um " + ", é ilustrado como um código PN. Por exemplo, o código PN pode ser um código Barker. Embora os símbolos estejam ilustrados como códigos PN, princípios discutidos aqui podem ser aplicados a símbolos PBCC, CCK, OFDM, ou outros adequados. R(t) pode ser escolhido para corresponder com um símbolo de informação ou padrão de símbolos de informação que podem estar presentes em D(t) . No exemplo mostrado na fig. 12, R(t) é o igual ao símbolo de informação de repetição único ("+"). Para cada ocorrência de R(t) em D(t), C(x) tem um valor de pico. Qualquer dos avaliadores xAi, xA2, e xA3, correspondentes a picos C(x) Ci, C2, e C3, respectivamente, podem ser selecionados como uma estimativa de TOA. Em algumas configurações, o TOA de D(t) pode ser definido para ser a média de avaliadores tais como χΛι, χλ2, e χλ3· Por exemplo, o TOA de D(t) pode ser definido como : (2) onde xA é a média de N estimativas de xA para um dado D(t) .
[0130] A fig. 13 mostra um exemplo de D(t) que é similar àquele mostrado na fig. 12, mas a "polaridade" do segundo símbolo de informação, identificada por um na fig. 12, é invertida. (Símbolos de informação de "polaridades" opostas, como usados aqui, produzem sinais de correlação de sinal oposto para uma dada função de correlação). 0 correspondente segundo pico em C(x) em um dado ponto no tempo depende de uma faixa de valores de t (nominalmente, de -T a T), C(x) pode ser sensível a mudanças em polaridade de D(t). Como um resultado, ruído de correlação cruzada tal como 1300 pode ser observado em C(x). O ruído 1300 pode tornar difícil separar componentes de sinal de linha de visão de multitrajetória porque os componentes do ruído e da linha de visão podem ser de magnitudes similares.
[0131] A fig. 14 mostra dois exemplos ilustrativos de C(x). A forma 1400 é idêntica àquela mostrada na fig. 12. A forma 1450 tem magnitude de pico intensificada em relação à forma 1400. Magnitude de pico pode ser intensificada usando um sinal de referência igual a uma concatenação de símbolos de informação que podem estar presentes em D(t). Por exemplo, uma função de correlação C'(τ) definida como: pode incluir o sinal R' (t) . R' (τ) pode incluir símbolos de informação de D(t) concatenados. Por exemplo, R'(t) pode ser a concatenação dos 3 símbolos consecutivos (cada um denotado por um "+") mostrados na fig. 12.
[0132] A fig. 15 mostra um diagrama de fluxo geral de etapas ilustrativas que podem estar envolvidas em algumas configurações da presente invenção. As etapas mostradas na fig. 15 são somente ilustrativas e podem ser executadas em qualquer ordem adequada. Na prática, podem existir etapas adicionais ou algumas das etapas podem ser eliminadas. Algumas das etapas mostradas na fig. 15 podem envolver receber sinais sem fio. Algumas das etapas mostradas na fig. 15 podem envolver processar sinais. Estas e outras etapas podem ser executadas usando qualquer aparelho adequado, incluindo receptores tais como o receptor 110 mostrado na fig. 1 e aparelhos tais como aqueles incluídos no dispositivo de estimação de TOA 200 mostrado na fig. 2.
[0133] Para clareza, a discussão seguinte descreverá as etapas mostradas na fig. 15 como sendo executadas "pelo sistema", o que é pretendido a incluir qualquer sistema adequado para executar as etapas. O sistema pode receber um sinal de dados na etapa 1510. O sinal de dados pode ser recebido de um recurso sem fio tal como o recurso sem fio 130 mostrado na fig. 1 ou recurso sem fio 350 mostrado na fig. 3. O sinal de dados pode ser desmodulado na etapa 152 0 para produzir um sinal desmodulado. O sistema pode armazenar temporariamente o sinal de dados na etapa 1530. Dados armazenados temporariamente podem ser usados quando sequências de informação são detectadas como descrito abaixo. 0 sinal desmodulado pode ser decodificado, por correlação e digitalização, por exemplo, em uma sequência de dados binários decodificados na etapa 1540. Os dados binários decodificados podem ser armazenados temporariamente na etapa 1550.
[0134] Em algumas configurações, os dados binários armazenados temporariamente podem ser analisados para detectar a presença de um padrão favorável de símbolos de informação na etapa 1560. Na etapa 1570, uma função de correlação tal como C(x), incluindo um sinal de referência tal como R(t), pode ser avaliada. (Embora etapas utilizando C(t) e R(t) sejam mostradas e discutidas em conexão com as figs. 15-17 para fins de simplicidade, o escopo das figs. 1517 e sua descrição aqui inclui etapas correspondentes utilizando C' (τ) e R' (t) , quando símbolos de informação concatenados são selecionados como uma função de referência, ao invés de C(x) e R' (t) , respectivamente) .
[0135] Na etapa 1575, verificações da qualidade do sinal de correlação podem ser feitas (em C(x), por exemplo). A qualidade do sinal de correlação pode ser quantificada usando uma medida objetiva tal como razão de sinal para ruído, magnitude de pico, ou qualquer outro índice adequado.
[0136] Se um sinal de correlação C(x) é de qualidade suficiente, componentes do sinal de linha de visão podem ser separados de multitrajetória na etapa 1580. A etapa 1580 pode incluir a etapa 1585 para conduzir detecção de extremidade. A etapa 1580 pode incluir a etapa 1590 para estimação de canal. A estimação de canal pode incluir técnicas de super-resolução tais como MUSIC ou qualquer outra técnica de estimação de canal adequada.
[0137] Na etapa 1580, o sistema pode estimar TOA. Em algumas configurações, o sistema pode maximizar C(x) para determinar τΛ. O sistema pode definir um TOA como τΛ. Em algumas configurações nas quais é possível para 0(τ) ter valores negativos, o sistema pode minimizar 0(τ) para determinar τΛ. Em algumas configurações o sistema pode definir o TOA para ser a extremidade guia de um pico de correlação. Por exemplo, na etapa 1590, o pico de linha de visão 1502 mostrado na fig. 15A pode ser separado do pico de multitrajetória 1504 (também mostrado na fig. 15A). A extremidade guia 1503 do pico de linha de visão 1502 pode ser definida como o TOA da sequência de comunicação. O pico 1502 pode ser distinguido do pico 1504 porque pulsos de linha de visão são recebidos antes que pulsos de multitrajetória. (Sinais de multitrajetória podem ter trajetórias de propagação mais longas que sinais de linha de visão). Em alguns casos, o pico de linha de visão 1502 pode se sobrepor ou fundir como o pico de multitrajetória 1504. Nestes casos, a extremidade guia do pulso fundido pode ser definida como o TOA na etapa 1585.
[0138] A fig. 16 mostra etapas ilustrativas que podem estar envolvidas em uma etapa tal como 1560 da fig. 15. As etapas são somente ilustrativas e podem ser executadas em qualquer ordem adequada. Na prática, podem existir etapas adicionais ou algumas das etapas podem ser eliminadas. Na etapa 1610, o sistema pode averiguar ou determinar se um sinal de dados recebido é codificado por TOA. Por exemplo, um recurso sem fio pode transmitir um sinal de dados que inclua uma sequência de comunicação pré-selecionada que seja favorável para estimação de TOA. A sequência de comunicação pré-selecionada pode ser posicionada dentro de um pacote de dados em uma localização predeterminada (por exemplo, começando no n-ésimo bit de um pacote de dados) . Em algumas configurações, o sistema pode ser configurado para detectar indicadores dentro de um pacote de dados que uma sequência de comunicação de estimação de TOA está localizada em uma dada posição dentro do pacote. Sequências de comunicação pré-selecionadas podem incluir símbolos PBCC, CCK, e OFDM. Sequências de informação pré-selecionadas podem incluir códigos PN.
[0139] Quando sequências de comunicação pré-selecionadas são recebidas pelo sistema, a etapa 1610 pode ser seguida pela etapa 1620, na qual o sinal de referência pode ser determinado igual a uma sequência de um ou mais símbolos CCK, símbolos PBCC, símbolos OFDM, ou códigos PN.
[0140] Quando o sistema recebe um pacote de dados que não está codificado para marcação de tempo, monitoramento de sinal de dados pode ser executado como mostrado na etapa 1630. Monitoramento de sinal de dados pode incluir monitorar uma versão decodificada do sinal de dados (p. e., da etapa 1550) quanto a presença de padrões de símbolos de informação favoráveis para marcação de tempo. Cada bit de dados decodificados pode corresponder a um símbolo de informação que pode estar presente em uma sequência de comunicação tal como D (t) nas figs. 12 e 13. Após detectar um padrão favorável na corrente de bits, um sinal de referência correspondente ao padrão pode ser selecionado para correlação com o sinal desmodulado para marcação de tempo.
[0141] Por exemplo, a armazenagem temporária pode armazenar N bits, cada bit correspondendo a um símbolo em D (t) , para o qual os N bits foram recebidos e decodificados. Portanto, se uma sequência de bits favoráveis para marcação de tempo é detectada na corrente de dados, o sistema pode alvejar símbolos no sinal de dados armazenado temporariamente que correspondam à sequência da corrente de bits para marcação de tempo. Para clareza, o conjunto de símbolos alvo para marcação de tempo serão referidos aqui como "M". Quando M inclui mais que um símbolo de informação, o sistema pode correlacionar em um subconjunto "P" de Μ. P pode ser subconjunto central de M. Por exemplo, se M tem 5 símbolos de informação, o sistema pode ser configurado para selecionar um sinal de referência (R(t) ou R' (t) ) que se correlaciona fortemente com P, os três símbolos de informação central de M (nominalmente, o segundo, terceiro, e quarto símbolos de M).
[0142] Em algumas configurações, o sistema pode não executar a etapa 1610. Em algumas destas configurações, o sistema pode ser configurado para correlacionar um sinal de referência com um símbolo ou símbolos de informação predeterminados em uma sequência de comunicação. Por exemplo, o sistema pode ser configurado para aplicar uma função de correlação ao primeiro símbolo de informação em uma sequência de comunicação. Em outro exemplo, o sistema pode ser configurado para correlacionar usando o 2°-4° símbolos de informação em uma sequência de comunicação. Qualquer símbolo ou símbolos adequados em uma sequência de comunicação podem ser selecionados para correlação com um sinal de referência.
[0143] A fig. 17 mostra exemplos de N, D(t), e P que podem ser envolvidos na etapa 1630 da fig. 16 e exemplos correspondentes de R(t) que podem ser envolvidos na etapa 1640 da fig. 16. (Para o propósito desta ilustração, R(t) refere-se a sinais de referência únicos e concatenados tais como aqueles representados na equação 3 como R'(t)).
[0144] Cada um dos Exemplos 1-5 na fig. 17 inclui uma armazenagem temporária tendo um tamanho de N de 12 bits retendo um segmento de sinal de dados decodificado D(t). Cada símbolo em D(t) é representado por um " + " ou para indicar um símbolo positivamente polarizado ou um símbolo negativamente polarizado, respectivamente (seguindo a convenção usada nas figs. 12 e 13) . M é um conjunto de símbolos que podem estar presentes em D(t) . P é um subconjunto de bits que podem estar presentes em M e que podem ser alvo para correlação com um sinal de referência R(t) . Cada símbolo em R(t) é representado por um " + " para indicar um símbolo polarizado positivamente. Embora a fig. 17 mostra R(t) tendo somente símbolos polarizados positivamente, R(t) pode incluir um ou mais símbolos polarizados negativamente se necessário. Em algumas configurações, R(t) pode ser uma sequência de símbolos de informação que é idêntica à sequência de símbolos de informação presente em P.
[0145] No Exemplo 1, somente símbolos positivamente polarizados isolados estão presentes. O sistema pode selecionar um único sinal de referência de símbolo R(t) para correlação como o símbolo de P. No Exemplo 2, M inclui 2 símbolos. O sistema pode selecionar um único sinal de referência de símbolo R(t) para correlação com o único símbolo alvo P em Μ. O sistema pode alvejar o símbolo arrastado em M para reduzir ruído (tal como ruído de correlação cruzada) na extremidade guia do pico resultante em C(t) para melhorar precisão de estimação de TOA (na presença de multitrajetória, por exemplo). No Exemplo 3, M inclui três símbolos e o sistema pode alvejar o símbolo central P para correlação com um único símbolo R(t) . Pode ser benéfico alvejar um subconjunto central de símbolos em M para correlação com um R(t) tendo menos símbolos do que os que estão presentes em M. Isto pode reduzir ruído em C(x) (ou C' (τ) ) . Os Exemplos 4 e 5 ilustram a indicação de símbolos centrais em M. No Exemplo 4, o sistema indica dois símbolos (P) que são centrais a quatro símbolos em Μ. P pode ser correlacionado com um R(t) tendo 2 símbolos. No Exemplo 5, o sistema alveja três símbolos (P) que são centrais a cinco símbolos em Μ. P pode ser correlacionado com um R(t) tendo três símbolos.
[0146] Em algumas configurações, uma biblioteca de sinais de referência R(t) pode ser armazenada em uma tabela de recorrência. A tabela de recorrência pode ser indexada por uma faixa de sequências detectadas possíveis. Uma sequência detectada pode, portanto ser usada para selecionar um sinal de referência que pode produzir um sinal de correlação ótimo. Algumas configurações podem prover regras para priorizar escolhas possíveis de R(t) para uma dada sequência detectada em um sinal de dados recebido. A seleção de um R(t) apropriado pode produzir um sinal de correlação tendo pulsos que têm pouco ou nenhum ruído de correlação cruzada tal como aqueles mostrados na fig. 14.
[0147] A fig. 18 mostra um diagrama de fluxo geral de etapas ilustrativas envolvidas em algumas configurações da presente invenção. As etapas mostradas na fig. 18 são somente ilustrativas e podem ser executadas em qualquer ordem adequada. Na prática, podem existir etapas adicionais ou algumas das etapas podem ser eliminadas. Algumas das etapas mostradas na fig. 18 podem envolver receber sinais sem fio e processar sinais. Estas e outras etapas podem ser executadas usando qualquer aparelho adequado, incluindo receptores tais como o receptor 110 mostrado na fig. 1 e aparelhos tais como aqueles incluídos no dispositivo de estimação de TOA 200 mostrado na fig. 2.
[0148] Para clareza, a discussão seguinte descreverá as etapas mostradas na fig. 18 como sendo executadas "pelo sistema", o qual é pretendido a incluir qualquer sistema adequado para executar as etapas. O sistema pode receber um sinal de dados na etapa 1810. O sinal de dados pode ser recebido de um recurso sem fio tal como o recurso sem fio 130 mostrado na fig. 1 ou recurso sem fio 350 mostrado na fig. 3. O sinal de dados pode ser desmodulado na etapa 1812 para produzir um sinal desmodulado. O sinal desmodulado pode ser similar àquele descrito acima em conexão com a fig. 15. O sinal desmodulado pode ser dividido para processamento paralelo, o qual pode incluir correlação paralela, e quaisquer outras etapas adequadas de processamento, filtragem, ou de armazenagem temporária, na etapa 1814.
[0149] O sinal desmodulado, o qual pode corresponder a D (t) nas equações (1) ou (3), pode ser alimentado simultaneamente a múltiplos correlacionadores nas etapas 1820, 1822, 1824, 1826, e 1828. As etapas 1822, 1824, e 1826, podem permitir correlações de 1 símbolo, 2 símbolos, e de 3 símbolos serem executadas simultaneamente. A correlação da etapa 1822 pode usar um sinal de referência que corresponde a R(t) na equação (1) . As correlações das etapas 1824-1828 podem usar sinais de referência que correspondem a R' (t) na equação (3) porque as etapas 1824-1828 podem envolver sinais de referência concatenados. Correlações envolvendo sequências de símbolos de informação mais longas que aquelas nas etapas 1822-1826 podem ser executadas na etapa 1828 conjuntamente com algumas ou todas as etapas 1822-1826. Em qualquer das etapas 1822-1828, o sistema pode armazenar um número suficiente de símbolos para permitir correlação usando um conjunto M de símbolos alvo ou um subconjunto P de símbolos alvo, como definido acima em conexão com a fig. 17.
[0150] O sistema pode detectar sequências no sinal de dados desmodulado usando as etapas 1820 e 1830. O sistema pode decodificar o sinal de dados desmodulado na etapa 1820 usando, por exemplo, um correlacionador de 1 símbolo. O correlacionador de decodificação pode ser similar a ou idêntico a um correlacionador de 1 símbolo que pode ser usado na etapa 1822. À medida que dados desmodulados fluem através do decodificador na etapa 1820, os bits resultantes podem ser armazenados em uma armazenagem temporária para detecção de sequência na etapa 1830. Após uma sequência ser detectada, um sinal de correlação (p. e., produzido nas etapas 1822-1828) baseado em um sinal de referência sabido a correlacionar-se fortemente com a sequência detectada pode ser selecionado na etapa 1840. As etapas 1832-1838 são etapas de processamento de multitrajetória ("MPP", na fig. 18) que podem ser usadas para filtrar sinais de multitrajetória para fora de sinais de correlação produzidos nas etapas 1822-1828, respectivamente.
[0151] Na etapa 1850, o sistema pode definir uma estimativa de TOA como um avaliador tal como τΛ maximizando a função de correlação selecionada. Em algumas configurações, a função de correlação pode ser definida de uma maneira que requeira minimização para avaliar τΛ.
[0152] Em algumas configurações, o sistema pode definir uma estimativa de TOA nas etapas 1832-1838 usando detecção de extremidade guia, estimação de canal, ou uma combinação destas. (Detecção de extremidade guia e estimação de canal são discutidas acima, particularmente em conexão com as figs. 15 e 15A) . Nestas configurações, a etapa 1840 pode envolver selecionar uma estimativa de TOA dos resultados das etapas 1832-1838. Nestas configurações, pode não ser necessário na etapa 1850 determinar um avaliador de TOA tal como τΛ para definir uma estimativa de TOA.
[0153] A fig. 19 mostra armazenagens temporárias ilustrativas 1900 (para dados decodificados) , 1922 (para símbolos de informação), e 1932 (para símbolos de informação) que podem ser usados para executar algumas das etapas mostradas na fig. 18. O sinal desmodulado 1902 pode ser passado para o decodificador 1904, correlacionador 1920, e correlacionador 1930. O decodificador 1904 pode passar a saída 1906 para armazenagem temporária 1900 no detector de sequência 1907 para detecção de um padrão tal como 1908. Neste exemplo ilustrativo, o padrão 1908 inclui cinco bits idênticos consecutivos, incluindo o bit inicial 1909 e bit final 1910. O bit 1911, tendo um valor diferente daqueles no padrão 1908, pode sinalizar o fim do padrão 1908. O correlacionador de um símbolo 1920 e o correlacionador de três símbolos 1930, nas respectivas armazenagens temporárias 1922 e 1932, pode gerar conjuntamente respectivos sinais de correlação Ci e C3. Mi, Pi, e Ri e M3, P3, e R3 correspondem a Μ, P, e R mostrados na fig. 17 para um correlacionador de um símbolo e um correlacionador de três símbolos, respectivamente.
[0154] A detecção de padrão 1908 pode ser usada para selecionar uma das saídas de correlacionador (p. e., Ci ou C3) para uso em determinação de TOA. No exemplo mostrado na fig. 19, C3 pode ser selecionado porque C3 pode ser esperado a ser mais forte que Ci. C3 pode ser mais forte que Ci porque C3 está baseado em correlação de um sinal de referência de três símbolos (R(t)) com um subconjunto de três símbolos (P) centrado em um subconjunto de cinco símbolos (M). Em contraste, Ci é baseado em correlação de um sinal de referência de um símbolo (Ri(t)) com um subconjunto de um símbolo (P) centrado em um subconjunto de um símbolo (M).
[0155] Em algumas configurações, o detector de sequência 1907 pode ser configurado para mudar o critério usado para procurar uma sequência de informação na saída de decodificador 1906. Por exemplo, o detector 1907 pode ser programado para procurar por uma sequência de cinco símbolos idênticos consecutivos. Se tal sequência não é detectada após um número predeterminado de bits serem analisados (ou após um período predeterminado de tempo ter passado, ou ambos) o decodificador pode mudar automaticamente para uma procura por um padrão que seja mais provável de ser encontrado (p. e., um padrão mais curto). Em algumas configurações, numerosas estratégias de pesquisa podem ser usadas. Em algumas configurações, o detector 1907 pode ter aspectos de processamento e capacidade de armazenagem temporária adequados para re-escanear parte ou toda a saída de decodificador 1906 para identificar padrões de bits diferentes.
[0156] A fig. 20 mostra o dispositivo de estimação de TOA 200 ilustrativo que pode ser usado para executar algumas das etapas mostradas nas figs. 16 e 18. O receptor de rádio 2010 pode ser similar ao receptor 110 mostrado na fig. 1. O receptor de rádio 2010 pode ser similar à combinação da unidade de processamento central 220 e módulo de rádio 230 mostrados na fig. 2. Outros componentes do sistema 200 podem ser integrados no processador 120 do sistema 100, módulo de sincronismo 240 do sistema 200, ou qualquer outro aparelho de processamento de sinal adequado. O sistema 2000 pode estar em comunicação com uma rede de comunicação tal como a rede 310 mostrada na fig. 3.
[0157] A antena 2012 pode receber uma sequência de comunicação modulada em um sinal portador de um recurso móvel tal como o recurso móvel 130 mostrado na fig. 1. O receptor de rádio 2010 pode prover sinais de banda base em fase (I) e de quadratura (Q) , os quais podem ser digitalizados por conversores de A/D 2014 e 2016, respectivamente, para o circuito rastreador de portador 2020. O circuito 2020 pode incluir rastreamento de sinal de portador e/ou loops de sincronização para sincronizar o sincronismo do sistema 2000 com o sinal portador. O circuito rastreador 2020 pode prover a sequência de comunicação sincronizada para dividir o correlacionador de código para decodificar a sequência de comunicação. O loop de realimentação 2032 pode prover realimentação para o circuito 2020 para controle de rastreamento. O correlacionador 2030 pode prover um sinal de correlação para o decodificador 2050. O decodificador 2050 pode decodificar símbolos de modulação de taxa de dados alta recebidos do circuito rastreador 2030 via trajetória 2035. Símbolos de modulação de taxa de dados alta podem incluir estruturas de dados 802.11 tais como PBCC, CCK, e qualquer outro símbolo adequado de modulação de alta taxa de dados. O desmisturador 2060 pode estar presente para desmisturar sequências de comunicação desmoduladas decodificadas. A interface MAC 2070 pode prover sequências de comunicação desmisturadas para recursos de rede.
[0158] O circuito 2020 pode prover a sequência de comunicação sincronizada para o circuito de marcação de tempo 2040 para estimação de TOA. O desvio 2022 pode estar presente para permitir o circuito 2040 executar tarefas substancialmente em paralelo com o correlacionador 2030. O circuito 2040 pode incluir um ou mais correlacionadores de estimativa de TOA. Em algumas configurações, o circuito 2040 pode executar a etapa de decodificação de sinal de dados 1820 mostrada na fig. 18. Em algumas configurações, o circuito 2040 pode executar as etapas mostradas na fig. 18 tal como a etapa de detecção de sequência 1830, etapas de correlação de multibit 1822-1828, etapas de processamento de multitrajetória 1832-1836, etapa de seleção de avaliador 1840, etapa de emissão de dados de TOA 1850, ou quaisquer outras etapas adequadas para marcação de tempo. A interface MAC 2070 pode receber uma estimativa de TOA do circuito 2040 e prover a estimativa de TOA para recursos da rede.
[0159] A fig. 21 mostra a rede ilustrativa 2100 que pode ser usada para identificar a localização de um recurso sem fio. A rede 2100 pode incluir múltiplos dispositivos de estimação de TOA. Para fins de simplicidade, somente três dispositivo de estimação de TOA A (2110), dispositivo de estimação de TOA B (2120), e dispositivo de estimação de TOA C (2130), estão ilustrados na fig. 21. Os dispositivos TOA podem estar em comunicação eletrônica com o cabo 2102. Um recurso sem fio pode ser localizado como localização ainda não identificada P. O recurso sem fio pode radiodifundir uma sequência de comunicação que pode ser recebida por dispositivos de estimação de TOA A, B, e C. Uma TDOA para um dado par de dispositivos de estimação de TOA pode ser usada para gerar um conjunto solução (como discutido acima) que pode incluir o ponto P. Por exemplo TDOABC, que pode ser calculada para a sequência de comunicação chegando nos dispositivos de estimação de TOA B e C, pode ser usada para gerar uma hipérbole definida pela diferença em distâncias entre o recurso sem fio e cada um dos sistemas B e C. O relacionamento entre TDOABc e a diferença em distâncias pode ser dado por TDOABC=-(rB-rc), (4) c na qual c é a velocidade de propagação da sequência de comunicação, rB é a distância entre o recurso sem fio e o dispositivo de estimação de TOA B, e rc é a distância entre o recurso sem fio e o dispositivo de estimação de TOA C. A quantidade (rB - rc) pode então ser usada para definir uma curva (p. e., uma hipérbole) que inclui P ou uma estimativa deste. Um segundo conjunto solução que pode incluir P pode ser gerado, por exemplo, usando uma TDOA gerada usando o par de sistemas A e B ou par de sistemas A e C. Estimativas de TOA de dispositivos de estimação de TOA adicionais (não mostrados) podem ser usadas para gerar um ou mais conjuntos solução para identificar a localização P.
[0160] O relógio mestre 2104 pode prover um sinal de sincronização via o cabo 2102 para os dispositivos de estimação de TOA. O sinal de sincronização pode ser usado para sincronizar relógios, temporizadores, ou contadores que podem estar presentes nos dispositivos. O sinal de sincronização pode enviar um pulso de rearme para os dispositivos de estimação de TOA para forçar relógios de dispositivos rearmar simultaneamente. Quando o cabo 2102 inclui uma linha de transmissão de energia (p. e., uma linha de energia CC de Eternet), o sinal de sincronização pode ser transmitido usando a linha de energia. Por exemplo, o sinal de sincronização pode ser adicionado ou capacitivamente acoplado ao sinal de energia CC. Quando o cabo 2102 inclui uma linha de transmissão de dados, o símbolo de sincronização pode ser transmitido usando a linha de transmissão de dados. Por exemplo, o cabo 2102 pode incluir um par trançado de fios (por exemplo, uma linha de transmissão de dados de Ethernet). O sinal de sincronização pode ser superposto em sinais de dados transportados pelo par trançado. No dispositivo de estimação de TOA os sinais de sincronismo e de dados podem ser separados usando filtragem, rejeição de modo comum, ou uma combinação destes. Dispositivos de estimação de TOA diferentes podem ter atrasos fixos diferentes. Por exemplo, se os comprimentos de cabo entre o relógio 2104 e os dispositivos de estimação de TOA são diferentes, ou se as taxas de processamento nos dispositivos diferem, TOAs gerados pelos dispositivos podem incluir deslocamentos mesmo após sincronização. Deslocamentos podem ser quantificados e estimativas de TOA compensadas automaticamente antes que uma TDOA seja calculada. Em algumas configurações, um radiofarol pode ser provido para radiodifundir um sinal de sincronização sem fio para dispositivos 2110-2130.
[0161] As figs. 22 e 23 mostram diagramas de fluxo gerais de etapas ilustrativas envolvidas em algumas configurações da invenção relacionadas com identificação de localização de recurso sem fio usando TDOAs. As etapas mostradas nas figs. 22 e 23 são somente ilustrativas e podem ser executadas em qualquer ordem adequada. Na prática, podem existir etapas adicionais ou algumas das etapas podem ser eliminadas. Algumas das etapas mostradas nas figs. 22 e 23 podem envolver receber sinais sem fio e processar sinais. Estas e outras etapas podem ser executadas usando qualquer aparelho adequado, incluindo o sistema 100 (incluindo, p. e., o receptor 110) mostrado na fig. 1 e sistema 200 mostrado na fig. 2.
[0162] Na etapa 2210, os relógios de dispositivos de estimação de TOA da rede a serem usados para identificação de localização de recurso sem fio podem ser sincronizados para um sinal ou contador de tempo de rede selecionado. Na etapa 2220, um primeiro dispositivo de estimação de TOA pode receber uma sequência de comunicação do recurso sem fio e gerar TOAi, (uma primeira estimativa de TOA) . Na etapa 2230, TOAi pode ser referenciado a tempo da rede. Na etapa 2240, um segundo dispositivo de estimação de TOA pode receber a sequência de comunicação e gerar TOA2, (uma segunda estimativa de TOA) . TOA2 pode ser referenciado a um tempo de rede na etapa 2250. Na etapa 2260, uma TDOA pode ser calculada usando TOAi e TOA2. Um conjunto de localizações possíveis de recurso sem fio pode então ser gerado na etapa 2270. As etapas 2210-2260 podem ser repetidas para gerar um ou mais conjuntos solução adicionais de localizações possíveis de recurso sem fio.
[0163] A fig. 23 mostra etapas ilustrativas que podem ser executadas quando múltiplos dispositivos de estimação de TOA podem prover múltiplas estimativas de TDOA. Na etapa 2310, estimativas de TOA geradas em conexão com uma sequência de comunicação radiodifundida podem ser coletadas. Na etapa 2302, um dispositivo de estimação de TOA pode ser designado como um dispositivo de estimação de TOA de referência. Na etapa 2330, TOAs de dispositivos de estimação de TOA não de referência podem ser usados em conjunção com o TOA gerado pelo sistema de referência para calcular uma TDOA para cada um dos sistemas não de referência. Em algumas configurações, mais que um sistema de referência pode ser designado. Na etapa 2340, cada TDOA pode ser usada para gerar um conjunto solução de localização de recurso. Na etapa 2350, conjuntos solução que são fisicamente não razoáveis ou impossíveis ('fora de limites"), degradados por ruído, ou de outro modo inferiores podem ser descartados. Na etapa 2360, se pelo menos dois conjuntos solução permanecem após seleções serem feitas na etapa 2350, a localização do recurso sem fio pode ser identificada usando os conjuntos solução restantes e um método de estimação de solução tal como estimação por mínimos quadrados, estimação por probabilidade máxima, estimação de probabilidade máxima ponderada por ruído, ou qualquer outro método de estimação adequado. Se menos que 2 conjuntos solução permanecem após a etapa 2350, o processo pode prosseguir com a etapa 2370, na qual nenhuma localização é identificada.
[0164] A fig. 24 mostra sinais de correlação ilustrativos Ca(t) e CB (τ) associados com uma sequência de comunicação radiodifundida por um recurso sem fio. 0 sinal de comunicação pode ser recebido por múltiplos dispositivos de estimação de TOA, cada um dos quais pode gerar um sinal de correlação. Por exemplo, Ca(x) e 0Β(τ) podem ser gerados usando dispositivos de estimação de TOA tais como A e B, respectivamente, mostrados na fig. 21. 0Α(τ) e 0Β(τ) podem ser similares a Οτ) mostrado na fig. 12. Na fig. 25, CA e CB dependem das variáveis de tempo τΑ e τΒ, respectivamente, as quais podem ser referenciadas a relógios ou contadores internos nos sistemas A e B, respectivamente. Estes relógios internos podem ser sincronizados tal que τΑ e τΒ sejam sincronizados e referenciados ao mesmo padrão. CA pode ter picos CAi, CA2, CA3, e CA4, por exemplo, correspondendo respectivamente a avaliadores de TOA τΛΑι, τΛΑ2, τΛΑ3, e τΛΑ4. CB pode ter picos CBi, CB2, CB3, e CB4, por exemplo, correspondendo respectivamente aos avaliadores de TOA τΛΒι, τΛΒ2, τΛΒ3 e τΛΒ4. Os avaliadores podem ser determinados usando a equação 1. Múltiplas TDOAs podem ser geradas usando pares de avaliadores de TOA incluindo avaliadores de ambos sistemas A e B. Por exemplo, TDOAi, mostrada na fig. 24, pode ser gerada de τΛΑι e τΛΑ2. TDOA2 pode ser gerado de τΛΑ2 e τΛΒι. Embora quatro TDOAs sejam mostradas na fig. 24, algumas configurações podem gerar mais que quatro TDOAs. Embora as TDOAs mostradas na fig. 24 sejam baseadas em estimativas de TOA tais como τΛΑι e τΛΒ1, algumas configurações podem usar estimativas de TOA baseadas em detecção de extremidade guia, estimação de canal, ou uma combinação destes para calcular uma TDOA média. As TDOAs mostradas na fig. 24 podem ser referidas como "TDOAs preliminares". Em algumas configurações, a média das TDOAs preliminares pode ser usada para gerar um conjunto solução de localizações possíveis de recurso para o recurso sem fio como discutido em referência às figs. 21-23.
[0165] Portanto é visto que aparelho e método para identificar localização de recurso sem fio em uma rede de comunicação sem fio foram providos. Alguém experiente na técnica apreciará que a presente invenção pode ser praticada por configurações outras que as descritas aqui, as quais são apresentadas para propósitos de ilustração e não de limitação, e a presente invenção é limitada somente pelas reivindicações que seguem.
REIVINDICAÇÕES

Claims (8)

1. Método para identificar uma localização de um recurso em uma rede de comunicação, a citada rede de comunicação (310) tendo pelo menos um primeiro par de receptores (300, 422) e pelo menos um segundo par de receptores (300, 422), o citado primeiro par de receptores (300, 422) configurados para receber sinais em uma primeira frequência (700), o citado segundo par de receptores (300, 422), configurados para receber sinais em uma segunda frequência (720), citado método caracterizado pelo fato de compreender: - receber uma primeira sequência de comunicação (700) do citado recurso (520) usando o citado primeiro par de receptores (300, 422); - receber uma segunda sequência de comunicação (720) do citado recurso (520) usando o citado segundo par de receptores (300, 422); - selecionar uma função de correlação (1560, 1600) para cada uma da primeira e segunda sequência de comunicação (720) quando um respectivo sinal decodificado não é codificado para marcação do tempo (1610) e inclui um símbolo de informação padrão que é favorável para marcação do tempo (1630) ; e - identificar a citada localização (424) usando pelo menos uma primeira e uma segunda diferença-de-instantes-de-chegada (422) com base na respectiva função de correlação (1560, 1600) , a citada primeira diferença-de-instantes-de-chegada (422) correspondente ao citado primeiro par de receptores (300, 422), a citada segunda diferença-de-instantes-de- chegada (422) correspondente ao citado segundo par de receptores (300, 422).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, quando a citada rede compreende pelo menos um terceiro par de receptores (300, 422) configurado para receber em uma terceira frequência (740), o citado método adicionalmente compreende receber uma terceira sequência de comunicação do citado recurso (520) usando o citado terceiro par de receptores (300, 422) e a citada identificação adicionalmente compreender usar uma terceira diferença-de-instantes-de-chegada (750) correspondente ao citado terceiro par de receptores (300, 422) .
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada uma das citadas recepções compreender receber pelo menos uma sequência de comunicação compatível com IEEE 802.11 sem fio (1160).
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de quando o citado segundo par de receptores (300, 422) compreender receptores auxiliares, a citada recepção da citada segunda sequência de comunicação compreende comutar uma frequência operacional (720) dos citados receptores auxiliares.
5. Sistema para identificar uma localização de um recurso em uma rede de comunicação, o citado sistema caracterizado pelo fato de compreender: - pelo menos um primeiro par de receptores (300, 422) configurados para receber sinais em uma primeira frequência (700), o citado pelo menos um primeiro par de receptores (300, 422) recebendo uma primeira sequência de comunicação (700) a partir do citado recurso (520); e - pelo menos um segundo par de receptores (300, 422) configurados para receber sinais em uma segunda frequência, o citado pelo menos um segundo par de receptores (300, 422) recebendo uma segunda sequência de comunicações a partir do citado recurso (520), - sendo que a citada rede de comunicação (310) está configurada para identificar a citada localização (424) usando uma primeira e uma segunda diferenças de instantes de chegada, a citada primeira diferença de instantes de chegada correspondendo ao citado primeiro par de receptores (300, 422) com base em uma primeira função de correlação (1560, 1600) selecionada com base em um padrão de símbolo de informação nos sinais na primeira frequência (700), a citada segunda diferença de instantes de chegada correspondendo ao citado segundo par de receptores (300, 422) e baseado na segunda função de correlação (1560, 1600) selecionada com base no padrão de símbolo de informação nos sinais na segunda frequência.
6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender pelo menos um terceiro par de receptores (300, 422) configurados para receber sinais a partir do citado recurso (520) em uma terceira frequência (740), o citado pelo menos um terceiro par de receptores (300, 422) recebendo uma terceira sequência de comunicação a partir do citado recurso (520), e sendo que a citada identificação usa uma terceira diferença de instantes de chegada correspondente ao citado terceiro par de receptores (300, 422).
7. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de uma das citadas sequências de comunicação ser uma sequência de comunicação compatível com IEEE 802.11 sem fio (1160).
8. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o citado segundo par de receptores (300, 422) compreender receptores auxiliares, o citado segundo par de receptores (300, 422) receber a citada segunda sequência de comunicação (720) comutando uma frequência operacional dos citados receptores auxiliares.
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