ES2381415T3

ES2381415T3 - Método y dispositivos de posicionamiento en un sistema móvil de radiocomunicación

Info

Publication number: ES2381415T3
Application number: ES08802917T
Authority: ES
Inventors: Jan-Erik Berg; Jonas Medbo
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2012-05-28
Anticipated expiration: 2028-06-17
Also published as: US20100201575A1; ATE545038T1; EP2158498A1; WO2008155326A1; EP2158498B1; US8179320B2

Abstract

Un metodo para determinar la posición de un equipo de usuario (1) en un sistema móvil de radiocomunicaciones, caracterizado porque la posición es determinada a traves de una distorsión en una radiosenal transmitida hasta o desde el equipo de usuario (1), en donde la distorsión es causada por un dispersor (3) que esta posicionado en una localización particular y que tiene propiedades de dispersión dependientes del tiempo asociadas con dicha localización, de tal manera que la dispersión de una radiosenal origina una distorsión mediante la cual dichas propiedades de dispersión dependientes del tiempo pueden ser identificadas, y por la identificación, en la distorsión, de un contenido lógico asociado con dichas propiedades de dispersión dependientes del tiempo.

Description

Metodo y dispositivos de posicionamiento en un sistema m6vil de radiocomunicaci6n

Sector de la T{cnica

La presente invenci6n se refiere en general a la determinaci6n de la posici6n y en particular a un metodo y una 5 disposici6n para la determinaci6n de la posici6n en un sistema m6vil de radiocomunicaci6n.

Antecedentes

Hoy en dia existen muchos sistemas que incorporan los denominados receptores GPS, que utilizan el sistema de navegaci6n por satelite, GPS (Global Positioning System, sistema de posicionamiento global), con el fin de recibir informaci6n exacta sobre, por ejemplo, la velocidad, direcci6n o posici6n del receptor GPS, y de ese modo tambien

10 del dispositivo, sistema, vehiculo, etc., dentro del cual el receptor esta potencialmente incorporado, tales como por ejemplo un avi6n, un coche, un barco o inclusive dentro de dispositivos tan pequenos como telefonos celulares m6viles, etc.

Un articulo de Mikkel Baun Kjcrgaard, "Cleaning and processing RSS measurements for location fingerprinting" describe un modelo de limpieza y procesamiento de mediciones de la intensidad de la senal recibida para un

15 sistema de marca (o firma) de localizaci6n (o posici6n).

Un articulo de Melancon P et al., "Effects of fluorescent light on signal fading characteristics for indoor radio channels" describe que el plasma en las luces fluorescentes refleja las senales de radio al doble de la frecuencia de la red de potencia.

La patente US 5,990,826 describe un dispositivo GPS y uno auxiliar que reciben senales de posici6n de un rango 20 limitado emitidas desde transmisores de telemetria.

Un articulo de Deron K Jackson et al., "Fiat Lux: A Fluorescent Lamp digital transceiver" describe un sistema transceptor 6ptico que transmite mediante la modulaci6n de una lampara de arco.

La patente US 7,016,115 describe comunicaci6n con iluminaci6n sin parpadeo.

Sin embargo, un problema bien conocido en los receptores GPS es que, aunque es facil de determinar, por ejemplo,

25 la posici6n en un entorno abierto con un gran grado de exactitud empleando un receptor GPS, frecuentemente es casi imposible determinar la posici6n en un entorno de interiores empleando el receptor GPS. Esto es debido a que el nivel de senal recibido de la senal GPS es atenuado seriamente por las paredes y el techo del edificio en el que se halla el receptor GPS.

Compendio

30 Un problema al cual se refiere la presente invenci6n es el problema de c6mo determinar la posici6n de un equipo de usuario en un sistema m6vil de radiocomunicaciones cuando el equipo de usuario esta localizado en un entorno de interiores.

Este problema es abordado mediante un metodo de determinaci6n de la posici6n de un equipo de usuario en un sistema m6vil de radiocomunicaciones. El metodo se caracteriza porque la posici6n es determinada a traves de una

35 distorsi6n de una radiosenal transmitida a o desde el equipo de usuario, en donde la distorsi6n es causada por un dispersor que esta situado en una localizaci6n particular y que tiene unas propiedades de dispersi6n dependientes del tiempo de tal manera que la dispersi6n de una radiosenal origina una distorsi6n mediante la cual las propiedades de dispersi6n pueden ser identificadas.

El objeto de la presente invenci6n se consigue ademas con un dispositivo de posicionamiento para determinar la

40 posici6n de un equipo de usuario en un sistema m6vil de radiocomunicaciones. El dispositivo de posicionamiento es dispuesto para recibir una senal de radio que ha sido transmitida a o desde el equipo de usuario, detectar una distorsi6n en la senal de radio y extraer, de la distorsi6n, un contenido l6gico a traves del cual puede ser determinada la posici6n del equipo de usuario.

El objeto de la presente invenci6n tambien se consigue mediante un dispositivo de modulaci6n para determinar la

45 posici6n de un equipo de usuario en un sistema m6vil de radiocomunicaciones. El dispositivo de modulaci6n puede ser dispuesto para modular la variaci6n de la corriente y/o tensi6n de entrada a al menos una lampara fluorescente segun un patr6n de modulaci6n predeterminado de tal manera que la radiosenal que interactua con un plasma en la lampara fluorescente portara una distorsi6n mediante la cual puede ser derivada la posici6n de la lampara fluorescente.

50 Mediante la invenci6n se consigue que la informaci6n de la posici6n sobre un equipo de usuario en un sistema m6vil de radiocomunicaciones pueda ser obtenida cuando el equipo de usuario esta localizado en entornos que son inalcanzables por senales GPS, tales como por ejemplo los entornos de interiores.

Breve descripcion de los dibujos

La presente invenci6n sera descrita con mas detalle a continuaci6n con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Fig. 1 ilustra una vista general esquematica de la presente invenci6n.

La Fig. 2 muestra un equipo de usuario que comprende un dispositivo de posicionamiento segun una realizaci6n de la presente invenci6n.

La Fig. 3 es un diagrama de flujos que ilustra la operaci6n de una unidad de detecci6n segun una realizaci6n de la presente invenci6n.

La Fig. 4 es un diagrama de flujos que ilustra la operaci6n de una unidad de asociaci6n segun una realizaci6n de la presente invenci6n.

La Fig. 5 es un diagrama de flujos que ilustra esquematicamente una realizaci6n del metodo inventivo.

La Fig. 6 muestra una vista general esquematica de una realizaci6n de la presente invenci6n.

La Fig. 7 muestra un diagrama de senalizaci6n segun una realizaci6n de la presente invenci6n.

La Fig. 8 muestra un diagrama de flujos segun una realizaci6n de la presente invenci6n.

Descripcion detallada

La Fig. 1 ilustra una vista general de una realizaci6n de la presente invenci6n. En la Fig. 1, un satelite GPS 4 transmite senales GPS 6 a la tierra. Un equipo de usuario 1 esta actualmente localizado dentro de un edificio 7. El equipo de usuario 1 puede comprender un terminal m6vil, un ordenador personal con capacidad de radiocomunicaci6n u otros dispositivos similares. Debido a la atenuaci6n del techo y las paredes del edificio 7, un receptor GPS posiblemente incorporado en el equipo de usuario 1 no seria capaz de recibir la senal GPS 6. El receptor GPS seria por consiguiente incapaz de determinar su localizaci6n y de ese modo tambien la localizaci6n del equipo de usuario 1.

El equipo de usuario 1 es, sin embargo, con o sin receptor GPS, capaz de recibir las radiosenales 5 de una estaci6n base 2. Las radiosenales 5 entre la estaci6n base 2 y el equipo de usuario 1 estaran sin embargo distorsionadas debido a la combinaci6n de la senal que ha arribado primeramente, la que puede ser una onda directa de la linea de visi6n, y/o ecos desde objetos (dispersores) en el entorno.

Algunos dispersores tienen propiedades de dispersi6n que cambian con el tiempo, tales como por ejemplo el plasma de una lampara fluorescente. La distorsi6n de una radiosenal 5 causada por una lampara fluorescente 3 es un resultado de la interacci6n entre la radiosenal 5 y el plasma dentro de la lampara fluorescente 3. Las propiedades electromagneticas del plasma dentro de las lamparas fluorescentes 3a-c cambian segun la luz este encendida y apagada, lo que en una red de 50 Hz ocurrira unas 100 veces por segundo. Cuando las lamparas fluorescentes 3a-c estan encendidas, el plasma dentro de cada lampara fluorescente se torna excitado y conductor, lo que significa que las lamparas fluorescentes 3a-c actuan entonces como reflectores de las radiosenales 5. Los efectos de las radiosenales que emanan del funcionamiento de las lamparas fluorescentes 3a-c son similares a los efectos que emanan desde un tubo metalico con un radio que cambia con el tiempo. La interacci6n de una lampara fluorescente 3 con el plasma inducira un cambio en la amplitud y la fase de las radiosenales 5 reflejadas desde las lamparas fluorescentes 3a-c.

El fen6meno de radiosenales 5 distorsionadas por plasma se conoce de "Effects of fluorescent lights on signals fading characteristics for indoor radio channels", P. Melancon y J. Lebel, ELECTRONICS LETTERS, 27 de agosto de 1992, Vol. 28, No. 18, y ocurre en la mayoria de las oficinas y edificios en todo el mundo.

Segun la invenci6n, la distorsi6n de las radiosenales 5 que emanan de un dispersor con propiedades de dispersi6n dependientes del tiempo puede ser usada para fines de posicionamiento. A continuaci6n, la invenci6n sera descrita, s6lo con el prop6sito de ilustrar, en terminos de un dispersor que es una lampara fluorescente, y debe entenderse que el dispersor puede ser cualquier dispersor para el cual pueda ser predeterminada una dependencia temporal de las propiedades de dispersi6n.

La presente invenci6n usa ecos causados por el plasma dentro de las lamparas fluorescentes 3a-c, con el fin de determinar la localizaci6n de un equipo de usuario 1. Modulando la corriente y/o tensi6n de alimentaci6n a una lampara fluorescente 3 de una manera predeterminada, la distorsi6n causada por la lampara fluorescente 3 sobre una radiosenal 5 puede ser modulada. Aplicando diferentes patrones de modulaci6n a diferentes lamparas fluorescentes 3a-c, localizadas en diferentes posiciones, la lampara fluorescente 3 que causa un patr6n de distorsi6n particular en una radiosenal 5 puede ser identificada. Si tal patr6n particular de distorsi6n puede ser discernido en

las radiosenales 5 transmitidas a/desde un equipo de usuario 1, se puede concluir que el equipo de usuario 1 esta localizado en las inmediaciones de una lampara fluorescente 3 que origina el patr6n particular de distorsi6n.

Las lamparas fluorescentes 3 pueden ser por ejemplo lamparas fluorescentes ordinarias, que usualmente operan a 230 V 6 110 V. Por ejemplo, para una red de 50 Hz en la que la lampara fluorescente 3a es encendida y apagada 100 veces por segundo, la distorsi6n temporal en las radiosenales 5 entre el equipo de usuario 1 y la estaci6n base 2 puede ser detectada como una modulaci6n en amplitud y fase de 100 Hz de la senal recibida que produce dos picos Doppler a ±100 Hz. En resumen, la distorsi6n de la radiosenal 5 es una funci6n del tiempo segun la modulaci6n de la corriente y/o tensi6n de entrada de las lamparas fluorescentes 3a-c.

Las Figs. 1 y 2 ilustran una realizaci6n de la presente invenci6n en la que un dispositivo de posicionamiento 10 esta localizado en un equipo de usuario 1. Unos dispositivos de modulaci6n 9a-c modulan la corriente y/o tensi6n de entrada a las lamparas fluorescentes 3a-c, respectivamente, con el fin de obtener una modulaci6n especifica de la excitaci6n del plasma en la lampara fluorescente 3. Un dispositivo de posicionamiento 10 en el equipo de usuario 1 detecta, en una unidad de detecci6n 12, una distorsi6n especifica en la radiosenal 5 que es causada por la modulaci6n especifica de una lampara fluorescente 3. En una unidad de asociaci6n 13, un contenido l6gico Un que es portado por la modulaci6n especifica puede ser asociado con la localizaci6n P de la lampara fluorescente 3a. Asi, esta realizaci6n de la presente invenci6n puede ser usada para determinar la localizaci6n del equipo de usuario 1.

En la Fig. 1, el equipo de usuario 1, tambien mostrado con mas detalle en la Fig. 2, esta localizado en las inmediaciones de la lampara fluorescente 3a. La unidad de detecci6n 12 del dispositivo de posicionamiento 10 detectara una distorsi6n en la radiosenal 5 de enlace descendente recibida por el receptor 11 que tiene un pico o picos significativos en el espectro de frecuencia de la radiosenal, donde el pico o los picos corresponden a la modulaci6n especifica, descrita a continuaci6n, de la lampara fluorescente 3a. En consecuencia, detectando este pico o picos en el espectro de frecuencia de la radio senal, la unidad de detecci6n 12 en el dispositivo de posicionamiento 10 puede determinar un contenido l6gico Un que es transferido por la modulaci6n especifica de la lampara fluorescente 3a. El contenido l6gico Un puede portar informaci6n mediante la cual la localizaci6n P de la lampara fluorescente 3a, que origina la distorsi6n detectada, puede ser determinada. La unidad de asociaci6n 13 del dispositivo de posicionamiento 10 puede entonces asociar el contenido l6gico Un de la distorsi6n con la localizaci6n P de la lampara fluorescente 3a. La localizaci6n P de la lampara fluorescente 3a puede por ejemplo ser expresada como una coordenada geografica o ser usada para representar una habitaci6n, un vestibulo, una escalera, una salida de incendio, una planta, un edificio, etc. La localizaci6n del equipo de usuario 1 determinada como la localizaci6n P de la lampara fluorescente 3a por la unidad de asociaci6n 13, puede entonces, por ejemplo, tras acceder a la misma, ser usada por una aplicaci6n en el equipo de usuario 1 o ser mostrada a un usuario del equipo de usuario 1.

Como se menciona anteriormente, la modulaci6n especifica es realizada por el dispositivo de modulaci6n 9a para portar informaci6n relativa a la localizaci6n P de la lampara fluorescente 3a, esto es, portar el contenido l6gico Un. La modulaci6n especifica se consigue modulando la corriente y/o tensi6n de entrada de la red (u otra fuente de potencia) a la lampara fluorescente 3a desde su variaci6n estacionaria peri6dica ordinaria hasta, por ejemplo, una variaci6n estacionaria peri6dica unica especifica, una variaci6n modulada en fase (PM) o una variaci6n modulada en frecuencia (FM). Cabe senalar que otras tecnicas de modulaci6n conocidas pueden ser usadas tambien para transferir el contenido l6gico Un y, aunque no son descritas en la presente invenci6n, deberian ser consideradas incorporadas en la presente invenci6n.

Si la modulaci6n especifica es una variaci6n estacionaria peri6dica unica especifica, esto es, si la frecuencia de la variaci6n peri6dica estacionaria ordinaria de la corriente y/o tensi6n de entrada a la lampara fluorescente 3a cambia a una frecuencias especifica que es caracteristica para la lampara fluorescente 3a, entonces el contenido l6gico Un puede corresponder a la frecuencia especifica. La unidad de detecci6n 12 en el equipo de usuario 1 detectara entonces una distorsi6n en el canal de radiotransmisi6n que tiene un pico significativo para la frecuencia especifica en el espectro de frecuencia del radiocanal. El contenido l6gico Un puede asi ser extraido, por ejemplo mediante una transformada rapida de Fourier (Fast Fourier Transform, FFT) o analizando la senal distorsionada en el dominio temporal. Ademas, dado que hay sistemas de lamparas fluorescentes que cambian la modulaci6n de la corriente o la tensi6n de entrada a las lamparas fluorescentes desde la variaci6n peri6dica de 50 Hz (6 60 Hz) de las redes a una frecuencia tan alta como 50 kHz o superior (estas frecuencias tan altas son normalmente usadas con el fin de evitar el parpadeo de la luz emitida y/o producir lamparas fluorescentes mas ligeras y mas baratas), la frecuencia especifica puede ser seleccionada de entre un gran rango de frecuencias. Por lo tanto, una suficiente cantidad de valores del contenido l6gico Un pueden ser obtenidos.

Si la modulaci6n especifica es una variaci6n modulada en frecuencia (FM) de la variaci6n peri6dica estacionaria ordinaria de la corriente o la tensi6n de entrada a la lampara fluorescente 3a, cada frecuencia en la combinaci6n puede ser dispuesta para representar un estado, por ejemplo, un c6digo de bits especifico. Por lo tanto, una combinaci6n particular de frecuencias puede corresponder a un contenido l6gico Un particular. De manera similar, si la modulaci6n especifica es una variaci6n modulada en fase (PM) de la variaci6n estacionaria peri6dica ordinaria de la corriente o la tensi6n de entrada a la lampara fluorescente 3a, cada variaci6n de fase en la combinaci6n puede ser dispuesta para representar un estado, por ejemplo, un c6digo de bits especifico, y una combinaci6n particular de fase puede corresponder a un contenido l6gico Un. En ambos caso, la combinaci6n de frecuencia o la combinaci6n

de variaci6n de fase, respectivamente, puede ventajosamente ser repetida continuamente con el fin de asegurar una detecci6n eficiente de la combinaci6n de frecuencias o fase.

Dado que la distorsi6n de la radiosenal 5 causada por el plasma modulado sera muy a menudo una distorsi6n de bajo efecto, una radiosenal 5 que es recibida por un receptor 11 conectado a un dispositivo de posicionamiento 10 puede ser ventajosamente promediada en un intervalo de tiempo. Ademas de ello, la particular combinaci6n de variaciones de frecuencias/fase que corresponde a un contenido l6gico Un particular podria ventajosamente ser seleccionada de manera que la auto-correlaci6n de una variaci6n especifica sea alta, por ejemplo por el uso de c6digos Barker.

Una combinaci6n particular de variaciones de fase/frecuencia que representa el contenido l6gico Un podria ademas constar de una serie de combinaciones mas cortas de variaciones de fase/frecuencia que se han asociado cada una con un contenido l6gico particular. Por ejemplo, si son usados c6digos Barker, entonces un primer c6digo Barker puede ser dispuesto para representar un primer numero, por ejemplo "1", y un segundo c6digo Barker puede ser hecho para representar un segundo numero, por ejemplo "0". Otros mapeos de c6digos Barker sobre el contenido informativo tambien podrian ser hechos. Combinando estos c6digos Barker, cualquier numero podria ser transmitido por medio de la distorsi6n causada por el plasma. Alternativamente, un unico c6digo Barker podria ser usado repetidamente, y el contenido informativo podria entonces ser transmitido por medio de desplazamientos de fase entre las repeticiones de un unico c6digo Barker.

Si una radiosenal 5 que es recibida por un dispositivo de posicionamiento 10 ha viajado en las inmediaciones de una lampara fluorescente 3, la unidad de detecci6n 12 en el dispositivo de posicionamiento 10 va a detectar una distorsi6n en el canal de transmisi6n de la radiosenal 5. En la Fig. 3, un diagrama de flujo ilustrando una operaci6n ejemplar de una unidad de detecci6n 12 es ilustrado. En el paso S31, es recibida una radiosenal 5 que comprende una distorsi6n causada por una lampara fluorescente 3. En el paso S32, la distorsi6n es identificada. Si la modulaci6n especifica de la lampara fluorescente 3 es una modulaci6n de fase o frecuencia, la identificaci6n en el paso S32 puede ser realizada ventajosamente mediante el uso de un analisis de auto-correlaci6n de la radiosenal 5 recibida, en el dominio de la frecuencia o en el del tiempo. Una unidad de detecci6n 12 que tiene acceso a la informaci6n sobre las posibles combinaciones de variaciones de frecuencias/fase que pueden ser usadas para la modulaci6n de una lampara fluorescente 3 puede asi, realizando operaciones de auto-correlaci6n sobre la radiosenal 5 recibida respecto a tales posibles combinaciones, identificar que combinaci6n(es) de variaciones de frecuencias/fase fueron usadas para modular la lampara fluorescente 3 dando lugar a la distorsi6n en la radiosenal 5 recibida. Si la modulaci6n de la lampara fluorescente 3 es una variaci6n estacionaria peri6dica especifica, entonces la identificaci6n del contenido l6gico Un puede ventajosamente ser realizada mediante una transformada rapida de Fourier (Fast Fourier Transform, FFT). Cuando el contenido l6gico Un ha sido identificado, la unidad de detecci6n 12 entrega una senal indicativa del contenido l6gico Un a una salida de la unidad de detecci6n 12.

En algunos casos, el contenido l6gico Un puede en si dar informaci6n sobre la posici6n del equipo de usuario 1. Este puede ser por ejemplo el caso cuando una estaci6n base 2 ha instruido a un dispositivo de modulaci6n 9 para usar una modulaci6n particular (vease mas adelante), o si la modulaci6n es una variaci6n peri6dica estacionaria especifica, en la que la frecuencia de las variaciones peri6dicas ha sido seleccionada para que la frecuencia en si misma porte informaci6n sobre la posici6n del equipo de usuario 1. Sin embargo, en muchos casos el contenido l6gico Un extraido sera transferido a una unidad de asociaci6n 13, en la que el contenido l6gico Un puede ser asociado con la coordenada geografica o localizaci6n P de la lampara fluorescente 3a.

Una realizaci6n de la operaci6n de una unidad de asociaci6n 13 es ilustrada esquematicamente en la Fig. 4. En el paso S41, es recibida una senal indicativa del contenido l6gico Un. En el paso S42, el contenido l6gico Un es asociado con una posici6n. En una implementaci6n de la invenci6n, la unidad de asociaci6n 13 tiene acceso a una tabla de consulta u otra base de datos en la que los diferentes valores del contenido l6gico Un que son usados por diferentes dispositivos de modulaci6n 9 de diferentes lamparas fluorescentes 3 son almacenados junto con las localizaciones P de tales diferentes lamparas fluorescentes 3. En esta implementaci6n, el paso S42 implica buscar en la tabla de consulta/base de datos el contenido l6gico Un recibido en el paso S41. En otra implementaci6n de la invenci6n, el contenido l6gico Un podria consistir en diferentes partes, por ejemplo una primera parte (por ejemplo un primer c6digo Barker o un primer conjunto de c6digos Barker) que incluye informaci6n sobre el valor de un primer digito en un numero, una segunda parte que incluye informaci6n sobre un segundo digito de un numero, etc. El numero u otro c6digo representado por el contenido l6gico Un completo podria por ejemplo corresponder a una posici6n geografica en terminos de latitud, longitud y elevaci6n, a una identificaci6n de la lampara fluorescente 3, o a cualquier otra informaci6n. Tambien en esta implementaci6n, una tabla de consulta/base de datos puede ser util. Por ejemplo, en el ejemplo donde un conjunto particular de c6digos Barker corresponde a un numero particular, la tabla de consulta/base de datos podria incluir informaci6n sobre que conjunto de c6digos Barker corresponde a que numero. En esta implementaci6n, la asociaci6n realizada en el paso S42 podria entonces incluir la busqueda en la tabla de consulta/base de datos de los diferentes c6digos transmitidos por las diferentes partes del contenido l6gico Un, con el fin de recuperar la informaci6n codificada mediante diferentes partes del contenido l6gico Un. En el paso S43, la unidad de asociaci6n 13 puede ser dispuesta para entregar una senal indicativa de la posici6n del equipo de usuario 1 a una salida de la unidad de asociaci6n 13.

Una modulaci6n especifica, de fase o de frecuencia, puede ser realizada por los dispositivos de modulaci6n 9a-c para una lampara fluorescente (por ejemplo en una sola habitaci6n) o para un conjunto de lamparas fluorescentes (por�memppooun pasillo o salida de incendios) dependiendo de la exactitud deseada del sistema de posicionamiento en interiores, Una modulaci6n especifica puede ser realizada por los dispositivos de modulaci6n 9a-c en una fuente de potencia compartida - por ejemplo en una conexi6n compartida a la red o similar - para todo un conjunto de lamparas fluorescentes 3a-c.

La presente invenci6n proporciona una posibilidad de incorporar una coordenada Z en una posici6n geografica que corresponde a la elevaci6n y permitir asi a un dispositivo de posicionamiento 10, por ejemplo, identificar en que planta de un edificio esta en ese momento localizado el equipo de usuario 1.

Cuanto mayor es la frecuencia de modulaci6n de una lampara fluorescente, mayor puede ser la tasa de transferencia de informaci6n desde las lamparas fluorescentes 3 al dispositivo de posicionamiento 10. Cuando las lamparas fluorescentes 3a-c tienen una frecuencia media de 50 Hz, la tasa de transferencia de informaci6n es del orden de 1 a 10 bits/segundo. Aunque esta tasa de transferencia de informaci6n puede ser considerada baja para algunas aplicaciones, es posible usar el metodo segun la presente invenci6n mientras la conexi6n m6vil celular de la radiotransmisi6n tenga suficiente duraci6n en el tiempo para que el contenido l6gico Un transportado por la distorsi6n pueda ser discernido. Cuanto mayor sea la frecuencia de modulaci6n, menor sera la duraci6n requerida de tiempo de conexi6n.

Ademas, es ventajoso tener una linea de visi6n clara entre el equipo de usuario 1 y la lampara fluorescente 3 mas cercana. No obstante, el efecto de la distorsi6n generalmente no es atenuado por un ser humano de pie o moviendose en la linea de visi6n, dado que la dispersi6n (ecos) es rica en el entorno de interiores y asi es probable que uno o mas ecos fuertes alcancen la lampara fluorescente.

Cabe senalar tambien que el fen6meno abordado en la presente invenci6n existe cuando hay una pequena distancia de unos pocos metros entre el equipo de usuario 1 y las lamparas fluorescentes 3a-c. No obstante, la distancia maxima entre la lampara fluorescente 3a-c y el equipo de usuario 1 para que el equipo de usuario 1 pueda detectar la distorsi6n ha de ser determinada, pero se puede asumir con seguridad el que sea menos de 100 metros.

En la realizaci6n de la invenci6n ilustrada en la Fig. 2, el dispositivo de posicionamiento 10 esta localizado en un equipo de usuario 1, y una distorsi6n causada por una lampara fluorescente 3 es detectada en una radiosenal 5 de enlace descendente. Sin embargo, el dispositivo de posicionamiento 10 puede que alternativamente sea conectado a un receptor 11 de una estaci6n radio base 2 y localizado en la estaci6n radio base 2, o en otro nodo conectado a esta. Puede que entonces sea detectada una distorsi6n en una radiosenal 5 de enlace ascendente que ha sido transmitida por un equipo de usuario 1 localizado en las inmediaciones de una lampara fluorescente 3. Esta realizaci6n puede, por ejemplo, ser ventajosa para determinar si un equipo de usuario 1 esta localizado en una localizaci6n especifica para mayor seguridad mientras que un equipo de usuario 1 esta entrando en una zona protegida o en un procedimiento de transferencia de dinero etc.

Ademas, en la Fig. 2, el dispositivo de posicionamiento 10 conectado al receptor 11 comprende una unidad de detecci6n 12 y una unidad de asociaci6n 13. En otra implementaci6n de la invenci6n, puede que la unidad de asociaci6n 13 este localizada en otro sitio, y una senal indicadora de una distorsi6n detectada por la unidad de detecci6n 12 puede que sea transmitida por el dispositivo de posicionamiento 10 a la unidad de asociaci6n 13.

En la Fig. 5, se ilustra una vista general de un metodo segun la presente invenci6n. Primero, en el paso S51, las corrientes o tensiones de entrada a las lamparas fluorescentes 3a-c son moduladas por el dispositivo de modulaci6n 9a-c segun una tecnica de modulaci6n, para portar el contenido l6gico Un. En el paso S52, la unidad de detecci6n 12 de un dispositivo de posicionamiento 10 detecta e identifica una distorsi6n en una radiosenal 5 que ha sido transmitida a o desde un equipo de usuario 1 localizado en las cercanias de la lampara fluorescente 3. En el paso S53, una unidad de asociaci6n 13 puede asociar el contenido l6gico Un con una localizaci6n P de las lamparas fluorescentes 3a-c y asi determinar la posici6n del equipo de usuario 1. En una realizaci6n en la que la distorsi6n en si misma provee suficiente informaci6n sobre la posici6n del equipo de usuario 1, el paso S53 no es necesario.

Si la unidad de asociaci6n 13 y el dispositivo de posicionamiento 10 incluyendo la unidad de detecci6n 12 estan localizados en diferentes dispositivos (por ejemplo el dispositivo de posicionamiento 10 en el equipo de usuario 1 y la unidad de asociaci6n 13 en la estaci6n radio base 2, o viceversa), entonces el diagrama de flujos en la Fig. 5 puede que incluya un paso en el que una senal indicativa de la distorsi6n detectada en el paso S52 es transmitida a la unidad de asociaci6n 13. El paso S53 de la Fig. 5, en el que la posici6n del equipo de usuario 1 es determinada basandose en la distorsi6n detectada, podria entonces ser realizado en la unidad de asociaci6n 13. Esto puede que sea ventajoso en algunos casos. Por ejemplo, para implementar la unidad de asociaci6n 13 en la estaci6n radio base 2 cuando el dispositivo de posicionamiento 10 esta incluido en el equipo de usuario 1 puede que sea preferible que la informaci6n sobre la posici6n del equipo de usuario 1 sea usada por una aplicaci6n que requiere mucho procesamiento, ya que frecuentemente la estaci6n base 2 tiene mayores capacidades de procesamiento que el equipo de usuario 1.

Segun la presente invenci6n, una lampara fluorescente 3, o un grupo de lamparas fluorescentes 3, es modulado segun un patr6n de modulaci6n que origina una distorsi6n que puede ser distinguida de distorsiones causadas por lamparas fluorescentes 3 moduladas segun otros patrones de modulaci6n. Una pluralidad de patrones de modulaci6n distinguibles es aqui requerida para permitir la determinaci6n de la posici6n dentro de una gran area. Sin embargo, dado que la informaci6n sobre con cual(es) estaci6n(es) base 2 un equipo de usuario 1 puede comunicar actualmente proporciona informaci6n imprecisa sobre la localizaci6n del equipo de usuario 1, los patrones de modulaci6n pueden ser reusados a distancias suficientemente largas.

Segun una realizaci6n ilustrada en la Fig. 6, la estaci6n base 2 es dispuesta para transmitir informaci6n de control de la modulaci6n 8, por ejemplo, una senal de control de la modulaci6n o el contenido l6gico Un, a un dispositivo de modulaci6n 9d. El dispositivo de modulaci6n 9d de la Fig. 6 esta conectado a la lampara fluorescente 3d y comprende un receptor de radiosenal. El dispositivo de modulaci6n 9d esta adaptado para modificar el patr6n de modulaci6n aplicado a la lampara fluorescente 3d segun las instrucciones recibidas por la estaci6n base 2.

La Fig. 7 es un diagrama de senalizaci6n que ilustra un ejemplo de senalizaci6n que puede ocurrir en la realizaci6n ilustrada en la Fig. 6. Una senal de control de la modulaci6n A, que incluye instrucciones al dispositivo de modulaci6n 9d, es enviada desde la estaci6n base 2 al dispositivo de modulaci6n 9d. Tal senal de control de la modulaci6n A podria por ejemplo, incluir una referencia a instrucciones particulares del control de la modulaci6n almacenadas en el dispositivo de modulaci6n 9d. El dispositivo de modulaci6n 9d incluiria entonces el almacenamiento para una pluralidad de diferentes instrucciones de control de la modulaci6n. Alternativamente, la senal de control de la modulaci6n A enviada desde la estaci6n base 2 podria incluir instrucciones explicitas del control de la modulaci6n. Tales instrucciones explicitas del control de la modulaci6n podrian por ejemplo incluir informaci6n sobre una frecuencia particular a ser usada en la modulaci6n.

En respuesta a una senal de control de la modulaci6n A, el dispositivo de modulaci6n 9d adapta, en el evento B, la modulaci6n del plasma de la lampara fluorescente 3d segun las instrucciones incluidas en la senal de control de la modulaci6n A. Un acuse de recibo puede ser transmitido desde el dispositivo de modulaci6n 9d a la estaci6n base 2.

Las radiosenales 5 son entonces transmitidas entre la estaci6n base 2 y el equipo de usuario 1, en el que una distorsi6n causada por la lampara fluorescente 3d puede ser detectada si el equipo de usuario 1 esta localizado en las inmediaciones de la lampara fluorescente 3d.

Esta realizaci6n puede ser usada, por ejemplo, en un sistema de control de la seguridad para chequear si un equipo de usuario 1 esta localizado en una ubicaci6n especifica, o no, en un momento dado de tiempo. Por ejemplo, si es necesario confirmar si un equipo de usuario 1 esta en las inmediaciones de la lampara fluorescente 3d, las instrucciones para modular el plasma de la lampara fluorescente 3d de una manera particular pueden ser enviadas al dispositivo de modulaci6n 9d. Las radiosenales 5 que son enviadas/recibidas por el equipo de usuario 1 incluirian entonces, si el equipo de usuario 1 esta en las inmediaciones de la lampara fluorescente 3d, una distorsi6n correspondiente a una modulaci6n particular del plasma de la lampara fluorescente 3d. Si el equipo de usuario 1 incluye un dispositivo de posicionamiento 10, entonces puede ser requerido que el equipo de usuario 1 detecte la distorsi6n y transmita a la radio estaci6n base 2 una senal indicativa de la distorsi6n detectada. Alternativamente, si la radio estaci6n base 2 incluye un dispositivo de posicionamiento 10, entonces la distorsi6n puede ser detectada en una radiosenal 5 de enlace ascendente. En esta realizaci6n, puede ser requerido que el equipo de usuario 1 transmita una radiosenal 5 de enlace ascendente a la radio estaci6n base 2 para que la distorsi6n pueda ser detectada. A menudo, un intercambio continuo de senales entre la radio estaci6n base 2 y el equipo de usuario 1 puede ser usado para este prop6sito. Por ejemplo, si el control de seguridad es realizado en relaci6n a una transacci6n monetaria realizada utilizando el equipo de usuario 1, la distorsi6n puede ser detectada en cualquier senal relativa a esta transacci6n y transmitida desde el equipo de usuario 1, y no necesita ser enviada al equipo de usuario 1 una petici6n separada para la transmisi6n de una senal.

La Fig. 8 es un diagrama de flujos que ilustra la realizaci6n de la invenci6n en la que una radio estaci6n base 2 puede instruir a un dispositivo de modulaci6n 9d para inducir una modulaci6n particular al plasma de una lampara fluorescente 3d. En el paso S81, una senal de control de la modulaci6n A es transmitida desde la estaci6n base 2 al dispositivo de modulaci6n 9d. La senal de control de la modulaci6n A es recibida por el dispositivo de modulaci6n 9d en el paso S82.

En el paso S83, el dispositivo de modulaci6n 9d modula la corriente y/o la tensi6n de entrada a la lampara fluorescente 3d segun la informaci6n portada por la senal de informaci6n de control de la modulaci6n recibida en el paso S82.

En el paso S84, una radiosenal 5 en la que una distorsi6n puede que sea detectada es transmitida a o desde el equipo de usuario 1. Cuando el dispositivo de posicionamiento 10 esta localizado en el equipo de usuario 1, la radiosenal 5 puede ser transmitida desde la estaci6n base 2. La radiosenal 5 podria entonces incluir ventajosamente una instrucci6n al equipo de usuario 1 para realizar una determinaci6n de posici6n. Cuando el dispositivo de posicionamiento 10 esta localizado en la estaci6n base 2, un paso adicional, en el que el equipo de usuario 1 solicita transmitir una radiosenal 5 en la que una distorsi6n puede ser detectada, podria ser incluido antes del paso S84, o la estaci6n base 2 podria esperar por una radiosenal 5 a ser transmitida por el equipo de usuario 1.

En el paso S85, la posici6n del equipo de usuario es determinada. Si esta determinaci6n es realizada en el equipo de usuario 1, puede ser anadido ventajosamente un paso adicional, en el que una senal indicativa del resultado de la determinaci6n de la posici6n es transmitido desde el equipo de usuario 1 a la estaci6n base 2. Si la distorsi6n detectada en la radiosenal 5 transmitida a/desde el equipo de usuario 1 corresponde a la modulaci6n de la instrucci6n de modulaci6n portada de la senal de control de la modulaci6n A enviada en el paso S81, entonces la estaci6n base 2 sabe que el equipo de usuario 1 esta en la proximidad de la lampara fluorescente 3d. La posici6n de un equipo de usuario 1 puede que aqui sea expresada como un patr6n particular de modulaci6n, dado que el dispositivo que solicita la posici6n conoce el patr6n de modulaci6n aplicado por el dispositivo de modulaci6n 9d. No es necesario realizar entonces una asociaci6n entre un contenido l6gico Un y una posici6n, ni es necesaria una unidad de asociaci6n 13. No obstante, una posici6n expresada como una coordenada geografica o una posici6n dentro de un edificio, como se describe antes, puede ser usada alternativamente.

El dispositivo de modulaci6n 9d puede tambien ser dispuesto para modular la corriente o tensi6n de entrada a una o varias de las lamparas fluorescentes 3b-d, como se describe previamente.

La detecci6n de una distorsi6n inducida por una lampara fluorescente modulada 3 puede que por ejemplo sea realizada sobre unas radiosenales 5 que porten otra informaci6n, como voz o datos, o senales de control relativas a la transmisi6n de voz o datos. Alternativamente, la detecci6n puede ser realizada sobre radiosenales 5 especialmente dispuestas para facilitar la detecci6n de una distorsi6n, en lo sucesivo denominadas radiosenales de determinaci6n del posicionamiento. Tales radiosenales de determinaci6n del posicionamiento podrian por ejemplo incluir un contenido conocido, para que cualquier distorsi6n causada por la interacci6n con una lampara fluorescente 3 pueda ser facilmente distinguida de una radiosenal que porta el contenido conocido. Cuando es requerida la posici6n de un equipo de usuario 1 (por ejemplo por un usuario de un equipo de usuario 1 o una estaci6n base 2), una radiosenal de determinaci6n del posicionamiento podria ser transmitida a o desde el equipo de usuario 1, dependiendo de si el dispositivo de posicionamiento 10 esta localizado en la estaci6n base 2 o en el equipo de usuario 1. Una radiosenal de determinaci6n del posicionamiento podria ser ventajosamente transmitida durante una duraci6n de tiempo suficiente para que el dispositivo de posicionamiento determine una distorsi6n. Alternativamente, la radiosenal de determinaci6n del posicionamiento podria ser transmitida repetidamente hasta que el dispositivo de posicionamiento indicase que la operaci6n de determinaci6n de la distorsi6n ha finalizado.

Una ventaja de la presente invenci6n es que esta no es afectada por cambios en las condiciones de iluminaci6n interior, tales como incremento de la luz solar o sombras.

Tambien se debe anadir, como se ha indicado anteriormente, que la distorsi6n proporcionada por las lamparas fluorescentes 3, tambien puede ser proporcionada por cualquier otra forma de dispersor de radiosenales variante en el tiempo y controlable, tales como objetos metalicos con formas que varian en el tiempo. Ademas, si hay razones para no tener iluminaci6n con las lamparas fluorescentes 3a-c en una determinada habitaci6n, como en un cuarto oscuro usado para revelar una pelicula, etc., seria posible cubrir las lamparas fluorescentes 3a-c con cualquier material dielectrico opaco adecuado, como, por ejemplo, cualquier forma de material plastico. Este resguarda la habitaci6n de la luz emitida por las lamparas fluorescentes 3a-c, permitiendo aun la detecci6n de la distorsi6n de las radiosenales.

La presente invenci6n puede proporcionar un sistema de posicionamiento de bajo coste y exacto, sin ninguna necesidad de antenas interiores o repetidores de senal. Por lo tanto, el posicionamiento mediante el uso de la invenci6n no necesita originar una radiaci6n de radiofrecuencia adicional. Ademas, la invenci6n puede usar un sistema de lampara fluorescente ya presente para que actue como dispersor de las radiosenales, reduciendo aun mas de este modo los costes.

La presente invenci6n, como se describe anteriormente en las realizaciones, introduce muchas nuevas areas de aplicaci6n, por ejemplo, programas de computadores, presentes en un equipo de usuario 1, que pueden usar la informaci6n sobre la posici6n del equipo de usuario 1 con el fin de brindar una amplia variedad de servicios, tales como proporcionar informaci6n turistica y/o direcciones dentro de grandes edificios, etc. Un usuario del equipo de usuario 1 podria entonces, por ejemplo, ser guiado por una aplicaci6n que muestre un mapa de un gran complejo de oficinas, planta de una fabrica o un museo, etc., en el que la posici6n del equipo de usuario 1 y de ese modo tambien la del usuario pueda ser mostrada informativamente. Esto permite a un usuario ser facilmente orientado en entornos de interiores y que se le puedan proporcionar instrucciones sobre c6mo llegar a un sitio deseado. Como se sugiere antes en las realizaciones, la presente invenci6n puede tambien ser usada en diferentes aplicaciones de seguridad, transacciones monetarias seguras o similares. Tambien puede anadirse que varias combinaciones de las realizaciones antes mencionadas pueden ser usadas para ajustar un sistema de posicionamiento apropiado para las diferentes areas de una aplicaci6n y deberia ser considerado, aunque no se ha descrito en detalle, como incluido en la presente invenci6n.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Un metodo para determinar la posici6n de un equipo de usuario (1) en un sistema m6vil de radiocomunicaciones, caracterizado porque

la posici6n es determinada a traves de una distorsi6n en una radiosenal transmitida hasta o desde el equipo de usuario (1), en donde la distorsi6n es causada por un dispersor (3) que esta posicionado en una localizaci6n particular y que tiene propiedades de dispersi6n dependientes del tiempo asociadas con dicha localizaci6n, de tal manera que la dispersi6n de una radiosenal origina una distorsi6n mediante la cual dichas propiedades de dispersi6n dependientes del tiempo pueden ser identificadas, y por la identificaci6n, en la distorsi6n, de un contenido l6gico asociado con dichas propiedades de dispersi6n dependientes del tiempo.
2.

Un metodo segun la reivindicaci6n 1, en el que el dispersor es una lampara fluorescente (3a, 3b, 3c, 3d).
3.

Un metodo de la reivindicaci6n 1 6 2, que comprende recibir (S31) una radiosenal que ha sido transmitida a o desde el equipo de usuario (1); y detectar la distorsi6n en dicha radiosenal (S52).
4.

Un metodo segun la reivindicaci6n 3, en el que la detecci6n incluye identificar un contenido l6gico portado por la distorsi6n (S32).
5.

Un metodo segun la reivindicaci6n 4, que ademas comprende asociar el contenido l6gico con una posici6n del dispersor (S41-S43).
6.

Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 3-5, en el que

la determinaci6n (S83, S84-S85) de la posici6n de dicho equipo de usuario (1) se hace usando una tabla de consulta u otra base de datos, en donde dicha tabla de consulta asocia dicha distorsi6n detectada con una coordenada geografica posicional especifica (P) o localizaci6n.
7.

Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 3-6, en el que dicha detecci6n de una distorsi6n en dicha radiosenal es realizada en dicho equipo de usuario (1).
8.

Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 3-6, en el que dicha detecci6n de una distorsi6n en dicha radiosenal es realizada en una estaci6n base (2).
9.

Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 2-8, que comprende

modular (S51) la variaci6n de una corriente y/o tensi6n de entrada a una lampara fluorescente (3a, 3b, 3c, 3d) segun un patr6n de modulaci6n predeterminado con el fin de causar un patr6n de distorsi6n particular en la radiosenal.
10.

Un metodo segun la reivindicaci6n 9, que incluye

transferir (S81) una senal de control de modulaci6n (A) a un dispositivo modulador (9) conectado a dicha al menos una lampara fluorescente (3), comprendiendo la senal de control de la modulaci6n informaci6n a partir de la cual puede ser determinado un patr6n de modulaci6n deseado.
11.

Un dispositivo de posicionamiento para determinar la posici6n de un equipo de usuario (1) en un sistema m6vil de radiocomunicaciones, estando el dispositivo de posicionamiento (10) dispuesto para

recibir una radiosenal (5) que ha sido transmitida a o desde el equipo de usuario (1);

detectar una distorsi6n en la radiosenal (5) causada por la dispersi6n de dicha radiosenal (5) por un dispersor (3) que esta posicionado en una localizaci6n particular y tiene propiedades de dispersi6n dependientes del tiempo asociadas con dicha localizaci6n; e

identificar, en dicha distorsi6n, un contenido l6gico asociado con dichas propiedades de dispersi6n dependientes del tiempo mediante las que puede ser determinada la posici6n de un equipo de usuario (1).
12. Un dispositivo de posicionamiento segun la reivindicaci6n 11, en el que

dicho dispositivo de posicionamiento (10) es dispuesto ademas para determinar la posici6n de dicho equipo de usuario (1) mediante el uso de dicho contenido l6gico.
13.

Un dispositivo de posicionamiento segun la reivindicaci6n 11 6 12, en el que

el dispositivo de posicionamiento (10) tiene acceso a una tabla de consulta o a una base de datos, en donde dicha tabla de consulta/base de datos asocia la distorsi6n detectada o informaci6n correspondiente a dicha distorsi6n detectada con una coordenada geografica posicional especifica (P) o una localizaci6n.
14.

Un equipo de usuario (1), que comprende un dispositivo de posicionamiento (10) segun cualquiera de las reivindicaciones 11-13.
15.

Una estaci6n base (2), que comprende un dispositivo de posicionamiento (10) segun cualquiera de las reivindicaciones 11-13.
16.

Un dispositivo de modulaci6n (9) para determinar la posici6n de un equipo de usuario (1) en un sistema m6vil de radiocomunicaciones, estando dicho dispositivo de modulaci6n (9) dispuesto para

modular la variaci6n de la corriente o tensi6n de entrada de al menos una lampara fluorescente (3) segun un patr6n de modulaci6n predeterminado con el fin de permitir a un plasma en la lampara fluorescente (3) interactuar con una radiosenal (5) de una manera tal que una distorsi6n que porta un contenido l6gico sea causada en dicha radiosenal (5), con lo cual dicho contenido l6gico puede ser usado para determinar la posici6n del equipo de usuario (1).
17.

Un dispositivo de modulaci6n (9d) segun la reivindicaci6n 16, que ademas comprende un radio-receptor, en el que dicho radio-receptor es dispuesto para

recibir una senal de control de modulaci6n (A), estando dicho dispositivo modulador (9d) dispuesto para modular la variaci6n de la corriente y/o tensi6n de entrada a al menos una lampara fluorescente (3) en dependencia de la informaci6n portada por dicha senal de control de la modulaci6n.
18.

Un dispositivo de modulaci6n (9) segun la reivindicaci6n 16 o 17, en el que dicho dispositivo de modulaci6n (9) esta dispuesto para ser conectado a al menos dos lamparas fluorescentes (3).
19.

Un dispositivo de modulaci6n (9) segun la reivindicaci6n 18, en el que dicho dispositivo de modulaci6n (9) esta dispuesto para ser conectado a al menos dos lamparas fluorescentes (3) mediante una fuente de potencia compartida.
20.

Un sistema de lampara fluorescente que comprende el dispositivo de modulaci6n de cualquiera de las reivindicaciones 16-19 y una lampara fluorescente (3), en el que el dispositivo de modulaci6n (9) esta conectado a la lampara fluorescente (3).