CN1732640A - 移动基站的wlan通信系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种WLAN通信系统(10)及方法，采用移动WLAN基站(16)，移动WLAN基站(16)包括WLAN收发机(26)和存储从一个或多个移动WLAN设备(12a－12n)接收的消息的存储器(30)。移动WLAN基站(16)作为移动WLAN设备的消息的移动消息载体或消息转发器。在一个实施例中，移动WLAN基站(16)接收从若干个移动WLAN设备(12a－12n)发送的消息，暂时存储所接收的消息，并且在移动WLAN基站(16)移动到可应用固定或其他移动WLAN基站的通信范围之内时，将所存储的消息交付给固定WLAN基站或另一移动WLAN基站。

Description

移动基站的WLAN通信系统和方法

技术领域

本发明一般涉及无线通信系统，更具体的说涉及无线局域网、设备和系统。

背景技术

无线局域网(WLAN)已公知且典型使用诸如蓝牙和/或IEEE802.11的短程传输协议在WLAN设备之间传送信息。WLAN被用于外围设备的简单无线连接和用于自组微微网(piconet)，其中移动WLAN设备与固定基站或其他移动设备连接。

此外，无线移动设备正设计为配备集成WLAN收发机和无线广域网(WWAN)收发机，例如蜂窝和/或寻呼收发机。但是，这种设备典型地使用传统方式下的不同收发机来通过其各自的网络进行通信。

现在，一些无线移动设备(例如个人数字助理(PDA)和蜂窝电话)采用小型低价WLAN收发机，通过个人计算机或其他合适的蓝牙端口访问互联网或其他广域网。对于这种设备，为了实现低功耗、低尺寸和低成本且没有或几乎没有访问费用而放弃广域覆盖(或至少是广域数据覆盖)。由于WLAN覆盖区域小，所以WLAN站点很难覆盖大至整个城市或者大城市的大部分地区的地理区域。

因此，希望以较低的成本改善传统WLAN通信系统的覆盖区域。

附图说明

本发明通过示例的方式示出且不受附图的限制，附图中相同的参考数字表示相同的元件。在图中：

图1是示出了根据本发明的优选实施例的WLAN通信系统的框图；

图2是示出了根据本发明的优选实施例的从移动WLAN设备的角度考虑的WLAN通信方法的流程图；

图3示出了根据本发明的优选实施例的从移动WLAN基站的角度考虑的WLAN通信方法；

图4是示出了根据本发明的一个实施例的采用WLAN通信系统的示例性交通运输系统的视图；以及

图5是示出了根据本发明的优选实施例的在WLAN通信系统的元件之间交换消息的消息流程图。

具体实施方式

WLAN通信系统采用移动WLAN基站，其包括WLAN收发机和多无线设备消息收集存储器，其中存储器存储接收自一个或多个固定WLAN设备或移动WLAN设备的消息。移动WLAN基站基本上作为移动消息发送载体或发送侧移动WLAN设备的消息的消息转发器。消息包括任何信息，包括(但不限于)视频、音频或任何其他合适的移动WLAN设备发送的消息。在一个实施例中，移动WLAN基站接收若干个移动WLAN设备发送的消息，暂时存储接收的消息以及在移动到可应用固定或其他移动WLAN基站的通信范围之内时将存储的消息交付给固定WLAN基站或另一移动WLAN基站。因此，诸如公交车或火车的车辆配备有移动WLAN基站，车辆编程移动WLAN设备的潜在消息载体。使用移动WLAN基站提高了传统WLAN系统的系统覆盖区域。

在另一实施例中，移动WLAN基站作为消息转发器且没有将消息形成队列，而是暂时存储消息并在能够与无线广域网(WWAN)通信时将消息转发。同样，移动WLAN基站还可以包括WWAN收发机，例如蜂窝或寻呼收发机，因此移动WLAN基站可以立即将接收的消息传送至广域网，而没有首先与固定WLAN基站连接，从而使消息更加方便地转发至网络或广域网的服务提供商。

在另一优选实施例中，还使用固定WLAN收集器基站。这种收集器基站从移动WLAN设备接收消息并将其存储，以及在移动WLAN基站移动到固定收集器基站的通信范围之内时自动将存储的消息下载到移动WLAN基站。固定WLAN收集器基站优选位于移动WLAN设备的自然停留点，例如公交车站、红绿灯处、火车站、购物中心或者其他合适的停留点。固定收集器基站还可以分布在移动WLAN基站的传输线路上，以确保移动WLAN基站所收集的消息能够最终被上载至移动WLAN基站或由其下载并交付给网络或服务提供商。例如，在移动WLAN基站固定至车辆的情况，移动WLAN基站可以周期性地经过一个或多个固定WLAN收集器基站，收集固定WLAN收集器基站所存储的消息并将存储的消息交付给网络或服务提供商。

固定WLAN基站还可以采用无线广域网(WWAN)收发机来辅助使用广域网通信系统，以将消息传送至路线电话系统、互联网或一些其他合适的广域网。固定WLAN基站还可以连接至网络，例如互联网或其他广域网，使得固定WLAN基站接收的消息可以适当地从WLAN系统交付给另一系统，然后传送至最终目的地。

图1是示出了无线通信系统10的一个示例的框图，在此示例中，无线通信系统10为无线局域网(WLAN)通信系统。如在此所使用，WLAN包括任何合适的短程无线局域网，包括(但不限于)无线个人网络。无线通信系统10采用多个移动WLAN设备，至少一个固定WLAN设备14，例如固定WLAN基站，以及至少一个移动WLAN基站16。作为示出的目的，还示出了另一移动WLAN基站18。移动WLAN设备12a-12n可以是任何合适的移动WLAN设备，包括(但不限于)PDA、蜂窝电话、膝上型计算机或任何其他合适的采用WLAN收发机来辅助WLAN通信的设备。移动WLAN设备12a-12n还可以包括WWAN收发机，通过诸如蜂窝网络或其他合适网络的无线广域网进行通信，这在本技术领域公知。在此所使用的“消息”包括任何信息，例如流信息、分组信息或任何其他信息。

移动WLAN设备12a包括与天线22连接的WLAN收发机20和与WLAN收发机连接的处理电路24，以通过WLAN协议发送和接收合适的信息。处理电路24例如可以是一个或多个合适的已编程微处理器，微控制器、DSP或其他设备且包括含有可执行指令的相关存储器，可执行指令在被执行时致使处理电路进行上述的工作。此外，在此所使用的处理电路包括分立逻辑、状态机和任何其他合适的硬件、软件和固件的组合。

移动WLAN基站16还包括WLAN收发机26、处理电路28和通过合适总线32与处理电路28连接的多无线设备消息收集存储器30。多无线设备消息收集存储器30可以是任何合适的存储数字数据的存储器元件，包括(但不限于)ROM、RAN分布式存储器和任何其他合适的存储器。

移动WLAN设备12a-12n使用其各自的WLAN收发机无线地发送消息34a-34n，这在本技术领域公知。在本示例中，移动WLAN基站16分别从移动WLAN设备12a和12b接收消息34a和34b，还从另一移动WLAN基站28接收中继的消息38。消息38由移动WLAN设备12n始发出。因此，移动WLAN基站16将接收的消息34a、34b和38存储在多无线设备消息收集存储器30中。

固定WLAN设备14还包括合适的收发机及相关处理电路，此外还示为通过合适的广域网(WAN)收发机36(例如调制解调器或其他合适的收发机)与广域网34连接。广域网34可以是互联网或任何其他合适的广域网。同样，固定WLAN设备14还指固定WLAN/WAN基站。如果消息指定为从广域网36发送到与广域网34连接的另一网络，则固定WLAN/WAN基站从移动WLAN基站接收所存储的消息34a-34n。

移动WLAN基站16包括由处理电路执行的合适软件模块，以处理与其他移动WLAN设备以及其他移动WLAN基站的连接和所需要的与任何其他合适通信设备的连接。此外，移动WLAN基站还包括合适的加密软件，以确保消息的保密。

在另一实施例中，移动WLAN基站16还包括与多无线设备消息收集存储器30连接的WWAN收发机31，使得移动WLAN基站16如果需要可以将收集的消息直接传送至广域网，从而旁通固定WLAN设备14。同样，移动WLAN基站16再也无需存储接收的消息，而是登陆诸如蜂窝系统的WWAN系统并将信息转发至WLAN系统。因此，处理电路28使用WWAN收发机31将从移动WLAN设备接收的所存储的消息转发至WAN。处理电路指示WWAN收发机通过支持WWAN的另一设备或基站将存储的消息发送至广域网。

图2示出了从移动WLAN设备12a-12n的角度考虑的WLAN通信方法的一个示例。如方块200所示，本方法包括等待用户输入新消息或从合适的来源获得新消息。如方块202所示，本方法包括确定消息是否是始发的且可被发送出。如果消息不是完整的，则本方法包括等待到消息可被交付。如方块204所示，如果消息可被交付，本方法包括确定消息是否能够使用移动WLAN基站16发送出。例如，这可以通过用户经由用户接口输入控制数据来完成，控制数据表示用户希望输入实现低成本的消息发送的移动WLAN基站交付模式。如果这个选项已选择或者如果移动WLAN处于移动WLAN基站模式下，则本方法进行到方块206。如果消息还不能由移动WLAN基站发送出，本方法包括通过另一技术发送消息，如方块208所示，例如等待移动WLAN设备移动到固定WLAN收集器基站(如下面的进一步描述)或者诸如WLAN/LAN基站的固定WLAN设备的范围之内。

如方块206所示，本方法包括使用WLAN通信领域中公知的服务或其他发现过程来执行对兼容WLAN的设备的主动或被动扫描。如方块210所示，移动WLAN设备询问另一移动WLAN设备，确定另一移动WLAN设备是否是移动WLAN基站。同样，如方块212所示，本方法包括询问兼容WLAN的设备，确定该设备是否是移动WLAN基站和确定多无线设备消息收集存储器30的容量，以确定需要发送出的消息是否能够存储在当前移动WLAN基站存储器中。如方块214所示，本方法还包括确定服务选项和特征对于此通信是否是可接受的。

服务选项和特征可以包括：从移动WLAN基站接收消息的估算交付时间，该交付的基于消息日期或大小的估算成本，用于确定移动WLAN设备是否被授权使用移动WLAN基站的服务的服务提供商识别数据，移动WLAN基站的路线，例如在移动WLAN基站被安装在车上的情况下为街道地址，表示消息的优先权的消息优先权信息，或者所需的任何其他合适的服务特征或服务选项。

如方块216所示，本方法包括试图通过经由WLAN收发机20将消息发送至移动WLAN基站16来交付消息信息。如方块217所示，本方法包括标记该消息，以提供例如消息的大小、交付、期限或任何其他合适的信息。用户可以通过合适的用户接口输入用户控制数据，表示该消息应当被发送至多个不同的移动WLAN基站，以由接收单元以多种途径接收。如方块222所示，本方法包括移动WLAN基站确定消息是否被授权发送至另一移动WLAN基站。例如，用户可以通过经由用户接口选择菜单来选择，消息可以被自动传送至多个不同移动WLAN基站，使消息以分集方式发送出，从而允许后来的接收设备(例如移动WLAN基站或其他设备)使用分集接收机技术。

如方块218所示，移动WLAN基站确定消息交付是否成功。如果交付不成功，则本方法包括确定是否超过了消息尝试限度(messageattempt limit)，如方块220所示。如果消息尝试限度(例如尝试的次数)未超过，则进行其他搜索，搜索兼容WLAN的不同设备，如方块206所示。但是，如果消息交付成功，则本方法包括等待发送下一消息。

图3示出了从移动WLAN基站的角度考虑的根据本发明的一个实施例的WLAN通信方法的一个示例。如方块300所示，本方法包括跟踪可用的多无线设备消息存储器容量和跟踪与其他服务相关的选项或特征，例如到达下一固定基站的估算时间，在交付建立过程中将容量等级数据提供给发送设备和提供其他服务选项特征数据给发送设备。同样，处理电路28跟踪可用的多无线设备消息存储器容量以及存储其他服务选项或交付特征，例如移动WLAN设备移动到下一固定基站的范围之内的估算时间。这例如可以根据移动WLAN基站的当前位置和含有该移动WLAN基站的车辆的路线来确定。

如方块302所示，本方法包括从发送侧移动WLAN设备接收存储转发请求，以存储转发消息。存储转发请求可以作为消息的一部分而发送或者可以是分开的请求，在任何情况下都可以包括这样的请求：在当前移动WLAN基站移动到另一移动WLAN基站的范围之内时，将消息转发至另一移动WLAN设备，例如在图1示出为移动WLAN基站18将消息38传送至不同的移动WLAN基站。存储转发请求还可以例如包括是否将消息转发至固定WLAN基站、固定收集器基站或任何其他合适的目的地。如果发送侧WLAN设备授权移动WLAN基站将消息转发至另一移动WLAN基站，则当前移动WLAN基站可以询问其他相邻移动WLAN基站，以了解相邻移动WLAN基站是否有合适的容量和其他特征来合适地将消息转发至其他目的地点。

如方块304所示，本方法包括提供响应给发送侧移动WLAN设备。该响应包括与移动WLAN设备相关的设备识别符和表示服务选项和消息交付特征的数据。例如，移动WLAN基站发送出的对所接收的请求的响应包括与移动WLAN基站相关的移动WLAN ID和服务选项及交付特征，其例如可以包括表示如下所述的数据：估算的交付时间，移动WLAN基站是否包括广域网通信能力、多无线设备消息收集存储器容量和任何其他合适的信息。如方块306所示，移动WLAN设备发送消息且移动WLAN基站接收该消息，以存储和分析与发送侧无线WLAN设备所提供的消息相关的任何信息标志。移动WLAN基站例如分析发送识别的服务识别符，以了解发送设备是否请求不同类型的服务或改变服务。例如，处理电路28对与从发送侧移动WLAN设备接收的消息相关的消息标志进行分析并且例如可以确定发送侧移动设备使用移动基站的使用费。

如方块308所示，本方法包括确定具有存储转发能力的至少一个固定WLAN基站和另一移动WLAN基站是否在通信范围之内。这例如可以在执行其他工作的同时在后台完成。如方块310所示，如果移动WLAN基站在合适目的地设备的通信范围之内，则移动WLAN基站16使用WLAN收发机26将存储的消息转发。因此，移动WLAN基站16将存储的消息从多个移动WLAN设备或者将单个消息从发送侧移动WLAN设备下载至例如另一移动WLAN基站、固定WLAN基站或其他合适的目的地。

由于根据移动WLAN基站是处于公交路线、出租车路线或者其他合适的路线上，移动WLAN设备在固定时间段内具有有限的容量，所以处理电路28与移动WLAN设备进行协商。处理电路28在过期时探测过期的所存储的消息，以避免在不能接受的时间内存储消息。

移动WLAN基站16(处理电路28)将所存储的消息保存到移动WLAN基站处于可与广域网连接的固定WLAN基站(固定基站14)或者可以同时包括WLAN收发机和WWAN收发机的另一移动WLAN设备(例如另一移动WLAN基站)的WLAN通信范围之内的时候，并且在处于WLAN通信范围内时，使用WLAN收发机将所存储的消息转发或重发出。

在移动设备与移动WLAN基站的连接期间，进行协商，以确定用于该消息的服务质量属性。例如，选择消息期限，以将在期限内未交付给固定WLAN基站的消息从移动WLAN基站的存储器删除。这可以允许用户将时间段选择为在该时间段过后消息不再有用的时间段并且允许移动WLAN基站通过删除旧消息而清理存储器。

移动WLAN基站16还可以配备有位置寻找电路，例如GPS电路或其他合适的定位电路，以提供位置地址或其他位置数据，含有表示消息的接收地点的坐标或其他地理性描述，其可以加载到每个所接收的消息上。这种位置数据被传送至网络或服务提供商以供后来使用，这种数据例如包括向消息接收方告知接收方位置或者回答路线或确认。

请注意，只要消息在队列中等待发送出，移动WLAN设备周期性地扫描基站，以可以在处于支持WLAN的另一设备的范围之间时自动地试图进行连接，或者用户能够人工请求确定是否能够进行WLAN连接。人工方法能够使电池寿命变长而自动扫描可以允许用户无需启动连接处理。

本方法还可以包括将来自多个移动WLAN设备的收集并存储的消息从一个移动WLAN基站18转发至另一移动WLAN基站16。如果一个移动WLAN基站在预定时间段内是静止的，或者如果一个移动WLAN基站没有足够的存储器容量来存储额外的消息，或者如果移动WLAN基站在另一移动WLAN基站的预定路线上存储具有目的地位置的消息，则从一个移动WLAN基站到另一移动WLAN基站之间可以发生通信。这例如可以根据可以由每个移动WLAN基站提供的位置数据而确定。

移动WLAN设备12a可以通过处理电路24提供具有消息的电子付款数据，作为标志信息的一部分，以移动WLAN基站或固定WLAN基站或允许广域网内的其他网元(network element)通过移动WLAN基站发出交付消息所需的费用。电子付款数据可以是任何合适的识别数据、令牌、账单令牌或任何其他合适的信息。

图4是根据本发明的一个实施例的交通运输系统所采用的无线通信系统的一个示例。如图所示，公交车或其他车辆作为移动WLAN基站。交通运输系统还包括多个固定WLAN收集器基站400，作为与合适网络连接的多个固定WLAN设备14。WLAN收集器基站400固定且作为低成本的消息收集点。固定WLAN收集器基站400优选位于自然停留点，例如移动WLAN基站16的已知路线上的公交车站、红绿灯处或其他合适的停留点，以确保存储的消息被最终交付给网络或服务提供商。移动WLAN设备将消息上载至固定WLAN收集器基站400。移动WLAN基站经过这些停留点并周期性地收集固定WLAN收集器基站400所存储的消息并经由WLAN通信设备14将所收集的消息交付给网络。

固定WLAN收集器基站400包括无线局域收发机、多无线设备消息收集存储器以及处理电路，处理电路与多无线设备消息收集存储器连接，并且在移动WLAN基站移动到固定WLAN设备的通信范围之内时将从多个移动WLAN设备接收的存储并收集的消息转发至移动WLAN基站。

此外，如果接收设备的位置包含在消息中，则一个或多个移动WLAN基站直接交付该消息，而没有将其传送给网络或服务提供商。接收方的位置可以通过街道地址、GPS坐标或固定WLAN基站识别符(因为它们可能与具体位置相关)来识别出。如果移动WLAN基站确定接收方位于已知路线上，则消息被传送至移动WLAN基站用于交付。例如，如果特定城市公交车上的移动WLAN基站经过特定火车站，则火车站上的用户将消息经由城市公交路线发送给另一位置上的接收方。

图5是根据本发明的一个实施例的消息流程图并示出了移动WLAN基站以移动WLAN基站或固定基站之间的消息的数据流程图。如消息500所示，移动WLAN设备将消息以及用户所选择的服务选项转发至移动WLAN基站。如消息502所示，移动WLAN基站确认接收到该消息和选择的服务选项。如消息503所示，当处于含有WLAN接收机的固定基站的范围之内时，移动WLAN基站请求固定WLAN基站能够提供的服务选项以及如果该单元正与另一移动WLAN基站通信则请求多移动设备消息存储器容量等级。如消息504所示，固定WLAN基站批准该请求并提供服务选项和多设备消息收集存储器容量等级。

如消息506所示，作为响应，移动WLAN基站将消息以及所需服务选项的列表转发至固定WLAN基站，所需服务选项的列表基于移动WLAN设备在始发出该消息时用户输入的用户喜好。如消息508所示，固定WLAN基站确认接收到该消息和选择的服务选项，然后将消息经由网络传送至合适的目的地。

处理电路28将诸如街道名称或地址或其他合适位置信息的位置识别数据与移动WLAN基站相关联，以帮助路由固定WLAN基站或另一移动WLAN基站所收集的消息，如上所述。

同样，上述设备和方法允许车辆或其他移动设备作为移动WLAN基站，以增大系统覆盖范围。高延迟消息可以在获得与下一可用固定WLAN基站的通信时交付给网络或系统，而低延迟消息可以经由广域网更加快速地发送至网络。固定和移动WLAN基站与广域系统相比相对较便宜。具有WLAN设备的车辆或步行者作为移动基站。移动WLAN基站作为用于多个不同用户的消息载体或移动设备所产生的消息的转发器。

同样，虽然上文为了示出将始发设备描述为移动WLAN设备，应当理解，始发设备还可以是固定WLAN设备。

此外，所提供的服务选项还可以向用户或移动设备表示基于历史时间数据或者基于距离信息的合适的交付时间，交付时间，距离信息例如是消息将传输的已知路线，假设为移动WLAN基站的路线。本领域技术人员可以理解其他优点。

应当理解，本发明及其各个方面的各种变型和修改的实现对于本领域技术人员来说是显而易见的，本发明不受所描述的具体实施例的限制。因此，本发明和任何及所有修改、变型或等同物落在在此所公开的基本原理及权利要求的精神和范围之内。

Claims (14)

1.一种无线通信系统，包括：

多个移动WLAN设备；

至少一个固定WLAN收集器基站，从多个移动WLAN设备接收消息并将其存储；以及

至少一个移动WLAN基站，当移动到所述至少一个固定WLAN收集器基站的通信范围之内时，从固定WLAN设备上载所存储的消息。

2.如权利要求1所述的系统，还包括与网络连接的至少具有WLAN收发机和WAN收发机的固定WLAN/WAN基站，固定WLAN/WAN基站从所述至少一个移动WLAN基站接收所存储的消息。

3.一种用于移动无线设备在无线局域网中传送消息的方法，包括：

从发送设备接收消息；

存储所述消息，以产生存储的消息；

确定移动无线设备是否已移动到与所述无线局域网连接的目标设备的通信范围之内；以及

在确定了移动无线设备已移动到目标设备的通信范围之内后，将所述存储的消息交付给目标设备。

4.如权利要求3所述的方法，还包括提供表示所述存储的消息是否请求重发的数据。

5.如权利要求3所述的方法，还包括通过始发WLAN设备接收用户控制数据并根据用户控制数据确定消息是否能够被发送给多个不同移动WLAN基站，以提供由接收单元进行的分集接收。

6.如权利要求3所述的WLAN通信方法，还包括：如果发生任一下述条件，则将多个WLAN设备的存储的消息从第一移动WLAN基站传送至第二移动WLAN基站：

第一移动WLAN基站在预定时间段内是静止的；

第一移动WLAN基站没有足够的存储器容量来存储额外的消息；以及

第一移动WLAN基站存储的消息的目的地位于第二移动WLAN基站的预定路线上。

7.一种移动无线设备，包括：

第一收发机，通过无线局域网发送和接收消息，所述收发机接收发送设备发送的消息；

与第一收发机连接的存储器，存储所述消息，以产生存储的消息；

与所述存储器和第一收发机连接的处理电路，探测移动无线设备何时移动到与所述无线局域网连接且具有与广域网连接的能力的目标设备的通信范围之内和/或何时移动到具有存储转发能力的目标移动WLAN设备的通信范围之内，以及在移动到通信范围之内时，指示第一收发机将所述存储的消息发送至目标设备。

8.如权利要求7所述的移动无线设备，其中所述处理电路还通过另一移动无线设备提供数据给目标设备，表示所述存储的消息是否请求进一步的重发。

9.如权利要求7所述的移动无线设备，还包括：

与所述存储器连接的第二收发机，通过无线局域网发送并接收消息，

其中所述处理电路还与第二收发机连接，所述处理电路指示第二收发机将所述存储的消息发送至广域网。

10.如权利要求7和9所述的移动无线设备，其中所述处理电路还跟踪所述存储器的可用容量并经由第一收发机提供容量等级数据给所述发送设备。

11.如权利要求7和9所述的移动无线设备，还包括与所述处理电路连接的第二存储器，其中第二存储器存储表示服务选项和/或消息交付特征的数据。

12.如权利要求11所述的移动无线设备，其中所述处理电路执行下述动作：

从发送设备接收存储转发请求，以存储转发所述消息；以及

提供响应给发送设备，其中所述响应包括与移动无线设备相关的设备识别符和表示服务选项和/或消息交付特征的数据。

13.如权利要求12所述的移动无线设备，其中所述处理电路还执行下述动作：

确定具有存储转发能力的至少一个固定WLAN基站和另一移动无线设备是否处于通信范围之内；以及

如果在通信范围之内，则使用第一收发机转发所述存储的消息。

14.如权利要求7和10所述的移动无线设备，其中所述处理电路还协商所述存储的消息的期限并在期满时删除所述存储的消息。

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