低級移動性管理規程的製作方法
2023-05-23 21:22:26 3
專利名稱：低級移動性管理規程的製作方法
技術領域：
本發明涉及數據傳遞和通信系統中使用的方法，還涉及進行數據傳遞和通信的系統，該系統包含與成網狀的數據傳遞和/傳輸信標的一個或幾個組或簇進行交互的一個或多個移動數據處理或通信設備。
與固定設備進行交互的移動數據處理設備的範例在美國專利5,835,861中已給出，該專利描述了無線電話與電子公告板形式的信標一起使用。無線電話的用戶獲得售主的電話號碼是通過激活他/她的無線電話來向活動公告源發送提示信號而從該公告源接收包含做廣告的售主電話號碼的響應信號。然後可使用電話號碼經由公共交換電話網向該售主自動進行一次呼叫。可替代地，電話號碼可保存供今後使用。可使用此安排來進行向售主的一次呼叫而不必記憶或寫下電話號碼。公告板與呼叫者之間的信號可作為調製的紅外(IR)信號來發送。
可以認識到這種移動數據處理或通信設備的一個重要要求是它們快速或有效地從信標收集數據，使得雖然是在可攜式設備與信標間建立聯繫，但用戶無需採取如接近信標的動作也無需特別去啟動交互(這是上述美國專利5,835,861中系統的情況)。
正如我們的未決英國專利申請第0020101.2號(PHGB000112)中所描述的那樣，已有的實現一個無線電信標的方法是進行兩步的連接過程，開始是發現設備隨後是使用該同一設備來實際傳輸信息。藍牙是建立這種系統可用的技術/協議之一，它要求在傳輸發生前要結束髮現階段。當用於動態移動環境中時，該過程花的時間常可比設備處於範圍內的實際時間要長，而導致信息無法到達客戶。
因為客戶的移動性和信標的典型小範圍，數據傳遞系統典型地經由成網狀的信標簇(或幾個簇)來提供。因此，由於還有客戶處於給定信標範圍之外並且接收不到所有業務信息的可能，所以重要的不只是進行事務處理所花費的時間。
本發明的一個目的是提供用於經由信標的數據傳遞的一種改進系統。
按照本發明的第一方面，提供了一種方法用來使移動數據處理設備的用戶能執行與成網狀安排的信標的業務交互，該安排可再劃分為各個信標簇，一簇信標設備包含能進行無線消息傳輸的一個第一和多個第二信標設備，其中一簇的第一信標按照第一通信協議廣播一系列的查詢消息，並包含該信標和簇的各個識別符；用戶行動裝置一檢測到這種查詢消息就回復一個該行動裝置識別符以及消息理由數據；第一信標設備向選擇的第二信標設備發送接收到的識別符和消息理由數據；並且選擇的第二信標和行動裝置至少部分基於該消息理由數據執行業務交互，包括建立通信鏈路用於在由消息理由數據指示時執行該業務交互。
也按照本發明，提供了包含多個成網狀的信標設備的一種數據傳輸系統，該設備可再劃分為各個信標簇，一個簇包含能進行無線消息傳輸的一個第一和兩個或多個第二信標設備，和能接收這種傳輸消息的至少一個行動裝置，其中該第一信標被安排來按照第一通信協議廣播一系列查詢消息，並且該行動裝置包含該信標和簇的各個識別符，其中所述至少一個行動裝置被安排來檢測這種查詢消息並回復一個該行動裝置識別符和消息理由數據，其中該第一信標設備被安排來向所述兩個或多個第二信標設備中選擇的一個發送接收到的識別符和消息理由數據，並且其中該選擇的第二信標和行動裝置被配置以至少部分基於消息理由數據執行業務交互，包括建立通信鏈路來在由消息理由數據指示時執行該業務交互。
本發明的其它特性和優點在附帶的權利要求中也進行了陳述，其公開部分這裡引入作為參考並對讀者有所指導，或者讀者通過閱讀本發明實施方案的下述描述能更加清楚。
現在只通過舉例的方式並參考附圖來描述本發明的優選實施方案，其中
圖1是成簇安排的信標的概念性框圖；圖2示意了一簇中的信標與一個可攜式設備的交互；並且圖3到圖6都是流程圖，示意了從一個信標轉移一條已建立的通信鏈路到另一個信標的規程。
下面的描述中我們特別考慮使用了用於從一個或一系列信標到一個可攜式設備(無論是電話、PDA或其它)的消息通信的藍牙協議的一個系統，但正如將認識到的那樣，本發明並不局限於藍牙設備並可應用於其它通信方案，特別是跳頻系統。
考慮到一個用戶漫步進入由大區域網絡服務的大型購物中心內，他/她(或更確切地說是他們的無線終端)與購物中心網絡間的關聯可遵從下述生存周期，其步驟更詳盡地描述如下#1向固定網註冊出現#2在網中漫遊#3接收到來的呼叫#4進行向外的呼叫#5離開固定網#1位置註冊最初註冊的目的是通知網絡它的出現以及期望接受到來的呼叫。此呼叫可在內部產生，即由另一網絡用戶產生。可替代地，它們可從網絡之外到達。作為註冊過程的一部分，用戶可規定當處在範圍內時到達他蜂窩電話號碼的呼叫可轉移到本地網絡。從蜂窩網角度看，用戶可被視為已漫遊到蜂窩網中的另一小區，或者比如可能已漫遊到合作者的網絡中。這對用戶的好處是較低的功耗和在購物中心內時有潛在的較好覆蓋範圍。
#2漫遊因為購物中心內的小區相對很小，所以若用戶移動，他/她前進時就將穿越幾個小區。儘管如此，用戶接入本地網和本地網接入用戶應保持不受損傷。這意味著必須避免停放模式(park mode)。從設備在當前不需要鏈路時可由主設備停放。從設備接受一個特別的停放標識並接著在特別的指定時間醒來以監聽主設備發布的系統消息。這些包括使已停放從設備能夠請求活動狀態的輪詢消息。在網絡中，停放模式有幾個問題。一個是在主設備處對停放從設備的數目有253的限制。另外在可請求鏈路前等待直至被輪詢的要求意味著呼叫建立會花費任意長的時間。最後一個原因是現在漫遊變得很困難，因為停放標識和喚醒周期對所討論的主設備是唯一的。不可能讓一個從設備從主設備移動到主設備而不離開停放模式。因此假定註冊後從設備「離開」了微微網但保持與其足夠同步以便能對尋呼和查詢消息進行掃描。
#3接收呼叫為了接受到來的呼叫，用戶必須由網絡定位和尋呼。一旦在它們之間建立鏈路，呼叫就可傳遞。終端將有規則地掃描尋呼消息，並且因此這些將用來找到終端。類似於查詢規程，尋呼使用一個特定的32信道的子集和允許主設備不用完全同步就找到從設備的一個類似規程。尋呼消息可由交互者信標進行廣播並且從設備可響應最強者。
#4進行呼叫為了進行向外的呼叫，用戶必須能建立到達網絡的鏈路。若網絡已規劃得很好，則終端將處於一個查詢信標的範圍內並可請求用傳統規程建立的鏈路，而避免等待直到被輪詢的需要。在網絡一側，由查詢信標接收到一條查詢響應消息將導致由一個或多個附近的交互者信標發布的尋呼消息。終端將選擇其中的最強者並單獨對它進行響應。
通過預註冊，終端可從快速鏈路建立規程中獲益，因為這已為網絡所知。這有點取決於網絡的實現。
#5離開網絡被認為已離開網絡的終端將被從其位置寄存器中刪除。對此可有各種觸發器，包括來自終端的顯式解除註冊消息、超時或未能傳遞到來的呼叫。在以GSM和DECT為主要範例的大多數網絡中，解除註冊消息是不常見的，因為它本來就是極易失敗的。更常見的是，終端在已經處於範圍之外時才意識到它正離開網絡並且因此不能發布消息。可使用其它更加可靠的觸發器。
對大的網絡有一個縮放的問題當有幾十個信標服務於可能幾百個用戶時，必須考慮一些系統信道的容量。假定安裝了足夠數目的小區，則向外的呼叫請求或終端啟動的類似動作可限制於一個單一查詢者信標，這是因為終端只對該信標進行響應的事實。
通過比較，若終端的當前位置已知，則其中網絡啟動鏈路建立的到來建立的一般情況只可限制於單一交互者信標。否則，網絡必須在所有交互者信標上發布尋呼消息或者鼓動某種搜索規程，該規程中在信標上遠離終端上次已知位置處連續地廣播尋呼直至該終端已被定位或被作為丟失而放棄。
尋呼機制只有有限容量，所以在大系統中在所有信標上同時尋呼最終變成不可行。如果不花費太長時間來操作的話，還要求注意搜索的替代。理想的解決方案是擁有一些更新當前終端位置的網絡的裝置，正如本發明所提供的那樣。
申請人提出了一個新類別的廣播消息-小區和簇標識-要採用共同轉讓的英國專利申請第0020099.0號中提出的規程來發送。每個小區都被給予一個在該網絡中獨一無二的標識。另外，將一個簇定義為固定網中小區的一個邏輯子劃分。因此一個簇包含所有數目的查詢者小區的一個子集和所有數目的交互者小區的一個子集，每個至少有一個。每個小區是至少一簇的成員。簇地址可由簇成員的小區標識的最高有效比特來形成或者可替代地與小區標識不相關。
還提供一個新類別的查詢響應消息，該消息有助於管理終端及其位置。除了返回的標識信息外，新消息包含一個解釋為何發布它們的消息理由域。這種消息數據合適地規定了下述之一或者多個●位置註冊●鏈路建立請求●鏈路切換請求為了確保後向兼容性，這些消息基本都是建議性的並可用來加速信息處理。它們的含義可由替代或補充查詢響應機制的其它方式來傳遞。沒有讀廣播消息的終端將無法讀出簇標識並且因此在它們到處移動時將不自動更新網絡。到來的呼叫要花更長時間來傳遞。
圖1示意了一個典型的實施方案而它包含被安排在短劃線表示的兩個相鄰簇(CL＝1和CL＝2)中的多個信標。行動裝置10在與一個簇的查詢處理信標INQ進行初始聯繫後，該設備建立與該簇的交互者信標INT的數據鏈路。在初始建立中，查詢者發送包含簇識別符的查詢消息，而可攜式終端10接收通過發送消息理由數據而響應的消息，如下所述。
對於該網絡為新的終端可發布查詢響應，設置消息理由域為{位置註冊}。這表示了如上所示的加入網絡的意願，但也表示並不請求呼叫建立。然而，鏈路可被建立以允許進行鑑權、業務發現和其它規程。如果是這樣，則尋呼消息可由與查詢信標處於相同簇的交互者信標來發布。終端將響應其中最好的而隨後可建立鏈路、執行適當的規程，以及釋放鏈路。若隨後終端移動，則它將拾取新的查詢者信標。若廣播的簇標識表示是一個新簇，終端就重新發布位置註冊消息。可能在進行鑑權或其它規程後，網絡將更新其位置寄存器。
鏈路建立請求可由發布查詢響應的終端來啟動，消息理由域被設置為{鏈路建立請求}。網絡將遵從用於網絡啟動的鏈路建立請求的規程，如下所述。
網絡(比如因為到來的呼叫)啟動的鏈路建立請求將使尋呼消息在屬於終端最後進行位置註冊的那個簇的所有交互者信標上發布。若終端未能響應，就在其它簇中進行搜索直至找到終端或所有簇都已嘗試過。未找到的終端被從系統「解除註冊」。
想轉移鏈路到新小區的終端可發布查詢響應，消息理由域被設置為{鏈路切換請求}。鏈路切換可按此後將更詳盡討論的規程來進行嘗試。從終端一般對小區標識不感興趣(但對系統和安裝目的來說是需要的)。可以不太頻繁地對其進行廣播，或者若環境指示，可以根本不廣播。
現在考慮鏈路切換的問題，圖2是可攜式數據處理設備的概念框圖，該設備的形式是和一簇通過安全數據信道11互連的低功率、短距離基站或信標12、13、14、15一起使用的行動電話10。該一個或者多個信標可包含能確定所謂的切換事件何時發生的數據處理和/或控制邏輯電路13A、14A，如此後討論的那樣。這種安排可用於大型購物中心或博物館這種地方來提供特定位置信息，如本地地圖、有關臨近商店、飯館、展覽館等等的信息，有一個信標可下載信息密鑰到行動裝置。信息密鑰是一個提供到完全信息源的索引的小數據對象，並且它的形式是多個預設域，其中一個域包含呈現給用戶的短篇描述文字。另一域是指向另一數據源的(某一形式的)指針或者地址，如URL或電話號碼。其它補充域可控制數據怎樣呈現給用戶以及如何使用該地址。一般信標將循環廣播多個這種密鑰，每個密鑰典型地涉及不同的業務，儘管正如將認識到的那樣，等待適當的密鑰有時是很耗時的事情。
用戶行動裝置10包含與用於接收和發送消息的收發信機級18耦合的天線16。向外的消息由用戶到電話的輸入產生，或者是經由話筒20和A/D轉換器22的音頻輸入或者是經由鍵盤或其它輸入裝置24的其它數據輸入。信息和數據處理級26將這些輸入處理為消息數據格式而在提供給收發信機級18前編碼器28將其轉換為發送格式。
經由天線16和收發信機18接收的消息經由解碼級30傳遞到濾波和信息處理級32。若消息攜帶的數據要呈現在電話的顯示屏34上，則可選地在緩衝38後數據傳遞到顯示驅動器36，驅動器格式化該顯示圖象。正如將認識到的那樣，顯示器34可以是相對簡單的低解析度設備，而從接收數據到顯示數據的轉換可以作為處理級32功能性的子集來進行，而沒有對一個專用的顯示驅動器級的要求。
在消息攜帶來自其中一個信標14的數據的地方，電話能按預存40的用戶偏好對接收的信息過濾，而若存儲的偏好數據與消息中的主題事件指示器的比較表明已接收到一項特定興趣的數據，則用戶只被告警(即信息只保留在緩衝器38和/或呈現在屏幕34上)。
對於傳統的音頻消息，音頻數據由過濾和處理級32經由D/A轉換器42和放大器44輸出到耳機或揚聲器46。來自電話網48的這種消息的接收用箭頭50表示電話網48還提供從電話10到廣域網(WAN)伺服器52的鏈路並再經由WAN54(可以是網際網路)到達可為電話10提供數據源的一個或多個遠端業務提供商56。
移動或客戶設備(電話10)與信標12-15間的通信採取兩種形式「推」和「拉」。「推」模式下，信標12以60表示的短「密鑰」的形式向所有可攜式終端10廣播查詢信息。電話10通過向第一信標12發送自己的識別符來響應該查詢密鑰，然後第一信標12將交互轉移到選擇的其中一個第二信標14而第一信標12繼續廣播查詢密鑰。
有時用戶願意獲得比密鑰中包含的還多的信息。這裡，「拉」模式允許用戶與伺服器56建立連接並主動請求信息下拉到終端10。因此這一模式典型地是交互的。
如上所述，一個信標12標註為「查詢者」信標而它不斷發送出藍牙查詢消息。其他信標13、14、15標註為「交互者」信標並被允許基於逐個請求的方式與終端10進行通信。這裡，查詢規程是由查詢者信標12進行而尋呼規程是由一個或多個交互者信標14執行。通過這樣委派這些功能，可能節約相當可觀的時間，而相反這些時間在試圖加入微微網時會被失去。
雖然到交互者信標14的(B處識別的)通信鏈路是激活的，但電話10一定程度上可能會移動以致其移出範圍。為了對要切換的通信鏈路識別合適的另外的信標，當發生切換事件時，到那裡的尋呼消息和響應被用來識別合適的另外的交互者信標13。
對於話音業務和理想的A/V鏈路，切換應該以用戶察覺不到的無縫方式進行，並且達到此目的的最好方式是在丟棄舊鏈路前建立新鏈路以便兩條鏈路暫時是同時激活的。(可能的雙向)數據流可在鏈路中並行流動而(按照預定的質量準則如信號強度、差錯率或信噪比)識別最好的一路。識別後，保留較好質量的鏈路而釋放較差質量的鏈路。
圖3的流程給出了行動裝置10的一個範例規程，它包含如下步驟●對尋呼消息進行掃描100。
●選擇最好小區102並發布尋呼響應104。
●建立第二鏈路(C；圖1)106。
●在新鏈路上複製數據通路108。
●比較兩條鏈路質量110。
●選擇較好鏈路112或122，通知主設備114，從較差鏈路切斷數據通路116或124。
●釋放較差鏈路118或126，並終止120。
用於該簇信標的一個規程示意於圖4的流程圖中，它包含●在該簇或附近簇中除當前小區外的所有小區中發布(表示切換的)尋呼消息140。
●檢驗接收尋呼響應並且在沒有響應時等待142，144。
●一接收到尋呼響應，就建立第二鏈路146。
●在新鏈路上複製數據通路148。
●從行動裝置獲得(或相反就是確定)最差鏈路標識150。
●從最差鏈路切斷數據通路152。
●釋放最差鏈路154。
進行識別最好/最差質量鏈路的比較可由系統的主站而非從終端進行但應該在特定時間內發生。一旦釋放鏈路的決定已作出並被傳送到任一邊，則另一邊就可啟動鏈路的釋放。若必需的話，整個規程可重複直至已獲得令人滿意的信道。
數據呼叫正常下不需要無縫切換因此在建立新鏈路前釋放舊鏈路是可以接受的。當話音或A/V鏈路非自願落線時，也會出現非無縫切換的結果。一般來說該規程會更簡單，為此終端的一個一般(但非綁定的)規程如下(參考圖5的流程圖)●釋放舊鏈路(可能是系統指令地或非自願地，即通過丟失通信通路)160。
●對尋呼消息進行掃描162。
●選擇最好小區164，並發布尋呼響應166。
●建立新鏈路168。
●將數據通路切換到新鏈路170。
信標網的一個相應規程是(參考圖6的流程圖)●(如上可能是系統指令地或非自願地)釋放舊鏈路180。
●在該簇或附近簇中除當前小區外的所有小區中發布尋呼消息182。
●等待接收尋呼消息184，186。
●一接收到尋呼響應，就建立新鏈路188。
●將數據通路切換到新鏈路190。
一旦確定發生了切換事件，切換規程就可由任一邊觸發。無縫切換一般通過減少由固定信標(主設備)或可攜式設備(從設備)測量的鏈路質量來觸發。主設備可向固定網發布請求，使網絡開始參考圖4描述的規程。然後主設備通過下行鏈路中的某些手段通知從設備或者假定從設備無論如何都將進行掃描以查找尋呼消息。可替代地，若從設備檢測到糟糕的鏈路質量，它可在上行鏈路中發布切換請求或者通過將消息理由域設置為{鏈路切換請求}來向查詢信標發布查詢響應消息。
鏈路的非自願丟失會導致固定網自動地或者當從從終端接收到查詢響應{鏈路切換請求}消息開始圖6的規程。發布鏈路釋放的任意一邊可通過將理由設置為{鏈路切換}來啟動有目的的非無縫切換。
通過閱讀公開的這些內容，本領域內的技術人員對其它修改也很清楚。這種修改可能涉及其它特性，在固定和可攜式通信系統以及這裡引入的系統和組件的設計、生產和使用中這些特性已為人熟知，它們可用來替代或補充這裡已經描述的特性。
權利要求
1.一種用來使移動數據處理設備的用戶能與成網狀安排的信標進行業務交互的方法，該安排可再劃分為各個信標簇，一簇信標設備包含能進行無線消息傳輸的一個第一和多個第二信標設備，其中一簇的第一信標按照第一通信協議廣播一系列的查詢消息，並包含該信標和簇的各個識別符；用戶行動裝置一檢測到這種查詢消息，就回復一個該行動裝置的識別符以及消息理由數據；第一信標設備向選擇的第二信標設備發送接收到的識別符和消息理由數據；並且選擇的第二信標和行動裝置至少部分基於消息理由數據進行業務交互，包括建立通信鏈路用於在由消息理由數據指示時執行該業務交互。
2.權利要求1中要求的方法，其中消息理由數據由行動裝置響應於接收到的簇識別符來確定。
3.權利要求1中要求的方法，包含當由消息理由數據指示將通信鏈路轉移給其它第二信標設備時這樣做的步驟。
4.權利要求3中要求的方法，其中轉移通信鏈路的步驟涉及建立與第一鏈路並行的第二通信鏈路、按預定準則選擇兩條鏈路中可提供較好結果的鏈路、只在到該其它第二信標設備的鏈路提供所述較好的結果時，才將該鏈路轉移到該其它第二信標設備，並且丟棄未提供較好結果的鏈路。
5.權利要求4中要求的方法，其中建立第二通信鏈路的步驟涉及從已有的通信鏈路複製該數據通路。
6.一種包含多個成網狀的信標設備的數據傳輸系統，該設備可再劃分為各個信標簇，而一個簇包含能進行無線消息傳輸的一個第一和兩個或多個第二信標設備，以及能接收這種傳輸消息的至少一個行動裝置，其中該第一信標被安排來按照第一通信協議廣播一系列查詢消息，並且包含該信標和簇的各個識別符，其中所述至少一個行動裝置被安排來檢測這種查詢消息並回復一個該行動裝置的識別符和消息理由數據，其中該第一信標設備被安排來向兩個或多個第二信標設備中選擇的一個發送接收到的一個識別符和消息理由數據，並且其中該選擇的第二信標和行動裝置被配置以至少部分基於該消息理由數據進行業務交互，包括建立通信鏈路來在由消息理由數據指示時進行所述業務交互。
7.一種在權利要求6要求的系統中使用的信標設備，該信標設備被安排來按照該第一通信協議廣播該系列查詢消息，包含該消息和簇的各個識別符。
8.權利要求7中要求的信標設備，被安排來向所述兩個或多個第二信標設備中選擇的一個發送接收到的識別符和消息理由數據。
全文摘要
一個數據傳輸系統包含大量互連併集合在各個簇中的成網狀的數據信標。在該系統中，一個第一(12)和兩個或更多的第二(13、14、15)信標設備互連(11)為能進行無線消息傳輸的簇，和至少一個能接收這種消息傳輸的行動裝置(10)。第一信標(12)被安排來按照諸如藍牙的第一通信協議廣播一系列查詢消息(INQ)，但還加上該簇(CL)的識別符。行動裝置(10)檢測這種查詢消息並以自己的一個識別符連同消息理由數據回復。然後來自第一信標設備的鏈路(A)在與選擇的一個第二信標設備(14)間重建，行動裝置(10)與選擇的第二信標設備(14)間的交互至少部分由消息理由數據來控制。
文檔編號H04L12/28GK1395777SQ01803897
公開日2003年2月5日 申請日期2001年9月5日 優先權日2000年9月20日
發明者R·J·達維斯, P·M·福爾頓, R·L·布拉克 申請人:皇家菲利浦電子有限公司