用于多路無線接入的轉發器的制作方法

專利名稱：用于多路無線接入的轉發器的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及無線通信系統，尤其涉及無線轉發器。
背景技術：
隨著蜂窩通信和因特網的到來，在最近幾年中，無線通信帶寬的 使用有了顯著的增長。確實，無線聯網的計算機已經在遍及全世界大 部分的地方變得平常并且移動電話現在用來瀏覽因特網和下載相對大 的多媒體文件。從而存在一種持續不斷的需要來擴張網絡基礎設施以 支持現代人對無線通信的需求。
令人遺憾的是，網絡基礎設施部件的部署和維護相對昂貴。而且， 許多社區制約新通信塔的架設。因此，仍然有改善無線網絡效率和最 大化使用基礎設施部件的需要。

發明內容
本發明涉及一種用于動態配置無線通信系統的方法。該方法可以 包括根據第一無線通信協議在通信網絡和網絡節點之間建立第一通信 鏈路。該方法還可以包括對在站和網絡節點之間發射的信號的至少一 個信號參數進行估計。響應于所述信號參數超過閾值，用信號通知所 述站以根據第二無線通信協議與所述網絡節點建立第二通信鏈路。所 述網絡節點可以橋接站和通信網絡之間的通信。
本發明還涉及一種網絡節點，該網絡節點包括根據第一通信協議 和至少第二通信協議進行通信的收發機。所述網絡節點還可包括處理 器，該處理器選擇性地實行轉發器服務應用，根據第一通信協議接收 由所述收發機接收到的數據，并處理該數據用于根據第二通信協議由所述收發機進行傳輸。所述網絡節點可以是站或者接入點。
本發明的另一實施例可以包括一種機器可讀的存儲器，該存儲器 被編程以使機器執行在此描述的各個步驟。


參考附圖，以下對本發明的實施例將作更詳細的描述，其中
圖1描述了有助于理解本發明的實施例的通信系統；
圖2描述了有助于理解本發明的實施例的圖1的通信系統的另一
方面；
圖3描述了有助于理解本發明的實施例的網絡節點；以及
圖4是有助于理解本發明的實施例的流程圖。
具體實施例方式
雖然本說明書以定義了被認為是新穎的本發明特征的權利要求來 結束，但是應該認為將描述結合附圖一起考慮以更好地理解本發明。
f艮^^需要，在此公開本發明的詳細實施例；然而，應該理解公開的實 施例僅僅是本發明的示例，這些示例能夠以不同的形式具體表達。因 此，在此公開的特定結構的和功能的細節不應解釋為限定性的，而是 僅僅作為該權利要求的基礎以及作為指導一名本領域技術人員以事實 上任何適當的詳細結構來使用本發明的代表性的基礎。更進一步，在 此使用的術語和短語不是用來限定而是提供本發明的可理解的描述。
本發明涉及一種用于與站動態共享當前分配給另一網絡節點的網 絡帶寬的方法和系統。例如，根據IEEE 802.16協議與無線城域網 (WMAN)通信的站能夠和當前同樣與該WMAN通過IEEE 802.16通 信鏈路通信的網絡節點建立IEEE 802.11通信鏈路。之后該站能夠終止 它的802.16通信鏈路以及使用該網絡節點作為轉發器或者中繼來與該 通信網絡進行通信。在那方面，該網絡節點能夠橋接站與網絡之間的 通信。通過減少802.16通信鏈路的總數，這種網絡帶寬的共享能夠提高IEEE 802.16網絡的效率。
圖1描述了有助于理解本發明的通信系統100。通信系統100可以 包括站IIO和一個或多個網絡節點115、 120。網絡節點115、 120可以 是站或者任何各種各樣的包括一個或多個多模收發機的設備，例如接 入點。站可以是，例如，計算機、移動計算機、個人數字助理、移動 電話、或者任何其它具有用戶接口的無線通信設備。
站IIO和網絡節點115、 120的每一個可以通過相應的無線通信信 道125、 130、 135利用第一通信協議與通信網絡105通信。例如，通 信網絡105可以包括多個網絡設備(或者系統)，諸如基站收發機、 轉發器、接入點和/或任何其它的站和/或網絡節點115、 120可以與其 建立通信鏈路的網絡設備。這樣的話，在通信網絡105中可以使用不 同的網絡設備建立每一個通信信道125、 130、 135，或者可以使用相同 的網絡設備建立兩個或多于兩個的通信信道125、 130、 135。
第一通信協議可以包括任何IEEE 802無線網絡協議(例如 802.1 la/b/g/i、 802.15、 802.16、 802.20)、全球移動通信系統(GSM) 協議、頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)、 寬帶碼分多址(WCDMA)、正交頻分多址(OFDMA)，或者任何其 它的由通信網絡105實施的無線通信協議。
站UO和網絡節點115、 120也可以支持不同于第一通信協議的第 二通信協議。第二通信協議可以包括任何IEEE 802無線網絡協議、GSM 協議、FDMA、 TDMA、 CDMA，、 WCDMA、 OFDM A 、 或者任何其 它的被實施以支持站IIO和一個或多個網絡節點115、 120之間通信的 無線通信協議。不管站IIO和網絡節點115、 120是否使用第一通信協 議或者第二通信協議進行通信，這樣的通信可以與所期望的消息收發 協議例如因特網協議(IP)相一致。站110可以使用第二通信協議通過通信信道140與網絡節點115 (和/或網絡節點120)連接，以及將這樣的網絡節點115作為轉發器使 用以與通信網絡105通信。同樣地，網絡節點115可以在第一和第二 通信協議之間轉換以及橋接通信信道140和通信信道130。例如，網絡 節點115可以根據802.11協議從站IIO接收數據以及根據802.16協議 向通信網絡105發射數據。類似地，網絡節點115可以根據802.16協 議從通信網絡105接收數據以及根據802.11協議向站IIO發射數據。
每一個網絡節點115、120可以動態地或者手動地發起轉發器服務。 例如，如果網絡節點115在某段時間處于空閑或者如果在網絡節點115 上的資源(例如處理資源、無線資源或者聯網資源)是輕負載，則該 網絡節點115能夠被配置以激活轉發器服務。網絡節點115、 120還可 以與通信網絡105達成一致以激活轉發器功能。例如，網絡節點115 可以向通信網絡控制器145發送消息以請求被識別為轉發器提供者。 該消息可以響應于用戶輸入而被發送或者自動地發送。控制器145可 以以一個應答來做出響應轉發器服務的激活是可接受的或者不可接受 的。
網絡節點115、 120用作轉發器的可用性可以以任何適當的方式傳 送給站110。例如，在一個方案中網絡節點115、 120可以傳送可由站 110檢測出的信號，該信號通告了將用作轉發器的網絡節點115、 120 的可用性。這樣的信號可以是，例如，根據第二通信協議發射的。
在另一個方案中，控制器145可以監控通過通信網絡105的通信 活動。響應于在一個或多個網絡節點115、 120的臨近區域中站110的 移入或者被激活，控制器可以使用第一網絡協議向站110發送轉發器 標識符150。該轉發器標識符150可以識別可由站IIO用作轉發器的網 絡節點115、 120。
控制器145可以以任何適當的方式確定站110的位置。例如，如果站110與一特定的接入點建立通信鏈路，則該控制器145可以確定
站no是在由該接入點提供服務的地理區域中。在另一方案中，站110
可以包括全球定位系統(GPS)接收機以及可以將該站的GPS坐標提 供給控制器145。而且，可以使用其它的方法來確定站110的位置且本 發明在這方面是不受限制的。
在使用第一通信協議(例如IEEE 802.16)通過通信信道125與通 信網絡105通信之后，站110可以切換至網絡節點115并且使用第二 通信協議(例如IEEE 802.11)通過通信信道140發起通信。為了便于 站110到網絡節點115的快速切換，控制器145可以將站的服務質量 (QoS)信息155提供給一個或多個與站110臨近的和能夠為站110充 當轉發器的網絡節點115、 120。
在另一方案中，控制器145可以監控信號參數，例如信號強度和/ 或傳輸質量，信號參數由網絡節點115、 120通過各自的通信信道130、 135傳送。基于這些信號參數，控制器145可以選擇網絡節點115、 120， 向該網絡節點傳送QoS信息155。例如，所選擇的網絡節點115、 120 可以是發射最高信號強度和/或最好信號質量的網絡節點。而且，被選 擇可作為轉發器使用的網絡節點115、 120可以以任何其它適當的方式 被選擇且本發明在這方面是不受限制的。
QoS信息155可以包括站所需的信號強度、傳輸率、誤碼率、分 組速率、分組時延和/或任何其它的與站所期望的通信特性有關的信息。 控制器145還可以警告網絡節點115、 120以搜索站110。 QoS信息155 的發送可以作為這樣的警告，或者別的消息可以被傳送。站的QoS信 息155可以以任何適當的方式被發射到網絡節點115、 120。例如，控 制器145可以使用單頻網(SFN)技術使QoS信息155被廣播到網絡 節點115、 120。
在控制器145的要求下，站110可以響應于用戶輸入，或者響應于動態決策過程而切換到網絡節點U5或者網絡節點120。例如，可以
測量站110和網絡節點115之間的信道質量，以及響應于信道質量達 到的閾值，站110可以切換到網絡節點115。信道質量可以包括參數， 例如信號強度、傳輸率、誤碼率，或者任何其它的適當的參數。在一 個方案中，信道質量可以由站110來測量并且站110可以發起切換。 在另一方案中，信道質量可以由控制器145來測量并且控制器145可 以發起切換。在又一個方案中，在站U0上，切換可以被提供為用戶 可選擇的選項。
圖2描述了有助于理解本發明的通信系統100的另一方面。將網 絡節點115、 120作為轉發器使用可以是一個收益產生過程。例如，每 一個網絡節點115、120可以為使用它們所提供的網絡服務收取服務費， 它們所提供的網絡服務例如將網絡節點115、 120用作轉發器以連接到 通信網絡105。服務費可以由通信網絡105跟蹤，例如使用控制器145。 服務費可以是先前協商好的，或者每一個網絡節點115、 120可以將相 應的服務費205、 210傳送給站110，該服務費是使用網絡節點的轉發 器服務所需要的。此外，通信網絡105可以傳送由通信網絡105提供 的用于使用網絡服務的服務費215，例如，以允許站110通過通信信道 125與通信網絡105建立直接連接。
服務費的數額可以動態地選擇。例如，由網絡節點115收取的服 務費205可以在網絡節點115的負載變得更重時增加并在負載流量下 降時減少。同樣地，由通信網絡105收取的服務費215可以在通信網 絡105的負載變得更重時增加并在負載流量下降時減少。
可以估計不同的服務費205 - 215來選擇通信選項。例如，站IIO 可以自動地選擇是否通過通信信道125直接建立到通信網絡105的連 接，或者基于選擇算法將網絡節點115、 120之一作為轉發器使用。選 擇算法可以是，例如，選擇最便宜的通信選項。在本發明的另一方面， 不同的通信選項以及它們的定價可以經由用戶接口呈現給站110的用戶，并且可以提示用戶輸入用戶選擇以選擇其中一個選項。
一旦站110已選擇經由特定的網絡節點115連接到通信網絡105 或者直接連接到通信網絡105，費用接受220即可被發射。例如，如果 決定了站IIO將經由網絡節點115連接到通信網絡105，可將費用接受 220發射到網絡節點115。作為響應，網絡節點115可以與站IIO建立 通信鏈路。在一個備選方案中，可以將全部費用接受發射到控制器145， 并且控制器145可以用信號通知網絡節點115和/或站110以建立通信 鏈路。盡管如此，本發明并不不如此受限而且可以以任何其它適當的 方式應對費用處理。
可以將為特定的網絡節點115收集的全部服務費分配給網絡節點 115的運營者，或者僅分配一部分服務費。在一個方案中，服務費可以 作為信貸分配到網絡節點的運營者的帳戶。還存在無數的可實施的服 務費分配方法并且本發明在這方面是不受限制的。
圖3描述了有助于理解本發明的網絡節點115的一個例子。網絡 節點115可以包括多模收發機(下文中稱作"收發機")305、在其上存 儲轉發器服務應用315的數據存儲器310、和處理器320。收發機305 可以根據第一通信協議和第二通信協議進行通信。例如，收發機305 可以經由IEEE 802.16和IEEE 802.11進行通信。在備選方案中，可以
提供第一收發機以用于根據第一通信協議進行通信以及可以提供第二 收發機以用于根據第二通信協議進行通信。
為了在網絡節點115上實施轉發器功能，處理器320可以實行轉 發器服務應用315。可以實行轉發器服務應用315以響應來自站的請求、 來自控制器的請求、網絡節點115上的休止、網絡節點115上的輕負 載、用戶輸入、或者任何其它的適合于觸發實行轉發器服務應用315 的條件。處理器320還可以處理經由收發機305接收到的數據和經由收發 機305發射的數據。例如，處理器320可以根據第一通信協議接收由 收發機305接收到的數據，并且根據第二通信協議處理數據用于由收 發機305進行傳輸。同樣地，處理器320可以根據第二通信協議接收 由收發機305接收到的數據，并且根據第一通信協議處理數據用于由 收發機305進行傳輸。在一個方案中，處理器320可以定義通信協議， 收發機305利用該通信協議進行通信。在另一方案中，通信協議可以 由收發機305定義。
圖4呈現了有助于理解本發明的方法400的流程圖。在步驟405， 可以根據第一通信協議在站和通信網絡之間建立通信鏈路。在步驟 410，可以識別網絡節點，例如接入點和/或其它站。識別的網絡節點可 以是那些處于站的附近的節點，識別的網絡節點根據第一通信協議與 通信網絡通信以及可以發起轉發器服務。
進行到步驟415，用于站的QoS信息可以被發射到識別的網絡節 點。在步驟420，可以監控在站和網絡節點之間的一個或多個信號參數。 參考判定框425，如果在站和任何網絡節點之間的信號參數超出閾值， 則過程可以繼續到步驟430，在該步驟中在站和選擇的網絡節點之間建 立通信鏈路。選擇的網絡節點可以是當與站通信時展現出最好的信號 參數的網絡節點。例如，用于選擇網絡節點的判定尺度可以基于信號 強度、信道質量(例如誤碼率)、可用帶寬、可用傳輸率、禾卩/或任何 其它的可以被估計的適當的參數。更進一步，判定尺度還可以基于使 用通信信道的成本。可以根據第二通信協議建立通信鏈路。然后網絡 節點可以在站和通信網絡之間橋接通信。
本發明可以在硬件、軟件、或者硬件和軟件的組合中實現。本發 明可以以集中的方式在一個處理系統中實現或者以其中不同元件分散 在幾個相互連接的處理系統中的分布式方式來實現。例如，在此討論 的一個或多個方法可以在站、網絡節點、控制器和/或任何其它的可操作地連接到通信網絡的設備上實施。任何類型的處理系統或者其它的 適合于執行在此描述的方法的裝置都是合適的。 一個典型的硬件和軟 件的組合可以是具有應用的處理系統，該應用在被加載和執行時，控 制該處理系統以執行在此描述的方法。本發明還可以被嵌入一種應用 產品中，該產品包括能夠實施在此描述的方法的全部特征以及當在處 理系統中被加載時能夠執行這些方法。
在上下文中，術語"計算機程序"、"軟件"、"應用"的變形和/或其 組合，意味著使用任何語言、代碼或者符號的指令集合的任何表達， 這些指令旨在使具有信息處理能力的系統直接地或者在下述情況中的 一個或兩個之后執行特定功能a)轉換至另一種語言、代碼或者符號； b)以不同的物質形式再現。例如，應用可以包括，但不局限于子程序、 函數、進程、對象方法、目標實施、可實行的應用、小應用程序、小 服務程序(servlet)、源代碼、目標代碼，共享庫/動態鏈接庫和/或其它 的為在處理系統上執行而設計的指令序列。
在此使用的術語"一"定義為一個或多于一個。在此使用的術語"多 個"定義為兩個或多于兩個。在此使用的術語"另一個"定義為至少第二 個或更多。在此使用的詞語"能夠"應分別理解為詞語"可以"的替換。因 此，"能夠包括"以及"能夠是"例如，應分別理解為"可以包括"以及"可 以是"。在此使用的術語"包括"和/或"具有"，定義為包括(即開放的措 辭)。在此使用的術語"耦合"定義為連接，即使不一定直接地，并且不 一定機械地連接，也就是通過通信信道或者路徑的通信的鏈接。
本發明可以以其它的形式具體表達而不脫離其精神或實質的屬 性。因此，應該參考權利要求，而不是上述說明，來作為本發明范圍的指不。
權利要求
1. 一種用于動態配置無線通信系統的方法，包括根據第一無線通信協議在通信網絡和網絡節點之間建立第一通信鏈路；估計在站和所述網絡節點之間傳送的信號的至少一個信號參數；以及響應于所述信號參數超過閾值，發信號通知所述站根據第二無線通信協議建立與所述網絡節點的第二通信鏈路，所述網絡節點橋接所述站和所述通信網絡之間的通信。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中在通信網絡和網絡節點之間 建立第一通信鏈路包括在所述通信網絡和第二站之間建立所述第一通 信鏈路。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中在通信網絡和網絡節點之間 建立第一通信鏈路包括在所述通信網絡和接入點之間建立所述第一通 信鏈路。
4. 根據權利要求1所述的方法，其中確定在站和所述網絡節點之 間的信道質量包括接收從由信號強度、傳輸速率和誤碼率的組成的組 中選擇出的至少一個信號參數。
5. 根據權利要求1所述的方法，進一步包括，向所述站傳送轉發 器標識符，所述轉發器標識符識別能夠作為轉發器使用的網絡節點。
6. 根據權利要求1所述的方法，進一步包括 向所述站傳送使用聯網服務所需的服務費；以及 從所述站接收指示同意所述服務費的指示符。
7. 根據權利要求l所述的方法，進一步包括向所述網絡節點傳 送關于通過所述通信網絡通信的站的服務質量(QoS)信息。
8. —種網絡節點，包括根據第一通信協議和至少第二通信協議進行通信的收發機；以及 處理器，所述處理器選擇性地執行轉發器服務應用、根據所述第一通信協議接收由所述收發機接收到的數據、以及處理該數據以便根據所述第二通信協議由所述收發機進行發射； 其中所述網絡節點包括站或者接入點。
9. 權利要求8所述的網絡節點，其中所述轉發器服務應用響應于 從下述組中選擇出的至少一個條件選擇性地被執行，所述組由來自站 的請求、來自控制器的請求、所述網絡節點上的休止、所述網絡節點 上的輕負載、以及用戶輸入組成。
10. 權利要求8所述的網絡節點，其中所述收發機是多模收發機。
11. 權利要求8所述的網絡節點，其中所述網絡節點向站傳送關 于使用由所述網絡節點提供的網絡服務的服務費。
12. 權利要求11所述的網絡節點，其中所述網絡服務包括轉發器 服務。
13. 權利要求11所述的網絡節點，其中所述網絡節點響應于接收 到費用接受來建立與所述站的通信鏈路。
14. 權利要求11所述的網絡節點，其中所述網絡節點接收通過所 述通信網絡通信的站的QoS信息，所述站將被切換到所述網絡節點。
15. —種機器可讀存儲器，其具有在其上存儲的具有多個代碼部分的計算機程序，所述多個代碼部分包括用于根據第一無線通信協議在通信網絡和網絡節點之間建立第一通信鏈路的代碼；用于確定站和所述網絡節點之間的信道質量的代碼；以及 用于響應于所述信道質量超出閾值，發信號通知所述站根據第二無線通信協議建立與所述網絡節點的第二通信鏈路的代碼，所述網絡節點橋接所述站和所述通信網絡之間的通信。
16. 權利要求15所述的機器可讀存儲器，其中用于在通信網絡和 網絡節點之間建立第一通信鏈路的代碼進一步包括用于在所述通信網 絡和第二站之間建立所述第一通信鏈路的代碼。
17. 權利要求15所述的機器可讀存儲器，其中用于在通信網絡和 網絡節點之間建立第一通信鏈路的代碼進一步包括用于在所述通信網 絡和接入點之間建立所述第一通信鏈路的代碼。
18. 權利要求15所述的機器可讀存儲器，其中用于確定站和所述 網絡節點之間的信道質量的代碼進一步包括用于接收從下述組中選擇 出的至少一個信號參數的代碼，所述組由信號強度、傳輸速率和誤碼 率組成。
19. 權利要求15所述的機器可讀存儲器，進一步包括用于向所述 站傳送轉發器標識符的代碼，所述轉發器標識符識別能夠作為轉發器 使用的網絡節點。
20. 權利要求15所述的機器可讀存儲器，進一步包括 用于向所述站傳送用于使用聯網服務所需的服務費的代碼；以及 用于從所述站接收指示符的代碼，所述指示符指示同意所述服務費。
全文摘要
一種用于根據第一無線通信協議在通信網絡(105)和網絡節點(115)之間建立第一通信鏈路的方法(400)。該方法還可包括估計在站(110)和網絡節點之間發射的信號的信號參數。響應于信道質量超過閾值，可用信號通知所述站根據第二無線通信協議與網絡節點建立第二通信鏈路。網絡節點可以橋接站和通信網絡之間的通信。
文檔編號H04W88/04GK101416544SQ200780011654
公開日2009年4月22日 申請日期2007年3月16日 優先權日2006年4月5日
發明者皓 畢, 邁克爾·D·科特津 申請人:摩托羅拉公司