專利名稱：低級移動性管理規(guī)程的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數據傳遞和通信系統(tǒng)中使用的方法，還涉及進行數據傳遞和通信的系統(tǒng)，該系統(tǒng)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范例在美國專利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(fā)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。然后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?？商娲?，電話號碼可保存供今后使用?？墒褂么税才艁磉M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制的紅外(IR)信號來發(fā)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，使得雖然是在便攜式設備與信標間建立聯系，但用戶無需采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(tǒng)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(fā)現設備隨后是使用該同一設備來實際傳輸信息。藍牙是建立這種系統(tǒng)可用的技術/協議之一，它要求在傳輸發(fā)生前要結束發(fā)現階段。當用于動態(tài)移動環(huán)境中時，該過程花的時間?？杀仍O備處于范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范圍，數據傳遞系統(tǒng)典型地經由成網狀的信標簇(或幾個簇)來提供。因此，由于還有客戶處于給定信標范圍之外并且接收不到所有業(yè)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(fā)明的一個目的是提供用于經由信標的數據傳遞的一種改進系統(tǒng)。
按照本發(fā)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(zhí)行與成網狀安排的信標的業(yè)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，并包含該信標和簇的各個識別符；用戶移動設備一檢測到這種查詢消息就回復一個該移動設備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(fā)送接收到的識別符和消息理由數據；并且選擇的第二信標和移動設備至少部分基于該消息理由數據執(zhí)行業(yè)務交互，包括建立通信鏈路用于在由消息理由數據指示時執(zhí)行該業(yè)務交互。
也按照本發(fā)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(tǒng)，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移動設備，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，并且該移動設備包含該信標和簇的各個識別符，其中所述至少一個移動設備被安排來檢測這種查詢消息并回復一個該移動設備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(fā)送接收到的識別符和消息理由數據，并且其中該選擇的第二信標和移動設備被配置以至少部分基于消息理由數據執(zhí)行業(yè)務交互，包括建立通信鏈路來在由消息理由數據指示時執(zhí)行該業(yè)務交互。
本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點在附帶的權利要求中也進行了陳述，其公開部分這里引入作為參考并對讀者有所指導，或者讀者通過閱讀本發(fā)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并參考附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)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便攜式設備的交互；并且圖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(guī)程。
下面的描述中我們特別考慮使用了用于從一個或一系列信標到一個便攜式設備(無論是電話、PDA或其它)的消息通信的藍牙協議的一個系統(tǒng)，但正如將認識到的那樣，本發(fā)明并不局限于藍牙設備并可應用于其它通信方案，特別是跳頻系統(tǒng)。
考慮到一個用戶漫步進入由大區(qū)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向固定網注冊出現#2在網中漫游#3接收到來的呼叫#4進行向外的呼叫#5離開固定網#1位置注冊最初注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?？商娲兀鼈兛蓮木W絡之外到達。作為注冊過程的一部分，用戶可規(guī)定當處在范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，用戶可被視為已漫游到蜂窩網中的另一小區(qū)，或者比如可能已漫游到合作者的網絡中。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范圍。
#2漫游因為購物中心內的小區(qū)相對很小，所以若用戶移動，他/她前進時就將穿越幾個小區(qū)。盡管如此，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并接著在特別的指定時間醒來以監(jiān)聽主設備發(fā)布的系統(tǒng)消息。這些包括使已停放從設備能夠請求活動狀態(tài)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。最后一個原因是現在漫游變得很困難，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。因此假定注冊后從設備“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(guī)則地掃描尋呼消息，并且因此這些將用來找到終端。類似于查詢規(guī)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(guī)程。尋呼消息可由交互者信標進行廣播并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(guī)劃得很好，則終端將處于一個查詢信標的范圍內并可請求用傳統(tǒng)規(guī)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(fā)布的尋呼消息。終端將選擇其中的最強者并單獨對它進行響應。
通過預注冊，終端可從快速鏈路建立規(guī)程中獲益，因為這已為網絡所知。這有點取決于網絡的實現。
#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(fā)器，包括來自終端的顯式解除注冊消息、超時或未能傳遞到來的呼叫。在以GSM和DECT為主要范例的大多數網絡中，解除注冊消息是不常見的，因為它本來就是極易失敗的。更常見的是，終端在已經處于范圍之外時才意識到它正離開網絡并且因此不能發(fā)布消息?？墒褂闷渌涌煽康挠|發(fā)器。
對大的網絡有一個縮放的問題當有幾十個信標服務于可能幾百個用戶時，必須考慮一些系統(tǒng)信道的容量。假定安裝了足夠數目的小區(qū)，則向外的呼叫請求或終端啟動的類似動作可限制于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于單一交互者信標。否則，網絡必須在所有交互者信標上發(fā)布尋呼消息或者鼓動某種搜索規(guī)程，該規(guī)程中在信標上遠離終端上次已知位置處連續(xù)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(tǒng)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(fā)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(qū)和簇標識-要采用共同轉讓的英國專利申請第0020099.0號中提出的規(guī)程來發(fā)送。每個小區(qū)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(qū)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(qū)的一個子集和所有數目的交互者小區(qū)的一個子集，每個至少有一個。每個小區(qū)是至少一簇的成員。簇地址可由簇成員的小區(qū)標識的最高有效比特來形成或者可替代地與小區(qū)標識不相關。
還提供一個新類別的查詢響應消息，該消息有助于管理終端及其位置。除了返回的標識信息外，新消息包含一個解釋為何發(fā)布它們的消息理由域。這種消息數據合適地規(guī)定了下述之一或者多個●位置注冊●鏈路建立請求●鏈路切換請求為了確保后向兼容性，這些消息基本都是建議性的并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并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。移動設備10在與一個簇的查詢處理信標INQ進行初始聯系后，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(fā)送包含簇識別符的查詢消息，而便攜式終端10接收通過發(fā)送消息理由數據而響應的消息，如下所述。
對于該網絡為新的終端可發(fā)布查詢響應，設置消息理由域為{位置注冊}。這表示了如上所示的加入網絡的意愿，但也表示并不請求呼叫建立。然而，鏈路可被建立以允許進行鑒權、業(yè)務發(fā)現和其它規(guī)程。如果是這樣，則尋呼消息可由與查詢信標處于相同簇的交互者信標來發(fā)布。終端將響應其中最好的而隨后可建立鏈路、執(zhí)行適當的規(guī)程，以及釋放鏈路。若隨后終端移動，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(fā)布位置注冊消息。可能在進行鑒權或其它規(guī)程后，網絡將更新其位置寄存器。
鏈路建立請求可由發(fā)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}。網絡將遵從用于網絡啟動的鏈路建立請求的規(guī)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于終端最后進行位置注冊的那個簇的所有交互者信標上發(fā)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(tǒng)“解除注冊”。
想轉移鏈路到新小區(qū)的終端可發(fā)布查詢響應，消息理由域被設置為{鏈路切換請求}。鏈路切換可按此后將更詳盡討論的規(guī)程來進行嘗試。從終端一般對小區(qū)標識不感興趣(但對系統(tǒng)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(huán)境指示，可以根本不廣播。
現在考慮鏈路切換的問題，圖2是便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、15一起使用的移動電話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(fā)生的數據處理和/或控制邏輯電路13A、14A，如此后討論的那樣。這種安排可用于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移動設備。信息密鑰是一個提供到完全信息源的索引的小數據對象，并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(huán)廣播多個這種密鑰，每個密鑰典型地涉及不同的業(yè)務，盡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。
用戶移動設備10包含與用于接收和發(fā)送消息的收發(fā)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(fā)信機級18前編碼器28將其轉換為發(fā)送格式。
經由天線16和收發(fā)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，則可選地在緩沖38后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分辨率設備，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(即信息只保留在緩沖器38和/或呈現在屏幕34上)。
對于傳統(tǒng)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)服務器52的鏈路并再經由WAN54(可以是因特網)到達可為電話10提供數據源的一個或多個遠端業(yè)務提供商56。
移動或客戶設備(電話10)與信標12-15間的通信采取兩種形式“推”和“拉”。“推”模式下，信標12以60表示的短“密鑰”的形式向所有便攜式終端10廣播查詢信息。電話10通過向第一信標12發(fā)送自己的識別符來響應該查詢密鑰，然后第一信標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(xù)廣播查詢密鑰。
有時用戶愿意獲得比密鑰中包含的還多的信息。這里，“拉”模式允許用戶與服務器56建立連接并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標注為“查詢者”信標而它不斷發(fā)送出藍牙查詢消息。其他信標13、14、15標注為“交互者”信標并被允許基于逐個請求的方式與終端10進行通信。這里，查詢規(guī)程是由查詢者信標12進行而尋呼規(guī)程是由一個或多個交互者信標14執(zhí)行。通過這樣委派這些功能，可能節(jié)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范圍。為了對要切換的通信鏈路識別合適的另外的信標，當發(fā)生切換事件時，到那里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。
對于話音業(yè)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，并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)數據流可在鏈路中并行流動而(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。識別后，保留較好質量的鏈路而釋放較差質量的鏈路。
圖3的流程給出了移動設備10的一個范例規(guī)程，它包含如下步驟●對尋呼消息進行掃描100。
●選擇最好小區(qū)102并發(fā)布尋呼響應104。
●建立第二鏈路(C；圖1)106。
●在新鏈路上復制數據通路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，并終止120。
用于該簇信標的一個規(guī)程示意于圖4的流程圖中，它包含●在該簇或附近簇中除當前小區(qū)外的所有小區(qū)中發(fā)布(表示切換的)尋呼消息140。
●檢驗接收尋呼響應并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。
●在新鏈路上復制數據通路148。
●從移動設備獲得(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(tǒng)的主站而非從終端進行但應該在特定時間內發(fā)生。一旦釋放鏈路的決定已作出并被傳送到任一邊，則另一邊就可啟動鏈路的釋放。若必需的話，整個規(guī)程可重復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鏈路非自愿落線時，也會出現非無縫切換的結果。一般來說該規(guī)程會更簡單，為此終端的一個一般(但非綁定的)規(guī)程如下(參考圖5的流程圖)●釋放舊鏈路(可能是系統(tǒng)指令地或非自愿地，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(qū)164，并發(fā)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(guī)程是(參考圖6的流程圖)●(如上可能是系統(tǒng)指令地或非自愿地)釋放舊鏈路180。
●在該簇或附近簇中除當前小區(qū)外的所有小區(qū)中發(fā)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(fā)生了切換事件，切換規(guī)程就可由任一邊觸發(fā)。無縫切換一般通過減少由固定信標(主設備)或便攜式設備(從設備)測量的鏈路質量來觸發(fā)。主設備可向固定網發(fā)布請求，使網絡開始參考圖4描述的規(guī)程。然后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?？商娲?，若從設備檢測到糟糕的鏈路質量，它可在上行鏈路中發(fā)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(fā)布查詢響應消息。
鏈路的非自愿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(guī)程。發(fā)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，在固定和便攜式通信系統(tǒng)以及這里引入的系統(tǒng)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里已經描述的特性。
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(yè)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，并包含該信標和簇的各個識別符；用戶移動設備一檢測到這種查詢消息，就回復一個該移動設備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(fā)送接收到的識別符和消息理由數據；并且選擇的第二信標和移動設備至少部分基于消息理由數據進行業(yè)務交互，包括建立通信鏈路用于在由消息理由數據指示時執(zhí)行該業(yè)務交互。
2.權利要求1中要求的方法，其中消息理由數據由移動設備響應于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并行的第二通信鏈路、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，并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復制該數據通路。
6.一種包含多個成網狀的信標設備的數據傳輸系統(tǒng)，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移動設備，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，并且包含該信標和簇的各個識別符，其中所述至少一個移動設備被安排來檢測這種查詢消息并回復一個該移動設備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(fā)送接收到的一個識別符和消息理由數據，并且其中該選擇的第二信標和移動設備被配置以至少部分基于該消息理由數據進行業(yè)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(yè)務交互。
7.一種在權利要求6要求的系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)包含大量互連并集合在各個簇中的成網狀的數據信標。在該系統(tǒng)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移動設備(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。移動設備(10)檢測這種查詢消息并以自己的一個識別符連同消息理由數據回復。然后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，移動設備(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(yōu)先權日2000年9月20日
發(fā)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