專利名稱：自動(dòng)學(xué)習(xí)地理感知切換方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，更具體的是涉及在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中切換移 動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可能經(jīng)常地從由一個(gè)接入點(diǎn)服務(wù)的一個(gè) 小區(qū)移動(dòng)到由不同接入點(diǎn)服務(wù)的另一小區(qū)。為了使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能經(jīng)常地 和其它移動(dòng)節(jié)點(diǎn)交互，必須保持移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的至少一個(gè)接 入點(diǎn)之間的通信。從一個(gè)接入點(diǎn)向另一個(gè)接入點(diǎn)移交通信鏈接的過程 被稱為切換。用于確定切換需求的最通用標(biāo)準(zhǔn)是接收信號強(qiáng)度(RSS)和/或信 噪比(SNR)。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從一個(gè)小區(qū)移到另一個(gè)時(shí)，它表現(xiàn)出RSS 或SNR的下降。然后移動(dòng)節(jié)點(diǎn)掃描新接入點(diǎn)，該新接入點(diǎn)可以在新小 區(qū)中為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)。 一旦找到新接入點(diǎn)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)就與其交互 并使用其服務(wù)。然而，如下所述，切換的方法受到許多限制。首先，該方法可能 不會(huì)總獲得平滑的切換。例如，如果移動(dòng)節(jié)點(diǎn)提前開始掃描(當(dāng)它還 在和舊接入點(diǎn)聯(lián)系時(shí))，它可能發(fā)現(xiàn)新的接入點(diǎn)。然后，該移動(dòng)節(jié)點(diǎn) 可能在還能夠和舊接入點(diǎn)對話的同時(shí)，便將連接釋放給新接入點(diǎn)。接 著移動(dòng)節(jié)點(diǎn)不得不再次掃描，其結(jié)果是浪費(fèi)電池和網(wǎng)絡(luò)資源。如果移 動(dòng)節(jié)點(diǎn)滯后開始掃描，它可能甚至在釋放了與舊接入點(diǎn)的連接之后， 仍沒有找到新接入點(diǎn)。這導(dǎo)致切換過程中的無效。其次，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中存在某些區(qū)域，在這些區(qū)域中，即使非常短暫
的移動(dòng)，RSS和SNR也會(huì)急劇下降。在另一些區(qū)域中，它們可能隨著 直線移動(dòng)而交替降低或增加。在這樣的區(qū)域中，用RSS和SNR值來確 定切換需求可導(dǎo)致其過程無效。因此，需要一種改進(jìn)的切換方法和系統(tǒng)。


在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記指的是全部的分立視圖中同樣或功能 相似的部件。依照本發(fā)明，這些附圖，和下述詳細(xì)的描述一起，被組 合進(jìn)并構(gòu)成說明書的一部分，用于進(jìn)一步圖示實(shí)施例和解釋各種原理 和優(yōu)勢。圖1圖示了依照本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。 圖2是依照本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的切換管理器的方框圖。 圖3是依照本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的覆蓋圖的示意框圖。 圖4圖示了依照本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的切換方法的流程圖。圖5圖示了依照本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的切換方法的流程圖。圖6圖示了依照本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的預(yù)測矩陣的方框圖。發(fā)明內(nèi)容依照本發(fā)明，當(dāng)前的公開內(nèi)容用于進(jìn)一步解釋在啟動(dòng)方式中生成 和使用各種實(shí)施例的最佳模式。這公開內(nèi)容還用于增強(qiáng)對此處發(fā)明原 理和優(yōu)勢的理解和評價(jià)，而不是局限于發(fā)明的任何方式。本發(fā)明僅被 公開的附屬權(quán)利要求定義，這些權(quán)利要求包括任何在本申請的未決期 間進(jìn)行的改進(jìn)以及權(quán)利要求的等價(jià)物。所進(jìn)一步理解是相關(guān)術(shù)語的使用，如果任何，如第一和第二，頂 部和底部之類的，僅用于從一個(gè)實(shí)體或動(dòng)作中區(qū)分另一個(gè)，無需請求
或暗示這些實(shí)體或動(dòng)作間的任何實(shí)際關(guān)系或命令。圖1依照本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例圖示了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)100。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)100包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)I02a、 102b、 102c和102d，以及接入點(diǎn)104a、 104b、 104c和104d。以下，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a、 102b、 102c和102d被稱 為多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102。同樣，接入點(diǎn)104a、 104b、 104c和104d被稱為 多個(gè)接入點(diǎn)104。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)IOO被劃分為小區(qū)106a、106b、106c和106d。 以下小區(qū)106a、 106b、 106c和106d被稱為多個(gè)小區(qū)106。參照圖l， 即使地理區(qū)域被表示為矩形并且小區(qū)被表示為圓形，地理區(qū)域和小區(qū) 都可有任意形狀。多個(gè)小區(qū)106中的每個(gè)小區(qū)都由多個(gè)接入點(diǎn)104中 的一個(gè)進(jìn)行服務(wù)。例如，接入點(diǎn)104a在小區(qū)106a中為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a 提供通信信道。這個(gè)通信信道使得移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a能和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)100中 的其它移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a從小區(qū)106a移動(dòng)到任意相鄰小區(qū)，例如小區(qū)106b 時(shí)，接入點(diǎn)104a的接收信號強(qiáng)度(RSS)可能變得不足以支持與移動(dòng) 節(jié)點(diǎn)102a的通信。結(jié)果是，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a可與小區(qū)106b中的接入點(diǎn) 104b建立通信。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a的這個(gè)切換過程由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)100中的切 換管理器108進(jìn)行協(xié)調(diào)。切換管理器108協(xié)調(diào)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)100中地理區(qū) 域110內(nèi)的切換。依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，地理區(qū)域110包括多個(gè) 小區(qū)106中的至少一個(gè)小區(qū)。切換管理器108在地理區(qū)域110內(nèi)通過 通信信道102，與多個(gè)接入點(diǎn)104進(jìn)行通信。依照本發(fā)明的各種實(shí)施例， 通信信道102可以是有線線路或無線通信信道。圖2是依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的切換管理器108的方框圖。切 換管理器108是一種系統(tǒng)，其允許移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)100中的第一 接入點(diǎn)進(jìn)行切換。切換管理器108包括接收信息裝置202、學(xué)習(xí)裝置 204、確定裝置206和通知裝置208。接收信息裝置202接收與地理區(qū)域110中的多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102的
移動(dòng)和位置相關(guān)的信息。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，接收信息裝置202 接收關(guān)于多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102的速度的信息。接收信息的裝置202還獲 取與在地理區(qū)域110中的多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102中的每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)處的RSS 和信噪比(SNR)有關(guān)的信息。此外，接收信息裝置202維護(hù)與地理區(qū) 域110中的多個(gè)接入點(diǎn)104的位置有關(guān)的信息。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 例中，接收信息裝置202接收與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的第二位置有關(guān)的信息。該 第二位置是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)切換的位置。學(xué)習(xí)裝置204把接收信息裝置202所接收的信息映射到各個(gè)移動(dòng) 節(jié)點(diǎn)的地理位置的信息，以形成覆蓋圖。將結(jié)合圖3詳細(xì)描述覆蓋圖。 切換管理器108利用該映射的信息，學(xué)習(xí)地理區(qū)域110中多個(gè)接入點(diǎn) 104的覆蓋能力。映射的信息隨即被確定裝置206用于確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將 要切換到的第二接入點(diǎn)。通知裝置208隨即通知移動(dòng)節(jié)點(diǎn)關(guān)于第二接 入點(diǎn)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通知裝置208向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通知預(yù)測 位置，例如切換位置，和預(yù)測時(shí)間，例如切換的時(shí)間，以進(jìn)行切換。 例如，基于映射的信息，切換管理器108可預(yù)測移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a將在 預(yù)測的一段時(shí)間后切換到第二接入點(diǎn)，例如接入點(diǎn)104b。通知裝置208 隨即通知移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a和接入點(diǎn)104b關(guān)于該即將來臨的切換。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通知裝置208通知接入點(diǎn)104b，以保 留用于該預(yù)測的切換的網(wǎng)絡(luò)資源。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，通知 裝置208啟動(dòng)上下文的傳遞。啟動(dòng)上下文的傳遞使得已經(jīng)在第一接入 點(diǎn)(例如接入點(diǎn)104a)上建立的服務(wù)，能夠在接入點(diǎn)104b上延續(xù)。 隨即，它可向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a提供關(guān)于接入點(diǎn)104b的必要信息，例如頻 帶、調(diào)制技術(shù)、信標(biāo)間隔等。該信息幫助移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a搜索和建立與 接入點(diǎn)104b的通信。圖3是依照本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的覆蓋圖300的示意圖。 切換管理器108是用定義地理區(qū)域110邊界的坐標(biāo)來配置的。依照本 發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，切換管理器108將地理區(qū)域110劃分成多個(gè)微小
區(qū)302。多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102中的每一個(gè)都向切換管理器108發(fā)送其位置 的地理坐標(biāo)和其所連接的接入點(diǎn)。對于每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，切換管理器108 基于接收到的地理坐標(biāo)確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所處的微小區(qū)。如本領(lǐng)域所公知 的，每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以通過各種機(jī)制中之一來獲取其位置的地理坐標(biāo)， 例如通過使用GPS接收器、三角測量等。例如，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102b在路徑304上移動(dòng)，經(jīng)過微小區(qū)302a、 302b、 302c等。切換管理器108將接入點(diǎn)映射到各個(gè)微小區(qū)里，所述接入點(diǎn) 為這些微小區(qū)中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102b提供覆蓋。在其中多個(gè)微小區(qū)302中 的每一個(gè)與至少一個(gè)接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的覆蓋圖300中的這一映射結(jié)果， 是向該微小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供覆蓋的接入點(diǎn)。例如，圖3中，數(shù)字 "1"代表為微小區(qū)302a、 302b、 302c、 302d和302e提供覆蓋的第一 接入點(diǎn)。此外，數(shù)字"2"代表為其它微小區(qū)提供覆蓋的第二接入點(diǎn)， 數(shù)字"4"表示為其它微小區(qū)提供覆蓋的另一接入點(diǎn)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，覆蓋圖300具有與多個(gè)微小區(qū)302關(guān) 聯(lián)的每個(gè)接入點(diǎn)的RSS指示器。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，覆蓋圖 300考慮了可能影響移動(dòng)節(jié)點(diǎn)性能的因素，比如電池的狀態(tài)。參照本發(fā) 明的一個(gè)實(shí)施例，是經(jīng)過一段長期的時(shí)間才能構(gòu)建出完整的覆蓋圖 300。圖4是參照本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的切換方法的流程圖。在 步驟402中，切換管理器108接收與地理區(qū)域110中的多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn) 102的位置和移動(dòng)相關(guān)的信息。另外，切換管理器還可以與上述信息相 結(jié)合地接收與這些位置和移動(dòng)是在何時(shí)被測量有關(guān)的信息。在這樣的 實(shí)施例中，該信息可包括時(shí)間戳。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，切換管 理器108還可接收與地理區(qū)域110中的多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102的速度有關(guān) 的信息。在步驟404中，切換管理器108學(xué)習(xí)在地理區(qū)域110中的多個(gè)接入點(diǎn)104的覆蓋能力。在一個(gè)實(shí)施例中，這是通過將接收到的信息映射到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置上來完成的。在步驟406中，切換管理器108確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(例如移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a)將要切換到的第二接入點(diǎn)，例如接入點(diǎn)104b。這個(gè)確定是利用映射信息來完成的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第二接入點(diǎn)的確定是利用預(yù)測矩陣來完成的。結(jié)合圖6詳細(xì)描 述了本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例中的預(yù)測矩陣。在步驟408中，切換管理器108通知移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a關(guān)于接入點(diǎn) 104b。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，切換管理器108隨即啟動(dòng)上下文的 傳遞。切換管理器108還通知移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a關(guān)于頻帶、調(diào)制技術(shù)、信 標(biāo)間隔等，以使得移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a能夠和第二接入點(diǎn)通信，例如接入點(diǎn) 104b。圖5是圖示了參照本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的切換方法的流 程圖。在步驟502中，切換管理器108接收與地理區(qū)域110中的多個(gè) 移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102中每一個(gè)的位置和移動(dòng)有關(guān)的信息。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí) 施例中，切換管理器108接收與地理區(qū)域110中的多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102 的每一個(gè)的速度有關(guān)的信息。切換管理器108還可接收與多個(gè)移動(dòng)節(jié) 點(diǎn)102的每一個(gè)的RSS禾n/或SNR有關(guān)的信息。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 例中，切換管理器108追蹤與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的第二位置有關(guān)的信息。第二 位置表示出如下位置，在該位置處，地理區(qū)域110中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)決定 自行切換或通過未包含切換管理器的其他方式來切換。切換管理器108 利用多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102中的每一個(gè)與切換管理器108之間的協(xié)議，定 期地接收該信息。例如，該協(xié)議可包含定期向切換管理器108發(fā)送更 新的多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102中的每一個(gè)，其中該更新包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前 位置，還可能是其它參數(shù)例如移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的速度、RSS和SNR。在本發(fā) 明的一個(gè)實(shí)施例中，這些更新的頻率可隨著參數(shù)改變的值和/或速度而 變化。此外，更新的頻率還可被切換管理器108所影響。在步驟504中，切換管理器108通過維護(hù)與多個(gè)接入點(diǎn)104中每
一個(gè)的位置相關(guān)的信息,來學(xué)習(xí)地理區(qū)域110中的該多個(gè)接入點(diǎn)104 的每一個(gè)的覆蓋能力。在步驟506中，切換管理器108利用接收到的 信息來構(gòu)建覆蓋圖300 (如結(jié)合圖3所描述的)。在步驟508中，切換 管理器108為地理區(qū)域110中的多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102中的每一個(gè)建立和 維護(hù)歷史表。該歷史表表示出地理區(qū)域110中的多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102中 的每一個(gè)所訪問的最近位置。在一個(gè)實(shí)施例中，歷史表中所保存的位 置數(shù)量是固定的。做為選擇，歷史表中所保存的位置數(shù)量也可根據(jù)該 移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在給定的路由上可采取的備選路徑數(shù)量而變化。此外，歷史 表中所保存的位置數(shù)量可根據(jù)覆蓋圖的粒度而變化。在本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施例中，在歷史表中為多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102的每一個(gè)表示出的位置數(shù) 量至少為兩個(gè)。每當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向切換管理器108發(fā)送關(guān)于其位置的信 息，就更新該歷史表，并刪除歷史表中的用于該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的最舊位置。 此外，關(guān)于其它位置的信息被移位，并且在歷史表中添加移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的 當(dāng)前位置。例如，如果移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102b在路徑304上移動(dòng)，經(jīng)過微小區(qū)302a、 302b、 302c，然后到302d，歷史表將這組微小區(qū)放在與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102b 對應(yīng)的一列中。此處，歷史表中所表示出的位置數(shù)量是四個(gè)。移動(dòng)節(jié) 點(diǎn)102b隨即移動(dòng)到微小區(qū)302e。切換管理器108從歷史表中移除最舊 的位置，例如微小區(qū)302e。切換管理器108將其它三個(gè)微小區(qū)標(biāo)識為 移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102b的先前位置。然后切換管理器108將微小區(qū)302e標(biāo)識為 移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102b的當(dāng)前位置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每當(dāng)從地理區(qū) 域110中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收到信息，就更新該歷史表。在步驟510中，切換管理器108確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(例如移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a) 將要切換到的第二接入點(diǎn)。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，切換管理器108 利用預(yù)測矩陣來確定第二接入點(diǎn)、切換位置和切換時(shí)間。結(jié)合圖6詳 細(xì)描述了預(yù)測矩陣。切換管理器108還預(yù)測切換位置和切換時(shí)間。切 換位置是預(yù)測要發(fā)生切換的位置。切換時(shí)間是預(yù)測要發(fā)生切換的時(shí)間。 切換位置和切換時(shí)間可基于標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)來計(jì)算，并考慮測量值被接收的
位置和時(shí)間。例如，如上所述，如果切換管理器108從移動(dòng)節(jié)點(diǎn)處與接收時(shí)間以及關(guān)于位置和移動(dòng)的信息，切換管理器108可根據(jù)接收的 信息來計(jì)算切換位置和切換時(shí)間。在步驟512，切換管理器108通知移 動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a關(guān)于第二接入點(diǎn)。切換管理器108還可通知移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a 關(guān)于切換位置和切換時(shí)間。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，切換管理器108啟動(dòng)上下文傳遞。其 還可通知移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a關(guān)于頻帶、調(diào)制技術(shù)、信標(biāo)間隔等，從而使移 動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a能夠與第二接入點(diǎn)通信。圖6圖示了參照本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的預(yù)測矩陣600。切 換管理器108利用歷史表中的信息創(chuàng)建并更新預(yù)測矩陣600。預(yù)測矩陣 600用于確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(例如移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102a)將要切換到的第二接入點(diǎn)。 預(yù)測矩陣600包括多個(gè)列。每個(gè)列包括一組先前位置。每列還進(jìn)一步 具有預(yù)測位置，如果其已經(jīng)在該組先前位置之后，則該預(yù)測位置規(guī)定 移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將要進(jìn)入的微小區(qū)。每列還規(guī)定了頻率，該頻率是移動(dòng)節(jié)點(diǎn) 進(jìn)入所預(yù)測的微小區(qū)的概率。每當(dāng)歷史表被更新時(shí)，切換管理器108就在預(yù)測矩陣600的各行 中搜索該組先前位置。例如，基于從移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102b接收到的信息，歷 史表被更新。微小區(qū)302b、 302c和302d被添加到歷史表中，作為移動(dòng) 節(jié)點(diǎn)102b的該組先前位置。微小區(qū)302e被添加到歷史表中，作為當(dāng)前 位置?，F(xiàn)在，切換管理器108在預(yù)測矩陣600中的已有行中搜索由移 動(dòng)節(jié)點(diǎn)102b報(bào)告的該組先前位置?；谒阉鹘Y(jié)果，切換管理器108可 執(zhí)行下列動(dòng)作中的一種。如果在已有行中并不存在該組先前位置，則將具有這組先前位置 的新行添加到預(yù)測矩陣600中。此外，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102b的當(dāng)前位置(例 如微小區(qū)302e)被存儲到預(yù)測矩陣600中，作為預(yù)測位置。如果微小 區(qū)302e遵循該組先前位置，則移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入微小區(qū)302e的頻率是一。如果預(yù)測矩陣600中存在用于該組先前位置的單一條目，并且預(yù) 測位置是微小區(qū)302e，那么就不對預(yù)測矩陣600作出任何改變。頻率 也保持不變。如果預(yù)測矩陣600中存在用于該組先前位置的單一條目，但是預(yù) 測位置是除了微小區(qū)302e之外的微小區(qū)，就添加新的行。使用已知的 技術(shù)(比如加權(quán)平均)，為這兩個(gè)行都計(jì)算新的頻率。如果預(yù)測矩陣600中存在用于該組先前位置的多個(gè)條目，并且用 于它們之一的預(yù)測位置是微小區(qū)302e,就不添加新的，也不重新計(jì)算 現(xiàn)有頻率。如果對于該多個(gè)條目，這些預(yù)測位置中沒有一個(gè)包含該微小區(qū) 302e，就添加帶有這個(gè)預(yù)測位置的新行，并且重新計(jì)算頻率。在確定用于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的預(yù)測位置時(shí)，切換管理器108將移動(dòng)節(jié)點(diǎn) 的較舊位置與預(yù)測矩陣600中的現(xiàn)有行進(jìn)行匹配。如果存在對應(yīng)的條 目，切換管理器108確定預(yù)測的微小區(qū)，以及移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移到該預(yù)測的 微小區(qū)中的概率。然后，它使用覆蓋圖來確定在預(yù)測微小區(qū)中提供服 務(wù)的第二接入點(diǎn)。如果一個(gè)不同的接入點(diǎn)在預(yù)測微小區(qū)中提供服務(wù)， 切換管理器108在第二接入點(diǎn)上預(yù)留資源，并通知移動(dòng)節(jié)點(diǎn)即將進(jìn) 行切換。在多種可能性的情況下，切換管理器108可通知預(yù)測接入點(diǎn) 的全部或子集合，以預(yù)留資源用于切換。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中， 通過僅僅選擇那些大于特定概率閾值的，來確定該子集合。然后，它 可通知移動(dòng)節(jié)點(diǎn)即將進(jìn)行到預(yù)測接入點(diǎn)之一的切換。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，隨著移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接近其當(dāng)前微小區(qū)的邊 緣，切換管理器108可命令移動(dòng)節(jié)點(diǎn)經(jīng)常地報(bào)告其位置。在預(yù)測接入 點(diǎn)的數(shù)量大于一時(shí)，切換管理器108可以這樣做。這有助于切換管理
器108更準(zhǔn)確地決定第二接入點(diǎn)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，附加信息可被添加到預(yù)測矩陣600中， 以在頻率計(jì)算方面輔助切換管理器108。例如，通過將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)標(biāo)識信 息(例如移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的模型號或序列號)添加到覆蓋圖和預(yù)測矩陣中， 可改進(jìn)預(yù)測準(zhǔn)確性。添加這樣的標(biāo)識信息將允許為由其序列號標(biāo)識的 每個(gè)移動(dòng)模型和/或特定移動(dòng)設(shè)備，單獨(dú)地確定系統(tǒng)覆蓋能力。另外，預(yù)測準(zhǔn)確性可通過添加切換的行計(jì)數(shù)來改進(jìn)，而不單是移交的平均值、 移交之間的時(shí)間、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在微小區(qū)中的持續(xù)時(shí)間，和其它類似的系 數(shù)。從上述公開中應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明提供了切換的方法，由于切換管 理器108提供的協(xié)調(diào)，該方法實(shí)現(xiàn)了平滑切換。此外，切換管理器108 幾乎不需要配置和維護(hù)。它隨著現(xiàn)有接入點(diǎn)的覆蓋能力中的改變而自 動(dòng)學(xué)習(xí)，并由此周期性地更新自身。此外，切換的方法是可擴(kuò)縮的， 因?yàn)榭梢栽谝苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)100中實(shí)現(xiàn)任何數(shù)目的切換管理器，每個(gè)具有一 個(gè)有限的控制區(qū)域。此外，在切換管理器108故障的情況下，移動(dòng)節(jié) 點(diǎn)可回歸到傳統(tǒng)的切換機(jī)制。應(yīng)認(rèn)識到的是，這里描述的切換技術(shù)可包含一個(gè)或多個(gè)常規(guī)處理 器、和控制該一個(gè)或多個(gè)處理器以完成此處所述的一些、大多數(shù)、或 所有功能的唯一存儲程序指令；因此，學(xué)習(xí)覆蓋能力和確定接入點(diǎn)的 功能可被解釋為是方法的步驟。做為選擇地，同樣的功能也可以由沒 有存儲程序指令的狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)，其中每個(gè)功能和這些功能的特定部 分的一些組合是作為自定義邏輯來實(shí)現(xiàn)的。可以使用這兩種方式的組 合。因此，這里己經(jīng)描述了用于實(shí)現(xiàn)這些功能的方法和裝置。盡管上文已經(jīng)結(jié)合具體裝置描述了本發(fā)明的原理，但應(yīng)清楚地理 解的是，本說明僅僅是以舉例的方式做出的，而不是對本發(fā)明范圍的 限制。
本公開內(nèi)容意圖詳細(xì)描述如何參照本發(fā)明形成并使用各種實(shí)施 例，而不是限制其真實(shí)的、想要的、合理范圍和精神。先前的說明并 不想窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制到所公開的確切方式上。在上述教導(dǎo)的提示 下調(diào)整或改進(jìn)都是可能的。實(shí)施例被選擇和描述，以提供本發(fā)明的原 理的最佳說明和其實(shí)際應(yīng)用以允許本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在各種實(shí)施例 中利用發(fā)明并進(jìn)行各種調(diào)整，因此適于預(yù)期的特殊應(yīng)用。當(dāng)參照它們 被公平地、合法地和公正地授權(quán)的范圍進(jìn)行解釋時(shí)，所有這些調(diào)整和 改進(jìn)都在如附屬的權(quán)利要求和此處的所有等價(jià)物所確定的、本發(fā)明的 范圍內(nèi)，這些權(quán)利要求可在本專利申請的懸而未決期間做修正。
權(quán)利要求
1.一種使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能夠從移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的第一接入點(diǎn)切換的方法，所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的通信，所述方法包括a.接收與所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置和移動(dòng)有關(guān)的信息；b.學(xué)習(xí)所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)接入點(diǎn)的覆蓋能力，其中與每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的所述位置和移動(dòng)有關(guān)的所述信息被用于學(xué)習(xí)所述覆蓋能力；c.基于所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的所述多個(gè)接入點(diǎn)的所述覆蓋能力來確定第二接入點(diǎn)；以及d.向所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通知所述第二接入點(diǎn)，其中所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)作出向第二接入點(diǎn)的切換。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中與所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)有關(guān)的 所述信息包括與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的速度有關(guān)的信息。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括a. 接收與所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的第二位置有關(guān)的信息，其中所述移動(dòng)節(jié) 點(diǎn)決定在所述第二位置處進(jìn)行切換；b. 將與所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的所述第二位置有關(guān)的所述信息映射到所述 移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的地理位置上。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括a. 接收與所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度(RSS)和信噪比(SNR) 有關(guān)的信息；并且b. 將與所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的RSS和SNR有關(guān)的所述信息映射到所述 移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的地理位置上。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括-a.預(yù)測切換位置和切換時(shí)間中的至少一個(gè)，其中所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在所述切換位置和所述切換時(shí)間處進(jìn)行向所述第二接入點(diǎn)的切換；并且 b.向所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通知所述切換位置和所述切換時(shí)間中的至少一
6. —種使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能夠從移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的第一接入點(diǎn)切換的方法， 所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的通信，所述方法包括a. 接收與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置和移動(dòng)有關(guān)的信息；b. 學(xué)習(xí)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)接入點(diǎn)的覆蓋能力，其中與每個(gè)移動(dòng)節(jié) 點(diǎn)的所述位置和移動(dòng)有關(guān)的所述信息被用于學(xué)習(xí)所述覆蓋能力；C.基于所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)接入點(diǎn)的所述覆蓋能力，來建立覆 蓋圖；d. 為所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)維護(hù)歷史表；e. 基于所述歷史表來確定第二接入點(diǎn)；并且f. 向所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通知所述第二接入點(diǎn)，其中所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行 向所述第二接入點(diǎn)的切換。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括a. 接收與所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的第二位置有關(guān)的信息，其中所述移動(dòng)節(jié) 點(diǎn)決定在所述第二位置處進(jìn)行切換；并且b. 將與所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的所述第二位置有關(guān)的所述信息映射到所述 移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的地理位置上。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中建立所述覆蓋圖包括a. 將所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)微小區(qū)；b. 將每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)映射到微小區(qū)中；并且c. 將每個(gè)微小區(qū)映射到至少一個(gè)接入點(diǎn)上，所述至少一個(gè)接入點(diǎn) 向所述微小區(qū)中存在的所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供覆蓋。
9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中維護(hù)所述歷史表包括-' a.基于從每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收的所述信息更新所述歷史表；　b.基于所述歷史表更新預(yù)測矩陣。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括a. 基于所述預(yù)測矩陣來預(yù)測切換位置和切換時(shí)間中的至少一個(gè)，其中所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在所述切換位置和所述切換時(shí)間進(jìn)行向第二接入點(diǎn)的切換；并且b. 向所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通知所述切換位置和所述切換時(shí)間中的至少一個(gè)。
全文摘要
公開了一種自動(dòng)學(xué)習(xí)地理感知切換方法和系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括切換管理器(108)，它接收與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(100)中存在的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(102a、102b、102c和102d)的位置和移動(dòng)有關(guān)的信息。切換管理器學(xué)習(xí)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)(104a、104b、104c和104d)的覆蓋能力。然后，它基于所學(xué)習(xí)的覆蓋能力確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將要切換到的第二接入點(diǎn)。然后，切換管理器通知移動(dòng)節(jié)點(diǎn)關(guān)于該第二接入點(diǎn)。
文檔編號H04W36/32GK101151913SQ200680010168
公開日2008年3月26日 申請日期2006年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月7日
發(fā)明者蘭迪·L·?？藸? 安東尼·R·梅特凱 申請人:摩托羅拉公司