CN104955060B

CN104955060B - 促进便携式装置通信的系统和方法

Info

Publication number: CN104955060B
Application number: CN201510143064.1A
Authority: CN
Inventors: K.J.谢姆; N.拉维
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2019-01-01
Anticipated expiration: 2035-03-30
Also published as: CN104955060A; US20150282245A1; DE102015104747B4; DE102015104747A1; US9386624B2

Abstract

本发明提供了用于促进与基站的通信的方法和系统。所述系统包括多个中继节点，所述多个中继节点配置成经由初级通信链路与所述基站无线通信，且将操作数据传送到所述基站和/或所述中继节点中的至少另一个。至少一个控制器配置成至少部分地基于所述操作数据来确定将所述多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态。

Description

促进便携式装置通信的系统和方法

技术领域

本技术领域大体涉及无线电通信，以及更确切地指带有基于交通工具中继器的无线电通信。

背景技术

由于许多技术和环境因素，与便携式蜂窝电话（“便携式装置”）的通信经常出现问题。例如，在城市区域中，建筑物经常阻塞在便携式装置和基站之间发送的无线电频率（“RF”）信号，这会阻止建立通信链路或者会导致低质量的链路。

因此，期望提供用于在便携式装置和基站之间提供高质量通信链路的系统和方法。此外，本发明的其它期望的特征和特性在结合附图和上文的技术领域和背景技术从随后的详细说明和所附的权利要求中将变得显而易见。

发明内容

在一个实施例中，提供了用于促进通信的系统。该系统包括基站和多个中继节点。中继节点配置成经由初级通信链路与基站无线通信，且将操作数据传送到基站和/或所述多个中继节点中的至少另一个中继节点。该系统还包括至少一个控制器，其配置成至少部分地基于操作数据来确定将多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态。

在另一实施例中，提供了用于促进通信的方法。该方法包括在基站和多个中继节点之间建立初级通信链路。该方法还包括将操作数据从多个中继节点中的至少一个传送到基站和多个中继节点中的至少另一个中的至少一个。该方法进一步包括至少部分地基于操作数据来确定将多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态。

根据本发明，进一步包括下列技术方案：

1. 一种促进与基站的通信的方法，其包括：

在所述基站和多个中继节点之间建立初级通信链路；

将操作数据从所述多个中继节点中的至少一个传送到所述基站和所述多个中继节点中的至少另一个中的至少一个；

至少部分地基于所述操作数据来确定将所述多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态中；以及

激活所述多个中继节点中的至少一个。

2. 根据技术方案1所述的方法，其进一步包括在处于所述活动状态中的所述中继节点中的一个和便携式装置之间建立二级通信链路。

3. 根据技术方案2所述的方法，其进一步包括在与处于所述活动状态中的所述中继节点中的一个相关联的所述初级通信链路和所述二级通信链路之间转送数据。

4. 根据技术方案1所述的方法，其中传送操作数据包括从所述多个中继节点中的每个传送操作数据。

5. 根据技术方案1所述的方法，其中传送操作数据包括发送所述多个中继节点中的至少一个的位置。

6. 根据技术方案1所述的方法，其中传送操作数据包括发送所述多个中继节点中的至少一个的电池电平。

7. 根据技术方案1所述的方法，其中传送操作数据包括发送与所述多个中继节点中的至少一个相关联的交通工具的驻停时间。

8. 根据技术方案1所述的方法，其中传送操作数据包括发送所述多个中继节点中的至少一个的无线电频率（RF）度量。

9. 一种用于促进与基站的通信的系统，其包括：

多个中继节点，其配置成经由初级通信链路与所述基站无线通信，且将操作数据传送到所述基站和所述多个中继节点中的至少另一个中的至少一个；以及

至少一个控制器，其配置成至少部分地基于所述操作数据来确定将所述多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态。

10. 根据技术方案9所述的系统，其进一步包括便携式装置，所述便携式装置配置成经由二级通信链路与处于所述活动状态中的所述多个中继节点中的至少一个无线通信。

11. 根据技术方案10所述的系统，其中处于所述活动状态中的所述多个中继节点中至少一个配置成在所述初级通信链路和所述二级通信链路之间转送数据。

12. 根据技术方案9所述的系统，其中所述操作数据包括所述多个中继节点中的至少一个的位置。

13. 根据技术方案9所述的系统，其中所述操作数据包括所述多个中继节点中的至少一个的电池电平。

14. 根据技术方案9所述的系统，其中所述操作数据包括与所述多个中继节点中的至少一个相关联的交通工具的驻停时间。

15.根据技术方案9所述的系统，其中所述操作数据包括所述多个中继节点中的至少一个的RF度量。

16. 一种交通工具，其包括：

电池；

中继节点，其与所述电池电连接以从所述电池接收电力，所述中继节点包括：

至少一个天线；

至少一个无线电装置，其与所述至少一个天线电连接；以及

控制器，其与所述至少一个无线电装置通信，且配置成经由初级通信链路与基站通信并将与所述中继节点相关的操作数据传送到所述基站。

17. 根据技术方案16所述的交通工具，其中所述控制器进一步配置成接收活动状态的指派、经由二级通信链路与便携式装置通信以及在所述初级通信链路和所述二级通信链路之间转送数据。

18. 根据技术方案16所述的交通工具，其中所述操作数据包括所述交通工具的位置。

19. 根据技术方案16所述的交通工具，其中所述操作数据包括所述电池的电池电平。

20. 根据技术方案16所述的交通工具，其中所述操作数据包括所述交通工具的驻停时间。

附图说明

在下文将结合下列附图描述示例性实施例，附图中相同的附图标记指示相同的元件，以及其中：

图1是根据一个示例性实施例的用于促进通信的系统的示意性框图；

图2是显示提供对区域的通信覆盖的多个交通工具和相关联的中继节点的地理区域的顶视图；以及

图3是根据一个示例性实施例的用于促进通信的方法的流程图。

具体实施方式

以下的详细描述在本质上仅仅是示例性的，且并不旨在限制本申请和使用。此外，也不旨在受到前述的技术领域、背景技术、发明内容或下文的详细说明中所呈现的任何明示或暗示的理论的约束。

参考附图，其中贯穿多个视图中相同的附图标记指示相同的部件，在本文中显示且描述了促进通信的系统100和方法300。

图1示出了系统100的一个示例性实施例。系统100包括基站102。该示例性实施例的基站102是无线电话基站，其具有配置来传送和接收无线电频率（“RF”）信号的无线电装置104和天线106。如本领域技术人员所领会到的，无线电装置104可替代地称作收发器。如本领域技术人员所领会到的，基站102还包括与无线电装置104通信的控制器108以控制无线电装置104并在其间传输数据。控制器108可包括任何单独或以任意组合方式的硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器装置，其包括但不限于：专用集成电路（ASIC）、电路、执行一个或更多个软件或固件程序的存储器和处理器（共享处理器、专用处理器或处理器组）、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其它合适的部件。

还如本领域技术人员所领会到的，基站102与电信网络109通信且配置来将数据传输至电信网络109并且传输出该电信网络109。电信网络109可利用无线通信技术（例如，RF信号）和/或物理链路（例如，导电线路和/或光纤电缆）。虽然在图1中未示出，但是控制器108可距离基站102远程地定位，同时控制基站102的操作。例如，控制信号可经由电信网络109从远程定位的控制器（未示出）传送。

后端服务110可（例如，经由电信网络109）与基站102通信。仅作为一个示例，后端服务110可以是由总部设于美国Michigan的Detroit的通用汽车公司提供的OnStar®服务。如在下文中进一步更加详细解释的，后端服务110可包括一个或更多个控制器111用于控制系统100的多个方面。

系统100还包括多个中继节点112。示例性实施例的每个中继节点112均与交通工具114（例如，汽车）相关联。即，中继节点112由交通工具114支撑或者承载。然而，其它合适的交通工具114可替代地用于承载交通工具中继节点112，合适的交通工具包括但不限于：摩托车、火车、船、航天器和航空器。此外，中继节点112不一定必须与交通工具114相关联。

中继节点112配置为经由初级通信链路116与基站102通信。在图1示出的示例性实施例中，利用RF信号以无线方式执行初级通信链路116。因此，每个中继节点112均包括带有第一天线120的第一无线电装置118。如本领域技术人员所领会到的，第一无线电装置118可替代地称作第一收发器。在一个实施例中，中继节点112中的一个或者更多个可配置成经由节点间通信链路123来与其它中继节点112通信。

每个中继节点112还均包括控制器122和电池124。控制器122可包括任何单独或以任意组合方式的硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器装置，其包括但不限于：专用集成电路（ASIC）、电路、执行一个或更多个软件或固件程序的存储器和处理器（共享处理器、专用处理器或处理器组）、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其它合适的部件。

每个中继节点112的电池124与无线电装置118和控制器122电连接以向其每个供应电力。电池124可以是使用来给交通工具114的其它系统（未示出）提供电力的同一个电池。可替代地，电池124可与交通工具114的电池分开。

系统100包括便携式通信装置130，下文简化称作“便携式装置”。示例性实施例的便携式装置130为允许用户（未示出）经由二级通信链路131利用声音和/或数据与中继节点112通信的手持型装置。便携式装置130可指蜂窝式电话、蜂窝电话、智能电话、行动电话、个人数字助理、平板和/或对讲机。然而，本领域技术人员领会到，其它装置也可起到便携式通信装置130的作用。便携式通信装置130包括配置成经由二级通信链路131传送和接收RF信号的无线电装置132和天线134。如本领域技术人员所领会到的，无线电装置132可替代地称作收发器。便携式通信装置130还可配置成与基站102直接通信。

便携式装置130还包括与无线电装置132通信的控制器136。控制器136配置来控制无线电装置132且在其间传输信号和/或数据。控制器136可包括任何单独或以任意组合方式的硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器装置，其包括但不限于：专用集成电路（ASIC）、电路、执行一个或更多个软件或固件程序的存储器和处理器（共享处理器、专用处理器或处理器组）、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其它合适的部件。本领域技术人员还领会到，无线电装置132、天线134和/或控制器136可以是独立的部件或相互集成为单个部件。该实施例的便携式装置130还包括电池（未示出）。电池与无线电装置132和控制器136电连接用于向其中每个提供电力。

继续参考图1，每个中继节点112的控制器122配置成在初级通信链路116和二级通信链路131之间转送数据。如此，中继节点112充当便携式装置130和基站102之间的中继链路或“中继器”。

在一些实施例中，与初级通信链路116相关联的第一通信协议不同于与二级通信链路131相关联的第二通信协议。并且，在一些实施例中，与初级通信链路116相关联的第一频段不同于与二级通信链路131相关联的第二频段。

例如，在一个示例性实施例中，利用移动网络执行初级通信链路116。例如，利用与GSM、UMTS和/或LTE标准相关联的频率和协议执行初级通信链路116。而且，在该实施例中，利用Wi-Fi连接执行二级通信链路131。即，利用与IEEE 802.11标准族中的一个或者更多个相关联的频率和协议执行二级通信链路131。当然，在其它实施例中，通信链路116、131可以利用任何合适的频率和/或通信标准执行，包括硬连接的配置。另外，应当领会到，根据所需的模式和/或操作的频率，基站102，中继节点112和便携式装置130可具有多于一个的无线电装置104、118、132和/或天线106、120、134。虽然便携式装置130在图1中显示为位于交通工具114的外部，但是应当领会到便携式装置130中的一个或者更多个也可以位于一个或更多个交通工具114的内部。

至少一个中继节点112配置来传输与此中继节点112相关联的操作数据。在一个实施例中，每个中继节点配置来传输操作数据。如下文所描述的，可以传输多种类型和类别的操作数据。

操作数据可包括中继节点112的位置。例如，地理位置可以是由交通工具114中的全球定位系统（“GPS”）接收器（未示出）确定的地理坐标。在另一实施例中，位置可以是驻停点/停车位号。

操作数据还可以包括与中继节点112的电池124相关联的数据。例如，电池电平（即，电池124的电压电平）可以由电压传感器（未示出）感测并且可以包括在操作数据中。其它数据可包括但一定不限于：电池124的安装日期、电池124的类型、电池124的最小可容许充电和电池124的容量。操作数据可包括（例如，当电动或者混合电动交通工具114被插入充电站（未示出）时）电池124是否正在充电。

操作数据可进一步包括交通工具114的驻停状态和/或驻停时间。驻停状态指交通工具114处于非驱动的位置，例如，当自动变速器置于驻停档，或者当应用驻停制动器时。如本领域技术人员所领会的，可通过与变速器和/或驻停制动器相关联的传感器来获得驻停状态。驻停时间指交通工具已经驻停的时间量。

操作数据还可包括诸如在地区200中的平均驻停持续时间的历史数据。例如，平均驻停持续时间可以是在典型的一天期间特定交通工具114驻停在地区200中的平均时间。

操作数据还可包括RF度量。例如，这些RF度量可包括接收信号强度指示（“RSSI”），即，在无线电信号中接收到的功率的测量。RF度量还可包括信噪比（“SNR”）。RF度量进一步可包括来自其它无线电发射器的潜在干扰。还有的另一RF度量可以是网络状况，如网络负载和/或历史网络负载。这些RF度量可以从无线电装置118和/或与无线电装置118相关联的软件应用获得。当然，本领域技术人员将领会到其它的RF度量。

虽然有可能允许在地理区域中的每个中继节点112转送数据，但是这种配置会导致RF拥塞和/或干扰以及中继节点112的电池124的过度消耗。系统100至少部分地利用操作数据来确定应当将多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态。在活动状态中，中继节点112经由初级通信链路116和二级通信链路131在基站102和便携式装置130之间转送数据。相反地，当在非活动状态中时（即不在活动状态中时），中继节点112不转送数据。

通过确定将中继节点112中的哪个/哪些置于活动状态，系统可以提供二级通信链路131的均衡且可靠的覆盖。例如，图2呈现了若干个城市街区（未编号）的顶视图，其中街区具有用于带有中继节点112的多个交通工具114的沿街停车点。尽管在该图中示出了七个交通工具114，但是在相关联的中继节点112中仅有四个置于活动状态以提供对地区200的合适覆盖。虚线202指示二级通信链路131的覆盖。

再次参考图1，至少一个控制器108、111、122配置成至少部分地基于操作数据来确定将多个中继节点112中的哪个/哪些置于活动状态。例如，在一个实施例中，基站102的控制器108可配置来确定将多个中继节点112中的哪个/哪些置于活动状态。在另一实施例中，后端服务110的控制器111可接收操作数据，且配置成至少部分地基于操作数据来确定将多个中继节点112中的哪个/哪些置于活动状态。在又一实施例中，中继节点112的控制器122中的一个或更多个配置来确定将中继节点112中的哪个/哪些置于活动状态。这可以通过节点间通信链路123（即，若干中继节点112之间的通信）类似实现。

如上文所提到的，仅仅基于操作数据可能不能确定将中继节点112中的哪个/哪些置于活动状态。在一个示例性实施例中，后端服务110可仅准许与某些交通工具114相关联的中继节点112置于活动状态。例如，某些交通工具114的拥有者可能不同意允许以这种方式使用与该交通工具114相关联的中继节点112。因此，可将特定的中继节点112排除在外且不使其进入活动状态。其它可用于确定将中继节点112中的哪个/哪些置于活动状态的因素包括但不限于：网络的负载状况、网络的负载历史、期望覆盖的特定地区200、交通工具114驻停在地区200附近的平均持续时间，以及地区200附近的驻停空间的数量。

公开的促进通信的方法可利用如上所述的示例性系统100。然而，应领会到本文描述的方法可以利用不同于上面明确描述的装置和部件来执行。

参考图3并继续参考图1和图2，促进通信的方法300包括：在步骤302处，在基站102与多个中继节点102之间建立初级通信链路116。换言之，建立基站102与多于一个的中继节点112之间的通信。

方法300进一步包括：在步骤304处，将操作数据从多个中继节点112中的至少一个传送到基站102和中继节点112中的至少另一个中的至少一个。换言之，操作数据可以从多个中继节点112中的至少一个传送到（1）基站102，（2）中继节点112中的一个，和/或（3）多个中继节点112。如此，操作数据可由基站102，后端服务111和/或其它中继节点112进行分析。

方法300还包括：在步骤306处，至少部分地基于操作数据来确定将多个中继节点112中的哪个/哪些置于活动状态。如上所陈述的，此类操作数据可包括但不限于：多个中继节点112中的至少一个的位置、多个中继节点112中的至少一个的电池电平、与多个中继节点112中的至少一个相关联的交通工具114的驻停时间以及多个中继节点112中的至少一个的RF度量。

方法300可进一步包括：在步骤307处，激活多个中继节点112中的至少一个，即，将多个中继节点112中的至少一个置于活动状态。更确切地，在示例性实施例中，预先确定为要置于活动状态的多个中继节点112被激活。当置于活动状态时，如在下文进一步详细描述的，中继节点112转送数据。方法300还可包括（未示出）使多个中继节点112中的至少一个（例如，没有确定为置于活动状态的中继节点112）解除激活。

方法300进一步包括：在步骤308处，在处于活动状态的中继节点112中之一和至少一个便携式装置130之间建立二级通信链路131。方法300还包括：在步骤310处，在与处于活动状态中的中继节点112中之一相关联的初级通信链路116和二级通信链路131之间转送数据。如此，便携式装置130的用户可以实现与基站102的通信而不需要其间的直接连接。

当然，可以周期地重复方法300以评估在各个中继节点112的操作数据中的变化。因此，处于活动状态的中继节点112可变为非活动状态，且反之亦然。

尽管在前述的详细说明中已呈现出至少一个示例性实施例，但是应当领会到的是还存在大量的变型。还应当领会到的是，示例性实施例或多个示例性实施例仅仅是示例，并不意图以任何方式限制本公开的范围、适用性或构型。相反地，前述的详细说明会为本领域技术人员提供执行示例性实施例或多个示例性实施例的方便的路线图。应当理解的是，能够在要素的功能和布置上做出各种改变而不违背所附的权利要求书和其在法律上等同物中所阐述的本公开的范围。

Claims

1.一种促进与基站的通信的方法，其包括：

在所述基站和多个中继节点之间建立初级通信链路，所述多个中继节点中的每个均与交通工具相关联；

将操作数据从所述多个中继节点中的至少一个传送到所述基站与所述多个中继节点中的至少另一个中的至少一个，对于带有中继节点的每个交通工具，所述操作数据能够包括与所述多个中继节点中的至少一个相关联的交通工具的驻停状态和驻停时间量；

至少部分地基于所述操作数据来确定将所述多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态，其中至少部分地基于所述操作数据包括至少部分地基于所述交通工具的驻停时间量；以及

基于所确定的将置于活动状态的中继节点，激活所述多个中继节点中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在处于所述活动状态中的所述中继节点中的一个与便携式装置之间建立二级通信链路；以及

与处于所述活动状态中的所述中继节点中的一个相关联的所述初级通信链路和所述二级通信链路之间转送数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其中传送操作数据包括从所述多个中继节点中的每个传送操作数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其中传送操作数据还包括发送所述多个中继节点中的至少一个的位置；以及

确定将所述多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态包括，至少部分地基于所述位置来确定将所述多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其中传送操作数据还包括发送所述多个中继节点中的至少一个的电池电平；以及

确定将所述多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态包括，至少部分地基于所述电池电平来确定将所述多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态。

6.根据权利要求1所述的方法，其中传送操作数据还包括发送所述多个中继节点中的至少一个的无线电频率（RF）度量；以及

确定将所述多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态包括，至少部分地基于所述无线电频率（RF）度量来确定将所述多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态。

7.一种用于促进与基站的通信的系统，其包括：

多个中继节点，其配置成经由初级通信链路与所述基站无线通信，且将操作数据传送到所述基站和所述多个中继节点中的至少另一个中的至少一个，其中，所述多个中继节点中的每个均与交通工具相关联，以及对于带有中继节点的每个交通工具，所述操作数据能够包括与所述多个中继节点中的至少一个相关联的交通工具的驻停状态和驻停时间量；以及

至少一个控制器，其配置成至少部分地基于所述操作数据来确定将所述多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态中，其中至少部分地基于所述操作数据包括至少部分地基于所述交通工具的驻停时间量。

8.根据权利要求7所述的系统，其进一步包括便携式装置，所述便携式装置配置成经由二级通信链路与处于所述活动状态中的所述多个中继节点中的至少一个无线通信，其中处于所述活动状态中的所述多个中继节点中至少一个配置成在所述初级通信链路和所述二级通信链路之间转送数据。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述操作数据还包括所述多个中继节点中的至少一个的位置；以及

所述控制器还配置成至少部分地基于所述位置来确定将所述多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态。

10.根据权利要求7所述的系统，其中所述操作数据还包括所述多个中继节点中的至少一个的电池电平；以及

所述控制器还配置成至少部分地基于所述电池电平来确定将所述多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态。

11.根据权利要求7所述的系统，其中所述操作数据还包括所述多个中继节点中的至少一个的RF度量；以及

所述控制器还配置成至少部分地基于所述RF度量来确定将所述多个中继节点中的哪个/哪些置于活动状态。

12.一种交通工具，其包括：

电池；

至少一个天线；

至少一个无线电装置，其与所述至少一个天线电连接；以及

控制器，其与所述至少一个无线电装置通信，且配置成经由初级通信链路与基站通信并将与所述中继节点相关的操作数据传送到所述基站，

所述操作数据能够包括交通工具的驻停状态和驻停时间量；

其中，至少部分地基于已经驻停的交通工具的驻停时间量来控制所述中继节点。

13.根据权利要求12所述的交通工具，其中所述控制器进一步配置成接收活动状态的指派、经由二级通信链路与便携式装置通信以及在所述初级通信链路和所述二级通信链路之间转送数据。

14.根据权利要求12所述的交通工具，其中所述操作数据还包括所述交通工具的位置；以及

还至少部分地基于所述位置来控制所述中继节点。

15.根据权利要求12所述的交通工具，其中所述操作数据还包括所述电池的电池电平；以及

还至少部分地基于所述电池的电池电平来控制所述中继节点。

16.根据权利要求12所述的交通工具，其中所述操作数据还包括所述中继节点的RF度量；以及

还至少部分地基于所述RF度量来控制所述中继节点。