CN100539465C - 无线通信终端及无线通信方法 - Google Patents

Abstract

一种无线通信终端，其提高了整个无线通信网络的利用率，并可以有效执行甚至大数量数据的传递，例如流传递。当无线通信终端(100)接收并使用流数据时，主控制器(120)监控从接收部件(103)接收的无线电波的电平(LB)。当该电平变得等于或小于预定电平时，主控制器(120)控制频率合成器(105)，籍此控制施加到接收部件(103)的接收频率，从而接收来自多个邻近基站的无线电波，并输出接收无线电波电平高于预定电平的无线电波，同时搜索传递目标流数据的基站，以便根据优先级别来选择该基站。

Description

无线通信终端及无线通信方法

技术领域

本发明涉及一种无线通信终端以及一种无线通信方法。该终端通过该方法连接无线通信网络，在无线通信网络上经基站分发诸如视频和音频信号之类的流数据。

背景技术

无线LAN技术近来的发展，正在促进对已知的如热点业务(HotSpot Service)(注册商标)或类似的业务提供的认同，上述服务提供被设计成允许位于公共地点的无线通信终端经无线LAN基站获取网络上的信息。

在无线LAN环境下，可以设置多个无线通信终端来获得诸如视频和音乐之类的同一流数据。在这种情况下，该流数据通常供给量巨大，采用所谓的IP组播或类似的技术来分发。

在每个无线LAN小区内，由IP组播处理的数据基于流进行广播。由此分发的流数据被多个移动通信终端接收。该设置意在减少流经网络每个无线段的数据量。

已经存在技术来为经过IP组播的数据分配指定信道(例如，专利号2002-521589的PCT日文翻译中的内容)，以及存在允许家用音频-视频设备经过IP组播网络上的服务器获取视频和音频数据的技术(例如，日本专利未审公开平10-308759)。也存在更多使用IP组播的应用。

在无线LAN环境下，如上所述，称为IP组播的技术可用于在无线通信网络上提供流数据传递业务。这种情况下，组成该网的每个无线LAN基站一般具有有限的覆盖范围。那意味着正在工作的无线通信终端需要将它的连接从一个无线LAN基站(即接入点)切换至另一基站，从而始终从正在移动的终端的位置中选择提供最佳通信状态的基站。

通常根据接收到的无线电波的强度(接收场强)，由正在通过的终端执行对基站的自动选择。相对于移动无线通信终端来自动选择基站的功能(即自动切换功能)被称为越区切换、移交或狭义的漫游。说明性地，如图4所示，假设基站203应多个无线通信终端301～305的请求，从服务器201经路由器202接收流数据Stm，并同时向终端301～305广播接收到的流数据Stm。终端301～305位于基站203所覆盖的圆形小区内。

另外假设无线通信终端305正在离开基站203的小区以进入另一基站204的小区，其中基站203正在传递经路由器202获取的流数据Stm，如图4所示。这种情况下，无线通信终端305切换通信信道，以建立与基站204的通信，基站204提供高于任何其它邻近基站的无线电接收电平。

如果在基站204的小区内不存在其它接收所述流数据Stm的无线通信终端，则基站204应无线通信终端305的请求，开始进行建立流数据的流动，如图4虚线所示。

当正在从一个基站获取流数据传递的无线通信终端移入另一基站的小区时，新基站目前可能正在提供或没有提供流数据的传递。如果新近到达的基站目前不提供流数据，则必须建立从服务器到该基站以及从该基站到正在移动的终端的流数据的新流动。如果经常是这种情况，则网络整体的使用率可能受到相当大的损失。

考虑到上述情况，产生了本发明，并且本发明提供一种无线通信终端以及一种无线通信方法，藉此在无线通信网络上传递大量的诸如流数据之类的数据(海量数据)，同时总利用效率很高。

发明内容

在实施本发明中，根据本发明的一个方面，提供了一种无线通信终端，包括：

选择装置，用于选择与之通信的基站；

检测装置，用于检测选择装置所选基站的无线电波接收电平；

确定装置，用于确定选择装置选择的基站是否正在传递预定的数据；

切换控制装置，如果从检测装置检测到的无线电波接收电平下降到预定电平之下，则促使选择装置为了进行通信而连续切换到其它的基站，同时检查每个所选基站的无线电波接收电平以及即将从该基站传递的预定数据的可用性；以及

选择控制装置，如果从检测装置检测到的无线电波接收电平在预定数据接收期间下降到预定电平之下，则促使选择装置根据每个所选基站的无线电波接收电平以及即将从该基站传递的预定数据的可用性，优先选择正在传递预定数据且提供高于预定电平的无线电波接收电平的基站。

在根据本发明一个方面的无线通信终端用于接收经基站传递的预定数据的情况下，来自该基站的无线电波接收电平在数据传递期间受到监控。如果发现接收电平下降到预定电平之下，切换控制装置则促使选择装置扫描从基站发出的无线电波的接收电平和即将传递的预定数据的可用性能够接受的邻近基站。

基于扫描结果，切换控制装置促使选择装置优先选择正在传递由所述终端接收的预定数据且提供高于预定电平的无线电波接收电平的基站。即，在两个基站之间作出选择：正在传递预定数据且提供高于预定电平的无线电波接收电平的一个基站，和任何提供高于预定电平的无线电波接收电平但目前没有正在传递预定数据的其它基站；优先选择前一基站。

上述安排明显降低了为正在无线通信网络上传递的数据重新建立数据流的情况，从而提高了网络的总体利用效率。同时，确保了正在移动的终端所需数据在网络上稳定传递。

在根据本发明一个方面的无线通信终端的优选结构中，预定数据可包括至少任何的视频及音频数据以及其它经基站连续传递的海量数据。

对于上述优选结构，正在传递的数据可以是用于实时再现的基于流分发的视频和/或音频数据，和/或组成文本数据的海量数据以及大量数字数据(如用于实时天气预报的网眼数据)。

上述结构确保了海量数据的稳定传递，以及其它在无线通信网络上分发而不降低无线通信网络利用效率的信息提供，海量数据组成了电影音乐，以及用于实时天气预报、基于文本的新闻的其它内容、数据。

附图说明

图1是无线通信网络的说明图，在该网络上使用了体现本发明的无线通信终端；

图2是体现本发明的无线通信终端的框图；

图3是当本发明的无线通信终端从一个小区移入另一小区时所执行的步骤流程图；以及

图4是表示当与常规无线LAN网络相连的无线连接终端从一个小区移入另一小区时所发生情况的说明图。

具体实施方式

将参照附图描述本发明的无线通信终端及无线通信方法的优选实施例。下面的描述将集中在能够与无线通信网络相连的无线通信终端上，该无线通信网络采用无线LAN技术建造，用于利用基站(即接入点)传递诸如视频和语音之类的流数据。

[无线通信网络概述]

图1是无线通信网络200的说明图，体现本发明的无线通信终端可与之相连。如图1所示，无线通信网络200包括服务器201、路由器202以及基站203、204、205、206等。服务器201安装在诸如因特网之类的适当网络上，经路由器202和基站203、204等向多个无线通信终端传递包括视频和音频数据的流数据Stm，每个基站被如此建立以便覆盖预定地理区域。基于流传递的数据Stm由已经接收该数据的终端实时再现。

在图1，围绕每个基站的圆圈表明了由该基站形成的小区。每个小区基本对应于一个地理范围，在该范围内给定基站邻近的无线通信终端可以与该基站满意地进行通信。该基站提供的小区与另一基站的小区交叠，从而任何移动中的终端离开一个小区进入另一小区时不用中断正在进行的通信。

在上述设置的无线通信网络200上，流数据不会无条件地经过属于网络200的全部基站传递。能够连接到无线通信网络200的每个无线通信终端100需要输出一个包含关于期望流数据识别信息(ID)的流数据传递请求。

一旦接收到流数据传递请求，基站就查看它目前是否正在传递所请求的流数据。如果基站目前不处理请求数据，则基站向上游设备转发该请求。接下来，被请求的流数据经无线通信网络200上的路由器202，向其小区中存在请求的无线通信终端的基站发送，藉此建立被请求的流数据的新的流动。

其后，新近接收到被请求的流数据的基站同时向多个无线通信终端广播该数据，多个终端包括位于该基站小区内的请求的终端。

即，小区中不存在接收流数据的无线通信终端的基站将不会不经济地分发流数据。可发生如下情况：目前正在从一个基站接收流数据的无线通信终端移入正在分发所述流数据的另一基站的小区。这种情况下，平滑实现该终端到新小区的越区切换。

还可发生如下情况：目前处于正在分发流数据的基站小区内的无线通信终端产生从该基站传递所述流数据的新请求。在此情况下，由于已经分发所请求的流数据，所以不需要基站重新建立流数据的流动。无线通信终端只需要请求传递期望的流数据，而该数据无延迟地被传递。

如所描述的，流数据基本上不通过那些在其小区中不存在使用流数据的无线通信终端的任何基站来分发。因为流数据由基站广播，所以不需要在该基站与每个具体无线通信终端之间建立任何专门的数据流动。那意味着无线通信网络200的总体利用效率将基本不受影响。

图1示出了基站203和204如何应位于每个基站小区内的无线通信终端的请求进行工作。对于提出的请求，显示出了每个基站203和204在向无线通信终端广播该数据之前，经路由器202从服务器201获取流数据Stm。

说明性地，流数据Stm可以由以下内容构成：音频和视频内容，例如由活动图像和声音组成的电视节目和电影；只由声音组成的音频内容，包括音乐、解说和新闻部分；以及，包括前述内容加静态图像和文本数据的复合内容。

在上述设置中能够连接到无线通信网络200的无线通信终端100从最近的基站接收用于本机使用的流数据。即，如稍后将更详细描述的，无线通信终端100接收作为流数据传递的视频和音频数据，从而显示或输出代表所接收数据的视频和声音。

现假设处于正在广播流数据的基站203小区内的无线通信终端100移动到可以从基站204、205和206接收无线电波的位置，如图1虚线所示。在此情况下，图1中指定基站与无线通信终端100之间的箭头线越短，则无线电波接收电平越高、通信状态(通信质量)越好。

在上述的情况中，无线通信终端100通常从基站203的通信信道切换到(即被换区至)提供最高无线电波接收电平和最佳通信状态的基站205的信道。

然而，基站205目前尚未传递流数据Stm。接着，一旦选择基站205用于和无线通信终端100进行通信，则基站205有必要重新建立流数据Stm的流动。这会恶化无线通信网络200的利用效率。

相反，一边获取流数据一边从一个小区移入另一小区的本发明的无线通信终端100，切换到以合适的可接收电平正在发射无线电波且已经在分发所述流数据的基站的通信信道。

换言之，边移动边接收流数据的无线通信终端100不会简单地选择以最高接收电平发射无线电波的基站的通信信道。无线通信终端100还考虑基站所提供的无线电波接收电平和从该基站传递流数据的可用性来选择基站。

[无线通信终端]

下面是对使用依据本发明的无线通信方法进行工作的本发明无线通信终端100的描述。图2是简略描述本发明的无线通信终端100的框图。

如图2所示，无线通信终端100包括：天线101、天线共享单元102、接收机单元103、发送机单元104、频率合成器(本机振荡器)105、基带处理单元106、音频处理单元107、扬声器108、麦克风109、媒体处理单元110、用户接口处理单元111、显示单元112、输入单元(数字按键键盘)113、输入/输出端子114和主控制器120。

媒体处理单元110是一台微型计算机，包括：CPU(中央处理单元)(未示出)，用于处理诸如流数据之类的各种媒体数据；以及存储器单元，由用作工作区的RAM(随机存取存储器)和用于存储处理必需的程序和数据的ROM(只读存储器)组成。主控制器120也是一台微型计算机，包括CPU、ROM和RAM(未示出)。

[接收机块的工作]

下面的描述是图2所示的无线通信终端100中接收机块的工作情况。由天线101接收的信号经天线共享单元102发送至接收机单元103。接收机单元103选择其频率对应于频率合成器105规定的频率的信号，解调选定的信号，并将结果信号提供给基带处理单元106。

基带处理单元106将来自接收机单元103的信号转换为数字信号，并根据专用于该信号的编码系统来解码该数字信号，从而在信号被编码之前有效恢复初始数字信号。基带处理单元106然后将该数据分成三部分：将传递至主控制器120的控制数据和通知数据，将提供给媒体处理单元110的诸如流数据之类的数据，以及将提供给音频处理单元107的语音数据。分离的数据部分转发至它们各自的目的地。

音频处理单元107将来自基带处理单元106的数字语音信号转换为模拟信号，并放大或处理已转换的信号，以便输出到扬声器108。接下来，由扬声器108输出通信方的语音。

媒体处理单元110将来自基带处理单元106的数据分成视频数据、音频数据、控制数据以及其它数据。媒体处理单元110从视频数据中生成以显示单元112为目的地的视频信号。视频信号通过用户接口处理单元111而被提供给显示单元112。接下来，接收到的视频数据所代表的图象显现在显示单元112的显示屏上。

媒体处理单元110从分离的音频数据中生成以扬声器(未示出)或以连接耳机端子(未示出)的耳机为目的地的音频信号。由此生成的音频信号经用户接口处理单元111而被提供给扬声器，或通过耳机端子而被提供到耳机。接下来，接收到的音频数据所代表的声音通过连接的扬声器或耳机输出。

作为流数据提供的视频和音频数据由上述的无线通信终端100处理，用于再现及输出。再现和输出的东西由无线通信终端100的用户享用。

在从基带处理单元106提供给媒体处理单元110的数据是由控制信息和程序组成的情况下，该数据被写入存储器单元中的RAM。数据根据使用需要从存储器单元中读出。向终端传输的大量数据也可以经用户接口处理单元111和输入/输出端子114记录到与输入/输出端子114相连的存储设备中的记录介质上。

[发送机块的工作]

现将描述终端中发送机块的工作情况。由麦克风109拾取的声音被转换为发往音频处理单元107的电信号。音频处理单元107将来自麦克风109的音频信号转换为数字信号，转发至基带处理单元106。基带处理单元106用适宜的编码方法压缩接收到的音频信号，并向发送机单元104提供压缩信号。

发送机单元104用合适的调制方法调制所提供的信号，并将调制信号转换为频率合成器指定的预定频率的模拟信号。发送机单元104然后放大或处理该模拟信号，从而生成输出信号。由此生成的输出信号经过天线共享单元102提供给天线101，该信号从天线101发送(即发射)。

在连接另一端的无线通信终端的终端ID以及来自该终端的文本数据可以通过输入单元113来输入。而且，可以通过输入/输出端子114为外接存储设备提供数据。这种ID信息、文本数据和所提供的数据全部经用户接口处理单元111向媒体处理单元110发送。

媒体处理单元110将来自用户接口处理单元111的数据变成预定通信格式的输出数据。由此生成的输出数据被转发至基带处理单元106。

基带处理单元106以上述的方式编码所提供的数据，并向发送机单元104发送编码数据。发送机单元104如上所述调制被提供的数据，将调制后数据转换为频率合成器指定的预定频率的模拟信号，并放大或处理该模拟信号，以形成输出信号。由此产生的输出信号通过天线共享单元102向天线101发送，该信号从天线101发射。

终端中的发送机和接收机块如上所述进行工作。终端可以发送出参照图1所述的流数据的传递请求，以便获取保持在因特网上适当服务器中的流数据，传递给终端供本机使用。

无线通信终端可接收来自其它无线通信终端的通信请求，并如所请求的那样，与请求的终端进行通信。反之，无线通信终端可以向期望的无线通信终端发送与其进行通信的通信请求。

[越区切换(handover/handoff)功能的执行]

在如图2所示的无线通信终端100中，接收机单元103以适宜的定时方式检测信号被接收、选择和解调时的无线电波接收电平LB。检测到的无线电波接收电平LB被提供给主控制器120。主控制器120连续监控来自接收机单元103的无线电波接收电平LB，以确定正在进行的通信的稳定性。

如果来自接收机单元103的无线电波接收电平LB下降到预定电平以下，则主控制器120断定无线通信终端100可能已经进入了另一基站的小区。在此情况下，主控制器120促使频率合成器105连续切换接收信道，以搜索无线电波接收电平高于预定电平的基站。

如果没有流数据正在被接收，则主控制器120促使频率合成器105调节至一个频率，该频率允许终端在提供最高无线电波接收电平LB的信道上接收无线电波，籍此通信适当地重新建立。

如果正在接收流数据，则无线通信终端100搜索以高于预定电平的接收电平LB发射无线电波且已经在分发所述流数据的基站。即，每个候选基站应当满足两个要求：它应当具有高于预定电平的无线电波接收电平LB，以及它应当处于传递目标流数据的过程中。

基站的无线电波接收电平LB由接收机单元103来检测，且频率合成器105被安排用于连续扫描来自这些基站的无线电波。通过解调和解码来自接收基站的无线电波，并查看获取的数据是否包含所述流数据的信息指示，来确定期望的流数据是否正由指定基站传递。

主控制器120然后以这种方式控制频率合成器105，以便选择目前正在分发目标流数据且具有超过预定电平的最高的检测无线电波接收电平LB的基站的通信信道。即，即使没有分发流数据的基站提供了高于任何其它基站的无线电波接收电平LB，仍然可以不选择该基站；接收机单元103使其信号接收频率优选地调整到分发所述流数据的基站通信信道。

如所述内容，作出这些安排，以尽可能避开在服务器与无线通信终端已经进入其小区的基站之间建立流数据的新的流动的需要。该方案意在提高无线通信网络200的利用效率。

[终端在流数据接收期间从一个小区移入另一小区时所执行的处理]

参照图3的流程图的以下描述是由无线通信终端100一边接收流数据一边从一个小区移入另一小区时所执行步骤组成的过程。该过程在执行越区切换功能的时候发生。

图3概述了在无线通信终端100接收供本机使用的流数据时执行越区切换功能的主控制器120主要执行的步骤。

假设在无线通信终端100中，主控制器120开始接收构成诸如电影之类的影像和声音内容的流数据。此刻，主控制器120启动如图3所示的程序，以便执行它的越区切换功能。主控制器120检查来自接收机单元130的无线电波接收电平LB，以确定该电平LB是否下降到预定电平之下(步骤S101)。

如果在步骤S101没有发现无线电波接收电平LB在预定电平之下，则不必切换无线信道。主控制器120然后重复步骤S101。如果在步骤S101发现无线电波接收电平LB在预定电平之下，则很有可能无线通信终端100已经移入另一基站的小区中。在此情况下，主控制器120扫描无线信道(步骤S102)，以搜索无线电波接收电平LB高于预定电平的信道(步骤S103)。

更具体地，在步骤S102，主控制器120促使频率合成器105连续切换指定给收机单元103的接收频率，从而可以捕获来自多个邻近基站的无线电波。在步骤S103，连续获得来自多个邻近基站的无线电波接收电平LB。因此，检测到无线电波接收电平被发现高于预定电平(即提供良好通信质量)的基站(即通信信道)。

主控制器120进行检查，并确定在于步骤S103中检测到的、发现其无线电波接收电平高于预定电平的基站(即通信信道)中，是否存在任何已经在分发目标流数据的基站(步骤S104)。

更具体地，步骤S104中的检查涉及对从邻近基站连续接收的无线电波的解调和解码，以及确定接收到的无线电波是否已经添加了指示所述流数据的信息。

在步骤S104，可以发现提供高于预定电平的无线电波接收电平且已经在分发流数据的基站(通信信道)。在此情况下，主控制器120促使频率合成器105让接收机单元103选择从已经在分发目标流数据且具有超过预定电平的最高检测无线电波接收电平LB的基站来接收无线电波。该选择由连续切换通信信道的接收机单元103作出，以便从中选择(步骤S105)。在选择之后，重复步骤S101和后续的步骤。

步骤S105是允许无线通信终端100中的接收机单元103为了接收无线电波而有选择地切换基站(通信信道)的过程。由于已经选定了合适的基站，所以无线通信网络200不需要与该终端已经移入其小区的基站建立流数据的新流动。目前已传递的流数据然后由终端从选定的基站不间断地接收。

在步骤S104，没有发现已经以高于预定电平的无线电波接收电平来分发流数据的基站(即，通信信道)。在这种情况下，主控制器120通常促使频率合成器105让接收机单元103扫描信道，从而选择提供最高无线电波接收电平的基站(步骤S106)。此后，重复步骤S101和后续的步骤。

更具体地，在步骤S106，没有发现期望的流数据目前已由任何接收电平高得足以良好接收的基站分发。这促使高层协议初始化常规的移动通信处理，促使目的地基站开始传输目标流数据，籍此在移动的终端和新连接的基站之间建立流数据的新流动。而且，无线通信网络200创建新的数据流动，而不用中断所述流数据正在进行的传递。

按照上述方式，移动中的本发明的无线通信终端100在两个基站之间作出它的选择：第一个基站已经在传递目标流数据且提供稍低但仍高得足以保证良好通信质量的无线电波接收电平，第二个基站提供高于第一个基站的无线电波接收电平但目前尚未传递所述流数据。无线通信终端100选择第一个基站，尽管它的无线电波接收电平稍低。

上述安排允许无线通信网络200增强它的总的通信效率。大量的视频和音频数据被无间断地分发，并由网络上的每个无线通信终端接收，用于实时再现和本机使用。

主要结合体现本发明的无线通信终端讨论了本发明。本发明的终端代表了各种能够无线通信的设备，例如具有通信设备的PDA(个人数字助理)、能够通信的膝上型个人计算机(所谓的移动计算机)以及能够通信的其它设备。

无线通信网络不限于任何基于无线LAN或IP组播技术的网络。根据本发明，该网络可以是任意一种网络，各种无线通信终端与之连接以便用分组来发送和接收信息。

根据本发明，通过基站分发的数据不限于由视频和音频数据组成的流数据。本发明还适用在数据由以下类型数据构成的情况：诸如用于实时天气预报的网眼数据之类的大量数字数据，用于实时提供基于文本的新闻的海量文本数据，或其它各种连续分发的海量数据。

本发明还适用以下情况：当服务器向基站连续发送海量数据时，数据从基站向客户端(即无线通信终端)传递，同时监控客户的缓冲器容量，或者，当服务器只异步输出海量数据时。即，本发明适用于不同的数据传递设置，籍此连续不断地分发海量数据。

如所述内容以及根据本发明，从多个基站获取无线电波的每个移动通信终端被安排成根据期望流数据的可用性和数据接收质量从中选择最佳基站。本发明的安排有助于促进网络在其无线段上的总体利用效率，籍此确保比以前的质量更高的通信。

Claims (2)

1.一种无线通信终端，包括：

选择装置，用于选择与之通信的基站；

检测装置，用于检测由所述选择装置选择的基站的无线电波接收电平；

确定装置，用于确定所述选择装置选择的所述基站是否已在向所述基站的小区内的多个无线通信终端广播视频或音频流数据；

切换控制装置，如果从所述检测装置检测到的无线电波接收电平下降到预定电平之下，则促使所述选择装置为了进行通信而连续切换到其它的基站，同时检查所选择的每个基站的无线电波接收电平以及正从该基站传递的所述视频或音频流数据的流动；以及

选择控制装置，如果从所述检测装置检测到的无线电波接收电平在所述视频或音频流数据接收期间下降到所述预定电平之下，则促使所述选择装置根据所选择的每个基站的无线电波接收电平以及正从该基站传递的所述视频或音频流数据的广播，优先选择已在广播所述视频或音频流数据且提供高于所述预定电平的无线电波接收电平的基站。

2.一种无线通信方法，用于促使视频或音频流数据通过基站来传递，所述无线通信方法包括步骤如下：

如果一个所述基站的无线电波接收电平下降到预定电平之下，则为了进行通信而连续切换到其它的基站，同时检查所选择的每个基站的无线电波接收电平以及正从该基站传递的视频或音频流数据的流动；以及

根据所选择的每个基站的无线电波接收电平以及正从该基站传递的所述视频或音频流数据的广播，优先选择已在广播所述视频或音频流数据且提供高于所述预定电平的无线电波接收电平的基站。

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