CN101127937A - 用于在通信源和移动平台之间通信的方法和系统 - Google Patents

Abstract

移动平台装备有广播信号接收机用来接收广播信号，并且装备有双向无线通信设备。在广播信号内的消息被接收到。通信源和移动平台之间的其他消息经由双向无线通信设备被无线传递。

Description

用于在通信源和移动平台之间通信的方法和系统

相关申请的交叉参考

本申请要求2006年8月4日提交的美国临时申请60/821,437的优先权，这里引入该申请作为参考。

技术领域

本公开总的涉及移动平台，特别地涉及与其的无线通信。

背景技术

这部分的陈述仅仅提供涉及本发明的背景信息，可能不构成现有技术。

用于例如车辆的移动平台的无线电信业务应用正在增长，以提供有关于导航和地面辅助设备的特征。例如蜂窝系统的当前通信系统包括点对点通信，其典型地在低数据带宽处操作，耗费相对较高。其他系统包括卫星无线电系统，其使用同步卫星与车辆、住宅和其他音乐、新闻以及音频娱乐的收听环境多信道进行通信，并且典型地在全国分布的低数据带宽处操作。

本地空中电视广播电台正转换为数字电视格式，例如高级电视系统委员会(‘ATSC’)标准，其具有19Mbps的数据带宽。高清电视(HDTV)典型地使用大约9到12Mbps。这意味着有广播通信带宽可用于附加内容的传送。

发明内容

用于在通信源和移动平台之间通信的方法包括给移动平台配备广播信号接收机设备以接收广播信号，并且给移动平台配备双向无线通信设备。经由广播信号接收机设备在移动平台处接收在广播信号内从通信源广播的第一消息。并且，通信源和移动平台之间的第二消息经由所述双向无线通信设备无线地传递。

附图说明

优选实施例被详细地描述，并在组成部分的附图中示出，其中：

图1-4是根据本发明的原理图。

具体实施方式

现在参考附图，其中显示的内容仅仅是为了示出实施例的目的，而不是为了进行相同限制的目的，图1示出了根据典型实施例构成的通信系统。这里所述的通信系统用于在通信源10和移动平台之间传递信号，包括从一个或多个广播装置传递到移动平台，如下文中所述一般指定为30或30’。每个移动平台都装备有包括收发机的无线接口设备(‘WID’)310。所述WID 310包括广播消息接收机设备，可操作来接收和解释源自所述通信源的广播信号，还包括双向无线通信设备，可操作来实现移动平台30、30’和通信源10之间的双向无线通信。所述广播信号，一般指定为25，包括从通信源10经由一个或多个广播发射机15、15’所发射的所有内容。所述广播信号25包括公共可接入的内容和可由移动平台30、30’处的WID 310读取的第一消息。所述第一消息由WID 310接收和解释，还可被传递到人/机界面(‘HMI’)设备350，和/或在移动平台的电子存储设备中缓存。包括无线双向消息的第二消息，一般指定为35、35’，在通信源10和每个移动平台30、30’之间传递。现在详细的进行描述。

所述通信源10信号链接到广播发射机上15、15’。每个广播发射机15、15’包括电子设备，可操作来生成和传播电磁信号，即通过无线电波从通信源10发送来的广播信号25。个人使用者可访问数字电视、收音机或其它设备的广播信号25。广播发射机的设计和操作对本领域熟练的技术人员来说一般是已知的。所述电磁广播信号25被每个具有通信收发机的移动平台30、30’接收。所述广播信号优选地包括在通信源处形成的第一消息。所述第一消息选择时机地(opportunistically)从通信源处广播，并且通过收发机的广播消息接收机在移动平台处接收和解释。第二消息形成，并通过收发机的双向无线通信设备和通信源处企业服务提供商240来在通信源和移动平台之间无线地传递。移动平台包括机动车辆和包括手持设备的其他移动平台，下文中参考图3和4进行描述。

现在参考图2，示出了根据典型实施例通过通信源10的信息的一般流程，广播信号由该信息形成。示出的通信源包括本地电视广播台，然而可以使用其它通信源，例如，HD无线广播电台。内容提供商可以包括网络提供商210、一个或多个第三方提供商220和本地提供商230，它们每一个使用于电视上显示的产品内容与通过各内容管理器的广告相结合。内容提供商的输出被输入到通信源10的主要内容提供商12。此外，对于通信源10，有去往和来自企业服务提供商240的通信，所述企业服务提供商240依次可操作来经由无线连接进行去往和来自移动平台30、30’的通信。企业服务提供商240还可以生成和提供内容到移动平台30、30’。网络提供商210根据许可条约和本地广播者的需要生成具有全国广告的产品。本地提供商230生成具有本地广告的产品。第三方提供商220生成具有全国和/或本地广告的产品。企业服务提供商240生成特定消息内容，所述消息内容是安全加密的，包括例如从因特网获得的信息，包括第一消息。

通信源10包括主要内容管理器12、通信管理器14、内容调度器16和数据流生成器18。通信源10可操作来从内容和企业服务提供商210、220、230和240(下文中的“内容提供商”)获得输出，并且形成成为广播信号25的总消息。所述消息传递通过了数据流生成器18以生成数据流，数据流被传递到广播发射机15、15’，用于在一个或多个广播信道上作为广播信号25进行广播。这包括向移动平台30的通信收发机广播信号25，所述移动平台30在广播发射机15、15’的信号范围内。主要内容管理器12可操作来保证所有消息的内容是正确的格式，即符合可应用的广播标准的格式，例如，ATSC标准、DVB标准或其他认定的广播标准。主要内容管理器12添加和合并来自包括企业服务提供商的各种内容提供商的内容。内容调度器16监控通信管理器14，接收来自企业服务提供商240的输入，执行传送时间调度，和优先化在特定广播信道上的内容传送。所述主要内容管理器12装配内容提供商提供的内容，并且根据来自内容调度器16的输入，指定内容传送调度。装配的内容，即总消息，随着内容传送调度被发送到通信管理器14。所述通信管理器14基于传送调度和通信信道参数来指定特定的通信信道以便利用，通信信道参数包括例如可用带宽和信道条件的参数。移动平台30的通信收发机包括双向通信信道，从而使移动平台启动和/或应答传送过来的信号。例如，如果移动平台确定了第一消息的某些内容已经超期，例如，天气消息，则移动平台可以经由可用双向信道中的一个来向企业服务提供商240和内容调度器16启动请求，然后内容调度器16操作来经由可用广播信道之一来获得和发送更新的数据。进而，通信管理器可以通过双向通信信道来向用户的内容调度器通知所获得的信息。

通信管理器14通过选择时机地分配通信信道资源来管理广播信道，通过数据流生成器18生成符合的数据流，该数据流被发送到广播发射机15，15’用于发射，并且当被请求时，验证第一消息的传输。这样，通过将其结合至高吞吐量的数字广播数据流而选择时机地广播第一消息。

通信管理器14的其他功能包括使安全协议能够用于需要安全和加密的应用，并向内容调度器通知信道情况。内容调度器16执行传送定时调度，并通过特定的广播信道优先化内容传送。每个通信信道都在移动平台的通信收发机和通信信道管理器之间包括单向广播通信信道或双向无线通信信道。

广播发射机15、15’使用已知的宽带广播机制和技术，包括根据例如ATSC或其他标准进行通信的技术。ATSC标准定义了由联邦通信委员会(‘FCC’)为了例如HDTV的地面电视站广播所选择的数字电视。宽带是指包括宽频率范围的通信信号，允许同时传输多片数据，提高数据传输速率。这样，通过称为多路复用的过程而使用相同的通信介质来使多个信道通信。由FCC通过的ATSC标准具有19.38Mbps的数据流量，而HDTV仅使用了9至12Mbps。这意味着，可以使用用于传送附加内容的通信流量。其为广播信号的一部分，该部分优选地用于向移动平台30、30’传输第一消息。

通信源10使用由企业服务提供商240所提供的信息，并被操作为通过第一消息的广播传输来向移动平台30、30’提供增强的特征、应用和服务。增强的特征、应用和服务通过当在乘客车辆中使用移动平台30、30’时，选择时机地缓存通过无线广播服务的数据而实现，该增强的特征、应用和服务包括例如：车辆性能增强和更新、导航信息、行车信息和娱乐信息，以及诸如语音、图像和音频文件的文件。系统根据移动平台的属性寻找时机来传送这些内容。并且，在适当的时间根据用于与移动平台的活动来提供由系统所发送的数据和信息的表示和用途。

现在另外参考图3和4，企业服务提供商240和移动平台30、30’执行双向通信，包括通过移动平台的人/机界面(HMI)设备350从移动平台的操作者和/或乘客接收认证的输入和请求。信息中所包含的输入和请求被传递至本地内容管理器。企业服务提供商240产生用于广播信号的第一消息，并使从其他内容提供商210、220、230中的一个获得用于广播信号的第一消息的内容便于进行。使获得内容便于进行包括移动平台的用户通过HMI的方式识别特定信息以便包含在第二消息中，HMI的方式包括使用菜单驱动或其他系统，形成该第二消息并使用双向通信向企业服务提供商240传送该第二消息。该企业服务提供商240与内容提供商210、220、230交互，以识别特定信息的源，其之后获得该特定信息，并将其包括在第一消息之中。

双向通信链路增强了安全管理系统的健壮性，包括认证、规定和数字版权管理。因此，无线双向消息可以用于对包括第一消息的广播信号进行认证。其还可以有助于或者通过允许移动平台经由广播信号25请求重传数据，或者通过经由双向无线消息35、35’直接传送丢失的数据，来传送丢失的数据。

位于远程服务器中的作为串的编码目录结构可以周期性地例如通过广播信号向移动平台单向发送以供消耗。移动平台可以从目录结构中挑选和选择内容以便显示。该目录结构可以用从互联网和私人源所收集的动态和静态内容的混合来填充。并且，可以实时地或存储起来以便以后消耗地，来向车辆内的多个位置发送该内容，例如，前部和后部车辆屏。这种传送过程包括传送被确认为是通过双向无线消息35所接收的信息分组。上行链路可以使监视对广告的曝光便于进行，并报告应用或服务使用，用于计费或其他目的。

选择时机地进行传输以电子数据的形式的广播信号25的第一消息，并在带宽可用和/或通信源10和发射机15、15’之间的通信信道可用的时间段期间在每个移动平台上接收和缓存它。

向移动平台传送第一消息需要通信传输信道，和由例如香农定理的已知定律所确定的最小带宽，对其的操作是在通信源10处提供。在不需要精确的实时传送的情况下，带宽要求可以在各种维度上被分布，例如时间和扩频码和/或频率。组成第一消息的电子数据的各部分可以由通信管理器14将其分散在这些各种维度上，并在移动平台30的通信收发机中将重新装配。通信源10根据可用性来选择时机地分配传送机制，包括流量、时间、频率以及广播和通信系统的其他参数。通信管理器14协调通过广播发射机15、15’的第一消息的分布。

移动平台30以手持设备的形式实现，并优选地备有WID310、收发机协调器320、应用管理器330、电子存储管理器315、知识控制中心360、至少一个HMI设备350(通过接口控制器340进行通信)以及软件更新协调器和企业服务提供商325。

WID310优选地包括至少一个与收发机协调器320交互的发射机和接收机，用于接收广播信号25并从中解释第一消息。WID还包括调制解调器设备，可被操作为无线发送信号，以实现双向通信。WID310利用结合至收发机协调器320中的蜂窝或其他技术来实现与通信源10之间的通信。WID310从通信源10接收包括第一消息的广播信号25，并通过双向无线消息35向通信源10发送第二消息。

存储管理器315优选地包括可拆除/便携式存储介质，例如DVD、CD和操纵杆存储设备，以及以硬盘或芯片存储设备的形式实现的嵌入式存储介质。WID310可被操作为接收广播信号25，以识别第一消息，并有选择地将其路由至存储管理器315，以缓存和供以后使用，或路由至应用管理器330以便立刻使用。

知识控制中心360优选地包括可更新的电子存储部分，该部分包含为移动平台的多个特性或参数所确定的状态。应用处理器330与知识控制中心360进行交互，以捕获和生成与特定移动平台有关的信息，例如可以通过经由传感器监测和观测环境来获得，或通过用户经由HMI350与移动平台的交互而获得。当移动平台安装有GPS(‘全球定位系统’)设备或否则能够确定地理位置时，移动平台的参数可以包括当前位置和移动平台最近的轨迹。知识控制中心360优选地包括可选择的终端用户的简档，其可以在板上或板外编译的。用户简档优选地包括个人偏好、购买历史、之前的平台轨迹、用户/平台交互和从中习得的内容、用户人口统计和对其他终端用户有用和可选的信息。用户简档可以由移动平台30用来有选择地访问广播信号的第一消息，并有选择地在与用户的任何交互中使用该信息。有选择地向移动平台30下载软件更新、新的应用和其它数据更新。可以由用户简档来管理与用户的交互，包括选择地显示广告。软件更新协调器/企业服务管理器325提供更新移动平台30的操作软件的功能，并管理与使用移动平台的企业有关的信息。

HMI350可以包括触摸或触摸笔显示器、字母数字键盘、滚轮设备和其他设备。还可以想象附加的HMI功能，其中移动平台30上的手持设备与车辆上的对接式结构接口，通过该结构可以实现增强的输入/输出控制。通过这种HMI，操作者能够像通过接口控制器340管理的那样，与设备交互，来接收和传递第一消息的内容。传送至HMI的第一消息的内容形态可以是用户可解释的文本、图片、视频和/或声音或输出信号的形式。该形态是根据移动平台的动力和第一消息内容的预期消费者所调整的，预期消费者即是持有该移动平台30的用户。该用户包括持有该手持设备30的个人。用户包括与车载设备如移动平台30’进行交互的操作者或乘客。

应用处理器330包括移动平台30的操作系统部分，其调用接收机中特定的程序和系统进入工作，并管理交互。这包括捕获包含第一消息的广播信号25的所选择的部分，将第一消息路由至存储管理器进行存储，将第一消息路由至HMI设备，将软件更新从软件更新协调器325路由至存储管理起315，将来自知识中心360和其他位置以供WID310进行传输的信息路由至通信源10，并执行其他信息处理操作。该应用处理器330包括信息管理功能，负责信息的存储和操作。其包括相关功能的集合，包括：通过存储管理器315来管理海量数据存储器；维护安全(例如，认证和数字版权管理)；音频、视频和信息内容的存储和排队；音频、视频和信息内容的操作；和HMI控制。

在很多情况下，第一消息的内容可以在不同的间隔内具有有限的寿命，并且超时或变成超期的。应用处理器通过经由双向无线消息35向通信源10发送第二消息来与通信源交互，以便当期限到达时，或当可以从通信源10获得新的或替代内容时，有选择地请求刷新或更新第一消息的内容。可替换地，这种更新也可以是不需要这种请求而更新。这样，可以根据第二消息而生成第一消息的内容。这种内容的例子是本地商品和服务的卖主的集合。一些内容，例如个人或一些卖主信息的子集可用的商品和服务、价格、特殊事物、位置和联系信息可以相互独立地更新。来自服务的其他内容，例如新闻和天气，可能是有时敏感的，并可以被编程为在一段特定的时间后自动超期，或在指定的日期和时间超期。

软件更新协调器/企业服务管理器325操作来控制发送至移动平台的信息的流动和使用，包括在第二消息中收集移动平台可用的信息并将其发送到通信源10。软件更新协调器的功能包括协调编程信息的分布和更新，编程信息特别是用在移动平台本身或由邻近移动平台的另一设备使用的可执行代码。编程信息可以被可编程设备所使用，包括中央处理单元、数字信号处理单元和其他设备。企业服务管理功能包括管理企业服务，例如向移动平台的用户所提供的服务。还包括选择和显示广告内容。企业服务管理功能进一步包括通过收集源于移动平台的信息来生成第二消息，并通过执行诸如规定(验证对服务的权利)、认证(验证广播器和移动平台的合法性)和保密管理(通过加密和解密以及各种辅助功能)，来保证系统的完整性。

移动平台30’采用车载设备的形式。移动平台30’具有许多与之前所描述的手持移动平台30相同的特征和功能，优选地具有与多个用户有关和与机动车上的应用程序有关的附加功能。在图4中使用与图3中所使用的相同的附图标记来表示基本相同的功能和设备。

收发机、信息管理系统和各种HMI设备都被操作为相互之间通信，并如图所示，具有与其他车辆系统相连接的车载数据总线。移动平台可以包括多个HMI设备350、350’、350”，每个都通过接口控制器340’通信。车辆软件更新协调器325’被信号连接至车辆数据总线370，该数据总线与一个或多个被操作为控制一个或多个车辆系统的车载控制模块进行信号通信。通过该连接，软件更新协调器325’被操作为向适当的车辆控制模块传递用于车辆操作的包含更新的可执行代码的第一消息的一部分。知识控制中心360’适于为移动平台30’的多个特征或参数确定状态，例如，车辆操作参数、设置、动力和当安装有GPS系统或否则能够判断地理位置时的位置。知识控制中心360’优选地包括一个或多个终端用户的可选择简档，该一个或多个终端用户包括车辆操作者和乘客，在板上或板外编译所述简档。该知识控制中心360’被信号连接至车辆总线370，以获得对与车辆操作参数关联的信息的访问。对应于移动平台30’的用户简档总体与根据移动平台30所描述的类似。

在操作中，通信源10范围之内的每个移动平台都接收并解释广播信号25，以获得第一消息。移动平台被操作为以多种形态或形式向用户呈现该第一消息。通过使用车辆属性，例如车辆动力、车辆类型、车辆使用简档和人口统计，提出了方案来提供对第一消息的内容进行选择时机地传输、接收和缓存。在一些车辆系统中，当车辆是静止或几乎静止时更新、修改和刷新消息内容是有利的。并且，刷新消息内容可以更适合于通信信道带宽的可用的选择时机时期，例如，当其他用户和应用共享带宽时。并且，可以根据各种特征，包括车辆动力、车辆类型、车辆使用简档、人口统计、乘客和操作者技术来修改用户交互。并且，刷新消息内容可以更适合于移动平台30’可用的选择时机时期，该移动平台30’可能由于移动平台30没有加电、或广播信号的状况很差或其他原因而不能接收广播信号25。

在消息内容呈现期间，内容的形态是终端用户可解释的文本、图片和/或声音或信号输出的形式。该形态可以根据车辆动力和预期的信息消费者来调整形式。例如，向车辆操作者显示的视频内容可以优选地在车辆运动中禁止，或在形态上被限制为仅为音频。当车辆停止，或减慢为低速时，视频分量可以重新激活并显示。并且，在车辆停止或减慢为低速之前，操作者可以个人根据其偏好来控制特定的形态，例如，通过停止、暂停、播放包括音频的所有内容。对于乘客，视频和音频不会受到车速的影响。但是，乘客能够控制功能，例如停止、暂停、倒退或快进内容的播放。

在HMI的第一消息的内容包括用当前信息填充的格式化的屏幕显示。例如，缺省屏幕可以包括交通地图、天气地图和/或预报、以及广告内容的专用尺寸和位置。广告内容可以经由车辆总线通过简单的用户接口被链接至远程信息处理单元，其可被操作为启动用于附加信息的电话呼叫或交互请求。广告内容可以被用于生成对全部或部分内容传送系统的操作进行资金支持的收入。

其他可以结合至在此所描述的系统的移动平台包括个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、个人娱乐设备、导航/GPS设备，以及其集成结合，包括那种适于手持使用以及可在各种对接式系统之间可传输的设备，该对接式系统包括与车辆对接。

通过选择时机地缓存通过广播服务向车辆所提供的数据和服务所实现的特征、应用和服务可以包括例如：车辆性能增强和更新、导航信息、行驶信息和娱乐信息和文件，例如音频、图片和视频文件。系统寻找选择时机来传送这种基于车辆属性的材料。并且，根据用户与移动平台的活动，在合适的时间提供对由系统发送的以数据和信息的形式的第一消息的表示和使用。

在很多情况下，在通信接收机所捕获和存储的第一消息的内容具有有限的寿命，并在不同的时间间隔超期或变为过时。如前参考手持移动平台30所描述的，当到达期限时，或者当，在移动平台30’完成请求或不请求的情况下获得新的或替换内容时，该系统可以有选择地刷新或更新内容。这种内容的一个例子是各种商品和服务的卖主的集合。一些内容，例如对于个人或卖主信息的一些子集可用的商品和服务、价格、特殊事物、位置和联系信息相互独立更新。一些内容还可以具有超期日期和时间。例如，特殊事物可以在指定的日期和时间超期。其他的服务，例如新闻、天气和其他时间敏感的内容也可以在一段特定的时间后，自动超期。

本发明已经描述了有关的特定优选实施例和修改。当阅读和理解了本说明书后，其他人还会有进一步的修改和变化。因此，应当清楚，本公开并不限于用于执行本公开的作为最佳实施例所公开的特定实施例，而是，本公开包括所有落入所附权利要求的范围之内的所有实施方式。

Claims (20)

1.—种用于在通信源和移动平台之间通信的方法，包括：

给移动平台装备广播信号接收机设备以接收广播信号，以及装备双向无线通信设备；

经由所述广播信号接收机设备在移动平台处接收广播信号内来自通信源的第一消息广播；和，

经由所述双向无线通信设备在通信源和移动平台之间无线地传递第二消息。

2.根据权利要求1的方法，其中所述广播信号进一步包括合并到宽带广播信号中的第一消息。

3.根据权利要求2的方法，进一步包括在可用带宽的周期期间选择时机地将第一消息合并到宽带广播信号中。

4.根据权利要求1的方法，进一步包括在通信源处形成所述第一消息。

5.根据权利要求4的方法，其中形成所述第一消息包括在通信源处装配源自多个内容提供商的消息内容。

6.根据权利要求1的方法，进一步包括无线地将所述第二消息从移动平台传递到通信源。

7.根据权利要求6的方法，进一步包括基于所述第二消息形成第一消息的内容。

8.根据权利要求1的方法，其中移动平台包括手持设备。

9.根据权利要求8的方法，其中手持设备包括可传输的设备，该可传输的设备适于与车辆上的至少一个对接结构对接。

10.根据权利要求1的方法，其中移动平台包括机动车辆。

11.根据权利要求1的方法，其中在移动平台处接收所述第一消息进一步包括在与移动平台相关联的电子存储设备中缓存第一消息的一部分。

12.根据权利要求11的方法，进一步包括：

给移动平台装备软件更新协调器，和

当缓存在电子存储设备中的第一消息的一部分包括用于移动平台的可执行代码时，选择时机地更新移动平台的可执行代码。

13.—种用于在通信源和移动平台之间通信的方法，包括：

给移动平台装备收发机设备，可操作来接收宽带广播信号和执行双向无线通信；

通过收发机在移动平台处接收广播宽带信号；

解释来自接收的广播宽带信号的第一消息；

形成第二消息；和，

通过收发机在通信源和移动平台之间无线地传递所述第二消息。

14.根据权利要求13的方法，进一步包括使通信源能够在通信源处形成第一消息，基于所述第一消息生成宽带信号，和广播来自通信源的宽带信号。

15.根据权利要求14的方法，进一步包括在宽带广播信号中的可用带宽周期期间使通信源能够合并第一消息到宽带信号中。

16.根据权利要求13的方法，进一步包括给移动平台装备：电子存储设备；处理器；和人机界面。

17.根据权利要求16的方法，其中在移动平台处接收第一消息进一步包括在移动平台的电子存储设备中缓存第一消息的一部分。

18.根据权利要求17的方法，包括将缓存在电子存储设备中的第一消息的一部分传递到所述人机界面。

19.根据权利要求17的方法，进一步包括：

给移动平台装备软件更新协调器，和

当缓存在电子存储设备中的第一消息的一部分包括用于移动平台的可执行代码时，选择时机地更新包含在移动平台中的可执行代码。

20.—种用于传递消息到移动平台的系统，包括：

企业服务管理器，可操作来从移动平台接收认证的输入，构造包括消息的广播信号，以及与广播台通信；和，

广播台，可操作来有选择地将所述包括消息的广播信号广播到移动平台的通信收发机。

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