CN101180904B

CN101180904B - 向多个无线设备的定向传输

Info

Publication number: CN101180904B
Application number: CN2006800173536A
Authority: CN
Inventors: J·波萨门捷
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2026-05-19
Also published as: WO2006125226A1; GB2441099A; CN101180904A; GB2441099B; TW200705859A; GB0724614D0; DE112006001281T5; US7397782B2; US20060262747A1

Abstract

一种无线通信设备可以从其他无线通信设备接收有关这些其他无线通信设备的位置的信息，使用该位置信息来确定这些其他无线通信设备相对于它的方向，并创建定向传输以将传输聚集于这些其他无线通信设备的其中一个或多个无线通信设备的方向。

Description

向多个无线设备的定向传输

背景技术

在涉及无线通信设备的典型系统中，中央无线设备(例如基站、接入点等)可以直接与多个移动无线设备(例如蜂窝电话、无线计算机、个人数字助理等)通信。因为移动无线设备可以位于相对于中央无线设备的任何方向上，所以中央无线设备能以基本全向或扇区化的方式传送信号，以使移动无线设备能够接收信号，而不考虑它们相对于中央无线设备的方向。但是，许多传输指向了任何移动设备均不处在的位置。这可能导致射频和带宽利用方面的低效率。

附图说明

可以参考下文描述和用于图示本发明实施例的附图来理解本发明。在这些附图中：

图1示出根据本发明实施例的无线设备的网络。

图2示出根据本发明实施例被划分成多个定向传输区的图1的网络。

图3示出根据本发明实施例的方法的流程图。

具体实施方式

在下文描述中，阐述了多个特定细节。但是，要理解本发明的实施例可以在没有这些特定细节的情况下实施。在其他情况中，公知的电路、结构和技术未予示出以免妨碍对本文描述的理解。

对“一个实施例”、“实施例”、“示范实施例”、“多种实施例”等的引述系指如此描述本发明的实施例可以包括具体特征、结构或特性，但是并非每个实施例都必须包括这些具体特征、结构或特性。而且，一些实施例可能具有针对其他实施例描述的一些特征、全部特征或完全没有针对其他实施例描述的特征。

在下面的描述和权利要求中，会使用术语“耦合”和“连接”及其派生词汇。应该理解这些术语不意味着彼此为同义的。相反，在具体实施例中，“连接”可能用于指示两个或两个以上部件彼此直接物理接触或电接触。“耦合”可能意味着两个或两个以上的部件彼此协同工作或彼此交互，但是它们可能直接物理接触或电接触或可能没有直接物理接触或电接触。

术语“处理器”可以指处理来自寄存器和/或存储器的电子数据以将该电子数据转换成可以存储在寄存器和/或存储器中的其他电子数据的任何装置或装置的一部分。“计算平台”可以包括一个或多个处理器。

术语“无线”及其派生词汇可以用于描述电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等，它们能够通过非实物媒体使用调制的电磁辐射来传送数据。虽然在一些实施例中关联的设备不包含任何连线，但是该术语不意味着如此。术语“移动无线设备”可以用于描述在无线设备正在通信时可以移动的无线设备。

正如本文所用，除非另行指出，否则使用序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等来描述共同的对象仅说明是指相似对象的不同实例，而非意味着如此描述的这些对象必须在时间上、空间上、级别排列上或就任何其他方式来说存在于给定的次序中。

本发明的多种实施例可以采用硬件、固件和软件的其中之一或它们的组合形式来实现。本发明还可以作为包含在机器可读媒体上的指令来实现，这些指令可以被计算平台读取并运行以执行本文描述的操作。机器可读媒体可以包括用于以机器(例如计算机)可读的形式来存储、发送或接收信息的任何机制。例如，机器可读媒体可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储媒介、光存储媒介、闪速存储器装置、电、光、声或其他形式的传播信号(例如载波、红外线信号、数字信号等)、发送和/或接收那些信号的接口和/或天线等等。

本发明的一些实施例可以使用功率转向天线(power steeringantenna)、相控阵列和/或其他技术来将定向传输的信号送交到移动无线设备，即在一个或多个特定方向上较其他方向更强的发射的信号。可以将定向波束送往单个无线移动设备或送往一组无线移动设备。这些方向可以是基于无线移动设备本身对其位置的已知信息，可以将这些位置的已知信息传送到发射设备，以便可以确定发射的优选方向。从移动无线设备本身接收的消息内容收集位置信息的这种方法不同于一些其他技术，其他技术可能包括直接确定从移动无线设备接收的信号的方向而不考虑接收的消息内容。

图1示出根据本发明实施例的无线设备的网络。在图示的实施例中，中央无线设备110可以与各个移动无线设备130通信，这些移动无线设备130图示为以某种随机方式散布在中央无线设备110的周围。中央无线设备110可以具有用于向多个移动无线设备130的不同移动无线设备发送信号以及从这些不同无线设备接收信号的一个或多个天线120。移动无线设备还可以均具有用于与中央无线设备110通信的一个或多个天线，附图中为达到简明的目的，未示出这些天线。在一些实施例中，中央无线设备110可以是能够与多个其他无线设备通信的任何不同类型的无线设备，诸如但不限于接入点、基站等。在一些实施例中，移动无线设备130可以是任何不同类型的无线设备，例如但不限于蜂窝电话、便携式个人计算机、个人数字助理等。

在一些实施例中，中央无线设备110可以在任何给定时间通过控制移动无线设备130中的哪些移动无线设备能够与它通信来作为网络的协调器。在一些实施例中，移动无线设备130中的每一个移动无线设备可以通过在自己与中央无线设备110之间传输相关信息来将自己与中央无线设备110“关联”，由此中央无线设备知道该移动无线设备存在于它的通信范围内，并可以向此关联的移动无线设备发送寻址的消息或从此关联的移动无线设备接收寻址的消息。

图1中图示中央无线设备110以基本全向方式向移动无线设备130发送信号，以便移动无线设备130能够接收这种信号，而不考虑移动无线设备相对于中央无线设备110的方向。在一些实施例中，“基本全向”可以指在水平方向上某种程度均匀地导引发射功率-因为地球表面的形状使大多数移动设备相对于中央无线设备基本处于水平方向上。在一些实施例中，具体根据天线的配置，发射功率可能在3维空间中也是非常均匀的。用于中央无线设备110的天线可以包括但不限于诸如1)单个天线；2)多个天线；3)多个扇区化天线(例如每个天线可以各自是基本定向的，但是全部天线的组合方向图可以是基本全向的)；4)等等。移动无线设备130的每一个在所使用的通信技术的协议允许时还能够向中央无线设备110发送信号。

每个移动无线设备130可以向中央无线设备110传输多种类型的信息。此类信息的其中一些可以包含有关该移动无线设备的位置信息，即描述该移动无线设备相对于某种类型的坐标系的位置或使之能够确定该移动无线设备相对于某种类型的坐标系的位置的信息。移动无线设备能以任何灵活的方式获取有关自己的此类位置信息。一些实例可以包括但不限于，诸如：1)全球定位系统(GPS)；2)通过任何灵活的技术来确定移动无线设备相对于其位置是已知的其他对象的位置的三角测量技术，诸如但不限于到达时间测量和/或到达方向测量；3)来自将其位置传递给附近移动无线设备的附近位置设备的输入；4)等等。移动无线设备传输的位置信息的精确度可能具体根据多种因素而有所不同。在一些实施例中，可以将此类精确度传递到中央无线设备，和/或可以采用其他方式使此类精确度对于中央无线设备是已知的，在一些实施例中，中央无线设备可以基于可能由不精确导致的可能误差范围来调整它自己的计算。

图2示出根据本发明实施例被划分成多个定向传输区的图1的网络。正如本文所用，定向传输区是其中从无线设备发送的定向信号具有适于被该定向传输区内的其他无线设备可靠地接收的功率范围的区域。可以采用多种技术来产生定向传输，即在一个方向范围内相对较强而在其他方向上相对较弱的传输。这些技术可以包括但不限于使用多个天线、功率转向天线、可物理移动的聚焦天线等的相控阵列传输。此外，因为传输可能随着与发射器的距离而趋向于弱化，所以定向传输区可以具有基于与发射器的距离的外部边界以及基于与发射器的角度方向的侧边界。

在图2所示的实施例中，现在标记为130X的移动无线设备聚集在落在定向传输区X内的组中，始于中央无线设备110且在定向传输区X内有效的定向传输可以到达该定向传输区X，但是在定向传输区X外的大多数区域中该定向传输太弱以致于并非可靠有效。该定向传输区可能涵盖始于中央无线设备的一个方向范围内的任何方向。以相似的方式，中央无线设备110可以使用在定向过渡区Y内有效的定向传输到达现在标记为130Y的移动无线设备，以及可以通过在定向过渡区Z内有效的定向传输到达现在标记为130Z的移动无线设备。

因为定向传输随着接收设备移动远离传输区的边界而在强度上趋向于逐渐下降，而非传输突然在边界处消失，所以可以将传输区定义为将传输信号调整为对于定义的传输区内的接收设备来说可靠地强，但是对于接近该传输区的边界但是在其外部的设备来说可能是可靠地强或可能并不可靠地强。但是，可以通过在传输中选择性地使用目的地地址以使过渡区看上去具有清晰定义的边界。中央无线设备可以将它的通信仅定址到确定为在定义的传输区内的那些设备，由此该区外的设备无法被寻址，即使它们够灵敏足以接收该信号。当定义传输区时可以将移动无线设备的报告位置中允许的误差纳入考虑。

移动无线设备130A、130B和130C图示为与先前提到的移动无线设备相对隔离，以致于它们未落在定向传输区X、Y和Z内。从中央无线设备110到可能是孤立的和/或位于小组中的这些移动无线设备130A、130B、130C的传输能以多种方式来处理，诸如但不限于：1)创建包含一个或小群集的此类隔离的移动无线设备的定向传输区，2)使用全向信号向此类隔离的移动无线设备发射，3)扩大其他定向传输区的大小以包含隔离的移动无线设备，4)这些技术的其中一种或多种的组合。

因此可以基于多种标准来定义定向传输区。基于从已经与中央无线设备建立通信的多种移动无线设备接收的位置信息，中央无线设备可以创建定向传输区，这些定向传输区均涵盖看上去一起聚集在一个方向范围内的一组移动无线设备。该方向范围的界限可以基于多个因素中的任何一个因素，包括但不限于如下因素中的任何一个或多个：1)定向传输可以灵活地具有的最大或最小宽度，2)在定向传输区内中央无线设备首选包括的移动无线设备的最大数量或最小数量，3)中央无线设备首选创建的定向传输区的最大数量或最小数量，4)移动无线设备的群集，5)此类因素的任何组合，6)等等。

图3示出根据本发明实施例的方法的流程图。在图示的流程图300中，在310，中央无线设备可以从多个移动无线设备的每一个移动无线设备接收有关该移动无线设备的位置的信息。位置信息可能已经由每个移动无线设备以任何灵活的方式确定，诸如但不限于：1)使用全球定位系统，2)基于地球环绕设备的三角测量，3)来自移动无线设备外部的另一个设备的位置信息的输入，4)等等。位置信息可以基于任何灵活的坐标系，例如但不限于1)网格坐标系，2)球面坐标系(例如纬度/经度和/或高度)，3)等等。

在320，可以基于接收到的位置信息来确定每个移动无线设备相对于中央无线设备的方向。在一些实施例中，中央移动设备可以包括有关它自己的位置的位置信息，并且可以将其与特定移动无线设备的位置信息组合来使用以确定至该特定移动无线设备的方向。有关移动无线设备和中央无线设备的位置信息可以使用相同的坐标系或将其转换到相同或兼容的坐标系以用于方向的确定。

在确定多个移动无线设备相对于中央无线设备的方向之后，在330，可以确定一个或多个定向传输区，使得这些移动无线设备中的多个移动无线设备可以位于定向传输区的每个定向传输区内。在一些实现中，对方向的分析可以揭示一个群集的位于相同大致方向上的移动无线设备，并且可以将定向传输区定义为涵盖该群集内的移动无线设备。在一些实施例中，定向传输区的角宽度可以具体根据多种因素(例如群集的大小、方向发射技术的限制等)而有所不同，但是其他实施例可以创建具有固定角宽度的定向传输区。可以定义多个此类定向传输区以涵盖多组移动无线设备。在一些实施例中，一些定向传输区可以彼此重叠。

在340，中央无线设备可以向每个定向传输区发送定向信号，其中此类信号包含针对该定向传输区内的移动无线设备的其中一个或多个移动无线设备的通信。可以按需要尽可能经常地基于多个因素重新定义多个不同的定向传输区，这些因素诸如但不限于：1)向网络添加移动无线设备或从网络减去移动无线设备，2)一些或全部移动无线设备在网络中的移动，3)中央无线设备的移动，4)网络内环境因素的改变，5)等等。

上文的描述旨在说明而非构成限制。本领域技术人员将设想多种变化。这些变化应包含在本发明的多种实施例中，而本发明仅由所附权利要求的精神和范围限制。

Claims

1.一种用于定向传输的装置，包括：

第一无线设备，所述第一无线设备配置成：

与多个移动无线设备通信；

从所述多个移动无线设备获取有关所述移动无线设备的每一个移动无线设备的位置的位置信息；

基于所述位置信息，确定从所述第一无线设备到所述移动无线设备的每一个移动无线设备的方向；以及

从所述第一无线设备向位于一个方向范围内的一组移动无线设备发送定向信号；其中所述获取所述位置信息不基于测量从所述移动无线设备的每一个移动无线设备接收信号的方向。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一无线设备配置成使用相控阵列天线技术。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一无线设备配置成使用功率转向天线技术。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一无线设备还配置成将所述位置信息转换成相对于它自己的位置的位置。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一无线设备还配置成使用有关方向的信息来确定哪些移动无线设备要在所述组中。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述位置信息基于网格坐标系。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述位置信息基于全球定位系统。

8.一种用于定向传输的系统，包括：

至少一个天线；以及

耦合到所述天线的第一无线设备，所述第一无线设备用于：

与多个移动无线设备通信；

从所述多个移动无线设备获取有关所述多个移动无线设备的位置的位置信息；

基于所述位置信息，确定所述移动无线设备的每一个移动无线设备相对于所述第一无线设备的方向；

确定涵盖一组移动无线设备的方向的一个方向范围；以及发送涵盖所述方向范围的定向信号；

其中所述获取所述位置信息不基于测量从所述移动无线设备接收信号的方向。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一无线设备配置成使用相控阵列天线技术。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一无线设备配置成使用功率转向天线技术。

11.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一无线设备还配置成将所述位置信息转换成相对于它自己的位置的位置。

12.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一无线设备还配置成使用有关方向的信息来确定哪些移动无线设备要在所述组中。

13.一种用于定向传输的方法，包括：

从多个移动无线设备接收有关所述多个移动无线设备的位置的位置信息；

根据所述位置信息，确定至所述移动无线设备的每一个移动无线设备的相对方向；

将所述相对方向分组成相对方向范围内的一组相对方向；以及

同时发送涵盖所述一组相对方向的定向信号。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述发送定向信号包括使用相控阵列技术来发送。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述接收包括接收基于网格坐标系的位置信息。

16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述接收包括接收基于全球定位系统的位置信息。

17.一种用于定向传输的设备，包括：

从多个移动无线设备接收有关所述多个移动无线设备的位置的位置信息的部件；

根据所述位置信息，确定至所述移动无线设备的每一个移动无线设备的相对方向的部件；

将所述相对方向分组成相对方向范围内的一组相对方向的部件；以及

同时发送涵盖所述一组相对方向的定向信号的部件。

18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述从多个移动无线设备接收有关所述多个移动无线设备的位置的位置信息的部件包括接收基于网格坐标系的位置信息的部件。