CN101969630A - 无线通信设备及无线通信设备的通信方法 - Google Patents

无线通信设备及无线通信设备的通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及无线通信设备及无线通信设备的通信方法。本发明的一个目的是提供当在遵照如下的无线LAN标准的无线设备中为了救援、安全等发送紧急信息时消除发送延迟的手段，在所述无线LAN标准中，如果检测到从周边设备发送的无线电波，那么发送必须停止。在具有两个或更多通信方案的多模式无线通信方案中，设置诸通信方案的优先级。在从接入点侧输出到终端侧的控制信道的帧的“消息类型”数据字段中描述关于消息的高优先级或低优先级。当在终端侧解译所述控制信道的帧时，所述消息类型被确认，使得确认此后所使用的服务信道的类型，并连接所述信道。

Description

无线通信设备及无线通信设备的通信方法
相关申请的交叉引用
通过引用将2009年7月27日申请的日本专利申请No.2009-173877的公开内容全部并入在此，包括说明书及权利要求书、附图和摘要。
技术领域
本发明涉及一种避免支持紧急信息和各种非紧急服务信息的ITS(智能运输系统)中由于紧急信息的发送等待而引起的发送延迟的方案。
背景技术
作为用于实现多模式无线通信方案的手段，已知认知无线通信(cognitive wireless communication)。认知无线通信是一种无线通信方案概念，其管理无线方案以及无线电波的使用状态，改变网络和无线节点的发送和接收中使用的参数以避免干扰，以及使得能够实现有效率的通信。
在认知无线通信中，在网络侧识别所有无线通信状态。因而，由于新切换的信道已经在可用状态，不发生等待状态。但是，网络侧上需管理和控制所有无线通信状态，导致系统规模(开发和维护成本)增加的问题。
在与无线LAN标准(IEEE 802.11)兼容的窄带无线系统中，如果检测到从周边设备(peripheral devices)发送了无线电波，那么需停止信道(无线通信频带)处的无线发送。因此，存在出现发送的等待状态的可能性。这种系统有要避免紧急无线通信的等待状态的问题。
日本未审查专利公开No.2007-116672提供了一种多模式无线通信设备，其中多模式无线终端包括：可重配置信号处理单元，其切换无线通信方案；控制单元，基于该通信方案的切换方法的组合，给出通信方案的切换指令和通信方案的切换方法的指令到可重配置信号处理单元；切换设置确定单元，从控制单元获得通信环境信息，从确定信息存储单元获得切换设置确定系数，确定组合，并给出该组合的指令到控制单元；以及确定信息存储单元，保持所述切换设置确定系数。该多模式无线通信设备与多种类型的无线通信方案兼容，并在切换通信方案的同时进行通信，从而可以根据通信环境自动地选择最佳无线通信方案的切换方法。
此外，在日本未审查专利公开No.2008-131574中，控制单元基于其节点和所有相邻节点的通信负荷信息以及其节点可用的通信容量信息，计算表示其节点对相邻节点的干扰影响的指标值；与其他节点交换其中存储与相应节点有关的指标值的路由(routing)表；基于与从其节点到目标节点的通信路径(route)上的中继节点有关的指标值，估计该通信路径的候选者；并选择通信路径。此外，日本未审查专利公开No.2008-131574给出一种方法，其中在使用具有认知通信功能的无线站台(节点)配置多跳(multi-hop)网络的情况下，当选择端到端通信路径时，减小了由切换通信路径而引起的新切换节点对周边节点的频道干扰的影响。
发明内容
在日本未审查专利公开No.2007-116672中描述的技术中，描述了当使用软件无线通信实现多模式通信时改变电路的方法的概念。但是，既没有描述作为包括周边设备的系统的切换概念，也没有描述使用多个无线模块的切换无线通信方案的概念。
此外，在日本未审查专利公开No.2008-131574中，描述了在认知无线通信中切换通信路径的概念。但是，未描述具体的切换方法。
此外，为了防止在服务信道上提供流服务时由于控制信道的存在而引起的服务信道的数据通信的不连续所引起的图像质量的扰动，需提供具有与控制信道的中断时间相应的容量的缓冲存储器，以确保从存储器读取的数据的连续性，这导致LSI芯片的尺寸增加和LSI的成本增加。
此外，据认为，仅仅在通信频率、无线通信方案和紧急信息的发送中使用控制信道(Cch)。因此，信息并不总是持续发送的，并且无线电波在大多数时间不被发送。服务信道(Sch)用于诸如流信息的多种信息的发送。根据多个设备的存在，认定在相同的时序从不同设备发送的无线电波互相干扰。
本发明的一个目的是提供在遵照如下的无线LAN标准的无线设备中在为了救助(relief)或安全等发送紧急信息时消除发送延迟的方法，在该无线LAN标准中，如果检测到从周边设备发送的无线电波那么发送必须停止。
由本说明书的描述和附图，本发明的上述及其他目的以及新颖的特征将变得清楚。
下面是对本申请中所公开的本发明的代表性方面的概要描述。
根据本发明的代表性实施例，提供了一种与若干无线通信方案兼容的无线通信设备，所述无线通信方案具有由链接到基站的多个无线通信终端共享的控制信道、高优先级的第一服务信道、以及低优先级的第二服务信道，该无线通信设备包括：控制信道通信单元，其通过所述控制信道进行通信；第一服务信道发送/接收单元，其通过所述第一服务信道进行通信；第二服务信道发送/接收单元，其通过所述第二服务信道进行通信；控制单元；频率设置单元；以及干扰检测单元，其中所述控制单元：解译(decrypt)所述控制信道通信单元接收的控制信道的帧；如果所解译的帧是对于其终端的通信请求，那么检测所述帧的通信优先级；允许所述干扰检测单元检测基于所述通信优先级使用的频率的使用状态；允许所述频率设置单元设置第一服务信道发送/接收单元的工作频率，并允许所述干扰检测单元确认要在能够连接高优先级帧时使用的信道的可用性；以及允许所述频率设置单元设置所述第二服务信道发送/接收单元的工作频率，并允许所述干扰检测单元确认要在能够连接低优先级帧时使用的信道的可用性。
在该无线通信设备中，所述控制单元可以利用所述帧的消息类型数据字段来确定优先级。
根据本发明的另一代表性实施例，提供了一种与若干无线通信方案兼容的无线通信设备的通信方法，所述无线通信方案具有由链接到基站的多个无线通信终端共享的控制信道、高优先级的第一服务信道、以及低优先级的第二服务信道，所述无线通信设备包括：控制信道通信单元，其通过所述控制信道进行通信；第一服务信道发送/接收单元，其通过所述第一服务信道进行通信；第二服务信道发送/接收单元，其通过所述第二服务信道进行通信；控制单元；频率设置单元；以及干扰检测单元，所述通信方法允许所述控制单元执行以下步骤：解译所述控制信道通信单元接收的控制信道的帧；从所解译的帧提取消息类型数据字段；在基于所提取的消息类型数据字段获得所述控制单元所连接的服务信道的优先级之后，选择并确定所述第一服务信道发送/接收单元和所述第二服务信道发送/接收单元中的任意一个以供使用；允许所述干扰检测单元检测由所选择并确定的服务信道发送/接收单元使用的期望频率的可用性；以及允许所述频率设置单元将所选择并确定的服务信道/接收单元设置在由干扰检测单元检测的可用频率。
以下是对从本申请所公开的本发明的诸代表性方面获得的效果的概述。
在根据本发明的代表性实施例的多模式无线通信方案中，根据需要使用多个无线信道。具体地说，与用于小量紧急信息的通信的无线信道分开地提供用于大量服务信息的通信的无线信道。结果，可以减小用于紧急信息的通信的无线信道的线路使用率，由此减小了发生根据无线LAN(IEEE 802.11)的发送等待的可能性。结果，当发送该紧急信息时，可以有利地消除由发送等待引起的发送延迟。
附图说明
图1是示出了根据本发明的多模式无线通信方案的系统配置的配置图；
图2是示出了根据本发明的多模式无线通信方案中使用的接入点的配置的配置图；
图3是根据本发明的多模式无线通信方案中使用的终端的配置图；
图4是示出了根据本发明的终端的控制信道处理操作的流程图；以及
图5是示出了待接收的控制信道的帧配置的配置视图。
具体实施方式
下面，将利用附图描述本发明的实施例。
图1是示出了根据本发明的多模式无线通信方案的系统配置的配置图。图2是示出了在该多模式无线通信方案中使用的接入点(基站)配置的配置图。此外，图3是示出了在该多模式无线通信方案中使用的终端的配置图。
在该多模式无线通信方案中，接入点300和接入点400经由互联网(Internet)500互相连接。每个接入点具有预定范围内的接入点区域，在该范围中终端可以与相应的接入点通信。在图1中，接入点300具有接入点区域320，而接入点400具有接入点区域420。如果终端100和200位于接入点区域中，那么终端可以通过相应的接入点互相通信。
该实施例中的每个接入点由公共单元310、切换电路311、WAVE通信单元312、WiFi通信单元313、以及DSRC通信单元314构成。
公共单元310是包括可变机制的集成电路，并且在调整滤波器、放大器以及馈电点(feeding point)时，可根据通信方案(WAVE通信单元312、WiFi通信单元313、DSRC通信单元314等等)而被共享。应当注意，所有的滤波器和放大器可以被包括在依赖于WAVE通信单元312等的通信方案的电路中。
切换电路311是用于切换依赖于WAVE通信单元312等等的通信方案的电路之一的开关。
WAVE通信单元312是与用于交通工具的WAVE(Wireless Access in Vehicle Environment)标准兼容的发送/接收电路。WAVE标准与5.9GHz的频带兼容。WAVE通信单元312包括与WAVE标准兼容的控制信道和一个或更多个服务信道。
WiFi通信单元313是与WiFi(Wireless Fidelity)兼容的发送/接收电路。WiFi是IEEE 802.11的互连验证标准，因此其跨多个世代改变。但是，WiFi与2.4GHz(IEEE 802.11b)、4.9GHz(IEEE 802.11j)以及5GHz(IEEE802.11j)的各频带兼容。设想WiFi通信单元313包括一个或更多个服务信道。
DSRC通信单元314是费用(fare)收集系统中(在日本被称为ETC)采用的与遵照IEEE 802.11p的DSRC(Dedicated Short Range Communication)兼容的发送/接收电路。设想DSRC通信单元314与5.8GHz和700MHz的各频带兼容。DSRC具有一个或更多个服务信道，因为如上所述它与IEEE 802.11兼容。
接入点的接入点区域根据这些通信标准而变得更宽或更窄。尽管存在其中仅可以使用部分标准的区域，但是在该实施例中，将可以使用全部三个标准的区域称为接入点的接入点区域。
此外，WAVE通信单元312、WiFi通信单元313以及DSRC通信单元314独立地工作。此外，这些单元被连接到互联网。
在接入点300中，WAVE通信单元312与所述控制信道和一个或更多个服务信道相关联，DSRC通信单元314与一个或更多个高优先级服务信道相关联，而WiFi通信单元313与一个或更多个低优先级服务信道相关联。
接下来，将描述终端100和200。
每个终端由控制信道通信单元101、第一服务信道通信单元102、第二服务信道通信单元103、干扰检测单元105、公共单元106、控制单元107、以及频率设置单元108构成。
控制信道通信单元101是用于操作IEEE 802.11p(WAVE)标准的控制信道的发送/接收电路。具体地说，控制信道通信单元101是与通信单元312配对的通信模块。控制信道是用于连接到相同接入点的所有终端的公共信道。控制信道中传递的帧被控制单元107解译。在解译之后用于识别其终端的ID被包括在控制信道中的情况下，它被识别为用于其终端的呼叫。
第一服务信道通信单元102和第二服务信道通信单元103是用于操作服务信道的发送/接收电路。在每个终端中，假定第一服务信道通信单元102与高优先级服务信道相关联，而第二服务信道通信单元103与低优先级服务信道相关联。
如上所述，在DSRC通信单元314与高优先级服务信道相关联并且WiFi通信单元313与低优先级服务信道相关联的情况下，第一服务信道通信单元102与DSRC通信单元314通信同时配对，而第二服务信道通信单元103与WiFi通信单元313通信同时配对。
干扰检测单元105是用于确定待使用的频带是否已经被另一终端使用的电路。使用已被使用的频带导致干扰。干扰检测单元105需检测用于WiFi通信单元313和DSRC通信单元314的频带的干扰。
公共单元106是在调整滤波器、放大器和馈电点时包括可变机制，并且可以根据通信方案而被共享的集成电路。
控制单元107是用于控制频率设置单元108的操作，以使得第一服务信道通信单元102和第二服务信道通信单元103与任意通信方案相关联的控制电路。此外，控制单元107解译从控制信道通信单元101发送的控制信道的内部数据。
频率设置单元108是用于设置用于第一服务信道通信单元102、第二服务信道通信单元103、以及干扰检测单元105的频率的设置电路。
接下来，将利用图4描述该终端的操作。图4是示出了根据本发明的终端的控制信道处理操作的流程图。
在待机(standby)模式中，该终端允许控制信道通信单元101接收下行链路控制信道(S200)。最初对所接收的控制信道进行解译，以确认它是否已经被发送到终端(S201)。下面，将在该帧已经被发送到终端的假定之下描述该流程图。
图5是示出了所接收的控制信道的帧配置的配置视图。
下行链路控制信道由帧构成，每个帧包括消息类型401、终端ID402以及无线通信方案403。所述帧在控制信道上连续地或间歇地输出。在图5中假定帧#0和帧#1被连续地输出。
消息类型401是表示该帧中所包括的消息的类型的数据字段。消息类型401中描述的数据包括优先级。为紧急呼叫设置高优先级。
终端ID 402是描述终端ID的数据字段，所述终端ID用于指定要被呼叫的终端。当控制信道被解译时，终端最初确认该数据字段，以确认消息是否用于该终端。在步骤S201中，通过检查该终端ID，确定该消息是否用于该终端。
无线通信方案403是用于指定连接时使用的服务信道的数据字段。可以在无线通信方案403中输入标识符等等代替“方案名称”。
下面将再次描述图4。
在基于确定的结果该消息是高优先级紧急呼叫的情况下(S202：是)，启动第一服务信道通信单元102。在启动第一服务信道通信单元102之后，控制单元107允许频率设置单元108确认由干扰检测单元105获得的另一终端的频率使用状态。
此后，频率设置单元108将干扰检测单元105所检测的可用频带当中的可以进行最快通信的频率设置作为用于第一服务信道通信单元102的频率。此外，频率设置单元108还对公共单元106进行设置。
在这些设置之后，终端通过第一服务信道通信单元102、公共单元106、以及连接的接入点的相应通信单元连接到互联网500(步骤S203)。
在控制单元107所解译的呼叫的优先级为低(S204：是)的情况下，启动第二服务信道通信单元103。在启动第二服务信道通信单元103之后，控制单元107允许频率设置单元108确认由干扰检测单元105获得的另一终端的频率使用状态。
此后，频率设置单元108将干扰检测单元105所检测的可用频带当中的可以进行最快通信的频率设置作为用于第二服务信道通信单元103的频率。此外，频率设置单元108还对公共单元106进行设置。
在这些设置之后，终端通过第二服务信道通信单元103、公共单元106、以及连接的接入点的相应通信单元连接到互联网500(步骤S205)。
假定在本发明中，第一服务信道通信单元102与WAVE标准兼容，而第二服务信道通信单元与WiFi或DSRC兼容。但是，本发明不限于此。
在这种配置中，与用于小量紧急信息的通信的高优先级无线信道分开地提供用于大量服务信息的通信的低优先级无线信道。由此，可以减小用于紧急信息的通信的无线信道的线路使用率，由此减小根据无线LAN(IEEE 802.11)标准发生发送等待的可能性。结果，当发送紧急信息时，可以有利地消除由发送等待引起的发送延迟。
上面已经基于该实施例具体地描述了由发明人实现的本发明。但是，显然本发明不局限于上述实施例，而是可以在不脱离本发明要旨的范围内进行多种改变。
本发明描述了关于在多模式无线通信方案中在紧急呼叫时使用控制信道的方法。但是，本发明并不限于紧急通信，而是可以应用于使用控制信道的接受高低优先级的通信方案。

Claims (3)

1.一种与若干无线通信方案兼容的无线通信设备，所述无线通信方案包括由链接到基站的多个无线通信终端共享的控制信道、高优先级的第一服务信道、以及低优先级的第二服务信道，该无线通信设备包括：
控制信道通信单元，其通过所述控制信道进行通信；
第一服务信道发送/接收单元，其通过所述第一服务信道进行通信；
第二服务信道发送/接收单元，其通过所述第二服务信道进行通信；
控制单元；
频率设置单元；以及
干扰检测单元，
其中所述控制单元：
解译所述控制信道通信单元接收的控制信道的帧；
如果所解译的帧是对于其终端的通信请求，那么检测该帧的通信优先级；
允许所述干扰检测单元检测基于所述通信优先级使用的频率的使用状态；
允许所述频率设置单元设置第一服务信道发送/接收单元的工作频率，并允许所述干扰检测单元确认要在能够连接高优先级帧时使用的信道的可用性；以及
允许所述频率设置单元设置所述第二服务信道发送/接收单元的工作频率，并允许所述干扰检测单元确认要在能够连接低优先级帧时使用的信道的可用性。
2.根据权利要求1的无线通信设备，
其中所述控制单元利用所述帧的消息类型数据字段来确定优先级。
3.一种与若干无线通信方案兼容的无线通信设备的通信方法，所述无线通信方案包括由链接到基站的多个无线通信终端共享的控制信道、高优先级的第一服务信道、以及低优先级的第二服务信道，所述无线通信设备包括：
控制信道通信单元，其通过所述控制信道进行通信；
第一服务信道发送/接收单元，其通过所述第一服务信道进行通信；
第二服务信道发送/接收单元，其通过所述第二服务信道进行通信；
控制单元；
频率设置单元；以及
干扰检测单元，
所述通信方法允许所述控制单元执行以下步骤：
解译所述控制信道通信单元接收的控制信道的帧；
从所解译的帧提取消息类型数据字段；
在基于所提取的消息类型数据字段获得所述控制单元所连接的服务信道的优先级之后，选择并确定所述第一服务信道发送/接收单元和所述第二服务信道发送/接收单元中的任意一个以供使用；
允许所述干扰检测单元检测由所选择并确定的服务信道发送/接收单元使用的期望频率的可用性；以及
允许所述频率设置单元将所选择并确定的服务信道/接收单元设置在由所述干扰检测单元检测的可用频率。
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