CN103002598A - 动态范围无线通信接入点 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动态范围无线通信接入点。所要求保护的主题提供了用于动态范围无线接入点在近程无线路径上发起与一个或更多个的无线设备的特意的和/或选择性的通信的系统和/或方法。接入点系统的一个实施例包括处理器，一旦满足转变条件，所述处理器将一个或更多个无线设备切换到远程无线路径。在另一个实施例中，接入点系统可影响在用户/顾客的智能设备和商业贸易场所之间的交易，其中当所述智能设备被特意地放置在所述接入点天线的邻近范围内和/或通过诸如穿过商业场所的入口或出口将智能设备带入接入点天线的附近范围内时，接入点系统和智能设备发起通信。

Description

动态范围无线通信接入点

技术领域

本公开涉及动态范围无线通信接入点，具体地，涉及能够与一个或更多个无线设备连接和通信的无线接入点系统和实现一个或更多个无线设备与接入点系统之间的通信的方法。

背景技术

近场通信（Near Field Communication，NFC）是在很短距离内实现至少两个支持NFC功能的设备之间的交易（如，销售点（Point Of Sale，POS））和通信的新兴技术。

基于触摸的姿势可适用于支持NFC功能的设备，以将两个这种支持NFC功能的设备配对。这些基于近距离的姿势提供在附近可能存在多个其他设备的要配对设备之间的选择性。并且，将这些设备物理地放在一起需要特意的动作，从而去除可能存在于诸如蓝牙、Wifi或者3G/4G蜂窝等较长距离的无线电连接的不确定性。

然而，对在其零售店内的销售点或服务点处利用NFC进行贸易的可能性感兴趣的零售商可能会发现，很少有用户携带实现这类交易的支持NFC功能的手机。

迄今，支持NFC功能的设备并不像其他类型的无线通信（比如，支持蓝牙功能和/或支持WiFi功能的设备）那样普及。另外，考虑到已为这些其他无线标准建立的基础设施，这些其他无线标准具有许多令人满意的特性，但如前面所概括的，缺少NFC交易中的选择性和特意性的优点。

发明内容

下面给出本发明简化的发明内容，以提供对文中描述的某些方面的基本理解。该发明内容并不是对所要求保护主题的详尽综述。其目的既不是指出所要求保护的主题的重要或关键元素，也不是描述本发明的范围。其唯一的目的就是以简化的形式呈现所要求保护主题的某些概念，作为后面呈现的更详细内容的序言。

本申请的一些实施例提供了用于动态范围的无线接入点在近程无线电路径上发起与一个或更多个无线设备的特意和/或选择性通信的系统和/或方法。接入点系统的一个实施例包括处理器，当满足转变条件时，所述处理器将一个或更多个无线设备的通信路径从近程无线电路径转换到远程无线电路径。在另一个实施例中，接入点系统可能影响用户/顾客的智能设备与商业贸易场所之间的交易，其中，接入点系统和智能设备在该商业贸易场所的入口中发起通信。

接入点系统的某些实施例包括两个天线和两个无线电系统，即一个为近程无线电和另一个为远程无线电。在其他实施例中，接入点系统可包括单个天线和无线电系统，其中该无线电系统可调整其信号强度以影响近程通信和远程通信二者。这样的调整可以时分复用方式实现。

在其他实施例中，接入点系统可采用蓝牙堆栈来发起与智能设备的近程通信，以及发起与做出特意姿势来开始通信的智能设备的通信。

在其他实施例中，接入点系统可在检测到合适的转变条件时切换与无线设备的通信。该合适的转变条件可包括无线设备移出范围的指示，或满足实现接入点系统的给定商业或环境的安全策略的指示。

结合本申请中给出的附图阅读以下具体实施方式，来了解本系统的其他特性和方面。

附图说明

示例性实施例示出在说明书附图的参考附图中。这里披露的实施例和附图应被看做是解释性的，而不是限制性的。

图1示出了销售点（POS）交易系统的大体环境。

图2示出了动态范围无线通信接入点系统的一个实施例。

图3A示出了定向射频（Radio Frequency，RF）波束的一个实施例。

图3B示出了定向射频波束与可变功率射频波束的比较。

图4为包括多个接入点的一种可能环境的顶视图，其中多个接入点与在每个接入点的一个或更多个运行容积内的用户及其设备连接。

图5示出了描述接入点系统与智能设备之间通信处理的流程图的一个实施例。

图6示出了可与动态范围无线接入点系统工作的智能设备的一个实施例。

图7至图9示出了动态范围无线接入点系统的替代实施例。

具体实施方式

文中使用的“组件”、“系统”和“接口”等，意指计算机相关的实体、硬件、软件（比如，所运行的软件）和/或固件。比如，组件可以是在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件（executable）、程序和/或计算机。为了便于说明，服务器上运行的应用程序和服务器都可以是组件。处理中可以存在一个或更多个组件，并且组件可位于一个计算机上，和/或分布在两个或多个计算机之间。

参考附图对所要求保护的主题进行描述，通篇相同的附图标记用于引用相同的元件。在下面的描述中，为了解释的缘故，描述了许多具体细节，以提供对本发明的透彻理解。但是，显然，所要求保护的主题不用这些具体细节也能实现。在其他例子中，已知的结构和设备以框图的形式示出，以便于描述本发明。

下面描述无线接入点系统，该无线接入点系统对与在其运行容积内的智能设备的通信连接产生影响。在一些实施例中，这样的接入点系统可影响智能设备和商业交易处理系统之间的通信路径。从而，在多个实施例中，该接入点系统使进入商业场所的顾客与服务建立连接。比如，在一个此种实施例中，与服务的连接可通过携带无线设备的顾客走过商业的入口而发生，其中该入口在无线接入点系统的运行容积内。在另一个实施例中，顾客可能特意将智能设备放置在无线接入点系统的邻近范围内（比如：几厘米以内）。这样的无线接入点系统给商业以灵活性，使得与商业服务现场的顾客连接具有广泛的选择，从被动（比如：走过接入点系统附近范围）到主动（比如：特意将他们的智能设备放在接入点系统的邻近范围内）。下面参考图1，其中示出了POS交易的总体系统100。交易设备102对在天线104的有效半径内的信任设备108a和108b鉴权，并与其通信。鉴权，是用来建立安全通信并实现交易的过程，可由处理器106在适当的软件控制下完成。

设备108a和108b可以是“智能设备”，即通常可携带并有足够的计算和通信能力的设备，诸如智能电话和平板设备等。对于设备108a，设备108a在天线104的有效半径内，因此，能够与交易设备102通信。然而，如图所示，设备108b在天线104的有效半径之外。

另外，交易设备102可直接地与其他设备112通信或通过因特网或云服务110与其他设备112通信。以这种方式，交易可被进一步处理，并可定制许多其他典型的后台业务功能（back office functions），诸如核算、运输、接收和定单处理等。

可以理解，图1所示的情形可通过多种无线技术和标准实现。其中一个这样的无线技术可以是考虑到多个可能需要的特征和不太必要的特征的NFC。

NFC设备典型地具有天线和在大约10厘米或更小的范围内运行的有效范围。该有限范围建立以下通信系统：具有自然的选择性并且需要特意姿势来启动，但支持自发使用并使用对终端用户显然的方法。

但是，如图1所示，小的有效范围虽然可以增强安全通信，但在某些想要操作该基础设施的环境中可能并不令人满意。举一个例子，可能要求交易系统在大型购物商场（比如：

或其他类似的零售商）、医院、剧院或甚至在家里运行。这些环境中的每一个虽然与对跟用户/顾客的交易产生影响的商业贸易场所共享一些特征，但还具有不能被NFC技术很好地支持的独特难题和特征。

就大型购物商场来说，交易设备和基础设施可使用户/购物者在比支持NFC功能的天线的10厘米有效半径所提供的基础范围更广泛遍及的基础范围上进行购物和与商场的后台业务功能进行通信。购物者可能想要知晓其在逛商场时可能看到的与商场物品的价格、可得性或其他规格有关的即时信息。此外，购物者可能想实时交易。

要通过NFC实现这样的功能可能需要大量的投资。就支持NFC功能的设备而言，NFC读取器可能花费约五百美元（$500），这通常由商家支付。从而，为了拥有支持NFC功能的交易环境，可能需要多个NFC读取器，这可能成为任一给定商家是否采用支持NFC功能的交易的关键因素。

作为通过极近程通信来加强安全交易的一部分，NFC趋于以特意的且选择性的方式来影响设备配对。NFC设备配对的“特意（deliberate）”在于，配对姿势经常执行（即，触摸两个支持NFC功能的设备）且为“选择性的”（即，支持NFC功能的设备在执行单个配对姿势时很少连接到两个设备）。

动态范围接入点系统的一个实施例

NFC的范围受限，并且在商家和手机/智能电话制造商中被采用的步伐缓慢，相比之下，现存的其他无线通信标准和/或协议被广泛采用，且实现成本低廉。这样的无线基础设施之一就是蓝牙。

作为蓝牙规范的一部分，蓝牙影响多个范围的射频通信。实际上，蓝牙天线可按类别称为：1类天线，其具有达大约100米的范围；2类天线，其具有达大约为10米的范围；以及3类天线，其具有达大约5米的范围。虽然5米与100米相比，是明显地更具选择性的运行范围，但在实际实现中，其选择性可能并不足以将一个用户的设备与另一个附近的设备区分开来。

图2描述了动态范围无线通信接入点系统的一个实施例。在该实施例中，接入点系统200可包括低和/或可变功率射频无线电202。低和/或可变功率射频信号可以发送到适合的天线204，其中天线204可以是定向的，以减少偷听攻击的可能性；或者所述信号可发送到可为全向的但发送低和/或可变射频无线电信号的天线204。射频无线电202连接到处理器206，其中如后文所述，处理器206可影响蓝牙堆栈和其他处理。处理器206可包括计算和计算机可读存储元件，以供接入点系统实现如蓝牙或Wifi等无线标准。

作为本实施例的一部分，处理器206可与第二较远程射频无线电208以及射频天线210连接，并向其发送适合的控制和数据信号，其中天线210可以是全向或定向的天线，这取决于接入点系统200运行的环境的特征。

处理器206可通过接口212与其他可选的通信和/或计算设备进行接口并连接。接口212形成连接214，其中连接214可以是有线的（比如，USB、串口或并口等），或其可以是任何适合的无线接口。这样的可与接口212相连的可选通信和/或计算设备包括：计算机216、POS设备218、智能手机220或可提供到宽带调制解调器、WiFi系统、超宽带射频系统或蜂窝无线电系统的连接的连接222。

仅仅作为一个例子，计算机216可进一步与因特网和/或基于云的系统或服务224相连，而基于云的系统或服务224可与其他设备226相连，其中设备226运行多个应用228，比如用于销售、核算、分配或定购等的后台应用。类似地，诸如设备218等POS设备可分布于示例性购物商场中，以影响货物的销售和定购和/或服务。通常包括计算模块的智能手机220可执行与计算机216和/或POS设备218类似的功能。最后，连接222可将接入点系统200通过因特网和/或基于云的系统或服务，与其他计算、通信和/或智能设备相连。

除了低功率模式，天线204还可以配置为发射定向和/或成形的射频波束。图3A示出了由天线204发射的该定向射频波束302的一种可能实施例，其中天线204由射频无线电202在处理器206的控制下提供电力。现有技术中已知该定向天线，且可通过特意地放置射频天线204进一步选择性增强此类定向射频波束的使用。波束302可由长度L和分散角（spreadangle）α来表示。该波束可按要求而布置成覆盖入口或出口的小范围的空间，这样只在顾客进入或离开商场时实现与顾客的通信。

相比之下，图3B示出了可由定向天线产生的波束形状302相对于可由低和/或可变功率的全向天线产生的波束形状304。如果对射频信号的功率进行调整，那么波束304到306可表示该全向天线的可变有效半径。如所提到的，根据想要的选择性水平以及入口（或用来与顾客的智能设备配对的区域）的尺度，波束的形状和强度可能按要求进行选择。

邻近范围（Proximity）与附近范围（Vicinity）

对于本申请，邻近范围的概念是指足够小的运行容积（operatingvolume），在该容积内用户必须特意地执行以下动作：即将其设备放在无线接入点系统的运行容积内，以影响通信。在本实施例中，接入点系统包括第一近程天线，该天线具有第一有效通信范围，即“邻近范围”，在第一有效通信范围内接入点系统可发起与一个或更多个设备的通信。

与邻近范围的概念相比，附近范围的概念是指足够大的运行容积，以使无线接入点系统和设备之间的通信在没有特意动作（诸如，对到接入点的设备进行触摸）的情形下发生；但该运行容积要足够小，并且具有足够的选择性，以使得用户和接入点之间的通信只能在有限的（且特定形状）的运行容积内发生（如，当从入口走过或者从人将走过或绕过的其他有意义的物理空间走过时）。

与“邻近范围”相比，当用户在接入点系统和/或其环境“附近范围”时，用户会与该环境（比如：商场、医院、剧院、家）通信。在该环境中随着用户在空间和时间上的移动，可能出现以下情形：某些用户已离开了接入点系统的附近范围。接入点系统自身可能包括多个运行容积，作为可对该环境进行的有益设计。在空间和时间上，某些用户根据其移动而移入和移出了这些运行容积的附近范围。只有当用户的移动使用户位于这些运行容积中的至少一个的附近范围时，通信才发生。

图4以顶视图的方式示出了一个可能的环境400，比如大商场。环境400可包括特意地放置在环境400内的多个接入点系统（比如402a至402d）。每一个接入点自身可包括一个或更多个特别的运行容积，其中每一个运行容积特意地匹配用于特定目的。比如，一些接入点可被放置在一个或更多个入口（比如：404a和404d）附近，并且它们各自的运行容积406a和406d可在形状上设计成使得运行容积覆盖入口404a和404d的容积。另外，接入点402d可进一步包括第二运行容积408d，该第二运行容积408d可以是静态的运行容积（如第一条虚线所示）或动态的运行容积（其可使运行容积向外扩展到第二条虚线）。该第二运行容积可能被第二远程天线所影响，如果该第二远程天线具有可变功率，则其可产生超出第二条虚线的运行容积。

如在入口404a和404d处所见，用户410a、410a’、410d和410d’，如其箭头所示可能正进入或离开商场。用户410a有智能设备412a，并且将进入商场，但其在接入点402a的运行容积（406a）之外。而用户410a’正穿过入口，且智能设备412a’在运行容积406a内。相似地，用户410d正在进入商场，且在接入点402d的第一运行容积406d内。用户410d’正在离开商场，并且在第一运行容积406d之外，但在第二运行容积408d内。

环境400的其他接入点可被策略性地和/或特意地放置，以影响不同的商业交易。比如，接入点402b可放在特定产品或陈列品的附近，以影响POS接入点。这种情况下，运行容积406b可能在该POS的几厘米范围内，从而用户410b必须将设备412b特意地放置在小的运行容积（406b）内，以便达到特定的目的或完成特定的任务，比如购买特定的物品。

描述了具有第一运行容积406c的另一个接入点402c，该运行容积比几厘米大，并且可用来影响具有设备412c的用户410c的不同的目的或任务，比如，得到与接入点402c附近展示的物品和/或服务有关的价格信息或其他产品信息。另外，接入点402c可具有第二运行容积408c，该运行容积可用于实现与第一运行容积406c相同或不同的目的或任务。第二运行容积408c允许用户410c’在空间和时间上移动，并继续通过设备412c’建立连接。

应该理解，图4的实施例仅用于描述，在另一个环境中可以策略性地放置包括具有多个运行容积的多个接入点的多种环境，以为该环境及其用户赋予意义和功能性。

特意的和选择性的通信

可能希望在接入点系统和一个或更多个无线设备之间的初始通信对在支持NFC功能的通信中发现的特意性和选择性的同一感知产生影响。在这种情况下，初始通信可基于用户/顾客的特意姿势，比如将智能设备放在摊位（koisk）旁边（即在其邻近范围内）。用户/顾客的其他的特意姿势也可用于本发明。比如，用户在与接入点系统的邻近范围中将其智能手机接通，是特意姿势的一个例子。

在一个实施例中，一旦用户/顾客的智能设备位于接入点无线系统的邻近范围或附近范围，智能电话可检测到来自该接入点系统的信号，并向用户/顾客提醒该事实，然后用户/顾客可启动物理开关或软开关（如图5所示），以实现与现在已为用户/顾客所知的该接入点系统的特意无线通信。

可通过精确地定义无线接入点的运行容积来增强选择性（即降低一个无线设备有意地尝试连接到两个不同的接入点的可能性）。即，如果每个接入点的运行容积被合理定义和限制使得不与其他接入点的运行容积重叠，那么，在同一环境中，用户/客户的智能设备不可能同时尝试与一个以上的接入点系统建立连接。不论所使用的天线类别如何，这都与蓝牙的设计目的大体上相反。

与上述的近程无线电和天线的设计相同，远程天线的设计应考虑其要运行的环境。比如，如果接入点系统用于在大商场里实现与顾客的无线通信，那么可能希望该第二远程无线电覆盖商场内的通信，并且可能超出了商场的物理界限（比如，进入到停车场）。

在另一个环境中，比如在医院中，远程无线电的运行容积可以比商场的例子大大减小，但可以比第一近程无线电和/或天线的邻近范围和附近范围大。在众多房间中具有众多床位的医院的情形中，对于通信的选择性可能有更大的需求，以保证建立合适的通信端点。可通过对第一近程无线电和/或天线的“邻近范围”进行严格限制来保证这一点，但是，一旦选择性通信已经建立，通信可在更大的运行区域内继续，比如在医院病房等。

如下面将要讨论的，在这里描述的某些实施例中，可能需要让第一近程无线电和/或天线与第二远程无线电和/或天线为同一个。这可通过改变功率以合并第一和第二无线电/天线系统来实现。使用一个天线来影响近程和远程通信二者的要求可能依赖于给定的环境的使用需求的安全和便利性。

一个环境实施例

根据上述与图4相关的讨论，该接入点系统可在多个不同的环境中实现，且能根据需要配置成在给定的环境中适当地运行。第一实施例可以是大型购物商场。对于这样的大型购物商场，该接入点系统可被作为交易设备来实现。

虽然存在许多不同类型的商场以及这些类型的商场向用户提供功能和服务的不同方式，但这些类型的商场可能具有某些相同的特征。比如，可合理地假设，顾客通过一个或少数几个入口进入商场。

通过这些入口，购物者进入商场，购物者的数量可能随时间而变，这取决于可提供的货物和/或服务以及一天中的具体时间。比如，大型的“大盒子（big box）”商场在工作时间以后，即人们下班并开始购物时可能出现客流量峰值。

当顾客进入商场时，可能的情况是，该顾客使他们的智能电话或其他此类智能设备在“接通”的状态下启动，这样，这些设备接受与接入点系统的通信。事实上，如果顾客知道在这个特定商场实施了该接入点系统，则他们会愿意将其智能手机转换到接通状态并启动，以进行与该接入点系统的通信，以便利用该接入点系统提供的购物便利性。

在一个实施例中，这些接入点系统可能支持蓝牙功能，并且对其他支持蓝牙功能的设备进行鉴权并与之配对。为了在购物者通过给定的物理位置（比如入口）时检测到购物者，低和/或可变功率射频无线电向在受限的有效半径内要与该接入点系统通信的设备发出信号，所述有效半径覆盖想要的距离，比如，入口的尺度。

回到大型购物商场的例子，即“大盒子”商场，低和/或可变功率射频无线电可专用于对顾客的智能手机进行鉴权和将顾客的智能手机与接入点系统进行配对的任务。一旦顾客携带智能手机穿过商场的入口并开始逛时，顾客可能想要针对以下服务而与接入点系统交互：价格核查、产品可得性核查、定购和/或购买物品和/或商场提供的其他服务。

为了促进这样的交互，在一个实施例中，接入点系统可分别采用较远程的无线电和天线（比如图2中的208和210）来保持与顾客的通信会话。接入点系统可利用任何已知的和/或可用的此类无线电规范，包括蓝牙（比如，可能通过2类或3类射频无线电）、WiFi通信或任何其他适合的无线通信。由于消费者智能设备已升级且持续升级，该智能设备可能会允许通过多种标准的无线通信。这样，可以根据需要将通信（在接入点系统启动的近程的蓝牙无线通信）切换到较远程的无线通信系统。该切换可以以大体无缝且对顾客透明的方式来实现。

通过允许在选择性的且运行容积受限的无线子系统上进行近程鉴权和配对，然后自动切换到另一个较远程的无线子系统，接入点系统提供与常规无线系统的自然且容易的连接，而不依赖支持NFC无线电通信功能的顾客设备（现有的蓝牙顾客设备可以使用）。

初始通信和转换/切换

如前所述，接入点系统的首要任务之一是发起与一个或更多个用户的智能设备的通信。众所周知，使用基于触摸的姿势，NFC配对相对快速，比如大约100-500ms，其中使两个支持NFC功能的设备相互之间的距离在约10cm或更小距离以内。但如上面所讨论的，接入点系统可以采用不象NFC那样限制范围的不同的第一无线子系统，比如蓝牙或者WiFi。

在蓝牙无线电通信的情况下，众所周知，对于两个支持蓝牙功能的设备，蓝牙平均花费较长的时间来执行以下操作：（1）发现彼此并且然后（2）配对且准备好应用通信。在此前尚未感知到彼此的两个设备的典型情形中，蓝牙的发现和配对时间可能为大约10秒。以购物商场为例，可能并不希望该时延。事实上，商场接入点系统的设计人员可能希望在大约用户跨过商场入口门槛的时间内（比如，一或几秒，或者更短时间）发起安全的通信。

蓝牙时延达到10秒的一个原因是，两个设备通过知道彼此的媒体访问控制（Media Access Control，MAC）地址而发现彼此。在蓝牙的环境中，通信以跳频方案进行，这增加了初始发现彼此的MAC地址的时延。

为了加速蓝牙的配对处理，本发明的接入点系统的一个实施例是，为接入点系统的制造商接收一组预先分配的MAC地址。这些预先分配的MAC地址可以存储于在接入点系统的处理器的计算机可读存储器（比如，随机存取存储器（Random Access Memory、RAM）或只读存储器（Read-Only Memory，ROM）等）内并存储在用户的智能设备内。有了预先分配的MAC地址的高速缓冲存储器进行搜索，用户的智能设备会首先尝试使用这组MAC地址来发起通信，从而减少了用于接入点系统和用户的智能设备发现彼此的时间量。因此，在一个实施例中，当接入点从具有多个MAC地址（其中接入点事先并不知道这多个MAC地址）的多个设备中的一个接收到配对请求且接入点MAC地址是发起配对请求的设备事先知道的众多MAC地址中的一个时，接入点可以回复配对请求以接受该请求并建立通信。一旦这两个设备发现彼此，鉴权和配对就可以基于蓝牙规范的标准过程进行处理。在一个实施例中，通过加速完成配对处理的时间，顾客的智能设备与接入点系统的配对的时间大约为顾客走过接入点系统的附近范围中的入口所花费的时间。对于顾客而言，其智能设备与接入点系统的配对会是无缝且自动的。

图5示出了描述本发明接入点系统和智能设备之间的通信处理的流程图的一个可能的实施例。在502，接入点系统一旦在给定的环境下被安装并被启动，就能发出询问信号，以发现任何可能正在进入其邻近范围和/或附近范围的智能设备。在504，如果携带适当配置且启动的智能设备的用户/顾客正在从接入点系统的附近范围通过或将其适当配置且启动的智能设备置于接入点系统的邻近范围内，则智能设备可开始与接入点系统通信。

在步骤506，可为用户呈现执行特意姿势的形式的可能的选择，以进一步影响与接入点所提供的服务的通信和连接。一个该特意姿势是用户利用设备“触摸”接入点。在另一情形中，在506，用户/顾客可启动开关（智能设备上的物理开关或在智能设备上运行的应用的软开关）。图6描述了这样的智能设备600的替代实施例，其中，智能设备600可提醒用户，智能设备已通过其无线天线606检测到信号并且智能设备正在进入接入点系统的运行容积，然后用户可按下智能设备上的物理按钮和/或开关602，或者，替代地，按下触摸屏604上的软开关。在另一个实施例中，当输入PIN码以确认特意动作或输入确认会话以确认被动的附近范围动作时，设备的开关或UI（User Interface，用户界面）特性可被影响。

然而，应当这样理解，步骤504和506可以是可选的，因为接入点和设备之间的选择性通信可以用对用户透明的方式执行或者被动地完成。作为对用户透明的过程，接入点系统和智能设备能发现彼此、鉴权和配对。因此，本发明可支持这样的特意动作（比如，触摸或启动开关等）或者被动动作（比如，接入点系统被调整为只检测在适当限定的附近范围内经过的设备，而无需另外的特意动作）。

在步骤508，一旦接入点系统和智能设备发现彼此，接入点系统和智能设备可通过尝试存储在接入点系统和智能设备中的预先定义的MAC地址组来试图直接相连。如上所述，这可加速发起通信的过程。比如，如图6所示，智能设备可包括处理器608和存储器610，其中为了加速初始通信，存储器610中已经存储了一组预先分配的MAC地址。

应该理解，这个步骤也是可选的。替代地，接入点系统和智能设备可能以通常的方式鉴权和配对，比如按照蓝牙的标准。在步骤510，接入点系统和智能设备鉴权和配对。在512，接入点系统和智能设备通过近程无线电系统开始通信。

在514，该近程通信可持续，直到满足转变条件。应该理解，转变条件可认为是灵活的，受任意给定接入点系统和该接入点系统要运行的环境的设计的影响。比如，一个适合的转变条件可以是近程无线电检测到来自智能设备的正在变弱或已经变弱的信号，这表示智能设备正在离开近程无线电的范围（即“设备超出范围”条件）。该转变条件对于商场环境可能非常适合，在商场环境中许多用户可在商场入口附近与近程无线电连接和通信，随后快速地逐渐停止。

许多可能的不同实施例可以产生混合接入点配置。比如，一种配置可采用邻近范围（比如，设备在近程接入点的运行容积内）来接入受限的空间或服务。一旦接入被允许且启动在该空间或服务内的通信，只要设备还在该接入点的附近范围内，则接入和/或通信可能会被继续监控和授权。当设备移出了该附近范围（比如，该接入点的运行容积）时，该接入和/或通信可被终止。该混合的例子可允许使用接入点系统来监视和/或监督设备的物理属性（physicality），同时依赖于其他用于服务交付的常规远程通信（比如，3G/4G、WiFi等）。

转变条件可以是以下规则：一旦建立与接入点系统的通信，则所有的智能设备就转换到远程无线电通信。（即“通信发起”条件）。另一个此类转变条件可以是“超时”条件，比如在经过一定时间量后发生切换。当然，可以根据接入点系统的设计及其运行环境来设计许多其他的转变条件。

如果满足了转变条件，那么在步骤516，接入点系统可将智能设备通信转换到远程无线电。该远程通信可以在时间上继续，比如，只要智能设备在接入点系统的附近范围中、在其运行环境内或者在任意的其他期望的时间或者空间特征上即可。在一个实施例中，与接入点系统的通信可最终被转换到隧道式（tunneled）通信信道。

在518，如果满足终止条件，则在520，接入点系统与智能设备之间的通信可终止。与转变条件一样，终止条件根据接入点系统的设计而可以是灵活的。比如，一个终止条件可为智能设备超出了远程无线电范围，由此通信终止。在另一个实施例中，与智能设备的通信可以被转换到另一个通信路由，诸如转换到商业无线载波（commercial wireless carrier），而不再通过接入点系统。

另外的接入点实施例

图7所示为动态范围无线接入点系统及其环境700的另一个实施例。在这个特定的实施例中，具有单天线子系统702，该单天线子系统702进一步包括近程天线704、近程无线电和堆栈706以及USB控制器708。在一个实施例中，无线电和堆栈706是蓝牙堆栈或其他任何适合的通信标准。

无线电和堆栈706通过USB控制器708进行接口，其中USB控制器708连接到主机PC（Personal Computer，个人电脑）710。主机PC 710包括足够的处理和存储器，以实现这里描述的智能设备716和接入点系统之间的通信。主机PC进一步与远程无线电712连接，而远程无线电712又连接到远程天线714。

在图7的实施例中，接入点设备中的单天线子系统可处理接入点天线和智能设备716之间的特意和选择性姿势（在无线通信路径718中）。智能设备上的应用可以尝试与已知的MAC地址配对（如上面讨论的）且一旦进入配对半径，可通过USB连接708发起与主机PC 710的数据交换。由此，主机PC 710可动态地增加接入点范围，以延长与蜂窝电话的数据交换。其也可交换合适的密钥（key），以使蜂窝电话能够与另一个本地蓝牙或WiFi网络容易地、无缝地连接。

在单天线实施例中，也可通过调整进入天线704的功率以动态改变范围，在远程和近程（和/或定向）接入点功能之间时分复用。在这种情况下，远程天线714和远程无线电和堆栈712可以是可选的。

图8示出了动态范围无线接入点系统及其环境800的另一个实施例。在该实施例中，具有双天线子系统802，双天线子系统802包括近程天线804、近程无线电和堆栈806、处理器808、远程无线电和堆栈810和远程天线812。双天线子系统802可通过USB连接与主机PC 814通信。如上面讨论的，智能设备816可沿着近程通信路径818和远程通信路径820与双天线子系统802通信。

在该双天线方案的一个可能的实施例中，近程无线电和堆栈806包括蓝牙模块，其中当智能设备816进入配对范围时，蓝牙模块可连接到在该智能设备上运行的应用。但，此时，近程接入点天线可以不需要被调整到更大的半径（如在单天线实施例中），这是因为更高带宽的无线系统也可以合并到该接入点系统中。这可允许主机PC通过更大的半径安全地与智能设备816通信，而无需额外的基础设施。处理器808可管理到接入点蓝牙模块、高带宽和远程无线连接以及与本地PC连接的USB连接的合适接口的数据流。

图9所示为动态范围无线接入点系统及其环境900的另一个实施例。在该实施例中，具有双天线子系统902，该双天线子系统902包括近程天线904、近程无线电和堆栈906、处理器908、远程无线电和堆栈910以及远程天线912。双天线子系统902可通过远程无线通信路径914与主机PC816通信。如上面讨论的，智能设备918可沿着近程通信路径920和远程通信路径922与双天线子系统902通信。

在该远程接入点系统的实施例中，主机PC可以在接入点的远程无线连接范围内的任一地点，这会增加在可能禁止放置本地笔记本或PC的地方放置接入点的方便性。这在接入点和主机PC之间存在物理距离的任何情形下可能都是需要的。这也给接入点系统的设计人员和安装人员增加了额外的灵活性。

上面描述了包括本发明的例子。当然不可能为了描述所要求保护的主题，把每一个能想象到的元件或方法的组合描述出来，但本领域的普通技术人员可认识到本发明可以具有许多另外的组合和置换。相应地，所要求保护的主题将包括在所附的权利要求的精神和范围内的所有这样的替换、修改和变型。

特别地，关于上面描述的组件、设备、电路和系统等所执行的各种功能，用来描述此类组件的词语（包括对“方法”的引用），除非额外声明，将对应于执行被描述组件的特定功能、即使结构上并不等同于所披露的结构但执行由文中所要求保护主题的示例性方面所说明的功能的任何组件（比如，功能等同物）。在这一点上，也应该认识到本发明包括用于执行所要求保护的主题的各种方法的动作和/或事件的系统以及具有用于执行所要求保护的主题的各种方法的动作和/或事件的计算机可执行指令的计算机可读介质。

另外，仅针对若干种实现中的一种来披露本发明的具体特征，该特征可以根据任意给定应用或特别应用的需求或便利而与其他实现的一个或更多个其他特征结合。此外，就在具体实施方式或权利要求书中使用的词语“包括”而言，这些词语规定为以与词语“包含”相似的方式包括。

根据以上实施例，本发明可以通过以下方案实施：

1.一种无线接入点系统，该无线接入点系统能够与一个或更多个无线设备连接和通信，该无线接入点系统包括：

第一近程无线电，所述第一近程无线电具有第一有效通信范围，所述第一有效通信范围包括第一运行容积；

第二远程无线电，所述第二远程无线电具有比所述第一有效通信范围大的第二有效通信范围；

处理器，所述处理器向所述第一近程无线电和所述第二远程无线电发送数据和控制信号，并且从所述第一近程无线电和所述第二远程无线电接收数据信号；

其中，当所述一个或更多个无线设备在所述第一近程无线电的第一运行容积内时，所述无线接入点系统能够通过所述第一近程无线电发起与所述一个或更多个无线设备的选择性的且特意的通信；并且

其中进一步地，当所述处理器检测到转变条件时，所述无线接入点系统能够将与所述一个或更多个无线设备的通信转换到所述第二远程无线电。

2．如项1所述的无线接入点系统，其中所述第一运行容积包括邻近范围，在所述邻近范围内所述一个或更多个无线设备和第一近程天线之间的初始通信受特意姿势影响。

3．如项1所述的无线接入点系统，其中所述第一有效通信范围的第一运行容积包括所述一个或更多个无线设备的用户所通过的环境的入口的尺度。

4．如项1所述的无线接入点系统，进一步包括：

第一近程天线，所述第一近程天线连接到所述第一近程无线电；并且

所述第一近程天线进一步包括定向天线。

5．如项1所述的无线接入点系统，其中所述转变条件包括组中的一个，所述组包括：设备超出范围条件、通信发起条件以及超时条件。

6．如项1所述的无线接入点系统，其中所述第一近程无线电包括支持蓝牙功能的无线电。

7.如项6所述的无线接入点系统，进一步包括

计算机可读存储器，所述计算机可读存储器连接到所述处理器；以及

所述计算机可读存储器存储预定义的MAC地址组，所述预定义的MAC地址组专用于所述无线接入点系统。

8.如项1所述的无线接入点系统，其中所述无线接入点系统进一步包括接口，所述接口连接到所述处理器，并且向所述无线接入点系统的外部发送控制和数据信号和接收来自所述无线接入点系统的外部的控制和数据信号。

9.如项8所述的无线接入点系统，其中所述数据和控制信号由组中的一个发送和接收，所述组包括：计算机、电子收款服务设备、智能电话、局域网、宽带调制解调器、WiFi系统、超宽带射频系统和蜂窝无线电系统。

10.如项8所述的无线接入点系统，其中所述无线接入点系统在商场里实现，且向所述商场的后台业务系统发送数据和控制信号和从所述商场的后台业务系统接收数据和控制信号。

11.一种实现一个或更多个无线设备与接入点系统之间的通信的方法，所述接入点系统包括：第一近程无线电，所述第一近程无线电具有包括第一运行容积的有效通信范围；第二远程无线电，所述第二远程无线电具有包括第二运行容积的有效通信范围；以及连接到所述第一近程无线电和所述第二远程无线电的处理器，所述方法包括下列步骤：

(a)发现在所述第一近程无线电的第一运行容积内的一个或更多个无线设备；

(b)将在步骤(a)中发现的所述一个或更多个无线设备与所述无线接入点系统配对；以及

(c)在所述第二远程无线电的第二运行容积内，当满足转变条件时，将步骤(b)中配对的一个或更多个无线设备转换到所述第二远程无线电。

12.如项11所述的实现一个或更多个无线设备与接入点系统之间的通信的方法，其中所述方法进一步包括以下步骤：

(d)当所述一个或更多个无线设备在所述第二远程无线电的第二运行容积内时，与一个或更多个无线设备通信。

13.如项11所述的实现一个或更多个无线设备与接入点系统之间的通信的方法，其中所述发现在所述第一近程无线电的第一运行容积内的所述一个或更多个无线设备的步骤进一步包括以下步骤：

(a1)从所述一个或更多个无线设备中的一个接收信号，所述信号表示所述一个或更多个无线设备中的一个的用户已经启动开关以与所述无线接入点系统特意地通信。

14.如项11所述的实现一个或更多个无线设备与接入点系统之间的通信的方法，其中所述发现在所述第一近程无线的第一运行容积内的所述一个或更多个无线设备的步骤进一步包括以下步骤：

(a1)当接收到来自具有多个MAC地址的多个设备中的一个设备的配对请求时，回复所述配对请求以接受该请求并建立通信，其中所述MAC地址预先不被接入点知晓，并且其中所述接入点的MAC地址预先被发起所述配对请求的设备知晓。

15.如项11所述的实现一个或更多个无线设备与接入点系统之间的通信的方法，其中所述转变条件包括组中的一个，所述组包括：设备超出范围条件、通信发起条件以及超时条件。

16.如项11所述的实现一个或更多个无线设备与接入点系统之间的通信的方法，其中所述转变条件包括根据实现所述无线接入点系统的环境而设定的转变策略。

17.如项11所述的实现一个或更多个无线设备与接入点系统之间的通信的方法，其中所述第一近程无线电的第一运行容积包括所述一个或更多个无线设备的用户所通过的空间的入口。

18.如项12所述的实现一个或更多个无线设备与接入点系统之间的通信的方法，其中所述第二远程无线电的附近范围是被所述一个或更多个无线设备的用户占据的空间。

19.一种接入点系统，该接入点系统实现在一个或更多个无线设备与商业贸易场所之间的交易，该接入点系统包括：

无线电子系统，所述无线电子系统能够影响近程无线通信和远程无线通信，所述近程无线通信定义了第一运行容积，所述第一运行容积进一步包括到所述商业贸易场所的入口；

处理器，所述处理器连接到所述无线电子系统，且能够向所述无线电子系统发送数据和控制信号，并能从所述无线电子系统接收数据和控制信号；

接口，所述接口连接到所述处理器，所述接口能在所述商业贸易场所和所述一个或更多个无线设备之间传送交易数据和命令；

其中所述接入点系统能够通过所述近程无线通信发起与所述一个或更多个无线设备的特意的且选择性的通信；并且

进一步地，其中当所述处理器检测到转变条件时，所述无线接入点系统能够将与所述一个或更多个无线设备的通信转换到第二远程无线电。

20.如项19所述的接入点系统，其中所述无线电子系统是组中的一个，所述组包括：(1)第一近程无线电和第二远程无线电；以及(2)单个无线电，所述单个无线电能够调整其功率来影响所述近程无线通信和所述远程无线通信。

Claims (10)

1.一种无线接入点系统，该无线接入点系统能够与一个或更多个无线设备连接和通信，该无线接入点系统包括：

第一近程无线电，所述第一近程无线电具有第一有效通信范围，所述第一有效通信范围包括第一运行容积；

第二远程无线电，所述第二远程无线电具有比所述第一有效通信范围大的第二有效通信范围；

处理器，所述处理器向所述第一近程无线电和所述第二远程无线电发送数据和控制信号，并且从所述第一近程无线电和所述第二远程无线电接收数据信号；

其中，当所述一个或更多个无线设备在所述第一近程无线电的第一运行容积内时，所述无线接入点系统能够通过所述第一近程无线电发起与所述一个或更多个无线设备的选择性的且特意的通信；并且

其中进一步地，当所述处理器检测到转变条件时，所述无线接入点系统能够将与所述一个或更多个无线设备的通信转换到所述第二远程无线电。

2.如权利要求1所述的无线接入点系统，其中所述第一运行容积包括邻近范围，在所述邻近范围内所述一个或更多个无线设备和第一近程天线之间的初始通信受特意姿势影响。

3.如权利要求1所述的无线接入点系统，其中所述第一有效通信范围的第一运行容积包括所述一个或更多个无线设备的用户所通过的环境的入口的尺度。

4.如权利要求1所述的无线接入点系统，进一步包括：

第一近程天线，所述第一近程天线连接到所述第一近程无线电；并且

所述第一近程天线进一步包括定向天线。

5.如权利要求1所述的无线接入点系统，其中所述转变条件包括组中的一个，所述组包括：设备超出范围条件、通信发起条件以及超时条件。

6.如权利要求1所述的无线接入点系统，进一步包括

计算机可读存储器，所述计算机可读存储器连接到所述处理器；以及

所述计算机可读存储器存储预定义的MAC地址组，所述预定义的MAC地址组专用于所述无线接入点系统。

7.一种实现一个或更多个无线设备与接入点系统之间的通信的方法，所述接入点系统包括：第一近程无线电，所述第一近程无线电具有包括第一运行容积的有效通信范围；第二远程无线电，所述第二远程无线电具有包括第二运行容积的有效通信范围；以及连接到所述第一近程无线电和所述第二远程无线电的处理器，所述方法包括下列步骤：

(a)发现在所述第一近程无线电的第一运行容积内的一个或更多个无线设备；

(b)将在步骤(a)中发现的所述一个或更多个无线设备与所述无线接入点系统配对；以及

(c)在所述第二远程无线电的第二运行容积内，当满足转变条件时，将步骤(b)中配对的一个或更多个无线设备转换到所述第二远程无线电。

8.如权利要求7所述的实现一个或更多个无线设备与接入点系统之间的通信的方法，其中所述方法进一步包括以下步骤：

(d)当所述一个或更多个无线设备在所述第二远程无线电的第二运行容积内时，与一个或更多个无线设备通信。

9.如权利要求7所述的实现一个或更多个无线设备与接入点系统之间的通信的方法，其中所述发现在所述第一近程无线电的第一运行容积内的所述一个或更多个无线设备的步骤进一步包括以下步骤：

(a1)从所述一个或更多个无线设备中的一个接收信号，所述信号表示所述一个或更多个无线设备中的一个的用户已经启动开关以与所述无线接入点系统特意地通信。

10.如权利要求7所述的实现一个或更多个无线设备与接入点系统之间的通信的方法，其中所述发现在所述第一近程无线的第一运行容积内的所述一个或更多个无线设备的步骤进一步包括以下步骤：

(a1)当接收到来自具有多个MAC地址的多个设备中的一个设备的配对请求时，回复所述配对请求以接受该请求并建立通信，其中所述MAC地址预先不被接入点知晓，并且其中所述接入点的MAC地址预先被发起所述配对请求的设备知晓。

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