CN1221527A - 形成一种无线电连接的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在一数字无线电中继网络的至少两个网络用户之间建立无线电连接的方法,其在没有固定中继站的情况下也能简单地形成无线电连接,在本发明的方法中,对各网络用户分配一个单独的与空间有关的位置识别码,从而确定各网络用户之间的相对位置。
Description
本发明涉及一种在一数字无线电中继网络的至少两个网络用户之间建立无线电连接的方法。
公知的是,所述领域的方法与无线电通讯网络有关,例如移动式无线电通讯网络C-、D1-、D2-和E加网络。这种公知的网络具有形式为中继站的固定无线电装置。无线电连接是借助于一外部无线电管理框架中的外部连接方法实现的。这种移动式无线电网络通过中央连接装置实现网络用户定位和网络用户之间的连接。
在建立无线电连接方面起基本作用的是中央中继站,它通过将无线电网络域划分成各网络单元与网络用户保持互换接触。各中继站通过在其附近的网络用户的应答不断地得知这些网络用户的停留地点,并转达给网络中心。
在两个网络用户之间建立无线电连接时,首先借助于中央连接方法对网络用户定位。接着进行的是对这种网络用户之间的无线电连接计算,或者说确定,然后就接通。通过可能的局部连接进行的连接路径的临时计算或确定在此称为“路由”。
这种公知的方法用于公知的无线电网络的各网络单元的固定中继站与移动无线电装置之间。由此可见,对于公知的无线电网络,必须使用外部和中央控制的方法,这种方法基本上在移动无线电装置或无线电终端设备的外部的一运行站,例如一台中央运行计算机上运用。
在公知的无线电网络内部建立一种无线电连接的公知的方法存在的问题是,为了形成无线电连接必须有始终固定的中继继电器或中继站。因此,在安装或新建一公知类型的无线电网络时,始终是必须首先在固定中继站上装一平面覆盖网。因此,显著地减小了网络系统再实现的灵活性。
因此,本发明的基本目的是提供一种用于建立在所述领域中的无线电连接的方法,通过这种方法,在没有固定中继站的网络中也可以用一种简单的方法建立一种无线电连接。
按照本发明,上述目的通过一种具有在一数字无线电中继网络的至少两个网络用户之间建立无线电连接的方法。为此,这样来构成上述类型的方法,为各网络用户分配一个单独的与空间相关的位置识别码,从而使所有网络用户的位置彼此相对确定。
可以看出,用本发明的方法可以简单地建立一种无线电连接,因为各网络用户分配一个单独的与空间相关的位置识别码。通过按照本发明给各网络用户分配一个单独的与空间相关的位置识别码,基本上彼此相对地确定了各网络用户的位置。
通过彼此相对确定的位置识别码,能够逐步形成网络用户与网络用户之间的无线电连接,这样就不必再规定单独的固定中继站,源用户只需知道自己的位置识别码和目标用户的位置识别码就可构成一种无线电连接。在这种情况下,跨过源用户与目标用户之间的其它用户形成无线电连接,由于这些中间的用户知道它们自己的位置识别码,所以可以将由源用户发出的无线电信号按照目标方向向目标用户中继。
本发明的方法可以用于在德国专利申请19535021.9中公开的无线电中继站。在该专利申请中描述的无线电中继站由单一的移动式无线电装置构成,该移动式无线电装置既用作终端设备又用作中继站。通过按照本发明的方法分配一个位置识别码,可以以与空间和方向相关的方式寻址,并以目标位置定向和方向定位的方式将这种公知的无线电中继网络中的网络用户连接。
在本发明中,网络用户的定位和网络用户之间的无线电路径的确定不一定要借助于固定的中继站和规定的无线电网络单元实现。在这种无线电连接的构造方式的情况下,通过一步步确定相继的子路径通过其它用户按照目标的方向向前传递,实现向所要求的网络用户的无线电路径的定向。在无线电连接构成或者导通的时候,直到上一个子无线电路径确定时才确切地确定该无线电连接。由此可以推论,可能会同时选出若干子无线电路径,并实现多路径传播或者构成较多个并联的无线电连接。
因此,按照本发明的方法,在一个没有固定中继站的网络中也可以以一种简单的方法实现无线电连接。
对于一种简单的无线电连接的构成有利的是,参与形成无线电连接的用户知道其位置识别码,以便与另一网络用户的位置识别码进行比较。为此,分配给一个网络用户的位置识别码可以由各网络用户贮存。
关于一种特别简单的位置识别码的分配,可以用一种可向前传递的测绘点来确定相对于发出无线电信号的无线电信号发生器的位置。为此,可以设置至少三个无线电信号发生器。在这种情况下,无线电信号发生器在特定的时刻或者一定时间间隔后发出无线电信号。通过从向前传递的测绘点接收无线电信号,能够以一种简单的方法确定接收网络用户相对于无线电信号发生器的位置。这样就能够进行一种明确的定位和明确的位置识别码的分配。
一种特别可靠的与空间相关的位置识别码的分配可以这样来实现,整个无线电网络域的无线电信号发生器分布在无线电网络域的边缘。这些无线电信号发生器不应该构成拉紧的共直线的轴向系统。
为了实现无线电信号的可靠的传输和可靠的接收,网络用户可以直接从无线电信号发生器或者通过另一网络用户传输接收无线电信号。换句话说,全部网络用户也用作位置识别码分配的传输器。在此,作为传输器的网络用户可以以雪崩的方式转发无线电信号发生器发出的无线电信号。
为了使由不同的无线电信号发生器发出的无线电信号有清楚的区别,在转发时,可以使按照以传输器为条件的或向前传递的延迟时间转发无线电信号发生器发出的无线电信号。因此,在空间上紧密相邻但经过不同的网络用户传输的无线电信号发生器可以清楚地改善所接收的无线电信号的清晰度。
无线电信号发生器可以在一定的时间间隔,在一定情况下以月计算,或者在短得多的时间间隔内发送信号。无线电信号可以是时间同步信号,该信号由无线电中继站网络中的所有传输器以雪崩的方式中继。一种这样的雪崩式的中继可以按照在德国专利申请19608846.1中做了描述的没有中继交换中心的无线电接收程序实现。在此,各无线电信号发生器单独地发送信号,而所有无线电信号发生器依次发送,例如在一特定的编程时刻或经过一预定时间间隔。
为了获得无线电信号源的特别好的可辨别性,当在无线电网络域内转发由无线电信号发生器发出的无线电信号时可以对其进行与空间相关和/或与方向相关的信息量的操作。除了无线电信号源的可辨别性得到了改善,还可分配一种特别有利于辨别的位置识别码。这种操作还包括一种传播时间的延迟。
为了在传播器之间进行信息互换,当无线电信号发生器发出的无线电信号传播时,可以由网络用户携带传播出其它作为传播器的网络用户的信息。
为了使不同的无线电信号发生器发出的无线电信号具有特别清晰的差异,可以通过网络用户,利用不同的无线电频率和/或不同的逻辑编码和/或不同的信息量和/或不同的延续时间和/或不同的发射机序列,以物理的方式将不同的无线电信号发生器发出的无线电信号彼此区分开。这样,从原理上讲,网络用户可以清楚地确定每个所接收的无线电信号来自哪个无线电信号发生器。
因此,在一已知时间序列内接收不同的无线电信号发生器发出的无线电信号的传播器接收一个与接收器的位置有关的信号串。从无线电信号到达的时间可以清楚地确定接收器的位置。在网域内的这种与位置和方向相关的中继延迟形成了分配给网络用户的位置识别码。
在例如三个无线电信号发生器的情况下,考虑时间延迟,第一无线电信号发生器发出的无线电信号可以在1秒后到达所涉及的用户,第二无线电信号发生器发出的信号在3秒后到达,第三无线电信号发生器发出的信号5秒后到达。这样就形成一种1-3-5位置识别码。
通过一种与传播数量有关的在无线电信号内的数值或数变量的提高,可以导出另一种形成位置识别码的可能性。换句话说,各无线电信号在每次传播时其数值提高大约1。在存在三个无线电信号发生器时,一个位置识别码可以按照如下的方式由各无线电信号的传递次数构成。例如,如果第一个信号完成三次传递,第二个无线电信号完成十次,而第三无线电信号完成二十次传递,则可以想象,位置识别码为3-10-20。因此,通过每次传播时的连续计数,无线电信号发生器发出的无线电信号在无线电网域内转发时经历一次与空间和方向相关的数值变量的变化,这种数值变量包含无线电信号。换句话说,实现了与位置和方向相关的差分,在此,各传输器在传输时计入或连续计入一节矩数,这些节矩数作为发出的信号的信息组成部分被改变或添加。由于继续计数的节矩数在整个网域与空间和方向有关,因此在此形成位置识别码。
通过对由地面定位系统(GPS)的卫星所构成的无线电信号发生器进行延迟可以形成第三种位置识别码。在此,网络用户接收表示其绝对地理位置的信号。这些信号由几何宽度和几何长度参数构成。这种位置识别码可以只由通过GPS得到的地理位置数据构成。
借助于GPS来实现位置识别,设备的硬件比接收在网络中设置的无线电信号发生器肯定要昂贵。但这种系统省去了位置识别系统的雪崩式的构造,从而显著地减轻了网络的负担。采用GPS来对网络用户定位提供了一种高空解决方案,通过这种方案还可以实现救援和救护等紧急情况下的网络用户定位。通过这种方案,很简单地就可以将救援人员引导到网络用户的停留地点。
如上所述,在网络用户接收时,无线电信号发生器发出的信号形成一个特定的使位置具体化的时间次序,该时间次序用于形成位置识别码,其形式为一位置序列。在此,各网络用户基本上不是多次,或许通过多个传播器得到从无线电信号发生器发出的无线电信号。这样就不再允许一种明确的位置识别码。为了避免网络用户接收到这种多重信号,采用一种无线电接收程序,正如在德国专利申请19608846.1中所描述的那样。
有利的是,位置识别码为一种通信码,例如划分邮政编码。这种通信码的形成已经作过描述。它们可以由一种字符序列和/或一种数字序列构成,这些字符序列和数字序列可以直接衍生出不同的无线电信号发生器发出的无线电信号的滞后的位置次序或时间顺序。所述通信码的数字顺序由不同的无线电信号发生器发出的无线电信号彼此的时间差或相对于用户接收时无线电信号的一特定的基准信号的时间差的数值构成。
作为一种替换,上述通信编码的数字序列由数字变量的数值构成,特别是转发由不同的无线电信号发生器发出的无线电信号时的节距数。在另一种替换形式中,所述通信码的数字序列由网络用户接收的几何位置的数值,特别是几何长度和几何宽度构成。这种通讯码可以作为网络域的地址将网络用户分配到其接收地。为此,所述通讯码构成一种与空间和方向相关的通讯码系统。在进行无线电连接时,或者说在形成无线电连接时,网络用户可以用这种通讯码或者说地址对所需目标用户寻址。
为了形成无线电连接,网络用户必须知道自己的位置识别码以及源用户和目标用户的位置识别码。在这种情况下,在一源用户与一目标用户之间构成无线电连接时应答的、用作传播器的网络用户将其通讯码与目标用户的通讯码及源用户的通讯码或者必要时前述传播器的通讯码互相进行比较,接着确定是否进行转发。换句话说,一应答的网络用户或传播器将目标用户识别码与源传播器识别码和其自己的识别码互相比较。传播器检查自己的位置识别码是否比源传播器的位置识别码更像目标用户识别码。如果答案是肯定,则进行转发,如果答案是否定,则不再通过其向前继续转发。在其继续转发的情况下,该传播器比其源用户更接近目标用户。这时,再经过传播器传播已经没有意义了,因为这样就会使其比各源用户离目标用户更远。通过这种原理可以成功地形成理想的无线电连接。
这种比较和/或确定方法可以以一种通讯码的相似性比较,特别是一种模糊逻辑判断方法为基础。
为了形成一种替换的联接途径,并从而形成一种特别可靠的连接,在接通连接时形成一种多途径传播。
在利用GPS来向网络用户分配一个位置识别码的情况下,该位置识别码或通讯码可以由例如几何长度和宽度构成。这种几何位置数据或者也可以是另一种位置识别码和/或一种通讯码可以在接通无线电连接时自动地从源用户向目标用户传播。这样可以实现一种自动的救援和/或救生装置的自动信息,例如ADAC(全德汽车俱乐部)。按照这种方法能够在紧急情况下进行一种简化的源用户的检查,在这种紧急情况下,源用户或者不知道其确切的位置,或者由于激动或健康原因无法正确地传播。在进行无线电连接时的这种自动的位置判断也可以在公知的无线电网络系统中进行。例如,可以通过在一传统的移动式电话中装入一块GPS芯片来实现。
在上述领域中的传统的移动网络中也可实现按照本发明的形成无线电连接的方法的应用。在这种方法中,由于采用一种相应的网络用户的位置识别码而省去了固定的中继站。因此,不再需要中央网络管理。
下面描述一种关于相似性比较的方法的实施例,这种相似性比较必须由一应答的传播器进行,以便确定是否应当通过其建立进一步的无线电连接,或者无线电连接在它这里中断是否适宜:
首先,源用户向其发送-/接收区域或者其收缩区域的传播环境发出用于建立连接的无线电控制信号,该信号带有必要的无线电控制信号参数A。参数A包含位置次序或位置识别码A2Q:(q1,……,qn)作为源识别码A2的一部分,还包含位置识别码A1:(Z1,…Zn)作为目标用户识别码A1。该位置次序或位置识别码由时间间隔次序或节距数次序或几何参数次序以及地面或卫星信号发生器的位置数据构成。用户或源用户从一种具有全部目标用户的位置识别码的电话号码簿中得知目标用户识别码A1。这种电话号码簿可以采用源用户处的电子存贮的形式。在每次位置识别码分配过程完结以后就形成这种电话号码簿。这种分配过程可以每天、每小时,甚至在更短的时间间隔内进行。典型的这种进一步的方法还需要借助于节距参数qn和Zn解释。但是,它可以同样地用于已经描述过的位置识别码的种类。可以在技术和经济方面对所使用的各种应用进行考察。
这时,应答的可达到的传播器将各目标用户通讯码或识别码A1的位置Zn与自己的通讯码A2Z的相应的位置qZn和源用户或先前的传播器的通讯码A2Q的位置qQn进行比较。就此计算出节距次序A1和A2Z、A2Q之间的节距差次序DA1、A2Z、DA1、A2Q。
DA1,A2Z:(dnA1,A2Z)=DA1,A2Z:(Z1-qZ1,…Zn-qZn)
DA1,A2Q:(dnA1,A2Q)=DA1,A2Q:(Z1-qQ1,…Zn-qQn)
差值dn被映射成函数F,将映像F(dn)求和成S。
当(dnA1,A2Z)<(dnA1,A2Q)时,F(dn)=1
当(dnA1,A2Z)=(dnA1,A2Q)时,F(dn)=0
当(dnA1,A2Z)>(dnA1,A2Q)时,F(dn)=-1
节距差的差值次序的函数值F(dn)S等于对n=0至n=s的F(dn)的求和。它给出确定传播器的值,转发的源用户的无线电控制信号。在此,求和边界是网络中所使用的无线电信号发生器的数量。原则上,当S为正值时,一传播器可以转发无线电控制信号,而当其为0或负值时则不转发。当该传播器将其通讯码的比较结果反馈给各源-源用户或前面的传播器时,源用户或前面的传播器可以选出具有尽可能大的值的传播器,并选择性地对准,以便在一单通路传播框架内传播无线电控制信号。在选出传播中具有大的确定指标的可达到的传播器后,就形成了一种特别有目标的空间连接,而不会是多通路连接。
通过这种无线电连接方法可以不必进行雪崩式的无线电连接。确切地说,这种无线电连接更具有空间对准性。它可以根据确定方式设计成多通路连接或者对准的单通路连接。在这种无线电连接方法中,源用户只需知道目标用户的位置识别码。
将目标用户的位置识别码按照更新了的无线电信号效应进行更新或者改变,并在一已经接通的无线电连接中将其向传播器和源用户传播。
在按照本发明的方法中,在中继无线电网络中的寻址可以由网络用户特定的寻址部分和地址寻址部分合成。
本发明也支持现有的移动式或被移动式网络用户的无线电连接。当被移动的网络用户达到一初始的无线电联络时,它同时被定位,因为,按照协议,在无线电通讯中携带一位置识别码或通讯码。这使得网络用户能够发展计算和外推的位置识别码或通讯码,并且能够通过通讯码寻址进行无线电连接,以控制目标用户的下一个位置状况。
这样就能够避免网络用户的移动问题以及因此而引起的必要时必须进行无线电连接线路的纠正的问题,因此,网络用户拥有了一种电话通讯装置,其由一台固定中继站和一台移动的终端装置构成。在这种情况下,可以向中继站提供一位置识别码,尽管终端装置是移动的,还是能够向终端装置连接一条单独的无线电连接线路。因此,中继站始终作为固定启动点,以家用中继的意义用于无线电连接。
最后特别要强调,纯属任意选择的位置识别码的编码器的实施例仅用于讲授本发明,而不是用来对本发明进行限制。
Claims (28)
1.在一数字无线电中继网络的至少两个网络用户之间建立无线电连接的方法,其特征在于:对各网络用户分配一个单独的与空间相关的位置识别码,从而彼此相对地确定所有网络用户的位置。
2.如权利要求1的方法,其特征在于:分配给一个网络用户的位置识别码由各网络用户贮存。
3.如权利要求1或2中的任一项的方法,其特征在于:用一种可向前传递的测绘点来确定相对于发出无线电信号的无线电信号发生器的位置。
4.如权利要求3的方法,其特征在于:至少设置三个无线电信号发生器。
5.如权利要求3或4中的任一项的方法,其特征在于:无线电信号发生器在特定的时刻或者一定时间间隔后发出无线电信号。
6.如权利要求3至5中任一项的方法,其特征在于:整个无线电网络域的无线电信号发生器分布在无线电网络域的边缘。
7.如权利要求3至6中任一项的方法,其特征在于:网络用户直接从无线电信号发生器或者通过另一网络用户的传输接收无线电信号。
8.如权利要求3至7中任一项的方法,其特征在于:用作传输器的网络用户以雪崩的方式转发无线电信号发生器发出的无线电信号。
9.如权利要求7或8的方法,其特征在于:在转发时,按照以传输器为条件的或向前传递的延迟时间转发无线电信号发生器发出的无线电信号。
10.如权利要求7至9中任一项的方法,其特征在于:在无线电网络域内转发由无线电信号发生器发出的无线电信号时对其进行与空间相关和/或与方向相关的信息量的操作。
11.如权利要求7至10中任一项的方法,其特征在于:在无线电网络域内转发由无线电信号发生器发出的无线电信号时对其进行与空间相关和/或与方向相关的传播时间延迟。
12.如权利要求7至11中任一项的方法,其特征在于:无线电信号发生器发出的无线电信号在由网络用户传播时携带该传播器的信息。
13.如权利要求7至12中任一项的方法,其特征在于:通过网络用户,利用不同的无线电频率和/或不同的逻辑编码和/或不同的信息量和/或不同的延续时间和/或不同的发射机序列,以物理的方式将不同的无线电信号发生器发出的无线电信号彼此区分开。
14.如权利要求7至13中任一项的方法,其特征在于:在无线电网域内转发时,各传播器通过继续计数使无线电信号发生器发出的无线电信号发生与位置和/或方向相关的计数自变量的改变。
15.如权利要求7至13中任一项的方法,其特征在于:无线电信号发生器由地面定位系统(GPS)的卫星构成。
16.如权利要求15的方法,其特征在于:位置识别码可以只由通过GPS得到的地理位置数据构成。
17.如权利要求7至13中任一项的方法,其特征在于:在网络用户接收时,无线电信号发生器发出的信号形成一个特定的使位置具体化的时间次序,该时间次序用于形成位置识别码,其形式为一位置序列。
18.如权利要求1至17中任一项的方法,其特征在于:所述位置识别码为一种通讯码。
19.如权利要求18的方法,其特征在于:所述通信码由一种字符序列和/或一种数字序列构成,这些字符序列和数字序列直接衍生出位置次序。
20.如权利要求19的方法,其特征在于:所述通信码的数字序列由不同的无线电信号发生器发出的无线电信号彼此的时间差或相对于用户接收时无线电信号的一特定的基准信号的时间差的数值构成。
21.如权利要求19的方法,其特征在于:上述通迅码的数字序列由数字变量的数值,特别是转发由不同的无线电信号发生器发出的无线电信号时的节距数构成。
22.如权利要求19的方法,其特征在于:所述通迅码的数字序列由网络用户接收的几何位置的数值,特别是几何长度和几何宽度构成。
23.如权利要求18至22中任一项的方法,其特征在于:所述通讯码作为网络域的地址将网络用户分配到其接收地。
24.如权利要求18至23中任一项的方法,其特征在于:所述通讯码构成一种与空间和方向相关的通讯码系统。
25.如权利要求18至24中任一项的方法,其特征在于:在接通无线电连接时,网络用户用这种通讯码或者说地址对所需目标用户寻址。
26.如权利要求18至25中任一项的方法,其特征在于:在一源用户与一目标用户之间构成无线电连接时应答的、用作传播器的网络用户将其通讯码与目标用户的通讯码及源用户的通讯码或者必要时前述传播器的通讯码互相进行比较,接着确定是否进行转发。
27.如权利要求26的方法,其特征在于:所述比较和/或确定方法以一种通讯码的相似性比较,特别是一种模糊逻辑判断方法为基础。
28.如权利要求1至27中任一项的方法,其特征在于:在接通无线电连接时,源用户的位置识别码和/或通讯码或地理位置数据自动地由源用户向目标用户携带传播。
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