CN1741415A - 用于部署无线中继器的方法和系统 - Google Patents

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在通信网中动态地部署无线中继器的方法(200)可包括：建立(205)用作为通信节点的第一无线中继器，动态地估计(210)在被部署在通信网中的至少一个附加中继器和通信节点之间的信号的质量，以及选择地输入(215)垂直单位到部署的一个附加中继器中。估计质量可包括测量(211)来自在通信系统中的其它中继器的信号强度或测量(212)来自在系统中其它中继器中间的最靠近的中继器的信号强度。估计质量还可包括探测(213)通信节点。垂直单位可以通过使用任何数目的输入设备，包括，但不限于，键盘、旋转开关(22和24)、语音识别系统、或它们的任何组合而作为输入项被输入。

Description

用于部署无线中继器的方法和系统
技术领域
本发明涉及无线中继器的领域，以及更具体地涉及用于通过使用无线中继器部署通信网的方法和系统。
背景技术
紧急服务组织不久将会有在结构中和在诸如野外火灾的野外情形中创建动态无线网(ad hoc网络)的选择。在动态无线网中的每个无线电可以用作为中继器用于网络通信。如果无线电设备不均匀地分布(通过个人和车辆上移动的无线电)，动态网的覆盖网格将具有死点，导致差的或不完全的覆盖。所以，部署多个中继器将是必要的，以保证网格内的完全覆盖。
当这些中继器被动态地部署时(特别是在紧急情形下)，当前没有快速保证网格内完全覆盖的手段。此外，虽然许多传统的ad hoc网络技术提供水平和垂直位置信息的某种形式，但它们没有一个能够提供楼层精确度。这是因为垂直分辩率的精度造成设备处在哪个楼层的不确定性(根据距离)以及建筑物的层不均匀地间隔或没有必然地计数(由于文化迷信等等，许多建筑物跳过指定某个楼层，例如某些建筑物不包括4层或13层)。
已知的系统没有提供无线中继器的最佳动态布置，它们也没有提供楼层指示能力。大多数现有技术通常被使用来创建理想的整体网络用于以后的布置(而不是动态地)，或者是用来在建筑物中转发信号的特定的无线电技术。例如，转让给Cutrer等人的美国专利5,668,562(Cutrer)讨论把一组测试天线安放在建筑物中，然后使用来自测试天线的测量结果，以创建在建筑物内的指示位置处建立的固定天线的最佳化的网络。Cutrer也教导使用以前编译的布置数据作为开始点，用于确定在新的建筑物内固定天线的布置，其中新的建筑物类似于以前测试的建筑物，以及其中以前编译的布置数据用于以前测试的建筑物。
应当指出，按照Cutrer，要被部署的设备本身不进行测量以及测量不是实时地进行的。另外，Cutrer有一个目标是为建筑物创建理想网络，而不是为当前的(紧急)需要而创建有效的和快速部署的网络。Cutrer也没有提供自采样的设备，而代之以使用测试网络的结果。而且，Cutrer没有提供“知道”它的垂直布置(即，楼层)的能力。
在美国专利3,825,829中发现的其它中继器系统通常讨论在建筑物内使用无线中继器的概念，以及也没有讨论具有容易编目和广播它们处在哪个楼层的能力的中继器的动态部署。在美国专利5,832,365中的另一个中继器系统讨论在静态部署的建筑物内网络中信号的相移和天线方向图的选择。再次地，这个专利没有讨论实时传感和实时部署的理想布置，也没有表示楼层或垂直单位的能力。
发明内容
按照本发明的实施例能够给出用于动态部署中继器以及任选地按照本发明的实施例编目垂直单位或楼层的系统和方法。
在按照本发明的第一实施例中，在通信网中动态地部署无线中继器的方法可包括以下步骤：建立用作为关键通信节点的第一无线中继器，动态地估计在被部署的附加中继器和关键节点和在通信网中的其它中继器之间的信号的质量，以及选择地输入垂直单位，以便在被部署的附加中继器中存储。估计质量的步骤可包括测量来自在通信网中的其它中继器的信号强度或测量来自在通信网中其它中继器中间的最靠近的中继器的信号强度的步骤。估计质量的步骤还包括探测(pinging)关键节点的步骤，这可以在附加中继器的探查(survey)模式下完成。垂直单位可以通过使用任何数目的输入设备，包括，但不限于，键盘、旋转开关、触摸屏、滑动开关、语音识别系统、或它们的任何组合而作为输入项被输入。而且，应当指出，垂直单位可以是楼层。
在按照本发明的第二实施例中，在通信网中可动态地部署的无线中继器可包括收发信机和被耦合到收发信机的处理器。处理器可被编程来动态地估计在收发信机与在通信网中用作为关键节点的第一中继器之间和在收发信机与在通信网中其它中继器之间的信号的质量，以及还被编程来选择地接收和存储表示垂直单位的输入。处理器可以通过测量来自通信系统的其它中继器的信号强度或通过测量来自通信系统中的其它中继器中间的最靠近的中继器的信号强度来估计质量。处理器还通过探测关键节点而估计质量，所有这些可以在中继器的探查模式期间完成。处理器还可被编程来通过使用在键盘、旋转开关、触摸屏、滑动开关、语音识别系统、或它们的任何组合之间选择的输入设备而选择地接收表示垂直单位的输入。如上所述，垂直单位可表示楼层。
本发明的第三方面，计算机程序具有可由机器执行的多个代码段，用于使得机器执行如在以上的第一和第二方面列出的方法和系统中描述的某些步骤。
附图说明
在附图中显示了当前的优选实施例，然而，应当看到，本发明并不限于所显示的具体的安排和装置。
图1是显示按照本发明的实施例的用于在通信网中动态地部署无线中继器的系统的示意图。
图2是显示按照本发明的实施例的在通信网中动态地部署无线中继器的方法的流程图。
具体实施方式
按照本发明的实施例提供用来基于ad hoc确定用于适当接收的理想布置的地方的机制。其它实施例也可提供用于有效地和精确地表示被部署的中继器处在哪一层楼，以便支持精确的楼层定位确定的装置。这样的楼层确定在许多紧急或战斗情形以及需要可动态部署的adhoc通信网的其它情形下是有用的。
参考图1，具有假设的149层的建筑物10被显示为具有通信系统20的多个中继器。第一中继器或通信节点12被显示为被部署在第五层。通信节点12可以是用于通信系统20的参考节点或关键节点12。第一中继器和系统中其它中继器可以通过电池、燃料电池或某些其它在设备上的电源自身供电。其它中继器16和18可被部署在建筑物中。
在一个实施例中，当前被部署在第69层的中继器可以具有根据信号强度进行监视的能力以及探测通信节点12，通信节点12还估计与其它无线中继器的连接(不是终端用户设备和非中继器设备)。系统20可以在它处在探查模式时一直估计网络。估计可以测量到最靠近的中继器的信号强度以及发送或接收对于关键节点的探测消息。部署中继器14的个人可以分别通过扬声器26或显示器21以可听见和/或可看见的指示的形式被给予关于参数的质量的反馈。一旦一个或两个指示下降到低于临界水平，系统就可(可听见和/或可看见地)提醒用户部署中继器14。然后用户接通中继器14和探测出另一个中继器以及继续进行他们动态地构建网络的过程。
在一个实施例中，中继器的模式可包括当没有与设备有关的电活动时的关断模式；当设备(中继器)只与其它中继器通信以确定何处是它应当理想部署的地方以使得覆盖区域最大化而不用折衷吞吐量/连接性时的探查/等待模式；和接通模式(在本例中它可以具有149个层设置值之一)。
模式可以通过任何数目的接口被控制，接口可包括各种各样的输入机制。在一个实施例中，模式可以由两个可旋转的旋钮(约1cm高和1cm直径)进行控制。第一旋钮22可以具有16个位置(关断，探查、和0-14)。0-14设置值表示十个布置楼层数值。这是用于16位置的旋转开关。更多的位置允许用于更多的楼层。第二旋钮24可以是10位置(0-9)的旋转开关。旋转开关或其它输入可以表示用于布置楼层的单位数值。例如，楼层108可以通过旋钮22在10指示符处和旋钮24在8指示符处来表示。应当看到，输入机制不限于使用可旋转旋钮，以及可以使用任何适当的输入机制，诸如语音输入。
LED或显示器21可以显示在等待模式时的信号强度(条)或在准备好部署时的字(部署)。在第一旋钮22处在位置3-16时，可以在诸如一分钟的短暂的时间间隔(任一个旋钮被旋转的任何时间)内显示该楼层，然后熄灭以节省电源。可听见的蜂鸣声可以表示设备处在等待模式，以及当处在极好的范围时(满足上述的准则)缓慢地发出蜂鸣声，以及蜂鸣声更快速，直至它发出表示应当部署设备的稳定音调为止。当旋转任一个旋钮到一个数字(楼层)时，设备可以说出它的楼层号(在等待诸如1/2秒的短暂的时间间隔后使用合成的语音)，否则设备没有声音。
使用对于中继器的增强方案允许理想的和正确的网络部署，以及提供提供其上已部署设备的楼层的精确的指示，而不必数学地用它的相关的误差确定楼层值。这在设备被使用来定位部署的资源时(诸如可能有麻烦的消防人员)是关键的。
关于垂直指示符，垂直单位可被规定为楼层。实际的单位也可以由相关的装置(计算机应用程序或固定设备)被确定。指示符可以显示状态(关断、等待/探查、垂直单位)以及提供其它适当的信息。垂直单位也可以是正的或负的(例如，对于地下层)。
参考图2，显示在通信网中动态地部署无线中继器的方法200的流程图可包括以下步骤：步骤205，建立用作为关键的或参考的通信节点的第一无线中继器，步骤210，动态地估计在被部署的附加中继器和关键节点和在通信网中的其它中继器之间的信号的质量，以及步骤215，选择地输入垂直单位，以便存储在被部署的附加中继器。估计质量的步骤210可包括测量来自在通信系统中的其它中继器的信号强度的步骤211或测量来自在通信系统中的其它中继器中间的最靠近的中继器的信号强度的步骤212。估计的步骤还可包括探测关键节点的步骤213，这可以在附加中继器的探查模式下完成。垂直单位可以如图所示地在步骤216通过使用任何数目的输入设备，包括，但不限于，键盘、旋转开关、触摸屏、滑动开关、语音识别系统、或它们的任何组合而作为输入项被输入。而且，应当指出，垂直单位可以是楼层，例如，如在步骤217表示。
应当看到，本发明可以以硬件、软件、或硬件与软件的组合来实现。本发明也可以在一个计算机系统中以集中的方式被实现，或以不同的单元被散布在几个互联的计算机系统的分布方式被实现。任何一种适于执行在此描述的方法的计算机系统或其它设备都是适用的。硬件与软件的典型的组合可以是带有计算机程序的通用计算机系统，该计算机程序被装载和执行时控制计算机系统，使得它实行这里描述的方法。
本发明也可以被体现为计算机程序产品，它包括使能实施这里描述的方法的所有的特征，以及它在被装载到计算机时能够实行这些方法。在本上下文中计算机程序或应用程序是指打算使得具有信息处理能力的系统直接地，或在进行以下任一项操作或二项操作以后，执行特定的功能的指令集的以任何语言、代码或符号的任何表示：(a)变换到另一种语言、代码或符号；(b)以不同的材料形式重现。
本发明可以被体现为其它形式，而不背离本发明的精神或基本属性。因此，为了表示本发明的范围，应当参考以下的权利要求，而不是上述的说明书。

Claims (20)

1.一种在通信网中动态地部署无线中继器的方法，包括以下步骤：
建立用作为通信节点的第一无线中继器；
动态地估计在第一无线中继器和在通信网中动态部署的至少一个其它中继器之间的信号的质量；以及
选择地输入用于信号接收的垂直单位到至少一个附加中继器。
2.权利要求1的方法，其中至少一个附加中继器包括多个中继器，多个中继器包括其中被选择地输入垂直单位的所述中继器和在通信网中至少一个其它中继器，以及其中所述估计质量的步骤包括测量来自在通信网中的至少一个其它中继器的信号强度的步骤。
3.权利要求2的方法，其中估计质量的步骤包括测量来自在通信网中其它中继器中间的最靠近的中继器的信号强度的步骤。
4.权利要求1的方法，其中估计质量的步骤包括探测通信节点的步骤。
5.权利要求1的方法，其中估计质量的步骤是在其中被选择地输入垂直单位的中继器的探查模式下执行的。
6.权利要求1的方法，其中选择地输入垂直单位的步骤包括通过使用从包含键盘、旋转开关、触摸屏、滑动开关、和语音识别系统的组的至少一项中选择的输入设备输入一个输入项。
7.权利要求1的方法，其中选择地输入垂直单位的步骤包括选择地输入楼层。
8.一种在通信网中可动态地部署的无线中继器，包括：
收发信机；和
被耦合到收发信机的处理器，其中处理器被编程来：
动态地估计在收发信机与在通信网中用作为通信节点的第一中继器之间和在收发信机与在通信网中被动态地部署的至少一个其它中继器之间的信号的质量；以及
选择地接收和存储表示垂直单位的输入。
9.权利要求8的中继器，其中处理器通过测量来自在通信网中的所述至少一个其它中继器的信号强度而估计质量。
10.权利要求8的中继器，其中处理器通过测量来自在通信网中至少一个其它中继器中间的最靠近的中继器的信号强度而估计质量。
11.权利要求8的中继器，其中处理器通过探测通信节点而估计质量。
12.权利要求8的中继器，其中处理器在中继器的探查模式下估计质量。
13.权利要求8的中继器，其中处理器通过使用从包含键盘、旋转开关、触摸屏、滑动开关、和语音识别系统的组中选择的至少一个输入设备而选择地接收表示垂直单位的输入。
14.权利要求8的中继器，其中处理器通过选择地输入楼层而选择地输入垂直单位。
15.一种机器可读的存储器，其上存储具有可由机器执行的多个代码段的计算机程序，用于使得机器执行以下步骤：
建立用作为关键通信节点的第一无线中继器；
动态地估计在第一无线中继器和在通信网中动态部署的至少一个其它中继器之间的信号的质量；以及
选择地输入用于信号接收的垂直单位到至少一个附加中继器。
16.权利要求15的机器可读的存储器，其中至少一个附加中继器包括多个中继器，多个中继器包括其中被选择地输入垂直单位的所述中继器和在通信网中的至少一个其它中继器，以及其中机器可读的存储器还包括这样的代码段，其用于使得机器通过测量来自在通信网中的至少一个其它中继器的信号强度而估计质量。
17.权利要求16的机器可读的存储器，其中机器可读的存储器还包括这样的代码段，其用于使得机器通过测量来自在通信网中其它中继器中间的最靠近的中继器的信号强度而估计质量。
18.权利要求15的机器可读的存储器，其中机器可读的存储器还包括这样的代码段，其用于使得机器通过探测通信节点而估计质量。
19.权利要求15的机器可读的存储器，其中机器可读的存储器还包括这样的代码段，其用于使得机器通过使用其中垂直单位被选择地输入的中继器的探查模式，而估计质量。
20.权利要求15的机器可读的存储器，其中机器可读的存储器还包括这样的代码段，其用于使得机器通过选择地输入楼层而选择地输入垂直单位。
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