Область техники
Настоящее изобретение относится к системе двусторонней беспроводной связи, более конкретно к системе двусторонней беспроводной связи, обеспечивающей возможность непосредственной связи между терминалами и опосредованной связи между терминалами через другой терминал.
Предшествующий уровень техники
В обычной системе беспроводной связи, в которой пользователь, использующий беспроводное оконечное устройство, может осуществлять связь с другим пользователем или может получать доступ к провайдеру услуг, например провайдеру электронной почты или Интернет, связь устанавливается через стационарную базовую станцию. Например, в сотовой телефонной системе, если первому пользователю желательно контактировать со вторым пользователем, первый пользователь набирает на своем сотовом телефоне телефонный номер, идентифицирующий устройство второго пользователя, затем его сотовый телефон передает сообщение на ближайшую базовую станцию (первую базовую станцию), где в текущий момент зарегистрирован телефон первого пользователя, запрашивая установление вызова на устройство второго пользователя. Первая базовая станция затем направляет вызов от оконечного устройства первого пользователя на устройство второго пользователя. Если устройство второго пользователя является другим сотовым телефоном или другим беспроводным устройством, то первая базовая станция направляет вызов на вторую базовую станцию, где в текущий момент зарегистрировано устройство второго пользователя. Если второй пользователь был зарегистрирован в той же самой ячейке связи, что и первый пользователь, то первая базовая станция может функционировать как маршрутизатор и устанавливать вызов между первым и вторым пользователями. Однако такая маршрутизация вызова через базовую станцию является обязательным требованием независимо от относительного местоположения первого и второго пользователей. Даже если первый и второй пользователи удалены всего лишь на один квартал, а ближайшая базовая станция находится на расстоянии десяти миль, все равно вызов будет маршрутизироваться через базовую станцию, прежде чем он достигнет пользователя.
Другой общепринятой системой связи является система поискового вызова (пейджинговая система). В однонаправленной системе поискового вызова вызывающий абонент обычно вводит идентификационный номер конкретного пейджера посредством телефона или web-страницы Интернет либо непосредственно, либо через сервисный центр провайдера, и вводит номер или сообщение, которое должно быть послано на пейджер. Вызов принимается пейджинговой системой провайдера, идентифицирующей пейджер, на который должен быть послан вызов, и сообщение, которое должно быть передано. Система провайдера затем активизирует некоторые или все из своих пейджинговых базовых станций и передает сообщение на пейджер. Однако лицу, принимающему сообщение на пейджер, еще нужна другая система связи, например телефон, чтобы послать ответное сообщение. Для преодоления этой проблемы была предложена двунаправленная пейджинговая система, где пейджер сам может инициировать сообщение и послать его на другой пейджер, как описано в патенте США 5335246.
Однако вышеупомянутые системы основаны на инфраструктуре, такой как базовые станции и телефонные линии, которые являются стационарными по положению и обеспечиваются провайдерами услуг и не позволяют устанавливать непосредственную связь между терминалами. Оконечное устройство, используемое в системе, такое как сотовый телефон или пейджинговая система, могут передавать и принимать сигналы, но не способны функционировать как маршрутизаторы. Если бы в пределах области расположения пользователей не имелось базовой станции, пользователи не могли бы осуществлять связь друг с другом, даже если бы они находились на малом расстоянии один от другого. Другой недостаток, связанный с вышеупомянутыми системами, заключается в отсутствии информации об относительном и/или абсолютном местоположении сторон вызова или оконечных устройств. Обычно первая сторона, которая является инициатором вызова или посылает поисковый вызов, не знает местоположение второй стороны.
Возможность непосредственной связи между переносными устройствами двусторонней радиосвязи, такими как «воки-токи» (переносные рации) также ограничена в том, что никакая информация местоположения не доступна, и дальность связи ограничена дальностью действия такой переносной рации. Она не обеспечивает преимуществ, получаемых из наличия соответствующей инфраструктуры.
Соответственно, было бы желательным иметь возможность обеспечить инфраструктуру, обеспечивающую возможность непосредственной связи между оконечными устройствами, не требуя стационарную базовую станцию. Такая инфраструктура была бы способна обеспечивать местоположение пользователя или оконечного устройства, а также использовать оконечное устройство в качестве маршрутизатора на основе его местоположения относительно другого оконечного устройства, так чтобы такой маршрутизатор способствовал установлению связи между оконечными устройствами, которые удалены на расстояние, превышающее дальность прямой связи. Маршрутизатор также должен иметь возможность устанавливать связь между терминалом и другим пунктом доступа к услугам, обеспечивающим услуги, такие как электронная почта или Интернет, который может располагаться за пределами дальности прямого соединения.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - блок-схема системы беспроводной связи, соответствующей первому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 - блок-схема системы беспроводной связи, соответствующей второму предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, иллюстрирующему два соединенных последовательно маршрутизатора.
Фиг. 3 - блок-схема системы беспроводной связи, соответствующей третьему предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, иллюстрирующему один маршрутизатор, также функционирующий как обычное переносное устройство.
Фиг. 4 - блок-схема системы беспроводной связи, соответствующей четвертому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, дополняющему существующую инфраструктуру.
Фиг. 5 - блок-схема системы беспроводной связи, соответствующей пятому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, дополнительно усовершенствующему систему за счет обеспечения приемопередатчиков, совместимых с существующей инфраструктурой и совместимых с провайдером услуг, соединенным с инфраструктурой.
Фиг. 6 - блок-схема системы беспроводной связи, соответствующей шестому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, иллюстрирующему территориально распределенные портативные устройства связи.
Фиг. 7 - блок-схема ячейки 604 и смежной ячейки 610, показанных на фиг. 6.
Фиг. 8 - блок-схема способа, иллюстрирующая, каким образом первое портативное устройство связи пытается зарегистрироваться в системе беспроводной связи.
Фиг. 9 - блок-схема способа, иллюстрирующая, каким образом первое портативное устройство связи пытается установить связь со вторым портативным устройством связи в пределах той же ячейки с известным местоположением.
Фиг. 10 - блок-схема способа, иллюстрирующая, каким образом первое портативное устройство связи пытается установить связь со вторым портативным устройством связи в пределах той же ячейки с неизвестным местоположением.
Фиг. 11 - блок-схема системы беспроводной связи, соответствующей седьмому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, иллюстрирующему территориально распределенные портативные устройства связи для осуществления связи между ячейками.
Фиг. 12 - блок-схема способа трансляции за пределы ячейки.
Фиг. 13 - блок-схема обобщенного способа трансляции.
Фиг. 14 - первая блок-схема системы беспроводной связи по фиг. 11, иллюстрирующая связь между портативными устройствами связи для обобщенного способа трансляции за пределы ячейки.
Фиг. 15 - вторая блок-схема системы беспроводной связи по фиг. 11, иллюстрирующая связь между портативными устройствами связи для обобщенного способа трансляции за пределы ячейки.
Фиг. 16 - представление в виде блок-схемы первой предварительно определенной неповторяющейся схемы передачи.
Фиг. 17 - представление в виде блок-схемы второй предварительно определенной неповторяющейся схемы передачи.
Фиг. 18 - представление в виде блок-схемы первой предварительно определенной неповторяющейся, наиболее прямой и чередующейся схемы передачи.
Фиг. 19 - представление в виде блок-схемы примера применения настоящего изобретения.
Фиг. 20 - блок-схема, иллюстрирующая процесс распространения сообщения из ячейки, в которой инициирована передача сообщения.
Фиг. 21 - продолжение блок-схемы по фиг. 20.
Фиг. 22 - продолжение блок-схемы по фиг. 20 и фиг. 21.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение предусматривает систему и способ для системы беспроводной связи, обеспечивающие возможность установления непосредственной связи между терминалами и опосредованной связи между терминалами через другой терминал. Портативное устройство связи в типовом случае используется в качестве терминала в системе связи. Настоящее изобретение может быть реализовано как независимая система или может быть реализовано для дополнения существующих систем, таких как сотовая телефонная система и пейджинговая система. Система беспроводной связи, соответствующая настоящему изобретению, имеет ячейки, определяющие географические территории и портативные устройства связи в ячейках, обеспечивает информацию местоположения для портативных устройств связи в каждой ячейке и имеет конкретную схему связи, используемую портативными устройствами связи, для каждой ячейки. Каждое портативное устройство связи может функционировать как маршрутизатор для установления связи между другими устройствами связи, а также может устанавливать связь непосредственно с другим устройством связи. Каждая ячейка определена во множестве секторов, чтобы обеспечить неповторяющиеся схемы для передач за пределы ячейки.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает систему и способ для системы беспроводной связи, которая может устанавливать непосредственную связь между терминалами и опосредованную связь между терминалами через другой терминал. Настоящее изобретение может быть реализовано как независимая система или как дополнение к существующим системам, таким как сотовая телефонная система и пейджинговая система.
Блок-схема системы беспроводной связи, соответствующей первому варианту осуществления изобретения, представлена на фиг. 1. Система беспроводной связи (100) содержит первое (102), второе (104) и третье (106) портативные устройства связи, работающие синхронизированным образом. Каждое портативное устройство связи содержит приемопередатчик для передач в конкретной полосе частот, которая совместима для каждого из них и используется как для передачи, так и для приема сигналов. Первое портативное устройство связи (102) имеет возможность установления непосредственной связи со вторым портативным устройством связи (104), а также может устанавливать опосредованную связь со вторым портативным устройством (104), которое находится за пределами дальности прямой связи, путем конфигурирования третьего портативного устройства связи (106) как маршрутизатора для расширения дальности связи. Для установления непосредственной связи со вторым портативным устройством связи (104) первое портативное устройство связи (102) передает (108) первое сообщение ко второму портативному устройству связи (104). Если второе портативное устройство связи (104) успешно принимает это первое сообщение, то устанавливается связь, и второе портативное устройство связи (104) передает (110) подтверждение приема к первому портативному устройству связи (102). Однако если второе портативное устройство связи (104) не принимает успешно первое сообщение, оно не посылает подтверждение приема. Первое портативное устройство связи (102) затем обнаруживает третье портативное устройство связи (106), передает (112) второе сообщение к третьему портативному устройству связи (106) и выдает команду третьему портативному устройству связи (106) транслировать (114) второе сообщение к второму портативному устройству связи (104). Если второе портативное устройство связи (104) успешно принимает второе сообщение, то связь устанавливается, и второе портативное устройство связи (104) передает подтверждение приема (116) к третьему портативному устройству связи (106) и выдает команду третьему портативному устройству связи (106) транслировать (118) подтверждение приема к первому портативному устройству связи (102).
Однако если третье портативное устройство связи (106) не принимает подтверждение приема (116) от второго портативного устройства связи (104), то третье портативное устройство связи (106) может обнаружить четвертое портативное устройство связи (202), имеющее приемопередатчик для связи в конкретной полосе частот, совместимой с первым, вторым и третьим портативными устройствами связи (102, 104 и 106), как показано на фиг. 2. Третье портативное устройство связи (106), функционирующее как первый маршрутизатор, транслирует (204) второе сообщение на четвертое портативное устройство связи (202), функционирующее как второй маршрутизатор, и выдает команду четвертому портативному устройству связи (202) для передачи (206) второго сообщения на второе портативное устройство связи (104). Если второе портативное устройство связи (104) успешно принимает второе сообщение, то устанавливается связь, и второе портативное устройство связи (104) передает подтверждение приема (208) на четвертое портативное устройство связи (202) с командой четвертому портативному устройству связи (202) транслировать (210) подтверждение приема третьему портативному устройству связи (106) с командой третьему портативному устройству связи (106) ретранслировать подтверждение приема первому портативному устройству связи (102). Если второе портативное устройство связи (202) не может передать подтверждение приема, то процесс, при условии обнаружения маршрутизатором другого портативного устройства связи и выдачи ему команды ретранслировать сообщение, повторяется до тех пор, пока второе портативное устройство связи (202) не передаст подтверждение приема, или повторяется до тех пор, пока не будет достигнуто заданное число маршрутизатров, чтобы избежать бесконечной ретрансляции.
Как показано на фиг. 3, при функционировании в качестве маршрутизатора, третье портативное устройство связи (106) по-прежнему может устанавливать отдельную непосредственную связь между портативными устройствами (302, 304) с четвертым портативным устройством связи (306), имеющим приемопередатчик для связи в конкретной полосе частот, которая совместима с первым, вторым и третьим портативными устройствами связи (102, 104, 106 соответственно). За счет использования многосегментной схемы модуляции, такой как модуляция расширения спектра со скачкообразным изменением частоты (FHSS), третье портативное устройство связи (106) может функционировать как маршрутизатор (112, 114 и 116, 118) для первого и второго устройств связи (102 и 104 соответственно) с использованием одного сегмента (временного интервала) и при этом сохранять возможность установления отдельной непосредственной связи (302, 304) с четвертым портативным устройством связи (306) с использованием другого временного интервала.
Каждый из предпочтительных вариантов осуществления системы беспроводной связи в соответствии с настоящим изобретением, описанных выше, является независимой системой без стационарной базовой станции или проводной инфраструктуры. Однако другой аспект системы беспроводной связи, соответствующей настоящему изобретению, представляет собой усовершенствование существующей инфраструктуры. На фиг. 4 представлен четвертый предпочтительный вариант осуществления системы беспроводной связи (400) в соответствии с настоящим изобретением, дополняющий существующую инфраструктуру. Каждое из множества портативных устройств связи в системе беспроводной связи (400) функционирует как портативный блок существующей инфраструктуры. Первое, второе и третье портативные устройства связи (402, 404 и 406 соответственно) из множества портативных устройств связи показаны на фиг. 4. Базовая станция (408), являющаяся компонентом существующей инфраструктуры, такой как сотовая телефонная система или система поискового вызова, соединена с проводной системой связи, такой как основанная на наземных линиях телефонная система (410). Базовая станция (408) может осуществлять связь с любым из множества портативных устройств связи, которые находятся в пределах дальности (412) связи базовой станции (408). В качестве функции существующей инфраструктуры, вызывающий абонент, путем использования телефонной системы (410), может установить связь (414, 416) с третьим портативным устройством связи (406) через базовую станцию (408). Усовершенствование существующей инфраструктуры состоит в обеспечении возможности вызывающему абоненту, с использованием телефонной системы (410), установить связь (414, 416) с третьим портативным устройством связи (406) через базовую станцию (408), в то время как третье портативное устройство связи (406) функционирует в качестве маршрутизатора (418, 420 и 422, 424) для первого и второго портативных устройств связи (402 и 404, соответственно). Связь (416) от базовой станции (408) к третьему портативному устройству связи (406) осуществляется с использованием протокола связи, используемого в существующей инфраструктуре. В зависимости от инфраструктуры, такой как инфраструктуры пейджинговой или сотовой телефонной системы, в которой развернута система беспроводной связи, соответствующая настоящему изобретению, протокол, используемый в существующей инфраструктуре, может быть протоколом пейджинговой связи режима множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) и протоколом глобальной системы мобильной связи (GSM). При этом каждое портативное устройство связи использует многосегментную схему модуляции, например, модуляцию расширения спектра с использованием скачкообразного изменения частоты (FHSS).
Фиг. 5 иллюстрирует пятый предпочтительный вариант осуществления системы беспроводной связи (500), соответствующей настоящему изобретению, дополнительно усовершенствующий описанный четвертый предпочтительный вариант осуществления, за счет обеспечения приемопередатчика, который совместим с приемопередатчиками портативных устройств связи, в базовой станции (502). Базовая станция (502) соединена с провайдером услуг (504), таким как Интернет-провайдер, и обеспечивает обмен информацией с провайдером услуг (504) посредством существующей сети (506), такой как телефонная сеть. Первое портативное устройство связи (508) из множества портативных устройств связи в системе беспроводной связи (500) имеет возможность установления связи с провайдером услуг (504) через базовую станцию 502. Кроме того, поскольку каждое из множества портативных устройств связи имеет возможность функционирования в качестве маршрутизатора, как описано выше, второе портативное устройство связи (510) также имеет возможность доступа к провайдеру услуг (504) путем установления связи (512, 514) с первым портативным устройством связи (508), и использования первого портативного устройства связи (508) в качестве маршрутизатора, устанавливающего связь (516, 518) с базовой станцией (502). При функционировании в качестве маршрутизатора первое портативное устройство связи (508) может устанавливать отдельную независимую связь (520, 522) с третьим портативным устройством связи (524).
Блок-схема системы беспроводной связи (600), выполненной в соответствии с шестым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, показана на фиг. 6. Система беспроводной связи (600) содержит систему определения местоположения (602), такую как Глобальная система определения местоположения (GPS), и множество портативных устройств связи, рассредоточенных в пределах некоторой области. Каждое из этого множества портативных устройств связи имеет приемопередатчик для осуществления связи в конкретной полосе частот, которые совместимы друг с другом, такие как приемопередатчик режима FHSS, и приемник системы определения местоположения, такой как приемник GPS. Географическая область, где развернута система беспроводной связи (600), разделена на множество ячеек, причем каждая ячейка определена ее граничной линией, и одна ячейка определена как опорная ячейка, координаты которой используются всеми другими ячейками в качестве опорных (на фиг. 6 показаны четыре ячейки: ячейка 604, имеющая границу 605, ячейка 606, имеющая границу 607, ячейка 608, имеющая границу 609, и ячейка 610, имеющая границу 611). Каждая ячейка имеет конкретные координаты, определяющие ее географическую область и ее местоположение относительно опорной ячейки. На фиг. 6 ячейка 604 показана в качестве опорной ячейки с координатами ячейки С(0,0). Ячейка 606, имеющая координаты ячейки С(1,1), расположена относительно опорной ячейки на одну ячейку дальше в положительном направлении оси х и на одну ячейку дальше в положительном направлении оси y. Аналогичным образом, ячейка 608 имеет координаты ячейки С(0,-1) и ячейка 610 имеет координаты ячейки С(1, -1), причем каждые из них описывают местоположение относительно опорной ячейки 604. Каждая ячейка имеет предварительно определенный набор параметров связи, назначенный ей для использования в ячейке портативным устройством связи. Первое, второе, третье и четвертое портативные устройства связи (612, 614, 616 и 618, соответственно) из множества портативных устройств связи показаны на фиг. 6 в первой ячейке (604). Система беспроводной связи (600) может быть частью существующей беспроводной сети (628), такой как пейджинговая система или сотовая телефонная система, причем каждое из множества портативных устройств связи также может работать в существующей беспроводной сети (628).
На фиг. 7 показано приведенное для примера подразделение каждой ячейки на три области, причем каждая область имеет конкретный набор параметров, которые должны использоваться портативными устройствами связи, дополнительно определяя их функционирование в указанной области. Каждое портативное устройство связи периодически обновляет свою информацию местоположения посредством системы GPS, так как оно может переместиться из одной ячейки в другую, или из одной области в другую в пределах той же самой ячейки, и функция портативного устройства связи в системе беспроводной связи (600) определяется на основе его местоположения. Система GPS может способствовать установлению синхронизации для портативных устройств связи для обеспечения надлежащего функционирования в системе беспроводной связи (600).
Центральная область (702) определяется первой граничной линией (704), и портативные устройства связи, которые находятся в пределах центральной области (показано одно 616), классифицируются как центральные граничные блоки (CBU). Блоки CBU обеспечивают ретрансляцию сообщений в ячейке, если непосредственная связь между двумя портативными устройствами связи в пределах одной и той же ячейки не устанавливается. Блоки CBU также могут генерировать и принимать свои собственные сообщения, как описанные выше портативные устройства связи в системе. Когда портативное устройство связи входит в центральную область (702) и принимает информацию GPS, портативное устройство связи идентифицирует себя как блок CBU и на основе своей текущей информации GPS регистрируется в системе беспроводной связи (600) как блок CBU, и периодически передает данные своего местоположения, идентификации и продолжительности нахождения в качестве блока CBU. Для того чтобы избежать потери блоков CBU в ячейке, первое портативное устройство связи, функционирующее в качестве блока CBU, должно быть заменено вторым портативным устройством связи, которое зарегистрировалось в качестве блока CBU, прежде чем первое портативное устройство связи прекратит функционирование в качестве блока CBU, если только первый портативный блок не покинет центральную границу. Например, согласно фиг. 7, если первое портативное устройство связи (616) покидает центральную область (702), оно может прекратить функционирование в качестве блока CBU. Однако первое портативное устройство связи не может прекратить функционирование в качестве блока CBU вследствие продолжительности времени, в течение которого оно функционировало в качестве блока CBU, или вследствие требований к мощности, если только замена не была зарегистрирована. Если блок CBU соединяется с батареей, он идентифицирует себя и регистрируется в системе беспроводной связи (600) в качестве надежного статического центрального граничного блока (RSCBU) и может функционировать как блок CBU в течение продолжительного периода времени.
Вторая область (706) определяется первой граничной линией (704) и второй граничной линией (708), и портативные устройства связи, которые находятся в пределах второй области (показано одно 618), классифицируются как регулярные портативные блоки (RPU). Портативное устройство связи определяет свою классификацию на основе своего местоположения посредством системы GPS. Блоки RPU могут генерировать и принимать свои собственные сообщения как ранее описанные портативные устройства связи в системе, но в отличие от блоков CBU, блоки RPU не отвечают за ретрансляцию сообщений.
Наружная область (710) определена второй граничной линией (708) и граничной линией (605) ячейки, и портативные устройства связи, которые находятся в наружной области (показаны два 612 и 614), классифицируются как внешние граничные блоки (OBU). Ячейка (604) дополнительно разделена на шесть секторов S1, S2, S3, S4, S5 и S6 (712, 714, 716, 718, 720 и 722, соответственно), портативное устройство связи в наружной области определяет свою классификацию и свой сектор на основе своего местоположения посредством системы GPS. Каждый сектор расположен рядом с другим сектором смежной ячейки (показаны сектор 716 ячейки 604 и сектор 724 ячейки 610). Блоки OBU могут генерировать и принимать свои собственные сообщения как ранее описанные портативные устройства связи в системе. Блок OBU обеспечивает ретрансляцию сообщений в смежную ячейку. Когда портативное устройство связи входит в наружную область (710) и принимает информацию GPS, портативное устройство связи идентифицирует себя в качестве блока OBU на основе своей текущей информации GPS, регистрируется в системе беспроводной связи (600) как блок OBU и периодически передает данные своего местоположения и идентификации в качестве блока OBU.
На фиг. 8 показана блок-схема (800) процедуры, посредством которой первое портативное устройство связи (612) может зарегистрироваться в системе беспроводной связи (600) и соответственно идентифицировать свою функцию.
На этапе 802 первое портативное устройство связи (612) включается и затем на этапе 804 оно получает информацию о времени и частоте синхронизации от системы определения местоположения (602). На этапе 806 первое портативное устройство связи (612) также идентифицирует ячейку, в которой оно находится в текущий момент, на основе информации, полученной от системы определения местоположения (602). На этапе 808 первое портативное устройство связи (612) дополнительно получает параметры связи, которые являются заданными и конкретными для ячейки, в которой оно находится в текущий момент. На этапе 810 первое портативное устройство связи (612) определяет, следует ли ему функционировать в качестве блока RPU, основываясь на том, в какой области ячейки оно находится в текущий момент. Если первое портативное устройство связи (612) принимает решение функционировать в качестве блока RPU, то оно осуществляет сбор информации от блоков CBU и OBU, которые расположены в той же самой ячейке, что и оно само (812), как показано на этапе 812, и затем переходит к нормальному функционированию, как показано на этапе 814.
Однако если первое портативное устройство связи (612) принимает решение не функционировать в качестве блока RPU, то оно на этапе 816 определяет, следует ли ему функционировать в качестве блока CBU, основываясь на том, в какой области ячейки оно находится. Если первое портативное устройство связи (612) принимает решение функционировать в качестве блока CBU, то оно осуществляет широковещательную передачу и идентифицирует себя в качестве блока CBU на этапе 818 и осуществляет сбор информации от блоков OBU, находящихся в той же ячейке, что и оно само, на этапе 820. На этапе 822 первое портативное устройство связи (612) периодически передает информацию на основе своего местоположения и осуществляет сбор информации от блоков OBU и затем переходит к нормальному функционированию на этапе 814.
Однако если первое портативное устройство связи (612) принимает решение не функционировать в качестве блока CBU, то оно функционирует как блок OBU, и на этапе 824 оно осуществляет широковещательную передачу и идентифицирует себя в качестве блока OBU. Первое портативное устройство связи (612) затем осуществляет сбор информации от блоков CBU, находящихся в той же ячейке, что и оно само, и от блоков CBU, находящихся в смежных ячейках, на этапе 826. Первое портативное устройство связи (612) периодически передает информацию на основе своего местоположения и осуществляет сбор информации от блоков OBU на этапе 828 и затем переходит к нормальному функционированию на этапе 814.
Фиг. 9 и 10 иллюстрируют блок-схемы процедур (900 и 1000), описывающих то, каким образом первое портативное устройство связи (612) в первой ячейке (604) пытается установить связь со вторым портативным устройством связи (614) в той же самой ячейке (604).
На фиг. 9 показано, каким образом указанная попытка дифференцируется на основе сведений о местоположении второго портативного устройства связи (614) в той же самой ячейке (604), и иллюстрируется соответствующий способ, когда местоположение второго портативного устройства связи (614) в той же самой ячейке (604) известно. На этапе 902, когда первое портативное устройство связи (612) включается, первое портативное устройство связи (612) проходит процесс регистрации на этапе 904, как описано со ссылкой на фиг. 8. Когда пользователь первого портативного устройства связи (612) вводит сообщение и идентифицирует второе портативное устройство связи (614) как получателя, первое портативное устройство связи (612) на этапе 906 определяет, соответствует ли известное местоположение второго портативного устройства связи (614) нахождению вне первой ячейки (604). Если первое портативное устройство связи (612) определяет это, то оно начинает на этапе 908 процесс широковещательной передачи за пределы ячейки. В противном случае, первое портативное устройство связи (612) на этапе 910 определяет, соответствует ли местоположение второго портативного устройства связи (614) известному местоположению в первой ячейке. Если местоположение второго портативного устройства связи (614) в первой ячейке (604) неизвестно, то первое портативное устройство связи (612) на этапе 914 передает сообщение с использованием наиболее подходящего маршрута. Наиболее подходящим маршрутом может быть прямой маршрут или ранее использованный маршрут, который обеспечивал успешное установление связи со вторым портативным устройством связи. Например, если в последний раз первое портативное устройство связи (612) успешно устанавливало связь со вторым портативным устройством связи (614) с использованием маршрута через устройства 612-616-614, то первое портативное устройство связи (612) передает сообщение с использованием этого маршрута. На этапе 916 первое портативное устройство связи (612) ожидает получения подтверждения приема (АСК) от второго портативного устройства связи в течение заданного времени приема сообщения во избежание бесконечного времени ожидания приема АСК. Сообщение подтверждения приема АСК может включать в себя, в дополнение к собственно подтверждению приема, время приема, местоположение второго портативного устройства связи, маршрут сообщения и другую желательную информацию. Если первое портативное устройство связи (612) получает подтверждение приема (АСК) в течение заданного времени, то на этапе 918 оно указывает, что сообщение было успешно принято, и возобновляет свою обычную работу на этапе 920. Пользователь первого портативного устройства связи (612) может начать подготовку нового сообщения и повторяет процесс с этапа 906. Если первое портативное устройство связи (612) не получает подтверждение приема АСК в течение заданного времени, то на этапе 922 оно проверяет, было ли сообщение передано предварительно определенное количество раз (N1). Если число N1 не превышено, то первое портативное устройство связи на этапе 914 повторно передает сообщение с использованием более подходящего маршрута. Если число N1 достигнуто, то второе портативное устройство связи на этапе 924 квалифицируется как недосягаемое, и первое портативное устройство связи (612) возобновляет свою нормальную работу на этапе 920. Пользователь может начать подготовку нового сообщения и повторить процесс с этапа 906.
Фиг. 10 иллюстрирует способ, когда местоположение второго портативного устройства (614) в первой ячейке (604) неизвестно, и первое портативное устройство связи (612) на этапе 912 начинает процедуру широковещательной передачи для неопределенного местоположения. На этапе 1002 пользователь первого портативного устройства связи (612) выбирает статус сообщения между широковещательной передачей сообщения только в пределах первой ячейки (604) или широковещательной передачей к другим ячейкам, если второе портативное устройство (614) недоступно в первой ячейке (604), и сообщение маркируется соответствующим образом для обозначения пользовательского выбора. На этапе 1004 первое портативное устройство связи (612) передает сообщение, непосредственно направленное второму портативному устройству связи (614), затем на этапе 1006 ожидает получения подтверждения приема АСК переданного сообщения от второго портативного устройства связи (614) в течение заданного времени. Если первое портативное устройство связи (612) получает сообщение АСК в течение заданного времени, то на этапе 918 оно указывает, что сообщение было успешно принято, и на этапе 920 возобновляет нормальную работу. Пользователь может начать подготовку нового сообщения и повторить процесс с этапа 906.
Если первое портативное устройство связи (612) не получает сообщение АСК в течение заданного времени, то на этапе 1008 оно определяет, функционирует ли оно в качестве блока CBU. Если первое портативное устройство связи (612) определяет, что оно функционирует в качестве блока CBU, то на этапе 1010 оно проверяет, передано ли сообщение заданное число (N2) раз. Если число N2 не превышено, то на этапе 1004 первое портативное устройство связи повторно передает сообщение, непосредственно направляя его на второе портативное устройство связи (614). Если число N2 достигнуто, то на этапе 1012 первое портативное устройство связи (612) проверяет статус сообщения. Если статус сообщения показывает, что широковещательная передача ограничена пределами первой ячейки (604), то второе портативное устройство связи на этапе 924 квалифицируется, как недосягаемое, и первое портативное устройство связи на этапе 920 возобновляет свою обычную работу. Пользователь может начать подготовку нового сообщения, и процесс повторяется с этапа 906. Если статус сообщения показывает, что широковещательная передача должна продолжаться в другие ячейки, если второе портативное устройство связи (614) не стало доступным в пределах первой ячейки (604), то он начинает на этапе 908 процесс широковещательной передачи за пределы ячейки.
Если первое портативное устройство связи (612) определяет, что оно не функционирует в качестве блока CBU, то на этапе 1014 оно осуществляет поиск первого блока CBU, который должен использоваться в качестве маршрутизатора. Если определено, что ни один блок CBU не доступен для использования в качестве маршрутизатора, то на этапе 1010 первое портативное устройство связи (612) определяет, было ли передано сообщение заданное число (N2) раз. Если число N2 не превышено, то на этапе 1004 первое портативное устройство связи ретранслирует сообщение непосредственно второму портативному устройству связи (614). Если число N2 достигнуто, то на этапе 1012 первое портативное устройство связи (612) проверяет статус сообщения. Если статус сообщения показывает, что широковещательная передача ограничена пределами первой ячейки (604), то второе портативное устройство связи на этапе 924 квалифицируется как недосягаемое, и первое портативное устройство связи на этапе 920 возобновляет свою обычную работу. Пользователь может начать подготовку нового сообщения, и процесс повторяется с этапа 906. Если статус сообщения показывает, что широковещательная передача должна продолжаться в другие ячейки, если второе портативное устройство связи (614) недосягаемо в пределах первой ячейки (604), то он начинает на этапе 908 процесс широковещательной передачи за пределы ячейки.
Если первый блок CBU (616) доступен для использования в качестве маршрутизатора, то первое портативное устройство связи (612) передает сообщение к первому блоку CBU (616) на этапе 1016 и выдает команду первому блоку CBU (615) транслировать сообщение ко второму портативному устройству связи (614) на этапе 1018. Затем на этапе 1020 первое портативное устройство связи (612) ожидает получения подтверждения приема (АСК) от второго портативного устройства связи (614) о приеме сообщения через первый блок CBU (615) в течение заданного времени. Если первое портативное устройство связи (612) получает подтверждение приема (АСК) в течение заданного времени, то на этапе 918 оно указывает, что сообщение было успешно принято, и возобновляет свою обычную работу на этапе 920. Пользователь может начать подготовку нового сообщения и повторяет процесс с этапа 906. Если первое портативное устройство связи (612) не получает подтверждение приема АСК в течение заданного времени, то на этапе 1010 оно проверяет, было ли сообщение передано предварительно определенное количество раз (N2). Если число N2 не превышено, то первое портативное устройство связи на этапе 1004 повторно передает сообщение, непосредственно направляя его на второе портативное устройство (614). Если число N2 достигнуто, то первое портативное устройство связи (612) проверяет статус сообщения на этапе 1012. Если статус сообщения показывает, что широковещательная передача ограничена первой ячейкой (604), то второе портативное устройство связи на этапе 924 квалифицируется как недосягаемое, и первое портативное устройство связи возобновляет свою нормальную работу на этапе 920. Пользователь может начать подготовку нового сообщения и повторить процесс с этапа 906. Если статус сообщения показывает, что широковещательная передача должна продолжаться в другие ячейки, если второе портативное устройство связи (614) недосягаемо в пределах первой ячейки (604), то он начинает на этапе 908 процесс широковещательной передачи за пределы ячейки.
Фиг. 11 иллюстрирует блок-схему, представляющую систему беспроводной связи (1100), соответствующую седьмому предпочтительному варианту осуществления изобретения, при установке широковещательной передачи за пределы ячейки на этапе 908. Первое портативное устройство связи (1102) из множества портативных устройств связи, находящихся в первой ячейке (1104), пытается установить связь с вторым портативным устройством связи (1106) из множества портативных устройств связи, находящихся во второй ячейке (1108). Как описано выше, система беспроводной связи (1100) содержит систему определения местоположения (1110), такую как Глобальная система определения местоположения (GPS), и множество портативных устройств связи, рассредоточенных по некоторой области. Каждое из этого множества портативных устройств связи имеет приемопередатчик для осуществления связи в конкретной полосе частот, которые совместимы друг с другом, такие как приемопередатчик режима FHSS и приемник системы определения местоположения, такой как приемник GPS. Географическая область, где развернута система беспроводной связи (1100), разделена на множество ячеек (на фиг. 11 показаны две ячейки: ячейка 1104 и ячейка 1108). Каждая ячейка имеет центральную область (1112, 1114) вокруг центра, вторую область (1116, 1118), окружающую центральную область (1112, 1114), и наружную область, окружающую вторую область, в пределах границ (1120, 1122), и наружная область разделена на шесть секторов, каждый из которых является смежным с другой ячейкой. Каждое портативное устройство связи классифицируется как центральный граничный блок (CBU), надежный статический центральный граничный блок (RSCBU), регулярный портативный блок (RPU) или наружный граничный блок (OBU) в зависимости от его текущего местоположения и может регистрироваться как таковой в существующей беспроводной сети.
На фиг. 12 показана блок-схема приведенной для приема процедуры широковещательной передачи за пределы ячейки на этапе 908. Как только первое портативное устройство связи (1102) определяет, что желательна широковещательная передача за пределы ячейки, оно сначала определяет на этапе 1202, известно ли местоположение второго портативного устройства связи (1106). Если оно известно, то на этапе 1204 первое портативное устройство связи (1102) передает сообщение с использованием наиболее подходящего маршрута, которым может быть прямой маршрут или ранее использованный маршрут, который обеспечивал успешное установление связи со вторым портативным устройством связи (1106). На этапе 1206 первое портативное устройство связи (1102) ожидает получения подтверждения приема (АСК) от второго портативного устройства связи (1106) в течение заданного времени приема сообщения во избежание бесконечного времени ожидания приема АСК. Сообщение подтверждения приема АСК может включать в себя, в дополнение к собственно подтверждению приема, время приема, местоположение второго портативного устройства связи, маршрут сообщения и другую желательную информацию. Если первое портативное устройство связи (1102) получает подтверждение приема АСК в течение заданного времени, то на этапе 918 оно указывает, что сообщение было успешно принято, и возобновляет свою обычную работу на этапе 920. Пользователь первого портативного устройства связи (1102) может начать подготовку нового сообщения и повторяет процесс с этапа 906. Если первое портативное устройство связи (1102) не получает подтверждение приема АСК в течение заданного времени, то на этапе 1208 оно проверяет, было ли сообщение передано предварительно определенное количество раз (N3). Если число N3 не превышено, то первое портативное устройство связи (1102) на этапе 1204 повторно передает сообщение с использованием более подходящего маршрута. Если число N3 достигнуто, то второе портативное устройство связи (1106) на этапе 924 квалифицируется как недосягаемое, и первое портативное устройство связи (1102) возобновляет свою нормальную работу на этапе 920. Пользователь может начать подготовку нового сообщения и повторить процесс с этапа 906. Альтернативно, пользователь может выбрать вариант обработки, когда местоположение второго портативного устройства связи (1106) неизвестно.
Если местоположение второго портативного устройства (1106) неизвестно, то первое портативное устройство связи (1102) на этапе 1210 проверяет длину сообщения по отношению к заданной длине. Если длина сообщения меньше заданной длины, или сообщение имеет меньшее, чем заданное, число символов, то на этапе 1212 первое портативное устройство связи передает сообщение посредством общей широковещательной передачи. На фиг. 13 показана блок-схема процедуры общей широковещательной передачи, выполняемой на этапе 1212.
Когда первое портативное устройство связи (1102) на этапе 1212 начинает процедуру общей широковещательной передачи, оно сначала определяет на этапе 1302, функционирует ли оно в качестве блока CBU. Если первое портативное устройство связи (1102) определяет это, то оно на этапе 1304 осуществляет поиск доступных блоков OBU.
Если первое портативное устройство связи (1102) определяет на этапе 1302, что оно не функционирует в качестве блока CBU, то на этапе 1306 оно осуществляет поиск доступного блока CBU. Если оно не находит ни одного доступного блока CBU, то на этапе 1304 первое портативное устройство связи (1102) осуществляет поиск доступных блоков OBU. Если первое портативное устройство связи (1102) находит блок CBU, то на этапе 1308 оно синхронизируется с этим блоком CBU. Первое портативное устройство связи (1102) на этапе 1310 передает сообщение к блоку CBU и выдает ему команду осуществить поиск доступных блоков OBU. Затем блок CBU осуществляет поиск доступных блоков OBU на этапе 1304.
Если не имеется доступных блоков OBU, то второе портативное устройство связи (1106) на этапе 924 квалифицируется как недосягаемое, и первое портативное устройство связи (1102) возобновляет свою обычную работу на этапе 920.
Если доступен, по меньшей мере, один блок OBU, то на этапе 1312 определяется покрытие сектора. Если доступен блок OBU и он обнаруживается в каждом секторе, то на этапе 1314 передается сообщение ко всем обнаруженным блокам OBU с командой для блоков OBU транслировать сообщение за пределы ячейки с использованием заданной неповторяющейся схемы передачи. Если только некоторые, но не все сектора покрываются обнаруженными блоками OBU, то на этапе 1316 сообщение передается ко всем обнаруженным блокам OBU с командой для блоков OBU транслировать сообщение за пределы ячейки. Команда может дополнительно предписывать блокам OBU модифицировать их заданные схемы передачи за пределы ячейки для обеспечения покрытия некоторых секторов, не имеющих доступных блоков OBU. На этапе 1318 первое портативное устройство связи (1102) уведомляется, что сообщение передано за пределы границ ячейки.
Успешная доставка сообщения ко всем обнаруженным блокам OBU определяется получением на этапе 1320 подтверждения приема (АСК) от блоков OBU. Если подтверждения приема АСК от всех обнаруженных блоков OBU получены, то блоки OBU передают сообщение соседним блокам CBU, и сообщение передается на этапе 1322 с использованием подходящей схемы передачи. Затем первое портативное устройство связи (1106) на этапе 1324 ожидает получения подтверждения приема АСК от второго портативного устройства связи (1106). Если первое портативное устройство связи (1102) получает подтверждение приема АСК в течение заданного времени, то на этапе 918 оно указывает, что сообщение было успешно принято, и возобновляет свою обычную работу на этапе 920. Если первое портативное устройство связи (1102) не получает подтверждение приема АСК от второго портативного устройства связи (1106) в течение заданного времени, то второе портативное устройство связи (1106) на этапе 924 квалифицируется как недосягаемое, и первое портативное устройство связи (1102) возобновляет свою нормальную работу на этапе 920. Альтернативно, первое портативное устройство связи может обнаружить другой набор блоков OBU или может обнаружить другой блок CBU и выдать ему команду обнаружить другой набор блоков OBU и повторить процедуру общей широковещательной передачи.
Если только поднабор обнаруженных блоков OBU отвечает передачей подтверждения приема АСК, то первое портативное устройство связи (1102) определяет, было ли сообщение передано заданное число (N4) раз. Если число N4 не превышено, то первое портативное устройство связи (1102) может частично повторить общую широковещательную передачу. Если число N4 достигнуто, то сообщение транслируется только теми блоками OBU, которые на этапе 1322 послали сообщение подтверждения приема АСК. Затем первое портативное устройство связи (1102) ожидает на этапе 1324 получения подтверждения приема АСК от второго портативного устройства связи (1106). Если первое портативное устройство связи (1102) получает подтверждение приема АСК в течение заданного времени, то на этапе 918 оно указывает, что сообщение было успешно принято, и возобновляет свою обычную работу на этапе 920. Если первое портативное устройство связи (1102) не получает подтверждение приема АСК от второго портативного устройства связи (1106) в течение заданного времени, то второе портативное устройство связи (1106) на этапе 924 квалифицируется как недосягаемое, и первое портативное устройство связи (1102) возобновляет свою нормальную работу на этапе 920. Альтернативно, первое портативное устройство связи может обнаружить другой набор блоков OBU или может обнаружить другой блок CBU и выдать ему команду обнаружить другой набор блоков OBU и повторить процедуру общей широковещательной передачи.
Если длина сообщения превышает заданную длину, то первое портативное устройство связи (1102) на этапе 1214 генерирует сообщение определения местоположения специально для определения местоположения второго портативного устройства связи (1106). Сообщение определения местоположения посылается с использованием того же самого метода, что и общая широковещательная передача на этапе 1212, для определения местоположения второго портативного устройства связи (1106) на этапе 1216. Вместо получения подтверждения приема АСК для успешной доставки сообщения, если сообщение определения местоположения достигнет второго портативного устройства связи (1106), первое портативное устройство связи (1102) получает успешный маршрут, который прошло сообщение для доставки на второе портативное устройство связи (1106), которое первое портативное устройство связи (1102) будет использовать для передачи сообщения. Если сообщение определения местоположения не достигло второго портативного устройства связи (1106), то второе портативное устройство связи (1106) на этапе 924 квалифицируется как недосягаемое, и первое портативное устройство связи (1102) возобновляет свою нормальную работу на этапе 920.
Если сообщение определения местоположения достигло второго портативного устройства связи (1106), то на этапе 1204 первое портативное устройство связи (1102) передает сообщение с использованием наиболее подходящего маршрута на основе дополнительного знания о местоположении второго портативного устройства связи (1106). На этапе 1206 первое портативное устройство связи (1102) ожидает получения подтверждения приема АСК от второго портативного устройства связи (1106) в течение заданного времени приема сообщения, во избежание бесконечного времени ожидания приема АСК. Если первое портативное устройство связи (1102) получает подтверждение приема АСК в течение заданного времени, то на этапе 918 оно указывает, что сообщение было успешно принято, и возобновляет свою обычную работу на этапе 920. Если первое портативное устройство связи (1102) не получает подтверждение приема АСК в течение заданного времени, то на этапе 1208 оно проверяет, было ли сообщение передано предварительно определенное количество раз (N3). Если число N3 не превышено, то первое портативное устройство связи (1102) на этапе 1204 повторно передает сообщение с использованием более подходящего маршрута. Если число N3 достигнуто, то второе портативное устройство связи на этапе 924 квалифицируется как недосягаемое, и первое портативное устройство связи возобновляет свою нормальную работу на этапе 920.
Фиг. 14 иллюстрирует диаграмму связей между портативными устройствами связи по фиг. 11 для режима общей широковещательной передачи за пределы ячейки.
Первое портативное устройство связи (1102) определяет, что оно не функционирует как блок CBU на этапе 1302, осуществляет поиск доступных блоков CBU на этапе 1306 и обнаруживает блок CBU (1124) из множества портативных устройств связи, расположенных в центральной области (1112) первой ячейки (1104), для использования в качестве маршрутизатора на этапе 1308. На этапе 1310 первое портативное устройство связи (1102) передает к блоку CBU (1124) сообщение и команду поиска доступных блоков OBU, расположенных в первой наружной области (1120) первой ячейки (1104), как показано стрелкой 1402. Как показано на фиг. 14, доступен и обнаружен блок OBU в каждом секторе, как это имеет место на этапе 1312, и блок CBU (1124) передает сообщение ко всем обнаруженным блокам OBU (1126, 1128, 1130, 1138, 1140, 1142) с командой для блоков OBU ретранслировать сообщение за пределы ячейки с использованием заданной неповторяющейся схемы передачи за пределы ячейки, как это имеет место на этапе 1314. Блоки OBU отвечают, согласно этапу 1320, подтверждением приема АСК, посылаемого к блоку CBU (1124). Передачи между блоком CBU (1124) и блоками OBU показаны стрелками 1404, 1406, 1408, 1410, 1412 и 1414. Передачи сообщения блоками OBU за пределы ячейки показаны стрелками 1416, 1418, 1420, 1422, 1424 и 1426. Первое портативное устройство связи (1102) уведомляется, что сообщение передано за пределы ячейки, и ожидает получения подтверждения приема АСК от второго портативного устройства связи (1106), согласно этапу 1324.
Обнаружение блоков OBU может совместно выполняться блоком CBU (1124) и первым портативным устройством связи (1102), как показано на фиг. 15.
Первое портативное устройство связи (1102) сначала обнаруживает блок CBU (1124) из множества портативных устройств связи, расположенных в центральной области (1112) первой ячейки (1104), для использования в качестве маршрутизатора и затем передает к блоку CBU (1124) команду поиска первого набора числом до трех блоков OBU (1126, 1128 и 1130) из множества портативных устройств связи, расположенных в первой наружной области (1120) первой ячейки (1104). Передача между блоком CBU (1124) и первым портативным устройством связи (1102) показана стрелкой 1502, а передачи между блоком CBU (1124) и первым набором блоков OBU (1126, 1128 и 1130) показаны стрелками 1504, 1506 и 1508. Каждый из первого набора блоков OBU находится в отличающемся секторе (1132, 1134 и 1136 соответственно) первой наружной области (1120) первой ячейки (1104).
Первое портативное устройство связи (1102) также обнаруживает второй набор числом до трех блоков OBU (1138, 1140 и 1142) из множества портативных устройств связи, расположенных в первой наружной области (1120) первой ячейки (1104). Передачи между первым портативным устройством связи (1102) и вторым набором блоков OBU (1138, 1140 и 1142) показаны стрелками 1510, 1512 и 1514. Каждый из второго набора блоков OBU находится в секторе (1132, 1134 и 1136 соответственно) первой наружной области (1120) первой ячейки (1104), отличающемся один от друга и от секторов первого набора (1144, 1146 и 1148 соответственно).
Первое портативное устройство связи (1102) затем передает сообщение, направленное на второе портативное устройство связи (1106), вместе с запросом широковещательной передачи за пределы ячейки к блоку CBU (1124) и второму набору числом до трех блоков OBU (1138, 1140, 1142).
После приема сообщения блок CBU (1124) получает команду ретранслировать первое сообщение вместе с запросом широковещательной передачи за пределы ячейки к первому набору блоков OBU (1126, 1128 и 1130). Первый и второй наборы блоков OBU (1126, 1128, 1130, 1138, 1140, 1142) после приема сообщения вместе с запросом широковещательной передачи за пределы ячейки получают команду передать первое сообщение в ячейки, смежные с каждым из первого и второго наборов блоков OBU (1126, 1128, 1130, 1138, 1140, 1142). Передачи сообщения блоками OBU показаны стрелками 1516, 1518, 1520, 1522, 1524 и 1526.
Первое портативное устройство связи (1102) ожидает получения подтверждения приема АСК от второго портативного устройства связи (1106) в течение заданного времени приема сообщения через один из первого и второго наборов блоков OBU (1126, 1128, 1130, 1138, 1140, 1142) и определяет, принято ли успешно первое сообщение вторым портативным устройством связи. Сообщение подтверждения приема АСК может включать в себя, в дополнение к собственно подтверждению приема, время приема, местоположение второго портативного устройства связи, маршрут сообщения и другую желательную информацию. Если первое портативное устройство связи (1102) получает подтверждение приема АСК в течение заданного времени, то оно указывает, что сообщение было успешно принято, и возобновляет свою обычную работу. Пользователь первого портативного устройства связи (1102) может начать подготовку нового сообщения и повторяет процесс. Если первое портативное устройство связи (1102) не получает подтверждение приема АСК в течение заданного времени, то вышеописанные этапы могут повторяться предварительно определенное количество раз во избежание бесконечного зацикливания. Этот цикл процесса может потребовать поиска другого блока CBU, отличающегося от ранее использованного блока CBU, и других наборов блоков OBU, отличающихся от уже использованных наборов блоков OBU.
Для установления связи между двумя портативными устройствами связи, находящимися в различных ячейках, каждый блок OBU функционирует как портативное устройство радиосвязи, являющееся источником сообщения, после приема запроса широковещательной передачи за пределы ячейки. Однако во избежание передачи того же самого сообщения к любой ячейке более одного раза предпочтительно используется заданная, неповторяющаяся схема передачи сообщения. Фиг. 16 иллюстрирует пример такой неповторяющейся схемы передачи (1600). Передача от блока CBU к блоку OBU в ячейке показана сплошной стрелкой, а передача от блока OBU к блоку CBU в соседней ячейке показана пунктирной стрелкой. Портативное устройство радиосвязи, являющееся источником сообщения, расположено в опорной ячейке, обозначенной С(0,0).
На фиг. 17 показан другой пример неповторяющейся схемы передачи, основанной на местоположениях ячеек. Если сообщение исходит от первого портативного устройства связи (1702) в опорной ячейке (1704), то сообщение передается по первому маршруту (1706), достигающему всех ячеек. Если сообщение исходит от второго портативного устройства связи (1708) из ячейки (1710), которая не является опорной ячейкой (1704), то сообщение передается по второму маршруту (1712), который является тем же маршрутом, и в том же направлении, что и первый маршрут, для ячеек впереди ячейки-источника (1710), и по третьему маршруту (1714), который является тем же маршрутом, но в противоположном направлении относительно первого маршрута, для ячеек позади ячейки-источника (1710). Однако если ячейка-получатель известна (1718), то сообщение может передаваться от ячейки-источника (1716) с использованием наиболее прямого маршрута (1720).
Как показано на фиг. 18, если местоположение второго портативного устройства связи (1802) известно, то первому портативному устройству связи (1804), являющемуся источником сообщения, нет необходимости использовать заданную неповторяющуюся схему, как описано выше. Вместо этого, первое портативное устройство связи (1804) может использовать подходящий маршрут (1806, показанный сплошными стрелками), который может быть более прямым, по сравнению с маршрутом (1808, показанным пунктирными стрелками), определенным заданной неповторяющейся схемой. Однако если блок CBU или блок OBU недоступен в ячейке, которая способствовала бы формированию более прямого маршрута, то подходящим маршрутом может оказаться не упомянутый самый прямой маршрут. Пример подходящего маршрута, не являющегося самым прямым маршрутом (1810, обозначенный двойными стрелками), также показан на фиг. 18.
На фиг. 19 показан пример применения настоящего изобретения. Система связи (1900) в этом примере содержит две зоны (1902 и 1904), которые физически отделены друг от друга: первая зона - Зона 1 (1902) может покрывать центральную область EPCOT Страны Уолта Диснея, а вторая зона - Зона 2 (1904) может покрывать область Волшебного Королевства. Каждая зона содержит локальные ячейки (в каждой зоне показано 12 ячеек) и ретранслятор зоны (соответственно первый и второй ретрансляторы 1906 и 1908 зон). Ретрансляторы зон (1906 и 1908) функционируют как надежные статические центральные граничные блоки (RSCBU), но фиксированы по положению (1906 в ячейке 1910 и 1908 в ячейке 1912) и по сравнению с обычными портативными устройствами связи имеют больше мощности для покрытия расстояния между зонами, а также имеют больше вычислительных мощностей для удовлетворения требований коммуникаций между зонами. Этот пример описывает, каким образом первый пользователь с первым портативным устройством связи (1914), находящийся в первой ячейке (1916) первой зоны (1902), может установить связь со вторым пользователем со вторым портативным устройством связи (1918) во второй ячейке (1920) второй зоны (1904). Как описано в процессе регистрации, показанном на фиг. 8, все портативные устройства связи, участвующие в системе связи (1900), имеют всю необходимую информацию, относящуюся к ячейкам и местоположениям.
Первый пользователь идентифицирует и выбирает желательного получателя своего сообщения, которым является второе портативное устройство связи (1918) в Волшебном Королевстве (1904). Портативное устройство связи, используемое в этой системе, может обеспечить желательное обозначение получателя в качестве части его меню. Вместо отображения «Зона 2» оно будет отображать «Волшебное Королевство» и автоматически связывать «Волшебное Королевство» с обозначением области системы «Зона 2», тем самым позволяя пользователю более просто идентифицировать и дифференцировать обозначенные области. Оно также может обеспечить определяемую пользователем идентификацию для портативных устройств связи, так что имена пользователей могут использоваться для идентифицирования портативных устройств связи.
Первый пользователь затем вводит сообщение в первое портативное устройство связи (1914) и передает сообщение ко второму портативному устройству связи (1918) путем выбора, например, команды «SEND» («послать»). Первое портативное устройство связи присоединяет информацию заголовка к сообщению для управления передачей сообщения, содержащую: идентификации зоны-источника и зоны-получателя, допустимых зон передачи, портативных устройств связи и ячеек; запрос подтверждения приема (АСК); временную метку; требование завершения определением количества участков передачи (скачков), чтобы исключить бесконечную передачу. Поскольку сообщение передается чрез различные портативные устройства радиосвязи, функционирующие в качестве блоков CBU или OBU в различных ячейках, каждое из этих портативных устройств может присоединять дополнительную информацию заголовка к сообщению, такую как его идентификация, маршрут передачи сообщения до этой точки, прошедшее время и число участков передачи до текущего момента.
В этом примере, поскольку пользователь выбрал Волшебное Королевство в качестве получателя сообщения, которым является Зона 2 (1904), сообщение передается по подходящему маршруту, направленному к ретранслятору первой зоны (1906), для передачи к ретранслятору второй зоны (1908) в Зоне 2 (1904). Если получатель сообщения не известен, сообщение следует заданной неповторяющейся схеме передачи, такой как описанная выше со ссылкой на фиг. 12. Для предотвращения того, чтобы множество портативных устройств связи в Зоне 1 (1902) пытались осуществлять связь с другим портативным устройством связи, находящимся вне Зоны 1 (1902), таким как те, которые находятся в Зоне 2 (1904), направление сообщения завершается в Зоне 1 (1902), за исключением сообщения, достигшего ретранслятора первой зоны (1906). Затем ретранслятор первой зоны (1906) передает сообщение к ретрансляторам других зон в системе. Если заголовок показывает, что сообщение должно посылаться только в пределах одной зоны, например, что зона получателя та же, что и зона источника, ретранслятор зоны не будет передавать сообщение к ретранслятору другой зоны.
Когда ретранслятор второй зоны (1912) принимает сообщение, он выделяет информацию заголовка и обновляет разрешенную зону передачи на Зону 2 (1904). Только ретрансляторы зоны могут изменять заголовок разрешенной зоны передачи. Затем ретранслятор второй зоны (1912) инициирует передачу сообщения, отслеживая заданную неповторяющуюся схему передачи, такую как схема передачи, описанная выше со ссылками на фиг. 12. Если портативные устройства связи в Зоне 2 (1904) принимают сообщение от ретранслятора первой зоны (1906), они не будут передавать сообщение, так как информация заголовка указывает, что разрешенная зона передачи для этого сообщения является Зоной 1 (1902), но не Зоной 2 (1904).
Если сообщение не достигает второго портативного устройства связи (1918), то сообщение, имеющее в качестве разрешенной зоны передачи Зону 2 (1904), завершается в Зоне 2 (1904) и не будет далее передаваться. Если второе портативное устройство связи (1918) принимает сообщение, то оно передает подтверждение приема АСК к первому портативному устройству связи (1914) по соответствующему маршруту, который может быть обратным маршруту, использовавшемуся сообщением для поступления на второе портативное устройство связи (1918).
Фиг. 20, 21 и 22 иллюстрируют примеры блок-схем, описывающих, каким образом сообщение может передаваться из ячейки, являющейся источником сообщения, с использованием динамической схемы передачи на основе координат ячеек, определенных относительно ячейки, являющейся источником сообщения. Эти этапы могут рассматриваться как компоненты этапа 1212 на фиг. 12 для широковещательной передачи короткого сообщения, и этапа 1214 на фиг. 12 для генерации сообщения определения местоположения, при наличии всей полученной информации, как описано выше. В этом примере ячейка, в которой находится первое портативное устройство связи, инициировавшее сообщение, рассматривается в качестве опорной ячейки сообщения с координатами ячейки С(0,0). Другие ячейки имеют соответствующие координаты относительно эталонной ячейки сообщения, как показано на фиг. 16. В результате того, что первое портативное устройство связи не смогло принять подтверждение приема АСК от второго портативного устройства связи после передачи сообщения в пределах ячейки С(0,0), первое портативное устройство связи начинает общую процедуру широковещательной передачи. Эта процедура инициируется сообщением, доставляемым к блоку OBU во всех секторах ячейки С(0,0), с запросом передачи за пределы ячейки. Эти блоки OBU передают сообщение к блокам CBU в соседних секторах. Например, блоки OBU в секторе 1, 2, 3, 4, 5, 6 передают сообщение к блокам CBU в соседних ячейках передачи с соседними секторами 4, 5, 6, 1, 2, 3 соответственно. Блоки CBU соседних ячеек передачи будут пытаться найти второе портативное устройство связи в своей ячейке, прежде чем выполнять дальнейшую передачу за пределы ячейки. Если второе устройство не обнаружено, то выполняется последующая передача за пределы ячейки.
В соответствии с фиг. 20, на этапе 2004 значения координат, относительно опорной ячейки сообщения, для ячейки передачи, X и Y, сравниваются с набором координат, где Х равно нулю, а Y является положительным нечетным числом. Если ячейка передачи имеет координаты Сперед(0, +нечетное), то на этапе 2006 блок CBU в этой ячейке посылает сообщение к блоку OBU в S1 ячейки, и блок OBU посылает сообщение к блоку CBU в местоположении ячейки С(0,Y+1). Если координаты ячейки передачи не совпадают с этим набором координат, то используется следующий набор координат.
На этапе 2008 значения координат ячейки передачи, относительно опорной ячейки сообщения, X и Y, сравниваются с набором координат, где Х равно нулю, а Y является отрицательным нечетным числом. Если ячейка передачи имеет координаты Сперед(0, -нечетное), то на этапе 2010 блок CBU в ячейке С(0, -нечетное) посылает сообщение к блоку OBU в S4 ячейки, и блок OBU посылает сообщение к блоку CBU в местоположении ячейки С(0,Y-1). Если координаты ячейки передачи не совпадают с этим набором координат, то используется следующий набор координат.
На этапе 2012 значения координат ячейки передачи, относительно ячейки сообщения, X и Y, сравниваются с набором координат, где Х является отрицательным нечетным числом, а Y является положительным четным числом или отрицательным нечетным числом. Если ячейка передачи имеет координаты Сперед(-нечетное, +четное или -нечетное), то на этапе 2014 блок CBU в ячейке Сперед(-нечетное, +четное или -нечетное) посылает сообщение к блоку OBU в S6 ячейки Сперед(-нечетное, +четное или -нечетное), и блок OBU посылает сообщение к блоку CBU в ячейке, которая имеет S3 рядом с S6 ячейки Сперед(-нечетное, +четное или -нечетное). Если координаты ячейки передачи не совпадают с этим набором координат, то используется следующий набор координат.
На этапе 2016 значения координат ячейки передачи, относительно ячейки сообщения, X и Y, сравниваются с набором координат, где Х является положительным нечетным числом, а Y является положительным четным числом или отрицательным нечетным числом. Если ячейка передачи имеет координаты Сперед(+нечетное, +четное или -нечетное), то на этапе 2018 блок CBU в ячейке Сперед(+нечетное, +четное или -нечетное) посылает сообщение к блоку OBU в S2 ячейки Сперед(+нечетное, +четное или -нечетное), и блок OBU посылает сообщение к блоку CBU в ячейке, которая имеет S5 рядом с S2 ячейки Сперед(+нечетное, +четное или -нечетное). Если координаты ячейки передачи не совпадают с этим набором координат, то используется следующий набор координат.
На этапе 2020 значения координат ячейки передачи, относительно ячейки сообщения, X и Y, сравниваются с набором координат, где 1) Х является ненулевым нечетным числом, а Y является нечетным числом или 2) Х является нечетным числом, а Y является положительным нечетным числом или отрицательным четным числом. Если ячейка передачи имеет координаты Сперед(четное≠0, нечетное) или Сперед(нечетное, нечетное или -четное), то на этапе 2022 блок CBU в ячейке Сперед(четное≠0, нечетное) или Сперед(нечетное, нечетное или -четное) посылает сообщение только в пределах ячейки Сперед(четное≠0, нечетное) или Сперед(нечетное, нечетное или -четное). Если координаты ячейки передачи не совпадают с этим набором координат, то используется следующий набор координат.
Согласно фиг. 21, на этапе 2102 значения координат ячейки передачи, относительно ячейки сообщения, X и Y, сравниваются с набором координат, где Х равно нулю, а Y является ненулевым положительным четным числом. Если ячейка передачи имеет координаты Сперед(0, +четное≠0), то на этапе 2104 блок CBU в ячейке Сперед(0, +четное≠0) посылает сообщение к блокам OBU в S1, S2, S3, S5 и S6 ячейки Сперед(0, +четное≠0), и блоки OBU посылают сообщение к блокам CBU в ячейках, которые имеют S4, S5, S6, S2 и S3 рядом с S1, S2, S3, S5 и S6 ячейки Сперед(0, +четное≠0) соответственно. Если координаты ячейки передачи не совпадают с этим набором координат, то используется следующий набор координат.
На этапе 2106 значения координат ячейки передачи, относительно ячейки сообщения, X и Y, сравниваются с набором координат, где Х равно нулю, а Y является ненулевым отрицательным четным числом. Если ячейка передачи имеет координаты Сперед(0, -четное≠0), то на этапе 2108 блок CBU в ячейке Сперед(0, -четное≠0) посылает сообщение к блокам OBU в S2, S3, S4, S5 и S6 ячейки Сперед(0, -четное≠0), и блоки OBU посылают сообщение к блокам CBU в ячейках, которые имеют S5, S6, S1, S2 и S3 рядом с S2, S3, S4, S5 и S6 ячейки Сперед(0, -четное≠0) соответственно. Если координаты ячейки передачи не совпадают с этим набором координат, то используется следующий набор координат.
На этапе 2110 значения координат ячейки передачи, относительно ячейки сообщения, X и Y, сравниваются с набором координат, где Х является положительным четным числом, а Y равно нулю. Если ячейка передачи имеет координаты Сперед(+четное, 0), то на этапе 2112 блок CBU в ячейке Сперед(+четное, 0) посылает сообщение к блокам OBU в S1, S2, S3 и S4 ячейки Сперед(+четное, 0), и блоки OBU посылают сообщение к блокам CBU в ячейках, которые имеют S4, S5, S6 и S1 рядом с S1, S2, S3 и S4 ячейки Сперед(+четное, 0) соответственно. Если координаты ячейки передачи не совпадают с этим набором координат, то используется следующий набор координат.
На этапе 2114 значения координат ячейки передачи, относительно ячейки сообщения, X и Y, сравниваются с набором координат, где Х является отрицательным четным числом, а Y равно нулю. Если ячейка передачи имеет координаты Сперед(-четное, 0), то на этапе 2116 блок CBU в ячейке Сперед(-четное, 0) посылает сообщение к блокам OBU в S1, S4, S5 и S6 ячейки Сперед(-четное, 0), и блоки OBU посылают сообщение к блокам CBU в ячейках, которые имеют S1, S4, S5 и S6 рядом с S1, S4, S5 и S6 ячейки Сперед(-четное, 0) соответственно. Если координаты ячейки передачи не совпадают с этим набором координат, то используется следующий набор координат.
На этапе 2118 значения координат ячейки передачи, относительно ячейки сообщения, X и Y, сравниваются с набором координат, где Х является положительным четным числом, большим нуля, и Y является положительным четным числом, большим нуля. Если ячейка передачи имеет координаты Сперед(+четное>0, +четное>0), то на этапе 2120 блок CBU в ячейке Сперед(+четное>0, +четное>0) посылает сообщение к блокам OBU в S1, S2 и S3 ячейки Сперед(+четное>0, +четное>0), и блоки OBU посылают сообщение к блокам CBU в ячейках, которые имеют S4, S5 и S6 рядом с S1, S2 и S3 ячейки Сперед(+четное>0, +четное>0) соответственно. Если координаты ячейки передачи не совпадают с этим набором координат, то используется следующий набор координат.
На этапе 2122 значения координат ячейки передачи, относительно ячейки сообщения, X и Y, сравниваются с набором координат, где Х является положительным четным числом, большим нуля, и Y является отрицательным четным числом. Если ячейка передачи имеет координаты Сперед(+четное>0, -четное), то на этапе 2124 блок CBU в ячейке Сперед(+четное>0,-четное) посылает сообщение к блокам OBU в S2, S3 и S4 ячейки Сперед(+четное>0, -четное), и блоки OBU посылают сообщение к блокам CBU в ячейках, которые имеют S5, S6 и S1 рядом с S2, S3 и S4 ячейки Сперед(+четное>0, -четное) соответственно. Если координаты ячейки передачи не совпадают с этим набором координат, то используется следующий набор координат.
Согласно фиг. 22, на этапе 2202 значения координат ячейки передачи, относительно ячейки сообщения, X и Y, сравниваются с набором координат, где Х является отрицательным четным числом, а Y является положительным четным числом, большим нуля. Если ячейка передачи имеет координаты Сперед(-четное, +четное), то на этапе 2204 блок CBU в ячейке Сперед(-четное, +четное) посылает сообщение к блокам OBU в S1, S5 и S6 ячейки Сперед(-четное, +четное), и блоки OBU посылают сообщение к блокам CBU в ячейках, которые имеют S4, S2 и S3 рядом с S1, S5 и S6 ячейки Сперед(-четное, +четное) соответственно. Если ячейка передачи не имеет координат Сперед(-четное, +четное), то на этапе 2206 блок CBU в ячейке Сперед(-четное, +четное) посылает сообщение к блокам OBU в S4, S5, S6 ячейки Сперед(-четное, +четное), и блоки OBU посылают сообщение к блокам CBU в ячейках, имеющих S1, S2 и S3 рядом с S4, S5 и S6 ячейки Сперед(-четное, +четное) соответственно.
После завершения этапов 2006, 2010, 2014, 2018, 2022, 2104, 2108, 2112, 2116, 2120, 2124, 2204 или 2206 функция блока CBU проверяется на этапе 2208. Если блок CBU не является ретранслятором зоны, то процесс завершается на этапе 2210. Если блок CBU является ретранслятором зоны, то на этапе 2212 проверяется статус текущей зоны. Если текущая зона является намеченной зоной, то процесс завершается на этапе 2210. Если текущая зона не является намеченной зоной, то сообщение направляется к ретранслятору намеченной зоны на этапе 2214, и процесс завершается на этапе 2210.
В приведенных выше примерах информация относительно ограничений секторов, куда информация не должна направляться, и разрешенных секторов, куда информация может направляться, может включаться в заголовочную часть сообщения. Информация может быть в форме флагов, указывающих статус каждого из секторов.
Хотя описаны и проиллюстрированы предпочтительные варианты осуществления изобретения, понятно, что изобретение не ограничивается этими вариантами. Различные модификации, изменения, варианты, подстановки и эквиваленты будут очевидны для специалистов в данной области техники без отклонения от сущности и объема изобретения, как определено в формуле изобретения.
Изобретение относится к системе двусторонней беспроводной связи, более конкретно к системе двусторонней беспроводной связи, обеспечивающей возможность непосредственной связи между терминалами и опосредованной связи между терминалами через другой терминал. Технический результат - обеспечение возможности установления непосредственной связи между терминалами и опосредованной связи между терминалами через другой терминал. Беспроводная система связи содержит портативные устройства связи, имеющие возможность установления непосредственной связи между терминалами и опосредованной связи между терминалами через другой терминал, без использования стационарной базовой станции. Портативное устройство связи, используемое как терминал, имеет возможность функционирования в качестве маршрутизатора для других устройств связи в системе при поддержании отдельной непосредственной связи с другим портативным устройством связи. После регистрации зарегистрированное устройство начинает процесс связи путем обнаружения других устройств. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 22 ил.
| US 6304745, B1, 16.10.2001 | |||
| RU 94033103, A1, 20.08.1996 | |||
| RU 93004692, A, 20.12.1995 | |||
| US 6055429, A, 25.04.2000 | |||
| US 5850592, A, 15.12.1998 | |||
| DE 4432926, A1, 28.03.1996. |
