专利名称：在无蜂窝业务的区域中由本地客户形成的虚拟协作网络的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及移动通信，更具体地说，本发明涉及一种由移动对象形成的虚拟协作网络。
现有技术在移动通信设备处于特定位置时，它们可能丧失接收和发射信号的能力。例如，在人们驾车通过隧道时，他们就丧失了无线电传输，不可能通过蜂窝电话进行通信。在用户进入地铁或地铁站时会发生同样的情况。该问题的一种可能的解决方案是在隧道或地铁区域的地下部分安装本地发射站。然而，这不是一种特另有效的解决方案，因为不能将发射站安装在任何位置，此外，这种解决方案非常昂贵。大多数隧道和地铁站没有这种设备。
发明内容
本发明的一个目的是提高蜂窝器件的发射能力和接收能力。
本发明的另一个目的是提供一种可以使蜂窝器件在诸如隧道和地铁站的地下区域内进行发送和接收的虚拟网络。
本发明的另一个目的是在蜂窝业务提供商不能与蜂窝电话通信的区域，提供用于发送紧急消息的应急信道。
本发明的另一个目的是通过在相邻车辆之间交换信号，确定车辆的密度。
本发明的另一个目的是使用嵌入EZ通路(EZ pass)内的附加芯片在车辆之间交换信号。
使用形成虚拟网络的方法和系统可以实现这些以及其他目的。该方法包括步骤对多个移动对象中的每个移动对象提供收发信机；从一个源发送蜂窝/无线电信号；使至少一个第一移动对象移动到第一移动对象的收发信机不能直接从源接收信号的位置；在这样的位置上定位一个第二移动对象，即在所述位置上第二移动对象的收发信机直接从信号源接收信号；以及使用第二移动对象上的收发信机直接从源接收信号，并将该信号发送到第一移动对象的收发信机。
最好对每个移动对象设置一个传感器以确定其他移动对象的收发信机何时不能直接从信号源接收蜂窝/无线电信号。在一个移动对象的传感器确定另一个移动对象的收发信机不能直接从信号源接收信号时，所述一个移动对象的传感器就激活所述一个移动对象的收发信机以将该信号发送到该另一个移动对象的收发信机。
例如，可以由隧道内的车辆形成实现本发明的虚拟网络。隧道内的车辆互相发送信号。如果车辆在没有装备本地发射站的隧道内移动，则每个车辆开始将信号发送到其近旁的车辆。车辆链中的每个车辆变成信号的发射机或导体。发送信号的该车辆链延续，直到到达位于隧道外的具有可以发送到隧道内的车辆的清晰信号的车辆为止。这种延续通过隧道内的所有车辆，直到车辆移动到隧道外。
发送信号的电子设备可以与当前使用的诸如被称为E-Z通路的光收费系统同样的方式实现。可以将附加芯片嵌入E-Z通路，或者在生产车辆的过程中由车辆制造商将该附加芯片安装到车辆的内部，使得该车辆可以对邻近的车辆进行接收和发送。位于车辆内的这种电子芯片可以用于其他用途，例如在车辆存在任何问题时进行远程诊断。这可以是另一种E-Z通路功能。它还可以用于确定公路上车辆的密度，以在特定区域内检测交通阻塞。车辆越密，聚集的车辆越多，车辆及其发射机之间的距离就越短。在各车辆互相接近时，它们可以收到邻近车辆发出的弱信号。这样做的优点就在于，不需要在车辆内安装大功率发射机，小功率发射机足以。此外，该电子芯片可以将信号发送到卫星以确定特定区域内的交通状况。
将信号从一辆车辆发送到另一辆车辆的情况还可以用于多种用途。它可以是车辆内的永久器件，并且例如，该电子芯片可以用于在位于不能接收发射站发送的信号的隧道、桥梁或其他区域内的车辆之间接收和发送信号。对于因为隧道内的车辆太多而停滞不前的人们，能进行呼叫并报告延误非常重要。本发明可以使他们将蜂窝电话信号从一辆车辆发送到另一辆车辆，直到将该信号发送到隧道之外，在隧道之外可以成功发送该信号。
本发明还使得例如被阻塞在隧道内并需要查看报价的某个人能够查看股市行情。它还可以应用于通过蜂窝电话进行交易。如果信号非常微弱，则它们不能在隧道内进行通信。本发明使得这可以实现。
以下参考附图所做的详细说明对本发明优选实施例进行了描述和说明，通过对以下详细说明进行研究，本发明的其他益处和优点将变得更加明显。
图1示出位于隧道内的车辆形成的虚拟网络；图2示出由隧道内的人们形成的虚拟网络；图3示出位于车辆内的收发信机；图4是可以用于本发明的电子收发信机芯片的方框图；图5示出如何将信号发送到隧道内。
图6是概括说明实现本发明的优选方法的流程图。
具体实施例方式
图1一般地示出信号如何从一个车辆发送到另一个车辆。编号100表示隧道，101表示对进入隧道的车辆102发送信号的蜂窝发射站。车辆102通过天线103发送信号。在隧道内，通过电子芯片104将该车辆通过其天线接收的所有信号发送到其近旁的车辆(车辆105)。这就是如何使信号从隧道外进入隧道内的。隧道内的车辆上的接收芯片104接收信号。现在，隧道内的车辆将来自电子芯片104的信号发送到其近旁的车辆、其电子芯片104等。接收该信号的车辆以完全同样的方式发送该信号，就象直接从发射站101接收该信号一样，就象该车辆在隧道外一样。
图2示出位于地铁站的隧道或地铁200内或者位于限制无线电传输的其他地方的是人而不是车辆的情况。发射站101发送信号。202表示将进入隧道内的人。该人拥有仍可以直接从发射站101接收信号的蜂窝电话203。蜂窝电话203具有其本身可以在短距离内发送信号的电子芯片204。使用可以接收该信号的电子芯片204，可以将该信号从蜂窝电话203发送到蜂窝电话205。拥有蜂窝电话205的用户位于隧道内，并且不能直接发射站101接收信号。将来自具有蜂窝电话205的用户的信号发送到下一个拥有电话206的蜂窝电话用户，电话206具有电子芯片(收发信机)204以接收该信号。因此，通过其他用户的用户链，使用其蜂窝电话收发信机芯片发送信号，将所有信号从位于隧道外的用户发送到下一个用户。
图3示出如何使用车辆内的收发信机的例子。它将用于确定交通阻塞情况。300表示具有运动车辆的公路。301表示卫星。302，303等分别表示位于公路上、装备了收发信机电子器件304、305、306的车辆。该收发信机器件可以在非常短的距离内发送信号。收发信机304发送信号，收发信机305接收该信号，然后测量距离，并将测量的距离发送到卫星301，将该信息从卫星301发送到计算机307，然后通过计算机屏幕308，图像示出该特定地区的交通状况。
在此给出的例子示出挤满了车辆、造成交通阻塞的公路309。同时，图像示出车辆沿公路310自由行驶。此后，将该信息发送给车辆驾驶员，并告诉他们该城市的什么街道发生了交通阻塞，并对他们示出可选公路。这还可以用于发送关于在特定城市和地区有多少人的信息。例如，可以确定游行、体育比赛或其他集会中的人数。使用人们携带的蜂窝电话，电子收发信机芯片可以报告在一个特定区域内有多少人。
图4是可以从一个蜂窝电话到另一个蜂窝电话以及从一辆车辆到另一辆车辆接收和发送信号的电子收发信机芯片的方框图。400表示蜂窝电话，401表示天线，402表示含有分析器406的接收机402。分析器可以确定是否需要发送所接收的一些信号。可以执行此操作以确定人们是否预订了特定业务。例如，是否允许在隧道内发送信号。只能进一步发送被标记容许发送的信号。分析器406检验该信号是否被标记为可以进一步发送。分析器还检验该信号是否被标记为“紧急信号”。在隧道内发生了交通事故，或者隧道内的某个驾驶员心脏病发作的情况下即是如此。如果信号被标记为“紧急信号”，则对它优先处理。可以通过对于其他蜂窝电话最宽的可用频带发送该信号。为了发送紧急信号，根据特别协议，可以截止通过该频带发送的其他信号。
如果容许发送该信号，则对该信号加标记，并改变该信号的频率以使用发送频率从一个蜂窝电话发送到另一个蜂窝电话。使用模块404对该特殊信号加标记，表示它是从一个蜂窝电话到另一个蜂窝电话进行二次发送(secondary transmission)的特殊信号。在发射机405以对该业务选择的专用频率发送该信号时，不对其他频率的信号产生干扰。该信号被标记为第二信号。分析器406将确定该信号是直接发出的，还是是从一个蜂窝设备传送到另一个蜂窝设备的二次信号。
分析器406将该二次信号发送到模块407以传递到下一个用户。模块407将作为正常声频信号将信号发送到下一个蜂窝用户。分析器理解该特定信号并传递到特定用户。可以使用对应于特定蜂窝电话用户代码的特殊代码，对该信号进行解码。如果该信号具有被传递到特定用户的特殊代码，则不将信号发送到其他用户，或其他蜂窝用户。如果该信号的代码与该特定蜂窝电话的代码不对应，则进一步将该信号发送到下一个可得到的用户，等等。
图5是示出如何将信号发送到隧道内的方框图。在500，设备接收信号。在501，检验是在隧道内还是在隧道外接收的该信号。如果是在隧道外接收的该信号，则分析器将检验是否需要在隧道内发送该信号，以及它的位置距离隧道多远。分析器进行检验以检查是否从隧道内的车辆接收了信号。隧道内的车辆对隧道外发送弱信号以表示他们需要信息，或者表示它们试图发送。隧道外的车辆接收隧道内的车辆发送的、表示隧道内的车辆请求进行发送的信号。在方框502，检验是否存在从隧道内接收的信号。收发信机内的分析器检验所接收的信号是否具有用于识别二次发送的特殊标记。此外，它还检验该信号是否是针对预订了该特定业务的用户标记的。此外，它还检验该信号是否被标记为紧急信号。
这样确定之后，在方框505，以确定的频率发送该信号，并且该信号被标记为二次信号。在方框504，确定是否无条件地将在隧道内发送的信号发送到其近旁的车辆。如果分析器确定使用被传递到特定车辆的特殊代码对该信号加标记，则不进一步发送它。它还可以确定当前隧道内有多少车辆。可以通过卫星将该特殊信号发送到隧道外的车辆并发送到隧道内的每个车辆。使用特殊代码标记的特殊信号将用于计算车辆之间的距离，并将计算在隧道内有多少车辆。卫星接收返回的、有助于确定进入隧道的车辆数量的信号。
图6是示出用于确定交通阻塞和在某个地区集会中的人口密度的过程的流程图。在方框600，发送短程信号，在601，另一个设备接收该短程信号。如果该设备位于隧道外，它将对用于确定其位置的卫星发送远程信号。如果该设备位于隧道内，则在方框602，发送被标记为用于确定与具有蜂窝电话的用户或与具有电子收发信机的车辆之间的距离的信号的短程信号。该信号具有用于确定隧道内的各车辆之间的距离的特殊用途，并且这就是该信号如何被标记的。在方框603，对多少辆车辆收到该信号进行计数。在将特殊信号从一辆车辆发送到另一辆车辆时，计算距离和计数；并且一旦该特殊信号到达隧道外的车辆，则该车辆将该信号重定向到卫星作为总信息。卫星计算机可以计算隧道内的车辆的数量。还可以在街道上设置特殊设备，它们从车辆内的电子器件上读取信息，并将该信息发送到卫星。这样可以计算位于某个地方的车辆的数量。这还可以用于计算携带或使用蜂窝电话的人口密度。
尽管为了实现上述目的，对在此披露的本发明进行了很好地设计，但是本技术领域内的熟练技术人员仍可以设想出许多修改和实施例，并且所附权利要求意在覆盖属于本发明实质范围的所有这些修改和实施例。
权利要求
1.一种形成虚拟网络的方法，该方法包括对多个移动对象中的每个移动对象提供收发信机；从一个源发送蜂窝/无线电信号；使至少一个第一移动对象移动到第一移动对象的收发信机不能直接从源接收信号的位置；在这样的位置上定位一个第二移动对象，即在所述位置上第二移动对象的收发信机直接从源接收信号；以及使用第二移动对象上的收发信机直接从源接收信号，并将该信号发送到第一移动对象的收发信机。
2.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括对每个移动对象设置一个传感器以确定其他移动对象的收发信机何时不能直接从源接收蜂窝/无线电信号的步骤；并且其中在一个移动对象的传感器确定另一个移动对象的收发信机不能直接从源接收信号时，所述一个移动对象的传感器就激活所述一个移动对象的收发信机以将该信号发送到该另一个移动对象的收发信机。
3.根据权利要求1所述的方法，其中移动对象是车辆或人。
4.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括步骤验证该信号是否是紧急信号；以及对该紧急信号给予优先处理。
5.根据权利要求4所述的方法，其中对该紧急信号给予优先处理的步骤包括对该紧急信号分配最可用的频带；以及停止通过该频带发送其他信号的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其中第一移动对象上的收发信机不能直接从源接入信号的位置是下述一个或者多个在隧道内、在桥下或者在地铁内。
7.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括在进一步发送该信号之前，确定该信号是否到达最后一个用户的步骤。
8.一种用于发送蜂窝/无线电信号的虚拟网络，该虚拟网络包括多个收发信机；多个移动对象，每个移动对象具有一个这种收发信机；用于发送蜂窝/无线电信号的源；其中一个第一移动对象位于第一移动对象的收发信机不能直接从源接入信号的位置；其中第二移动对象位于第二移动对象的收发信机直接从源接收信号的位置；并且第二移动对象的收发信机将该信号发送到第一移动对象的收发信机。
9.根据权利要求8所述的网络，该网络进一步包括多个传感器，并且其中对每个移动对象提供传感器之一以确定其他移动对象的收发信机何时不能直接从源接收蜂窝/无线电信号；并且其中在一个移动对象的传感器确定另一个移动对象的收发信机不能直接从源接收信号时，所述一个移动对象的传感器就激活所述一个移动对象的收发信机以将该信号发送到该另一个移动对象的收发信机。
10.根据权利要求8所述的网络，其中移动对象是车辆或人。
11.根据权利要求8所述的网络，其中第一移动对象位于以下位置之一在隧道内、在桥下或者在地铁内。
12.根据权利要求8所述的网络，其中将芯片嵌入EZ通路内以在车辆之间发送蜂窝信号。
13.根据权利要求8所述的网络，其中将芯片附加到蜂窝电话上以在蜂窝电话之间发送信号。
14.根据权利要求8所述的网络，其中通过定义短距离，利用发射器件的本地网络对车辆密度进行计数。
15.根据权利要求14所述的网络，其中发射器件可以是蜂窝电话内的芯片或EZ通路内的芯片。
16.一种机器可读、真实体现机器可执行指令程序以实现使用虚拟网络的各方法步骤的程序存储设备，其中虚拟网络包括多个收发信机；多个移动对象，每个移动对象具有收发信机之一；以及用于发送蜂窝/无线电信号的源；其中第一移动对象位于第一移动对象的收发信机不能直接从源接入信号的位置；以及其中第二移动对象位于第二移动对象的收发信机直接从源接收信号的位置；所述方法步骤包括从源发送蜂窝/无线电信号；使用第二移动对象上的收发信机直接从源接收信号，并将该信号发送到第一移动对象的收发信机。
17.根据权利要求16所述的程序存储设备，其中该网络进一步包括多个传感器，并且对每个移动对象提供传感器之一以确定其他移动对象的收发信机何时不能直接从源接收蜂窝/无线电信号；并且其中在一个移动对象的传感器确定另一个移动对象的收发信机不能直接从源接收信号时，所述一个移动对象的传感器就激活所述一个移动对象的收发信机以将该信号发送到该另一个移动对象的收发信机。
18.根据权利要求16所述的程序存储设备，其中移动对象是车辆或人。
19.根据权利要求16所述的程序存储设备，其中第一移动对象上的收发信机不能直接从源接入信号的位置是下述一个或者多个在隧道内、在桥下或者在地铁内。
全文摘要
一种用于形成虚拟网络的方法和系统。该方法包括步骤对多个移动对象(102，105)中的每个移动对象提供收发信机(104)；从源(101)发送蜂窝/无线电信号。至少第一移动对象(105)位于第一移动对象(105)的收发信机(104)不能直接从源(101)接收信号的位置(100)，而第二移动对象(102)位于第二移动对象(102)的收发信机(104)可以直接从信号源(101)接收信号的位置。使用第二移动对象(102)的收发信机(104)直接从源(101)接收信号，并将该信号发送到第一移动对象(105)的收发信机(104)。
文档编号H04B7/26GK1505873SQ01823211
公开日2004年6月16日 申请日期2001年12月12日 优先权日2001年4月5日
发明者萨拉·H·巴森, 迪米特里·卡涅斯基, 马里乌斯·萨巴斯, 简·谢迪维, 亚历山大·茨拉特森, 大 茨拉特森, 斯 萨巴斯, 萨拉 H 巴森, 迪维, 里 卡涅斯基 申请人:国际商业机器公司