针对无线lan设备的基于位置的调谐服务的方法和系统的制作方法

专利名称：针对无线lan设备的基于位置的调谐服务的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及数据通信，更具体而言，涉及针对无线局域网 设备的基于位置的调谐服务的计算机实现的方法、装置和计算机可 用程序代码。
背景技术：
无线局域网(WLAN)的使用近些年来几乎成指数级增长。先进 的无线技术以及能够接入无线网络的数据处理系统的绝对数量几乎 确保了无线技术的使用将继续增长。
当在移动平台上布设传统的固定式无线系统时，产生了无线局 域网实现的一个问题。例如，很多公交车和火车结合用于对例如位 置、状态以及视频协调的数据进行通信的无线网络，。移动平台的 此类布设导致了在移动平台和沿路线布设的配置型固定系统之间缺 乏信道协调。
该结果连续地改变对移动平台性能产生消极影响的噪声环境。 在此情况下，就相同的硬件集合而言，对于位置"A"的优化解决方 案可以与位置"B，，中的优化解决方案有显著不同。因此，在这样的 移动环境中， 一旦该平台必须移动到另一个位置，则针对初始位置 进行调谐的解决方案可能会遭受严重恶化。
此类移动环境的一个实际例子是在设备可以被用于传送重要的 服务质量(QoS)数据(例如视频传送)的火车中使用无线局域网。 另一个例子可以涉及火车通过在人口密集的商业区域或住宅区域中 找到的静止射频环境。在此情况中，来自火车的射频传送可能在该 火车通过该区域所用的时间段内遇到广域/局域/城域无线网络的明 显干扰。也存在其他移动例子。例如，穿过存在射频状况的大型工
厂的部件的预定移动可以随着位置的不同而发生大范围的变化。
当前，12个信道中的这些非重叠范围广泛地用于无线局域网设 备。然而，当尝试提前指定给定信道时每个设备可能会遇到问题。 假设对于一个位置(例如火车站)而言是优化的信道设定可能与几 英里外的拥挤市区环境中最佳信道有显著不同，则这是特别困难的。
已经进行了 一些尝试来检测动态改变的射频背景噪声并根据实 时的射频状况来改变该信道。除了要求成本更高的电路和更高的带 宽来进行补偿之外，所尝试的解决方案易于频率突变(thrashing)， 并且另外，缺乏特定无线应用所需要的等待时间(latency)的保证。

发明内容
示意性实施方式提供了一种用于对移动无线平台进行基于位置 的调谐的计算机实现的方法、装置以及计算机可用程序代码。确定 移动无线平台在由该移动无线平台行进的路线上的当前地理位置。 感测在移动无线平台的路径中的射频状况。当移动无线平台沿该路 线行进时，检测移动无线平台的当前地理位置处的射频状况。确定 针对当前地理位置的优化信道。该优化信道基于射频状况来最大化 移动无线平台的通信。该移动无线平台响应于确定所述优化信道而 将信道转换到该优化信道。 一个或多个无线设备转换到优化信道以 与该移动无线平台进行通信。


在所附权利要求书中阐明了被认为是本发明特征的新颖特性。 然而，当结合附图阅读时，通过参考以下示意性实施方式的详细描 述可以更好地理解该示意性实施方式自身以及使用的优选方式、进 一步的目的及其优点，其中
图1是其中可以实现示意性实施方式的数据处理系统的示图； 图2是其中可以实现示意性实施方式的数据处理系统的框图； 图3是根据示意性实施方式的针对示例性无线频率的信道分配
表；
图4是根据示意性实施方式的示例性移动无线环境； 图5是根据示意性实施方式的针对不同无线网络中信道的范围 的图形表示；
图6是根据示意性实施方式的无线环境中信道感测的图形表示； 图7是根据示意性实施方式的无线环境中信道感测的图形表示； 图8是根据示意性实施方式的示出了基于位置的调谐的表； 图9是根据图8的无线覆盖图IO是根据示意性实施方式的模式感测的流程图；以及
图11是根据示意性实施方式的示出了基于位置的调谐的流程图。
具体实施例方式
现在参考附图特别是参考图1至图2，提供了数据处理环境的示 例性图，其中可以实现示意性实施方式。应该理解，图1至图2仅 仅是示例性的，并且并非旨在声称或者隐含关于其中可以实现不同 实施方式的环境的任何限制。可以对所示环境进行多种修改。
现在参考附图，图1示出了其中可以实现示意性实施方式的数 据处理系统的网络的示图。网络数据处理系统100是其中可以实现 多个实施方式的计算机网络。网络数据处理系统100包括网络102， 其是用于在网络数据系统100中连接在一起的各种设备和计算机之 间提供通信链路的介质。网络102可以包括诸如有线、无线通信链 路、或者光缆之类的连接。在一个例子中，无线接入链路103是网 络102内连接的例子，其允许将任意数目的计算设备与网络102无 线连接。
在所示的例子中，服务器104和服务器106与存储单元108 — 起连接到网络102。另外，客户端IIO、 U2和114连接到网络102。 这些客户端IIO、 112、和114可以例如是个人计算机或者网络计算 机。在所示的例子中，服务器104向客户端110、 112和114提供诸
如引导文件、操作系统镜像以及应用的数据。在此例子中，客户端
110、 112和114是对服务器104的客户端。客户端110、 112以及 114可以通过陆线或通过无线接入链路103而无线地连接到网络 102。网络数据处理系统100可以包括附加的服务器、客户端、以及 其他未示出的设备。
在所述例子中，网络数据处理系统100是互联网，其中网络102 表示使用传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)协议组以进行彼此通 信的网络和网关的世界范围集合。在互联网的核心是在主节点或者 主机计算机之间高速数据通信线路的骨干，包括成千上万的商业、 政府、教育以及路由数据和消息的其他计算机系统。当然，网络数 据处理系统100还可以实现为多种不同类型的网络，诸如，例如内 联网、局域网(LAN)或者广域网(WAN)。图1的意图是作为一 个例子，并不是作为针对不同实施方式的架构限制。
现在参考图2，示出了其中可实现各种示意性实施方式的数据处 理系统的框图。数据处理系统200是计算机的一个例子，例如图1 中的服务器104或者客户端110,实现处理的计算机可用的代码或者 指令可以位于该数据处理系统200中。
在所示的例子中，数据处理系统200采用集线器(hub)架构， 其包括北桥和存储器控制器集线器(NB/MCH) 202以及南桥和输入 /输出(I/O)控制器集线器(SB/ICH) 204。处理单元206、主存储 器208、以及图形处理器210连接到NB/MCH 202。图形处理器210 可以通过加速图形端口 (AGP)连接到NB/MCH202。
在所示例子中，局域网(LAN)适配器212连接到SB/ICH204。 音频适配器216、键盘和鼠标适配器220、调制解调器222、只读存 储器(ROM) 224、通用串行总线(USB)端口以及其他通信端口 232、以及PCI/PCIe设备234通过总线238连接到SB/ICH 204。硬 盘驱动(HDD) 266和CD-ROM驱动器230通过总线240连接到 SB/ICH 204。 PCI/PCIe设备可以例如包括以太网适配器、用于笔 记本电脑的PC卡和附加卡(add-in card) 。 PCI使用卡总线控制器，
而PCIe不使用。ROM 224例如可以是闪速(flash) 二进制输入/输 出系统(BIOS) 。 HDD 226和CD-ROM驱动器230通过总线240 连接到SB/ICH 204。 HDD 226和CD-ROM驱动器230可以使用例如 集成驱动电子设备(IDE)或者串行高级技术配件(SATA)接口。 超级I/O ( SIO )设备236可以连接到SB/ICH 204。
操作系统在处理单元206上运行，并且协调和提供对于图2中 的数据处理系统200内的各个部件的控制。作为客户端，操作系统 可以是商业可用操作系统，诸如Microsoft Windows XP ( Microsoft 和Windows是Microsoft公司在美国、其他国家或二者中的商标)。 诸如Java 编程系统的面向对象的编程系统可以结合该操作系统运 行，并且提供从在数据处理系统200上执行的Java程序或应用到操 作系统的调用(Java和所有基于Java的商标是Sun微系统公司在美 国、其他国家或二者中的商标)。
用于操作系统、面相对象编程系统以及应用或程序的指令位于 诸如硬盘驱动226的存储器设备上，并且可以被装载进主存储器208 中用于由处理单元206来执行。处理单元206通过使用计算机实现 的指令来执行示意性实施方式的处理，其中该计算机实现的指令可 以位于例如主存储器208、 ROM 224之类的存储器中，或者位于一 个或多个外围设备中。
图1至图2中的硬件可以根据实现的不同而发生改变。除了在 图1至图2中示出的硬件之外或替代图1和2中示出的硬件，还可 以使用其他内部硬件或外围装置，例如闪速存储器、等同的非易失性 存储器或光盘驱动器等。而且，所述示意性实施方式的处理可以应 用到多处理器数据处理系统中。
在某些示意性例子中，数据处理系统200可以是个人数字助理 (PDA),其通常配置有闪速存储器以提供用于存储操作系统文件和 /或用户生成的数据的非易失性存储器。
总线系统可以包括一个或多个总线，例如系统总线、1/0总线和 PCI总线。当然，可以使用任何类型的通信结构或架构来实现总线系
统，其中所述通信结构或架构提供在附接至该结构或架构的不同部 件或设备之间的数据传送。通信单元可以包括用于传送和接收数据 的一个或多个设备，诸如调制解调器或网络适配器。通信单元还可 以是与无线接入链路进行通信的无线适配器。存储器例如可以是在
NB/MCH202中出现的高速緩存器或主存储器208。处理单元可以包 括一个或多个处理器或CPU。图1至图2中所示出的例子和上述例 子不旨在隐含架构限制。例如，数据处理系统200还可以是除PDA 形式之外的台式计算机、膝上型计算机或电话设备。
图3是根据示意性实施方式的针对示例性无线频率的信道分配 表。Wi-Fi缩写为"无线高保真"，其是对网络(通常是局域网(LAN )) 进行高频无线接入的普遍术语。这样的本地无线网络正迅速地贏得 接受来作为有线局域网的备选、附加或替代。通过无线网络，物理 上相邻的计算机系统不需要物理地有线连接到局域网的网络连接中 进行通信。
Wi-Fi网络在客户使用方面也获得了增长。商业和商店经常具有 无线局域网，个人可以通过例如膝上型计算机或个人数字助理的便 携式计算机连接到该网络。在电气和电子工程师协会(IEEE)的 802.11b规范中进行了规定了 Wi-Fi，并且该Wi-Fi是与80111、 802.11a以及802.1 lg —起的一系列无线M^范的一部分。所有的四种 标准使用以太网协议和CSMA/CA (具有沖突避免的载波检测多址访 问)用于路径共享。Wi-Fi网络在这里是指无线局域网的一个例子。该 示意性实施方式还可应用于开发标准，例如IEEE标准802.16E所规定 的WiMAX。该示意性实施方式还可以应用到新兴的坤支术标准、协议以 及系统。
该示意性实施方式可以结合任何数目的无线标准、协议或无线介质 进行使用。在一个例子中，频率应用到无线标准IEEE 802.1 lb/g。表300 示出可以结合无线标准IEEE802.11b/g使用的不同频率。表3包括信道 标识302、每个信道的中心频率304以及国家指定306，该国家指定306 指示了使用信道标识302的一些国家。
具体而言，信道1 308、信道6 310以及信道11 312是三个被接受 用于在美国的IEEE 802.1 lb/g无线局域网中使用的信道。当对无线通信 的使用和需求继续增加时，可以更新针对此标准所接受的信道。
示意性实施方式提供了计算机实现的方法、装置以及计算机可用程 序代码，用于针对无线局域网设备进行基于位置的调谐的服务。具体 而言，该示意性实施方式使用基于位置的感测作为针对移动环境中 布设的传统上固定的无线局域网无线系统的射频信道转换的促进因 素(catalyst)。该转换自动地发生，允许快速高效地执行信号优化。 结果，该方法利用地理信道围网(fencing)或Geo-Channel围网确保 了数据传送的连续性。地理信道围网是一种基于地理位置的信道转 换。
换言之，本地接入基站或无线基站可以通过感测或确定外部射 频干扰然后适应或改变操作信道的频率从而最小化干扰的影响，来 增强基站的无线系统性能。
图4是根据示意性实施方式的示例性移动无线环境。移动无线 环境400示出了沿路线进行输送的移动无线平台402。移动无线平台 402可以是公交车、火车、地铁、单轨铁路、汽车、半卡车、舟船、 飞机或其他装备有用于射频传送的系统和部件的交通设备。移动无 线平台402可以使用各种系统和设备来感测位置以及存在于移动无 线环境400中的射频。
数据处理系统404用于控制无线发射器/接收器406的通信特性。 数据处理系统404可以是计算机，例如图2的数据处理系统200。通 信特性是无线局域网的信号性质。例如，通信特性可以包括信道、 强度和用于传送来自无线发射器/接收器406的无线信号的其他协 议、标准或设定。无线发射器/接收器406可以是无线设备、路由器、 天线或用于通过射频来发送和接收数据的其他无线通信元件。数据 处理系统404还可以是控制器。该控制器可以包括处理器、存储器 以及专用集成电路(ASIC)和/或用于控制移动无线平台402的部件 操作的其他逻辑设备或部件。在另一实施方式中，控制器可以与无
线发射器/接收器集成在一起。应用专用电路是针对特定应用而从零 开始设计出来的微芯片，该专门应用例如是基于地理位置和时间来 确定优化信道。
无线发射器/接收器406可以向与移动无线平台402之间进行输 送的设备(包括移动无线设备408 )传送信号。例如，移动无线设备 408可以是相机、板载(onboard)处理器、传感器、无线链接的数 据处理系统或任何其他需要将信息发送回中心位置的移动设备。无 线发射器/接收器406还可以向静止的无线设备410传送信号。例如， 静止的无线设备410可以是交通灯、信号传递设备、输送控制器或 其他静止的无线设备。无线发射器/接收器406还可以与无线基站412 进行通信。无线基站412可以连接至有线网络或互联网。例如，数 据处理系统404可以将位置、速度、旅客负载、温度以及移动无线 平台402的状态从无线发射器/接收器406通过无线基站412传送到 用户。
在另一例子中，乘坐移动无线平台的用户可以使用移动无线设 备408,例如膝上型计算机或PDA。无线发射器/接收器406可以向 乘坐者发送IP地址，并且在膝上型计算机和无线发射器/接收器之间 通信的信息可以聚集到其他通信中并传递至无线基站412,允许乘坐 者在乘坐移动无线平台402的同时无缝地接入互联网或其他网络。
在一个实施方式中，移动无线平台402包括全球定位系统414。 全球定位系统414连接至数据处理系统404并指示移动无线平台402 的地理位置。转发感测接收器416也可以连接至数据处理系统404。 转发感测接收器416是将在路径中或在移动无线平台402周围感测 到的射频状况和特性通知给数据处理系统404的检测器。该路径是 移动无线平台402行进的方向，并且可以是随机路径或预定路线的 一部分。例如，转发感测接收器416能够扫描或感测在移动无线平 台402前方若干英里使用的无线网络。转发感测接收器416所收集 的信息可以被数据处理系统404用来确定用于最大化信号吞吐量并 最小化噪声/干扰的优化信道。
数据处理系统404还可以包括数据库418。数据库418可用于存 储可用的信道信息420、历史日志分析422以及数据处理系统404 使用的其他信息，以确保移动无线环境400中的通信。可用的信道 信息420可以基于移动无线平台402的位置来规定最佳信道。当移 动无线平台402行进于建立的路径时，历史日志分析422可以指示 沿该路径的每个位置的无线特性和状况，从而数据处理系统404和 例如移动无线设备408、静止无线设备410以及无线基站412的互连 无线设备可以在需要的时候在不同的信道上进行通信。
历史日志分析422还可以基于地理位置和时间来指示射频状况。 例如，在工作时间期间，在建筑现场使用的重型装备可以对信道3 产生干扰。结果，数据处理系统404可以在到达该建筑现场之前转 换到信道11。
外部传感器424可用于指示移动无线平台402的位置以及移动 无线环境400的射频特性。例如，处于静止的外部传感器424可以 将特定地理位置与该区域中传送的无线网络链接起来。外部传感器 424可以将该信息传送至移动无线平台402,以记录在可用的信道信 息中。结果，数据处理系统404可以将信道转换为不干扰外部传感 器424所检测的无线网络。例如，外部传感器424可以基于在其中 附加紧急通信设备干扰一个或多个信道的严重汽车事故来指示针对 位置的干扰。结果，移动无线平台402在到达地理位置的干扰之前 改变到可用信道。
在另一例子中，外部传感器424可以连接至移动设备，例如汽 车、火车和公交车，并收集和记录不同地理位置的射频特性。
图5是根据示意性实施方式的针对不同无线网络中信道的范围 的图形表示。无线图500是在不同信道或频率上操作的不同无线网 络的小区或范围的示例性表示。该范围是有效地接收无线信号的距 离或地理边界。信号是否被有效接收到是由信号阔值来规定的。下 降到接收设备的阈值之下的信号处于发射设备的范围之外。
无线图500包括无线网络502、 504、 506、 508以及510。每个
无线网络502、 504、 506、 508以及510分别从无线基站512、 514、 516、 518以及520发出。无线基站可以是无线设备、路由器或天线， 例如图1的无线接入链路103。
在此示意性例子中，无线基站512和520正运行在信道1上。 无线基站514和516正运行在信道6上。无线基站518正运行在信 道11上。无线基站512、 514、 516、 518和520的信道对应的信道 例如图3的信道1 308、信道6 310以及信道11 312。
图6是根据示意性实施方式的无线环境中信道感测的图形表示。 无线环境600是无线网络图，例如在图5的无线网络图500中所示， 包括无线网络602、 604、 606、 608和610以及无线基站612、 614、 616、 618和620。
路线622通过无线环境600。路线622是移动无线平台624的行 进路径。移动无线平台624可以是公交车、火车、地铁、单轨4失路、 汽车、半卡车、船、飞机或其他运输单元。结果，线路622可以是 火车轨道、指定的公交车线路、马路、河流、运河、空中路线、隧 道或其他运输路径。在一个例子中，移动无线平台624示出为公交车。
移动无线平台624装配有用于移动功能性的发射器/接收器626。 发射器/接收器626是通信设备，例如图4的无线发射器/接收器406。 当移动无线平台624从一个位置移动到另一个位置时，移动功能性 允许发射器/接收器626发送和接收射频。
线路622在无线环境600中的部分被划分为三个位置，包括位 置A 628、位置B 630以及位置C 632。每个位置具有无线标记 (footprint )或无线状况。无线状况指示哪个无线网络602、 604、 606、 608和610在该位置和该相应信道中工作。结果，每个位置中的无线 状况可以指示当移动无线平台624处于位置A 628、位置B 630和位 置C 632中时哪个信道可以引起干扰。
移动无线平台624可以包括转发感测接收器，例如图4中可以 感测范围634中的无线状况的转发感测接收器416。范围634是转发感测接收器的边界限制。结果，该转发感测接收器可以检测范围634
中所有的无线状况。
位置发现技术
现在讨论位置发现技术，其被用于指示移动无线平台的地理位置。
移动无线平台624可以使用任何数目的技术来确定沿路线622 的地理位置。例如，移动无线平台624可以使用基于全球定位的服 务用于位置的"自知(self knowledge)，，，从而发射器/接收器626 可以相应地进行信道转换。
移动无线平台624还可以使用基于地面的三角测量技术，该技 术使用来自三个或更多个塔的射频信号来确定设备位置。
针对沿路线622高度时间一致的输送模式，移动无线平台624 还可以使用按时间顺序的测量法和隐含的位置。例如，如果移动无 线平台624是地铁，那么该地铁上的定时器可用于基于平均速度、 先前行进模式以及自最后查证位置起所经过的时间来确定位置。例 如，在15分钟内，移动无线平台624将处于"法拉格特北站(Farragut North Station )，，。
类似地，移动无线平台624可以使用停止计数器和其他运动感 测来确定隐含的位置。停止计数是对停止以及与每次停止相关联的 地理位置进行的计数。例如，当火车第四次完全停止时，移动无线 平台624可以将地理位置识别为"法拉格特北站"。停止计数的每 一次停止与站相关联，并且每个站之间所识别的射频环境可以指示 需要的信道移转。当线路622是预定线路时停止计数的使用尤其有 益，但移动无线平台624在穿越(traverse)路线622时倾向于经历 时间变化。
移动无线平台624还可以使用来自静止的射频广播塔的反馈回 路。已经处于适当位置的塔可以配置为在每次发射的开始时发送预 备位置标识。移动无线平台624在其经过广播塔时可以变得"意识 到"当前位置。通过将相对射频强度与多个广播塔相结合，反向三
角测量方法可以允许更精确的位置确定。
在另一例子中，移动无线平台624使用外部的测量和调节传感 器，其可以对外部射频状况和地理位置进行经验测量。该外部传感 器可以命令信道改变而没有移动解决方案所要求的等待时间。该传 感器可以是静态的或动态的传感器，例如图4的外部传感器424。该 传感器可以沿贯穿整个制造现场的路线来放置，或者可以放置在关 键位置处，例如沿路线的极点(pole)。当移动无线平台624接近该 传感器时，该传感器可以广播信道选择，告诉移动无线平台624改 变信道。该信道选择可以是消息，例如去往发射器/接收器的短消息 服务(SMS)类型的消息，该发射器/接收器例如是移动无线平台624 的图4中的无线发射器/接收器406。
图7是根据示意性实施方式的无线环境中信道感测的图形表示。 无线环境700是无线网络图，例如图5的无线图500和图6的无线 环境600，包括无线网络702、 704、 706、 708和710以及无线基站 712、 714、 716、 718和720。
无线环境700示出了位置A724、位置B 726以及位置C 728中 的移动无线平台722。在每个位置中，选择移动无线平台722所使用 的信道以最小化对无线网络702、 704、 706、 708以及710的干扰。 结果，在所有时间中，移动无线平台722能够最小化千扰并与链接 的无线设备进行通信。 外部射频检测器功能
台722的路径中的无线状况。
移动无线平台722使用直接的或暗含的位置知识来触发射频设 备之间的信道切换。例如，可以基于地理位置使用全球定位信息来 确定移动无线平台722沿路线730所使用的信道。在另一例子中， 可以通过使用例如图4的转发感测接收器424的外部无线感测或检 测设备来周期性读取射频状况，以基于地理和实时的经验数据来移 转信道。例如，外部检测器可以检测无线网络702、 704、 706、 708
以及710。关于这些网络的信息可用于移转信道。该外部检测器可以 是无线卡或其他无线检观，J设备。
在图7中，在位置C 728中，移动无线平台722工作在信道11 732 上，以确保功能性并最小化对无线网络704和无线网络710的干扰。 在位置B 726中，移动无线平台722在工作在信道6 734上，以确保 功能性并最小化对无线网络704、无线网络702以及无线网络708 的干扰。在位置A724,移动无线平台722工作在信道1 736上，以 确保功能性并最小化对无线网络706的干扰。
图8是根据示意性实施方式的图示了基于位置的调谐的表。表 800可以应用于移动无线平台，例如图7的移动无线平台722。表800 包括移动无线平台的位置802。表800包括针对位置802的优选信道 804、频率806、基站关联808、最小信号水平阈值810以及最小信 噪比(SNR) 812。
优选信道804是最可能将每个位置中的无线通信的效能最大化 的信道。频率806规定对应于图3中表300的信道1 308、信道6 310 以及信道ll 312的频率。基站关联808规定哪个基站与用于通信的 移动无线平台相关联。最小信号水平阈值810是在移动无线平台切 换信道之前针对每个位置所允许的以分贝为单位的最小信号水平。 最小信噪比812是切换信道之前所允许的以分贝为单位的最小信噪比。
表800展示了基于噪声方差和信号质量的优化可用频率。最小 信号水平阈值810和最小信噪比812的阈值可以基于"最佳实践" 以及特定的应用性能要求来定义或确定。最佳实践可能需要基于落 在指定阈值之下的信噪比来进行移转频率。最佳实践还可能需要基 于网络传送中丟失分组的特定发生来进行频率移转，或基于其中目 标移动设备的信号可能会受到周围射频环境的阻碍的任何相对性能 度量来进行频率移转。
例如，在移动无线平台中使用的硬件和与该移动无线平台进行 通信的无线设备可以具有低的最小信号水平阈值810，这要求移动无
线平台的信道切换要快于其他通信平台和设备中的硬件。
预先固定的线路，例如输送线路，可以告知经由射频调查和公 知的无线信号抑制器而建立的预测覆盖模式的知识。
图9是根据图8的无线覆盖图。无线覆盖图900包括图8的表 800的字段。具体示出的是位置、优选信道、频率以及基站关联。在 所示出的每个位置中，移动无线平台操作在规定频道，以确保移动 无线平台与基站和其他无线设备之间的连接。
在位置1 902,移动无线平台操作在信道11并且与基站A相关 联。在位置2 904，移动无线平台操作在信道6进行操作并且与基站 B相关联。在位置3卯6，移动无线平台操作在信道1进行操作并且 与基站C相关联。在位置4 908,移动无线平台操作在信道11进行 操作并且与基站D相关联。在位置5 910,移动无线平台操作在信道 6进行操作并且与基站E相关联。
位置1 902、位置2 904、位置3 906、位置4 908以及位置5 910 对应于图8的位置802。具体而言，在每个位置，移动无线平台根据 阈值与基站进行通信，该阔值例如图8的最小信号水平阈值810和 最小信噪比812。 一旦超过了该阈值，则移动无线平台切换到下一信 道。移转到新信道可以根据射频状况的实时和接近实时的检测来最 小化干扰。
还可以使用历史日志分析以允许进行基于位置的调谐，从而预 见无线环境中的周期变化。通过对射频特性和历史广播进行记录， 可以发现模式本质上是重复的。在某些情况中，规定的地理位置经 常具有相同的射频特性。 一旦发现了模式，则针对合适信道配置的 移动射频设备的广播可以变得更加准确和及时(timelier)。历史日 志分析可以保存在数据库的历史日志分析中，例如图4中数据库418 的历史日志分析422。
例如位于铁路附近和州际的大型工厂从上午7: 30到下午5: 30 对三个城区半径产生显著的射频噪声/千扰。位于工厂附近的外部检 测器可以发现信道4-7上的干扰，并且在上午7: 30至下午5: 30
期间广播建议对信道1-3和8-12进行信道配置以避免干扰。随着时 间变化， 一致记录的分析被记录并为下列建议进行了加权即建议 移动无线平台和其他无线设备应当在某些时间和某些地理位置针对 特定信道进行配置。
可以基于所使用的位置发现技术来使用不同的边界状况切换选 项。对于大多数位置发现技术，可以认为射频环境是通过地理位置 进行良好定位和良好预测的。通常，将通过在沿预定路线的每个点 对射频状况进行初始评估而这些技术中的每一个投入实践。例如， 主动监控和/或被动检测设备通过所考虑的路线运行，并且针对各个 位置确定优化信道信息。
然后，信道信息被存储在涉及无线局域网或其他射频发射和接 收点的两个部件或所有部件中。信道信息可以是诸如可用信道、在 用信道或优选信道之类的信息。为每个地理位置进行的信道预指派 允许作为通信路径一部分的每个设备识别当移动无线平台到达每个 点时所采用的信道。此外，还可以基于所辨别的基于一天中的时刻 (time-of-day )的射频特性并使用时间来考虑针对每个位置的优化信 道信息。
使用外部的测量和调节传感器时，可以使用不同的方法来确定 针对任何给定位置的优化信道。在一个实施方式中，最适合于不太 可预测的无线环境，沿着移动无线平台的路线进行测量以确定背景 干扰射频活动性最关键和/或最动态的点。在这些位置，与相应逻辑 一起来放置静态传感器，以确定针对任何给定环境的优化信道。此 沿途站点(waypoint)设备接下来将命令移动平台以有效的方式切换 到优化信道。结果，将不必在移动无线平台上进行服务品质的计算 和预测。
图10是根据示意性实施方式的模式感测的流程图。图10的处 理可以由移动无线平台(例如图4的移动无线平台402)来实现。可 替换地，图10的处理还可以由装配用于感测射频和无线网络的移动 设备来执行，或由外部检测器或传感器(例如图4的外部传感器424)
来执行。
所记录的信息可以存储在感测设备中，并稍后传送至数据处理
系统，例如图4的数据处理系统404。图10的处理可以用于在任何 时刻来确定沿路线(例如图6的路线622 )的地点或位置的无线特性。
图10的处理开始于基于按位置来记录射频(步骤1002)。该处 理还可以按时间和位置来记录射频(步骤1004)。在步骤1002和 1004中记录的数据可以记录在数据库的历史日志分析中，例如分别 记录在图4的历史日志分析422和数据库418中。在步骤1002和1004 中记录的数据还可用于建立针对所评估路线和位置的模式。接下来， 该处理基于位置来预分配信道(步骤1006),此后该处理终结。在 步骤1006期间，该处理分配信道，从而移动无线平台所使用的信道 能够与其他链接的无线设备进行通信。
图11是根据示意性实施方式的示出了基于位置的调谐的流程 图。图11可以由移动无线平台(例如图4的移动无线平台402)来 实现。在图11的处理期间收集的信息可以传递到数据处理系统(例 如图4的数据处理系统404),以对图4的移动无线平台402做出控 制决策。图IO的处理可以在图11的处理之前来执行，以确定无线 环境(例如图6的无线环境600)中的射频模式。在移动无线平台传 送和接收无线信号的同时，图11的处理总是处于进展中。
图11的处理开始于移动无线平台确定其位置(步骤1102)。该 移动无线平台可以使用全球定位系统(例如图4的全球定位系统 414)来确定位置。接下来，移动无线平台感测射频状况(步骤ll(M)。 步骤1104可以由转发感测接收器(例如图4的转发感测接收器416) 来执行，以确定频率状况。
接下来，移动无线平台确定是否转换信道(步骤1106)。步骤 1106的确定可以基于地理位置、频率状况以及时间。例如，移动无 线平台的数据处理系统可以访问数据库例如图4的数据库418，以确 定可用的信道信息以及历史日志分析信息。
如果移动无线平台确定转换信道，则移动无线平台转换信道并
告知正在通信的无线设备转换信道(步骤1108)，并且处理返回步 骤1102。正在通信的无线设备可以是无线设备，例如图4的移动无 线设备408、静止的无线设备410以及无线基站412。如果移动无线 平台确定不转换信道，则处理返回步骤1102。
因此，示意性实施方式提供了一种针对无线设备的基于位置的 调谐的计算机实现的方法、装置和计算机可用程序代码。用于无线 局域网通信或其他射频设备的信道在适当的时间被切换到优化的设 定。移动无线平台可以基于绝对位置、在行进期间经过的时间、开 始和停止、时间或信号水平阈值来切换信道。在每种情况中，移动 无线平台切换到允许在此位置可能进行最佳通信的信道。
在更动态的环境中，传感器或外部设备可以连续地测量射频环 境以基于当前的和过去的经验数据以及地理位置来动态地确定优化 信道。移动无线平台可以命令互连的无线设备转换信道以确保通信 功能性。
本发明可以采用完全硬件实施方式、完全软件实施方式或包含 硬件和软件元件二者的实施方式的形式。在优选实施方式中，本发 明以软件来实现，其包括但不限于固件、驻留软件、微代码等。
此外，本发明可以采用可从计算机可用或计算机可读介质访问 的计算机程序产品的形式，该计算机程序产品提供用于由计算机或 任何指令执行系统使用或与计算机或任何指令执行系统结合使用的 程序代码。为了该描述的目的，计算机可用或计算机可读介质可以 是能够包含、存储、通信、传播或传送程序的任何有形装置，该程 序用于由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置 或设备结合使用。
该介质可以是电、磁、光、电磁、红外或半导体系统(或装置 或设备)或传播介质。计算机可读介质的例子包括半导体或固态存 储器、磁带、可移除计算机盘、随机存取存储器(RAM)、只读存 储器(ROM)、硬磁盘和光盘。光盘的当前例子包括致密盘-只读存 储器(CD-ROM)、致密盘-读/写存储器(CD-R/W)和DVD。
适于存储和/或执行程序代码的数据处理系统将包括至少 一 个通 过系统总线直接或间接耦合至存储器元件的处理器。该存储器元件
:者器以及高速緩沖存i i,其提供至少某些程序代码:临时存储， 以减少在执行期间必须从大容量存储器中获取代码的次数。
输入/输出或I/O设备(包括但不限于键盘、显示器、指示设备
等)可以直接地或通过中间1/0控制器来耦合至系统。
网络适配器也可以耦合至该系统，以使得数据处理系统能够通 过中间的专用或公共网络而耦合至其他数据处理系统或远程打印机 或存储设备。调制解调器、电缆调制解调器以及以太网卡仅是当前 可用类型的网络适配器中的几种。
如上所述的电路是集成电路芯片设计的 一 部分。该芯片设计以 图形计算机编程语言来创建，并且存储在计算机存储介质(例如盘 片、磁带、物理硬盘驱动器或例如存储接入网络中的虛拟硬盘驱动 器)中。如果设计人员并不制作芯片或使用光刻掩模来制作芯片， 则设计人员通过物理手段(例如通过提供存储该设计的存储介质的 副本)或以电的方式(例如通过互联网)直接或间接地将该结果设 计传送到这些实体。然后，所存储的设计转化为适当的格式(例如
GDSII)用于光刻掩模的制作，其通常包括将要在晶片上形成的所讨
论的芯片设计的多个副本。光刻掩模被用来限定晶片(和/或晶片上 的层)将要被蚀刻或处理的区域。
已就示意和描述的目的对本发明进行了描述，而不旨在将本发 明进行穷举或限制在所公开的形式。对于本领域一般技术人员而言， 很多修改和变形都是明显的。所选择和描述的实施方式旨在最好地 解释本发明的原理、实践应用，并使得本领域其他技术人员能够就发明。
权利要求
1.一种计算机实现的方法，用于针对移动无线平台的基于位置的调谐，所述计算机实现的方法包括确定所述移动无线平台在由所述移动无线平台行进的路线上的当前地理位置；感测所述移动无线平台的路径中的射频状况；当所述移动无线平台沿所述路线行进时，检测所述移动无线平台的当前地理位置处的射频状况；确定针对所述当前地理位置的优化信道，其中所述优化信道基于所述射频状况来最大化所述移动无线平台的通信；以及响应于确定所述优化信道，将所述移动无线平台的信道转换到所述优化信道，其中至少一个无线设备转换到所述优化信道以与所述移动无线平台进行通信。
2. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，利用全球 定位系统、射频三角测量、按时间顺序的测量、运动感测、停止计 数以及来自射频调谐器的反馈环路中的任何一种来执行确定所述地 理位置的步骤。
3. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述感测 步骤是由所述移动无线平台的转发感测接收器来执行的。
4. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述感测 步骤是由外部传感器来执行的。
5. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述射频 状况指示有效无线网络、干扰无线网络所使用的信道以及所述有效 无线网络的范围中的任何 一 个。
6. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述转换 步骤是基于所述移动无线平台的未来地理位置来执行的。
7. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，确定所述 优化信道的步骤是基于历史日志分析来执行的。
8. 根据权利要求7所述的计算机实现的方法，其中，所述历史 日志分析描述移动无线环境的所述射频状况的模式。9. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，进一步包括 针对沿所述移动无线平台的路线的每个位置建立所述优化信道。10. 根据权利要求9所述的计算机实现的方法，进一步包括将 针对沿所述路线的每个位置的优化信道存储在所述移动无线平台和 所述至少一个无线设备中。11. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述转换 步骤是在失去通信功能性之前在信号阈值处执行的。12. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述路线 是在所述移动无线平台沿所述路线行进之前预先建立的。13. —种移动无线平台，包括数据处理系统，用于处理信息并控制由所述移动无线平台接收和 广播的射频信号；全球定位系统，可操作地连接至所述数据处理系统，用于确定所 述移动无线平台的位置；转发感测接收器，用于确定所述移动无线平台周围的射频状况；其中所述移动无线平台与可操作地连接至客户端的一个或多个 无线设备客户端进行通信；其中所述数据处理系统确定针对所述地理位置的优化信道，以最大化所述移动无线平台与所述一个或多个无线设备的通信；其中所述数据处理系统基于所述射频状况将所述移动无线平台 和所述一个或多个无线设备的信道转换到所述优化信道。14. 根据权利要求13所述的系统，其中，所述数据处理系统进一步包括数据库，用于存储可用的信道信息以及历史日志分析。15. 根据权利要求13所述的系统，其中，规定位置中的外部传 感器发送关于所述规定位置的射频状况。16. 根据权利要求13所述的系统，其中，所述移动无线平台是 公交车、火车、地铁、单轨铁路、汽车、半卡车、船以及飞机中的 任何一种。
全文摘要
一种用于针对移动无线平台的基于位置的调谐的计算机实现的方法、装置以及计算机可用程序代码。确定移动无线平台在由该移动无线平台行进的路线上的当前地理位置。感测在移动无线平台的路径中的射频状况。当移动无线平台沿该路线行进时，检测移动无线平台的当前地理位置处的射频状况。确定针对当前地理位置的优化信道。该优化信道基于射频状况来最大化移动无线平台的通信。该移动无线平台响应于确定所述优化信道而将信道转换到该优化信道。一个或多个无线设备转换到优化信道以与该移动无线平台进行通信。
文档编号H04B17/00GK101098276SQ20071012681
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月27日 优先权日2006年6月30日
发明者G·J·博斯, J·麦吉尔, P·K·马林斯, R·A·汉密尔顿二世 申请人:国际商业机器公司