通信系统内的链路共享的制作方法
【专利摘要】这里提供一种选择局域网的成员并从成员当中选择网络协调器的方法和装置。在操作期间，移动节点将确定其局域内节点的存在信息。这些节点通过该节点将请求成为局域网的一部分。从所有接受了形成局域网请求的节点中，通过确定哪个节点的数据预算允许最低成本的数据传输，选择局域网的网络协调器。然后具有最优数据预算的节点被选为网络协调器。
【专利说明】通信系统内的链路共享
【技术领域】
[0001]一般地，本发明涉及在通信设备当中共享通信链路，并且具体涉及用于选择局域网的成员并在成员当中选择网络协调器的方法和装置。
【背景技术】
[0002]超越传统有线数据通信，现代蜂窝数据通信具有额外的开销信令。对于每个承载数据传输，无论其是一个字节还是许多兆字节，在实际数据传输可以发生之前，都需要交换很多信令消息以建立RF业务信道。例如，在数据传输可以开始之前通过特定载波花费大约十二个消息建立信道。此外，现代蜂窝技术在基站中为上行链路和下行链路数据两者采用数据调度器。调度器要求来自在蜂窝RF链路上的发送的每个用户的周期性输入。乘以准备用于N个用户的全部信令，并且其开始缩减到可用于承载传输的网络的RF能力。更糟糕的是，任何单独用户可能正携带与社交媒体相关的小型传输的RF上行和下行链路。
[0003]通过所有利用(即，经过)用作网络协调器的节点的链路，所提出的混合蜂窝网络(HCN)试图通过允许上行链路和下行链路连接包括多于一个的链路而减少传统蜂窝系统的局限。附图1示出了这样的系统。如附图1所示，多个节点102和103与基站101通信。然而，节点102和103可选择网络协调器，或接入点103以用作至/来自基站101的通信链路，而不是系统中的每个节点都能形成其自身的蜂窝空中接口链路105。这个过程包括建立在设备102和103之间的局域网。设备102和103之间的通信经由本地空中接口 104(例如，IEEE802.11空中接口 )发生。这样的系统是蜂窝和局域网架构之间的混合体,其中通过其他移动单元，上行链路和/或下行链路数据被中继至网络协调器103或者从网络协调器103被中继。
[0004]尽管混合蜂窝网络减少了网络拥塞，组织这类网络存在问题。例如，通信系统100内的节点将需要选择局域网成员。这些节点也将需要在网络节点当中选择网络协调器。因此，存在一种需要，即需要一种选择局域网的成员和在该成员当中选择网络协调器的方法和装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1是现有技术的混合蜂窝网络的框图。
[0006]图2是混合蜂窝网络的框图。
[0007]图3是混合蜂窝网络内节点的框图。
[0008]图4是示出当选择局域网成员时图3的节点的操作的流程图。
[0009]本领域技术人员应意识到的是，附图中的要素被简单而清晰图示，并且不必按比例描绘。例如，相对于其他要素可以夸大附图中的一些要素的尺寸和/或相对位置以帮助提高对本发明各种具体实施例的理解。还有，通常不描述在商业可行实施例中有用的或必须的公知要素，以便帮助较少阻碍地理解这些本发明的各种实施例。进一步可意识到的，描述了特定行为和/或步骤，或以特定发生顺序说明特定行为和/或步骤，而本领域技术人员应理解的是，并不实际需要这些参考顺序的特征。本领域技术人员进一步可意识到，涉及的特定实现实施例，诸如“电路”，可经由通用的计算机装置(例如，CPU)上或执行存储在非暂时性计算机可读存储器中的软件指令的专用处理装置(例如，DSP)上被等同完成。应理解的是，这里所用的术语和解释具有与上述领域内的技术人员的术语和解释一致的常规技术含义，除非其中在本文中另外给出了不同的特定含义。
【具体实施方式】
[0010]为了缓解上述需求，这里提供了 一种选择局域网的成员并在这些成员当中选择网络协调器的方法和装置。在操作期间，移动节点将在其局域内确定节点的存在信息。这些节点通过该节点将请求成为局域网的一部分。所有接受请求以形成局域网的节点中，通过确定哪个节点的数据预算允许最低成本的数据传输，选择局域网的网络协调器。然后将具有最好数据预算的节点选择为网络协调器。
[0011]在本发明的可替换实施例中，形成局域网的节点可确定特定社交网络内区域中的任何节点是否是“朋友”。可简单地通过本地存储“朋友”身份完成，或可替换地通过接入社交网络数据库以确定朋友身份。只请求朋友成为局域网的一部分。
[0012]上述技术很容易地允许在混合蜂窝网络内形成局域网。形成局域网将帮助缓解网络阻塞。此外，通过选择所描述的网络协调器，成为局域网成员的节点可更低成本地在混合蜂窝网络内传输数据。
[0013]本发明包括一种用于在通信系统内链路分享的方法。该方法包括以下步骤:确定希望形成局域网的节点，为每个希望形成局域网的节点确定数据预算，基于为每个希望形成局域网的节点的数据预算，选择网络协调器。
[0014]另外地，本发明包括一种用于通信系统内链路分享的装置。该装置包括逻辑电路，其确定希望形成局域网的节点，为每个希望形成局域网的节点确定数据预算，基于为每个希望形成局域网的节点的数据预算选择网络协调器。
[0015]现在转向附图，其中类似的附图标记指示类似的组件，图2是混合蜂窝网络200的框图。如图所示，多个移动站节点202和203与基站201通信。但是，节点202和203选择网络协调器203以用作至基站201或来自基站201的通信链路，而不是系统中每个节点形成至基站201的其自身蜂窝空中接口链路。(移动站也可被称为用户设备(UE))。该过程包括在设备202和203之间建立局域网。设备202和203之间的通信可经由本地空中接口发生(例如，IEEE802.11空中接口，或另一适用的短程数据连接)。
[0016]如上所讨论的，虽然混合蜂窝网络缓解了网络阻塞，但是在组织这些网络中存在问题。例如，通信系统200内的节点将需要选择局域网成员。这些节点也将需要在网络节点当中选择网络协调器。为了解决该问题，通信系统200内的每个节点将确定其他邻近的节点(例如，100英尺)。为此目的提供位置服务器205。节点202和203最初直接与基站201联系。当与基站201联系时，节点向服务器205注册并周期性地提供GPS位置更新以及标识信息(例如，WIFI系统标识(SSID))以及加密密钥(诸如，WEP和/或WPA密钥)。当服务器205察觉到两个或更多个节点彼此邻近时，服务器205向它们提供邻近节点列表和它们各自的标识和密钥以促成邻近节点之间的通信。在本发明可替换的实施例中，所有节点通过广播预定消息和侦听响应来搜索节点。[0017]一旦建立邻近关注，通过筛选处理，节点可接受或拒绝其他节点用于网络形成。这些节点可被配置成基于家庭和朋友计划状态或社交媒介朋友状态从任何用户接受或筛选。如上所述，当节点基于社交媒体状态接受网络形成时(例如，在社交网络内邻近节点是否是“朋友”)，可联系社交网络206以确定“朋友”列表。基于这个列表，可以接受或拒绝节点用于网络形成。
[0018]一旦建立邻近节点关注，需要确定路由/中继节点(涉及上述网络协调器)。这可通过不同标准完成。节点可以交换消息以达到在它们自身之中投票以看出谁是作为路由/中继节点的最佳候选。这可基于下行链路所接收的信号质量、先前吞吐量历史、剩余电池充电状态等，但是优先给予具有最佳数据预算的节点。
[0019]上述通信系统允许来自不同载波的节点形成混合网络或允许具有差的天线/接收器结构的节点获得边缘区域中的数据覆盖。现在，覆盖外的不同载波上的节点可经由他/她的朋友和具有差的蜂窝灵敏度的同一载波上的节点获得蜂窝数据覆盖。
[0020]通过局域网消息交换执行主机选择过程。每个节点将“主机度量信息”消息中的度量信息发送至所有已经识别的邻居。度量可以是以下任任何数量的项目，诸如，数据预算值、信号质量、吞吐量、电池寿命等。每个节点计算其自身和其每个邻居的得分。该得分是所提供度量的加权组合。举一个简单的测量例子，加权因数是I。从其关注的所有邻居接收回的“主机度量信息ACK”之后，得分最高的或者并列得分最高的节点经由等级顺序N分数列表在“潜在主机”消息中向所有邻居广播这个事实。如果没有并列，则接着宣布该个节点为局域主机。为了处理N种方式并列的情况，每个节点在“潜在局域主机”消息中包含并列断路字段。该字段是以节点ESN或頂EI为种子的随机产生的数字。将具有最低并列断路字段的节点宣布为局域主机。
[0021]确定节点中的数据预算:
[0022]在本发明的一个实施例中，数据预算是连续数据使用的花费，其被反映在某人的蜂窝电话的账单中。具有无限制计划的某些人将具有零花费，具有由于没有覆盖而没有蜂窝服务的某些人将具有无穷的花费。有些人不在其当前计价层，其将在下一计价层指定数据量。每个节点提供代表其连续数据使用花费的花费数目。节点可内部地追踪其剩余数据预算，或可向网络询问当前计价的剩余数据使用。
[0023]可替换地，可将数据预算定义为固定数量的最近时间中(例如，最近10秒)传输的字节数目。该数目代表了几秒内最近持续的吞吐量，例如，最近10秒内吞吐量为IOMB /秒。具有最佳持续吞吐量的活跃数据用户将被选择作为充当协调器角色的用户。
[0024]图3是移动单元300的框图。如图所示，移动单元300包括发射器301、接收器307、存储器305和逻辑电路303。如上所讨论的，发射器301和接收器307被设计为都能在蜂窝空中接口(例如，GSM、CDMA、WCDMA.…等)上和ad-hoc网络空中接口(例如，蓝牙、802.11...等)上操作。作为本领域普通技术人员应意识到，典型地，蜂窝空中接口(利用蜂窝空中协议)服务于远程通信，而ad-hoc空中接口(利用ad-hoc空中协议)服务于短程通信。逻辑电路303包括硬件，诸如数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、可编程逻辑器件或专用集成电路(ASIC)，并且被利用来控制节点300。最后，存储器305包括标准随机存取存储器，并且用于存储与相邻节点有关的信息(标识，加密密钥)以及可以要被中继的信肩、O[0025]当远程单元300用作中继器时，其持续地利用ad-hoc空中接口从另一远程单元接收传输309并利用蜂窝空中接口经由上行链路通信信号311将这些传输中继(经由存储器305缓冲之前或之后)至基础设施设备。类似地，当远程单元300正通过另一远程或移动单元中继通信时，远程单元300通常在蜂窝空中接口上接收下行链路通信，并经由ad-hoc空中接口将上行链路通信发送至另一远程单元。
[0026]在操作期间，逻辑单元303向服务器205注册，并周期性地提供GPS位置更新(从GPS接收器209接收的)和标识信息(例如，WIFI系统标识(SSID))，以及加密密钥(例如，WEP和/或WPA密钥)。另外，接收器307周期性地从服务器205接收来自其邻近的其他节点的标识信息。一旦接收了其邻近的其他节点的标识，逻辑电路303可访问社交网络206以确定任何社交网络朋友是否邻近。可在当决定要参与ad-hoc网络的成员时使用该标准。不管用于确定节点轮询用于网络形成的标准，逻辑电路303将命令发射器301向其他节点发送“加入”消息。所有希望加入局域网的节点彼此共享有关它们的标识以及充当中继器的能力的信息。特别地，对于利用蓝牙标准的ah-hoc网络，当节点质询时，其通过其地址和时间信息进行响应以启用未来的通信。本发明中，待机设备也将提供关于其数据预算的信肩、O
[0027]当完成这些时，所有希望参与局域网的节点将通过ad hoc接口已经识别可作为中继设备服务的邻近节点的列表，以及这些节点的数据预算。然后，逻辑电路303按等级排序数据预算以选择将获得最佳系统性能的中继器候选，在这种情况下，其包括具有最小数据预算的中继设备。特别地，相对于那些具有较高中继花费的节点，将选择这些具有低中继花费的节点。然后，通过作为网络协调器的具有最低数据预算的节点，网络形成发生。
[0028]图4是示出了当选择局域网成员时图3的节点的操作的流程图。特别地，图4的步骤示出了需要确定希望形成局域网的节点，并且然后为局域网选择网络协调器的那些步骤。逻辑流程在步骤401处开始，其中，逻辑电路303联系位置服务器205并请求识别邻近节点。作为响应，在步骤403，接收器307接收来自服务器205识别邻近节点的通信。特别地，服务器205提供所有邻近节点的标识和密钥以促使邻近节点之间的通信。该信息可以存储在存储器305中。在步骤405处，逻辑电路303确定当形成局域网时希望轮询的节点。在一个实施例中，逻辑电路303简单地轮询所有本地节点。在另一实施例中，逻辑电路303联系社交网络206以确定是否任何社交网络朋友在附近。只轮询社交网络朋友以形成网络。可替换地，如果通过社交网络206提供的信息被本地地存储在存储器305中，则无需联系社交网络206。这样，在较早时候，可向节点300提供社交网络朋友列表，并存储社交网络朋友的列表。
[0029]一旦确定所有要轮询的节点，逻辑流程继续到步骤407，其中，轮询节点。作为轮询过程的一部分，逻辑电路303向所轮询的节点提供数据预算。这些希望成为网络一部分的节点通过其数据预算进行响应(步骤409)。最后，在步骤411处，所有希望加入网络的节点的逻辑电路选择网络协调器，并且形成网络。如上所讨论，优选地，网络协调器具有最低数据预算。在并列的情况下，从并列的节点中随机选择节点。由此，在步骤411处，基于每个希望形成局域网的节点的数据预算，逻辑电路303选择网络协调器。如上所讨论，网络协调器用作局域网和广域网之间的数据中继器。优选地，广域网包括蜂窝通信系统。
[0030]虽然参考特定实施例，已经部分地示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应理解的是，在不背离本发明精神和范围的情况下，可在形式和细节上进行多种改变。希望这样的变化被包含在所附权利要求的范围内。
【权利要求】
1.一种用于在通信系统内链路共享的方法，所述方法包括以下步骤: 确定希望形成局域网的节点； 为每个希望形成所述局域网的节点确定数据预算；以及 基于为每个希望形成所述局域网的节点的所述数据预算，选择网络协调器，其中，所述网络协调器用作在所述局域网和广域网之间的数据中继器。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述广域网包括蜂窝通信系统。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述数据预算包括与传输数据相关联的成本的测量。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述数据预算包括持续的数据吞吐量的测量。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述的确定希望形成局域网的节点的步骤包括以下步骤: 确定邻近的社交网络好友； 轮询邻近的社交网络好友以加入所述局域网:以及 从希望加入所述局域网的邻近的社交网络好友中确定希望形成所述局域网的节点。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述的确定希望形成局域网的节点的步骤包括以下步骤: 确定邻近节点； 轮询所述邻近节点以加入所述局域网；以及 从希望加入所述局域网的邻近节点中确定希望形成所述局域网的节点。
7.一种用于在通信系统内链路共享的装置，所述装置包括: 逻辑电路，所述逻辑电路确定希望形成局域网的节点，为每个希望形成所述局域网的节点确定数据预算，基于为每个希望形成所述局域网的节点的所述数据预算选择网络协调器，其中，所述网络协调器用作在所述局域网和广域网之间的数据中继器。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述广域网包括蜂窝通信系统。
9.如权利要求7所述的装置，其中，所述数据预算包括与传输数据相关联的成本的测量。
10.如权利要求7所述的装置，其中，所述数据预算包括持续的数据吞吐量的测量。
11.如权利要求7所述的装置，其中，所述的确定希望形成局域网的节点的步骤包括以下步骤: 确定邻近的社交网络好友； 轮询邻近的社交网络好友以加入所述局域网；以及 从希望加入所述局域网的邻近的社交网络好友中确定希望形成所述局域网的节点。
12.如权利要求7所述的装置，其中，所述确定希望形成局域网的节点的步骤包括以下步骤: 确定邻近节点； 轮询所述邻近节点以加入所述局域网；以及 从希望加入所述局域网的邻近节点中确定希望形成所述局域网的节点。
【文档编号】H04W84/22GK103765977SQ201280038504
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年7月23日 优先权日:2011年8月2日
【发明者】威廉·K·摩根, 威廉·P·阿尔伯斯, 丹尼尔·J·德克莱尔 申请人:摩托罗拉移动有限责任公司