CN1239360A - 传递方法和移动无线收发机 - Google Patents

将从一个信息始端发射的信息从一个移动站传递到另一个移动站。此时，在移动站中，控制信息的发射，以使得不会将信息发射到距离信息始端的位置超过一预定值的距离。限定信息的有效期，并且只有在有效期内的信息才发射。或者，为了避免传递路径的重叠和迂回进行控制。特别地，如果移动站的密度变高，则要传递的信息量会极大地增长。因此，需要选择并限制要传递的信息。

传递方法和移动无线收发机

本发明涉及一种无线通信系统，其中，一个移动站使用弱无线电波向其他移动站中继从一个基站发射的无线信号，特别涉及一种在该无线通信系统的移动站之间传递无线信号的方法。

下面是在日本公布的未审查的专利申请No.Hei 9-252277中公开的内容。参考图1，“从固定站发射的信息首先由移动站A(部分省略)接收，并且由站A处理该信息。然后，信息被中继到移动站B。此后，信息被依次地从移动站B中继到移动站C和D”。以这种方式，通过中继信息，使得以小功率在大范围内发送信息成为可能。此外，在发射帧中包括转发计数器的值，并且在每次转发之后中继计数器的值加递增。根据转发计数器的值，确定是否要中继该信息。这个公报说明了可以通过这样做将信息局域化。然而，如果是否要中继信息是根据中继数决定的，则可能会产生一个问题。例如，如果中继是在位于短距离的移动站之间执行的，则存在一个问题，即，在信息还没有从固定站传播很远时，中继数的限制就已经达到了。

此外，下面的内容在日本公布的未审查的专利申请No.Hei 10-32538中已经公开。参考图2，“移动目标CR1在其运行期间采集关于离开GPS设备GP1的当前位置和时间的数据，并根据这些数据将直至现在的运行轨迹(路线)、在路线上的平均速度、所花时间、通信量拥挤程度等作为通信量信息消息MS1存储在存储器MM1中”。此外，还有下面涉及图3的说明。“假定移动目标CR1和移动目标CR2接近到一个距离，以便它们能够相互通信。移动目标CR2向移动目标CR1发射存储在其中的通信量信息消息MS2-2，而移动目标CR1向移动目标CR2发射正由移动目标CR1处理的通信量信息消息MS1和将要发射的、寻址到计算机的信函信息消息MS6。在由移动目标CR2接收的通信量信息消息MS1中，将用于移动目标CR2的重要部分作为新接收的信息显示在显示设备DS2上。同样，在由移动目标CR1接收的通信量信息消息MS2-2中，将用于移动目标CR1的重要部分作为新接收的信息显示在显示设备DS1上。”此外，还有下述说明。“虽然这个实施例的消息传递系统对于数据到达没有保证，实质上，必须将到达速率尽可能地提高。(部分省略)由于实际上在同一区域有许多移动目标运行，关于一特定区域/路程的通信量信息数据将被顺序地更新到最新数据。特别地，在出现业务混乱的情况下，比如象在日本，其他移动目标总是出现在一特定移动目标的周围，则有可能以大致和有线网络相同的高速度和相同的宽范围内交换消息。”此外，还有下述说明，由于在一个宽范围内不必发射瞬时消息，这些消息不会存储很长时间，很快就被删除。然而，对于判断消息如何紧急并且何时应该删除消息没有说明。此外，对于假如许多移动站分布不均的问题没有说明。

在上述的背景技术中，公开了一种机构，其中，从基站或固定站发射的信息在移动站之间交换。然而，只公开了这样的事实，即在移动站中对信息传播控制的处理是通过中继次数来实现的。因此，本发明的目的是提供一种以恰当的方式控制信息传播的方法。

本发明的另一个目的是将信息传播限制在一预定范围。

本发明的又一个目的是避免要传播的信息的阻塞。

本发明的又一个目的是使得信息能更有效地传播。

本发明能够提供一种用于以更合适的形式控制信息的发射的方法。

本发明能够将信息发射限制在一预定区域。

此外，本发明能够避免要发射的信息的拥塞。

此外，本发明能够实现更有效的信息发射。

图1是显示现有技术和本发明的前提的示意图。

图2是显示现有技术和本发明的前提的示意图。

图3是显示现有技术和本发明的前提的示意图。

图4是显示一个发射帧示例的示意图。

图5是显示本发明的一个移动站示例的方框图。

图6是显示不执行信息发射的情况的示意图。

图7是计算移动站之间的平均距离D的流程图。

图8是处理移动站是否传递信息的判断的流程图。

图9是解释图8中的步骤250的示意图。

图中各标号意义如下：

11天线           13收发机        15通信控制器

17显示控制器     19存储器        21显示设备

23输入设备       25位置检测器    27时间检测器

作为本发明的前提的系统与前述的现有技术类似。特别地，如图1所示，由基站(图1中的固定站)发射的信息例如顺序地从移动站A跳到移动站B、从移动站B跳到移动站C，从而信息从移动站A传播到移动站C。如图2所示，每个移动站至少具有天线AT1、显示设备DS1、接收机RX1和发射机TX1，并通过天线AT1用接收机RX1接收无线信号，用显示设备DS1将接收的无线信号中的该移动站的用户所需的信息提供给用户。另一方面，移动站通过天线AT1用发射机TX1向其他移动站发射包括专用信息的无线信号。如图3所示，当移动站CR2与移动站CR1通信时，移动站CR2向移动站CR1发送接收到的信息MS2-2，而移动站CR1向移动站CR2发送存储的信息MS1和MS6。于是，信息在移动站CR1和CR2之间交换。

从上面的说明可以看出，虽然在移动站之间的交换的执行与现有技术几乎相同，本发明显示了哪些信息在移动站之间传播。特别地，在一个移动无线收发机中，如果要确定是否要传递一个包括最初发射信息的信息始端的位置信息的接收信息，执行下列步骤：使用该位置信息计算到信息始端的距离；将该距离与一个预定阈值进行比较；以及，如果该距离等于或大于预定阈值，确定将不传递接收信息。于是，将信息的传播限制在到信息始端的一特定区域内，这样则有可能将更局域化的信息发射给一特定区域内的用户。

依据本发明的另一个方面，在一个移动无线收发机中，如果要确定是否要传递一个接收信息，执行下列步骤：判断接收信息的有效期是否期满；以及，如果其有效期期满，确定不传递该接收信息。过时的信息不应再传递，以便可以防止所传递信息的溢出。此外，如果移动站的速度近似恒定，则信息传播区域将被限制到距离信息始端较远的一特定区域。在现有技术中，列举了如下事实，即，瞬时信息不会存储很长时间，然后将其删除。然而，没有具体说明，如何判断消息是否是瞬时的，以及何时删除瞬时消息。

如果接收信息包括最初发射信息的信息始端的发射时间信息，则判断接收信息的有效期是否期满的步骤包括一个使用发射时间信息判断从发射时间起是否已经过一预定时间的步骤。如果接收信息包括关于最初发射信息的信息始端的一个有效期时间的信息，则判断接收信息的有效期是否期满的步骤包括一个判断当前时间是否已经通过该有效期时间的步骤。

依据本发明的又一个方面，在一个移动无线收发机中，如果要确定是否要传递一个包括发射源的位置信息的接收信息，执行下列步骤：检测附近的移动无线收发机的密度；使用发射源的位置信息计算到发射源的距离；判断该密度和距离是否满足一特定条件；以及，如果密度和距离满足该特定条件，确定将不传递所接收信息。因此，如果移动站的密度较高，则不转发来自离该移动站距离较短的移动站的信息，从而可以控制发射信息的溢出，产生更有效的信息传递。

可以看出，判断移动站的密度和到发射源的距离是否满足一预定条件的步骤可以包括一个判断密度是否等于或大于一特定值以及距离是否等于或小于一特定值的步骤。还可以看出，判断密度和距离是否满足预定条件的步骤可以包括一个确定密度和距离是否满足一预定关系式的步骤。请注意该预定关系式表示出，在移动站的密度较高并且接收到来自距离移动站较近的移动站的信息的情况下，不执行转发。

依据本发明的又一个方面，在一个移动无线收发机中，如果要确定是否要传递包括一个最初发射信息的信息始端的位置信息和一个发射源的位置信息的接收信息，执行下列步骤：使用信息始端和发射源的位置信息，判断由一条连接信息始端和发射源的直线和一条连接发射源和收发机本身的直线形成的角度是否处于一特定值内；以及，如果收发机本身未处于该角度的特定值内，确定不传递接收信息。因此，这使得将信息更有效地传播到远处变得可能，从而防止在一个窄区域内传递的信息的溢出。

可以看出，角度的特定值是根据移动无线收发机的密度来确定的。

依据本发明的又一个方面，在一个移动无线收发机中，如果要确定是否要传递包括一个最初发射信息的信息始端的位置信息和一个发射源的位置信息的接收信息，执行下列步骤：检测到其他收发机的平均距离；使用信息始端的位置信息和发射源的位置信息，判断该收发机本身是否处于一个由与一个圆相切的两条直线包围的区域内，其中该圆圆心位于离发射源的距离为一个接收限制距离并在连接信息始端和发射源的直线上的一个位置上，其半径等于平均距离；以及，如果收发机本身不处于该区域内，确定不传递接收信息。因此，这使得将信息更有效地传播到远处变得可能，从而防止在一个窄区域内传递的信息的溢出。

还可以看出，在这个方面，还执行下列步骤：判断到发射源的距离是否等于或大于从接收限制距离减去平均距离而获得的值；以及，如果到发射源的距离小于从接收限制距离减去平均距离而获得的值，确定不传递接收信息。

本发明的上述说明是为移动站中的处理而进行的。还可以为执行这种处理的移动无线收发机实施本发明。此外，可以为执行这种处理的程序实施本发明。需要注意的是，程序通常是存储在一个诸如ROM(只读存储器)的存储设备和诸如CD-ROM的存储介质中的。

如上所述，通过在如图1所示的移动站之间跳跃传播来发射包括从基站(固定站)发送出的程序的信息的前提可应用于本发明。因此，在下面对于从基站发射的信息、移动站的构成和在移动站中执行的处理进行说明，这些都是本发明的特征。

(1)从基站发射的信息

基站与一个广播电台类似，发射其广告信息。如上所述，为了将从基站发送出的信息从基站传播到一特定区域，基站与要发射的信息一起发送出信息始端的位置或时间，或者二者都发送。此外，还可以在其中包括一个距离或时间的阈值，用于舍弃发送出的信息。或者，二者的阈值可以都包括在内。在图4中显示了本发明使用的发射帧的一个例子。当基站发射信息时，发射源位置1和信息始端位置5相同，发射源位置2和信息始端位置6相同，以便可以删除它们中的任一个。此外，由于基站不移动，删除发射源速度3的值或使其等于零。对于移动站的情况，最好输入一个速度向量。需要注意的是，发射源速度3的提供是任选的。由信息始端准备信息类别4。提前产生位阵列，以便对应于各个种类，例如广告或交通信息，并将与其对应的种类的位阵列输入到信息类别4。之所以采用这种方式的原因是为了使用户能容易地滤出所需的信息。由信息始端设置阈值7。在阈值是关于距离的情况下，输入到信息始端的距离。在阈值是关于时间的情况下，输入要舍弃的时间或来自信息始端的时间。

虽然已经说明基站是一个广播电台等，但基站可以不是单边发射信息的，而是可以被构造为与移动站无线连接，在其间传送信息。或者，基站可以具有类似移动站的中继功能，这将在以后说明。此外，在上述说明中，作为前提，基站是一个信息始端。然而，移动站本身也可以用作为一个信息始端。

(2)移动站的构成

图5中显示了一个移动站的构成例子的方框图。与天线11相连的收发机13还与通信控制器15相连。显示设备21与显示控制器17相连。显示控制器17和通信控制器15相连，以便相互合作来控制所有的移动站。此外，二者都连到存储器19，并共享该存储器19。显示控制器17连到输入设备23。通信控制器15连到位置检测器25和时间检测器27。

虽然可以采用任何类型的收发机13，收发机13最好是使用FM波、红外线通信(IrDA)等的收发机。收发机13与通信控制器15一起检查与其他移动站或基站的连接的定时，以执行与它们的通信。可以采用GPS和PHS作为位置检测器25。在移动站是一个汽车的情况下，可以采用汽车导航系统。此外，在存在一个速度传感器和一个加速度传感器的情况下，也可以采用它们作为位置检测器。关于位置的信息是二维的(纬度，经度)或三维的(纬度，经度和高度)。时间检测器27可以是一个时钟、一个从GPS获取时间的设备、或者一个从射频时钟获取时间的设备。通信控制器1 5可以使用来自位置检测器25和时间检测器27的信息来计算关于移动站的速度信息。

接着将说明移动站的操作。收发机13通过天线11接收无线信号，并将接收信号传递到通信控制器15。通信控制器15将接收信息存储在存储器19中。通信控制器15还通知显示控制器17关于新信息的接收以及在存储器19中的地址。显示控制器17确定是否要显示该信息。作为确定结果，如果要显示该信息，显示控制器17从存储器19的指定地址读出信息，并将其显示在显示设备21上。用户可以使用输入设备23来指定要显示的信息。例如，如果用户想要知道交通信息，则用户可以设置显示控制器17，使得显示设备23显示交通信息。此外，如果要发射给其他移动站的信息存在于存储器19中，则通信控制器5从存储器19的一特定地址读出信息，并准备如图4中所示的发射帧，从而使收发机13通过天线11发射信息。

需要注意的是，当通信控制器15接收到处于图4中的帧前部的发射源的位置信息和信息始端的位置信息时，通信控制器15还可以判断通信控制器15是否接收到整个帧。

(3)移动站中的处理

通信控制器15选择要发射的信息。特别地，通信控制器15为每个信息确定是否要发送该信息。实施这个处理是为了根据上述的离信息始端的距离和时间来限制信息的传播范围。另外，由于通信是在移动站的基站的位置都是未知的情况下进行的、从而不可能指定通信路线，所以必须避免出现这种情况，即，由于由高密度的移动站和基站引起的传输路径的重叠，使通信量增加。例如，这种情况如图6所示。在图6中，移动站A和B处于一个移动站非常密集的区域内，并且为了减少通信量，没有来自同一个信息始端的信息从移动站A和B中的一个传递到移动站C。令人满意的是，信息是通过站A和B以外的移动站传递到移动站C的。

虽然可以通过在移动站和消息上附加标识符来防止传输路径的重叠，但这是不现实的。这将导致消息变得更长的问题。本发明执行减少通信量、并根据距离和时间选择传递信息的处理。

在说明用于确定是否要传递信息的算法之前，先描述其前提。

(a)假定移动站和基站几乎是平均分布的。特别地，在移动站和基站之间的平均距离是大约恒定的，这个平均距离用符号D表示。后面将说明如何得到这个平均距离D。在某些情况下，平均距离D可能会缓慢变化。

(b)假定在基站和每个移动站中在一固定时间期限内的发射次数是恒定的。这个发射次数信息用N表示。在某些情况下，次数N也可能会缓慢变化。

(c)假定在两个移动站之间以及移动站和基站之间的通信限制距离(接收限制距离)是恒定的。这个通信限制距离用X表示。可以通过实际测量在移动站和基站中的无线电波接收强度来获得通信限制距离X。可以将通信限制距离X设置到一恒定值，作为移动站和基站的性能指标。此外，通信限制距离X可以是例如在周围的通信条件和移动速度的函数。

下面将说明如何获得平均距离D的方法(图7)。首先，在一预定时间周期t内接收可以被接收到的帧(步骤110)。周期t应该足够长，能满足不等式N×t＞1，并且应该比平均距离D改变的周期短得多。使用在每一帧中的发射源的位置信息和来自位置检测器25的位置信息，计算出到发送出该帧的移动站或基站的距离(步骤120)。在预定时间t过去之后，确定是否接收到足够多数目的帧(步骤130)。如果可以为足够多数目的帧计算距离，则可以计算出这些距离的平均值。平均距离值用D表示(步骤140)。反之，如果没有接收到足够数目的帧，对计算出的距离进行平均。通过考虑移动站的周围环境，例如速度、位置等，修正计算结果(步骤150)。例如，当一个汽车移动时，根据速度应用汽车之间的距离来执行修正。如果接收的帧数太小，则将从汽车周围情况导出的值当作为D，而不进行修正。需要注意的是，由于平均距离D改变，应该根据周围情况的变化适当地执行这个处理，并且应该修正平均距离D。

在上述的前提下，将参考图8说明一种用于确定是否要传递信息的算法，该算法是由通信控制器15执行的。首先，判断要被确定是否应该传递的信息(下文称之为传递信息)的有效期是否期满(步骤210)。如果该有效期已经期满，则不传递该信息(步骤270)。对于有效期是否期满的判断是以下列方式执行的。特别地，如果在传递信息的帧中包括一个时间作为一个阈值，则根据该时间是否已经过去来进行判断。如果在传递信息的帧中包括一个从信息始端的发射时间开始的时间，来作为一个阈值，则得到一个有效期的时间，并根据该时间是否已经过去来进行判断。为了得到当前时间，使用时间检测器27。需要注意的是，可以根据通信控制器15的一个唯一标准来进行有效期是否期满的判断。例如，可以将通信控制器15设计为使其只在从发射源或信息始端的发射时间开始的一预定时期内保持传递信息。

接着，判断移动站本身是否离开信息始端一预定距离(步骤220)。应用作为一个阈值的包括在传递信息的帧中的距离和包括在该帧中的信息始端的位置，可以根据由位置检测器25检测的移动站本身的位置是否位于一个半径等于作为阈值的距离、圆心在信息始端的圆内来进行判断。如果该移动站距离信息始端大于一预定距离，则不进行信息传递(步骤270)。应该注意的是，可以根据通信控制器15的一个唯一标准来进行关于距离的信息传递的可能性的判断，与关于时间的判断相似。例如，通信控制器15可以根据到发射源或信息始端的特有距离来确定是否要舍弃传递信息。

此外，判断到发射源的距离和移动站的密度是否满足预定条件(步骤230)。执行这一步骤的目的是为了确定如果移动站的密度足够高并且到发射源的距离很短则不执行信息传递。可以用上述的平均距离D来代替移动站的密度。此外，可以从包括在传递信息的帧中的发射源的位置信息和位置检测器25提供的位置信息获得到发射源的距离。例如，假定到发射源的距离为d，如果建立不等式d＜(1-D/X)X(X：上述的接收限制距离)，则进程进行到步骤270。考虑到密度D的分布和无线电波的接收限制距离X的误差，可以调整这个不等式。例如，如果作为平均距离D的计算来源的样本帧的数目较小，通过引入满足不等式0＜＜ε＜1的ε，可以将传递不可能性条件放松为如不等式d＜(1-D/X-ε)X所示。

此外，判断发射源是否与信息始端相同(步骤240)。接着，判断在连接信息始端和发射源的直线与连接发射源和移动站本身的直线之间的角度是否位于一预定角度内(步骤250)。这表明了从信息始端径向传播信息的条件，这样则传递路径不会迂回和相互重叠。假定移动站本身的位置向量为r，发射源的位置向量为s，该发射源的始端是信息始端，那么这个条件如下面的不等式所示。

((r－s)·s/(|r－s|×|s|)＞C＞0

其中，C＝cosθ，sinθ＝D/X。

这个条件如图9中所示。在图9中，由于移动站a处于离开连接信息始端和发射源的直线的一预定角度θ的区域内，即，由于在这种情况下给定φ＜θ，可以发射传递信息(步骤260)。此外，可以用移动站a是否处于两条直线之间的区域内来表示这种情况，其中，这两条直线与一个半径等于平均距离D、圆心距离发射源为接收限制距离X并处于连接信息始端和发射源的直线上的圆相切。另一方面，由于移动站b不处于预定角度θ的区域内，即，由于在这种情况下给定φ＞θ，不发射传递信息(步骤270)。作为另一种替换条件，移动站本身处于图9中的圆内和一个离开发射源并在该圆外的区域，也就是说，可以采用这种条件，即移动站到发射源的距离大于通过将接收限制距离减去平均距离所得到的值。

需要注意的是，上述的不均匀是一个例子，可以独立地确定预定角度θ，而与平均距离D和接收限制距离X无关。此外，信息传递的可能性可以由步骤210、220、230、240和250中的任何一步来确定，或者可以由它们的任意组合来确定。此外，这些步骤的顺序可以任意改变。可以通过将公式分成两个以上来表示这些条件。

当在一个移动站密度非常高的位置发送出信息时，可能期望出现这种情况，即舍弃该信息，而不进行传递。在这种情况下，信息始端将距离的阈值设置为0或者使发射时间和舍弃时间相等就足够了。

通过上述的通信控制器15的操作，有可能为每个信息确定信息传递的可能性。

下面将说明本发明的应用举例。假定移动站是一个便携式信息终端并且个人用户具有该便携式信息终端。例如，信息始端是一个零售商店，它与位置信息一起发送专门的销售信息或商店信息。持有便携式信息终端的用户可以在得到专门的销售信息之后光顾这个专门的销售商店。如果他对这个专门的销售商店不感兴趣，他将离开这个商店。当这个用户离开商店之后在街上行走时，他的便携式信息终端与其他用户的便携式信息终端交换信息。在重复信息交换的同时，该信息将被一个对这个专门销售信息感兴趣的用户所接收。便携式信息终端自动执行这种与口头表达通信类似的信息传递，从而可以执行信息采集。此外，通过由许多商店发送出类似的信息，便携式信息终端的持有者可以比较专门的销售信息，这样他们可以买到更便宜的商品。由于信息本身的传播是将其发送给一小部分用户，而不是将其一次发送给很多用户，作为信息始端的商店可以以低成本聚集顾客。

此外，旅游设施也可以是信息始端。例如，旅游设施发出火车、公共汽车、飞机等的离站和到站向导信息。本发明展示了在他们的时刻表被扰乱的情况下的作用。例如，在火车站由个人所持有的便携式信息终端从交通设施接收通知火车晚点的信息，并且如果在火车站人们移动，则信息传播到整个火车站。此外，如果设置在公共汽车上的移动站接收通知火车晚点的信息，或者如果一个持有已经接收到通知火车晚点的信息的便携式信息终端的个人上了公共汽车，这个信息则沿公共汽车路线被发射。如果一个在公共汽车站等着开向火车站的公共汽车的人的便携式信息终端接收到通知火车晚点的信息，这个人可以考虑使用火车之外的其他交通工具，不会再乘公共汽车。如上所述，如果这种情况突然发生，则发送不能由电视和广播处理的局部和实时信息变得可能。此外，有可能避免出现火车站的人过于拥挤的情况。

作为另一个例子，移动站可以是一个汽车。在这种情况下，一个便携式信息终端与汽车相连，或者汽车导航系统具有移动站的功能。信息始端可以是一个加油站或停车场。在加油站的情况下，信息始端发射有关加油站的位置和汽油价格的信息。在停车场的情况下，信息始端发射有关空车位的信息。该信息从一个汽车传播到另一个汽车。例如，信息从不需要加油的汽车发射到需要加油的汽车，并且信息从不计划停车的汽车发射到计划停车的汽车。在停车场和加油站，可以从其他车获得有关餐馆的信息、来自零售商店的专门销售信息和关于这个地区的观光向导信息。

可以采用在现有技术中公开的交通信息的发送。交通堵塞信息更是局域化的并且在实时地改变，它可以由汽车之间的通信来发送。需要注意的是，用户可以使用一个输入设备而成为信息始端。特别地，用户通过将信息输入到输入设备，可以立即向其他车辆发射关于发生在他们眼前的的一场交通事故的信息。此外，如果用户具有一个图象获取设备，例如数字摄象机，还有可能向其他移动站发射获取的图象。