CN100531103C - 向移动终端提供数据流的通信方法和电信网络 - Google Patents

向移动终端提供数据流的通信方法和电信网络 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于提供非连续无线覆盖的电信网络的通信方法，该电信网络具有多个小区，该方法包括：向位于多个小区中第一小区覆盖范围内的移动终端提供数据流，当移动终端移动到该覆盖范围之外时，中断数据流，确定位于该无线覆盖范围之外的移动终端的位置，预测多个小区中的第二小区为移动终端的目标小区，向指定给多个小区中的第二小区的服务器提供数据流，当移动终端位于多个小区中的第二小区覆盖范围内时，向移动终端恢复数据流。

Description

向移动终端提供数据流的通信方法和电信网络
技术领域
本发明涉及电信领域，更具体地说，本发明涉及向移动终端发送数据流，但本发明并不局限于此。
背景技术
蜂窝话音和数据网络促进了“任何时刻，任何地点”的连接，但它们相当昂贵，并且带宽很低。信息站(Infostation)网络被人们认为是可以满足移动应用需求的可行替换方案。(Frenkiel，B.R.Badrinath，J.Borras和R.Yates.“The infostations challenge：Balancing cost andubiquity in delivering wireless data”.IEEE Person.Commun.，7(2)：66--71，2000；“Exploiting Data Diversity And Multiuser DiversityIn Noncooperative Mobile Infostation Networks”(2003)Wing HoYuen，Roy D.Yates，Siun-Chuon Mau；“Combining Infrastructure andAd hoc Collaboration for Data Management in Mobile WirelessNetworks”(2002)Olga Ratsimor，Sethuram Balaji Kodeswaran，Anupam Joshi，Timothy Finin，Yelena Yesha)。
信息站网络由一组提供小范围高带宽无线覆盖的塔组成。它们提供高速非连续覆盖，这自然地成本很低。经过其附近区域的用户能够接入网络。在这种意义上，信息站类似于连接到信息服务器的基站，基站提供网络连通性，而信息服务器处理数据请求。这样，移动终端经历连通区域(当接近信息站时)以及断开区域(当附近没有信息站时)。
发明内容
本发明提供了一种通信方法，以及一种提供非连续无线覆盖的电信网络，例如信息站网络。当移动终端位于电信网小区覆盖范围内时，例如与信息站极接近时，向移动终端提供数据流。当移动终端移动到电信网络所提供的覆盖范围之外时，中断数据流。
当移动终端位于电信网络的覆盖范围之外时，确定其位置。向电信网络的某个部件，例如信息服务器，提供相应位置信息，用于预测移动终端将要移动到的电信网的目标小区。在移动终端实际到达该目标小区之前，向预测目标小区提供移动终端数据流。这样，当移动终端到达该目标小区时，可以以最小的时延恢复向移动终端传输数据流。
按照本发明的一个优选实施方式，利用第二网络，例如具有全球覆盖的蜂窝网络，例如GSM、GPRS、UMTS-FDD，或者面向热点区域的蜂窝网络，例如WLAN或UMTS-TDD，或者基于标签的位置系统，确定移动终端的位置。作为选择，也可以利用卫星定位系统，例如GPS，或者其它位置确定技术，例如三角测量法。
按照本发明的另一个优选实施方式，发送到移动终端的数据流通过例如许可证密钥加密。为了进一步减小恢复向移动终端传输数据流的时延，在移动终端到达之前，将加密密钥传送到目标小区。通过这种方式，当移动终端到达目标小区的覆盖区域并请求恢复数据流时，目标小区不再需要请求加密密钥。
按照本发明的另一个优选实施方式，根据移动终端的历史移动模式来预测目标小区。例如，历史移动模式包括用户的多个典型路线。可以通过跟踪用户终端的移动来得到这种典型路线。利用位置信息，识别典型路线之一为实际路线。通过这种方式，可以识别目标小区。
按照本发明的另一个优选实施方式，历史移动模式包括分叉，也就是两种不同路径具有相同的初始小区，但是不同的目标小区。存在服务器(presence server)指示该移动终端沿着哪一条岔路在移动，从而使信息服务器能够确定目标小区。
按照本发明的另一个优选实施方式，信息服务器预订位置信息，也就是说，信息服务器不断接收电信系统覆盖之外的移动终端的实际位置的位置信息。通过这种方式，可以确定移动终端移动的精确轨迹，以使可以精确地预测目标小区和/或到达目标小区的时间。
需要注意，本发明特别有用，因为它在移动终端位于无线覆盖之外时，能够更为精确地预测目标小区，以准备恢复数据流。通过这种方式，可以大大减少恢复数据流传输的时间延迟。
附图说明
下面通过例子，结合附图，更为详细地描述本发明的优选实施方式，其中：
图1是本发明电信系统实施方式的框图；
图2是本发明方法优选实施方式的流程图；
图3说明了本发明的应用。
具体实施方式
图1示出了提供非连续无线覆盖的信息站网络的框图。该信息站网络有多个小区-所谓的“信息站”-100，102，...，小区100，102，...中的每一个都有指定的本地服务器。小区100的本地服务器104连接到空中接口106，以向小区100提供无线覆盖。本地服务器104具有用以存储加密密钥的存储器108和缓冲存储器110。
同样，小区102的本地服务器112与本地服务器104的设计相似。本地服务器112连接到空中接口114，具有用以存储加密密钥的存储器116和缓冲存储器118。分配给单个小区100，102，....的本地服务器104，112，...通过传送网络122连接到信息站网络的信息服务器120。
信息服务器120连接到内容服务器124，后者用于向本地服务器104，112，...之一提供数据流126，该数据流由本地服务器传送到位于各个移动覆盖区域的移动终端。信息服务器120具有数据库128，用于存储每个用户的移动模式。
此外，信息服务器120通过传输网132连接到存在服务器130。存在服务器130属于无线网134，它提供连续覆盖以及移动终端实际位置的位置信息。例如，无线网134是GSM、GPRS、UMTS-FDD、WLAM、UMTS-TDD或者其它类型的网络。
存在服务器130基于适当的定位技术，例如通过提供小区标识或标签标识，通过三角测量法，或者用于蜂窝电信网中定位服务的其他技术，提供无线网134覆盖区域内活跃的移动终端的位置。作为选择，无线网134也可以不是电信网，而仅仅用于定位移动终端，例如是GPS卫星定位系统。
在操作中，具有移动终端138的用户136在小区100无线覆盖内的位置A。移动终端138可以是任何类型的移动通信设备，例如移动电话，个人数字助理(PDA)，具有无线接口的便携式计算机，或者安装在交通工具上，例如汽车上的通信设备。
移动终端138通过空中接口106从本地服务器104接收数据流126。在传送给移动终端138之前，数据流126先缓存在本地服务器104的缓冲存储器110中。在传送给移动终端138之前，通过存储在存储器108中的加密密钥对数据流126进行转换。
数据流126可以有在移动终端138上再现的任何内容，例如信息、新闻、音频和/或视频。该内容由内容服务器124交付给信息服务器120，在那里它被转换成数据流126，通过传输网络122传送给本地服务器104。
典型地通过空中接口106向移动终端138传输数据流126的数据速率高于在移动终端138上再现数据流126的数据速度。这使得移动终端138将一部分数据流126填充到其缓冲器，以在位于类似信息站网络的小区100，102，...之一的覆盖之外时，可以再现数据流126。
当用户136将移动终端138移出小区100的无线覆盖之外时，将通过信令告知信息服务器120，中断到本地服务器104的数据流126的传输，以及通过空中接口106进行的数据流的传输。当用户136从位置A移动到B时，它仍然位于无线网络134的覆盖之内。这样，用户136在位置B的位置被无线网络134的存在服务器130所确定。
当信息服务器120接收到的信令信息指示移动终端138已经离开小区100时，它通过传输网132向存在服务器130发送一个或多个请求140，用以从存在服务器130得到移动终端138的实际位置的位置信息142。作为对请求140的响应，存在服务器130通过网络132将位置信息142发回给信息服务器120。
根据位置信息142和存储在数据库128中的用户136的移动模式，信息服务器120通过考虑用户的实际位置B，以及存储在数据库128中的用户的历史移动模式，预测用户136可能会移动到的目标小区102。
在标识小区102为可能的目标小区之后，信息服务器120恢复数据流126的传输。因为小区102已经被标识为可能的目标小区，将数据流126通过传输网122传送给本地服务器112，以预先将数据存入缓冲存储器118中。此外，将用于转换数据流126的加密密钥传送到本地服务器112的存储器116中。这样，在用户136到达位置C时，因为数据流126已经预先存入在缓冲存储器118中，并且加密密钥已经存储在存储器116中，所以能够以最小的时延通过空中接口114向移动终端138恢复传输数据流126。
图2示出了相应的流程图。在步骤200，具有移动终端的用户位于信息站的无线覆盖内。流数据从信息站传送到移动终端。
在步骤202，用户移出了信息站的无线覆盖。这意味着数据流被中断。但是，用户仍然位于用于位置确定的无线网络的覆盖范围内。在步骤202中确定用户的位置，并将其输入到信息站网络的信息服务器中。
基于该信息，信息站网络的信息服务器对用户可能移动到的相邻信息站进行预测。这可以根据从无线网络接收的连续位置信息推导用户轨迹来实现。连续位置信息还能够帮助精确预测用户到达相邻信息站无线覆盖的时间。选择地，或附加地，还可以考虑用户的历史移动模式。这能够限制信息服务器用于预测用户路线中连续信息站所需的位置信息的数量。
例如，移动模式包括用户通常沿其行进的多个可选路径。从无线网接收的位置信息使得信息站网络的信息服务器能够确定哪一条用户的常用路径是实际路径。路径的确定隐含着对相邻信息站目标小区的预测。
一旦已经预测到了相邻目标小区，将内容数据和/或加密密钥预取到预测的相邻信息站的本地服务器中(步骤206)。通过这种方式，当用户移动到预测信息站的无线覆盖内时，在步骤208中立即恢复数据流。当用户沿其路径移动出无线覆盖时，针对用户路径上的下一目标小区执行同一过程。换句话说，控制从步骤208返回到步骤202。
图3示出了本发明的电信网络的一个实现例子。信息站2、3、4和5沿着市区的道路布置。该市区区域还被蜂窝电信网所覆盖，该网络具有多个小区142，提供连续覆盖。
在第一步，观察用户的移动模式。典型地，用户从信息站2移动到信息站3，然后向前移动到信息站5或者信息站4。因此，在这里考虑的例子中，用户的典型移动模式具有分叉，从而是不明确的。
在这里考虑的优选实施方式中，信息站网络的信息服务器向无线蜂窝电信网的存在服务器预订位置信息。接收的位置信息采用蜂窝无线电信网小区的小区标识形式。因此，当用户从信息站3移动到信息站4时，信息服务器接收以下小区标识序列：A、B、C、D、E、F和G。当用户沿另一路径从信息站3移动到信息站5时，信息服务器接收以下小区标识序列：A、B、C、D、H、I、J和K。根据该信息，信息服务器推断：
(i)在小区D有分叉以及
(ii)小区E和H是分叉的相邻小区。
接下来，信息服务器只有当用户沿他或她的惯常路线经过信息站3时，向蜂窝无线电信网的存在服务器请求位置信息。信息服务器向存在服务器发出的位置信息请求是针对小区H和E的。换句话说，信息服务器只有在用户移动到小区E或H时，向存在服务器请求位置信息，因为这是信息服务器为了确定用户是向信息站5移动，还是向信息站4移动所需的唯一信息。
因此，信息服务器向存在服务器请求指示在用户移动模式的分叉后的两个小区标识的位置信息，从而能够从存在服务器接收指示用户实际向分叉后两个小区中哪一个移动的通知。据此，信息服务器消除了用户路线的不确定性，确定了相邻目标信息站，也就是当存在服务器指示小区E时，确定信息站4，当存在服务器指示小区H时，确定信息站5。通过这种方式，能够大大减少从存在服务器向信息服务器传送的位置信息的数据量。
标号列表
2信息站
3信息站
4信息站
5信息站
100小区
102小区
104本地服务器
106空中接口
108存储器
110缓冲存储器
112本地服务器
114空中接口
116存储器
118缓冲存储器
120信息服务器
122传输网络
124内容服务器
126数据流
128数据盒
130存在服务器
132传输网络
134无线网络
136用户
138移动终端
140报告
142小区

Claims (7)

1.一种用于提供非连续无线覆盖的电信网络的通信方法，该电信网络具有多个小区，该方法包括：
向位于多个小区中第一小区覆盖范围内的移动终端提供数据流，
当移动终端移动到该覆盖范围之外时，中断该数据流，
确定位于该无线覆盖范围之外的移动终端的位置，
基于该位置确定，预测多个小区中的第二小区为移动终端的目标小区，
向指定给多个小区中的第二小区的服务器提供数据流，
当移动终端位于多个小区中的第二小区覆盖范围内时，向移动终端恢复数据流。
2.根据权利要求1的通信方法，其中所述数据流是已加密的，并且还包括在移动终端到达多个小区中的第二小区覆盖范围内之前，将加密密钥传送给所述服务器。
3.根据权利要求1的方法，还包括：
提供描述移动终端的可选路线的数据；
基于对位置的确定，确定一条路线；
其中根据路线确定预测多个小区中的第二小区。
4.根据权利要求1的方法，还包括预测移动终端到达多个小区中的第二小区覆盖范围内，从而恢复数据流的时刻。
5.一种电信网络，包括提供非连续无线覆盖的多个小区(100、102...)，以及一种信息服务器(120)，用以控制数据流到多个小区的传输，该信息服务器适于连接到存在服务器(130)上，该服务器(130)用以接收关于无线覆盖范围之外的移动终端(138)的位置的位置信息，该信息服务器适于基于该位置信息，控制数据流(126)向移动终端的传输。
6.根据权利要求5的电信网络，存在服务器属于提供连续无线覆盖的网络(134)。
7.根据权利要求5的电信网络，该信息服务器具有存储部件(128)，它存储有描述移动终端历史移动模式的信息，用以在该移动终端位于无线覆盖范围之外时，预测多个小区中的目标小区。
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