扫描多无线电技术通信系统中的可用的无线设备服务

具体实施方式

本发明在各种实施例中，通过将多个天线的使用与动态地扫描不同的无线服务的能力结合起来，无需用户干预，定位最可能的或成本最低的备选服务，可以增强消费者的体验，并可以节省成本。多个天线的存在允许同时扫描多个服务，因而显著地缩短了总的扫描时间。一旦选择了特定的服务，多个天线的存在可以用于实现分集的效果，包括(i)消除多径信号失真，以及(ii)实现自适应或“智能”天线阵列，其信号处理算法适于连续地区别所需信号，多路径，以及干扰信号，并且计算所需信号的到达方向。一旦确定了最可能或成本最低的可用备选服务，无线设备就可以使用专用于所选定的所选定的网络设施的多个天线，支持交互式语音和数据呼叫，无需使用在职的卫星或陆地蜂窝载波。

图1显示了根据本发明的一个实施例的示范性系统100，具有在第一操作模式下操作的无线设备101。如图所示，系统100包括无线设备101和4个无线通信服务103(1)-103(4)。无线设备101是具有四个天线102(1)-102(4)的MIMO设备，每一个都连接到无线设备101内的相应的无线电104(1)-104(4)。在这里的方框图中，虚线的箭头代表进行扫描可用服务期间的操作，而实线的箭头代表进行语音和/或数据通信期间的操作。

如这里所使用的术语“无线设备”，包含可以访问蜂窝系统的各种便携式或静止的无线设备，包括，但不仅限于，(i)有或者没有数据处理或数据通信能力的蜂窝无线电话，(ii)可以包括无线电话、寻呼机、因特网/内部网访问、Web浏览器、组织器(organizer)、日历和/或全球定位系统(GPS)接收器的个人数字助理(PDA)，以及(iii)包括无线收发器的常规笔记本电脑、掌上电脑，或流行的计算设备。

如这里所使用的术语“服务”和“通信服务”，包括，例如，发展，只是数据(1xEV-DO)；发展，数据和语音(1xEV-DV)；无线电传输技术(1xRTT)；高级移动电话服务(AMPS)；码分多址(CDMA)；CDMA2000；增强型数据速率GSM演进技术(EDGE)；通用分组无线电业务(GPRS)；全球移动通信系统(GSM)；高速下行链路分组接入(HSDPA)；集成数字增强网络(iDEN)；一键通(PTT)；时分多址(TDMA)；通用移动电话业务(UMTS)；全球微波接入互通(WiMax)；无线保真(WiFi)；基于因特网协议的语音(VoIP)；基于无线局域网的语音(VoWLAN)；蓝牙；WiBree；以及ZigBee；以及其他语音和/或数据通信服务，比如通过广域网(WAN)、个人(或处理器)区域网络(PAN)、室内无线LAN、特高速固定和移动无线(点对多点)网络、声音通信，以及广播系统，如高清晰度电视(HDTV)所提供的那些。术语“服务”和“通信服务”还应该被理解为包括给定语音和/或数据通信服务内的一个或多个单独频率、频带或频率子频带。

在第一操作模式下，如图1所示，每个天线102(1)-102(4)都被捆绑到相应服务103(1)-103(4)，并被用来判断该服务是否可用。相应地，无线设备101包括实现同时使用全部四个天线102(1)-102(4)的算法的处理器以及它们的对应的收发器104(1)-104(4)以分别扫描服务103(1)-103(4)的可用性。如果没有服务被判断为可用，则扫描继续进行，直到有服务被判断为可用。如果有服务被判断为可用，那么，无线设备进入第二操作模式，如下所示。

图2显示了带有在第二操作模式下操作的无线设备101的系统100。在此示例中，在第一操作模式期间，服务2被判断为可用。相应地，在第二操作模式下，对可用的服务的扫描停止，而所有四个天线102(1)-102(4)以及它们的对应的收发器104(1)-104(4)(只在图1中显示)变为专用于服务2，以利用MIMO通信的优点，包括，例如，使用多径传播以增大数据吞吐量和范围和/或减少误比特率。只要服务2保持可用，则无线设备101留在第二操作模式下。如果服务2变得不可用，则无线设备返回到第一操作模式。

图3是用于控制无线设备101的操作模式的示范性算法的状态图。如图所示，无线设备101保持在扫描状态下，每个天线102(1)-102(4)被同时使用以扫描不同的服务，直到服务103(1)-103(4)中的一个被判断为可用。一旦有服务被判断为可用，无线设备101进入通信状态，天线102(1)-102(4)中的每个被同时使用，与单个可用服务进行MIMO通信。无线设备101保持在通信状态，直到当前服务变得不可用，此时，无线设备101返回到扫描状态。

尽管在图2中，所有四个天线102(1)-102(4)都用于在第二操作模式期间进行与服务2的专用通信，但是，无线设备101的备选实施例也是可以的。

例如，在如图4所示的实施例中，无线设备101只使用三个天线102(1)-102(3)来与服务2进行专用通信，而第四个天线102(4)被用来扫描其他可用的服务。由于第四个天线102(4)连续地扫描其他可用的服务，而天线102(1)-102(3)正用于与服务2的专用的语音和/或数据通信，在服务2变得不可用的情况下，无线设备101优选情况下可以通过将天线102(1)-102(3)切换到已经被天线102(4)判断为可用的备选的服务来有利地快速恢复。尽管在图4中第四个天线102(4)是唯一一个用来扫描的天线，而其他三个天线102(1)-102(3)用于专用通信，在备选实施例中，两个或更多天线可以用于进行扫描，而其余的天线用于专用通信。向各个天线分配扫描和通信任务也可以是动态的。例如，第四个天线102(4)可以最初执行基于单一输入单一输出(SISO)的搜索，以生成可用服务的列表，并且然后，无线设备101然后可以每个可用的服务地，使用一个或多个其他天线进行扫描，按照列表中的顺序进行。

或者，可以实现一种算法，不是只有在服务2变得不可用的情况下才切换到备选服务，而是如果备选服务被判断为就带宽、速度、成本，和/或其他因素而言优于服务2，无线设备101就切换到该备选服务。(同样，在上面的图1所示的第一操作模式下，无线设备101作为替代地可以选择就带宽、速度、成本和/或其他因素而言最佳的服务，而不只是选择被判断为可用的第一个服务。)用于进行切换的算法可以是(i)完全自动化的，以便在切换服务时无需用户干预，(ii)手动的，以便无线设备发射可听信号和/或显示可用服务的列表，提示用户进行选择，或(iii)混合型的，基于某些规则自动切换，并且基于其他规则进行手动切换。取决于系统配置，比如切换是否从一个服务切换到另一个服务自组织地完成，在某些实施例中，切换可以在语音呼叫或数据会话期间进行，而在其他实施例中，网络和服务切换可以仅限于呼叫或会话之间的时段。

尽管在上文所描述的某些实施例中，在扫描过程期间每个天线都被捆绑到不同的服务，但是，应该理解，每个天线都可以用来扫描一个以上的服务。

例如，如图5所示，在存在八个不同服务103(1)-103(8)的情况下，无线设备101的天线102(1)-102(4)可以被配置为同时分别扫描服务1到服务4，然后，同时分别扫描服务5到服务8，然后，返回到扫描服务1到服务4等等。在各种实施例中，扫描可以以各种定时方案进行。例如，天线102(1)可以以其自己的独立的步调在扫描服务1和服务5之间交替，而天线102(2)可以以其自己的独立的步调在扫描服务2和服务6之间交替，而天线102(3)可以以其自己的独立的步调在扫描服务3和服务7之间交替，而天线102(4)可以以其自己的独立的步调在扫描服务4和服务8之间交替。

图6显示了每个天线扫描一个以上的服务的另一个实施例。如图所示，在无线设备101中，每个天线102(1)-102(4)适于扫描服务1到服务4中的每个，并且每个天线102(1)-102(4)独立地循环扫描所有四个服务，直到定位到可用服务。一旦定位了服务并与服务建立了连接，则无线设备101可以以与图4的无线设备101的类似的方式操作，一个(或多个)天线继续扫描可用服务，而其余天线用于进行专用的语音或数据通信。

通过因特网或内部网进行的VoIP呼叫(通常相对来说比较便宜或免费)通常是使用支持VoIP的电话或运行专门软件的个人计算机来进行的。然而，这些呼叫传统上要求用户手动并有意识地启动VoIP通信。在本发明的某些实施例中，在无线设备中提供了VoIP功能，使得无线设备可以允许使用相对来说低成本的或无成本的本地无线设施，比如VoIP、VoWLAN、或WiFi(当可用时)，而不是使用较高成本的基于传统的卫星或陆地蜂窝网络。切换到VoIP的操作可以自动地执行，或者通过提示用户以告知用户在任何地方可用的潜在的较便宜的VoIP服务。因此，根据本发明的某些实施例的蜂窝无线设备最好是支持VoIP和/或VoWLAN的，适于自动地登录预订的可用服务，并被配置为连续地扫描可用网络，正如常规的支持WiFi的设备，比如用于笔记本电脑或PDA的以太网卡。引入这样的多用途的无线设备还有利地允许采用某些负载平衡配置文件，以便降低进一步扩建现有的支持蜂窝网络的基础架构的需求。

实际上，正在使用诸如UTMS或CDMA2000之类的基于3G(第三代)网络的话音呼叫的设备的根据本发明的某些实施例的无线设备的用户，可能走进WiFi“热点”，然后在呼叫的其余部分要么手动要么自动地切换到WiFi网络，从而节省了成本。如此，在这样的无线设备中实现的算法适于从当前MIMO服务(在此情况下是3G网络)周期性地解除其中一个天线的分配，并将它分配到备选服务(在此情况下是WiFi)，进行扫描以确定备选服务是否可用，决定是否切换到备选服务，并切换到备选服务。或者，在某些实施例中，一个或多个天线可以专门用于连续地扫描可用服务，而不用于进行数据传输或语音通信。

此外，如上文所提及的，由根据本发明的某些实施例的无线设备支持的“服务”可以包括不同的频率、频带或频率子频带。例如，WiFi 802.11a工作在5GHz，而WiFi 802.11b和802.11g工作在2.4GHz。因此，根据本发明的某些实施例的无线设备最好包括支持这两个频率的天线结构。尽管天线通常具有针对给定的频带调谐的给定物理长度，但是，可以预期，一个天线可以与不同的频带一起使用，例如，通过动态地改变其长度或使用包含一个或多个天线元件阵列的有源天线。

应该理解，虽然前面的讨论将天线作为从一个服务切换到另一种服务的设备，但是，在本发明的各种实施例中，为每一个天线提供了现有技术已知的适当的收发器电路，以利用各种服务执行实际的通信处理。这样的收发器电路适于支持适合于由无线设备支持的服务的各种无线电接入技术、调制方案，以及频带。应该进一步认识到，本发明的特定实施例可以支持这里所描述的一个或多个操作模式，但不一定支持所有的这些操作模式。

在某些实施例中，根据本发明的无线设备适于选择一个以上的可用服务同时用于进行数据和/或语音通信。例如，无线设备可以使用WiFi服务来进行VoIP通信，而使用GSM服务实时提供驱动方向。

本发明的至少一部分可以作为基于电路的进程来实现，包括作为单一集成电路(比如ASIC或FPGA)、多芯片模块、单一卡、或多卡电路封装的可能实现方式。对本领域技术人显而易见的是，电路元件的各种功能也可以作为软件程序中的处理块来实现。这样的软件可以用于，例如，数字信号处理器、微控制器，或通用计算机中。

本发明可以以方法的形式以及用于实施那些方法的设备来实现。本发明的至少一部分也可以以在有形的介质(如磁记录介质、光学记录介质、固态存储器、软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其他计算机可读取的存储介质)中实现的程序代码的形式来实现，其中，当程序代码被加载到诸如计算机之类的机器并由它们执行时，该机器变为用于实施本发明的设备。本发明的至少一部分也可以以程序代码的形式实施，例如，无论存储在存储介质中，加载到机器中和/或由机器执行，或通过某些传输介质或载体传输，比如通过电线或电缆、通过光纤，或通过电磁辐射，其中，当程序代码被加载到诸如计算机之类的机器中并被执行时，该机器变为用于实施本发明的设备。当在通用处理器上实现时，程序代码段与处理器结合，以提供与特定逻辑电路类似地工作的唯一设备。

除非明确地声明，每个数值和范围都应该被解释为就好像在值或范围前面存在“大约”或“差不多”这样的用词。

应该进一步地理解，在不偏离如下面的权利要求书所表达的本发明的范围的情况下，所属领域的技术人员可以对这里所描述的以便说明本发明的特征的那些部分的细节、材料、步骤和布局进行许多更改。

应该理解，这里阐述的示范性方法的步骤不一定按所描述的顺序执行，这样的方法的步骤的顺序应该被理解为只是示范性的。同样，在这样的方法中也可以包括额外的步骤，在根据本发明的各种实施例的方法中，也可以省略或组合某些步骤。

虽然下面的权利要求中的元件是利用对应的标记按特定顺序记载的，但是，除非权利要求的记载暗指了实现某些或全部那些元素的特定顺序，否则，那些元件不一定仅限于按该特定顺序实现。

此外，对于本说明书，术语“耦合”、“连接”是指当前技术已知的或以后开发的允许在两个或更多元件之间传输能量的任何方式，预期可以插入一个或多个额外的元件，虽然不是必需的。相反，术语“直接耦合”、“直接连接”等等，意味着不存在这样的额外元件。

这里所提及的“一个实施例”、“实施例”是指，参考实施例所描述的特定功能、结构或特征可以包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书中的不同位置出现短语“在一个实施例中”不一定都是指同一个实施例，也不是指与其他实施例互相排斥的单独的或备选实施例。同理也适用于术语“实现方式”。