[发明专利]用于嵌入用户通信终端的个域网节点的无线电覆盖范围扩展器

说明书

技术领域

本发明一般涉及个域网(PAN，Personal Area Network)领域，具体地说，涉及无线PAN(WPAN)和无线传感器网(WSN，Wireless Sensor Network)。更具体地说，本发明涉及一种用于WPAN或WSN节点，诸如ZigBee节点的无线电覆盖范围扩展器，该节点嵌入诸如移动电话、智能电话等的用户通信终端。

背景技术

WPAN、WSN和类似网络正在变得日益重要，因为它们允许将新类型增值服务提供给用户。蓝牙(IEEE标准802.15.1)和ZigBee(IEEE 标准802.15.4)是用于WPAN和WSN的标准的例子，WPAN和WSN在最近几年变得普及。

具体地说，ZigBee收发机因为它们的低功耗和ZigBee节点在“ad-hoc”网中自配置本身从而允许数据从一个节点间接传输到另一个节点的能力而被感兴趣地考虑。除此之外，将模拟收发机前端和用来管理完全通信协议的功能都集成在单个芯片中的可能性使得能够在智能卡装置(像在诸如能够在GSM(通用移动通信系统)和UMTS(通用移动电信系统)网中操作的移动电话的移动通信终端中使用的用户身份模块(SIM))及多媒体卡(MMC)内嵌入ZigBee节点。

无线通信接口在SIM卡内的集成在现有技术中是已知的。

例如，WO 01/95605公开了一种系统，该系统包括SIM模块和GSM终端，该SIM模块具有连接到蓝牙从单元的常规GSM SIM卡，该GSM终端包括蓝牙主单元。SIM与终端的通信通过所述蓝牙单元发生。

EP 1738602和EP 1815407公开了用于可在移动网络中操作的移动终端的SIM卡，SIM卡包括无线电收发机模块，该无线电收发机模块旨在用于不通过移动网络的通信。按这种方式，得到ZigBee-SIM(Z-SIM)，即嵌入有ZigBee节点的SIM卡，该ZigBee节点能够与WPAN交互，并因而能够将新的增值服务提供给最终用户；此外，ZigBee节点集成在SIM卡中允许用户即使当改变移动电话时也保持与WPAN网络的连接功能。

发明内容

本申请人已经观察到，WPAN或WSN节点在用户终端内的集成，例如在与用户终端结合使用的智能卡，像用在移动电话中的SIM卡上的集成尽管在几个方面是有利的，但常常会引起无线电覆盖范围的问题。在移动电话中，SIM卡典型地插入位于电池组下面的槽中。电池组以及移动终端的其它组件相对于电磁场起屏蔽的作用并且强烈地衰减信号，这些信号由WPAN节点收发机发射和/或应当由其接收。由于这个原因，强烈地减小嵌入SIM卡的WPAN节点的无线电覆盖范围。

本申请人解决如下问题：克服嵌入将在用户终端中使用的智能卡的PAN节点的无线电覆盖范围的减小。

基本上，根据本发明的一个方面，提供一种无线电覆盖范围扩展器，用于扩展被嵌入用户终端的无线网络节点的无线电范围。无线电覆盖范围扩展器适于被包括在用户终端中并且包括：

无线电信号转发器，可操作用于从无线网络节点接收无线电信号，并将接收的信号重发到用户终端外，和

电源模块，可操作用于从它恰好浸没在其中的电磁场中提取电能，并且存储提取的电能，以便将存储的电力提供给无线电信号转发器。

电源模块可以包括整流天线和电容器。优选地，电容器是超级电容器，特别是碳纳米管电容器。

无线电覆盖范围扩展器可以包括另外的无线电信号转发器，该无线电信号转发器可操作用于从用户终端外接收无线电信号，并且将它们重发到嵌入用户终端的无线网络节点。

无线电覆盖范围扩展器可以包括控制单元，该控制单元配置成可操作用于管理无线电覆盖范围扩展器与嵌入用户终端的无线网络节点的网络联接。

具体地，控制单元可操作用于：

寻找由预定试运行标识符识别的现有网络，该预定试运行标识符是分配给由嵌入用户终端的无线网络节点协调的网络的试运行标识符；

联接到由试运行标识符识别的网络；

从嵌入用户终端的无线网络节点接收运行参数；以及

使用接收的运行参数联接到嵌入用户终端的无线网络节点。

或者，控制单元可操作用于：

寻找处于试运行状态的现有网络；

当发现处于试运行状态的网络时，监视和比较从用户终端内接收的无线电信号和从用户终端外接收的无线电信号的强度，以及

如果从用户终端内接收的无线电信号比从用户终端外接收的无线电信号强，则与处于试运行状态的网络联接。