CN107409298A - 移动环境中的对等网络连接 - Google Patents

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Abstract

实施例涉及联网设备(100)，包括：低功耗蓝牙或BLE无线接口(102)，用于与BLE设备(110)建立对等连接(105)；网络接口(101)，被配置为与网络(140)进行连接并提供对网络的网络接入；测量模块(103)，用于测量对等连接的第一性能；以及决策模块(104)，被配置为执行以下步骤：指令BLE接口(102)断开与BLE设备的对等连接(105)；向其他设备(120、130)请求在相应的其他设备和BLE设备(110)之间的相应的对等连接(125、135)的第二性能；选择最佳执行联网设备(100、120、130)；以及指令最佳执行设备建立与BLE设备的第二对等连接(105、125、135)。

Description

移动环境中的对等网络连接
技术领域
本发明大体上涉及无线个人区域联网设备，更具体地涉及根据低功耗蓝牙联网技术操作的通信设备。低功耗蓝牙也被称为BLE或智能蓝牙。BLE是自2010年以来在蓝牙核心规范版本4.0下的蓝牙标准的一部分。
背景技术
诸如传感器或物联网(IoT)设备的低功耗蓝牙通信设备需要被永久地连接到因特网以卸载其数据。这种永久数据连接例如被基于网络的搜索引擎所需要，这些搜索引擎需要对这些设备的永久接入。为了节能，这些设备可以具有用于建立与邻近的BLE接入点或BLE AP(诸如例如智能电话)的对等连接的BLE无线电接口。然后，BLE接入点例如通过蜂窝网络连接、Wi-Fi连接或有线网络连接来提供与BLE设备的网络连接。
发明内容
BLE设备的一个问题是它们正在变得高度移动并且可以超出其BLE接入点的范围，从而失去其网络连接。当数据连接丢失时，BLE设备无法再在网络内被搜索到。
此外，BLE是其中设备和接入点通常总是保持在一起例如作为连接到智能手机的心跳监视器的点对点技术。然而，越来越多的BLE被用作其中来自BLE设备的数据被卸载到网络的数据卸载技术，但是BLE点对点技术通常不是理想的适于此，特别是当考虑上述移动方面时。
因此，本公开的目的是缓解如上所确定的问题和缺点并且增强BLE设备的网络连接。在第一方面，这通过联网设备来实现，该联网设备包括：
-低功耗蓝牙或BLE无线接口，用于与BLE设备建立对等连接；
-网络接口，被配置为与网络进行连接，向该BLE设备提供对该网络的网络接入并且与一个或多个其他邻近的联网设备进行通信；
-测量模块，用于测量该对等连接的第一性能；
-决策模块，被配置为执行以下步骤：
o指令BLE接口断开与BLE设备的对等连接；
o向其他设备请求相应的其他设备和BLE设备之间的相应的对等连接的第二性能；
o从该第一性能和第二性能中选择最佳执行联网设备；
o指令最佳执行设备建立与BLE设备的第二对等连接，从而向BLE设备提供网络接入。
因此，联网设备充当BLE设备的接入点。由于与BLE设备的连接是对等连接，所以BLE设备不能被其他设备发现，并且因此它们无法确定与BLE设备的可能连接的性能。通过断开连接，BLE设备变成可被其他设备发现，并且因此它们可以测量与BLE设备的潜在的未来连接的性能。然后性能结果被发送回联网设备。然后，可以选择其他联网设备中的一个作为新的接入点，或者联网设备自身可以保持充当接入点。
有利的是，即使BLE设备在其并不总是相同的接入点设备可达的移动环境中，针对BLE设备的网络连接也得以确保。另一个优点是在BLE设备侧不需要额外的逻辑，而是所有的连接管理均由BLE接入点来执行。这是特别有趣的，因为诸如智能手机的BLE接入点往往比诸如例如智能手表、传感器或可穿戴电子设备的BLE设备更容易自适应。
根据一个实施例，决策模块还被配置为当第一性能低于预定阈值时执行步骤。
这允许最小化步骤必须被执行的次数，并且从而最小化用于BLE设备的数据连接中的中断。
第一性能和第二性能可以进一步对应于第一信号强度和第二信号强度。然后，请求还包括请求其他设备测量由BLE设备发送的信号的信号强度作为第二性能。
信号强度的测量被嵌入到BLE设备的物理层或PHY层中，使其易于使用。由于BLE设备不再连接到BLE设备，所以其他设备可以识别该信号由BLE设备发送，然后获取该信号的信号强度，作为与BLE设备的可能的未来对等连接的性能的测量。
根据第二方面，本公开涉及用于由联网设备向低功耗蓝牙或BLE设备提供网络连接的方法，该方法包括：
-在该BLE设备和该联网设备之间建立BLE对等连接；
-通过连接到网络的联网设备的网络接口来向BLE设备提供该网络连接；以及
-测量对等连接的第一性能；以及
-断开与BLE设备的对等连接；
-通过所述网络向一个或多个其他邻近的设备请求与所述BLE设备的相应的对等连接的第二性能；
-从第一性能和第二性能中选择最佳执行联网设备；
-指令该最佳执行设备建立与BLE设备的第二对等连接，从而向BLE设备提供网络接入。
根据第三方面，本公开涉及一种计算机程序产品，包括用于当程序在计算机上运行时执行根据第二方面的方法的计算机可执行指令。
根据第四方面，本公开涉及包括根据第三方面的计算机程序产品的计算机可读存储介质。
根据第五方面，本公开涉及被编程为执行根据第二方面的方法的数据处理系统。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的向低功耗蓝牙设备提供网络接入的低功耗蓝牙接入点；以及
图2示出了根据本发明的实施例的由低功耗蓝牙接入点执行以便向低功耗蓝牙设备提供网络接入的步骤；以及
图3示出了根据本发明的实施例的用于执行低功耗蓝牙接入点的步骤的合适的计算系统。
具体实施方式
本公开涉及用于在移动环境中向低功耗蓝牙设备或短期BLE设备提供几乎持续的网络连接。对于网络连接，BLE设备必须依赖于通过BLE协议所连接到的通信设备。这种情况在图1中被示出，其中描绘了根据本发明的实施例的通信设备100。BLE设备110具有与BLE通信设备100的无线BLE连接105。在BLE中，连接105是对等连接，意味着BLE设备110和BLE通信设备100之间在BLE功能上没有具体区别。BLE设备110可以例如是无线电池操作的传感器或可穿戴设备。
除了BLE无线接口102之外，通信设备100还包括网络接口101，通信设备100通过该网络接口101连接到诸如例如局域网(LAN)或广域网(WAN)的网络140。网络接口101可以由诸如无线LAN或WLAN接口或蜂窝接口的无线接口来实现。网络接口也可以是诸如以太网接口的有线接口。通过向网络接口101转发在BLE接口102上接收的来自BLE 110的数据业务并且因此向网络140转发，反之亦然，通信设备100向BLE 110提供网络连接。因此，通信设备100充当BLE设备110对网络140的接入点。由于通信设备100以及设备120和130提供到BLE设备的网络连接，所以在本说明书中它们也被表示为BLE接入点，以便将它们与BLE设备110进行区分。BLE接入点100、120、130可以例如是智能电话、平板电脑、便携式计算机或台式计算机。
根据一个实施例，BLE接入点100还包括测量模块103和决策模块104。测量模块103提供当前所建立的BLE连接105的性能测量。例如，该测量可以通过获取在BLE接口102上接收的来自BLE设备110的通信符号的信号强度来完成。更具体地，该信号强度值可以从BLE的PHY或物理层获得。
决策模块104包括用于确保针对BLE设备110的网络连接的所有计算逻辑。为此，它与其他BLE接入点120和130交互。这些接入点120和130包括相同的组件，即，BLE接口122、用于与网络140连接的网络接口121、131、测量模块123、133和决策模块124、134。
图2示出了由BLE接入点100、120、130执行以便于确保BLE设备110的网络连接的若干步骤。在步骤200中，BLE接入点100建立与BLE设备110的对等BLE连接105。通过该连接，BLE设备110被提供了通过网络接口101与网络140的网络连接。当连接建立时，模块103在步骤201中监视连接105的性能。在步骤202中，当性能下降到特定阈值之下时，决策模块104在步骤203中指令BLE接口102断开连接105。在步骤202下的该性能测试可以例如以特定的时间间隔定期进行。
这样的性能下降通常可能在移动环境中出现，例如当BLE设备110从BLE接入点100沿着方向150移开时。由于这样的移动，接收信号强度将降低，直到性能降低到特定阈值以下，并且网络连接可能不再被保证。
然后，在步骤204中，决策模块104请求其他邻近的BLE设备120、130执行与BLE设备110的对等连接125、135的性能测量。由于设备120、130也与网络140相连，所以该请求通过网络接口101执行，并在其他BLE设备的相应的网络接口121、131上被接收。
在接收到性能请求时，设备120、130中的每一个执行步骤206和208。由于BLE连接105已经断开，所以BLE设备110现在可被其他设备120、130发现。在步骤206中，然后BLE接入点120和130两者估计与BLE设备110的潜在的未来BLE连接125、135的性能。这可以通过测量接收的BLE信号的信号强度并验证信号源自相应的BLE设备110来完成。应当注意，这些步骤可以针对任意数量的BLE设备120、130来执行。优选地，请求204被发送到所有邻近的设备，即可能潜在地建立与BLE设备110的连接的设备。邻近的设备通常在多达100米的范围内，最好在少于一公里的范围内。
当决策模块104已经接收到所有的性能测量时，其在步骤210中选择具有最佳性能的设备。这可以例如是测量出来自BLE设备110的最高信号强度的设备。有两种可能性会出现。第一种可能性是，当尽管在步骤202中检测到低性能但设备100自身仍然是最佳执行设备时。在这种情况下，决策模块进行到步骤214，并且重新建立与BLE设备的对等连接105。在这种情况下，决策模块104进行到步骤201。
第二种可能性是当最佳执行设备不是设备100而是邻近的设备120、130中的一个时。在这种情况下，决策模块104进行到步骤212，并向邻近的设备120发送用于建立新的连接125的指令。然后接下来的步骤不再由设备100执行，而是由设备120执行，即设备120建立对等BLE连接125并且进行到步骤201。
图3示出了作为BLE接入点100、120或130的另一实施例的合适的计算系统300。计算系统300通常可形成为合适的通用计算机，并且包括总线310、处理器302、本地存储器304、一个或多个可选输出接口316、通信接口312、存储单元接口306和一个或多个存储单元308。总线310可以包括允许计算系统300的组件之间的通信的一个或多个导体。处理器302可以包括解释和执行编程指令的任意类型的常规处理器或微处理器。本地存储器304可以包括随机存取存储器(RAM)，或存储用于由处理器302执行的信息和指令的另一类型的动态存储设备，和/或只读存储器(ROM)或存储用于由处理器302使用的静态信息和指令的另一类型的静态存储设备。存储单元接口306可以包括用于将总线310连接到一个或多个存储单元308(诸如一个或多个本地磁盘，例如SATA磁盘驱动器)并且控制从这些存储单元308读取数据和/或向这些存储单元308写入数据的存储接口，诸如例如串行高级技术附接(SATA)接口或小型计算机系统接口(SCSI)。尽管以上存储单元308被描述为本地磁盘，但通常可以使用诸如固态驱动器或闪存卡的任意其他合适的计算机可读介质。上述系统300也可以作为物理硬件之上的虚拟机来运行。
计算系统300可以包括两个网络接口312，其中一个对应于BLE通信接口102、122、132，并且一个对应于网络接口101、121、131。作为由决策模块104、124、134所执行的步骤可以被实现为经编译的处理器指令并在处理器302上执行。
虽然已经通过参考特定实施例阐述了本发明，但是对于本领域技术人员显而易见的是，本发明不限于前述说明性示意性实施例的细节，并且在不脱离本发明的范围的情况下，本发明可以通过各种改变和修改来体现。因此，本实施例在所有方面都被认为是示意性的而不是限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是前述说明书描述来指示，并且在权利要求的含义和的等同的含义和范围内的所有改变都因此意图被旨在包含在其中。换句话说，其预期可以被想到覆盖落入基本的基础原理的范围内并且其必要属性在本专利申请中要求保护的任意和所有修改、变体或等同物，并且其基本属性在本专利申请中要求保护。本专利申请的读者还将理解，词语“包括(comprising)”或“包括(comprise)”不排除其他元素元件或步骤，词语“一(a)”或“一个(an)”不排除多个，并且诸如计算机系统、处理器或另一集成单元的单个元件可以满足实现权利要求中所记载的若干部件的功能。权利要求中的任意附图标记不应被解释为对相应的相关权利要求的限制。当在说明书或权利要求中使用时，引入术语“第一”、“第二”、“第三”、“a”、“b”、“c”等用于在相似的元件或步骤之间进行区分，而不一定描述顺序或时间顺序。同样地，引入术语“顶部”、“底部”、“在…上”、“在……下”等用于描述性的目的，而不一定表示相对位置。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本发明的实施例能够以其他顺序或在与以上所描述或所示出的取向不同的取向上来根据本发明进行操作。

Claims (7)

1.一种联网设备(100)，包括：
-低功耗蓝牙或BLE无线接口(102)，用于建立与BLE设备(110)的对等连接(105)；
-网络接口(101)，被配置为与网络(140)进行连接、向所述BLE设备(110)提供对所述网络的网络接入以及与一个或多个其他邻近的联网设备(120、130)进行通信；
-测量模块(103)，用于测量所述对等连接的第一性能；
-决策模块(104)，被配置为执行以下步骤：
o指令(203)所述BLE接口(102)断开与所述BLE设备的所述对等连接(105)；
o向所述其他设备(120、130)请求(204)相应的其他设备和所述BLE设备(110)之间的相应的对等连接(125、135)的第二性能；
o从所述第一性能和第二性能中选择(210)最佳执行联网设备(100、120、130)；
o指令(212、214)所述最佳执行设备建立与所述BLE设备的第二对等连接(105、125、135)，从而向所述BLE设备提供网络接入。
2.根据权利要求1所述的联网设备(100)，其中所述决策模块还被配置为当所述第一性能低于预定阈值时执行所述步骤。
3.根据权利要求1所述的联网设备(100)，其中所述第一性能和第二性能对应于第一信号强度和第二信号强度，并且所述请求还包括请求所述其他设备(120、130)测量由所述BLE设备发送的信号的信号强度作为所述第二性能。
4.一种用于通过联网设备(100)向低功耗蓝牙或BLE设备(110)提供网络连接的方法，包括：
-在所述BLE设备和所述联网设备之间建立(200)BLE对等连接(105)；
-通过所述联网设备(100)的连接到网络的网络接口来向所述BLE设备提供所述网络连接；以及
-测量(201)所述对等连接的第一性能；以及
-断开(203)与所述BLE设备的所述对等连接(105)；
-通过所述网络向一个或多个其他邻近的设备(120、130)请求(204)与所述BLE设备的相应的对等连接(125、135)的第二性能；
-从所述第一性能和第二性能中选择(210)最佳执行联网设备(100、120、130)；
-指令(212、214)所述最佳执行设备建立与所述BLE设备的第二对等连接(105、125、135)，从而向所述BLE设备提供网络接入。
5.一种计算机程序产品，包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于当所述程序在计算机上运行时执行根据权利要求4所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质，包括根据权利要求5所述的计算机程序产品。
7.一种数据处理系统，被编程为用于执行根据权利要求4所述的方法。
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Application publication date: 20171128

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