CN109479201B - 用于提供无线覆盖的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于提供无线信号覆盖的设备。设备包括无线信号收发器和用于在区域内移动无线信号收发器的位移组装件。设备配备有处理器，被配置为基于区域内的无线信号覆盖和可操作以接入无线信号覆盖的无线设备相对于该区域的定位，来控制位移组装件以移动该移动设备。

Description

用于提供无线覆盖的方法和设备

技术领域

本公开涉及用于提供无线覆盖的方法和设备。具体地但非排他地，实施例涉及提供无线网络接入的移动设备，例如无线局域网的移动中继器，或者用于对网络的接入的至少部分移动网关。移动设备的移动可以基于无线覆盖和用户定位。

背景技术

诸如家庭环境之类的本地区域中的无线覆盖可以根据定位而变化。无线通信可以包括通过诸如无线电信号(例如wifi等)、红外信号等的无线信号进行的通信。给定区域中的局域网WLAN连接(例如WiFi连接)可以是用于接入诸如互联网之类的广域网(WAN)以看电影、购物、搜索和运行大量应用的关键组件。通常，用户(例如在家庭环境中)体验不到均匀良好的WiFi覆盖。这是因为，用户设备距网关或接入点(AP)越远，WiFi信号的强度、以及因此覆盖的质量降低。此外，诸如墙壁和物体(家具，电器…)之类的障碍物进一步降低覆盖的质量。

已考虑前述内容而设计本公开。

发明内容

在一般形式中，本公开涉及在给定区域中提供无线信号覆盖的移动设备，移动设备根据区域内的无线覆盖和/或用户相对于该区域的定位被移位。实施例可以涉及对网络(例如WLAN、LAN或WAN网络)的移动接入点。移动接入点可以例如是无线中继器(放大或提高wifi信号)或者提供对广域网的接入的网关设备的至少部分。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于提供无线信号覆盖的设备，该设备包括：无线信号收发器，用于接收和传送无线信号以提供无线信号覆盖；位移组装件，用于在区域内移动无线信号收发器；处理器，被配置为基于区域内的无线信号覆盖和可操作以接入无线信号覆盖的无线设备相对于该区域的定位，来控制位移组装件以移动该移动设备。

在实施例中，移动接入点设备是wifi中继器。在另一实施例中，移动接入点设备包括网关设备的部分。

在实施例中，给定区域内的wifi覆盖被映射。例如，可以通过测量RSSI来映射覆盖。处理器可以被配置为基于所映射的覆盖来移动该移动设备。

例如，可以通过轮式平台、球形滚动设备来提供移动性。处理器根据wifi覆盖和用户的定位来引导移动。

在实施例中，学习用户的定位和移动性的模式，以例如提前安置中继器或网关设备和/或根据需要适配它们的位置。

可以通过例如gps或用户声音或文本输入来确定用户的定位。

在实施例中，确定每个设备的使用的学习模式、位置和带宽分配以优化体验质量QoE(例如视频相对于邮件浏览)。

在实施例中，该方法针对多个机器人设备、多个AP、多个无线技术、甚至密集公寓环境中的多个家庭进行优化。

在实施例中，用于中继器或网关的机器人设备配备有一个或多个处理器，该处理器被配置为执行以下中的一个或多个：

-定位用户并映射wifi覆盖布局

-识别用户设备(基于所确定的定位)处于差的WiFi覆盖区域中

-构建自主无线覆盖图，例如静态的或动态的

-识别最优静态位置以改进用户的覆盖

-给定布局、用户定位和覆盖图，提供优化

-在K个已知定位之一中，将优化扩展到“分段静态用户”

-基于用户历史添加学习，根据用户历史在适当的点预先安置其自身

-学习历史用户模式，相应地计划和执行机器人运动

-处理N个用户的更一般的情况

另一方面提供了一种电子设备，包括存储器，一个或多个处理器；以及一个或多个模块，其存储在存储器中并且被配置为由一个或多个处理器执行，所述一个或多个模块包括用于执行本公开中描述的处理的指令。

另一方面提供了一种用于提供区域中的无线信号覆盖的方法，该方法包括基于该区域内的无线信号覆盖和可操作以接入无线信号覆盖的无线设备相对于该区域的定位，来控制提供无线信号覆盖的移动设备的移动。

由实施例实现的处理的一些步骤可以是计算机实现的。因此，这样的元件可以采用完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或者将软件和硬件方面组合的实施例的形式，其在此通常都可以称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，这样的元件可以采用包含在任何有形表达介质中的计算机程序产品的形式，该介质具有包含在介质中的计算机可用程序代码。

由于至少一些特征可以以软件来实现，所以本发明可以实施为用于在任何合适的载体介质上提供给可编程装置的计算机可读代码。有形载体介质可以包括储存介质，诸如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器、磁带设备或固态存储设备等。临时性载体介质可以包括诸如电信号、电子信号、光信号、声信号、磁信号或电磁信号(例如微波或RF信号)之类的信号。

附图说明

现在将仅通过示例的方式并参考以下附图来描述本发明的实施例，附图中：

图1图示了根据本公开的一个或多个实施例的无线覆盖的示例；

图2图示了根据实施例的用于提供无线覆盖的设备；

图3图示了根据本公开的实施例的部分地包括移动网关设备的无线系统的示例；

图4A、图4B和图4C分别图示了根据本公开的实施例的移动机器人设备的示例；

图5是根据实施例的提供无线覆盖的方法的流程图。

具体实施方式

图1图示了可以实现实施例的区域1000的示例。该区域是由建筑物内的多个房间组成的家庭环境。网关设备1200形式的网络接入点提供起居室1001内的无线网络覆盖。如图1中的无线信号强度图(类似于热图)所示，无线网络覆盖的强度随着距接入点的距离而减小。此外，接入点与建筑物中的其他点(诸如墙壁和家具)之间的障碍物的存在影响某些区域中的无线覆盖。

将参考图2描述用于提供区域中的无线信号覆盖的设备的实施例。

设备200包括用于发送和接收无线信号的通信单元210，用于在区域内从一个点到另一个点移动设备200的位移组装件220，以及用于基于无线信号覆盖和可操作以接入无线网络的用户的无线设备250的位置向位移组装件220提供命令以移动设备200的处理器230。位移组装件220可以包括用于在地上移动设备200的轮子或球形移动元件。通信单元210与例如网关设备260和用户的无线设备250交换无线信号。在一些实施例中，通信单元210可以作为wifi中继器进行操作以提高或重复从网关260或用户设备250接收的无线信号。

处理器230被配置为基于无线用户设备250的定位向位移组装件220提供控制信号以移动设备200。以该方式，可以移动设备200以便向无线用户设备250提供更好的无线网络覆盖。由于设备200是移动的，所以可以在本地区域中的任何地方将其移动，以向用户的无线设备250提供改进的无线覆盖。

在一些实施例中，提供无线覆盖的设备可以是网关的部分。这样的网关可以包括类似于对接站的固定部分和与对接站协作的移动部分。固定部分可连接到有线互联网接入：缆线、DSL、光纤等。网关还包括对电源的接入、对移动部分的连接以及其他无线连接，诸如WiFi等；以及移动部分，类似于先前实施例的移动设备200。移动部分还可以具有WiFi和/或其他无线性能。

在一些实施例中，提供无线覆盖的移动设备可以包括用于情景和定位感知的感测组件。

将参考图3描述用于提供区域中的无线信号覆盖的系统的具体实施例。

系统300包括网关设备310、对接站320以及与对接站320相关联的移动机器人设备330。虽然在所示实施例中对接站与网关分离，但是将理解，在其他实施例中对接站330可以是网关310的部分。网关设备310可连接到有线互联网接入：缆线、DSL、光纤等，并提供通过无线局域网的接入。

无线用户设备350可以借助于移动机器人设备330经由网关设备310接入互联网，该移动机器人设备330朝向无线用户设备350的定位移动，以便针对无线设备350增强wifi覆盖。在用户的无线设备350与移动机器人设备330之间以及在移动机器人设备330与和网关310进行通信的对接站320之间建立无线链路。

在一些实施例中，移动机器人设备330可以被配置为获取、估计和/或预测无线设备何时具有差的无线覆盖，以及安置其自身以针对用户设备改进该无线覆盖。它还可以根据用户行为来适配其位置，以改进覆盖。以该方式，如果已经学习用户的习惯并且相应地预测用户定位，则可以将移动机器人设备330预先安置在适当的定位以向无线设备用户提供良好的无线网络覆盖。

还将描述如何可以在用户具有差的覆盖时估计或预测用户移动到的地方等。

图4A、图4B和图4C图示了根据实施例的用于向网络的无线接入点提供移动性的移动设备的三个示例。所示设备可以是wifi中继器或网关的部分。

机器人中继器A和B配备有3或4个电池供电的轮子以四处移动，以及传感器以检测路径上的障碍物。机器人C是球或球体的形式的移动设备，例如Sphero SPRK，其与用于携带货物(诸如例如提供无线覆盖的网关部分或中继器)的黑色结构的运输车一起提供移动性。

然而将理解，针对提供无线信号覆盖的移动设备(诸如机器人中继器或机器人网关设备)的位移组装件可以具有任何其他数量的形式因子，诸如但不限于例如

■轮式平台

■基于球体或基于其他几何形式的平台，移动无线覆盖设备(例如wifi中继器或移动网关部分)在球体内

■机器人+对接站，其中机器人返回对接站以例如将电池充电

■无人机，或组合无人机+对接站，或无人机+基于地面的机器人+对接站

■气球，例如基于氦的气球或齐柏林飞艇，或类似种类的设备

■基于腿的机器人，或基于蛇形的形式因子，或实现移动性的任何其他形式因子

在一些实施例中，提供无线覆盖的移动设备可以包括用于情景和定位感知的感测组件。

在实施例中，提供无线接入的设备(例如机器人中继器或机器人网关设备)可以被配置为获取、估计或预测用户何时具有差的覆盖，以及安置其自身以改进该覆盖。为了确定无线覆盖，该设备可以获得或创建房屋中WiFi覆盖的“热图”，诸如图1所示的热图。这可以通过该设备或者在使用区域周围漫游并测量不同定位处的信号强度的另一无线覆盖估计设备来实现。可以使用接收信号强度指示符(RSSI)来测量覆盖的质量。RSSI典型地以分贝为单位测量，一般从0到-120dB，覆盖越好，越接近0。RSSI>-45dB是良好的，小于-50dB变为普通或更差。

可以确定或预测用户设备的定位，并且通过将热图和所估计的用户的定位组合，可以确定用户设备是否具有良好或差的无线覆盖。一些工具实现WiFi覆盖的“热图”，该WiFi覆盖被测量并通过将RSSI绘制为家庭中定位的函数来描绘，例如如图1中所示。

可以以多种方式来确定用户的无线用户设备的定位：

■从用户接收的指示其定位的语音(通过语音识别)或文本信息，例如“我在厨房里”或“在坐标xyz处”

■使用传感器，诸如可以用于推断用户相对于机器人的位置(来自行走的强烈振动意味着用户靠近)的音频或振动或其他传感器，或者使用距离传感器，如红外或UWB(超宽带)传感器或其他

■使用捕获用户行为的数据，例如从用户接收的RSSI(其指示用户与无线AP之间的距离)，然后由移动接入点将其读取

■直接从用户、gps或三角测量(WiFi或其他)，例如经由在用户电话或平板上运行的app接收

■RSSI或关于信号强度或覆盖的其他信息可以直接从用户获得，例如在诸如电话或平板之类的设备或用户佩戴的可穿戴设备上测量，或者经由来自用户的语音或文本命令，例如谁说“糟糕的覆盖”

提供无线覆盖的设备可以经由诸如接入点(在那里我们可以推出或拉出用户覆盖信息)之类的第三方、云或一些其他第三方服务或app来获得RSSI或其他相关的无线覆盖信息。

可以注意到，设备可以实时获得信息，或者可以在先获得信息，或者可以例如使用预测分析技术，使用关于用户习惯和覆盖数据的过去信息来预测用户覆盖数据。

当估计或预测用户具有差的覆盖以用于以无线设备接入无线网络时，可以相应地移动该移动设备。

受监控区域(例如房屋)中的任何地方，其改进用户体验(例如其将RSSI水平朝向0增加)，或者改进用户的任何其他体验质量度量。

机器人中继器或网关可以考虑除用户覆盖或体验之外的准则，例如：便利性(远离家中的高业务路径，远离门口等)。在由无人机提供移动性的情况下，设备可以在大于用户高度的高度飞行，以避免碰撞等，使电池使用最小化或优化机器人的电力相关问题，使机器人行进的路径最小化，避开障碍物，适配WiFi上的用户活动(例如机器人在用户正在观看电影的情况下尝试优化用户RSSI，但是在用户正在发送邮件或浏览的情况下仅尝试提供好的覆盖(RSSI高于某个合理值))。

如以上提及的那样，机器人中继器或网关还可以基于所学习的行为或关于用户、空间配置、AP的特性等的情景信息来预先安置其自身。这样的信息可以从设备上的传感器获得，或者从由另一设备获得的传感器数据获得。

机器人中继器或网关还可以响应于明确的请求，例如语音或文本请求“来这里”或“在厨房中”。

图5是根据本发明的实施例的提供无线覆盖的方法。在步骤S501中，获得使用区域的无线覆盖图。如以上所描述的那样，无线覆盖图可以基于使用区域的RSSI测量。无线覆盖图可以由具有被提供给移动无线覆盖设备的数据的另一设备已经先前获得，或者可以通过由移动无线覆盖设备执行的信号强度测量来获得。

在步骤S502中，确定可操作以使用无线覆盖的用户设备的定位。该确定可以是基于用户历史的对用户设备的定位的预测，或者可以基于语音识别命令、GPS信号、三角测量红外信号检测、振动检测、音频检测中的至少一个被确定。

在步骤S503中，处理器基于无线覆盖图和用户设备的定位来生成控制信号，以使位移组装件相应地移动设备，使得对用户设备的无线覆盖被优化。

本发明的实施例可以应用于多个机器人、多个用户、多个AP、多个类型的无线连接和覆盖的情况。

例如，对于提供无线覆盖的单个移动设备，该设备获取、估计或预测多个用户的定位，并且该设备被相应地定位以向那些用户提供更好或最好的覆盖。可以选择位置以满足多个策略，例如：针对单个首要优先级用户(忽略其他用户)的最好的覆盖，将用户按降低优先级排序并根据优先级对用户的RSSI/覆盖/信号强度进行加权，尝试使由最差用户接收的覆盖最大化，等等。这些都是多用户环境中的经典优化技术，并且所有都可以在这里被考虑。

在包括提供无线覆盖的多个机器人移动设备和多个用户设备的实施例中，可以每个用户分配一个或多个机器人移动设备，或者可以将一个或多个用户分配给机器人移动设备。

在本发明的一些实施例中，该设备可以针对多个技术/标准(诸如WiFi、Zigbee、蜂窝、3/4/5/6G及更高、UWB…)提供无线覆盖。

在采用多个机器人设备的实施例中，机器人设备可以彼此独立地操作，或者共享信息以用于进一步优化(例如它们的定位，以避免碰撞，或者WiFi信道使用，以用于最优信道分配，或者情景信息，以加速其学习或冷启动处理等)，或者协同地操作(例如通过创建机器人中继器的网格)。

本发明的实施例也适用于多个区域的情况，例如多个家庭(例如在密集的公寓环境中)，其中机器人优化跨多个家庭的感测、学习和安置。例如，可以使用一个或多个移动机器人设备来更好地定位用户以及将其自身安置在公寓#1中以向公寓#1和下方/上方/邻近的公寓#2中的用户提供更好的覆盖。

如已提及的那样，智能和移动中继器的概念适用于家庭，但也适用于企业中、车间、飞机中的WiFi(或其他无线连接)等——换句话说，提供WiFi或无线连接的任何地方。

本发明的实施例涉及制造对网络的接入点，例如被配置成为移动和智能的中继器或网关设备。

以上设计提供“标准”网关的常用功能以及由移动部分供应的改进的覆盖。它还供应新性能。例如：在固定和移动部分中都具有WiFi传送器和接收天线实现用户在房屋中的高精度定位，以及对用户的呼吸模式、手势的检测等。于是，所有该用户和情景信息都可以用于个性化和其他新服务。

另一方式是使盒子完全不受限制，其利用诸如5G及更高、微蜂窝/异构网络之类的技术而成为可能。现今的静态盒子则成为智能和移动的盒子。可以通过电池、地板中的感应充电、能量收集或以上的组合等来提供电力。

本发明的实施例的组件可以由功能模块来实现，功能模块可以对应于或者可以不对应于可区分的物理单元。例如，多个这样的模块可以在独特的组件或电路中相关联，或者对应于软件功能。此外，模块可以可能地由分离的物理实体或软件功能组成。

功能模块可以实现为硬件电路，包括例如VLSI电路或门阵列的，诸如逻辑芯片、晶体管等的分立半导体导体。模块也可以实现在诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等的可编程硬件设备中。

模块也可以以软件实现，以用于由各种类型的处理器执行。可执行代码的模块或组件可以包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，其例如可以被组织为对象、过程或功能。模块的可执行文件可以不一定定位在一起。

此外，模块还可以实现为软件和一个或多个硬件设备的组合。例如，模块可以包含在对操作数据集合进行操作的处理器的组合中。此外，模块可以以经由传送电路进行通信的电子信号的组合来实现。

尽管已经参考特定实施例呈现了本公开，但是本发明不限于特定实施例，并且修改对于本领域技术人员来说将是明显的，其在本发明的范围内。

例如，虽然已经相对于wifi覆盖描述了前述示例，但是将理解，例如，实施例可以用于提供其他无线通信，诸如红外通信。

将理解，虽然在家庭环境的背景下描述了本实施例，但是将理解，本发明的实施例可以应用于企业环境中、车间、飞机中、火车中的网络接入等。

在参考前述说明性实施例时，许多另外的修改和变型将向本领域技术人员提出自己，前述说明性实施例仅作为示例的方式给出，并且不旨在限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求来确定。特别地，适当之处，可以互换来自不同实施例的不同特征。

Claims (8)

1.一种用于提供无线信号覆盖的设备(200)，所述设备包括：

无线信号收发器(210)；

位移组装件(220)，用于在区域内移动所述无线信号收发器；

处理器(230)，被配置为基于所述区域内的无线信号覆盖和可操作以接入所述无线信号覆盖的无线设备相对于所述区域的定位，来控制所述位移组装件以移动所述无线信号收发器，

其中，所述设备被配置为向多个无线设备提供无线信号覆盖，其中所述处理器被配置为基于所述多个无线设备的优先级排序来控制位移。

2.根据权利要求1所述的设备，还包括障碍物传感器，用于检测所述设备的移动路径上的障碍物的存在，其中所述处理器被配置为基于障碍物检测来控制所述位移组装件的移动。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述处理器还被配置为基于所述无线设备的使用来控制所述位移组装件的移动。

4.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述无线设备的定位基于语音识别命令、GPS信号、三角测量红外信号检测、振动检测、音频检测中的至少一个被确定和/或基于用户行为历史被预测。

5.一种用于提供区域中的无线信号覆盖的方法，所述方法包括：

基于所述区域内的无线信号覆盖和可操作以接入所述无线信号覆盖的无线设备相对于所述区域的定位，来控制提供无线信号覆盖的移动设备的移动，

其中，提供无线信号覆盖包括向多个无线设备提供无线信号覆盖，其中所述控制基于所述多个无线设备的优先级排序。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括检测所述设备的移动路径上的障碍物的存在，以及基于障碍物检测来控制所述设备的移动。

7.根据权利要求5或6所述的方法，还包括基于所述无线设备的使用来控制所述设备的移动。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述无线设备的定位基于语音识别命令、GPS信号、三角测量红外信号检测、振动检测、音频检测中的至少一个被确定和/或基于用户行为历史被预测。

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