CN109716663A - 用于管理通信设备的无线电接口和物理接口的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
管理设备(DG)配备于包括至少一个无线电接口(IR)和至少一个物理接口(IP)的通信设备(EC)。该设备(DG)包括其自己的分析装置(MA)，以在外围设备(PE)连接到物理接口(IP)的情况下确定该无线电接口(IR)上的无线电通信质量的映射；以及处理装置(MT)，其适于将该确定的映射与在没有外围设备(PE)连接到物理接口(IP)的情况下的无线电接口(IR)上的无线电通信质量的另一映射进行比较，以及，在由于该连接而导致无线电通信质量劣化的情况下，触发基于所确定的映射对无线电接口(IR)的第一当前操作配置的修改或触发物理接口(IP)的第二当前操作配置的修改。
Description
本发明涉及包括至少一个无线电接口和至少一个物理接口的通信设备，更具体地涉及这些无线电接口和物理接口的管理。
如本领域技术人员所知，当外围设备连接到还具有无线电接口(用于通过波的通信)的通信设备的物理接口时，该外围设备的操作会引起劣化通信设备的无线电通信的干扰。
实际上，可以观察到在通信设备的无线电通信频谱的至少一部分上扩散的背景噪声的出现，并且该背景噪声及其频谱定位随所连接的外围设备的工作频率而变化。结果是通信设备与其临时耦合的每个其他通信设备之间的无线电交换发生扰动。
作为非限制性示例，当诸如无线鼠标的蓝牙外围设备耦合到台式或笔记本计算机的无线电接口时，USB 3.0密钥到所述计算机的USB 3.0端口的连接可能导致反应性问题。
当然已经提出在外围设备周围和/或在通信设备的某些组件，特别是在它们的接口上增加屏蔽。但实际上，这只能使环境噪声的传播稍微衰减并轻微地限制无线电通信信道上的扰动。而且，取决于外围设备并且取决于通信设备，所使用的屏蔽的效率或高或低，因此扰动可能或多或少地相当大。
因此，本发明的目的是特别要改善这种情况。
为此特别提出了一种管理方法，旨在实现对通信设备的至少一个无线电接口和至少一个物理接口的管理，并且包括以下步骤，在外围设备与物理接口连接的情况下：
-确定无线电接口上的无线电通信质量的映射，然后将该确定的映射与在没有外围设备连接到该物理接口的情况下该无线电接口上的无线电通信质量的另一映射进行比较，以及
-在由此连接所导致的无线电通信质量劣化的情况下，根据所确定的映射对无线电接口的第一当前操作配置进行修改，或对物理接口的第二当前操作配置进行修改。
由于通信设备的无线电部分(发送/接收)的这种修改或通信设备的物理接口部分的这种修改，外围设备到物理接口的连接所引起的扰动带来的干扰就少了，甚至根本不再有干扰。
根据本发明的管理方法可以包括可以单独或组合采用的其他特征，并且特别是：
-第一配置的修改，可以选自(至少)无线电信道的变更和无线电波段的变更；
>在其步骤中，在不可能变更所使用的无线电信道的情况下，可以确定是否可以执行所使用的无线电波段的变更，以及在肯定的情况下可以执行该无线电波段的变更；
-第二配置的修改，可以选自(至少)物理接口的限制和物理接口的关闭；
>在其步骤中，如果存在劣化，无法修改第一配置且无线电接口具有操作优先级，则可以先限制物理接口，如果这不能改善无线电通信的质量，则可以关闭物理接口；
-在外围设备连接到物理接口之前，通信设备的用户可以选择无线电接口的操作优先级或物理接口的操作优先级；
-在其步骤之前，可以确定在没有外围设备连接到物理接口的情况下的无线电接口上的无线电通信质量的映射。
本发明还提出了一种包括一组指令的计算机程序产品，当所述指令由处理装置执行时，适于实现上述类型的、用于管理通信设备的至少一个无线电接口和至少一个物理接口的方法。
本发明还提出了一种管理设备，用于管理通信设备的至少一个无线电接口和至少一个物理接口，并包括：
-分析装置，其适于在外围设备连接到物理接口的情况下，用于确定无线电接口上的无线电通信质量的映射，以及
-处理装置，其适于将该确定的映射与在没有外围设备连接到物理接口的情况下的无线电接口上的无线电通信质量的另一映射进行比较，以及，在由于这种连接所导致的无线电通信质量劣化的情况下，触发根据所确定的映射对无线电接口的第一当前操作配置的修改或触发物理接口的第二当前操作配置的修改。
本发明还提出了一种包括至少一个无线电接口、至少一个物理接口、以及上述类型的管理设备的通信设备。
通过研究下文的详细说明和附图，本发明的其他特征和优点将变得清楚，其中：
-图1以示意图和功能方式示出了包括无线电接口、物理接口和根据本发明的管理设备的通信设备的示例，
-图2示出了实现根据本发明的管理方法的算法的示例，以及
-图3示出了实现根据本发明的管理方法的配置的修改阶段的算法的示例。
本发明的目的特别是提出一种管理方法和相关的管理设备，旨在实现对通信设备EC的至少一个无线电接口IR和至少一个物理接口IP的管理，以便尽可能多地限制由外围设备PE连接到物理接口IP所引起的经由无线电接口IR的无线电通信上的扰动。
此后，作为非限制性示例，认为通信设备EC是便携式计算机(或笔记本计算机)。但是，本发明不限于这种类型的通信设备EC。实际上，它涉及任何类型的通信设备EC，其包括至少一个无线电接口，使其能够通过波与至少一个其他通信设备通信，以及至少一个物理接口，其可以连接外围设备。因此，它还特别涉及台式计算机、多媒体内容接收器(可选地“个人视频记录器机顶盒(Personal Video Recorder Set Top Box)”(或PVR STB)类型)、家用或住宅型通信网关、路由器、服务器、基站、毫微微蜂窝基站、打印机、移动电话(可选择智能手机类型)、游戏机、视频投影仪、照相机、摄影设备、智能电视以及测试及测量设备。
图1示意性地示出了通信设备EC的示例性实施方式，其包括无线电接口IR、物理接口IP和根据本发明的管理设备DG。应注意，通信设备EC可包括若干(至少两个)无线电接口IR和/或若干(至少两个)物理接口IP。
无线电接口IR允许通信设备EC(这里是笔记本计算机)通过波与至少一个其他通信设备EC'通信。所述通信设备(EC')可以是，例如无线鼠标、多媒体内容接收器(可选地PVRSTB类型)、家庭或住宅通信网关、路由器、服务器、基站、毫微微蜂窝基站、打印机、移动电话、游戏机、视频投影仪、照相机、摄影设备、智能电视或测试及测量设备。
物理接口IP使得外围设备PE能够(物理)连接到通信设备EC(这里是笔记本电脑)。该外围设备PE可以是，例如USB密钥(可选地为3.0类型)、或有线鼠标或Sata硬盘、PCI-E扩展卡、HDMI线缆、4G密钥、无线游戏控制器及其相关的USB适配器。
如前所述，本发明提出了一种管理方法，旨在实现对通信设备EC的无线电接口IR和物理接口IP的管理，以便尽可能多地限制由连接到物理接口IP的外围设备PE所引起的经由无线电接口IR与其他通信设备EC'的无线电通信上的扰动。
这种方法可以至少部分地由管理设备DG实施，管理设备DG装备于通信设备EC，并且包括分析装置MA和处理装置MT。在图1所示的非限制性示例中，有利地，管理设备DG形成通信设备EC的一部分。但这不是强制性的。实际上，这不是优选的，它可以是连接到通信设备EC。因此，管理设备DG可以以软件(或计算机)模块的形式产生，或者代之以电子电路(或硬件)和软件模块的组合。
根据本发明的管理方法包括每当外围设备PE(物理地)连接到通信设备EC的物理接口IP时实施的步骤。
在该步骤中，首先确定无线电接口IR上的无线电通信质量的映射cs1，然后将该确定的映射cs1与在没有外围设备PE连接到物理接口IP的情况下该无线电接口IR上的无线电通信质量的另一个映射cs2进行比较。
应当理解，分析装置MA被布置为确定映射cs1，并且处理装置MT被布置为将该确定的映射cs1与其他映射cs2进行比较。
每个映射cs1、cs2作为频率的函数，例如代表通信设备EC在发送/接收中可以使用的每个波段上的背景噪声和/或吞吐量。
应注意的是，在管理方法的步骤之前，可以在没有外围设备PE连接到物理接口IP的情况下确定无线电接口IR上的无线电通信质量的映射cs2。为此，分析装置MA可以使用与它们用于确定映射cs1的方法相同的方法。但是在替代方案中，映射cs2可以由通信设备EC的制造商预先确定并存储在所述设备(EC)中或管理设备DG中。
应注意的是，在通信设备EC和EC'的正常操作中，无线电通信是活跃的，吞吐量是已知的，并且通常地，有用的无线电波段(频率)的噪声水平是已知的。
获取映射cs1或cs2取决于所使用的通信协议的类型。例如，对于Wi-Fi通信，可以通过RSSI(接收信号强度指示Received Signal Strength Indication)扫描有用频率的频谱来获得，或者通过调制和吞吐量的认知(“get_RSSI”或“get_Rate”类型功能或专有驱动命令，例如在制造商为Broadcom的情况下的“wl rssi”)来获得。对于Wi-Fi，例如当其RSSI在20MHz上超过-90dBm时，可以考虑非活跃信道被污染。如果RSSI高于此值，则表示噪声位于无线电波段中并且将降低信噪比。例如，802.11ac标准中较低的灵敏度等于在20MHz通带的MCSO中的-82dBm。因此，如果已知PAPR(峰值平均功率比Peak-to-Average Power Ratio)大约为10dB，则-90dBm的噪声使接收到的信号劣化。
此外，大多数集成电路都有内部工具，可以扫描无线电环境(特别是制造商Broadcom的ACS工具和制造商Quantenna的SCS工具)。这些工具可以通过专有命令(例如制造商Broadcom中的“acs_cli chanim”)共享信道占用以及背景噪声的实时统计。
对于LTE(长期演进Long Term Evolution)通信，可以借助RTWP(接收的总宽带功率Received Total Wideband Power)完成对频谱的扫描。
可以使用与管理无线电通信的驱动器一起分布的功能来完成对业务的检测。在Wi-Fi通信的情况下，例如对于制造商Broadcom，分布的功能可以是使用命令“wlbs_data”获得的统计“data(Mbps)”。
如果没有活跃的通信，则可以在有用的无线电波段上进行扫描，以测量无线电信道上的RSSI。
接下来在该方法的步骤中，在由于外围设备PE的连接导致无线电通信质量劣化的情况下，对无线电接口IR的第一当前操作配置cf1根据所确定的映射cs1进行修改，或对物理接口IP的第二当前操作配置cf2进行修改。
换句话说，由于本发明，通信设备EC的无线电部分(发送/接收)或通信设备EC的物理接口IP部分将被修改，以便使外围设备PE到该物理接口IP连接所引起的扰动的干扰尽可能地小。
应当理解，处理装置MT被布置成确定对第一配置cf1进行修改并触发执行该修改。
例如，第一配置cf1的修改可以选自无线电接口IR水平上的无线电信道的变更和无线电接口IR水平上的(频率的)无线电波段的变更中至少一个进行。为了执行一个或另一个变更，通信设备EC必须事先应管理设备DG的请求，与经由其无线电接口IR进行通信的另一通信设备EC'进行协商。
当可以执行前一段中提到的两个变更时，处理装置MT例如可以开始确定无线电接口IR使用的无线电信道(其被扰动)是否可以根据确定的映射cs1进行变更。在这种情况下，在该方法的步骤中，在不可能变更所使用的无线电信道的情况下，处理装置MT可以例如确定是否可以执行根据确定的映射cs1变更使用的无线电波段，并且在肯定的情况下，处理装置MT执行无线电波段的这种变更。
换句话说，如果可以变更无线电信道(关于cs1)，则变更它，否则尝试变更所使用的无线电波段。并且，如果不可能变更所使用的无线电波段(关于cs1)，则例如可以确定物理接口IP的第二配置cf2的修改。
另一个可用并且较少劣化的无线电信道的确定，例如，可以通过控制诸如制造商Broadcom中的ACS之类的工具来确定，该工具将以自主方式选择最佳可用无线电信道。在替代方案中，在将cs1与cs2进行比较之后，可以选择具有高于最小所需阈值(例如-90dBm/20Mhz)的最佳RSSI的无线电信道，然后执行无线电信道的变更，使用诸如“wl-i<interface>chanspec”之类的命令，这使得可以变更制造商Broadcom的集成电路上的无线电信道。
为了确定通信设备EC'是否可以转到另一个无线电波段，例如，可以使用诸如波段控制之类的技术(检测通信设备EC'是否与双波段兼容的技术，在肯定的情况下，推动它连接到另一个无线电波段)。为此，可以在可以使用的每个无线电波段上检测“探测请求”，并从中推断出通信设备EC'是否是双波段。例如，借助诸如“send_event_to_sgc_wifiradio_socket()”之类的功能，可以从驱动程序返回每个事件(或探测请求)，指示已经接收到探测请求的波段以及MAC地址。这使得有必要保持能够支持无线电波段变更的双波段通信设备EC'的列表。如果这些通信设备EC'支持802.11v标准，则例如可以通过诸如“wnm_bsstrans_req”的命令向它们发送“BSS Transition”类型的数据包，然后借助“de-authenticate”之类的命令，可以将通信设备EC'从初始劣化的无线电波段断开。为了避免通信设备EC'返回到初始劣化的无线电波段，例如，可以将它们置于与该初始劣化的无线电波段相关联的“黑名单”中。一旦它们连接到另一个无线电波段，它们就会从该黑名单中删除。
例如，第二配置cf2的修改可以选自物理接口IP的限制和物理接口IP的关闭中的至少一个。该限制例如旨在使外围设备PE以与其正常工作频率不同(例如低于)的频率运行，以便引起较小的扰动。
因此，在USB3.0密钥的情况下，可以限制物理接口IP，以便它仅在2.0中工作。例如，在Linux类型的环境中，可以使用命令“setpci-H1-d[<vendor>]：[<device>]d0.l＝0”强制USB3.0接口在USB2.0中运行。
然后，使用硬件抽象层，通信设备EC可以变更其物理接口IP的操作配置cf2。
与外围设备PE连接的物理接口IP的关闭具有消除由该外围设备PE引起的扰动(或劣化)的后果。但显然它暂时阻止了后者(PE)的使用。
例如，在Linux类型的环境中，可以借助于诸如“echo disabled>/sys/bus/usb/devices/usb1/power/wakeup”和“echo suspend>/sys/bus/usb/devices/usb1/power/level”之类的命令来关闭USB密钥类型的外围设备PE。
应注意的是，在该方法的步骤中，如果外围设备PE引起劣化、不可能修改第一配置cf1、并且无线电接口IR具有比物理接口IP更高的操作优先级，则可以先限制该物理接口IP，如果这不能提高无线电通信的质量，则可以关闭该物理接口IP。
换句话说，如果限制物理接口IP可行，则限制物理接口IP，否则关闭该物理接口IP。并且，例如，如果外围设备PE与关闭的物理接口IP断开连接，则接下来可以重新激活所述接口(IP)并在其第二初始配置cf2中替换它。例如，要执行后一种替换，可以使用诸如“echo enabled>/sys/bus/usb/devices/usb1/power/wakeup”和“echo on>/sys/bus/usb/devices/usb1/power/level”之类的命令。
应当理解，处理装置MT被布置成触发物理接口IP的限制和/或关闭。
还应注意的是，无线电接口IR的操作优先级或物理接口IP的操作优先级可以例如在外围设备PE连接到物理接口IP之前由通信设备EC的用户进行选择。为此，如果通信设备EC具有显示屏幕和控件以及选择人/机接口，则用户可以选择专用于管理的子菜单，然后在屏幕上显示该子菜单，并且管理设备DG在其中提出，它要么选择无线电接口IR的操作优先级要么选择物理接口IP的操作优先级。
优选地，用户可以在任何时刻变更其优先级，例如以使得外围设备PE优先于无线电通信的方式，以便使用外围设备PE。
图2示意性地示出了实施根据本发明的管理方法的非限制性示例的算法的示例。
该算法包括初始子步骤00，其中分析装置MA在没有外围设备PE连接到物理接口IP的情况下确定无线电接口IR上的无线电通信质量的映射cs2。
该算法继续子步骤10，其中外围设备PE到物理接口IP的连接被检测到。该检测可以由管理设备DG执行，或者由立即通知管理设备DG的通信设备EC执行。在该第二替代方案中，通知可以例如经由专用通信总线发送到通信装置EC的中间件，然后可以在USB-SMU模块中调用“callback onAddDev()”类型的功能。USB-SMU模块是Sagemcom公司的专有软件模块，用于管理网关的USB/Sata端口。因此，USB-SMU模块是用于管理USB、SATA等外围设备的模块。
该算法继续子步骤20，其中分析装置MA在存在连接到物理接口IP的外围设备PE的情况下确定无线电接口IR上的无线电通信质量的映射cs1。
然后，在子步骤30中，处理装置MT执行测试以确定检测到的连接是否已经引起经由无线电接口IR的无线电通信质量的显著劣化。通过将在子步骤20中确定的映射cs1与在初始子步骤00中确定的映射cs2进行比较来进行该确定。
在没有显著劣化的情况下，处理装置MT在子步骤40中决定不采取动作(也就是说不执行无线电接口IR的第一配置cf1的修改，或者物理接口IP的第二配置cf2的修改。
另一方面，在存在显著劣化的情况下，处理装置MT在子步骤50中决定采取动作(即执行无线电接口IR的第一配置cf1的修改，或物理接口IP的第二配置cf2的修改)。
图3示意性地示出了实施根据本发明的管理方法的子步骤50的算法的示例。
该算法包括子步骤510，其中处理装置MT执行测试以确定是否可以根据在子步骤20中确定的映射cs1来变更被扰动的无线电信道(由无线电接口IR使用)。换句话说，它们在映射cs1中确定是否存在用于接口IR的另一个可用并且扰动(或劣化)较小的无线电信道。
在肯定(是)的情况下，处理装置MT在子步骤520中确定通信设备EC'是否可以接受该另一个无线电信道，并且在肯定的情况下在无线电接口IR上施加该另一个无线电信道。
在否定(否)的情况下，处理装置MT在子步骤530中执行测试以确定是否可以根据在子步骤20中确定的映射cs1变更扰动的无线电波段(频率)(由无线电接口IR使用)。换句话说，它们在映射cs1中确定是否存在用于无线电接口IR的另一个可用并且扰动(或劣化)较少的无线电波段。
在肯定(是)的情况下，处理装置MT在子步骤540中确定通信设备EC'是否可以接受该另一无线电波段，并且在肯定的情况下在接口IR上施加该另一无线电波段。
在否定(否)的情况下，处理装置MT在子步骤550中执行测试以确定是否预先(例如，由通信设备EC的用户)选择了无线电优先级。
在否定(否)的情况下，这表示用户考虑优先使用物理接口IP(以及外围设备PE)，因此，在子步骤560中，处理装置MT决定没有动作。
在肯定(是)的情况下，处理装置MT在子步骤570中执行测试以确定是否有可能限制物理接口IP以便减少(或甚至消除)由外围设备PE引起的劣化从而提高无线电通信的质量。
在肯定(是)的情况下，处理装置MT在子步骤580中将该限制施加于物理接口IP，然后转到下文描述的子步骤610。
在否定(否)的情况下，处理装置MT在子步骤590中执行测试以确定物理接口IP是否已被关闭。
在肯定(是)的情况下，处理装置MT认为没有事可做，因此在子步骤560中决定不采取动作。
在否定(否)的情况下，处理装置MT在子步骤600中关闭物理接口IP，因为它不是用户的优选。然后，在子步骤610中，处理装置MT执行测试以确定外围设备PE是否已经被用户从物理接口IP断开。
在肯定(是)的情况下，处理装置MT在子步骤620中考虑在没有外围设备PE的情况下经由无线电接口IR的无线电通信不再劣化，并因此重新激活物理接口IP并用其第二初始配置cf2替换它。
在否定(否)的情况下，处理装置MT再次执行子步骤510。
应当注意的是，本发明还可以被认为是包括一组指令的计算机程序产品的形式，当该指令由通信设备EC的处理装置(例如处理器或CPE类型)执行时，适于实现上述类型的用于管理该通信设备EC的至少一个无线电接口IR和至少一个物理接口IP的管理方法。
本发明不仅限于上述管理方法、管理设备和通信设备的实施方式，仅作为示例，而且它包括了本领域技术人员在下文权利要求的唯一框架内可以设想的所有替代方案。
Claims (10)
1.用于管理通信设备(EC)的至少一个无线电接口(IR)和至少一个物理接口(IP)的方法，其特征在于，其包括以下步骤，在外围设备(PE)与所述物理接口(IP)连接的情况下，确定所述无线电接口(IR)上的无线电通信质量的映射，然后将该确定的映射与在没有外围设备(PE)连接到所述物理接口(IP)的情况下的所述无线电接口(IR)上的无线电通信质量的另一映射进行比较，以及，在由于所述连接而导致的所述无线电通信质量劣化的情况下，对所述无线电接口(IR)的第一当前操作配置根据所述确定的映射进行修改，或对所述物理接口(IP)的第二当前操作配置进行修改。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一配置的所述修改从包括无线电信道变更和无线电波段变更的组中选择。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤中，在不可能变更所使用的无线电信道的情况下，确定是否有可能对所使用的无线电波段执行变更，在肯定的情况下执行无线电波段的变更。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，第二配置的所述修改从包括所述物理接口(IP)的限制和所述物理接口(IP)的关闭的组中选择。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤中，如果存在所述劣化，不可能修改所述第一配置以及所述无线电接口(IR)具有操作优先级，则首先限制所述物理接口(IP)，以及如果这不能改善所述无线电通信的质量，则关闭所述物理接口(IP)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述无线电接口(IR)的操作优先级或所述物理接口(IP)的操作优先级由所述通信设备(EC)的用户在所述外围设备(PE)连接到所述物理接口(IP)之前进行选择。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤之前，在没有外围设备(PE)连接到所述物理接口(IP)的情况下，确定所述无线电接口(IR)上的无线电通信质量的所述映射。
8.包括一组指令的计算机程序产品，当所述指令由处理装置执行时，适于实现根据权利要求1到7中任一项的用于管理通信设备(EC)的至少一个无线电接口(IR)和至少一个物理接口(IP)的方法。
9.用于管理通信设备(EC)的至少一个无线电接口(IR)和至少一个物理接口(IP)的设备(DG)，其特征在于，它包括分析装置(MA)，其适于在外围设备(PE)连接到所述物理接口(IP)的情况下，用于确定所述无线电接口(IR)上的无线电通信质量的映射，以及处理装置(MT)，其适于将该确定的映射与在没有外围设备(PE)连接到所述物理接口(IP)的情况下的所述无线电接口(IR)上的无线电通信质量的另一映射进行比较，以及，在由于所述连接而导致所述无线电通信质量劣化的情况下，触发根据所述确定的映射对所述无线电接口(IR)的第一当前操作配置的修改或触发所述物理接口(IP)的第二当前操作配置的修改。
10.通信设备(EC)，其包括至少一个无线电接口(IR)和至少一个物理接口(IP)，其特征在于，它还包括根据权利要求9所述的管理设备(DG)。
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