CN111201447A - 远程电可倾斜扩散式聚焦无源反射器 - Google Patents

Abstract

当可移动元件在第一用户设备与基站之间的大于6GHz的RF通信波束的波束路径中时，通过向可移动元件发送移动请求以改变位置而促进基站与用户设备之间的小波通信。可移动元件可以是将小波反射到用户设备的反射器，或是其移动改进了通信路径的物体。

Description

远程电可倾斜扩散式聚焦无源反射器

背景技术

移动业务的爆炸性增长已经导致了6GHz以下RF频率频谱短缺。具有大量未占用带宽的毫米波频谱是用于扩展移动频谱的一种有吸引力的途径。毫米波通信已经成为5G移动网络的重要组成部分，以向终端用户提供高容量、高速和低延时的服务。

2016年7月，美国联邦通信委员会(FCC)为5G通信开放了10.85GHz的毫米波(mm-wave)频谱。新释放的频谱包括来自27.5-28.35GHz和37-40GHz的3.85GHz许可频谱，以及来自64-71GHz的7GHz非许可频谱。

研究表明，针对mm-wave信道，高达约220米的充足的室外覆盖是可能的。这样的小型小区大小有利于使用具有高方向性窄波束的低功率微小区或微微小区基站。合适的窄波束可以通过波束成形设备(诸如多天线元件相控阵)来生成。

RF频谱的mm-wave区域中的信号遭受高传播损耗，并且极易受到结构、人、树叶甚至雨滴的阻挡。例如，单树(稀疏树叶)场景的穿透损耗可以在0至6dB之间，而双树(茂密树叶)场景的穿透损耗可以在8dB至28dB之间。建筑材料(诸如有色玻璃)在某些波长可以吸收高达40dB的能量，潜在地有可能阻止有效传播通过结构。因此，理想的毫米波通信场景是视线(LOS)。

存在与建立用于向结构传递宽带服务的LOS条件有关的很多挑战。基站的安装地点通常位于现有结构(诸如建筑和公用设施元件)的顶部。来自这样的地点的LOS向量频繁穿过将阻挡mm-wave信号的树叶和中间结构。许多结构没有到基站的LOS中的窗口，并且当存在mm-wave基站和结构的窗口之间的LOS时，在特定的LOS窗口中安装客户驻地设备(CPE)并非总是可行的。

即使当基站和结构的窗口之间存在LOS条件时，情况也可以随时间改变为非视线(NLOS)条件。例如，树叶可以随时间会成长为LOS路径，大型车辆可以停在LOS路径中或通过LOS路径，结构可以被架设或放置在LOS路径中等。穿过路径的人也可以有效地阻挡mm-wave信号。

一种建立用于传递mm-wave宽带服务的LOS条件的可能方法是简单地安装附加的基站。然而，由于例如在这样的地点缺乏基础设施，在LOS地点上安装基站并不总是可行的。此外，存在与基站相关联的大量操作和资本支出，因此以足以与许多客户建立LOS条件的数量进行部署在经济上不可行。总而言之，存在与通过高频通信传递高质量、不间断的服务相关联的巨大的挑战。

技术领域

本公开的实施例涉及一种用于无线电信网络的系统和方法。具体地，实施例涉及发送针对一个或多个可移动元件的移动请求消息，来改变物理配置以促进基站与用户设备(UE)之间的无线通信。

发明内容

本公开的实施例涉及例如其中第一UE需要与蜂窝AP有效地通信(例如，使用高频/5G蜂窝技术)的场景，其中该连接可以由中间的第三连接设备的移动所影响，其中该第三设备具有移动不属于蜂窝基础设施的物理元件的能力。可以根据针对互联网通信、物联网(IoT)通信、无线通信和机器通信所开发的一个或多个软件或标准进行连接。UE与AP之间的通信可以是中间连接的设备所反射的RF频谱的一部分。在一个示例中，中间设备是将窄通信波束反射到UE的反射器，而在另一示例中，中间设备是可移动的物体，否则其将抑制通信。

根据本公开的实施例，一种用于无线通信网络的过程包括：向可移动元件发送移动请求以改变位置，其中可移动元件在用于第一用户设备(UE)与基站之间的大于6GHz的RF通信波束的波束路径中。RF通信波束可以从基站被发送到第一UE，并且可移动元件可以是反射器，其将RF通信波束从基站反射到第一UE。

在发送请求之前，基站可以在多个方向上发送RF波束，以标识波束方向被反射器成功接收到。多个方向可以是使用基站的地点和反射器的地点来确定的方向的集合。反射器可以具有凸外表面，该凸外表面包括以凸形布置的多个平坦元件。

在实施例中，响应于改变位置的请求，反射器从其将RF通信波束反射到第一UE的第一位置移动到其将RF通信波束反射到第二UE的第二位置。第一UE可以是被安装在结构结构的静态地点处的客户驻地设备(CPE)。

对可移动元件用于改变位置的移动请求可以由安装例程触发，该安装例程当第一UE在静态地点被安装时被执行。可移动元件可以是启用物联网(IOT)的设备，该设备阻挡用于RF通信波束的波束路径，其中可移动元件响应于移动请求而移动以使对波束路径的解除阻挡。在另一实施例中，可移动元件是具有凸外表面的反射器，该反射器已经建立了连接以接收来自基站的RF通信波束，其中基站是小型小区基站，其通过25GHz至100GHz的至少一个RF通信信道来提供宽带通信，并且其中响应于该移动请求，反射器从第一位置移动到第二位置，以便将RF通信波束反射到第一UE。

附图说明

图1图示了无线通信系统。

图2图示了通信系统的网络计算实体。

图3图示了根据实施例布置的无线通信元件。

图4图示了可移动元件的实施例。

图5图示了适于增强无线通信的可移动元件。

图6图示了用于控制可移动元件以向订户提供小波通信的过程的实施例。

具体实施方式

下面结合附图提供实施例的具体实施方式。本公开的范围仅由权利要求书限制，并且涵盖许多替代、修改和等同物。尽管以特定顺序示出了各种过程的步骤，但是实施例不必限于以所列出的顺序被执行。在一些实施例中，某些操作可以同时执行、以除所述顺序之外的顺序执行或根本不执行。

在下面的描述中阐述了许多具体细节以便提供透彻的理解。提供这些细节是出于示例的目的，并且可以在不具有这些具体细节中的一些或所有具体细节的情况下根据权利要求书来实践实施例。出于清楚起见，未详细描述与本公开相关的技术领域中已知的技术材料，使得不会不必要地使本公开晦涩难懂。

图1图示了根据本公开的实施例的通信网络100。网络100包括多个基站102，基站中的每个基站被配备有一个或多个天线104。天线104中的每个天线可以为一个或多个小区106中的用户设备(UE)108提供无线通信。基站102具有天线104，天线104是可以被称为接收器的接收天线，以及被称为发送器的发送天线。

如本文中所使用的，术语“基站”是指在一个地点中提供并且用作无线网络的集线器的无线通信站。例如，在LTE中，基站102可以是eNodeB。基站可以为宏小区、微小区、微微小区或毫微微小区提供服务。

图1示出了向宏小区106的覆盖区域内的小型小区106a提供服务的基站102。在实际的蜂窝部署中，多个基站102a可以位于宏小区基站102的小区106内。因此，一个宏小区106的覆盖范围可以与多个小型小区106a重叠。

一个或多个UE 108可以包括蜂窝电话设备、移动热点、膝上型计算机、手持游戏单元、电子书设备和平板PC以及可以被提供有无线通信服务的任何其他类型的公共便携式无线计算设备。在实施例中，UE 108中的任何UE都可以与公共移动计算设备(例如，膝上型计算机、平板计算机、蜂窝电话、移动热点、手持游戏单元、电子书设备、个人音乐播放器、录像机等)的任何组合相关联，该公共移动计算设备具有采用任何公共无线数据通信技术(包括但不限于：GSM、UMTS、3GPP LTE、LTE Advanced等)的无线通信能力。

在本公开的实施例中，UE 108可以是安装在客户驻地处的客户驻地设备(CPE)。CPE的示例包括无线路由器、调制解调器、机顶盒、中继器以及可以从基站接收无线通信的其他设备。特别地，CPE可以从附近的小型小区106a接收高频窄波束发送。CPE可以由客户或服务提供方所拥有和控制。

通信网络100包括操作和管理(O&M)部分116，该操作和管理(O&M)部分116可以促进回程设备或网络控制器设备110、112和114与一个或多个基站102之间的分布式网络通信。如本领域技术人员所理解的，在大多数数字通信网络中，网络的O&M部分116可以包括通常为有线的网络主干与位于网络外围的子网络或基站之间的中间链路118。例如，与一个或多个基站102通信的蜂窝移动设备(例如，UE 108)可以构成本地子网络。O&M系统可以包括形成用于网络的操作支持系统(OSS)的网络元件。

在实施例中，通信网络100的通信链路可以采用以下公共通信技术中的任何公共通信技术：光纤、同轴电缆、双绞线电缆、以太网电缆和电力线电缆以及本领域中已知的任何无线通信技术。在各种实施例的上下文中，与各种数据通信技术(例如，基站102)相关联的无线通信覆盖范围通常基于网络的类型和在网络的特定区域内部署的系统基础设施(例如，基于GSM、UMTS、LTE和高级LTE的网络以及每种网络类型中部署的技术之间的差异)而在不同的服务提供方网络之间变化。

网络控制器设备110、网络控制器设备112和网络控制器设备114中的任何网络控制器设备可以是专用网络资源控制器(NRC)，其与基站分开提供或在基站处提供。网络控制器设备110、网络控制器设备112和网络控制器设备114中的任何网络控制器设备都可以是提供NRC功能的非专用设备。在实施例中，NRC是自组织网络(SON)服务器。网络控制器设备110、网络控制器设备112和网络控制器设备114以及/或一个或多个基站102中的任何项可以独立地或协同地工作，以实现与本公开的各种实施例相关联的过程。

根据标准GSM网络，网络控制器设备110、网络控制器设备112和网络控制器设备114中的任何网络控制器设备(可以是NRC设备或可选地具有NRC功能的其他设备)可以与以下项相关联：基站控制器(BSC)、移动交换中心(MSC)、数据调度器或本领域已知的任何其他公共服务提供方控制设备，诸如无线电资源管理器(RRM)。根据标准UMTS网络，网络控制器设备110、网络控制器设备112和网络控制器设备114中的任何网络控制器设备(可选地具有NRC功能)可以与以下项相关联：RNC、服务GPRS支持节点(SGSN)或本领域已知的任何其他公共网络控制器设备，诸如RRM。根据标准LTE网络，网络控制器设备110、112和114中的任何网络控制器设备(可选地具有NRC功能)可以与以下项相关联：eNodeB基站、移动性管理实体(MME)或本领域已知的任何其他公共网络控制器设备，诸如RRM。

在实施例中，网络控制器设备110、网络控制器设备112和网络控制器设备114中的任何网络控制器设备、基站102以及UE 108中的任何UE可以被配置为运行任何公知的操作系统。网络控制器设备110、网络控制器设备112和网络控制器设备114中的任何网络控制器设备或基站102中的任何基站可以采用任何数目的公用服务器、台式机、膝上型电脑和个人计算设备。

图2图示了可以代表网络控制器设备110、网络控制器设备112和网络控制器设备114中的任何网络控制器设备的计算实体200的框图。相应地，计算实体200可以代表网络管理服务器(NMS)、元件管理服务器(EMS)、移动性管理实体(MME)、SON服务器、自操作服务器等。计算实体200具有一个或多个处理器设备，包括CPU 204。尽管示出了单个CPU，但是计算实体200可以包括多个CPU，每个CPU可以包括可操作以执行本公开中描述的过程的多个处理核心。

CPU 204负责执行在易失性(RAM)和非易失性(ROM)存储器202和存储设备212(例如HDD或SSD)上所存储的计算机程序。在一些实施例中，存储设备212可以将程序指令存储为逻辑硬件，诸如ASIC或FPGA。存储设备212可以存储例如相似性度量214、映射数据216和事件数据218。

计算实体200还可以包括用户接口206，该用户接口206允许管理员与NRC的软件和硬件资源进行交互，并且显示系统100的性能和操作。此外，计算实体200可以包括用于与联网计算机系统中的其他组件进行通信的网络接口208，以及有助于计算实体200的硬件资源之间的数据通信的系统总线210。

除了网络控制器设备110、网络控制器设备112和网络控制器设备114外，计算实体200还可以被用于实现其他类型的计算机设备，诸如天线控制器、RF规划引擎、核心网元件、数据库系统等。基于计算实体200提供的功能，这样的计算机的存储设备用作用于软件和数据库的存储库。在本公开的实施例中，计算实体200代表执行本文描述的过程的计算实体。在各种实施例中，这些实体可以被组合在单个硬件外壳中，或分布在各个地点处的多个硬件外壳之间。

本公开的实施例涉及将不具有视线(LOS)路径的一个或多个相对高频的短波长RF信道传递到接收该RF信道的第一UE。该频谱中的一些频谱存在于通常称为频谱的毫米波部分中。术语“毫米波”是通用术语，被本领域的不同技术人员理解为占用频谱的不同部分。因此，本公开使用术语“毫米波”和更通用的术语“小波”来指代RF频谱中用于无线通信的高于6GHz的部分。小波的特性是，相比于历史上分配给无线通信的频谱部分(例如，800MHz-5GHz)，其受到更高水平的衰减。

FCC最近在美国发布了27.5-28.35GHz、37-40GHz和64-71GHz频谱的部分，所有这些频谱均在本公开所使用的“小波”范围内。然而，本公开的范围不限于这些特定频率—在6GHz和27.5GHz之间以及71GHz以上的频谱的其他部分也在本公开的范围内。

除了为了反射小波波束而安装的智能启用的可移动设备之外，本公开的实施例还可以包括利用现有的远程可移动设备。这些实施例可以使宽带无线通信更加普遍。

启用互联网的设备的数目预计在未来继续增长，其中许多这样的设备不仅将具有有限的互联网连接，而且其将具有以各种方式与物理世界进行交互的能力，例如涉及身体移动。这些设备可能是被动物体，例如门、车库门、窗户、檐篷、移动屋顶和倾斜的太阳能电池板，还包括其他甚至更智能的物体，诸如遥控机器人和联网汽车。各种实施例可以采用任何这样的设备来改进与小波通信信道的传递有关的条件。

图3示出了使用远程倾斜无源反射器将小波通信传递到第一UE的示例场景。在图3中，基站302是安装在电线杆304上的小型小区基站。基站302具有LOS路径，以将小波通信波束306传递到第一家庭308a。然而，树310和第一家庭308a阻止基站302具有到第二家庭308b的LOS路径。LOS路径可以提供从基站302到第一UE以及从第一UE到基站的小波通信。

相应地，基站302向安装在灯杆316上的可移动元件314发送第二小波波束312，该可移动元件314将波束直接反射到第二家庭308b中，在第二家庭308b中，该波束由第一UE318在LOS路径中从反射器接收到。基站302、可移动元件314、第一UE 318，服务器计算机320和宏小区基站中的任何一项都可以被包括在小波通信系统300中。

在实施例中，基站302、可移动元件314和第一UE 318中的一项或多项与中央服务器计算机320独立通信，该中央服务器计算机320协调那些设备之间的通信以促进基站302与移动设备314之间的小波无线通信。独立通信可以是与宏小区基站322的蜂窝通信。在其他实施例中，该通信可以在其他信道上，并且可以在设备之间中继。例如，可移动元件314可以使用Wi-Fi或蓝牙通信来直接与第一UE 318和/或基站302通信。此外，基站302可以将通信从可移动元件314中继到服务器计算机320。

这种直接通信可以有助于确定可移动元件314的各种配置对小波通信信道的影响。此外，这种通信可以促进从基站302到可移动元件314的消息发送以改变其位置。结合来自第一UE 318的通信，这样的通信可以确定位置变化的影响，以便优化可移动元件的地点，以用于将小波通信传递到第一UE 318。

图3中所示的电子设备中的一个或多个电子设备可以通过物联网(IOT)应用或协议来连接或控制。例如，服务器计算机320可以是IOT控制器，并且可以是管理多个IOT设备之间的通信的云计算设备。此外，第一UE 318、可移动元件314以及基站302和基站322可以被配置为通过IOT应用与IOT控制器进行通信。在一些实施例中，IOT控制器可以在宏小区基站322、小型小区基站302和第一UE 318中的一项或多项中被实现，以管理系统300中的通信。

尽管图3仅示出了将波束312反射到第一UE 318的单个反射器314，但是在其他实施例中，可以使用多个反射器来将小波波束从基站302引导到第一UE 318。在一些实施例中，反射器中的一个或多个反射器可以具有附加功能。例如，反射器314可以是CPE，其接收和处理小波波束的一部分，同时将小波波束的另一部分反射到一个或多个下游设备。

第一UE 318可以被安装在家庭308b内的静态地点，或在家庭308b外的地点。在一些情况下，将第一UE安装在结构的窗户或其他无线电透射附近可能是不可行的，因此在室内地点接收小波波束312是可行的。在这样的实施例中，第一UE 318可以是安装在建筑物结构的外表面处的CPE，并且第一UE可以通过穿透建筑物结构的电线来传递宽带信号。在这两个实施例中(内部和外部安装)，第一UE被安装在建筑结构的静态地点。

图4示出了可移动元件400的示例，该可移动元件400是反射器，诸如图3中所示的反射器314。可移动元件400包括被配置为反射小波RF波束的反射表面402。反射表面402可以包括金属材料，并且其可以具有相对光滑的表面以避免散射小波波束。该表面可以具有足以提供高频波的甚至可预测的反射的表面粗糙度，例如具有0.1毫米、0.01毫米或更小的RA值。

图4中所示的反射表面402具有测地线(geodesic)形状，该测地线形状包括布置成产生凸反射表面的多个平坦三角形元件。在其他实施例中，该表面可以具有基本上光滑的形状，该形状没有跨越该表面的反射部分的突然过渡，例如半球形。在其他实施例中，取决于无线环境，反射表面具有凹面以聚焦波束，或具有凸面和凹面的组合以发散或聚焦小波波束。凸面可以在更宽范围的相邻角度生成反射，而不是仅在单个角度反射，从而可能简化或加速为第三设备标识地点的过程，这将实现基站与第一UE之间的LOS通信。

建立到小波波束的连接可以包括扫描阶段，在该扫描阶段期间，可移动元件利用更凸的反射配置，使得来自基站的小波波束分散在更宽的区域上，以实现检测到反射器地点近乎但不一定完美地被位置，以向第一UE传递宽带服务。在一些实施例中，与最终被用于宽带通信的波束宽度相比，更宽的波束宽度被用于在小型小区基站、可移动元件和第一UE之间建立连接。在一些实施例中，当在基站、可移动元件和第一UE之间建立连接时，更低频率的波束(例如，5GHz波束)被用于粗略目标操作。

反射表面402可以包括一个或多个无线电透射区域404。无线电透射区域404允许可移动元件400确定小波被引导到其表面。无线电透射区域404可以是反射表面402中的光栅或一个或多个孔，该光栅或一个或多个孔允许RF波穿过反射表面402进入在可移动元件400中所包括的检测器中。反射表面402可以小到几厘米宽，或大到几十厘米。

在基站与作为反射器的可移动元件400之间的小波连接被建立之后，反射器可以继续监测小波波束的存在，以确保连接成功地被维持。该信息可以被用于例如在通信丢失时对系统进行故障排除。

可移动元件400包括一个或多个电机406，该一个或多个电机406允许该元件改变其定向。可移动元件400可以能够在多个轴上移动和旋转，包括在正交平坦内倾斜和平移、旋转以及向上、向下以及从一侧到另一侧移动。可移动元件400还可以具有电力系统，该电力系统包括太阳能电池板和用于自主电力的电池。在其他实施例中，诸如当可移动元件400被附接到电线杆时，其可以从电力线接收电力。

可移动元件400包括电路408，该电路408可以包括存储器和处理器。存储器可以存储包括可移动元件400和在每个地点处的一个或多个UE经历的位置索引和信道条件的信息。可移动元件400可以使用这样的索引来在各种地点之间快速改变，以例如在两个UE之间切换服务。此外，可移动元件400可以包括天线410，该天线410促进远程倾斜系统的各个元件之间的无线通信。

尽管作为反射器的可移动元件400是可以能够通过天线410发送和接收无线通信的有源设备，但是该反射器不同于传统的中继设备。尽管中继设备从根本上说是依靠天线来从一个设备向另一设备“转发”或中继通信的收发器，但是根据本发明实施例的反射器在源和目的地之间无源地反射小波波束以促进无线通信。因此，本公开的反射器不同于传统的无线中继设备。

图5示出了包括多个不同的可移动元件的实施例。建筑物500被配备有两个可移动元件——门502和窗帘504。这两个可移动元件通过IOT应用进行通信，因此这两个元件可以远程被控制。

如图5所示，门502和窗帘504被布置在反射器506和第一UE 508之间的通信路径中。反射器506将小波波束510从基站512反射到第一UE 508以提供宽带通信。在图5所示的实施例中，所有三个可移动元件(门502、窗帘504和反射器506)的地点影响第一UE接收小波信号510的能力。因此，所有三个可移动元件的地点可以由本申请的实施例控制。

图6示出了用于控制可移动元件以向订户提供小波通信的过程。基站512与各种网络设备之间的一个或多个连接可以在S602处被建立。在实施例中，当诸如第一UE 508的网络设备、可移动元件和可以传递小波波束的小型小区基站512最初被安装时，连接的至少一部分被建立。该连接可以是允许网络设备在没有小波波束的情况下进行通信的通用无线链路，并且该无线链路可以被用于在基站和第一UE之间建立小波连接。

可移动元件(例如504、506或508)的各个地点对第一UE 508与基站512之间的通信的影响可以在S604处被确定。确定可移动元件的地点对第一UE 508与基站512之间的通信的影响可以包括存储在第一UE处接收的小波信号的信号强度值以及与每个信号强度值相关联的可移动元件的位置。使用该信息，系统可以能够确定与物理变化量相关联的规模或灵敏度水平。然后，灵敏度信息可以被用于校准可移动元件的移动，以通过逐步细化移动来优化可移动元件的运动，以最大化在第一UE 508处的接收。

在一些实施例中，确定可移动元件的位置的影响包括检测通信设备的空间地点，或检测来自设备中的一个或多个设备的无线电信号强度测量，例如，监测每个物理配置改变之前和之后的改变。可以在网络活动较少时执行可移动元件的移动，以确定各种地点的影响。

小波通信系统的一个或多个组件可以在S604处创建索引。在实施例中，基站512例如通过使用现有机制，同时将视线从基站传送到反射器，来确定使得其能够在反射器元件506的方向进行发送的波束索引。

本公开的实施例可以包括用于多个设备中的每个设备的位置索引的网络数据库，该多个设备包括IOT设备，该多个设备具有影响物理环境、创建多个位置配置或索引的能力。例如，门502或窗帘504或其他智能设备可以不仅能够检测，而且能够控制物理世界中不同项的移动。这可以包括控制窗帘或辅助机器人的地点，或检测内门、车库门或车辆的地点。针对每个这样的元件，元件可以采取许多不同的物理配置，这可以影响其他设备之间的通信，诸如影响与蜂窝基站进行通信的手机。

每个可移动元件可以根据锚定在特定(GPS)地点的三维模型来指定其物理配置的属性。可移动元件可以指定其他属性，诸如RF信号衰减量、对其移动能力的限制、材料成分等。

在一些实施例中，可移动元件可以传送位置索引。位置索引可以是与设备当前地点相对应的不透明数字或签名或哈希。除了位置索引之外，可移动元件还可以提供当前地点，诸如由GPS建立的纬度和经度坐标。

此外，设备可以传送进一步有助于设备位置索引的属性，包括诸如设备显示的当前颜色或图像、设备生成的声音、不同波长处的光学允许度以及不同波长处的RF允许度的属性。该位置索引可以附加地指示预期与那些地点索引相对应的当前或未来的时间间隔。

在另一示例中，可移动元件可以指示特定地点索引的可能性作为一天中的时间和一周中的天数的函数，例如，特定的门或窗帘更可能在特定的时间和日期期间打开。位置索引还可以包括位置索引轨迹，该位置索引轨迹可以详细说明关于可移动设备可以多快地响应移动请求的信息。这可以与门打开或关闭的速度有多快，或可移动反射器可以改变其地点有多快有关。

在实施例中，地点索引通过扫描可移动元件的位置来建立。元件的扫描位置可以包括扫描位置的集合，其中该位置的集合基于基站512、一个或多个可移动元件以及UE 508的近似地点被确定。那些设备的地点输入可以被用于利用一个或多个中间可移动元件，来估计第三设备的哪些位置最有可能在基站512和UE 508之间产生直接反射路径。

在实施例中，扫描以找到连接的初始过程可以是用于标识后续精细扫描步骤的起点。在这样的实施例中，可移动元件通过更小的位置的集合调整来更慢地扫描，以确定稍微不同的位置是否将在第一UE 508和基站512之间产生甚至更好的连接。

在实施例中，在初始扫描阶段之后，可移动元件利用相对于初始扫描更凹的反射配置来扫描位置，使得小波被聚焦在逐渐减小的区域上，以确定这是否会在第一UE 508和基站512之间产生更好的连接。

在实施例中，可移动元件在使第一UE能够进行小波通信的第一位置和使第二UE能够进行通信的第二位置之间切换，其中这两个位置之间的切换基于针对第一UE和第二UE的通信的至少一个方面而被请求。例如，可移动元件可取决于哪个UE当前正在执行转移，或基于哪个位置将节省最大数量的无线资源，来从一个位置切换到另一位置，从而避免使用更长的波长通信。在另一实施例中，当UE中的一个UE接收到阻碍其成功接收小波波束的障碍物时，可移动元件切换位置。当UE中的一个UE请求诸如紧急呼叫(例如911呼叫)、公共安全呼叫等的优先级发送时，可以发生在UE之间切换的另一示例。

在S608处可以发生触发向可移动元件发送移动请求消息的一个或多个事件。移动请求可以由许多不同的情况触发。当可移动元件是反射器时，例如当第一UE 508是新安装的无线路由器时，可以结合安装例程来做出改变反射器的定向的移动请求。用于发送运动请求的另一触发可以是第一UE 508周围的无线环境的改变，诸如中断、与其他无线设备的通信故障、覆盖范围减小或区域中的拥塞增加。换言之，当第一UE 508在其他信道上的通信能力被降低或预期被降低时，可以做出用于改进到第一UE 508的无线信道接入的移动请求。

当第一UE 508在预定的时间量内未与其他网络元件进行通信时，对可移动元件的移动请求可以被触发，这可以指示其他通信信道的故障。针对移动请求的另一触发是当第一UE 508的电池寿命小于阈值时，其中改进到第一UE的无线信道可以减少其能量消耗。另一触发正在执行地点确定，其中改变可移动元件的配置可以改进地点准确性。另一触发是当预期相对较大的通信时—例如，在超过预定阈值的文件传送被启用时，或一些其他高带宽应用正在被执行或请求将被执行时。另一示例触发是天气条件的变化，这会影响无线覆盖范围。

在一些实施例中，第一UE 508的用户可以设置用于发起运动请求的触发信息，诸如标识将触发该请求的某些应用(例如，电话服务)或文件大小，或标识将触发移动请求的其他通信情况。例如，可以建立以下策略：当用户尝试从地下室流式发送视频时，地下室的门将自动打开，从而允许在地下室区域中更好的无线覆盖。

尽管上面列出了用于移动请求的触发条件的若干特定示例，但是实施例不限于这些特定触发。这些触发条件仅是示例，并且其他触发条件是可能的。

在S610处，针对移动请求消息的一个或多个目标被确定。在实施例中，存在启用互联网的市场，其中UE或服务提供方可以搜索和/或请求设备执行可移动元件的作用，该可移动元件移动以促进基站508和第一UE 512之间的无线通信。换言之，诸如CPE路由器的UE可以在互联网上发送请求以标识一个或多个反射器设备506，该反射器设备506可用于反射来自附近基站512的小波波束。这样的市场可以以数据库的形式存在，该数据库标识根据地理区域组织的多个可用基站和反射设备，并且可以被存储在可以通过互联网访问的中央服务器计算机上。

在实施例中，想要建立更高水平的互联网连接性的第一UE 508可以搜索候选可移动元件，例如，具有改变其位置能力的一个或多个设备，其潜在地点会影响第一UE与至少一个基站512之间的视线通信，并且其有意愿改变其地点以实现基站和UE之间的小波通信。在一个示例中，能够发送小波束的多个可移动设备和基站512存在于从数据库搜索返回在第一UE 508的地点周围的地理区域中。这样的数据库可以指示哪些可移动设备将适合作为每个基站的反射器，哪些可移动设备可以存在于基站和UE之间的可能的通信路径中，以及可以被移动以改进或促进基站和UE之间的通信的UE。市场可以向用户接口(UI)提供地理信息(诸如投影到地图上的GPS数据)，该地理信息允许人类用户标识可以被用于向特定UE提供服务的基站和可移动设备的最佳组合。

在实施例中，可移动元件报告其位置的改变，该改变对第一UE 508和基站512之间的通信有影响，例如，从而使得及时变化能够利用第一UE与无线基站之间的视线通信的出现或消失。

在S612处，移动请求被发送到一个或多个可移动元件。移动请求可以是针对一个或多个元件移动的请求，以便改进基站512和第一UE 508之间的无线通信。基站512和第一UE 508可以最初使用不需要视线并且不是高比特率小波通信的更长波长进行通信。通信路径可以从基站512到可移动反射器506，并且可以通过一个或多个可移动元件(例如504和502)占用的到第一UE 508的路径。

在实施例中，对可移动设备的请求可以是第三设备扫描一系列置的请求。在一些实施例中，系统可以提示用户改变UE的物理位置或定向以改进通信。

在检测到第一UE 508能够利用小波连接到基站512时，一个或多个实体可以将当前位置记录为可移动元件的优选位置，这实现在基站和第一UE之间的小波通信。随后的请求可以被传送给可移动元件，该可移动元件利用记录的优选位置来实现基站512和第一UE508之间的小波通信。

在实施例中，改变可移动元件的位置的请求包括一个或多个警报，该一个或多个警报指示IOT设备与第一UE 512的设备地点连接到蜂窝电信网络的能力之间的关系、可移动元件自动执行物理配置改变的请求、以及终端用户授权(或执行)物理配置改变(诸如打开门或点击以打开或关闭门)的请求。

在实施例中，改变可移动元件设备的物理配置的请求是对未来时间间隔的请求，以与第一UE 508的预期通信对准。可以向多个这样的设备做出请求，例如对准多个同时发生的变化以实现到第一UE 508的通信。在一个示例中，设备被协调，使得多个门同时打开。

针对可移动元件改变其地点的请求可以使用应用层消息发送来发送。例如，可移动元件和第一UE 508可以使用相同的IOT应用服务进行通信，并且可以由控制IOT应用的实体所认证、批准或制造。在一些实施例中，请求可以使用空中接口消息发送来发送。空中接口消息发送可以类似于用于预先存在的设备到设备通信和中继技术的消息发送。

例如，通过更高频率、更窄聚焦发送所发送的空中接口消息发送实质上可以指令接收具有大于阈值信号强度的消息的任何IOT设备，以重新配置自身以降低其阻挡或阻挡发送的程度。

移动请求可以在蜂窝电信网络中使用OSS信令被发送。例如，移动请求可以在北向SA-5接口上被发送，在该北向SA-5接口上，基站接收位置索引调度以及与可移动元件的运动能力有关的其他参数。在这样的实施例中，蜂窝基础设施可以生成移动请求以及针对位置索引的改变的偏好。

在实施例中，消息发送可以指示两个不同的接收设备看起来都处于相同的窄波束角。在这种情况下，一个设备可能阻挡另一设备。此外，到第二设备的往返发送时间(RTT)大于到第一设备的RTT可以指示第一设备正在阻挡第二设备。在这种情况下，消息发送可以会请求第一设备移动以促进与第二设备的通信。

在S614处，接收到位置改变请求的可移动元件可以通过确定是否响应于该请求而移动，来处理该请求。在一些实施例中，可以基于元件的物理地点来约束元件的移动，特别是该元件是否响应于针对移动的请求。当已知针对基站和第一UE 508的地点信息时，移动请求可以包括地理区域，其中该地理区域内的所有可移动设备响应该请求，并且该可移动区域之外的可移动设备不响应该请求。

例如，如果可移动元件不是反射器并且其不位于小波波束从基站512到第一UE508采取的路径附近，则可移动元件可以忽略例如通过广播来自基站的移动请求信号发送给可移动元件的移动请求。在一些实施例中，有限的地理区域通过从基站发送无线信号而有效地被建立，该基站可以是将发送小信号波束的基站。在这样的实施例中，基站可以在有效地限制接收请求的区域的功率和/或方向上进行发送。

可移动元件可以被配置为在某些情况下(诸如在紧急或高优先级呼叫的情况下)，自动批准对其物理配置的改变。例如，当终端用户发出911呼叫时，通信系统可以自动确定，为了继续进行911呼叫，或为了利用911呼叫来启用视频电话功能，一个或多个特定的门应当被打开。作为响应，系统可以自动授权打开这样的门，以启用紧急呼叫。

当建筑物中存在多个自主可移动门时，对那些门的物理配置的了解和改变的能力对于响应建筑物中紧急情况的紧急人员而言可以是有用的。

在已经建立可移动元件的状态(诸如门502是打开还是关闭)与基站和第一UE 508通信的能力之间的关系之后，改变位置的请求可以被发送到可移动元件上。响应于该请求，可移动元件在S616处改变其位置以促进基站512与第一UE 508之间的通信。位置改变可以通过接合控制可移动元件的位置的电机406来执行。

在检测到可移动元件已经改变其位置或状态时(例如当门502打开与关闭)，根据实施例的系统可以基于新位置来自动更新无线性能图。此外，系统可以基于该改变来改变无线环境的其他方面，诸如使附加的无线基站开启或关闭，以便补偿导致的覆盖范围改变的减少。

在S618处，在检测到可移动设备由特定的物理配置改变执行时，UE 508可以自动地发起特定的应用行为，诸如发起文件传送。例如，UE在检测到第二设备已经执行特定的物理配置改变时，可以自动更新网络知识数据库内的无线路径通信成本，诸如由互联网工程任务组(IETF)征求意见书(RFC)7285所描述的，其通过引用并入本文中。

特定源节点和目的节点之间的成本可以根据由IETF描述的协议来传送。该信息还可以以其他方式来传送，包括利用TCP报头丰富性，例如作为IETF规则的一部分。源标识符、目的地标识符和时间间隔日历是可以被用于确定成本值的输入。

在实施例中，可以是由运营方或IOT提供方所托管并且可能遵循IETF标准的服务器的成本服务器可以接收IOT位置索引信息，并且将该索引信息与各种位置索引值所隐含的路径RF成本影响结合使用，以便基于IOT位置索引来提供RF成本值。位置索引交换更新可可以IOT服务数据库一起发生，以触发适当的更新和调整。

IOT服务数据库可以指示无线路径通信成本可以由一个或多个可移动元件改变，该一个或多个可移动元件通过IOT通信可访问。换言之，数据库可以指示哪些现有和/或可能的无线路径可以由特定的可移动元件影响。

此外，或作为这样的数据库信息的替代，可移动元件可以通告执行特定物理配置改变的意愿，以促进小波通信。这样的广告可以被发送到请求小波发送的UE附近内的设备，例如，第一UE 508。在特定实施例中，UE发送请求以从附近的基站502接收小波通信，并且在附近的地理区域内并且可用于促进通信的启用IOT的可移动设备发送其可用的响应。这样的响应可以包括与通信有关的信息，诸如设备的类型、其地点、可以限制设备在特定时间或特定情况下移动的能力的适用约束，以及标识或表征设备及其促进通信的能力的其他数据。

现在将使用上面和图5讨论的特征中的一些特征来解释示例实施例。在示例中，当反射器506可移动元件被安装时，其与基站512接合路径发现。路径发现在业务缓慢的时间期间的深夜被执行，以最小化服务中断。在路径发现中，基站512发送波束索引，直到反射器506检测到信号，并且通知基站，在该点反射器和/或波束的地点被存储。

反射器以及其他可移动元件(例如，门502和窗帘504)向本地UE和基站通知其服务，其无线地去往本地区域或通过互联网服务(诸如IOT服务)。第一UE 508被安装在客户的驻地处，并且UE 508发送请求以从附近的基站512接收小波通信。服务请求可以被无线地发送到附近的设备，或通过互联网。

基站512接收服务请求，并且与反射器506进行通信以与第一UE 508建立小波连接。为了建立该连接，反射器506可以使用步进电机在预定增量之间改变位置并且暂停在每个位置处，以确定其对与第一UE 508的通信的影响。当找到建立小波连接的位置时，该位置可以被细化以最大化信号强度，并且被存储在反射器506的存储器、基站512或远程服务器计算机中。

此外，启用IOT的窗帘504和门502改变位置，这影响第一UE 508接收小波通信的能力。有关位置及其对通信信道的影响的信息被存储在中央计算机处，该中央计算机协调各个实体之间的通信。

提供该简化示例以促进对本公开的一些概念的理解，并且并不意味着限制或排他。例如，在一些实施例中，基站512存储位置信息，并且协调相关联的设备之间的活动，从而消除了对中央计算机的需求。

本公开的实施例表示对传递宽带通信以满足对无线内容的不断增长的需求的改进。一个相对简单的解决方案是简单地部署数目不断增加的基站，这些基站可以在LOS条件下直接向建筑物用波束发送小波发送。然而，这样的努力的花费是高昂的。此外，在许多情况下，在LOS条件所需的物理地点中部署基站根本不实际。在一些情况下，创建LOS条件的物理地点仅适用于单个建筑物，因此仅需要整个基站即可向单个建筑物提供服务。

本公开所设想的方法更加有效。单个基站可以提供多个小波波束，因此实现根据本公开的解决方案所需的基站数量比安装基站以创建直接LOS条件更加有效。尽管一些可移动反射器元件可以与那些基站一起安装，但是可移动反射器的资本和运营成本远低于基站的资本和运营成本。

使用现有的不可移动的静态元件作为反射器具有许多缺点。尽管某些蜂窝设备已经能够使用诸如裸露的岩石表面和建筑物的大型结构，来将信号反射到例如狭窄的山谷或市中心走廊中，但是这样的结构通常不适合精确地反射小波。因为小波频谱的部分具有非常小的波长，所以其对相对较小的表面缺陷敏感，这使得很难可靠地反射出有机结构或具有相对粗糙表面的结构(诸如木材和砖块)。自然表面往往会随时间变化，可能需要进行定期调整和信号丢失。

由于需要找到可以提供必要的入射角以如所希望的那样传播的物体，因此窄波束反射更难设计。研究表明，建筑物表面在毫米波长处非常粗糙，并且反射过于分散，无法支持高数据速率。

使用受控的有源反射器的另一好处是，其可以由对提供宽带通信感兴趣的实体所拥有和/或控制。相比之下，依赖于可能对提供宽带通信没有兴趣的各方所拥有和控制的无源结构会带来很大的风险，即所有者将以影响宽带通信的方式来改变这样的结构。

Claims (20)

1.一种用于在无线通信网络中提供宽带通信的方法，所述方法包括：

向可移动元件发送移动请求以改变位置，

其中所述可移动元件在用于第一用户设备(UE)与基站之间的大于6GHz的RF通信波束的波束路径中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述RF通信波束从所述基站被发送到所述第一UE，并且

其中所述可移动元件是反射器，所述反射器将来自所述基站的所述RF通信波束反射到所述第一UE。

3.根据权利要求2所述的方法，其中在发送所述请求之前，所述基站在多个方向上发送RF波束，以标识由所述反射器成功接收的波束方向。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述多个方向是使用所述基站的地点和所述反射器的地点所确定的方向的集合。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述反射器具有凸外表面，所述凸外表面包括以凸形布置的多个平坦元件。

6.根据权利要求2所述的方法，其中响应于所述请求，所述反射器从第一位置移动到第二位置，所述反射器从所述第一位置将所述RF通信波束反射到所述第一UE，所述反射器从所述第二位置将所述RF通信波束反射到所述第二UE。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一UE是客户驻地设备(CPE)，所述客户驻地设备被安装在建筑物结构的静态地点处。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述移动请求由安装例程触发，所述安装例程在所述第一UE被安装在所述静态地点时被执行。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述可移动元件是启用物联网(IOT)的设备，所述启用物联网的设备阻挡用于所述RF通信波束的所述波束路径，并且所述可移动元件响应于所述移动请求而移动，以使所述波束路径解除阻挡。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述可移动元件是具有凸外表面的反射器，所述反射器已经建立连接以接收来自所述基站的所述RF通信波束，

其中所述基站是小型小区基站，所述小型小区基站在25GHz至100GHz的至少一个RF通信信道上提供宽带通信，并且

其中响应于所述移动请求，所述反射器从第一位置移动到第二位置，以便将所述RF通信波束反射到所述第一UE。

11.一种无线通信系统，包括：

基站；

至少一个可移动设备；

一个或多个处理器；以及

一个或多个非瞬态计算机可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，执行以下操作：

向可移动元件发送移动请求以改变位置，

其中所述可移动元件在用于第一用户设备(UE)与基站之间的大于6GHz的RF通信波束的波束路径中。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述RF通信波束从所述基站被发送到所述第一UE，并且

其中所述可移动元件是反射器，所述反射器将来自所述基站的所述RF通信波束反射到所述第一UE。

13.根据权利要求12所述的系统，其中在发送所述请求之前，所述基站在多个方向上发送RF波束，以标识由所述反射器成功接收的波束方向。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述多个方向是使用所述基站的地点和所述反射器的地点所确定的方向的集合。

15.根据权利要求12所述的系统，其中所述反射器具有凸外表面，所述凸外表面具有至少一个RF透射部分，所述反射器通过所述至少一个RF透射部分来检测所述RF通信波束的存在。

16.根据权利要求12所述的系统，其中响应于所述请求，所述反射器从第一位置移动到第二位置，所述反射器从所述第一位置将所述RF通信波束反射到所述第一UE，所述反射器从所述第二位置将所述RF通信波束反射到所述第二UE。

17.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一UE是客户驻地设备(CPE)，所述客户驻地设备被安装在建筑物结构的静态地点处。

18.根据权利要求11所述的系统，其中所述移动请求由安装例程触发，所述安装例程在所述第一UE被安装在所述静态地点时被执行。

19.根据权利要求11所述的系统，其中所述可移动元件是启用物联网(IOT)的设备，所述启用物联网的设备阻挡用于所述RF通信波束的所述波束路径，并且所述可移动元件响应于所述移动请求而移动，以使所述波束路径解除阻挡。

20.根据权利要求11所述的系统，其中所述可移动元件是具有凸外表面的反射器，所述反射器已经建立连接以接收来自所述基站的所述RF通信波束，

其中所述基站是小型小区基站，所述小型小区基站在25GHz至100GHz的至少一个RF通信信道上提供宽带通信，并且

其中响应于所述移动请求，所述反射器从第一位置移动到第二位置，以便将所述RF通信波束反射到所述第一UE。

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