CN113039683A - 用于优化无线热点装置的比特率的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及配备有定向天线的无线热点装置及其带宽优化。一个实施例涉及用于优化具有多个分布式小区的移动网络中的无线热点装置的比特率的方法，每个小区被至少一个固定收发器覆盖，所述无线热点装置具有至少一个定向天线，所述方法包括：以N度的步长将定向天线在方位上大体旋转至少90度，优选的是360度，N是固定数或可变数；针对定向天线旋转的每个N度步长扫描可用小区；观察每个N度的步长中的每个可用小区的信噪比；保存针对每个可用小区的最佳方位方向，其中，最佳方位方向对应于针对该可用小区获得的最高信噪比；对移动网络的多个频带重复先前的步骤，针对每个频带的所有最佳方位方向，建立数据连接并运行数据传送速度测试；基于数据传送速度测试，自动选择定向天线的方位操作位置；将定向天线移动到方位操作位置。

Description

用于优化无线热点装置的比特率的系统和方法

技术领域

本公开涉及一种配备有定向天线的无线热点装置及其带宽优化。

背景技术

热点和基站之间的无线电连接的信噪比(SNR)影响系统的性能。在无线电通信中，全向天线是在一个平面内的所有方向上均匀地辐射无线电波功率的一类天线，其中，辐射的功率随平面上方或下方的仰角而减小，在天线轴上降至零。在移动装置中使用全向天线，这是因为即使移动装置物理移动或旋转，全向天线通常也能正常工作。与定向天线(也称为波束天线)相比，全向天线的缺点是增益(其与性能和最大可达到比特率一致)较低。

由天线捕获的移动网络通常分布在称为小区的陆地区域上，每个小区由至少一个固定位置的收发器(也称为基站)提供服务。基站为小区提供可用于语音、数据等的传输的网络覆盖。当使用定向天线时，天线的取向对于性能至关重要，理想情况下，定向天线直接指向提供信号的小区。然而，由于缺乏对热点附近的小区的位置的了解，因此在使用移动热点时是有问题的。移动热点(有时称为便携式热点)是提供对移动网络(或蜂窝网络)(例如，移动电话网络)的无线访问的装置。移动热点允许用户经由移动热点将本地装置连接到移动网络，其具有到至少一个基站的无线电连接以及到本地装置的本地连接(例如，Wi-Fi连接)。对于移动热点，可用小区的位置是未知的，并且它们的信号质量也是未知的，从而无法知道将天线指向哪个方向以实现最佳连接。因此，关于信号的详细方向信息对于选择面向天线的理想方向是必不可少的。

同一申请人的在先未决公开为WO2017/220549通过引用整体并入本文。WO 2017/220549涉及用于在移动网络中进行通信的无线热点装置，其包括定向天线，该定向天线可以旋转以指向该移动网络中固定收发器的方向。基于对热点装置的(GPS)位置和移动网络中固定收发器的位置数据的了解，确定天线的方位旋转角。其缺点在于，必须预先知道移动网络中固定收发器的位置数据，以便热点装置能够将定向天线朝向该收发器旋转。即使固定收发器的位置是已知的，对于网络中哪个小区提供最佳网络连接的了解也不一定是已知的。

发明内容

与全向天线相比，定向天线在网络连接优化方面具有优势。本公开解决了具有至少一个定向天线的无线热点装置的比特率优化的问题。因此，第一实施例涉及一种用于优化移动网络中的无线热点装置的比特率的方法，该移动网络具有多个分布式小区，每个小区由至少一个固定收发器覆盖。该方法包括以下步骤：将定向天线在方位上大体旋转至少90度，优选的是360度。旋转可以例如以N度的步长提供，其中，N通常是固定数或可变数。这样的旋转使得能够针对定向天线旋转的每个步长扫描可用的小区。如果N较小，则可以提供更多信息，但是扫描可能花费很长时间。因此，N通常将在5至10度之间，但是可能小于5度或大于10度。

该方法可以包括几个频带的定向扫描过程。在第一扫描过程中，可以针对一个频带中的多个可用小区的多个方位位置获得信噪比。然后，可以针对另外的频带重复进行扫描。在扫描完频带之后，可得到可用小区及其多个方位位置的信噪比的列表。在定向扫描之后，可能有用的是，基于可用小区的及其定向天线的多个方位位置的信噪比列表，为每个频带中的每个可用小区选择最有利的位置。在一个实施例中，选择每个可用小区的对应于该小区的最高信噪比的方位方向。在第二过程中，然后可以为最有利的位置建立数据连接。最有利的位置也可以称为可用小区的最佳方位方向。通过比较实际的数据传送连接，优选地，通过比较连接的实际比特率，可以获得特定位置处移动网络中的无线热点装置的最大可用比特率。

移动热点(有时称为便携式热点)是提供对移动网络(或蜂窝网络)(例如，移动电话网络)的无线访问的装置。通常，移动热点具有到移动网络中的基站的第一无线连接，其中，第一连接是使用用于移动装置和移动电信的标准的集合在无线信道上进行通信的无线调制解调器。通常，移动热点还具有本地装置可以连接到的本地无线连接(例如，Wi-Fi连接)。

在扫描期间，可以获得一个或多个与小区有关的参数。在每个预定的角位置中，网络流量控制可以提供握手过程以及与固定收发器上的一个小区(即，服务小区)的连接，从而从服务小区获得与小区有关的参数。服务小区由网络流量控制确定。但是，在相同的角度位置中，本公开的热点装置可以检测相邻小区(即，同一收发器上与服务小区不同的其他小区，并且还可能是其他收发器上的小区)。通常可以获得以下与小区有关的参数中的一个或多个：本地小区ID、全局小区ID、小区类型(例如，LTE)、信号带宽、频率、频带、信号功率、信号质量、复用格式(例如，时分复用或频分复用)、网络运营商、国家代码和跟踪区域代码。这可以与定向天线的方位角耦合并记录在数据库中。该数据库可以本地位于热点装置上，和/或该数据库可以例如位于该热点装置可访问的中央服务器/云服务中。小区通常可以从定向天线的不同相邻方位角旋转位置看到，但是可以在数据库中进行处理。

从网络中各个小区获得的信息现在可以成为热点装置比特率优化的基础。因此，进一步的步骤可以是根据数据库中检测到的可用小区和方位位置自动选择提供热点装置的最大比特率的小区(或在载波聚合的情况下为多个小区)以及定向天线的方位位置。随后，定向天线可以被移动到与主管选定小区的固定收发器相对应的方位位置。

通过集中流量控制控制移动网络中通信单元的连接，并且单个单元(例如，本公开的热点装置)通常不能直接控制要连接到哪个小区。由于网络流量控制可以确定除选定小区之外的另一个小区应该是服务小区，因此在第一实例处不可能连接到选定小区。在这种情况下，然后可以重复从可用小区的数据库中自动选择小区，并将定向天线指向选定小区的过程。根据一个实施例，本公开的热点装置和相关方法可以使得“操纵”网络流量控制成为可能。仅具有全向天线的移动网络中的标准通信装置(例如，移动电话)通常由网络流量控制来控制。通过利用在旋转扫描期间获得的信息并将其与先前从网络获得的信息、有关网络以及网络运营商和地理区域的公共可用信息相结合，可以主动选择网络中与网络流量控制将选择的服务小区不同的服务小区。首先也是最重要的是，因为有可能还可以通过利用网络中小区的可用频带以及每个频带中的可获得带宽的信息来将定向天线指向网络中的任何收发器。

本公开还可被视为公开了一种用于将无线通信装置的定向天线自动指向移动网络中的固定收发器的方法，该移动网络具有多个分布式小区，每个小区由至少一个固定收发器覆盖。指向方法包括本文公开的任何方法步骤。

本公开还涉及一种用于确定移动网络中的多个固定收发器的地理位置的方法，每个固定收发器具有多个小区，该方法包括以下步骤：

a)提供具有方位上可旋转的定向天线的通信单元，例如，本公开的无线热点装置，

b)以N度步长(其中，N是固定数或可变数)，将定向天线在方位上大体上旋转至少90度，优选的是360度，

c)针对定向天线旋转的每个N度步长扫描可用小区，

d)针对每个检测到的小区，在数据库中记录以下参数：定向天线的方位角、该通信单元的地理位置，

e)小区ID，以及可选的信号带宽、频率、信号功率和信号质量，

f)对通信单元的至少另一个地理位置重复步骤b)至e)，以及

g)基于记录的信息计算检测到的小区的地理位置，从而确定对应的固定收发器的位置。即，借助于射频定位/三角测量的形式，可以映射固定收发器的位置，以帮助获得移动网络的附加信息。

本公开还涉及一种用于在移动网络中进行通信的定向无线热点装置，该移动网络具有多个分布式小区，每个小区由至少一个固定收发器覆盖，该装置包括用于360度方位角旋转的至少一个定向天线。本公开的定向无线热点装置可以有利地被配置为用于执行本公开的方法。

本公开的定向无线热点装置可以有利地包括以下特征中的一个或多个：印刷电路板、用于围绕基本垂直于定向天线的轴线旋转印刷电路板的电动马达、罗盘(例如，磁力计)、地理定位装置(例如，GPS接收器)、无线调制解调器(例如，3G/4G/LTE/5G调制解调器)或接收元件(例如，插座)，其布置为容纳外部无线调制解调器、本地通信元件(例如，Wi-Fi电路)，其用于与本地装置通信、壳体、至少一个马达，其用于围绕基本垂直于定向天线的轴线旋转定向天线、至少一个加速度计，其用于检测的装置突然移动、以及至少一个陀螺仪，使得定向天线可以保持基本水平。在WO 2017/220549中公开了可以使用的定向无线热点装置的一个示例。

附图说明

附图是示例性的，并且旨在示出本公开的用于优化无线热点装置的比特率的方法的一些特征，并且不应解释为对本公开的发明的限制。

图1示出了逐步的360°旋转以及定向天线将如何最终指向热点装置可检测到的三个小区(小区1、2、3)中的每一个。每个取向的所有测得的参数(包括SNR)可以保存在数据库中。

图2示出了丹麦的北新西兰的地图，其中，在地图上绘制了多个固定收发器，每个固定收发器包括多个小区。无线热点装置位于图像的中心，可以检测到大多数图示的收发器(和对应的小区)，但只能连接到少数几个。本公开的扫描可用小区的区域并自动选择最佳小区的方法对于图2中绘制的热点装置将有很大的帮助。

图3示出了丹麦的北新西兰的部分地区、瑞典南部部分地区和厄勒海峡部分地区的地图。货运船沿着西北路线航行通过厄勒海峡，并在位置A(“位置A”)执行本文所公开的网络的旋转扫描，从而至少检测到两个图示的收发器“小区/桅杆位置1”和“小区/桅杆位置2”。在位置B(“位置B”)重复进行旋转扫描，并再次检测到相同的两个收发器。基于对位置A和B以及来自定向天线的方位角读数的了解，例如可以基于三角测量计算收发器的位置。如果位置A和B相对于收发器的角度大约为90度，则可以获得收发器的最精确位置。如果增加来自附加旋转天线扫描的数据，则可以更详细地计算收发器位置。因此，如果沿路径提供了几次扫描，则一个船只可以映射例如某个路径的相关的小区和收发器。但是不必一定是同一船只，可以例如在位置A和B以及其他位置在两个或更多个船只上提供旋转扫描。如果数据例如共享给中央服务器，则随着添加更多数据，可以以更高的精度计算收发器的位置。

图4示出了本公开的用于优化移动网络中具有定向天线的无线热点装置的比特率的方法100的实施例的示例。该方法包括以下步骤：101，以N度的步长将定向天线在方位上大体旋转至少90度，优选的是360度，其中，N是固定数或可变数；102，针对定向天线旋转的每个N度的步长，扫描可用小区；103，针对每个N度的步长中的每个可用小区，观察信噪比；104，保存每个可用小区的最佳方位方向，其中，该最佳方位方向对应于针对该可用小区获得的最高信噪比；105，对移动网络的多个频带重复上述步骤(101-104)，针对对各频带的所有最佳方位方向，建立数据连接，并运行数据传送速度测试；106，基于数据传送速度测试，自动选择定向天线的方位操作位置，并将定向天线移动到方位操作位置。

图5示出了本公开的用于优化移动网络中具有定向天线的无线热点装置的比特率的方法的实施例的另一示例。该方法包括以下步骤：201，以N度的步长将定向天线在方位上大体旋转至少90度，优选的是360度，其中，N是固定数或可变数；202，针对定向天线旋转的每个N度的步长，扫描可用小区；203，针对每个检测到的小区，在数据库中记录以下参数中的至少一个：定向天线的方位角、本地小区ID、全局小区ID、小区类型、信号带宽、频率、频带、信号功率、信号质量、复用格式、网络运营商、国家代码和跟踪区域代码；204，从数据库中的检测到的可用小区和方位位置中自动选择提供热点装置的最大比特率的小区和定向天线的方位位置；以及205，将定向天线移动到与主管选定小区的固定收发器相对应的方位位置。

具体实施方式

如前所述，本公开涉及一种用于将定向天线指向网络小区的方法，该网络小区被预测为提供关于移动网络和无线热点装置之间的数据传送中的比特率的最佳连接。

根据本公开的方法的第一实施例，一种用于优化移动网络中的无线热点装置的比特率的方法，其中，该移动网络具有多个分布式小区，每个小区由至少一个固定收发器覆盖，该无线热点装置具有至少一个定向天线，在该方法中，执行以下步骤：

a)以N度的步长将定向天线在方位上大体旋转至少90度(优选地，360度)，其中，N是固定数或可变数；

b)针对定向天线旋转的每个N度步长扫描可用小区；

c)针对每个N度步长中的每个可用小区观察信噪比；

d)保存与每个可用小区的最大信噪比相对应的最佳方位方向；

e)针对多个频带重复步骤a)-d)；

f)针对每个频带的所有最佳方位方向建立数据连接并运行数据传送速度测试；

g)基于数据传送速度测试，自动选择定向天线的方位位置，以提供热点装置的最大比特率；以及

h)将定向天线移至该方位位置。

因此，第一实施例可以看作是两步骤方法，其中，在第一步骤中，获得所有可用频带中所有可用小区的最佳方位位置，并且其中，在第二步骤中，使用数据连接和比特率测试进一步分析第一步骤中获得的可用配置。比特率测试(也可以称为吞吐量测试)可以是例如TCP、UDP或SCTP吞吐量测试，并且可以包括下行链路测试和/或上行链路测试。

该实施例提供了一种动态方案，其可以看作关于频带和定向天线的指向方向的系统方法与关于实际吞吐量性能的实用方法(pragmatic approach)的组合。

通过基于从无线热点装置周围区域中的固定收发器上的可检测到小区的至少一次扫描中获取的小区信息的计算，可以确定比特率优化。因此，即使附近网络小区的位置未知，本公开的方法也允许定向天线的最佳指向。即使已知附近小区的位置，扫描也可以提供指向定向天线的位置的附加信息。

基于计算，可以选择要连接至的最佳小区，然后可以将天线自动指向该小区。网络的流量控制决定是否有用于新订户的容量。如果存在用于新订户的容量并且网络允许订阅，则可以建立到选定小区的连接；如果不存在，则热点装置被强制连接到不同的小区，该不同的小区很可能是由流量控制确定的服务小区。如果这不令人满意(例如因为服务小区不能提供令人满意的带宽)，则可以使用数据库中存储的信息将定向天线指向预期具有其余可用小区的最佳性能的小区。另外，热点装置可以使用网络规则来优化比特率，并且通过关闭/开启热点装置中的各种频率，可以允许热点装置成功连接到期望的小区。

在小区的高负载导致网络速度(可以由本公开的热点装置来监测)降低的情况下，可能期望使用与计算出的最佳小区或当前小区不同的小区。

另外，本公开的方法可以包括每个热点装置的行为信息的集中集合。该信息可以收集在中央数据库中，以用于交流经验以优化用法的目的。该信息可用于打开和关闭频带以获得最佳数据信号。

扫描期间获得的每个小区的频率可以是从E-UTRA(演进的通用陆面无线接入)绝对射频信道号(EARFCN)确定的载波频率，EARFCN是0到65535之间的整数，并且与信道带宽无关。EARFCN唯一标识LTE频带和载波频率。频带是频域中的间隔。在诸如LTE等无线宽带通信的标准中，可用频率被划分为频带。作为示例，在LTE中，频带1被分配用于频分双工(FDD)，具有上行链路频带1920-1980MHz和下行链路频带2110-2170MHz，并且可以使用5、10、15或20MHz的信道带宽。对于5G和3G标准，存在类似的频带使用情况。

每个小区的信号功率可以是参考信号接收功率(RSRP)。信号质量可以是参考信号接收质量(RSRQ)，即信噪比(SNR)。

电信规制中限定的公共陆地移动网络(PLMN)是由主管部门或公认的运营机构(ROA)建立和运营的网络，其特定目的是向公众提供陆地移动电信服务。PLMN由移动国家代码(MCC)和移动网络代码(MNC)标识。跟踪区域是用户可以来回移动而无需更新移动性管理实体(MME)的区域的逻辑概念，移动性管理实体(MME)是LTE接入网络的关键控制节点。每个小区广播专门的跟踪区域代码(TAC)，以指示该小区属于哪个跟踪区域，并且TAC在PLMN中是唯一的。

全局小区ID是用于标识小区的唯一编号。另一个标识号是本地小区ID，通常标识对应的收发器内的小区，本地ID可用于例如与外部查找表结合来获得该小区的全局小区ID。小区类型是小区的类型，例如3G、4G(LTE)或5G。

当根据定向天线的扫描期间获得的信息自动选择小区时，通常存在信号功率和/或信号质量的阈值水平。如果信号功率太低，则无法建立高质量的网络连接。同样，对于信号质量，通常需要最低SNR。因此，选择过程的第一步骤可以是对信号功率和/或信号质量应用阈值水平和/或根据信号功率和/或信号质量对小区进行分类。这可以是针对热点装置内部确定的阈值水平，但是知道网络流量控制使用的阈值水平(即，在信号质量和/或信号功率的什么阈值水平流量控制开始寻找替代小区)也很重要。

在旋转扫描期间与服务小区的握手过程中，将获得特定小区的信号带宽。然而，握手过程和从相邻小区检测到的信息通常不包括每个小区的可用信号带宽，但可用带宽对于最大可达到比特率非常重要。热点装置在握手过程中从服务小区接收到的信息量通常比热点装置可以从相邻小区接收到的信息要详细得多。但是，通常这种类型的信息基于小区ID并且通常还基于网络运营商是公开可用的，例如，对于特定地理区域中的特定网络运营商哪些频带和/或每个频带中的哪些信号带宽是可用的。因此，对于每个检测到的小区，可以利用这种类型的信息的外部信息来更新在扫描期间记录的数据库。可替代地，自动选择过程可以包括在包含每个小区的这种信息的外部或内部数据库中的查找。

对于具有全向天线的智能手机，通常是集中(网络)流量控制，该集中(网络)流量控制确定每部手机连接到哪个小区以及使用哪个载波频率。通常，智能电话最初使用较低的载波频率(例如，800MHz)连接到小区，但是如果比特率要求增加或流量控制需要用于其他订户的容量，则被切换到较高的载波频率(例如，2100MHz)。集中流量控制通常也将是利用本公开的无线热点装置的决定因素。然而，可能有利的是能够控制无线热点装置，使得仅期望的载波频率有效，例如，控制无线热点装置的可用/有效频带，以匹配选定小区的频带，例如，控制热点装置，使得仅2100MHz频带有效，从而到期望的小区的连接被强制采用2100MHz载波频率，由此增加连接中的可用比特率。

最大化比特率的另一种方法是采用载波聚合，其中，同一小区或不同小区上的两个或更多个分量载波被聚合以增加带宽，从而增加可获得的比特率。频段内和频段外载波聚合都是可能的。但是，在本公开的旋转扫描过程中，不一定要在小区识别过程中接收到有关载波聚合机会的信息，而且通常不是本公开的装置可以确定或请求载波聚合，而是通常由网络流量控制确定。但是，这种类型信息通常是基于小区ID是公开可得的。或者，这种类型信息可以基于在网络中进行通信的先前经验是可得的。因此，扫描期间记录的数据库可以利用特定小区或同一收发器上几个小区的载波聚合可能性的外部信息来更新。可替代地，自动选择过程可以包括在包含每个小区的附加信息的外部或内部数据库中的查找。即，即使正常不能在流量控制方案中直接请求载波聚合，但是本公开的热点装置和相关方法使得能够：通过将定向天线指向如下收发器来协助流量控制从而轻松实现载波聚合，其中，在该收发器处，已知一个或多个小区允许载波聚合；和/或禁用热点装置的一个或多个频带，使得在允许载波聚合的频带中将连接提供给特定/预选的服务小区，从而最有可能优化连接的最大可实现比特率。

因此，本公开的方法还可以包括基于每个小区ID来检索该小区的性能的步骤，所述性能包括容量、带宽、载波聚合的信息。

本公开的无线热点装置还可以包括至少一个全向天线。因此，可以检测网络中的相邻小区而无需使用定向天线进行扫描。然后，流量控制可以告诉热点装置必须连接到哪个特定小区，并且热点装置借助于全向天线连接ID已知的该特定小区。如果先前已经提供了旋转扫描，或者如果已知相关收发器的位置，则热点装置将知道特定小区位于哪个方向，并且可以将定向天线指向特定小区。然后，可以借助于定向天线来提供通信链路，该通信链路通常可以提供到小区的更好的连接。

本公开的定向无线热点装置可运行于使用任何通信标准或协议(包括GSM、UMTS、LTE、HSDPA、HSUPA、HSPA+、TD-SCDMA、CDMA和基于WiMAX的网络)或者任何一代的移动通信技术(包括3G、4G和5G)的任何移动网络中。该装置可以被配置为在一定频率范围内运行，例如，在500MHz至60GHz的范围内、或在700MHz至30GHz的范围内、或在700MHz至2600MHz的范围内、或者特别是在1600MHz至2800MHz范围内或在1800MHz至2600MHz范围内。该装置还可以被配置为在Wi-Fi网络中运行。存在不同版本的Wi-Fi，具有不同的范围、无线电频带和速度。Wi-Fi通常使用2.4GHz和5.8GHz的无线电频带。这些频带可以细分为多个信道，每个信道可以由多个网络分时共享。

本公开的定向无线热点装置可以具有用于与本地装置通信的本地无线通信元件，例如Wi-Fi电路。该定向无线热点装置可以具有用于将本地无线通信元件连接到外部天线(例如，Wi-Fi天线)的连接器，以改善本地无线通信。

在本公开的定向无线热点的一个实施例中，本地通信元件是无线通信元件。本地无线通信元件可以是被配置为与诸如移动电话、平板电脑、个人计算机或任何装置等本地用户装置通信的Wi-Fi电路。

一种用于将无线通信装置的定向天线自动指向移动网络中的固定收发器的方法，其中，该移动网络具有多个分布式小区，每个小区由至少一个固定收发器覆盖，该方法包括以下步骤：

-以N度(其中，N是固定数或可变数)的步长，将定向天线在方位上大体旋转至少90度(优选的是360度)；

-针对定向天线旋转的每个N度步长扫描可用小区；

-针对每个检测到的小区在数据库中记录以下参数：定向天线的方位角、小区ID、带宽、演进的UTRA绝对射频编号(EARFCN)、参考信号接收功率(RSRP)和参考信号接收质量(RSRQ)；

-使用信号质量参数从数据库中的检测到的可用小区中自动选择优选的小区；

-将定向天线移动到对应于主管该优选的小区的固定收发器的方位位置。

示例

提供了本公开的用于优化移动网络中的无线热点装置的比特率的方法的示例。表是示例性的，并且没有公开完整的扫描。在表1中，扫描了多个频带。扫描了第一频带1。可以看出，该表未示出360°扫描。连接到一个小区(小区ID 405)，并且在相对于参考方向的263°方向上发现了最大SNR。因此，保存特定的设置(方向、频带、小区)。对频带3和频带7进行类似的扫描。在频带7中，连接了几个小区(小区ID 21、78和80)。在“SNR”列中，记下每个小区的最大值(M)，并保存设置。如果存在多个具有相同SNR的位置，则可以使用辅助参数(例如，rsrp)来选择优选的方位方向。

在表2中，关于可获得的比特率(即通过建立数据连接并执行吞吐量测试)，测试来自第一步骤(即，表1的扫描)的保存的配置。这样的测试可以包括下行链路测试和/或上行链路测试。从表中可以看出，特定配置(频带7、小区具有小区ID 21，且定向天线指向150°方位方向)为无线热点装置提供了最有利的配置。

表1

表2

参考

国际申请PCT/EP2017/065043(国际公开号为WO 2017/220549)，“定向无线热点装置和用于定向天线的方法”，其全部内容通过引用整体并入本文。

Claims (12)

1.一种用于优化移动网络中的无线热点装置的比特率的方法，其中，所述移动网络具有多个分布式小区，每个小区被至少一个固定收发器覆盖，所述无线热点装置具有至少一个定向天线，所述方法包括以下步骤：

a)以N度的步长将所述定向天线在方位上大体旋转至少90度，优选的是360度，其中，N是固定数或可变数；

b)针对所述定向天线旋转的每个N度步长扫描可用小区；

c)观察每个N度步长中的每个可用小区的信噪比；

d)保存针对每个可用小区的最佳方位方向，其中，所述最佳方位方向对应于针对该可用小区获得的最高信噪比；

e)针对所述移动网络的多个频带重复步骤a)-d)；

f)针对每个频带的所有最佳方位方向，建立数据连接并运行数据传送速度测试；

g)基于所述数据传送速度测试，自动选择所述定向天线的方位操作位置；以及

h)将所述定向天线移动到所述方位操作位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述定向天线以1-20度的步长或以5-15度的步长旋转，例如，以5度或10度的步长旋转。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方位操作位置基于下行链路吞吐量测试、上行链路吞吐量测试或其组合来选择。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述下行链路吞吐量测试和/或所述上行链路吞吐量测试包括多输入多输出MIMO。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述保存每个可用小区的最佳方位方向的步骤包括以下步骤：比较与信号强度和/或信号质量有关的辅助参数，例如，参考信号接收功率RSRP，和/或信号质量是参考信号接收质量RSRQ和/或接收信号强度指示符RSSI。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述移动网络是3G网络、4G网络或5G网络。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，为握手过程提供所述扫描的每个方位角处的服务小区，并且其中，检测相邻小区并且为每个检测到的小区记录小区参数。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括以下步骤：控制所述无线热点装置的可用/有效频带，以匹配选定小区的可用频带之一。

9.一种定向无线热点装置，用于在移动网络中进行通信，其中，所述移动网络具有多个分布式小区，每个小区被至少一个固定收发器覆盖，所述装置包括用于360度方位旋转的至少一个定向天线，所述装置包括处理单元，所述处理单元被配置为执行前述权利要求中的任一项所述的方法。

10.根据权利要求9所述的定向无线热点装置，包括：

-无线调制解调器，例如，3G/4G/LTE/5G调制解调器，或接收元件，例如，插座，其布置为容纳外部无线调制解调器；

-定向天线，用于与基站通信；

-本地通信元件，例如Wi-Fi电路，所述本地通信元件用于与本地装置通信；

-电动马达，用于围绕大体垂直于所述定向天线的轴线旋转所述定向天线。

11.根据权利要求10所述的定向无线热点装置，还包括以下特征中的至少一个：

-印刷电路板，

-罗盘，例如，磁力计，

-至少一个加速度计，

-至少一个陀螺仪，

-地理定位装置，例如，GPS接收器，

-壳体，

-至少一个马达，用于围绕基本垂直于天线视轴的轴线旋转所述定向天线。

12.一种用于优化移动网络中的无线热点装置的比特率的方法，其中，所述移动网络具有多个分布式小区，每个小区被至少一个固定收发器覆盖，所述无线热点装置具有至少一个定向天线，所述方法包括以下步骤：

a)以N度的步长将所述定向天线在方位上大体旋转至少90度，优选的是360度，其中，N是固定数或可变数，

b)针对所述定向天线旋转的每个N度步长扫描可用小区，

c)针对每个检测到的小区，在数据库中记录以下参数中的至少一个：所述定向天线的方位角、本地小区ID、全局小区ID、小区类型、信号带宽、频率、频带、信号功率、信号质量、复用格式、网络运营商、国家代码和跟踪区域码，

d)从所述数据库中的检测到的可用小区和方位位置中自动选择如下小区和定向天线的方位位置：该小区和方位位置提供所述热点装置的最大比特率，

e)将所述定向天线移动到与主管所选择的小区的固定收发器相对应的方位位置，

f)可选地，如果至所述选定小区的连接失败或如果连接被拒绝或如果连接被取消，则重复步骤d)至e)。

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