CN114071364A - 无线网络的处理方法、装置以及无线网络系统 - Google Patents

无线网络的处理方法、装置以及无线网络系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线网络的处理方法、装置以及无线网络系统。其中，该方法包括：通过无线接入点的低功耗蓝牙BLE模块向用户终端发起定位请求，并通过无线接入点的超宽带UWB模块接收用户终端返回的定位信息；依据定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率。本发明解决了传统的智能天线定位精度差，不能很好的解决在室内环境中WIFI无线覆盖的技术问题。

Description

无线网络的处理方法、装置以及无线网络系统
技术领域
本发明涉及智能天线技术领域，具体而言，涉及一种无线网络的处理方法、装置以及无线网络系统。
背景技术
随着通信技术的发展，人们生活环境中被各式各样的无线通信网络覆盖着，比如，4G&5G移动通信蜂窝网络、WIFI网络等，在家庭或者商场等室内环境中，通常采用WIFI无线网络来覆盖我们的生活环境，提升我们的网络生活体验，享受宽带、高速、低时延等网络体验。由于室内环境较为复杂，无线网络覆盖一直是一个棘手的问题，为了更好的实现室内WIFI网络覆盖，通常采用以下方式：(1)采用多个无线接入点(Access Point，简称AP)的方式来提升WIFI信号覆盖范围，但是这样会增加成本，不利于家居环境的推广；(2)采用智能天线方式，通过波束赋形技术来提升特定方位能量密度来提升网络覆盖，但是当前智能天线技术由于成本较高(需要较大的算法投入以及需要一定的网络开销作为牺牲)，暂时还没有广泛用于WIFI设备中。
为了解决室内环境下WIFI的覆盖问题，采用的技术路径为上面提到的智能天线方向。然而，传统的智能天线工作原理为：1)WIFI AP通过阵列天线接收用户终端(UserEquipment，简称UE)信息，然后进行波达方向定位(Direction Of Arrival，简称DOA)估计；2)WIFI AP通过波束赋形系统对发射信号进行波束赋性，将天线辐射方向图主波束对准UE。智能天线的一个核心的技术就是DOA估计，传统的智能天线技术中DOA估计要求来波方向为视距范围内的直达波，否则的话DOA估计的精度将会大打折扣。也即是，传统的智能天线在室内DOA估计中精度较差，抗多径效应较差，而且存在较大的软件算法开销，以及信道开销等问题。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种无线网络的处理方法、装置以及无线网络系统，以至少解决传统的智能天线定位精度差，不能很好的解决在室内环境中WIFI无线覆盖的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种无线网络的处理方法，包括：通过所述无线接入点的低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy，简称BLE)模块向用户终端发起定位请求，并通过无线接入点的超宽带(Ultra Wide Band，简称UWB)模块接收所述用户终端返回的定位信息；依据所述定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率。
可选地，依据所述定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率，包括：依据所述定位信息，确定所述用户终端所处的角度与距离；将所述发射天线的波束方向调整为所述角度，并根据所述距离调整所述发射功率。
可选地，在依据所述定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率之后，还包括：通过所述无线接入点的BLE模块接收所述用户终端返回的接收信号强度指示(ReceivedSignal Strength Indication，简称RSSI)；依据所述RSSI调整所述发射功率。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种无线网络的处理方法，应用于用户终端，包括：通过所述用户终端的低功耗蓝牙BLE模块接收无线接入点发起定位请求，启动所述用户终端的超宽带UWB模块；通过所述用户终端的UWB模块向所述无线接入点发送定位信息，以使所述无线接入点调整发射天线的波束方向与发射功率。
可选地，在通过所述用户终端的UWB模块向所述无线接入点发送定位信息，以使所述无线接入点调整发射天线的波束方向与发射功率之后，还包括：监测接收信号强度指示RSSI；通过所述用户终端的BLE模块向所述无线接入点发送所述RSSI，以使所述无线接入点根据所述RSSI调整所述发射功率。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种无线网络的处理装置，应用于无线接入点，包括：收发单元，用于通过所述无线接入点的低功耗蓝牙BLE模块向用户终端发起定位请求，并通过无线接入点的超宽带UWB模块接收所述用户终端返回的定位信息；调整单元，用于依据所述定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种无线网络的处理装置，应用于用户终端，包括：启动单元，用于通过所述用户终端的低功耗蓝牙BLE模块接收无线接入点发起定位请求，启动所述用户终端的超宽带UWB模块；发送单元，用于通过所述用户终端的UWB模块向所述无线接入点发送定位信息，以使所述无线接入点调整发射天线的波束方向与发射功率。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种无线网络系统，所述系统包括无线接入点以及所述无线接入点连接的用户终端，其中，所述无线接入点，用于通过所述无线接入点的低功耗蓝牙BLE模块向所述用户终端发起定位请求，并通过所述无线接入点的超宽带UWB接收所述用户终端返回的定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率；所述用户终端，用于通过所述用户终端的BLE模块接收无线接入点发起定位请求，启动所述用户终端的UWB模块，并通过所述用户终端的UWB向所述无线接入点发送定位信息。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述中任意一项所述的无线网络的处理方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述中任意一项所述的无线网络的处理方法。
在本发明实施例中，采用通过无线接入点的低功耗蓝牙BLE模块向用户终端发起定位请求，并通过无线接入点的超宽带UWB模块接收用户终端返回的定位信息；依据定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率，通过无线接入点的UWB模块接收用户终端返回的定位信息，并依据定位信息来调整发射天线的波束方向与发射功率，达到了高精度的距离估计和高精度的角度定位的目的，从而实现了提升无线网络的覆盖，降低复杂度，实现低成本高性能的技术效果，进而解决了传统的智能天线定位精度差，不能很好的解决在室内环境中WIFI无线覆盖的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种无线网络的处理方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的另一种无线网络的处理方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的新版智能天线的硬件架构图；
图4是根据本发明实施例的新版智能天线工作流程的示意图；
图5是根据本发明实施例的一种无线网络的处理装置的示意图；
图6是根据本发明实施例的另一种无线网络的处理装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种无线网络的处理方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种无线网络的处理方法的流程图，如图1所示，该无线网络的处理方法包括如下步骤：
步骤S102，通过无线接入点的低功耗蓝牙BLE模块向用户终端发起定位请求，并通过无线接入点的超宽带UWB模块接收用户终端返回的定位信息；
步骤S104，依据定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率。
通过上述步骤，可以通过无线接入点的UWB模块接收用户终端返回的定位信息，并依据定位信息来调整发射天线的波束方向与发射功率，达到了高精度的距离估计和高精度的角度定位的目的，从而实现了提升无线网络的覆盖，降低复杂度，实现低成本高性能的技术效果，进而解决了传统的智能天线定位精度差，不能很好的解决在室内环境中WIFI无线覆盖的技术问题。
在一种可选的实施方式中，依据定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率，包括：依据定位信息，确定用户终端所处的角度与距离；将发射天线的波束方向调整为角度，并根据距离调整发射功率。
通过上述实施方式可以根据用户终端返回的定位信息，计算出该用户终端所处的角度与距离，从而使得发射天线的波束方向能够根据该用户终端所处的角度而调整，以及根据该用户终端所处的距离调整发射功率。
在一种可选的实施方式中，在依据定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率之后，还包括：通过无线接入点的BLE模块接收用户终端返回的接收信号强度指示RSSI；依据RSSI调整发射功率。
通过上述实施方式可以根据用户终端返回的接收信号强度指示调整发射功率，从而使得通信信道更加畅通。
实施例2
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种无线网络的处理方法，应用于用户终端，图2是根据本发明实施例的另一种无线网络的处理方法的流程图，如图2所示，该无线网络的处理方法包括如下步骤：
步骤S202，通过用户终端的低功耗蓝牙BLE模块接收无线接入点发起定位请求，启动用户终端的超宽带UWB模块；
步骤S204，通过用户终端的UWB模块向无线接入点发送定位信息，以使无线接入点调整发射天线的波束方向与发射功率。
通过上述步骤，可以通过用户终端的UWB模块向无线接入点发送定位信息，使得无线接入点根据定位信息调整发射天线的波束方向与发射功率，达到了高精度的距离估计和高精度的角度定位的目的，从而实现了提升无线网络的覆盖，降低复杂度，实现低成本高性能的技术效果，进而解决了传统的智能天线定位精度差，不能很好的解决在室内环境中WIFI无线覆盖的技术问题。
在一种可选的实施方式中，在通过用户终端的UWB模块向无线接入点发送定位信息，以使无线接入点调整发射天线的波束方向与发射功率之后，还包括：监测接收信号强度指示RSSI；通过用户终端的BLE模块向无线接入点发送RSSI，以使无线接入点根据RSSI调整发射功率。
通过上述实施方式可以使得无线接入点根据用户终端返回的接收信号强度指示调整发射功率，从而使得通信信道更加畅通。
下面对本发明一种可选的实施方式进行详细说明。
本发明可选的实施方式提出了一种新版智能天线的技术方案，该新版智能天线基于UWB技术+蓝牙技术+WIFI技术+波束赋形技术。该方案通过UWB技术代替了传统的DOA估计技术，UWB技术可以实现室内高精度的距离定位和角度定位(UWB技术具有超高的距离分辨率，以及较强的抗多径效应可以实现室内较高精度的角度定位)。进一步地，基于UWB技术室内环境下超强的距离+角度定位，可以有效的解决传统DOA估计无法估计距离+室内环境较为粗糙的角度估计精度。
图3是根据本发明实施例的新版智能天线的硬件架构图，如图3所示，该新版智能天线硬件架构主要构成包括：WIFI线阵天线系统、UWB多天线系统、UWB&BLE Transceiver、WIFI Transceiver以及波控系统等。其中，波控系统+WIFI线阵系统主要用于波束成形，实现发射天线辐射方向的硬件实现，BLE系统主要配合UWB实现超低功耗设计，UWBTransceiver+UWB多天线系统实现高精度的距离估计和高精度的角度定位，WIFITransceiver系统主要负责射频信号的调制解调。
图4是根据本发明实施例的新版智能天线工作流程的示意图，如图4所示，具体工作流程如下：
步骤S401，WIFI AP通过BLE通知UE设备发起定位需求；
步骤S402，UE设备接收到定位请求，启动UE UWB功能，并通过BLE反馈定位开启；
步骤S403，WIFI AP收到反馈，打开AP UWB功能接收UWB信号，并估计UE的距离信息+角度信息；
步骤S404，WIFI AP根据UWB定位到的距离以及角度信息，通过波控系统调整发射天线辐射方向图主波束方向为UWB定位的角度，根据UWB定位到的距离信息调整发射功率；
步骤S405，UE通过BLE反馈接收RSSI强度；
步骤S406，WIFI AP根据UE反馈的RSSI动态调整发射功率使得UE信道环境畅通；
步骤S407，结束通信，关闭UWB。
因此，本发明的上述实施方式可以有效解决室内环境下WIFI的覆盖问题，具有如下优势：
1)相较于传统的智能天线方案具有低成本，不仅是硬件成本，还包含软件成本、算法复杂度等综合；
2)传统的智能天线技术并不具备精确距离估计的能力，而本方案可以精确距离估计，基于此可以量化的闭环调整发射功率。
实施例3
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种无线网络的处理装置，应用于无线接入点，图5是根据本发明实施例的一种无线网络的处理装置的示意图，如图5所示，该无线网络的处理装置包括：收发单元52和调整单元54。下面对该无线网络的处理装置进行详细说明。
收发单元52，用于通过无线接入点的低功耗蓝牙BLE模块向用户终端发起定位请求，并通过无线接入点的超宽带UWB模块接收用户终端返回的定位信息；调整单元54，连接至上述收发单元52，用于依据定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率。
需要说明的是，上述各个单元是可以通过软件或硬件来实现的，例如，对于后者，可以通过以下方式实现：上述各个单元可以位于同一处理器中；和/或，上述各个单元以任意组合的方式位于不同的处理器中。
在上述实施例中，该无线网络的处理装置可以通过无线接入点的UWB模块接收用户终端返回的定位信息，并依据定位信息来调整发射天线的波束方向与发射功率，达到了高精度的距离估计和高精度的角度定位的目的，从而实现了提升无线网络的覆盖，降低复杂度，实现低成本高性能的技术效果，进而解决了传统的智能天线定位精度差，不能很好的解决在室内环境中WIFI无线覆盖的技术问题。
此处需要说明的是，上述收发单元52和调整单元54对应于实施例1中的步骤S102至S104，上述单元与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。
可选地，上述调整单元54包括：确定子单元，用于依据定位信息，确定用户终端所处的角度与距离；调整子单元，用于将发射天线的波束方向调整为角度，并根据距离调整发射功率。
可选地，上述装置还包括：接收单元，用于在依据定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率之后，还包括：通过无线接入点的BLE模块接收用户终端返回的接收信号强度指示RSSI；处理单元，用于依据RSSI调整发射功率。
实施例4
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种无线网络的处理装置，应用于用户终端，图6是根据本发明实施例的另一种无线网络的处理装置的示意图，如图6所示，该无线网络的处理装置包括：启动单元62和发送单元64。下面对该无线网络的处理装置进行详细说明。
启动单元62，用于通过用户终端的低功耗蓝牙BLE模块接收无线接入点发起定位请求，启动用户终端的超宽带UWB模块；发送单元64，连接至上述启动单元62，用于通过用户终端的UWB模块向无线接入点发送定位信息，以使无线接入点调整发射天线的波束方向与发射功率。
需要说明的是，上述各个单元是可以通过软件或硬件来实现的，例如，对于后者，可以通过以下方式实现：上述各个单元可以位于同一处理器中；和/或，上述各个单元以任意组合的方式位于不同的处理器中。
在上述实施例中，该无线网络的处理装置可以通过用户终端的UWB模块向无线接入点发送定位信息，使得无线接入点根据定位信息调整发射天线的波束方向与发射功率，达到了高精度的距离估计和高精度的角度定位的目的，从而实现了提升无线网络的覆盖，降低复杂度，实现低成本高性能的技术效果，进而解决了传统的智能天线定位精度差，不能很好的解决在室内环境中WIFI无线覆盖的技术问题。
此处需要说明的是，上述启动单元62和发送单元64对应于实施例1中的步骤S202至S204，上述单元与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例2所公开的内容。
可选地，上述装置还包括：监测单元，用于在通过用户终端的UWB模块向无线接入点发送定位信息，以使无线接入点调整发射天线的波束方向与发射功率之后，还包括：监测接收信号强度指示RSSI；发送单元，用于通过用户终端的BLE模块向无线接入点发送RSSI，以使无线接入点根据RSSI调整发射功率。
实施例5
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种无线网络系统，该无线网络系统包括无线接入点以及无线接入点连接的用户终端，其中，无线接入点，用于通过无线接入点的低功耗蓝牙BLE模块向用户终端发起定位请求，并通过无线接入点的超宽带UWB接收用户终端返回的定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率；用户终端，用于通过用户终端的BLE模块接收无线接入点发起定位请求，启动用户终端的UWB模块，并通过用户终端的UWB向无线接入点发送定位信息。
在上述实施例中，该无线网络系统可以通过无线接入点的UWB模块接收用户终端返回的定位信息，并利用无线接入点依据定位信息来调整发射天线的波束方向与发射功率，达到了高精度的距离估计和高精度的角度定位的目的，从而实现了提升无线网络的覆盖，降低复杂度，实现低成本高性能的技术效果，进而解决了传统的智能天线定位精度差，不能很好的解决在室内环境中WIFI无线覆盖的技术问题。
实施例6
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述中任意一项的无线网络的处理方法。
实施例7
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，该处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述中任意一项的无线网络的处理方法。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线网络的处理方法，应用于无线接入点，其特征在于，包括：
通过所述无线接入点的低功耗蓝牙BLE模块向用户终端发起定位请求，并通过无线接入点的超宽带UWB模块接收所述用户终端返回的定位信息；
依据所述定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率，包括：
依据所述定位信息，确定所述用户终端所处的角度与距离；
将所述发射天线的波束方向调整为所述角度，并根据所述距离调整所述发射功率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在依据所述定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率之后，还包括：
通过所述无线接入点的BLE模块接收所述用户终端返回的接收信号强度指示RSSI；
依据所述RSSI调整所述发射功率。
4.一种无线网络的处理方法，应用于用户终端，其特征在于，包括：
通过所述用户终端的低功耗蓝牙BLE模块接收无线接入点发起定位请求，启动所述用户终端的超宽带UWB模块；
通过所述用户终端的UWB模块向所述无线接入点发送定位信息，以使所述无线接入点调整发射天线的波束方向与发射功率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在通过所述用户终端的UWB模块向所述无线接入点发送定位信息，以使所述无线接入点调整发射天线的波束方向与发射功率之后，还包括：
监测接收信号强度指示RSSI；
通过所述用户终端的BLE模块向所述无线接入点发送所述RSSI，以使所述无线接入点根据所述RSSI调整所述发射功率。
6.一种无线网络的处理装置，应用于无线接入点，其特征在于，包括：
收发单元，用于通过所述无线接入点的低功耗蓝牙BLE模块向用户终端发起定位请求，并通过无线接入点的超宽带UWB模块接收所述用户终端返回的定位信息；
调整单元，用于依据所述定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率。
7.一种无线网络的处理装置，应用于用户终端，其特征在于，包括：
启动单元，用于通过所述用户终端的低功耗蓝牙BLE模块接收无线接入点发起定位请求，启动所述用户终端的超宽带UWB模块；
发送单元，用于通过所述用户终端的UWB模块向所述无线接入点发送定位信息，以使所述无线接入点调整发射天线的波束方向与发射功率。
8.一种无线网络系统，其特征在于，所述系统包括无线接入点以及所述无线接入点连接的用户终端，其中，
所述无线接入点，用于通过所述无线接入点的低功耗蓝牙BLE模块向所述用户终端发起定位请求，并通过所述无线接入点的超宽带UWB接收所述用户终端返回的定位信息，调整发射天线的波束方向与发射功率；
所述用户终端，用于通过所述用户终端的BLE模块接收无线接入点发起定位请求，启动所述用户终端的UWB模块，并通过所述用户终端的UWB向所述无线接入点发送定位信息。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至3或者权利要求4至5中任意一项所述的无线网络的处理方法。
10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至3或者权利要求4至5中任意一项所述的无线网络的处理方法。
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