CN115606203A - 用于配置射频感测网络的网络设备的配置模块 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于配置射频感测网络的网络设备的配置模块。控制模块包括用于提供网络信息的网络信息提供单元,其中网络信息包括指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息。控制模块还包括:操作变量确定单元,用于基于网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的预定关系以及基于指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息来确定网络设备的操作变量,使得当基于所确定的操作变量来配置网络设备时,偏差减小;以及配置单元,用于基于所确定的操作变量来配置网络设备。
Description
技术领域
本发明涉及用于配置射频感测网络的网络设备的配置模块、配置方法和计算机程序产品,并且涉及包括至少一个网络设备和配置模块的射频感测网络。
背景技术
连接的光模块通常通过交换无线信号来相互通信,以便执行扩展或者甚至超越其提供光的普通功能的功能。例如,交换的无线信号(其在许多情况下在射频(RF)范围内)可以用于为了追求感测功能,该感测功能包括用于收集关于人的存在和/或运动的信息——特别是关于存在的人数、人跌倒、人做出特定姿势、或人正在进行呼吸的信息——的多种机制,作为他们的身体对交换的无线信号具有的影响的结果。这种感测功能通常可以容易地集成到给定的硬件架构中,因为除了已经包括在光模块中允许无线通信的那些之外,通常不需要硬件组件。因此,感测功能通常可以在纯软件的基础上实现,通过仅改变使用给定硬件发射和接收无线信号的方式以及处理信号以推断关于存在和/或运动的信息的方式。这允许在已经安装的光模块中成本有效地实现感测。
在无线连接的光模块上实现感测功能将在光模块密集分布在普通的专业或居住空间(例如办公室、起居室和卧室等)的普通情形下创建分布式传感器,即感测网络。网络的灵敏度和准确度通常会随着网络密度的增加而增加,即,例如,随着位于给定空间中的光模块的数量而增加。这是因为由不同光模块发射和接收的信号的可靠性以及由此导出的信息通常会随着光模块之间距离的减小而增加。然而,在不改变其密度——即,不在要实现感测功能的空间部分中添加附加的光模块,并且也不重新分配已经存在的光模块——的情况下提高感测网络的灵敏度和准确度也将是可期望的。
WO 2020/043606A1公开了一种用于控制无线网络执行基于射频的运动检测的方法。此外,D1公开了一种用于控制包括多个节点的无线网络以执行基于射频的运动检测的控制器,其中多个节点的每个唯一对形成相应的节点对,并且共同导致多个节点对,其中控制器被配置为:从多个节点对中选择参考节点对;获得参考节点对的至少一个参考特性;从多个节点对中选择节点对的子集,其中节点对的子集中的每个相应节点对包括与至少一个参考特性相匹配的相应特征;用所述节点对子集执行基于射频的运动检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种配置模块、感测网络、配置方法和计算机程序产品,其允许增加感测网络的灵敏度。
在第一方面中,本发明涉及用于配置射频感测网络的网络设备的配置模块。控制模块包括a)用于提供网络信息的网络信息提供单元,其中网络信息包括指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息。控制模块还包括b)操作变量确定单元,用于基于网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的预定关系以及基于指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息来确定网络设备的操作变量,使得当基于所确定的操作变量来配置网络设备时,偏差减小。此外,控制模块包括c)配置单元,用于基于所确定的操作变量来配置网络设备。
由于网络信息提供单元提供包括指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息的网络信息,因此关于感测网络的状态的知识变得可访问,特别是关于由感测网络提供的当前灵敏度是否不令人满意的知识,这可能是由于不令人满意的当前灵敏度本身,而且由于例如与当前灵敏度相关的不令人满意的准确度。此外,由于操作变量确定单元基于网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的预定关系以及基于指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息来确定网络设备的操作变量,使得当基于所确定的操作变量来配置网络设备时,偏差减小,因此关于感测网络的不令人满意的灵敏度的知识补充了关于网络设备的功能属性如何影响感测网络的灵敏度的知识。该补充知识可以用于选择如何改变网络设备的功能属性,以便改变感测网络的灵敏度。由于配置单元基于所确定的操作变量来配置网络设备,因此根据基于补充知识做出的选择来改变感测网络的灵敏度,使得更有效地改变灵敏度。由于感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差可能取决于感测将要发生的上下文,因此感测网络的灵敏度可以以依赖于上下文的方式改变。
射频感测网络包括适于发射和接收射频信号(即由射频范围内的电磁辐射构成的无线信号)的至少一个网络设备。优选地,射频感测网络包括至少两个、更优选地至少三个这样的网络设备,其中每个网络设备适于向至少一个、优选地多个、并且最优选地所有其他网络设备发射射频信号,并且适于接收由至少一个、优选地多个、并且最优选地所有其他网络设备发射的射频信号。感测网络可以理解为包括至少一个网络设备的系统。在它包括多于一个网络设备的情况下,它也可以被理解为非局部传感器。网络设备可以是具有网络设备通信单元的任何设备。网络设备通信单元适于接收和发射无线信号,特别是射频信号和/或有线信号。例如,网络设备通信单元可以包括用于接收和发射射频信号的网络设备收发机,或者用于发射射频信号的发射机和用于接收射频信号的接收机。特别地,网络设备可以是任何智能设备,即包括用于接收和发射无线信号(特别是射频信号)的通信单元的设备,但是该设备以其他方式实现对应的传统设备的功能。特别地,这种智能设备可以是智能家庭设备,在这种情况下,对应的传统功能将是传统家庭设备(如灯或家用电器)的功能。在优选实施例中,网络设备是智能光模块、智能插头或智能开关。
配置模块适于配置射频感测网络的一个或多个网络设备。射频感测网络可以包括配置模块和可能的另外的配置模块。射频感测网络的一个或多个配置模块中的每一个优选地包括配置模块通信单元,用于与射频感测网络的一个或多个网络设备以及可能的其他配置模块通信。控制模块通信单元适于接收和发射无线信号,特别是射频信号和/或有线信号。例如,配置模块通信单元可以包括用于接收和发射射频信号的配置模块收发机,或者用于发射射频信号的发射机和用于接收射频信号的接收机。配置模块和网络设备之间的通信优选地包括配置模块通信单元和网络设备通信单元之间的无线或有线信号的交换。在一些实施例中,一个或多个网络设备可以包括配置它们的配置模块。例如,每个网络设备可以包括配置相应网络设备的配置模块。如果网络设备包括配置网络设备的配置模块,则网络设备通信单元和配置模块通信单元可以是单个单元。
例如,配置模块也可以位于云中,诸如在一个或多个服务器上。在这种情况下,配置模块通信单元可以包括网络设备的用户经由其连接到云的装置,诸如例如他/她经由其连接到互联网的路由器。
网络信息提供单元适于提供网络信息,其中网络信息包括指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息。网络信息提供单元可以是例如存储关于射频感测网络的信息的存储单元,或者它可以连接到存储关于射频感测网络的信息的存储单元。网络信息提供单元还可以连接到输入提供单元,例如用户接口,用户可以经由该用户接口直接输入网络信息。此外,网络信息提供单元可以有权访问配置模块通信单元,其中由配置模块通信单元接收的、可能由用户提供的信号可以包括网络信息,其中网络信息提供单元可以适于通过访问配置模块通信单元来检索网络信息。
网络信息是指关于作为整体的射频感测网络和/或其构成部分(constituent)的信息,例如一个或多个网络设备。它不限于指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息。
灵敏度在本文中被理解为是指感测目标被正确感测的概率,例如,在预定的评估时间内,真阳性的数量与真阳性的数量和假阴性的数量之和的比率。灵敏度也可以被理解为指代分类阈值,其中分类阈值可以被定义为信号的强度,例如,高于该强度的信号被分类为指示阳性感测结果(例如存在),而低于该强度的信号被分类为指示阴性感测结果(例如不存在)。例如,灵敏度可以指示分类阈值可以采用的值的范围。感测目标可以是要感测的人或另一对象的存在或特定运动,特别是存在的人数、人跌倒、人做出特定姿势、或人正在进行呼吸。
灵敏度也可以理解为指示感测感测目标的迟延,即,例如,感测感测目标所花费的时间。如果感测目标引起信号强度的变化,并且如果只有当该变化已经变得足够大和/或当该变化已经持续了预定的时间段时才得出阳性的感测结果,则这可能是特别的情况。预定的时间段可以足够长,以便排除信号强度中的随机峰值导致阳性感测结果。
感测网络的当前灵敏度是指当前可以与感测网络相关联的灵敏度。例如,它可以是从过去预定时间内的感测结果或从预定义的校准过程中推导出的灵敏度。
期望灵敏度可以指由感测网络的用户期望的灵敏度。因此可能会被主观理解。然而,也可以客观地定义期望的灵敏度。例如,期望的灵敏度可以指在不导致不可接受的低特异性程度的情况下尽可能高的灵敏度。特异性指的是感测网络正确标识感测目标不存在的概率,例如,指的是在预定评估时间内真阴性的数量与真阴性的数量和假阳性的数量之和的比率。在一些情况下,对所期望的灵敏度的主观和客观理解可能一致。感测网络的期望灵敏度也可以与感测网络的期望准确度相关。准确度是指感测结果正确的概率,例如,是指真阳性和真阴性的数量之和与实际阳性和实际阴性的数量之和的比率。
感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差例如可以是两者之间的差异。指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息可以例如是该差异的指示,或者仅仅是非零差异存在的指示。例如,指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息可以指示不可接受的低灵敏度。更一般地,指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息可以指示用户对感测网络的感测性能不满意。指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息可以从由用户发起的信号中提取,诸如例如经由用户接口和/或终端设备。
操作变量确定单元适于基于网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的预定关系以及基于指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息来确定网络设备的操作变量,使得当基于所确定的操作变量来配置网络设备时,偏差减小。网络设备的操作变量是指用于处理由网络设备接收的射频信号的参数,或者是指网络设备基于其接收和/或发射射频信号的设置。网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的关系可以指函数关系(特别是感测网络的灵敏度与网络设备的操作变量的函数依赖性),指可能以表格形式存储的数字关联,或者简单地指定性关系。定性关系可以具有以下示例性形式之一:a)如果操作变量x增加,则灵敏度也增加,b)如果操作变量y增加,则灵敏度降低,c)如果操作变量z增加,则只要操作变量不超过阈值t,灵敏度也增加。在任何情况下,因此,操作变量确定单元将具有足够的知识,以便推断出需要如何改变操作变量,以便在基于改变的操作变量配置网络设备时,实现感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差减小。例如,如果网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的关系指示如果操作变量增加,则感测网络的灵敏度增加,然后操作变量确定单元将在接收到指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息时,确定如果感测网络的当前灵敏度低于感测网络的期望灵敏度,则需要增加操作变量。
配置单元适于基于所确定的操作变量来配置网络设备。基于所确定的操作变量来配置网络设备实际上实现了由改变的操作变量所暗示的网络设备的操作的改变。
在优选实施例中,感测网络的灵敏度以及网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的关系是取决于空间的,其中感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差是空间区域中的偏差,并且其中操作变量确定单元适于进一步基于空间区域中网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的关系来确定操作变量。这具有以下效果:即使在几何复杂的空间环境中,感测网络也可以实现更有效的感测。它还具有以下效果:可以由感测网络独立于决定其位置的网络设备的任何其他使用来执行有效的感测。例如,在一组智能光模块的情况下,各个模块的位置可以由它们用于提供光来决定。然而,如此决定的位置对于感测来说可能不是最佳的,因为感测结果可能需要在不需要光、不需要直射光、或只需要很少光的空间区域中获取,并且因此在这些空间区域中可能没有模块被定位。
感测网络灵敏度的空间依赖性最终至少在相当大程度上是由网络设备产生的任何辐射的不均匀性引起的,并因此也是由网络设备发射的射频信号的不均匀性引起的。由网络设备产生的辐射的强度随着与网络设备的距离的增加而快速下降,并且如果强度下降到预定的下限感测阈值以下,则关于对象对辐射的影响的信息将不再从辐射中可提取。下限感测阈值可以被定义为信号的强度,低于该强度不能从信号中获得足够精确的感测结果、或者根本不能获得感测结果。下限感测阈值可以例如对应于噪声强度,即例如对应于与信号一起接收的背景噪声的平均量。在这种情况下,如果与信号的强度相比,噪声太强,则信号不可与噪声区分开来,并且不能从其中提取有意义的感测结果。此外,如果携带信号的辐射强度进一步下降到预定的接收阈值以下,则辐射本身甚至将不再是可测量的。接收阈值可以被定义为信号的强度,低于该强度信号将不再被网络设备接收。事实上,信号的强度不仅可能太低而无法感测,而且也可能太高而无法感测。如果强度上升到预定的上限感测阈值以上,则这可能是这种情况,例如,如果接收网络设备和发射网络设备彼此太靠近,则这可能发生。上限感测阈值可以被定义为信号的强度,在该强度之上,不能从信号中获得足够精确的感测结果、或者根本不能获得感测结果。上限感测阈值可以例如对应于由网络设备可接收的最大信号强度。上限感测阈值和下限感测阈值可以一起形成感测窗口,其中,基于强度在感测窗口之外(即,高于上限感测阈值或低于下限感测阈值)的信号,不可能感测到足够高的准确度、或者根本不可能感测到。现在,如果网络设备在空间上分布得不够密集、或者局部太密集,则在它们之间交换的用于执行感测网络的感测功能的辐射强度将落在感测窗口之外的空间中的不同位置处。并且即使网络设备至少足够密集地分布在空间的某一部分中,在该部分空间的边界之外,辐射的强度在某一点仍将下降低于感测阈值,并且从而在感测窗口之外,并且甚至最终低于接收阈值。事实上,感测网络的灵敏度将随着辐射强度在空间上变化。通常,灵敏度会随着辐射强度的增加而增加。当然,一旦出现障碍物(例如房间的家具),感测网络的灵敏度的空间依赖性一般会变得相对复杂。
作为取决于空间的补充或替代,感测网络的灵敏度和/或网络设备的操作变量与感测网络的灵敏度之间的关系可以取决于环境条件。感测网络的灵敏度和/或网络设备的操作变量与感测网络的灵敏度之间的关系然后可以各自具有静态和动态分量,其中静态分量可以独立于环境条件,并且动态分量可以取决于环境条件。
特别地,感测网络的灵敏度和/或网络设备的操作变量与感测网络的灵敏度之间的关系的空间依赖性可能取决于环境条件。这是因为,例如,由位于外部的网络设备发射的信号的衰减可能取决于存在的水凝物(例如雨、云、雾和/或雪)的量或类型,和/或取决于环境空气的湿度(这可能例如由厨房的湿地板引起)。依赖程度本身可以取决于例如所发射信号的频率。例如,由于水凝物的存在,发射信号的衰减可能随着信号频率的增加而增加。这可能至少部分是由较高频率的散射效应的增加引起的。虽然存在的水凝物一般可以增加信号的衰减,但潮湿空气一般可以减少信号的衰减,即与发射特性正相关。
网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的关系的空间依赖性主要是由以下事实引起的:基于不同确定的操作变量(即不同的值或其选择)来配置网络设备将不遍及整个空间——特别是甚至不在网络设备之间的辐射交换强度高于感测阈值的相关感测区域中,特别是在感测窗口内——对感测网络的灵敏度具有相同的影响。当然,相关地,网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的关系也是取决于空间的,这仅仅是因为网络设备位于空间中的已区分的位置处。例如,可以容易地理解,改变比如说房间角落中的网络设备的操作方式通常不会对房间相对角落中的灵敏度具有如此高的影响,就好像其操作方式被改变的网络设备将位于房间的中心一样。
感测网络灵敏度的空间依赖性可以由感测区域来指示。在这种情况下,网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的关系的空间依赖性可以由响应于操作变量的变化的感测区域的变化来指示。作为空间中的区域的感测区域可以被理解为感测网络的灵敏度的指示,其中感测区域的边界可以指示感测网络的灵敏度落在感测窗口之外的位置(从感测区域的内部朝向其外部看)。
感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差可以是空间区域中的偏差,使得由网络信息提供单元提供的指示偏差的信息可以被理解为专门或至少主要与该空间区域相关的信息。例如,空间区域可以是房间的一部分,在其中用户最近已经在给定的时间段内多次注意到有人进入房间的事件没有被感测网络感测到,其中用户可能期望该数量在未来减少。
基于网络设备的操作变量和空间区域中的感测网络的灵敏度之间的关系来确定操作变量可以意味着操作变量确定单元适于考虑关于操作变量的不同设置如何影响空间区域中的感测网络的灵敏度的信息,其中如果操作变量的给定设置的效果使得在基于给定设置配置网络设备的情况下空间区域中的灵敏度可以接近期望的灵敏度,则可以仅考虑实施该操作变量的给定设置。在感测网络的灵敏度和/或网络设备的操作变量与感测网络的灵敏度之间的关系取决于环境条件的情况下,操作变量确定单元还可以适于考虑用于确定操作变量的环境条件,其中关于环境条件的信息可以由网络信息提供单元提供。
在优选实施例中,确定操作变量涉及确定由网络设备接收的射频信号的修改程度,该修改包括放大和/或衰减,其中网络设备由配置单元配置,使得其基于修改的信号在感测网络中执行感测功能,其中修改的信号通过由网络设备接收的射频信号和修改程度确定。这具有以下效果:即使在感测网络中交换的辐射强度没有在物理上变化,感测也变得更加有效。
由网络设备接收的射频信号的修改程度可以指接收的射频信号的值被偏移的偏移,其中该偏移可以是阳性的或阴性的,和/或它可以指接收的射频信号的值被乘以的因子。此外,还可以实现修改由网络设备接收的射频信号的两种方式的组合,其中然后由网络设备接收的信号将根据线性关系进行变换。
优选地,由网络设备接收的射频信号是包括所记录的每个时间点的值的时间信号,在这种情况下,修改将优选地应用于每个时间值。然而,修改也可能是取决于时间的。还要理解,修改可以更复杂,即包括不同于线性形式的函数形式。特别地,该修改不一定包括放大和/或衰减。
事实上,修改程度也可以指应用于信号的滤波器。这就是说,确定操作变量可以附加地或替代地涉及确定由网络设备接收的射频信号的修改程度,其中该修改涉及滤波器。滤波器可以由各种函数形式中的任何一种给出。
该修改也可以仅(即,例如,仅暂时地)应用于信号的一部分。同样,该修改可以仅应用于接收的每第n个信号,其中n可以是任何预定义的整数。
由网络设备接收的信号还可以包括多个分量,即,例如,每个时间点的多个值。在这种情况下,可以为不同的分量确定不同的修改程度,和/或可以只为选定的分量确定修改程度。例如,信号可以包括信道状态信息(CSI),在Wi-Fi标准的示例性情况下,具有64、128、256或不同数量的复数值分量,其中可以为每个分量确定修改程度,并且可能为分量的相应实部和虚部确定不同的修改程度。
优选地,信号(特别是修改的信号)被进一步处理和/或分析用于感测。例如,感测网络还可以包括分析模块,用于进一步处理和/或分析由感测网络的一个或多个网络设备接收的信号(优选地是修改的信号),以便得出感测结果。
在优选实施例中,相对于由网络设备接收的射频信号的平均值来定义修改程度。
平均值可以对应于在由用户发起的校准过程期间由网络设备接收的射频信号的平均强度,或者它可以对应于由网络设备或不同的网络设备在过去的时间窗口内接收的信号的平均强度,其中该时间窗口可以被确定为使得它相对于一天中的时间、在家的用户数量等匹配当前时间。平均值也可以是由网络设备在过去的一个或多个时间窗口内接收的射频信号的平均强度,在该时间窗口期间,射频感测网络的网络设备被类似地布置,即,在该时间窗口期间,射频感测网络具有网络设备的类似空间布局。在这种情况下,只有从某些类型的其他网络设备接收的射频信号可以被考虑用于确定平均值。在一些实施例中,平均值可以由射频感测网络的多个网络设备接收的射频信号的平均强度来确定。例如,在这种情况下,平均值可以由以类似布局布置的网络设备接收的射频信号的平均强度来确定,而不管网络设备的类型。也就是说,平均值可以由感测网络中的网络设备接收的射频信号的平均强度来确定,该感测网络中的网络设备相对于感测网络的其他网络设备以相同或相似的方式定位。平均值也可以根据已知的信号干扰——诸如例如由位于房屋的相邻房间中的网络设备发射的信号的干扰——来确定。已知的干扰可以是已知的,或者基于与相邻房间之间的墙壁材料(例如砖或木材)相关的信息来估计,其中墙壁材料可以基于地理位置来确定。例如,在德国房屋中,墙壁将通常包括砖,而在北美房屋中,墙壁将更加常常包括木材,这甚至适用于房屋内的墙壁和结构墙壁。一般地,平均值可以根据期间由射频感测网络确定的或由用户指示的没有人存在的时间窗口来确定,或者可以根据期间由射频感测网络感测到的或由用户指示的一个人或多个人存在的时间窗口来确定。
如果修改程度是相对于由网络设备接收的射频信号的平均值来定义的,则修改后的信号的强度可以由给出,其中I是指由网络设备接收的信号的强度,是指由网络设备接收的射频信号的平均值,是指修改后的射频信号的强度,并且是指修改程度。
在优选实施例中,由网络设备接收的射频信号的修改程度取决于接收的射频信号本身的强度。这具有以下效果:可以实现信号相对于平均值的不对称修改,这对于通过它们的透射和吸收特性来在感测对象之间区分是特别有利的。
例如,可以相对于由网络设备接收的射频信号的平均值定义的修改程度还可以取决于接收的射频信号的强度是位于平均值之上还是之下。特别地,修改的信号的强度可以由(如果)和(如果)给出,其中I指的是接收的射频信号的强度,A指的是由网络设备接收的射频信号的平均值,指的是修改的射频信号的强度,并且和分别指的是在接收的射频信号的强度高于或低于平均值的情况下,由网络设备接收的射频信号的修改程度。在这种情况下,修改程度经由其值与平均值A相比而取决于接收的射频信号本身的强度。然而,由网络设备接收的射频信号的修改程度与接收的射频信号本身的强度的依赖性的更一般形式是可能的。例如,在上面给出的公式中,和本身可以是I的函数,即例如在I中包含线性、二次或三次项。
一般地,接收到的射频信号的强度的不对称修改导致运动感测的改善。这是因为运动目标(诸如人体)通常吸收射频辐射的程度比它们反射射频辐射的程度更高,使得它们对所接收的射频信号的主要效果是所接收的射频信号的强度降低。因此,通过使接收到的射频信号强度的下降更加可见,运动感测得到改善,而放大强度的尖峰可能意义不大,或者甚至导致假阳性。事实上,接收到的射频信号的不对称修改一般可以改善对特定类型的感测目标的感测。特别地,如果感测目标主要反射射频辐射,则接收到的射频信号中的尖峰可能被放大,而下降可能被抑制。
在优选实施例中,射频网络包括另外的网络设备,其中由网络设备接收的射频信号的修改程度取决于哪个另外的网络设备已经发射了射频信号和/或取决于已经发射了射频信号的另外的网络设备的状态。这具有感测网络的灵敏度可以在空间中微调的效果。
例如,如果感测网络的当前灵敏度和由网络信息指示的感测网络的期望灵敏度之间的偏差仅在网络设备和射频感测网络的某个另外的网络设备之间的空间区域中高于预定容限,则可以仅确定由网络设备从该另外的网络设备接收的那些射频信号的修改程度,而由网络设备从射频感测网络的其他网络设备接收的射频信号的修改程度可以保持相同。还可能的是,由网络设备从射频感测网络的每个其他网络设备接收的射频信号的修改程度可以基于已经发射相应射频信号的相应另外网络设备的状态来确定,其中相应另外网络设备的状态可以包括操作特性(例如相应网络设备的温度)。这导致了改进的和更有效的感测,因为相应另外网络设备的温度将影响该另外网络设备的发射属性,例如它发射射频信号的发射或载波频率。以这种方式,例如,可以通过确定适当的修改程度来补偿由于发射或载波频率的偏移而导致的接收信号强度的可能损失。这是特别有益的,因为不同的载波频率一般取决于网络设备的温度而不同地偏移。网络设备的温度也可以是其部件的温度,诸如例如包括在网络设备中的电子电路板的温度。
在优选实施例中,确定操作变量涉及确定网络设备发射射频信号的速率。如果射频感测网络包括另外的网络设备,则优选的是,附加地或替代地确定另外的网络设备发射射频信号的速率。这具有以下效果:由于在给定时间量内由网络设备可收集的数据量增加,射频感测网络的灵敏度增加。这对于解决快速移动、或者一般通过减少感测迟延来增加感测速度是特别有利的。
在优选实施例中,网络设备具有多个感测信道,并且确定操作变量涉及确定将用于接收和/或发射信号的一个或多个感测信道,和/或其中确定操作变量涉及确定将用于接收和/或发射信号的载波频率。特别地,可以确定用于接收和/或发射信号的感测信道和/或载波频率,使得接收和/或发射分别发生在稍微偏移的频率上,这意味着有效地降低了接收到的射频信号的强度。例如,如果网络设备被配置成以载波频率从射频感测网络的另外的网络设备接收射频信号,其中网络信息指示射频感测网络已经在网络设备和另外的网络设备之间的空间区域中确定了不可容忍的假阳性数量,则由网络设备用于从另外的网络设备接收信号的标称载波频率可以被确定为稍微偏离,使得由网络设备从另外的网络设备接收的射频信号的有效强度降低,这也导致两个网络设备之间的空间区域中的假阳性减少。这可以被视为确定修改程度的替代,使得修改的射频信号的强度降低。
在示例性实施例中,操作变量是用于接收和/或发射信号的载波频率,并且操作变量确定单元适于确定在每发射第n个信号之后改变载波频率,其中n可以是任何预定的整数。
在示例性实施例中,操作变量确定单元适于确定用于发射信号的载波频率将被改变预定量,即,例如,偏移预定的偏移和/或乘以预定因子。由于感测网络的其他网络设备将由网络设备发射的信号与固定载波频率(即,对于相应通信链路固定的载波频率)相关联,因此在预期载波频率和实际载波频率之间出现不匹配,导致接收信号的强度实际上降低。附加地或替代地,操作变量确定单元适于确定用于接收信号的载波频率将被改变预定量,即,例如,偏移预定的偏移和/或乘以预定因子。这具有类似的效果,即从其它网络设备接收的信号的预期载波频率和实际载波频率之间的不匹配,导致其强度的有效降低。
优选地,载波频率的变化相对小,即小到不足以导致信令连接丢失。此外,优选地确定载波频率,使得对接收信号进行的任何处理没有影响,特别是使得由信号携带的任何信息仍然被传送和/或仍然可以被解码。
优选地,如果由网络信息提供单元提供的网络信息包括期望增加感测网络的灵敏度的信息,则仅在操作变量确定单元已经确定了所有其他操作变量的情况下——特别是在已经确定改变任何其他操作变量都不会增加感测网络的灵敏度的情况下——才确定改变载波频率。这是因为载波频率的变化通常只会导致灵敏度的降低。
在优选实施例中,网络信息还包括指示感测网络上的感测负载的信息,其中操作变量确定单元适于进一步基于指示感测负载的信息来确定操作变量。这具有以下效果:感测网络的灵敏度可以适配由射频感测网络的一个或多个网络设备对于除感测之外的其他功能所需的带宽。
感测负载是指在给定时间量内用于执行感测的射频信号的量。例如,如果网络信息指示特定网络设备或射频感测网络整体上的感测负载高于预定负载阈值,则可以降低某些网络设备的发射速率,而同时为从那些网络设备接收的射频信号选择修改程度,这部分补偿了降低的发射速率。
在示例性实施例中,网络信息还包括指示感测网络的网络设备和另一网络设备之间的信令特性的信息,其中操作变量确定单元适于进一步基于指示信令特性的信息来确定操作变量。指示信令特性的信息可以根据信道状态信息(CSI)来提供,和/或信令特性可以指由网络设备发射并由其他网络设备接收的信号的发射质量,和/或指由网络接收并由其他网络设备发射的信号的接收质量。
如果网络设备包括用于接收和/或发射信号的多于一个天线,则确定操作变量可以涉及确定基于其做出使用网络设备的特定天线和/或特定天线集来发射和/或接收信号的选择的设置。例如,可以为每个天线提供指示信令特性的信息,并且操作变量确定单元可以适于将为每个天线指示的信令特性彼此进行比较,并且确定一个设置,使得根据比较结果的天线和/或天线集用于感测和/或发射信号。例如,操作变量确定单元可以适于根据由网络信息提供单元提供的信息来确定要用于接收和/或发射与最高或最低接收质量相关联的信号的天线和/或天线集。天线之间信令特性的差异可能源于设计、校准、和/或由于例如正在进行的感测而导致的正在进行的接收和/或发射的差异。例如,在射频感测网络的网络设备使用多输入多输出(MIMO)技术相互通信的情况下,选择特定的天线集用于发射和/或接收信号可能是优选的。在这种MIMO应用中,附加地或替代地,可能优选改变如何处理由网络设备交换的信号的方式。特别地,可能优选的是根据对用于发射和/或接收信号的天线集的选择来改变信号的处理。
在同一个或另一个示例性实施例中,确定操作变量还可以涉及确定由网络信息提供单元提供的信息所指示的信令特性的变化。例如,操作变量确定单元可以适于基于由网络信息提供单元提供的信道状态信息和/或其他网络信息来确定包括在由网络信息提供单元提供的信道状态信息中的参数值将被改变。
因此,在一些实施例中,确定操作变量涉及确定与由网络设备发射和/或接收射频信号相关的硬件参数。因此,操作变量确定单元不限于确定软件参数,即用于处理由网络设备接收的射频信号以便达到感测结果的那些参数。
事实上,确定操作变量甚至可以涉及确定网络设备的温度将优选地根据预定义的规定而被改变。改变温度一般会导致网络设备的接收和/或发射属性的改变,诸如例如通过改变网络设备的无线电或天线的物理属性。通过改变网络设备时钟的物理属性,温度变化甚至可能影响时序。虽然标准通信协议通常已经补偿了温度影响,但它们也可以用于有意修改信号强度。因此,相反地,操作变量也可以是可以被设置为补偿值以便补偿网络设备的温度变化的操作变量,其中确定操作变量可以涉及确定操作变量将不被设置为补偿值,而是例如被设置为稍微偏离补偿值的值。以此方式,标准温度补偿措施可以部分或完全取消,以便实现信号强度的有意修改。
在另外的示例性实施例中,确定操作变量可以涉及确定网络设备将发射射频信号所依据的方向性。例如,如果网络设备适于主要在某个方向上发射信号——这可能是其凭借合适的天线或无线电和对应的控制装置而支持波束操控或成形的情况——那么操作变量可以是那个方向。因此,感测区域以及因此的感测网络的灵敏度将根据其中网络设备随后将主要发射信号的改变的方向而改变。例如,如果网络设备到目前为止已经在第一方向上发射信号——其中另一个网络设备位于与该网络设备不同的第二方向上——那么改变方向性使得信号在第二方向上发射一般会导致靠近该另一个网络设备的灵敏度增加。此外,可能优选的是,确定操作变量涉及确定网络设备将主要在网络设备所处的房间的中心方向上发射信号,特别是远离与网络设备的距离低于预定义阈值的房间的任何墙壁。如在这种情况下,如果确定操作变量涉及确定网络设备发射射频信号所依据的方向性,则由网络信息提供单元提供的网络信息可以进一步包括指示网络设备的天线数量、网络设备和/或感测网络的其他网络设备的位置、和/或网络设备的其他属性的信息。
在另一示例性实施例中,网络设备可以适于在信号路径之间区分,并且确定操作变量可以涉及确定信号路径选择标准。信号路径选择标准是指用于从由另一网络设备发射的信号已经采用的一组路径中选择一个路径的标准。该组路径指的是信号的一部分(即相同的信号但具有其强度的一部分)由于非单向性(即非理想的光束准直),由于表面的反射、透射、吸收特性和散射特性导致的对象表面处的信号分离而沿其行进的多个路径。特别地,信号路径选择标准可以使得给定信号的一部分将被选择,即例如用于进一步处理,其已经采用了不与网络设备和已经发射了信号的网络设备之间的视线对应的路径。例如,信号路径选择标准可以使得给定信号的、强度最高或时间上最稳定的那部分将被选择,即例如用于进一步处理。附加地或替代地,还可以基于用户反馈来确定信号路径选择标准,其中用户反馈可以指示所确定的标准使得感测网络的灵敏度已经朝着期望的灵敏度改变。
在优选实施例中,网络信息还包括指示感测模式、感测网络的感测需求、网络设备的预定功耗水平和/或预定辐射容限的信息,其中操作变量确定单元适于进一步基于指示感测模式、感测网络的感测需求、网络设备的预定功耗水平和/或预定辐射容限的信息来确定操作变量。这导致能够实现感测网络的甚至更依赖于上下文的灵敏度。
感测模式指的是真阳性的含义或感测的目的。例如,感测模式可以是存在感测、人数计数、运动感测、占用感测、手势检测、跌倒检测或呼吸检测。感测需求指的是在空间的特定部分和时间的特定窗口中灵敏度的依赖性。可能优选的是,为每个感测模式定义一个感测需求。例如,在婴儿正睡觉的房间中对精确呼吸检测的需求一般可能是最大的,而如果已经检测到成人已经进入房间,则在该房间中对精确呼吸检测的感测需求可能降低。感测水平的预定功耗水平可以指例如由网络设备在待机期间保持的功耗水平。例如,可以确定操作变量,使得网络设备在待机期间具有低于或等于预定水平的功耗。预定辐射阈值是指在射频感测网络中交换的射频信号的强度的可配置阈值。辐射阈值可以取决于用户输入,即是取决于用户的。在这种情况下,修改程度将取决于要感测的用户。附加地或替代地,辐射阈值可以取决于由感测网络所采用的信令标准,和/或取决于由感测网络的网络设备所交换的信号的频率。辐射阈值也可以取决于网络设备的类型。例如,如果网络设备是智能阅读灯,则用户的头部有可能频繁地位于灯附近,使得辐射阈值可能是相对低的,即,例如,与作为安装到房间天花板的光模块的智能灯泡的网络设备相比是低的。
在示例性实施例中,操作变量确定单元适于取决于感测网络的感测模式来确定由网络设备接收的射频信号的修改程度。例如,修改程度可以是放大程度,其中在存在和/或运动感测模式中的放大程度可以高于在呼吸检测模式中和/或在人数计数模式中的放大程度。
在优选实施例中,网络信息还包括指示网络设备位置的信息,其中操作变量确定单元适于进一步基于指示网络设备位置的信息来确定操作变量。这进一步改善了射频感测网络的上下文灵敏度改善。例如,感测网络的高灵敏度的重要性可以随时间在空间上变化,其中这种变化可以通过进一步取决于网络设备的位置确定网络设备的操作变量来解决。
指示网络设备的位置的信息可以基于用户输入来提供,例如经由终端设备(如智能手机)上的应用。此外,可以基于网络设备的类型来提供指示网络设备的位置的信息。网络设备的类型可以例如指产品标识符或产品类别,即例如指网络设备是吸顶灯、落地灯还是聚光灯。网络设备的类型可以与网络设备通常被布置的位置相关。例如,吸顶灯通常布置在房间的中央,而落地灯通常布置成更靠近墙壁、或者至少在人行道之外。聚光灯通常将安装到房间的墙壁或天花板,其中网络设备的类型可以在通常安装到墙壁的那些聚光灯和通常安装到天花板的那些聚光灯之间区分。因此,网络设备的类型可以使得它允许推断网络设备的可预期位置。此外,指示网络设备的位置的信息也可以基于由其他网络接收的射频信号的强度来提供。例如,网络信息提供单元可以适于基于接收到的射频信号的强度,重建感测网络的环境(即,例如,安装感测网络的房间或办公室)的地图。只要该地图太粗糙而不能以足够的确定性从其中推断出网络设备的位置,则可能优选的是将从其中推断出的信息与以其他方式提供的指示网络设备的位置的信息(诸如例如与基于用户输入或基于网络设备的类型而提供的信息)相组合。
网络设备的位置可以指网络设备在为感测网络提供的坐标系中的坐标,和/或它可以指网络设备到感测网络将进行感测的区域中或其边界的对象的距离。指示网络设备的位置的信息还可以指网络设备与感测网络将进行感测的区域中或其边界的对象的接近度,其中该接近度可以由用户来判断。指示网络设备的位置的信息还可以指在感测网络将进行感测的区域中或其边界缺乏任何对象的接近,其中这种接近度的缺乏也可以由用户来判断。这种接近度的缺乏可能意味着网络设备基本上自由地定位,即在其周围没有任何实质的障碍物。例如,如果像墙壁或像角落的特定墙壁配置这样的对象在网络设备附近,则与没有指示墙壁或特定墙壁配置接近网络设备的情况相比,将不同地确定操作变量。
在优选实施例中,网络信息还包括指示感测结果和取决于该感测结果的感测需求的信息,其中操作变量确定单元适于进一步基于指示感测结果和取决于该感测结果的感测需求的信息来确定操作变量。例如,如果由位于房间中的射频感测网络确定房间是空的,则感测需求可能是局部的(即在靠近房间门的区域中最高),而如果房间变得有人居住(这由靠近门的区域中的阳性感测结果确定),则感测需求可能在空间上增长,可能朝向整个房间。在替代示例中,感测结果可能是来自感测网络的假阳性。假阳性可以通知给用户或由用户观察到。感测需求或者换句话说感测要求也可以由用户或者由射频感测系统预定。
在本发明的第二方面中,提供了一种射频感测网络,其包括a)用于接收和发射射频信号的至少一个网络设备,以及b)根据第一方面的用于配置至少一个网络设备的配置模块。射频感测网络也可以理解为射频感测系统。优选地,射频感测网络包括多个(特别是至少三个)用于接收和发射射频感测信号的网络设备。在配置模块不是任何网络设备的一部分、不集成在任何网络设备中或者不被任何网络设备包括的情况下,射频感测网络可以替代地被理解为不包括配置模块。
在第三方面中,本发明涉及一种用于配置射频感测网络的网络设备的方法。该配置方法包括步骤a),提供网络信息,其中网络信息包括指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息。该配置方法还包括步骤b),基于网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的预定关系以及基于指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息,确定网络设备的操作变量,使得当基于所确定的操作变量配置网络设备时,偏差减小。此外,该配置方法包括步骤c),基于所确定的操作变量来配置网络设备。
在第四方面中,本发明涉及一种用于配置根据第二方面的射频感测网络的网络设备的计算机程序产品,该计算机程序产品包括程序代码装置,该程序代码装置使得根据第一方面的配置模块执行根据第三方面的配置方法。
应当理解,权利要求1的配置模块、权利要求13的射频感测网络、权利要求14的配置方法、和权利要求15的计算机程序产品具有类似和/或相同的优选实施例,特别是如从属权利要求中所限定的。
应当理解,本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或上述实施例与相应独立权利要求的任何组合。
参考下文描述的实施例,本发明的这些和其他方面将是清楚的并得到阐述。
附图说明
在下列附图中:
图1示意性和示例性地示出了根据本发明的射频感测网络的配置模块,
图2示意性和示例性地示出了安装在住宅环境中的根据本发明的射频感测网络以及对应的感测区域,
图3示意性和示例性地示出了由网络设备随时间接收的射频信号的强度,以及该强度的修改,
图4示意性和示例性地示出了图2的射频感测网络,其具有其网络设备的不同配置,以及由其网络设备的不同配置导致的感测区域的对应变化,
图5示意性和示例性地示出了图2的射频感测网络,其网络设备的配置不同于图2和图4的网络设备的配置,并且感测区域中的对应变化源自其网络设备的不同配置,
图6示意性和示例性地示出了由网络设备随时间接收的射频信号的强度,以及与图3所示的修改不同的强度修改,
图7示意性和示例性地示出了由网络设备随时间接收的射频信号的强度,以及与图3和图6所示的修改不同的强度修改,
图8示意性和示例性地示出了由网络设备随时间接收的射频信号的强度,以及与图3、图6和图7所示的修改不同的强度修改,
图9示意性和示例性地示出了安装在与图2、图4和图5所示的住宅环境不同的住宅环境中的根据本发明的射频感测网络,以及两种不同配置的对应感测区域,
图10示意性和示例性地示出了安装在会议室中的根据本发明的射频感测网络,以及两种不同配置的对应感测区域,
图11示意性和示例性地示出了安装在与图2、图4、图5和图9所示的住宅环境不同的住宅环境中的根据本发明的射频感测网络,以及对应的感测区域,以及
图12示意性和示例性地示出了根据本发明的配置方法。
具体实施方式
图1示意性和示例性地示出了作为射频感测网络200的一部分的配置模块100。在所示实施例中,除了配置模块100之外,射频感测网络200包括四个网络设备201、202、203、204。配置模块100包括网络信息提供单元101、操作变量提供单元102和配置单元103,并且在所示实施例中,连接到作为射频感测网络200的一部分的四个网络设备201、202、203、204中的一个网络设备201。在图1中由虚线示意性表示的网络设备201和配置模块100之间的连接210可以是有线或无线连接,并且允许配置模块100配置网络设备201。在其他实施例中,配置模块100也可以与网络设备201集成,其中然后连接210可以是内部接口。在所示实施例中,网络设备201、202、203、204交换射频信号220,即射频范围内的无线信号。
网络信息提供单元101适于提供网络信息,其中网络信息包括指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息。操作变量确定单元102适于基于网络设备101的操作变量和感测网络200的灵敏度之间的预定关系以及基于指示感测网络200的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息来确定网络设备201的操作变量,使得当基于所确定的操作变量来配置网络设备201时,偏差减小。配置单元103适于基于所确定的操作变量来配置网络设备201。
图2示意性和示例性地示出了安装在三个相邻房间301、302、303的住宅环境中的射频感测网络,例如图1的射频感测网络。配置模块未在图2中示出。网络设备201、202、203、204之间的射频信号交换允许在有限的空间体积中进行感测,其中可用于感测的该有限体积可以被视为感测区域240。感测区域240可以被理解为射频感测网络的灵敏度的指示,其中感测区域的边界可以指示射频感测网络的灵敏度下降到预定感测阈值以下的位置(从感测区域240的内部朝向其外部看)。在一些情况下,这可能是由于在网络设备201、202、203、204之间交换的射频信号的强度的对应下降,但是灵敏度的空间变化也可能有不同的原因,如下面进一步讨论的。图2用虚线象征性地示出了每对网络设备201、202、203、204之间的无线连接230。在网络设备201、202、203、204可以被视为射频感测网络的节点时,连接230可以被视为节点之间的链路。将射频网络200解释为图形,网络设备201、202、203、204可以被视为图形的顶点,并且连接230可以被视为其边。
在图2所示的实施例中,网络设备201、202、203、204都位于一个房间301中。虽然作为平面图的图2暗示了这一点,但是通常情况下,射频感测网络200的所有网络设备201、202、203、204都不会位于公共平面中。房间301中网络设备201、202、203、204的分布是不均匀的,因为三个网络设备202、203、204定位成相对密集地在房间301的一个(比如说,后)角落附近,并且第四个网络设备201定位成相对远离房间301的另一个(比如说,前)角落附近的其他三个网络设备202、203、204。在所示的实施例中,感测区域240覆盖由网络设备201、202、203、204和它们在空间中的成对连接230给出的不规则四面体,即图2的俯视图中的四边形。图2的网络设备201、202、203、204不各向同性地发射射频信号,这是覆盖使得感测区域240也近似为四面体的一个原因,其中,当然,由于例如对发射的射频辐射束进行整形的技术限制,这种近似在现实中将是相对粗略的。事实上,可能经常发生的是,实际感测区域240不局限于期望的感测区域,而是延伸到不期望感测的空间中的各部分,至少不是通过相同的射频网络。例如,空间中的这一部分可以是房屋的不同房间,在其中可以安装一组单独的网络设备,用于该房间中的存在和/或运动感测。在图2中,这由房间302例示,房间302的一个角落被感测区域240覆盖,这意味着在房间302的那个角落中感测到的存在和/或运动将被射频感测网络错误地与实际上仅期望感测的房间301中的存在和/或运动相关联。然而,在图2所示的情形下,感测区域240在房间302中的重叠不是特别大,使得这种错误关联的风险(即错误阳性的比率)不会特别高。换句话说,射频感测网络的特异性将是可容忍的。
虽然在图2所示的特定情况下特异性可能仍然是可容忍的,但是灵敏度可能不是。例如,如果房间301具有位于其前角落的门311,则用户可能期望在该角落中增加灵敏度,以便射频感测网络对他/她进入和/或离开房间301特别敏感。进入和/或离开房间的人通常对于感测特别重要,以便分别充分地激活和/或去激活依赖于感测结果的功能。在照明功能的情况下,如果门311附近的灵敏度不够高,则当人进入房间时,灯可能不立即打开,而是只有当人已经到达具有足够灵敏度的房间的一部分(该部分可能仅处于房间的中间)时才可能打开。
为了增加感测网络的灵敏度,原则上,网络设备可以都被配置为以增加的强度发射用于感测的射频信号。仅此一项就会导致所有网络设备接收到的射频信号的整体强度增加。因此,例如,在每个网络设备处,接收信号强度指示符然后将向上偏移恒定的量。代替以增加的强度发射用于感测的射频信号,也有可能仅不同地处理接收的信号,同时以不变的物理强度发射信号。当然,两种方法的组合也是可能的。
图3示意性和示例性地示出了由网络设备随时间接收的射频信号的强度221,以及导致修改的强度222的强度的修改223,其中接收的信号的强度根据接收信号强度指示符(RSSI)来测量,其以分贝-毫瓦(dBm)为单位给出,并且时间以秒(s)为单位给出。强度的修改223(其在这种情况下是恒定的向上偏移)可能是由网络设备发射的信号的整体强度增加引起的。然而,优选地,修改223仅在接收信号的处理期间执行。因此,修改的强度222可以被视为实际的、物理上增加的信号强度,但是优选地被视为合成修改的强度值。无论是在传输期间物理地还是在接收之后的处理中合成地向上偏移信号强度,都具有以下效果:信号强度变化(例如由像人体一样的感测目标的存在或运动所引起的干扰)将是显著的,并因此在为获得感测结果而执行的任何信号分析期间具有更大的影响。一般而言,修改223可以是例如4分贝(dB)的偏移,但是原则上也可以是任何其他量的偏移。
所有网络设备的传输强度的无差别增加,或者同样地,如由所有网络设备接收的强度值的无差别合成修改,将导致整体扩大的感测区域。特别是,感测区域将更有可能也覆盖不期望感测的空间部分,例如其他房间。这是因为分隔房间的墙壁的吸收将通过增加信号强度来补偿。因此,通过增加信号强度来增加灵敏度可能会导致不可接受的低特异性。
图4示意性和示例性地示出了这种不期望的情形,即,具有如上所述的其网络设备配置的图2的射频感测网络,以及感测区域中的对应变化,其指示灵敏度增加、但也指示特异性降低。虽然扩大的感测区域241几乎完全覆盖房间301,但是它也与房间302有扩大的重叠,并且附加地与房间303有新的重叠。事实上,如果住宅由三个房间301、302、303组成,则感测区域241甚至不再局限于整个住宅。
在照明功能依赖于感测结果的情况下,例如,当感测到有人进入和/或离开房间301时,图4所示的情形可以允许准确和快速的光切换。但是,另一方面,如果人实际上在另一个房间302、303中,由于扩大的感测区域241的对应重叠,房间301中的灯也可以被打开。这不仅导致不必要的电力消耗,而且在晚上可能特别不方便,此时人在房间302、303之一中仍然醒着,而他/她的孩子已经在房间301中睡着了并且不应该被打扰。
图5示意性和示例性地示出了图2的射频感测网络,其中其网络设备的配置不同于图2和图4的配置,并且感测区域从感测区域240到感测区域242的对应变化源自其网络设备的不同配置。在图示的实施例中,感测网络的灵敏度是取决于空间的。
在图5所示的实施例中,图5中未示出的配置模块的网络信息提供单元已经提供了网络信息,其中网络信息指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差。例如,用户可能已经经由其智能手机上的应用指示他/她不满意房间前角落中的感测网络的灵敏度,并且他/她期望在那个角落中增加灵敏度。因此,感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差是空间区域中的偏差。网络信息还可以包括指示网络设备201位于该角落中或附近的信息。该信息可以已经预先存储,例如在安装感测网络时的校准过程期间;或者它也可以由用户连同他/她期望增加灵敏度的指示一起指示。
然后,操作变量确定单元已经基于网络设备201的操作变量和感测网络的灵敏度之间的预定关系以及基于指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息来确定网络设备201的操作变量,使得当基于所确定的操作变量来配置网络设备201时,偏差减小。在所示实施例中,确定操作变量可能已经涉及确定由网络设备201接收的射频信号的修改程度,其中修改包括放大。特别地,所确定的操作变量可以是由网络设备201接收的信号的放大程度。在这种情况下,例如,操作变量和灵敏度之间的预定关系可以理解如下:如果由网络设备201接收的信号的放大程度增加,那么感测网络的灵敏度也增加,特别是在网络设备201周围的区域中。因此,网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的关系是取决于空间的。基于该预定关系,并且由于用户已经指示他/她期望增加灵敏度,因此操作变量确定单元已经确定在网络设备201处接收的信号的放大程度(即相关的操作变量)将被增加。
然后,网络设备201已经由配置单元配置,使得它基于修改的(即,在这种情况下放大的)信号在感测网络中执行其感测功能,其中修改的(即,在这种情况下放大的)信号通过由网络设备接收的射频信号和修改(即,在这种情况下,放大)的程度来确定。这已经导致了变化的感测区域242。例如,放大程度是如图3所示的恒定向上偏移223,在这种情况下,修改的信号222的强度是该偏移223和如由网络设备201接收的信号的强度221之和。
由于网络设备201的放大程度增加,因此在网络设备201周围的区域中,感测网络的灵敏度增加,而不在不期望感测的空间部分中产生感测区域的附加重叠(即,不降低特异性)。特别地,由于网络设备201位于房间301的前角落中靠近门311的位置,因此在用户已经指示存在缺乏灵敏度的地方准确地增加灵敏度。如上所述,增加的灵敏度是信号强度变化的结果,该信号强度变化通过强度的向上偏移而变得明显,并因此在为获得感测结果而执行的分析中变得更有影响。如果仅仅为了处理由网络设备201接收的信号而执行向上偏移,则灵敏度的对应增加也局限在该网络设备201周围。
在一些实施例中,配置模块适于迭代地配置网络设备。在这些实施例中,网络信息提供单元、操作变量确定单元和配置单元适于周期性地分别执行上述提供网络信息、确定操作变量和配置网络设备的步骤,直到感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差低于或达到预定义的终止阈值。例如,在每次迭代中,放大程度可以是强度偏移了恒定量,诸如例如对应于4 dB的RSSI值,在这种情况下,在每次迭代之后,当前灵敏度和期望灵敏度之间的偏差将减少对应的恒定量。也有可能放大程度随着执行迭代的次数而降低,这可能允许该灵敏度更准确地转换到期望的灵敏度。此外,在网络设备的这种迭代配置期间,指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息可以由网络信息提供单元根据用户的指示(例如根据经由智能手机上的应用的用户输入)来提供。在迭代配置的情况下,偏差可以被视为剩余偏差。一般的情况是,当做出这样的指示时,用户可能已经考虑到他或她自己增加灵敏度是否也可能降低特异性,例如通过在不期望感测的房间中增加假阳性,在这种情况下,他可能选择不指示要增加灵敏度。不进一步增加灵敏度的指示将导致网络设备的迭代配置的终止,就好像当前灵敏度和期望灵敏度之间的偏差已经降至低于或达到预定义的终止阈值一样。
尽管在描述图5时,已经参考了根据图3确定放大程度,但是使用其他修改程度来确定网络设备201的操作变量导致相同或相似的结果。此外,图5已经被描述为示出了配置网络设备201的实施例。然而,通过附加地或替代地配置其他网络设备202、203、204,同样可以实现相同或相似的结果。例如,除了放大由网络设备201接收的信号之外或替代于放大由网络设备201接收的信号,如果由网络设备202、203、204从由网络设备201接收的信号被放大,则也可以实现改变的感测区域242。
图6示意性和示例性地示出了由网络设备随时间接收的射频信号的强度,以及与图3所示的修改不同的强度修改。接收的信号的强度以RSSI来测量,其以分贝-毫瓦为单位给出,并且时间以秒为单位给出。
在图6所示的实施例中,相对于由网络设备接收的射频信号的平均值224来定义修改程度。特别地,修改的信号强度222因此不仅仅通过由网络设备接收的信号的强度221的恒定偏移引起的。如上面进一步所述,平均值可以已经根据多种方式中的任何一种来确定。例如,平均值224可以对应于由网络设备在过去的多个时间窗口内接收的信号的平均强度,该多个时间窗口相对于一天中的时间匹配当前时间。根据图6,如果未修改信号强度221大于平均值224,则给定时间点的修改信号强度222相对于相应时间点的对应未修改信号强度被例示20%,而如果未修改信号强度小于平均值224,则给定时间点的修改信号强度222相对于相应时间点的对应未修改信号被衰减20%。因此,在这种情况下,修改程度可以被认为相对于平均值是对称的。修改的信号强度可以写为(如果)和(如果),其中I指的是由网络设备接收的信号的未修改强度,A指的是平均值,并且在这种情况下=0.2。当然,的其它值是可能的。从图6中明显的是,相对于平均值修改信号强度可以导致信号中的尖峰被放大,并且下降被缩小,使得网络设备附近的存在和/或运动将以更高的重要性被感测。与图3所示的信号强度的修改相比,图6所示的信号强度的修改也可以有利于从信号中提取更复杂的度量,例如,这可能是更困难的感测应用(诸如感测目标定位)所需要的。
在一个示例中,操作变量确定单元可能已经根据图6还基于由网络信息提供单元提供的指示网络设备位于离墙壁(诸如例如,离分隔房间301和房间302的干墙)低于预定阈值的距离的信息,确定了要修改的信号强度。
图7示意性和示例性地示出了由网络设备随时间接收的射频信号的强度,以及与图3和图6所示的修改不同的强度修改。接收的信号的强度以RSSI来测量,其以分贝-毫瓦为单位给出,并且时间以秒为单位给出。
在图7所示的实施例中,由网络设备接收的射频信号的修改程度取决于接收的射频本身的强度。可以清楚地看到,位于平均值224之下的强度值被衰减了与图6中相似的程度,并且位于平均值之上的强度值也被衰减了。因此,在图7所示的实施例中,分裂成和,这取决于信号强度位于平均值之上还是之下,其中,在这种情况下,采用比由图6所示的的值更小的值。
图8示意性和示例性地示出了由网络设备随时间接收的射频信号的强度,以及与图3、图6和图7所示的修改不同的强度修改。接收的信号的强度以RSSI来测量,其以分贝-毫瓦为单位给出,并且时间以秒为单位给出。
图8所示的实施例可以被视为与图7所示的实施例相反。在该实施例中,位于平均值224之上的信号强度被放大,并且位于平均值224之下的信号强度也被放大。因此,同样在该实施例中,分裂成和,其中,在这种情况下,采用比由图6所示的的值更小的值。
图9示意性和示例性地示出了安装在与图2、图4和图5所示的住宅环境不同的住宅环境中的根据本发明的射频感测网络,以及两种不同配置的对应感测区域。根据图9的射频感测网络的安装与根据图2、图4和图5的安装的不同之处在于,网络设备204的位置稍微不同,即位于由分别将房间301与房间302和303分隔的墙壁所创建的房间301的角落中。不严格地说,这种安装代表以下情形:其中一个网络设备从一个或多个其他网络设备看来有些隐藏,这是由于存在一些障碍物(例如一件家具),或者是图9所示的实施例中在网络设备201和204之间的房间角落这种情况。在该实施例中,感测区域240已经充分覆盖了门311所在的房间的前角落,从而产生了所期望的灵敏度。这可以已经通过根据由网络设备201接收的信号的增大的放大程度来配置网络设备201和/或通过根据从由网络设备201接收的信号的增大的放大程度来配置其他网络设备202、203、204来实现。特别地,以这种方式,可以已经避免感测区域与房间303具有重叠。然而,由于网络设备204的位置,这可能已经不足以也避免感测区域240与房间302的重叠。这种重叠在图9中清晰可见。同样,由于房间302中潜在的假阳性,这种重叠可能导致感测网络的不可接受的低特异性。在射频感测网络包括多个网络设备的这种情形下,由网络设备201接收的射频信号的修改程度可以取决于哪个另外的网络设备已经发射了射频信号和/或取决于已经发射了射频信号的另外的网络设备的状态。例如,在图9所示的情形下,修改可以是衰减,并且衰减可以仅应用于由网络设备201从网络设备204接收的信号,而由网络设备201从其他网络设备202、203中的任何一个接收的信号保持未修改。以此方式,沿着网络设备201和204之间的链路的灵敏度降低,而与网络设备201和网络设备202、203中的任何一个之间的链路对应的灵敏度保持不变。沿着网络设备201和204之间的链路的灵敏度的相同或类似的排他性降低可以通过替代地或附加地分别对由网络设备204从网络设备201接收的信号应用衰减来实现或甚至强调,而由网络设备204从其他网络设备202、203中的任何一个接收的信号保持未修改。
所得到的感测区域242不再与房间302有任何实质性的重叠。从该实施例可以得出,通过适当地配置射频感测网络的网络设备,感测网络的感测区域可以适于非常精确地适合给定的空间区域,尽管网络设备的位置没有改变。
图9还用于示出一个实施例,根据该实施例,确定操作变量涉及确定网络设备发射射频信号的速率。网络设备发射射频信号的速率可以被称为发射速率。例如,发射速率可以被确定为使得其相对于当前发射速率增加或减少预定因子,或者可以被确定为使得其高于或低于感测网络中另一个网络设备的发射速率预定因子。参考图9,网络设备201的发射速率可以例如被确定为使得其比网络设备204的发射速率高预定因子。发射速率的这种增加具有以下效果:即使在信号强度没有任何改变的情况下,感测网络内交换的信号的任何分析都将被馈送有更多的数据。收集增加的数据量的区域由选择增加其发射速率的网络设备的位置确定。在上述情况下,这将是网络设备201。提高发射速率还可以导致数据可以被更好的过滤,并且因而允许以更高的空间和/或时间分辨率进行分析。因此,局部灵敏度的更细微调整——即感测网络的感测区域的更细微调整——可能成为可能。事实上,由于在给定时间内收集的数据量增加,增加发射速率可能特别有利于感测快速和/或小规模运动(诸如例如与全身运动相反的姿势),和/或它可以允许感测中的迟延减少。当然,网络设备的发射速率的变化可以与其操作变量的其他变化——特别是与其发射的信号或其接收的信号的强度的修改——相组合。
网络信息可以进一步包括指示感测网络上的感测负载的信息,其中操作变量确定单元可以适于进一步基于指示感测负载的信息来确定操作变量。例如,发射速率的降低一般可能是有益的,特别是在给定时间内感测网络中交换的信号的数量(即整个网络流量或负载)变得关键的情况下。例如,当感测网络的传感区域的尺寸超过预定尺寸时,一般将是这种情况。如果发射速率的降低与信号强度的增加相组合,则发射速率的降低可能是特别有益的。可以针对所有网络设备或者仅针对存在关键流量或负载的那些网络设备来确定发射速率的降低,这可能是由于特定于那些网络设备的有限的技术资源(如有限的带宽)。优选地,确定可能与信号强度的修改相组合的发射速率,使得感测网络的灵敏度和特异性都不显著改变,即,使得感测区域保持基本上相同。
图10示意性和示例性地示出了安装在会议室301中的根据本发明的射频感测网络,以及两种不同配置的对应感测区域。会议室与走廊302共享实心墙,其中该墙包括门312。在会议室301中,六个网络设备201、202、203、204、205、206以光模块的形式安装到会议室301的天花板或从会议室301的天花板悬挂。网络设备201、202、203、204、205、206与图10中未示出的配置模块一起形成射频感测网络或射频感测网络的一部分。基于感测网络的感测结果来控制光模块的光输出。在这种情况下,感测也指人计数,使得感测结果也包括会议室301中存在的人数,这可能在每次有人通过门312进入或离开会议室301时改变。除了感测的低迟延和高稳定性之外,通过射频感测来计数的人一般需要高准确度,这在所示情形下是关键的。
图10主要示出了实施例,根据该实施例,网络信息进一步包括指示感测结果和取决于该感测结果的感测需求的信息,其中操作变量确定单元适于进一步基于指示感测结果和取决于该感测结果的感测需求的信息来确定操作变量。
在图10所示的情形下,感测网络的默认配置可以使得感测需求基本上位于门312附近或者至少在门312附近的最高处。这可以通过如参考图5所述配置网络设备201来解决,并且可以导致感测区域240。在所示情况下,感测区域240仍然覆盖会议室301的主要部分,在其他情况下可能不是这样。只要感测区域位于门312附近或者至少在门312附近的最高处,感测结果就可以在于(consist in)感测到有人进入房间。在所示的情况下,尽管通过例如相对强烈地增加由网络设备201接收的信号的强度,允许感测网络的灵敏度在门312附近相对高,但是由于将会议室301与走廊分隔的实心墙,感测区域240与走廊302仍然只有小的重叠,并且门312也可能稍微更低一些,从而相对强烈地衰减信号。
一旦在默认配置中已经获得阳性的感测结果,即一旦已经感测到有人已经进入或正在进入会议室301,并且因此已经控制光模块开始产生光输出,则感测需求改变。也就是说,感测网络的灵敏度从门312朝向会议室301的内部偏移,从而导致感测区域242改变,以便允许对会议室301中存在的、可能坐在其内部的人进行更准确的计数。为此目的,例如,在网络设备201处接收的信号的强度可以再次降低,而由其他网络设备202、203接收的信号的强度可以稍微增加。从感测区域240到感测区域242的改变还具有避免暂时假阳性的效果,即感测到或计数到沿着走廊302经过门312的人,这可能是由于会议室301充满人时门312暂时敞开而导致的。
一旦被感测网络确定为出现在会议室301中的人数变为零——诸如例如,在会议已经结束并且人们已经离开会议室312之后——感测网络可以被配置为等待预定的过渡时间,并然后恢复到其默认配置。过渡时间也可以是可有可无的。
除了人员计数之外或替代于人员计数,根据图10安装和配置的感测网络也可以允许手势感测。在这种情况下,感测结果可以是预定义的手势,基于该手势来控制会议室301中的多媒体设备。例如,当一个人以预定义的方式挥动他/她的手时,可以打开或关闭会议室301中的电视设备。同样,在这种情况下,一旦已经感测到有人进入会议室301,将感测网络的灵敏度集中在会议室301的内部就是有益的,如上文关于人数计数所述。例如,这将避免当人们正在走廊302中站着并说话时意外地使用预定义手势而意外地打开或关闭电视设备。
在类似的住宅情形下,除了人员计数和手势控制之外或替代于人员计数和手势控制,感测网络可以用于安全和/或通知目的。例如,可以响应于感测到有人入侵安装了感测网络的房屋而产生警报信号形式的安全警告。警报信号可以是声音信号和/或可以是视觉警报信号,例如闪烁红色和/或蓝色的光来吓跑入侵者。同样,在这种情形下,感测网络的默认配置可以对应于没有感测到存在(即,例如,没有住在房屋中的家庭成员在家)的状态。在这种默认状态下,感测区域可以相对大,以便覆盖房屋周围相对大的区域。以此方式,以相对多种方式入侵房屋的人将被感测到,并因此触发警报。另一方面,如果家庭成员在家——例如被感测为存在的时间延长超过预定义时间阈值和/或以不同方式指示给感测网络(诸如例如由授权的家庭成员经由智能手机上的应用程序提供输入)——那么感测区域可以被定位到房屋前门前面的区域,并且感测结果将触发向用户的智能手机发出的告知用户关于访客的通知,而不是警报信号。事实上,根据一些实施例,在相同的情形下,感测区域没有发生变化。代替地,感测可以总是位于前门前面,并且感测网络被配置为仅提供其感测结果作为不同功能的基础。也就是说,只要没有家庭成员在家,感测到前门前面的存在就会导致警报,而只要有家庭成员在家,就会导致向家庭成员的智能手机发送出通知。
在类似的示例中,根据该示例,感测网络的感测区域变得依赖于时间,位于房屋底层中的网络设备的发射速率可能在夜间增加,而位于房屋卧室中的网络设备的发射速率可能在夜间降低。这可能有利于感测入侵者,而不使用户在睡眠时受到过量的辐射。
优选地,根据由图10所示的实施例,网络信息还包括指示网络设备位置的信息,其中操作变量确定单元适于进一步基于指示网络设备位置的信息来确定操作变量。如果配置模块适于配置网络设备201、202、203、204、205、206中的多个或所有,则这是特别优选的。在这种情况下,只有在网络设备的位置最靠近门312的情况下,操作变量确定单元才可以适于将默认配置中的给定网络设备的操作变量确定为相对于其他网络设备的对应操作变量而增加。指示网络设备的位置的信息可能已经由网络信息提供单元基于在会议室301中安装感测网络时的用户输入来提供,因为它不太可能随时间而改变。然而,它也可以由用户在稍后的时间点重新输入。
在类似于图10中示出的情形的又另外的情形下,根据网络信息进一步包括指示感测网络的感测模式和/或感测需求的信息的实施例可能是优选的,其中操作变量确定单元适于进一步基于指示感测模式、感测网络的感测需求、和/或预定辐射容限的信息来确定操作变量。
特别地,基于感测网络的感测模式和/或感测需求来确定网络设备的发射速率或者是否要降低发射速率是优选的。
如果感测网络的网络设备安装在一所房屋的不同房间中,房间之一是父母的婴儿正在睡觉的房间,就会出现这种情形。在这种情况下,婴儿正睡觉的房间中的感测网络的感测模式可以是呼吸检测。只要感测网络没有感测到该房间中父母的存在,与该房间中的呼吸检测相关联的感测需求就可能是高的,并且优选地是最大的。当感测到呼吸模式的变化时,可以向父母提供通知,例如经由他/她的智能手机。一旦感测网络确实感测到父母出现在婴儿正睡觉的房间中,就可以减少与该房间中的呼吸检测相关联的感测需求。基于降低的感测需求,操作变量确定单元可以确定该房间中的网络设备的发射速率将被降低,而由该房间中的网络设备接收的信号的强度将被增加。即使这种改变的配置导致房间中的较低灵敏度,考虑到父母的存在,这种降低的灵敏度也是可以容忍的。在同样的情形下,改变后的配置仅适用于婴儿正睡觉的床附近的那些网络设备。
图11示意性和示例性地示出了安装在与图2、图4、图5和图9所示的住宅环境不同的住宅环境中的根据本发明的射频感测网络,以及对应的感测区域。根据图11的射频网络的安装与根据图2、图4、图5和图9的安装的不同之处在于,网络设备204不位于其他网络设备201、202、203所在的房间301中,而是位于房间303中。此外,在图11中,分隔房间301、303的墙位于稍靠右侧,从而使得房间301稍微小一些而有利于房间303。该墙可以是实心墙,从而潜在地强烈衰减通过它发射的信号。图11示出了网络设备204可以安装到墙壁,这在网络设备204是智能开关的情况下将是典型的。网络设备204的位置可以由用户指示,并由网络信息提供单元作为网络信息提供。基于由网络信息提供单元提供的指示位置,并且基于指示由网络设备204接收的信号的增加的强度将增加网络设备204的邻域中的灵敏度的存储关系,如果网络信息提供单元已经提供了指示感测网络的当前灵敏度低于期望灵敏度的信息,则网络设备204的操作变量确定单元可以确定或可以不确定由网络设备204接收的信号的强度将增加。在图11所示的情形下,操作变量确定单元优选地确定接收信号的强度没有增加,因为这将仅增加房间301中心中的感测网络的灵敏度相对小的量,同时潜在地降低房间302中的特异性不可容忍的量。
图12示意性和示例性地示出了用于配置射频感测网络的网络设备的配置方法400。在第一步骤401中,提供网络信息,其中网络信息包括指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息。在第二步骤402中,基于网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的预定关系以及基于指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息,确定网络设备的操作变量,使得当基于所确定的操作变量配置网络设备时,偏差减小。在第三步骤403中,基于所确定的操作变量来配置网络设备。
本发明描述了用于通过确定安装在应该进行感测的区域中的感测网络的网络设备子集的操作变量来局部修改感测网络的灵敏度的不同标准和方法。允许感测网络容易地适配给定的环境,例如网络设备过于靠近墙壁或门,并因此过于频繁地拾取指示在应该进行感测的区域之外的人的信号,而不损害整体灵敏度。由于所有网络设备都以分布式方式运行,这导致了与具有独立灵敏度的各个传感器的集合的行为不同的行为。
基于校准或配置元数据,或者动态地,基于关于应该进行感测的区域和/或周围区域的使用的上下文信息,这些适配可以只进行一次。例如,适配可以取决于房间和/或相邻区域中感测到的或已知的存在而改变。
虽然在许多情况下不需要专用硬件,但射频检测受到与信号发射和接收方式的相关的硬件相关的影响。射频信号可以穿过墙壁(具有一定量的衰减)、被家具或电器或墙壁反射、被其他材料吸收、等等,这意味着通常不可能获得明确定义的检测区域(或为此设计)。通常,参与射频感测的网络设备的放置可以显著影响阳性检测可以是发生在离期望的检测区域更近还是更远的地方。然而,这些网络设备的放置通常由其主要用途(例如,提供照明或控制插头负载)确定,而不是针对射频检测进行优化。网络设备的操作变量——例如发射射频信号的强度、上限和下限感测阈值、天线方向性、任何波束成形或辐射模式,而且还有网络设备本身的外壳材料——都可能影响所得的感测区域。
此外,墙壁的建筑材料也影响射频感测。在公寓中,卧室可能由与起居室共用的第一面墙和与TV房间共用的第二面墙组成。第一面墙可以是砖墙,用于房屋内的结构目的,而第二面墙是纯灰泥木墙。因此,如与安装到第二面墙的第二智能插头泄漏到TV房间中相比,安装到第一面墙的第一智能插头泄漏到起居室中的较少。
结果是,用户通常要做出一些权衡。如果目标是在给定的期望区域中实现最佳感测,则这很可能导致相邻区域中的灵敏度变得过高,从而导致外部假阳性(即,相邻区域中的人被检测到,就好像他们在期望区域内)。另一方面,如果目标是尽可能多地限制(防止)来自相邻区域的外部假阳性,则用户可能需要将期望区域中的灵敏度降低到他/她在其中时可能不再被感测、迟延增加、或者感测性能总体退化(假阴性)的程度。
本发明旨在允许系统(在应用层)修改给定区域内的仅某些网络设备的灵敏度,在该给定区域内应该进行感测,使得从用户的角度来看,结果是在该区域的部分中具有更可调整的性能,而不负面影响该区域的其余部分的性能。这在原理上不同于已知的用于调整传感器灵敏度的系统,因为每个网络设备本身不是传感器(使得调节各个网络设备的操作变量(例如上限和/或下限感测阈值)由于效果的集合而导致整体区域的改善)。代替地,它是一个数据收集元件,其是分布式传感器的一部分。此外,每个网络设备经由信令连接与各种其他网络设备通信。各种网络设备的操作变量可以被独立地调节,使得来自某个网络设备的一些连接被调整、而其他连接不被调整。
本发明涉及优选地具有至少三个节点的射频感测网络,使得有多于一个的信令连接可用。它还可以指校准步骤,该校准步骤可以基于元数据静态地完成、借助于自动测试主动地完成、或者借助于由用户完成的动作主动地完成,其中校准步骤确定每个节点的每个链路对整个感测区域和/或检测性能的相对贡献。还涉及一种机制,该机制用于感测网络或用户收集上下文信息,该上下文信息关于在应该进行感测的区域中的哪个网络设备(集合)或网络设备之间的哪个连接(集合)需要使操作变量被修改。本发明还涉及一种调整算法,该调整算法为网络设备之间的每个连接做出决定,并且基于所收集的上下文信息,应该对与给定网络设备或连接相关联的操作变量进行什么类型的调整,以改善整体感测性能。
尽管在上述实施例中,射频感测网络的网络设备之间的射频信号的交换与感测相关,但是网络设备可以交换相同或其他射频信号用于网络内的进一步通信,其中进一步通信可以不与感测相关,而是例如与网络设备的不同功能相关。
尽管在上述实施例中,感测网络是射频感测网络,但是感测网络也可以是更一般的感测网络,特别是非射频感测网络。然后,感测网络的网络设备可以适于交换由射频范围之外的电磁辐射构成的无线信号用于感测,并且还有可能用于不与感测有关(诸如例如不与网络设备的不同功能有关)的通信。
尽管在描述上述实施例时,网络设备之间交换的信号是通过它们的强度来指代,但是它们也可以通过它们的功率来指代。事实上,所描述的信号强度及其修改可以被理解为指示对应的信号功率。
通过研究附图、公开内容和所附权利要求,本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开实施例的其他变型。
在权利要求中,词语“包括”不排除其他元件或步骤,并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。
单个单元或设备可以实现权利要求中列举的几个项目的功能。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施的纯粹事实不指示这些措施的组合不能被有利地使用。
由一个或几个单元或设备执行的过程(如提供网络信息、确定操作变量、和配置网络设备等)可以由任何其他数量的单元或设备来执行。这些过程可以实现为计算机程序的程序代码装置和/或实现为专用硬件。
计算机程序产品可以存储/分布在合适的介质上,例如光学存储介质或固态介质,与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供;但是也可以以其他形式分布,例如经由互联网或者其他有线或无线电信系统。
权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。
提供了一种用于配置射频感测网络的网络设备的配置模块。控制模块包括用于提供网络信息的网络信息提供单元,其中网络信息包括指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息。控制模块还包括:操作变量确定单元,用于基于网络设备的操作变量和感测网络的灵敏度之间的预定关系以及基于指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息来确定网络设备的操作变量,使得当基于所确定的操作变量来配置网络设备时,偏差减小;以及配置单元,用于基于所确定的操作变量来配置网络设备。
Claims (14)
1.一种用于配置射频感测网络的网络设备的配置模块,所述控制模块包括:
-网络信息提供单元,用于提供网络信息,其中所述网络信息包括指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息,
-操作变量确定单元,用于基于所述网络设备的操作变量和所述感测网络的灵敏度之间的预定关系以及基于指示所述感测网络的当前灵敏度和所述感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息来确定所述网络设备的操作变量,使得当基于所确定的操作变量来配置所述网络设备时,所述偏差减小,以及
-配置单元,用于基于所确定的操作变量来配置所述网络设备;
其中所述网络信息还包括指示感测结果和取决于所述感测结果的感测需求的信息,并且其中所述操作变量确定单元适于进一步基于指示所述感测结果和取决于所述感测结果的所述感测需求的信息来确定所述操作变量。
2.根据权利要求1所述的配置模块,其中所述感测网络的灵敏度以及所述网络设备的操作变量与所述感测网络的灵敏度之间的关系是取决于空间的,其中所述感测网络的当前灵敏度与所述感测网络的期望灵敏度之间的偏差是空间区域中的偏差,并且其中所述操作变量确定单元适于进一步基于所述网络设备的操作变量与所述空间区域中的所述感测网络的灵敏度之间的关系来确定所述操作变量。
3.根据前述权利要求中任一项所述的配置模块,其中确定所述操作变量涉及确定由所述网络设备接收的射频信号的修改程度,所述修改包括放大和/或衰减,其中所述网络设备由所述配置单元配置,使得其基于修改的信号在所述感测网络中执行感测功能,其中所述修改的信号通过由所述网络设备接收的射频信号和所述修改程度确定。
4.根据权利要求3所述的配置模块,其中所述修改程度是相对于由所述网络设备接收的射频信号的平均值来定义的。
5.根据权利要求3和4中任一项所述的配置模块,其中由所述网络设备接收的射频信号的修改程度取决于接收的射频信号本身的强度。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的配置模块,其中所述射频网络包括另外的网络设备,其中由所述网络设备接收的所述射频信号的修改程度取决于所述另外的网络设备中的哪一个已经发射了所述射频信号和/或取决于已经发射了所述射频信号的所述另外的网络设备的状态。
7.根据前述权利要求中任一项所述的配置模块,其中确定所述操作变量涉及确定所述网络设备发射射频信号的速率。
8.根据前述权利要求中任一项所述的配置模块,其中所述网络设备具有多个感测信道,并且确定所述操作变量涉及确定将用于接收和/或发射信号的一个或多个感测信道,和/或其中确定所述操作变量涉及确定将用于接收和/或发射信号的载波频率。
9.根据前述权利要求中任一项所述的配置模块,其中所述网络信息还包括指示所述感测网络上的感测负载的信息,并且其中所述操作变量确定单元适于进一步基于指示所述感测负载的信息来确定所述操作变量。
10.根据前述权利要求中任一项所述的配置模块,其中所述网络信息还包括指示感测模式、感测网络的感测需求、网络设备的预定功耗水平和/或预定辐射容限的信息,并且其中所述操作变量确定单元适于进一步基于指示感测模式、感测网络的感测需求、网络设备的预定功耗水平和/或预定辐射容限的信息来确定所述操作变量。
11.根据前述权利要求中任一项所述的配置模块,其中所述网络信息进一步包括指示所述网络设备的位置的信息,并且其中所述操作变量确定单元适于进一步基于指示所述网络设备的位置的信息来确定所述操作变量。
12. 一种射频感测网络,包括:
-用于接收和发射射频信号的至少一个网络设备,以及
-根据权利要求1所述的配置模块,用于配置所述至少一个网络设备。
13.一种用于配置射频感测网络的网络设备的配置方法,所述配置方法包括:
-提供网络信息,其中所述网络信息包括指示感测网络的当前灵敏度和感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息,
-基于所述网络设备的操作变量和所述感测网络的灵敏度之间的预定关系以及基于指示所述感测网络的当前灵敏度和所述感测网络的期望灵敏度之间的偏差的信息来确定所述网络设备的操作变量,使得当基于所确定的操作变量来配置所述网络设备时,所述偏差减小,以及
-基于所确定的操作变量来配置所述网络设备;
其中所述网络信息还包括指示感测结果和取决于所述感测结果的感测需求的信息,并且其中所述操作变量的确定进一步基于指示所述感测结果和取决于所述感测结果的所述感测需求的信息。
14.一种用于配置根据权利要求12所述的射频感测网络的网络设备的计算机程序产品,所述计算机程序产品包括程序代码装置,所述程序代码装置使得根据权利要求1所述的配置模块执行根据权利要求13所述的配置方法。
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