CN117134098A - 车载自适应分布式天线系统 - Google Patents

车载自适应分布式天线系统 Download PDF

Info

Publication number
CN117134098A
CN117134098A CN202310611128.0A CN202310611128A CN117134098A CN 117134098 A CN117134098 A CN 117134098A CN 202310611128 A CN202310611128 A CN 202310611128A CN 117134098 A CN117134098 A CN 117134098A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antennas
antenna
software defined
defined radio
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310611128.0A
Other languages
English (en)
Inventor
埃里克·斯科特
古多·多恩布什
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Molex CVS Bochum GmbH
Molex LLC
Original Assignee
Molex CVS Bochum GmbH
Molex LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Molex CVS Bochum GmbH, Molex LLC filed Critical Molex CVS Bochum GmbH
Publication of CN117134098A publication Critical patent/CN117134098A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0602Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using antenna switching
    • H04B7/0608Antenna selection according to transmission parameters
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0404Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas the mobile station comprising multiple antennas, e.g. to provide uplink diversity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0691Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using subgroups of transmit antennas
    • H04B7/0693Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using subgroups of transmit antennas switching off a diversity branch, e.g. to save power
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0695Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using beam selection
    • H04B7/06952Selecting one or more beams from a plurality of beams, e.g. beam training, management or sweeping
    • H04B7/06964Re-selection of one or more beams after beam failure
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0817Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with multiple receivers and antenna path selection
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0834Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection based on external parameters, e.g. subscriber speed or location
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0868Hybrid systems, i.e. switching and combining
    • H04B7/0874Hybrid systems, i.e. switching and combining using subgroups of receive antennas
    • H04B7/0877Hybrid systems, i.e. switching and combining using subgroups of receive antennas switching off a diversity branch, e.g. to save power
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/24Negotiating SLA [Service Level Agreement]; Negotiating QoS [Quality of Service]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

公开车载分布式天线系统(vDAS)或分布式天线场的多个示例性的实施例。在多个示例性的实施例中,所述系统可包括与一个或多个软件定义无线电(SDR)实例可共享的多个天线。在多个示例性的实施例中,所述系统可配置成可操作用于针对具体情况(比如针对高可靠性通信和/或功率以及性能优化、农村与城市、所述车辆自身和/或附近的阻碍物的阴影效应等)动态选择最佳的天线。在多个示例性的实施例中,所述系统可配置成将所述远程主动天线中的不需要的一个或多个天线断电。

Description

车载自适应分布式天线系统
相关申请
本申请主张于2022年5月26日提交的美国临时专利申请序列号US63/345908的优先权,该美国临时专利申请通过援引其整体上并入本文。
技术领域
本公开概括而言涉及车载分布式天线系统(vDAS)。
背景技术
随着机动车辆变成更多地数据驱动,需要与外界通信变得越发重要。车辆中的个人经常依靠个人移动设备用于音乐的流(stream)、与他人通信以及甚至导航。机动车辆自身还能与外部系统联系。这样的通信允许通过车辆与万物(V2X)通信、导航的信息、传感器共享以及高精确性定位从一中央服务器空中下载(over-the-air)更新关于与车辆相关的外部状况的信息。如果车辆将具有自动驾驶特征,则具有将所感测的数据提供给一中央服务器的能力能允许改善后的驱动算法的接收。由此,存在有许多原因用于提供数据给一机动车辆和从机动车辆提供数据以及直接在车辆之间、在车辆与易受伤的道路使用者(像行人和骑自行车者)之间以及在车辆与基础设施(诸如交通信号灯)之间提供数据。
然而,随着车辆天线的数量增加,这创建了一更复杂的系统。例如,如果期望V2X与通常的蜂窝在一车辆和网络之间通信,很可能两个或更多的天线系统将被使用,其中各天线系统可能包括多个天线。这些天线系统能配置成多个个体的天线安装在间隔开的多个位置,而且例如,一个天线会朝向一车辆的前方安装而另一天线朝向一车辆的后方安装,以优选提供360度覆盖。因为通信系统的操作对安全系统会是重要的且可能被要求在一车辆内的某些程度的自动控制,所以某些人群会赏识在车载通信系统上的进一步改进。
发明内容
本部分提供了本公开的一一般性地概述且不是其全部范围或其所有特征的全面披露。
公开车载分布式天线系统(vDAS)或分布式天线场的多个示例性的实施例。在多个示例性的实施例中,所述系统可包括与一个或多个软件定义无线电(SDR)实例可共享的多个天线。在多个示例性的实施例中,所述系统可配置成可操作用于针对具体情况(比如针对高可靠性通信和/或功率以及性能优化、农村与城市、所述车辆自身和/或附近的阻碍物的阴影效应等)动态选择最佳的天线。在多个示例性的实施例中,所述系统可配置成将所述远程主动天线中的不需要的一个或多个天线断电。
进一步的可适用领域将从本文提供的说明中变得清楚。本概述中的说明和具体示例仅用于说明的目的且不意欲限制本公开的范围。
附图说明
本申请借助示例说明并不限于附图,在附图中类似的附图标记表示相似的部件,并且在附图中:
图1是根据本公开的一示例性实施例的一车载分布式天线系统(vDAS)或分布式天线场的一框图。
图2是图1所示的车载自适应分布式天线系统或分布式天线场(farm)的另一框图。如图2所示,SDR应用1与两个接收天线和一个发射天线(2R×1T)通信。而SDR应用2与四个接收天线和四个发射天线(4R×4T)通信。
图3是图2所示的车载自适应分布式天线系统或分布式天线场的在系统针对SDR应用1已动态地切换至一不同的远程天线且针对SDR应用2动态地从2R×2T天线下降到1R×1T天线之后的另一框图。
图4是图1所示的车载自适应分布式天线系统或分布式天线场的另一框图。如图4所示,SDR应用实例1和SDR应用实例2共享来自多个远程天线的IQ数据流(DL IQ流1、2和DLIQ流3、4)。
图5是根据本公开的一示例性实施例的一vDAS或分布式天线场的一框图。
图6是根据本公开的一示例性实施例的一vDAS或分布式天线场的一框图。
图7是根据本公开的一示例性实施例的一vDAS或分布式天线场的一框图。
图8示出指定用于图7所示的天线的接收器部分。
图9是根据本公开的一示例性实施例的一vDAS或分布式天线场的一框图。
图10A是示出一示例功率节省操作的一流程图,所述示例功率节省操作可实施在根据本公开的一示例性实施例的一vDAS或分布式天线场中。
图10B是表示用于功率节省的选择一天线的一示例过程的一图,该示例过程可实施在根据本公开的一示例性实施例的一vDAS或分布式天线场中。
图11是示出一示例天线选择操作的一流程图,该示例天线选择操作可实施在根据本公开的一示例性实施例的一vDAS或分布式天线场中。
图12、图13、图14和图15示出多个示例,其中,一vDAS或分布式天线场已选择随着车辆行驶和情况改变具有对基站更好的视线(比如房屋和一卡车(图15)的相对位置阻挡从车辆的一些天线到基站的直接视线等)的不同的天线。
图16和图17包含表示用于功率节省的一示例自适应发射(TX)天线选择过程的图,该示例自适应发射(TX)天线选择过程可实施在根据本公开的一示例性实施例的一vDAS或分布式天线场中。
图18是包括紧急呼叫(eCall)的一主动天线的一框图,该主动天线可用在根据本公开的一示例性实施例的一vDAS或分布式天线场中。
图19是示出根据本公开的一示例性实施例的在一低功率模式下可操作的一vDAS或分布式天线场的一框图。
图20A和图20B示出从低功率模式唤醒的一示例过程,其可实施在根据本公开的一示例性实施例的一vDAS或分布式天线场中。
图21是根据本公开的一示例性实施例的可操作用于从多个本地天线将IQ数据流选择并组合到一单个组合的IQ数据流的一系统的一框图。
图22是根据本公开的一示例性实施例的可操作用于将多个本地天线源(sources)组合到一单个组合的IQ数据流的一系统的一框图。
具体实施方式
下面的详细说明描述了示例性的实施例且公开的特征并不意欲限制到明确公开的组合。因此,除非另有说明,本文所公开的特征可以组合在一起以形成出于简明目的而未示出的另外的组合。
与多个天线放置在一调制解调器/无线电或单个壳体内相比,在一种车载分布式天线系统(vDAS)中,多个天线可遍及一车辆分布。围绕一车辆分布多个天线创建天线之间的隔离,理解的是,本文使用的天线能称为一壳体(enclosure)或外壳(housing)支持一个或多个辐射元件,诸如一鲨鱼鳍天线,且天线能定位在一车辆中或上。所述天线的隔离帮助消减阴影(shadowing)效应并支持天线的多样性(diversity)算法。将多个天线分隔到不同的位置通过消除车辆自身和/或附近的阻碍物(诸如图1、图2、图13、图14和图15所示的房屋等)的阴影效应还允许对基站或其它车辆的一更好的视线。但是移动天线进一步远离调制解调器要求线缆在天线和调制解调器之间的一长度增加,该增加的线缆长度添加额外的损耗并降低整体的性能。为了克服线缆的损耗,天线可设置有与放置给天线的模拟-数字转换以由此允许采用一数字链接,这不会遭受与一模拟线缆相同的信号的损耗。
多个软件定义无线电(SDR)实例(instances)可针对一分布式天线系统(DAS)用在一车辆内,以适应要求高带宽和低时延通信的用户连接(user connectivity)的增加的水平。但是一车辆随携的(onboard)天线可得到的固定资产是有限的。在认知到上述之后,本文开发和/或公开车载自适应分布式天线系统或分布式天线场的多个示例性的实施例,其中,所述多个天线可配置成与一个或多个SDR实例共享。
在多个示例性的实施例中,一种车载分布式天线系统(vDAS)或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)包括一个或多个SDR实例和由SDR实例共享的多个远程主动天线(remote active antennas)。一路由器层(比如图1至图7所示的一包路由器(packet router)等)被添加在SDR堆栈之前,以允许针对具体情况(比如针对高可靠性通信和/或功率以及性能优化、农村与城市、车辆自身和/或附近的阻碍物的阴影效应等)动态选择最佳的天线。于是,最佳的天线可针对车辆的一具体情况(specific situation)、位置(location)和/或姿态(orientation)动态地选择并调整。例如,当车辆处于一乡村区位(rural location)时,一顶(roof)安装天线可被选择为最佳的天线(比如对一基站或其它车辆具有一更好的视线等)。作为另一示例,当车辆处于一城市区位(urban location)时,一挡风玻璃安装天线可被选择为最佳的天线(比如对一基站或其它车辆具有一更好的视线等)。另外,衰减因天气状况改变还可暗含着哪个天线(和功率等级)优选用于一特定的位置和车辆的姿态。最佳的天线的动态选择可依赖于每个天线所要求的下载和上传(DL/UL)需要和/或增益(比如在车辆的一侧上差的接收等)。另外,远程主动天线中的不需要用于DL/UL的一个或多个可断电以节省功率,比如,以由此减少电功率消耗并增加一电动车辆的续驶里程(range)等。
所述多个远程主动天线可包括配置成与GPS、Wi-Fi、蓝牙、其它无线连接(wireless connectivity)等一起可操作的一个或多个天线元件。所述一个或多个SDR实例可包括在一车载计算节点(比如中央控制器、区域控制器等)上运行的针对OEM(原始设备制造商)的一个SDR实例和针对客户(consumer)/最终用户的一个SDR。在一中央计算或中央单元中可存在有多个“虚拟(virtual)”SDR实例。一SDR可以与一最终用户的移动设备(比如蜂窝电话(cell phone)等)共享SIM(用户标识模块)信息,从而SDR和移动设备可共享同一SIM并使可能的数据速率增加(比如双倍等)。
在多个示例性的实施例中,vDAS或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)可配置用于针对高带宽的车辆与网络(V2N)/车辆与万物(V2X)应用具有最佳的MIMO性能和全景(full surround view)的5G/6G。系统可包括一车辆NAD SDR/客户NADSDR以及一中继(relay)/移动(mobile)IAB(Integrated Access Backhaul,集成接入回传)。所述系统可配置用于除了其它的频率外还有的面向5G FR1(410MHz–7.125GHz)和5GFR2(24GHz–52.6GHz)的频率范围。但是本文公开的多个示例性的实施例不限制到任何具体的频率范围。其它的多个示例性的实施例可配置用于其它的频率范围(比如GPS、Wi-Fi、蓝牙、其它的无线连接等)和/或配置有包括毫米波相控阵(mmWave Phased arrays)或Sub 6G天线元件的天线的一分布。
参照附图,图1示出一vDAS或分布式天线场100的一示例性实施例。系统100包括一车辆随携的多个远程主动天线104和一中央计算节点或中央单元108。多个主动天线104经由链接112与中央计算节点108通信。
在该示例中,链接112将主动天线104直接连接于中央计算节点108。在其它示例性的实施例中,多个主动天线104可经由一个或多个开关连接于中央计算节点108。例如,中央计算节点108可经由一车载网络(IVN)(比如IVN 540(图5)、IVN 640(图6)等)与多个主动天线104通信。所述车载网络可包括一以太网网络,所述以太网网络包括带有不同的链接速度的一个或多个以太网开关。在该情况下,多个主动天线104和中央计算节点108之间的通信可经由车载网络独立地且动态地被路由。自然地,除了以太网外的协议也是适合的。
还在图1示出的是车载中央计算节点或中央单元108的计算节点软件116。计算节点软件116包括第一、第二软件定义无线电(SDR)实例120、124。(VM:SDR应用1和VM:SDR应用2)。如本文公开地且如图2至图4所示地,多个天线104是由SDR实例120、124可共享的。SDR实例120、124可包括用于蜂窝的一调制解调器、V2X、Wi-Fi、GPS等或配置成是以用于蜂窝的一调制解调器、V2X、Wi-Fi、GPS等可操作的。尽管系统100示出由两个SDR实例,但是其它示例性的实施例可包括多于或少于两个SDR实例。例如,图9示出一vDAS或分布式天线场900的一示例性实施例,其中计算节点软件916包括一单个SDR实例920。
继续参照图1,计算节点软件116包括在SDR堆栈之前的一包路由器或路由器层128,其配置成系统100可操作用于针对具体情况(比如针对高可靠性通信和/或功率及性能优化、农村与城市、车辆自身和/或附近的阻碍物的阴影效应等)动态地选择最佳的天线104。最佳的天线的动态选择可依赖于每个天线所要求的下载和上传(DL/UL)需要和/或增益(比如在车辆的一侧上差的接收等)。另外,所述远程主动天线104中的不需要用于DL/UL的一个或多个可被断电以节省功率,比如,以由此减少能量消耗并增加一电动车辆(EV)的续驶里程等。
系统100配置成多个主动天线104和SDR实例120、124通信数字,比如,采用从多个主动天线104到SDR实例120、124的基于数字的通信。于是,主动天线104和车载中央计算节点或单元108之间的链接112为数字链接,数字链接优选具有相对高的带宽,比如,适合用于5G eMBB/URLLC、V2X/RF BW MIMO、5Gb汽车以太网等。在其它实施例中,链接112可包括10Gbps以太网数字链接或高于或低于10Gbps的其它数字链接等。例如,各链接112可以可操作用于支持车载中央计算节点108和所述主动天线104中的对应的一个或多个之间的10Gbps或更高的带宽(比如10Gbps、25Gbps等)。
系统100的各主动天线104可彼此相同且包括相同或类似的部件,尽管这对于所有的多个示例性的实施例并不要求且可考虑的是,不同的配置能用于在车辆中/上的不同的位置。对于图1给出的示出的实施例,出于简洁,四个主动天线104将一起说明。如图1所示,各主动天线104包括两个接收(RX)天线元件和两个发射(TX)天线元件。各主动天线104还包括一RF前端(FE)模块、一模拟-数字转换器/数字-模拟转换器(ADC/DAC)、IQ数据成帧器/解帧器(比如IQ数据压缩/解压缩和时间同步模块等)和一高速度数字链接信道(比如10Gbps以太网信道、25Gbps以太网信道或一些其它的具有合适的带宽可取的信道等)。RF前端模块可包括用于发射的一功率放大器和用于接收的一低噪声放大器。
在图2所示的示例中,第一SDR实例120(SDR应用1)与两个接收天线和一个发射天线(2R×1T)通信。而第二SDR实例124(SDR应用2)与四个接收天线和四个发射天线(4R×4T)通信。
图3示出图2所示的在系统100已针对第一SDR实例120动态地切换至一不同的远程天线(SDR应用1)和针对第二SDR实例124(SDR应用2)动态地从2R×2T天线下降到1R×1T天线之后的系统100。第一SDR实例120(SDR应用1)与两个接收天线和一个发射天线(2R×1T)通信。第二SDR实例124(SDR应用2)与两个接收天线和两个发射天线(2R×2T)通信。
如图4所示,系统100配置成SDR实例120、124(SDR应用实例1、2)共享并接收自多个远程天线104的两IQ数据流集合(DL IQ流1、2和DL IQ流3、4)。
尽管系统100示出有四个主动天线104,但,比如依赖于系统100将被安放的车辆的配置(比如车辆的类型、尺寸、形状等),其它多个示例性的实施例可包括多于或少于四个的主动天线。另外,各主动天线104示出有两个发射(TX)天线元件和两个接收(RX)天线元件。另外,示出的系统100还示出为具有用于SDR实例120、124的八个独立的天线流和高达4×4MiMo。但是系统100及其主动天线104可不同地配置,比如,采用多于或少于两个TX天线,采用多于或少于两个RX天线,采用多于或少于八个独立的天线流,采用天线元件配置成与GPS、Wi-Fi、5G FR1、5G FR2、其它无线连接等一起可操作。于是,本文公开的多个示例性的实施例不应限制到具有针对任何具体频率范围配置的任何特定数量的天线元件的任何特定数量的天线。
图5示出根据本公开的一示例性实施例的一vDAS或分布式天线场500。系统500包括冗余(redundant)的第一、第二中央计算节点508、510(中央计算节点1和中央计算节点2)以及多个远程主动天线504。第一、第二中央计算节点508、510分别包括第一、第二软件定义无线电(SDR)实例520、524(VM:SDR应用1和VM:SDR应用2)以及第一、第二路由器层528、530。第一、第二中央计算节点508、510经由一车载网络(IVN)540与多个远程主动天线504通信。车载网络540可包括一以太网网络,太网网络包括具有不同的链接速度的一个或多个以太网开关。多个主动天线504和第一、第二中央计算节点508、510之间的流量(traffic)或通信可经由车载网络540独立地且动态地路由。在该示例中,第一SDR实例520(SDR应用1)与两个接收天线和一个发射天线(2R×1T)通信。第二SDR实例524(SDR应用2)与四个接收天线和四个发射天线(2R×2T)通信。
图6示出根据本公开的一示例性实施例的一vDAS或分布式天线场600。系统600包括冗余的第一、第二中央计算节点608、610(中央计算节点1和中央计算节点2)以及多个远程主动天线604。其中一个远程主动天线604包括一紧急呼叫调制解调器632且可操作用于支持在一车辆碰撞的事件中在车辆碰撞之后可能不具有充足的或可靠的功率来驱动(power)第一、第二中央计算节点608、610的具体紧急呼叫功能。
第一、第二中央计算节点608、610分别包括第一、第二软件定义无线电(SDR)实例620、624(VM:SDR应用1和VM:SDR应用2)以及第一、第二路由器层628、630。第一、第二中央计算节点608、610经由一车载网络(IVN)640与多个远程主动天线604通信。车载网络640可包括一以太网网络,以太网网络包括具有不同的链接速度的一个或多个以太网开关。多个主动天线604和第一、第二中央计算节点608、610之间的流量或通信可经由车载网络640独立地且动态地路由。在该示例中,第一SDR实例620(SDR应用1)与两个接收天线和一个发射天线(2R×1T)通信。第二SDR实例624(SDR应用2)与四个接收天线和四个发射天线(2R×2T)通信。
图7示出根据本公开的一示例性实施例的一vDAS或分布式天线场700。系统700包括与一中央计算节点或中央单元708通信的多个远程主动天线700。中央计算节点708包括多个软件定义无线电(SDR)实例720、724(VM:SDR应用1和VM:SDR应用2)和一路由器层728。在该示例中,第一、第二SDR实例720、724(SDR应用1、2)从同一天线源分别接收IQ流1和IQ流2。于是,一单个天线提供独立的IQ流给两个SDR,其中各IQ流匹配(looking at)不同的载波频率。
还在图7和图8示出的是一收发器740。一般地,图8表示允许具有一大的隔离的独立的载波频率的一宽带天线744。宽带天线配置成覆盖输入频率的一宽范围,且接收器锁定于一个或多个的具有独立的信道的载波。尽管一接收(RX)示出在图8但是带有DAC的发射(TX)链也可设想(assumed)。
图9示出根据本公开的一示例性实施例的一vDAS或分布式天线场900。系统900包括多个远程主动天线904,多个远程主动天线904与包括计算节点软件916的一中央计算节点或中央单元908通信。
在该示例中,中央计算节点908包括一单个软件定义无线电(SDR)实例920(VM:SDR应用)和在SDR实例920之前的一路由器层928,路由器层928允许针对具体情况(比如针对高可靠性通信和/或功率和性能优化、农村与城市、车辆自身和/或附近的阻碍物的阴影效应等)动态选择最佳的天线904。
在多个示例性的实施例中,一种车载自适应分布式天线系统或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)可配置成监测和控制一车辆随携的分布式天线元件的一阵列(比如多个主动天线104(图1)的天线元件等)。例如,车载自适应分布式天线系统或分布式天线场可配置成监测和控制分布式天线元件的一阵列,以用于下列中的一个或多个:
·能量节省的优化,带宽要求,数据流的优先级,和/或车辆位置(比如在那个情况下最佳的天线的选择);
·IQ数据流(多个无线电)(比如V2X、蜂窝载波x、蜂窝载波x+1等)的共享;
·GNSS IQ与蜂窝IQ共享(比如用于利用更多的天线来增加定位能力等);
·包括天线资源(比如GNSS、SDR实例等)的时间共享的时
分双工(TDD);
·安全性;
·紧急呼叫/被盗车辆跟踪(SVT)冗余;
·在远程位置处天线组合;和/或
·主动数字链接功率管理。
关于能量节省的优化,一种车载自适应分布式天线系统或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)可配置成减少由无线电“未在使用”的天线的功率。在该示例中,“未在使用”的一天线包括天线不具有足够的信号电平来支持无线电功能,或天线的使用不是必须满足带宽要求需要,或在系统存在有能被使用的一更好的执行的天线。通过减少未在使用的一个或多个的天线的功率,通过远程信息处理(telematics)系统的整体的能量使用可减少,这进而可允许装备有远程信息处理系统的电动车辆(EV)的一增加的续驶里程。
所述系统可配置有高效能以太网(或其它类似的技术),以使发射器当处于低功率状态下时不可用(disable)。所述系统可配置成除RX接收器电平电路(RX receiver levelcircuits)外全部断电。例如,所述系统可断电收发器(模拟-数字转换器/数字-模拟转换器(ADC/DAC))、IQ数据成帧器/解帧器等。以太网链接(或其它数字链接)的RX(接收器)端可保留是“活动的(active)”允许对活动的带(active band)调整,来针对功率等级监测,如果优选的话。在该示例中,“活动的”可称为一天线唤醒,以响应于一以太网请求并随后返回回到一低功率状态。还在该示例中,功率测量能由该带中的纯RF功率和那个带的信号噪声无线电(SNR)表示。在该情况下,一低SNR能意味着信号是不能被使用且因此能被当做低功率。
图10A示出用于提供(比如优化等)能量节省的一种示例方法1050,其可实施在一vDAS或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)中。在该示例性的方法中,低功率模式包括待机模式下的数字链接(比如高效能以太网(接收器仅RX端模式))、收发器(TRX)断电、IQ数据成帧器/解帧器断电以及接收器功率(RX PWR)信号强度监测通电。活动模式(Active mode)包括活动地参与通信(接收(RX)和/或发射(TX))并定期地提供RX功率状态(比如甚至是否在一蜂窝网络上是活动的)以被一选择算法(比如图11等)采用。
如图10A所示,远程天线(比如图1所示的天线104等)可在1052处进入一低功率模式。在1054处,接收RX功率被监测,RX功率在阈值变化上的更新被发送,天线唤醒并返回至低功率状态。
在1056处,天线可唤醒从而在1058处在活动模式下的天线监测并轮询接收RX功率。来自1054的RX功率变化和来自1058被轮询的RX功率可随后在1060处被最高增益到最低增益地分类。
从1060排序(ranking)的RX增益和来自1062的基于位置、高精地图、机器学习的历史数据可在1064(比如图10A、图11等)处被使用,以针对具体情况选择一最佳的天线。在1064处被选择的天线如果还没有处于活动模式则可在1068处被唤醒或设定到活动状态。在1064处未被选择的天线在1070处可被断电或如果还没有处于低功率模式则设定到带有低RX功率阈值的低功率模式。
图10B是表示可用在图10A所示的方法1050中的1064处的且实施在一vDAS或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)中的用于功率节省的选择一天线的一示例过程的一图。
如图10B所示,用于功率节省的天线的选择能基于位置/方向/姿态和针对各天线的当前Rx功率等级表、历史数据Rx功率等级以及预计RX功率等级的高精(HD)地图(比如来自云服务器等)中的一个或多个。用于功率节省的天线的选择还可基于天线的数量与被SDR实例请求、SDR实例及优先级和每个SDR实例的吞吐量要求。
该过程包括利用当前的地图及历史数据和机器学习(ML)人工学习(AI)输入分类RX功率。当分类RX功率时,如果当前的数据针对给定的天线是相等的,则历史数据作为未来状态。如果在给定的速度下针对位置/方向的航向(heading)改变,则历史数据基于即将到来的位置调整,从而当车辆到达时最佳的天线已被设置(setup)。机器学习被采用以预测天线使用方向图(patterns)以支持分类算法。
该过程还包括基于SDR带宽需要和采用最高RX功率天线的优先级创建用于天线使用的一映射(map)。该过程还包括创建因RX功率等级未起作用(not effective)的天线的一列表。针对任何断电的天线,NULL数据被创建用于SDR。如果天线依然通电并发送IQ数据,则NULL数据流可有效地等同于一低功率接收。
在多个示例性的实施例中,一种系统可采用或依靠人工智能和机器学习以决定什么时间来开启和关闭具体的天线。在多个示例性的实施例中,所述系统可以可操作用于基于历史和学习从一个天线过渡到另一天线。例如,所述系统可为在无任何退出(dropouts)的情况下流视频同时还通过限制活动的天线的数量维持低功率要求低地提供一低数据速率流。
图11示出一示例天线选择操作,其可用在图10A所示的方法1050中的1064处并实施在一vDAS或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)中。图11一般性地示出基于自适应算法的IQ流的一路由功能。排序和分类可基于(按顺序)最高的接收增益、由SDR报告的RSSI(宽泛地,每个天线元件的进来(incoming)的(RX)性能/功率测量)、SDR的优先级以及预计的数据速率。数据速率能针对SDR实例限制高度排序的天线的数量。例如,数据速率所需要的越低,所需要的天线越少。另外,一单个远程天线可具有多个天线元件,比如,每个天线可存在有两个天线元件从而该天线可被重复(repeated)。还有,路由器可操作用于根据自适应算法路由IQ流。各SDR实例被提供直到SR实例所要求的现存的天线的数量或最大的数量的由自适应算法指示的IQ流。
在图11中,RSSI是接收信号强度。而且状态是SDR实例的当前状态,比如,空闲(idle)或活动的(active)。尽管图11提供具有八个远程天线的一示例,但是图1所示的示例天线选择操作可用于具有多于或少于八个远程天线的其它系统。另外,一单个天线可具有多个天线元件,诸如每个各自的天线位置两个天线元件等。
关于带宽要求的优化,一种车载自适应分布式天线系统或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)可配置成RX天线基于车辆端用户设备所需要的被要求的带宽被激活(activated)。如果针对一特定的车辆状态所要求的吞吐量是低的,则一个或多个天线可被断电。通过针对特定的车辆状态将针对所要求的吞吐量不需要的一个或多个天线断电,通过远程信息处理系统的整体的能量使用可减少,这进而可允许装备有远程信息处理系统电动车辆(EV)的一增加的续驶里程。
带宽要求的优化可包括基于一吞吐量算法将天线失活(deactivating)或断电并允许SDR实例相信存在有较少的天线或提供一“NULL”数据流。NULL数据流可通过保持与断电的失活的天线的链接而提供在车辆中央计算节点内。信号损耗可报告给蜂窝网络。可替代地,它可被指示给蜂窝网络天线的数量正在减少。如果天线依然通电并发送IQ数据,则NULL数据流可有效地等同于一低功率接收。
关于数据流优先级的优化,一种车载自适应分布式天线系统或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)可配置成:当在车辆内存在有两个或更多的SDR实例时,基于SDR实例的优先级,选择哪个IQ数据流去往哪个SDR实例。例如,所述系统可配置成最佳的天线位置的优先级被路由至负责安全性特征的一OEM SDR实例,而不是路由至负责多媒体的一最终用户SDR实例。于是,所述系统可配置成基于所需要的服务的优先级共享在车辆内的一受限数量的天线位置。
数据流优先级的优化可包括监测在天线位置处的接收数据强度并采用这个信息来优化用于最高优先级SDR实例的最佳位置。RX信息可用于优化TX活动的天线位置。所要求的TX/UL(发射/上传)数据速率还可用于:当更高的优先级SDR实例要求低数据速率(比如加权轮询)时,允许更低的优先级SDR实例采用一更优的天线位置。注意的是,低优先级天线会始终具有针对上传(UL)可得到的但可能刚好不具有最佳信号质量(因此低数据速率)的一活动的天线。如果针对各SDR实例相同的频率范围要求被覆盖,则一IQ数据流还可被发送给两个独立的SDR实例。例如,一IQ数据流可发送给具有相同的所关心的带宽且具有不同的或相同的载波的两个独立的SDR实例。例如,参见,图4示出车载自适应分布式天线系统或分布式天线场100,其中,第一、第二SDR实例120、124(SDR应用实例1、2)共享来自多个远程天线104的IQ数据流(DL IQ流1、2和DL IQ流3、4)。
关于车辆位置的优化,一种车载自适应分布式天线系统或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)等)可配置成:基于在车辆的3D空间中的位置和姿态,基于以前学习的信号强度(历史)、信号强度的高精地图(被下载/历史)和/或人工智能(AI),调整哪个主动天线被使用。例如,所述系统可配置成依靠AI机器学习(ML)来学习车辆所采取的路由和最佳的天线位置。最佳的天线位置的确定和选择可基于每天中的时间(time-of-day)交通图案(traffic pattern)、天气等,这可能与信号强度的高精地图不同。于是,这可改善或优化所述系统以具有更好的性能(比如可能的最佳性能等)同时减少(比如最小的等)能量使用。相比之下,采用一非优化的天线因重试等而会要求更长的使用,该更长的使用会增加能量使用。
车辆位置的优化可包括保持跟踪的RX信号强度和映射相关信息(比如3D位置、姿态和规则(ordination))用于下一次车辆处于该位置并主动地设置天线使用。进一步修改能针对不同的类型的天气作出,以考虑预计的信号衰减。基于云的映射(mapping)和/或内部的AI可用于预测最佳的天线使用和功率等级。未在使用中的天线优选被断电至一低功率状态,在低功率状态,天线仅针对作为用于选择过程的输入的接收功率监测。借助示例,一高安装天线位置(比如顶上(rooftop)安装天线,诸如一鲨鱼鳍天线等)对于一乡村场景可能是更好的,但是一门或保险杠安装天线位置对于一城市场景可能是更好的。因为车辆在乡村和城市场景之间变换,所以所述系统可配置(比如通过一算法等算法地配置)成调整以针对给定的场景采用最合适的天线。
在多个示例性的实施例中,车载自适应分布式天线系统或分布式天线场配置成存储并跟踪RX信号强度且采用那个信息来调整下一次车辆处于该位置处的天线位置。实时更新也可采用,但是它将占用时间来调整天线。通过以前的记录的数据,所述系统可配置成预料所述调整并维持性能。以前的记录的数据可以为对车辆而言是本地的、从云下载的一高精地图的一部分等。记录的信号强度还可被上传以支持高精地图。
通过包括2TX和4RX的其中所有的天线位置能够TX的一SDR实例设置,车载自适应分布式天线系统或分布式天线场系统可配置成动态地选择最佳的TX位置。在其它示例性的实施例中,所述系统可包括超过8RX和8TX天线位置,其可为四个物理位置、同时在各位置交叉极化天线。在该情形下,在一车辆的一侧具有微乎其微的接收但是其它侧处于基站的清晰的视野中且比其它组合具有更好的接收的情况下,2RX或TX天线可处于一相同物理位置。如能认识到的,针对采用本质上视线(诸如mm波频率)的频率的系统,这样的配置的益处被增强未在使用中的天线优选处于仅记录RX功率等级的一低功率状态下。
例如,参见,图12至图15示出多个示例,其中,随着车辆行驶且情况(包括阻挡从其中一些车辆天线到基站的直接视线的房屋和一卡车的相对位置(图15))改变,一vDAS或分布式天线场已选择针对基站具有更好的视线的不同的天线。
参照图13,基站的一高精(HD)地图指示,对于车辆随携的四个拐角处的天线,来自BS2的增益是更好的。当车辆到达十字路口时,系统从BS1和两个后拐角处的交叉极化天线切换。尽管来自BS2的增益更远,但是所有四个天线能被BS2看到且在晴天具有高的增益。BS3更靠近天线,但是因房屋阻挡到BS3的直接视线,BS3不能覆盖所有四个天线。
参照图14,基站的一高精(HD)地图和差的天气(比如经由AI机器学习等)指示,来自BS3和两个前拐角处的交叉极化(4×4)天线的增益是更好的。当车辆到达十字路口时,所述系统从BS1和两个后拐角处的交叉极化天线切换。大雨减少来自BS2的增益,而BS3具有更好的吞吐量。
参照图15,基站的一高精(HD)地图和差的天气以及拥堵的交通(比如经由AI机器学习等)指示,来自BS2和四个拐角处的交叉极化(4×4)天线的增益是更好的。当车辆到达十字路口时,所述系统从BS1和两个后拐角处的交叉极化天线切换。当拥堵的交通因卡车阻挡来自BS3的信号时,来自BS2的增益是更好的,尽管大雨正常地衰减信号从而BS2具有比BS3低的增益。
关于IQ数据流的共享,一种车载自适应分布式天线系统或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)可配置成允许一个或多个IQ数据流从一主动天线被发送。例如,IQ数据流可包括一V2X数据流和一蜂窝数据流,它们各被发送给匹配的或对应的SDR实例。作为另一示例,IQ数据流可包括一第一蜂窝数据流和一第二蜂窝数据流,它们被分别发送给匹配的或对应的第一SDR实例(SDR1)和第二SDR实例(SDR2)。作为另一示例,IQ数据流可发送(比如广播(broadcast)等)给多个SDR实例(比如数据流广播给SDR1和SDR2等)。数据流的路由可被动态地配置。例如,参见,图4示出车载自适应分布式天线系统或分布式天线场100,其中,SDR应用实例1、2共享来自多个远程天线的IQ数据流(DL IQ流1、2和DL IQ流3、4)。
于是,所述系统可配置成允许针对多个目的天线的共享、连同动态地选择哪个天线用于一SDR实例。所述系统还可配置成,通过允许一天线元件用于多个功能(像V2X和蜂窝通信)来优化一天线元件的使用减少针对一专用的V2X天线的需要或当存在有两个或更多的SDR实例时天线的加倍(比如两个调制解调器在车辆中等)。
在车载自适应分布式天线系统或分布式天线场的多个示例性的实施例中,RF收发器配置成是可操作成数字化多个载波频率流并将多个载波频率流至多个SDR实例。所述收发器能还将多个流发射比如至一个或多个天线元件等。如果一主动天线具有足够宽的带宽以覆盖不同的SDR实例可能要求的多个载波,则多个SDR实例不是必须要求在相同的载波频率下操作。
关于GNSS共享/定位,一种车载自适应分布式天线系统或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)可配置成:当确定一车辆的定位时,通过利用遍及车辆的用于蜂窝和V2X的现存的天线和/或多个天线位置,增加精确性。这可允许车辆的位置报告的增加的精确性。尽管一个卫星视野(SV)针对一第一天线可被阻挡,但是该卫星可针对一第二天线是可看到的或者另一卫星可针对第一天线是可看到的。这将改善在针对一天线的卫星视野可能被阻碍(obstructed)或阻挡(blocked)的诸如在城市山谷(urbancanyons)且其它位置中的性能。通过两个或更多的天线和高精度(HP)定位,在静止场景中的一航向信息对于车辆而言是可获得的。采用一车辆分布式天线系统(vDAS)作为一基础将提供能使分布式天线用于RF技术(比如蜂窝、GNSS、Wi-Fi、蓝牙(BT)、蓝牙低能量(BLE)等)的一成本有效的方案。WiFi/BT/BLE位置或超宽带(UWB)位置服务(比如用于一智能手机、作为一秘钥等)可与采用数字天线的信号的三角测量组合,诸如用于确定一智能手机的位置(比如在哪个门处、在车辆内等)。
在车载自适应分布式天线系统或分布式天线场的多个示例性的实施例中,GNSS数据处理经由中央计算以一软件定义无线电(SDR)来进行。无线电是一GNSS接收器的一软件实例。通过采用天线,通过比较从各天线接收的信号,在一车辆上的不同的位置处进入到一GNSS信号中的一调谐(tuning)能增加定位。车辆的姿态无需移动也能被计算,当车辆天线的位置是已知的时。
关于天线元件的时间共享,一种车载自适应分布式天线系统或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)可配置成针对其它载波或其它应用(比如GNSS输入带等)在一网络时间片中采用寂静时间。所述系统可配置有切换至其它小区载波(cell carriers)以支持移交(hand over)和/或以支持一SDR的一第二实例的能力。于是,所述系统可配置成优化或至少改善在时域中的天线使用。
在一网络调度(schedule)期间同时基站在网络上正向其它用户设备(UE)发射时,所述系统可配置成将主动天线切换至对GNSS带扫描随后切换回到UE蜂窝带。所述系统可配置成利用现存的时分双工(TDD)调度和频分双工的优点,比如,当未发射或预计RX数据等时采用这个空隙(space)用于其它SDR实例。例如,所述系统可配置成与采用不同的虚拟NAD/SDR(网络接入设备/软件定义无线电)的TDD一起可操作。
如果两个SDR实例连接于一同一基站,则时间分片(time slicing)是已知的且被基站同步。而且在它是一不同的载波频率和时域的情况下,所述系统可配置(比如经由一算法等算法地配置),以选择最佳时间分片来满足时序(timing)要求。通过使一个SDR实例优先级排序(prioritizing)在其它SDR实例上并通过使针对那个时间片的通信下降(dropping),任何不符合(discrepancies)会被处置。
如本文意认知到的,GNSS数据可被递归地发射但是需要多普勒频移信息以锁定于正确的载波频率。于是,本文公开的多个示例性的实施例可配置成与GPS TDD一起可操作。
进一步针对天线元件的时间共享,空闲时间(Idle Time)和连接(Connected)是要考虑的两个不同的状态。在空闲时间连接但不是活动的期间,存在有时间的一周期(比如一秒等)用于不得不响应于一基站。对于连接是活动的,用于响应一基站的时间的周期(比如毫秒等)将更短。
在一空闲场景中,活动的天线在预定的内构件(internals)处监听(listeningto)PDBCH与采用空闲模式下针对像GNNS或另一SDR实例的其它操作间的时间之间交换(swaps)。在一个连接下不活动的天线可用作针对另一连接的一资源。
在一连接活动状态(Connected Active State)下,所述系统可以有能力在空闲帧期间(Idle frames)交换(比如以1毫秒(ms)或更少等)并监听其它频率范围(比如GNNS等)。采用GNSS,所述系统可配置成通过将信息放回在一起来随着时间累积数据流,数据流也可来自其它天线。
关于安全性,一种车载自适应分布式天线系统或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)可配置成基于SDR调制解调器和分布式天线存在有冗余的和故障转移的通信信道。在该情况下,所述系统可配置成在一远程天线处或在中央计算的一SDR内的一故障的情况下提供一始终连接的系统。
在车载自适应分布式天线系统或分布式天线场的多个示例性的实施例中,多个主动天线围绕车辆分布。多个主动天线经由数字链接连接于一个或多个中央计算节点或单元并由所述一个或多个中央计算节点或单元监测。当一故障发生时,一个或多个其它天线用作一备用来保持连接活跃。依赖于在所述系统中的天线的总数量及其位置,这允许系统性能被维系或减少但是不整个不可用。通过将用于天线的数据流共享于一冗余的备用中央单元(CU)实例,冗余也可在中央计算中获得。该CU实例可能是休眠的直到一故障被检测到,或该CU实例可能是一SDR的一第二实例并用于正常操作期间的非关键任务。该CU可配置成:在全电池功率下操作并依赖于一车辆碰撞的严重性处置紧急呼叫和其它关键情况,比如,来帮助确保一紧急呼叫天线始终是可获得的等。
关于紧急呼叫/被盗车辆跟踪(SVT)冗余,一种车载自适应分布式天线系统或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)可配置(比如经由一算法等算法地配置)用于:当一SDR实例比如因一车辆碰撞事件、因篡改不可用(SVT场景)等不能被维持时,自动的故障转移至专用的调制解调器(非SDR)。所述系统可配置成采用一低功率专用的调制解调器和包括天线和SIM信息的切换(switch over)操作。于是,所述系统可配置成通过采用的低功率调制解调器维持在一车辆碰撞事件中的无缝(seamless)紧急呼叫通信。
在正常操作期间,车辆通信和非安全性相关的紧急呼叫消息通过SDR实例通信。SIM和调制解调器ID信息被下载到专用的紧急呼叫调制解调器并存储在存储器(比如易失存储器等)中,这不会要求采用一第二SIM模块来支持紧急呼叫调制解调器和SDR实例。在碰撞事件期间,紧急呼叫调制解调器配置成利用SIM信息用于呼叫功能。还有,在正常操作期间,紧急呼叫调制解调器与主天线系统断开并由一SDR实例使用。
如上所述,所述系统可配置成基于SDR调制解调器和分布式天线系统存在有冗余的和故障转移的通信信道。在该情况下,如果中央计算能维持功率,则紧急呼叫可以在SDR内起作用,且存在有可获得的至少一个主动天线。如果车辆设计成在一碰撞事件期间维持车辆中央计算的活动操作(active operation),则一第二调制解调器可以是不需要的。
在多个示例性的实施例中,一具体的紧急呼叫无线电可添加到针对碰撞事件的一主动天线中。所有的其它通信可通过SDR并共享分布式天线场或系统中的天线,由此在一远程天线处或在中央计算的一SDR内存在有一故障的情况下提供冗余,专用的紧急呼叫调制解调器可随后仅针对电池和碰撞具体情况被启动(initiated)。
在多个示例性的实施例中,一种车载自适应分布式天线系统或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)可配置成:
监测并排序每个天线元件的进来的性能/功率;
监测流量数据速率(traffic data rate)来自/到SDR;
优先级排序(prioritize)SDR的流量需要(traffic needs)与可得到的天线;
每次蜂窝网络扫描,分配天线给特定的SDR实例;
可选地请求网络以允许x数量的MIMO天线被使用(比如每个流量要求(trafficrequirements)等);以及
下一蜂窝网络扫描重复。
所述每次蜂窝网络分配天线给特定的SDR实例的过程可包括虚拟的(dummy)的天线流分配给SDR实例来匹配设置。“虚拟的”指的是功率等级针对RX会有效地为零,因为TX应为实数(real)。
所述下一蜂窝网络扫描重复过程可包括所述系统与当前活动的载波同步。如果存在有超过一个的载波,则所述系统可每个载波设置同步实例。
图16和图17包括表示用于功率节省的一示例自适应发射(TX)天线选择过程的图,其可实施在一vDAS或分布式天线场中(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)中。如图16所示,所述过程包括读取RX增益并将增益以递升序分类。所述过程还包括确定TX被请求的速率并计算所需要的TX天线的数量。所述过程随后包括按RX增益的顺序基于需要使TX天线可用(enabling)。如本文公开的,不可用的(enabled)的TX天线可断电或设定到低功率模式。
图18示出包括紧急呼叫的一主动天线1804,其可用在一vDAS或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)中。天线1804包括一FR1天线元件、一FR2天线元件以及一GPS天线元件。天线1804的一高功率侧包括一射频开关(RF SW)、一RF前端(FE)模块、一模拟-数字转换器/数字-模拟转换器(ADC/DAC)、IQ数据成帧器/解帧器(比如IQ数据压缩/解压缩和时间同步模块等)以及一高速度数字链接接口(比如10Gbps以太网信道、25Gbps以太网信道或用于支持合适的数据速率的其它可取的协议)。RF前端模块可包括用于发射的一功率放大器和用于接收的一低噪声放大器。天线1804的一低功率侧配置有或包括紧急呼叫音频,IIOT LTE/5G无线语音功能模块(Radio Voice Capable module)、蓝牙低能量(BLE)、一低功率电路、一电池和超宽带(UWB)。
图19示出根据本公开的一示例性实施例的在一低功率模式下可操作的一vDAS或分布式天线场1900。系统1900包括一车辆随携的多个远程主动天线1904和一中央计算节点或中央单元1908。主动天线1904经由链接1912与中央计算节点1908通信。
在该示例中,IIOT调制解调器或IIOT LTE/5G无线电可能需要唤醒IQ数据给以太网以能将通信发送给中央计算1908。或者IIOT调制解调器可采用一车载网络(IVN)(比如局域互连网络(LIN)、控制器区域网络(CAN)、以太网等)来将信息发送给系统以唤醒。IIOT无线电可在断电之前从中央计算SDR获得SIM信息且随后在低功率状态期间维持或保持SIM信息(比如在一临时虚拟SIM等中)。一旦系统唤醒,SIM信息被交还给中央计算1908的SDR。远程天线1904优选在停留或睡眠状态期间除按照需要唤醒其它的IIOT无线电外全部处于深度睡眠。针对定期的唤醒,系统1900优选配置成记录用在部分唤醒情景(partial wake upscenarios)中的最佳无线电,比如,唤醒具有最佳接收的天线。
图20A和图20B示出从低功率模式唤醒的一示例过程,其可实施在一vDAS或分布式天线场(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)中。
图21示出根据本公开的一示例性实施例的一系统2100,系统2100可操作用于选择并组合来自多个本地天线的IQ数据流到一单个组合的IQ数据流。如所示出地,系统2100包括一远程主动天线2104和一软件定义无线电(SDR)实例2120。主动天线2104与SDR实例2120远程并经由一数字链接2112与SDR实例2120通信。
在该示例中,远程主动天线2104包括一天线选择模块2114和与天线的收发器通信的四个本地天线2106。远程主动天线2104还包括一RF前端(FE)模块、一模拟-数字转换器/数字-模拟转换器(ADC/DAC)、IQ数据成帧器/解帧器(比如IQ数据压缩/解压缩和时间同步模块等)以及一高速度数字链接信道(比如10Gbps以太网信道、25Gbps以太网信道或一些其它的具有合适的带宽的可取的信道等)。RF前端模块可包括用于发射的一功率放大器和用于接收的一低噪声放大器。
天线选择模块2114配置成远程主动天线2104具有选择其中一个或多个本地天线2106用于横跨数字链接2112发射的能力。在该示例中,远程主动天线2104包括与天线的收发器通信的四个本地天线2106。但是IQ数据流可以能够仅支持两个IQ数据流。在该情况下,远程主动天线2104随后可操作用于选择四个本地天线2106中的提供最佳适应(fit)/性能的两个。
所述针对本地天线2106的选择过程可基于由数字链接2112支持的带宽、最佳的天线性能或它们的一组合中的一个或多个。在基于支持的带宽的天线选择过程的一示例中,数字链接2112可以能够支持原始数据的一最大200MHz。而且远程主动天线2104可选择各支持50MHz的两个本地天线2106和支持100MHz的一个本地天线2106。这将是针对两个独立的SDR实例,比如,针对SDR1的4个MIMO天线选2个MIMO天线和针对SDR2的4个MIMO天线选1个MIMO天线等。
在基于最佳的天线性能的天线选择过程的一示例中,远程主动天线2104可选择来从四个本地天线2016中采用两个本地天线2106,因为针对系统2100的整体的增益好于采用来自其它远程天线位置的天线。
一再有的示例可包括基于上面的支持的带宽示例和最佳的天线性能示例的一组合的一天线选择过程。该组合可以能使在带宽要求和可用的数字链接资源之间的天线使用优化或至少改善。这也可以受到SDR的实例的优先级的影响。例如,用在一安全性相关的应用中的一SDR被优先级化以具有比一资讯娱乐系统SDR高的一优先级。
图22示出根据本公开的一示例性实施例的可操作用于组合本地天线源到一单个组合的IQ数据流中的一系统2200。如所示出地,系统2200包括一远程主动天线2204和一软件定义无线电(SDR)实例2220。主动天线2204与SDR实例2220远程且经由一数字链接2212与SDR实例2220通信。
在该示例中,远程主动天线2204包括一天线选择及数字地组合器模块2214和与天线的收发器通信的四个本地天线2206。远程主动天线2204还包括一RF前端(FE)模块、一模拟-数字转换器/数字-模拟转换器(ADC/DAC)、IQ数据成帧器/解帧器(比如IQ数据压缩/解压缩和时间同步模块等)以及一高速度数字链接信道(比如10Gbps以太网信道、25Gbps以太网信道、或一些其它的具有合适的带宽的可取的信道等)。RF前端模块可包括用于发射的一功率放大器和用于接收的一低噪声放大器。
天线选择及数字地组合器模块2214配置成远程主动天线2204可操作用于将来自两个或更多的本地天线2206的IQ数据流数字地组合到一个数字IQ数据流中,这随后可路由给系统2200的一基带处理器或SDR实例并由系统2200的一基带处理器或SDR实例可使用。例如,系统2200可在发送给基带处理器或SDR实例之前(在时域中)数字地组合两个ADC输入。
系统2200可配置成可操作用于在同一远程天线位置采用两个或更多的本地天线2206,以抵消噪声和/或用于采用其它本地天线馈源(feed)来减少噪声干扰(比如采用一交叉极化形式(version))。
系统2200可配置成可操作用于:基于多输入多输出(MIMO)需要,确定是否来自两个或更多的本地天线2206的IQ数据流应被组合。当系统2200基于多输入多输出(MIMO)需要确定来自两个或更多的本地天线2206的IQ数据流应被组合时,系统2200可操作用于将来自两个或更多的本地天线2206的IQ数据流数字地组合到一组合的单个数字IQ数据流中。
继续参照图22,I/Q1数据流是来自A天线和B天线的一组合。该组合的I/Q1数据流像来自一个天线地被系统2200由SDR实例2220处理。来自天线B的I/Q2数据流被系统2200独立地处理。而来自天线C的I/Q3数据流也被系统2200独立地处理但是噪声通过采用其它天线馈源被清理干净。
在多个示例性的实施例中,主动数字链接功率管理可实施在本文公开的一系统(比如系统100(图1)、系统500(图5)、系统600(图6)、系统700(图7)、系统900(图9)、系统1900(图19)、系统2100(图21)、系统2200(图22)等)中。在这样的多个示例性的实施例中,所述系统配置成:与主动数字链接功率管理可操作成仅针对一接收器相关的信号强度被允许在所述系统的一数字链接上被发射。
当一远程天线为接收器时,所述系统可配置成当存在有一RF信号时一IQ数据流仅发送给远程天线,比如,“零”是不发送。在该示例中,天线端(antenna side)将用有效地“零”数据填充在缺失的数据中,直到来自基带处理器或SDR实例的一新的样本到达为止。
当一中央单元(比如基带(BB)SDR)是接收器时,所述系统可配置成当信号电平大于一确定的阈值时一IQ数据流仅从一天线发送给中央单元。否则,基带(BB)处理器端(baseband processor side)将假定信号电平是有效地“零”并将零馈送到基带算法中。还有,所述系统可配置成可操作用于建立一接收窗口,从而当天线的发射器被预计发射给一接收器的中央单元时IQ数据流仅从一天线发送中央单元。这能基于蜂窝网络的时隙时序(slot timing)、哪个带是活动的、针对其它发射塔监听等。
能量节省可通过主动数字链接功率管理实现,比如,通过不在以太网帧上时间的100%上发射来节省能量。例如,以太网帧未被发送,这与将心跳以太网帧发送给无数据存在的信号的系统相反。如果一帧在一给定的时间窗口内未被接收,则假定它的IQ流将是有效地零(能量)。
在多个示例性的实施例中,一种系统可操作用于控制和管理遍及一车辆分布的天线的一阵列的操作。所述系统包括配置用于与所述天线通信的多个软件定义无线电实例。所述系统配置成所述天线与所述多个软件定义无线电实例可共享。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成可操作用于:基于所述多个软件定义无线电实例的一优先级,选择来自所述天线的阵列的哪个IQ数据流被路由至哪个软件定义无线电实例。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成可操作用于减少在所述天线的阵列内未使用的天线的功率。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成可操作用于:基于随同所述车辆的用户设备的一带宽要求,主动地在所述天线的阵列内选择一个或多个天线;以及减少在所述天线的阵列内未使用的、不需要满足所述带宽要求和/或具有带有有效的零的信号的低功率等级的天线的功率。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成可操作用于:基于针对在所述车辆的三维空间中的一位置和姿态的接收功率,主动地在所述天线的阵列内选择一个或多个天线;以及减少在所述天线的阵列内的具有比所述被主动地选择的一个或多个天线低的一接收功率的天线的功率。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成所述多个软件定义无线电实例可操作用于共享来自所述天线的阵列的IQ数据流。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成所述多个软件定义无线电实例可操作用于:通过针对其它载波和/或其它应用采用在一网络时间片中的寂静时间,共享来自所述天线的阵列的IQ数据流。而且所述系统配置有切换至其它载波以支持移交和/或以支持一软件定义无线电的一第二实例的能力,由此在时域中的天线使用可被优化或改善。
在多个示例性的实施例中,所述多个软件定义无线电实例包括至少一第一软件定义无线电实例和一第二软件定义无线电实例。所述第一软件定义无线电实例配置用于一原始设备制造商。所述第二软件定义无线电实例配置用于用户设备。所述系统还可包括一软件定义无线电的超过两个的实例,所述超过两个的实例可以不是必须具有相同的功能,诸如蜂窝、RF相关的功能雷达(比如定位/目标检测等)、Wi-Fi等。
在多个示例性的实施例中,所述多个软件定义无线电实例中的至少一个软件定义无线电实例配置成可操作用于与用户设备共享用户标识模块(SIM)信息。
在多个示例性的实施例中,所述多个软件定义无线电实例中的至少两个软件定义无线电实例共享一同一的用户标识模块(SIM),由此能使一数据速率增加。
在多个示例性的实施例中,所述系统包括在所述多个软件定义无线电实例之前的一路由器层。所述路由器层配置成可操作用于允许所述系统针对一当前情况在所述天线的阵列内动态地选择更好的执行的天线。所述路由器层可配置成可操作用于允许所述系统依赖于每个天线的下行链路/上行链路要求中的一个或多个和/或增益在所述天线的阵列内动态地选择所述更好的执行的天线。所述系统可配置成可操作用于减少在所述天线的阵列内针对所述当前情况未被选择的更低的执行的天线的功率。而且所述路由器层可配置成可操作用于:依赖于一当前车辆位置、一乡村区位与一城市区位、所述车辆自身的一阴影效应和/或一附近的阻碍物的一阴影效应,允许所述系统在所述天线的阵列内动态地选择具有一高可靠性通信和/或功率以及性能优化的所述更好的执行的天线。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成所述多个软件定义无线电实例可操作用于共享来自所述天线的阵列的IQ数据流。
在多个示例性的实施例中,所述多个软件定义无线电实例包括至少第一、第二软件定义无线电实例。所述系统配置成所述第一、第二软件定义无线电实例可操作用于分别接收来自一单个天线源的用于各自的不同的第一、第二载波频率的第一、第二IQ数据流。
在多个示例性的实施例中,所述系统包括一调制解调器软件堆栈,所述调制解调器软件堆栈包括所述多个软件定义无线电实例中的一个或多个。
在多个示例性的实施例中,一种系统可操作用于控制和管理遍及一车辆分布的天线的一阵列的操作。所述系统包括配置用于与所述天线通信的多个软件定义无线电实例。所述系统配置成可操作用于:基于所述多个软件定义无线电实例的一优先级,选择来自所述天线的阵列的哪个IQ数据流被路由至哪个软件定义无线电实例。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成可操作用于:基于所述多个软件定义无线电实例的一优先级化排序,选择性地优先级排序来自所述天线的阵列的IQ数据流并将来自所述天线的阵列的IQ数据流路由至所述软件定义无线电实例。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成来自所述天线的阵列内的针对一当前情况处于一最佳的位置的一天线的IQ数据流被路由至一最高优先级的软件定义无线电实例。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成可操作用于:依赖于一当前车辆位置、一乡村区位与一城市区位、所述车辆自身的一阴影效应和/或一附近的阻碍物的一阴影效应,将来自所述天线的阵列内的具有一高可靠性通信和/或功率以及性能优化的一天线的IQ数据流路由至一最高优先级的软件定义无线电实例。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成可操作用于:监测在所述天线的阵列的天线位置处的接收数据强度并采用被监测的所述接收数据强度来针对一最高优先级的软件定义无线电实例优化最佳的天线位置,从而所述最高优先级的软件定义无线电实例将接收来自所述最佳的天线位置处的天线的IQ数据流。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成可操作用于:采用所要求的发射/上传数据速率以由此允许一更低的优先级的软件定义无线电实例来采用一天线位置,该天线位置优于当所述更高的优先级的软件定义无线电实例要求低数据速率时针对一更高的优先级的软件定义无线电实例的一天线位置。
在多个示例性的实施例中,一种系统可操作用于控制和管理遍及一车辆分布的天线的一阵列的操作。所述系统包括配置用于与所述天线通信的多个软件定义无线电实例。所述系统配置成可操作用于减少在所述天线的阵列内未使用的天线的功率。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成可操作用于减少在所述天线的阵列内的不具有一信号电平以支持无线电功能和/或不需要满足一带宽要求和/或一更好的执行的天线是可得到的或在使用的天线的功率。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成可操作用于减少在所述天线的阵列内未使用的天线的功率是通过:使所述天线的一发射器在一低功率状态下不可用;和/或将所述天线的除一接收器级电路外的电路断电,由此所述天线的一数字链接的一接收器端可保留是活动的以允许对活动的带调整、监测功率等级和/或在返回至一低功率状态之前唤醒以响应于一请求。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成与主动数字链接功率管理一起可操作,从而仅针对一接收器相关的信号强度被允许在所述系统的一数字链接上被发射。
在多个示例性的实施例中,所述系统包括一中央单元,所述中央单元包括所述多个软件定义无线电实例。所述系统配置成可操作用于:当存在有一射频(RF)信号时,仅从所述中央单元将一IQ数据流发送至一天线;当所述信号电平大于一确定的阈值时,仅从一天线将一IQ数据流发送至所述中央单元;以及当所述天线的发射器预计发射至所述中央单元的一接收器时,建立一接收窗口,从而一天线仅将一IQ数据流发送至所述中央单元,。
在多个示例性的实施例中,功率测量由在一频带中的纯射频(RF)功率和所述频带的一信号噪声比(SNR)定义。而且所述系统配置成可操作用于减少具有一信号噪声比太低从而信号不能用的天线的功率。
在多个示例性的实施例中,一种系统可操作用于控制和管理遍及一车辆分布的天线的一阵列的操作。所述系统包括配置用于与所述天线通信的多个软件定义无线电实例。所述系统配置成可操作用于:基于随同所述车辆的用户设备的一带宽要求,主动地在所述天线的阵列内选择一个或多个天线;以及减少在所述天线的阵列内未使用的、不需要满足所述带宽要求和/或具有带有有效的零的信号的低功率等级的天线的功率。
在多个示例性的实施例中,所述系统包括一中央单元,所述中央单元包括所述多个软件定义无线电实例。所述系统可操作用于基于吞吐量将所述天线的阵列内的天线算法地失活,据此所述多个软件定义无线电实例被允许相信存在有较少的天线和/或所述系统提供一NULL数据流且所述中央单元维持与任何失活的天线的一链接。
在多个示例性的实施例中,一种系统可操作用于控制和管理遍及一车辆分布的天线的一阵列的操作。所述系统包括配置用于与所述天线通信的多个软件定义无线电实例。所述系统配置成可操作用于:基于针对所述车辆的三维空间中的一位置和姿态的接收功率,主动地在所述天线的阵列内选择一个或多个天线;以及减少在所述天线的阵列内的具有比所述被主动地选择的一个或多个天线低的一接收功率的天线的功率。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成在所述天线的阵列内的所述一个或多个天线的主动选择是基于下列中的一个或多个:针对在所述车辆的三维空间中的所述位置和姿态的以前学习的信号强度;对在所述车辆的三维空间中的所述位置和姿态的信号强度的高精地图;和/或由所述车辆和最佳的天线位置采用的路由的人工智能(AI)机器学习。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成跟踪并存储针对所述车辆的所述位置和姿态的天线接收器信号强度以用于由所述系统以后使用,来当所述车辆处于相同位置和姿态下时主动地设置(setup)所述天线的阵列。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成采用基于云的映射和/或内部的人工智能(AI)来预测针对所述天线的阵列的最佳的天线使用。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成在所述天线的阵列内所述一个或多个天线的所述主动选择能使所述系统的优化到具有更好的天线性能并减少能量使用。
在多个示例性的实施例中,一种系统可操作用于控制和管理遍及一车辆分布的天线的一阵列的操作。所述系统包括配置用于与所述天线通信的多个软件定义无线电实例。所述系统配置成所述多个软件定义无线电实例可操作用于共享来自所述天线的阵列的IQ数据流。
在多个示例性的实施例中,所述多个软件定义无线电实例包括第一、第二软件定义无线电实例。而且所述系统配置成所述第一、第二软件定义无线电实例可操作用于分别接收来自一单个天线源的用于各自的不同的第一、第二载波频率的第一、第二IQ数据流。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成可操作用于动态地选择在所述天线的阵列内哪个天线用于哪个软件定义无线电实例。
在多个示例性的实施例中,一种系统可操作用于控制和管理遍及一车辆分布的天线的一阵列的操作。所述系统包括配置用于与所述天线通信的一基带处理器或SDR实例。所述系统配置成可操作用于:将来自所述天线的阵列内的两个或更多的天线的IQ数据流数字地组合到一组合的数字IQ数据流以及之后将所述组合的数字IQ数据流路由至所述基带处理器或SDR实例。
在多个示例性的实施例中,所述系统包括一远程天线位置,在所述远程天线位置处,来自在所述天线的阵列内的所述两个或更多的天线的所述IQ数据流被数字地组合到所述组合的数字IQ数据流。而且所述系统配置成可操作用于:采用在同一远程天线位置的所述两个或更多的天线来抵消噪声和/或采用其它本地天线馈源来减少噪声干扰。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成可操作用于:基于多输入多输出(MIMO)需要,确定是否来自所述天线的阵列内的所述两个或更多的天线的所述IQ数据流应被组合;以及当所述系统基于多输入多输出(MIMO)需要确定来自所述天线的阵列内的所述两个或更多的天线的所述IQ数据流应被组合时,将来自所述天线的阵列内的所述两个或更多的天线的IQ数据流数字地组合到所述组合的数字IQ数据流。
在多个示例性的实施例中,一种系统配置成提供增加一车辆的车辆位置精确性,所述车辆包括遍及所述车辆分布的天线的一阵列。所述系统包括配置用于与所述天线通信的一中央单元。所述系统配置成可操作用于:当确定所述车辆的定位时,利用来自遍及所述车辆在不同的天线位置处的所述天线的阵列的信号来增加精确性。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成可操作用于:采用三角测量,当确定所述车辆的定位时,将来自所述天线的阵列的信号和用户设备相对于所述车辆的位置组合,采用三角测量,来增加精确性。
在多个示例性的实施例中,所述中央单元配置成可操作为一GNSS(全球导航卫星系统)接收器的一软件定义无线电实例,以用于处理来自所述天线的阵列的GNSS数据。而且所述系统配置成可操作用于:比较来自遍及所述车辆在不同的天线位置处的所述天线的阵列的GNSS信号,以用于增加车辆位置数据;以及当遍及所述车辆的所述不同的天线位置是已知的时,确定所述车辆的姿态。
在多个示例性的实施例中,一种系统可操作用于控制和管理遍及一车辆分布的天线的一阵列的操作。所述系统包括配置用于与所述天线通信的多个软件定义无线电实例。所述系统配置成所述多个软件定义无线电实例可操作用于:通过针对其它载波和/或其它应用采用在一网络时间片中的寂静时间,共享来自所述天线的阵列的IQ数据流。而且所述系统配置有切换至其它载波支持移交和/或以支持一软件定义无线电的一第二实例的能力,由此在时域中的天线使用可被优化或改善。
在多个示例性的实施例中,在一网络调度期间同时一基站在所述网络上正向其它用户设备(UE)发射时,所述系统配置成将一主动天线切换至针对GNSS带扫描并随后切换回到一用户设备的蜂窝带。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成利用现存的时分双工(TDD)调度和频分双工(FDD),包括当未发射或预计接收器数据时采用针对其它软件定义无线电实例的空隙。所述系统可配置成与采用不同的虚拟网络接入设备/软件定义无线电的时分双工(TDD)一起可操作。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成当两个软件定义无线电实例连接于一同一基站时,则时间分片是已知的并被所述基站同步。而且在它是一不同的载波频率和时域的情况下,所述系统配置成选择一最佳时间分片来满足时序要求,其中,通过使一个软件定义无线电实例优先级排序在其它软件定义无线电实例上并通过使针对所述时间片的通信下降,任何不符合被处置。
在多个示例性的实施例中,一种系统包括遍及一车辆分布的天线的一阵列以及所述车辆随携的且包括所述多个软件定义无线电实例的一个或多个中央单元。一链接将各天线连接于所述一个或多个中央单元中的至少一个。所述链接配置成数字地发射信号,由此能使所述天线与所述一个或多个中央单元通信并由所述一个或多个中央单元监测。所述系统配置成具有由所述多个软件定义无线电实例和所述天线的阵列提供的冗余的和故障转移的通信信道。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成提供一始终连接的系统,当一天线故障或一软件定义无线电实例故障发生时,通过采用所述天线的阵列中的一个或多个其它天线作为一备用来维持所述连接,即使所述天线故障或一软件定义无线电实例故障。
在多个示例性的实施例中,所述系统配置成通过将针对一发生故障的天线的IQ数据流共享到一冗余的备用中央单元实例来提供冗余在所述一个或多个中央单元中,所述冗余的备用中央单元实例是休眠的直到一故障被检测到或所述冗余的备用中央单元实例是在正常操作期间用于非关键任务的一软件定义无线电的一第二实例。
在多个示例性的实施例中,一种系统包括遍及一车辆分布的天线的一阵列;所述车辆随携的且与所述天线的阵列通信的一软件定义无线电实例;以及所述车辆随携的一专用的紧急呼叫调制解调器。所述系统配置成:在正常操作期间,通过所述软件定义无线电实例,通信车辆通信和非安全性相关的紧急呼叫消息;以及当所述软件定义无线电实例不能被维持或不可用时,自动地故障转移给所述专用的紧急呼叫调制解调器,由此维持无缝紧急呼叫通信。所述专用的紧急呼叫调制解调器可包括下载到并存储在存储器内的用于呼叫功能的用户标识模块(SIM)信息。
在多个示例性的实施例中,一种车载分布式天线系统包括如本文公开的系统。所述车载分布式天线系统包括所述车辆随携的一中央单元,所述中央单元包括所述多个软件定义无线电实例。所述天线的阵列包括遍及所述车辆分布的多个远程主动天线。一链接将所述多个远程主动天线中的每一个连接于所述中央单元。所述链接配置成数字地发射信号,由此能使所述多个远程主动天线与所述中央单元数字地通信且能使所述多个远程主动天线与所述中央单元的所述多个软件定义无线电实例可共享。所述中央单元可配置成与其它车辆功能可共享或专用于托管(hosting)所述多个软件定义无线电实例。
还公开是与遍及一车辆分布的天线的一阵列相关的(比如,操作的控制和管理等)示例性的方法。在多个示例性的实施例中,一种方法包括:使所述天线与所述车辆随携的多个软件定义无线电实例共享;和/或,基于所述多个软件定义无线电实例的一优先级,选择来自所述天线的阵列的哪个IQ数据流被路由至哪个软件定义无线电实例。
在多个示例性的实施例中,一种方法包括减少在所述天线的阵列内未使用的天线的功率。
在多个示例性的实施例中,一种方法包括:基于随同所述车辆的用户设备的一带宽要求,主动地在所述天线的阵列内选择一个或多个天线;以及减少在所述天线的阵列内未使用的、不需要满足所述带宽要求和/或具有带有有效的零的信号的低功率等级的天线的功率。
在多个示例性的实施例中,一种方法包括:基于针对所述车辆的三维空间中的一位置和姿态的接收功率,主动地在所述天线的阵列内选择一个或多个天线;以及减少在所述天线的阵列内的具有比所述被主动地选择的一个或多个天线低的一接收功率的天线的功率。
在多个示例性的实施例中,一种方法包括:使来自所述天线的阵列的IQ数据流与所述多个软件定义无线电实例共享。
在多个示例性的实施例中,一种方法包括:通过针对其它载波和/或其它应用采用在一网络时间片中的寂静时间,使来自所述天线的阵列的IQ数据流与所述多个软件定义无线电实例共享。所述方法还包括切换至其它载波以支持移交和/或以支持一软件定义无线电的一第二实例,由此在时域中的天线使用可被优化或改善。
在多个示例性的实施例中,一种方法包括:将来自所述天线的阵列内的两个或更多的天线的IQ数据流数字地组合到一组合的数字IQ数据流以及之后将所述组合的数字IQ数据流路由至一基带处理器或SDR实例。
在多个示例性的实施例中,一种方法包括:利用所述多个软件定义无线电实例和所述天线的阵列,提供冗余的和故障转移的通信信道。
在多个示例性的实施例中,一种方法包括:当确定所述车辆的定位时,利用来自遍及所述车辆在不同的天线位置处的所述天线的阵列的信号来增加精确性。
在多个示例性的实施例中,一种方法包括:在正常操作期间,通过一软件定义无线电实例,通信车辆通信和非安全性相关的紧急呼叫消息;以及,如果所述软件定义无线电实例不能被维持或不可用,则自动地故障转移给一专用的紧急呼叫调制解调器,以维持无缝紧急呼叫通信。
本文提供的公开内容借助其优选和示例性实施例说明了特征。通过浏览本公开,本领域普通技术人员将想到在随附权利要求的范围和精神内的许多其它的实施例、修改和变形。

Claims (26)

1.一种系统,用于控制和管理遍及一车辆分布的天线的一阵列的操作,所述系统包括配置用于与所述天线通信的多个软件定义无线电实例,
其中,
所述系统配置成所述天线与所述多个软件定义无线电实例可共享;和/或
所述系统配置成可操作用于:基于所述多个软件定义无线电实例的一优先级,选择来自所述天线的阵列的哪个IQ数据流被路由至哪个软件定义无线电实例。
2.如权利要求1所述的系统,其中,
所述多个软件定义无线电实例中的至少一个软件定义无线电实例配置成可操作用于与用户设备共享用户标识模块信息。
3.如权利要求1所述的系统,其中,
所述多个软件定义无线电实例中的至少两个软件定义无线电实例共享一同一的用户标识模块,由此能使一数据速率增加。
4.如权利要求1所述的系统,其中,
所述系统包括在所述多个软件定义无线电实例之前的一路由器层,所述路由器层配置成可操作用于允许所述系统针对一当前情况在所述天线的阵列内动态地选择更好的执行的天线。
5.如权利要求4所述的系统,其中,
所述路由器层配置成可操作用于允许所述系统依赖于每个天线的下行链路/上行链路要求中的一个或多个和/或增益在所述天线的阵列内动态地选择所述更好的执行的天线。
6.如权利要求4所述的系统,其中,
所述系统配置成可操作用于减少在所述天线的阵列内针对所述当前情况未被选择的更低的执行的天线的功率。
7.如权利要求4所述的系统,其中,
所述路由器层配置成可操作用于:依赖于一当前车辆位置、一乡村区位与一城市区位、所述车辆自身的一阴影效应和/或一附近的阻碍物的一阴影效应,允许所述系统在所述天线的阵列内动态地选择具有一高可靠性通信和/或功率以及性能优化的所述更好的执行的天线。
8.如权利要求1所述的系统,其中,
所述系统配置成所述多个软件定义无线电实例可操作用于共享来自所述天线的阵列的IQ数据流。
9.如权利要求1所述的系统,其中
所述多个软件定义无线电实例包括至少第一、第二软件定义无线电实例;以及
所述系统配置成所述第一、第二软件定义无线电实例可操作用于分别接收来自一单个天线源的用于各自的不同的第一、第二载波频率的第一、第二IQ数据流。
10.如权利要求1所述的系统,其中,
所述系统配置成可操作用于:基于所述多个软件定义无线电实例的一优先级化排序,选择性地优先级排序来自所述天线的阵列的IQ数据流并将来自所述天线的阵列的IQ数据流路由至所述软件定义无线电实例。
11.如权利要求1所述的系统,其中,
所述系统配置成:来自所述天线的阵列内的针对一当前情况处于一最佳的位置的一天线的IQ数据流被路由至一最高优先级的软件定义无线电实例。
12.如权利要求1所述的系统,其中,
所述系统配置成可操作用于:依赖于一当前车辆位置、一乡村区位与一城市区位、所述车辆自身的一阴影效应和/或一附近的阻碍物的一阴影效应,将来自所述天线的阵列内的具有一高可靠性通信和/或功率以及性能优化的一天线的IQ数据流路由至一最高优先级的软件定义无线电实例。
13.如权利要求1所述的系统,其中,
所述系统配置成可操作用于:监测在所述天线的阵列的天线位置处的接收数据强度并采用被监测的所述接收数据强度来针对一最高优先级的软件定义无线电实例优化最佳的天线位置,从而所述最高优先级的软件定义无线电实例将接收来自所述最佳的天线位置处的天线的IQ数据流。
14.如权利要求1所述的系统,其中,
所述系统配置成可操作用于:采用所要求的发射/上传数据速率以由此允许一更低的优先级的软件定义无线电实例来采用一天线位置,该天线位置优于当所述更高的优先级的软件定义无线电实例要求低数据速率时针对一更高的优先级的软件定义无线电实例的一天线位置。
15.如权利要求1所述的系统,其中,
所述系统配置成可操作用于减少在所述天线的阵列内未使用的天线的功率。
16.如权利要求1所述的系统,其中,
所述系统配置成可操作用于:
基于随同所述车辆的用户设备的一带宽要求,主动地在所述天线的阵列内选择一个或多个天线;以及
减少在所述天线的阵列内未使用的、不需要满足所述带宽要求和/或具有带有有效的零的信号的低功率等级的天线的功率。
17.如权利要求1所述的系统,其中,
所述系统配置成可操作用于:
基于针对在所述车辆的三维空间中的一位置和姿态的接收功率,主动地在所述天线的阵列内选择一个或多个天线;以及
减少在所述天线的阵列内的具有比所述被主动地选择的一个或多个天线低的一接收功率的天线的功率。
18.如权利要求1所述的系统,其中,
所述系统配置成可操作用于:将来自所述天线的阵列内的两个或更多的天线的IQ数据流数字地组合到一组合的数字IQ数据流中以及之后将所述组合的数字IQ数据流路由至一基带处理器或软件定义无线电实例。
19.如权利要求1所述的系统,
其中,所述系统配置成提供增加一车辆的车辆位置精确性,所述车辆包括遍及所述车辆分布的天线的一阵列,所述系统包括配置用于与所述天线通信的一中央单元,
其中,所述系统配置成可操作用于:当确定所述车辆的定位时,利用来自遍及所述车辆在不同的天线位置处的所述天线的阵列的信号来增加精确性。
20.如权利要求1所述的系统,其中,
所述系统配置成所述多个软件定义无线电实例可操作用于:通过针对其它载波和/或其它应用采用在一网络时间片中的寂静时间,共享来自所述天线的阵列的IQ数据流;以及
所述系统配置有切换至其它载波以支持移交和/或以支持一软件定义无线电的一第二实例的能力,由此在时域中的天线使用可被优化或改善。
21.如权利要求1所述的系统,其中,
所述系统包括:
所述车辆随携的且包括所述多个软件定义无线电实例的一个或多个中央单元;以及
一链接,将各天线连接于所述一个或多个中央单元中的至少一个且配置成数字地发射信号,由此能使所述天线与所述一个或多个中央单元通信并由所述一个或多个中央单元监测;
由此所述系统配置成具有由所述多个软件定义无线电实例和所述天线的阵列提供的冗余的和故障转移的通信信道。
22.如权利要求1所述的系统,
其中,所述系统包括所述车辆随携的一专用的紧急呼叫调制解调器;
而且其中,所述系统配置成:
在正常操作期间,通过所述多个软件定义无线电实例中的至少一个,通信车辆通信和非安全性相关的紧急呼叫消息;以及
如果所述多个软件定义无线电实例的所述至少一个不能被维持或不可用,则自动地故障转移给所述专用的紧急呼叫调制解调器以维持无缝紧急呼叫通信。
23.如权利要求1所述的系统,其中,
所述多个软件定义无线电实例包括至少:
一第一软件定义无线电实例,配置用于一原始设备制造商;以及
一第二软件定义无线电实例,配置用于用户设备。
24.如权利要求1所述的系统,其中,
所述系统包括一调制解调器软件堆栈,所述调制解调器软件堆栈包括所述多个软件定义无线电实例中的一个或多个。
25.一种车载分布式天线系统,包括如权利要求1所述的系统,其中,
所述车载分布式天线系统包括:
所述车辆随携的一中央单元,所述中央单元包括所述多个软件定义无线电实例,所述中央单元配置成与其它车辆功能可共享或专用于托管所述多个软件定义无线电实例;
所述天线的阵列,包括遍及所述车辆分布的多个远程主动天线;以及
一链接,将所述多个远程主动天线中的每一个连接于所述中央单元且配置成数字地发射信号由此能使所述多个远程主动天线与所述中央单元数字地通信且能使所述多个远程主动天线与所述中央单元的所述多个软件定义无线电实例可共享。
26.一种方法用于控制和管理遍及一车辆分布的天线的一阵列的操作,所述车辆还包括配置用于与所述天线通信的多个软件定义无线电实例,所述方法包括:
使所述天线与所述多个软件定义无线电实例共享;和/或
基于所述多个软件定义无线电实例的一优先级,选择来自所述天线的阵列的哪个IQ数据流被路由至哪个软件定义无线电实例。
CN202310611128.0A 2022-05-26 2023-05-26 车载自适应分布式天线系统 Pending CN117134098A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202263345908P 2022-05-26 2022-05-26
US63/345,908 2022-05-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117134098A true CN117134098A (zh) 2023-11-28

Family

ID=86604787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310611128.0A Pending CN117134098A (zh) 2022-05-26 2023-05-26 车载自适应分布式天线系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230387979A1 (zh)
EP (1) EP4283879A1 (zh)
CN (1) CN117134098A (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017058966A1 (en) * 2015-09-28 2017-04-06 Department 13, LLC Unmanned aerial vehicle intrusion detection and countermeasures
DE102015012893A1 (de) * 2015-10-06 2017-04-06 Audi Ag Kraftfahrzeug mit mehreren Antennen und wenigstens einer Kommunikationseinrichtung
CN108769954B (zh) * 2018-05-28 2021-08-20 爱驰汽车有限公司 车辆与移动终端的流量共享方法、系统、设备及存储介质
US20220394508A1 (en) * 2019-11-11 2022-12-08 Lg Electronics Inc. Vehicular distributed antenna system operating in wireless communication system and method for operating same

Also Published As

Publication number Publication date
US20230387979A1 (en) 2023-11-30
EP4283879A1 (en) 2023-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11751025B2 (en) V2X communications using multiple radio access technologies (multi-RAT)
US10686638B2 (en) Wireless communication system to communicate using different beamwidths
US10833759B2 (en) Wireless communication location reporting and paging
US10743283B2 (en) Radio operation switch based on PS mobility data
JP6360551B2 (ja) 無線ネットワーク接続において伝送チャネルを選択する方法及び装置
CN114979973A (zh) 用于无线电通信的方法和设备
US11349615B2 (en) High speed communication for vehicles
EP3855674B1 (en) Communication device, base station and communication method
US20160269964A1 (en) Increasing cellular communication data throughput
US20030236069A1 (en) Wireless communication and wireless communication apparatus
CN104185230A (zh) 用于执行无线电通信的通信设备和方法
CA3023184A1 (en) Electronic apparatus, information processing device and information processing method
JP6634982B2 (ja) 端末装置、基地局、方法及び記録媒体
EP2632060A1 (en) Cellular system on-board of a vehicle
CN113613208A (zh) 通过陆地网络进行飞行器无线通信的方法和机载系统
CN108882307B (zh) 一种控制与业务分离的方法及装置
EP4283879A1 (en) Vehicular adaptive distributed antenna systems
EP4294118A1 (en) Systems including high-performance modems combined with low-performance modems
US20240080683A1 (en) Wireless communication system, wireless communication method, and transmitter
US10938452B2 (en) Base station system for transmitting a data stream towards a user entity
US20220386255A1 (en) Target based Control of Synchronization Signals in D2D Communication
KR20220136388A (ko) 동기화된 모바일 디바이스간에 통신하는 방법, 스토리지 매체 및 모바일 디바이스
CN116326190A (zh) 基于机载平台的容量提升
JP2004282218A (ja) 番組素材伝送用基地局

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination