DE102021109308A1

DE102021109308A1 - System und verfahren zur zuweisung mehrerer funkfrequenzen

Info

Publication number: DE102021109308A1
Application number: DE102021109308.2A
Authority: DE
Inventors: Farhan Hasnain; Kannan Konath; James Jay Friedmann; Deven Patel
Original assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Current assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2021-04-14
Publication date: 2022-04-28
Also published as: US11490439B2; CN114501640A; CN114501640B; US20220132606A1

Abstract

Eine Ausführungsform kann ein Verfahren und ein System zur Durchführung einer Mehrfach-Funkfrequenzzuweisung bereitstellen. Während des Betriebs kann das System, das einen Controller enthält, eine Wi-Fi-Kanalzuweisung und eine Filterbankkonfiguration empfangen, die mit einem Wi-Fi-Funk-Transceiver verbunden sind. Das System kann einen oder mehrere Internet-of-Things (IoT)-Funk-Transceiver bestimmen, die mit dem Wi-Fi-Funk-Transceiver arbeiten. Für einen jeweiligen IoT-Funk-Transceiver kann das System die folgenden Operationen durchführen: Bestimmen eines Satzes von Bewertungen auf der Grundlage eines Satzes von Einschränkungen, die mit einem Anwendungstyp für den IoT-Funk-Transceiver verbunden sind; und Berechnen einer gewichteten Durchschnittsbewertung auf der Grundlage des Satzes von Bewertungen; und Bestimmen einer Kanalzuweisung für den IoT-Funk-Transceiver auf der Grundlage der gewichteten Durchschnittsbewertung und der Wi-Fi-Kanalzuweisung.

Description

HINTERGRUND
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein drahtloses Funkkommunikationssystem. Genauer gesagt bezieht sich diese Offenbarung auf ein System und ein Verfahren zur Durchführung einer Mehrfach-Funkfrequenzzuweisung.
Jüngste Fortschritte in der Drahtlostechnologie tragen dem exponentiellen Wachstum der Nachfrage nach drahtlosen Kommunikationsdiensten Rechnung, indem sie verschiedene drahtlose Kommunikationsfähigkeiten in ein breites Spektrum von Client-Geräten integrieren, z. B. in einen Laptop, einen Desktop-Computer, ein mobiles Gerät, ein Intemet-of-Things-Gerät und/oder andere drahtlose Geräte. Außerdem wird ein Zugangspunkt oder eine Zugangsvorrichtung bereitgestellt, die es den verschiedenen Client-Geräten ermöglicht, sich drahtlos mit einem drahtgebundenen Netzwerk zu verbinden. Das Zugangsgerät kann als Sender und/oder Empfänger von drahtlosen Funksignalen zwischen dem Zugangsgerät und dem Client-Gerät fungieren. Das Zugangsgerät kann Funksendeempfänger und Antennen zum Senden und Empfangen von Funksignalen umfassen.
Es gibt jedoch einige Probleme, wenn die im Zugangsgerät untergebrachten Funksendeempfänger gleichzeitig arbeiten. Insbesondere kann die Verfügbarkeit des Funkspektrums aufgrund der großen Anzahl von drahtlosen Diensten, die das Funkspektrum nutzen, begrenzt sein. Mit anderen Worten: Die Funksende- und -empfangsgeräte können auf verschiedenen, sich überschneidenden Frequenzbändern innerhalb des begrenzten verfügbaren Funkspektrums betrieben werden, was zu erheblichen Kanalstörungen und einer Verschlechterung der Funksignale führen kann. Solche Störungen und Beeinträchtigungen der Funksignale können die Qualität der drahtlosen Dienste erheblich beeinträchtigen, die von den Funkgeräten bereitgestellt werden, die sich gleichzeitig in der Zugangsvorrichtung befinden und arbeiten.
Figurenliste

1 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm eines Zwei-Funk-Transceivers gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm eines Mehrfach-Funk-Sende-Empfangs-Systems gemäß einer Ausführungsform.
3 zeigt zwei beispielhafte Tabellen mit der Punkteverteilung für einen Satz von Einschränkungen, die mit einer BLE-Anwendung bzw. einer ZigBee-Anwendung verbunden sind, gemäß einer Ausführungsform.
4 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Zuweisung mehrerer Funkfrequenzen gemäß einer Ausführungsform darstellt.
5 zeigt ein beispielhaftes Computersystem, das gemäß einer Ausführungsform die Zuweisung mehrerer Funkfrequenzen erleichtert.
6 zeigt ein beispielhaftes Gerät, das gemäß einer Ausführungsform die Zuweisung mehrerer Funkfrequenzen ermöglicht.

In den Figuren beziehen sich gleiche Ziffern auf die gleichen Figurenelemente.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung soll den Fachmann in die Lage versetzen, die Ausführungsformen herzustellen und zu verwenden, und wird im Zusammenhang mit einer bestimmten Anwendung und deren Anforderungen gegeben. Verschiedene Modifikationen der offengelegten Ausführungsformen werden dem Fachmann ohne weiteres einleuchten, und die hierin definierten allgemeinen Grundsätze können auf andere Ausführungsformen und Anwendungen angewandt werden, ohne von Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Daher ist der Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern soll den größtmöglichen Anwendungsbereich erhalten, der mit den hier offengelegten Prinzipien und Merkmalen vereinbar ist.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen lösen das technische Problem der Bestimmung einer Kanalzuweisungsstrategie für mehrere Funksende- und -empfangsgeräte, die gleichzeitig und gemeinsam in einem einzigen physischen Gerät arbeiten. Insbesondere kann das physische Gerät, z. B. ein Zugangspunktgerät oder ein Verbindungsgatewaygerät, das die Funksendeempfänger enthält, einen Entscheidungsmechanismus enthalten, der die Kanalzuweisung und Filterung auf mehreren Funksendeempfängern auf der Grundlage einer Reihe von Einschränkungen, die mit einem Anwendungstyp verbunden sind, entscheidet und dadurch die Leistung eines Systems mit mehreren gleichzeitig arbeitenden Funksendeempfängern verbessert.
Systemarchitektur
1 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm eines Zwei-Funk-Sendeempfängers gemäß einer Ausführungsform. In dem in 1 dargestellten Beispiel kann das Gerät 102 ein Zugangspunktgerät oder ein Konnektivitäts-Gateway-Gerät darstellen, das zwei gleichzeitig arbeitende Funksendeempfänger, d. h. 104 und 106, umfasst. Das Gerät 102 kann als drahtloser Verbindungspunkt für Client-Geräte fungieren. Der Begriff „Client-Gerät“ kann sich auf ein Gerät beziehen, das einen Prozessor, einen Speicher und eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle für drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikation umfasst. Ein Client-Gerät kann zum Beispiel ein Laptop, ein Desktop-Computer, ein mobiles Gerät, ein Intemet-of-Things-Gerät (IoT) und/oder andere drahtlose Geräte sein. Das Gerät 102 kann einen Controller (in 1 nicht dargestellt) zur Verwaltung verschiedener Vorgänge im Gerät 102 enthalten.
Das Gerät 102 kann Funkantennen 112 und 114 enthalten, die den Funksendeempfängern 104 bzw. 106 entsprechen. Jede Funkantenne kann eine Schaltung zur Umwandlung der von einem entsprechenden Funksendeempfänger erzeugten elektrischen Signale in Funkwellen enthalten, die mit einer bestimmten Funkfrequenz übertragen werden. Darüber hinaus kann jede Funkantenne die empfangenen Funkwellen in elektrische Signale umwandeln, die an einen entsprechenden Funksender/Empfänger im Gerät 102 gesendet werden.
Der Funksender/Empfänger 104, z. B. ein Wi-Fi-Funksender/Empfänger, kann ein 2,4-GHz-UHF-Funkband nutzen, um Funksignale über die Antenne 112 auf verschiedenen Datenkanälen zu senden und/oder zu empfangen, z. B. auf Kanal 1 bei 2412 MHz, Kanal 6 bei 2437 MHz oder Kanal 11 bei 2462 MHz. Die Funk-Sende-/Empfangseinheit 104 kann eine WLAN-Verbindung (Wireless Local Area Network) mit Client-Geräten auf der Grundlage des IEEE 802.11-Standards herstellen.
Das Gerät 102 kann einen zweiten Funksender/Empfänger 106 enthalten, der sich vom Funksender/Empfänger 104 unterscheidet, z. B. ein IEEE 802.15.4-Funkgerät, das gleichzeitig mit dem Wi-Fi-Funksender/Empfänger 104 arbeitet. Mit anderen Worten, der Funktransceiver 106 kann Funksignale aus verschiedenen Varianten des technischen Standards 802.15 erzeugen.
Obwohl die gleichzeitige Unterbringung von zwei Funksendeempfängern im Gerät 102 einige Vorteile bieten kann, z. B. das Hinzufügen zusätzlicher drahtloser Dienste in einem einzigen physischen Gerät, kann der Betrieb eines Sendeempfängers aufgrund der räumlichen Nähe der Funksendeempfänger den Betrieb des anderen Sendeempfängers stören. Insbesondere kann die räumliche Nähe des Wi-Fi-Funk-Sendeempfängers 104 und des IEEE 802.15.4-Funk-Sendeempfängers 106 im Gerät 102 zu einer erhöhten Nachfrage nach der Nutzung des Funkspektrums führen.
Bei Anwendungen zur Verfolgung von Vermögenswerten kann die Funk-Sende-/Empfangseinheit 106 beispielsweise nach Bluetooth Low Energy (BLE)-Baken auf einigen Werbekanälen scannen, z. B. Kanal 37, der 2402 MHz entspricht, Kanal 38, der 2426 MHz entspricht, und Kanal 39, der 2480 MHz im 2,4-GHz-Funkband entspricht. Wenn der Wi-Fi-Funk-Transceiver 104 während des Betriebs des Geräts 102 auf einem der Kanäle sendet, z. B. auf den Kanälen 1, 6 oder 11, kann der Funk-Transceiver 106 (der mit einer Asset-Tracking-Anwendung verbunden ist) Probleme mit dem Empfang von Baken auf seinen Werbekanälen haben. Dies liegt daran, dass die übertragenen Wi-Fi-Funksignale hohe Energiepegel haben, z. B. 18 dBm oder 20 dBm im 2,4-GHz-Funkband, die die BLE-Funksignale erheblich stören können.
Während der Wi-Fi-Funk-Transceiver 104 sendet, können die übertragenen Wi-Fi-Funksignale zwei Arten von Auswirkungen auf die IEEE 802.15.4-Sende-/Empfangsfunksignale haben. Erstens kann aufgrund des hohen Energiepegels des Wi-Fi-Sendefunksignals ein Teil der Funksignalenergie am anderen Ende des Spektrums, z. B. bei 2480 MHz, auftreten, selbst wenn der Funksender/Empfänger 104 bei 2412 MHz sendet. Da der IEEE 802.15.4-Funk-Transceiver 106 bei 2480 MHz arbeiten kann, kann die vom Funk-Transceiver 104 verursachte Funksignalenergie die Empfindlichkeit des Transceivers 106 verringern. Zweitens kann der hohe Energiepegel des übertragenen Wi-Fi-Funksignals bei 2412 MHz den IEEE 802.15.4-Funk-Transceiver 106 daran hindern, IEEE 802.15.4-Funksignale auf gestörten Kanälen zu senden und/oder zu empfangen. Mit anderen Worten: Während der Wi-Fi-Funk-Sender/Empfänger 104 sendet, kann das Wi-Fi-Funksignal den IEEE 802.15.4-Funkkanal so weit sättigen, dass der IEEE 802.15.4-Funk-Sender/Empfänger 106 nicht in der Lage ist, IEEE 802.15.4-Funkbaken zu empfangen und/oder zu erkennen.
In einem anderen Beispiel kann ein BLE-Funk-Sendeempfänger, d. h. der Funk-Sendeempfänger 106, eine Empfindlichkeit im Bereich von -90 dBm bis -95 dBm haben, wenn der Wi-Fi-Funk-Sendeempfänger 104 keine Funksignale sendet. Das bedeutet, dass der BLE-Funk-Sendeempfänger Funksignale auch dann erfassen kann, wenn sie von einem anderen, weit entfernten BLE-Funk-Sendeempfänger kommen. Wenn der Wi-Fi-Sender/Empfänger 104 jedoch sendet, z. B. auf Kanal 11, der auf 2462 MHz zentriert ist, kann das hohe Energieniveau der Wi-Fi-Funksignale die BLE-Funksignale erheblich stören. Mit anderen Worten: Die Empfindlichkeit des BLE-Funk-Transceivers 106 kann von -90 dBm auf -40 dBm sinken. Dieser Nachteil eines Geräts 102 mit zwei Funkgeräten kann die Leistung und die Fähigkeit des Geräts 102 beeinträchtigen, Objekte zu verfolgen, während das Wi-Fi-Funkgerät 104 sendet.
Zur Überwindung der oben genannten Nachteile in einer Zwei-Funk-Transceiver-Vorrichtung 102 kann die Vorrichtung 102 Filterbänke 108 und 110 enthalten. Jede Filterbank kann eine Vielzahl von Filtern enthalten, die als eine Bank von schaltbaren Filtern angeordnet sind. Jeder Filter in der Bank von schaltbaren Filtern kann Schalter, z. B. zwei einpolige Dreiwegschalter (SP3T), zum Umschalten der Filter zwischen einem aktivierten Zustand und einem deaktivierten Zustand enthalten. Jeder Filter kann einem Radiofrequenz (RF)-Teilbandfilter zur Abstimmung auf einen Teil des RF-Bandes entsprechen.
Der Wi-Fi-Funk-Transceiver 104 ist mit einer schaltbaren Filterbank 108 verbunden, die drei Bandpassfilter enthalten kann, die von zwei SP3T-Schaltern gesteuert werden. Die drei Bandpassfilter können Folgendes umfassen: einen ersten Bandpassfilter für Wi-Fi-Kanal 1, der bei 2412 MHz zentriert ist, und Wi-Fi-Kanal 6, der bei 2437 MHz zentriert ist, einen zweiten Bandpassfilter für Wi-Fi-Kanal 11, der bei 2462 MHz zentriert ist; und einen dritten Vollbandfilter für alle Wi-Fi-Datenkanäle im 2,4-GHz-Funkband.
Die Filter in der schaltbaren Filterbank 110, die dem Funksendeempfänger 106 zugeordnet ist, sind komplementär zu den Filtern in der schaltbaren Filterbank 108. Komplementäre Filter können ein Paar von Filtern umfassen, z. B. ein sendeseitiges Filter, das dem Funksendeempfänger 104 zugeordnet ist, und ein empfangsseitiges Filter, das dem Funksendeempfänger 106 zugeordnet ist. Die komplementären Filter sind so gepaart, dass der sendeseitige Filter des Paares Störungen auf dem Kanal dämpfen kann, die von dem Funksendeempfänger ausgehen, mit dem der sendeseitige Filter gekoppelt ist. Darüber hinaus sind die komplementären Filter so gepaart, dass der empfangsseitige Filter des Paares Störeffekte dämpfen kann, die aus der Übertragung durch den Funksendeempfänger resultieren, mit dem der sendeseitige Filter gekoppelt ist.
Zum Beispiel kann die Anwendung eines Filters auf der Sendeseite des Wi-Fi-Funk-Transceivers 104 das Problem der Sockenenergie lösen, d. h. der Filter kann die Wi-Fi-Funksignalenergie dämpfen, die sich bis zu 2480 MHz ausbreitet (was am entgegengesetzten Ende des Funkspektrums liegt). Darüber hinaus kann das Gerät 102 auch einen Filter auf der Empfängerseite des IEEE 802.15.4-Funk-Transceivers 106 anwenden, um das Störungsproblem aufgrund der Grundsignalenergie des Wi-Fi-Funksignals zu lösen. Wenn beispielsweise der Wi-Fi-Funksender/Empfänger 104 auf Kanal 11 bei 2462 MHz sendet, kann das Gerät 102 einen Filter auf der Empfängerseite des IEEE 802.15.4-Funksenders/Empfängers 106, z. B. eines BLE-Funksenders/Empfängers, anwenden, um die Empfindlichkeit des BLE-Funksenders/Empfängers wiederherzustellen, z. B. auf -92 dBm.
Die Integration von schaltbaren Filterbänken, d.h. 108 und 110, kann das Problem der Störeinflüsse und der Rock-Energie in einem Zwei-Funk-Transceiver-System lösen. Die Einbeziehung zusätzlicher IEEE 802.15.4-Funk-Transceiver, die gleichzeitig betrieben werden, kann jedoch eine andere Dimension von Problemen aufwerfen, die es zu lösen gilt. Insbesondere können die Stör- und Rock-Energien des Wi-Fi-Funk-Transceivers 104 nun die Funksignale von mehreren IEEE 802.15.4-Funk-Transceivern stören, die sich in einem einzigen physischen Gerät befinden. In den folgenden Abschnitten wird ein System mit mehreren Funksendeempfängern beschrieben, das einen neuartigen Mechanismus zur Zuweisung mehrerer Funkkanäle bietet, um die oben genannten Probleme zu lösen und die Leistung eines Geräts mit mehreren Funksendeempfängern zu verbessern.
2 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm eines Systems mit mehreren Funksendeempfängern gemäß einer Ausführungsform. In dem in 2 gezeigten Beispiel kann die Vorrichtung 202, z. B. eine Zugangspunktvorrichtung oder eine Konnektivitäts-Gatewayvorrichtung, eine Vielzahl von Funktransceivern, d. h. 204-1 ... 204-N, umfassen, wobei ein jeweiliger Funktransceiver mit einer entsprechenden schaltbaren Filterbank aus einer Vielzahl von schaltbaren Filterbanken 206-1 ... 206-N gekoppelt ist. Außerdem ist eine jeweilige schaltbare Filterbank mit einer entsprechenden Antenne aus einer Vielzahl von Antennen 208-1... 208-N gekoppelt.
Das Gerät 202 kann einen Controller 210 enthalten, der Hardwarekomponenten, z.B. anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), Transistorlogik usw., und/oder Softwarekomponenten zur Verwaltung von schaltbaren Filterbänken 206-1... 206-N und der Kanalzuweisung für Funktransceiver 204-1... 204-N enthalten kann.
Die Funktransceiver 204-2... 204-N, z. B. Internet-of-Things (IoT)-Funktransceiver, können sich vom Wi-Fi-Funktransceiver 204-1 unterscheiden und gleichzeitig mit dem Wi-Fi-Funktransceiver 204-1 im Gerät 202 arbeiten. Insbesondere können die Funktransceiver 204-2... 204-N Funksignale erzeugen, die verschiedenen Varianten des technischen Standards 802.15 entsprechen. Einige der Varianten des technischen Standards IEEE 802.15 können zum Beispiel Bluetooth, BLE, ZigBee, Thread usw. umfassen.
Ähnlich wie in 1 kann jede schaltbare Filterbank eine Bank von HF-Teilbandfiltern, d. h. eine Vielzahl von Bandpassfiltern, umfassen. Jedes HF-Teilbandfilter kann auf einen bestimmten Teil des HF-Bandes abgestimmt werden. Darüber hinaus können die schaltbaren Filterbänke 206-1... 206-N komplementäre Filter enthalten (ähnlich wie die schaltbaren Filterbänke in 1). Im Allgemeinen werden die Filter in der Filterbank aktiviert, wenn die Auswirkung eines aktiven Senders, der einem der mehreren Funksendeempfänger entspricht, z. B. eines Wi-Fi-Funksenders, vermindert werden soll.
Controller 210 kann einem IoT-Funk-Sendeempfänger einen bestimmten Funkkanal zuweisen, der auf einer Funktion oder einem Anwendungstyp basiert, die/der mit dem IoT-Funk-Sendeempfänger verbunden ist. Wenn der IoT-Funk-Sender/Empfänger 204-2 beispielsweise mit der ZigBee-Anwendung (einer auf IEEE 802.15.4 basierenden Drahtlostechnologie) verbunden ist, kann der Funk-Sender/Empfänger 204-2 das ZigBee-Funksignal auf Kanal 2405 MHz senden und/oder empfangen. Darüber hinaus kann der Funksender/Empfänger 204-2 ein weiteres ZigBee-Funksignal auf Kanal 2420 MHz senden und/oder empfangen. Wenn der Wi-Fi-Funk-Sender/Empfänger 204-1 das Wi-Fi-Signal auf Kanal 11 (2462 MHz) sendet, kann die Empfindlichkeit des ZigBee-Funk-Sender/Empfängers 204-2 auf den Kanälen 2405 MHz und 2420 MHz besser sein als auf den Kanälen über 2440 MHz. Mit anderen Worten: Funkkanäle für ZigBee-Funk in der Mitte des Funkspektrums haben einen geringeren Abdeckungsbereich als Funkkanäle am Ende des Funkspektrums. Wenn jedoch ein Anwendungstyp, der mit dem ZigBee-Funk verbunden ist, eine Reihe von Einschränkungen erfüllen kann, selbst wenn er Funkkanäle in der Mitte des Funkspektrums verwendet, kann der Controller 210 dem ZigBee-Funk-Transceiver 204-2 Funkfrequenzkanäle in der Mitte des Funkspektrums zuweisen.
Daher kann die Steuereinheit 210 abhängig vom Anwendungstyp und einem Satz von Einschränkungen 212 verschiedenen Funksendeempfängern 204-2... 204-N im Gerät 202 Kanäle zuweisen. Insbesondere kann die Steuereinheit 210 eine Punktzahl für einen jeweiligen Funksendeempfänger auf der Grundlage eines Satzes von Beschränkungen 212 berechnen, die mit einem Anwendungstyp des betrachteten Funksendeempfängers verbunden sind. Der Satz von Beschränkungen 212 kann eine Anwendungsbeschränkung 212-1, eine Versorgungsbereichsbeschränkung 212-2, eine Arbeitszyklusbeschränkung 212-3, eine Frequenzbereichsexistenzbeschränkung 212-4, eine Wiedergabetreuebeschränkung 212-5, eine Fehlerkorrekturbeschränkung 212-6 und andere Arten von Beschränkungen 212-7 enthalten, die für die Durchführung der Kanalzuweisung zwischen den Funksendeempfängern 204-2... 204-N relevant sind.
Mehrfache Zuweisung von Funkfrequenzen auf der Grundlage einer Reihe von Beschränkungen
In einer Ausführungsform kann das Steuergerät 210 davon ausgehen, dass die Frequenzzuweisung für den Wi-Fi-Funk-Transceiver 204-1 bereits bekannt ist und eine entsprechende Filterbank bereits konfiguriert wurde. Alternativ können die mit dem Wi-Fi-Funk-Sender/Empfänger 204-1 verbundenen Kanäle variieren, und die Filterbank 206-1 wird entsprechend konfiguriert. Die Steuereinheit 210 kann einen neuartigen Frequenzzuweisungsmechanismus anwenden, um den IoT-Funk-Sendeempfängern 204-2... 204-N im Gerät 202 Kanäle zuzuweisen, und zwar auf der Grundlage einer Anwendung, die den jeweiligen Funk-Sendeempfängern zugeordnet ist. Insbesondere kann die Steuereinheit 210 einen Bewertungsalgorithmus implementieren, um Anwendungen auf der Grundlage einer Reihe von Einschränkungen 212 zu priorisieren, d. h. jeder Anwendungstyp kann auf der Grundlage einer Reihe von Einschränkungen 212 unterschiedlich bewertet werden. Im Folgenden werden die Randbedingungen 212-2...212-7 beschrieben.
Die Anwendungsbeschränkung 212-1 kann angeben, ob eine in Betracht gezogene Anwendung aktive Sende- und/oder Empfangsdatensitzungen mit Client-Geräten umfasst oder ob die Anwendung lediglich das Scannen empfangener Funksignale beinhaltet. So kann eine Anwendung beispielsweise alle Geräte in der Nähe des Geräts 202 verfolgen, indem sie die Luft kontinuierlich nach dem Vorhandensein anderer Geräte absucht. Eine solche Abtastung kann Informationen über das Vorhandensein anderer Geräte und deren Standort liefern. Wenn sich die Anwendung auf die Verfolgung von Vermögenswerten bezieht, kann der zugehörige IoT-Funk-Sender/Empfänger die Luft abtasten, z. B. alle 10 Minuten, um die Anforderungen der Anwendung zu erfüllen, anstatt die Luft kontinuierlich abzutasten. Wenn andererseits eine Anwendung eine kontinuierliche Überwachung durchführen soll, d. h. jedes Funksignal, das am IoT-Funkgerät ankommt, wird erfasst, dann kann die Anwendung für die kontinuierliche Überwachung der Luft eine höhere Punktzahl erhalten als die Anwendung für die Asset-Verfolgung. Die Zuweisung einer hohen Punktzahl an eine bestimmte Anwendung kann darauf hindeuten, dass die Anwendung kritische Bedingungen erfüllen muss, im Vergleich zu anderen Anwendungen, die unkritische Bedingungen zu erfüllen haben.
Die Einschränkung 212-2 für den Abdeckungsbereich kann einen Abdeckungsbereich für einen bestimmten Anwendungstyp angeben. Wenn beispielsweise der Anwendungstyp, der einem IoT-Funk-Sendeempfänger zugeordnet ist, angibt, dass Funksignale von Geräten innerhalb einer kurzen Reichweite, z. B. 10 Fuß, empfangen werden sollen, dann ist sogar eine Empfindlichkeit von -70 dBm ausreichend, um das Funksignal erfolgreich zu empfangen. Wenn jedoch der Anwendungstyp, der mit dem IoT-Funk-Sendeempfänger verbunden ist, angibt, dass Funksignale von Geräten empfangen werden sollen, die weit entfernt sind, z. B. 100 Fuß, vom IoT-Sendeempfänger, dann wird das Funksignal erfolgreich empfangen, wenn die Empfindlichkeit des IoT-Funk-Sendeempfängers so ausgelegt ist, dass sie besser als -90 dBm ist. In einer Ausführungsform kann der Controller 210 die Filter in jeder schaltbaren Filterbank, d. h. 206-1... 206-N, strategisch schalten, und zwar auf der Grundlage eines Ausmaßes an Empfängersensibilisierung, das für den Betrieb innerhalb wünschenswerter Grenzen toleriert werden kann. Mit anderen Worten, der Frequenzzuweisungsmechanismus im Steuergerät 210 kann eine anwendungsbasierte dynamische Reichweite implementieren, um die mit dem Anwendungstyp verbundenen Anforderungen zu erfüllen. Daher kann der mit einem bestimmten Anwendungstyp verbundene Abdeckungsbereich für die Zuweisung von Frequenzen an verschiedene IoT-Funk-Sendeempfänger relevant sein. Beispielsweise kann die Steuereinheit 210 einem Anwendungstyp, der einen höheren Abdeckungsbereich benötigt, eine hohe Punktzahl zuweisen, verglichen mit anderen Anwendungstypen, die einen niedrigen Abdeckungsbereich benötigen.
Die Tastverhältnisbeschränkung 212-3 kann sich auf eine Sendezeit eines Leistungsverstärkers beziehen, die auf den Leistungsanforderungen eines Anwendungstyps basiert. So kann beispielsweise eine kurze Sendedauer zu flexibleren Filteranforderungen im Frequenzbereich führen und umgekehrt. Wenn beispielsweise ein Wi-Fi-Funkgerät, z. B. 204-1, aktiv sendet, können die aktive Sendezeit anderer IoT-Funkgeräte und ihre entsprechenden Anwendungsanforderungen relevante Parameter für die Durchführung der Kanalzuweisung darstellen. Mit anderen Worten: Wenn der Wi-Fi-Funk-Sender/Empfänger 204-1 aktiv Pakete mit einem hohen Tastverhältnis, z. B. 500 ms, sendet, kann dieses hohe Tastverhältnis zu eingeschränkten Optionen für die Durchführung der Kanalzuweisung für andere IoT-Funk-Sender/Empfänger führen, z. B. für einen BLE-Funk-Sender/Empfänger, einen ZigBee-Funk-Sender/Empfänger usw. Wenn andererseits der mit dem Wi-Fi-Funksender/Empfänger 204-1 verbundene Arbeitszyklus relativ niedrig ist, kann der Controller 210 bei der Zuweisung von Frequenzkanälen im Funkspektrum an die IoT-Funksender/Empfänger eine größere Flexibilität haben. Daher ist die Duty-Cycle-Einschränkung 212-3 von Bedeutung, da sie sich auf die Übertragung und/oder den Empfang von Funksignalen auf IoT-Funk-Sendeempfängern auswirken kann, wenn der Wi-Fi-Funk-Sendeempfänger aktiv sendet.
Die Frequenzbereichsbeschränkung 212-4 kann sich auf die Existenz eines Protokolls im Frequenzbereich beziehen. Beispielsweise kann das Gerät 202 drei Funksender/Empfänger enthalten, d. h. Wi-Fi-, BLE- und ZigBee-Funk-Sender/Empfänger, wobei der Wi-Fi-Funk-Sender/Empfänger auf dem Kanal 1 mit der Frequenz 2412 MHz sendet. Wenn dem ZigBee-Funkgerät der Kanal 2420 MHz zugewiesen ist, kann das ZigBee-Funkgerät auf diesem Kanal bleiben, bis die Steuerung 210 die Kanalzuweisung ändert. Da der Wi-Fi-Funksender auf 2412 MHz sendet, kann das ZigBee-Funksignal auf 2420 MHz aufgrund des hohen Energiepegels des Wi-Fi-Funksignals, das sich mit dem ZigBee-Funksignal überschneidet, erheblich beeinträchtigt werden. Im Falle von BLE-Funkgeräten kann die BLE-Datenkommunikation auf verschiedenen Kanälen stattfinden, da BLE Frequenzsprünge zwischen den Kanälen, z. B. über alle 40 Kanäle im gesamten Funkspektrum, nutzt. Da BLE die Möglichkeit des Kanalspringens bietet, kann der Controller 210 einen Zigbee-Kanal zuweisen, der weiter von Kanal 1 entfernt ist, wodurch die Auswirkungen des energiereichen Wi-Fi-Funksignals auf Kanal 1 reduziert werden. Je nachdem, ob ein Anwendungstyp, der mit einem IoT-Funkgerät verbunden ist, die Fähigkeit hat, zwischen Kanälen zu wechseln oder auf einem bestimmten Kanal zu bleiben, kann die Steuereinheit 210 daher eine Punktzahl für die Frequenzbereichsbeschränkung 212-4 ermitteln.
Die Treuebedingung 212-5 kann sich auf die Treueanforderungen einer Anwendung beziehen. Zum Beispiel kann eine BLE-Anwendung zur Anlagenverfolgung nur ein Paket (oder einen Kanal) von drei Paketen für jede gesendete Bake empfangen, und dieses empfangene Paket kann ausreichen, um die Anforderungen der Anwendung zur Anlagenverfolgung zu erfüllen. Mit anderen Worten: Obwohl der BLE-Transceiver für die Anlagenverfolgung eine Bake auf drei Frequenzen sendet, z. B. auf Kanal 37 (2402 MHz), Kanal 38 (2426 MHz) und Kanal 39 (2480 MHz), um Informationen über den Standort eines Geräts zu erhalten, reicht der Empfang einer einzigen Bake als Antwort auf die drei gesendeten Baken aus, damit die Anwendung den Standort des Geräts berechnen kann.
Die Fehlerkorrektureinschränkung 212-6 kann sich auf eine Fehlerkorrekturfähigkeit in einem Funkprotokoll beziehen. Im Allgemeinen sind Funkprotokolle mit unterschiedlichen Fehlerkorrekturfähigkeiten ausgestattet, z. B. haben einige Funkprotokolle gute Fehlerkorrekturfähigkeiten, während einige mäßige bis schlechte Fehlerkorrekturfähigkeiten haben. Wenn das Gerät 202 einen IoT-Funk-Sender/Empfänger enthält, der mit einem Funkprotokoll verbunden ist, das kritische Anforderungen erfüllt, z. B. hohe Wiedergabetreue, große Reichweite usw., das Funkprotokoll aber keine Fehlerkorrekturfähigkeit aufweist, kann die Steuereinheit 210 in einem solchen Fall eine hohe Punktzahl für die Fehlerkorrekturbeschränkung 212-6 zuweisen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 210 einen Frequenzkanal zuweisen, der am Ende des Funkspektrums liegt, wo es weniger Störungen durch das Wi-Fi-Funksignal gibt, oder einen Frequenzkanal zuweisen, bei dem die Wiederherstellung von Fehlern möglich ist. Bei Funkprotokollen mit eingebauter Fehlerkorrektur kann die Steuereinheit 210 jedoch über zusätzliche Freiheitsgrade bei der Zuweisung von Frequenzkanälen verfügen. Mit anderen Worten: Aufgrund der verbesserten Fehlerbehebungsfähigkeit des Funkprotokolls kann die Steuereinheit 210 einen Frequenzkanal auswählen, der Störungen durch Funksignale benachbarter Funk-Sendeempfänger ausgesetzt sein kann. Daher kann der Bewertungsalgorithmus die Fehlerkorrektureinschränkung 212-6 basierend darauf bewerten, wie intelligent die Funksendeempfänger für ein bestimmtes Funkprotokoll sind. Die vorliegende Offenlegung ist nicht auf die Beschränkungen 212-1 bis 212-6 beschränkt, der Controller 210 kann auch andere Beschränkungen 212-7 enthalten, die für die Durchführung der Frequenzzuweisung für Funksendeempfänger relevant sind.
3 zeigt zwei Beispieltabellen mit der Punkteverteilung für einen Satz von Einschränkungen, die mit einer BLE-Anwendung bzw. einer ZigBee-Anwendung verbunden sind, gemäß einer Ausführungsform. Tabelle 302 zeigt eine Beispielverteilung verschiedener Punktzahlen und Gewichtungen, die mit einem Satz von Einschränkungen für eine BLE-Anwendung zur Verfolgung von Objekten verbunden sind. Für die BLE-Anwendung zur Anlagenverfolgung wird beispielsweise der Abdeckungsbereich 304 als wichtige Einschränkung betrachtet, weshalb der Bewertungsalgorithmus eine Punktzahl von 8,0 auf die Einschränkung des Abdeckungsbereichs und eine Gewichtung von 30 % anwenden kann (dargestellt in Zeile 304 in Tabelle 302). Der Bewertungsalgorithmus kann dann eine gewichtete Summe der Punktzahlen berechnen, um eine gewichtete Gesamtpunktzahl 306 für die BLE-Anwendung zu erzeugen, d. h. eine durchschnittliche gewichtete Punktzahl von 6,2.
Tabelle 308 zeigt ein Beispiel für die Verteilung der verschiedenen Punktzahlen und Gewichtungen im Zusammenhang mit den Einschränkungen für eine ZigBee-Raumbeleuchtungsanwendung. Ähnlich wie bei der BLE-Asset-Tracking-Anwendung kann beispielsweise der Abdeckungsbereich für die ZigBee-Raumbeleuchtungsanwendung ebenfalls eine wichtige Einschränkung sein. Obwohl der Bewertungsalgorithmus eine niedrigere Punktzahl als bei der BLE-Anwendung zur Anlagenverfolgung anwenden kann, ist die Gesamtgewichtung von 30 % (in Zeile 310 in Tabelle 308 dargestellt) identisch. Der Bewertungsalgorithmus kann dann eine gewichtete Summe der Punktzahlen berechnen, um eine gewichtete Gesamtpunktzahl 312, z. B. 4,7, für die ZigBee-Anwendung zu erzeugen.
Wenn beispielsweise ein Wi-Fi-Funkgerät aktiv Funksignale sendet und BLE als Ortungsfunkgerät und ZigBee als Beleuchtungsfunkgerät hinzugefügt werden soll, kann BLE eine hohe Punktzahl erhalten (wie in 3 dargestellt), d. h. BLE hat eine durchschnittliche gewichtete Gesamtpunktzahl von 6,2, während ZigBee eine gewichtete Punktzahl von 4,7 hat. Da der BLE-Funk kanalübergreifend funken kann, kann das System den Kanal 2402 MHz oder einen anderen Kanal zuweisen, auf dem die Leistungskriterien für die BLE-Anwendung zur Anlagenverfolgung erfüllt sind. Das System kann dem ZigBee-Funk einen festen Kanal zuweisen, z. B. 2440 MHz oder 2435 MHz auf der Grundlage einer zu erfüllenden Empfindlichkeitsanforderung. Der Bewertungsalgorithmus weist der ZigBee-Raumbeleuchtungsanwendung eine niedrigere Punktzahl von 4,7 zu, da die ZigBee-Raumbeleuchtungsanwendung möglicherweise keine kritischen Anforderungen zu erfüllen hat. Mit anderen Worten: Für einen erfolgreichen Betrieb der ZigBee-Raumbeleuchtungsanwendung ist eine Empfindlichkeit, die sogar 20 % unter der gewünschten Empfindlichkeit liegt, ausreichend.
Darüber hinaus kann der Bewertungsalgorithmus je nach Anwendungstyp eine hohe Punktzahl für ein Funkgerät vergeben, wenn der Abdeckungsbereich groß ist, einen hohen Arbeitszyklus hat, eine schlechte Fehlerkorrekturfähigkeit aufweist, usw. Andererseits kann der Bewertungsalgorithmus einem Funkgerät eine niedrige Punktzahl zuweisen, wenn das Funkprotokoll das Springen zwischen Kanälen nutzt, eine starke Fehlerkorrekturfähigkeit aufweist, usw. Auf der Grundlage der Bewertung und der durchschnittlichen gewichteten Gesamtpunktzahl kann ein Mechanismus für die Zuweisung mehrerer Funkfrequenzen verschiedenen Funksendeempfängern, die gleichzeitig in einem einzigen physischen Gerät arbeiten, strategisch Frequenzen zuweisen.
4 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Durchführung einer Mehrfach-Funkfrequenzzuweisung gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Während des Betriebs kann ein System, z. B. ein in ein Gerät integrierter Controller, eine Wi-Fi-Kanalzuweisung und eine Filterbankkonfiguration empfangen, die mit einem Wi-Fi-Funk-Transceiver in einem Gerät verbunden sind. Das System kann dann feststellen, ob ein oder mehrere IoT-Funk-Sendeempfänger mit dem Wi-Fi-Funk-Sendeempfänger koexistieren (Vorgang 402). Wenn die Bedingung in Vorgang 402 nicht erfüllt ist, kehrt der Vorgang zurück. Als Reaktion darauf, dass das System einen oder mehrere IoT-Funk-Sendeempfänger identifiziert, die neben dem Wi-Fi-Funk-Sendeempfänger vorhanden sind, kann das System einen Bewertungsalgorithmus auf alle IoT-Funk-Sendeempfänger anwenden, die sich gemeinsam in dem Gerät befinden (Vorgang 404). Der Bewertungsalgorithmus kann eine Punktzahl für jede Beschränkung in einem Satz von Beschränkungen auf der Grundlage eines Anwendungstyps bestimmen, der mit einem jeweiligen IoT-Funk-Sendeempfänger verbunden ist. Der Bewertungsalgorithmus kann dann eine gewichtete Summe der Punktzahlen berechnen, um eine gewichtete Gesamtpunktzahl für den jeweiligen IoT-Funkanwendungstyp zu bestimmen. Als nächstes kann das System eine Kanalnummer oder Frequenzen identifizieren, auf denen der Wi-Fi-Funk-Transceiver Funksignale sendet, z. B. Kanal 1 mit 2412 MHz oder Kanal 6 mit 2437 MHz oder Kanal 11 mit 2462 MHz (Vorgang 406).
Wenn das System feststellt, dass ein Wi-Fi-Funkgerät auf Kanal 1 sendet, kann das System einem IoT-Funkgerät mit der höchsten Punktzahl einen Kanal zuweisen, der sich am Ende des 2,4-GHz-Funkbands befindet (Vorgang 408). Mit anderen Worten: Das IoT-Funkgerät mit der höchsten Punktzahl kann einer Funkanwendung mit den höchsten kritischen Anforderungen im Vergleich zu den Anforderungen der anderen IoT-Funkanwendungstypen entsprechen. Das System kann dann damit fortfahren, anderen IoT-Funk-Sendeempfängern Frequenzen auf der Grundlage ihrer jeweiligen gewichteten Durchschnittsbewertung zuzuweisen, z. B. in absteigender Reihenfolge der gewichteten Durchschnittsbewertungen, bis die restlichen Funkgeräte zugewiesen sind (Vorgang 410).
Insbesondere kann das System als Reaktion darauf, dass es einem ersten IoT-Funk-Sendeempfänger mit der höchsten Punktzahl eine Frequenz am Ende des 2,4-GHz-Funkbands zugewiesen hat, einen zweiten IoT-Funk-Sendeempfänger mit der nächsthöheren Punktzahl identifizieren und eine nächste Frequenz zuweisen, die links von der dem ersten IoT-Funk-Sendeempfänger zugewiesenen Frequenz liegt. In ähnlicher Weise kann das System den übrigen IoT-Funk-Sendeempfängern auf der Grundlage ihrer jeweiligen Punktzahlen Frequenzen zuweisen.
Das System kann die Filter in den Filterbänken nur aktivieren, wenn der Wi-Fi-Funk-Sendeempfänger aktiv sendet. Das System kann dann die Leistung des Geräts regelmäßig überwachen und/oder einen Ereignisauslöser überwachen, um den IoT-Funk-Sendeempfängern Kanäle neu zuzuweisen (Vorgang 420). Wenn das System ein Ereignis erkennt, kann der Betrieb des Systems mit dem Etikett 402 fortgesetzt werden.
Wenn das System feststellt, dass der Wi-Fi-Funk-Sendeempfänger auf Kanal 6 sendet (Vorgang 406), kann das System den IoT-Funk-Sendeempfänger mit der höchsten Punktzahl einem Kanal am Ende des 2,4-GHz-Funkbands zuweisen (Vorgang 412). Als Reaktion darauf, dass das System einem ersten IoT-Funk-Sendeempfänger mit der höchsten Punktzahl eine Frequenz am Ende des 2,4-GHz-Funkbands zugewiesen hat, kann das System einen zweiten IoT-Funk-Sendeempfänger mit der nächsthöheren Punktzahl identifizieren und eine nächste Frequenz zuweisen, die links von der dem ersten IoT-Funk-Sendeempfänger zugewiesenen Frequenz liegt. In ähnlicher Weise kann das System den übrigen IoT-Funk-Sendeempfängern auf der Grundlage ihrer jeweiligen Punktzahlen Frequenzen zuweisen (Vorgang 414). Das System kann dann die Leistung des Geräts regelmäßig überwachen und/oder einen Ereignisauslöser überwachen, um den IoT-Funk-Sendeempfängern Kanäle neu zuzuweisen (Vorgang 420). Als Reaktion auf die Erkennung eines Ereignisses durch das System kann der Betrieb des Systems mit dem Label 402 fortgesetzt werden.
Wenn das System feststellt, dass der Wi-Fi-Funk-Sendeempfänger auf Kanal 11 sendet (Vorgang 406), kann das System den IoT-Funk-Sendeempfänger mit der höchsten Punktzahl einem Frequenzkanal am Anfang des 2,4-GHz-Funkbands zuweisen (Vorgang 416). Als Reaktion darauf, dass das System einem ersten IoT-Funk-Sendeempfänger mit der höchsten Punktzahl eine Frequenz am Anfang des 2,4-GHz-Funkbands zuweist, kann das System einen zweiten IoT-Funk-Sendeempfänger mit der nächsthöheren Punktzahl identifizieren und eine nächste Frequenz zuweisen, die rechts von der dem ersten IoT-Funk-Sendeempfänger zugewiesenen Frequenz liegt. In ähnlicher Weise kann das System den übrigen IoT-Funk-Sendeempfängern auf der Grundlage ihrer jeweiligen Punktzahlen Frequenzen zuweisen (Vorgang 418). Das System kann dann die Leistung des Geräts regelmäßig überwachen und/oder einen Ereignisauslöser überwachen, um den IoT-Funk-Sendeempfängern Kanäle neu zuzuweisen (Vorgang 420). Als Reaktion auf die Erkennung eines Ereignisses durch das System kann der Betrieb des Systems mit dem Etikett 402 fortgesetzt werden.
Beispielhaftes Computersystem und -Gerät
5 zeigt ein beispielhaftes Computersystem, das gemäß einer Ausführungsform die Zuweisung mehrerer Funkfrequenzen ermöglicht. In diesem Beispiel kann das Computersystem 500 einen Prozessor 502, einen Speicher 504 und ein Speichergerät 506 umfassen. Das Computersystem 500 kann mit peripheren Eingabe-/Ausgabe-Benutzergeräten 530, z. B. einem Anzeigegerät 510, einer Tastatur 512 und einem Zeigegerät 514, gekoppelt sein und kann auch über eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen mit dem Netzwerk 508 verbunden sein. Das Speichergerät 506 kann Anweisungen für ein Betriebssystem 516 und einen Controller 518 speichern. Darüber hinaus kann das Computersystem 500 mit einer Mehrfach-Funkschaltung 532 kommunizieren, die Funktransceiver 534-1 ... 534-N mit einem entsprechenden Satz von Filterbänken 536-1 ... 536-N und einem Satz von Antennen 538-1 ... 538-N umfasst.
In einer Ausführungsform kann die Steuereinheit 518 Befehle enthalten, die, wenn sie vom Prozessor 502 ausgeführt werden, das Computersystem 500 veranlassen können, die in dieser Offenlegung beschriebenen Verfahren und/oder Prozesse durchzuführen. Controller 518 kann ein Kommunikationsmodul 520 enthalten, um eine Wi-Fi-Kanalzuweisung und eine Filterbankkonfiguration zu empfangen, die mit einem Wi-Fi-Funk-Transceiver verbunden sind, z. B. einem Funk-Transceiver 534-1 in einer Mehrfachfunkschaltung 532. Der Controller 518 kann außerdem Anweisungen enthalten, die ein Modul 522 zur Bestimmung mehrerer Funkgeräte implementieren, um einen oder mehrere IoT-Funkgeräte zu bestimmen, die neben dem Wi-Fi-Funkgerät in der Schaltung 532 für mehrere Funkgeräte vorhanden sind.
Controller 518 kann ein Modul 524 zur Bestimmung der Punktzahl enthalten, das einen Bewertungsalgorithmus anwenden kann, um einen Satz von Punktzahlen zu bestimmen, die einem Satz von Einschränkungen entsprechen, die mit einem Anwendungstyp eines jeweiligen IoT-Funk-Sendeempfängers verbunden sind, d. h. 534-2... 534-N. Darüber hinaus kann das Modul 524 zur Bestimmung der Punktzahl eine gewichtete Summe der Punktzahlen für den Satz von Einschränkungen berechnen, um eine gewichtete Gesamtpunktzahl für einen jeweiligen IoT-Funk-Transceiver zu bestimmen. Controller 518 kann auch ein Kanalzuweisungsmodul 526 für die strategische Zuweisung von Frequenzen an verschiedene Funktransceiver 534-2... 534-N auf der Grundlage ihrer entsprechenden gewichteten Gesamtpunktzahlen und der Wi-Fi-Kanalzuweisung enthalten. Die Steuereinheit 518 kann ferner ein Filtermodul 528 zur Verwaltung der Filterbänke 536-1 bis 536-N in mehreren Funkschaltungen 532 enthalten.
Das Kommunikationsmodul 520 kann ferner Anweisungen enthalten, um die Leistung mehrerer Funkschaltungen 532 periodisch zu überwachen, oder es kann das Vorhandensein eines Ereignisauslösers überwachen. Als Reaktion auf den Empfang eines Ereignisauslösers oder die Feststellung, dass sich die Leistung mehrerer Funkschaltungen 532 geändert hat, kann die Steuereinheit 518 die Module 522, 524, 526 und 528 anwenden, um den Funktransceivern 534-1... 534-N Kanäle neu zuzuweisen.
6 zeigt eine beispielhafte Vorrichtung, die gemäß einer Ausführungsform die Zuweisung mehrerer Funkfrequenzen erleichtert. Die Vorrichtung 600 kann Einheiten 612-618 enthalten, die ähnliche Funktionen oder Operationen wie die Module 520-528 des Computersystems 500 in 5 ausführen. Die Vorrichtung 600 kann eine Steuereinheit 610 enthalten, die ferner Folgendes umfassen kann: eine Kommunikationseinheit 612, eine Einheit zur Bestimmung mehrerer Funkgeräte 614, eine Einheit zur Bestimmung der Punktzahl 616, eine Einheit zur Kanalzuweisung 618 und eine Filtereinheit 620. Das Gerät 600 kann ferner eine Mehrfach-Funkschaltung 602 mit Mehrfach-Funk-Transceivern 604-1...604-N, mit entsprechenden Filterbänken 606-1...606-N und Antennen 608-1...608-N umfassen.
Eine Ausführungsform kann ein Verfahren und ein System zur Durchführung einer Mehrfach-Funkfrequenzzuweisung bereitstellen. Während des Betriebs kann das System, das einen Controller enthält, eine Wi-Fi-Kanalzuweisung und eine Filterbankkonfiguration empfangen, die mit einem Wi-Fi-Funk-Transceiver verbunden sind. Das System kann einen oder mehrere Internet-of-Things (IoT)-Funk-Transceiver bestimmen, die mit dem Wi-Fi-Funk-Transceiver arbeiten. Für einen jeweiligen IoT-Funk-Transceiver kann das System die folgenden Operationen durchführen: Bestimmen eines Satzes von Bewertungen auf der Grundlage eines Satzes von Einschränkungen, die mit einem Anwendungstyp für den IoT-Funk-Transceiver verbunden sind; und Berechnen einer gewichteten Durchschnittsbewertung auf der Grundlage des Satzes von Bewertungen; und Bestimmen einer Kanalzuweisung für den IoT-Funk-Transceiver auf der Grundlage der gewichteten Durchschnittsbewertung und der Wi-Fi-Kanalzuweisung.
In einer Variante dieser Ausführungsform kann das System die IoT-Funk-Sendeempfänger auf der Grundlage einer absteigenden Reihenfolge gewichteter Durchschnittsbewertungen ordnen, wobei eine jeweilige gewichtete Durchschnittsbewertung einem IoT-Funk-Sendeempfänger entspricht. Das System kann dann einem entsprechenden IoT-Funk-Sendeempfänger einen Funkkanal in einem 2,4-GHz-Funkband zuweisen, und zwar auf der Grundlage der Reihenfolge der IoT-Funk-Sendeempfänger und einer Schwellenanzahl von Funkkanalzuweisungen für eine bestimmte Wi-Fi-Kanalzuweisung.
In einer Variante dieser Ausführungsform kann das System den Satz von Bewertungen auf der Grundlage des Satzes von Einschränkungen bestimmen, die mit dem Anwendungstyp für den IoT-Funk-Sendeempfänger verbunden sind, indem es eine oder mehrere der folgenden Operationen anwendet: Bestimmen einer Anwendungseinschränkungsbewertung; Bestimmen einer Abdeckungsbereichseinschränkungsbewertung; Bestimmen einer Einschaltdauereinschränkungsbewertung; Bestimmen einer Frequenzbereichseinschränkungsbewertung; Bestimmen einer Treueeinschränkungsbewertung; und Bestimmen einer Fehlerkorrektureinschränkungsbewertung.
In einer Variante dieser Ausführungsform kann das System den Anwendungseinschränkungswert bestimmen, indem es: auf der Grundlage des Anwendungstyps einen Kommunikationsmodus bestimmt, der mit dem IoT-Funk-Transceiver verbunden ist, wobei der Kommunikationsmodus Senden, Empfangen oder beides umfasst; und den Anwendungseinschränkungswert für den IoT-Funk-Transceiver auf der Grundlage des Kommunikationsmodus und des Anwendungstyps bestimmt.
In einer Variante dieser Ausführungsform kann das System den Wert für die Einschränkung des Abdeckungsbereichs bestimmen, indem es: einen Abdeckungsbereich bestimmt, der mit dem Anwendungstyp verbunden ist, wobei der Abdeckungsbereich einen Einblick in eine wünschenswerte Empfindlichkeit für den IoT-Funk-Sendeempfänger bietet; und basierend auf dem Abdeckungsbereich den Wert für die Einschränkung des Abdeckungsbereichs für den IoT-Funk-Sendeempfänger bestimmt.
In einer Variante dieser Ausführungsform kann das System den Wert für die Einschränkung des Tastverhältnisses bestimmen, indem es: auf der Grundlage von Leistungsspezifikationen für den Anwendungstyp ein dem IoT-Funk-Sendeempfänger zugeordnetes Tastverhältnis bestimmt, wobei das Tastverhältnis einen Einblick in einen Satz von Filterspezifikationen in dem dem IoT-Funk-Sendeempfänger entsprechenden Frequenzbereich bietet; und auf der Grundlage des Tastverhältnisses und des Anwendungstyps den Wert für die Einschränkung des Tastverhältnisses bestimmt.
In einer Variante dieser Ausführungsform kann das System die Frequenzbereichseinschränkungsbewertung bestimmen, indem es: auf der Grundlage des Anwendungstyps eine Frequenzbereichsexistenz eines Protokolls bestimmt, das mit dem IoT-Funktransceiver verbunden ist, wobei die Frequenzbereichsexistenz des Protokolls anzeigt, ob das Protokoll das Springen über Kanäle erlaubt; und auf der Grundlage der Frequenzbereichsexistenz des Protokolls die Frequenzbereichseinschränkungsbewertung bestimmt.
In einer Variante dieser Ausführungsform kann das System den Treueeinschränkungswert und den Fehlerkorrektur-Einschränkungswert bestimmen, indem es: auf der Grundlage einer mit dem Anwendungstyp verbundenen Treue den Treueeinschränkungswert bestimmt; und auf der Grundlage einer Fehlerkorrekturfähigkeit eines mit dem IoT-Funk-Sendeempfänger verbundenen Funkprotokolls den Fehlerkorrektur-Einschränkungswert bestimmt
In einer weiteren Variante können die IoT-Funk-Transceiver zwei oder mehr IEEE 802.15.4-Protokoll-basierten Funk-Transceivern entsprechen.
In einer weiteren Variante kann der Wi-Fi-Funk-Sender-Empfänger ein 2,4-Gigahertz-UHF-Funkband (Ultra High Frequency) nutzen.
Die im Abschnitt „Detaillierte Beschreibung“ beschriebenen Methoden und Prozesse können als Code und/oder Daten verkörpert werden, die wie oben beschrieben in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden können. Wenn ein Computersystem den auf dem computerlesbaren Speichermedium gespeicherten Code und/oder die Daten liest und ausführt, führt das Computersystem die Methoden und Prozesse aus, die als Datenstrukturen und Code verkörpert und in dem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sind.
Darüber hinaus können die oben beschriebenen Methoden und Prozesse in Hardwaremodule oder -geräte integriert werden. Zu den Hardware-Modulen oder -Vorrichtungen können unter anderem anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC-Chips), feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs), dedizierte oder gemeinsam genutzte Prozessoren, die ein bestimmtes Softwaremodul oder ein Stück Code zu einem bestimmten Zeitpunkt ausführen, sowie andere bekannte oder später entwickelte programmierbare Logikgeräte gehören. Wenn die Hardware-Module oder -Geräte aktiviert werden, führen sie die in ihnen enthaltenen Methoden und Prozesse aus.
Die vorstehenden Beschreibungen von Ausführungsformen dienen lediglich der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit und beschränken den Umfang dieser Offenbarung nicht auf die offengelegten Formen. Dementsprechend werden viele Änderungen und Variationen für Fachleute auf dem Gebiet der Technik offensichtlich sein.

Claims

Ein Verfahren, das Folgendes umfasst: Empfang einer Wi-Fi-Kanalzuweisung und einer Filterbankkonfiguration, die mit einem Wi-Fi-Funk-Transceiver verbunden sind, durch einen Controller; Bestimmung eines oder mehrerer Internet of Things (IoT)-Funk-Sendeempfänger, die mit dem Wi-Fi-Funk-Sendeempfänger arbeiten; für einen entsprechenden IoT-Funk-Sender/Empfänger: Bestimmen eines Satzes von Bewertungen auf der Grundlage eines Satzes von Beschränkungen, die mit einem Anwendungstyp für den IoT-Funk-Sender/Empfänger verbunden sind; und Berechnen eines gewichteten Durchschnittswerts auf der Grundlage des Satzes von Werten; und Bestimmung einer Kanalzuweisung für den IoT-Funk-Sendeempfänger auf der Grundlage der gewichteten Durchschnittsbewertung und der Wi-Fi-Kanalzuweisung.
Das Verfahren nach Anspruch 1 umfasst ferner: Ordnen der IoT-Funk-Sendeempfänger auf der Grundlage einer absteigenden Reihenfolge gewichteter Durchschnittsbewertungen, wobei eine jeweilige gewichtete Durchschnittsbewertung einem IoT-Funk-Sendeempfänger entspricht; und Zuweisung eines entsprechenden IoT-Funk-Transceivers mit einem Funkkanal in einem 2,4-GHz-Funkband, basierend auf der Reihenfolge der IoT-Funk-Transceiver und einer Schwellenanzahl von Funkkanalzuweisungen für eine gegebene Wi-Fi-Kanalzuweisung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des Satzes von Bewertungen auf der Grundlage des Satzes von Einschränkungen, die mit dem Anwendungstyp für den IoT-Funk-Sendeempfänger verbunden sind, eines oder mehrere der folgenden Elemente umfasst: die Bestimmung einer Punktzahl für die Anwendungsbeschränkung; Bestimmung einer Bewertung für die Einschränkung des Erfassungsbereichs; Bestimmung einer Bewertung der Einschaltdauerbeschränkung; die Bestimmung einer Frequenzbereichs-Beschränkungsbewertung; Bestimmen eines Ergebnisses für die Treuebeschränkung; und Bestimmung einer Fehlerkorrektur-Zwangsbewertung.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Bestimmen der Anwendungseinschränkungsbewertung umfasst: Bestimmen, basierend auf dem Anwendungstyp, eines Kommunikationsmodus, der mit dem IoT-Funk-Sendeempfänger verbunden ist, wobei der Kommunikationsmodus Senden, Empfangen oder beides umfasst; und Bestimmung der Anwendungseinschränkungsbewertung für den IoT-Funk-Sendeempfänger auf der Grundlage des Kommunikationsmodus und des Anwendungstyps.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Bestimmung des Wertes für die Einschränkung des Erfassungsbereichs Folgendes umfasst: Bestimmen eines Abdeckungsbereichs, der mit dem Anwendungstyp verbunden ist, wobei der Abdeckungsbereich einen Einblick in eine wünschenswerte Empfindlichkeit für den IoT-Funk-Sender-Empfänger liefert; und Bestimmen, basierend auf dem Abdeckungsbereich, der Abdeckungsbereichseinschränkungsbewertung für den IoT-Funk-Sendeempfänger.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Bestimmen des Wertes für die Einschaltdauerbegrenzung Folgendes umfasst: Bestimmen, basierend auf Leistungsspezifikationen für den Anwendungstyp, eines dem IoT-Funk-Transceiver zugeordneten Tastverhältnisses, wobei das Tastverhältnis einen Einblick in einen Satz von Filterspezifikationen in dem dem IoT-Funk-Transceiver entsprechenden Frequenzbereich liefert; und Bestimmen, basierend auf dem Arbeitszyklus und dem Anwendungstyp, der Arbeitszyklus-Einschränkungsbewertung.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Bestimmen der Frequenzbereichseinschränkungsbewertung umfasst: Bestimmen, basierend auf dem Anwendungstyp, eines Frequenzbereichsvorhandenseins eines Protokolls, das mit dem IoT-Funk-Sendeempfänger verbunden ist, wobei das Frequenzbereichsvorhandensein des Protokolls anzeigt, ob das Protokoll das Springen über Kanäle hinweg erlaubt; und Bestimmung der Frequenzbereichseinschränkungsbewertung auf der Grundlage der Existenz des Protokolls im Frequenzbereich.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Bestimmen der Treueeinschränkungsbewertung und der Fehlerkorrektureinschränkungsbewertung umfasst: Bestimmen, basierend auf einer dem Anwendungstyp zugeordneten Treue, der Treueeinschränkungsbewertung; und Bestimmen, basierend auf einer Fehlerkorrekturfähigkeit eines Funkprotokolls, das mit dem IoT-Funk-Transceiver verbunden ist, der Fehlerkorrektur-Einschränkungsbewertung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die IoT-Funk-Transceiver zwei oder mehr IEEE 802.15.4-Protokoll-basierten Funk-Transceivern entsprechen; und wobei der Wi-Fi-Funk-Transceiver ein 2,4-Gigahertz-UHF-Funkband verwendet.
Ein Computersystem, das Folgendes umfasst: einen Prozessor; und eine Speichervorrichtung, die mit dem Prozessor verbunden ist und Befehle speichert, die, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, ein Verfahren durchzuführen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfang einer Wi-Fi-Kanalzuweisung und einer Filterbankkonfiguration, die mit einem Wi-Fi-Funk-Transceiver verbunden sind, durch einen Controller; Bestimmung eines oder mehrerer Internet of Things (IoT)-Funk-Sendeempfänger, die mit dem Wi-Fi-Funk-Sendeempfänger arbeiten; für einen entsprechenden IoT-Funk-Sender/Empfänger: Bestimmen eines Satzes von Bewertungen auf der Grundlage eines Satzes von Beschränkungen, die mit einem Anwendungstyp für den IoT-Funk-Sender/Empfänger verbunden sind; und Berechnen eines gewichteten Durchschnittswerts auf der Grundlage des Satzes von Werten; und Bestimmung einer Kanalzuweisung für den IoT-Funk-Sendeempfänger auf der Grundlage der gewichteten Durchschnittsbewertung und der Wi-Fi-Kanalzuweisung.
Das Computersystem nach Anspruch 10, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: Ordnen der IoT-Funk-Sendeempfänger auf der Grundlage einer absteigenden Reihenfolge gewichteter Durchschnittsbewertungen, wobei eine jeweilige gewichtete Durchschnittsbewertung einem IoT-Funk-Sendeempfänger entspricht; und Zuweisung eines entsprechenden IoT-Funk-Transceivers mit einem Funkkanal in einem 2,4-GHz-Funkband, basierend auf der Reihenfolge der IoT-Funk-Transceiver und einer Schwellenanzahl von Funkkanalzuweisungen für eine gegebene Wi-Fi-Kanalzuweisung.
Computersystem nach Anspruch 10, wobei das Bestimmen des Satzes von Bewertungen auf der Grundlage des Satzes von Beschränkungen, die mit dem Anwendungstyp für den IoT-Funk-Sender-Empfänger verbunden sind, eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfasst: die Bestimmung einer Punktzahl für die Anwendungsbeschränkung; Bestimmung einer Bewertung für die Einschränkung des Erfassungsbereichs; Bestimmung einer Bewertung der Einschaltdauerbeschränkung; die Bestimmung einer Frequenzbereichs-Beschränkungsbewertung; Bestimmen eines Ergebnisses für die Treuebeschränkung; und Bestimmung einer Fehlerkorrektur-Zwangsbewertung.
Computersystem nach Anspruch 12, wobei das Bestimmen der Anwendungseinschränkungsbewertung umfasst: Bestimmen, basierend auf dem Anwendungstyp, eines Kommunikationsmodus, der mit dem IoT-Funk-Sendeempfänger verbunden ist, wobei der Kommunikationsmodus Senden, Empfangen oder beides umfasst; und Bestimmung der Anwendungseinschränkungsbewertung für den IoT-Funk-Sendeempfänger auf der Grundlage des Kommunikationsmodus und des Anwendungstyps.
Computersystem nach Anspruch 12, wobei das Bestimmen des Wertes für die Einschränkung des Erfassungsbereichs umfasst: Bestimmen eines Abdeckungsbereichs, der mit dem Anwendungstyp verbunden ist, wobei der Abdeckungsbereich einen Einblick in eine wünschenswerte Empfindlichkeit für den IoT-Funk-Sender-Empfänger liefert; und Bestimmen, basierend auf dem Abdeckungsbereich, der Abdeckungsbereichseinschränkungsbewertung für den IoT-Funk-Sendeempfänger.
Computersystem nach Anspruch 12, wobei das Bestimmen des Wertes für die Einschränkung des Arbeitszyklus und des Wertes für die Einschränkung des Frequenzbereichs umfasst: Bestimmen eines dem IoT-Funk-Sendeempfänger zugeordneten Arbeitszyklus auf der Grundlage von Leistungsspezifikationen für den Anwendungstyp, wobei der Arbeitszyklus Einblick in einen Satz von Filterspezifikationen im Frequenzbereich entsprechend dem IoT-Funk-Sendeempfänger bietet; Bestimmen, basierend auf dem Arbeitszyklus und dem Anwendungstyp, der Arbeitszyklus-Einschränkungsbewertung; Bestimmen, basierend auf dem Anwendungstyp, eines Frequenzbereichsvorhandenseins eines Protokolls, das mit dem IoT-Funk-Sendeempfänger verbunden ist, wobei das Frequenzbereichsvorhandensein des Protokolls anzeigt, ob das Protokoll das Springen über Kanäle hinweg erlaubt; und Bestimmung der Frequenzbereichseinschränkungsbewertung auf der Grundlage der Existenz des Protokolls im Frequenzbereich.
Eine Vorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Internet der Dinge (IoT)-Funk-Sendeempfängern; einen Wi-Fi-Funkempfänger; mehrere schaltbare Filterbänke, die mit entsprechenden IoT-Funk-Sendeempfängern und dem Wi-Fi-Funk-Sendeempfänger gekoppelt sind; einen Satz von Antennen, die mit entsprechenden schaltbaren Filterbänken verbunden sind; und einen Controller, der mit den IoT-Funktransceivern und dem Wi-Fi-Funktransceiver gekoppelt ist, wobei der Controller so konfiguriert ist, dass er eine Wi-Fi-Kanalzuweisung und eine mit dem Wi-Fi-Funk-Transceiver verbundene Filterbankkonfiguration empfangen; einen oder mehrere Internet-of-Things (IoT)-Funk-Transceiver bestimmen, die mit dem Wi-Fi-Funk-Transceiver arbeiten; für einen entsprechenden IoT-Funk-Sender/Empfänger: Bestimmen eines Satzes von Bewertungen auf der Grundlage eines Satzes von Einschränkungen, die mit einem Anwendungstyp für den IoT-Funk-Transceiver verbunden sind; und einen gewichteten Durchschnittswert auf der Grundlage des Punktesatzes zu berechnen; und Bestimmung einer Kanalzuweisung für den IoT-Funk-Sendeempfänger auf der Grundlage der gewichteten Durchschnittsbewertung und der Wi-Fi-Kanalzuweisung.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie: Ordnen der IoT-Funk-Sendeempfänger auf der Grundlage einer absteigenden Reihenfolge gewichteter Durchschnittsbewertungen, wobei eine jeweilige gewichtete Durchschnittsbewertung einem IoT-Funk-Sendeempfänger entspricht; und einem jeweiligen IoT-Funk-Transceiver einen Funkkanal in einem 2,4-GHz-Funkband zuweisen, basierend auf der Reihenfolge der IoT-Funk-Transceiver und einer Schwellenanzahl von Funkkanalzuweisungen für eine bestimmte Wi-Fi-Kanalzuweisung.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Controller so konfiguriert ist, dass er den Satz von Bewertungen auf der Grundlage des Satzes von Einschränkungen, die mit dem Anwendungstyp für den IoT-Funk-Sendeempfänger verbunden sind, bestimmt, indem er eines oder mehrere der folgenden Verfahren durchführt: die Bestimmung einer Punktzahl für die Anwendungsbeschränkung; Bestimmung einer Bewertung für die Einschränkung des Erfassungsbereichs; Bestimmung einer Bewertung der Einschaltdauerbeschränkung; die Bestimmung einer Frequenzbereichs-Beschränkungsbewertung; Bestimmen eines Ergebnisses für die Treuebeschränkung; und Bestimmung einer Fehlerkorrektur-Zwangsbewertung.
Die Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei das Bestimmen der Anwendungseinschränkungsbewertung umfasst: Bestimmen, basierend auf dem Anwendungstyp, eines Kommunikationsmodus, der mit dem IoT-Funk-Sendeempfänger verbunden ist, wobei der Kommunikationsmodus Senden, Empfangen oder beides umfasst; und Bestimmung der Anwendungseinschränkungsbewertung für den IoT-Funk-Sendeempfänger auf der Grundlage des Kommunikationsmodus und des Anwendungstyps.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei das Bestimmen des Wertes für die Einschränkung des Abdeckungsbereichs, des Wertes für die Einschränkung des Arbeitszyklus und des Wertes für die Einschränkung des Frequenzbereichs umfasst: Bestimmen eines dem Anwendungstyp zugeordneten Abdeckungsbereichs, wobei der Abdeckungsbereich einen Einblick in eine wünschenswerte Empfindlichkeit für den IoT-Funk-Sendeempfänger bietet; Bestimmen, basierend auf dem Abdeckungsbereich, der Abdeckungsbereichseinschränkungsbewertung für den IoT-Funk-Sendeempfänger; Bestimmen eines dem IoT-Funk-Sendeempfänger zugeordneten Arbeitszyklus auf der Grundlage von Leistungsspezifikationen für den Anwendungstyp, wobei der Arbeitszyklus Einblick in einen Satz von Filterspezifikationen im Frequenzbereich entsprechend dem IoT-Funk-Sendeempfänger bietet; Bestimmen, basierend auf dem Arbeitszyklus und dem Anwendungstyp, der Arbeitszyklus-Einschränkungsbewertung; Bestimmen, basierend auf dem Anwendungstyp, eines Frequenzbereichsvorhandenseins eines Protokolls, das mit dem IoT-Funk-Sendeempfänger verbunden ist, wobei das Frequenzbereichsvorhandensein des Protokolls anzeigt, ob das Protokoll das Springen über Kanäle hinweg erlaubt; und Bestimmung der Frequenzbereichseinschränkungsbewertung auf der Grundlage der Existenz des Protokolls im Frequenzbereich.