RU2790659C1 - Device with intelligent functions for collecting and processing sensory data with a set of local access modules and a transceiver functions in geographically distributed radio networks in the unlicensed radio frequency range - Google Patents

Device with intelligent functions for collecting and processing sensory data with a set of local access modules and a transceiver functions in geographically distributed radio networks in the unlicensed radio frequency range Download PDF

Info

Publication number
RU2790659C1
RU2790659C1 RU2021138715A RU2021138715A RU2790659C1 RU 2790659 C1 RU2790659 C1 RU 2790659C1 RU 2021138715 A RU2021138715 A RU 2021138715A RU 2021138715 A RU2021138715 A RU 2021138715A RU 2790659 C1 RU2790659 C1 RU 2790659C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radio
network
module
networks
radio frequency
Prior art date
Application number
RU2021138715A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Юрьевич Гребешков
Денис Михайлович Дараев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики"
Application granted granted Critical
Publication of RU2790659C1 publication Critical patent/RU2790659C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio communications.
SUBSTANCE: technical result is the provision of the required quality of sensor data transmission in geographically distributed radio networks in the unlicensed radio frequency range with various RAT radio access technologies by alternately connecting to geographically distributed radio networks with the maximum rating of the quality of radio signal transmission. The device contains at least two radio modules for facilitating the use of radio frequency bands in the unlicensed radio frequency band, connected to the network information acquisition module, the module for acquisition of candidate networks for sensor data transmission is connected to the control module, the control module includes a timer to control the time of obtaining information from radio networks and a timer of connection to the network, the control module is connected to the memory unit and to the complex of local access modules for short-range radio networks; local access modules for short-range radio networks are connected to the memory unit, and the listed modules and blocks are connected to an independent power supply unit.
EFFECT: required quality of sensor data transmission in geographically distributed radio networks in the unlicensed radio frequency range with various RAT radio access technologies.
2 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Изобретение относится к технике связи. Технический результат состоит в обеспечении требуемого качества передачи сенсорных данных в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот с различными технологиями радиодоступа RAT путем поочередного подключения к территориально–распределенным радиосетям с наибольшей оценкой качества передачи радиосигнала.The invention relates to communication technology. The technical result consists in ensuring the required quality of sensor data transmission in geographically distributed radio networks in the unlicensed radio frequency range with various RAT radio access technologies by connecting in turn to geographically distributed radio networks with the highest radio signal transmission quality rating.

Уровень техникиState of the art

Раскрытие уровня техники осуществлено в той степени, в какой это известно заявителям. Работы изобретателей, согласно описанию, посвящены основам и аспектам описания изобретения, которые могут квалифицироваться как предшествующий уровень техники, необходимый для понимания сущности изобретения и экспертизы заявки. Уровень техники определяется следующими известными заявителю аналогами изобретения.The prior art disclosure has been made to the best of the applicants' knowledge. The works of the inventors, according to the description, are devoted to the basics and aspects of the description of the invention, which can be qualified as the prior art necessary for understanding the essence of the invention and examining the application. The prior art is determined by the following analogues of the invention known to the applicant.

Известен «Method, apparatus and computer program providing network-associated system priority list for multimode selection» (US 2006/0282554 A1 G06F 3/00, 14.12.2006), где метод включает в себя подготовку для многорежимного беспроводного терминала связи как минимум одного списка системного приоритета (SPL) сетей, содержащего информацию, которая идентифицирует множество типов систем беспроводной сети и для каждого идентифицированного типа беспроводной сети есть минимум одна беспроводная сеть такого типа. С помощью метода из SPL выбирается беспроводная сеть для обслуживания выборочно на основе приоритета, указанного вручную, с автоматическим указанием приоритета и приоритет, который указывается для использования автоматически только во время включения питания терминала.Known "Method, apparatus and computer program providing network-associated system priority list for multimode selection" (US 2006/0282554 A1 G06F 3/00, 12/14/2006), where the method includes preparing at least one list for a multi-mode wireless communication terminal a system priority (SPL) of networks containing information that identifies multiple types of wireless network systems and for each identified type of wireless network there is at least one wireless network of that type. The method selects a wireless network from the SPL to serve selectively based on a manually specified priority with automatic priority indication, and a priority that is specified to be used automatically only during the terminal's power-on.

Техническая проблема разделения спектра радиосетей в полосах радиочастот с упрощенным использованием в нелицензируемом диапазоне радиочастот с учетом определения качества передачи сигнала при осуществлении аналога изобретения не может быть решена, поскольку в аналоге отсутствуют радиомодули с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот, список системного приоритета сетей не изменяется во времени, список SPL формируется только оператором связи, а не оконечным устройством.The technical problem of separating the spectrum of radio networks in radio frequency bands with simplified use in the unlicensed radio frequency range, taking into account the determination of the signal transmission quality in the implementation of an analogue of the invention, cannot be solved, since the analogue does not have radio modules with simplified use of radio frequency bands in the unlicensed radio frequency range, the system priority list of networks is not changes over time, the SPL is generated only by the carrier and not by the end device.

Известен выбор маршрута в беспроводных сетях (RU №2682930 С2 H04W 40/24 (2009.01), 15.05.2017), где изобретение относится к средствам определения маршрута между узлом источника и узлом назначения в беспроводной сети. Технический результат заключается в обнаружении оптимального маршрута без возникновения существенной задержки обнаружения маршрута. Принимают сообщение запроса маршрута от узла источника, причем сообщение запроса маршрута имеет флаг в заданном условии, если промежуточный узел имеет действительный маршрут к узлу назначения и в заданном условии имеется флаг, отправляют узлу источника сообщение ответа на запрос маршрута в ответ на сообщение запроса маршрута, чтобы узел источника использовал это сообщение при установке временного маршрута между узлом источника и узлом назначения в беспроводной сети. Сбрасывают указанный флаг в любом последующем отправлении указанного сообщения запроса маршрута промежуточным узлом, что в совокупности решает проблему быстрого обнаружения маршрута с оптимальной метрикой между узлом источника и одним или более узлов назначения для протоколов маршрутизации по требованию. Route selection in wireless networks is known (RU No. 2682930 C2 H04W 40/24 (2009.01), May 15, 2017), where the invention relates to means for determining the route between a source node and a destination node in a wireless network. The technical result consists in finding the optimal route without the occurrence of a significant delay in the route discovery. Receiving a route request message from a source node, where the route request message has a flag in the given condition, if the intermediate node has a valid route to the destination node and the flag is present in the given condition, send a route request response message to the source node in response to the route request message, so that the source node used this message when establishing a temporary route between the source node and the destination node in the wireless network. Reset the specified flag in any subsequent sending of the specified route request message by the intermediate node, which together solves the problem of quickly finding a route with the optimal metric between the source node and one or more destination nodes for demand-routing protocols.

Техническая проблема разделения спектра радиосетей в полосах радиочастот с упрощенным использованием с учетом определения качества передачи сигнала при осуществлении аналога изобретения не может быть решена, потому что в аналоге отсутствуют радиомодули с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот; метрика маршрутизации, включая и суммарную метрику маршрутизации, включает только характеристику маршрутов и не отражает условий передачи радиосигналов в беспроводных сетях.The technical problem of separating the spectrum of radio networks in radio frequency bands with simplified use, taking into account the determination of the quality of signal transmission in the implementation of an analog of the invention, cannot be solved, because the analog does not have radio modules with a simplified use of radio frequency bands in the unlicensed radio frequency range; the routing metric, including the summary routing metric, includes only the characteristics of routes and does not reflect the conditions for transmitting radio signals in wireless networks.

Известен «Оптимальный выбор сети связи в месте расположения оконечного устройства» (RU №2375846 С2 H04W 48/18 (2009.01), 9.03.2006), где изобретение относится к технике связи. Предложены способ, устройство и система оптимального выбора связи (VPLMN2) в месте расположения оконечного устройства, оконечное устройство посылает запрос через сетевое устройство (посредника) первой сети связи (VPLMN1) относительно второй сети связи (VPLMN2) на другое сетевое устройство (WLAN DB). Другое сетевое устройство (WLAN DB) после проверки запроса посылает на оконечное устройство (MS) ответное сообщение, содержащее информацию, в зависимости от которой оконечное устройство (MS) регистрируется в сети связи (VPLMN2), что обеспечивает для оконечного устройства возможности простого и эффективного выбора сети связи. При этом для выбора сети передаётся набор информационных данных, причем информационные данные представляют собой код страны, и/или код сети, идентифицирующий сеть связи, в которой оконечное устройство (MS) временно зарегистрировано, и/или информацию местоположения, относящуюся к текущему местоположению оконечного устройства (MS) или данные, относящиеся к необходимой оконечному устройству (MS) ширине полосы и/или требованиям защиты, предъявляемым к сети связи (VPLMN2). Known "Optimal choice of a communication network at the location of the terminal device" (RU No. 2375846 C2 H04W 48/18 (2009.01), 9.03.2006), where the invention relates to communication technology. A method, device and system for optimal communication selection (VPLMN2) at the location of the terminal device are proposed, the terminal device sends a request through the network device (intermediary) of the first communication network (VPLMN1) regarding the second communication network (VPLMN2) to another network device (WLAN DB). The other network device (WLAN DB), after checking the request, sends a response message to the terminal device (MS) containing information depending on which the terminal device (MS) registers in the communication network (VPLMN2), which provides the terminal device with a simple and efficient selection communication networks. In this case, a set of information data is transmitted to select a network, the information data being a country code and/or a network code identifying the communication network in which the terminal device (MS) is temporarily registered and/or location information relating to the current location of the terminal device. (MS) or data related to the necessary bandwidth of the terminal (MS) and/or security requirements for the communication network (VPLMN2).

Техническая проблема разделения спектра радиосетей в полосах радиочастот с упрощенным использованием в нелицензируемом диапазоне радиочастот с учетом определения качества передачи сигнала при осуществлении аналога изобретения не может быть решена, потому что отсутствуют радиомодули с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот; отсутствует решения в случае самостоятельного обнаружения MS по месту нахождения нескольких VPLMN и выбор между ними.The technical problem of separating the spectrum of radio networks in radio frequency bands with simplified use in the unlicensed radio frequency range, taking into account the determination of the signal transmission quality when implementing an analog of the invention, cannot be solved, because there are no radio modules with simplified use of radio frequency bands in the unlicensed radio frequency range; there is no solution in the case of MS self-discovery at the location of several VPLMNs and the choice between them.

Известно «Переключение режимов выбора беспроводной сети в связи с выбором набора беспроводных ячеек» (RU №2480956 С2 H04W 48/18 (2009.01), где изобретение относится к беспроводной связи и, более конкретно, к выбору беспроводной сети. Технический результат заключается в обеспечении выбора беспроводной сети. Для этого устройство связи содержит: блок выбора ячейки, сконфигурированный для выбора ячейки объявляющей закрытую группу абонентов; блок выбора сети, сконфигурированный для идентификации беспроводной сети, ассоциированной с выбранной ячейкой, и дополнительно сконфигурированный для переключения из первого режима выбора беспроводной сети во второй режим выбора беспроводной сети в результате идентификации беспроводной сети; и контроллер связи, сконфигурированный для регистрации в идентифицированной беспроводной сети, когда терминал доступа обнаруживает беспроводную сеть более высокого приоритета, терминал доступа может автоматически выбрать эту сеть. It is known "Switching wireless network selection modes in connection with the selection of a set of wireless cells" (RU No. 2480956 C2 H04W 48/18 (2009.01), where the invention relates to wireless communication and, more specifically, to the selection of a wireless network. The technical result consists in providing a choice To this end, the communication device comprises: a cell selector configured to select a cell declaring a closed subscriber group, a network selector configured to identify a wireless network associated with the selected cell, and further configured to switch from the first wireless network selection mode to the second a wireless network selection mode as a result of the wireless network identification, and a communication controller configured to register with the identified wireless network, when the access terminal detects a higher priority wireless network, the access terminal can automatically select that network.

При этом в обычном случае домашней беспроводной сети пользователя может быть назначен самый высокий приоритет (например, обозначаемой как предпочтительная беспроводная сеть), в то время как другие беспроводные сети, к которым пользователь авторизован получить доступ, могут иметь более низкий приоритет. В некоторый момент времени терминал доступа может определять, что он больше не принимает обслуживание от закрытой группы абонентов CSG (например, посредством определения, что терминал доступа больше не базируется ни в какой ячейке этой CSG). Идентификаторы доступных CSG могут отображаться в первую очередь для разрешенного списка CSG, далее для списка CSG оператора и любого другого идентификатора, не включенного в разрешенный список CSG и в список оператора CSG. В конструкции устройства имеется контроллер связи для управления связью с другими узлами и для обеспечения других связанных функциональных возможностей, который может быть использован для посылки сообщений и обработки принятых сообщений для выбора ячейки (например, приема сообщений, включающих в себя идентификаторы CSG, идентификаторы беспроводной сети и т.д.), идентификации беспроводной сети, ассоциированной с ячейкой CSG, регистрации в сети и определения, базируется ли терминал доступа в ячейке CSG, и определения, возвратился ли терминал доступа в зону беспроводного охвата ячейки CSG (например, в течение определенного промежутка времени). В конструкции устройства имеется контроллер выбора сети, который может переключать режимы на основании идентификации беспроводной сети и/или на основании определения, что терминал доступа больше не базируется в ячейке CSG, поддерживать запись текущего режима выбора беспроводной сети, возвращаться в режим, идентифицированный записью, выбирать беспроводную сеть на основании определения, что терминал доступа больше не базируется в ячейке CSG, обозначать, что закрытая CSG является предпочтительной для выбора, и возвращаться в беспроводную сеть, идентифицированную поддержанной записью, если терминал доступа выходит из зоны беспроводного охвата ячейки CSG. Терминал доступа также может включать в себя блок выбора ячейки для выбора ячейки и для обеспечения других связанных функциональных возможностей, к примеру, блок выбора ячейки может выбрать ячейку, объявляющую CSG, и выбрать эту ячейку CSG, если терминал доступа входит в зону беспроводного охвата ячейки в течение определенного промежутка времени после того, как терминал доступа прекратил базироваться в какой-либо ячейке CSG.In this case, in the usual case, the user's home wireless network may be assigned the highest priority (eg, referred to as the preferred wireless network), while other wireless networks that the user is authorized to access may have a lower priority. At some point in time, the access terminal may determine that it is no longer receiving service from a closed CSG subscriber group (eg, by determining that the access terminal is no longer based in any cell of that CSG). Available CSG IDs may be displayed first for the allowed CSG list, then for the operator's CSG list, and any other identifier not included in the allowed CSG list and operator's CSG list. The device design includes a communications controller to manage communications with other nodes and provide other related functionality that can be used to send messages and process received messages for cell selection (e.g., receiving messages including CSG IDs, wireless network IDs, and etc.), identifying the wireless network associated with the CSG cell, registering with the network and determining whether the access terminal is based in the CSG cell, and determining whether the access terminal has returned to the wireless coverage area of the CSG cell (e.g., within a certain period of time ). The device design includes a network selection controller that can switch modes based on the identification of the wireless network and/or based on determining that the access terminal is no longer based in the CSG cell, maintain a record of the current wireless network selection mode, return to the mode identified by the record, select wireless network based on the determination that the access terminal is no longer based in the CSG cell, indicate that the closed CSG is the preferred choice, and return to the wireless network identified by the supported entry if the access terminal moves out of the wireless coverage area of the CSG cell. The access terminal may also include a cell selector for cell selection and other related functionality, for example, the cell selector may select a cell announcing a CSG and select that CSG cell if the access terminal enters the cell's wireless coverage area in a period of time after the access terminal has ceased to be based in any cell of the CSG.

Техническая проблема разделения спектра радиосетей в полосах радиочастот с упрощенным использованием в нелицензируемом диапазоне радиочастот с учетом определения качества передачи сигнала при осуществлении аналога изобретения не может быть решена, потому что отсутствуют радиомодули с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот; в составе терминала доступа отсутствует устройство для анализа и определения оценки качества связи для последовательного выбора ячейки CSG и беспроводной сети PLMN, которые реализуются в лицензируемом диапазоне радиочастот; отсутствует решение о возможности или невозможности выбора другой ячейки SCG беспроводной сети, или другой беспроводной сети, обусловленное только целью улучшения качества связи и не связанное с потерей базирования в ячейке или в беспроводной сети.The technical problem of separating the spectrum of radio networks in radio frequency bands with simplified use in the unlicensed radio frequency range, taking into account the determination of the signal transmission quality when implementing an analog of the invention, cannot be solved, because there are no radio modules with simplified use of radio frequency bands in the unlicensed radio frequency range; as part of the access terminal, there is no device for analyzing and determining the assessment of the quality of communication for the sequential selection of the CSG cell and the PLMN wireless network, which are implemented in the licensed radio frequency band; there is no decision on the possibility or impossibility of choosing another cell of the SCG of the wireless network, or another wireless network, due only to the goal of improving the quality of communication and not related to the loss of base in the cell or in the wireless network.

Известен «Способ обеспечения взаимодействия мобильных терминалов с сенсорной сетью и терминал сенсорной сети, обеспечивающий взаимодействие с сенсорной сетью» (RU №2455755 С1 H04L 12/56 (2006.01), 8.06.2011) где изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат заключается в возможности мобильного терминала в случае выхода из строя узла сенсорной сети, через который производилась передача данных, продолжить обмен данными с сенсорной сетью через другой узел и возможности перемещения терминала сенсорной сети при условии, что он остается доступен для связи с мобильным терминалом и, по крайней мере, с одним узлом сенсорной сети. Терминал сенсорной сети содержит элемент питания, приемопередающий модуль сенсорной сети, подключаемый к одному из узлов внешней сенсорной сети, модуль беспроводной связи, подключаемый к мобильному терминалу, два блока преобразования протоколов передаваемых данных, подключенных к приемопередающему модулю сенсорной сети и к модулю беспроводной связи, при этом блоки преобразования протоколов состоят из блока инкапсуляции, соединенного с блоком памяти и блоком фрагментации, который соединен с блоком памяти и с блоком преобразования протоколов кодирования кадров, который соединен с блоком памяти и блоком дефрагментации, который соединен с блоком памяти, а также блока декапсуляции, соединенного с блоком дефрагментации и блоком памяти. Способ обеспечения взаимодействия мобильных терминалов с беспроводной сенсорной сетью, заключается в том, что приемопередающий модуль сенсорной сети подключается к одному из доступных для связи узлов внешней сенсорной сети; при изменении условий связи и/или перемещении терминала сенсорной сети и/или при выходе из строя узла внешней сенсорной сети, в результате которых приемопередающий модуль сенсорной сети теряет связь с тем узлом сенсорной сети, к которому был подключен, приемопередающий модуль сенсорной сети подключается к другому узлу сенсорной сети, доступному в изменившихся условиях.Known "Method for ensuring interaction of mobile terminals with a sensor network and a sensor network terminal that provides interaction with a sensor network" (RU No. 2455755 C1 H04L 12/56 (2006.01), 06/08/2011) where the invention relates to wireless communication. The technical result consists in the possibility of a mobile terminal in the event of a failure of the sensor network node through which data was transmitted, to continue exchanging data with the sensor network through another node and the ability to move the sensor network terminal, provided that it remains available for communication with the mobile terminal and with at least one sensor network node. The sensor network terminal contains a battery, a sensor network transceiver module connected to one of the external sensor network nodes, a wireless communication module connected to a mobile terminal, two transmitted data protocol conversion units connected to the sensor network transceiver module and to the wireless communication module, with In this case, the protocol conversion units consist of an encapsulation unit connected to the memory unit and a fragmentation unit, which is connected to the memory unit and to a frame encoding protocol conversion unit, which is connected to the memory unit and a defragmentation unit, which is connected to the memory unit, as well as a decapsulation unit, connected to the defragmentation unit and the memory unit. The way to ensure the interaction of mobile terminals with a wireless sensor network is that the transceiver module of the sensor network is connected to one of the nodes of the external sensor network available for communication; when the communication conditions change and/or the sensor network terminal moves and/or when the external sensor network node fails, as a result of which the sensor network transceiver module loses communication with the sensor network node to which it was connected, the sensor network transceiver module connects to another sensor network node available in changing conditions.

Техническая проблема разделения спектра радиосетей в полосах радиочастот с упрощенным использованием в нелицензируемом диапазоне радиочастот с учетом определения качества передачи сигнала при осуществлении аналога изобретения не может быть решена, потому что отсутствуют радиомодули с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот; для мобильного терминала отсутствует возможность автономного определения списка доступных сетей-кандидатов для подключения в нелицензируемом диапазоне частот, не относящихся к сенсорным сетям и к сетям мобильной связи, и отсутствует возможность оценки качества передачи радиосигнала в доступных сетях, и отсутствует возможность выбора сети с лучшими показателями передачи радиосигнала.The technical problem of separating the spectrum of radio networks in radio frequency bands with simplified use in the unlicensed radio frequency range, taking into account the determination of the signal transmission quality when implementing an analog of the invention, cannot be solved, because there are no radio modules with simplified use of radio frequency bands in the unlicensed radio frequency range; there is no possibility for the mobile terminal to autonomously determine the list of available candidate networks for connection in the unlicensed frequency range that is not related to sensor networks and mobile communication networks, and there is no way to assess the quality of radio signal transmission in available networks, and there is no way to select a network with the best transmission performance radio signal.

Аналогом, наиболее близким к изобретению – прототипом – является известная «Формула изобретения к патенту Российской Федерации» (RU №2690698 С2 H04W 16/14 (2009.01), 29.05.2015), где изобретение относится к устройствам, результат заключается в создании базовой станции, содержащей: модуль получения, выполненный с возможностью получения информации, обозначающей является ли устройство терминала кандидатом устройства для выполнения беспроводной передачи данных сотовой системы, используя совместно используемую полосу частот, при этом совместно используемая полоса частот представляет собой полосу частот, совместно используемую между беспроводной передачей данных сотовой системы и беспроводной передачей данных, соответствующей стандарту беспроводной локальной вычислительной сети (LAN); и модуль управления, выполненный с возможностью уведомления устройства терминала о том, что устройство терминала представляет собой кандидат устройства, в котором совместно используемая полоса частот используется как вторичная составляющая несущая (SCC) и полоса частот для сотовой передачи данных используется как первичная составляющая несущая (PCC) для беспроводной передачи данных сотовой системы.The analogue closest to the invention - the prototype - is the well-known “Formula of the invention to the patent of the Russian Federation” (RU No. comprising: a receiving module configured to obtain information indicating whether the terminal device is a device candidate for performing wireless data transmission of the cellular system using a shared frequency band, wherein the shared frequency band is a frequency band shared between wireless data transmission of the cellular system and wireless data transmission conforming to the wireless local area network (LAN) standard; and a control module configured to notify the terminal device that the terminal device is a device candidate in which a shared band is used as a secondary component carrier (SCC) and a band for cellular data is used as a primary component carrier (PCC) for wireless data transmission of a cellular system.

Техническая проблема разделения спектра радиосетей в полосах радиочастот с упрощенным использованием в нелицензируемом диапазоне радиочастот с учетом определения качества передачи радиосигнала при осуществлении прототипа изобретения не может быть решена, потому что отсутствуют радиомодули с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот; для мобильного терминала при осуществлении прототипа отсутствует возможность самостоятельно и автономно определять список сетей кандидатов для передачи сенсорных данных вне сотовых систем в нелицензируемом диапазоне радиочастот.The technical problem of separating the spectrum of radio networks in radio frequency bands with simplified use in the unlicensed radio frequency range, taking into account the determination of the quality of radio signal transmission in the implementation of the prototype of the invention, cannot be solved, because there are no radio modules with simplified use of radio frequency bands in the unlicensed radio frequency range; for the mobile terminal in the implementation of the prototype, there is no possibility to independently and autonomously determine the list of candidate networks for transmitting sensor data outside cellular systems in the unlicensed radio frequency band.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Технический результат состоит в обеспечении требуемого качества передачи сенсорных данных в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот с различными технологиями радиодоступа RAT путем поочередного подключения к территориально-распределенным радиосетям с наибольшей оценкой качества передачи радиосигнала. Устройство содержит по крайней мере два радиомодуля для упрощенного использования полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот, соединенные с модулем получения информации о сети, модуль получения информации о сетях кандидатах для передачи сенсорных данных соединяют с модулем управления, модуль управления включает таймер контроля времени получения информации от радиосетей и таймер времени подключения к сети, модуль управления соединяют с блоком памяти и с комплексом модулей локального доступа для радиосетей малого радиуса; модули локального доступа для радиосетей малого радиуса соединяют с блоком памяти, и перечисленные модули и блоки подключены к автономному блоку электропитания.The technical result consists in ensuring the required quality of sensor data transmission in geographically distributed radio networks in the unlicensed radio frequency range with various RAT radio access technologies by sequentially connecting to geographically distributed radio networks with the highest radio signal transmission quality rating. The device contains at least two radio modules for simplified use of radio frequency bands in the unlicensed radio frequency range, connected to the module for obtaining information about the network, the module for obtaining information about candidate networks for transmitting sensory data is connected to the control module, the control module includes a timer to control the time of obtaining information from radio networks and a network connection timer, the control module is connected to the memory unit and to the complex of local access modules for short-range radio networks; local access modules for short-range radio networks are connected to the memory unit, and the listed modules and units are connected to an autonomous power supply unit.

Заявляемое устройство с помощью модуля получения информации о сети и соединенных радиомодулей c поддержкой RAT в полосах частот упрощенным порядком использования за определенный таймером интервал времени автономно и самостоятельно способно обнаруживать доступные радиосети в нелицензируемом диапазоне радиочастотного спектра. Заявляемое устройство с помощью модуля получения информации о сети и соединенных радиомодулей c поддержкой RAT в полосах частот упрощенным порядком использования способно измерять или получать данные от внешнего источника о значениях параметров, характеризующих качества передачи радиосигнала в каждой обнаруженной сети и передавать эту информацию в присоединенный модуль контроля в машиночитаемой форме.The claimed device, with the help of a module for obtaining information about the network and connected radio modules with RAT support in the frequency bands with a simplified procedure for use, for a time interval specified by a timer, is autonomously and independently capable of detecting available radio networks in the unlicensed range of the radio frequency spectrum. The claimed device, using a module for obtaining information about the network and connected radio modules with RAT support in the frequency bands, by a simplified procedure for using it, is able to measure or receive data from an external source on the values of parameters characterizing the quality of radio signal transmission in each detected network and transmit this information to the attached monitoring module in machine readable form.

Для обеспечения работы устройства в масштабе времени, близком к реальному, в составе модуля управления включают таймер контроля времени получения информации от радиосетей, который ограничивает время поиска доступных радиосетей.To ensure the operation of the device in close to real time, the control module includes a timer to control the time of receiving information from radio networks, which limits the search time for available radio networks.

Модуль управления технически способен проводить вычисления оценки качества передачи в каждой из обнаруженных территориально-распределенных радиосетей и способен давать команду машиночитаемой форме модулю получения информации о сети на подключение радиомодуля c поддержкой RAT в полосе частот с упрощенным порядком использования к сети с максимальной оценкой качества передачи, и модуль управления способен повторять последовательности действий через интервал времени, определенный входящим в его состав таймером времени подключения к сети, а продолжительность интервала времени задана в машиночитаемой форме.The control module is technically capable of performing transmission quality assessment calculations on each of the detected wide area radio networks and is capable of instructing the network information acquisition module in machine-readable form to connect a RAT-enabled radio module in the simplified usage band to the network with the maximum transmission quality rating, and the control module is capable of repeating the sequence of actions at a time interval determined by the network connection timer included in it, and the duration of the time interval is set in a machine-readable form.

Раскрытие сущности изобретения предусматривает расчет оценки качества передачи радиосигнала в каждой сети в нелицензируемом диапазоне частот с различными технологиями RAT по месту расположения устройства, и формирование списка сетей-кандидатов в порядке убывания от максимального значения оценки качества передачи для беспроводных сетей кандидатов для передачи сенсорных данных.The disclosure of the essence of the invention provides for the calculation of the assessment of the quality of the transmission of the radio signal in each network in the unlicensed frequency range with different RAT technologies at the location of the device, and the formation of a list of candidate networks in descending order from the maximum value of the assessment of the quality of the transmission for wireless networks of candidates for the transmission of sensor data.

Если не указано иное, изложенные далее подходы не являются предшествующим уровнем техники по отношению к описанию изобретения и к формуле изобретения.Unless otherwise indicated, the following approaches are not prior art with respect to the description of the invention and the claims.

Обеспечение развертывания инфраструктуры Интернета вещей (Internet of Things, IoT) включает радиочастотное обеспечение сетей «Интернета вещей» с использованием полос радиочастотного спектра, используемых в упрощенном порядке. Сети IoT предполагают использование узкополосных (Narrow Band, NB) беспроводных сетей связи, где для упрошенного использования полос радиочастот, требуется придерживаться ограничений, обусловленных соблюдением требований электромагнитной совместимости, помехозащищенности, безопасности жизнедеятельности, длительности рабочего цикла, но не ограничиваясь ими, причем эти требования по используемой полосе радиочастот, эквивалентной излучаемой мощности устройств отличаются от общих условий использования радиочастотного спектра в сторону уменьшения значения характеристик.Ensuring the deployment of the infrastructure of the Internet of Things (Internet of Things, IoT) includes the radio frequency provision of the Internet of Things networks using the radio frequency spectrum bands used in a simplified manner. IoT networks involve the use of narrow-band (Narrow Band, NB) wireless communication networks, where for simplified use of radio frequency bands, it is required to adhere to restrictions due to compliance with the requirements of electromagnetic compatibility, noise immunity, life safety, duration of the duty cycle, but not limited to them, and these requirements for the used radio frequency band, equivalent to the radiated power of devices, differ from the general conditions for the use of the radio frequency spectrum in the direction of decreasing the value of the characteristics.

К технологиям радиодоступа (Radio Access Technology, RAT) с упрощенным использованием полос радиочастотного спектра, относятся технологии LoRa/LoRaWAN, ZigFox, NB-Fi, Weightless, но не ограничивая перечень приведенным технологиями. Рассматриваемые технологии RAT технически обеспечивают передачу данных на расстояние до 1 км и более, в результате чего могут быть отнесены к беспроводным сетям дальнего радиуса действия Wide-Area Network (WAN), которые применительно к заявляемому устройству являются сетями кандидатами для передачи сенсорных данных.Radio access technologies (Radio Access Technology, RAT) with a simplified use of radio frequency spectrum bands include LoRa / LoRaWAN, ZigFox, NB-Fi, Weightless technologies, but without limiting the list to the above technologies. The RAT technologies under consideration technically provide data transmission over a distance of up to 1 km or more, as a result of which they can be classified as long-range wireless networks Wide-Area Network (WAN), which, in relation to the claimed device, are candidate networks for transmitting sensor data.

С учетом технического различия технологий RAT, устройства могут быть оснащены несколькими радиомодулями с поддержкой RAT для упрощенного использования полос радиочастотного спектра. РЧС. Такие устройства могут подключаться или переключаться из ячейки (соты) системы с RAT LoRa/LoRaWAN, ZigFox, но не ограничиваясь ими, в ячейку беспроводной сети с RAT NB-Fi, Weightless, но не ограничиваясь ими.Given the technical difference between RAT technologies, devices can be equipped with multiple RAT-enabled radios to facilitate the use of RF spectrum bands. RFS. Such devices can connect or switch from but not limited to a cell (cell) of a system with RAT LoRa/LoRaWAN, ZigFox, to a cell of a wireless network with RAT NB-Fi, Weightless, but not limited to.

Далее следует описание раскрытия сущности изобретения, в котором могут использоваться фразы «в варианте осуществления» или «в вариантах осуществления», причем каждая из фраз может относиться к одному или нескольким одинаковым или различным вариантам осуществления. Наиболее очевидный вариант осуществления настоящего раскрытия сущности изобретения обозначен как «предпочтительный», а термины «содержащий», «включающий», «имеющий», «позволяющий» и т.п., используемые в отношении варианта осуществления настоящего раскрытия и являются синонимами.The following is a description of the disclosure, in which the phrases "in an embodiment" or "in embodiments" may be used, and each of the phrases may refer to one or more of the same or different embodiments. The most obvious embodiment of the present disclosure of the invention is designated as "preferred", and the terms "comprising", "including", "having", "allowing", etc., used in relation to the embodiment of the present disclosure and are synonymous.

В данном документе описано устройство, способное самостоятельно и автономно получать, рассчитывать, записывать в блок памяти, хранить и использовать общую оценку качества передачи радиосигнала в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот, одновременно осуществляя через подключение комплекса модулей локального доступа по беспроводным технологиям Bluetooth, ZigBee, но не ограничиваясь ими, сбор и обработку сенсорных данных от внешних сенсоров и сохранять эти данные в блоке памяти устройства. Общая оценка качества радиосигнала в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот, доступных устройству, позволяет формировать и последовательно выбрать для организации радиоканала предпочтительную радиосеть с упрощенным использованием полос радиочастот.This document describes a device capable of independently and autonomously receiving, calculating, writing to a memory block, storing and using a general assessment of the quality of radio signal transmission in geographically distributed radio networks in an unlicensed radio frequency range, while simultaneously implementing through the connection of a complex of local access modules using Bluetooth wireless technologies, ZigBee, but not limited to, collect and process sensory data from external sensors and store this data in the device's memory block. A general assessment of the quality of the radio signal in geographically distributed radio networks in the unlicensed radio frequency range available to the device allows you to form and consistently select the preferred radio network for the organization of the radio channel with simplified use of radio frequency bands.

Выражения «упрощенное использование полос радиочастот», «упрощенное использование полос радиочастотного спектра» далее предназначены для классификации режимов использования полос радиочастот в определенном нелицензируемом диапазоне (433 МГц, 868 МГц) с использованием определенной RAT, причем технические способы определения режимов использования не относятся к раскрытию настоящего изобретения, где понятие «упрошенный» не предполагает необходимости предварительного получения административного разрешения от регулирующей организации для использования полос радиочастотного спектра, причем «упрошенный» количественно более ограничивает параметры режима использование частот и полос частот радиочастотного спектра, в результате чего радиосети имеют различные технические параметры использования, что учитывается в конструкции устройства в виде наличия по крайней мере двух радиомодулей с RAT с упрощенным использованием полос радиочастот.The expressions "simplified use of radio frequency bands", "simplified use of radio frequency spectrum bands" are further intended to classify the modes of use of radio frequency bands in a certain unlicensed band (433 MHz, 868 MHz) using a specific RAT, and the technical methods for determining the modes of use are not related to the disclosure of this inventions, where the concept of "simplified" does not imply the need to obtain prior administrative permission from the regulatory organization for the use of radio frequency spectrum bands, and "simplified" quantitatively more restricts the parameters of the mode of using frequencies and frequency bands of the radio frequency spectrum, as a result of which radio networks have different technical parameters of use, which is taken into account in the design of the device in the form of the presence of at least two radio modules with RAT with a simplified use of radio frequency bands.

В предпочтительном варианте осуществления устройство есть радиоэлектронное средство, включающее в конструкцию радиомодули c RAT, позволяющие осуществлять радиосвязь в режиме передачи-приема технически доступным способом и с техническими параметрами для определенной технологии RAT, использующие внешние антенные устройства, которые не являются предметом настоящего раскрытия.In a preferred embodiment, the device is a radio-electronic means, including radio modules with RAT in the design, allowing radio communication in the transmit-receive mode in a technically accessible way and with technical parameters for a certain RAT technology, using external antenna devices that are not the subject of this disclosure.

В рамках настоящего раскрытия сущности изобретения устройство в предпочтительном варианте осуществления реализовано как отдельное изделие или съемный, монтируемый, навесной компонент в отношении другого устройства, оборудованного или не оборудованного антенной системой определенного типа или вида, причем способ, технология производства, конструкция и техническая реализация антенного оборудования, другое устройство, в отношении которого устройство является съемным или монтируемым или навесным компонентом и составляющим технический комплекс, не связано с раскрытием сущности изобретения.Within the framework of the present disclosure of the essence of the invention, the device in the preferred embodiment is implemented as a separate product or a removable, mounted, hinged component in relation to another device, equipped or not equipped with an antenna system of a certain type or type, and the method, production technology, design and technical implementation of the antenna equipment , another device, in respect of which the device is a removable or mounted or hinged component and constituting a technical complex, is not related to the disclosure of the essence of the invention.

Радиомодули с RAT с упрощенным использованием полос радиочастот соединены с модулем получения информации о сети, который технически реализуется в виде микроконтроллера с исполняемой или замонтированной компьютерной программой, либо модуль получения информации о сети выполнен в виде «системы на кристалле».Radio modules with RAT with simplified use of radio frequency bands are connected to the module for obtaining information about the network, which is technically implemented in the form of a microcontroller with an executable or mounted computer program, or the module for obtaining information about the network is made in the form of a "system on a chip".

Модуль получения информации о сети использует результаты обнаружения электромагнитного излучения доступных сетей с помощью подключенных радиомодулей с RAT с упрошенным использованием полос радиочастот, которые обнаруживают радиоканал широковещания по месту нахождения устройства, и далее модуль получения информации о сети технически реализуемым способом запрашивает и получает либо не получает сетевой идентификатор радиосети SSID или иным идентификатором и измеряет технические параметры и характеристики радиосети, позволяющие оценить значение не менее одной метрики, характеризующей качество передачи радиосигнала в обнаруженной сети с RAT, например метрики «отношение сигнала/шум» SNR, «индикатор мощности принимаемого сигнала» RSSI, «индикатор качества радиоканала» LQI, но не ограничиваясь ими и далее передаёт в модуль управления в машиночитаемой форме сведения об идентификаторах обнаруженных сетей с измеренными параметрами сетей и значениями метрик. Модуль управления записывает полученные сведения в машиночитаемой форме в присоединенный к нему блок памяти.The network information acquisition module uses the results of detecting electromagnetic radiation of available networks using the connected radio modules with RAT with simplified use of radio frequency bands that detect the broadcast radio channel at the location of the device, and then the network information acquisition module in a technically feasible way requests and receives or does not receive a network radio network identifier SSID or other identifier and measures the technical parameters and characteristics of the radio network, allowing to evaluate the value of at least one metric characterizing the quality of radio signal transmission in the detected network with RAT, for example, the metrics "signal-to-noise ratio" SNR, "received signal strength indicator" RSSI, The "radio channel quality indicator" LQI, but not limited to them, further transmits to the control module in machine-readable form information about the identifiers of the detected networks with the measured network parameters and metric values. The control module writes the received information in a machine-readable form to a memory block attached to it.

Модуль управления получает информацию об обнаруженных сетях от подключенного модуля получения информации о сети. Для ограничения времени получения информации от радиосетей в состав модуля управления входит таймер контроля времени получения информации от радиосетей, который ограничивает время подачи на входы радиомодулей с RAT управляющих сигналов от модуля получения информации о сети для сокращения времени поиска радиосетей и снижения энергопотребления радиомодулями с RAT.The control module obtains information about detected networks from the connected network information acquisition module. To limit the time of receiving information from radio networks, the control module includes a timer for monitoring the time of receiving information from radio networks, which limits the time for the input of radio modules with RAT control signals from the module for obtaining information about the network to reduce the search time for radio networks and reduce power consumption by radio modules with RAT.

Модуль управления осуществляет расчет с помощью замонтированной или загружаемой исполняемой программы в объективной форме представления для определения обобщенного показателя, характеризующего оценку качества передачи радиосигнала в сетях–кандидатах. Для этого используется техника «взвешивания» сетевых метрик.The control module performs a calculation using a mounted or downloadable executable program in an objective representation form to determine a generalized indicator that characterizes the assessment of the quality of radio signal transmission in candidate networks. For this, the technique of “weighting” network metrics is used.

В предпочтительном варианте осуществления в память модуля управления с внешнего компьютерного устройства по радиоинтерфейсу (Over-The-Air) или путем непосредственного подключения к устройству в блок памяти производится запись значения весовых коэффициентов (далее «веса»), отражающих значимость каждой сетевой метрики, как входных данных исполняемой компьютерной программы, реализующей управление выбором радиосети. In the preferred embodiment, the memory of the control module from an external computer device over the air (Over-The-Air) or by direct connection to the device in the memory block is written to the value of the weight coefficients (hereinafter referred to as "weights"), reflecting the significance of each network metric, as input data of an executable computer program that implements radio network selection control.

В предпочтительном варианте осуществления «веса» предварительно рассчитываются методами попарных сравнений, ранговыми методами, балльными методами, методами оценок на шкале отношений, методами аппроксимации функции полезности, методом трансформации частот предпочтения, как это ранее было указано в научных статьях: Анохин А.М. Методы определения коэффициентов важности критериев [Текст] / А.М. Анохин, В.А. Глотов, В.В. Павельев, А.М. Черкашин // Автоматика и телемеханика. – 1997. – вып. 8. – С. 3–35; Подиновский В.В., Потапов М.А. Метод взвешенной суммы критериев в анализе многокритериальных решений: Pro et Contra [Текст] / В.В. Подиновский, М.А. Потапов // Бизнес-информатика. – 2013. – №3(25). – С. 41-48, причем список методов и применение методов не исчерпывается перечисленными.In the preferred embodiment, the “weights” are pre-calculated by pairwise comparison methods, rank methods, scoring methods, ratio scale evaluation methods, utility function approximation methods, preference frequency transformation method, as previously indicated in scientific articles: Anokhin A.M. Methods for determining the coefficients of importance of criteria [Text] / A.M. Anokhin, V.A. Glotov, V.V. Paveliev, A.M. Cherkashin // Automation and telemechanics. - 1997. - issue. 8. - P. 3–35; Podinovsky V.V., Potapov M.A. The method of the weighted sum of criteria in the analysis of multicriteria decisions: Pro et Contra [Text] / V.V. Podinovsky, M.A. Potapov // Business Informatics. - 2013. - No. 3 (25). - P. 41-48, and the list of methods and application of methods is not limited to those listed.

В предпочтительном варианте осуществления по радиоинтерфейсу (Over-The-Air) или путем непосредственного подключения к устройству в блок памяти производится запись с внешнего компьютерного устройства пороговых значений метрик, отражающих числовое или качественное предельно допустимое значение сетевых метрики, как входных данных исполняемой компьютерной программы, определяющей выбор радиосети модулем управления. In the preferred embodiment, over the air interface (Over-The-Air) or by direct connection to the device in the memory block, the threshold values of the metrics are recorded from an external computer device, reflecting the numerical or qualitative maximum permissible value of the network metric, as input data of the executable computer program that determines selection of the radio network by the control module.

В предпочтительном варианте осуществления расчет модулем управления оценки качества передачи радиосигнала по полосам радиочастот с упрощенным использованием проводится для каждого идентификатора сети, даже если сети находятся в одном частотном диапазоне, путем деления значения метрики, полученного в результате измерения параметра или технической характеристики радиосети, на пороговое значение метрики, с последующим умножением результата на весовой коэффициент и сложения по всем метрикам, и записью результата в блок памяти, как это следует из формулы (1):In the preferred embodiment, the calculation by the control module of the radio transmission quality rating for the radio frequency bands with simplified use is performed for each network identifier, even if the networks are in the same frequency range, by dividing the metric value obtained from the measurement of the radio network parameter or technical characteristic by the threshold value metrics, followed by multiplying the result by a weighting factor and adding over all metrics, and writing the result to a memory block, as follows from formula (1):

Figure 00000001
(1)
Figure 00000001
(1)

где

Figure 00000002
– общая оценка качества передачи радиосигнала по
Figure 00000003
сетевым метрикам с учетом «веса» или значимости
Figure 00000004
каждой сетевой метрики;Where
Figure 00000002
– general assessment of the quality of radio signal transmission by
Figure 00000003
network metrics, taking into account the "weight" or significance
Figure 00000004
each network metric;

Figure 00000005
….
Figure 00000006
– значения «весов» или значимости каждой метрики качества связи;
Figure 00000005
….
Figure 00000006
– values of "weights" or significance of each communication quality metric;

Figure 00000007
Figure 00000008
– значения сетевых метрик, полученные путем измерения в сети;
Figure 00000007
Figure 00000008
– values of network metrics obtained by measuring in the network;

Figure 00000009
Figure 00000010
– пороговые или целевые значения сетевых метрик;
Figure 00000009
Figure 00000010
– threshold or target values of network metrics;

N – количество сетевых метрик.N is the number of network metrics.

В предпочтительном варианте осуществления, если метрика имеет качественное значение, например обозначение радиотехнологии RAT в виде текстовой строки вида «LoRa» или «ZigFox», но не ограничиваясь ими, то имеет место формула (2):In the preferred embodiment, if the metric has a qualitative value, for example, the RAT radio technology designation in the form of a text string like "LoRa" or "ZigFox", but not limited to, then formula (2) takes place:

Figure 00000011
(2)
Figure 00000011
(2)

В предпочтительном варианте осуществления после истечения таймера контроля времени получения информации от радиосетей сети, модуль управления запускает таймер времени подключения к сети, после чего из машиночитаемой памяти считывает идентификатор сети с наибольшим значением оценки качества передачи радиосигнала и активизируется, путем выдачи дискретных сигналов на контакты, модуль радиомодуля WAN c RAT, причем RAT совпадает с RAT сети, а процесс подключения к сети для приеме-передачи информации продолжается до истечения таймера времени под сети. In the preferred embodiment, after the timer for monitoring the time of receiving information from the radio networks of the network has expired, the control module starts the timer for connecting to the network, after which it reads the network identifier from the machine-readable memory with the highest value of the radio signal transmission quality assessment and activates, by issuing discrete signals to the contacts, the module WAN radio module with RAT, and RAT coincides with the RAT of the network, and the process of connecting to the network for receiving and transmitting information continues until the network timer expires.

В предпочтительном варианте осуществления если таймер времени подключения к сети истек, а устройство не подключилось к выбранной сети, то модуль управления повторно запускает таймер времени подключения к сети, после чего из блока памяти считывается идентификатор сети со следующим в порядке уменьшения значением оценки качества передачи радиосигнала, и путем выдачи управляющих сигналов активизируется радиомодуль с требуемой в выбранной сети RAT, причем настройка радиомодуля совпадают с параметрами выбранной сети, а способ осуществления такой настройки не относится к раскрытию сущности настоящего изобретения. In the preferred embodiment, if the network connection timer has expired and the device has not connected to the selected network, then the control module restarts the network connection timer, after which the network identifier is read from the memory block with the following in decreasing order of the value of the radio transmission quality assessment, and by issuing control signals, the radio module is activated with the RAT required in the selected network, and the radio module settings match the parameters of the selected network, and the method for performing such tuning does not relate to the disclosure of the essence of the present invention.

Следует понимать, что могут использоваться и другие варианты осуществления и структурные или логические изменения заявляемого способа, что может быть выполнено без выхода за рамки настоящего описания раскрытия сущности изобретения. Следовательно, настоящее описание не следует рассматривать в ограничительном смысле, набор вариантов осуществления определены прилагаемой формулой изобретения.It should be understood that other embodiments and structural or logical changes of the proposed method can be used, which can be done without going beyond the scope of the present description of the disclosure of the invention. Therefore, the present description should not be considered in a limiting sense, a set of embodiments are defined by the appended claims.

Состав описания модулей устройства в настоящем раскрытии сущности изобретения не следует толковать как подразумевающий, что состав модулей обязательно зависит от варианта осуществления заявляемого устройства.The composition of the description of the device modules in the present disclosure should not be construed as implying that the composition of the modules necessarily depends on the embodiment of the claimed device.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

В нижеследующем подробном описании сделаны ссылки на прилагаемый чертеж, который составляет часть описания изобретения, и на котором в качестве иллюстрации показан вариант осуществления, который наиболее полно отражает раскрытие изобретения, но не является при этом единственно возможным вариантом, который может быть реализован на практике. In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawing, which forms part of the description of the invention, and in which, by way of illustration, an embodiment is shown that most fully reflects the disclosure of the invention, but is not the only possible option that can be implemented in practice.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства с интеллектуальными функциями сбора, обработки сенсорных данных с комплексом модулей локального доступа и с приемопередачей в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот. In FIG. 1 shows a functional diagram of a device with intelligent functions for collecting and processing sensory data with a set of local access modules and with transceiver in geographically distributed radio networks in the unlicensed radio frequency range.

На фиг. 1 схематично показана функциональная блок-схема устройства с интеллектуальными функциями сбора, обработки сенсорных данных с комплексом модулей локального доступа и с приемопередачей в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот далее именуемое «Устройства 100», включающая в себя по крайней мере два радиомодуля с RAT для с упрошенным использованием полос радиочастот (110) и (120), далее «Радиомодуль 110» и «Радиомодуль 120» для организации радиосвязи и поиска доступных сетей. «Радиомодуль 110» и «Радиомодуль 120» соединены блоком электропитания (155), далее именуемый «Блок 155», технически способны реализовать прием и передачу данных на уровне физического канала связи, на уровне звена данных, способны обнаруживать радиоизлучение сетей WAN, способны принимать данные о сетевом идентификаторе SSID или ином идентификаторе сетей, измерять технические параметры и характеристики сетей WAN, в том числе включая, но не ограничиваясь метриками «отношение сигнала/шум» SNR, «индикатор мощности принимаемого сигнала» RSSI, «индикатор качества радиоканала» LQI и передавать результаты измерений модулю получения информации о сети (125) (далее «Модуль 125»). «Радиомодуль 110» и «Радиомодуль 120» способны организовать радиосвязь для передачи по физическому радиоканалу сенсорные данные во внешние сети WAN.In FIG. 1 schematically shows a functional block diagram of a device with intelligent functions for collecting, processing sensory data with a complex of local access modules and with transceiver in geographically distributed radio networks in the unlicensed radio frequency range, hereinafter referred to as "Device 100", which includes at least two radio modules with RAT for with simplified use of radio frequency bands (110) and (120), hereinafter "Radio module 110" and "Radio module 120" for organizing radio communication and searching for available networks. "Radio module 110" and "Radio module 120" are connected by a power supply unit (155), hereinafter referred to as "Unit 155", technically capable of receiving and transmitting data at the level of a physical communication channel, at the level of a data link, capable of detecting radio emission from WAN networks, capable of receiving data about the network identifier SSID or other network identifier, measure the technical parameters and characteristics of WAN networks, including but not limited to the metrics "signal-to-noise ratio" SNR, "received signal strength indicator" RSSI, "radio link quality indicator" LQI and transmit measurement results to the network information acquisition module (125) (hereinafter "Module 125"). "Radio module 110" and "Radio module 120" are capable of organizing radio communication for transmitting sensor data over a physical radio channel to external WAN networks.

Модуль получения информации о сети (125), далее именуемый «Модуль 125» соединен с «Радиомодулем 110» и с «Радиомодулем 120», «Модуль 125» способен принимать значение сетевого идентификатора SSID или иные идентификаторы сетей WAN, способен принимать и обрабатывать значения технических параметров и характеристик сетей кандидатов для передачи сенсорных данных, включая, но не ограничиваясь SNR, RSSI, LQI, способен включать и выключать приемо-передачу «Радиомодуля 110» и «Радиомодуля 120». «Модуль 125» соединен с модулем управления (130), далее именуемый «Модуль 130». «Модуль 125» способен организовать передачу сенсорных данных в «Радиомодуль 110» и «Радиомодуль 120».The module for obtaining information about the network (125), hereinafter referred to as "Module 125" is connected to the "Radio module 110" and to the "Radio module 120", "Module 125" is able to receive the value of the network identifier SSID or other identifiers of WAN networks, is able to receive and process the values of technical parameters and characteristics of networks of candidates for the transmission of sensor data, including, but not limited to SNR, RSSI, LQI, is able to turn on and off the reception and transmission of "Radio module 110" and "Radio module 120". "Module 125" is connected to the control module (130), hereinafter referred to as "Module 130". "Module 125" is able to organize the transmission of sensory data to the "Radio module 110" and "Radio module 120".

«Модуль 130» способен составлять списки сетей кандидатов для передачи сенсорных данных c RAT в машиночитаемой форме, включая, но не ограничиваясь, данными SNR, RSSI, LQI, характеризующими качество передачи сигнала для обнаруженных сетей с RAT. «Модуль 130» способен организовать передачу сенсорных данных в битовой форме в «Модуль 125». «Модуль 130» способен в машиночитаемой форме считывать сенсорные данные из блока памяти (150), далее именуемый «Блок 150». «Модуль 130» способен определять оценку качества передачи радиосигнала в машиночитаемой форме. «Модуль 130» включает «Таймер контроля времени получения информации от радиосетей» (135) для определения предельного времени поиска сетей-кандидатов и включает «Таймер времени подключения к сети» (140) для ограничения времени подключения к сети-кандидату из списка в «Блоке 150»."Module 130" is capable of compiling lists of candidate networks for transmission of RAT sensor data in machine-readable form, including, but not limited to, SNR, RSSI, LQI data characterizing the signal transmission quality for detected RAT networks. "Module 130" is able to organize the transfer of sensory data in bit form to the "Module 125". "Module 130" is capable of reading sensor data in machine-readable form from the memory block (150), hereinafter referred to as "Block 150". The "module 130" is capable of determining a radio transmission quality score in a machine-readable form. “Module 130” turns on the “Timer to control the time of obtaining information from radio networks” (135) to determine the maximum search time for candidate networks and turns on the “Network connection timer” (140) to limit the time to connect to a candidate network from the list in the “Block 150".

«Блок 150» соединен с «Модулем 130», соединен с «Блоком 155» и соединен с «Комплексом модулей локального доступа» (145), далее «Комплекс модулей 145» хранит в машиночитаемой форме данные «Модуля 130», данные от «Комплекса модулей 145».The “Unit 150” is connected to the “Module 130”, connected to the “Unit 155” and connected to the “Local Access Module Complex” (145), then the “Module Complex 145” stores in machine-readable form the data of the “Module 130”, data from the “Complex modules 145".

«Комплекс модулей 145» способен принимать радиосигнал по технологиям беспроводных сетей малого радиуса действия Bluetooth, ZigBee но не ограничиваясь ими, способен в машиночитаемой форме принимать данные сенсоров, способен передавать для хранения в машиночитаемой форме данные сенсоров в «Блок 155» и способен передавать сенсорные данные в битовой форме в «Модуль 130». Module Complex 145” is capable of receiving a radio signal using but not limited to Bluetooth short-range wireless network technologies, ZigBee, is capable of receiving sensor data in a machine-readable form, is capable of transmitting sensor data to “Block 155” for storage in a machine-readable form, and is capable of transmitting sensor data in bit form in "Module 130".

«Блок 155» соединен с «Радиомодулем 110», «Радимодулем 120», «Модулем 125», «Модулем 130», «Комплексом модулей 145», «Блоком 155». «Блок 155» для электропитания технически выполнен в виде аккумуляторной батареи, но не ограничиваясь ей, например «Блок 155» может быть технически реализован в виде солнечной батареи-панели или в виде преобразователя напряжения и тока от внешней электросети."Block 155" is connected to "Radio module 110", "Radio module 120", "Module 125", "Module 130", "Complex of modules 145", "Block 155". "Block 155" for power supply is technically made in the form of a storage battery, but not limited to it, for example, "Block 155" can be technically implemented in the form of a solar battery-panel or in the form of a voltage and current converter from an external power grid.

Claims (2)

1. Устройство с интеллектуальными функциями сбора, обработки сенсорных данных с комплексом модулей локального доступа и с приемопередачей в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот с модулем получения информации о сети и модулем управления с возможностью получения информации, обозначающей является ли устройство терминала кандидатом для выполнения беспроводной передачи данных сотовой системы, отличающееся тем, что устройство содержит по крайней мере два радиомодуля с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне вне сотовой системы в территориально-распределенных радиосетях, модуль получения информации о сети соединен с каждым радиомодулем с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне и выполнен с возможностью повторения цикла времени включения каждого радиомодуля с упрощенным использованием полос радиочастот для периодического приема радиосигнала от радиосетей и получения информации в машиночитаемой форме об идентификаторе обнаруженной радиосети, о сетевых метриках качества связи в обнаруженной радиосети и с возможностью повторения цикла времени включения приемопередачи каждого радиомодуля с упрощенным использованием полос радиочастот в обнаруженной радиосети, блок памяти соединен с модулем управления и выполнен с возможностью хранения информации в машиночитаемой форме в виде последовательности данных идентификаторов обнаруженных радиосетей, значений сетевых метрик качества связи в радиосетях, значений весовых коэффициентов сетевых метрик качества связи для указания на значимость каждой из сетевых метрик, общей оценки качества передачи радиосигнала обнаруженных радиосетей, модуль управления соединен с модулем получения информации о сети и выполнен с возможностью получения информации в машиночитаемой форме с записью в блок памяти в машиночитаемой форме об идентификаторах обнаруженных радиосетей, сетевых метриках качества связи обнаруженных радиосетей и с возможностями машинного вычисления общей оценки качества передачи радиосигнала в каждой обнаруженной радиосети в машиночитаемой форме путем обработки значений сетевых метрик качества связи делением на заранее установленное и хранимое в модуле управления пороговое значение сетевой метрики и с поочередным умножением результата деления в машиночитаемой форме на считанное из блока памяти значение весового коэффициента каждой сетевой метрики с суммированием результатов умножения и записью по команде в блок памяти результата машинного вычисления, модуль управления соединен с таймером контроля времени получения сигнала от радиосетей и выполнен с возможностью неоднократной передачи сигнала на повторение цикла включения радиомодуля с упрощенным использованием полос радиочастот на интервале времени по установленному таймером контроля времени получения сигнала от радиосетей значению в машиночитаемой форме с повторением цикла включения в цикле выдержки времени по таймеру контроля времени получения сигнала от радиосетей, таймер контроля времени получения сигнала от радиосетей выполнен с возможностью выдержки времени и с повторением цикла выдержки времени для определения интервала времени включения приема радиосигналов радиомодулем с упрощенным использованием полос радиочастот, модуль управления соединен с таймером времени подключения к сети и выполнен с возможностью неоднократной передачи сигнала на повторение цикла включения приемопередачи радиомодуля с упрощенным использованием полос радиочастот для сети со считанным из блока памяти идентификатором радиосети с максимальной общей оценкой качества передачи радиосигнала на интервале времени по установленному таймером времени подключения к сети значению в машиночитаемой форме с повторением цикла включения в цикле выдержки времени по таймеру времени подключения к сети, таймер времени подключения к сети выполнен с возможностями выдержки времени и с повторением цикла выдержки времени для определения интервала времени включения приемопередачи радиосигналов радиомодулем с упрощенным использованием полос радиочастот, комплекс модулей локального доступа соединен с модулем управления и выполнен с возможностью приемопередачи радиосигнала и сенсорных данных от устройств радиосвязи малого радиуса действия, каждый из радиомодулей с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне соединен с блоком электропитания, модуль получения информации о сети соединен с блоком электропитания, модуль управления соединен с блоком электропитания, блок памяти соединен с блоком электропитания, комплекс модулей локального доступа соединен с блоком электропитания.1. A device with intelligent functions for collecting and processing sensory data with a complex of local access modules and with reception and transmission in geographically distributed radio networks in an unlicensed radio frequency range with a module for obtaining information about the network and a control module with the ability to obtain information indicating whether the terminal device is a candidate for performing wireless data transmission of a cellular system, characterized in that the device contains at least two radio modules with simplified use of radio frequency bands in the unlicensed range outside the cellular system in geographically distributed radio networks, the network information acquisition module is connected to each radio module with simplified use of radio frequency bands in the unlicensed range and is configured to repeat the turn-on time cycle of each radio module with a simplified use of radio frequency bands for periodically receiving a radio signal from radio networks and obtaining information in the machine in the form of a detected radio network identifier, network metrics of communication quality in the detected radio network, and with the possibility of repeating the cycle of the turn-on time of each radio module with simplified use of radio frequency bands in the detected radio network, the memory unit is connected to the control module and is configured to store information in a machine-readable form in in the form of a data sequence of detected radio network identifiers, values of network metrics of communication quality in radio networks, weight values of network metrics of communication quality to indicate the significance of each of the network metrics, a general assessment of the quality of radio signal transmission of detected radio networks, the control module is connected to the module for obtaining information about the network and is executed with the possibility of obtaining information in a machine-readable form with a record in a memory block in a machine-readable form about the identifiers of detected radio networks, network metrics of the communication quality of detected radio networks and with the capabilities of machine th calculation of the overall assessment of the quality of radio signal transmission in each detected radio network in machine-readable form by processing the values of network metrics of communication quality by dividing by a network metric threshold value pre-set and stored in the control module and alternately multiplying the result of division in machine-readable form by the weight value read from the memory block coefficient of each network metric with summing the results of multiplication and writing the result of machine calculation to the memory block on command, the control module is connected to the timer for monitoring the time of receiving a signal from radio networks and is configured to repeatedly transmit a signal to repeat the cycle of turning on the radio module with simplified use of radio frequency bands over a time interval according to the value set by the timer for monitoring the time of receiving a signal from the radio networks in a machine-readable form with the repetition of the switching cycle in the time delay cycle according to the timer for monitoring the time of receiving a signal from the radio networks her, the timer for monitoring the time of receiving a signal from radio networks is configured to delay time and repeat the time delay cycle to determine the time interval for switching on the reception of radio signals by the radio module with a simplified use of radio frequency bands, the control module is connected to the timer for connecting to the network and is configured to repeatedly transmit a signal to repeat the turn-on cycle of the transceiver of the radio module with a simplified use of radio frequency bands for a network with a radio network identifier read from the memory block with the maximum overall rating of the quality of the radio signal transmission in the time interval according to the value set by the network connection timer in machine-readable form, with the repetition of the turn-on cycle in the time delay cycle by timer for connecting to the network, the timer for connecting to the network is made with the possibility of time delay and with the repetition of the time delay cycle to determine the time interval for switching on the radio signal transceiver radio module with simplified use of radio frequency bands, a complex of local access modules is connected to the control module and is configured to receive and transmit radio signal and sensor data from short-range radio communication devices, each of the radio modules with simplified use of radio frequency bands in the unlicensed range is connected to a power supply unit, the receiving module information about the network is connected to the power supply unit, the control module is connected to the power supply unit, the memory unit is connected to the power supply unit, the complex of local access modules is connected to the power supply unit. 2. Устройство по п. 1, где комплекс модулей локального доступа соединен с блоком памяти.2. The device according to claim 1, where the complex of local access modules is connected to the memory unit.
RU2021138715A 2021-12-24 Device with intelligent functions for collecting and processing sensory data with a set of local access modules and a transceiver functions in geographically distributed radio networks in the unlicensed radio frequency range RU2790659C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2790659C1 true RU2790659C1 (en) 2023-02-28

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483449C2 (en) * 2008-02-18 2013-05-27 Сони Корпорейшн Detection and selection of access network in multiple access cellular communication system
US20170006528A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 At&T Intellectual Property I, L.P. Wi-Fi and Cellular Interworking for Internet of Things Devices
CN108401519A (en) * 2017-07-28 2018-08-14 北京小米移动软件有限公司 Internet of Things method for connecting network and device
US20200153651A1 (en) * 2017-07-21 2020-05-14 Xi'an Zhongxing New Software Co. Ltd. Nb-iot based wireless device group access method and terminal
US20200329426A1 (en) * 2017-10-31 2020-10-15 Telink Semiconductor (Shanghai) Co., Ltd. Communication mode selection method for multimode iot device, iot device and storage medium
US20210007031A1 (en) * 2018-03-27 2021-01-07 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Optimized transmission of application data to iot device
US20210153295A1 (en) * 2019-11-14 2021-05-20 Fw Murphy Productions Controls, Llc Iot gateway for remote natural gas compression systems

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483449C2 (en) * 2008-02-18 2013-05-27 Сони Корпорейшн Detection and selection of access network in multiple access cellular communication system
US20170006528A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 At&T Intellectual Property I, L.P. Wi-Fi and Cellular Interworking for Internet of Things Devices
US20200153651A1 (en) * 2017-07-21 2020-05-14 Xi'an Zhongxing New Software Co. Ltd. Nb-iot based wireless device group access method and terminal
CN108401519A (en) * 2017-07-28 2018-08-14 北京小米移动软件有限公司 Internet of Things method for connecting network and device
US20200329426A1 (en) * 2017-10-31 2020-10-15 Telink Semiconductor (Shanghai) Co., Ltd. Communication mode selection method for multimode iot device, iot device and storage medium
US20210007031A1 (en) * 2018-03-27 2021-01-07 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Optimized transmission of application data to iot device
US20210153295A1 (en) * 2019-11-14 2021-05-20 Fw Murphy Productions Controls, Llc Iot gateway for remote natural gas compression systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105451290B (en) A kind of micropower wireless network ad hoc network method and micropower wireless network
CN101946543B (en) Wireless base station scan method, wireless base station scan apparatus, and wireless base station scan program
CN100399849C (en) Multi-mode coexistence method for multi mode communication equipment
US6738599B2 (en) Assembly, and associated method, for facilitating channel frequency selection in a communication system utilizing a dynamic frequency selection scheme
CN105227220B (en) Device capable of mapping antenna to transceiver
US8606173B2 (en) Communication relay method and apparatus based on object sensing function
CN103037394B (en) Method, device and system for discovering cell
RU2011107090A (en) APPOINTMENT AND SELECTION OF THE CELL ID
CN103179663A (en) Method for channel selection of access point and access point for channel selection
CN103856950B (en) Communication means, transceiver station and relevant computer program
RU2009136418A (en) REPEATER CONFIGURATION
CN103026758A (en) Wireless base station and method for controlling same
US20140105134A1 (en) Method and apparatus for wireless communication using a short-range base station with multiple radio interfaces of different technologies
US8855650B2 (en) Communication system
US20230300745A1 (en) Beacon scheduling for wireless networks
CN112566173B (en) Signal measurement method based on Mesh network, wireless access point and storage medium
CN102196556A (en) System and method for determining position and coverage radium of APs (access points) of WIFI (wireless fidelity) network
CN104113524A (en) System And Information Processing Apparatus
JP2012175686A (en) Wireless communication device, wireless communication connection method, and wireless communication connection program
WO2014125931A1 (en) Radio wave observation system, central station device, and radio wave observation method and program
JP7374143B2 (en) transceiver
RU2790659C1 (en) Device with intelligent functions for collecting and processing sensory data with a set of local access modules and a transceiver functions in geographically distributed radio networks in the unlicensed radio frequency range
CN103118396A (en) Method for managing small community networks and base station
CN110351792A (en) A kind of method and apparatus determining Target cell during triggering cell switches
KR102415207B1 (en) Method of Scanning a WiFi Channel in an Access Point