车辆无线连接系统中的自适应波束扫描的制作方法

本发明涉及一种车辆无线连接系统中的自适应波束扫描。

无线连接系统能利用波束成形来提高通信器件的传输能量。例如，ieee802.11ad是一种无线通信标准(称为wigig)，其使用60千兆赫(ghz)频带并且以高达7千兆字节每秒的速度输送数据。wigig路由器执行波束成形以聚焦高频传输，且由此提高传输的范围和强度。通常，执行扇区扫描，直到识别可兼容装置为止，然后传输聚焦在瞄准该装置的更狭窄扇区中。在车辆(例如，汽车、农业设备、建筑设备)中，wigig能例如将诸如平板电脑的装置连接至车载娱乐系统。不同于静止位置(例如，建筑)中的wigig路由器，移动车辆中的wigig路由器根据车辆是移动还是静止而经历不同的状况。因此，期望在车辆wigig系统中提供自适应波束扫描。

技术实现要素：

在一个示例性实施例中，在车辆的多波束模块中执行自适应波束扫描的方法包括获得关于车辆的信息。该信息涉及车辆的运动状态。该方法还包括基于对关于车辆的信息的应用规则来确定由多波束模块执行的扇区扫描是否应是总地覆盖小于360度跨度的有限扇区扫描。基于确定扇区扫描应是有限扇区扫描来利用波束执行总地小于360度跨度的有限扇区扫描。

除了本文描述的一个或多个特征以外，获得信息包括获得车辆的速度。

除了本文描述的一个或多个特征以外，应用规则包括确定车辆的速度是否低于阈值速度。

除了本文描述的一个或多个特征以外，获得信息包括获得车辆的档位状态。

除了本文描述的一个或多个特征以外，应用规则包括确定车辆的档位状态是否指示车辆处于行驶档位中。

除了本文描述的一个或多个特征以外，获得信息包括获得车辆的发动机状态。

除了本文描述的一个或多个特征以外，应用规则包括确定车辆的发动机状态是否指示发动机处于启动状态。

除了本文描述的一个或多个特征以外，执行有限扇区扫描包括在波束中优选总地覆盖小于360度跨度的传输。

除了本文描述的一个或多个特征以外，执行有限扇区扫描包括基于所有可用波束中哪个在车辆的乘客舱室内部传输能量来选择波束。

除了本文描述的一个或多个特征以外，基于确定扇区扫描不应是有限扇区扫描执行扇区扫描以覆盖360度跨度。

在另一示例性实施例中，车辆中的多波束模块包括处理器以获得关于车辆的信息，该信息涉及车辆的运动状态，以及基于对关于车辆信息的应用规则来确定扇区扫描是否应是总地覆盖360度跨度的有限扇区扫描。传输器基于处理器确定扇区扫描应是有限扇区扫描来利用波束执行总地小于360度跨度的有限扇区扫描。

除了本文描述的一个或多个特征以外，该信息是车辆的速度。

除了本文描述的一个或多个特征以外，由处理器应用的规则是车辆的速度是否低于阈值速度。

除了本文描述的一个或多个特征以外，信息是车辆的档位状态。

除了本文描述的一个或多个特征以外，由处理器应用的规则是车辆的档位状态是否指示车辆处于行驶档位中。

除了本文描述的一个或多个特征以外，信息是车辆的发动机状态。

除了本文描述的一个或多个特征以外，由处理器应用的规则是车辆的发动机状态是否指示发动机启用。

除了本文描述的一个或多个特征以外，传输器执行有限扇区扫描包括基于所有可用波束中哪个在车辆的乘客舱室内部传输能量来选择波束。

除了本文描述的一个或多个特征以外，传输器执行有限扇区扫描包括处理器优选波束中总地覆盖小于360度跨度的波束子组，以使得波束子组比波束中的其它波束更频繁地传输。

除了本文描述的一个或多个特征以外，多波束模块在ieee802.11ad标准内操作。

当结合附图时，从以下具体实施方式中，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点显而易见。

附图说明

其它特征、优点以及细节仅仅以示例的形式出现在以下具体实施方式中，该具体实施方式参照附图，附图中：

图1是根据各实施例的具有多波束模块的车辆的框图；

图2是根据各实施例的示例性波束扫描的说明；以及

图3是根据一个或多个实施例的在车辆多波束模块中执行自适应波束扫描的方法的过程流。

具体实施方式

以下描述在本质上仅仅是示例性的并且并不旨在限制本发明、其应用或用途。

如前文所注意的，当车辆移动而非静止时，车辆中的wigig路由器经历不同状况。确切地说，在车辆移动的同时，扇区中在车辆外部的波束是多余的。虽然作为示例讨论wigig路由器，但wigig模块既用作路由器以例如向车辆中的装置(例如，平板电脑)提供连接，又用作客户端以获得例如来自车辆外部的路由器的内容(例如，车库或加油站的内容站)。此外，虽然出于解释的目的确切地参照wigig系统，但本文讨论的实施例属于执行波束成形且具体地说执行波束扫描过程的任何无线连接系统。在此种无线连接系统中用作路由器或客户端的模块在本文称为多波束模块。本文详述的系统和方法的实施例涉及车辆多波束模块中的自适应波束扫描。

根据示例性实施例，图1示出了具有多波束模块110的车辆101。在示例性说明中，多波束模块110位于乘客舱室102的一端的车辆101的仪表板中。在车辆101的乘客舱室102内示出能与多波束模块110(例如，当多波束模块110是wigig模块时，是ieee802.11ad标准)兼容的两个装置130a、130b(通常称为130)。六个波束120s0至s5被标明。如进一步详述的，通常，在初始操作时以及在正常操作期间，多波束模块110执行扇区扫描。在扇区扫描期间，多波束模块110可例如在与s0至s5波束120的每个相对应的扇区中传输。参照图2进一步详述波束成形。

如图1指示，s4和s5波束120完全在车辆101的乘客舱室102外部传输。当车辆101静止时，s4和s5波束120可识别内容站(例如，在加油站泵处)或与多波束模块110通信的其它装置。然而，当车辆101移动时，s4和s5波束120变得多余。于是，参照图2和图3进一步详述的实施例涉及自适应波束扫描。车辆101内的信息源140与多波束模块110通信，并且指示车辆101的移动状态。

信息源140表示车辆101的已知部件的数量，该已知部件以各种形式提供车辆101的移动状态。例如，根据一个实施例，信息源140是便于速度计读数的提取的控制器局域网(can总线)。根据替代或附加实施例，信息源140可以是指示车辆101是否移动的电子控制单元(ecu)。信息源140可提供如下信息：例如基于全球定位系统(gps)接收器的车辆101的位置、车辆101的档位状态(例如，指示车辆101是行驶还是停止中)或者操作模式(例如，指示发动机处于启动状态还是执行了辅助模式)。例如参照图2进一步详述的，可使用一组规则控制自适应波束扫描。

多波束模块110包括已知部件，例如波束120的传输器113和处理电路，该处理电路控制多波束模块110的操作，包括传输哪个波束120。所接收的信息(例如，来自内容站、来自能与多波束模块110兼容的装置130)也由处理电路处理。该处理电路可包括专用集成电路(asic)、电子电路、处理器111(共享、专用或群组)以及存储器112，其执行一个或多个软件或固件程序、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其它合适部件。

图2示出根据一个或多个实施例的两个波束扫描210a、210b(通常称为210)。根据示例性实施例，作为初始操作，车辆101中的多波束模块110执行扇区扫描210a。具体地，多波束模块110进而传输波束120s0至s5，直到装置130由其中一个波束120检测到为止。一旦装置130由波束扫描210a中的其中一个波束120检测到，则波束扫描210b中与导致装置130检测的波束120相关联的较狭窄波束120得以传输，直到与装置130的位置相关联的较狭窄波束120得到识别为止。针对图2中的波束扫描210b，示出较狭窄波束120b0至b14。一旦与装置130对应的较狭窄波束120得到识别，该较狭窄波束120就由多波束模块110使用，直到与装置130的连接终止为止。

例如，如图2中所示，在初始波束扫描210a期间，使用s1波束120来检测装置130。于是，使用扇区扫描210b。具体地，如图2中所示，作为覆盖由s1波束120覆盖的扇区的较狭窄波束120的b5至b10波束120得以传输，以确定b5至b11中哪个与装置130相对应。然后，与装置130相关联的较狭窄波束120(在图2中示出的示例性结构中是b6)会用于与装置130通信。

出于多种原因，扇区扫描210a能恢复。当与装置130的连接终止时，扇区扫描210a恢复，直到检测到另一装置130(或者再次检测到终止了的同一装置130)且重复上文描述的过程为止。扇区扫描210a也可周期性地或者基于触发器恢复。该触发器能由装置130广播。除了扇区扫描210以外，例如，多波束模块110可在所有扇区中持续地包括低增益接收。当此种接收识别装置130的广播时，扇区扫描210a能被触发。

根据一个或多个实施例，这一过程根据关于车辆101的状态的规则而修改。例如，当多波束模块110初始化时，车辆101可静止。在该情形中，如前文所描述的，初始扇区扫描210a包括s0至s5波束120的传输。如前文还描述了的，建立连接并且使用较狭窄波束120(例如，b8)与装置130通信。然而，当发生用于执行扇区扫描210a的其中一个前文讨论的状况(例如，使用狭窄波束120与装置130的初始连接由于该装置关闭而终止)时，首先检查车辆101的移动状态并将其与预定规则相比较以自适应地调节扇区扫描210a。

这些规则适用于从信息源140接收的数据。例如，当基于信息源140已知车辆101的速度时，该规则可在速度低于预定阈值时规定全360度扇区扫描210a(包括s4和s5波束120)并且在速度高于预定阈值时规定有限扇区扫描210a。根据图2中示出的示例性情形，有限扇区扫描210a包括s0、s1、s2、s3和s5波束120。这是因为s4波束120完整地在车辆101的乘客舱室102的外部传输，并且当车辆101在高于阈值速度下行驶时是多余的。如图2指示，s3和s5波束120大多数在乘客舱室102外部传输能量。这样，根据规则可赋予扇区扫描210a中的进一步优先级。例如，s3和s5波束120可在扇区扫描210a期间比s0、s1和s2波束120较为不频繁地传输。

作为规则的另一示例，之前描述的有限或有限但进一步优选的扇区扫描210a可简单地基于车辆101是否处于行驶档位来执行，而与车辆101的速度无关。类似地，规则可在车辆101的操作模式指示发动机启用时规定有限扇区扫描210a。当所规定的规则指示应使用有限扇区扫描210a时，波束120在给定扇区扫描210中的宽度和覆盖面积确定根据该规则哪个波束120在扇区扫描210传输或者并不传输。

图3是根据一个或多个实施例的在车辆多波束模块110中执行自适应波束扫描的方法的过程流。在框310处，检测启动扇区扫描210a的状况涉及当扇区扫描210a周期性地进行时检测阶段的开始、检测触发器(例如，由装置130广播)或者由于掉落连接或者还未检测到装置130而并不具有与任何装置130的连接。在框320处，获得车辆信息涉及从之前讨论的信息源140获得信息。如所注意的是，该信息能指示车辆101的速度、位置、发动机状态或者提供对多波束模块110是否可能仅仅在车辆101的乘客舱室102内连接的洞察的其它信息。

在框330处，应用规则涉及根据车辆信息使用其中一个之前讨论的规则。例如，可确定车辆速度是否超过阈值。在框340处，基于框330处的规则来做出判定，是否应限制扇区扫描210a。如果扇区扫描210a不应仅仅限于某些波束120，则在框350处利用所有波束120执行扇区扫描210a涉及利用扇区扫描210a(在图2中使用s0至s5)覆盖全360度。如果扇区扫描210a应受限制，则在框360处执行有限或有限但优选的扇区扫描210a涉及仅仅使用那些在车辆101的乘客舱室102内传输的波束120。

在框370处，确定并使用狭窄波束120来用于通信涉及执行扇区扫描210b的处理，从而一旦已通过扇区扫描210a发现装置130或内容站就进一步聚焦能量。在扇区扫描210a期间，扇区扫描210b限制于一个或多个扇区，这指示可兼容部件(例如，装置130、内容站)的潜在存在。图3中示出的处理是迭代的，因为如前文所注意的，在框310处检测启动扇区扫描210a的状况能在任何时刻处发生(例如，基于框370的通信科掉落，可指示执行周期扇区扫描210a的时刻，可检测触发器事件)。

虽然已参照示例性实施例描述了上文公开，但本领域技术人员应理解的是，可作出各种改变且等同物可替代本发明的各元件，而不会偏离其范围。此外，可作出许多修改以使得特定情况或材料适应于本发明的教示，而不会偏离本发明的基本范围。因此，本发明旨在并不局限于所公开的特定实施例，而会包括落在本发明范围内的所有实施例。