用于无线车辆通信的波束成形制造技术

公开用于无线车辆通信的波束成形的方法和设备。示例性车辆包括用于波束成形的天线阵列、用于确定车辆位置和行进路线的导航控制器，以及波束成形控制器。所述波束成形控制器用于识别与第一收发器的信号强度，并且在所述信号强度小于阈值时，基于收发器映射信息、所述车辆位置和所述行进路线搜索第二收发器。所述波束成形控制器还用于将所述天线阵列调整成在通往所述第二收发器的预测方向上波束成形。

【技术实现步骤摘要】
用于无线车辆通信的波束成形
本公开总体涉及车辆通信，并且更具体地，涉及用于无线车辆通信的波束成形。
技术介绍
通常，车辆包括天线来与天线站建立通信链路以与外部网络通信。例如，车辆可包括天线来与天线站建立通信链路以与公用网络(例如，因特网)、私用网络(例如，内联网)或其组合进行通信。当车辆沿道路行进时，车辆的天线可以通信地耦接到不同天线站。例如，天线在车辆处于一个位置处时通信地耦接到一个天线站以用于与外部网络通信，并且在车辆处于另一个位置处时通信地耦接到另一个天线站以用于与外部网络通信。
技术实现思路
所附权利要求定义本申请。本公开概述实施例的各方面并且不应用来限制权利要求。根据本文描述的技术设想到其他实现方式，如在审查下列附图和详细描述时对本领域普通技术人员来说将显而易见的，并且这些实现方式旨在落入本申请的范围内。示出用于无线车辆通信的波束成形的示例性实施例。示例性公开的车辆包括用于波束成形的天线阵列、用于确定车辆位置和行进路线的导航控制器，以及波束成形控制器。所述波束成形控制器用于识别与第一收发器的信号强度，并且在所述信号强度小于阈值时，基于收发器映射信息、所述车辆位置和所述行进路线搜索第二收发器。所述波束成形控制器还用于将所述天线阵列调整成在通往所述第二收发器的预测方向上波束成形。示例性公开的方法包括通过导航控制器确定车辆的位置和行进路线，并且通过处理器识别车辆天线阵列与第一收发器的信号强度。示例性公开的方法还包括当所述信号强度小于阈值时，基于收发器映射信息、所述车辆位置和所述行进路线搜索第二收发器；以及将所述车辆天线阵列调整成在通往所述第二收发器的预测方向上波束成形。示例性公开的系统包括车辆，所述车辆包括用于确定车辆数据的导航控制器和用来传输车辆数据的第一天线阵列，所述车辆数据包括车辆位置和行进路线。示例性公开的系统还包括基地收发站，所述基地收发站包括第二天线阵列。基地收发站被配置为从第一天线阵列接收车辆数据、识别第一天线阵列与第二天线阵列之间的信号强度，并且在确定信号强度小于阈值时，基于车辆数据将第二天线阵列调整成在朝向车辆的预测方向上波束成形。附图说明为了更好地理解本专利技术，可以参考以下附图中示出的实施例。附图中的部件未必按比例绘制并且可以省略相关元件，或者在一些情况下，比例可已经被放大，以便强调和清楚地示出本文所描述的新颖特征。此外，系统部件可如本领域已知按各种方式布置。另外，在附图中，相同的附图标记在若干视图中表示对应的部分。图1示出根据本文教示内容的示例性车辆。图2描绘图1的沿道路接近无线收发器行进的车辆。图3描绘图1的车辆的天线阵列的波束成形方向的栅格。图4描绘图1的车辆的天线阵列相对于无线收发器的示例性波束成形方向。图5描绘图1的车辆的天线阵列相对于无线收发器的另一个示例性波束成形方向。图6是图1的车辆的电子部件的框图。图7是根据本文教示内容的用于调适车辆的天线阵列的波束成形以用于无线通信的流程图。具体实施方式虽然本专利技术可以各种形式体现，但是在附图中示出并将在下文描述一些示例性和非限制性实施例，应了解，本公开应被视为本专利技术的范例并且并不意图将本专利技术限制于所说明的特定实施例。通常，车辆包括天线来与天线站建立通信链路以与外部网络通信。例如，车辆可包括天线来与天线站建立通信链路以与公用网络(例如，因特网)、私用网络(例如，内联网)或其组合进行通信。当车辆沿道路行进时，车辆的天线可以通信地耦接到不同天线站。例如，天线在车辆处于一个位置处时通信地耦接到一个天线站以用于与外部网络通信，并且在车辆处于另一个位置处时通信地耦接到另一个天线站以用于与外部网络通信。在一些情况下，当车辆从一个位置行进到另一个位置时，由于与一个收发器的通信链路结束并且与另一个收发器的通信链路尚未建立，车辆潜在地可变得与外部网络暂时断开连接。本文公开的示例性方法和设备包括车辆，所述车辆具有天线阵列和波束成形控制器，其中所述波束成形控制器控制天线阵列的波束成形以在车辆沿道路行进时通过收发器维持与外部网络的通信链路。波束成形控制器监测天线阵列的通信链路的信号强度并且调整天线阵列的波束成形方向以当车辆沿道路行进时，与第一收发器维持强的通信链路和/或与第二收发器建立强的通信链路，使得天线阵列与外部网络的通信链路的信号强度保持高于阈值水平。另外，波束成形控制器用来预测第二收发器的位置并且将天线阵列调整成在朝向第二收发器的预测位置的预测方向上波束成形，以与第二收发器快速地建立通信链路，使得与第二收发器建立通信链路花费的时间减少。通过与收发器快速地建立通信链路，当车辆沿道路行进时，例如当车辆快速地移动，并且因此通往收发器的方向快速地改变时，本文公开的示例性方法和设备减少无线通信覆盖范围中的间隙。本文公开的示例包括用于通过波束成形在车辆与收发器之间建立通信链路的车辆系统。车辆系统包括被配置为进行波束成形的阵列天线。车辆系统收集车辆数据(例如，速度、GPS位置、车辆投影、导航数据、驾驶历史等)和收发器数据(例如，收发器位置的地图、收发器的天线阵列取向等)。基于所收集的数据，车辆系统确定天线阵列是否能够与具有高于预定阈值的信号强度的收发器建立通信链路。响应于车辆系统识别这种收发器，车辆系统将天线阵列调整成在朝向所识别的收发器的预测位置的预测方向上波束成形以与收发器建立通信链路。响应于车辆系统不能识别这种收发器，车辆系统将阵列天线调整成在默认方向上波束成形。车辆系统从预测方向和/或默认方向调整波束成形方向，直到在天线阵列与收发器之间建立通信链路。另外，车辆系统随后追踪天线阵列与收发器之间的通信链路的信号强度。如果信号强度变得小于预定阈值，则车辆系统基于收集的数据来尝试识别另一个收发器并且重新调整波束成形方向，直到与另一个收发器建立通信链路。另外，在一些示例中，一个或多个收发器(例如，通过网络和/或其他收发器)收集车辆数据(例如，速度、GPS位置、车辆投影、导航数据、驾驶历史等)并且利用所述车辆数据来预测通往车辆的方向。在一些这类示例中，收发器调整其天线阵列的波束成形方向以有利于与车辆建立通信链路。如本文所使用，“波束成形”是指用于天线阵列的信号处理技术，其中天线阵列的信号强度通过致使在一些方向上发射的信号经历相消干涉和在其他方向上发射的信号经历相长干涉来在方向(被称为波束成形方向)上增加。例如，可执行波束成形来增加天线阵列的信号强度，所述天线阵列在波束成形方向上包括全向天线。如本文所使用，“天线阵列”是指操作地耦接在一起以传输和/或接收信号的天线集合。如本文所使用，“全向天线”是指在平面的每个方向上均匀地发射信号的天线。如本文所使用，“波束成形方向”是指天线阵列通过波束成形来传输和/或接收信号的方向。转向附图，图1示出根据本文教示内容的示例性车辆100。车辆100可以是标准的汽油动力车辆、混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆和/或任何其他移动性实现类型的车辆。车辆100包括与移动性相关的零件，诸如具有发动机、传输装置、悬架、驱动轴和/或车轮等的动力传动系统。车辆100可以是非自主的、半自主的(例如，由车辆100控制的一些常规动力功能)，或自主的(例如，动力功能在不具有直接驾驶员输入的情况下由车辆100控制)。在所示出的示例中，车辆100本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆，其包括：天线阵列，所述天线阵列用于波束成形；导航控制器，所述导航控制器用于确定车辆位置和行进路线；以及波束成形控制器，所述波束成形控制器用来：识别与第一收发器的信号强度；在所述信号强度小于阈值时，基于收发器映射信息、所述车辆位置和所述行进路线搜索第二收发器；并且将所述天线阵列调整成在通往所述第二收发器的预测方向上波束成形。

【技术特征摘要】
2017.10.25 US 15/793,9181.一种车辆，其包括：天线阵列，所述天线阵列用于波束成形；导航控制器，所述导航控制器用于确定车辆位置和行进路线；以及波束成形控制器，所述波束成形控制器用来：识别与第一收发器的信号强度；在所述信号强度小于阈值时，基于收发器映射信息、所述车辆位置和所述行进路线搜索第二收发器；并且将所述天线阵列调整成在通往所述第二收发器的预测方向上波束成形。2.如权利要求1所述的车辆，其中所述天线阵列包括多个天线，并且为了调整所述天线阵列，所述波束成形控制器调整所述天线阵列的所述多个天线中的至少一个的相位。3.如权利要求1所述的车辆，其中为了调整所述天线阵列，所述波束成形控制器调整所述天线阵列的波束成形方向的仰角和方位角中的至少一个。4.如权利要求1所述的车辆，其中所述导航控制器基于驾驶历史确定所述行进路线。5.如权利要求1所述的车辆，其中所述波束成形控制器通过接收的信号强度指示符来确定所述信号强度。6.如权利要求1所述的车辆，其中所述波束成形控制器：基于所述收发器映射信息、所述车辆位置和所述行进路线来预测所述天线阵列与所述第二收发器之间的第二信号强度；并且响应于确定所述第二信号强度大于所述阈值来确定将所述天线阵列调整成在通往所述第二收发器的所述预测方向上波束成形。7.如权利要求1所述的车辆，其中所述波束成形控制器在关于所述预测方向的向外螺旋路径中从所述预测方向调整所述天线阵列的波束成形方向直到所述天线阵列与所述第二收发器通信地耦接。8.如权利要求1所述的车辆，其中所述波束成形控制器在所述天线阵列与所述第二收发器通信地耦接时监测电流信号强度。9.如权利要求1所述的车辆，其还包括车辆速度传感器以检测车辆速度和车辆加速度中的至少一个，其中所述波束成形控制器基于所述车辆速度和所述车辆加速度中的至少一个来搜索所述第二收发器。10.如权利要求1所述的车辆，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李允浩，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US