通过电视白空间的设备通信制造技术

本文所述的公开配置了一种用于使用对数周期滤波器在电视白空间(TVWS)频谱内通信的多窄带收发器，其中对数周期滤波器包括多个滤波器元件，每个滤波器元件具有以相同的频率增加因子(K)周期性增加的滤波器频率。多个滤波器元件中的每个滤波器被配置为滤除定义频率范围内的二次谐波。本公开确定用于通信的TVWS信道，并切换到多个滤波器元件中与确定的TVWS信道对应的滤波器元件。使用滤波器元件通过TVWS信道发射和/或接收数据，从而允许通过TVWS信道进行窄带通信。TVWS信道进行窄带通信。TVWS信道进行窄带通信。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过电视白空间的设备通信

技术介绍

[0001]电视(TV)白空间(TVWS)是TV频谱中未使用或不活动的部分。TVWS覆盖超高频(UHF)和特高频(VHF)频带的宽频谱。特别地，TVWS与UHF和VHF频谱中活动信道之间未使用的TV信道对应。
[0002]TV信道的可用性可因空间和时间而异。因此，使用TVWS频谱进行通信的收发器可能必须在不同频率之间跳转。此外，TVWS频谱不是连续的，使用TVWS的单信道容量可能不足以在某些类型的设备(如物联网(IoT)设备)之间实现令人满意的通信。此外，当信号较低时，TVWS对干扰很敏感，导致目前TVWS主要用于宽带通信。

技术实现思路

[0003]本
技术实现思路
以简化的形式介绍了一些概念，这些概念将在下文的详细说明中进一步描述。本
技术实现思路
并非旨在确定所要求保护的标的物的关键特征或基本特征，也并非旨在帮助确定所要求保护的标的物的范围。
[0004]一种用于电视白空间(TVWS)通信的计算机化方法包括：配置使用对数周期滤波器用于在TVWS频谱内通信的多窄带收发器，其中对数周期滤波器包括多个滤波器元件，每个滤波器元件具有以相同的频率增加因子(K)周期性增加的滤波器频率。多个滤波器元件中的每个滤波器被配置为滤除定义频率范围内的二次谐波。该计算机化方法还包括：确定用于通信的TVWS信道，并切换到多个滤波器元件中与确定的TVW信道对应的滤波器元件。该计算机化方法还包括使用滤波器元件执行通过TVWS信道的发射和接收中的至少一个。
[0005]通过参考以下与附图相关的详细描述，可以更好地理解许多附带特征。
附图说明
[0006]根据附图阅读以下详细描述，可以更好地理解本说明，其中：
[0007]图1是图示根据示例的基站与客户端之间的通信的框图；
[0008]图2是根据示例的多窄带收发器的框图；
[0009]图3是图2的多窄带收发器的对数周期滤波器的框图；
[0010]图4是根据示例的基站的框图；
[0011]图5是根据示例的信号发生器的框图；
[0012]图6是图示根据示例的计算设备在电视白空间(TVWS)网络上通信的操作的流程图；
[0013]图7是图示根据另一示例的计算设备在TVWS网络上通信的操作的流程图；以及
[0014]图8图示了根据示例的计算设备作为功能框图。
[0015]对应的参考字符表示整个附图中的对应部分。在附图中，系统以示意图的形式进行说明。图纸可能不按比例绘制。
具体实施方式
[0016]本文描述的计算设备和方法被配置为使用电视(TV)白空间(TVWS)频谱进行通信。在本公开中，在各种示例中，在边缘物联网(IoT)环境中使用的终端设备(例如，客户端)和对应基站之间的通信使用TVWS频谱，而不存在在使用TVWS进行通信时通常引入的限制。
[0017]终端设备包括在远程协议或网络内配置的多窄带无线电，该协议或网络是使用扩频调制技术的低功率广域网(LPWAN)协议。虽然参考描述了本专利技术的各个方面，但本专利技术可用于其他形式的远程协议或网络。例如，可以使用不同的远程协议，其允许远距离通信(例如，10公里或更长)。根据本专利技术，对数周期滤波器被配置用于TVWS频谱内的通信，以允许具有较低功耗的窄带长距离传输。因此，无法令人满意地用于此类环境的设备(例如IoT设备)被配置为将TVWS频谱用于更长距离、更高容量、更低功耗的通信(例如远程位置的通信)。
[0018]例如，在本专利技术中，IoT设备能够在TVWS中以较低频率运行(在UHF和VHF频段内)，并用于远距离通信(例如几十英里)，同时提供大量带宽，在某些配置中，每个TV信道的带宽可以是6兆赫(MHz)。因此，当根据本公开进行配置时，单个TVWS基站可以支持远程大规模IoT。
[0019]图1图示了根据一个示例的系统100。系统100允许多个客户端102(例如IoT设备)通过网关106与基于云的设备104通信。例如，客户端102可以位于相同的位置(至少部分时间)，并配置为使用TVWS在一个或多个本地网络上本地通信，最终可以通过网关106经由一个或多个外部网络与外部设备(例如基于云的装置104)通信。在图示示例中，系统100被配置为TVWS网络，其允许例如IoT设备之间的通信。
[0020]在图示示例中，网关106包括基站108和边缘设备110。基站108被配置使得多个多窄带收发器200(图2中示出了一个)被配置为通过TVWS通信，并使用本文更详细地描述的远程通信协议(例如协议)。例如，基站的工作频率配置为150MHz至960MHz，覆盖大多数VHF和UHFTV信道、433MHz、800/900MHz ISM频段(即工业、科学和医疗频段)和/或其他许可频带。应注意，收发器在基站108和客户端102中使用，这允许TVWS网络通信。在一个示例中，通信和控制端口包括一个或多个：通用异步接收器/发射器(UART)、通用同步/异步接收器/发射器(USART)、通用串行总线(USB)、串行外围接口(SPI)和/或多个通用输入/输出(GPIO)。
[0021]在一些示例中，如果使用单个多窄带收发器200，则一个或多个多窄带收发器200被配置为对每个频率使用时分多址(TDMA)进行操作。如果使用多个多窄带收发器200，则使用频分多址(FDMA)。边缘设备110被配置为允许计算机控制并将数据从每个收发器发射到基于云的设备104。应注意，在一些示例中使用TDMA和FDMA的组合。在一个示例中，硬件提供了本文更详细描述的频谱/干扰感测功能。在一些示例中，一个或多个多窄带收发器200被配置为一个或多个子模块。
[0022]在IoT环境中，边缘设备110在网络的“边缘”处执行处理(例如，在网关106内)。因此，在一个示例中，用于执行发射的处理由网关106完成。然而，在一些示例中，边缘设备110或执行本文所述TVWS通信的计算在网关106附近的任何位置执行(或部分执行)，该位置不一定在网关106内(例如，连接到网关106的本地计算设备)。因此，在这些示例中允许TVWS发
射的处理或部分处理在网关106之外执行。
[0023]基站108包括提供位置信息的全球定位系统(GPS)设备。如本文更详细地描述的，在配置设备之间的通信时使用位置信息。基站108使用一个或多个电源供电，例如在一些示例中使用以太网供电(PoE)电源或其他合适的电源。
[0024]类似地，每个客户端102包括一个或多个多窄带收发器200。在一些示例中，客户端102还包括接口扩展板并连接到不同的传感器(例如IoT类型的传感器)。应注意，可以使用太阳能电池板、电池(例如直流电)或交流电(AC)等为每个客户供电。在一些示例中，基于客户端102操作的应用或环境选择电源。
[0025]因此，在一些示例中，系统100中的设备被配置为形成TVWS IoT网络。如图2所示，下面更详细地描述，多窄带收发器200配置有远程通信技术(例如，以通过TVWS频谱通信，在一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电视白空间(TVWS)通信的设备，所述设备包括：多频段发射器和多频段接收器；天线，所述多频段发射器和所述多频段接收器连接到所述天线，并且被配置为以多个TVWS频率发射和接收；以及对数周期滤波器，连接在所述多频段发射器与所述天线之间，所述对数周期滤波器包括多个滤波器元件，每个滤波器元件具有以相同的频率增加因子周期性增加的滤波器频率，所述多个滤波元件中的每个滤波器被配置为滤除在所定义频率范围内的二次谐波。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个滤波器元件被配置为滤除150MHz至960MHz这一频率范围内的二次谐波。3.根据权利要求1或2中任一权利要求所述的设备，其中所述多个滤波器元件仅包括五个滤波器元件。4.根据权利要求1
‑
3中任一权利要求所述的设备，其中所述频率增加因子为1.45。5.根据权利要求1
‑
4中任一权利要求所述的设备，其中所述多频段发射器和所述多频段接收器被配置为使用远程通信协议操作。6.根据权利要求1
‑
5中任一权利要求所述的设备，还包括连接在所述多频段接收器与所述天线之间的低噪声放大器(LNA)。7.根据权利要求1
‑
6中任一权利要求所述的设备，其中所述多频段发射器和所述多频段接收器被配置为执行物联网(IoT)通信。8.一种用于电视白空间(TVWS)通信的计算机化方法，所述计算机化方法包括：配置使用对数周期滤波器用于TVWS频谱内通信的多窄带收发器，所述对数周期滤波器包括多个滤波器元件，每个滤波器元件具有以相同的频率增加因子周期性增加的滤波器频率，所述多个滤波器元件中的每个滤波器被配置为滤除所定义频率范围内的二次谐波；确定用于所述通信的TVWS信道；切换到所述多个滤波器元件中与所确定的所述TVWS信道对应的滤波器元件；以及使用所述滤波器元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：石和平，R，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：