DE102021205165A1

DE102021205165A1 - Rückstreukommunikationssystem

Info

Publication number: DE102021205165A1
Application number: DE102021205165.0A
Authority: DE
Inventors: Vivek Jain; Mohamadtaghi Katan Baf Nezhad
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2021-12-02
Also published as: JP7230107B2; US11457490B2; CN113746505A; CN113746505B; JP2021191005A; US20210378037A1

Abstract

Es werden Ausführungsformen eines Rückstreukommunikationssystems und Verfahren zur Verwendung des Systems offenbart. Das System kann eine erste drahtlose Kurzstreckenkommunikationsvorrichtung (SRWC-Vorrichtung), eine zweite SRWC-Vorrichtung und einen Rückstreuknoten umfassen. Die erste SRWC kann einen Prozessor und einen Arbeitsspeicher umfassen, der mehrere Befehle speichert, die durch den Prozessor ausführbar sind, wobei die mehreren Befehle Folgendes umfassen: Bestimmen eines ersten und eines zweiten Satzes von Verbindungsparametern für ein Hochfrequenzsignal (HF-Signal); Bestimmen eines ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern für die Rückstreukommunikation, wobei der ausgewählte Satz von Verbindungsparametern einer des ersten oder des zweiten Satzes von Verbindungsparametern ist; Teilen des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern mit einer zweiten SRWC-Vorrichtung; und nach der Rückstreukommunikation unter Verwendung des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern über das HF-Signal iteratives Aktualisieren des ersten und des zweiten Satzes von Verbindungsparametern und entsprechendes iteratives erneutes Bestimmen, Teilen und Aktualisieren des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Rückstreukommunikation.
HINTERGRUND
Eine Rückstreuvorrichtung wie z. B. ein HF-Identifikationskennzeichen (RFID-Kennzeichen), reflektiert Hochfrequenzsignale (HF-Signale) eines Senders. Rückstreuvorrichtungen können empfangene HF-Signale reflektieren, selbst wenn die Rückstreuvorrichtung nicht das beabsichtigte Ziel war. Rückstreuvorrichtungen sind für Verbindungsfehlschläge wie z. B. Nicht-Reflektieren von HF-Signalen, die schwach sind, anfällig.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Rückstreukommunikationssystem offenbart. Das System kann eine erste drahtlose Kurzstreckenkommunikationsvorrichtung (SRWC-Vorrichtung) umfassen, die Folgendes umfassen kann: einen Prozessor; und einen Arbeitsspeicher, der mehrere durch den Prozessor ausführbare Befehle speichert. Die mehreren Befehle können Folgendes umfassen: Bestimmen eines ersten und eines zweiten Satzes von Verbindungsparametern für ein Hochfrequenzsignal (HF-Signal); Bestimmen eines ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern für die Rückstreukommunikation, wobei der ausgewählte Satz von Verbindungsparametern einer des ersten oder des zweiten Satzes von Verbindungsparametern ist; Teilen des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern mit einer zweiten SRWC-Vorrichtung; und nach der Rückstreukommunikation unter Verwendung des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern über das HF-Signal iteratives Aktualisieren des ersten und des zweiten Satzes von Verbindungsparametern und entsprechendes iteratives erneutes Bestimmen, Teilen und Aktualisierten des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern.
Gemäß einer andern Ausführungsform kann ein Verfahren zur Rückstreukommunikation Folgendes umfassen: Bestimmen eines ersten Satzes von Verbindungsparametern für ein Hochfrequenzsignal (HF-Signal) an einer ersten drahtlosen Kurzstreckenkommunikationsvorrichtung (SRWC-Vorrichtung); Bestimmen eines zweiten Satzes von Verbindungsparametern für das HF-Signal; Bestimmen eines ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern für die Rückstreukommunikation, wobei der ausgewählte Satz von Verbindungsparametern einer des ersten oder des zweiten Satzes von Verbindungsparametern ist; Teilen des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern mit einer zweiten SRWC-Vorrichtung; und nach der Rückstreukommunikation unter Verwendung des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern über das HF-Signal iteratives Aktualisieren des ersten und des zweiten Satzes von Verbindungsparametern und entsprechendes iteratives erneutes Bestimmen, Teilen und Aktualisieren des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern.
Gemäß einer anderen Ausführungsformen wird ein nichttransitorisches computerlesbares Medium offenbart. Das nichttransitorische computerlesbare Medium kann mehrere darauf gespeicherte Befehle umfassen, wobei die mehreren Befehle durch einen Prozessor einer drahtlosen Kurzstreckenkommunikationsvorrichtung (SRWC-Vorrichtung) ausführbar sind. Die mehreren Befehle können umfassen: Bestimmen eines ersten und eines zweiten Satzes von Verbindungsparametern für ein Hochfrequenzsignal (HF-Signal); Bestimmen eines ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern für die Rückstreukommunikation, wobei der ausgewählte Satz von Verbindungsparametern einer des ersten oder des zweiten Satzes von Verbindungsparametern ist; Teilen des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern mit einer zweiten SRWC-Vorrichtung; und nach der Rückstreukommunikation unter Verwendung des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern über das HF-Signal iteratives Aktualisieren des ersten und des zweiten Satzes von Verbindungsparametern und entsprechendes iteratives erneutes Bestimmen, Teilen und Aktualisieren des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beispielumgebung eines Rückstreukommunikationssystems darstellt, das einen Sender, einen Empfänger und mindestens einen Rückstreuknoten umfasst.
2 ist ein elektronisches schematisches Diagramm, das ein Beispiel des Senders, des Empfängers und eines Rückstreuknotens darstellt.
3 ist ein elektronisches schematisches Diagramm, das ein Beispiel des Rückstreuknotens mit einer Antennenschaltung, einer Aufweckschaltung, einer Controller-Schaltung und einer Rückstreuschaltung darstellt.
4 stellt ein Funktionsblockdiagramm eines nicht begrenzenden Beispiels der Aufweckschaltung dar.
5 stellt ein Funktionsblockdiagramm eines nicht begrenzenden Beispiels der Rückstreuschaltung dar.
6 stellt ein schematisches Diagramm einer drahtlosen Kommunikation zwischen dem Sender, dem Empfänger und dem Rückstreuknoten dar.
7 stellt ein anderes schematisches Diagramm einer drahtlosen Kommunikation zwischen dem Sender, dem Empfänger und dem Rückstreuknoten dar - das die Aktualisierung eines Satzes von Verbindungsparametern darstellt, die durch das Rückstreukommunikationssystem verwendet werden.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess der Verwendung einer intelligenten Richtlinie und einer Erkundungsrichtlinie darstellt.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Ausführungsform des in 8 gezeigten Prozesses darstellt.
10 ist ein schematisches Diagramm, das eine andere Beispielumgebung des Rückstreukommunikationssystems darstellt.
11 ist ein schematisches Diagramm, das eine andere Beispielumgebung des Rückstreukommunikationssystems darstellt.
12 ist ein schematisches Diagramm, das eine andere Beispielumgebung des Rückstreukommunikationssystems darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier beschrieben. Selbstverständlich sind jedoch die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele und andere Ausführungsformen können verschiedene und alternative Formen annehmen. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstäblich; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Details von speziellen Komponenten zu zeigen. Daher sollen hier offenbarte spezielle Struktur- und Funktionsdetails nicht als Begrenzung interpretiert werden, sondern lediglich als repräsentative Basis zum Lehren eines Fachmanns auf dem Gebiet, die Ausführungsformen verschiedenartig einzusetzen. Wie der Fachmann auf dem Gebiet versteht, können verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf irgendeine der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen von dargestellten Merkmalen schaffen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung konsistent sind, könnten jedoch für spezielle Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
Wenn man sich nun 1 zuwendet - wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Funktionen oder Merkmale angeben, ist ein Rückstreukommunikationssystem 10 gezeigt, das einen Sender 12, einen Empfänger 14 und einen oder mehrere Rückstreuknoten 20 (nachstehend „Knoten“ und mehrere sind hier als Beispiel gezeigt) umfasst. Das System 10 kann die Erfahrung eines Benutzers durch Ermöglichen, dass eine Vielfalt von Utensilien und Vorrichtungen kommuniziert, verbessern - z. B. kann ein Benutzer (nicht gezeigt) benachrichtigt werden, dass ein Gegenstand, der auf einem Herd kocht, eine vordefinierte Temperatur erreichen kann, oder Benachrichtigen des Benutzers über eine Dauer, die die Inhalte auf dem Herd auf einer vorbestimmten Temperatur liegen oder ein vorbestimmtes Temperaturprofil vollendet haben. Dies kann das Überhitzen oder Überkochen eines Speisegerichts minimieren. Wie nachstehend genauer erläutert wird, kann der Sender 12 drahtlos ein Hochfrequenzsignal (HF-Signal), das eine Nachricht trägt, zum Empfänger 14 senden, und unter Verwendung des Signals können die Knoten 20 an Utensilien und Vorrichtungen Daten, die für das Utensil/die Vorrichtung eindeutig sind, an den Empfänger 14 melden. Beim Empfang an dem (den) Knoten 20 kann der jeweilige Knoten 20 bestimmen, ob er aufwachen soll (z. B. von einem leistungsarmen Modus in einen aktiven Modus), auf der Basis von Charakteristiken des HF-Signals - z. B. mit einer Anwesenheit einer vordefinierten Wellenform bei dem HF-Signal (z. B. eines Musters innerhalb des HF-Signals, das angibt, dass das HF-Signal für den Knoten 20 relevant ist). In einigen Beispielen kann der Knoten 20 ungeachtet dessen auf den aktiven Modus umschalten, ob das HF-Signal relativ schwach oder relativ stark ist. Wenn der Knoten 20 aufwacht, kann der Knoten 20 ferner mehrere Verbindungsparameter verwenden, um mit dem Empfänger 14 drahtlos zu kommunizieren (z. B. unter Verwendung von Energie des durch den Sender 12 gesendeten HF-Signals). Das System 10 kann eine oder mehrere Richtlinien ausführen, die statistisch bestimmen und optimieren, welchen Satz von Verbindungsparametern das System 10 verwendet. Diese Optimierung kann eine Wahrscheinlichkeit eines Kommunikationserfolgs (z. B. zwischen dem Sender 12 und dem Knoten 20 und/oder zwischen dem Knoten 20 und dem Empfänger 14) verbessern. Andere neue Aspekte des Rückstreukommunikationssystems 10 werden nachstehend ebenso beschrieben.
Gemäß dem dargestellten (Küchen-) Beispiel kann der Sender 12 einen Teil einer Elektronik eines Geschirrspülgeräts 22 bilden, der Empfänger 14 kann einen Teil einer Elektronik eines Herdgeräts 24 bilden und die Knoten 20 können einen Teil eines Teekessels 26, eines Kochtopfs 28, eines Küchenmessers 30 oder eines anderen geeigneten Küchenwerkzeugs oder Küchenutensils bilden. Hier können die Geschirrspül- und Herdgeräte 22, 24 mit einer Heim-, kommerziellen, industriellen usw. Wechselstromleistungsquelle (AC-Leistungsquelle) gekoppelt sein - wie z. B. einer Wandsteckdose (nicht gezeigt), wohingegen der Teekessel 26, der Kochtopf 28 und das Messer 30 keine AC-Leistung verwenden können. Während einige Knoten 20 eine Gleichstrombatterieleistung (DC-Batterieleistung) verwenden können (keine solchen sind gezeigt), können andere Knoten 20 wie z. B. der Teekessel 26, der Kochtopf 28 und das Messer 30 ohne elektrische Leistung funktionsfähig sein. Obwohl dieses Beispiel den Sender 12 und den Empfänger 14 mit der AC-Leistung verbunden beschreibt, können sie stattdessen mit DC-Batterieleistung oder dergleichen gekoppelt sein. In diesem Beispiel ist das System 10 als mit dem Internet der Dinge (IoT) verbundene Küche verkörpert, aber, wie aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist dies lediglich ein Beispiel, andere Ausführungsformen sind möglich (und einige zusätzliche nicht begrenzende Implementierungen werden nachstehend dargelegt).
Wie in 2 schematisch gezeigt, kann der Sender 12 ein drahtloser Kurzstreckenkommunikationssender (SRWC-Sender) sein und kann eine Sendeschaltung 40, einen Oszillator 42 und eine Antennenschaltung 44 umfassen. SRWC kann sich auf drahtlose Kommunikationsreichweiten von weniger als 150 Metern (m) beziehen; in anderen Beispielen kann sich SRWC auf drahtlose Kommunikationsreichweiten von weniger als 500 m oder sogar weniger als 1000 m beziehen; in anderen Beispielen kann sich SRWC auf drahtlose Kommunikationsreichweiten von weniger als 5000 m beziehen. Die Sendeschaltung 40 kann unter anderem einen Prozessor 46, einen Arbeitsspeicher 48, einen Takt 50 und eine Hochfrequenzschaltung (HF-Schaltung) 52 umfassen.
Der Prozessor 46 kann irgendeine geeignete Vorrichtung sein, die das drahtlose Senden des Senders 12 steuert. Der Prozessor 46 kann dazu programmiert sein, digitale Befehle zu verarbeiten und/oder auszuführen, um zumindest einige der hier beschriebenen Aufgaben auszuführen. Nicht begrenzende Beispiele des Prozessors 46 umfassen einen oder mehrere von: einem Mikroprozessor, einem Mikrocontroller oder Controller, einer anwendungsspezifischen integriertem Schaltung (ASIC), einem anwenderprogrammierbaren Verknüpfungsfeld (FPGA), einer oder mehreren elektrischen Schaltungen mit diskreten digitalen und/oder analogen elektronischen Komponenten, die angeordnet sind, um vorbestimmte Aufgaben oder Befehle durchzuführen, usw. - um nur einige zu nennen. In mindestens einem Beispiel liest der Prozessor 46 aus dem Arbeitsspeicher 48 mehrere Sätze von Befehlen und/oder führt diese aus, die als Computerprogrammprodukt verkörpert sein können, das auf einem nichttransitorischen computerlesbaren Speichermedium (wie z. B. dem Arbeitsspeicher 48) gespeichert ist. Ausführbare Befehle können das Steuern des Sendens, das Aufrechterhalten einer Kompatibilität mit einem vorbestimmten drahtlosen Protokoll, das Senden von Daten über ein HF-Sendesignal, das Packen von Daten in ein Trägersignal, das Senden einer vordefinierten Wellenform, die durch den Knoten 20 erkennbar sein kann, oder dergleichen betreffen. Einige nicht begrenzende Beispiele von Befehlen werden in dem (den) nachstehenden Prozess(en) beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt. Diese und andere Befehle können in irgendeiner geeigneten Sequenz ausgeführt werden, wenn nicht anders angegeben. Die Befehle und die Beispielprozesse, die nachstehend beschrieben werden, sind lediglich Ausführungsformen und sollen nicht begrenzend sein.
Der Arbeitsspeicher 48 kann flüchtige und/oder nichtflüchtige Arbeitsspeichervorrichtungen umfassen. Nichtflüchtige Arbeitsspeichervorrichtungen können irgendein nichttransitorisches computernutzbares oder computerlesbares Medium, eine Speichervorrichtung, einen Speichergegenstand oder dergleichen umfassen, der einen dauerhaften Arbeitsspeicher (z. B. nichtflüchtig) umfasst. Nicht begrenzende Beispiele von nichtflüchtigen Arbeitsspeichervorrichtungen umfassen: einen Festwertarbeitsspeicher (ROM), einen löschbaren programmierbaren Festwertarbeitsspeicher (EPROM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertarbeitsspeicher (EEPROM), optische Platten, Magnetplatten (wie z. B. Festplattenlaufwerke, Disketten, ein Magnetband usw.), einen Halbleiterarbeitsspeicher (z. B. Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) mit schwebendem Gate), einen Flash-Arbeitsspeicher (z. B. NAND-Flash, Halbleiterlaufwerke usw.) und sogar einige Typen von einem Direktzugriffsarbeitsspeicher (RAM) (wie z. B. einen ferroelektrischen RAM). Gemäß einem Beispiel können nichtflüchtige Arbeitsspeichervorrichtungen einen oder mehrere Sätze von Befehlen speichern, die als Software, Firmware oder andere geeignete Programmierbefehle verkörpert sein können, die durch den Prozessor 46 ausführbar sind - einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf die hier dargelegten Befehlsbeispiele.
Flüchtige Arbeitsspeichervorrichtungen können irgendein nichttransitorisches computernutzbares oder computerlesbares Medium, eine Speichervorrichtung, einen Speichergegenstand oder dergleichen umfassen, der einen nicht dauerhaften Arbeitsspeicher umfasst (z. B. kann er Leistung erfordern, um gespeicherte Informationen aufrechtzuerhalten). Nicht begrenzende Beispiele eines flüchtigen Arbeitsspeichers umfassen: einen Universaldirektzugriffsarbeitsspeicher (RAM), einen statischen RAM (SRAM), einen dynamischen RAM (DRAM) oder dergleichen.
Ein Takt 50 kann irgendeine geeignete Vorrichtung umfassen, die ein Taktsignal aufrechterhält. Z. B. kann gemäß einem nicht begrenzenden Beispiel der Takt 50 ein Signal mit 48 Megahertz (MHz) bereitstellen; andere Beispiele sind natürlich möglich.
Die HF-Schaltung 52 kann beliebige geeignete Verstärker, Filter, Antennen usw. umfassen, die das Senden ermöglichen. Wie durch den (die) Prozessor(en) gesteuert, kann die HF-Schaltung 52 ferner ein Trägersignal und ein Nachrichtensignal mischen (was ein HF-Signal ergibt), das HF-Signal verstärken und dieses HF-Signal zur Antennenschaltung 44 zum Senden liefern.
Der Oszillator 42 kann irgendeinen geeigneten Kristall für die Frequenzerzeugung umfassen. Gemäß einem nicht begrenzenden Beispiel kann der Oszillator 50 z. B. ein Quarzkristall mit 24 MHz sein; andere Beispiele sind natürlich möglich.
Die Antennenschaltung 44 kann eine oder mehrere Antennen umfassen, die für das Senden und eine oder mehrere gewünschte Frequenzen geeignet sind. Gemäß mindestens einem Beispiel umfasst die Antennenschaltung mindestens zwei Antennen (z. B. eine erste Antenne 44a und eine zweite Antenne 44b). In mindestens einem Beispiel ist die erste Antenne 44a in zwei von drei Ebenen (z. B. einer X-Z-Ebene) orientiert, wohingegen die zweite Antenne 44b in zwei anderen Ebenen (z. B. Y-Z-Ebene) orientiert ist. Ferner können die Antennen 44a, 44b ebenso voneinander beabstandet sein (z. B. beide Teil des Senders 12, jedoch innerhalb einiger Zentimeter (cm) voneinander). Das Vorhandensein von Antennen mit unterschiedlichen Orientierungen kann die Rückstreukommunikation (z. B. eine Erfolgsrate davon, wie nachstehend erörtert) verbessern. Es sollte erkannt werden, dass die HF-Schaltung 52, der Oszillator 42 und die Antennenschaltung 44 koordiniert und angeordnet sein können, um (ein) beliebige(s) gewünschte(s) drahtlose(s) Protokoll(e) zu verwenden. Gemäß einem nicht begrenzenden Beispiel ist der Sender 12 dazu konfiguriert, eine oder mehrere der Folgenden zu verwenden: ein „Bluetooth Low Energy (BLE)“-Protokoll, ein Zigbee-Protokoll, ein Z-Wave-Protokoll, ein Thread-Protokoll, ein Wi-Fi-Protokoll usw. Andere Konfigurationen und/oder Protokolle können stattdessen verwendet werden.
2 stellt auch den Empfänger 14 dar. Der Empfänger 14 kann ein SRWC-Empfänger sein und kann unter anderem eine Empfängerschaltung 56 und eine Antennenschaltung 58 umfassen. Die Empfängerschaltung 56 kann beliebige geeignete Hardware-Komponenten wie z. B. einen Prozessor 60, einen Arbeitsspeicher 62, eine Vorverstärkerschaltung 64 (die Filter, Operationsverstärker usw. umfasst) und/oder dergleichen umfassen. Die Hardware des Prozessors 60 kann zum Prozessor 46 ähnlich oder identisch sein; in einigen Beispielen kann jedoch der Prozessor 60 einige Befehle ausführen, die von den durch den Prozessor 46 ausgeführten verschieden sind.
Ebenso kann der Arbeitsspeicher 62 zum Arbeitsspeicher 48 ähnlich oder identisch sein; der Arbeitsspeicher 62 kann jedoch zumindest einige andere Befehle speichern, die durch den Prozessor 60 ausgeführt werden sollen. Der Arbeitsspeicher 62 kann beispielsweise eine oder mehrere einer intelligenten Richtlinie (die die Auswahl eines Satzes von Verbindungsparametern für eine Rückstreukommunikation erleichtert) oder einer Erkundungsrichtlinie, die zufällige Sätze von Verbindungsparametern verwendet, um eine Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Kommunikation zu verbessern, speichern, und der Prozessor 60 kann einen oder mehrere Befehle ausführen, um diese Richtlinien auszuführen. Beispiele der Richtlinienimplementierung sind in 8-9 gezeigt und werden in den nachstehend erörterten erläuternden Prozessen genauer erörtert.
Die Antennenschaltung 58 kann eine oder mehrere Antennen umfassen, die angepasst sind, um das HF-Signal vom Sender 12 zu empfangen. Gemäß mindestens einem Beispiel umfasst die Antennenschaltung 58 mindestens zwei Antennen (z. B. eine erste Antenne 58a und eine zweite Antenne 58b). Ähnlich zum vorstehend dargelegten Beispiel (z. B. mit Bezug auf den Sender 12) kann die erste Antenne 58a in zwei von drei Ebenen (z. B. einer X-Z-Ebene) orientiert sein, wohingegen die zweite Antenne 58b in zwei anderen Ebenen (z. B. Y-Z-Ebene) orientiert sein kann. Wie vorstehend beschrieben, können die Antennen 58a, 58b ferner ebenso voneinander beabstandet sein (z. B. innerhalb einiger cm voneinander).
In 1-2 sind der Sender 12 und der Empfänger 14 als separate Vorrichtungen gezeigt - wobei z. B. der Empfänger 14 in einer Vorrichtung (z. B. Herdgerät 24) angeordnet ist, die vom Sender 12 (z. B. Geschirrspülgerät 22) verschieden ist. In anderen Beispielen sind der Empfänger 14 und der Sender 12 in derselben Vorrichtung (z. B. beide im Geschirrspülgerät 22 oder beide im Herdgerät 24 - z. B. als Sender/Empfänger konfiguriert) angeordnet. In mindestens einem Beispiel ist der Sender 12 ein Sender/Empfänger (z. B. sowohl Sender als auch Empfänger) und/oder der Empfänger 14 ist ein Sender/Empfänger (z. B. sowohl Sender als auch Empfänger). In zumindest einigen Beispielen kann folglich der Sender 12 in einem Sendemodus und/oder einem Empfangsmodus arbeiten. In zumindest einigen Beispielen kann ebenso der Empfänger 14 in einem Sendemodus und/oder einem Empfangsmodus arbeiten.
2-3 stellen ein erläuterndes Beispiel eines Rückstreuknotens 20 dar. Der Rückstreuknoten 20 kann unter anderem eine Antennenschaltung 70, eine Aufweckschaltung 72, eine Controller-Schaltung 74 und eine Rückstreuschaltung 76 umfassen. Nicht alle der Schaltungen 70-76 sind erforderlich; in anderen Ausführungsformen können z.B. verschiedene Kombinationen von zwei oder mehr der Schaltungen 70-76 verwendet werden. Die Darstellungen sind lediglich ein Beispiel der Hardware und Anordnungen, die verwendet werden können; eine andere äquivalente Hardware kann in anderen Beispielen verwendet werden.
Die Antennenschaltung 70 kann eine oder mehrere Antennen 80 (in einem Beispiel umfasst die Schaltung 70 eine Antenne), einen Umschaltkreis 82 und ein Anpassungsnetz 84 umfassen. Die Antenne(n) 80 kann (können) für die zu verwendenden gewünschten Frequenzen geeignet sein und kann (können) gemäß irgendeiner geeigneten Konfiguration angeordnet sein. Es sollte erkannt werden, dass die Vorrichtung, die den Knoten 20 trägt, tragbar sein kann, und ein Benutzer seine Position (z. B. innerhalb der Küche) und/oder seine relative Orientierung mit Bezug auf die Antennen 44a, 44b des Senders 12 und/oder die Antennen 58a, 58b des Empfängers 14 ändern kann. Daher wird erwartet, dass die Antenne 80 einen besseren Empfang eines HF-Signals in Abhängigkeit davon aufweisen kann, welche der Antennen 44a, 44b beim Senden verwendet werden, und anschließend eine Rückstreukommunikation vom Knoten 20 mit höherer Qualität in Abhängigkeit davon empfangen werden kann, welche der Antennen 58a, 58b beim Empfangen verwendet werden, wie nachstehend weiter erläutert.
Gemäß einem Beispiel kann der Umschaltkreis 82 einen ersten Schalter 86, der zwischen die Antenne 80 und das Anpassungsnetz 84 gekoppelt ist, und mehrere Impedanzanpassungsschalter 88₁ , 88₂ , 88₃ , 88_n , die zwischen die Antenne 80 und entsprechende Impedanzwerte (z. B. Z₁, Z₂, Z₃, ..., Z_n) gekoppelt sind, umfassen, wobei die Impedanzwerte (Z₁, Z₂, Z₃, ..., Z_n) zwischen die Impedanzanpassungsschalter 88₁-88_n und Masse 104 gekoppelt sind (wobei „n“ irgendeine geeignete Größe sein kann). Ferner können die Impedanzwerte (Z₁, Z₂, Z₃, ..., Z_n) beliebige geeignete Werte sein. Wie nachstehend beschrieben, kann der Umschaltkreis 82 durch die Rückstreuschaltung 76 gesteuert werden.
Das Anpassungsnetz 84 kann irgendeine geeignete elektronische Hardware sein, die eine korrekte Anpassung durch Transformieren einer Impedanzbeziehung zwischen einer Quelle (z. B. dem HF-Signal des Senders 12) und einer Last (z. B. den restlichen Schaltungen 72-76) ermöglicht. Z. B. kann es dazu ausgelegt sein, im Wesentlichen die ganze Leistung zur Last zu übertragen, während es eine Eingangsimpedanz darstellt, die gleich der konjugiert Komplexen der Ausgangsimpedanz der Quelle (z. B. der Ausgangsimpedanz der Antennenschaltung 44) ist. Andere Aspekte des Anpassungsnetzes sind auf dem Fachgebiet bekannt. Das Anpassungsnetz kann zwischen die Aufweckschaltung 72 und den ersten Schalter 86 gekoppelt sein.
Die Aufweckschaltung 72 kann eine Hüllkurvendetektionsschaltung 90 umfassen, die mit einer Musterkorrelationsschaltung 92 und einer Datendecodiererschaltung 94 gekoppelt ist, wobei die Musterkorrelationsschaltung 92 zwischen die Hüllkurvendetektionsschaltung 92 und die Datendecodiererschaltung 94 gekoppelt ist. 4 stellt ein Funktionsblockdiagramm eines nicht begrenzenden Beispiels einer Aufweckschaltung 72 dar, wobei ein HF-Signal von der Antennenschaltung 70 durch die Hüllkurvendetektionsschaltung 90, die Musterkorrelationsschaltung 92 und die Datendecodiererschaltung 94 und danach weiter zur Controller-Schaltung 74 geführt wird. 3 und 4 stellen dar, dass die Hüllkurvendetektionsschaltung 90 einen Gleichrichter 96 umfassen kann, der mit einem Tiefpassfilter 98 (3-4) gekoppelt ist. Die Hüllkurvendetektionsschaltung 90 kann dazu konfiguriert sein, ein Nachrichtensignal (z. B. ein Hochfrequenzsignal) von einer Sendung vom Sender 12 (z. B. aus dem HF-Signal) zu extrahieren.
Ein nicht begrenzendes Beispiel des Gleichrichters 96 ist gezeigt. Hier kann der Gleichrichter 96 einen ersten Knoten 100 (mit dem Anpassungsnetz 84 gekoppelt), eine erste (Zener-) Diode D1, die zwischen Masse 104 und den ersten Knoten 100 gekoppelt ist, einen zweiten Knoten 106 und eine zweite (Zener) Diode D2, die zwischen den ersten und den zweiten Knoten 100, 106 gekoppelt ist, umfassen. Andere Gleichrichteranordnungen (mit beliebigen geeigneten Komponenten) sind auch möglich.
Das Tiefpassfilter (LPF) 98 kann einen Akkumulationskondensator C, der zwischen den zweiten Knoten 106 und Masse 104 gekoppelt ist, und einen nicht-linearen Widerstand R_NL, der zwischen den zweiten Knoten 106 und Masse 104 gekoppelt ist, umfassen. Der nicht-lineare Widerstand R_NL kann einen Widerstand R1, der zwischen den zweiten Knoten 106 und Masse 104 gekoppelt ist, und eine oder mehrere Dioden-Widerstands-Paare (D3-R2 und D4-R3), die jeweils zwischen den zweiten Knoten 106 und Masse 104 gekoppelt sind, umfassen. In 3 sind z. B. zwei Dioden-Widerstands-Paare zwischen dem zweiten Knoten 106 und Masse gezeigt, wobei jedes Dioden-Widerstands-Paar eine Diode in Reihe mit einem Widerstand umfasst (z. B. D3 in Reihe mit R2 und D4 in Reihe mit R3). Die Werte des Kondensators C, der Widerstände R1, R2, R3 und der Dioden D3, D4 können so ausgewählt werden, dass eine Eckfrequenz zu einem Eingangssignalpegel (z. B. am zweiten Knoten 106) proportional ist. Das obige LPF 98 ist lediglich ein Beispiel und andere Anordnungen (einschließlich anderer nicht-linearer Widerstandsanordnungen) können stattdessen verwendet werden.
Im Betrieb kann die Hüllkurvendetektionsschaltung 90 ein gewünschtes Hochfrequenzsignal aus dem HF-Signal extrahieren. In Gegenwart eines HF-Signals wird der Kondensator C aufgeladen (und die Spannung am zweiten Knoten 106 steigt an) und bei Abwesenheit eines HF-Signals wird die Ladung des Kondensators C entladen. Die Hüllkurvendetektionsschaltung 90 kann das gewünschte Hochfrequenzsignal ungeachtet dessen extrahieren, ob das HF-Signal größer ist als ein erster vorbestimmter Schwellenwert oder das HF-Signal geringer ist als ein zweiter vorbestimmter Schwellenwert. Es sollte erkannt werden, dass, wenn ein linearer Widerstand anstelle des nicht-linearen Widerstandes R_NL verwendet werden würde, während starker HF-Signale der lineare Widerstand relativ klein sein müsste (z. B. klein genug, um den Kondensator C innerhalb eines Entladungszyklus zu entladen; der z. B. nicht größer als 4 µs sein kann), und während schwacher HF-Signale der lineare Widerstand relativ groß sein müsste (z. B. groß genug, um zu ermöglichen, dass die Spannung am zweiten Knoten 106 während eines Aufladungszyklus ansteigt; der z. B. auch nicht größer als 4 µs sein kann). Folglich kann der nicht-lineare Widerstand R_NL anstelle eines einzelnen linearen Widerstandes und des Kondensators C parallel verwendet werden. Und die dargestellte Implementierung ist gegenüber dem unempfindlich, ob das HF-Signal relativ schwach oder relativ stark ist - und ist in beiden Szenarios und dazwischen betriebsfähig.
Die Musterkorrelationsschaltung 92 kann eine Schaltungselektronik umfassen, die ankommende Signaldaten auf Präambelbits und ein Datenmuster (z. B. eine Bitsequenz) analysiert. Gemäß einem Beispiel kann die Musterkorrelationsschaltung 92 ein Freigabesignal zur Datendecodiererschaltung 94 und/oder Controller-Schaltung 74 liefern, wenn das Datenmuster identifiziert wird und wenn eine Zeitpunktübereinstimmung bestimmt wird (z. B. eine Dauer eines einzelnen Bits einer vorbestimmten Dauer entspricht). Gemäß ein paar nicht begrenzenden Beispielen kann ein Aufweckprotokoll eine Einzelmusterdetektion (z. B. ein 16-Bit-Muster oder ein 32-Bit-Muster) oder eine Doppelmusterdetektion (z. B. ein 16-Bit-Muster oder ein 32-Bit-Muster) umfassen.
Die Datendecodiererschaltung 94 kann irgendeine Schaltungselektronik sein, die dazu konfiguriert ist, das extrahierte Signal zu decodieren. Ein Manchester-Decodierer kann verwendet werden; andere Beispiele können jedoch auch verwendet werden. Die Ausgabe der Datendecodierschaltung 94 kann zur Controller-Schaltung 74 geliefert werden. Ein „Austriamicrosystems AS3933”-Empfänger verwendet ein nicht begrenzendes Beispiel der Musterkorrelations- und Datendecodiererschaltungen 92, 94; andere Beispiele können jedoch stattdessen verwendet werden.
Die Controller-Schaltung 74 kann einen Prozessor 110 und einen Arbeitsspeicher 112 umfassen. Die Hardware des Prozessors 110 kann zum Prozessor 46 ähnlich oder identisch sein; der Prozessor 110 kann jedoch andere Befehle ausführen. Ebenso kann der Arbeitsspeicher 112 zum Arbeitsspeicher 48 ähnlich oder identisch sein; der Arbeitsspeicher 112 kann jedoch andere Befehle speichern, die durch den Prozessor ausführbar sind. Die Controller-Schaltung 74 kann beispielsweise die Rückstreuschaltung 76 betätigen (z. B. freigeben), wenn die Aufweckschaltung 72 bestimmt, dass ein HF-Signal ein Signalmuster umfasst, das angibt, dass der Rückstreuknoten 20 von einem leistungsarmen Modus in einen aktiven Modus wechseln sollte (z. B. kann, wie nachstehend beschrieben, dieses Muster eine vordefinierte Wellenform umfassen).
In mindestens einem Beispiel kann die Controller-Schaltung 74 mit einem Sensor S gekoppelt sein. Der Sensor S kann Daten in Bezug auf eine Vorrichtung liefern, mit der der Rückstreuknoten 20 gekoppelt ist. Mit Fortsetzung des in 1 gezeigten Beispiels kann der Sensor S beispielsweise ein Temperatursensor, ein Drucksensor oder ein anderer Datensensor sein, der Informationen über den Teekessel 26, den Kochtopf 28 oder das Messer 30 bereitstellt. Wie nachstehend erörtert, kann der Rückstreuknoten 20 eine Rückstreusendung senden, die diese Sensordaten umfasst.
Wenn man sich nun 3 und 5 zuwendet, wird die Rückstreuschaltung 76 beschrieben. 5 stellt ein Funktionsblockdiagramm eines nicht begrenzenden Beispiels der Rückstreuschaltung 76 dar und 3 stellt ein Beispiel einer nicht begrenzenden Anordnung von Komponenten der Schaltung dar. 5 stellt z. B. dar, dass die Controller-Schaltung 74 mit einer Kommunikationsschnittstellenfunktion 114 (der Rückstreuschaltung 76) und einer Takterzeugungsfunktion 116 gekoppelt sein kann. Sowohl die Kommunikationsschnittstellen- als auch die Takterzeugungsfunktion 114, 116 können eine Eingabe in eine Paketerzeugungsfunktion 118 bereitstellen und die Paketerzeugungsfunktion 118 kann Nachrichtendaten an eine Basisbandmodulationsfunktion 120 ausgeben (die die Nachrichtendaten moduliert und auch eine bilaterale Kommunikation mit der Kommunikationsschnittstellenfunkton 114 aufzeigt). Schließlich kann die Basisbandmodulationsfunktion 120 ein Rückstreusignal an die Antennenschaltung 70 ausgeben. Jede der Funktionen 114-120 kann eine elektronische Hardware verwenden; in einigen Beispielen kann ebenso eine Software verwendet werden.
3 stellt dar, dass die Takterzeugungsfunktion 116 als Takt 122 (z. B. 12 Megahertz (MHz)) verkörpert sein kann, der mit der Controller-Schaltung 74 gekoppelt ist; der Takt 122 kann ein Taktsignal für andere Funktionen des Rückstreuknotens 20 bereitstellen (ferner ist 12 MHz lediglich ein Beispiel). Die Kommunikationsschnittstellen-, die Paketerzeugungs- und die Basisbandmodulationsfunktion 114, 118, 120 können unter Verwendung eines Prozessors 124 ausgeführt werden - z.B. als anwenderprogrammierbares Verknüpfungsfeld (z. B. FPGA 124) verkörpert. Z. B. kann das FPGA 124 dazu konfiguriert sein, ein gültiges Paket (z. B. ein BLEcodiertes oder uncodiertes Bitübertragungsschichtpaket (PHY-Paket) auf der Basis eines BLE-Standards, ein codiertes oder uncodiertes Paket gemäß einem anderen Protokoll oder dergleichen) zu erzeugen. In mindestens einem Beispiel umfassen die Paketdaten des gültigen Pakets Sensordaten vom Sensor S. Ferner kann das FPGA 124 eine modulierte Wellenform (wie z. B. eine modulierte Frequenzumtastwellenform (FSK-Wellenform)) auf der Basis der Bits des gültigen Pakets erzeugen. Das FPGA 124 kann beispielsweise eine Ausgabe des Takts 122 in zwei verschiedene Zahlen 126, 128 dividieren, so dass die Frequenztrennung die BLE-Standardanforderungen erfüllt. Gemäß einem nicht begrenzenden Beispiel ist die Zahl 126 12 (z. B. Takt + 12) und die Zahl 128 ist ¾ (z. B. Takt + ¾). Die Zahlen 126, 128 können sich auf der Basis der Protokollimplementierung unterscheiden.
Im Betrieb werden der Sender 12, der Empfänger 14 und der (die) Knoten 20 wünschenswerterweise in Frequenz und Zeit ausgerichtet. Der Sender 12 kann beispielsweise ein HF-Signal (z. B. ein Erregungssignal) mit einer Mittenfrequenz (ƒ_TX) emittieren, der (die) Knoten 20 kann (können) das Erregungssignal unter Verwendung einer an die Sendung angepassten Impedanz empfangen, der (die) Knoten 20 kann (können) eine Rückstreukommunikation bestimmen, der (die) Knoten kann (können) die Rückstreukommunikation unter Verwendung des Umschaltkreises 82 (Änderung auf eine unterschiedliche Impedanz) und durch Senden mit einer Rückstreumittenfrequenz (ƒ_bs) senden und der Empfänger 14 kann sowohl das HF-Signal als auch die Rückstreukommunikation (z. B. das Rückstreusignal) mit der Frequenz (ƒ_TX±ƒ_bs) empfangen.
Die Prozesse, die folgen, können separat oder in irgendeiner Kombination miteinander verwendet werden. 6 stellt einen Prozess 600 (mit Blöcken 605-645) und einen Prozess 600' (mit Blöcken 605-680) dar, und durch die der Knoten 20 auf die Sendung des Senders 12 ausgerichtet werden kann - nämlich z. B. ein Einzelausrichtungsmodus und ein periodischer Ausrichtungsmodus. Im Prozess 600, der sich im Einzelausrichtungsmodus befinden soll, können der Sender 12 und der Empfänger 14 (in den Blöcken 605, 610) Kommunikationseinstellungen austauschen (z. B. kann der Sender 12 Einstellungen senden und der Empfänger 14 kann bestätigen). Diese Einstellungen können mehrere Verbindungsparameter (z. B. auch hier als Rückstreuparameter oder Sendeparameter bezeichnet) umfassen. Nicht begrenzende Beispiele dieser Verbindungsparameter umfassen: eine von mehreren Hochfrequenzerregungsfrequenzen (HF-Erregungsfrequenzen) (z. B. in einer BLE-Konfiguration eine von 75 Erregungsfrequenzen (z. B. auch als Kanäle bezeichnet)) (z. B. ƒ_TX), eine entsprechende HF-Erregungsleistung, eine entsprechende Modulationsmittenfrequenz des Rückstreuknotens (z. B. ƒ_bs) (dies kann ein einzelnes Seitenband (SSB) der Erregungsfrequenz sein; folglich kann ƒ_bs von ƒ_TX abhängen), ein Aufweckquellenidentifizierer (z. B. ein Identifizierer, der angibt, welcher des Senders 12 oder Empfängers 14 im Sendemodus arbeitet), ein Rückstreusendeverzögerungsintervall, eine Senderantennenauswahl (z. B. ein Identifizierer, der angibt, welche von mehreren Antennen 44a, 44b durch den Sender 12 verwendet wird), eine Empfängerantennenauswahl (z. B. ein Identifizierer, der angibt, welche von mehreren Antennen 58a, 58b durch den Empfänger 14 verwendet wird), und eine Rückstreuknotenantenne (z. B. ein Identifizierer der Antenne 80). Danach (in den Blöcken 615, 620) können der Sender 12 und/oder Empfänger 14 ein optionales HF-Signal bereitstellen, um den Knoten 20 aufzuwecken - z. B. wie vorstehend beschrieben, kann dies eine vordefinierte Wellenform umfassen (z. B. eine vordefinierte Reihe mit 0-en und 1-en - z.B. formatiert als Amplituden- oder Frequenzmodulation oder dergleichen). In Reaktion kann der Knoten 20 die vordefinierte Wellenform detektieren - z. B. ungeachtet dessen, ob das HF-Signal relativ schwach oder relativ stark ist, wie vorstehend erörtert, und in Reaktion auf die Detektion kann der Knoten 20 von einem leistungsarmen Modus in einen aktiven Modus (z. B. unter Verwendung von höherer Leistung) wechseln (Block 625). Insbesondere kann der Knoten 20 eine vorbestimmte Dauer (T_pause) vor dem Umschalten vom leistungsarmen Modus auf den aktiven Modus pausieren (630). Nach der Dauer (T_pause) (im Block 635) kann der Sender 12 ein HF-Signal unter Verwendung der Frequenz (ƒ_TX) zum Empfänger 14 senden, das - aufgrund der Nähe des Knotens 20 - drahtlos den Knoten 20 erregt, was bewirkt, dass er eine Rückstreukommunikation sendet (Block 640) (z. B. mit der Frequenz ƒ_bs). In einigen Beispielen kann der Block 640 ferner die vordefinierte Wellenform (z. B. in einer Kopfdatei) umfassen, so dass der Knoten 20 wissen kann, eine Rückstreukommunikation zu senden (dieser zusätzliche Empfang der vordefinierten Wellenform ist jedoch nicht erforderlich). Die Rückstreukommunikation (z. B. mit Paketdaten) vom Knoten 20 kann durch den Empfänger 14 empfangen werden (Block 645) - z. B. zusammen mit dem HF-Signal vom Sender 12 - folglich kann der Empfänger 14 z. B. ƒ_TX±ƒ_bs., empfangen. Dieser Prozess der Einzelausrichtung kann danach enden. Oder in einigen Beispielen kann der Prozess 600 erneut wiederholt werden.
Im Prozess 600' können der periodische Ausrichtungsmodus, der Sender 12, der Empfänger 14 und der Knoten 20 ebenso die Blöcke 605-645 ausführen. Folglich wird eine erneute Beschreibung dieser Blöcke nachstehend nicht dargelegt.
Im Prozess 600' kann eine vorbestimmte Dauer (T_period) (650) dem Block 645 folgen. Insbesondere kann der Prozess 600' einen Block 655 (Erregung vom Sender 12 senden), gefolgt von einem Block 660 (Rückstreukommunikation vom Knoten 20), gefolgt von einem Block 665 (Empfänger 14 empfängt Kommunikation vom Knoten 20), gefolgt von einer anderen Dauer T_period (670) umfassen - wobei die Blöcke 655, 660 und 665 zu den Blöcken 635, 640 bzw. 645 ähnlich oder identisch sein können. 6 stellt dar, dass irgendeine geeignete Größe von Iterationen periodisch stattfinden kann (z. B. ähnlich zu den Blöcken 655-670 - z. B. einschließlich einer Endsequenz des Blocks 675, Blocks 680 und Blocks 685, wobei die Blöcke 675-685 zu den Blöcken 635-645 jeweils ähnlich oder identisch sein können.
Wenn man sich nun 7 zuwendet, ist ein Prozess 700 dargestellt, der einen Überblick über die Aktualisierung eines Satzes von Verbindungsparametern unter Verwendung einer geschlossenen Steuerschleife bereitstellt. Der Prozess beginnt damit, dass der Prozessor 60 (des Empfängers 14) eine Kommunikationsanforderung stellt (Block 702). Die Anforderung kann einen eindeutigen Identifizierer des Knotens 20, eine Mittenfrequenz eines HF-Signals im Sendemodus, eine HF-Erregungsleistung, eine durch den Knoten 20 zu verwendende Modulationsmittenfrequenz, einen Identifizierer der Aufweckquelle (z. B. dass der Sender 12 die Quelle sein kann (oder der Empfänger 14 die Quelle sein kann - welcher auch immer näher am Knoten 20 liegt)), eine ausgewählte Antenne des Senders 12 (z. B. eine von 44a, 44b), eine ausgewählte Antenne des Empfängers 14 (z. B. eine von 58a, 58b) und die Antenne 80 des Knotens 20 umfassen. Auf der Basis der Anforderung kann der Prozessor 60 einen Satz von Verbindungsparametern bestimmen (Block 704). Der Empfänger 14 kann dann diese aktuellen Verbindungsparameter mit dem Sender 12 teilen (Block 706) und der Sender 12 empfängt diese Verbindungsparameter (Block 708). Als nächstes kann der Empfänger 14 in einen wachen Zustand und/oder einen Wartezustand eintreten (Block 710) und der Sender 12 kann den Eintritt in einen wachen Zustand und/oder einen Wartezustand senden (Block 712). [Es ist zu beachten: wenn z. B. der Sender 12 das Wachsignal sendet, dann sich der Empfänger 14 im Wartezustand befindet; und umgekehrt]. Beim Empfang kann der Knoten 20 eine Musterdetektion ausführen, um zu bestimmen, ob eine vordefinierte Wellenform in einem Hochfrequenzsignal vorhanden ist - z. B. sobald das HF-Signal extrahiert wird (wie vorher erörtert) (Block 714). Der Block 714 kann ferner das Bestimmen einer Empfangssignalstärke des Hochfrequenzsignals (z. B. eines Aufwecksignals) umfassen. 7 stellt auch dar, dass eine vorbestimmte Dauer (T_pause) folgen kann (716). Es sollte erkannt werden, dass ein Satz von Verbindungsparametern, die zum Knoten 20 geliefert werden (durch den Sender 12 oder Empfänger 14), sich in einer Aufwecknachricht oder in einer anderen Nachricht befinden kann. Welcher Satz von Verbindungsparametern zu verwenden ist, kann ferner zum Knoten 20 über einen Identifizierer (z. B. einen von mehreren Identifizierern, wobei jeder der mehreren vordefiniert ist, so dass er Sätzen von Verbindungsparametern entspricht) kommuniziert werden.
Nach 716 können aufeinander folgende Zyklen 720 stattfinden. Jeder Zyklus 720 kann ähnlich oder identisch sein; daher wird nur einer im Einzelnen erläutert. Es sollte erkannt werden, dass, obwohl die Schritte/Blöcke in den Zyklen 720 ähnlich sein können, die durch den Sender 12 und/oder Knoten 20 gesendeten Daten mit jedem Zyklus 720 variieren können. Wie nachstehend weiter erläutert, können sich ferner gemäß einer Richtlinienausführung (z. B. am Empfänger 14) die Sätze von Verbindungsparametern unterscheiden.
Der Zyklus 720 kann 722-730 umfassen, wobei eine Zeitdauer für jeden Zyklus 720 in der Figur als Rückstreuperiode definiert ist. Der Zyklus 720 kann mit dem Block 722 beginnen, wobei der Sender 12 ein HF-Signal, das als HF-Erregung wirkt, zum Knoten 20 sendet. Der Knoten 20 kann eine Rückstreukommunikation (z. B. ein Rückstreu-HF-Signal) unter Verwendung des Satzes von Verbindungsparametern, die im Block 712 gesendet werden, erzeugen (Block 724) und diese Rückstreukommunikation kann durch den Empfänger 14 empfangen werden (Block 726). Der Boock 726 kann ferner das Bestimmen einer Empfangssignalstärke der Rückstreukommunikation umfassen. 7 stellt dar, dass die Rückstreukommunikation Schutzintervalle auf beiden Seiten der Rückstreusendung verwenden kann (z. B. um Paketkollisionen zu vermeiden). Im Block 730, der folgen kann, können Rückstreukommunikationsergebnisse mit dem Prozessor 60 geteilt werden, der diese Ergebnisse auswerten kann (Block 732). Wie nachstehend weiter beschrieben wird, können aktualisierte Sätze von Verbindungsparametern (Block 734) durch den Prozessor 60 bestimmt und in einer zukünftigen Kommunikationsanforderung (z. B. wie Block 702) verwendet werden. Ein anschließender Zyklus 720 kann nach dem Block 730 beginnen - z. B. nach der Rückstreuperiode. Wie nachstehend erörtert, können sich einer oder mehrere der Verbindungsparameter im aktualisierten Satz von Verbindungsparametern von den vorher durch den Sender 12 verwendeten unterscheiden.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess 800 (der durch den Prozessor 60 des Empfängers 14 ausführbar sein kann) unter Verwendung einer intelligenten Richtlinie (Block 810) und einer Erkundungsrichtlinie (Block 820) darstellt. Die intelligente Richtlinie (Block 810) kann einen oder mehrere Sätze von Verbindungsparametern mit einer relativ hohen Chance einer erfolgreichen Rückstreukommunikation durch Analysieren einer Rückstreukommunikationsgeschichte und von Rückstreukommunikationsergebnissen (erfolgreich oder nicht erfolgreich) auswählen - z. B. mit Bezug auf die Verwendung der Sätze von Verbindungsparametern. Eine Kreuzentropiemethode kann durch den Prozessor 60 bestimmt werden, wobei eine Wahrscheinlichkeit eines Erfolgs für jeden Satz von Verbindungsparametern gespeichert wird. Wahrscheinlichkeiten können nach jedem Kommunikationsversuch unter Verwendung von Gleichung (1) aktualisiert werden. $P r o b_{n e x t} = P r o b_{p r e v i o u s} * k + c o m m_{s c o r e} * (1 - k),$
wobei sich Prob_next auf eine von einer ersten Wahrscheinlichkeit einer (nächsten) erfolgreichen Kommunikation unter Verwendung eines (nächsten Satzes von Verbindungsparametern) und auf der Basis einer zweiten Wahrscheinlichkeit einer (vorherigen) erfolgreichen Kommunikation bezieht, k sich auf einen vorbestimmten Glättungsfaktor bezieht, Prob_previous sich auf die zweite Wahrscheinlichkeit einer (vorherigen) erfolgreichen Kommunikation bezieht, die einen vorherigen Satz von Verbindungsparametern verwendet hat (die anders waren als der nächste Satz von Verbindungsparametern), und comm_score sich auf eine Kommunikationsbewertung einer vorherigen Kommunikation bezieht.
Zahlreiche Wahrscheinlichkeitswerte können bestimmt werden - z. B. entsprechend zahlreichen Sätzen von Verbindungsparametern. Gemäß einem nicht begrenzenden Beispiel könnten Hunderte von Sätzen von Verbindungsparametern im System 10 verwendet werden. Beispielsweise mit Fortsetzung des obigen Beispiels könnten 600 Sätze von Verbindungsparametern verwendet werden - wobei z. B. eine von fünfundsiebzig (75) verschiedenen Erregungsfrequenzen für das HF-Signal verwendet werden kann (z. B. ƒ_TX), ein HF-Erregungsleistungswert verwendet werden kann, eine Modulationsmittenfrequenz des Rückstreuknotens (z. B. fbs) verwendet werden kann, einer von zwei Aufweckquellenidentifizierern verwendet werden kann, eine von zwei verschiedenen Senderantennen 44a, 44b verwendet werden kann, eine von zwei verschiedenen Empfängerantennen 58a, 58b verwendet werden kann, und eine Rückstreuknotenantenne verwendet werden kann. Z. B. 600 = 75 * 1 * 1 * 2 * 2 * 2 * 1.
Die Erkundungsrichtlinie (Block 820) kann einen oder mehrere Sätze von Verbindungsparametern bestimmen, die eine hohe Chance einer erfolgreichen Kommunikation aufweisen könnten, während eine gewisse Zufälligkeit im Auswahlprozess verwendet wird. Dies wird nachstehend weiter im Prozess 900 erörtert.
Gemäß dem Prozess 800 wählt der Prozessor 60 eine Richtlinie zur Ausführung aus (Block 830) - z.B. entweder eine intelligente Richtlinie 810 oder Erkundungsrichtlinie 820 - beeinflusst durch eine Vertrauensvorhersage (Block 850), wobei die Vertrauensvorhersage auf einer erfolgreichen Kommunikation des Knotens 20 basiert. Die Auswahl des Blocks 830 kann einen nächsten Satz von Verbindungsparametern auswählen - z. B. für eine anschließende Rückstreukommunikation. Dieser Auswahlprozess kann nach jedem Paket oder nach jeweils N Paketen (wobei z. B. N eine vorbestimmte Größe ist), nach jeweils T Sekunden (wobei z. B. T eine vorbestimmte Größe ist), oder wenn die Leistungsindikatoren (z. B. ein Erfolgsraten-Faktor, wie nachstehend erörtert) einen vorbestimmten Schwellenwert TH überholen, iterieren.
Auf der Basis der ausgewählten Richtlinie wählt der Prozessor 60 einen Satz von Verbindungsparametern (wie z. B. die im Block 734 im Prozess 700 ausgewählten) aus und der Sender 12, der Empfänger 14 und der Knoten 20 verwenden diese Verbindungsparameter in ihrer unmittelbaren Umgebung (Block 840). Es sollte erkannt werden, dass in drahtlosen Kurzstreckenkommunikationsimplementierungen geringfügige Änderungen in den Umgebungen sich auf den Rückstreukommunikationserfolg und/oder die Rückstreukommunikationsqualität auswirken können. Beispielsweise kann in Anbetracht der in 1 gezeigten Küchenimplementierung, wenn ein nahegelegenes Fenster oder eine nahegelegene Tür (nicht gezeigt) geöffnet werden sollte, das durch den Sender 12 gesendete HF-Signal bei der Ankunft am Knoten 20 schwächer sein, die Signalqualität der Rückstreukommunikation vom Knoten 20 kann bei der Ankunft am Empfänger 14 schwächer sein, usw. In anderen Beispielen kann das am Knoten 20 empfangene HF-Signal stärker werden. Andere Faktoren können sich auf die Umgebung auswirken - nicht begrenzende Beispiele umfassen: Personen, die sich innerhalb eines Raums/in der Nähe des Senders 12, Empfängers 14 und/oder der Knoten 20 bewegen, HF-Interferenz von anderen Vorrichtungen, Gerätetüren, die sich öffnen oder schließen, Raumtüren, die sich öffnen oder schließen, usw. Der Prozessor 60 kann Ergebnisse der Kommunikation (z. B. einschließlich Rückstreukommunikationserfolg oder Rückstreukommunikationsfehlschlag, wie nachstehend erörtert) auswerten und danach die Vertrauensvorhersage bestimmen (Block 850). Der Block 850 kann das Abschätzen einer Wahrscheinlichkeit des Erfolgs für eine anschließende Rückstreukommunikation auf der Basis der Geschichte von ausgewählten Sätzen von Verbindungsparametern und Ergebnissen (erfolgreich oder erfolglos) umfassen. Danach kann sich der Prozess 800 wiederholen. Wie in 8 gezeigt, kann ein Schleifenrücklauf zur Erkundungsrichtlinie (Block 820) optional sein.
9 stellt eine Ausführungsform des in 8 gezeigten Prozesses 800 dar, wobei der Block 970 eine Ausführungsform des Blocks 830 ist, wobei der Block 960 eine Ausführungsform des Blocks 820 ist, wobei die Blöcke 910-950 eine Ausführungsform des Blocks 810 sind, wobei der Block 990 eine Ausführungsform des Blocks 850 ist und wobei der Block 980 eine Ausführungsform des Blocks 840 ist. Folglich stellt 9 ein Ablaufdiagramm dar, das einen Prozess 900 zum Aktualisieren des Satzes von Verbindungsparametern unter Verwendung der intelligenten Richtlinie und der Erkundungsrichtlinie darstellt. Der Prozess 900 kann die Verbindungsparameter optimieren, die bei der Rückstreukommunikation verwendet werden - d. h. Verbindungsparameter mit einer höchsten Erfolgswahrscheinlichkeit bestimmen. Außerdem kann der Prozess 900 eine geringe Ansprechzeit aufweisen. Der Prozess 900 kann wiederholt werden - da sich die Betriebsumgebung des Systems 10 ändern kann, wie vorstehend erörtert. Der Prozess 900 kann unter Verwendung von mehreren Knoten 20 ausgeführt werden; da sich jedoch jeder Knoten 20 ähnlich verhalten kann, wird nur ein Knoten 20 beschrieben.
Der Prozess 900 kann mit dem Block 910 beginnen - nachdem der Sender 12 ein HF-Signal zu den Knoten 20 sendet und die Knoten jeweilige Rückstreukommunikationen zum Empfänger 14 liefern. Im Block 910 kann der Prozessor 60 (des Empfängers 14) eine Rückstreubewertung für eine Rückstreukommunikation unter Verwendung von Gleichung (2) auswerten. Die Rückstreubewertung kann Kanäle mit hoher Interferenz durch Zuweisen einer Bewertung von null (0) zu fehlgeschlagenen Kommunikationen verhindern und Kanäle mit höherer Toleranz gegenüber Verbindungsempfindlichkeiten empfangen eine höhere Bewertung auf der Basis von sowohl Aufweck- als auch Rückstreukommunikationen. $\begin{array}{l} R ü c k s t r e u b e w e r t u n g (s c o r e_{b s}) = \\ {\begin{matrix} \sqrt{r S S_{w a k e} * r S S_{b s})}, f a l l s d a s P a k e t e m p f a g e n w i r d \\ 0, a n s o n s t e n \end{matrix}, \end{array}$
wobei rss_wake eine Empfangssignalstärke am Knoten 20 sein kann (z. B. vorstehend beschriebener Block 714), wobei rss_bs eine Empfangssignalstärke am Empfänger 14 der Rückstreukommunikation minus Empfindlichkeit sein kann (z. B. vorstehend beschriebener Block 726).
Andere Beispiele der Gleichung (2) existieren auch. rss_wake könnte beispielsweise eine Empfangssignalstärke eines gesendeten Pakets, das am Knoten 20 empfangen wird, anstelle einer Signalstärke eines Aufwecksignals sein.
Wie vorstehend erörtert, kann eine relativ große Menge von Sätzen von Verbindungsparametern verwendet werden (z. B. i = 600 verschiedene Sätze in einem Beispiel) und diese Sätze können im Arbeitsspeicher 62 gespeichert werden. Der Block 920 kann folgen, wobei eine Vektorbewertung (S_i) [für alle i] auf der Basis des vorherigen Rückstreukommunikationsereignisses (auf der Basis S_prev) berechnet werden kann, wie in Gleichung (3) gezeigt. $S_{(i)} = S_{p r e v} * α + s c o r e_{b s} * (1 - α),$
wobei α ein Glättungsfaktor ist.
Für score_bs kann der Wert von Gleichung (2) verwendet werden. Der Glättungsfaktor (α) kann eine vorbestimmte Konstante sein - die z. B. erfordern kann, dass 20-30 Pakete fallen gelassen werden, um eine Bewertung um 50 % zu verringern (z. B. wenn α = 0,70). Gemäß mindestens einem Beispiel können zwei Glättungsfaktoren verwendet werden, wie im Block 930 gezeigt - z. B. mehrere Kombinationen 930a von Sätzen von Verbindungsparametern (z. B. 600 Kombinationen) unter Verwendung eines ersten alpha und anderen mehreren Kombinationen 930b von Sätzen von Verbindungsparametern (z. B. 600 verschiedene Kombinationen) unter Verwendung eines zweiten alpha (wiederum sind Größen von 600 lediglich ein Beispiel; andere Größen können stattdessen verwendet werden).
Die Verwendung von Gleichung (2) und ein größerer Glättungsfaktor können besser für vorübergehende Kanalvariationen geeignet sein (wie z. B. wenn eine Person einen Raum betritt und verlässt), wohingegen die Verwendung von Gleichung (2) mit einem kleineren Glättungsfaktor für längerfristige Kanalvariationen besser geeignet sein kann (wie z. B. wenn die Person den Raum betritt und sich hinsetzt).
Im Block 940 kann der Prozessor 60 einen der Sätze von Verbindungsparametern auf der Basis dessen auswählen, welcher der Sätze eine höchste Bewertung aufweist. Der Prozessor 60 kann beispielsweise einen Satz von Verbindungsparametern aus den mehreren 930a, 930b bestimmen, der eine höchste Vektorbewertung umfasst.
Im optionalen Block 950 kann der Prozessor 60 den Satz von Verbindungsparametern (z. B. eine erste Option; ausgewählt im Block 940) auf Kompatibilität mit durch die Regierung regulierten Vorgaben validieren - z. B. ob eine maximale Leistungsausgabe innerhalb der Frequenzsprungvorgaben liegt. Ein nicht begrenzendes Beispiel sind Vorgaben der Federal Communications Commission (FCC). Wenn der ausgewählte Satz von Verbindungsparametern versagt (z. B. wenn S_(i) versagt), dann kann der Prozess 900 zum Block 940 in einer Schleife zurücklaufen und der Prozessor 60 kann einen anderen Satz von Verbindungsparametern (z. B. eine zweite Option) mit einer nächsthöchsten Bewertung auswählen (z. B. aus den mehreren 930a, 930b). Ein genehmigter Satz von Verbindungsparametern, der gemäß Regierungsregulierungen geeignet ist, wird zum Block 970 weitergeleitet/durch diesen ausgewertet, wie nachstehend erörtert.
Im Block 960 kann der Prozessor 60 zufällig einen Satz von Verbindungsparametern aus mehreren Sätzen von Verbindungsparametern auswählen, die vorher als geeignet bestimmt wurden und im Arbeitsspeicher 62 gespeichert wurden. Gemäß einem Beispiel kann dies ein Satz von Verbindungsparametern aus den mehreren 930a, 930b sein; dies ist jedoch nicht erforderlich. Es sollte erkannt werden, dass der zufällig ausgewählte Satz von Verbindungsparametern eine Recheneffizienz zum Optimieren der Leistung des Systems 10 verbessern kann - z. B. da eine Iteration nur eines Satzes von Verbindungsparametern der mehreren 930a, 930b in einigen Beispielen zeitintensiver sein kann. Der zufällig ausgewählte Satz von Verbindungsparametern wird ebenso zum Block 970 weitergeleitet/durch diesen ausgewertet.
Im Block 970 wird die Erkundungsrichtlinie oder die intelligente Richtlinie durch den Prozessor 60 ausgeführt, wobei der Prozessor 60 einen der zwei Sätze von Verbindungsparametern auswählt - z. B. entweder den über den Block 950 bereitgestellten Satz oder den über den Block 960 bereitgestellten Satz. Diese Auswahl wird durch einen Erfolgsraten-Faktor und eine Wahrscheinlichkeit X beeinflusst, die im Block 990 berechnet wird und nachstehend beschrieben wird. Wenn die Wahrscheinlichkeit X über einem Schwellenwert (z. B. > 50%) liegt, dann kann der Prozessor 60 den Satz von Verbindungsparametern des Blocks 950 auswählen, und wenn die Wahrscheinlichkeit X geringer ist als ein Schwellenwert (z. B. ≤ 50%), dann kann der Prozessor 60 den Satz von Verbindungsparametern des Blocks 960 auswählen.
Im Block 980 verwendet der Prozessor 60 den Satz von Verbindungsparametern, die im Block 970 ausgewählt werden, bei der Rückstreukommunikation. Ein Beispiel ist in 7 dargelegt.
Im Block 990 kann der Prozessor 60 einen Erfolgsraten-Faktor berechnen und/oder aktualisieren, den Erfolg verwenden, um einen Wahrscheinlichkeitswert (X) zu bestimmen, und diesen Wahrscheinlichkeitswert (X) zum Block 970 liefern. Die Gleichungen (4) und (5) sind Beispiele von Techniken zum Bestimmen der Erfolgsrate und von X. $E r f o l g s r a t e = (1 - a) * (1 - b) * (1 - c),$
wobei α eine Paketfehlerrate zwischen dem Sender 12 und dem Empfänger 14 ist, wobei b eine Paketfehlerrate des Knotens 20 ist, der in Reaktion auf das Aufwecksignal aufwacht (das z. B. die vordefinierte Wellenform umfasst), und wobei c eine Paketfehlerrate der Rückstreukommunikation zwischen dem Knoten 20 und dem Empfänger 14 ist. $X = 1 - tanh (3 * E r f o l g s r a t e) / tanh (3) .$
Nach dem Block 990 kann sich der Prozess 900 wiederholen (z. B. in einer Schleife zum Block 910 zurücklaufen).
Vorstehend wurde der Prozess 900 durch den Empfänger 14 ausgeführt. In anderen Ausführungsformen und wie vorstehend erörtert, könnte der Prozess 900 stattdessen durch den Sender 12 ausgeführt werden (z. B. über den Prozessor 46 anstelle des Prozessors 60) - und unter Verwendung des Arbeitsspeichers 48 anstelle des Arbeitsspeichers 62.
Andere Ausführungsformen sind möglich. Eine Kanalzuteilungsimplementierung zwischen Rückstreuknoten 20 kann beispielsweise durch Ermöglichen, dass Rückstreuknoten explizit den Rückstreufrequenzkanal auswählen (z. B. einen auswählbaren Rückstreukanalmodus), verwendet werden. Der Kanal kann während der Vorrichtungsinitialisierungsphase durch einen entsprechenden Sender 12 oder Empfänger 14 bestimmt werden. Der Kanal kann auch explizit durch den Benutzer durch Drücken einer Taste am Rückstreukennzeichen ausgewählt werden. In diesem Fall umfasst der Block 122 in 3 geeignete Takte (z. B. 12 MHz für eine Mittenfrequenzverschiebung von 3,5 MHz; 20 MHz für eine Mittenfrequenzverschiebung von 4,5 MHz) oder einen programmierbaren Takt.
Außerdem kann der Kanal auch unter Verwendung einer Hardware-Konstruktion fest sein (in diesem Fall reflektieren verschiedene Rückstreuknoten 20 an verschiedenen Kanälen). In einer solchen Netzarchitektur ist ein explizites Aufwecksignal vom Sender 12 oder Empfänger 14 nicht erforderlich (wie vorstehend erörtert), um den jeweiligen Rückstreuknoten 20 aufzuwecken. Alle Rückstreuknoten 20 können gleichzeitig senden und der entsprechende Empfänger 14 kann durch Auswählen des geeigneten Empfangskanals in Abhängigkeit davon, welchen Rückstreuknoten er abhören will, empfangen. Obwohl dieses Beispiel energieineffizient ist (z. B. mit einem einzelnen Empfänger 14), ist die Lösung effizienter, wenn mehrere Rückstreuempfängerpaare im System vorhanden sind, da ein einzelner Sender (wie z. B. der Sender 12) potentiell verwendet werden kann, um das Erregungssignal zu erzeugen. In diesem Fall ist die Aufweckschaltung 72 (3) am Rückstreukennzeichen nicht erforderlich. Im Kommunikationszyklus ist auch die Aufweckprozedur dann nicht erforderlich, die die Blöcke 615, 620, 625 (in 6 gezeigt) und den Block 710, 712, 714 (in 7 gezeigt) umfasst.
Andere Ausführungsformen sind möglich. Eine Kanalzuteilungsimplementierung zwischen den Rückstreuknoten 20 kann beispielsweise durch Ermöglichen, dass Rückstreuknoten das rückgestreute Paket mit einer vorbestimmten Verzögerung nach dem Empfangen des Erregungssignals senden, verwendet werden. Die jeweilige Verzögerung für jeden Knoten 20 kann während der Vorrichtungsinitialisierungsphase durch einen entsprechenden Sender (12 oder Empfänger 14) bestimmt werden. Die Verzögerung kann auch explizit durch den Benutzer durch Drücken einer Taste am Rückstreuknoten 20 ausgewählt werden. In einer solchen Netzarchitektur ist ein explizites Aufwecksignal vom Sender 12 oder Empfänger 14 nicht erforderlich, um den Rückstreuknoten 20 aufzuwecken. Alle Rückstreuknoten 20 senden mit ihren vorbestimmten Zeitverzögerungen nach dem Empfangen des Erregungssignals. In diesem Fall ist die Aufweckschaltung 72 (3) nicht am Rückstreuknoten 20 erforderlich. Im Kommunikationszyklus ist dann die Aufweckprozedur auch nicht erforderlich, die die Blöcke 615, 620, 625 (in 6 gezeigt) und den Block 710, 712, 714 (in 7 gezeigt) umfasst.
Andere Ausführungsformen sind möglich. Die Aufweckschaltung 72 in 3 kann beispielsweise nur eine Hüllkurvendetektionsschaltung 90 ohne Musterkorrelator 92 und Decodierer 94 umfassen. In einem solchen System kann ein Rückstreuknoten nur aufwachen, wenn er sich in einer gewünschten Nähe zu einer jeweiligen Aufweckquelle (wie z. B. Sender 12 oder Empfänger 14) befindet. In einem solchen Fall ist die Kanalzuteilung wie unmittelbar vorstehend beschrieben (z. B. gemäß der beispielhaften Kanalzuteilungsimplementierung). Der in 6 dargestellte Kommunikationszyklus kann unbeeinflusst bleiben. In 7 umfasst die Musterdetektion 714 nur die Aufweckdetektion.
Irgendeiner der vorstehend angeführten Prozesse kann bei anderen Ausführungsformen des Systems 10 ebenso verwendet werden. 10-12 stellen einige zusätzliche nicht begrenzende Beispiele dar.
10 stellt ein Rückstreukommunikationssystem 10' dar, das einen digitalen Arbeitsplattenroboter, der einen TRX1 umfasst (der z. B. mit einem Benutzer in einer Heim-, kommerziellen oder industriellen Umgebung zusammenwirken kann), einen Sender/Empfänger TRX2 (z. B. an einer anderen Vorrichtung (nicht gezeigt) angeordnet) und mehrere Vorrichtungen des Internets der Dinge (IoT) (z. B. einen Gaskamin IoT1, eine Tür IoT2 und ein Fenster IoT3), die jeweils einen Rückstreuknoten 20 umfassen, umfassen kann. Wie vorstehend erörtert, können der Roboter TRX1 und der Sender/Empfänger TRX2 ein Sender, ein Empfänger oder eine Kombination davon sein. Das System 10' kann mit den Knoten 20 von IoT-Vorrichtungen IoT1, IoT2, IoT3 gemäß irgendeiner vorstehend mit Bezug auf das System 10 beschriebenen Ausführungsform zusammenwirken. Das System 10' kann ein verbundenes Heim oder einen verbundenen Arbeitsbereich erleichtern.
11 stellt ein Rückstreukommunikationssystem 10" dar, das eine mobile Vorrichtung, die einen TRX1' umfasst (die z. B. mit einem Benutzer in einer Heim-, kommerziellen oder industriellen Umgebung zusammenwirken kann), einen Sender/Empfänger TRX2' (z. B. an einer anderen Vorrichtung (nicht gezeigt) angeordnet) und mehrere Vorrichtungen des Internets der Dinge (IoT) (z. B. einen Gaskamin IoT1', eine Tür IoT2' und ein Fenster IoT3'), die jeweils einen Rückstreuknoten 20 umfassen, umfassen kann. Wie vorstehend erörtert, können die mobile Vorrichtung TRX1' und der Sender/Empfänger TRX2' ein Sender, ein Empfänger oder eine Kombination davon sein. Das System 10" kann mit den Knoten 20 von IoT-Vorrichtungen IoT1', IoT2', IoT3' gemäß irgendeiner vorstehend mit Bezug auf das System 10 beschriebenen Ausführungsform zusammenwirken. Das System 10" kann ein verbundenes Heim oder einen verbundenen Arbeitsbereich erleichtern.
12 stellt ein Rückstreukommunikationssystem 10''' dar, das ein Elektrowerkzeug, das einen TRX1'' umfasst (das z.B. mit einem Benutzer in einer Heim-, kommerziellen oder industriellen Umgebung zusammenwirken kann), einen Sender/Empfänger TRX2''; (z. B. an einer anderen Vorrichtung (nicht gezeigt) angeordnet) und mehrere Vorrichtungen des Internets der Dinge (IoT) (z. B. ein Handwerkzeug IoT1'', ein Handwerkzeug IoT2'' und ein Handwerkzeug IoT3''), die jeweils einen Rückstreuknoten 20 umfassen, umfassen kann. Wie vorstehend erörtert, können das Elektrowerkzeug TRX1'' und der Sender/Empfänger TRX2'' ein Sender, ein Empfänger oder eine Kombination davon sein. Das System 10''' kann mit den Knoten 20 von IoT-Vorrichtungen IoT1'', IoT2'', IoT3'' gemäß irgendeiner vorstehend mit Bezug auf das System 10 beschriebenen Ausführungsform zusammenwirken. Das System 10''' kann ein verbundenes Heim oder einen verbundenen Arbeitsbereich erleichtern.
Folglich wurde ein Rückstreukommunikationssystem mit einem Sender, einem Empfänger und einem oder mehreren Rückstreuknoten beschrieben. Gemäß einer Ausführungsform kann das System dazu konfiguriert sein, eine intelligente Richtlinie, eine Erkundungsrichtlinie oder beide zu verwenden, wobei die Richtlinie(n) einen Satz von Verbindungsparametern bestimmt (bestimmen), die bei der Rückstreukommunikation verwendet werden sollen. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das System einen Rückstreuknoten umfassen, der eine Hüllkurvendetektionsschaltung umfasst, die gegenüber dem unempfindlich ist, ob ein empfangenes HF-Signal schwach oder stark ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Rückstreuknoten dazu konfiguriert sein, eine vordefinierte Wellenform innerhalb eines HF-Signals zu detektieren, das durch den Sender gesendet wird, und in Reaktion auf die Detektion kann der Rückstreuknoten von einem leistungsarmen Modus in einen aktiven Modus umschalten. Beliebige dieser Ausführungsformen können in Kombination miteinander verwendet werden.
Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen, die hier offenbart sind, können zu einer Verarbeitungsvorrichtung, einem Controller oder Computer lieferbar/durch diese implementiert werden, die irgendeine existierende programmierbare elektronische Steuereinheit oder zweckgebundene elektronische Steuereinheit umfassen können. Ebenso können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Befehle, die durch einen Controller oder Computer ausführbar sind, in vielen Formen gespeichert werden, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf Informationen, die dauerhaft auf nicht beschreibbaren Speichermedien wie z.B. ROM-Vorrichtungen gespeichert sind, und Informationen, die veränderbar auf beschreibbaren Speichermedien wie z. B. Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem durch Software ausführbaren Objekt implementiert werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung von geeigneten Hardware-Komponenten wie z.B. anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), anwenderprogrammierbaren Verknüpfungsfeldern (FPGAs), Zustandsmaschinen, Controllern oder anderen Hardware-Komponenten oder Hardware-Vorrichtungen oder einer Kombination von Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten verkörpert sein.
Obwohl vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen durch die Ansprüche umfassten Formen beschreiben. Die in der Patentbeschreibung verwendeten Worte sind vielmehr Worte zur Beschreibung als zur Begrenzung, und es ist selbstverständlich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie vorher beschrieben, können die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die nicht explizit beschrieben oder dargestellt sein können. Obwohl verschiedene Ausführungsformen als Vorteile schaffend oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik mit Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften beschrieben worden sein könnten, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, dass ein oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften beeinträchtigt werden können, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der speziellen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Attribute können umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf Kosten, Stärke, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Vermarkungsfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Wartungsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, leichte Montage usw. In dem Umfang, in dem beliebige Ausführungsformen als weniger erwünscht als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik mit Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften beschrieben sind, liegen an sich diese Ausführungsformen nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für spezielle Anwendungen erwünscht sein.

Claims

Rückstreukommunikationssystem, das Folgendes umfasst: eine erste drahtlose Kurzstreckenkommunikationsvorrichtung (SRWC), die Folgendes umfasst: einen Prozessor; und einen Arbeitsspeicher, der mehrere Befehle speichert, die durch den Prozessor ausführbar sind, wobei die mehreren Befehle Folgendes umfassen: Bestimmen eines ersten Satzes von Verbindungsparametern für ein Hochfrequenzsignal (HF-Signal); Bestimmen eines zweiten Satzes von Verbindungsparametern für das HF-Signal; Bestimmen eines ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern für eine Rückstreukommunikation, wobei der ausgewählte Satz von Verbindungsparametern einer des ersten oder des zweiten Satzes von Verbindungsparametern ist; Teilen des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern mit einer zweiten SRWC-Vorrichtung; und nach der Rückstreukommunikation unter Verwendung des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern über das HF-Signal iteratives Aktualisieren des ersten und des zweiten Satzes von Verbindungsparametern und entsprechendes iteratives erneutes Bestimmen, Teilen und Aktualisieren des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern.
System nach Anspruch 1, wobei der ausgewählte Satz von Verbindungsparametern zumindest einige der folgenden Verbindungsparameter umfasst: eine HF-Erregungsfrequenz, eine HF-Erregungsleistung, eine Modulationsmittenfrequenz eines Rückstreuknotens, einen Aufweckquellenidentifizierer, ein Rückstreusendeverzögerungsintervall, eine Senderantennenauswahl, eine Empfängerantennenauswahl oder eine Rückstreuknotenantenne.
System nach Anspruch 1, das ferner mindestens einen Rückstreuknoten und die zweite SRWC-Vorrichtung umfasst, wobei die erste SRWC-Vorrichtung einer von einem Sender oder einem Empfänger ist, wobei die zweite SRWC-Vorrichtung ein anderer des Senders oder Empfängers ist.
System nach Anspruch 3, wobei, wenn der mindestens eine Rückstreuknoten den ausgewählten Satz von Verbindungsparametern empfängt, der mindestens eine Rückstreuknoten dazu konfiguriert ist, an der Rückstreukommunikation teilzunehmen, wenn der mindestens eine Rückstreuknoten eine vordefinierte Wellenform detektiert.
System nach Anspruch 4, wobei in Reaktion auf die Detektion der vordefinierten Wellenform der mindestens eine Rückstreuknoten dazu konfiguriert ist, zwischen einem leistungsarmen Modus und einem aktiven Modus umzuschalten.
System nach Anspruch 1, wobei das HF-Signal gemäß einem der folgenden Protokolle ist: einem Bluetooth-Protokoll, einem „Bluetooth Low Energy (BLE)“-Protokoll, einem Zigbee-Protokoll, einem Thread-Protokoll oder einem Wi-Fi-Protokoll.
System nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des ersten Satzes von Verbindungsparametern ferner Folgendes umfasst: Berechnen einer Rückstreubewertung für ein vorheriges Rückstreukommunikationsereignis; auf der Basis der Rückstreubewertung Aktualisieren einer Vektorbewertung für mehrere Kombinationen des ersten Satzes von Verbindungsparametern; und Auswählen des ersten Satzes von Verbindungsparametern auf der Basis von einer der mehreren Kombinationen mit einer höchsten Vektorbewertung.
System nach Anspruch 7, wobei die Rückstreubewertung unter Verwendung einer Signalstärke eines Aufwecksignals, das an einem Rückstreuknoten (von der zweiten SRWC-Vorrichtung) empfangen wird, und einer Rückstreusignalstärke, die an der ersten SRWC-Vorrichtung (vom Rückstreuknoten) empfangen wird, berechnet wird.
System nach Anspruch 7, wobei das Aktualisieren der Vektorbewertung das Berechnen unter Verwendung der Rückstreubewertung, einer vorherigen Vektorbewertung und eines ersten Glättungsfaktors, wobei die vorherige Vektorbewertung einem vorher ausgewählten Satz von Verbindungsparametern zugeordnet ist; und das Bestimmen von ersten mehreren Kombinationen auf der Basis des ersten Glättungsfaktors umfasst.
System nach Anspruch 9, wobei das Aktualisieren der Vektorbewertung ferner Folgendes umfasst: Berechnen unter Verwendung der Rückstreubewertung, der vorherigen Vektorbewertung und eines zweiten Glättungsfaktors; und Bestimmen von zweiten mehreren Kombinationen auf der Basis des zweiten Glättungsfaktors, wobei das Auswählen des ersten Satzes von Verbindungsparametern auf der höchsten Vektorbewertung der ersten oder der zweiten mehreren Kombinationen basiert.
System nach Anspruch 7, wobei das Bestimmen des ersten Satzes von Verbindungsparametern ferner Folgendes umfasst: Bestimmen einer ersten Option für den ersten Satz von Verbindungsparametern; Bestimmen, dass die erste Option nicht mit durch die Regierung regulierten Leistungsanforderungen kompatibel ist; Bestimmen einer zweiten Option für den ersten Satz von Verbindungsparametern, wobei die zweite Option eine zweithöchste Vektorbewertung aufweist; und Bestimmen, ob die zweite Option mit den durch die Regierung regulierten Leistungsanforderungen kompatibel ist.
System nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des zweiten Satzes von Verbindungsparametern ferner Folgendes umfasst: Speichern von mehreren Sätzen von Verbindungsparametern im Arbeitsspeicher; und zufälliges Auswählen von einem der mehreren Sätze von Verbindungsparametern.
System nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern für die Rückstreukommunikation ferner das Bestimmen eines Erfolgsratenfaktors für einen vorher verwendeten Satz von Verbindungsparametern, die einem vorherigen HF-Signal zugeordnet sind, das bei der Rückstreukommunikation verwendet wird; und das Auswählen des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern auf der Basis des Erfolgsratenfaktors umfasst.
Verfahren zur Rückstreukommunikation, das Folgendes umfasst: Bestimmen eines ersten Satzes von Verbindungsparametern für ein Hochfrequenzsignal (HF-Signal) an einer ersten drahtlosen Kurzstreckenkommunikationsvorrichtung (SRWC-Vorrichtung); Bestimmen eines zweiten Satzes von Verbindungsparametern für das HF-Signal; Bestimmen eines ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern für die Rückstreukommunikation, wobei der ausgewählte Satz von Verbindungsparametern einer des ersten oder des zweiten Satzes von Verbindungsparametern ist; Teilen des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern mit einer zweiten SRWC-Vorrichtung; und nach der Rückstreukommunikation unter Verwendung des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern über das HF-Signal iteratives Aktualisieren des ersten und des zweiten Satzes von Verbindungsparametern und entsprechendes iteratives erneutes Bestimmen, Teilen und Aktualisieren des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bestimmen des ersten Satzes von Verbindungsparametern ferner Folgendes umfasst: Berechnen einer Rückstreubewertung für ein vorheriges Rückstreukommunikationsereignis; auf der Basis der Rückstreubewertung Aktualisieren einer Vektorbewertung für mehrere Kombinationen des ersten Satzes von Verbindungsparametern; und Auswählen des ersten Satzes von Verbindungsparametern auf der Basis von einer der mehreren Kombinationen mit einer höchsten Vektorbewertung.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Rückstreubewertung unter Verwendung einer Signalstärke eines Aufwecksignals, das an einem Rückstreuknoten (von der zweiten SRWC-Vorrichtung) empfangen wird, und einer Rückstreusignalstärke, die an der ersten SRWC-Vorrichtung (vom Rückstreuknoten) empfangen wird, berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Aktualisieren der Vektorbewertung Folgendes umfasst: Berechnen unter Verwendung der Rückstreubewertung, einer vorherigen Vektorbewertung und eines ersten Glättungsfaktors, wobei die vorherige Vektorbewertung einem vorher ausgewählten Satz von Verbindungsparametern zugeordnet ist, und Bestimmen von ersten mehreren Kombinationen auf der Basis des ersten Glättungsfaktors.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Aktualisieren der Vektorbewertung ferner Folgendes umfasst: Berechnen unter Verwendung der Rückstreubewertung, der vorherigen Vektorbewertung und eines zweiten Glättungsfaktors, und Bestimmen von zweiten mehreren Kombinationen auf der Basis des zweiten Glättungsfaktors, wobei das Auswählen des ersten Satzes von Verbindungsparametern auf der höchsten Vektorbewertung der ersten oder zweiten mehreren Kombinationen basiert.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Bestimmen des ersten Satzes von Verbindungsparametern ferner Folgendes umfasst: Bestimmen einer ersten Option für den ersten Satz von Verbindungsparametern; Bestimmen, dass die erste Option nicht mit durch die Regierung regulierten Leistungsanforderungen kompatibel ist; Bestimmen einer zweiten Option für den ersten Satz von Verbindungsparametern, wobei die zweite Option eine zweithöchste Vektorbewertung aufweist; und Bestimmen, ob die zweite Option mit den durch die Regierung regulierten Leistungsanforderungen kompatibel ist.
Nichttransitorisches computerlesbares Medium mit mehreren darauf gespeicherten Befehlen, wobei die mehreren Befehle durch einen Prozessor einer drahtlosen Kurzstreckenkommunikationsvorrichtung (SRWC-Vorrichtung) ausführbar sind, wobei die mehreren Befehle Folgendes umfassen: Bestimmen eines ersten Satzes von Verbindungsparametern für ein Hochfrequenzsignal (HF-Signal); Bestimmen eines zweiten Satzes von Verbindungsparametern für das HF-Signal; Bestimmen eines ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern für die Rückstreukommunikation, wobei der ausgewählte Satz von Verbindungsparametern einer des ersten oder des zweiten Satzes von Verbindungsparametern ist; Teilen des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern mit einer zweiten SRWC-Vorrichtung; und nach der Rückstreukommunikation unter Verwendung des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern über das HF-Signal iteratives Aktualisieren des ersten und des zweiten Satzes von Verbindungsparametern und entsprechendes iteratives erneutes Bestimmen, Teilen und Aktualisieren des ausgewählten Satzes von Verbindungsparametern.