用于运行无线通信网络的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于运行无线通信网络的方法以及一种用于运行无线通信网络的设备。
背景技术
众所周知，两个点之间的连接质量或者（entweder）通过针对当前时间点的测量来执行。
此外，从无线电网络规划已知，基于环境模型来估计连接质量。
发明内容
现有技术的问题通过根据权利要求1所述的方法以及根据并列权利要求所述的设备来解决。在从属权利要求中说明有利的扩展方案。
根据本说明书的第一方面，提供一种用于运行无线通信网络的方法。该通信网络包括空间上相互分离的多个通信接口。所述方法包括：确定多个通信接口在第一时间点时所位于的空间的第一表示；根据该空间的第一表示确定如下空间的第二表示，在处于第一时间点之后的未来的第二时间点时预期所述多个通信接口在所述空间中；以及根据所述空间的第二表示确定如下预测：在第二时间点时在多个通信接口的相应的对之间是否存在直接的视线接触（Sichtkontakt）。
如果在未来的第二时间点确定一对通信接口之间的视线接触，则通信优选地应经由相应的无线电连接进行。也许，可以消除（abbauen）不存在视线接触的另一无线电连接。因此，补充或甚至取代以前的例如例外地考虑对连接质量的当前测量方法。因此实现：实时预测连接质量。
一个有利的示例的特征在于，所述方法包括：根据该预测，为了利用如下通信路径的通信伙伴提供警告，该通信路径通过通信接口的所述对其中的至少一个对来引导。
因此，有利地，可以在时间上在连接质量退化（Degradation）开始之前就警告所有通信伙伴。因此也提供如下响应时间，通信伙伴中的至少一个可以利用该响应时间，以便将通信和/或子系统转变为安全状态。例如，可以根据对该警告的获得来降低可行驶的工业机器人的最大速度。
一个有利的示例的特征在于，所述方法包括：根据所述预测来配置多个通信接口中的至少一部分。
因此，有利地可能的是，优选地在多个通信接口中的至少两个通信接口之间建立无线电连接，在所述至少两个通信接口之间存在视线接触。
一个有利的示例的特征在于，所述方法包括：根据传感器数据确定该空间的第一表示和/或该空间的第二表示，其中由至少部分地观测该空间的传感器提供所述传感器数据。
例如代表相应的通信接口的实际位置的信息有利地通过传感器数据来丰富或仅仅来提供。因此，通过加入（Hinzutreten）传感器数据来进行信息增益（Informationsgewinn）。
一个有利的示例的特征在于，根据传感器数据确定多个无线电主动对象和所述无线电主动对象的在空间的第一表示和/或第二表示中的相应位置，将所确定的无线电主动对象与所述多个通信接口中的至少一个链接，以及根据与相应的通信接口链接的无线电主动对象的分别所分配的位置来确定所述多个通信接口的位置。
通过所提出的数据融合（Datenfusion）有利地改善了针对通信接口的位置确定。
一个有利的示例的特征在于，所述方法包括：根据所述传感器数据确定多个被动对象和所述多个被动对象的在所述空间的第一表示和/或第二表示中的位置，其中所述多个被动对象分别并不包括所述通信接口中的任何一个并且是所述空间的第一表示和/或第二表示的一部分。
一个有利的示例的特征在于，所述方法包括：根据在第二时间点时多个无线电主动对象的所确定的位置和/或根据在第二时间点时多个无线电被动对象的所确定的位置来确定多个通信接口中的至少两个之间的现有和/或可能的无线电连接的在第二时间点时所预期的信号衰减，其中，该信号衰减是该预测的一部分。
有利地，将无线电连接的所预期的信号衰减使用作为质量标准（Gütekriterium），以便尤其是改善通信接口的前述配置。
一个有利的示例的特征在于，所述方法包括：根据现有或可能的无线电连接的所确定的信号衰减来配置多个通信接口中的至少一部分。
因此，有利地例如可能的是，优选地在多个通信接口中的至少两个通信接口之间建立无线电连接，在所述至少两个通信接口之间存在视线接触，并且使得具有可忽略的或经减小的信号衰减的视线无线电连接（Sichtfunkverbindung）是可能的。
一个有利的示例的特征在于，所述方法包括：根据传感器数据，将多个衰减度中的至少一个分配至所述多个无线电被动对象和/或无线电主动对象中的相应一个，以及根据所确定的衰减度中的至少一个来确定在两个通信接口之间的在所述第二时间点时现有的或可能的无线电连接的所预期的信号衰减。
因此，例如，给光学强反射表面分配高的衰减度。如果该对象在第二时间点时位于无线电连接的通信接口之间，或者在直接的视线接触的情况下伸入菲涅耳区域（Fresnelzone），则相应地得出针对无线电连接的高的信号衰减。如果总是选择具有所预期的信号衰减中的最低信号衰减的无线电连接，则因此使所分配的衰减度可以有利地导致通信网络的经优化的配置。
一个有利的示例的特征在于，所述方法包括：根据为了无线通信而借助多个通信接口来利用的和能利用的无线电信道的监控来确定所述空间的第一表示和/或所述空间的第二表示。
无关于涉及的是物理无线电信道还是逻辑无线电信道，都可以通过所提供的监控来确定通信接口的实际位置和/或所估计的未来位置，而无需为此必要地设置附加硬件。相反，可以使用现有的硬件。
本说明书的第二方面涉及一种用于运行无线通信网络的设备，所述无线通信网络包括空间上相互分离的多个通信接口，其中，所述设备包括至少一个处理器和具有计算机程序代码的至少一个存储器，其中，所述计算机程序代码如此配置，使得所述计算机程序代码利用所述至少一个处理器引起：所述设备确定所述多个通信接口在第一时间点时所位于的空间的第一表示；根据所述空间的第一表示确定如下空间的第二表示，在处于所述第一时间点之后的未来的第二时间点时预期所述多个通信接口在所述空间中；并且根据空间的第二表示确定如下预测：在所述第二时间点时在所述多个通信接口的相应的对之间是否存在直接的视线接触。
附图说明
在附图中，
图1示出具有空间的示例性的场景（Szenerie）的示意图；
图2示出示意性框图；
图3和4分别示出空间的表示。
具体实施方式
图1示出具如下空间的示例性场景2的示意图，其中在所述空间中运行无线通信网络4。无线通信网络4包括例如多个移动终端设备T1、T3和/或固定终端设备，如终端设备T2。通信网络4还包括接入点AP。
终端设备T1至T3和接入点AP分别包括至少一个通信接口iT1至iT3和iAP。通信接口iT1至iT3例如构造用于彼此建立无线电连接，例如无线电连接C23。通信接口iAP提供到另一个网络区域NA的接入。因此，例如在通信接口iAP和通信接口iD1之间建立无线电连接C1AP。因此，接入点AP为终端设备T1至T3提供以下可能性：经由通信路径CP与远程布置的网络单元NE进行通信。通信路径CP在此包括无线电连接C1AP和在接入点AP与远程布置的网络单元NE之间的至少一个另外的连接Cx。网络单元NE例如不是通信网络4的一部分，而是布置在通信网络4也被分配到的相应公司的另一个网络区域NA中，或者布置在广域网中。
除了表示无线电主动对象（funkaktive Objekte）的终端设备T1至T3和至少一个接入点AP之外，场景2还包括另外的无线电被动对象O1和O2，其影响终端设备T1至T3与接入点AP之间的无线电通信（Funkverkehr）。在所示的示例中，并不由被动对象O1和O2之一遮盖无线电连接C1AP。例如，由于通信接口iT1和iAP具有视线接触，即，在通信模块iT1和iAP之间存在未受无线电被动对象或无线电主动对象直接遮盖的、假想直线连接，因此该无线电连接C1AP例如比在通信接口iT3和iAP之间的无线电连接C3AP更少地遭受信号衰减。与无线电连接C1AB相比，在无线电连接C3AP的情况下必须考虑经提高的信号衰减。
如果具有所分配的通信模块iT1的移动终端设备T1从第一时间点出发沿着轨迹tT1移动，则该移动终端设备在未来的第二时间点到达位置pT1，并从接入点AP来看，被动对象O1遮挡该移动终端设备。也就是说，通信模块iT1和iAP在第二时间点不具有视线接触。因此，在第二时间点，必须假定对于无线电连接C1AP的经提高的信号衰减。在另一示例中，还可以设想，移动终端设备中的一个在第二时间点位于第一终端设备T1和接入点AP之间。
场景2或所分配的空间至少部分地通过至少一个传感器S来检测，所述至少一个传感器的传感器数据SD被输送给设备100。传感器S例如是视频摄像机、雷达传感器、激光雷达传感器或超声波传感器。当然，不同类型的多个传感器也可以监控场景。设备100包括至少一个处理器和在其上存储有计算机程序的存储器。当在处理器上执行计算机程序时，执行在本说明书中阐述的方法步骤。
块102根据传感器数据SD来确定空间的第一表示R1，多个通信接口iT1至iT3和iAP在第一时间点位于所述空间中。根据第一表示R1，块104确定在第二时间点时该空间的第二表示R2，相比第一时间点而言，第二时间点在未来。第一时间点是例如当前时间点，借此，空间的第一表示R1描绘（abbilden）场景2的实际状态。因此，第二表示R2是在第二时间点时场景2的预测。
根据第二表示R2，块106确定预测P。预测P包括以下信息：在多个通信接口iT1至iT3和iAP的相应的对之间是否存在直接的视线接触。块108确定警告W和/或配置Conf。
借助该空间的第一和第二表示R1、R2，例如，基于视频数据提供环境的模型和位于该环境中的对象的模型，并且计算两个点之间的视线连接（line-of-sight（视线））和距离。通过添加对象轨迹的预测，针对在未来的第二时间点来执行两个点之间的连接质量的估计。
借助块102进行场景分析，并且借助块104进行对象的运动（Bewegung）的估计。块102借助图像处理或另一传感器数据处理来确定对象的位置。基于第二表示R2意义上的环境模型，要么通过射线追踪（Raytracing）要么通过其他方法来确定至少两个通信接口的预期位置之间的视线连接。此外，由对象的当前运动估计它们在未来的某一时间点、尤其在第二时间点时的位置，借此得出空间中的两个点之间的视线接触的预测。
例如，如果预期在第二时间点时无线电信道C1AP的退化（Degradierung），则确定警告W，诸如，如果预期终端设备T1在第二时间点在位置pT1处，那么确定警告W。尤其是，如果从在两个通信接口之间存在视线接触的第一时间点出发，在第二时间点在两个通信接口之间不再存在视线接触，则确定警告W。警告被传送到通信路径CP的通信伙伴，例如终端设备T1和网络单元NE。
如果针对在第二时间点时可能的无线电信道之一预期到退化，即例如失去视线接触，那么确定配置Conf。因此，例如通过要新建立的无线电信道来引导该通信，这些要新建立的无线电信道在第二时间点具有比在第二时间点时现有的无线电连接更低的所预期的信号衰减。例如，运动的终端设备还在第二时间点来临（Eintritt）之前就切换到与作为接入点AP的、另一个未示出的接入点的无线电连接。配置Conf例如经由该接入点AP被分配给例如终端设备T1至T3。在另一示例中，仅仅基础设施的这些接入点AP被重新配置。然后在第二时间点来临之前或来临时，部分地或全部地重新配置通信接口iT1至iT3和iAP。该重新配置包括例如无线电信道的分离和建立、接收强度和/或发送强度的提高或降低、频带的变换、调制和编码方案的变换等。
接入点AP或其通信接口iAP允许观测通信网络4中的已利用和未利用的无线电信道或全部无线电通信。无线电观测Obs被传送到设备100，并用于确定第一或第二表示。设备100例如通过三角测量根据无线电观测Obs来确定通信接口iT1至iT3的当前位置，借此能够确定该空间的第一和第二表示。当然，通信接口iT1到iT3的位置也可以通过上游（vorgelagert）单元或接入点AP之一来确定，并可以提供给设备100。
图2示出了设备100的示意性框图。块202根据无线电观测Obs确定多个通信接口或相应的数据对象，并将相应的信息i提供给块204。信息i例如也包括相应的通信接口的位置。替代地或附加地，通信接口自己估计其位置，并将其提供给块204。在该示例中，相应的通信接口例如借助GPS接收器和接收到的GPS信号对自身定位，并将位置和运动数据发送到数据存储器，所述位置和运动数据在那里被提供以用于计算和预测。
块206确定在第一时间点t1时、也即在当前时间点时的无线电主动对象的、诸如图1中的终端设备T1至T3和接入点AP的位置p1（t1）。块204将无线电主动对象或其位置p1（t1）与多个通信接口中的相应一个链接，借助信息i来提供所述多个通信接口。通过该链接，根据与相应的通信接口链接的无线电主动对象的分别分配的位置p1（t1）来确定并提供多个通信接口的位置p2（t1）。
根据块208，确定多个被动对象以及所述多个被动对象在第一时间点t1时当前的相应位置p3（t1），所述多个被动对象不包括所述通信接口中的任何一个。附加地，可以使用表示通信接口位置的位置p2（t1），以便确定无线电被动对象的位置p3（t1）。因此，例如首先在步骤208中确定在传感器数据SD中的全部对象的位置。接着，将无线电主动对象的位置p2（t1）与识别出的所有对象的位置进行比较，以便给传感器数据SD中的自身位置与相应位置p2（t1）一致的那些对象赋予标签“无线电主动（funkaktiv）”。给接下来还剩余的对象配备标签“无线电被动（funkpassiv）”。以这种方式和方法，块208确定例如在第一时间点t1时的无线电被动对象的位置p3（t1）。
在数据存储器中，给块202、204和206提供在相应的通信接口和对象之间的链接。该链接例如借助相应对象在号牌（Nummerschild）上带有的标识来实现。因此，可以根据属于此的对象的位置确定来确定通信接口的位置。
块210根据位置p3（t1）和/或p2（t1）并且根据传感器数据SD来确定多个衰减度g。例如，借助传感器数据SD识别表面，并估计其对无线电连接的影响，尤其是相应的衰减度g。位置p2（t1）、p3（t1）和衰减度g构成在第一时间点t1时该空间的表示R1。
块104表示估计器，估计器根据相应的位置p2（t1）和p3（t1）以及可能根据时间上发生在过去的相应位置p2和p3确定通信接口或无线电主动对象的多个位置p2（t2）以及无线电被动对象的多个位置p3（t2）。因此，第二表示R2在第二时间点存在。
块212根据通信接口或无线电主动对象的多个位置p2（t2）以及无线电被动对象的多个位置p3（t2）来确定多个通信接口中的至少两个之间的现有的或可能的无线电连接的在第二时间点t2时所预期的信号衰减D。块212在确定信号衰减D时考虑了无线电被动对象的和无线电主动对象的位置，其中，例如在两个通信接口之间视线接触的情况下，这还并不意味着具有低衰减的视线无线电连接是可能的。为了确定在第二时间点t2时视线无线电连接的存在而确定：无线电被动对象或无线电主动对象在第二时间点时是否伸入到在相应的可能的或现有的无线电连接的两个通信接口之间的菲涅耳区域、尤其是第一菲涅耳区域中。如果不是这种情况，则针对在第二时间时相应的无线电连接确定低衰减D。在示例中，无线电连接被标记为视线无线电连接。
在相反的情况下，因此在第二时间点时可能的无线电连接之一的两个通信接口之间根本不存在视线接触，块212通过考虑传播波（Wellenausbreitung）来确定衰减D。例如，估计在第二时间点时在两个通信接口之间的相应无线电连接的路径损耗（Pfadverlust）和信道脉冲响应（Kanalimpulsantwort）。然后可以由此确定无线电连接的总衰减D。在第二时间点时可能的无线电连接的所确定的衰减D因此包括以下信息：在第二时间点在多个通信接口的相应的对之间是否存在直接的视线接触。
本说明书中的通信接口包括相应的如下天线，是否存在到这些通信接口其中的另一个通信接口的其他天线b的视线连接或视线接触要视该天线的位置而定。
图3示例性地示出在第一时间点时的如下空间的第一表示R1，该空间由两个传感器S1和S2监控。在区域302中，接入点AP提供：到车辆V1的通信接口iT4可能的视线连接。在第一时间点，第二车辆V2接近区域302。
图4示例性地示出在第二时间点时该空间的第二表示R2，其中，根据第一表示R1已确定到第二表示R2。在第二时间点时估计：第二车辆V2位于接入点AP与车辆V1的通信接口iT4之间。因此，车辆V2因此如下地遮挡通信接口iT4，使得通信接口iT4不再位于以下区域402和404之一中：在所述区域中，接入点AP提供视线无线电连接。
