用于频带选取的装置、方法和计算机程序与流程

本发明的实施例普遍涉及对频带选取的控制部和尤其是针对现有设备(只要它们存在至少两个频带)的频带选取的控制部。该控制部也可以装入机动车中。

背景技术：

被称为wlan(wirelesslocalareanetwork(无线局域网))的无线网络也可以在车辆内部来提供。这样的网络可以在作为参与站的移动站与基站之间建立，其中，基站可以固定地安装在车辆中。基站当前也被称为装置。这样的wlan网络的通常的频带在2.4ghz和5ghz。对于wlan网络的高效运行来说有利的是，给参与站分派特定的频带。因此，可以实现对现有无线电频谱和可供使用的带宽的高效利用。出于简单的可利用的目的而有利的是，在两个提到的频带中，使用相同的服务集标识号(servicesetidentifier(服务集标识)，ssid)，从而它们对于客户端来说表现为如同唯一的网络一样。在wlan标准中，给移动站配属有频带选择部。出于该原因，基站仅对该选取产生有限的影响。

已知的用于优先选择频带的基站控制方法改变基站与移动站的关系。因此，例如只要致力于移动站在非优选频带上的关联，用于基站对移动站关联确认的信息就可能被安装在车辆中的基站延迟或甚至不被发送。相反地，在优选的频带上，相应的确认立即从基站发出。然而，这样的方法是不可靠的并且依赖于相应的条件、环境和设备的执行。此外，相应的频带的有效功率至少暂时降低。

作者为a·arnold的刊登在c′tmagazinfürcomputertechnik杂志2012年第24期第196至198页的文章《entscheidungshilfe(判定辅助)》给出了用于借助接入点的取决于状态的探测响应命令(proberesponsekommandos)在wlan中的更好的负载分配的客户端控制器的教导。

us2007/182643a1给出了如下的天线系统，其包括第一、第二和第三天线，它们布置在印制电路板(pcb)上。这些天线包括带有凸侧和凹侧的弧形元件以及包括从凹侧的中心基本上在径向延伸的传导元件。

2012年lancomsystem公司的名为《techpaperwlanbandsteering》的公司杂志给出了频段切换(bandsteering)，例如提高用于5ghz客户端的传输率的优点的教导和lancom接入点的运行和配置可能方案的原理的教导。

us2012/224483a1给出了提供很好的服务质量(qos)、相应的服务等级协议(slas)以及带有很好的信号强度、很好的信号对噪声加干扰功率比(snir)和充分地能利用的带宽的无绳设备的能加载的连接的教导。为此，设备必须确保通过空气的对数据包的带宽高效的接收并且必须可以克服空中接口的瓶颈。

us2012/275320a1给出了取决于信号强度的频带控制器的教导。其示出了接收客户端的当前请求和在考虑信号强度的情况下应答先前的询问的系统和方法的教导。

us2013/155949a1给出了用于补偿频带有效功率的方法和装置的教导。装置被设计为用于与各种无绳设备的通信并且包括两个用于不同频带的天线。第一频带中的信号强度大于第二频带中的信号强度。

us2012/300759a1给出了对用于无绳的局域网(wlan)中的可操作的频带进行支持的教导。提供了频带的相对优先权，用以引导wlan设备来选择优选的频带。

us2005/250528a1给出了用于无绳网络的基于发送功率监控的系统的教导和用于监控发送功率的方法的教导。在此，新出现的站可以容易地以基站识别出并且经由基站进行通信。

技术实现要素：

因此期望的是，提供替选的选取可能方案，它们在存在移动站的情况下以利用多个频带的可能方案对选取这些频带产生影响，而不改变wlan标准。

对此，考虑的是分别根据本发明的装置、方法和计算机程序。有利的设计方案和改进方案是实施例。

本发明的核心思想在于，通过使非优选频带“不可见”而对移动站的频带选取产生影响。因此，只要移动站存在另外的可见的频带，移动站就自动地转向另外的可见的频带。

根据第一方面，实施例提供了用于对与移动站进行无线通信的频带的选取产生影响的装置。装置包括发送电路，其被构造用于以第一发送功率来发送在该频带中的信标信号。装置还包括识别电路，其被构造用于识别出在该频带中的移动站的连接请求。最后，装置包括控制电路，其被构造用于的是，在连接请求的情况下，当移动站对于装置来说是未知的时，允许以不同于第一发送功率的第二发送功率发出信标信号。因此，可以有利地实现在所有的支持至少两个频带的移动站中对频带选取的影响。

可选地，控制电路还可以被构造用于的是，将第二发送功率设定得小于第一发送功率。由此，在同时保护了非优选频带的无线电资源的情况下有利地支持了选取效果。

在一些实施例中，控制电路还可以被构造用于的是，在预定的时间内保持第二发送功率并且紧接着再次允许了第一发送功率。优选地，仅暂时地降低非优选频带的关联能力。

在一些实施方式中，控制电路还可以被构造用于的是，在频带中的通过对于装置来说已知的移动站的连接请求时保持第一发射功率。有利地，当移动站以优选频带进行的关联请求失败时，关联以非优选频带得到支持。

可选地，控制电路还可以被构造用于的是，在频带中的未知的移动站的连接请求时将独特的终端设备标识存储在装置中。因此，有利地可以识别出移动装置在该频带中的重新的关联尝试。

在一些实施例中，控制电路还可以被构造用于的是，在频带中的每个连接请求时都检查：是否存储了独特的终端设备标识。因此，有利地可以使得移动站在该频带中的另外的关联尝试变得容易。

在一些实施例中，控制电路还可以被构造用于的是，在断开连接或在另外的预定的时间期满之后，删除独特的终端设备标识。因此，有利地可以在随后的关联尝试时实现对移动站的频带选择产生新的影响。

可选地，发送电路还可以被构造用于的是，频带布置在2.4ghz并且另外的频带布置在5ghz，并且/或者它们构造为无线局域网络(wlan)频带。因此，有利地可以使大量的标准化的移动站实现与基站的关联。

在一些实施例中，装置还可以包括发送电路，其被构造用于的是，以特定用于另外的频带的发送功率来发送另外的频带中的信标信号。装置还可以包括识别电路，其被构造用于的是，识别出在另外的频带中移动站的连接请求。装置还可以包括控制电路，其被构造用于的是，对移动站的连接请求进行确认。因此，可以有利地实现将移动站关联到优选的频带上。

可选地，机动车可以配备有根据上述实施例中任一项所述的装置，其中，装置如下方式来布置，即，机动车的整个内部空间都可以用于在空间上定位移动站，用以与装置通信。

在一些实施例中，应用了用于对使装置与移动站进行无线通信的频带的选取产生影响的方法。该方法包括以第一发送功率在频带中发送信标信号。该方法还包括识别出在该频带中移动站的连接请求以及在移动站对于装置来说是未知的情况下以不同于第一发送功率的第二发送功率发出信标信号。因此，可以有利地实现在所有支持至少两个频带的移动站中对频带选取产生影响。

在一些实施方式中可以应用如下方法，在其中，拒绝在频带中未知的移动站的连接请求。因此，可以有利地拒绝在非优选频带中的首次连接请求。

可选地可以应用如下方法，在其中，在另外的频带中发送信标信号并且在另外的频带中确认移动站的连接请求。因此，可以有利地利用优选的频带。

在一些实施方式中可以应用如下方法，在其中，在频带中，在预定的时间内保持第二发送功率并且紧接着再次以第一发送功率来发送。有利地，可以有利地在时间上限制了在该频带中的连接建立的可实现性的减少。

在一些实施方式中可以应用如下方法，在其中，在频带中未知的移动站的连接请求时，存储独特的终端设备标识来使移动站变为已知。因此，可以识别出，是否存在该频带中的移动站的重新的连接尝试。

可选地可以应用如下方法，在其中，在频带中的通过已知的移动站的连接请求时，确认移动站的连接请求。因此，当利用优选的频带失败时，可以有利地实现在移动站与基站之间的连接。

在一些实施方式中，可以使用用于执行上述方法的至少一个步骤的计算机程序，其中，计算机程序运行于可编程的硬件部件上。

在另外的实施例的一些实施方式中，装置可以对用于无线局域网络(wlan)中与移动站进行无线通信的频带选取进行控制，在其中，至少能选择第一和第二频带，其中，第一和第二频带分别包括多个传输通道。装置包括发送电路，其用于向移动站发出至少一个指令，该指令要求移动站从第一频带变换到第二频带或者相反地切换。因此，在兼容的设备中可以有利地实现可靠的切换。

可选地，装置可以包括如下的提供电路，其用于提供的是，在从第一频带变换到第二频带或相反的切换之前获知的在移动站与装置之间的关联和/或验证的结果和/或在移动站与装置之间的动态主机配置协议(dhcp)过程的结果，它们在从第一频带变换到第二频带或相反的切换之后还可以使用。因此，可以有利地实现保护无线电资源。

在一些实施例中，装置可以包括如下的控制电路，其用于在从第一频带变换到第二频带或相反的切换之后使移动站与装置之间的媒体访问控制(mac)地址相协调。因此，可以有利地参考现有的ieee802.11标准。

在一些实施方式中，装置可以包括如下的变换电路，其用于在不能实施从第一频带变换到第二频带或相反的切换的情况下维持在装置与移动站之间的已协调的关联。因此，可以有利地避免断开关联。

在另外的实施方式中，与装置对应的移动站可以相应地配备有装置的特征。此外，相应的方法可以在移动站与装置站之间进行。

可选地，第一实施例的实施方式和另外的实施例的实施方式也可以组合。因此，例如经由信标实现的频率选择的实施形式在连接在进一步的发展中减弱的情况下可以跟随有经由指令实现的频率选择的实施形式。因此，可以有利地随时间的变化考虑在站之间的空中接口的有变化的情况，而无需断开连接。

附图说明

下面结合附图详细描述了本发明。其中：

图1示出带有移动站和基站的wlan布置的原理图；

图2示出wlan基站在乘用车中的可能的布置；

图3示出wlan基站的原理图；

图4示出发信号流程的第一示例；

图5示出发信号流程的第二示例。

具体实施方式

现在参考附图更为详尽地说明不同的实施例，在这些附图中示出了一些示例性的实施例。在附图中，线、层和/或区域的厚度尺寸为了清楚起见而被夸大地示出。

在接下来对仅示出了一些示例性的实施例的附图的描述中，相同的附图标记可以表示相同或类似的组件。此外，对于在实施例中或在附图中多次出现的、但在一个或者多个特征方面被共同描述的组件和对象可以使用概括性的附图标记。只要在说明书中没有另外明示或者暗示出，那么用相同或概括性的附图标记来描述的组件或对象可以在一个、多个或所有特征方面，例如在它们的尺寸方面相同地实施，但是必要时也可以不同地构造实施。

尽管可以用不同的方式修正和修改实施例，但附图中的实施例被视为示例并且在此对其进行详尽描述。但要声明的是，这并不意味着实施例局限于各个公开的形式，而更确切地说应当覆盖全部的在本发明范围内的功能性和/或结构性的修正方案、等效方案和备选方案。相同的附图标记在所有附图说明中都表示相同或类似的元件。

在此使用的术语仅用于说明特定的实施例，而不应限制这些实施例。除文中明确地另有说明之外，在此所使用单数形式“一个”和“该”也涵盖了复数形式。此外要声明的是，在此所使用的表达，例如“包括”、“包含”、“具有”和/或“带有”说明了存在所提到的特征、所有数字、步骤、工序、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个特征、所有数字、步骤、工序、元件、组件和/或它们的组合。

只要不作其他限定，所有在此使用的概念(包含技术概念和科学概念)具有相同的意义，它们不会被实施例所属领域内的普通技术人员误解。此外要声明的是，例如在普遍使用的字典中限定的那些表达可以被解释为具有和它们在相关技术中的意义相同的意义，并且只要在此不作明确地限定，它们不被解释为理想化的或过于形式化的意义。

图1示出带有移动站和基站的wlan布置的原理图。两个设备通过根据提到的wlan标准的空中接口来连接。该标准也被称为ieee802.11标准，在其中有不同的带有不同功率特性的结构分级。相当于其中一个结构分级的设备可以与同样结构分级的所有另外的合作设备通信，而无需设备彼此间的单独的调整。此外，该标准的出众之处在于两个设备的直接通信，并且因此避免了中间联接有中介器件或类似器件。因此，移动站1可以直接地与基站2交换数据。在此，基站2发出识别信号，即，所谓的辨认基站且传送其特性的信标。如果移动站1发现合适的信标，其可以以相应的协议元件建立与基站2的连接。

图2示出乘用车4中的wlan基站3的可能的布置。wlan标准的基站通常定位固定地安装。该安装视需要而定并且既可以用于个人交通也可以用于公共交通。在本发明中，基站布置在可以包括所有常见类型(例如乘用车、载重车等)的机动车中。该布置既可以实施为固定安装也可以实施为临时安装，并且也包括自机动车制造商的工厂起就已装入的可行方案。例如，基站可以安装到后视镜中或支架中或也可以与内部照明器件相结合地安装。在此，基站以如下方式来布置，即，基本上机动车的整个内部空间都可以用于在空间上定位基站，并且在此可以实现在与基站连接时良好的连接质量。可选地，也可以一同包括在机动车附近的连接。

图3示出wlan基站2的原理图。在此，示出的基站包括用于符合wlan标准的经由两个频带，2.4ghz和5ghz的通信。后一种通信将在标准的以后版本中加入。相应地，存在仅能在2.4ghz频带中通信的移动站。新的移动站可以在两个频带中通信。5ghz频带具有明显增加的通带带宽和更高阶的调制技术。相应地，在该频带中的通道容量比2.4ghz频带明显更高。出于该原因有利的是，如果可能的话将数据传输置于5ghz。因此，对于旧的移动站也可以使用2.4ghz频带。

基站2可以在两个频带上通信。其示出对于两个频带来说对称的构造。因此，用于2.4ghz频带的元件包括发送电路10、识别电路11和控制电路12。发送电路10与发送/接收天线15连接并且被构造用于发送直至20dbm(100mw)eirp(effectiveisotropicradiatedpower(等效全向辐射功率))的功率。由于在车辆中天线的很高的也可以理解为天线的有效方向的取向的方向性，输入到天线中的功率典型地为大约14dbm(25mw)。如已实施地那样，该信标信号用于移动站1来识别出基站2的存在性并且同时包括基站2的不同的信息，例如网络名(“servicesetidentifier(服务集标识)”，ssid)，支持的传输率的列表和/或加密类型。在此，第一发送功率以如下方式设定，使得识别出信号的移动站1可以以预计足够的质量与基站2交换数据。发送电路还设计为用于以降低的发射功率发出信标信号。在此，明显的下降可以是例如降低了20db。但也可以设定更小或更大的下降，其还可以取决于车辆中的安装定位或其他环境参数，安装定位也可以理解为车辆的内部空间中的用于布置基站的设置的定位。带有该降低的发射功率的信标可能不再能被多个移动站1探测到。相应地，移动站1不执行在该频带上的连接建立尝试或关联尝试，如果有可能存在另外的频带就取而代之地转向另外的频带。发送电路10与识别电路11连接。这识别出移动站1在所配属的2.4ghz频带中向基站2的连接请求。连接电路10本身也与控制电路12连接。控制电路的任务还有控制信标信号的发送功率。为此，控制电路确认的是，当前通过关联询问的发出询问的移动站1对于基站2来说是否仍未被识别出。在该情况下，控制电路命令发送电路10大幅降低信标信号的发送功率。然而如果发出询问的移动站1对于基站2来说已经识别出，控制电路10就不降低信标信号的发送功率。

对于5ghz来说，基站2中的相应的机构，发送电路20、识别电路21和控制电路22，具有基本上类似的功能。然而，5ghz频带的电路并未配备有用于信标信号的功率下降功能，因为5ghz频带是优选的频带。相应地，发送电路20没有信标信号的发送功率的降低功能并且控制电路22没有相应的发送功率控制。发送电路20可以与单独的天线25连接。替选地，两个发送电路10和20也可以与两个天线15和25连接。

图4示出在wlan系统100中的移动站1与基站2之间的发信号流程的第一示例。在此，基站2包括2.4ghz电路块101，其例如可以包括图3中的电路10至12。此外，基站2包括5ghz电路块102，其例如可以包括图3中的电路20至22。例如，电路块101和102分别与单独的天线连接。

用于2.4ghz的电路块101和用于5ghz的电路块102以在标准中分别设置的功率分别发出信标信号。由移动站1至少探测到2.4ghz的期望建立到基站2的连接的信标信号。对此，移动站1在2.4ghz频带中向基站2发送关联请求110(也被称为associationrequest(关联请求))。在电路块101中检查的是，该移动站的标识是否已存储在基站2中(未示出)。该标识可以构造为wlan标准中的媒体访问控制地址，(mac)地址。如果未存储该标识，就拒绝移动站1的关联期望并且回送相应的通知，其例如可以构造为关联响应：nok120。进一步地，将移动站1的标识存储在基站2中。此外，使用于2.4ghz的信标信号的发送功率下降。移动站1附加地配备有5ghz频带并且在该频率上接收相应的信标信号。由此，移动站1在5ghz频带中向基站2发送关联请求110。电路块102接受该关联请求并且允许发出相应的通知130，即，关联响应：ok。因此，实现了移动站1与基站2的关联并且可以交换有效负载。

图5示出针对另一实施例的图4的布置。靠上的过程110(关联请求)和否定答复120(关联响应：nok)相应于图4中的过程。(未示出的)标识存储也在基站2中进行。然而，移动站1在该实施例中不能用于5ghz频带。替选地，移动站1页不能接收5ghz信标。同时针对2.4ghz信标适用的是，其发射功率下降。相应地，在该时间点上无法实现连接。在典型地为3秒的预定的时间之后，电路块101在过程105中将2.4ghz下的信标信号的发射功率切换回正常功率。只要移动站的扫描时间通过工艺上的改进而减少，在其之后功率再次回复的时间也可以更短。由此，移动站1识别出2.4ghz信标并且尝试再次与基站2关联。在这种情况下，电路块101已指标出移动站1的标识并且自此接收移动站1的关联期望。相应地，基站1回送关联响应：ok140。自此，在移动站1与基站2之间可以在2.4ghz频带中进行数据交换。

在结束连接或在不成功的连接建立的情况下而预定的时间期满之后，在基站2中再次删除移动站1的标识。因此，对于随后的连接建立尝试来说，再次确立进入条件。

在另外的实施方式中，信标信号可以在预定的时间内下降到不再能被移动站察觉到的发射功率上，或替选地也可以完全关断。

本发明可以如下地来概括。以不同的移动站的研究表明，通过在2.4ghz和5ghz频带中调整信号强度可以实现初步的频带控制。如果5ghz频带与其2.4ghz的配对频带使用更高的功率，移动站更多时候在5ghz频带中而非在2.4ghz频带中来连接。以常见的基站的实验室测试表明，发送功率的功率区别至少应为14dbm。为了不影响正常的展开(abwicklung)，仅信标和探测响应帧在发送功率上有所降低。

在车辆内部空间中的wlan供应应通过5ghz频带和2.4ghz频带来实现。由于在5ghz频带中的容量明显更高(由于通道带宽和更高阶的调制技术)，而希望的是，终端设备优选在5ghzwlan上连接(当其在终端设备上可用时)。提出了2.4ghz信标的功率下降，以便使得5ghz网络的更好的网络质量。

在另外的实施方式中，可以使用频带变换指令来导入频带变换。该频带变换指令例如可以依据2012年的wlan标准ieee802.11的用于通道变换的标准化方法，在其中说明了访问点(在该说明中也被称为基站)、客户端(其可以实施为移动站)、通道变换。这需要的是快速的频率选取(动态频率选择(dynamicfrequencyselection)，dfs)，在其中，例如当在通道中发现雷达干扰时，必须停止该通道。这样的通道变换指令可以在频带(5ghz和/或2.4ghz)之中实现。

为了变换频带，可以使用频带变换命令。与通道变换命令不同的是，频带变换不足以使相应的频带变换命令从基站向移动站发送。附加地应注意的是，必须从一个媒体访问控制(mac)(例如2.4ghz)向另一个mac(例如5ghz/go)变换。此外应考虑的是，频带变换无缝地(连续地)实现。这样的无缝转移例如避免了新频带中的新的验证和/或连接的中断和/或动态主机配置协议(dynamichostconfigurationprotocol(动态主机配置协议)，dhcp)。在移动站不支持新的频带(例如5ghz频带)的情况下，可以确保频带变换步骤，使得移动站的连接不是完全与网络分开，而是连接可以保持在现有的频带(例如2.4ghz频带)中。

在前述描述、权利要求书和附图中公开的特征，无论是单独地还是以任意组合的方式，对于实现实施例的不同的设计方案来说都很有意义并且可以被实施。

尽管已结合装置描述了一些方面，但应当理解的是，这些方面也是对相应的方法的描述，从而装置的整体或结构元件也应当被理解为相应的方法步骤或方法步骤的特征。以此类推，结合方法步骤或作为方法步骤所描述的方面也是对相应的块或相应的装置的细节或特征的描述。

根据特定的实施要求，本发明的实施例可以在硬件中或软件中实施。可以通过使用数字存储介质，例如软盘、dvd、蓝光光盘、cd、rom、prom、eprom、eeprom或闪存、硬盘或另外的磁性的或光学的存储器来执行该实施方案，在其上存储有与可编程硬件组件配合作用或者能配合作用以执行各个方法的电可读的电子控制信号。

可编程的硬件组件可以由处理器、计算机处理器(cpu＝centralprocessingunit，中央处理单元)、图像处理器(gpu＝graphicsprocessingunit，图像处理单元)、计算机、计算机系统、专用集成电路(asic＝application-specificintegratedcircuit，面向应用的集成电路)、集成电路(ic＝integratedcircuit)、单芯片系统(soc＝systemonchip，片上系统)、可编程的逻辑元件或带有微处理器的现场可编程逻辑门阵列(fpga＝fieldprogrammablegatearray)形成。

本发明的实施例通常可以实施为带程序代码的程序、固件、计算机程序或计算机程序产品或者实施为数据，其中，程序代码或数据用于当在处理器上或可编程的硬件部件上运行该程序时执行所描述的方法之一。程序代码或数据例如也可以储存在可机器读取的载体或数据载体上。程序代码或数据也能够以源代码、机器代码或字节码以及其他中间代码的形式存在。

此外，另一实施例还是数据流、信号序列或一系列代表用于执行在此所描述的方法之一的程序的信号。数据流、信号序列或一系列信号例如可以被配置成以便可以通过数据通信连接，例如通过因特网或其他网络进行传输。因此，实施例也是代表数据的信号序列，它们适用于通过网络或数据通信连接进行传送，其中，数据表示程序。

上述实施例仅是本发明的原理的解释。应该理解的是，其他本领域技术人员也可以对在此所描述的设施和细节进行修改和改变。因此，本发明仅通过权利要求书的保护范围限定，但并不局限于在此根据说明书和对实施例的阐述所表示的特定的细节。