本发明公开的方法和设备涉及无线通信领域，且更具体但不排他地涉及rf和声学无线通信的组合。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年6月5日提交的美国临时申请第62/171,258号的权益，因此将该美国临时申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
背景技术：
支持wi-fi(无线保真)的移动电话是众所周知的。诸如智能手机等移动设备通常是以经由适当的蜂窝调制解调器提供互联网接入的方式操作的。当这样的设备进入wi-fi覆盖区域时，无论是在家中还是在公共场所，设备都可以关闭自身的蜂窝互联网接入并使用本地wi-fi网络来进行互联网接入。这可以减少移动设备的辐射和电池消耗以及蜂窝网络上的负载。在某些情况下，例如漫游，使用wi-fi网络还可以降低用户的成本。
wi-fi通话技术也是众所周知的。在wi-fi覆盖区域中，支持wi-fi的移动电话可以切换到本地wi-fi网络来获得互联网接入。然后经由采用例如voip(网络电话)协议的互联网，可以从所述移动电话传送电话呼叫且可以将电话呼叫传送到所述移动电话。例如，经由本地wi-fi网络可以从移动电话向互联网拨出呼叫。然后该呼叫被适当的wi-fi通话服务接收，该wi-fi通话服务是以经由互联网将呼叫传送到目标电话的方式操作的。这项服务可以减少移动电话用户的辐射，还可以减轻蜂窝运营商的业务负载，这是因为在覆盖条件允许时，蜂窝运营商将呼叫从蜂窝网络转移到互联网。
声学通信可以用作替代诸如wi-fi和bluetooth(蓝牙)等射频(rf：radio-frequency)技术的无线局域网(wlan：wirelesslocalareanetwork)技术。在智能手机的扬声器将用户的语音以超声波频率范围(通常为14-20khz)传输到本地路由器的同时，智能手机的麦克风可以给用户录音，且反之亦然。声学通信甚至比任何rfwlan技术更节能。
然而，声学通信具有位置敏感性并且不能穿透墙壁。因此，声音通信通道可能会毫无预兆地丢失。因此，人们普遍认识到需要一种克服上述限制且非常有利的通信系统和方法。
技术实现要素：
根据一个示例性实施例，提供了一种用于对移动设备与本地节点之间的无线通信模式进行选择的方法、设备和计算机程序，其中通过测量声学通信质量而在rf通信技术与声学通信技术之间进行所述选择，且如果所述声学通信质量低于预定阈值，则切换到rf通信，其中根据信号水平、噪声水平、snr、ber、qos、延迟、抖动和帧丢失中的至少一者的测量来确定所述声学通信质量。
此外，根据另一个示例性实施例，所述方法、设备和/或计算机程序还可以包括确定所述移动设备相对于所述本地节点的位置并且根据所述位置的表征对所述通信模式进行选择，其中根据所述位置中或所述位置周围的声学通信质量的历史来表征所述位置。
根据另一个示例性实施例，所述声学通信质量是以连续和反复中的至少一者的方式测量的。
根据又一个示例性实施例，当选择的所述通信模式是rf通信技术和声学通信技术中的至少一者时，测量所述声学通信质量。
根据再一个示例性实施例，根据包括信号水平、噪声水平、snr、ber、qos、延迟、抖动、帧丢失和呼叫断开中的至少一者在内的多个测量来确定所述声学通信质量的历史。
进一步地，根据另一个示例性实施例，根据定位、运动方向和运动速度中的至少一者来确定对所述通信模式进行的所述选择。
再进一步地，根据另一个示例性实施例，根据所述移动设备相对于与所述本地节点相关联的通信质量图的位置来确定对所述通信模式进行的所述选择。
仍进一步地，根据另一个示例性实施例，根据下列中的至少一者来确定对所述通信模式进行的所述选择：所述移动设备即将进入声学通信质量差的单元；以及所述移动设备已经退出声学通信质量差的单元而进入到声学通信质量良好的单元中。
此外，更进一步地，根据另一个示例性实施例，还根据信号水平、噪声水平、snr、ber、qos、延迟、抖动和帧丢失中的至少一者的当前测量来确定所述声学通信质量。
除非另有限定，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与相关领域的普通技术人员通常理解的相同含义。本文提供的材料、方法和示例仅是说明性的而不是限制性的。除了过程本身所必需的或固有的范围外，没有设定或默示在包括附图在内的本说明书中描述的方法和过程的步骤或阶段的特定顺序。在许多情况下，过程步骤的顺序可以在不改变所述方法的目的或效果的情况下变化。
附图说明
本文仅通过示例的方式参照附图来描述各种实施例。现在具体参照详细的附图，需要强调的是，所示的细节仅作为示例并仅用于对实施例的说明性讨论，而且出于针对实施例的原理和概念方面提供被认为是最有用和容易理解的描述的目的而被提出。在这方面，在满足对主题的基本理解的情况下，没有尝试更详细地示出实施例的结构性细节，对于本领域的技术人员而言，使用附图进行的描述使本领域技术人员明白在实践中如何实施多种形式和结构。
在附图中：
图1是组合声学和rf通信技术的混合式通信系统10的简化图；
图2是被混合式通信系统使用的计算系统的简化框图；以及
图3包括混合式通信软件程序21的三个简化流程图。
具体实施方式
本实施例包括用于无线通信的系统和方法，并且更具体地涉及在射频(rf)无线局域网(wlan)技术与声学wlan之间的选择和/或漫游。参照下面的附图和所附描述，可以更好地理解根据本文所呈现的几个示例性实施例的设备和方法的原理和操作。
在详细地解释至少一个实施例之前，应当理解的是，这些实施例的应用并不限于在下面的描述中阐述的或在附图中示出的部件的构造和布置的细节。可以以各种方式来实践或执行其他实施例。而且，应该理解的是，这里使用的措辞和术语是为了说明的目的，而不应该被视为限制性的。
在本文件中，在附图的范围内没有描述的且在之前附图中已经标记数字加以说明的附图元件具有与之前附图中相同的用途和描述。类似地，在本文中由本文描述的附图中没有出现的数字标识的元件具有与之前描述的附图中的元件相同的用途和描述。
本文件中的附图可能不是按照比例绘制的。不同的附图可以使用不同的比例，并且甚至可以在相同的附图中使用不同的比例，例如，对于相同对象的不同视角使用不同比例或对于两个相邻对象使用不同比例。
下面描述的实施例的目的是提供至少一种用于在声学无线局域网(wlan)技术与射频(rf)wlan之间进行选择和/或漫游的系统和/或方法。然而，如本文所述的系统和/或方法可以在基于电容器的扬声器的类似技术中具有其他实施例。
现在参照图1，图1是根据一个示例性实施例的组合声学和rf通信技术的混合式通信系统10的简化图。
如图1所示，混合式通信系统10可以包括至少一个诸如移动电话设备和/或智能手机等混合式移动设备11以及诸如路由器等混合式本地通信节点12。混合式本地通信节点12通常可以与诸如互联网等广域网(wan：wideareanetwork)13通信耦合。混合式移动设备11通常可以由用户14操作。
混合式移动设备11可以经由诸如wi-fi和/或bluetooth(分别为wlan和wpan(无线个人局域网))等射频(rf)通信技术15且可以经由声学通信技术16而与混合式本地通信节点12通信耦合。
术语“混合式”和/或“混合式通信”可以指混合式通信系统10在不中断通信的情况下在一个通信会话内在两种以上不同的通信技术和/或模式之间切换的能力。例如，这两种通信技术和/或模式可以是rf通信和声学通信。需要理解的是，例如，声学通信比rf通信消耗更少的电能，然而声学通信可能会受到墙壁的限制。因此，有利的是，具有能够使用这样的两种以上的通信技术并且在不影响通话质量的情况下在通信技术之间瞬间切换的通信系统。
混合式本地通信节点12可以包括至少一个麦克风17和至少一个扬声器18，以提供声学通信技术16。通常，混合式本地通信节点12可以包括多个麦克风17和多个扬声器18。混合式通信系统10使用麦克风17和扬声器18来提供声学通信。图1中没有示出混合式移动设备11的麦克风17和扬声器18。混合式本地通信节点12还可以包括多个麦克风17和多个扬声器18，以改善信号质量并提供声学三角测量。
混合式移动设备11通常可以经由本地基站20而与诸如蜂窝网络19等无线广域网(wwan：wirelesswideareanetwork)可选地通信耦合。混合式本地通信节点12通常也可以经由本地基站20而与诸如蜂窝网络19等无线广域网(wwan)可选地通信耦合。
混合式移动设备11和/或混合式本地通信节点12还可以包括混合式通信软件程序21。混合式通信软件程序21可以使混合式移动设备11和/或混合式本地通信节点12能够例如在rf通信技术15和声学通信技术16以及可选的蜂窝通信模式22之间确定和/或选择通信模式。
在一个实施例中，混合式通信软件程序21可以在混合式移动设备11与混合式本地通信节点12之间选择无线通信模式。在rf通信模式和/或技术与声学通信模式和/或技术之间进行模式选择。混合式通信软件程序21可以通过测量声学通信质量来确定选择的模式，并且如果声学通信质量低于预定阈值，则切换到rf通信。可以根据信号水平、噪声水平、snr、ber、qos、延迟、抖动和帧丢失中的至少一者的测量来确定声学通信质量。具体地，当信号水平下降到预定阈值之下时，混合式通信软件程序21可以从声学通信切换到rf通信。
在另一个实施例中，可以根据混合式移动设备11的位置来确定可用通信模式之间的选择。具体地，根据混合式移动设备11相对于混合式本地通信节点12的位置来确定和/或选择通信模式。因此，混合式通信软件程序21也许能够实时计算混合式移动设备11相对于混合式本地通信节点12的位置。
根据混合式移动设备11的位置特别是考虑到混合式移动设备11的的运动方向和/或运动速度而选择通信模式使得混合式通信系统10能够在信号质量下降之前选择适当的通信技术。
例如，如果混合式通信系统10(例如，混合式移动设备11或混合式本地通信节点12、或上述两者)确定混合式本地通信节点12即将进入通信质量差的区域(位置)，则混合式通信系统10可以在混合式移动设备11进入质量差的区域之前和/或在信号质量下降之前切换到rf通信。
混合式本地通信节点12可以通过声学信号三角测量来确定混合式移动设备11的位置。例如，混合式移动设备11可以发射与rf导频信号同步的声学导频信号。混合式本地通信节点12可以例如通过比较至少两个麦克风17的声学导频信号的到达时间来确定混合式移动设备11的位置。考虑到这至少两个麦克风17的位置或者它们之间的距离而得到的到达时间与rf信号的到达时间之间的差可以用于计算混合式移动设备11相对于混合式本地通信节点12的位置。
以类似的方式，混合式移动设备11也可以通过声学信号三角测量来确定自身相对于混合式本地通信节点12的位置。例如，混合式本地通信节点12可以发射与rf导频信号同步的至少两个声学导频信号，其中各声学导频信号由混合式本地通信节点12的不同的扬声器18发射。混合式移动设备11可以例如通过比较至少两个扬声器18的声学导频信号的到达时间和rf信号的到达时间来确定自身的位置。不同的声学导频信号可以通过它们的不同载波频率、或载波频率的不同调制、或前述两者来区分。
需要理解的是，类似地，混合式移动设备11也可以包括多个麦克风和/或扬声器，且混合式移动设备11可以使用它们进行声学三角测量，以如上所述地测量混合式移动设备11的位置。
需要理解的是，可以使用影响声学导频信号的多普勒(doppler)效应来测量混合式移动设备11相对于混合式本地通信节点12的运动方向和/或运动速度。
此外，混合式通信软件程序21也许能够映射混合式移动设备11相对于混合式本地通信节点12的位置，在这个过程中，声学通信是相对无效的，或者声学通信变得相对无效的可能性较高。
术语“位置”可以指混合式移动设备11相对于混合式本地通信节点12的定位、运动方向和运动速度。
术语“相对无效”或“质量差”可以指通信技术的质量，例如信号强度降低、信噪比(snr：signal-to-noiseratio)降低、误码率(ber：bit-error-rate)增加，等等。如果例如某一特定位置与服务质量(qos：qualityofservice)低、信号弱、snr降低、ber增加、断开等等反复相关联，则该位置、或紧邻该位置的地区或区域就会与“相对无效”或“质量差”的声学通信相关联，或以“相对无效”或“质量差”的声学通信为特征。其他位置可以与“相对有效”或“质量良好”的声学通信相关联或以“相对有效”或“质量良好”的声学通信为特征。
需要理解的是，一个地点可以包括多个混合式本地通信节点12，并且混合式移动设备11可以与不只一个混合式本地通信节点12一起使用，和/或混合式移动设备11可以在混合式本地通信节点12之间漫游。需要理解的是，对于各混合式本地通信节点12，映射过程通常是分开的。
需要理解的是，如果混合式移动设备11具有相同的通信特性和/或规格，则可以在与同一混合式本地通信节点12一起使用的混合式移动设备11之间共用映射过程。需要理解的是，例如，两个(或更多个)不同的混合式本地通信节点12可以具有被这两个混合式本地通信节点12覆盖的特定区域的不同表征(映射)。
现在参照图2，图2是根据一个示例性实施例的计算系统23的简化框图。作为选择，可以在前面附图的细节的背景下查看图2的框图。然而，当然也可以在任何期望的环境的背景下查看图2的框图。而且，前述定义可以同样适用于下面的描述。
计算系统23的框图可以表示混合式移动设备11和/或混合式本地通信节点12和/或任何其他计算设备的一般示例，其他计算设备可以用于执行混合式通信软件程序21、或混合式通信软件程序21的任何部分、或任何其他类型的软件程序。
术语“计算系统”或“计算设备”涉及计算设备或计算相关单元的任何类型或组合，计算相关单元包括但不限于处理设备、存储设备、储存设备和/或通信设备。
如图2所示，计算系统23可以包括至少一个处理器单元24、一个或多个内存单元25(例如，随机存取存储器(ram：randomaccessmemory)、诸如闪存等非易失性存储器，等等)、一个或多个存储单元26(例如，包括硬盘驱动器和/或可移动存储驱动器，代表有软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、闪存设备，等等)。
计算系统23还可以包括一个或多个通信子系统。具体地，计算系统23可以包括rf通信子系统27，例如，wi-fi和/或bluetooth。计算系统23可以包括通常与一个或多个麦克风29以及一个或多个扬声器30连接的声学通信子系统28。计算系统23还可以包括蜂窝通信子系统。
计算系统23还可以包括一个或多个图形处理器31和显示器32、各种各样的用户输入和输出(i/o：inputandoutput)设备33以及一条或多条通信总线34，通信总线34与上述单元连接。计算系统23可以由电源35供电，电源35可以包括电池。
计算系统23还可以包括一个或多个计算机程序36或计算机控制逻辑算法，计算机程序36或计算机控制逻辑算法可以被存储在任一个内存单元25和/或存储单元26中。当执行这样的计算机程序时，其使计算系统23能够执行各种功能(例如，如在图1的背景下阐述的功能，等等)。内存单元25和/或存储单元26和/或任何其他存储器是有形计算机可读介质的可能示例。
具体地，计算机程序36可以包括混合式通信软件程序21。
术语“rf通信”可以指任何类型的通信技术，例如，无论是有线的还是无线的短程通信(例如，诸如usb(通用串行总线)、wi-fi、bluetooth等pan(个人局域网))或远程通信(例如，以太网、ip(网际协议)、蜂窝、wimax(全球微波互联接入)，等等)。就此而言，计算系统23和/或通信单元27可以包括用户识别模块(sim：subscriberidentitymodule)或类似设备。
现在参照图3，图3包括根据一个示例性实施例的用于混合式通信软件程序21的三个简化流程图。
作为选择，可以在前面附图的细节的背景下查看图3的流程图。然而，当然也可以在任何期望的环境的背景下查看图3的流程图。而且，前述定义可以同样适用于下面的描述。
如图3所示，混合式通信软件程序21可以包括三个模块：扫描模块37、映射模块38和模式选择模块39。
需要理解的是，混合式通信软件程序21及其任何模块可以由混合式移动设备11、或由混合式本地通信节点12、或由上述两者执行。混合式移动设备11的处理器可以执行混合式通信软件程序21的任何一个模块和/或模块的任何组合。混合式本地通信节点12的处理器可以执行混合式通信软件程序21的任何一个模块和/或模块的任何组合。混合式通信软件程序21的任何模块可以由混合式移动设备11、或由混合式本地通信节点12、或由上述两者执行。
通常，在混合式通信系统10的整个操作过程中或当混合式移动设备11正被用户14使用时，扫描模块37、映射模块38和模式选择模块39被并行地、连续地或反复地处理。
扫描模块37可以测量混合式移动设备11与混合式本地通信节点12之间的通信质量，并且扫描模块37可以生成质量测量数据库40。
映射模块38可以分析数据库40的通信质量测量的数据，并生成单元(例如，地区、区域)及它们各自的平均通信质量水平的地图41。映射模块38还可以生成一组存储在规则数据库42中的通信质量测量规则、阈值和/或水平。
模式选择模块39可以使用地图41来确定混合式移动设备11和/或混合式本地通信节点12或者在混合式移动设备11和/或混合式本地通信节点12之间应该使用哪个通信模式(例如，rf或声学)。具体地，当模式选择模块39检测到混合式本地通信节点12即将进入(地图41的)特定单元或已经退出特定单元时，模式选择模块39可以做出这个决定。
如图3所示，扫描模块37可以通过获取通信质量测量规则而从步骤43开始。通信质量测量规则、阈值和/或水平可以由用户设定或经由互联网下载，并且以后可以由映射模块38连续地和/或反复地更新。通信质量测量规则可以指示扫描模块37何时、何地以及如何测量混合式移动设备11与混合式本地通信节点12之间的声学通信质量。
扫描模块37可以前进到步骤44，以测量混合式移动设备11相对于特定的混合式本地通信节点12的当前位置或定位。由于混合式移动设备11可以在混合式本地通信节点12之间漫游，所以混合式通信软件程序21的整个过程与特定的混合式本地通信节点12相关联。
扫描模块37可以前进到步骤45，以基于获得的测量规则来确定是否应该执行测量。测量规则可以指出应当进行测量的位置或区域和/或应当进行测量的时间或频率(速率)、或应当存储测量值的一个或多个诸如越过阈值或水平等条件、或上述的组合。测量规则还可以根据如可以由混合式移动设备11中的加速度计或类似的运动检测设备所指出的混合式移动设备11的运动的方向和/或速度来指示测量。测量规则还可以指出可以进行的一种或多种类型的测量，诸如信号水平、噪声水平、snr、ber、qos、延迟、抖动、帧丢失等。
通常，通过在混合式移动设备11与混合式本地通信节点12之间发送或接收或交换导频信号来进行测量。测量可以记录信号水平(强度)、噪声水平、snr、ber、qos、延迟、抖动、帧丢失等中的一个或多个值。
如果需要，扫描模块37可以前进到步骤46以进行测量，并且前进到步骤47以将测量结果48与测量的位置和时间一起存储到测量数据库40。
扫描模块37可以根据例如相关的测量规则而连续地或以预定的速率重复上述步骤。扫描模块37可以在选择和/或使用声学通信时以及在选择和/或使用rf通信时执行声学通信的测量。
通常与扫描模块37并行地执行的映射模块38可以通过扫描测量数据库40而从步骤49开始，且映射模块38可以计算(创建和更新)区域或单元的地图以及它们各自的声学通信质量的水平。随着测量的数量和密度增加，映射模块38可以增大地图的分辨率。因此，地图的分辨率可以根据测量的可用性(数量)和密度而改变。具有较高测量密度的区域可以被分成较小的单元。如果特定单元显示出测量的梯度或相对大的变化，则映射模块38可以修改测量规则，以对该区域进行更多的测量。
映射模块38可以前进到步骤50，以例如根据通信质量的特定水平的可能性来确定区域或单元。通信质量的水平可以根据预定规则计算，所述规则根据信号水平(强度)、噪声水平、snr、ber、qos、延迟、抖动、帧丢失等的任意组合来计算通信质量值。有时，映射模块38可以修改规则。
一些区域或单元可以具有不止一个质量水平。例如，如果门或窗户或窗帘打开或关闭，则靠近门或窗户或窗帘的区域可以具有不同的值。类似地，嘈杂的仪器(例如，咖啡机)在运行时可能影响质量水平。
映射模块38可以前进到步骤51，以确定或划分或表征区域为通信质量良好和通信质量差的区域。混合式移动设备11不应该在质量差的区域或单元中使用声学通信。
映射模块38可以前进到步骤52以创建或更新质量图41，并且如果需要的话，映射模块38可以前进到步骤53以更新一个或多个测量规则和/或一个或多个质量阈值。
通常与扫描模块37和/或映射模块38并行地执行的模式选择模块39可以通过测量混合式移动设备11的位置、运动方向和运动速度而从步骤54开始。
模式选择模块38可以前进到步骤55，以依据质量图41的单元结构和/或拓扑来确定混合式移动设备11的移动性，并且模式选择模块38可以前进到步骤56，以根据质量图41来评估通信质量。
如果模式选择模块38确定混合式移动设备11即将进入指出(在质量图41中由映射模块38指出)为声学通信质量差的区域或单元(步骤57)，则模式选择模块38可以选择将混合式移动设备11从声学通信切换到rf通信(步骤58)。
如果模式选择模块38确定混合式移动设备11已经退出指出(在质量图41中由映射模块38指出)为声学通信质量差的区域或单元而进入到质量良好的区域中(步骤59)，则模式选择模块38可以选择将混合式移动设备11从声学通信切换到rf通信(步骤60)。
需要理解的是，为了清楚起见而在单独实施例的背景下描述的某些特征也可以组合地提供在单个实施例中。相反，为了简洁起见而在单个实施例的背景下描述的各种特征也可以单独地提供或以任何适当的子组合提供。
虽然上面已经结合其具体实施方案进行了描述，但是很明显，许多替代方案、修改和变更对于本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，本申请旨在包含落在所附权利要求的精神和广泛范围内的所有这样的替代方案、修改和变化。本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请通过引用并入本说明书中，在同样程度上，如同每一个单独的出版物、专利或专利申请均被具体地和单独地指明通过引用并入本文。此外，本申请中引用或识别的任何参考文献，不应被解释为承认此类参考可作为现有技术获得。