Устройство с интеллектуальными функциями сбора, обработки сенсорных данных с комплексом модулей локального доступа и с приемопередачей в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот

Изобретение относится к области радиосвязи. Техническим результатом является обеспечение требуемого качества передачи сенсорных данных в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот с различными технологиями радиодоступа RAT путем поочередного подключения к территориально–распределенным радиосетям с максимальной оценкой качества передачи радиосигнала. Устройство содержит по крайней мере два радиомодуля для упрощенного использования полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот, соединенные с модулем получения информации о сети, модуль получения информации о сетях кандидатах для передачи сенсорных данных соединяют с модулем управления, модуль управления включает таймер контроля времени получения информации от радиосетей и таймер времени подключения к сети, модуль управления соединяют с блоком памяти и с комплексом модулей локального доступа для радиосетей малого радиуса; модули локального доступа для радиосетей малого радиуса соединяют с блоком памяти, и перечисленные модули и блоки подключены к автономному блоку электропитания. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технике связи. Технический результат состоит в обеспечении требуемого качества передачи сенсорных данных в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот с различными технологиями радиодоступа RAT путем поочередного подключения к территориально–распределенным радиосетям с наибольшей оценкой качества передачи радиосигнала.

Уровень техники

Раскрытие уровня техники осуществлено в той степени, в какой это известно заявителям. Работы изобретателей, согласно описанию, посвящены основам и аспектам описания изобретения, которые могут квалифицироваться как предшествующий уровень техники, необходимый для понимания сущности изобретения и экспертизы заявки. Уровень техники определяется следующими известными заявителю аналогами изобретения.

Известен «Method, apparatus and computer program providing network-associated system priority list for multimode selection» (US 2006/0282554 A1 G06F 3/00, 14.12.2006), где метод включает в себя подготовку для многорежимного беспроводного терминала связи как минимум одного списка системного приоритета (SPL) сетей, содержащего информацию, которая идентифицирует множество типов систем беспроводной сети и для каждого идентифицированного типа беспроводной сети есть минимум одна беспроводная сеть такого типа. С помощью метода из SPL выбирается беспроводная сеть для обслуживания выборочно на основе приоритета, указанного вручную, с автоматическим указанием приоритета и приоритет, который указывается для использования автоматически только во время включения питания терминала.

Техническая проблема разделения спектра радиосетей в полосах радиочастот с упрощенным использованием в нелицензируемом диапазоне радиочастот с учетом определения качества передачи сигнала при осуществлении аналога изобретения не может быть решена, поскольку в аналоге отсутствуют радиомодули с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот, список системного приоритета сетей не изменяется во времени, список SPL формируется только оператором связи, а не оконечным устройством.

Известен выбор маршрута в беспроводных сетях (RU №2682930 С2 H04W 40/24 (2009.01), 15.05.2017), где изобретение относится к средствам определения маршрута между узлом источника и узлом назначения в беспроводной сети. Технический результат заключается в обнаружении оптимального маршрута без возникновения существенной задержки обнаружения маршрута. Принимают сообщение запроса маршрута от узла источника, причем сообщение запроса маршрута имеет флаг в заданном условии, если промежуточный узел имеет действительный маршрут к узлу назначения и в заданном условии имеется флаг, отправляют узлу источника сообщение ответа на запрос маршрута в ответ на сообщение запроса маршрута, чтобы узел источника использовал это сообщение при установке временного маршрута между узлом источника и узлом назначения в беспроводной сети. Сбрасывают указанный флаг в любом последующем отправлении указанного сообщения запроса маршрута промежуточным узлом, что в совокупности решает проблему быстрого обнаружения маршрута с оптимальной метрикой между узлом источника и одним или более узлов назначения для протоколов маршрутизации по требованию.

Техническая проблема разделения спектра радиосетей в полосах радиочастот с упрощенным использованием с учетом определения качества передачи сигнала при осуществлении аналога изобретения не может быть решена, потому что в аналоге отсутствуют радиомодули с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот; метрика маршрутизации, включая и суммарную метрику маршрутизации, включает только характеристику маршрутов и не отражает условий передачи радиосигналов в беспроводных сетях.

Известен «Оптимальный выбор сети связи в месте расположения оконечного устройства» (RU №2375846 С2 H04W 48/18 (2009.01), 9.03.2006), где изобретение относится к технике связи. Предложены способ, устройство и система оптимального выбора связи (VPLMN2) в месте расположения оконечного устройства, оконечное устройство посылает запрос через сетевое устройство (посредника) первой сети связи (VPLMN1) относительно второй сети связи (VPLMN2) на другое сетевое устройство (WLAN DB). Другое сетевое устройство (WLAN DB) после проверки запроса посылает на оконечное устройство (MS) ответное сообщение, содержащее информацию, в зависимости от которой оконечное устройство (MS) регистрируется в сети связи (VPLMN2), что обеспечивает для оконечного устройства возможности простого и эффективного выбора сети связи. При этом для выбора сети передаётся набор информационных данных, причем информационные данные представляют собой код страны, и/или код сети, идентифицирующий сеть связи, в которой оконечное устройство (MS) временно зарегистрировано, и/или информацию местоположения, относящуюся к текущему местоположению оконечного устройства (MS) или данные, относящиеся к необходимой оконечному устройству (MS) ширине полосы и/или требованиям защиты, предъявляемым к сети связи (VPLMN2).

Техническая проблема разделения спектра радиосетей в полосах радиочастот с упрощенным использованием в нелицензируемом диапазоне радиочастот с учетом определения качества передачи сигнала при осуществлении аналога изобретения не может быть решена, потому что отсутствуют радиомодули с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот; отсутствует решения в случае самостоятельного обнаружения MS по месту нахождения нескольких VPLMN и выбор между ними.

Известно «Переключение режимов выбора беспроводной сети в связи с выбором набора беспроводных ячеек» (RU №2480956 С2 H04W 48/18 (2009.01), где изобретение относится к беспроводной связи и, более конкретно, к выбору беспроводной сети. Технический результат заключается в обеспечении выбора беспроводной сети. Для этого устройство связи содержит: блок выбора ячейки, сконфигурированный для выбора ячейки объявляющей закрытую группу абонентов; блок выбора сети, сконфигурированный для идентификации беспроводной сети, ассоциированной с выбранной ячейкой, и дополнительно сконфигурированный для переключения из первого режима выбора беспроводной сети во второй режим выбора беспроводной сети в результате идентификации беспроводной сети; и контроллер связи, сконфигурированный для регистрации в идентифицированной беспроводной сети, когда терминал доступа обнаруживает беспроводную сеть более высокого приоритета, терминал доступа может автоматически выбрать эту сеть.

При этом в обычном случае домашней беспроводной сети пользователя может быть назначен самый высокий приоритет (например, обозначаемой как предпочтительная беспроводная сеть), в то время как другие беспроводные сети, к которым пользователь авторизован получить доступ, могут иметь более низкий приоритет. В некоторый момент времени терминал доступа может определять, что он больше не принимает обслуживание от закрытой группы абонентов CSG (например, посредством определения, что терминал доступа больше не базируется ни в какой ячейке этой CSG). Идентификаторы доступных CSG могут отображаться в первую очередь для разрешенного списка CSG, далее для списка CSG оператора и любого другого идентификатора, не включенного в разрешенный список CSG и в список оператора CSG. В конструкции устройства имеется контроллер связи для управления связью с другими узлами и для обеспечения других связанных функциональных возможностей, который может быть использован для посылки сообщений и обработки принятых сообщений для выбора ячейки (например, приема сообщений, включающих в себя идентификаторы CSG, идентификаторы беспроводной сети и т.д.), идентификации беспроводной сети, ассоциированной с ячейкой CSG, регистрации в сети и определения, базируется ли терминал доступа в ячейке CSG, и определения, возвратился ли терминал доступа в зону беспроводного охвата ячейки CSG (например, в течение определенного промежутка времени). В конструкции устройства имеется контроллер выбора сети, который может переключать режимы на основании идентификации беспроводной сети и/или на основании определения, что терминал доступа больше не базируется в ячейке CSG, поддерживать запись текущего режима выбора беспроводной сети, возвращаться в режим, идентифицированный записью, выбирать беспроводную сеть на основании определения, что терминал доступа больше не базируется в ячейке CSG, обозначать, что закрытая CSG является предпочтительной для выбора, и возвращаться в беспроводную сеть, идентифицированную поддержанной записью, если терминал доступа выходит из зоны беспроводного охвата ячейки CSG. Терминал доступа также может включать в себя блок выбора ячейки для выбора ячейки и для обеспечения других связанных функциональных возможностей, к примеру, блок выбора ячейки может выбрать ячейку, объявляющую CSG, и выбрать эту ячейку CSG, если терминал доступа входит в зону беспроводного охвата ячейки в течение определенного промежутка времени после того, как терминал доступа прекратил базироваться в какой-либо ячейке CSG.

Техническая проблема разделения спектра радиосетей в полосах радиочастот с упрощенным использованием в нелицензируемом диапазоне радиочастот с учетом определения качества передачи сигнала при осуществлении аналога изобретения не может быть решена, потому что отсутствуют радиомодули с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот; в составе терминала доступа отсутствует устройство для анализа и определения оценки качества связи для последовательного выбора ячейки CSG и беспроводной сети PLMN, которые реализуются в лицензируемом диапазоне радиочастот; отсутствует решение о возможности или невозможности выбора другой ячейки SCG беспроводной сети, или другой беспроводной сети, обусловленное только целью улучшения качества связи и не связанное с потерей базирования в ячейке или в беспроводной сети.

Известен «Способ обеспечения взаимодействия мобильных терминалов с сенсорной сетью и терминал сенсорной сети, обеспечивающий взаимодействие с сенсорной сетью» (RU №2455755 С1 H04L 12/56 (2006.01), 8.06.2011) где изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат заключается в возможности мобильного терминала в случае выхода из строя узла сенсорной сети, через который производилась передача данных, продолжить обмен данными с сенсорной сетью через другой узел и возможности перемещения терминала сенсорной сети при условии, что он остается доступен для связи с мобильным терминалом и, по крайней мере, с одним узлом сенсорной сети. Терминал сенсорной сети содержит элемент питания, приемопередающий модуль сенсорной сети, подключаемый к одному из узлов внешней сенсорной сети, модуль беспроводной связи, подключаемый к мобильному терминалу, два блока преобразования протоколов передаваемых данных, подключенных к приемопередающему модулю сенсорной сети и к модулю беспроводной связи, при этом блоки преобразования протоколов состоят из блока инкапсуляции, соединенного с блоком памяти и блоком фрагментации, который соединен с блоком памяти и с блоком преобразования протоколов кодирования кадров, который соединен с блоком памяти и блоком дефрагментации, который соединен с блоком памяти, а также блока декапсуляции, соединенного с блоком дефрагментации и блоком памяти. Способ обеспечения взаимодействия мобильных терминалов с беспроводной сенсорной сетью, заключается в том, что приемопередающий модуль сенсорной сети подключается к одному из доступных для связи узлов внешней сенсорной сети; при изменении условий связи и/или перемещении терминала сенсорной сети и/или при выходе из строя узла внешней сенсорной сети, в результате которых приемопередающий модуль сенсорной сети теряет связь с тем узлом сенсорной сети, к которому был подключен, приемопередающий модуль сенсорной сети подключается к другому узлу сенсорной сети, доступному в изменившихся условиях.

Техническая проблема разделения спектра радиосетей в полосах радиочастот с упрощенным использованием в нелицензируемом диапазоне радиочастот с учетом определения качества передачи сигнала при осуществлении аналога изобретения не может быть решена, потому что отсутствуют радиомодули с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот; для мобильного терминала отсутствует возможность автономного определения списка доступных сетей-кандидатов для подключения в нелицензируемом диапазоне частот, не относящихся к сенсорным сетям и к сетям мобильной связи, и отсутствует возможность оценки качества передачи радиосигнала в доступных сетях, и отсутствует возможность выбора сети с лучшими показателями передачи радиосигнала.

Аналогом, наиболее близким к изобретению – прототипом – является известная «Формула изобретения к патенту Российской Федерации» (RU №2690698 С2 H04W 16/14 (2009.01), 29.05.2015), где изобретение относится к устройствам, результат заключается в создании базовой станции, содержащей: модуль получения, выполненный с возможностью получения информации, обозначающей является ли устройство терминала кандидатом устройства для выполнения беспроводной передачи данных сотовой системы, используя совместно используемую полосу частот, при этом совместно используемая полоса частот представляет собой полосу частот, совместно используемую между беспроводной передачей данных сотовой системы и беспроводной передачей данных, соответствующей стандарту беспроводной локальной вычислительной сети (LAN); и модуль управления, выполненный с возможностью уведомления устройства терминала о том, что устройство терминала представляет собой кандидат устройства, в котором совместно используемая полоса частот используется как вторичная составляющая несущая (SCC) и полоса частот для сотовой передачи данных используется как первичная составляющая несущая (PCC) для беспроводной передачи данных сотовой системы.

Техническая проблема разделения спектра радиосетей в полосах радиочастот с упрощенным использованием в нелицензируемом диапазоне радиочастот с учетом определения качества передачи радиосигнала при осуществлении прототипа изобретения не может быть решена, потому что отсутствуют радиомодули с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот; для мобильного терминала при осуществлении прототипа отсутствует возможность самостоятельно и автономно определять список сетей кандидатов для передачи сенсорных данных вне сотовых систем в нелицензируемом диапазоне радиочастот.

Раскрытие сущности изобретения

Технический результат состоит в обеспечении требуемого качества передачи сенсорных данных в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот с различными технологиями радиодоступа RAT путем поочередного подключения к территориально-распределенным радиосетям с наибольшей оценкой качества передачи радиосигнала. Устройство содержит по крайней мере два радиомодуля для упрощенного использования полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне радиочастот, соединенные с модулем получения информации о сети, модуль получения информации о сетях кандидатах для передачи сенсорных данных соединяют с модулем управления, модуль управления включает таймер контроля времени получения информации от радиосетей и таймер времени подключения к сети, модуль управления соединяют с блоком памяти и с комплексом модулей локального доступа для радиосетей малого радиуса; модули локального доступа для радиосетей малого радиуса соединяют с блоком памяти, и перечисленные модули и блоки подключены к автономному блоку электропитания.

Заявляемое устройство с помощью модуля получения информации о сети и соединенных радиомодулей c поддержкой RAT в полосах частот упрощенным порядком использования за определенный таймером интервал времени автономно и самостоятельно способно обнаруживать доступные радиосети в нелицензируемом диапазоне радиочастотного спектра. Заявляемое устройство с помощью модуля получения информации о сети и соединенных радиомодулей c поддержкой RAT в полосах частот упрощенным порядком использования способно измерять или получать данные от внешнего источника о значениях параметров, характеризующих качества передачи радиосигнала в каждой обнаруженной сети и передавать эту информацию в присоединенный модуль контроля в машиночитаемой форме.

Для обеспечения работы устройства в масштабе времени, близком к реальному, в составе модуля управления включают таймер контроля времени получения информации от радиосетей, который ограничивает время поиска доступных радиосетей.

Модуль управления технически способен проводить вычисления оценки качества передачи в каждой из обнаруженных территориально-распределенных радиосетей и способен давать команду машиночитаемой форме модулю получения информации о сети на подключение радиомодуля c поддержкой RAT в полосе частот с упрощенным порядком использования к сети с максимальной оценкой качества передачи, и модуль управления способен повторять последовательности действий через интервал времени, определенный входящим в его состав таймером времени подключения к сети, а продолжительность интервала времени задана в машиночитаемой форме.

Раскрытие сущности изобретения предусматривает расчет оценки качества передачи радиосигнала в каждой сети в нелицензируемом диапазоне частот с различными технологиями RAT по месту расположения устройства, и формирование списка сетей-кандидатов в порядке убывания от максимального значения оценки качества передачи для беспроводных сетей кандидатов для передачи сенсорных данных.

Если не указано иное, изложенные далее подходы не являются предшествующим уровнем техники по отношению к описанию изобретения и к формуле изобретения.

Обеспечение развертывания инфраструктуры Интернета вещей (Internet of Things, IoT) включает радиочастотное обеспечение сетей «Интернета вещей» с использованием полос радиочастотного спектра, используемых в упрощенном порядке. Сети IoT предполагают использование узкополосных (Narrow Band, NB) беспроводных сетей связи, где для упрошенного использования полос радиочастот, требуется придерживаться ограничений, обусловленных соблюдением требований электромагнитной совместимости, помехозащищенности, безопасности жизнедеятельности, длительности рабочего цикла, но не ограничиваясь ими, причем эти требования по используемой полосе радиочастот, эквивалентной излучаемой мощности устройств отличаются от общих условий использования радиочастотного спектра в сторону уменьшения значения характеристик.

К технологиям радиодоступа (Radio Access Technology, RAT) с упрощенным использованием полос радиочастотного спектра, относятся технологии LoRa/LoRaWAN, ZigFox, NB-Fi, Weightless, но не ограничивая перечень приведенным технологиями. Рассматриваемые технологии RAT технически обеспечивают передачу данных на расстояние до 1 км и более, в результате чего могут быть отнесены к беспроводным сетям дальнего радиуса действия Wide-Area Network (WAN), которые применительно к заявляемому устройству являются сетями кандидатами для передачи сенсорных данных.

С учетом технического различия технологий RAT, устройства могут быть оснащены несколькими радиомодулями с поддержкой RAT для упрощенного использования полос радиочастотного спектра. РЧС. Такие устройства могут подключаться или переключаться из ячейки (соты) системы с RAT LoRa/LoRaWAN, ZigFox, но не ограничиваясь ими, в ячейку беспроводной сети с RAT NB-Fi, Weightless, но не ограничиваясь ими.

Далее следует описание раскрытия сущности изобретения, в котором могут использоваться фразы «в варианте осуществления» или «в вариантах осуществления», причем каждая из фраз может относиться к одному или нескольким одинаковым или различным вариантам осуществления. Наиболее очевидный вариант осуществления настоящего раскрытия сущности изобретения обозначен как «предпочтительный», а термины «содержащий», «включающий», «имеющий», «позволяющий» и т.п., используемые в отношении варианта осуществления настоящего раскрытия и являются синонимами.

В данном документе описано устройство, способное самостоятельно и автономно получать, рассчитывать, записывать в блок памяти, хранить и использовать общую оценку качества передачи радиосигнала в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот, одновременно осуществляя через подключение комплекса модулей локального доступа по беспроводным технологиям Bluetooth, ZigBee, но не ограничиваясь ими, сбор и обработку сенсорных данных от внешних сенсоров и сохранять эти данные в блоке памяти устройства. Общая оценка качества радиосигнала в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот, доступных устройству, позволяет формировать и последовательно выбрать для организации радиоканала предпочтительную радиосеть с упрощенным использованием полос радиочастот.

Выражения «упрощенное использование полос радиочастот», «упрощенное использование полос радиочастотного спектра» далее предназначены для классификации режимов использования полос радиочастот в определенном нелицензируемом диапазоне (433 МГц, 868 МГц) с использованием определенной RAT, причем технические способы определения режимов использования не относятся к раскрытию настоящего изобретения, где понятие «упрошенный» не предполагает необходимости предварительного получения административного разрешения от регулирующей организации для использования полос радиочастотного спектра, причем «упрошенный» количественно более ограничивает параметры режима использование частот и полос частот радиочастотного спектра, в результате чего радиосети имеют различные технические параметры использования, что учитывается в конструкции устройства в виде наличия по крайней мере двух радиомодулей с RAT с упрощенным использованием полос радиочастот.

В предпочтительном варианте осуществления устройство есть радиоэлектронное средство, включающее в конструкцию радиомодули c RAT, позволяющие осуществлять радиосвязь в режиме передачи-приема технически доступным способом и с техническими параметрами для определенной технологии RAT, использующие внешние антенные устройства, которые не являются предметом настоящего раскрытия.

В рамках настоящего раскрытия сущности изобретения устройство в предпочтительном варианте осуществления реализовано как отдельное изделие или съемный, монтируемый, навесной компонент в отношении другого устройства, оборудованного или не оборудованного антенной системой определенного типа или вида, причем способ, технология производства, конструкция и техническая реализация антенного оборудования, другое устройство, в отношении которого устройство является съемным или монтируемым или навесным компонентом и составляющим технический комплекс, не связано с раскрытием сущности изобретения.

Радиомодули с RAT с упрощенным использованием полос радиочастот соединены с модулем получения информации о сети, который технически реализуется в виде микроконтроллера с исполняемой или замонтированной компьютерной программой, либо модуль получения информации о сети выполнен в виде «системы на кристалле».

Модуль получения информации о сети использует результаты обнаружения электромагнитного излучения доступных сетей с помощью подключенных радиомодулей с RAT с упрошенным использованием полос радиочастот, которые обнаруживают радиоканал широковещания по месту нахождения устройства, и далее модуль получения информации о сети технически реализуемым способом запрашивает и получает либо не получает сетевой идентификатор радиосети SSID или иным идентификатором и измеряет технические параметры и характеристики радиосети, позволяющие оценить значение не менее одной метрики, характеризующей качество передачи радиосигнала в обнаруженной сети с RAT, например метрики «отношение сигнала/шум» SNR, «индикатор мощности принимаемого сигнала» RSSI, «индикатор качества радиоканала» LQI, но не ограничиваясь ими и далее передаёт в модуль управления в машиночитаемой форме сведения об идентификаторах обнаруженных сетей с измеренными параметрами сетей и значениями метрик. Модуль управления записывает полученные сведения в машиночитаемой форме в присоединенный к нему блок памяти.

Модуль управления получает информацию об обнаруженных сетях от подключенного модуля получения информации о сети. Для ограничения времени получения информации от радиосетей в состав модуля управления входит таймер контроля времени получения информации от радиосетей, который ограничивает время подачи на входы радиомодулей с RAT управляющих сигналов от модуля получения информации о сети для сокращения времени поиска радиосетей и снижения энергопотребления радиомодулями с RAT.

Модуль управления осуществляет расчет с помощью замонтированной или загружаемой исполняемой программы в объективной форме представления для определения обобщенного показателя, характеризующего оценку качества передачи радиосигнала в сетях–кандидатах. Для этого используется техника «взвешивания» сетевых метрик.

В предпочтительном варианте осуществления в память модуля управления с внешнего компьютерного устройства по радиоинтерфейсу (Over-The-Air) или путем непосредственного подключения к устройству в блок памяти производится запись значения весовых коэффициентов (далее «веса»), отражающих значимость каждой сетевой метрики, как входных данных исполняемой компьютерной программы, реализующей управление выбором радиосети.

В предпочтительном варианте осуществления «веса» предварительно рассчитываются методами попарных сравнений, ранговыми методами, балльными методами, методами оценок на шкале отношений, методами аппроксимации функции полезности, методом трансформации частот предпочтения, как это ранее было указано в научных статьях: Анохин А.М. Методы определения коэффициентов важности критериев [Текст] / А.М. Анохин, В.А. Глотов, В.В. Павельев, А.М. Черкашин // Автоматика и телемеханика. – 1997. – вып. 8. – С. 3–35; Подиновский В.В., Потапов М.А. Метод взвешенной суммы критериев в анализе многокритериальных решений: Pro et Contra [Текст] / В.В. Подиновский, М.А. Потапов // Бизнес-информатика. – 2013. – №3(25). – С. 41-48, причем список методов и применение методов не исчерпывается перечисленными.

В предпочтительном варианте осуществления по радиоинтерфейсу (Over-The-Air) или путем непосредственного подключения к устройству в блок памяти производится запись с внешнего компьютерного устройства пороговых значений метрик, отражающих числовое или качественное предельно допустимое значение сетевых метрики, как входных данных исполняемой компьютерной программы, определяющей выбор радиосети модулем управления.

В предпочтительном варианте осуществления расчет модулем управления оценки качества передачи радиосигнала по полосам радиочастот с упрощенным использованием проводится для каждого идентификатора сети, даже если сети находятся в одном частотном диапазоне, путем деления значения метрики, полученного в результате измерения параметра или технической характеристики радиосети, на пороговое значение метрики, с последующим умножением результата на весовой коэффициент и сложения по всем метрикам, и записью результата в блок памяти, как это следует из формулы (1):

(1)

где – общая оценка качества передачи радиосигнала по сетевым метрикам с учетом «веса» или значимости каждой сетевой метрики;

…. – значения «весов» или значимости каждой метрики качества связи;

… – значения сетевых метрик, полученные путем измерения в сети;

… – пороговые или целевые значения сетевых метрик;

N – количество сетевых метрик.

В предпочтительном варианте осуществления, если метрика имеет качественное значение, например обозначение радиотехнологии RAT в виде текстовой строки вида «LoRa» или «ZigFox», но не ограничиваясь ими, то имеет место формула (2):

(2)

В предпочтительном варианте осуществления после истечения таймера контроля времени получения информации от радиосетей сети, модуль управления запускает таймер времени подключения к сети, после чего из машиночитаемой памяти считывает идентификатор сети с наибольшим значением оценки качества передачи радиосигнала и активизируется, путем выдачи дискретных сигналов на контакты, модуль радиомодуля WAN c RAT, причем RAT совпадает с RAT сети, а процесс подключения к сети для приеме-передачи информации продолжается до истечения таймера времени под сети.

В предпочтительном варианте осуществления если таймер времени подключения к сети истек, а устройство не подключилось к выбранной сети, то модуль управления повторно запускает таймер времени подключения к сети, после чего из блока памяти считывается идентификатор сети со следующим в порядке уменьшения значением оценки качества передачи радиосигнала, и путем выдачи управляющих сигналов активизируется радиомодуль с требуемой в выбранной сети RAT, причем настройка радиомодуля совпадают с параметрами выбранной сети, а способ осуществления такой настройки не относится к раскрытию сущности настоящего изобретения.

Следует понимать, что могут использоваться и другие варианты осуществления и структурные или логические изменения заявляемого способа, что может быть выполнено без выхода за рамки настоящего описания раскрытия сущности изобретения. Следовательно, настоящее описание не следует рассматривать в ограничительном смысле, набор вариантов осуществления определены прилагаемой формулой изобретения.

Состав описания модулей устройства в настоящем раскрытии сущности изобретения не следует толковать как подразумевающий, что состав модулей обязательно зависит от варианта осуществления заявляемого устройства.

Краткое описание чертежей

В нижеследующем подробном описании сделаны ссылки на прилагаемый чертеж, который составляет часть описания изобретения, и на котором в качестве иллюстрации показан вариант осуществления, который наиболее полно отражает раскрытие изобретения, но не является при этом единственно возможным вариантом, который может быть реализован на практике.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства с интеллектуальными функциями сбора, обработки сенсорных данных с комплексом модулей локального доступа и с приемопередачей в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот.

На фиг. 1 схематично показана функциональная блок-схема устройства с интеллектуальными функциями сбора, обработки сенсорных данных с комплексом модулей локального доступа и с приемопередачей в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот далее именуемое «Устройства 100», включающая в себя по крайней мере два радиомодуля с RAT для с упрошенным использованием полос радиочастот (110) и (120), далее «Радиомодуль 110» и «Радиомодуль 120» для организации радиосвязи и поиска доступных сетей. «Радиомодуль 110» и «Радиомодуль 120» соединены блоком электропитания (155), далее именуемый «Блок 155», технически способны реализовать прием и передачу данных на уровне физического канала связи, на уровне звена данных, способны обнаруживать радиоизлучение сетей WAN, способны принимать данные о сетевом идентификаторе SSID или ином идентификаторе сетей, измерять технические параметры и характеристики сетей WAN, в том числе включая, но не ограничиваясь метриками «отношение сигнала/шум» SNR, «индикатор мощности принимаемого сигнала» RSSI, «индикатор качества радиоканала» LQI и передавать результаты измерений модулю получения информации о сети (125) (далее «Модуль 125»). «Радиомодуль 110» и «Радиомодуль 120» способны организовать радиосвязь для передачи по физическому радиоканалу сенсорные данные во внешние сети WAN.

Модуль получения информации о сети (125), далее именуемый «Модуль 125» соединен с «Радиомодулем 110» и с «Радиомодулем 120», «Модуль 125» способен принимать значение сетевого идентификатора SSID или иные идентификаторы сетей WAN, способен принимать и обрабатывать значения технических параметров и характеристик сетей кандидатов для передачи сенсорных данных, включая, но не ограничиваясь SNR, RSSI, LQI, способен включать и выключать приемо-передачу «Радиомодуля 110» и «Радиомодуля 120». «Модуль 125» соединен с модулем управления (130), далее именуемый «Модуль 130». «Модуль 125» способен организовать передачу сенсорных данных в «Радиомодуль 110» и «Радиомодуль 120».

«Модуль 130» способен составлять списки сетей кандидатов для передачи сенсорных данных c RAT в машиночитаемой форме, включая, но не ограничиваясь, данными SNR, RSSI, LQI, характеризующими качество передачи сигнала для обнаруженных сетей с RAT. «Модуль 130» способен организовать передачу сенсорных данных в битовой форме в «Модуль 125». «Модуль 130» способен в машиночитаемой форме считывать сенсорные данные из блока памяти (150), далее именуемый «Блок 150». «Модуль 130» способен определять оценку качества передачи радиосигнала в машиночитаемой форме. «Модуль 130» включает «Таймер контроля времени получения информации от радиосетей» (135) для определения предельного времени поиска сетей-кандидатов и включает «Таймер времени подключения к сети» (140) для ограничения времени подключения к сети-кандидату из списка в «Блоке 150».

«Блок 150» соединен с «Модулем 130», соединен с «Блоком 155» и соединен с «Комплексом модулей локального доступа» (145), далее «Комплекс модулей 145» хранит в машиночитаемой форме данные «Модуля 130», данные от «Комплекса модулей 145».

«Комплекс модулей 145» способен принимать радиосигнал по технологиям беспроводных сетей малого радиуса действия Bluetooth, ZigBee но не ограничиваясь ими, способен в машиночитаемой форме принимать данные сенсоров, способен передавать для хранения в машиночитаемой форме данные сенсоров в «Блок 155» и способен передавать сенсорные данные в битовой форме в «Модуль 130».

«Блок 155» соединен с «Радиомодулем 110», «Радимодулем 120», «Модулем 125», «Модулем 130», «Комплексом модулей 145», «Блоком 155». «Блок 155» для электропитания технически выполнен в виде аккумуляторной батареи, но не ограничиваясь ей, например «Блок 155» может быть технически реализован в виде солнечной батареи-панели или в виде преобразователя напряжения и тока от внешней электросети.

1. Устройство с интеллектуальными функциями сбора, обработки сенсорных данных с комплексом модулей локального доступа и с приемопередачей в территориально-распределенных радиосетях в нелицензируемом диапазоне радиочастот с модулем получения информации о сети и модулем управления с возможностью получения информации, обозначающей является ли устройство терминала кандидатом для выполнения беспроводной передачи данных сотовой системы, отличающееся тем, что устройство содержит по крайней мере два радиомодуля с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне вне сотовой системы в территориально-распределенных радиосетях, модуль получения информации о сети соединен с каждым радиомодулем с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне и выполнен с возможностью повторения цикла времени включения каждого радиомодуля с упрощенным использованием полос радиочастот для периодического приема радиосигнала от радиосетей и получения информации в машиночитаемой форме об идентификаторе обнаруженной радиосети, о сетевых метриках качества связи в обнаруженной радиосети и с возможностью повторения цикла времени включения приемопередачи каждого радиомодуля с упрощенным использованием полос радиочастот в обнаруженной радиосети, блок памяти соединен с модулем управления и выполнен с возможностью хранения информации в машиночитаемой форме в виде последовательности данных идентификаторов обнаруженных радиосетей, значений сетевых метрик качества связи в радиосетях, значений весовых коэффициентов сетевых метрик качества связи для указания на значимость каждой из сетевых метрик, общей оценки качества передачи радиосигнала обнаруженных радиосетей, модуль управления соединен с модулем получения информации о сети и выполнен с возможностью получения информации в машиночитаемой форме с записью в блок памяти в машиночитаемой форме об идентификаторах обнаруженных радиосетей, сетевых метриках качества связи обнаруженных радиосетей и с возможностями машинного вычисления общей оценки качества передачи радиосигнала в каждой обнаруженной радиосети в машиночитаемой форме путем обработки значений сетевых метрик качества связи делением на заранее установленное и хранимое в модуле управления пороговое значение сетевой метрики и с поочередным умножением результата деления в машиночитаемой форме на считанное из блока памяти значение весового коэффициента каждой сетевой метрики с суммированием результатов умножения и записью по команде в блок памяти результата машинного вычисления, модуль управления соединен с таймером контроля времени получения сигнала от радиосетей и выполнен с возможностью неоднократной передачи сигнала на повторение цикла включения радиомодуля с упрощенным использованием полос радиочастот на интервале времени по установленному таймером контроля времени получения сигнала от радиосетей значению в машиночитаемой форме с повторением цикла включения в цикле выдержки времени по таймеру контроля времени получения сигнала от радиосетей, таймер контроля времени получения сигнала от радиосетей выполнен с возможностью выдержки времени и с повторением цикла выдержки времени для определения интервала времени включения приема радиосигналов радиомодулем с упрощенным использованием полос радиочастот, модуль управления соединен с таймером времени подключения к сети и выполнен с возможностью неоднократной передачи сигнала на повторение цикла включения приемопередачи радиомодуля с упрощенным использованием полос радиочастот для сети со считанным из блока памяти идентификатором радиосети с максимальной общей оценкой качества передачи радиосигнала на интервале времени по установленному таймером времени подключения к сети значению в машиночитаемой форме с повторением цикла включения в цикле выдержки времени по таймеру времени подключения к сети, таймер времени подключения к сети выполнен с возможностями выдержки времени и с повторением цикла выдержки времени для определения интервала времени включения приемопередачи радиосигналов радиомодулем с упрощенным использованием полос радиочастот, комплекс модулей локального доступа соединен с модулем управления и выполнен с возможностью приемопередачи радиосигнала и сенсорных данных от устройств радиосвязи малого радиуса действия, каждый из радиомодулей с упрощенным использованием полос радиочастот в нелицензируемом диапазоне соединен с блоком электропитания, модуль получения информации о сети соединен с блоком электропитания, модуль управления соединен с блоком электропитания, блок памяти соединен с блоком электропитания, комплекс модулей локального доступа соединен с блоком электропитания.

2. Устройство по п. 1, где комплекс модулей локального доступа соединен с блоком памяти.