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CN108366434A - 将移动设备通信地联接到车辆的无线局域网 - Google Patents

将移动设备通信地联接到车辆的无线局域网 Download PDF

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CN108366434A
CN108366434A CN201810059248.3A CN201810059248A CN108366434A CN 108366434 A CN108366434 A CN 108366434A CN 201810059248 A CN201810059248 A CN 201810059248A CN 108366434 A CN108366434 A CN 108366434A
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CN
China
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mobile device
antenna
vehicle
communication module
bonding strength
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Application number
CN201810059248.3A
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English (en)
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奥利弗·雷
阿尔·R·默里
图安·英·比
诺如拉·穆罕默德
大卫·约瑟夫·奥里斯
弗拉迪斯拉夫·斯莱乌萨尔
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Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
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Abstract

公开了用于将移动设备通信地联接到车辆的无线局域网的方法和装置。示例车辆包括用于无线局域网的通信模块，该通信模块包括内部天线和外部天线。示例车辆还包括天线调节器，该天线调节器响应于确定移动设备在车厢内部而将内部天线通信地联接到移动设备，并且响应于确定移动设备在车厢外部而将外部天线通信地联接到移动设备。

Description

将移动设备通信地联接到车辆的无线局域网
技术领域
本公开总体上涉及车辆，并且更具体地涉及将移动设备通信地联接到车辆的无线局域网。
背景技术
通常，车辆的乘员(例如驾驶员、乘客)在车辆中行驶时经由移动设备无线地访问网络(例如因特网)。例如，驾驶员和/或乘客可以在驾驶车辆的同时访问到目的地点的路线。在一些情况下，移动设备通过蜂窝数据网络无线连接到因特网。在其他情况下，移动设备经由无线局域网的节点无线连接到因特网。一些车辆包括使移动设备能够连接到因特网的无线局域网节点(例如(无线保真技术)热点)。
发明内容
所附权利要求限定了本申请。本公开总结了实施例的各方面，并且不应被用于限制权利要求。根据本文所描述的技术，可以预期其他实施方式，这对于本领域普通技术人员在研究以下附图和详细描述后将显而易见，并且这些实施方式旨在本申请的范围内。
示出了用于将移动设备通信地联接到车辆的无线局域网的示例实施例。所公开的示例车辆包括用于无线局域网的通信模块，该通信模块包括内部天线和外部天线。所公开的示例车辆还包括天线调节器，该天线调节器响应于确定移动设备在车厢内而将内部天线通信地联接到移动设备，并且响应于确定移动设备在车厢外部而将外部天线通信地联接到移动设备。
用于将移动设备通信地联接到车辆的无线局域网的公开的示例方法包括：响应于确定移动设备在车厢内部而经由处理器将车辆的通信模块的内部天线通信地联接到移动设备。所公开的示例方法还包括响应于确定移动设备在车厢外部而将通信模块的外部天线通信地联接到移动设备。
根据本发明，提供一种车辆，包括：
用于无线局域网的通信模块，该通信模块包括内部天线和外部天线；以及
天线调节器，所述天线调节器执行以下操作：
响应于确定移动设备在车厢内，将内部天线通信地联接到移动设
备；以及
响应于确定移动设备在车厢外部，将外部天线通信地联接到移动
设备。
根据本发明的一个实施例，其中通信模块包括天线调节器。
根据本发明的一个实施例，其中通信模块通过广播信标以提示移动设备发送返回信号并从移动设备接收返回信号来检测移动设备。
根据本发明的一个实施例，该车辆还包括用于确定车辆位置的GPS接收器。
根据本发明的一个实施例，其中天线调节器执行以下操作：
经由GPS接收器收集车辆位置；
经由通信模块从移动设备收集移动设备的位置；以及
将车辆位置与移动设备的位置进行比较以确定移动设备是否在车厢内。
根据本发明的一个实施例，其中当外部天线通信地联接到移动设备时，通信模块从移动设备收集连接强度数据。
根据本发明的一个实施例，其中连接强度数据包括接收信号功率和数据包错误率中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，其中天线调节器基于连接强度数据来确定连接强度。
根据本发明的一个实施例，其中天线调节器将连接强度与第一阈值进行比较，并且响应于确定连接强度小于第一阈值来调节外部天线，以增加外部天线和移动设备之间的连接强度。
根据本发明的一个实施例，其中天线调节器通过增大发射信号功率并调节外部天线的方向来增加连接强度。
根据本发明的一个实施例，其中天线调节器将连接强度与大于第一阈值的第二阈值进行比较，并且响应于确定连接强度大于第二阈值来调节外部天线以降低外部天线和移动设备之间的连接强度。
根据本发明的一个实施例，其中通信模块包括通信地联接到移动设备的多个外部天线。
根据本发明的一个实施例，其中天线调节器利用天线波束成形来形成朝向移动设备定向的来自多个外部天线的定向信号，以增加通信模块和移动设备之间的连接强度。
根据本发明，提供一种用于将移动设备通信地联接到车辆的无线局域网的方法，所述方法包括：
响应于确定移动设备在车厢内，经由处理器将车辆的通信模块的内部天线通信地联接到移动设备；以及
响应于确定移动设备在车厢外部而将通信模块的外部天线通信地联接到移动设备。
根据本发明的一个实施例，该方法还包括通过经由通信模块广播信标以提示移动设备发送返回信号并且经由通信模块从移动设备接收返回信号来检测移动设备。
根据本发明的一个实施例，该方法还包括：
经由车辆的GPS接收器收集车辆位置；
经由通信模块从移动设备收集移动设备的位置；以及
将车辆位置与移动设备的位置进行比较以确定移动设备是否在车厢内。
根据本发明的一个实施例，该方法还包括：
当外部天线通信地联接到移动设备时，收集来自移动设备的连接强度数据并且基于连接强度数据确定连接强度。
根据本发明的一个实施例，该方法还包括将连接强度与第一阈值进行比较，并且响应于确定连接强度小于第一阈值，调节外部天线以增加外部天线和移动设备之间的连接强度。
根据本发明的一个实施例，其中调节外部天线以增加连接强度包括增加发射信号功率并调节外部天线的方向。
根据本发明的一个实施例，该方法还包括利用天线波束成形来形成来自车辆的多个外部天线的定向信号，所述定向信号被朝向移动设备定向以增加通信模块与移动设备之间的连接强度。
附图说明
为了更好地理解本发明，可以参考以下附图所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关的元件，或者在一些情况下比例可能被放大，以强调和清楚地示出本文描述的新颖特征。另外，如本领域中已知的，系统部件可以被不同地布置。此外，在附图中，贯穿几个视图，相似的附图标记表示相应的部分。
图1A示出了根据本文的教导通信地联接到用于示例车辆的无线局域网的内部天线的移动设备；
图1B示出了根据本文的教导的图1A的移动设备通信地联接到用于图1A的车辆的无线局域网的外部天线；
图2是图1A-1B的车辆的电子部件的框图；
图3是根据本文的教导的将移动设备通信地联接到图1A-1B的车辆的无线局域网的示例方法的流程图。
具体实施方式
虽然本发明可以以各种形式来实施，但是在附图中示出并且在下文中将被描述为一些示例性和非限制性的实施方式，理解的是，本公开应被认为是本发明的示例并且并不意在将本发明限制于所说明的具体实施例。
通常，车辆的乘员(例如驾驶员、乘客)在车辆中行驶时经由移动设备无线访问网络(例如因特网)。例如，驾驶员和/或乘客可以访问到目的地点的路线。在一些情况下，移动设备经由蜂窝数据网络无线连接到因特网。在其他情况下，移动设备经由无线局域网的节点无线连接到因特网以避免经由蜂窝数据网络连接到网络。例如，乘客可以利用无线局域网在经由移动设备访问因特网的同时减少电池数量和/或数据消耗。一些车辆包括用于使得移动设备能够连接到因特网的车辆到基础设施通信的无线局域网节点(例如热点)。
用于车辆到基础设施通信的车辆的一些通信模块被配置(例如定位、定向、设置为以信号强度发射等)，使得车辆内的移动设备能够通信地连接到通信模块，并且车辆外的移动设备不能通信地连接到通信模块。虽然这样的配置可以阻止对其他附近的通信模块的干扰和/或与其他附近车辆的移动设备的通信，但是一旦乘员与移动设备离开车辆，这样的配置还可能防止通信模块维持与车辆乘员的移动设备的通信联接。
本文公开的示例方法、装置和计算机可读介质包括用于车辆的无线局域网(例如用于车辆到基础设施通信)的通信模块，该通信模块在当移动设备在车辆内部时经由通信地联接到移动设备的内部天线通信地联接到移动设备和当移动设备在车辆外部时经由通信地连接到移动设备的外部天线通信地连接到移动设备之间转换。当内部天线通信地联接到移动设备时，通信模块以能量有效的方式通信地联接到移动设备，同时阻止与其他附近的通信模块的干扰和/或车辆外部的其他移动设备与通信模块通信地联接。当外部天线通信地联接到移动设备时，通过当移动设备在车辆外部时移动设备能够通信地联接到通信模块来增加与移动设备的通信联接的范围。
在此公开的示例车辆包括用于包括内部天线和外部天线的无线局域网(例如热点)的通信模块。例如，通信模块通过广播信标以提示移动设备发送返回信号并随后从移动设备接收返回信号来检测移动设备(例如智能电话、平板电脑、可穿戴设备、智能手表等)。示例车辆还包括确定检测到的移动设备是否位于车厢内的天线调节器。如本文所使用的，“车舱”和“车厢”是指乘员(例如驾驶员、乘客)就座的车辆内部的一部分。在一些示例中，通信模块包括天线调节器。在一些示例中，天线调节器将车辆位置与移动设备的位置进行比较，以确定移动设备是否位于车厢内部。在这样的示例中，天线调节器经由车辆的全球定位系统(GPS)接收器收集车辆位置，并且经由通信模块从移动设备收集移动设备的位置。
此外，响应于确定移动设备在车厢内，天线调节器将通信模块的内部天线通信地联接到移动设备。或者，响应于确定移动设备在车厢外部，天线调节器将通信模块的外部天线通信地联接到移动设备。如本文所使用的，“内部天线”是指用于车辆的无线局域网的通信模块的天线，其被配置(例如定位、定向、设置为以信号强度发射等)以通信地联接到位于车辆的车厢内的移动设备。如本文所使用的，“外部天线”是指用于车辆的无线局域网的通信模块的天线，其被配置(例如定位、信号强度选择为等)以通信地联接到位于车辆的车厢外部并且邻近车厢的移动设备。
在一些示例中，当通信模块的外部天线通信地联接到移动设备时，通信模块从移动设备收集连接强度数据。在这样的示例中，天线调节器基于从移动设备收集的连接强度数据来确定连接强度。如本文所使用的，“连接强度”和“信号强度”是指由接收器感知和/或测量的从发射器(例如通信模块)发送到接收器(例如移动设备)的信号的强度。如本文所使用的，“连接强度数据”是指被收集并被利用以确定连接强度的数据。例如，连接强度数据包括移动设备的接收信号功率、数据包错误率(packet error rate，PER)和/或接收信号强度指示(RSSI)。如本文所使用的，“数据包错误率”是指错误数据包的数量除以所接收的信息数据包的总数。如这里所使用的，“数据包”是指用于无线电传输的数据单元。
在确定连接强度的一些示例中，天线调节器将连接强度与第一阈值进行比较。进一步地，响应于确定连接强度小于第一阈值，天线调节器调节通信模块的外部天线，以增加外部天线与移动设备之间的连接强度。例如，天线调节器通过增加由外部天线发射的信号的功率和/或通过调节外部天线的方向来增加连接强度。附加地或替代地，天线调节器将连接强度与大于第一阈值的第二阈值进行比较。响应于确定连接强度大于第二阈值，天线调节器调节通信模块的外部天线以降低外部天线与移动设备之间的连接强度。
在一些示例中，通信模块包括当移动设备在车厢外部并且邻近车厢时通信地联接到移动设备的多个外部天线。天线调节器可以利用多输入多输出(MIMO)处理来增加由多个外部天线产生的连接强度。例如，多个外部天线中的每一个可以是全向天线。在这样的示例中，天线调节器利用天线波束成形来形成指向移动设备的来自多个全向外部天线的定向信号，以增加通信模块与移动设备之间的连接强度。如这里所使用的，“多输入多输出处理”是指通过经由多个相应天线同时在一个无线电信道上发送多个数据信号来经由多径传播增加与通信设备(例如移动设备)的连接强度的处理。如本文所使用的，“全向天线”是指沿着相对于天线(例如垂直于天线的纵向轴线)的平面在所有方向上发射(例如均匀地)信号和/或功率的天线。如本文所使用的，“定向天线”是指相对于其他方向在一个方向上发射和/或接收更强信号和/或更大功率的天线。如本文所使用的，“波束成形”和“天线波束成形”是指天线阵列(即两个或多个全向天线)通过组合每个相应天线的信号的元素使得在某些角度发生相长干涉，并且在其他角度发生相消干涉来形成定向信号的信号处理技术。
转到附图，图1A-1B示出了根据本文的教导的示例车辆100，其包括用于无线局域网(例如热点)的通信模块102，以通信地联接到用户106的移动设备104(例如智能电话、平板电脑、可穿戴设备、智能手表等)的通信模块102。更具体地，图1A示出了当移动设备104在车辆100的车厢110内时经由内部天线108通信地联接到移动设备104的通信模块102，并且图1B示出了当移动设备104在车厢110外部并且邻近车辆100时经由多个外部天线112通信地联接到移动设备104的通信模块102。
车辆100可以是标准的汽油动力车辆、混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆和/或任何其他的机动类型的车辆。车辆100包括与机动性有关的部件，诸如具有发动机变速器、悬架、驱动轴和/或车轮等的动力传动系统。车辆100可以是非自主的、半自主的(例如由车辆100控制一些常规动力功能)或自主的(例如在没有驾驶员直接输入的情况下由车辆100控制动力功能)。在图示的示例中，车辆100包括通信模块102和GPS接收器114。GPS接收器114从全球定位系统接收信号以监测和/或识别车辆100的位置，并且通信模块102通信地联接到用户106的移动设备104。
用于车辆100的无线局域网的通信模块102包括用于控制无线局域网的硬件(例如处理器、存储器、储存器、天线等)和软件。如图1A所示，通信模块102包括当移动设备104位于车辆100的车厢110内时通信地联接到移动设备104的内部天线108。例如，内部天线108是位于沿着车辆100的车厢110的上壁定位的内衬内部的全向天线。内部天线108被配置(例如被定位、设置为以信号强度进行发射等)使得车厢内部的移动设备(例如图1A中的移动设备104)能够建立与通信模块102的通信连接，并且车厢外部的移动设备(例如图1B中的移动设备104)不能建立与通信模块102的通信连接。通过利用内部天线108，通信模块102能够以节能方式与位于车厢110内部的移动设备104通信，同时阻止车厢110外部的其他移动设备与通信模块102通信地联接。
如图1B所示，用于车辆100的无线局域网的通信模块102包括外部天线112，当移动设备104位于车辆100的车厢110外部并且邻近车厢110时，外部天线112通信地联接到移动设备104。例如，当移动设备104在车辆100的车厢110的外部并且位于通信模块102的通信范围内时，外部天线112通信地联接到移动设备104。外部天线112位于车辆100的车顶上。在所示示例中，车辆100包括彼此间隔开的外部天线112的阵列。外部天线112中的一个朝向车辆100的前方，另一个外部天线112朝向车辆100的后方。在一些示例中，通信模块102利用多输入多输出(MIMO)处理来增加外部天线112与移动设备104之间的连接强度。此外，在一些示例中，外部天线112是全向天线。在一些这样的示例中，通信模块102利用波束成形来产生朝向移动设备104的定向信号，这增加了外部天线112和移动设备104之间的连接强度。在其他示例中，车辆100可以包括更多或更少的外部天线112。例如，车辆100可以包括作为定向天线的一个外部天线，以朝向移动设备104发送定向信号。
在所示示例中，移动设备104包括处理器116、GPS接收器118和通信模块120。处理器116可以是任何合适的处理设备或一组处理设备，例如但不限于微处理器、基于微控制器的平台、集成电路、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)和/或一个或多个专用集成电路(ASIC)。可以体现移动设备104的一个或多个方法或逻辑的指令在执行期间完全或至少部分地位于存储器、计算机可读介质和/或处理器116中的任何一个或多个内。此外，GPS接收器118从全球定位系统接收信号以监视和/或识别移动设备置104的位置。通信模块120包括有线或无线网络接口，以能够与外部网络(例如车辆100的无线局域网)通信。通信模块120还包括用于控制有线或无线网络接口的硬件(例如处理器、存储器、储存器、天线等)和软件。在所示示例中，通信模块120包括一个或多个通信控制器和无线接口，以通信地与车辆100的通信模块102联接。例如，移动设备104的通信模块120将移动设备104的连接强度数据(例如接收信号功率、数据包错误率、接收信号强度指示(RSSI)等)和/或位置数据(例如经由GPS接收器116确定的)发送到车辆100的通信模块102。
此外，如图1A-1B所示，车辆100中，车辆100的通信模块102包括天线调节器122，该天线调节器122确定是否将移动设备104经由内部天线108或外部天线112通信地联接到通信模块102。在操作中，当移动装置104靠近车辆100时，天线调节器122通过指示通信模块102广播信标以提示移动设备104发送返回信号并随后从移动设备104接收返回信号而建立与移动设备104的通信。一旦通信模块102接收到返回信号，天线调节器122就认证或授权移动设备104与通信模块102进行通信。
当通信模块102通信地联接到移动设备104时，天线调节器122确定移动设备104是否位于车辆100的车厢110内。在一些示例中，天线调节器122比较车辆100的位置和移动设备104的位置，以确定移动设备104是否在车辆100的车厢110内。在这样的示例中，车辆100的位置经由GPS接收器114被识别，并且移动设备104的位置经由移动设备104的GPS接收器118被识别，并且经由移动设备104的通信模块120被发送到车辆100的通信模块102。在一些示例中，天线调节器122通过确定移动设备104与车辆100之间的距离来确定移动设备104是否位于车辆100的车厢110内。在这样的示例中，天线调节器122基于移动设备104的通信模块120发送给车辆100的通信模块102的RSSI(例如在接收到信标时的响应信号中)来确定距离。
响应于确定移动设备104在车厢110内部，天线调节器122将内部天线108通信地联接到移动设备104。否则，响应于确定移动设备104在车厢110外部，天线调节器122将外部天线112通信地联接到移动设备104。在一些示例中，天线调节器122使通信模块102在经由内部天线108通信地联接到移动设备104和经由外部天线112通信地联接到移动设备104之间转换。例如，如果用户106与移动设备104一起进入车辆100的车厢110，则天线调节器122使得移动设备104从经由外部天线112通信地联接转换为经由内部天线108通信地联接。如果用户106与移动设备104一起离开车厢110，则天线调节器122使移动设备104从经由内部天线108通信地联接转换为经由外部天线112通信地联接。
当移动设备104经由外部天线112连接到车辆100的通信模块102时，通信模块102从移动设备104收集连接强度数据。天线调节器122基于连接强度数据(接收信号功率、数据包错误率(PER)、RSSI等)来确定移动设备104和通信模块102之间的连接强度。例如，天线调节器122通过至少部分地将移动设备104的通信模块120接收的接收信号功率与车辆100的通信模块102的发射信号功率进行比较来确定连接强度。在一些示例中，移动设备104和外部天线112之间的连接强度可随时间变化。例如，连接强度可以随着用户106与移动设备104一起接近车辆100而增加。由于恶劣的天气(例如雨、雪等)、来自附近物体(例如一组树、附近的其他无线局域网热点等)的干扰和/或用户106与移动设备104一起远离车辆100移动，连接强度可能降低。
在一些示例中，当连接强度变得小于第一连接强度阈值时，天线调节器122调节外部天线112以增加连接强度。例如，天线调节器122随着用户106与移动设备104一起远离车辆100移动而增加连接强度。天线调节器122增加由外部天线112发射的信号的功率和/或调节外部天线112的方向，以将发射的信号引导到移动设备104的位置。在一些示例中，天线调节器122利用多输入多输出(MIMO)处理、波束成形和/或使得外部天线112能够增加与移动设备104的连接强度的任何其它技术。此外，当用户106接近外部天线112的通信范围的外边界时，移动设备104可以向用户106呈现“超出范围”警告(例如以帮助用户106保持在外部天线112的通信范围内、通知用户106其将失去与外部天线112的连接等)。附加地或替代地，当连接强度大于第二连接强度阈值(其大于第一连接强度阈值)时，天线调节器122调节外部天线112以降低连接强度。例如，当用户106与移动设备104一起正在接近车辆100时，天线调节器122降低连接强度。
尽管图1A-1B描绘了通信地联接到一个移动设备(例如移动设备104)的通信模块，但是通信模块102可以同时通信地联接到多个移动设备。例如，两个或更多个移动设备可以经由内部天线108通信地联接到通信模块，并且/或者两个或更多个移动设备可以经由外部天线112通信地联接到通信模块。在一些示例中，连接强度受到通信地联接到通信模块102的移动设备的数量的影响。例如，当附加的移动设备变为通信地联接到通信模块102时，天线调节器122增加由通信模块102发射的信号的功率。
图2是图1A-1B的车辆的电子部件200的框图。在图示的示例中，电子部件200包括通信模块102、GPS接收器114、摄像机202、传感器204、电子控制单元(ECU)206和车辆数据总线208。
如图2所示，通信模块102包括微控制器单元、控制器或处理器210；存储器212；内部天线108和外部天线112。在一些示例中，通信模块102的处理器210被构造为包括天线调节器122。可选地，在一些示例中，天线调节器122被结合到具有其自己的处理器210和存储器212的电子控制单元(ECU)中。处理器210可以是任何合适的处理设备或一组处理设备，例如但不限于微处理器、基于微控制器的平台、集成电路、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)和/或一个或多个专用集成电路(ASIC)。存储器212可以是易失性存储器(例如包括非易失性RAM、磁性RAM、铁电RAM等的RAM)、非易失性存储器(例如磁盘存储器、闪存、EPROM(可擦可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)、基于忆阻器的非易失性固态存储器等)、不可更改存储器(例如EPROM)、只读存储器和/或大容量存储设备(例如硬盘驱动器、固态驱动器等)。在一些示例中，存储器212包括多种类型的存储器，特别是易失性存储器和非易失性存储器。
存储器212是计算机可读介质，在该计算机可读介质上可以嵌入一组或多组指令，诸如用于操作本公开的方法的软件。这些指令可以体现在此描述的一个或多个方法或逻辑。例如，在执行指令期间，指令完全或至少部分地位于存储器212、计算机可读介质中的一个或多个内和/或处理器210内。
术语“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可读介质”包括单个介质或多个介质，诸如集中式或分布式数据库，和/或相关联的存储一组或多组指令的高速缓存和服务器。此外，术语“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可读介质”包括能够存储、编码或携带由处理器执行的一组指令或使得系统执行本文公开的任何一个或多个的方法或操作的任何有形介质。如本文所使用的，术语“计算机可读介质”被明确定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘并且排除传播信号。
摄像机202位于车辆100内以监测车辆100外部和周围的区域。例如，摄像机202收集、获取和/或检索车辆100外部和周围的区域的图像。天线调节器122和/或处理器210可以分析经由摄像机202获得的图像以识别可能影响通信模块102和移动设备104之间的连接强度的车辆100附近的物体(例如一组树)。例如，通信模块102可以增加由外部天线112发射的信号功率和/或调节外部天线112的方向，以阻止经由摄像机202识别的附近物体降低通信模块102与通信模块102之间的连接强度。
传感器204被布置在车辆100中和其周围以监测车辆100的特性和/或车辆100所处的环境。一个或多个传感器204可以被安装以测量车辆100的外部周围的特性。附加地或替代地，传感器204中的一个或多个可以安装在车辆100的车厢内部或车辆100的车身(例如发动机舱、轮舱等)中，以测量车辆100内部的特性。例如，传感器204包括加速度计、里程计、转速计、俯仰和横摆传感器、轮速传感器、麦克风、轮胎压力传感器、生物测定传感器和/或任何其他合适类型的传感器。在所示的示例中，传感器204包括天气状况传感器214和雷达传感器216。例如，天气状况传感器214检测车辆100所处的环境的天气状况。在一些示例中，天线调节器122响应于天气状况传感器214检测到可能降低通信模块102和移动设备104之间的连接强度的天气状况(例如雨、雪等)而增加由外部天线112发射的信号功率和/或调节外部天线112的方向。雷达传感器216检测可能影响通信模块102与移动设备104之间的连接强度的物体(例如一组树)是否在车辆100附近。例如，通信模块102可以增加由外部天线112发射的信号功率和/或调节外部天线112的方向，以阻止附近物体降低连接强度。在其他示例中，车辆100包括能够检测车辆100附近的物体的存在和位置的激光雷达传感器、超声波传感器和/或任何其他传感器。
ECU 206监测和控制车辆100的子系统。例如，ECU 206是包括它们自己的电路(例如集成电路、微处理器、存储器、储存器等)和固件、传感器、驱动器和/或安装硬件的离散电子设备组。ECU 206经由车辆数据总线(例如车辆数据总线208)进行通信和交换信息。另外，ECU 206可以将特性(例如ECU 206的状态、传感器读数、控制状态、错误和诊断代码等)通信给彼此和/或从彼此接收请求。例如，车辆100可以具有七十个或更多个位于车辆100周围的不同位置并且通过车辆数据总线208通信地连接的ECU 206。在所例示的示例中，ECU 206包括远程信息处理控制单元218和车身控制模块220。例如，远程信息处理控制单元218例如利用由车辆100的GPS接收器114接收的数据来控制车辆100的跟踪。车身控制模块220控制整个车辆100中的一个或多个子系统，诸如电动车窗、动力锁、防盗系统、电动后视镜等。例如，车身控制模块220包括驱动继电器(例如以控制擦拭液等)、刷式直流(DC)马达(例如以控制动力座椅、动力锁、动力车窗、刮水器等)、步进马达、LED(发光二极管)等中的一个或多个的电路。
车辆数据总线208通信地联接通信模块102、GPS接收器114、摄像机202、传感器204和ECU 206。在一些示例中，车辆数据总线208包括一个或多个数据总线。车辆数据总线208可以根据由国际标准化组织(ISO)11898-1定义的控制器局域网(CAN)总线协议、面向媒体的系统传输(MOST)总线协议、CAN柔性数据(CAN-FD)总线协议(ISO 11898-7)和/或K-线总线协议(ISO 9141以及ISO 14230-1)和/或以太网TM总线协议IEEE 802.3(2002年以前)等来实现。
图3是将用于车辆的无线局域网的通信模块通信地联接到移动设备的示例方法300的流程图。图3的流程图表示存储在存储器(诸如图3的存储器312)中的机器可读指令，并且该机器可读指令包括一个或多个程序，这些程序在由处理器(诸如图3的处理器310)执行时，使得车辆100实现图1A-2的示例天线调节器122。尽管示例程序参考图3中所示的流程图进行描述，但是可以替代地使用实现示例天线调节器122的许多其他方法。例如，框的执行顺序可以被重新安排、改变、消除和/或组合以执行方法300。此外，因为结合图1A-2的部件公开了方法300，所以下面将不详细描述那些部件的一些功能。
首先，在框302处，天线调节器122确定移动设备(例如移动设备104)是否被车辆100的通信模块102检测到。例如，通信模块102通过广播提示移动设备104发送返回信号的信标并且随后从移动设备104接收返回信号来检测移动设备104。响应于确定没有检测到移动设备，方法300返回到框302，直到检测到移动设备。
响应于确定通信模块102已经检测到移动设备104，天线调节器122经由车辆100的GPS接收器114收集车辆100的位置(框304)。在框306处，天线调节器122收集移动设备104的位置。例如，移动设备104的GPS接收器118接收移动设备104的位置，移动设备104的通信模块120向车辆100的通信模块102发送移动设备104的位置，并且天线调节器122经由通信模块102接收移动设备104的位置。附加地或替换地，天线调节器122基于从移动设备104的通信模块120发送到车辆的通信模块102的接收信号强度指示(RSSI)来确定车辆100与移动设备104之间的距离。
在框308处，天线调节器122确定移动设备104是否位于车辆100的车厢110内部。例如，天线调节器122将车辆100的位置与移动设备104的位置进行比较，以确定移动设备104是否在车辆100内部。响应于确定移动设备104在车辆100内部，天线调节器122经由通信模块102的内部天线108通信地联接到移动设备104(框310)。一旦通信地联接内部天线108和移动设备104，方法300就返回到框302。响应于确定移动设备104在车辆100外部，天线调节器122经由通信模块102的外部天线112通信地联接到移动设备104(框312)。
在框314处，天线调节器122从移动设备104收集连接强度数据。例如，移动设备104确定连接强度数据(例如数据包错误率、接收信号强度等)，并且车辆100的通信模块102从移动设备104的通信模块120接收连接强度数据。此外，在一些示例中，天线调节器收集由车辆100的通信模块102发射的信号强度和/或移动设备104与车辆100之间的距离。天线调节器122可以通过由移动设备104发送到通信模块102的RSSI和/或通过比较移动设备104和车辆100的相应位置来确定移动设备104与车辆100之间的距离。
在框316处，天线调节器122基于所收集的连接强度数据来确定连接强度。例如，天线调节器122基于数据包错误率、发射信号强度与接收信号强度之间的差异和/或移动设备104与车辆100之间的距离来确定连接强度。
在框318处，天线调节器122确定连接强度是否小于预定第一阈值。例如，如果存在恶劣天气、附近存在另一个无线局域网热点和/或用户106已经与移动设备一起远离车辆100移动，则连接强度可能小于第一阈值。响应于确定连接强度小于预定阈值，天线调节器122调节外部天线112以增加移动设备104和通信模块102之间的连接强度(框320)。例如，天线调节器122通过增加由外部天线112发射的信号功率和/或调节由外部天线112发射的信号的方向来增加连接强度。在一些示例中，当用户106接近外部天线112不能进一步增加连接强度的位置时，移动设备104可以向用户106呈现“超出范围”警告。警告可以帮助用户106保持在外部天线112的通信范围内和/或通知用户106与外部天线112的通信将断开。
一旦确定连接强度不小于第一强度或者一旦调节外部天线112，天线调节器122就确定连接强度是否大于预定的第二阈值(框322)。例如，如果用户106与移动设备104一起正在接近车辆100，则连接强度可能小于第一阈值。响应于确定连接强度不大于第二阈值，方法300返回到框302。否则，响应于确定连接强度大于第二阈值，天线调节器122调节外部天线112以降低移动设备104与通信模块102之间的连接强度(框324)。例如，天线调节器122降低连接强度，以更节能的方式通信地联接到移动设备104和/或阻止其他移动设备与其他移动设备通信地联接。
在本申请中，反义连接词的使用旨在包括连接词。定或不定冠词的使用并不是为了表示基数。特别地，对“该”对象或“一”和“一个”对象的引用也旨在表示可能的多个这样的对象中的一个。此外，可以使用连词“或”来传达同时存在的特征，而不是相互排斥的替代。换言之，连词“或”应被理解为包括“和/或”。术语“包括”是包容性的，并且分别具有与“包含”相同的范围。
上述实施例，特别是任何“优选”实施例是可能的实现方式的示例，并且仅仅是为了清楚地理解本发明的原理而提出的。基本上不脱离这里描述的技术的精神和原理，可以对上述实施例做出许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内并且由权利要求保护。

Claims (15)

1.一种车辆，包括：
用于无线局域网的通信模块，所述通信模块包括内部天线和外部天线；以及
天线调节器，所述天线调节器执行以下操作：
响应于确定移动设备在车厢内，将所述内部天线通信地联接到所述移动设备；以及
响应于确定所述移动设备在所述车厢外部，将所述外部天线通信地联接到所述移动设备。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述通信模块包括所述天线调节器。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中所述通信模块通过广播信标以提示所述移动设备发送返回信号并从所述移动设备接收所述返回信号来检测所述移动设备。
4.根据权利要求1所述的车辆，还包括用于确定车辆位置的GPS接收器，并且其中所述天线调节器执行以下操作：
经由GPS接收器收集所述车辆位置；
经由所述通信模块从所述移动设备收集所述移动设备的位置；以及
将所述车辆位置与所述移动设备的所述位置进行比较以确定所述移动设备是否在所述车厢内。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中所述通信模块当所述外部天线通信地联接到所述移动设备时，从所述移动设备收集连接强度数据。
6.根据权利要求5所述的车辆，其中所述连接强度数据包括接收信号功率和数据包错误率中的至少一个。
7.根据权利要求5所述的车辆，其中所述天线调节器基于所述连接强度数据来确定连接强度，将所述连接强度与第一阈值进行比较，并且响应于确定所述连接强度小于所述第一阈值来调节所述外部天线，以增加所述外部天线和所述移动设备之间的所述连接强度。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中所述天线调节器通过增大发射信号功率并调节所述外部天线的方向来增加所述连接强度。
9.根据权利要求7所述的车辆，其中所述天线调节器将所述连接强度与大于所述第一阈值的第二阈值进行比较，并且响应于确定所述连接强度大于所述第二阈值来调节所述外部天线以降低所述外部天线和所述移动设备之间的所述连接强度。
10.根据权利要求1所述的车辆，其中所述通信模块包括通信地联接到所述移动设备的多个外部天线，并且天线调节器利用天线波束成形来形成朝向所述移动设备定向的来自所述多个外部天线的定向信号，以增加所述通信模块和所述移动设备之间的连接强度。
11.一种用于将移动设备通信地联接到车辆的无线局域网的方法，所述方法包括：
响应于确定移动设备在车厢内，经由处理器将车辆的通信模块的内部天线通信地联接到所述移动设备；以及
响应于确定所述移动设备在所述车厢外部而将所述通信模块的外部天线通信地联接到所述移动设备。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括通过经由所述通信模块广播信标以提示所述移动设备发送返回信号并且经由所述通信模块从所述移动设备接收所述返回信号来检测所述移动设备。
13.根据权利要求11所述的方法，还包括：
经由所述车辆的GPS接收器收集车辆位置；
经由所述通信模块从所述移动设备收集所述移动设备的位置；以及
将所述车辆位置与所述移动设备的所述位置进行比较以确定所述移动设备是否在所述车厢内。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括：
当所述外部天线通信地联接到所述移动设备时，收集来自所述移动设备的连接强度数据；
基于所述连接强度数据确定连接强度；以及
将所述连接强度与第一阈值进行比较，并且响应于确定所述连接强度小于所述第一阈值，调节所述外部天线以增加所述外部天线和所述移动设备之间的所述连接强度。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括利用天线波束成形来形成来自所述车辆的多个外部天线的定向信号，所述定向信号被朝向所述移动设备定向以增加所述通信模块与所述移动设备之间的连接强度。
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