CN103037383A

CN103037383A - 无线电缆

Info

Publication number: CN103037383A
Application number: CN2012103162992A
Authority: CN
Inventors: 王子舟; 梁恒正; 王飚; 左德朗
Original assignee: FiMax Technology Ltd
Current assignee: FiMax Technology Ltd
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2032-08-27
Also published as: US8704711B2; CN103037383B; US20130050021A1

Abstract

本公开涉及无线电缆。本发明是针对通过自动获取和跟踪链路，来提高两个无线电缆设备之间的链路完整性的系统和方法。在本发明的实施例中，是通过使用廉价的电机和控制部件来自动增强第一无线电缆设备和第二无线电缆设备之间的信号强度。所述第一无线电缆设备或第二无线电缆设备或两者都包括全向无线天线。或者，所述第一无线电缆设备或第二无线电缆设备或两者都包括定向天线。在另一个实施例中，所述第一无线电缆设备或第二无线电缆设备或两者都可以包括全向天线和定向天线。

Description

无线电缆

技术领域

本发明一般地涉及数据通信，更具体地，涉及无线布线(wirelesscabling)技术。

背景技术

在现有或新建造的建筑中，网络和系统的改装和安装一般需要多个设备相互连接。例如，数据网络的安装可能需要多个网络设备，包括数据路由器、交换机、接入点、服务器、数据存储设备等相互连接。过去，安装这种网络需要大范围的安装或改装有线布线。例如，一般的网络可能需要安装数百英尺的第5类以太网电缆或其他有线电缆介质。

上述网络系统的另一个问题是使用多种有线介质。例如，一个网络可能包括由光纤调制解调器终止的光纤主干线。光纤调制解调器可以与使用千兆位以太网电缆的数据交换设备连接。交换设备可能与使用各种不同类型的100个或10个基础以太网电缆的多个远程设备连接。在这样的网络中，改造、升级或替换网络设备可能是极其困难的，因为这种改变可能需要对网络电缆进行完全重装。为了克服这种挑战，许多网络架构师和构建者安装冗余电缆和各种有线介质的多个备件。虽然通常这种方式很有效，但这种冗余网络的价格是极其昂贵的。而且，由于很多冗余电缆依然是不用的，所以浪费了大量成本。

家庭网络和多媒体系统中也存在相似的问题。例如，一个房主可能希望安装通常需要有线连接的分布式家用音响系统、家庭影院系统、家庭数据网络或其他网络和系统。例如，家庭媒体中心可能包括家用录象系统(VHS)磁带放音器、数字视频记录器(DVR)、媒体服务器、数字化视频光盘(DVD)播放器、蓝光光盘播放器、电视或放映机、音频接收器和放大器、以及一个或多个音响喇叭。在通常的配置中，VHS磁带放音器可通过RCA电缆连接到放映机，DVR可连接到同轴电缆。DVR可通过高清晰度多媒体接口(HDMI)电缆也连接到放映机。蓝光光盘播放器可通过HDMI电缆连接到放映机，也可以通过光纤电缆连接到音频接收机。音频接收机可通过多条双线喇叭电缆连接到在各个位置的多个不同的喇叭。在这样的系统中，各种各样的电缆不仅成本高，而且难以安装。另外，也很难整齐管理这些电缆。特别地，在一些原来没有设计或安装这些电缆的建筑中改装这样的系统也非常困难。例如，安装电缆可能需要部分拆除和重建建筑的墙壁、天花板、地板、木制品及其他结构部件。不仅是电缆的成本高且难以安装，而且进行所需的施工同样是成本高且需要大量人力。

先前解决这些问题的方法包括在设备间进行无线通讯。通过使用红外线(IR)通信链路、蓝牙通信链路和Wi-Fi链路(如IEEE 802.11链路)，已经建立了一些无线电链路。遗憾的是，由于安装环境复杂，通常的系统会面临一些限制。例如，IR解决方案通常只能在直视线的环境下才能起作用。因此，使用IR通信链路进行房间之间的通信一般是不可行的。相似地，蓝牙链路通常也只具有很短的通信距离。例如，大部分的蓝牙设备只能在半径为10-15英尺的范围内通信。由于环境因素，如多径衰减、信号干扰等，一般的Wi-Fi系统也可能具有一些限制。例如，一般的商业环境可能需要在距离数百英尺的多层楼之间和多个房间之间通信。一般的家庭环境可能含有信号干扰源，如微波炉。

发明内容

本发明是针对通过自动获取和跟踪链路，来提高两个无线电缆(wireless cable)设备之间的链路完整性的系统和方法。在本发明的实施例中，通过使用廉价的电机和控制部件来自动增强第一无线电缆设备和第二无线电缆设备之间的信号强度。所述第一无线电缆设备或第二无线电缆设备或两者都包括全向无线天线。在一个实施例中，所述第一无线电缆设备或第二无线电缆设备或两者都包括定向天线。例如，所述定向天线可以是在基板，如印刷电路板(PCB)上形成的贴片天线。在另一个实施例中，所述第一无线电缆设备或第二无线电缆设备或两者都可以包括全向天线和定向天线。

根据本发明的一个实施例，与所述第一或第二无线电缆设备相关联的定向天线可以自动导向另一个无线电缆设备，从而提高天线增益，增强信号强度。

在一个实施例中，可配置一个用于进行点对点通信的系统。在这个实施例中，所述系统可以包括第一无线电缆设备和第二无线电缆设备。所述第二无线电缆设备可以将其天线对准第一无线电缆设备的方向。在进一步的实施例中，可设置用于进行点对多点通信的系统。在这个实施例中，第一无线电缆设备可以是主设备，第二无线电缆设备可以是从设备。在这样的实施例中，所述系统可以包括多个第二无线电缆设备。

实施例可以包括用于调整定向天线视角的电子电机。所述电机可由电机控制器控制，所述电机控制器配置为执行一个多步获取算法。所述多步天线获取算法可以包括扫描环境，以定位一个或多个响应远程设备，以及搜索与所述响应远程设备进行通信的最佳天线角度。

在一个实施例中，所述方法可以包括执行多级角度优化算法，包括粗调和精调过程，从而检测来自第二设备的信号和确定从第一设备开始定向天线的最佳角度。在一些实施例中，粗调方法可以通过扫描环境来识别能进行数据通信的远程设备。特别地，所述粗调方法可以扫描360度或更大范围。所述粗调方法可以包括以旋转步长扫描环境，且粗调方法的旋转步长大于精调方法的旋转步长。

在一个实施例中，精调方法可使用在粗调方法期间采集的信息，来识别定向天线的最佳视角。在一个特定的实施例中，所述精调方法可以以旋转步长旋转定向天线，且所述精调方法的旋转步长与粗调方法的旋转步长相比要小。在某些实施例中，粗调方法可以产生用于精调方法的候选角度。

在多路环境下可能选出多个候选角度，所述多路环境可以具有来自信号反射的信号强度局部最大值。在这样的实施例中，每个候选角度可以经历精调过程，从而得出定向天线的最佳角度，以避免锁定一个并非真正最大的局部最大值。在一个实施例中，适于精调的转速可以比适于粗调的转速低。

作为前面的多级角度优化算法的补充或替代方案，本发明的实施例进一步提供了一种方法，该方法包括扫描和搜索过程，即通过扫描环境来识别峰值信号参数，和搜索环境来确定与所述峰值信号参数相应的天线位置。在这个实施例中，扫描方法可以包括以第一转速旋转定向天线来识别远程无线电缆设备。如果确定收到了来自远程无线电缆设备的响应，则降低转速，并记录来自射频(RF)设备或基带设备的参数。所述扫描方法还可以包括比较最近记录的信号参数之间的差异。例如，如果确定第一接收信号的信号参数优于第二接收信号的信号参数，则可进一步降低转速。在这样的实施例中，可以有两次以上的减速过程。在一个实施例中，如果达到时间阈值，则可结束扫描方法。在另一个实施例中，如果达到物理或机械停止点，则可结束扫描方法。在某些实施例中，扫描方法可以确定一个用于搜索方法的峰值信号参数。

在进一步的实施例中，搜索方法可以包括选择第一转速来旋转定向天线，从而向远程设备请求响应。在这个实施例中，可以在多个点记录信号参数。所述搜索方法还可以包括将在每个点记录的信号参数和在扫描过程中识别的峰值信号参数进行比较，以识别一最佳视角。

还描述了在天线扫描过程中，用于保证天线转速多样性的方法的实施例。在一个实施例中，当定向天线发射向远程设备请求响应的无线信号时，所述方法开始执行。如果控制器确定收到了响应，则所述方法结束。如果没有收到响应，则控制器确定是否达到了时限。在一个实施例中，所述时限是当前转速的倒数。其他实施例可能包括其他时限。定向天线可以以相同的转速继续发送信号和请求响应，直至控制器确定已达到所述时限。一旦达到所述时限，所述控制器配置为改变定向天线的转速。相应地，在第一无线电缆设备上的定向天线的转速可以设置为与第二无线电缆设备的定向天线不同的转速。或者，可以以多个不同的转速重复所述过程，以确保发现在无线电缆环境中的所有设备。

在一个实施例中，可以协同远程无线电缆设备优化天线方向。优化过程可以包括使远程天线停止旋转，用定向天线确定与最佳信号参数等级相关的方向。例如，优化过程可以包括使用定向天线执行上述粗调和精调过程，以识别最佳角度。或者，可以使用上述扫描和搜索过程来定位优化角度。优化过程还可以包括使天线停止旋转和指示远程无线电缆设备以识别最佳天线位置。在一个实施例中，可以重复上述优化方法直至达到时间阈值。

还描述了用于在具有全向天线和定向天线的无线电缆设备中，自动检测信号和旋转天线角度的方法的实施例。在一个实施例中，所述方法可以包括：首先，检查是否仅使用全向天线即可建立链路，如果全向天线没能建立链路，则可通过天线控制器操纵定向天线来建立链路。通过定向天线建立链路可通过所述粗调/精调方法或扫描/搜索方法实现。如果所述无线天线设备使用任何方法都没能建立链路，则可使用上述确保天线转速多样性的方法和优化方法。

上文相当全面的概述了本发明的特征和技术优势，以便能更好的理解下述本发明的详细说明。下面将对构成本发明的权利要求书的主体的附加特征和优点进行说明。本领域的技术人员应该清楚，使用本发明公开的构思和具体实施例作为基础可以修改或设计用于实现与本发明相同目的的其他结构。同样，本领域的技术人员还应该认识到这样的相同构造与所附权利要求书中提出的本发明的精神和范围不相背离。通过参考附图，下文的描述可以更好的说明本发明的结构和操作方法的新特征，以及其他目的和优点。但是，还有一点需要清楚的是，提供每张附图的目的是用于图解和描述，而不是作为本发明的限制的定义。

附图说明

为了更全面的了解本发明，结合附图作为参考进行如下描述，其中：

图1A为示出了用于点对多点通信的有线系统的示意图。

图1B为示出了根据本发明的一个实施例所述的无线电缆系统的示意图。

图2为示出了根据本发明的一个实施例所述的无线电缆设备的示意图。

图3为示出了根据本发明的一个实施例所述的用于粗调信号采集的方法的示意流程图。

图4为示出了根据本发明的一个实施例所述的用于精调信号采集的方法的示意流程图。

图5为示出了根据本发明的一个实施例所述的用于进行首次环境扫描以识别信号参数的方法的示意流程图。

图6为示出了对应于首次环境扫描中获得的信号参数，搜索最佳天线角度的方法的一个实施例的示意流程图。

图7为示出了根据本发明的一个实施例所述的用于在天线扫描的过程中，确保天线转速多样性和优化天线视角的方法的示意流程图。

图8A为示出了根据本发明的一个实施例所述的适合于信号检测的天线设备的天线波束图。

图8B为示出了两个天线锁在旁瓣信号上的实施例的天线波束图。

图9为示出了在具有全向天线和定向天线的无线电缆设备中，进行自动信号检测和天线角度优化的方法的示意流程图。

具体实施方式

图1A示出了一个有线电缆系统100的实施例。图1B示出了一个适用于替代图1A所示的有线电缆系统100的无线电缆系统110的实施例。

如图1A所示，有线电缆系统100的实施例可以包括主设备102，所述主设备通过有线电缆106与一个或多个远程设备104连接。例如，台式计算机可以是主设备102。所述台式计算机102可以通过有线电缆106与一个或多个监视器连接。所述有线电缆106可以是连续的电缆。在另一个实施例中，所述远程设备104可以是一个打印机。将台式计算机连接到打印机的电缆106可以是并联电缆或以太网电缆。

在另一个实施例中，所述主设备102可以是网络设备。例如，所述主设备102是网络路由器。所述网络路由器102可以与一个或多个远程网络设备104连接，如存储设备、服务器、网络数据交换机、网络数据中心、防火墙设备等等。实际上，本领域的普通技术人员能识别可根据图1的实施例设置的多种设备。在这些实施例中，主设备102可通过一条或多条有线电缆106与远程设备104连接。电缆106可以是例如第5类以太网电缆、光纤电缆、串行数据电缆、并行数据电缆及其他适合于在点对点或点对多点通信中连接网络设备102和网络设备104的电缆。

有线电缆系统100可由如图1B所示的无线电缆系统110的实施例所替代。例如，主设备102可由第一无线电缆设备112替代，所述第一无线电缆设备112配置为在一个或多个无线数据链路116上与一个或多个第二无线电缆设备114进行无线通信。

为实现说明性的目的，下文中的实例在第一设备和第二设备的背景下进行描述。为了简化附图说明，第一设备是指第一无线电缆设备112，第二设备是指第二无线电缆设备114。但是，本领域的普通技术人员可以看出，在多个实施例中所述第一无线电缆设备112和第二无线电缆设备114是可互换的。

在一个实施例中，第一无线电缆设备112可参照图2根据如下所述的实施例进行配置。在另一个实施例中，第二无线电缆设备114可根据如图2所示的实施例配置为无线电缆设备200。在进一步的实施例中，第一无线电缆设备112和第二无线电缆设备114均可根据图2的实施例配置为无线电缆设备200。在这样的实施例中，有线电缆106可由无线数据链路116替代。在一个实施例中，图2所示的无线电缆设备200可以与第一无线设备112和第二无线设备和114结合在一起。或者，设备200可以是如图1所示的独立部件118。

图2为示出了根据本发明的一个实施例所述的无线电缆设备200的示意图。在一个实施例中，无线电缆设备200包括一个或多个定向天线202。在另一个实施例中，无线电缆设备200包括一个或多个全向天线204。在进一步的实施例中，无线电缆设备200可包括一个或多个定向天线202和一个或多个全向天线204。此外，无线电缆设备200可以包括一个可旋转的安装组件206、RF设备212、基带设备214和控制器216。提出的实施例中可以使用无线设备200，其中无线设备200可根据各种通信标准中的一个或多个标准配置，如IEEE 802.11、通用移动通信系统(UMTS)、全球移动通信系统(GSM)、第三代(3G)GSM、第四代(4G)GSM、码分多址(CDMA)2000等等。本领域的普通技术人员应认识到所述RF设备212、基带设备214和天线202及204可用多种标准来配置。

如图所示，定向天线202可以和可旋转的安装组件206连接。所述可旋转的安装组件206还可以包括一个或多个链轮或齿轮。本领域的普通技术人员应认识到多种旋转工具可以适用于本发明，包括皮带、直接驱动组件等。在一个特定的实施例中，所述可旋转的安装组件206可以配置为调节天线202和204与RF设备212之间的RF电缆210。例如，链轮或齿轮也可以包括穿孔208，使RF电缆210能穿过天线202和204。特别地，可旋转的安装组件206可以调节RF电缆210，从而当可旋转的安装组件206与天线202和204旋转时，使RF电缆210不被损坏。在不同实施例中，可旋转的安装组件可以包括多种安装方式。另外，可旋转的安装组件206可以沿多个轴旋转。例如，可旋转的安装组件206可以使定向天线202绕横轴和/或纵轴旋转。

RF设备212的实施例可以包括放大器、滤波器、微带接线、RF电缆端口、变频电路、一个或多个无线电发射机、接收机和/或收发机等。在一个特定的实施例中，RF设备212可配置为产生约为2.4GHz的RF信号。RF设备212可以以相似的频率从例如定向天线202接收RF信号。或者，RF设备212可配置为以5GHz的频率操作。本领域的普通技术人员应认识到其他适合的频带和RF配置可适用于本发明。在进一步的实施例中，RF设备可配置为在两个或两个以上的频带上操作。例如，在一个根据电气与电子工程师协会(IEEE)802.16标准配置的WiMAX系统中，通信频带可以为2.3GHz、2.5GHz、3.5GHz等。

基带设备214可以包括例如数字信号处理器(未显示)。另外/或者，基带设备214还可以包括微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)等。特别地，基带设备214可以包括用于调制和解调数据、编码和解码数据、执行误差修正算法等的硬件。特别地，基带设备可配置为确定接收到的无线链路上的误码率(BER)、信干噪比(SINR)和/或其他链路质量指标。

在各种实施例中，RF设备212、基带设备214和/或天线202和204可以与控制器216连接。相应地，控制器216可配置为接收来自一个或多个天线202和204、RF设备212和基带设备214的信号。例如，在一个实施例中，控制器216可以检测天线202接收到的信号的信噪比。控制器216可以直接接收来自天线202或来自RF设备212的信号。在另一个实施例中，控制器216可以接收来自基带设备214的BER信号或表明信号质量的其他信号。

在一个实施例中，控制器216接收来自基带设备214的SINR信号。在另一个实施例中，控制器216接收来自基带设备的BER信号。在另一个实施例中，控制器216监视从RF设备212接收的信号强度等级。例如，RF设备212可以包括耦合器，所述耦合器配置为向控制器216提供由天线202和204接收的信号样本。本领域的普通技术人员能够理解通过控制器216，其他信号指标可以用来确定信号质量等级。

控制器216还可以包括测量电路，用于确定从RF设备212或基带设备214接收的信号指标的值。特别地，控制器216可以包括信号采样和模数转换电路、信号等级比较和跟踪电路等。在一个实施例中，电路可以包括模拟电路部件，如运算放大器、比较器、电容器等。或者，电路可以包括数字电路，如A/D转换器，和数字逻辑门，如AND、OR、XOR和反相门。

在进一步的实施例中，控制器216可以包括控制电路。所述控制电路可以包括微控制器、FPGA、DSP或相似的可编程控制部件。在这样的实施例中，控制电路可用软件或固件配置，软件或固件配置为使控制器216执行如下文图3～7和图9中的流程图所述的操作。在另一个实施例中，控制回路可以包括根据图3～7和图9所述的过程进行操作的模拟或数字电路部件。例如，在一个实施例中，可以包括用于存储一最高接收信号值的锁存器，用于比较一接收信号值和存储在所述锁存器上的最高接收信号值的比较器，用于控制电机节距的计数电路或开关，和响应于来自计数电路或开关的输入信号，驱动电机的放大器。

根据提出的实施例，控制器216可以包括用于驱动电机218的电机驱动电路。所述电机驱动电路可以包括一个或多个激励放大器。所述激励放大器可以接收来自控制器216中的微控制器或其他控制电路的电机驱动信号。所述电机驱动信号可以使放大器在正方向或者反方向上驱动电机218。另外，电机驱动信号可以确定电机218的转速。

控制器216可以向电机218提供控制信号，如直流(DC)信号。电机218可以是DC有刷电机、DC无刷电机等。在一个特定的实施例中，电机218可以是廉价的DC电机，如廉价玩具或模型使用的电机。电机218可以设定定向天线202的位置。例如，电机218可以驱动齿轮或链轮206来调整天线的位置。电机218还可以设定一旋转角和/或仰角。在另一个实施例中，天线可定位在三个轴线上。在进一步的实施例中，无线电缆设备200可以包括多个电机218，每个电机配置为在不同的轴上设定定向天线202的位置。

在一个实施例中，第一无线电缆设备112和第二无线电缆设备114可以使用单天线。在这个实施例中，设备之间通信流量的传输和接收是通过两台设备上的单天线完成的。天线可进一步分为两种类型：全向天线204和定向天线202。在某些实施例中，可通过天线分集来增强单天线的使用，从而使接收机得到发射机发射的相同信号的多个观察结果，并使接收机能够以更高的精度恢复传输的信号。一个例子是交叉极化贴片天线，其支持2x2多样性，并能有效地提高按照802.11n协议通信流量的传输和接收。

在一个实施例中，第一无线电缆设备112和第二无线电缆设备114可以包括全向天线204。在某些实施例中，无线电缆设备112和114可以只包括全向天线。这种情况通常适合短距离的无线通信，因为全向天线在各个方向上辐射的功率相同。在一些实施例中，两个设备112和114只要一方检测到来自另一方的信号，就能发起数据交换。在这样的实施例中，可以不需要上述天线控制。

在另一个实施例中，其中一个设备可以包括全向天线204，而另一个设备可以包括定向天线202。例如，第一无线电缆设备112可以包括全向天线204，而第二无线电缆设备114可以包括定向天线202。通过天线的方向性，定向天线202的射频能量被集中在一个特定的方向，从而使无线通信范围扩大。如上所述，定向天线202可以与电机218和控制单元216相连接，使定向天线202在360度或更大的范围转动，以检测全向天线204的信号。因为定向天线202更集中，如果它的对准方向(即覆盖角度)被全向天线204完全覆盖，则定向天线具有更高的增益。

图3和图4显示了一个多级角度优化算法，包括粗调(包括信号检测)和精调过程，以检测来自第二设备的信号和确定从第一设备开始定向天线的最佳角度。在一些实施例中，粗调方法300可以通过扫描环境来识别能进行数据通信的远程设备。特别地，所述粗调方法300可扫描360度或更大范围。所述粗调方法300可以包括以旋转步长扫描环境，且粗调方法的旋转步长与精调方法400的旋转步长相比要大。在一个实施例中，精调方法400可使用在粗调方法300期间采集的信息，来识别定向天线202的最佳视角。在一个特定的实施例中，所述精调方法400可以以旋转步长旋转定向天线202，且所述精调方法的旋转步长比粗调方法300的旋转步长相比要小。图3示出了粗调方法300的一个实施例，图4示出了精调方法400的一个实施例。在某些实施例中，图3的粗调方法300可以产生用于图4的精调方法400的候选角度。在这样的实施例中，电机218可以是向控制器216提供电机位置反馈信号的精密电机。如果这样的话，控制器216可根据所述位置反馈信号来确定电机218的启动和停止点。

图3为示出了用于粗调信号采集的方法300的示意流程图。所述方法300的实施例可用于横向和纵向信号采集。所述方法300从位于一定角度θ的定向天线202开始(步骤302)。例如，齿轮206可以允许在360度或更大范围内旋转。定向天线202可以发送请求远程设备响应的信号(步骤304)。在另一个实施例中，定向天线202可以不发送信号，但是，定向天线202可以扫描并接收远程设备发出的信标信号或导频信号。如果基带设备214确定接收到响应(步骤306)，基带设备214可以向控制器216传达信号参数，如BER或SINR。然后，控制器216可以记录与定向天线202转动角的记录相关的参数(步骤308)。但是，如果基带设备214确定没有收到响应(步骤306)，则控制器216可以确定定向天线202是否已经转动了360度(步骤310)。如果定向天线202没有转动360度，则控制器216可以使电机218将天线移动至下一个角度θ＝θ+Δθ，并重复整个过程。如果定向天线202已经转动了360度，则该过程可以结束。

在方法300结束时产生一个报告。该报告列出所记录的对应角度下的参数(即RSSI、BER、PER、响应时间等)，由此使控制器116驱动定向天线202达到一合适的角度。在一个实施例中，控制器116可以识别一些候选角度(如角度P1，P2，...，Pn)，这些角度的性能因数如RSSI、BER或SINR相似且优于其他角度。举例来说，如果一个特定的候选角度比其他所有的角度具有更好的SINR，则会选择该角度。但是，如果两个或更多角度具有彼此相似但优于其他大部分角度的性能因数等级，这些候选角度都可以被选择。在多路环境下可以选择多个候选角度，其中所述多路环境可以具有来自信号反射的信号强度局部最大值。在这样的实施例中，每个候选角度可以经历一个如下所述的精调过程，从而找到定向天线的最佳角度，以避免锁定一个并非真正最大的局部最大值。

图4为示出了用于精调信号采集的方法400的示意流程图。方法400可以以角度开始(步骤402)。在一个实施例中，角度可以与上述粗调方法300中识别的候选角度相对应。然后控制器216可以为定向天线202选择适合精调的转速(步骤404)，并记录在该角度上的参数(步骤406)。在一个实施例中，适于精调的转速可以比适于粗调的转速低。方法400还可以包括记录在该角度上的参数(步骤406)。然后，控制器216可以确定天线202是否已经转动了Δθ度(步骤408)，其中Δθ是等于粗调方法所使用的更高转速的一个步长的角度增量。如果否，方法400可包括跳到下一个角度(步骤410)。举例来说，控制器216可以使电机218将天线202旋转至下一个角度

如果确定天线已经转动了Δθ度(步骤408)，则结束方法400。

在各种实施例中，定向天线202可以顺时针、逆时针、向上或向下或者以上述方式的任意组合旋转。在一个实施例中，定向天线202可遵循螺旋路径。在另一个实施例中，定向天线202可以扫描大体上为球形、圆柱形的空间或其他三维空间。在一个例子中，定向天线202可以首先按顺时针方向旋转。如果控制器216确定SINR参数减小了，可以使定向天线202以相反的方向旋转。

图5和图6示出了用于识别定向天线最佳视角的过程的另一个实施例。这样的实施例可以代替图3和图4所述的方法。在一个实施例中，所述过程包括：进行首次环境扫描以确定最佳信号参数等级，然后，搜索环境以确定对应于所述最佳信号参数等级的天线视角。首次扫描的实施例如图5所示，搜索的实施例如图6所示。在这个实施例中，电机218可以不提供位置反馈信号。如果电机218没有向控制器216提供位置反馈信号，控制器216可以计算最大转速和最小转速。电机218的最小转速和最大转速可分别用w1转/分和w2转/分表示。在这个实施例中，转动360度所需的时间至少为1/w2分钟，至多为1/w1分钟。因此，控制器216可以参照转速计时来计算开始和停止位置。

图5示出了用于进行首次环境扫描以识别信号参数的方法500的示意流程图。在一个实施例中，当控制器216选择第一转速时(步骤502)，方法500开始。所述转速可以是预先设定的。或者，所述转速也可以任意选择。然后，定向天线202可以发射请求远程设备响应的信号(步骤504)。或者，定向天线202可以监听由远程设备发射的导频信号或信标信号。响应请求可以由例如基带设备214和RF设备212产生。例如，第一无线电缆设备112上的定向天线202可以向第二无线电缆设备114发射信号(步骤504)。所述信号可以包含请求第二无线电缆设备114响应的请求。

如果确定收到了响应(步骤506)，控制器216可以使电机218的转速降低至第一减速(步骤508)，并记录从RF设备212或基带设备214接收的参数(步骤510)。然后定向天线202可以发射另一个信号以请求另一个响应(步骤512)。在其他实施例中，控制器216可以使定向天线202以两个以上的转速旋转。例如，控制器216可以向电机提供连续转动控制，使定向天线202按照信号参数以各种不同的转速旋转。特别地，由于信号参数持续增高，控制器216可以使定向天线202以持续减慢的速率旋转。

如果确定收到了另一个响应(步骤514)，控制器可以确定第一个信号的SINR是否优于第二个信号的SINR(步骤516)。如果是，控制器116可以进一步降低电机218的转速至第二减速(步骤508)，重复这个过程直至确定一接收信号的SINR劣于上一个接收信号的SINR。一旦确定了这个结果(步骤516)，控制器216可以增加转速回到第一减速(步骤518)。在另一个实施例中，例如如果SINR之间的差别较小，控制器216可以保持转速在第二减速不变。控制器216记录参数(步骤510)，继续这个过程直至确定没有收到响应(步骤514)。

一旦没有收到响应，控制器216可以调整转速回到步骤502中设置的原始转速(步骤520)，并发射另一个信号以请求响应(步骤504)。在一个实施例中，持续这个过程直至达到时间阈值，而在这种情况下，结束方法500。在一个特定的实施例中，时间阈值是最小转速(每分钟转数)的倒数。例如，如果最小转速是0.1转/分，则时间阈值可以是10分钟。在一个实施例中，硬件时钟或其他时间检测机构可以提供充足的信息，以确定电机218已旋转180度或360度。

方法500可以有效地生成环境中信号强度的图表。在一些实施例中，所述图表可以与确定信号等级的特定角度相关。在其他实施例中，方法500可以简单地识别图6的搜索方法600使用的信号信息，来确定最佳的天线视角。例如，方法500可以识别在图6的搜索方法600中用于比较的最佳SINR值。

图6示出了响应如图5所述的首次环境扫描中获得的信号参数，搜索最佳天线角度的方法600的一个实施例的示意流程图。在所示的实施例中，方法600从控制器216选择一初始转速开始(步骤602)。然后，定向天线202发射请求远程设备响应的信号(步骤604)。或者，定向天线202可以监听由一远程设备发射的信标或导频信号。如上所述，信号可以由基带设备214和RF设备212产生。控制器216记录SINR(步骤606)。然后，控制器216可以确定在当前位置的SINR和图5所述方法500记录的最佳SINR之间的大小差异是否小于或等于上一个角度的SINR的大小变化(步骤608)。如果否，继续该过程。如果是，控制器216可以使电机218停止旋转并保持在当前位置(步骤610)。

正如以上的讨论，定向天线202使其天线波束集中的能力能起到在特定的方向上提供更多能量的作用。随着定向天线202的增益增大，覆盖距离增加，但有效复盖角度减小。因此，这种情况可以根据提出的信号检测和角度优化方法提供增强的无线通信。

特别地，在包括多个定向天线202的系统中，如果第一无线电缆设备112的定向天线202和第二无线电缆设备114的定向天线202设置为相同的转速，这两个设备可能永远都不会进行直接通信。因此，即使这两个设备存在于相同的环境中，它们却永远不能发现彼此。相应地，在第一无线电缆设备112上的定向天线202的转速可以设置为与第二无线电缆设备114的定向天线202不同的转速。特别地，一条定向天线202的转速大于另一条的转速。在一个实施例中，可以任意选择转速以减小选择相同转速的概率。或者，可以以多个不同的转速重复所述过程，以确保发现在无线电缆环境110中的所有设备。在一个实施例中，可通过取一个基本转速的倍数或取最高转速的分数来调整转速。下文的图7描述了确保转速不同的实施例。

图7示出了在天线扫描的过程中，用于确保天线转速多样性的方法700的示意流程图。在一个实施例中，当定向天线202发射向远程设备请求响应的无线信号时(步骤702)，所述方法700开始执行。如果控制器216确定收到了响应(步骤704)，则所述方法700可以结束。在另一个实施例中，可以执行如下所述的天线优化过程。如果没有收到响应(步骤704)，则控制器216确定是否达到第一时限(步骤706)。在一个实施例中，第一时限是当前转速的倒数。其他实施例可能包括其他时限。定向天线202可以以相同的转速继续发送信号和请求响应(步骤702)，直至控制器216确定已达到所述时限(步骤706)。一旦达到所述时限，所述控制器216配置为改变定向天线的转速。在一个实施例中，可以使用任何其他转速。或者，可以使用一组转速来简化操作。

所述方法700还可以包括优化天线视角的步骤。在一个实施例中，一旦接收到响应(步骤704)，定向天线202首先可以发射信号来停止远程无线电缆设备的电机旋转(步骤711)，然后执行图3～4或图5～6中的方法。为了确保天线没有被锁定在局部最大值的位置，方法700可以包括停止旋转、向远程无线电缆设备发射重启信号和等待响应等步骤(步骤712)。然后，远程无线电缆设备可以发射响应的应答信号(步骤714)。然后，远程无线电缆设备可以重启并执行图3～4或图5～6的方法，并发回重启信号。如果从远程无线电缆设备接收到重启信号(步骤716)，天线控制器216可以确定是否已经达到第二时限(步骤718)。第二时限可以是预定的或根据时限约定的。如果达到第二时限，则所述方法可以结束。否则，无线电缆设备可以向远程无线电缆设备发射应答信号(步骤720)，重启(步骤722)并重复上述步骤。

图8A示出了根据本发明的一个实施例所述的一种适合于信号检测的天线设备的天线波束图。如以上的讨论，如果两个设备112和114具有相同的转速，则它们不能根据信号检测要求检测到彼此。但是，如果第二无线电缆设备114的转速为第一无线电缆设备112的转速的1.2倍，当第一无线电缆设备112转动150度时，这两个设备112和114可以发现彼此。在某些实施例中，如图8B所示，第一设备112或第二设备114可能只能检测到另一个天线202的旁瓣E或旁瓣B。实际上，图8B显示两个设备112和114中的每一个可以仅基于旁瓣信号增益天线锁定。但是，在这个实施例中，从B方向发射的信号可能从E方向被接收，信号检测过程可能就此结束。该实施例的一个缺点是，天线控制器216可能只识别了一个局部最大值，从而使第一无线电缆设备112和第二无线电缆设备114之间的通信效率降低。

在一个实施例中，一种角度优化方法可以得到两个天线202的最佳角度。例如，从方向A发射的信号可以从D方向被接收，使得天线202能为数据交换提供高增益。为了实现该目标，只要设备112或114能检测到彼此，两个设备之一的电机218可以停止旋转。虽然并非是必要的，但是为了说明，假定第一设备112停止旋转。在该方法的一个实施例中，通过执行如图3～4或图5～6所述的二级优化算法的实施例，第二设备114可以确定局部最佳天线角度。然后，第二设备114可以停止旋转并发射信号以重启第一设备112的电机。接下来，第一设备112可以以应答信号做出响应，然后通过执行一个优化算法的实施例，如图3～4或图5～6所述的方法，再确定另一个局部最佳值。然后，第一设备112停止旋转并发射信号以重启第二设备114的电机。第二设备114可以通过应答做出响应，然后通过执行一个优化算法的实施例，如图3～4或图5～6所述的方法，确定局部最佳值。然后，第二设备114停止旋转并发射信号以重启第一设备112的电机。可以不断重复这个过程直至达到时间阈值。所述时间阈值可以存在于每个设备的控制器216中。或者，两个设备112和114在初次采集和交换信号时即可就时间阈值的达成一致。

在另一个实施例中，第二设备114可以包括双天线，第一设备112可以包括单天线。在这种情况下，设备之间通信流量的传输和接收是通过驻留在第二设备114上的双天线和驻留在第一设备112上的单天线实现的。所述双天线可以包括用于检测信号和辅助定向天线202接收数据的全向天线204，和用于交换数据和辅助全向天线204检测信号的定向天线202。

在这些实施例中，当施加功率时，控制器216可以从为每个定向天线202设置的可用转速中选择一个随机转速。在包括双天线的实施例中，设备200可以包括在全向天线204和定向天线202之间进行转换的天线转换系统。所述天线转换系统可包括在控制器216中。或者，所述天线转换系统可能是设备200的单独部件。在信号检测的过程中，该转换系统可以使用分时机构，即，一个天线使用一个时间α，另一条天线使用剩余时间(1-α)来发送和接收信号，其中0≤α≤1。在这个实施例中，在一个时隙之内可以使用两个天线建立链路。双天线系统的优点是，与仅使用单天线相比，设备可以更快地确定最佳天线位置。

图9示出了在具有全向天线204和定向天线202的无线电缆设备200中，进行自动信号检测和天线角度调整的方法900的实施例的示意流程图。所述方法900可以包括：首先，检查是否仅使用全向天线204即可建立链路，如果全向天线204无法建立链路，则可通过天线控制器216操纵定向天线202来建立链路。例如，当全向天线204发射向远程设备请求响应的无线信号时(步骤902)，所述方法900开始执行。在另一个实施例中，全向天线204可以监听远程设备的信标信号或导频信号。然后控制器216可以确定全向天线204是否收到任何响应(步骤904)。如果收到响应(步骤904)，所述方法可以结束，因为全向天线204建立的链路是足够的。在另一个实施例中，控制器216或设备200的其他部件可以确定链路的信号强度是否充足(步骤910)。如果确定信号强度充足(步骤910)，则所述方法可以结束。如果确定信号强度不足(步骤910)或没有收到响应，则控制器216可以执行如图3～4所述的粗调信号采集过程300和精调信号采集过程400。或者，可以执行图5的扫描方法500和图6的搜索方法600。如果确定执行图3～4或图5～6的方法的控制器216获得的信号强度不足(步骤908)，则可以用两条天线执行如图7所述的方法700来识别能提供全局最大信号强度等级的天线角度。

如果确定没有收到响应(步骤904)，控制器216可以执行分别如图3和图5所示的方法300或方法500。如果确定收到响应(步骤906)，控制器216可以执行分别如图4和图6所示的方法400或方法600以确定对应于全局最大值的天线位置。如果确定没有收到响应(即图3～4或图5～6的方法不足以确定链路)(步骤906)，则控制器216可以执行图7的方法700，从而改变转速来识别第二设备114，并确定全局最大信号强度等级。这个过程完成后，方法900可以结束。

如果一台无线电缆设备112包括双天线，而另一台无线电缆设备114只包括全向天线204，则有两种选择可以建立一条可用的链路。例如，如果可以使用两条全向天线204建立所述链路，且确定信号强度充足，则不必使用双天线设备112的定向天线202。但是，如果确定信号强度不足，或无法建立链路，则双天线设备112可以使用图3～4所述的方法或图5～6所述的方法来建立一条链路。

如果一台无线电缆设备112包括一条双天线，而另一台无线电缆设备114只包括一条定向天线202，则可以根据图3～4或图5～6所述的方法，在双天线设备的全向天线204和单天线设备114的定向天线202之间建立一条通信链路。但是，如果无法建立链路，或确定信号强度不足，则可以使用图7所述的方法，在双天线设备和单天线设备114之间来建立通信链路，并确定两条定向天线的天线位置，以便提供全局最大信号强度等级。

在另一实施例中，第二无线电缆设备114可以包括N条定向天线，第一无线电缆设备112可以使用单天线。在这种情况下，设备间的通信流量的传输和接收是通过使用一台设备上的N(如N＝360/q)条定向天线和另一台设备上的单天线完成的，其中，q是定向天线的覆盖角度。在这个实施例中，N条定向天线起全向天线的作用。同样，在上文的描述中，第一无线电缆设备112和第二无线电缆设备114是可以互换的。在这样的实施例中，可以通过激活每条保持固定的定向天线，而不是旋转单天线，来执行上述的扫描过程的实施例。例如，如果N条定向天线中的每一条都具有覆盖10度的波束宽度，则N条定向天线可以包括36条单独的定向天线。组合的36个单独元件可以提供360度的覆盖度。在上述过程的各实施例中，通过按顺序激活每条单独的天线，而不是旋转定向天线，可以在360度的范围扫描环境，并确定哪些定向天线处于与远程设备进行通信的最佳位置。在确定最佳定向天线元件后，可以关闭其余元件。这样的实施例可以降低整个系统的功率消耗，同时还能提供高质量的信号链路。在第一无线电缆设备112包括全向天线104的实施例中，N条定向天线可以与全向天线104建立链路，就好像N条定向天线也是一条全向天线。如果第一无线电缆设备112包括一条定向天线202，两设备112和114可以根据图3～4或图5～6所述的方法建立链路。

在另一实施例中，天线202和204可以替换为一条用于电子波束形成的数字智能天线。上述实施例是与驻留在两设备中不同数量的天线相关联进行描述的。上述方法是借助定向天线202进行描述的，所示定向天线安装在安装组件206上，安装部件06包括机械部件，如通过旋转来实现信号检测和角度优化的电机218。但是，这些方法的实施例也可以通过数字智能天线来实现，所述数字智能天线能够首先估计信号的到达方向(DOA)，然后用到达方向计算波束形成矢量，跟踪天线波束并将天线波束定位在目标上，从而完成信号检测和角度优化的过程。因此，上述搜索算法可以使用数字智能天线和电子波束形成法用电子学方法实现。

如上文图3～图7所述方法的各个步骤可以通过一个或多个硬件模块进行。在这样的实施例中，所述硬件模块可以包括设置有模拟和/或数字电路部件的电路插件，且这些模拟和/或数字电路部件用于执行所述方法的步骤。例如，所述电路部件可以包括电阻器、电容器、感应器、晶体管、数字逻辑门、信号锁存器设备、数字计数器设备、放大器和RF部件。本领域的普通技术人员应认识到多种部件和配置可用来执行所述步骤。在其他实施例中，所述步骤可以通过硬件设备来执行，如字段可编程门阵列(FPGAs)、可编程逻辑控制器(PLCs)及其他通过固件编程的硬件设备，所述固件配置为使硬件设备执行所述方法的步骤。在其他实施例中，所述方法的步骤可通过微控制器、处理器、数字信号处理器(DSP)或其他相似部件来执行，所述相似部件配置为下载并执行软件指令，所述软件指令使设备执行上述方法的操作。实际上，计算机可读代码可存储在有形的计算机可读介质上，如附加的存储设备、数据磁盘、可拆卸的闪存设备等。本领域的普通技术人员应认识到多种计算机可读介质可以适于存储计算机可读指令。

虽然已经对本发明及其优点进行了详细描述，应该清楚，在与附加权利要求书所定义的本发明的宗旨和范围不相背离的情况下，可以对本发明作出各种变更、替换和改动。而且，本申请的范围也不局限于说明书中描述的过程、机器、产品、物质成分、工具、方法和步骤的某些实施例。本领域的普通技术人员从本发明公开的内容可以容易的看出，根据本发明，执行与本发明对应实施例大致相同的功能或实现与本发明对应实施例大致相同的结果的、现有的或以后开发的过程、机器、产品、物质成分、工具、方法或步骤可以被使用。因此，所附权利要求书意在在其范围之内包括这样的过程、机器、产品、物质成分、工具、方法或步骤。

Claims

1.一种方法，包括：

使用与无线电缆设备相关联的天线来识别环境内的远程无线电缆信号源；

执行粗调过程来识别一个或多个天线位置，在所述一个或多个天线位置上，与所述无线电缆设备相关联的天线接收到来自所述远程无线电缆信号源的无线电缆信号；以及

执行精调过程以识别与所述远程无线电缆信号源通信的最佳天线位置。

2.如权利要求1所述的方法，其中，识别步骤包括从所述远程无线电缆信号源接收通信。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述通信包括接收所述远程无线电缆信号源发射的信标信号。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述粗调过程包括：

将电机以第一速度从第一位置旋转到第二位置；以及

记录第一位置和第二位置之间多个中间位置的信号参数。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述信号参数是从一组单个参数中选出的，所述一组单个参数包括：接收信号强度指示RSSI、误码率BER、包错误率PER、响应时间。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述粗调过程包括识别收到来自远程无线电缆设备的信号的一个或多个候选角度。

7.如权利要求4所述的方法，其中，所述第一位置和所述第二位置相隔360度或更大。

8.如权利要求6所述的方法，其中，对在粗调过程中记录的一个或多个候选角度中的每个候选角度重复所述精调过程。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述精调过程包括：

将天线移动到与信号参数相关的位置，所述信号参数表示候选天线角度；

以第二速度旋转天线至下一个角度；

记录在该角度的信号参数；以及

重复旋转和记录步骤，直至天线旋转的度数等于第一速度下的角增量。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述第一速度大于所述第二速度。

11.一种方法，包括：

扫描所述环境，从而确定与信号参数相关的方向，所述信号参数指示与所述远程无线电缆信号源通信的最佳天线位置；以及

搜索与在环境扫描过程中识别的、指示与所述远程无线电缆信号源通信的最佳天线位置的信号参数值相关的方向。

12.如权利要求11所述的方法，其中，识别步骤包括从所述远程无线电缆信号源接收通信。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述通信包括接收所述远程无线电缆信号源发射的信标信号。

14.如权利要求11所述的方法，其中，扫描所述环境包括：

以第一速度旋转电机；

在一中间位置检测来自远程无线电缆信号源的信号；

将所述天线的转速降低至第二速度，其中，所述第二速度小于所述第一速度；

在多个第二位置上，判断由所述天线接收的信号参数是否优于在前一位置由所述天线接收的信号参数；

响应于判断出所述信号参数优于在前一位置由所述天线接收的信号参数，记录信号参数，并进一步降低所述天线的转速至第三速度，所述第三速度小于所述第二速度；

重复所述记录步骤，直至由所述天线接收的信号参数不优于在前一位置由所述天线接收的信号参数或者没有收到来自远程无线电缆的响应；

响应于判断出所述天线接收的信号参数不优于在前一位置由所述天线接收的信号参数，将所述天线的转速提高至等于或高于上一个速度的速度；以及

响应于判断出没有收到来自远程无线电缆的响应，将所述天线的转速提高至所述第一速度。

15.如权利要求14所述的方法，其中，扫描所述环境包括重复如权利要求14所述的步骤，直至达到一时间阈值。

16.如权利要求14所述的方法，其中，扫描所述环境包括重复如权利要求14所述的步骤，直至达到物理位置阈值。

17.如权利要求13所述的方法，还包括从一个或多个记录的信号参数中选择峰值信号参数。

18.如权利要求11所述的方法，包括搜索与在环境扫描过程中识别的峰值信号参数值相关的方向。

19.如权利要求18所述的方法，其中，搜索步骤包括：

将天线从所述第一位置旋转至所述第二位置；

将在所述第一位置和所述第二位置之间的多个中间位置中的每个中间位置上接收到的信号参数与在所述环境扫描过程中识别的所述峰值信号参数值相比较；以及

响应于判断出已经达到所述峰值信号参数，停止旋转所述天线。

20.一种方法，包括：

在环境内以第一转速旋转与无线电缆设备相关联的天线，以识别来自环境内的远程无线电缆设备的信号；

判断是否从环境内的所述远程无线电缆信号源收到信号；

响应于判断出没有收到来自远程无线电缆的响应，将所述天线的转速改变为第二转速；

在环境内以第二转速旋转天线来识别来自所述远程无线电缆设备的信号；

重复所述改变和旋转步骤，直至收到来自远程无线电缆的响应；以及

协同所述远程无线电缆设备优化天线方向。

21.如权利要求20所述的方法，其中，协同远程无线电缆设备优化天线方向包括：

发送信号以停止旋转所述远程天线；

执行粗调过程来识别一个或多个天线位置，在所述一个或多个天线位置上，与所述无线电缆设备相关联的天线接收到来自所述远程无线电缆信号源的无线电缆信号；

执行精调过程以识别用于与所述远程无线电缆信号源通信的候选天线位置；

停止旋转，并指示所述远程无线电缆设备重启，并允许远程无线电缆设备执行粗调过程和精调过程；

响应于判断出收到来自所述远程无线电缆设备的重启信号而重启；以及

重复发送信号以停止旋转所述远程天线、执行粗调过程、执行精调过程、停止旋转、指示所述远程无线电缆设备重启、以及重启的步骤，直至达到一时限。

22.如权利要求20所述的方法，其中，协同远程无线电缆设备优化天线方向包括：

发送信号以停止旋转所述远程天线；

使用具有多种转速的定向天线来扫描环境，以确定与信号参数相关的方向，所述信号参数指示用于与所述远程无线电缆信号源通信的候选天线位置；

搜索与在环境扫描的过程中识别的、指示用于与所述远程无线电缆信号源通信的候选天线位置的信号参数值相关的方向；

停止旋转，并指示所述远程无线电缆设备重启，并允许所述远程无线电缆设备执行扫描和搜索步骤；

响应于收到来自所述远程无线电缆设备的重启信号而重启；以及

重复发射、扫描、搜索、停止、指示重启、以及重启的步骤，直至达到一时限。

23.一种方法，包括：

使用全向天线扫描环境来寻找来自远程无线电缆信号源的信号，以建立通信链路；

响应于判断出使用所述全向天线不能建立通信链路时，切换至定向天线；

执行精调过程以识别与所述远程无线电缆信号源通信的最佳天线位置；以及

响应于判断出不能建立通信链路或通过执行粗调和精调过程接收到的信号强度不足，改变所述定向天线的转速，并协同远程无线电缆设备优化天线方向。

24.一种方法，包括：

使用具有多个不同转速的定向天线扫描环境，以确定与信号参数相关的方向，所述信号参数指示用于与所述远程无线电缆信号源通信的候选天线位置；

搜索与在环境扫描的过程中识别的、指示用于与所述远程无线电缆信号源通信的候选天线位置的信号参数值相关的方向；以及

响应于判断出不能建立通信链路或通过执行扫描和搜索过程接收到的信号强度不足时，改变所述定向天线的转速，并协同远程无线电缆设备优化天线方向。

25.一种系统，包括：

第一无线电缆设备，所述第一无线电缆设备具有天线控制器以及被配置为从远程无线电缆信号源接收无线电缆信号的定向天线，所述天线控制器耦合到所述定向天线，并且所述天线控制器被配置为执行粗调过程以识别一个或多个天线位置，在所述一个或多个天线位置上，所述定向天线接收到来自远程无线电缆信号源的无线电缆信号，所述天线控制器还被配置为执行精调过程以识别与所述远程无线电缆信号源通信的最佳天线位置。

26.如权利要求25所述的系统，其中，所述天线控制单元被配置为：

以第一速度将天线从第一位置旋转到第二位置；以及

记录在所述第一位置和所述第二位置之间的多个中间位置上的信号参数。

27.如权利要求26所述的系统，其中，所述天线控制单元被配置为：

使所述定向天线移动到与信号参数相关的位置，所述信号参数指示最佳候选天线角度；

使所述定向天线以第二速度旋转至下一个角度；

记录在该角度的信号参数；以及

重复旋转和记录的步骤，直至天线旋转的度数等于所述第一速度下的角增量。

28.如权利要求27所述的系统，其中，所述天线控制单元还被配置为对所记录的一个或多个最佳候选天线角度中的每一个重复如权利要求27所述的步骤。

29.如权利要求25所述的系统，还包括第二无线电缆设备，所述第二无线电缆设备具有全向天线，所述全向天线被配置为接收来自第一无线电缆设备的无线电缆信号并向所述第一无线电缆设备发射无线电缆响应信号。

30.一种系统，包括：

第一无线电缆设备，所述第一无线电缆设备具有天线控制器以及被配置为在环境内从远程无线电缆信号源接收无线电缆信号的定向天线，所述天线控制器耦合到所述定向天线，并且所述天线控制器被配置为扫描所述环境以确定与信号参数相关的方向，所述信号参数指示与远程无线电缆信号源通信的最佳天线位置，所述天线控制器还被配置为搜索与在环境扫描过程中识别的、指示与远程无线电缆信号源通信的最佳天线位置的信号参数值相关的方向。

31.如权利要求30所述的系统，其中，所述天线控制单元被配置为：

使所述定向天线以第一速度旋转；

在一中间位置检测来自远程无线电缆信号源的信号；

将所述天线的转速降低至第二速度，所述第二速度小于所述第一速度；

在多个第二位置上，确定所述天线接收的信号参数是否优于在前一位置所述天线接收的信号参数；

响应于判断出所述信号参数优于在前一位置所述天线接收的信号参数，记录信号参数，并进一步降低天线的转速至第三速度，所述第三速度小于所述第二速度；

重复所述记录步骤，直至所述天线接收的信号参数不优于在前一位置所述天线接收的信号参数或没有收到来自远程无线电缆的响应；

响应于判断出所述天线接收的信号参数不优于在前一位置所述天线接收的信号参数，将所述天线的转速提高至等于或大于上一个速度的速度；以及

32.如权利要求31所述的系统，其中，所述天线控制单元被配置为搜索与在环境扫描过程中识别的峰值信号参数值相关的方向，用于确定与远程无线电缆信号源通信的最佳天线位置。

33.如权利要求32所述的系统，其中，所述天线控制单元被配置为：

使所述定向天线从所述第一位置旋转至所述第二位置；

将在所述第一位置和所述第二位置之间的多个中间位置的每个中间位置上接收到的信号参数与在所述环境扫描过程中识别的峰值信号参数值相比较；

34.如权利要求30所述的系统，还包括第二无线电缆设备，所述第二无线电缆设备具有全向天线，所述全向天线被配置为接收来自所述第一无线电缆设备的无线电缆信号，并向所述第一无线电缆设备发射无线电缆响应信号。

35.一种系统，包括：

具有第一定向天线的第一无线电缆设备和具有第二定向天线的第二无线电缆设备，其中，所述第二无线电缆设备被配置为向所述第一无线电缆设备发送响应信号，所述第一无线电缆设备被配置为：

以第一转速旋转所述第一定向天线，以识别来自所述第二无线电缆设备的信号；

判断是否收到来自所述第二无线电缆设备的所述信号；

响应于判断出没有收到来自所述第二无线电缆设备的响应，将所述第一定向天线的转速改变为第二转速；

以所述第二转速旋转所述第一定向天线，以识别来自所述第二无线电缆设备的信号；

重复改变和旋转的步骤，直至收到来自所述第二无线电缆设备的响应；以及

协同第二无线电缆设备优化天线方向。

36.如权利要求35所述的系统，其中，所述第一无线电缆设备还被配置为：

发送信号以停止旋转所述第二天线；

执行粗调过程来识别一个或多个天线位置，在所述一个或多个天线位置上，所述第一定向天线接收到来自所述第二无线电缆设备的无线电缆信号；

执行精调过程来识别用于与所述第二无线电缆设备通信的候选天线位置；

停止旋转，并指示所述第二无线电缆设备重启，并允许所述第二无线电缆设备执行粗调过程和精调过程；

响应于判断出收到来自所述第二无线电缆设备的重启信号而重启；以及

重复发送信号以停止旋转所述远程天线、执行粗调过程、执行精调过程、停止旋转、指示所述第二无线电缆设备重启、以及重启的步骤，直至达到一时限。

37.如权利要求35所述的系统，其中，所述第一无线电缆设备还被配置为：

发送信号以停止旋转所述第二定向天线；

使用具有多个不同转速的第一定向天线扫描环境，来确定与信号参数相关的方向，所述信号参数指示用于与所述第二无线电缆设备通信的候选天线位置；

搜索与在环境扫描过程中识别的、指示用于与所述第二无线电缆设备通信的候选天线位置的信号参数值相关的方向；

停止旋转，并指示所述第二无线电缆设备重启，并允许所述第二无线电缆设备执行扫描和搜索步骤；

响应于判断出收到来自第二无线电缆设备的重启信号而重启；以及

重复发送、扫描、搜索、停止、指示重启和重启的步骤，直至达到一时限。

38.一种系统，包括：

具有第一全向天线和第一定向天线的第一无线电缆设备，以及具有第二全向天线和第二定向天线的第二无线电缆设备，其中，所述第一无线电缆设备被配置为：

使用所述第一全向天线扫描环境来寻找来自所述第二无线电缆设备的信号，以建立通信链路；

响应于判断出使用所述第一全向天线不能建立通信链路时，切换至所述第一定向天线；

执行精调过程以识别与所述第二无线电缆设备通信的最佳天线位置；以及

响应于判断出不能建立通信链路或通过执行粗调和精调过程接收的信号强度不足，改变所述第一定向天线的转速，并协同所述第二无线电缆设备优化天线方向。

39.一种系统，包括：

使用全向天线扫描环境来寻找来自所述第二无线电缆设备的信号，以建立通信链路；

使用具有多种不同转速的所述第一定向天线扫描环境，来确定与信号参数相关的方向，所述信号参数指示用于与所述第二无线电缆设备通信的候选天线位置；

搜索与在环境扫描过程中识别的、指示用于与所述第二无线电缆设备通信的候选天线位置的信号参数值相关的方向；以及

响应于判断出不能建立通信链路或通过执行扫描和搜索过程接收到的信号强度不足，改变所述第一定向天线的转速，并协同所述第二无线电缆设备优化天线方向。

40.一种有形的计算机可读介质，包括计算机可读代码，当所述计算机可读代码由处理设备执行时，使所述处理设备执行下列操作：

执行精调过程，以识别与所述远程无线电缆信号源通信的最佳天线位置。

41.一种有形的计算机可读介质，包括计算机可读代码，当所述计算机可读代码由处理设备执行时，使所述处理设备执行下列操作：

使用具有多种不同速度的定向天线扫描环境，来确定与信号参数相关的方向，所述信号参数指示与所述远程无线电缆信号源通信的最佳天线位置；以及

搜索与在扫描环境过程中识别的、指示与所述远程无线电缆信号源通信的最佳天线位置的信号参数值相关的方向。

42.一种有形的计算机可读介质，包括计算机可读代码，当所述计算机可读代码由处理设备执行时，使所述处理设备执行下列操作：

判断是否收到来自所述环境内的远程无线电缆信号源的信号；

响应于判断出没有收到来自远程无线电缆的响应时，将所述天线的转速该变为第二转速；

在所述环境内以第二转速旋转天线来识别来自所述远程无线电缆设备的信号；

协同所述远程无线电缆设备优化天线方向。

43.如权利要求42所述的有形的计算机可读介质，其中，协同所述远程无线电缆设备优化天线方向包括：

发送信号以停止旋转远程天线；

执行精调过程以确定用于与所述远程无线电缆信号源通信的候选天线位置；

停止旋转，并指示所述远程无线电缆设备重启，并允许所述远程无线电缆设备执行粗调过程和精调过程；

重复发送信号以停止旋转所述远程天线、执行粗调过程、执行精调过程、停止旋转、指示远程无线电缆设备重启、以及重启的步骤，直至达到一时限。

44.如权利要求42所述的有形的计算机可读介质，其中，协同所述远程无线电缆设备优化天线方向包括：

发送信号以停止旋转所述远程天线；

使用具有多种转速的所述定向天线扫描环境，来确定与信号参数相关的方向，所述信号参数指示用于与所述远程无线电缆信号源通信的候选天线位置；

搜索与在环境扫描过程中识别的、指示用于与所述远程无线电缆信号源通信的候选天线位置的信号参数值相关的方向；

停止旋转，并指示所述远程无线电缆设备重启，并允许远程无线电缆设备执行扫描和搜索步骤；

45.一种有形的计算机可读介质，包括计算机可读代码，当所述计算机可读代码由处理设备执行时，使处理设备执行下列操作：

响应于判断出不能建立通信链路或通过执行粗调和精调过程接收到的信号强度不足时，改变所述定向天线的转速，并协同所述远程无线电缆设备优化天线方向。

46.一种有形的计算机可读介质，包括计算机可读代码，当所述计算机可读代码由处理设备执行时，使处理设备执行下列操作：

使用具有多种转速的所述定向天线扫描所述环境，来确定与信号参数相关的方向，所述信号参数指示用于与所述远程无线电缆信号源通信的候选天线位置；

搜索与在扫描环境过程中识别的、示用于与所述远程无线电缆信号源通信的候选天线位置的信号参数值相关的方向；以及

响应于判断出不能建立通信链路或通过执行扫描和搜索过程接收到的信号强度不足时，改变所述定向天线的转速，并协同所述远程无线电缆设备优化天线方向。