CN103312395A - 一种无线通信系统中天线选择方法和无线通信设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线通信系统中的天线选择方法,所述无线通信系统中的第一设备具有至少两个无线收发链路,每个无线收发链路都具有天线。所述天线选择方法包括:获取各天线和/或至少一种天线组合对第二设备发射的信号的第一接收质量值;根据所述各天线和/或所述天线组合的最大允许发射功率和所述第一接收质量值估计所述第二设备对所述各天线和/或所述天线组合发射的信号的第二接收质量值;以及根据第二接收质量值确定一个天线或天线组合作为向第二设备发射信号时使用的发射天线。本发明还提供了一种无线通信设备。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术,特别涉及一种无线通信系统中天线选择方法和无线通信设备。
背景技术
MIMO(多输入多输出)技术利用M个空间上相互独立的发射天线同时并行地发射M个数据流,能够达到比以前的单天线系统更高的数据速率。接收端通过N(>=M)个空间上相互独立的接收天线接收到的信号进行联合处理,就可重构每个数据流的数据。
这种方法需要在无线通信设备中集成至少M个完整的无线收发链路,包括开关,功率放大器,低噪声放大器(LNA),混频器,滤波器,up-/down转换器,等。
不过,也有许多应用场景采用MIMO模式不是为了提高吞吐量,而是为了使数据链路具有更高的可靠性。在这些情况下,无线通信设备同时只发送一个的数据流。而接收端的多个无线收发链路仍然可以用于实施分集接收机制(如基于逐个载波的最大比合并)。这一个数据流可以由一个无线收发链路及其相连的天线进行发射,也可能利用已有的M个无线收发链路中的多个同时发射来获得更具鲁棒性或更高效的通信效果。
一种常规的无线收发链路和天线选择方案是,设备A选择先前从设备B收到的数据包的信号强度最高的无线收发链路以及相应的天线作为向设备B发射信号时使用的发射链路和天线。假设无线信道具有互易性,并且假设设备A的发射功率不依赖于无线收发链路的选择,则上述无线收发链路和天线的选择使设备B接收信号的强度最大化。
然而,无线系统中,设备的最大允许发射功率与国家规章制度允许的最大等效全向辐射功率(EIRP)、天线增益、硬件能力等一些因素有关。如果不同的无线收发链路及其天线具有不同的参数,设备的最大允许发射功率将取决于所选的无线收发链路及其天线,因此上述归纳为“最佳接收天线也是最好的发射天线L的方法其基础“假设设备A的发射功率不依赖于无线收发链路的选择”在很多情况下是不成立的,因此根据上述方法选择的天线不一定是能使接收设备的接收信号的强度最大化的天线。
发明内容
本发明提供一种无线通信系统中的天线选择方法和设备,在天线选择过程中考虑了不同天线及其收发链路的差异性,使得最佳发射天线的选择更加准确。
根据本发明一个实施例的无线通信系统中的天线选择方法,该无线通信系统中的第一设备具有至少两个无线收发链路,每个无线收发链路都具有天线,所述天线选择方法主要包括:
获取各天线和/或至少一种天线组合对第二设备发射的信号的第一接收质量值;以及
根据所述各天线和/或所述天线组合的最大允许发射功率和所述第一接收质量值估计所述第二设备对所述各天线和/或所述天线组合发射的信号的第二接收质量值;
根据第二接收质量值确定一个天线或天线组合作为向第二设备发射信号时使用的发射天线。
本发明一个实施例还提供了一种无线通信设备,该无线通信设备具有至少两个无线收发链路,每个无线收发链路都具有天线,该设备主要包括:
信息获取模块,用于获取各天线和/或至少一种天线组合对第二设备发射的信号的第一接收质量值,根据所述各天线和/或所述天线组合的最大允许发射功率和所述第一接收质量值估计所述第二设备对所述各天线和/或所述天线组合发射的信号的第二接收质量值;以及
天线选择模块,用于根据所述第二接收质量值确定一个天线或天线组合作为向第二设备发射信号时使用的发射天线。
由上述的技术方案可见,本发明实施例的一种无线通信系统中的天线选择方法和设备,通过将各天线及其收发链路的差异性考虑进来,不再仅仅依赖于接收信号的质量,使得对于最佳发射天线的选择更加准确。
附图说明
图1为本发明一个实施例的天线选择方法的主要流程图。
图2为本发明一个实施例的天线选择方法流程图。
图3为本发明一个实施例中天线选择方法的流程图。
图4为本发明一实施例中天线选择方法的流程图。
图5为本发明一个实施例的无线通信设备的结构示意图。
图6为本发明一个实施例中对通信对端信号的接收质量测量的原理示意图。
图7为本发明一个实施例中对通信对端的接收质量估计的原理示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供的天线选择方法主要应用于无线通信系统中的无线通信设备,用于该无线通信设备与其它无线通信设备进行无线通信。该无线通信设备可以是无线通信系统中的网络侧设备,如接入点(AP)等,也可以是用户终端(UE)。该无线通信设备具有至少两个无线收发链路、每个无线收发链路都具有天线。其通信对端可以是单天线的无线通信设备,也可以是与上述无线通信设备相似的具有多个无线收发链路的设备。
本文中的无线收发链路主要包括天线以及对天线的发射信号和接收信号进行处理的结构,例如开关、功率放大器、低噪声放大器(LNA)、混频器、滤波器、up-/down转换器等。
图1为本发明一个实施例的天线选择方法的主要流程图。如图1所示,所述天线选择方法主要包括:
步骤101,获取各天线和/或至少一种天线组合对第二设备发射的信号的第一接收质量值;
步骤102,根据所述各天线和/或所述天线组合的最大允许发射功率和所述第一接收质量值估计所述第二设备对所述各天线和/或所述天线组合发射的信号的第二接收质量值;
步骤103,根据第二接收质量值确定一个天线或天线组合作为向第二设备发射信号时使用的发射天线。
以下举几个具体的例子以帮助技术人员理解上述方案。
图2为本发明一个实施例的天线选择方法流程图。
步骤201,第一设备测量各天线对第二设备发射的信号的接收信号强度,作为第一接收质量值。
本实施例中,第一设备利用各天线的接收信号强度作为所述第一接收质量值。在一些实施例中,第一设备也可以测量所述各天线从所述第二设备接收到的信号的其它参数,例如信噪比、接收信号强度指示(RSSI)等,作为所述各天线的第一接收质量值。在一些实施例中,还可以对测量得到的参数根据需要进行处理后作为所述第一接收质量值,例如求一段时间内该参数的均值、最大值等等。
步骤202,第一设备从配置信息中获取各天线的天线增益。
天线的最大允许发射功率可以根据天线增益、该天线的无线收发链路及其连接线路的链路损耗和/或连接器损耗、本国行政规定允许的最大等效全向辐射功率(EIRP)、各天线的硬件能够提供的最大发射功率等参数计算得到。所述天线增益、链路损耗和连接器损耗可以是所述无线通信设备从用户输入的配置信息或设备自身的出厂配置参数集中获得。
步骤203,第一设备计算各天线的最大允许发射功率。
具体地,国家规定允许的最大发射功率可以由规定的最大EIRP减去天线增益得到,或者还可以由规定的最大EIRP减去天线增益再加上链路损耗和/或连接器损耗得到。此外,各天线还有硬件允许的最大发射功率。在一个天线的上述两个最大发射功率中取其中较小的,就是该天线的最大允许发射功率。
步骤204,第一设备估计第二设备对各天线发射信号的第二接收质量值。
本步骤中,对于第二接收质量值的估计方法可以根据需要或者根据选取作为第一接收质量值的参数来确定。例如,可以利用天线的最大允许发射功率与天线的天线增益的乘积作为第二接收质量值,等等。
例如,设备A具有三个无线收发链路及天线。对于从设备B接收的信号,有:
RSSIA,i=GA,i·ai·PB·GB (1)
其中,RSSIA,i表示设备A的无线收发链路及其天线i(后文简称为天线i)的RSSI值,GA,i表示天线i的天线增益,ai表示天线i的接收信号受到的信道衰减,PB表示设备B的发射功率,GB表示设备B的发射天线的天线增益。
对于设备B从设备A的各天线接收的信号,有:
RSSIB,i=PA,i·GA,i·ai·GB (2)
其中,RSSIB,i为设备B从设备A的天线i接收到的信号的RSSI值,PA,i表示设备A的天线i的发射功率。
可以看出,PB和GB是设备B的天线参数,对于设备A的各天线来说,是相同的。也就是说,设备A测量得到的RSSIA,i与GA,i·ai是成正比的,RSSIB,i与PA,i·GA,i·a是成正比的。因此,当设备A需要利用估计得到各天线的RSSIB,i进行天线间的横向比较时,只需要得到各天线的发射功率,就可以利用先前测量的RSSIA,i和发射功率得出各天线的相对的RSSIB,i,而不需要得知公式中各个参数的绝对的值。
需要注意的是,上述公式中是将无线收发链路及其与天线连接中的链路损耗和连接器损耗忽略掉了。如果希望上述计算更加精确,可以将上述GA,i替换为GA,i与链路损耗和连接器损耗综合考虑得到的无线收发链路及其天线的整体增益,例如GA,i与链路损耗和连接器损耗之差。
这样,无线通信设备就将各无线收发链路和天线的差异也考虑进来,从而使得天线选择更加优化。
步骤205,第一设备选择具有最大的第二接收质量的天线作为向第二设备发射信号时使用的发射天线。
图3为本发明一个实施例中天线选择方法的流程图。
步骤301,第一设备获取各天线和至少一种天线组合对第二设备发射的信号的第一接收质量值。
上述天线组合可以是第一设备从预先设定的备选天线组合中选出的至少一种天线组合。预先设定的备选的天线组合可以是根据各天线的类型、性能、排列等信息获得的。例如,当无线通信设备具有三根天线,其中天线1是全向天线,天线2和天线3分别覆盖相反的两个方向,如天线2向前,天线3向后,因为针对具体的一个通信对端设备,天线2和3不可能同时覆盖到,那么就可以得到两种天线组合,即天线1和天线2,以及天线1和天线3,作为备选天线组合。
或者,所述天线组合可以是所述无线通信设备根据所述各天线的第一接收质量值确定的至少一个天线组合。例如,无线通信设备可以从所述各天线中按照所述第一接收质量值从大到小的顺序选择预设数目个天线,或者从所述至少两个天线中选择所述第一接收质量值大于一预设阈值的天线;利用所选择的天线获得所述至少一种天线组合,例如利用具有最大第一接收质量值和第二大第一接收质量值的两个天线作为所述天线组合。
步骤302,第一设备获取各天线的天线增益,并计算所述天线组合的天线增益。
对于天线组合,第一设备可以根据该天线组合中各天线的天线增益和/或各无线收发链路及其天线的链路损耗和/或连接器损耗计算得到。由于天线组合的增益与组合中各天线的排列方式、天线的类型、性能参数有关,无线通信设备可以获得需要的天线排列信息、天线具体参数等计算天线组合的增益。或者,无线通信设备也可以根据天线组合中各天线的增益计算天线组合的天线增益最大值。
步骤303,第一设备根据获得的各天线和天线组合的天线增益计算各天线和天线组合的最大允许发射功率。
本步骤中的计算与上面单个天线的最大允许发射功率的计算类似,这里不再赘述。
步骤304,根据所述各天线和/或所述天线组合的最大允许发射功率和所述第一接收质量值估计所述第二设备对所述各天线和/或所述天线组合发射的信号的第二接收质量值。
步骤305,第一设备根据第二接收质量值确定一个天线或天线组合作为向第二设备发射信号时使用的发射天线。
本步骤中选择对第二设备的发射天线时,具体的选择策略可以根据实际的需要来确定。
例如,可以选择具有最大的第二接收质量值的天线或天线组合作为发射天线。
又例如,当一个天线组合具有最大的第二接收质量值时,若所述最大的第二接收质量值与组成所述天线组合的单个天线的最大第二接收质量值之差小于预设的第二阈值时,选择所述天线组合中具有最大第二接收质量值的单个天线作为所述发射天线;若所述最大的第二接收质量值与组成所述天线组合或所述备选天线组合的单个天线的最大第二接收质量值之差大于预设的第三阈值时,选择所述天线组合中具有最大第二接收质量值的单个天线作为所述发射天线。
再例如,如果所述各天线的第二接收质量值按从大到小的顺序排序后前N个第二接收质量值之间的最大差值小于预设的第一阈值,当所述具有最大第二接收质量值的天线的最大允许发射功率的等效全向辐射功率(EIRP)等于法定的最大EIRP,选择所述具有最大第二接收质量值的天线作为发射天线;当所述具有最大第二接收质量值的天线的最大允许发射功率为硬件允许的最大发射功率时,选择具有所述前N个第二接收质量值的N个天线中的至少两个天线的组合作为备选天线组合,计算所述备选天线组合的第二接收质量值,根据所述备选天线组合的第二接收质量值以及所述各天线的第二接收质量值选择一个天线或天线组合作为所述发射天线,其中,N为整数。其中,根据所述备选天线组合的第二接收质量值以及所述各天线的第二接收质量值选择一个天线或天线组合作为所述发射天线可以是根据上面一例中的方法,或者是其它方法,例如基于优先级、发射负载分担等因素确定的选择方法。
由于无线通信系统中,无线通信设备可能会移动,无线通信信道的条件也是不断变化的,根据一个实施例,所述无线通信设备可以在一段时间后再次启动上述天线选择方法来重新确定向第二设备发射信号时使用的发射天线。图4为本发明一实施例中天线选择方法的流程图。
步骤401,第一设备获取各天线和/或至少一种天线组合对第二设备发射的信号的第一接收质量值。
步骤402,第一设备根据所述各天线和/或所述天线组合的最大允许发射功率和所述第一接收质量值估计所述第二设备对所述各天线和/或所述天线组合发射的信号的第二接收质量值。
步骤403,第一设备根据第二接收质量值确定一个天线或天线组合作为向第二设备发射信号时使用的发射天线。
步骤404,判断预设的重启条件是否满足,若不满足,等待;若满足,则返回步骤401。
第一设备可以在当预设的条件满足时重新进行天线选择。预设的条件可以距离上一次确定所述发射天线的时间达到预设的时长,或者对第二设备发射的信号的接收参数设定的阈值等。例如,第一设备可以在步骤403中选定发射天线后启动一个定时器,当接收到定时器到时事件时,返回步骤401重启上述天线选择过程。又例如,第一设备中可以预设对第二设备发射的信号的接收质量阈值,例如信号强度最小值等,当判断对第二设备的信号的接收质量超过该接收质量阈值时,返回步骤401重启上述天线选择过程。以上只是几个例子,实现是可以采用其它的机制来触发天线的重新选择过程。
根据一个实施例,所述无线通信设备可以对从所述第二设备收到的有效载荷包和/或确认包进行测量获得所述第一接收质量值。当需要进行天线选择时,无线通信设备还可以向所述第二设备发送空包,对所述第二设备反馈的确认包进行测量获得所述第一接收质量值。
以上各过程中,不是所有的步骤都是必要的,可以根据需要忽略某些步骤。以上的过程也仅仅是示例性的,本发明不对各步骤的执行顺序进行限定,可以根据需要调整各步骤的执行顺序。此外,上述过程仅对于本方案有关的步骤进行了描述,实际的过程中还可能包括其它的步骤。
图5为本发明一个实施例的无线通信设备的结构示意图。如图5中的例子所示,该设备主要包括:信息获取模块501、天线选择模块502、无线收发链路5031至503n,其中n为大于1的整数。每个无线收发链路都具有天线。
信息获取模块501可以用于执行与上述步骤101、102.、201至204、301-304、401至402有关的操作,天线选择模块502可以用于执行与上述步骤103、205、305、403有关的操作。
具体来说,
信息获取模块501可以用于获取各天线和/或至少一种天线组合对第二设备发射的信号的第一接收质量值,根据所述各天线和/或所述天线组合的最大允许发射功率和所述第一接收质量值估计所述第二设备对所述各天线和/或所述天线组合发射的信号的第二接收质量值;
天线选择模块502可以用于根据所述第二接收质量值确定一个天线或天线组合作为向第二设备发射信号时使用的发射天线。
根据一个实施例,信息获取模块501可以测量所述各天线从所述第二设备接收到的信号的信噪比或者信号强度,根据所述信号强度或信噪比获得所述各天线的第一接收质量值。
根据一个实施例,信息获取模块501还可以利用所述各天线的天线增益计算所述最大允许发射功率,或者利用所述各天线的天线增益和所述各无线收发链路及其天线的链路损耗和/或连接器损耗计算所述各天线的最大允许发射功率。
根据一个实施例,信息获取模块501还可以根据所述各天线的天线增益计算所述天线组合的天线增益最大值,根据所述天线组合的天线增益最大值计算所述天线组合的最大允许发射功率。
根据一个实施例,信息获取模块501可以从用户输入的配置信息或第一设备的出厂配置参数集中获得所述天线增益、链路损耗和连接器损耗。
根据一个实施例,信息获取模块501可以从预先设定的备选天线组合中选出所述至少一种天线组合,或者,根据所述各天线的第一接收质量值确定所述至少一个天线组合。
根据一个实施例,信息获取模块501可以从所述各天线中按照所述第一接收质量值从大到小的顺序选择预设数目个天线,或者从所述至少两个天线中选择所述第一接收质量值大于一预设阈值的天线;利用所选择的天线获得所述至少一种天线组合。
根据一个实施例,天线选择模块502可以执行以下中的一个或多个:
选择具有最大的第二接收质量值的天线或天线组合作为发射天线;
和/或,
如果所述各天线的第二接收质量值按从大到小的顺序排序后前N个第二接收质量值之间的最大差值小于预设的第一阈值,当所述具有最大第二接收质量值的天线的最大允许发射功率的等效全向辐射功率(EIRP)等于法定的最大EIRP,选择所述具有最大第二接收质量值的天线作为发射天线;当所述具有最大第二接收质量值的天线的最大允许发射功率为硬件允许的最大发射功率时,选择具有所述前N个第二接收质量值的N个天线中的至少两个天线的组合作为备选天线组合,计算所述备选天线组合的第二接收质量值,根据所述备选天线组合的第二接收质量值以及所述各天线的第二接收质量值选择一个天线或天线组合作为所述发射天线,其中,N为整数;
和/或,
当所述天线组合或所述备选天线组合具有最大的第二接收质量值时,若所述最大的第二接收质量值与组成所述天线组合或所述备选天线组合的单个天线的最大第二接收质量值之差小于预设的第二阈值时,选择所述天线组合中具有最大第二接收质量值的单个天线作为所述发射天线;若所述最大的第二接收质量值与组成所述天线组合或所述备选天线组合的单个天线的最大第二接收质量值之差大于预设的第三阈值时,选择所述天线组合中具有最大第二接收质量值的单个天线作为所述发射天线。
根据一个实施例,信息获取模块501可以对从所述第二设备收到的有效载荷包和/或确认包进行测量获得所述第一接收质量值。
根据一个实施例,信息获取模块501可以所述第二设备发送空包,对所述第二设备反馈的确认包进行测量获得所述第一接收质量值。
根据一个实施例,天线选择模块502可以在当预设的条件满足时、或者距离上一次确定所述发射天线的时间达到预设的时长时,启动所述天线选择方法重新确定向第二设备发射信号时使用的发射天线。
此外,该设备中还可能包括其它的模块,例如处理器CPU、存储器、内部总线等。上述的各模块的功能实际上可能需要借助这些模块来实现,例如利用CPU的处理功能、需要从存储器读取配置信息、写入计算的中间结果,利用内部总线与各模块进行信息交互等。
以上描述中,为了方便理解,设备的各模块是按照功能进行划分的。实现时,上述模块可以由同一个物理模块实现,或者同一个模块可以分拆由多个物理模块实现。上述模块可以由现有无线通信设备中已有的模块实现,也可以由新增的模块来实现。
为了便于理解,下面举一个具体的例子来进行说明。
本实施例中,上述方案应用于无线局域网络(WLAN)。设备A为一种具有M个无线收发链路的WLAN设备。设备A能够提供所有无线收发链路的RSSI值,还可以提供一个多个链的联合RSSI值用于描述这多个链的接收信号合并后的信号强度。
该WLAN设备掌握有各天线的增益,以及各无线收发链路(包括天线)的电缆/连接器损耗。通常情况下,这些信息由用户在系统配置过程中提供,但在某些情况下,例如当该设备不允许用户改变天线时,可能也有部分信息来自出厂配置的参数集。
基于掌握的各天线增益的信息并结合已知的国家规定的功率限制和设备硬件的最大可能输出功率,设备A可以计算每个无线收发链路(以下简称链)的最大允许的发射功率。
基于各链的最大可能发射功率和先前从下一个待发送的数据包的接收设备收到的数据包的RSSI值,当采用单天线发射时,设备A可以确定应使用的单个发射天线,以实现接收信号强度最大。当需要考虑天线组合时,设备A可以存储天线的排序,即接收质量最好的、接收质量第二好的、第三好的,...,用于在后面的步骤确定可以考虑采用的天线组合。
针对天线组合,设备A可以计算同时使用多个发射天线时最坏情况下的联合天线增益,进而可以计算在多个天线上发射时的允许的最大发射功率。这里,可以针对不同的发射天线组合进行相同的计算。
基于上述最大发射功率以及根据先前接收到的数据包得到的多个链的联合RSSI值和单个链的RSSI值的对比,决定是否使用或多个发射天线的组合或只选择一个最好的发射天线。
例如,图6为本发明一个实施例中接收质量测量过程原理示意图。如图6所示,一个接入点(AP)配备3个射频链路和天线,一个客户端(UE)配备一个射频链/天线。为了描述简单起见,以单天线的客户端作为上述通信对端,实际上,通信对端还可以是一个具有多个射频链路和天线的设备。
假设电缆损耗等已包含在天线增益中,并且为AP所知。
AP同时对所有射频链测量RSSI。如图6中所示,RSSIAP,i=GAP,i·ai·PUE·GUE,每个链的RSSI取决于每个链的信道衰减ai和天线增益GAP,i,还取决于发射站UE的一些参数,这些参数对于所有的链都是一样的。在图6中,将与链有关的因素合并作为“链路质量”值。
图7为本发明一个实施例中对通信对端的接收质量估计的原理示意图。图7示出了如何将测量到的RSSI值转化成一个针对UE对链i的发射信号的RSSI估计值RSSIUE,i=PAP,i·GAP,i·ai·GUE。
其中,PAP,i=min{Preg-GAP,i,PAP,max},Preg表示国家规定的EIRP发射功率限制,PAP,max表示硬件能够提供的最大可能发射功率。可以看出,RSSI估计值又取决于各链的链路质量和发射功率,以及UE的接收天线的增益(与链无关)。
根据图7,具有最好的RSSI估计值的链就可以作为首选的发射天线。
下面举一个实际的例子:
其中,PUE·GUE=20dBm;Preg=20dBm。
天线1 | 天线2 | 天线3 | |
GAP | 6dBi | 3dBi | 10dBi |
a | -98dB | -96dB | -100dB |
RSSIAP | -72dBm | -73dBm | -70dBm |
PAP | 14dBm | 17dBm | 10dBm |
RSSIUE | -78dBm | -76dBm | -80dBm |
从上面的计算结果可以看出,具有最大的RSSIUE的是天线2,因此可以考虑利用天线2作为对客户端的发射天线。
如果所有链的发射功率都受到硬件限制,这种情况就被称为“硬件限制”。
如果其中一个或多个的链的发射功率受到EIRP限制的约束,这种情况就被称为“EIRP限制”。
如果有可能同时使用多个发射天线,需要确定只使用最佳的天线还是使用一种天线组合。
如果同时使用多个天线,发射信号的叠加会产生辐射图案,并且与单个图案显著不同。除非天线和电缆的具体安排(例如天线阵列设计上)已将这个情况准确地考虑进去,这种效果被称为“无意波束赋形”。发射天线的组合在使用中就像一个具有不同的并且可能更高的增益的单个天线。例如,两个3dBi增益的全向天线同时发射与利用一个6dBi总功率的天线发射效果相当。由于不能够违反国家规定的EIRP限制,确定发射天线组合的允许发射功率时,必须将无意波束赋形的影响考虑进入。
如果天线组合的发射功率收到EIRP限制的约束,这种情况被称为“EIRP限制”,否则它被称为“硬件限制”。
衡量使用发射天线的组合是否比使用最佳发射天线更好,或者在多种天线组合中进行选择时,可以基于下列标准中的一个或多个:
1、合并的RSSI值和各链的最大的RSSI估计值之间的偏差。如果合并后的RSSI估计值明显较大,使用发射天线的组合是可取的。
2、天线组合中的各链的RSSI估计值之间的偏差。一种可能的偏差测量方式是计算最高和最低的RSSI估计值之比,或方差,或能够体现这些RSSI估计值之间相似度的其它数值。
3、根据EIRP限制或硬件限制来选择。例如,如果所有链的RSSI估计值是相似的,那么在EIRP限制的情况下中通常会优先考虑使用单一的发射天线,而在硬件限制的情况下可考虑多天线发射。因为EIRP限制情况下,天线本身是具有更大的发射功率的能力的,只是受限于国家规定的限制,多个天线的组合仍然会收到国家规定的限制,因此采用单个天线发射。硬件限制情况下,单个天线没有能力提供更高的发射功率,则可以考虑利用天线组合来提高发射功率,以提高接收方的接收质量。
4、天线增益,以及天线对准(天线波瓣之间的重叠)的情况,即天线波瓣是否有重叠等情况。
例如,当天线波瓣间没有重叠时,一般不考虑采用天线组合。
假设一个开放的户外环境中的系统,其中AP配备有三个高增益天线。这三个高增益天线的安装方式使它们的覆盖范围很少或根本没有重叠。很明显,在这种情况下,在所有三个天线上传输是不可取的,即使在两个天线上传输也只针对这两个天线的覆盖区域之间的边界上的客户端有意义。
又例如,在室内环境中放置有一个配备有三个全向天线的AP。在这种情况下,需要决定在此多径环境下,是否优先使用一个单独的天线或着利用全部三个天线,因为三个天线同时使用时产生的无意波束赋形也许能够产生有利的影响。如果AP从各个链测量得到的RSSI值差异较大,合并后的RSSI与最佳的单链RSSI非常相似,那么大多是单个天线对接收贡献较大,多个射频链之间没有太多的频率分集。使用所有链进行发射不太可能比选用最佳天线的情况更有优势。但是,如果所有天线的合并RSSI明显比最好的单链RSSI更高,那么利用所有的天线同时发射可能能够达到更好的效果。
本发明还提供了一种机器可读的存储介质,存储用于使一机器执行如本文所述的超声系统中的图像处理方法的指令。具体地,可以提供配有存储介质的系统或者装置,在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码,且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下,从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能,因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地,可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外,应该清楚的是,不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码,而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作,从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外,可以理解的是,将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中,随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作,从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
Claims (24)
1.一种无线通信系统中的天线选择方法,所述无线通信系统中的第一设备具有至少两个无线收发链路,每个无线收发链路都具有天线,其特征在于,所述天线选择方法包括:
获取各天线和/或至少一种天线组合对第二设备发射的信号的第一接收质量值;
根据所述各天线和/或所述天线组合的最大允许发射功率和所述第一接收质量值估计所述第二设备对所述各天线和/或所述天线组合发射的信号的第二接收质量值;以及
根据第二接收质量值确定一个天线或天线组合作为向第二设备发射信号时使用的发射天线。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取各天线和/或至少一种天线组合对第二设备发射的信号的第一接收质量值包括:
所述第一设备测量所述各天线从所述第二设备接收到的信号的信噪比或者信号强度,根据所述信噪比或信号强度获得所述各天线的第一接收质量值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括:
所述第一设备利用所述各天线的天线增益计算所述最大允许发射功率。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括:
所述第一设备利用所述各天线的天线增益和所述各无线收发链路及其天线的链路损耗和/或连接器损耗计算所述各天线的最大允许发射功率。
5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,进一步包括:
所述第一设备根据所述各天线的天线增益计算所述天线组合的天线增益最大值,根据所述天线组合的天线增益最大值计算所述天线组合的最大允许发射功率。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,进一步包括:
所述第一设备从用户输入的配置信息或第一设备的出厂配置参数集中获得所述天线增益、链路损耗和连接器损耗。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括:
所述第一设备从预先设定的备选天线组合中选出所述至少一种天线组合;
或者
所述第一设备根据所述各天线的第一接收质量值确定所述至少一个天线组合。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一设备根据所述各天线的第一接收质量值的大小确定所述至少一个天线组合包括:
从所述各天线中按照所述第一接收质量值从大到小的顺序选择预设数目个天线,或者从所述至少两个天线中选择所述第一接收质量值大于一预设阈值的天线;
利用所选择的天线获得所述至少一种天线组合。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据第二接收质量值确定一个天线或天线组合作为向第二设备发射信号时使用的发射天线包括以下中的一个或多个:
选择具有最大的第二接收质量值的天线或天线组合作为发射天线;
和/或,
如果所述各天线的第二接收质量值按从大到小的顺序排序后前N个第二接收质量值之间的最大差值小于预设的第一阈值,当所述具有最大第二接收质量值的天线的最大允许发射功率的等效全向辐射功率(EIRP)等于法定的最大EIRP,选择所述具有最大第二接收质量值的天线作为发射天线;当所述具有最大第二接收质量值的天线的最大允许发射功率为硬件允许的最大发射功率时,选择具有所述前N个第二接收质量值的N个天线中的至少两个天线的组合作为备选天线组合,计算所述备选天线组合的第二接收质量值,根据所述备选天线组合的第二接收质量值以及所述各天线的第二接收质量值选择一个天线或天线组合作为所述发射天线,其中,N为整数;
和/或,
当所述天线组合或所述备选天线组合具有最大的第二接收质量值时,若所述最大的第二接收质量值与组成所述天线组合或所述备选天线组合的单个天线的最大第二接收质量值之差小于预设的第二阈值时,选择所述天线组合中具有最大第二接收质量值的单个天线作为所述发射天线;若所述最大的第二接收质量值与组成所述天线组合或所述备选天线组合的单个天线的最大第二接收质量值之差大于预设的第三阈值时,选择所述天线组合中具有最大第二接收质量值的单个天线作为所述发射天线。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取各天线和/或至少一种天线组合对第二设备发射的信号的第一接收质量值包括:
对从所述第二设备收到的有效载荷包和/或确认包进行测量获得所述第一接收质量值。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当预设的条件满足时、或者距离上一次确定所述发射天线的时间达到预设的时长时,启动所述天线选择方法重新确定向第二设备发射信号时使用的发射天线。
12.根据权利要求1或11所述的方法,其特征在于,所述获取各天线和/或至少一种天线组合对第二设备发射的信号的第一接收质量值包括:
向所述第二设备发送空包,对所述第二设备反馈的确认包进行测量获得所述第一接收质量值。
13.一种无线通信设备,具有至少两个无线收发链路,每个无线收发链路都具有天线,其特征在于,包括:
信息获取模块,用于获取各天线和/或至少一种天线组合对第二设备发射的信号的第一接收质量值,根据所述各天线和/或所述天线组合的最大允许发射功率和所述第一接收质量值估计所述第二设备对所述各天线和/或所述天线组合发射的信号的第二接收质量值;以及
天线选择模块,用于根据所述第二接收质量值确定一个天线或天线组合作为向第二设备发射信号时使用的发射天线。
14.根据权利要求13所述的设备,其特征在于,
所述信息获取模块用于:测量所述各天线从所述第二设备接收到的信号的信噪比或者信号强度,根据所述信噪比或信号强度获得所述各天线的第一接收质量值。
15.根据权利要求13所述的设备,其特征在于,
所述信息获取模块进一步用于:利用所述各天线的天线增益计算所述最大允许发射功率。
16.根据权利要求13所述的设备,其特征在于,
所述信息获取模块进一步用于:利用所述各天线的天线增益和所述各无线收发链路及其天线的链路损耗和/或连接器损耗计算所述各天线的最大允许发射功率。
17.根据权利要求15或16所述的设备,其特征在于,
所述信息获取模块进一步用于:根据所述各天线的天线增益计算所述天线组合的天线增益最大值,根据所述天线组合的天线增益最大值计算所述天线组合的最大允许发射功率。
18.根据权利要求16所述的设备,其特征在于,
所述信息获取模块用于:从用户输入的配置信息或第一设备的出厂配置参数集中获得所述天线增益、链路损耗和连接器损耗。
19.根据权利要求13所述的设备,其特征在于,
所述信息获取模块用于:从预先设定的备选天线组合中选出所述至少一种天线组合,或者,根据所述各天线的第一接收质量值确定所述至少一个天线组合。
20.根据权利要求19所述的设备,其特征在于,
所述信息获取模块用于:从所述各天线中按照所述第一接收质量值从大到小的顺序选择预设数目个天线,或者从所述至少两个天线中选择所述第一接收质量值大于一预设阈值的天线;利用所选择的天线获得所述至少一种天线组合。
21.根据权利要求13所述的设备,其特征在于,所述天线选择模块用于执行以下中的一个或多个:
选择具有最大的第二接收质量值的天线或天线组合作为发射天线;
和/或,
如果所述各天线的第二接收质量值按从大到小的顺序排序后前N个第二接收质量值之间的最大差值小于预设的第一阈值,当所述具有最大第二接收质量值的天线的最大允许发射功率的等效全向辐射功率(EIRP)等于法定的最大EIRP,选择所述具有最大第二接收质量值的天线作为发射天线;当所述具有最大第二接收质量值的天线的最大允许发射功率为硬件允许的最大发射功率时,选择具有所述前N个第二接收质量值的N个天线中的至少两个天线的组合作为备选天线组合,计算所述备选天线组合的第二接收质量值,根据所述备选天线组合的第二接收质量值以及所述各天线的第二接收质量值选择一个天线或天线组合作为所述发射天线,其中,N为整数;
和/或,
当所述天线组合或所述备选天线组合具有最大的第二接收质量值时,若所述最大的第二接收质量值与组成所述天线组合或所述备选天线组合的单个天线的最大第二接收质量值之差小于预设的第二阈值时,选择所述天线组合中具有最大第二接收质量值的单个天线作为所述发射天线;若所述最大的第二接收质量值与组成所述天线组合或所述备选天线组合的单个天线的最大第二接收质量值之差大于预设的第三阈值时,选择所述天线组合中具有最大第二接收质量值的单个天线作为所述发射天线。
22.根据权利要求13所述的设备,其特征在于,
所述信息获取模块用于:对从所述第二设备收到的有效载荷包和/或确认包进行测量获得所述第一接收质量值。
23.根据权利要求13所述的设备,其特征在于,
所述天线选择模块用于:当预设的条件满足时、或者距离上一次确定所述发射天线的时间达到预设的时长时,启动所述天线选择方法重新确定向第二设备发射信号时使用的发射天线。
24.根据权利要求13或23所述的设备,其特征在于,
所述信息获取模块用于:向所述第二设备发送空包,对所述第二设备反馈的确认包进行测量获得所述第一接收质量值。
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