CN105936245B - 服务提供方自适应车辆天线 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种服务提供方自适应车辆天线。一种车辆可包括：多个天线，所述多个天线中的每个天线与不同的无线电频率相关联；调制解调器，包括：射频收发器和天线控制处理器，所述天线控制处理器被配置为：选择性地将所述多个天线中的选择的一个或更多个天线连接到所述收发器，所述多个天线中的选择的一个或更多个天线具有与期望的服务提供方关联的至少一个频率匹配的无线电频率。所述车辆还可响应于服务提供方的信号强度低于预定义的信号强度，确定服务提供方推荐的替换频率是否可用；如果服务提供方推荐的替换频率可用，则指示调制解调器切换到与所述替换频率关联的天线，否则，循环到下一个可用的天线频率。

Description

服务提供方自适应车辆天线
技术领域
本公开的多个方面总体上涉及用于与服务提供方通信的自适应车辆天线。
背景技术
车辆远程信息处理单元可被用于允许车辆的用户与通过通信网络可用的服务进行交互。为了有助于通信，车辆可包括连接至固定的无源天线的调制解调器，所述无源天线以适合于支持服务的服务提供方的频率进行通信。车辆天线可跨越制造商选择的频率和带宽范围以可接受的效率从服务提供方接收能量。
发明内容
在第一说明性实施例中，一种车辆包括：多个天线，所述多个天线中的每个天线与不同的无线电频率关联；调制解调器，包括：射频收发器和天线控制处理器，所述天线控制处理器被配置为：选择性地将所述多个天线中的选择的一个或更多个天线连接到所述收发器，所述多个天线中的选择的一个或更多个天线具有与期望的服务提供方关联的至少一个频率匹配的无线电频率。
在第二说明性实施例中，一种车辆包括：调制解调器，具有多个天线，所述多个天线中的每个天线与不同的无线电频率关联；处理器，被配置为：响应于服务提供方的信号强度低于预定义的信号强度，确定服务提供方推荐的替换频率是否可用；如果服务提供方推荐的替换频率可用，则指示调制解调器切换到与所述替换频率关联的天线，否则，循环到下一个可用的天线频率。
在第三说明性实施例中，提供了一种计算机实现的方法，所述方法包括：确定用于经由多个天线中的至少一个选择的天线进行车载调制解调器通信的、与期望的服务提供方关联的频率，其中，所述多个天线中的每个天线与不同的无线电频率关联，所述调制解调器包括射频收发器和天线控制处理器；将天线选择消息发送至天线控制处理器，以将选择的天线连接到射频收发器。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：保存服务提供方连接信息，所述服务提供方连接信息包括与服务提供方关联的服务提供方标识符和无线电频率；利用服务提供方连接信息来确定与期望的服务提供方关联的频率。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：将服务提供方用户界面发送至车辆显示器；响应于用户对车辆显示器的输入，接收期望的服务提供方的指示。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：从车辆乘员的移动装置接收期望的服务提供方的指示。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：保存当前选择的服务提供方的指示；在当前选择的服务提供方与期望的服务提供方不同时，确定与期望的服务提供方关联的频率。
根据本发明的一个实施例，与所述多个天线关联的不同的无线电频率包括以下频率中的至少两个：700MHz、900MHz、1200MHz、1800MHz、2100MHz和2600MHz。
根据本发明的一个实施例，调制解调器的所述多个天线中的每个天线被连接到匹配电路，所述匹配电路被配置为将各个天线的阻抗与所述收发器进行匹配，并且匹配电路中的每个电路被连接到由天线控制处理器控制的R/F开关，以将所述多个天线中的选择的一个天线连接到所述收发器。
附图说明
图1示出了可被用于向车辆提供远程信息处理服务的系统的示例性示图；
图2示出了对车辆的天线系统的天线进行选择的方框图；
图3示出了安装在地平面之上的四分之一波长的单极天线的示例；
图4A至图4C分别示出了针对示例性天线的回波损耗相对于频率的曲线图；
图5A示出了示出天线控制处理器到天线的连接的车载调制解调器的一部分的方框图；
图5B示出了示出请求改变天线的车载调制解调器的一部分的方框图；
图5C示出了示出在改变天线时的中间状态的车载调制解调器的一部分的方框图；
图5D示出了示出完成改变天线之后的车载调制解调器的一部分的方框图；
图6示出了针对车辆选择服务提供方的示例性用户界面；
图7示出了对服务提供方的选择的示例性处理；
图8示出了用于根据车辆位置更新天线选择的示例性处理。
具体实施方式
根据需要，在此公开本发明的具体实施例；然而，将理解的是，所公开的实施例仅为本发明的示例，其中，本发明可以以各种替代形式来实现。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅仅是用于教导本领域技术人员以多种方式利用本发明的代表性基础。
不同的频带可被不同的广播服务提供方所利用。在很多示例中，可将适用于最初被配置为支持车辆的服务提供方的天线传递给车辆。随着时间推移或者当改变位置时，车辆所有者可能希望改变移动无线服务提供方。然而，由于包括在车辆中的固定无源天线可能不能在不同的频带上进行接收，所以由于服务提供方与天线系统的不兼容，导致车辆所有者可能受限于特定的服务提供方。另外，随着无线技术持续发展，新的不同的频带可能投入使用。然而，这些新的频带也可能不能以车辆天线可接受的效率被接收。
针对车辆的改进的天线系统可利用多个天线和射频(R/F)开关系统，其中，每个天线具有不同的接收特性，所述射频(R/F)开关系统被配置为：根据需要从多个天线中选择期望的天线以覆盖期望的带宽。在示例中，天线系统可被配置为：允许车辆被自动调整到针对由车辆所有者签订的当前的服务提供方的正确的天线或多个天线。例如，系统可根据用户的移动装置来识别服务提供方，并且可自动地切换到适当的天线以接收针对该服务提供方的服务。
天线系统还可被配置为：根据车辆位置来识别将利用哪个天线。例如，服务提供方可具有与其它网络的对等协议或漫游协议，使得当用户在服务提供方已覆盖的主区域之外时，那些其它网络可替代地被客户使用。在很多情况下，那些替代的网络以与用户的服务提供方的频率不同的频率来运行。在示例中，服务提供方可将推荐的天线选择发送至漫游车辆，以使车辆以不同的频率或多个频率进行重新连接。下面详细地讨论了天线系统的进一步的多个方面。
图1示出了可用于将远程信息处理服务提供给车辆102的系统100的示意图。车辆102可为各种类型的乘员车辆之一，诸如，混合型多用途车辆(CUV)、运动型多用途车辆(SUV)、卡车、休旅车(RV)、船、飞机或用于运输人或货物的其他移动机械。作为一些非限制性可行方式，远程信息处理服务可包括导航、逐向导航(turn-by-turn direction)、车辆健康状况报告、本地商业搜索、事故报告以及免提呼叫。在示例中，系统100可包括由密歇根州迪尔伯恩的福特汽车公司制造的SYNC系统。应注意到的是，示出的系统100仅为示例，并且可使用更多、更少和/或不同布置的元件。
计算平台104可包括一个或更多个处理器106，所述一个或更多个处理器106连接到存储器108和计算机可读存储介质112两者，并被配置为执行支持在此描述的处理的指令、命令或其它例程。例如，计算平台104可被配置为执行车辆应用110的指令，以提供诸如导航、事故报告、卫星无线电解码和免提呼叫的功能。这种指令和其它数据可使用各种类型的计算机可读存储介质112以非易失性方式被保存。计算机可读介质112(也被称为处理器可读介质或存储器)包括参与提供可由计算平台104的处理器106读取的指令或其它数据的任何非暂时性介质(例如，有形介质)。计算机可执行指令可从使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序被编译或解释，所述各种编程语言和/或技术包括但不限于以下项中单独一个或它们的组合：Java、C、C++、C#、Objective C、Fortran、Pascal、Java Script、Python、Perl和PL/SQL。
计算平台104可被设置有允许车辆乘员与计算平台104进行交互的各种功能。例如，计算平台104可包括：音频输入114，被配置为通过连接的麦克风116从车辆乘员接收说出的命令；辅助音频输入118，被配置为从连接的装置接收音频信号。辅助音频输入118可以是物理连接(诸如，电线或光缆)，或者无线输入(诸如，蓝牙音频连接)。在一些示例中，音频输入114可被配置为提供音频处理能力，诸如，低电平信号的前置放大以及将模拟输入转换成数字数据以由处理器106进行处理。
计算平台104还可向具有音频重放功能的音频模块122的输入提供一个或更多个音频输出120。在其它示例中，计算平台104可通过使用一个或更多个专用扬声器(未示出)将音频输出提供给乘员。音频模块122可包括输入选择器124，输入选择器124被配置为：将来自选择的音频源126的音频内容提供给音频放大器128，以用于通过车辆扬声器130或耳机(未示出)进行重放。作为一些示例，音频源126可包括解码的调幅(AM)无线电信号或调频(FM)无线电信号以及来自致密盘(CD)或数字多功能盘(DVD)音频重放的音频信号。音频源126还可包括从计算平台104接收的音频(诸如，由计算平台104产生的音频内容)、从连接到计算平台104的通用串行总线(USB)子系统132的闪存驱动器解码的音频内容以及来自辅助音频输入118的穿过计算平台104的音频内容)。
计算平台104可利用语音接口134来将免提接口提供给计算平台104。语音接口134可支持根据与可用命令关联的语法来对经由麦克风116接收的音频进行语音识别，并且支持语音产生提示以用于经由音频模块122进行输出。在一些情况下，当音频提示已经准备好通过计算平台104进行呈现并且另一音频源126被选择用于重放时，系统可被配置为以其他方式超驰由输入选择器124指定的音频源或者临时静音。
计算平台104还可从人机界面(HMI)控制136接收输入，人机界面控制136被配置为提供乘员与车辆102的交互。例如，计算平台104可与被配置为调用计算平台104上的功能的一个或更多个按钮或其它HMI控制(例如，方向盘音频按钮、一键通按钮、仪表板控制等)进行接口连接。计算平台104还可驱动或者以其它方式与一个或更多个显示器138进行通信，一个或更多个显示器138被配置为通过视频控制器140将可视化输出提供给车辆乘员。在一些情况下，显示器138可以是触摸屏，触摸屏被进一步配置为经由视频控制器140接收用户触摸输入，而在其它情况下，显示器138可仅为不具备触摸输入能力的显示器。
计算平台104还可被配置为：经由一个或更多个车载网络142与车辆102的其它组件进行通信。作为一些示例，车载网络142可包括车辆控制器局域网(CAN)、以太网和面向媒体的系统传输(MOST)中的一个或更多个。车载网络142可允许计算平台104与其它车辆102系统进行通信，其它车辆102的系统诸如车载调制解调器144(在一些配置中可能不存在)、被配置为提供车辆102的当前位置和前进方向信息的全球定位系统(GPS)模块146以及被配置为与计算平台104协作的各种车辆ECU(电子控制单元)148。作为一些非限制性的可行方式，车辆ECU 148可包括：动力传动系统控制模块，被配置为提供发动机操作组件(例如，怠速控制组件、燃料传送组件、排放控制组件等)的控制以及发动机操作组件的监测(例如，发动机状态的诊断代码)；车身控制模块，被配置为管理各种电力控制功能(诸如，外部照明、内部照明、无钥匙进入、远程启动以及接入点状态验证(例如，车辆102的发动机盖、车门和/或行李厢的关闭状态))；无线电收发器模块，被配置为与遥控钥匙或车辆102的其它本地装置进行通信；气候控制管理模块，被配置为提供制热和制冷系统组件(例如，压缩机离合器和鼓风机控制、环境温度传感器信息、针对一个或更多个车辆区域的制热和制冷温度设置等)的控制和监测。
如示出的，音频模块122和HMI控制136可通过第一车载网络142A与计算平台104进行通信，车辆调制解调器144、GPS模块146和车辆ECU 148可通过第二车载网络142B与计算平台104进行通信。在其它示例中，计算平台104可被连接到更多或更少的车载网络142。另外或可选地，一个或更多个HMI控制136或其它组件可经由与示出的网络不同的车载网络142被连接到计算平台104，或者在不连接到车载网络142的情况下直接连接到计算平台104。
计算平台104还可被配置为与车辆乘员的移动装置152进行通信。移动装置152可以是任何类型的便携式计算装置，诸如，移动智能电话或其它蜂窝电话、平板计算机、智能手表、膝上型计算机、便携式音乐播放器、或能够与计算平台104进行通信的其它装置。在很多示例中，计算平台104可包括被配置为与移动装置152的兼容无线收发器154进行通信的无线收发器150(例如，蓝牙模块、ZIGBEE收发器、Wi-Fi收发器、IrDA收发器、RFID收发器等)。另外或可选地，计算平台104可通过有线连接(诸如，经由移动装置152与USB子系统132之间的USB连接)与移动装置152进行通信。
通信网络156可将诸如包交换网络服务(例如，互联网接入、VoIP通信服务)的通信服务提供给连接到通信网络156的装置。通信网络156的示例可包括蜂窝电话网络。移动装置152可经由移动装置152的装置调制解调器158向通信网络156提供网络连通。为了有助于通过通信网络156进行通信，移动装置152可以与唯一装置识别码(例如，移动装置号码(MDN)、互联网协议(IP)地址等)相关联，以识别移动装置152通过通信网络156进行的通信。在一些情况下，车辆102的乘员或具有连接到计算平台104的许可的装置可由计算平台104根据保存在存储介质112中的配对装置数据160进行识别。例如，配对装置数据160可指示先前与车辆102的计算平台104配对的移动装置152的唯一装置识别码，使得计算平台104可无需用户介入而自动重新连接到在配对装置数据160中涉及的移动装置152。
通信网络156可由无线服务提供方进行管理。比如，为了被授权访问通信网络156，装置可能需要用在服务提供方注册用户账号。服务提供方可相应地经由通信网络156对用于访问和/或使用通信服务(例如，数据、语音、消息等)的注册的装置进行计费。服务提供方可利用不同的操作频率来支持连接的装置的通信服务。在示例中，第一服务提供方可经由750兆赫(MHz)、1700MHz和2100MHz频带提供通信服务，而第二服务提供方可经由800MHz、1900MHz和2500MHz频带提供通信服务。
当支持网络连通的移动装置152与计算平台104配对时，移动装置152可允许计算平台104使用装置调制解调器158的网络连通，以通过通信网络156与远程信息处理服务器162或其它连网的装置进行通信。在一个示例中，计算平台104可利用移动装置152的话上数据计划或数据计划来在计算平台104与通信网络156之间传送信息。另外或可选地，在不使用移动装置152的通信设施的情况下，计算平台104可利用车辆调制解调器144在计算平台104与通信网络156之间传送消息。
与计算平台104类似，移动装置152可包括一个或更多个处理器164，所述一个或更多个处理器164被配置为执行从移动装置152的存储介质168下载到移动装置152的存储器166的移动应用170的指令。在一些示例中，移动应用170可被配置为经由无线收发器154与计算平台104进行通信，且经由装置调制解调器158与远程信息处理服务器162或其它网络服务进行通信。计算平台104还可包括装置链路接口172，以有助于将移动应用170的功能与经由语音接口134获得的命令的语法进行整合，以及将移动应用170的功能集成到计算平台104的显示器138中。装置链路接口172还可经由车载网络142将对计算平台104可用的车辆信息的访问提供给移动应用170。装置链路接口172的一些示例包括：由密歇根州的迪尔伯恩的福特汽车公司制造的SYNC系统的SYNC APPLINK组件、由加利福尼亚州的库比蒂诺市的苹果公司提供的CarPlay协议或由加利福尼亚州的山景城的谷歌公司提供的安卓汽车协议。
图2示出了对车辆102的天线系统200的天线202进行选择的方框图。如示出的，车载调制解调器144包括连接到天线控制处理器204的多个天线202-A至202-N(统称为202)。车载调制解调器144和/或计算平台104还包括服务提供方配置器210，服务提供方配置器210被配置为(例如，经由车辆总线142或直接地)与车载调制解调器144的天线控制处理器204进行通信。服务提供方配置器210可利用由计算平台104或车载调制解调器144保存的服务提供方选择206和服务提供方连接信息208，来确定用于选择适当的天线202的频率选择212。天线控制处理器204可接收频率选择212，且可选择天线202中的适当的一个或更多个天线，以用于车载调制解调器144在指定的频率或多个频率上进行通信。
当根据包括在车辆102中的天线202做出决定时，期望的天线202的带宽和辐射方向图可以是相关的参数。例如，很多天线202的类型具有不适合于宽带操作的非常窄的带宽。在示例中，图3示出了安装在地平面304之上(诸如，车辆102的顶部)的四分之一波长的单极天线202的示例300，单极天线202可提供良好的辐射增益方向图。然而，这样的天线202可具有比支持宽频率范围的车辆102的应用所期望的天线更有限的带宽。
更具体地说，天线202的带宽可以以电压驻波比(VSWR)来进行表示，电压驻波比指的是对射频功率被有效地发射的程度的度量。例如，天线202可被描述为在VSWR<2:1的情况下在664-716MHz(0.664-0.716千兆赫(GHz))带宽进行操作。该示例性天线202的规格意味着：跨越针对天线202的选择的频率范围，反射系数小于0.33。因此，关于传送到天线202的功率，仅11％的功率将被反射回发送器。可选地，回波损耗(即S1,1)可按照如下进行计算：S1,1＝20×log10(0.33)＝-9.6分贝(dB)(例如，约等于-10dB)。计算得到的-10dB的回波损耗可指示针对天线202的阻抗带宽的定义的水平。因此，实现-10dB的回波损耗的低频点和高频点的差可相应地定义针对天线202的带宽。
图4A至图4C分别示出了针对示例性天线202的回波损耗相对于频率的曲线图400(例如，S参数)。如在图4A至图4C中的每个所示出的，S参数以dB为单位进行表示，并且频率以GHz为单位进行表示。根据曲线图和示出的标记点，可查看示出的天线202的阻抗，且可识别带宽。
图4A示出了664MHz的单极的天线202-A的曲线图400-A。如示出的，阻抗带宽可被计算为：0.71624GHz(点3)-0.61984GHz(点2)＝0.0964GHz或96.4MHz。图4B示出了850MHz的单极的天线202-B的曲线图400-B。如示出的，阻抗带宽可被计算为：0.92655GHz(点3)-0.79261GHz(点2)＝0.13394GHz或133.94MHz。图4C示出了1122MHz的单极的天线202-C的曲线图400-C。如示出的，阻抗带宽可被计算为：1.2289GHz(点3)-1.0449GHz(点2)＝0.184GHz或184MHz。
这三个单极天线设计的示例是具有相对窄的带宽但具有良好的辐射方向图的天线202中的每个天线。存在可用于覆盖具有各种性能的各种频带宽度的其它天线202的结构，但是单一的天线202的结构不能覆盖具有良好的回波损耗和辐射方向图(诸如，对针对宽的带宽总计的很多蜂窝频带所要求的)的宽的带宽。另外，可以看出，随着中心频率的增加，天线202的带宽也会增加，其示出了用于提及的单极示例的分数带宽百分比((最高频率-最低频率)/中心频率)。值得注意的是，这样的结果也适用于除了示出的单极天线202的结构以外的其它天线202的类型。
车辆102的车载调制解调器144可利用多个天线202(例如，多个四分一波长的单极天线202)，以解决每个天线202的有限的带宽能力，与此同时利用由这样的天线202提供的良好的辐射方向图增益。返回参照图2，车载调制解调器144可利用天线控制处理器204来从多个天线202(例如，如示出的天线202-A至202-N)中选择期望的天线202，以覆盖期望的带宽。相应地，天线控制处理器204可被用于将多个有限的带宽的天线202有效地转换为具有比单一宽带天线202更高灵敏度的单一宽带宽的天线202。
服务提供方选择206可包括对于通过车载调制解调器144进行的连接的、由计算平台104选择的服务提供方的指示。服务提供方选择206可基于用户对连接到特定服务提供方的请求。所述请求可由计算平台104以各种方式来接收，所述方式诸如：经由从用户的移动装置152到计算平台104的无线收发器150的无线通信、经由来自用户的无线装置(例如，膝上型计算机、便携式音乐播放器、移动装置152)的WiFi通信、经由来自注册的服务提供方的WiFi、经由来自另一服务提供方(例如，在被许可的列表上)的WiFi、经由来自当前服务提供方的蜂窝通信或经由通过车辆102的允许用户选择期望的服务提供方的HMI的菜单选择。下面针对图6详细讨论了用于选择服务提供方的示例性车辆102的HMI。
服务提供方连接信息208可包括关于哪些频率与哪些服务提供方关联的信息以及哪些频率针对什么位置的信息。服务提供方连接信息208还可包括对等信息，所述对等信息指示：哪些服务提供方与其它服务提供方有协议，以允许在服务提供方缺少自己的服务网络的位置处漫游到其它服务提供方的频率上。
服务提供方配置器210可被配置为：接收服务提供方选择206，并利用服务提供方连接信息208来确定频率选择212以提供给天线控制处理器204。车载调制解调器144可利用频率选择212来指示将被选择用于车载调制解调器144的系统的天线202中的一个天线。在一些情况下，服务提供方配置器210还可以以车辆102的位置信息为基础进行频率选择212。位置信息可由服务提供方配置器210从各种源(诸如，作为一些可行方式，通过在车辆总线142上检索到的来自全球定位系统模块146的信息或者经由与服务提供方选择206包括在一起的信息)进行接收。
图5A示出了示出天线控制处理器204到天线202的连接的车载调制解调器144的一部分的方框图500-A。如图所示，车载调制解调器144包括连接到天线控制处理器204的R/F收发器502以执行收发器操作。示出的多个天线202-A至202-N(统称为202)中的每个天线通过各自的匹配电路506-A至506-N(统称为506)和射频(R/F)开关504-A至504-N(统称为504)连接到天线控制器。天线控制处理器204可将R/F收发器502连接到R/F开关504中的每个开关，并且还可向R/F开关504提供状态信号508-A至508-N(统称为508)，以启用被指示用于车辆102的天线202。相应地，车载调制解调器144可(例如，经由车辆总线142)向车辆102的组件提供数据线516，以允许所述组件访问通信网络156上的远程服务器162和其它目的地。
R/F收发器502可在车辆102和各种远程装置之间发射/或接收射频信号。为了在特定频率进行操作，R/F收发器502可被连接到能够在特定频率进行操作的天线202。当连接到天线202时，R/F收发器502可基于提供给车载调制解调器144的数据向天线202提供信号以用于传输。如示出的，信号R/F-B正在由R/F收发器502提供给天线控制处理器204以被连接到天线202-B，并且信号R/F-C正由R/F收发器502提供给天线控制处理器204以连接到天线202-C。在示例中，将被传输的数据可由车载调制解调器144在车辆总线142上进行接收。当连接到天线202时，R/F收发器502还可从天线202接收信号，对来自接收的信号的数据进行解码，并且(例如，经由车辆总线142)将所述数据提供给车辆102的其它组件。
R/F开关504可被配置为：允许车载调制解调器144从可用的天线202中进行选择，以用于连接到R/F收发器502。每个R/F开关504可包括连接到天线202中的相应一个的R/F信号连接以及连接到天线控制处理器204(或者在其它示例中，连接到R/F收发器502)的R/F信号连接。每个R/F开关504可支持第一状态和第二状态，在所述第一状态下，连接到天线202的R/F信号连接和连接到天线控制处理器204(或R/F收发器502)的R/F信号连接被连接到一起，在所述第二状态下，连接到天线202的R/F信号连接和连接到天线控制处理器204(或R/F收发器502)的R/F信号彼此断开连接。
每个天线202还可通过匹配电路506被连接到各自的R/F开关504。在很多情况下，匹配电路506可包括L型网络，所述L型网络可指表示于匹配R/F电路中的阻抗的电感-电容(LC)电路。对于一些天线202，匹配电路506可包括用于减弱谐波、噪声和其它不期望的信号的低通电路。对于其它天线202，匹配电路506可包括高通电路。特定的匹配电路506可根据正在被利用的天线202而变化，且可包括根据天线202阻抗和R/F收发器502的阻抗的幅值和相对大小来计算的特定的电容值和电感值。通过为每个天线202提供关联的匹配电路506，R/F开关504能够从可用的天线202中进行选择，而不考虑车载调制解调器144的电路中潜在的阻抗不匹配。
R/F收发器502可包括信号强度分析器510，信号强度分析器510被配置为确定从天线202到通信网络156的R/F连接的信号强度。在示例中，信号强度可用由参考天线202接收的单位长度电压或信号功率来表示。R/F收发器502还可被配置为：经由车辆总线142将关于当前天线202的连接的信号强度信息传输到车辆102的其它系统。
在一些情况下，在正常操作期间可能存在一个连接的天线202(未示出，尽管这样的操作可包括经由天线控制处理器204连接到R/F收发器502的天线202中的一个)。然而，在其它情况下(诸如，在图5A中示出的)，车载调制解调器144可被配置为支持多个并行的天线202的连接。为此，R/F收发器502可被配置为对多个R/F信号进行编码和解码，并且天线控制处理器204可被配置为将多个R/F信号中的每个信号路由到唯一的天线202。例如，如示出的，天线202-B可通过天线控制处理器204连接到R/F收发器502的R/F-B信号，并且天线202-C可通过天线控制处理器204连接到R/F收发器502的R/F-C信号。
R/F收发器502还可包括数据完整性分析器512，数据完整性分析器512被配置为确定R/F连接传送数据的能力。在示例中，数据完整性分析器512可测量连接属性(诸如，丢包率、重试次数和延时)。在一些情况下，数据完整性分析器512可被配置为例如基于诸如从天线202到通信网络156的R/F连接的丢包率、重试、延时和信号强度的因素来确定车载调制解调器144应切换天线202。作为一种可行方式，数据完整性分析器512可启用频率选择212，频率选择212可被提供给天线控制处理器204以切换到另一天线202。因此，天线202上的变化可响应于识别出信号强度低于预定阈值信号强度或者基于识别出不良连接(例如，丢包率或延时超过预定阈值)，通过R/F收发器502而自动地发起。
图5B示出了示出天线202的变化的车载调制解调器144的一部分的方框图500-B。在一些情况下，车辆102可能期望切换天线202。如上面提到的，在一些情况下，频率选择212的请求可由R/F收发器502根据天线202的连接的当前属性来确定。作为另一种可行方式，如图500-B所示，频率选择212可通过天线202到通信网络156的连接中的一个从远程服务器162被接收。在另一些情况下，频率选择212可通过车辆总线142(例如，响应于来自HMI屏幕的服务提供方选择206)被接收。
在示出的图500-B的示例中，频率选择212请求车载调制解调器144切换到由天线202-A和天线202-N所覆盖的频率处的连接。响应于频率选择212的接收，天线控制处理器204可将频率选择212转发到R/F收发器502，R/F收发器502可启用附加的R/F信号(例如，如示出的R/F-A和R/F-D)，且R/F收发器502还可将开关选择514发送到天线控制处理器204，以将R/F-A信号连接到天线202-A，并将R/F-D信号连接到天线202-N，天线控制处理器204可经由R/F开关504-A和R/F开关504-N来执行将R/F-A信号连接到天线202-A并将R/F-D信号连接到天线202-N。在示例中，开关选择514可由R/F收发器502根据R/F开关504到由R/F开关504控制的各个天线202所覆盖的频率的映射来确定。
图5C示出了示出在改变天线202时的中间状态的车载调制解调器144的一部分的方框图500-C。当切换天线202时，车载调制解调器144可被配置为：首先形成一个或更多个新的连接，并且随后，一旦新的连接或多个连接被建立，则中止旧的连接。可这样做以允许车载调制解调器144在切换天线202的频率时保持连接。因此，与切换时间段完成时的稳定状态连接状况期间相比较，在切换时间段期间可能存在更多被临时保持的连接。
图5D示出了示出完成改变天线202之后的车载调制解调器144的一部分的方框图500-D。一旦R/F收发器502经由通过天线202-A和天线202-N的连接完成握手并且确保信号强度足以承载连接，则R/F收发器502可中止通过天线202-B的R/F-B连接和通过天线202-C的R/F-C连接。
图6示出了对于针对车辆102的服务提供方的选择的示例性用户界面600。用户界面600可经由显示器138呈现在车辆102中，且可包括列表控制602，列表控件602被配置为：显示关于可由计算平台104(或者经由连接的移动装置152)使用的可用的服务提供方的可选列表条目604-A至列表条目604-E(统称为604)。(在其它示例中，用户界面600可在其它地方进行显示，诸如，通过由与计算平台104配对的移动装置152执行的连接的应用进行显示。)用户界面600还可包括标题标签606，以向用户指示用户界面600是用于选择针对经由车辆102的车载调制解调器144的连接的服务提供方。
如示出的，连接的应用的可选列表条目604包括：针对第一服务提供方的604-A、针对第二服务提供方的条目604-B以及针对第三服务提供方的条目604-C。例如，列表控件602的特定条目604可以是基于服务提供方连接信息208中所列出的服务提供方的。列表控件602可作为菜单进行操作，使得用户界面600的用户能够滚动浏览列表控件602的条目(例如，使用上下箭头按钮和选择按钮来调用选择的条目604)。在一些情况下，列表控件602可被显示在触摸屏显示器138上，使得用户能够触摸列表控件602以选择和调用菜单项。
在示例中，响应于针对第二服务提供方的条目604-B(例如，经由触摸按钮或选择按钮)的选择608，计算平台104可确定服务提供方选择206，并且根据服务提供方连接信息208，可将频率选择212提供给车载调制解调器144的天线控制处理器204，以使车载调制解调器144选择适当的天线202，从而用于经由选择的第二服务提供方进行的通信。
列表控件602还可包括附加条目。在示例中，当“更新服务商”条目604-D被调用时，“更新服务商”条目604-D可被配置为：使计算平台104向远程信息处理服务器162查询车辆102已经对哪些车载调制解调器144可用的已更新的服务提供方连接信息208进行了访问。作为另一示例，当“调制解调器设置”条目604-E被调用时，“调制解调器设置”条目604-E可被配置为：使计算机平台104显示通常用于车载调制解调器144的设置的用户界面(诸如，账户信息以及是否启用或禁用各种应用或数据功能)。
图7示出了对服务提供方的选择的示例性处理700。例如，处理700可由与车载调制解调器144进行通信的计算平台104来执行。
在操作702，用户向服务提供方注册。当注册时，用户可在操作704接收服务提供方代码。服务提供方代码可包括：由服务提供方提供的可用于将车辆102连接到服务提供方的账户标识符或其它服务提供方连接信息208。计算平台104可以以各种方式接收服务提供方连接信息208。
例如，在操作706，计算平台104检索存储在用户的计算机或其它移动装置152上的服务提供方连接信息208。在另一示例中，在操作708，计算平台104检索经由用户的移动装置152从配置服务下载的服务提供方连接信息208。在另一示例中，在操作710，计算平台104经由车辆102或移动装置152的HMI(诸如，经由上面详细讨论的用户界面600)接收服务提供方的手动选择，且在操作712，还检索授权的服务提供方列表。在操作714，计算平台104检索存储在用户的移动装置152上的服务提供方连接信息208。
在操作716，计算平台104确定识别的服务提供方是否与当前选择的服务提供方不同。在示例中，计算平台104可将由计算平台104保存的当前选择的服务提供方的指示与识别的服务提供方进行比较。如果新的服务提供方是不同的，则控制转到操作718。否则，处理700结束。
在操作718，计算平台104根据选择的服务提供方更新当前选择的天线202。在示例中，计算平台104的服务提供方配置器210可基于选择的服务提供方指定的频率将频率选择212(例如，经由车辆总线142)发送到车载调制解调器144。车载调制解调器144可相应地接收选择并选择适当的天线202。在操作718之后，处理700结束。
图8示出了用于根据信号强度通过车载调制解调器144更新天线202的选择的示例性处理。例如，处理800可由车载调制解调器144来执行。在另一示例中，处理800可由与车载调制解调器144进行通信的计算平台104来执行。
在操作802，车辆102确定来自连接的服务提供方的信号强度是否是预定阈值强度或者是否已经降到低于预定阈值强度。在示例中，计算平台104可(例如，经由车辆总线142)从车载调制解调器144接收根据R/F收发器502的信号强度分析器510确定的信号强度信息。在另一示例中，R/F收发器502可根据信号强度执行阈值强度的确定。例如，预定阈值可以是无连通性的，而在其它示例中，预定阈值可包括接收的信号强度与小于预定的阈值量(例如，由数据完整性分析器512确定的预定阈值量)的本底噪声之间的差。如果信号强度低于预定阈值，则控制转到操作804。否则，控制保持在操作802。
在操作804，车辆102确定针对替换的服务提供方的服务提供方推荐是否可用。在示例中，计算平台104或R/F收发器502可向车载调制解调器144请求发送消息给正请求使用替换的服务提供方或频率的当前的服务提供方。在另一示例中，计算平台104或R/F收发器502可(例如，经由GPS)识别当前的车辆102的位置，并且根据当前服务提供方和车辆102的位置来查询服务提供方连接信息208，以确定替换的服务提供方和频率是否可用。如果替换基于服务提供方或服务提供方连接信息208被识别，则控制转到操作806。否则，控制转到操作808。
在操作806，车辆102根据服务提供方推荐而切换到推荐的天线202。在示例中，服务提供方配置器210可基于推荐的服务提供方指定的频率将频率选择212发送至车载调制解调器144。车载调制解调器144可相应地确定适当的天线202(例如，如图5A至图5D所示)，并选择适当的天线202。
在操作808，车辆102搜索车载调制解调器144的天线202以获得具有超过阈值强度的信号强度的信号。在示例中，车载调制解调器144可循环到下一个可用的频率(例如，循环到下一个最高的或最低的频率，或者如果最大值或最小值附近的最低或最高的频率周围，则循环到随机的频率，等等)。例如，R/F收发器502可将天线选择514发送至天线控制处理器204，以使天线控制处理器204启用到指定的天线202的连接。图5A至图5D示出了从天线202-B和天线202-C切换到天线202-A和天线202-N的示例。
在操作810，车辆102确定经由选择的天线202是否建立了无线连接。在示例中，计算平台104可(例如，经由车辆总线142)从车载调制解调器144接收关于使用选择的天线202的连接是否成功的状态信息。在另一示例中，R/F收发器502自身可(例如，使用信号强度分析器510和数据完整性分析器512)做出连接的确定。如果无线连接被建立，则控制转到操作802。否则，控制转到操作804。
尽管上面描述了示例性实施例，但并不意在这些实施例描述本发明的所有可能形式。更确切地，说明书中使用的词语为描述性词语而非限制，并且应该理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种改变。此外，可组合各种执行实施例的特征以形成本发明进一步的实施例。

Claims (10)

1.一种车辆，包括：
多个天线，所述多个天线中的每个天线与不同的无线电频率关联，并且所述多个天线中的每个天线被连接到匹配电路；
调制解调器，包括：射频收发器和天线控制处理器，所述天线控制处理器被配置为：选择性地将所述多个天线中的选择的一个或更多个天线连接到所述射频收发器，所述多个天线中的选择的一个或更多个天线具有与期望的服务提供方关联的至少一个频率匹配的无线电频率，
其中，所述匹配电路被配置为将各个天线的阻抗与所述射频收发器进行匹配，并且所述匹配电路中的每个电路被连接到由所述天线控制处理器控制的R/F开关，以将所述多个天线中的选择的一个天线连接到所述射频收发器。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，调制解调器还被配置为：
保存服务提供方连接信息，所述服务提供方连接信息包括与服务提供方关联的服务提供方标识符和无线电频率；
利用所述服务提供方连接信息来确定与期望的服务提供方关联的至少一个频率。
3.如权利要求1所述的车辆，其中，调制解调器还被配置为：
将服务提供方用户界面发送至车辆显示器；
响应于用户对车辆显示器的输入，接收期望的服务提供方的指示。
4.如权利要求1所述的车辆，其中，调制解调器还被配置为：从车辆乘员的移动装置接收期望的服务提供方的指示。
5.如权利要求1所述的车辆，其中，调制解调器还被配置为：
保存当前选择的服务提供方的指示；
在当前选择的服务提供方与期望的服务提供方不同时，确定与期望的服务提供方关联的频率。
6.如权利要求1所述的车辆，其中，与所述多个天线关联的不同的无线电频率包括以下频率中的至少两个：700MHz、900MHz、1200MHz、1800MHz、2100MHz和2600MHz。
7.一种车辆，包括：
调制解调器，具有射频收发器和天线控制处理器；
多个天线，所述多个天线中的每个天线与不同的无线电频率关联，并且所述多个天线中的每个天线被连接到匹配电路，所述匹配电路被配置为将各个天线的阻抗与所述射频收发器进行匹配，并且所述匹配电路中的每个电路被连接到由所述天线控制处理器控制的R/F开关，以将所述多个天线中的选择的一个天线连接到所述射频收发器；
处理器，被配置为：
响应于服务提供方的信号强度低于预定义的信号强度，确定服务提供方推荐的替换频率是否可用；
如果服务提供方推荐的替换频率可用，则指示调制解调器切换到与所述替换频率关联的天线，否则，循环到下一个可用的天线频率。
8.如权利要求7所述的车辆，其中，处理器还被配置为：利用服务提供方连接信息来确定所述替换频率，其中，所述服务提供方连接信息包括与服务提供方关联的服务提供方标识符和无线电频率。
9.如权利要求8所述的车辆，其中，所述服务提供方信息还包括：关于按照位置用户可用的替换的无线电频率的信息，
其中，处理器还被配置为：根据车辆位置，利用服务提供方连接信息来确定所述替换频率。
10.如权利要求7所述的车辆，其中，所述天线控制处理器被配置为：响应于所述处理器的指示，将所述多个天线中的选择的一个天线连接到所述射频收发器。
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