CN108092702A - 智能天线自适应调整方法、智能天线装置及智能电视 - Google Patents

Abstract

本申请提供的智能天线装置中，智能天线控制模块通过电视平台主芯片获取各分支天线的Wifi信道参数，基于该分支天线的Wifi信道参数，判断各分支天线的无线性能，进而确定性能最佳的分支天线为目标分支天线，并切换至该目标分支天线收发无线信号，由于通过侦测天线连接状态的变化，使电视无线天线系统可以根据不同的用户场景进行自适应调整，选取该场景下最佳的天线方案，满足各种用户使用场景需求的同时减少或消除用户使用缺陷区，从而使整机的无线性能达到最佳。

Description

智能天线自适应调整方法、智能天线装置及智能电视

技术领域

本发明涉及无线交互领域，尤其涉及一种智能天线自适应调整方法、智能天线装置及智能电视。

背景技术

无线智能天线技术前身是一种波束成形(Beamforming)技术。波束成形技术是发送方获取当前时刻当前位置发送方和接收方之间的信道信息，调整信号发送的参数，使得射频能量向接收方所处位置集中，从而使得接收方接收到的信号质量较好，最终能保持较高的吞吐量。该技术一般分为芯片方式和硬件智能天线方式两种。

芯片方式的波束成形技术是802.11n/ac标准协议的一部分，在协议中被称为TxBF(Tx Beamforming/固定发送波束成形)，其通过协议报文的交互，获得信道的基础信息CSI，芯片根据CSI调整外置全向天线上发送信号的相位，使得接收端处(用户使用处)信号叠加出较好的效果；硬件智能天线方式又名“自适应波束切换技术”，该技术利用具有多个硬件天线的天线阵列，智能的从中选择多个天线阵子进行信号的发射和接收，不同天线的组合可以形成不同的信号辐射方向，从而可以为处于不同位置的STA选择最佳的发送或接收天线，提高信号接收质量，最终提升系统的吞吐量。

目前，平板电视 WiFi模块的天线均为板载天线且安装在显示模组背板(金属板)之后，由于模组金属背板的遮挡造成WiFi天线效率较低，使得整机WiFi在使用过程中存在明显的强弱场分化，且弱场区域较为明显，体现在用户使用场景上就是存在较多的用户使用场景整机无线不佳的现象。

发明内容

本发明申请提供一种智能天线装置，将现有的天线设置为多个天线分支，进而在Wifi连接状态发生变化时，通过智能天线控制模块获取各分支天线的Wifi信道参数，进而根据该Wifi信道参数确定最佳分支天线，并切换至该最佳分支天线以收发无线信号。

第一方面，本申请提供一种智能天线装置，该装置包括：

电视平台主芯片、智能天线控制模块、Wifi模块和天线，所述电视平台主芯片通过信号线分别与所述智能天线控制模块、所述Wifi模块相连接，所述智能天线控制模块通过Cable线、信号线与所述天线连接；

其中，所述天线包括多个分支天线，所述智能天线控制模块通过所述电视平台主芯片获取所述分支天线的Wifi信道参数，基于所述Wifi信道参数将所述分支天线进行优先级排序，以优先级顺序最高的分支天线作为目标分支天线，并通过所述目标分支天线收发无线信号。

第二方面，本申请提供一种智能天线自适应调整方法，该方法包括：

当智能电视检测到Wifi连接发生变化时，智能天线控制模块通过所述电视平台主芯片获取分支天线的Wifi信道参数，基于所述分支天线的Wifi信道参数将所述分支天线进行优先级排序，以优先级顺序最高的分支天线作为目标分支天线，并通过所述目标分支天线收发无线信号，其中，所述无线信道参数包括无线模块的协议接收速率、协议发送速率、信号强度及信噪比。

第三方面，本申请提供一种智能电视，该智能电视包括上述第一方面的任一智能天线装置。

与现有技术相比，本申请所提出的技术方案的有益技术效果包括：

本申请实施例中提供了一种智能天线装置，该智能天线装置包括：电视平台主芯片、智能天线控制模块、WiFi模块和天线，该电视平台主芯片通过信号线分别与该智能天线控制模块、Wifi模块相连接，智能天线控制模块通过Cable线、信号线与所述天线连接，天线还包括多个分支天线，本申请提供的智能天线装置，相比于传统的天线装置，增加了智能天线控制模块，并将各天线设置为多个分天线，进而智能天线控制模块通过电视平台主芯片获取各分支天线的Wifi信道参数，基于该分支天线的Wifi信道参数，判断各分支天线的无线性能，进而确定性能最佳的分支天线为目标分支天线，并切换至该目标分支天线收发无线信号，由于通过侦测天线连接状态的变化，使电视无线天线系统可以根据不同的用户场景进行自适应调整，选取该场景下最佳的天线方案，满足各种用户使用场景需求的同时减少或消除用户使用缺陷区，从而使整机的无线性能达到最佳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术，描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电视平台智能WiFi天线系统框图；

图2为本申请实施例提供的天线端口X对应的分支天线示意图；

图3为本申请实施例提供的电视平台智能WiFi天线系统工作流程框图；

图4为现有技术中普通智能天线的强弱场区域分布示意图；

图5为本申请实施例提供的智能天线的强弱场区域分布示意图；

图6为本申请实施例提供的一种智能天线自适应调整方案流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

下面，通过具体实施例对本申请所示的技术方案进行详细说明。需要说明的是，下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

实施例1

本申请实施例1提供一种智能电视，如图1所示，该智能电视100包括电视平台主芯片110、智能天线控制模块120、Wifi模块130和天线140，电视平台主芯片110通过信号线分别与智能天线控制模块120、Wifi模块130相连接，智能天线控制模块110通过Cable线、信号线与天线140连接；

其中，天线140包括多个分支天线，智能天线控制模块120通过电视平台主芯片110获取各个分支天线的Wifi信道参数，基于该Wifi信道参数将各分支天线进行优先级排序，以优先级顺序最高的分支天线作为目标分支天线，并通过该目标分支天线收发无线信号。

现有智能电视产品中，大多数采用双天线技术（2T2R），即采用两根天线分别负责发送和接收信号，这是一种双通道传输模式，可大大提高局域网络的传输效率。如图1所示，本申请实施例以双天线模式（2T2R）为例具体说明，即天线140包括第一天线（天线A）和第二天线（天线B）；单天线技术（1T1R）或三天线技术（3T3R）的模式与此类似，此处不做过多赘述。

进一步的，天线140包括多个分支天线。如图2所示，以天线A为例，天线A包括分支天线a、b、c，分支a负责电视左侧方向，分支b负责电视后侧方向，分支c负责电视右侧方向；Cable线与分支天线之间通过射频开关连接；信号线控制3个射频开关的通断。

进一步的，多个分支天线（即分支天线a、b、c）的作用（辐射场形）具有一定的差异；由于用户使用的路由器方向可能千差万别，进而在三个分支天线都在不同的方向上做了特别优化(相当于定向天线)，使得各分支天线在各自方向上相比于传统的全向天线而言，辐射范围更广，辐射强度更强，这样也可以达到比传统天线更优秀的辐射效果

进一步的，智能天线控制模块120通过Cable线和信号线与天线A、天线B进行连接，智能天线控制模块120可以通过信号线控制射频开关的通断，从而控制其中任一天线分支的使用和停用。

进一步的，Wifi模块130包括第一天线端口（即天线端口X）和第二天线端口（即天线端口Y）， Wifi模块130分别通过Cable线与天线端口X、天线端口Y连接；天线端口是用来连接天线的，通过引入智能天线控制模块120时，且智能天线控制模块120的一端接天线阵列，另一端接天线端口，根据从电视平台主芯片110获取的WiFi模块130的信道参数，对天线阵列进行切换，并将最终切换的天线组合分配给天线端口。

进一步的，在2T2R无线方案中，通常会包含2路独立的射频通路，每条射频通路会提供一个天线端口，一个天线端口在同一时间内只能接通一个天线；这是因为若一个天线端口同时接2路或多路天线，射频通路会将天线端口外接的所有天线作为一个“整体天线”，此时就无法确定各天线的无线性能。因此，本申请实施例提供的方案中，将天线A分配给天线端口X，将天线B分配给天线端口Y。

进一步的，智能天线控制模块120还通过信号线与Wifi模块130相连，该信号线为预留线路，用于在某些Wifi信道参数信息无法通过电视平台主芯片110获得时，可直接通过信号线从Wifi模块130获得该信道参数。

进一步的，智能天线控制模块120与主芯片110之间通过信号线相连，可以从电视平台主芯片110获取Wifi模块相关信息，即Wifi信道参数，该Wifi信道参数包括协议接收速率、协议发送速率、信号强度及信噪比。

进一步的，在智能天线分析算法中，上述Wifi信道参数中，各参数的优先级顺序为协议接收速率、信号强度、信噪比、协议发送速率。即在智能天线分析算法中，将协议接收速率作为最优先考虑的因素，这是因为针对用户的需求来说，智能电视的使用场景均为下载能力，即接收性能，显然，对于用户来说，接收速率的快慢对其操作体验的影响最大，因此将协议接收速率作为最优先考虑因素。

相对应的，用户对智能电视的发送性能的要求并不高，而协议发送速率主要衡量智能电视的发射能力，所以只需将协议发送速率作为最后考虑的因素即可。

进一步的，本申请实施例1提供的系统具体工作流程图如图3所示，具体的，本申请实施例的方案包括如下步骤：

步骤S210：检测Wifi连接状态是否发生变化。

示例性的，WiFi连接状态变化可以包括以下情况：智能电视开机后WiFi首次连接AP（无线访问接入点）、平板电视WiFi连接的AP发生变化、用户使用场景发生较大变化使得协议收发速率McsRx/McxTx改变、用户使用场景发生较大变化使得信号强度RSSI改变大于5dBm、用户使用场景发生较大变化使得信噪比SNR改变大于3。

步骤S220，切换天线A和天线B的所有方案。

当Wifi连接状态变化满足触发条件时，智能天线控制模块通过信号电平选取，逐一实现天线端口X及天线端口Y所有分支天线的状态切换；我们定义天线端口X的天线方案为X_m(m=0，1，2)，天线端口Y的天线方案为Y_n（n=0，1，2），则所有的天线方案具体如下：X1，X2，X3，Y1，Y2，Y3。

步骤S230，读取Wifi信道参数。智能天线控制模块120通过电视平台主芯片110获取各分支天线的Wifi信道参数，示例性的，以天线端口X的任一天线方案X0为例，其对应的分支天线为Aa（天线A的分支天线a），当切换至分支天线Aa时，智能天线控制模块120通过电视平台主芯片110获取该分支天线Aa的Wifi信道参数，包括：协议接收速率MR_Aa，协议发送速率MT_Aa，天线信号强度R_Aa，信噪比S_Aa。进一步的，为了保证获取数据的准确性，可多次获取上述参数并取其平均值。

步骤S240，智能天线分析算法，智能电视中通常包含多个天线，因此需要对每一天线单独确定其最优天线方案。例如，在2T2R的天线方案中，需要分别对天线端口X和天线端口Y对应的天线A和B分别确定其最优天线方案。

对于天线端口X，基于获取的天线A的各分支天线的Wifi信道参数，应用该算法对可切换的天线端口X对应的所有分支天线进行排序，进而选择最合适的分支天线T_X收发信号。

本申请的方案中，分支天线的选择方式通过对各分支天线的信道参数进行比较并排序进行选择，由于参考的信道参数较多，因此，需要对不同的信道参数设置排序优先等级。本方案中，各信道参数的优先级顺序为协议接收速率、信号强度、信噪比、协议发送速率。

示例性的，天线端口X最佳天线方案的确定规则如下：

（1）第一优先级比较协议接收速率MR，根据无线协议规则不同，协议收发速率可分为不同等级，针对IEEE 802.11ac（即802.11无线局域网（WLAN）通信标准），可将其分为10个等级：Mcs0-Mcs9；对于无线标准802.11n，可将其分为8个等级：Mcs0-Mcs7；对各分支天线的协议接收速率MR进行排序，选择数值最大的天线作为唯一的最佳天线方案；

（2）当存在多个协议接收速率MR数值相等且均为最大值时，第二优先级比较天线信道强度R；

（3）当协议接收速率MR与天线信号强度R均难以找到唯一的最佳天线方案时，第三优先级比较信噪比S；

（4）当其他三个参数难以确定唯一的最佳天线方案时，比较协议发送速率MT；

（5）若上述参数均难以选出唯一的最佳天线方案，则认为所有天线方案均为最佳，任选其一。

同样的，针对其他天线端口对应的分支天线，执行上述步骤（1）~步骤（5），确定天线端口Y的最佳天线方案。

步骤S250，确定最优天线方案。基于各天线端口（天线端口X和Y）对应的分支天线的信道参数，根据上述步骤（1）~（5）提供的智能天线分析算法，分别确定各天线端口（（天线端口X和Y））的最佳分支天线T_X、T_Y，并以此作为天线A和天线B分别对应的目标分支天线，最终得到最佳天线方案T_XY。

图4、图5是现有技术无线技术方案与本申请实施例的方案中强弱场区域分布示意图，其中黑色区域表示天线强场覆盖区域，灰色区域表示天线弱场覆盖区域。根据图4和图5可知，本申请技术方案相对于现有的智能天线方案，在不影响天线强场覆盖区域的情况下，大大减小了弱场覆盖区域的覆盖范围，极大改善了现有智能电视平台的无线使用弱场区域（即用户使用的缺陷区域），提升了电视整机的Wifi天线效率。

本申请实施例中提供了一种智能天线装置，该智能天线装置包括：电视平台主芯片、智能天线控制模块、WiFi模块和天线，该电视平台主芯片通过信号线分别与该智能天线控制模块、Wifi模块相连接，智能天线控制模块通过Cable线、信号线与所述天线连接，天线还包括多个分支天线，本申请提供的智能天线装置，相比于传统的天线装置，增加了智能天线控制模块，并将各天线设置为多个分天线，进而智能天线控制模块通过电视平台主芯片获取各分支天线的Wifi信道参数，基于该分支天线的Wifi信道参数，判断各分支天线的无线性能，进而确定性能最佳的分支天线为目标分支天线，并切换至该目标分支天线收发无线信号，由于通过侦测天线连接状态的变化，使电视无线天线系统可以根据不同的用户场景进行自适应调整，选取该场景下最佳的天线方案，满足各种用户使用场景需求的同时减少或消除用户使用缺陷区，从而使整机的无线性能达到最佳。

实施例2

本申请实施例2提供一种智能天线自适应调整方法，如图6所示，所述方法包括：

步骤S310，当智能电视检测到Wifi连接发生变化时，智能天线控制模块通过该电视平台主芯片获取分支天线的Wifi信道参数，基于该分支天线的Wifi信道参数将该分支天线进行优先级排序，以优先级顺序最高的分支天线作为目标分支天线，并通过该目标分支天线收发无线信号，其中，该无线信道参数包括无线模块的协议接收速率、协议发送速率、信号强度及信噪比。

现有的天线装置中，Wifi模块中天线并不设置为多个天线分支，因而也无需增加单独的智能天线控制模块对Wifi模块进行智能控制，而本方案的智能天线装置中，通过智能天线控制模块获取任一天线预先设置的分支天线的信道参数，进而基于不同的信道参数的优先级顺序，对各分支天线进行排序，以排序后优先级顺序最高的分支天线作为目标分支天线，并用该最高分支天线收发限号。

由于影响无线收发信号强度与状态的信道参数较多，通常情况下包括协议收发速率、信号强度和信噪比等参数，在对各分支天线进行排序时，就需要对不同的信道参数的重要性设置判断顺序，在本申请的方案中，各信道参数的判断顺序依次为：协议接收速率、信号强度、信噪比、协议发送速率。

同时，对于不同的天线（如方案中的天线A或天线B），其对应的多个分支天线的作用（辐射场形）是有差异的，由于用户使用的路由器方向可能千差万别，三个分支天线都在不同的方向上做了特别优化(相当于定向天线)，使得天线在该方向上辐射更强(比传统全向天线强)，这样也可以达到比传统天线更优秀的辐射效果。

实施例3

本申请实施例3还提供了一种智能电视，包括上述实施例1中的任一智能天线装置。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能天线装置，其特征在于，所述装置包括：

电视平台主芯片、智能天线控制模块、Wifi模块和天线，所述电视平台主芯片通过信号线分别与所述智能天线控制模块、所述Wifi模块相连接，所述智能天线控制模块通过Cable线、信号线与所述天线连接；

其中，所述天线包括多个分支天线，所述智能天线控制模块通过所述电视平台主芯片获取所述分支天线的Wifi信道参数，基于所述Wifi信道参数将所述分支天线进行优先级排序，以优先级顺序最高的分支天线作为目标分支天线，并通过所述目标分支天线收发无线信号。

2.如权利要求1所述的智能天线装置，其特征在于，所述智能天线控制模块通过Cable线、信号线与所述分支天线连接。

3.如权利要求2所述的智能天线装置，其特征在于，所述Cable线通过射频开关与所述分支天线连接，所述智能天线控制模块通过控制所述信号线来控制所述射频开关的通断，以控制所述分支天线的使用与停用。

4.如权利要求1或2所述的智能天线装置，其特征在于，所述Wifi信道参数包括协议接收速率、协议发送速率、信号强度及信噪比。

5.如权利要求1所述的智能天线装置，其特征在于，所述Wifi信道参数的优先级顺序为协议接收速率、信号强度、信噪比、协议发送速率。

6.如权利要求1所述的智能天线装置，其特征在于，所述天线包括第一天线和第二天线。

7.如权利要求6所述的智能天线装置，其特征在于，所述Wifi模块包括第一天线端口和第二天线端口，所述Wifi模块分别通过Cable线与所述第一天线端口、所述第二天线端口连接；且所述第一天线分配给第一天线端口，所述第二天线分配给第二天线端口。

8.一种智能天线自适应调整方法，其特征在于，所述方法包括：

当智能电视检测到Wifi连接发生变化时，智能天线控制模块通过所述电视平台主芯片获取分支天线的Wifi信道参数，基于所述分支天线的Wifi信道参数将所述分支天线进行优先级排序，以优先级顺序最高的分支天线作为目标分支天线，并通过所述目标分支天线收发无线信号，其中，所述无线信道参数包括无线模块的协议接收速率、协议发送速率、信号强度及信噪比。

9.一种智能电视，包括权利要求1~7所述的任一所述智能天线装置。