CN110544834B - 天线系统及其重启方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线系统及其重启方法，天线系统包含：多个天线、切换单元、通讯单元与控制单元。通讯单元经由各切换单元中为导通状态的各切换器接收对应的各天线的参考值组。控制单元自通讯单元接收各参考值组，并将参考值组与告警阈值进行比较，以判断各参考值组是否符合预期。当参考值组不符合预期时输出重启指令以重启切换单元。

Description

天线系统及其重启方法

技术领域

本发明是关于一种天线系统。

背景技术

随着科技进步，各类型电子装置的多会配置有无线通讯组件。然而，在不同的环境影响下，例如人体靠近天线时、相距基地台距离较远或方向偏移、房间墙壁的遮蔽等，都会影响多天线辐射场型覆盖率，进而造成通讯装置在某些角度上的通讯能力较弱或是通讯上的死角，进而影响使用者上的感受。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种天线系统包含：多个天线、切换单元、通讯单元与控制单元。切换单元具有多个切换器，各切换器与对应的各天线间为导通状态或断路状态。通讯单元连接切换单元的各切换器，以通过各切换器与与各天线耦接。通讯单元自为导通状态的该些切换器接收对应的各天线的参考值组。控制单元连接切换单元与通讯单元，控制单元自通讯单元接收各参考值组，并将参考值组与告警阈值进行比较，以判断各参考值组中任一者是否符合预期。当参考值组不符合预期时输出重启指令以重启切换单元。

本发明是另提供一种天线系统的重启方法，其包含：接收来自一切换单元中为导通状态的至少一切换器所对应的一天线的一参考值组；将参考值组与一告警阈值进行比较，以判断参考值组是否符合预期；以及当参考值组不符合预期时，输出一重启指令重启切换单元。

依据上述，本发明通过各天线的回传值与告警阈值的比较情形后，而能进一步地让天线系统重启以进一步驱动切换单元中的切换器重新变更为断路状态或导通状态。藉此能找到适合的天线来维持适当的辐射场型，如此能随时保持良好的无线传输的品质，以进一步能让使用者能保持其使用的感受。

有关本发明的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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它的附图。

图1为本发明天线系统的一实施例的架构示意图。

图2A是本发明天线系统的重启方法的一步骤图。

图2B是本发明天线系统的重启方法的重启步骤图。

图3是本发明天线系统的重启过程的示意图。

图4是本发明天线系统的一实施例的重启后示意图。

图5是本发明天线系统的重启时间点的时间间隔示意图。

图6是本发明天线系统的第一实施例的步骤示意图。

具体实施方式

请参照图1，天线系统包含多个天线10、切换单元20、通讯单元30以及控制单元40。各天线10与切换单元20连接。控制单元40分别与切换单元20以及通讯单元30连接。通讯单元30还与切换单元20连接。

在一实施例中，各天线10是用以收发无线信号，进而能接收或输出资料。于图1中是以5个天线10(101、102、103、104、105)做为实施例说明，然而在本发明中，天线10的数量并非为限制。

在一些实施例中，各天线10可以为全向型天线、指向形天线或其他类型天线，但不以此为限。

请参阅图1与图2A，切换单元20中具有多个切换器21，此些切换器21各自对应此些天线10。当切换器21为导通状态时，切换器21与其对应的天线10电性连接。当切换器21为断路状态时，切换器21与其对应的天线10之间不导通。在此实施例中，切换单元20中的各切换器21中至少一者为导通状态。在本实施例中，切换器212、213为导通状态，其余的切换器211、214、215则为断路状态，但不以此为限。

其中，天线10可以将接收到的无线信号经由为导通状态的切换器21传送至通讯单元30，或者通讯单元30可以将资料经由为导通状态的切换器21传送至对应的天线10，以进一步无线输出资料。

于一实施例中，切换器21的数量是对应于天线10的数量。换言之，天线10的数量的总和与切换器21的数量的总和为相同。于此，图1中是以5个切换器21(211、212、213、214、215)作为实施例说明，然而在本发明中，切换器21的数量并不以此为限。

其中，于图1中是以切换器212、213为导通状态，其余的切换器211、214、215为断路状态。因此，对应连接切换器212、213的天线102、103会将接收的无线信号传送至通讯单元30。

通讯单元30接收来自切换单元20中为导通状态的切换器212、213所对应的天线102、103的参考值组(步骤S01)。接着，通讯单元30将接收参考值组传送至控制单元40。

请参阅图1至图4，控制单元40将接收到的此些参考值组与告警阈值进行比较，以判断此些参考值组是否符合预期(步骤S02)。当判断此些参考值组的至少其中之一不符合预期时，控制单元40输出一重启指令，以重启切换单元20(步骤S03)。其中，当切换单元20被重启的过程中，切换单元20根据重启指令将各切换器(211～215)皆切换为导通状态(如图3所示)(即图2B的步骤S031)。接着，控制单元40自通讯单元30接收来自各切换器21所对应的天线10的回传值(即图2B的步骤S032)。依据此些回传值中较佳的至少一者产生选择指令，并传送至该切换单元20(即图2B的步骤S033)。详细而言，控制单元40会对所接收到的所有回传值进行排序，以产生一排序结果，并根据此排序结果选出此些回传值中较佳的至少一者(例如:排序较前的回传值)，并产生对应的选择指令。

控制单元40则传送选择指令至切换单元20后，切换单元20依据选择指令选择对应的切换器21并维持其为导通状态，且将其余的切换器21切换为断路状态(如图4所示)(即图2B的步骤S034)。在此实施例中，请参阅图3至图4，控制单元40对所有回传值进行排序后能知道切换器211、214所对应的天线101、104的回传值是这五个切换器21所对应的天线中排名前2名。因此，控制单元40能根据此排序结果产生对应的选择指令。切换单元20根据此选择指令维持切换器211、214为导通状态，且将切换器212、213、215切换为断路状态。

在一些实施例中，控制单元40产生的选择指令是能选择此些切换器21的其中一者维持为导通状态，且令其余的切换器21为断路状态。在另一些实施例中，也可以选择各切换器21中的任意组合形成导通状态。其可视实际需求进行调整。

当选择指令是选择此些切换器21的其中一者进行导通时，表示控制单元40对各回传值进行排序后挑选排序结果中的最佳者(排序最前者)，并维持对应此最佳回传值的切换器21(即选择切换器211～切换器215中对应最佳回传值者)为导通状态，且将其余的切换器21切换为断路状态。

控制单元40送出选择指令后，请再参阅图2A，控制单元40能在一间隔时间后再从通讯单元30接收为导通状态的天线的参考值组(即重复执行步骤S01)，以供控制单元40能再次判断其参考值组是否符合告警阈值(即执行步骤S02)。当判断参考值组不符合告警阈值时，则再次产生重启指令，以重启切换单元20(即步骤S03)。

在一实施例中，控制单元40预设有多个重启时间点，也就是说，控制单元40会根据重启时间点输出重启指令，以驱动切换单元20重启。其中，于每次重启切换单元20过程，控制单元40记录每次各天线10的回传值的排序结果，并根据此些排序结果分析各天线10的多次回传值的变化。并且根据各天线的回传值的变化计算出更有效率的重启时间点间的时间间隔。举例来说，并请参阅图5，其X轴为待机时间T1，Y轴为切换单元20重启时间间隔T2。于一实施例中，随着待机时间变长，重启时间点间的时间间隔可以为倍数时间间隔Tb(如30分钟、1小时、2小时等)方式增加。在此实施例中，预设重启时间点间的时间间隔为30分钟时，控制单元40会每间隔30分钟时即根据重启指令而纪录每次的各回传值的排序结果，若每次排序(如发生三次)回传值的排序结果皆未产生变化时，则控制单元40会在下一次(即第四次)的预设重启时间点延到1小时后。反之，若控制单元40在对应于预设重启时间点的重启指令时所记录的回传值排序有发生变化时，则控制单元40则维持于预设的重启时间点输出重启指令。

相同地，随着待机时间变长，重启时间点间的时间间隔可以为指数时间间隔Tc(如30分钟、1.5小时、4小时等)方式增加，藉此可以减少重启切换单元20的次数。让天线系统处在稳定的环境中时，能降低控制单元40的运算负载。

在一实施例中，若在多次重启步骤后所选择的天线皆为同一支天线，则控制单元40则可以如前述将重启时间点间的时间间隔设为成倍数时间间隔Tb或指数时间间隔Tc方式增加。

在一实施例中，重启时间点间的时间间隔有一最长时间间隔Td。举例来说，控制单元40的最长时间间隔设定为12小时。控制单元40依据前述方式增长预设重启时间长度时，最多让重启时间点间的时间间隔等于最长时间间隔Td。

于此，有关控制单元40接收参考值组后并进行判断的详细内容，下以多个实施例做说明。

在第一实施例中，请参阅图1，切换单元20中的切换器212、213为导通状态，且切换器211、214、215为断路状态。因此，通讯单元30可个别经由切换器212、213接收天线102、103的参考值组(步骤S01)。其中，参考值组为天线102、103个别接收到无线信号的信号强度，例如RSSI(Received Signal Strength Indicator)值、Ping值或其他等关于信号强度的指标。

于第一实施例中是以参考值组为RSSI值作为例子说明。当通讯单元30接收到来自天线102、103的无线信号后，即会自天线102的无线信号中取得第一RSSI值(即第一参考值组)与自天线103的无线信号中取得第二RSSI值(即第二参考值组)(步骤S01)。接着，通讯单元30将第一参考值组与第二参考值组传送至控制单元40。接着控制单元40判断第一参考值组与第二参考值组是否有任一者低于告警阈值(如图6的步骤S021、S022)。亦即控制单元40判断第一参考值组(例如第一RSSI值＝-85dBm)与预设的告警阈值(例如预设的RSSI值＝-80dBm)的大小。于此实施例中，第一参考值组是小于告警阈值。即表示天线102接收的无线信号的信号强度有变弱的现象。控制单元40会生成重启指令(步骤S03)。接着控制单元40将重启指令传送至切换单元20。切换单元20则根据重启指令将各切换器21均切换为导通状态(步骤S031)(如图3所示)。接着，控制单元40即能自通讯单元30接收各天线10的对应的回传值(RSSI值)(步骤S032)，并且将各回传值进行排序。并根据排序结果选择最高数值的回传值所对应的切换器21(此实施例为切换器211、214)(如图4所示)而生成选择指令(步骤S033)。因此，切换单元20则根据选择指令将切换器211、214维持导通状态，并且将切换器212、213、215切换为断路状态(如图4所示)(步骤S034)。反之，控制单元40判断第一参考值组与第二参考值组均和告警阈值是符合预期时，则控制单元40不输出重启指令。如此即可让天线系统维持良好的无线传输的品质，能进一步让使用者能保持其良好的使用感受。

在一实施例中，当控制单元40判断第一参考值组(例如第一RSSI值＝-75dBm)大于告警阈值，其判断结果是符合预期。接着控制单元会将第二参考值组(例如第二RSSI值＝-85dBm)与告警阈值(例如预设的RSSI值＝-80dBm)进行比较判断第二参考值组是否符合预期(如图6的步骤S022)。于此实施例中，因第二参考值组与告警阈值的判断结果为不符合预期，则控制单元40会输出重启指令至切换单元20，以重启切换单元20(如图6的步骤S03)。切换单元20则根据重启指令将各切换器21均切换为导通状态(如图3所示)，并接收各天线10的对应的回传值(RSSI值)以进行排序。并能藉此生成对应的选择指令以驱动对应的切换器21为导通状态与断路状态。

其中，判断参考值组与告警阈值的顺序于本发明中并非为限制。意即可以先判断第二参考值组与告警阈值是否符合预期，再来判断第一参考值组与告警阈值是否符合预期。

请参阅图1及2A，在一实施例中，参考值组包含前参考值及后参考值，告警阈值可以为信号强度的一降幅程度。以第一实施例为例，告警阈值可以是RSSI值的降幅程度。也就是说，控制单元40会在第一时间点(较早的时间点)取得导通状态的切换器212所对应的天线102的RSSI值(即前参考值＝-69dBm)，并在第二时间点(较晚的时间点)取得同个导通状态的切换器212所对应的天线102的RSSI值(即后参考值＝-75dBm)。接着，计算出前参考值与后参考值的一差值(例如:将后参考值减去前参考值所得的差值)，并将此差值来与告警阈值比较判断是否符合预期。例如预设的告警阈值为-5(即预设RSSI降幅程度为5)。当前参考值与后参考值的差值(例如:差值为-6)小于告警阈值时(表示天线102的RSSI值降幅程度超过5)，即表示天线102接收的无线信号的信号强度有变弱的现象。因此控制单元40随即输出重启指令，以对切换单元20进行重启。

在一实施例中，当通讯单元30接收的参考值组为无线信号的Ping值时，其可以为判断各参考值组与告警阈值之间是否符合预期。也就是说，控制单元40判断各Ping值中的任一者是大于告警阈值时，则生成重启指令。反之，当判断各Ping值是小于或等于告警阈值时，则表示对应于导通状态的切换器21的天线10是具有良好的无线传输的品质，能进一步让使用者能保持其良好的使用感受。再于一些实施例中，其他关于信号强度的判断方式也如同上述，于此不再赘述。

在一实施例中，在切换单元20重启过程中，控制单元40所接收各天线10的回传值(例如:RSSI值)与告警阈值相比均不符告预期时，为了让天线系统能够继续进行通讯，还是会从所有不符合预期的回传值中选取有较佳回传值的天线10进行通讯，如此会导致切换单元20一直被重启的问题。

因此，当切换单元20连续重启数次(例如:3次)中每次控制单元40所接收到的各天线10的回传值(RSSI值)与告警阈值相比均不符告预期，则会启动一告警阈值调整程序。

在一实施例中，告警阈值调整程序为控制单元40将告警阈值调整为各天线10的回传值中的最佳回传值，或是将告警阈值调整为此最佳回传值少一个差值(例如:差值为5，意即降低告警阈值)，以避免在当下环境所有天线10与告警阈值相比皆不符合预期，而导致切换单元20不断重启，造成不必要的系统负载。

请参阅图1及2A，在一实施例中，通讯单元30将自所接收的无线信号中撷取的天线102的连线时间作为参考值组。亦即天线102传输无线信号期间称为连线时间。在此实施例中，控制单元40会设定一预设连线时间作为告警阈值。接着，控制单元30比较此连线时间是否与预设连线时间相符(即步骤S02)，当连线时间小于预设连线时间时，则输出重启指令(即步骤S03)。在此实施例中，当天线102发生瞬断或者异常而导致连线时间突然有缩减的情况时，即可能表示天线102的无线通讯品质不佳，故藉此重新启动切换单元20来选择无线通讯品质较好的天线，以让使用者能保持良好的使用感受。

请再次参阅图1，控制单元40还包含有感测模组41，感测模组41包含一定位元件411，能用以与全球定位系统(GPS；Global Positioning System)进行通讯以取得当前定位信息做为参考值组。在此实施例中，控制单元40会将前次定位信息设为告警阈值，并将当前定位信息与前次定位信息进行比较。若当前定位信息与前次定位信息不同(即表示参考值组不符合预期)，则判断天线系统有被移动位置。如此，控制单元40即会产生重启指令，重启切换单元20。

于一实施例中，感测模组41包含重力感测元件412，能感测天线系统是否有发生翻转、移动、角度变化或其他等任意变动的动态变化，以产生一当前重力感测信息作为一系统状态参考值。在此实施例中，控制单元40会将前次重力感测信息设为告警阈值，并将当前重力感测信息与前次重力感测信息进行比较。若当前重力感测信息与前次重力感测信息不同(即表示系统状态参考值不符合预期)，则判断天线系统有发生翻转、移动、角度变化或其他等任意变动的动态变化。如此，控制单元40即会产生重启指令，重启切换单元20。

在一实施例中，重力感测元件412可以为重力感测器(G-Sensor)、陀螺仪或其组合，本发明并非以此为限制。

依据上述实施例，通过各天线10的参考值组与告警阈值的比较是否符合预期，而能进一步地重启切换单元20，以驱动各切换器21重新变更为断路状态或导通状态。藉此能随时以适合的各天线10来维持适当的辐射场型，如此能随时保持良好的无线传输的品质，以进一步能让使用者能保持其使用的感受。再者，更通过智能地变更告警阈值，以更能精确的切换各切换器21而使用者获得更佳的使用感受。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。

Claims (16)

1.一种天线系统，其特征在于，包含有：

多个天线；

切换单元，具有多个切换器，各上述这些切换器与所对应的上述天线间为导通状态或断路状态；

通讯单元，连接上述切换单元的各上述切换器，以通过上述这些切换器与上述这些天线耦接，上述通讯单元自为上述导通状态的上述切换器接收所对应的上述天线的参考值组；以及

控制单元，连接上述切换单元与上述通讯单元，上述控制单元自上述通讯单元接收上述参考值组，并将上述参考值组与告警阈值进行比较，以判断上述参考值组是否符合预期，当上述参考值组不符合预期时，输出重启指令以重启上述切换单元；

其中，上述参考值组为分别对应的上述天线的连线时间，上述告警阈值为预设连线时间，上述控制单元将上述连线时间与上述预设连线时间进行比较判断上述连线时间是否相符，当判断上述连线时间不符合预期时产生上述重启指令。

2.根据权利要求1中所述的天线系统，其特征在于，其中当上述切换单元被重启时，将上述这些切换器皆切换为上述导通状态，上述控制单元接收各上述这些天线的回传值，并依据上述这些回传值中较佳的至少一者产生选择指令并传送至上述切换单元，上述切换单元依据上述选择指令选择对应的上述切换器并维持上述切换器的上述导通状态，且将其余的上述这些切换器切换为上述断路状态。

3.根据权利要求2中所述的天线系统，其特征在于，其中当上述切换单元被重启时，上述控制单元对上述这些回传值进行排序，以产生排序结果，并根据上述排序结果选出上述这些回传值中排序较前的至少一者产生对应的上述选择指令。

4.根据权利要求2中所述的天线系统，其特征在于，其中当上述切换单元被连续重启数次中每次上述控制单元所接收到的各上述这些天线的上述回传值与上述告警阈值相比均不符预期时，则启动告警阈值调整程序。

5.根据权利要求1中所述的天线系统，其特征在于，其中上述控制单元更包含定位元件，上述定位元件与全球定位系统通讯以取得当前定位信息做为上述参考值组，上述控制单元将前次定位信息设为上述告警阈值，并将上述当前定位信息与上述前次定位信息进行比较，当上述当前定位信息与上述前次定位信息不同时，产生上述重启指令。

6.根据权利要求1中所述的天线系统，其特征在于，其中上述控制单元更包含重力感测元件，上述重力感测元件感测天线系统的动态变化以产生当前重力感测信息作为系统状态参考值，上述控制单元将前次重力感测信息设为上述告警阈值，并将上述当前重力感测信息与上述前次重力感测信息进行比较，当上述当前重力感测信息与上述前次重力感测信息不同，产生上述重启指令。

7.根据权利要求1中所述的天线系统，其特征在于，其中上述参考值组包含前参考值与后参考值，上述告警阈值为对应上述参考值组的降幅程度，上述控制单元于第一时间取得上述前参考值，上述控制单元于第二时间取得上述后参考值，上述控制单元计算上述前参考值与上述后参考值的差值后，将上述差值与上述告警阈值进行比较判断上述差值是否符合预期，当判断上述差值不符合预期时产生上述重启指令。

8.根据权利要求1中所述的天线系统，其特征在于，其中上述控制单元预设有多个重启时间点，上述控制单元会于上述这些重启时间点输出上述重启指令，其中随着上述天线系统的待机时间变长，上述这些重启时间点间的时间间隔为指数时间间隔方式或倍数时间间隔方式增加。

9.一种天线系统的重启方法，其特征在于，包括：

通过通讯单元接收来自切换单元中为导通状态的至少一切换器所对应的天线的一参考值组；

通过控制单元将上述参考值组与告警阈值进行比较，以判断上述参考值组是否符合预期；

当上述参考值组不符合预期时，上述控制单元输出重启指令重启上述切换单元；

其中,上述控制单元更包含有多个重启时间点，于上述这些重启时间点输出上述重启指令；以及

于待机时间变长，以指数时间间隔方式或倍数时间间隔方式增加上述这些重启时间点。

10.根据权利要求9中所述的天线系统的重启方法，其特征在于，其中上述重启上述切换单元的步骤更包含：

切换上述切换单元中所有的上述这些切换器为上述导通状态；

接收各上述这些天线的回传值；

依据各上述这些回传值中较佳的至少一者产生选择指令并传送至上述切换单元；以及

依据上述选择指令选择对应的上述切换器并维持为上述导通状态，且将其余的上述这些切换器切换为断路状态。

11.根据权利要求10中所述的天线系统的重启方法，其特征在于，其中上述依据各上述这些回传值中较佳的至少一者产生选择指令并传送至上述切换单元的步骤更包含：

排序上述这些回传值以产生排序结果；以及

依据上述排序结果选出上述这些回传值中排序较前的至少一者产生对应的上述选择指令。

12.根据权利要求10中所述的天线系统的重启方法，其特征在于，更包含：于上述切换单元被连续重启数次中，每次上述控制单元判断各上述这些天线的上述回传值与上述告警阈值不符合预期，启动告警阈值调整程序。

13.根据权利要求9所述的天线系统的重启方法，其特征在于，其中上述参考值组包含前参考值与后参考值，上述重启方法更包含：

于第一时间取得上述前参考值；

于第二时间取得上述后参考值；

计算上述后参考值与上述前参考值的差值；以及

将上述差值与上述告警阈值比较，当上述差值不符合预期时输出上述重启指令重启上述切换单元；

其中，上述告警阈值是对应于上述参考值的降幅程度。

14.根据权利要求9所述的天线系统的重启方法，其特征在于，其中上述参考值组包含当前定位信息以及上述告警阈值为前次定位信息，上述重启方法更包含：

取得上述当前定位信息；以及

比较上述当前定位信息与上述前次定位信息；

其中，当上述当前定位信息与上述前次定位信息不同时，输出上述重启指令重启上述切换单元。

15.根据权利要求9所述的天线系统的重启方法，其特征在于，其中上述参考值组包含当前重力感测信息以及上述告警阈值为前次重力感测信息，上述重启方法更包含：

取得上述当前重力感测信息；以及

比较上述当前重力感测信息与上述前次重力感测信息；

其中，当上述当前重力感测信息与上述前次重力感测信息不同时，输出上述重启指令重启上述切换单元。

16.根据权利要求9所述的天线系统的重启方法，其特征在于，其中上述参考值组为所对应的上述天线的连线时间，上述告警阈值为预设连线时间，上述重启方法更包含：

接收为上述导通状态的上述切换器所对应的天线的上述连线时间；以及

将上述连线时间与上述预设连线时间进行比较判断上述连线时间是否符合预期；

其中，当上述连线时间不符合预期时，输出上述重启指令重启上述切换单元。

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