CN111525281A - 一种智能天线装置 - Google Patents

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CN111525281A CN202010264253.5A CN202010264253A CN111525281A CN 111525281 A CN111525281 A CN 111525281A CN 202010264253 A CN202010264253 A CN 202010264253A CN 111525281 A CN111525281 A CN 111525281A
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Abstract

本发明公开了一种智能天线装置，包括接口单元、天线控制单元和天线单元；所述天线单元包括一个全向天线和N个定向天线，天线、天线扇区及天线状态一一对应，且N个定向天线的天线扇区共同组成360°全覆盖的扇区，N>0；所述接口单元通过所述天线控制单元与所述天线单元连接；其中：所述接口单元用于连接网络设备；所述天线控制单元用于根据接收到的网络设备与无线设备之间传输的无线信号控制切换所述天线单元的天线状态。采用本发明的技术方案能够提高无线性能，并且与网络设备本身解耦，无需网络设备参与管理控制。

Description

一种智能天线装置
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种智能天线装置。
背景技术
目前，市面上的大多数的无线网络设备(例如Router/AP)所使用(搭配)的天线一般为全向天线或定向天线，其中，全向天线虽然能覆盖较广的范围，但距离有限，且用户在实际使用中存在一定的无效覆盖范围；定向天线虽然能增强定向区域的覆盖，但也可能存在因无线设备(例如STA)处于非定向区域，导致STA无法接入AP的问题，因此，无线性能较差；另外，现有技术中常用的天线与AP本身不解耦，，需要AP提供额外的管理控制。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种智能天线装置，能够提高无线性能，并且与网络设备本身解耦，无需网络设备参与管理控制。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种智能天线装置，包括接口单元、天线控制单元和天线单元；所述天线单元包括一个全向天线和N个定向天线，天线、天线扇区及天线状态一一对应，且N个定向天线的天线扇区共同组成360°全覆盖的扇区，N>0；所述接口单元通过所述天线控制单元与所述天线单元连接；其中：
所述接口单元用于连接网络设备；
所述天线控制单元用于根据接收到的网络设备与无线设备之间传输的无线信号控制切换所述天线单元的天线状态。
进一步地，所述天线控制单元包括无线信号处理模块和天线控制模块；其中：
所述无线信号处理模块用于通过监听无线信号判断是否传输数据，并在判定传输数据时，根据目标无线设备的目标MAC地址判断预设的天线状态索引表中是否存在所述目标MAC地址对应的最优RSSI条目；若不存在，则建立所述目标MAC地址对应的最优RSSI条目，以根据建立的最优RSSI条目生成相应的天线控制信号并传输至所述天线控制模块；若存在，则根据所述目标MAC地址对应的最优RSSI条目生成相应的天线控制信号并传输至所述天线控制模块；
所述天线控制模块用于根据接收到的天线控制信号控制切换所述天线单元的天线状态；
所述无线信号处理模块还用于根据切换后的天线状态与所述目标无线设备进行数据传输；
其中，所述天线状态索引表中包括若干个最优RSSI条目，且每一个最优RSSI条目均表示无线设备的MAC地址、最优RSSI值及天线状态之间的对应关系。
进一步地，所述无线信号处理模块具体用于通过以下步骤建立所述目标MAC地址对应的最优RSSI条目：
通过所述天线控制模块依次控制切换所述天线单元的天线状态，在第i个天线状态Si下获取所述目标无线设备发出的无线信号的所述目标MAC地址、目的地址及其对应的RSSIi值；其中，i＝0，1，2，···，N；
判断所述目的MAC地址是否为所述智能天线装置连接的网络设备的MAC地址；
若是，则对应记录所述目标MAC地址、RSSIi值及天线状态Si；
根据记录的所述目标无线设备在每一个天线状态下所对应的RSSI值比较获得最优RSSI值及其对应的天线状态；
将所述目标MAC地址、比较获得的最优RSSI值及其对应的天线状态对应存储到所述天线状态索引表中。
进一步地，所述无线信号处理模块在根据切换后的天线状态与所述目标无线设备进行数据传输之前，还用于：
判断切换后的天线状态所对应的最优RSSI值与所述目标无线设备当前发出的无线信号的实际RSSI值之间的RSSI差值是否在预设的波动范围阈值之内；
若否，则对所述目标无线设备进行跟踪定位，并建立所述目标MAC地址对应的新的最优RSSI条目以更新所述天线状态索引表，根据所述新的最优RSSI条目生成相应的天线控制信号并传输至所述天线控制模块，并继续判断相应的RSSI差值是否在所述波动范围阈值之内，直至判定结果为是为止；
若是，则根据切换后的天线状态与所述目标无线设备进行数据传输。
进一步地，所述无线信号处理模块具体用于通过以下步骤对所述目标无线设备进行跟踪定位：
通过所述天线控制模块控制切换所述天线单元的天线状态为全向天线状态，获取所述目标无线设备当前发出的无线信号的第一参数指标；
通过所述天线控制模块控制切换所述天线单元的天线状态为定向天线状态，获取所述目标无线设备当前发出的无线信号的第二参数指标；
根据所述第一参数指标、所述第二参数指标和预设的参数指标查询表获取所述目标无线设备所处的天线扇区的位置；其中，所述参数指标查询表中包括若干组参数指标，且每一组参数指标均包括一个通过全向天线相应获取的全向参数指标和一个通过定向天线相应获取的定向参数指标。
进一步地，所述无线信号处理模块具体用于：
将所述第一参数指标、所述第二参数指标和所述参数指标查询表中的每一组参数指标进行比较；
当目标组参数指标与所述第一参数指标、所述第二参数指标对应相等时，确定所述目标无线设备处于所述目标组参数指标所对应的定向天线的天线扇区内；其中，所述目标组参数指标为所述参数指标查询表中的任一组参数指标；
当所述目标组参数指标与所述第一参数指标、所述第二参数指标对应不相等时，分别计算所述目标组参数指标中的全向天线指标与所述第一参数指标的第一差值、定向天线指标与所述第二参数指标的第二差值；
比较所述第一差值与所述第二差值的大小；
当所述第一差值与所述第二差值相等时，确定所述目标无线设备处于所述目标组参数指标所对应的定向天线的天线扇区内；
当所述第一差值与所述第二差值不相等时，确定所述目标无线设备不处于所述目标组参数指标所对应的定向天线的天线扇区内。
进一步地，所述无线信号处理模块具体用于通过以下步骤预先获取所述参数指标查询表：
在每一个定向天线的天线扇区内设置至少一个测量标定点；
分别获取校准无线设备在每一个测量标定点发出的无线信号的每一组参数指标；
根据每一个测量标定点所处的天线扇区以及对应获得的每一组参数指标获得所述参数指标查询表。
进一步地，所述天线控制单元还包括与所述无线信号处理模块连接的存储模块；所述存储模块用于存储所述天线状态索引表。
进一步地，所述无线信号处理模块包括无线处理芯片和微处理器；所述天线控制模块包括串/并转换锁存器。
进一步地，所述天线控制单元还包括第一定向耦合器、第二定向耦合器和低噪声放大器；所述第一定向耦合器连接于所述接口单元和所述无线信号处理模块之间，所述第二定向耦合器连接于所述天线单元和所述低噪声放大器之间，所述低噪声放大器连接于所述第二定向耦合器和所述无线信号处理模块之间。
与现有技术相比，本发明实施例提供了一种智能天线装置，包括接口单元、天线控制单元和天线单元；天线单元包括一个全向天线和N个定向天线，天线、天线扇区及天线状态一一对应，且N个定向天线的天线扇区共同组成360°全覆盖的扇区，N>0；接口单元通过天线控制单元与天线单元连接；其中：接口单元用于连接网络设备；天线控制单元用于根据接收到的网络设备与无线设备之间传输的无线信号控制切换天线单元的天线状态；本发明实施例能够提高无线性能，并且与网络设备本身解耦，无需网络设备参与管理控制。
附图说明
图1是本发明提供的一种智能天线装置的一个优选实施例的结构框图；
图2是本发明提供的一种智能天线装置的另一个优选实施例的结构框图；
图3是本发明提供的一种智能天线装置的又一个优选实施例的结构框图。
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楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本技术领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种智能天线装置，参见图1所示，是本发明提供的一种智能天线装置的一个优选实施例的结构框图，所述装置包括接口单元100、天线控制单元200和天线单元300；所述天线单元300包括一个全向天线和N个定向天线，天线、天线扇区及天线状态一一对应，且N个定向天线的天线扇区共同组成360°全覆盖的扇区，N>0；所述接口单元100通过所述天线控制单元200与所述天线单元300连接；其中：
所述接口单元100用于连接网络设备；
所述天线控制单元200用于根据接收到的网络设备与无线设备之间传输的无线信号控制切换所述天线单元300的天线状态。
具体的，智能天线装置的天线单元300包括一个全向天线和N个定向天线，每一个天线对应一个天线扇区以及一个天线状态，相应的，一个全向天线对应一个全向天线扇区以及一个全向天线状态，N个定向天线对应N个定向天线扇区以及N个定向天线状态，天线、天线扇区及天线状态之间具有一一对应的关系，且N个定向天线的定向天线扇区共同组成360°全覆盖的扇区(相邻定向天线扇区之间可以有重叠部分)；在实际应用中，智能天线装置通过接口单元100与网络设备(例如AP)连接，智能天线装置的天线控制单元200根据接收到的网络设备与无线设备之间(例如AP与STA之间)传输的无线信号控制切换天线单元300的天线状态；通过切换智能天线装置的天线状态，能够实现安装了该智能天线装置的网络设备的无线通信通道的更换，以达到最佳信号强度传输。
参见图2所示，是本发明提供的一种智能天线装置的另一个优选实施例的结构框图，在另一个优选实施例中，所述天线控制单元200包括无线信号处理模块201和天线控制模块202；其中：
所述无线信号处理模块201用于通过监听无线信号判断是否传输数据，并在判定传输数据时，根据目标无线设备的目标MAC地址判断预设的天线状态索引表中是否存在所述目标MAC地址对应的最优RSSI条目；若不存在，则建立所述目标MAC地址对应的最优RSSI条目，以根据建立的最优RSSI条目生成相应的天线控制信号并传输至所述天线控制模块202；若存在，则根据所述目标MAC地址对应的最优RSSI条目生成相应的天线控制信号并传输至所述天线控制模块202；
所述天线控制模块202用于根据接收到的天线控制信号控制切换所述天线单元300的天线状态；
所述无线信号处理模块201还用于根据切换后的天线状态与所述目标无线设备进行数据传输；
其中，所述天线状态索引表中包括若干个最优RSSI条目，且每一个最优RSSI条目均表示无线设备的MAC地址、最优RSSI值及天线状态之间的对应关系。
具体的结合上述实施例，预先设置的天线状态索引表中包括若干个最优RSSI条目，且每一个最优RSSI条目均表示一个无线设备的MAC地址、最优RSSI值及天线状态之间的一一对应的对应关系；在具体的工作过程中，无线信号处理模块201通过监听无线信号以判断网络设备是否与接入的无线设备传输数据，当判定需要与目标无线设备传输数据时，无线信号处理模块201根据目标无线设备的目标MAC地址判断预先设置的天线状态索引表中是否存在目标MAC地址所对应的最优RSSI条目，若不存在，则建立目标MAC地址对应的最优RSSI条目，以根据建立的最优RSSI条目生成相应的天线控制信号，并将生成的天线控制信号传输至天线控制模块202；若存在，则直接根据已经存在的目标MAC地址对应的最优RSSI条目生成相应的天线控制信号，并将生成的天线控制信号传输至天线控制模块202；天线控制模块202根据接收到的天线控制信号控制切换天线单元300的天线状态；无线信号处理模块201根据切换后的天线状态与目标无线设备进行数据传输。
可以理解的，当判定网络设备不需要与接入的无线设备传输数据时，保持天线状态不变；在数据传输过程中，无线信号处理模块201也会不断检测判断数据传输过程是否结束，若未结束，则保持天线状态不变，若结束，则通过天线控制模块202控制天线状态切换到默认天线状态(一般将全向天线状态作为默认天线状态)。
在又一个优选实施例中，所述无线信号处理模块201具体用于通过以下步骤建立所述目标MAC地址对应的最优RSSI条目：
通过所述天线控制模块202依次控制切换所述天线单元300的天线状态，在第i个天线状态Si下获取所述目标无线设备发出的无线信号的所述目标MAC地址、目的地址及其对应的RSSIi值；其中，i＝0，1，2，···，N；
判断所述目的MAC地址是否为所述智能天线装置连接的网络设备的MAC地址；
若是，则对应记录所述目标MAC地址、RSSIi值及天线状态Si；
根据记录的所述目标无线设备在每一个天线状态下所对应的RSSI值比较获得最优RSSI值及其对应的天线状态；
将所述目标MAC地址、比较获得的最优RSSI值及其对应的天线状态对应存储到所述天线状态索引表中。
具体的，结合上述实施例，无线信号处理模块201通过向天线控制模块202发送控制信号依次控制切换天线单元300的天线状态，在切换到第i(i＝0，2，···，N)个天线状态Si时，无线信号处理模块201通过解析获得接入网络设备的目标无线设备发出的无线信号的目标MAC地址、目的MAC地址及其对应的RSSIi值，并判断获得的目的MAC地址是否为智能天线装置所连接的网络设备的MAC地址，若是，则对应记录目标MAC地址、RSSIi值及其对应的天线状态Si，相应的，无线信号处理模块201获取并记录目标无线设备在每一个天线状态下所对应的RSSI值及其对应的天线状态，并根据记录的目标无线设备在每一个天线状态下所对应的RSSI值比较获得其中的最优RSSI值及与最优RSSI值所对应的天线状态，从而建立目标MAC地址、比较获得的最优RSSI值及其对应的天线状态之间的一一对应关系，相应获得目标MAC地址对应的最优RSSI条目，并将该最优RSSI条目存储到天线状态索引表中；可以理解的，若判定结果为否，则直接丢弃，不做进一步处理。
需要说明的是，预先设置的天线状态索引表中的每一个最优RSSI条目的建立方法与本实施例原理相同，这里不再赘述。
在又一个优选实施例中，所述无线信号处理模块201在根据切换后的天线状态与所述目标无线设备进行数据传输之前，还用于：
判断切换后的天线状态所对应的最优RSSI值与所述目标无线设备当前发出的无线信号的实际RSSI值之间的RSSI差值是否在预设的波动范围阈值之内；
若否，则对所述目标无线设备进行跟踪定位，并建立所述目标MAC地址对应的新的最优RSSI条目以更新所述天线状态索引表，根据所述新的最优RSSI条目生成相应的天线控制信号并传输至所述天线控制模块202，并继续判断相应的RSSI差值是否在所述波动范围阈值之内，直至判定结果为是为止；
若是，则根据切换后的天线状态与所述目标无线设备进行数据传输。
具体的，结合上述实施例，在通过天线控制模块202根据接收到的天线控制信号切换天线单元300的天线状态之后，有一个对应的最优RSSI值，目标无线设备在与网络设备进行无线信号传输时，也有一个对应的实际RSSI值，无线信号处理模块201判断切换后的天线状态所对应的最优RSSI值与目标无线设备当前发出的无线信号的实际RSSI值之间的RSSI差值是否在预设的波动范围阈值之内，即是否满足|RSSI最优-RSSI实际|<ΔR(ΔR为RSSI值的正常波动的范围值)；若否，说明目标无线设备发生状态或位置的变化，则对目标无线设备进行跟踪定位，根据目标无线设备的新的状态或位置建立目标MAC地址所对应的新的最优RSSI条目，并根据新的最优RSSI条目更新天线状态索引表中的相应内容，接着根据新的最优RSSI条目生成相应的天线控制信号，并将生成的天线控制信号传输至天线控制模块202，使得天线控制模块202根据接收到的天线控制信号控制切换天线单元300的天线状态，并继续判断相应的RSSI差值是否在波动范围阈值之内，直至判定结果为是为止；若是，则直接根据切换后的天线状态与目标无线设备进行数据传输。
在又一个优选实施例中，所述无线信号处理模块201具体用于通过以下步骤对所述目标无线设备进行跟踪定位：
通过所述天线控制模块202控制切换所述天线单元300的天线状态为全向天线状态，获取所述目标无线设备当前发出的无线信号的第一参数指标；
通过所述天线控制模块202控制切换所述天线单元300的天线状态为定向天线状态，获取所述目标无线设备当前发出的无线信号的第二参数指标；
根据所述第一参数指标、所述第二参数指标和预设的参数指标查询表获取所述目标无线设备所处的天线扇区的位置；其中，所述参数指标查询表中包括若干组参数指标，且每一组参数指标均包括一个通过全向天线相应获取的全向参数指标和一个通过定向天线相应获取的定向参数指标。
具体的，结合上述实施例，预先设置的参数指标查询表中包括若干组参数指标，且每一组参数指标均包括一个通过全向天线相应获取的全向参数指标和一个通过定向天线相应获取的定向参数指标；无线信号处理模块201在对目标无线设备进行跟踪定位时，通过天线控制模块202控制切换天线单元300的天线状态为全向天线状态，接收目标无线设备当前发出的无线信号，对全向天线接收到的无线信号进行解析，相应获取无线信号对应的第一参数指标；通过天线控制模块202控制切换天线单元300的天线状态为任意一个定向天线状态，接收目标无线设备当前发出的无线信号，对定向天线接收到的无线信号进行解析，相应获取无线信号对应的第二参数指标；根据获得的第一参数指标、第二参数指标和预先设置的参数指标查询表获取目标无线设备所处的天线扇区的位置，从而实现对目标无线设备的跟踪定位。
作为上述方案的改进，所述无线信号处理模块201具体用于：
将所述第一参数指标、所述第二参数指标和所述参数指标查询表中的每一组参数指标进行比较；
当目标组参数指标与所述第一参数指标、所述第二参数指标对应相等时，确定所述目标无线设备处于所述目标组参数指标所对应的定向天线的天线扇区内；其中，所述目标组参数指标为所述参数指标查询表中的任一组参数指标；
当所述目标组参数指标与所述第一参数指标、所述第二参数指标对应不相等时，分别计算所述目标组参数指标中的全向天线指标与所述第一参数指标的第一差值、定向天线指标与所述第二参数指标的第二差值；
比较所述第一差值与所述第二差值的大小；
当所述第一差值与所述第二差值相等时，确定所述目标无线设备处于所述目标组参数指标所对应的定向天线的天线扇区内；
当所述第一差值与所述第二差值不相等时，确定所述目标无线设备不处于所述目标组参数指标所对应的定向天线的天线扇区内。
具体的，结合上述实施例，无线信号处理模块201在对目标无线设备进行跟踪定位时，将实测获得的第一参数指标和第二参数指标与预先设置的参数指标查询表中的每一组参数指标进行查询比较，即分别将第一参数指标与每一组参数指标中的全向天线指标进行比较，将第二参数指标与对应的每一组参数指标中的定向天线指标进行比较，当查询获得的目标组参数指标(即参数指标查询表中的某一组参数指标)与第一参数指标、第二参数指标对应相等时，确定目标无线设备处于目标组参数指标所对应的定向天线的天线扇区内，当查询获得的目标组参数指标与第一参数指标、第二参数指标对应不相等(即目标组参数指标中的全向参数指标与第一参数指标不相等或/和目标组参数指标中的定向参数指标与第二参数指标不相等)时，分别计算目标组参数指标中的全向天线指标与第一参数指标的第一差值、目标组参数指标中的定向天线指标与第二参数指标的第二差值，比较计算获得的第一差值与第二差值的大小；当第一差值与第二差值相等时，确定目标无线设备处于目标组参数指标所对应的定向天线的天线扇区内，当第一差值与第二差值不相等时，确定目标无线设备不处于目标组参数指标所对应的定向天线的天线扇区内。
可以理解的，无线信号处理模块201通过将第一参数指标和第二参数指标分别与参数指标查询表中的每一组参数指标进行查询比较，相应可以确定无线设备具体处于哪一个定向天线扇区内，从而可以确定无线设备的位置。
作为上述方案的改进，所述无线信号处理模块201具体用于通过以下步骤预先获取所述参数指标查询表：
在每一个定向天线的天线扇区内设置至少一个测量标定点；
分别获取校准无线设备在每一个测量标定点发出的无线信号的每一组参数指标；
根据每一个测量标定点所处的天线扇区以及对应获得的每一组参数指标获得所述参数指标查询表。
具体的，结合上述实施例，参数指标查询表预先通过测试获得，下面以天线单元300的第一个定向天线扇区为例进行具体说明，在第一个定向天线扇区内设置至少一个测量标定点，依次将校准无线设备放置在第一个定向天线扇区的每一个测量标定点，并与该智能天线装置连接的网络设备进行无线通信连接，无线信号处理模块201依次获取并记录校准无线设备在第一个定向天线扇区的每一个测量标定点发出的无线信号的每一组参数指标(包括一个通过全向天线相应获取的全向参数指标和一个通过第一定向天线相应获取的定向参数指标)，可以理解的，其他定向天线扇区采用相同的处理方式，无线信号处理模块201相应得到每一个定向天线扇区以及与每一个定向天线扇区对应的每一组参数指标，将获得的所有定向天线扇区以及对应的每一组参数指标集合在一起，相应获得参数指标查询表。
需要说明的是，测量标定点的数量可以根据实际需要进行设置，为了进一步提高定位精度，测量标定点的数量越多越好，且尽可能密集，使得在每一个定向天线扇区设置的测量标定点能够覆盖对应定向天线扇区的中心、边界、近端和远端等区域。
结合图2所示，在又一个优选实施例中，所述天线控制单元200还包括与所述无线信号处理模块201连接的存储模块203；所述存储模块203用于存储所述天线状态索引表。
可以理解的，结合上述实施例，预先设置的天线状态索引表可以存储在存储模块203中，当需要使用天线状态索引表时，无线信号处理模块201可以直接读取存储模块203中存储的内容。
参见图3所示，是本发明提供的一种智能天线装置的又一个优选实施例的结构框图，在又一个优选实施例中，所述无线信号处理模块201包括无线处理芯片和微处理器；所述天线控制模块202包括串/并转换锁存器。
具体的，结合上述实施例，无线信号处理模块201包括无线处理芯片和微处理器，无线信号处理模块201所执行的技术方案均可以通过无线处理芯片和微处理器进行实现；天线控制模块202包括串/并转换锁存器，天线控制模块202的天线状态切换功能可以通过串/并转换锁存器进行实现，假设串/并转换锁存器具有x个输出逻辑信号，则对应能控制2x中天线状态。
例如，串/并转换锁存器具有3个输出逻辑信号，能控制8中天线状态，串/并转换锁存器的输出逻辑信号与天线状态之间的对应关系如表1所示。
表1
Figure BDA0002441222250000121
Figure BDA0002441222250000131
结合图3所示，在又一个优选实施例中，所述天线控制单元200还包括第一定向耦合器、第二定向耦合器和低噪声放大器；所述第一定向耦合器连接于所述接口单元和所述无线信号处理模块之间，所述第二定向耦合器连接于所述天线单元和所述低噪声放大器之间，所述低噪声放大器连接于所述第二定向耦合器和所述无线信号处理模块之间。
具体的，结合上述实施例，天线控制单元200还包括第一定向耦合器、第二定向耦合器和低噪声放大器，用于对发出的无线信号和接收到的无线信号进行相应处理。
第一定向耦合器接收通过接口单元100(例如图3中的SMA接口)接收到的智能天线装置连接的网络设备发送的第一无线信号，并依次通过第二耦合器和天线单元300将接收到的第一无线信号发送出去，同时，第一定向耦合器将接收到的第一无线信号发送至无线处理芯片进行解调解扰，相应获得第一报文，无线处理芯片将处理后的第一报文发送至微处理器进行报文解析，相应获得报文类型(报文类型具体包括无线设备接入网络设备的握手协商、接入后的数据通信以及按一定时间周期发送的信标等信息)、网络设备的MAC地址以及接入的无线设备的MAC地址，从而获得并记录网络设备的MAC地址、无线设备的MAC地址及其相关行为(例如接入网络设备、数据传输、协商握手等)到与微处理器连接的存储器中。
第二定向耦合器监听天线单元接收到的无线设备发出的第二无线信号，并通过低噪声放大器(LNA)对第二无线信号进行损耗补偿，低噪声放大器将处理后的第二无线信号发送至无线处理芯片进行信号强度检测，相应获得RSSI值，同时，无线处理芯片对LNA处理后的第二无线信号进行解调解扰，相应获得第二报文，无线处理芯片将处理后的第二报文发送至微处理器进行报文解析，相应获得报文类型、源MAC地址以及目的MAC地址，微处理器判断目的MAC地址是否为网络设备的MAC地址，若否，则直接丢弃第二报文，不做进一步处理，若是，则记录相应的源MAC地址及其相关行为到与微处理器连接的存储器中。
需要说明的是，上述实施例中的无线处理芯片、微处理器，LNA、存储器和串/并转换锁存器并不局限为独立器件，也可以是：LNA和无线处理芯片集成为一个器件，无线处理芯片和微处理器集成为一个器件，微处理器和存储器集成为一个器件，微处理器和串/并转换锁存器集成为一个器件，LNA、无线处理芯片和微处理器集成为一个器件，无线处理芯片、微处理器和存储器集成为一个器件，微处理器、存储器和串/并转换锁存器集成为一个器件，无线处理芯片、微处理器和串/并转换锁存器集成为一个器件；LNA、无线处理芯片、微处理器和存储器集成为一个器件，LNA、无线处理芯片、微处理器和串/并转换锁存器集成为一个器件，无线处理芯片、微处理器、存储器和串/并转换锁存器集成为一个器件，LNA、无线处理芯片、微处理器、存储器和串/并转换锁存器集成为一个器件，本发明实施例不作具体限定。
综上，本发明实施例所提供的一种智能天线装置具有以下有益效果：
(1)技术实现不依赖无线设备，与无线设备本身解耦，无需无线设备参与管理控制，可对现有的可拆卸天线或模块的无线设备上直接升级，升级成本代价比较小；
(2)通过天线扇区划分，根据无线设备的位置实时自动切换最佳信号天线状态，能够实现全向覆盖，提高无线性能；
(3)能够提升无线覆盖距离和抗干扰性能，进而提升无线设备间通信的数据吞吐量，并提升用户体验。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能天线装置，其特征在于，包括接口单元、天线控制单元和天线单元；所述天线单元包括一个全向天线和N个定向天线，天线、天线扇区及天线状态一一对应，且N个定向天线的天线扇区共同组成360°全覆盖的扇区，N>0；所述接口单元通过所述天线控制单元与所述天线单元连接；其中：
所述接口单元用于连接网络设备；
所述天线控制单元用于根据接收到的网络设备与无线设备之间传输的无线信号控制切换所述天线单元的天线状态。
2.如权利要求1所述的智能天线装置，其特征在于，所述天线控制单元包括无线信号处理模块和天线控制模块；其中：
所述无线信号处理模块用于通过监听无线信号判断是否传输数据，并在判定传输数据时，根据目标无线设备的目标MAC地址判断预设的天线状态索引表中是否存在所述目标MAC地址对应的最优RSSI条目；若不存在，则建立所述目标MAC地址对应的最优RSSI条目，以根据建立的最优RSSI条目生成相应的天线控制信号并传输至所述天线控制模块；若存在，则根据所述目标MAC地址对应的最优RSSI条目生成相应的天线控制信号并传输至所述天线控制模块；
所述天线控制模块用于根据接收到的天线控制信号控制切换所述天线单元的天线状态；
所述无线信号处理模块还用于根据切换后的天线状态与所述目标无线设备进行数据传输；
其中，所述天线状态索引表中包括若干个最优RSSI条目，且每一个最优RSSI条目均表示无线设备的MAC地址、最优RSSI值及天线状态之间的对应关系。
3.如权利要求2所述的智能天线装置，其特征在于，所述无线信号处理模块具体用于通过以下步骤建立所述目标MAC地址对应的最优RSSI条目：
通过所述天线控制模块依次控制切换所述天线单元的天线状态，在第i个天线状态Si下获取所述目标无线设备发出的无线信号的所述目标MAC地址、目的地址及其对应的RSSIi值；其中，i＝0，1，2，···，N；
判断所述目的MAC地址是否为所述智能天线装置连接的网络设备的MAC地址；
若是，则对应记录所述目标MAC地址、RSSIi值及天线状态Si；
根据记录的所述目标无线设备在每一个天线状态下所对应的RSSI值比较获得最优RSSI值及其对应的天线状态；
将所述目标MAC地址、比较获得的最优RSSI值及其对应的天线状态对应存储到所述天线状态索引表中。
4.如权利要求2所述的智能天线装置，其特征在于，所述无线信号处理模块在根据切换后的天线状态与所述目标无线设备进行数据传输之前，还用于：
判断切换后的天线状态所对应的最优RSSI值与所述目标无线设备当前发出的无线信号的实际RSSI值之间的RSSI差值是否在预设的波动范围阈值之内；
若否，则对所述目标无线设备进行跟踪定位，并建立所述目标MAC地址对应的新的最优RSSI条目以更新所述天线状态索引表，根据所述新的最优RSSI条目生成相应的天线控制信号并传输至所述天线控制模块，并继续判断相应的RSSI差值是否在所述波动范围阈值之内，直至判定结果为是为止；
若是，则根据切换后的天线状态与所述目标无线设备进行数据传输。
5.如权利要求4所述的智能天线装置，其特征在于，所述无线信号处理模块具体用于通过以下步骤对所述目标无线设备进行跟踪定位：
通过所述天线控制模块控制切换所述天线单元的天线状态为全向天线状态，获取所述目标无线设备当前发出的无线信号的第一参数指标；
通过所述天线控制模块控制切换所述天线单元的天线状态为定向天线状态，获取所述目标无线设备当前发出的无线信号的第二参数指标；
根据所述第一参数指标、所述第二参数指标和预设的参数指标查询表获取所述目标无线设备所处的天线扇区的位置；其中，所述参数指标查询表中包括若干组参数指标，且每一组参数指标均包括一个通过全向天线相应获取的全向参数指标和一个通过定向天线相应获取的定向参数指标。
6.如权利要求5所述的智能天线装置，其特征在于，所述无线信号处理模块具体用于：
将所述第一参数指标、所述第二参数指标和所述参数指标查询表中的每一组参数指标进行比较；
当目标组参数指标与所述第一参数指标、所述第二参数指标对应相等时，确定所述目标无线设备处于所述目标组参数指标所对应的定向天线的天线扇区内；其中，所述目标组参数指标为所述参数指标查询表中的任一组参数指标；
当所述目标组参数指标与所述第一参数指标、所述第二参数指标对应不相等时，分别计算所述目标组参数指标中的全向天线指标与所述第一参数指标的第一差值、定向天线指标与所述第二参数指标的第二差值；
比较所述第一差值与所述第二差值的大小；
当所述第一差值与所述第二差值相等时，确定所述目标无线设备处于所述目标组参数指标所对应的定向天线的天线扇区内；
当所述第一差值与所述第二差值不相等时，确定所述目标无线设备不处于所述目标组参数指标所对应的定向天线的天线扇区内。
7.如权利要求5所述的智能天线装置，其特征在于，所述无线信号处理模块具体用于通过以下步骤预先获取所述参数指标查询表：
在每一个定向天线的天线扇区内设置至少一个测量标定点；
分别获取校准无线设备在每一个测量标定点发出的无线信号的每一组参数指标；
根据每一个测量标定点所处的天线扇区以及对应获得的每一组参数指标获得所述参数指标查询表。
8.如权利要求2～7任一项所述的智能天线装置，其特征在于，所述天线控制单元还包括与所述无线信号处理模块连接的存储模块；所述存储模块用于存储所述天线状态索引表。
9.如权利要求2～7任一项所述的智能天线装置，其特征在于，所述无线信号处理模块包括无线处理芯片和微处理器；所述天线控制模块包括串/并转换锁存器。
10.如权利要求2～7任一项所述的智能天线装置，其特征在于，所述天线控制单元还包括第一定向耦合器、第二定向耦合器和低噪声放大器；所述第一定向耦合器连接于所述接口单元和所述无线信号处理模块之间，所述第二定向耦合器连接于所述天线单元和所述低噪声放大器之间，所述低噪声放大器连接于所述第二定向耦合器和所述无线信号处理模块之间。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117394028A (zh) * 2023-11-17 2024-01-12 湖南恒茂信息技术有限公司 一种用于无线组网的智能天线装置及其控制方法

Citations (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2576152A1 (fr) * 1985-01-14 1986-07-18 Applic Rech Electronique Antenne vhf omnidirectionnelle a acces multiples
US20050003865A1 (en) * 2003-07-03 2005-01-06 Roc Lastinger Method and apparatus for high throughput multiple radio sectorized wireless cell
TW200527845A (en) * 2004-02-06 2005-08-16 Interdigital Tech Corp Method and apparatus for transmit power control during beam switching
CN1817053A (zh) * 2003-06-19 2006-08-09 美商智慧财产权授权股份有限公司 以控制图框为基础存取点的天线操控
CN101048944A (zh) * 2004-09-10 2007-10-03 美商内数位科技公司 于无线局域网络中实施智能天线
CN101084666A (zh) * 2004-06-04 2007-12-05 美商内数位科技公司 在wlan中使用智能天线来运行的接入点及其相关方法
CN101461270A (zh) * 2006-06-06 2009-06-17 高通股份有限公司 用于经由定向天线和全向天线进行无线通信的装置和方法
CN101765127A (zh) * 2009-12-14 2010-06-30 西安交通大学 无线局域网基站接入系统及智能定向收发方法
CN202696915U (zh) * 2012-05-14 2013-01-23 成都飞鱼星科技开发有限公司 一种智能型无线路由器
CN203457329U (zh) * 2013-06-26 2014-02-26 成都卓程科技有限公司 一种智能型无线路由器
CN105049560A (zh) * 2015-07-13 2015-11-11 中国计量学院 基于定向天线的手机分集系统及手机
CN205377920U (zh) * 2016-01-21 2016-07-06 湖南省至正电子科技有限公司 一种全向与定向天线混合型无线路由器
CN105959966A (zh) * 2016-04-26 2016-09-21 深圳前海智讯中联科技有限公司 一种多波束选择智能天线通信装置及其通信方法
CN106454872A (zh) * 2016-09-14 2017-02-22 西北工业大学 一种基于定向天线的卫星编队网络信道接入控制方法
CN107046695A (zh) * 2017-04-06 2017-08-15 山东省计算中心（国家超级计算济南中心） 一种低复杂度的高精度单锚节点定位系统与方法
CN107659955A (zh) * 2016-07-26 2018-02-02 财团法人工业技术研究院 基于用户设备反馈控制体验品质的基站、用户设备及方法
CN108092007A (zh) * 2018-01-04 2018-05-29 南京信息工程大学 一种波束切换智能天线
US20180152850A1 (en) * 2016-11-25 2018-05-31 Gmt Co., Ltd. Method for controlling beamforming antenna to enhance transmitting/receiving performance and wireless communication device performing the same in tdma-based wireless communication system
CN207602016U (zh) * 2017-10-17 2018-07-10 深圳市中易腾达科技股份有限公司 一种共享单车无线停车桩
CN207692067U (zh) * 2017-12-26 2018-08-03 南京泰通科技股份有限公司 Gsm-r空口监测设备
CN108834063A (zh) * 2018-05-31 2018-11-16 北京佰才邦技术有限公司 终端调度方法和装置
CN109698716A (zh) * 2019-01-21 2019-04-30 普联技术有限公司 一种智能天线系统的控制方法及系统
CN208939946U (zh) * 2018-09-17 2019-06-04 普联技术有限公司 一种天线收发电路、有源天线及电子设备
US10368252B1 (en) * 2018-01-30 2019-07-30 Cumitek Inc. Electronic device for controlling intelligent antenna module and method for carrying out intelligent fast antenna steering technology (iFAST)
CN110463064A (zh) * 2016-12-09 2019-11-15 瑞典爱立信有限公司 用于分布式大规模mimo的改进天线装置
US20190372618A1 (en) * 2017-10-04 2019-12-05 At&T Intellectual Property I, L.P. Apparatus and methods for processing ultra-wideband electromagnetic waves

Patent Citations (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2576152A1 (fr) * 1985-01-14 1986-07-18 Applic Rech Electronique Antenne vhf omnidirectionnelle a acces multiples
CN1817053A (zh) * 2003-06-19 2006-08-09 美商智慧财产权授权股份有限公司 以控制图框为基础存取点的天线操控
US20050003865A1 (en) * 2003-07-03 2005-01-06 Roc Lastinger Method and apparatus for high throughput multiple radio sectorized wireless cell
TW200527845A (en) * 2004-02-06 2005-08-16 Interdigital Tech Corp Method and apparatus for transmit power control during beam switching
CN101084666A (zh) * 2004-06-04 2007-12-05 美商内数位科技公司 在wlan中使用智能天线来运行的接入点及其相关方法
CN101048944A (zh) * 2004-09-10 2007-10-03 美商内数位科技公司 于无线局域网络中实施智能天线
CN101461270A (zh) * 2006-06-06 2009-06-17 高通股份有限公司 用于经由定向天线和全向天线进行无线通信的装置和方法
CN101765127A (zh) * 2009-12-14 2010-06-30 西安交通大学 无线局域网基站接入系统及智能定向收发方法
CN202696915U (zh) * 2012-05-14 2013-01-23 成都飞鱼星科技开发有限公司 一种智能型无线路由器
CN203457329U (zh) * 2013-06-26 2014-02-26 成都卓程科技有限公司 一种智能型无线路由器
CN105049560A (zh) * 2015-07-13 2015-11-11 中国计量学院 基于定向天线的手机分集系统及手机
CN205377920U (zh) * 2016-01-21 2016-07-06 湖南省至正电子科技有限公司 一种全向与定向天线混合型无线路由器
CN105959966A (zh) * 2016-04-26 2016-09-21 深圳前海智讯中联科技有限公司 一种多波束选择智能天线通信装置及其通信方法
CN107659955A (zh) * 2016-07-26 2018-02-02 财团法人工业技术研究院 基于用户设备反馈控制体验品质的基站、用户设备及方法
CN106454872A (zh) * 2016-09-14 2017-02-22 西北工业大学 一种基于定向天线的卫星编队网络信道接入控制方法
US20180152850A1 (en) * 2016-11-25 2018-05-31 Gmt Co., Ltd. Method for controlling beamforming antenna to enhance transmitting/receiving performance and wireless communication device performing the same in tdma-based wireless communication system
CN110463064A (zh) * 2016-12-09 2019-11-15 瑞典爱立信有限公司 用于分布式大规模mimo的改进天线装置
CN107046695A (zh) * 2017-04-06 2017-08-15 山东省计算中心（国家超级计算济南中心） 一种低复杂度的高精度单锚节点定位系统与方法
US20190372618A1 (en) * 2017-10-04 2019-12-05 At&T Intellectual Property I, L.P. Apparatus and methods for processing ultra-wideband electromagnetic waves
CN207602016U (zh) * 2017-10-17 2018-07-10 深圳市中易腾达科技股份有限公司 一种共享单车无线停车桩
CN207692067U (zh) * 2017-12-26 2018-08-03 南京泰通科技股份有限公司 Gsm-r空口监测设备
CN108092007A (zh) * 2018-01-04 2018-05-29 南京信息工程大学 一种波束切换智能天线
US10368252B1 (en) * 2018-01-30 2019-07-30 Cumitek Inc. Electronic device for controlling intelligent antenna module and method for carrying out intelligent fast antenna steering technology (iFAST)
CN108834063A (zh) * 2018-05-31 2018-11-16 北京佰才邦技术有限公司 终端调度方法和装置
CN208939946U (zh) * 2018-09-17 2019-06-04 普联技术有限公司 一种天线收发电路、有源天线及电子设备
CN109698716A (zh) * 2019-01-21 2019-04-30 普联技术有限公司 一种智能天线系统的控制方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHUOCHUAN HUANG: "A comparison study of omnidirectional and directional MAC protocols for ad hoc networks", 《GLOBAL TELECOMMUNICATIONS CONFERENCE, 2002. GLOBECOM "02. IEEE》 *
安芹力: "基于特殊锚节点的传感器网络节点定位研究", 《中国博士学位论文电子期刊网》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117394028A (zh) * 2023-11-17 2024-01-12 湖南恒茂信息技术有限公司 一种用于无线组网的智能天线装置及其控制方法
CN117394028B (zh) * 2023-11-17 2024-04-12 湖南恒茂信息技术有限公司 一种用于无线组网的智能天线装置及其控制方法

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