CN112152700A - 一种双天线系统及其选择方法 - Google Patents

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Abstract

一种双天线系统，特点是移动载体上设置有第二卫星天线与第二卫星猫，天线控制单元包括电源、通信控制模块与POE供电单元，通信控制模块包括WAN接口、4G通信模块、硬盘存储、LAN接口、主CPU、辅助CPU、负载均衡模块、WiFi芯片与对外接口，电源与通信控制模块电连接，LAN接口与POE供电单元电连接，天线控制单元的壳体外部设置有4G天线，负载均衡模块由主CPU控制，负载均衡模块能够将多个使用不同协议的网络段连接在一起，优点是移动载体上布置两套卫星天线，一套卫星天线的信号受到遮挡时，另一套卫星天线能够保证正常通信，同时与天线控制单元内的负载均衡模块相配合，保证网络通信实时选择质量最好的网络链路。

Description

一种双天线系统及其选择方法
技术领域
本发明涉及移动卫星天线，尤其涉及一种双天线系统及其选择方法。
背景技术
随着越来越多的移动载体使用VSAT作为日常通信和数据回传的手段，卫星网络的稳定性和可靠性一直是使用者关注的第一要点。但是由于目前的移动载体上大多采用单天线进行通信，导致当移动卫星天线受到高大物体的遮挡时，卫星网络链路就会中断，无法上网。
为了减少卫星天线被遮挡的几率，使卫星链接更加稳定，有的在移动载体上采用双天线系统，但是现有的双天线系统普遍采用两台独立的天线控制单元搭配第三方智能网关来组成，硬件设备繁琐且布局复杂。虽然采用了两台卫星天线来进行通信，但仍是单天线的控制方式，即根据是否有卫星网络来进行网络的负载均衡或主备网络切换，这样并不能最大效率的利用双天线资源，所以存在网络链路选择非最优的弊端，比如其中一套卫星天线信号的质量相比较另一套卫星天线信号的信号质量不佳，但是在线，如果该信号质量不佳的天线被设置为主天线，则会导致移动载体使用的网络信号的质量相对不佳，影响使用者的体验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双天线系统及其选择方法，在原有的一套卫星天线与卫星猫的基础上，在合适位置增加一套卫星天线与卫星猫，当其中一套卫星天线被遮挡时，另一套卫星天线可以正常工作，保证网络通信不会出现中断，同时把两套天线控制单元的功能与智能网关集成到一套天线控制单元内，减少硬件、便于布局，且天线控制单元内设置有负载均衡模块，可以实时切换最优的网路链路为主网络链路，保证了网络通信的质量。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种双天线系统，包括第一卫星天线、第一卫星猫与天线控制单元，所述的第一卫星天线与移动载体固定连接，所述的第一卫星天线与所述的第一卫星猫通过线缆连接，所述的第一卫星猫与所述的天线控制单元通过线缆连接，移动载体上设置有第二卫星天线与第二卫星猫，所述的第二卫星天线与移动载体固定连接，所述的第二卫星天线与所述的第二卫星猫通过线缆连接，所述的第二卫星猫与所述的天线控制单元通过线缆连接，所述的天线控制单元包括电源、通信控制模块与POE供电单元，所述的通信控制模块包括WAN接口、4G通信模块、硬盘存储、LAN接口、主CPU、辅助CPU、负载均衡模块、WiFi芯片与对外接口，所述的WAN接口、所述的WiFi芯片、所述的LAN接口、所述的4G通信模块与所述的硬盘存储分别与所述的主CPU电连接，所述的主CPU与所述的辅助CPU通过UART串口进行通信，所述的辅助CPU与所述的对外接口电连接，所述的辅助CPU连接有液晶显示屏，所述的电源与所述的通信控制模块电连接，所述的LAN接口与所述的POE供电单元电连接，所述的天线控制单元的壳体外部设置有4G天线，所述的4G通信模块与所述的4G天线通过线缆连接，所述的负载均衡模块由所述的主CPU控制，所述的负载均衡模块包括网络链路质量探测单元、逻辑判断单元与网络链路切换单元，所述的负载均衡模块能够将多个使用不同协议的网络段连接在一起。
作为优选，所述的WiFi芯片支持5GWiFi与2.4GWiFi，所述的WAN接口的数量为两个。
作为优选，所述的主CPU的芯片型号为IPQ4019，所述的辅助CPU的芯片型号为STM32F407，所述的对外接口的数量为多个。
作为优选，所述的第二卫星天线在移动载体的安装位置使得所述的第二卫星天线的通信盲区与所述的第一卫星天线的通信盲区不同时出现。
作为优选，一种对双天线系统中的双天线选择方法，包括如下具体步骤：
（1）、所述的第一卫星猫接收所述的第一卫星天线的信号后经过处理传输到所述的天线控制单元内的负载均衡模块，所述的第二卫星猫接收所述的第二卫星天线的信号后经过处理传输到所述的天线控制单元内的负载均衡模块；
（2）、所述的网络链路质量探测模单元利用简单网络管理协议来获取所述的第一卫星天线的信噪比数值SNR1与所述的第二卫星天线的信噪比数值SNR2；
（3）、利用所述的逻辑判断单元实时比较所述的第一卫星天线的信噪比数值SNR1与所述的第二卫星天线信噪比数值SNR2的大小；
（4）、若SNR1>SNR2，则所述的网络链路切换单元利用防火墙配置默认网络路由选择，选择经过所述的第一卫星猫的IP地址的网络链路为主网络链路；
若SNR1<SNR2，则所述的网络链路切换单元利用所述的防火墙配置默认网络路由选择，选择经过所述的第二卫星猫的IP地址的网络链路为主网络链路；
若SNR1=SNR2，则所述的网络链路切换单元利用所述的防火墙配置默认网络路由选择，选择经过所述的第一卫星猫的IP地址的网络链路或经过所述的第二卫星猫的IP地址的网络链路为主网络链路。
与现有技术相比，本发明的优点是在移动载体上增加了第二卫星天线与第二卫星猫，当一套卫星天线信号受到遮挡时，另一套卫星天线能够保证客户端的正常通信，同时把两套普通天线控制单元的功能与智能网关集成到一套控制单元内，使设备的数量与体积减小，便于施工布线，天线控制单元内设置有负载均衡模块，可以对第一卫星天线的信噪比数值与第二卫星天线的信噪比数值进行实时比较，选择信噪比数值高的网络链路为主网络链路，保证网络通信实时选择质量最好的网络链路。
附图说明
图1为本发明的系统结构框图；
图2为本发明的天线控制单元的内部结构框图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1、2所示，一种双天线系统，包括第一卫星天线1、第一卫星猫2、第二卫星天线3、第二卫星猫4和天线控制单元5，第二卫星天线3在移动载体的安装位置使得第二卫星天线3的通信盲区与第一卫星天线1的通信盲区不同时出现，第一卫星天线1与第一卫星猫2通过线缆连接，第二卫星天线3与第二卫星猫4通过线缆连接，第一卫星猫2与第二卫星猫4分别与天线控制单元5通过线缆连接，天线控制单元5包括电源510、通信控制模块与POE供电单元59，电源510与通信控制模块电连接，通信控制模块包括WAN接口57、4G通信模块54、负载均衡模块513、WiFi芯片53、硬盘存储55、LAN接口56、主CPU51、辅助CPU52与对外接口，WAN接口57、LAN接口56、WiFi芯片53、4G通信模块54与硬盘存储55分别与主CPU51电连接，主CPU51与辅助CPU52通过UART串口进行通信，辅助CPU52连接有液晶显示屏512，主CPU51的型号为IPQ4019，主CPU51为运行的操作系统处理底层网络报文和应用层软件，辅助CPU52的型号为STM32F407，辅助CPU52与卫星天线进行信息通讯以及控制液晶显示屏512的界面显示。WAN接口57的数量是两个，两个WAN接口57分别对应的接收第一卫星猫2处理后的数据与第二卫星猫4处理后的数据，增加硬盘存储55为天线控制单元开发流媒体服务器，客户可以查看硬盘内的影视或音频内容，天线控制单元5壳体外设置有4G天线511，4G通信模块54与外接的4G天线511通过线缆连接，4G通信模块54与外接的4G天线511相配合可以增加4G信号的接收与发送能力，同时也可以减少卫星网络的压力，WiFi芯片53支持2.4GWiFi与5GWiFi，可以获得更高的无线速率，且网速更加稳定，辅助CPU52与对外接口电连接，对外接口的类型为RS-422接口58，在本实施例中对外接口的数量为3个，其中两个RS-422接口58分别与第一卫星天线1和第二卫星天线3相连接，这样天线控制单元5就可以控制第一卫星天线1与第二卫星天线3进行手动控制或步进跟踪等一系列的常规操作，多余的RS-422接口58可以对接如罗经等移动载体上的其他设备，从而把这些设备的数据传输到天线控制单元5进行分析处理，POE供电单元59与LAN接口56电连接，使得LAN接口56在传输数据信号的同时还能提供直流供电，方便施工布线，负载均衡模块513由主CPU51控制，负载均衡模块513包括网络链路质量探测单元、逻辑判断单元与网络链路切换单元，负载均衡模块513能够代替智能网关将多个使用不同协议的网络段连接在一起，天线控制单元5借助负载均衡模块513可以直接与无线接入点6和网络电话机7等终端设备相连接。
一种对双天线系统中的双天线选择方法为：
（1）、第一卫星猫2接收第一卫星天线1的信号后经过处理传输到天线控制单元5内的负载均衡模块，第二卫星猫3接收第二卫星天线4的信号后经过处理传输到天线控制单元5内的负载均衡模块；
（2）、网络链路质量探测单元利用简单网络管理协议来获取第一卫星天线1的信噪比数值SNR1与第二卫星天线3的信噪比数值SNR2；
（3）、利用逻辑判断单元实时比较第一卫星天线1的信噪比数值SNR1与第二卫星天线3信噪比数值SNR2的大小；
（4）、若SNR1>SNR2，则网络链路切换单元利用防火墙配置默认网络路由选择，选择经过第一卫星猫2的IP地址的网络链路为主网络链路；
若SNR1<SNR2，则网络链路切换单元利用防火墙配置默认网络路由选择，选择经过所述的第二卫星猫4的IP地址的网络链路为主网络链路；
若SNR1=SNR2，则网络链路切换单元利用防火墙配置默认网络路由选择，选择经过第一卫星猫2的IP地址的网络链路或经过第二卫星猫4的IP地址的网络链路为主网络链路。（例如第一卫星猫2的IP地址为10.128.41.1，第一卫星天线1的信噪比数值为12db，第二卫星猫4的IP地址为10.128.42.1，第二卫星天线3的信噪比数值为10db，两个卫星天线的信噪比数值进行比较，第一卫星天线1的信噪比数值比第二卫星天线3的信噪比数值大，所以选择经过第一卫星猫2的IP地址为10.128.41.1的网络链路为主网络链路）。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种双天线系统，包括第一卫星天线、第一卫星猫与天线控制单元，所述的第一卫星天线与移动载体固定连接，所述的第一卫星天线与所述的第一卫星猫通过线缆连接，所述的第一卫星猫与所述的天线控制单元通过线缆连接，其特征在于：移动载体上设置有第二卫星天线与第二卫星猫，所述的第二卫星天线与移动载体固定连接，所述的第二卫星天线与所述的第二卫星猫通过线缆连接，所述的第二卫星猫与所述的天线控制单元通过线缆连接，所述的天线控制单元包括电源、通信控制模块与POE供电单元，所述的通信控制模块包括WAN接口、4G通信模块、硬盘存储、LAN接口、主CPU、辅助CPU、负载均衡模块、WiFi芯片与对外接口，所述的WAN接口、所述的WiFi芯片、所述的LAN接口、所述的4G通信模块与所述的硬盘存储分别与所述的主CPU电连接，所述的主CPU与所述的辅助CPU通过UART串口进行通信，所述的辅助CPU与所述的对外接口电连接，所述的辅助CPU连接有液晶显示屏，所述的电源与所述的通信控制模块电连接，所述的LAN接口与所述的POE供电单元电连接，所述的天线控制单元的壳体外部设置有4G天线，所述的4G通信模块与所述的4G天线通过线缆连接，所述的负载均衡模块由所述的主CPU控制，所述的负载均衡模块包括网络链路质量探测单元、逻辑判断单元与网络链路切换单元，所述的负载均衡模块能够将多个使用不同协议的网络段连接在一起。
2.如权利要求1所述的双天线系统，其特征在于：所述的WiFi芯片支持5GWiFi与2.4GWiFi。
3.如权利要求1所述的双天线系统，其特征在于：所述的WAN接口的数量为两个。
4.如权利要求1所述的双天线系统，其特征在于：所述的主CPU的芯片型号为IPQ4019，所述的辅助CPU的芯片型号为STM32F407。
5.如权利要求1所述的双天线系统，其特征在于：所述的对外接口的数量为多个。
6.如权利要求1所述的双天线系统，其特征在于：所述的第二卫星天线在移动载体的安装位置使得所述的第二卫星天线的通信盲区与所述的第一卫星天线的通信盲区不同时出现。
7.一种对权利要求1所述的双天线系统中的双天线选择方法，其特征在于：包括如下具体步骤：
（1）、所述的第一卫星猫接收所述的第一卫星天线的信号后经过处理传输到所述的天线控制单元内的负载均衡模块，所述的第二卫星猫接收所述的第二卫星天线的信号后经过处理传输到所述的天线控制单元内的负载均衡模块；
（2）、所述的网络链路质量探测单元利用简单网络管理协议来获取所述的第一卫星天线的信噪比数值SNR1与所述的第二卫星天线的信噪比数值SNR2；
（3）、利用所述的逻辑判断单元实时比较所述的第一卫星天线的信噪比数值SNR1与所述的第二卫星天线信噪比数值SNR2的大小；
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