CN112583454A - 一种多天线自动选择系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种多天线自动选择系统及方法，用以解决信号传送灵活性差的问题。该系统包括信号传送单元，与多个天线连接，接收来自多个天线的信号；信号检测单元，与所述信号传送单元连接，检测所述多个天线的信号质量；选择单元，根据信号检测单元的检测结果，按照信号质量从高到低的排序，从所述多个天线中选择待使用的天线；切换单元，根据来自选择单元的切换指令，将通信设备的数据通路所连接的天线切换至所述待使用的天线。该系统可在通信过程中灵活切换与通信设备相连的天线，自动选择通信质量好的天线进行信号的传送，有利于增强通信过程的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种多天线自动选择系统及方法。
背景技术
多入多出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术是指，通信设备的发射端与接收端分别设置有若干发射天线与接收天线，在通信过程中，信号可通过发射端与接收端的多个发射天线与接收天线进行传送，从而改善通信质量。
目前，在MIMO技术中，通信设备的发射端与接收端设置有多个天线，但一个天线仅连接一个数据通路。在通信过程中，每个数据通路只能通过与之连接的天线进行信号传送，这使得数据通路的信号传送受连接的天线的信号质量的限制，灵活性较差，不利于设备之间的良好通信。
发明内容
本申请实施例提供一种多天线自动选择系统及方法，用以解决信号传送灵活性差的问题。
本申请实施例提供的一种多天线自动选择系统，包括：
信号传送单元，与多个天线连接，接收来自多个天线的信号；
信号检测单元，与所述信号传送单元连接，检测所述多个天线的信号质量；
选择单元，根据信号检测单元的检测结果，按照信号质量从高到低的排序，从所述多个天线中选择待使用的天线；
切换单元，根据来自选择单元的切换指令，将通信设备的数据通路所连接的天线切换至所述待使用的天线。
在一个实施例中，所述信号传送单元包括定向耦合器；所述定向耦合器将来自多个天线的信号功率耦合至信号检测单元。
在一个实施例中，所述信号检测单元包括调制解调器；所述调制解调器对接收到的多个信号进行调制解调。
在一个实施例中，所述调制解调器还用于根据多个天线的信噪比分别确定各天线的信号质量。
在一个实施例中，所述调制解调器还用于对所述多个信号进行下变频处理。
在一个实施例中，所述切换单元包括双开开关；所述选择单元根据信号检测单元的检测结果，从所述多个天线中选择信号质量最高的两个天线，作为待使用的天线；所述双开开关根据选择单元的切换指令，将通信设备的数据通路所连接的两个天线切换至所述待使用的天线。
在一个实施例中，所述系统还包括通信设备；所述通信设备根据切换单元的切换操作，与相应的天线连接。
在一个实施例中，所述通信设备与信号检测单元连接，在信号质量低于预设阈值时，向信号检测单元发送切换请求。
本申请实施例提供的一种多天线自动选择方法，包括：
通过多个天线接收第一通信设备的信号；
调制解调器检测所述多个天线的信号质量；
按照信号质量从高到低的排序，从所述多个天线中选择待使用的天线；
通过多开开关，将第二通信设备的数据通路所连接的天线切换至所述待使用的天线。
在一个实施例中，所述方法还包括：第二通信设备检测到连接的天线的信号质量低于预设阈值时，向调制解调器发送切换请求。
本申请实施例提供一种多天线自动选择系统及方法，该系统通过信号检测单元对多个天线的通信质量进行检测，根据检测出的通信质量，从多个天线中选择待使用的天线，并由切换单元将选择出的天线与通信设备相连接。这种方式能够动态的检测多个天线的信号质量，使通信设备能够一直通过通信质量较好的天线进行信号的传送，加强了通信过程的可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
在附图中：
图1为本申请实施例提供的多天线自动选择系统结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的多天线自动选择系统结构示意图。如图1所示，多天线自动选择系统包括信号传送单元10、信号检测单元20、选择单元30、切换单元40以及通信设备50。其中，ANT1～ANTn表示多个天线，C1～Cn表示来自多个天线的信号从信号传送单元10分别耦合至信号检测单元20的过程，Ctrl1～Ctrl2表示选择单元30对切换单元40的控制线路。通信设备50与信号传送单元10之间的连线表示通信设备50的数据通路在进行信号传送时连接的天线，也可表示通信设备50可同时使用的天线的数量。其中，ANT1～ANTn所表示的天线的数量可根据通信设备的尺寸、通信设备允许接入的天线数量、天线之间的隔离度等因素确定。
具体的，信号传送单元10与多个天线ANT1～ANTn连接，用于接收外界传入的信号，并向外界发送通信设备50发出的信号。当外界向通信设备50传送信号时，该信号可从多个天线传入，那么，信号传送单元10可接收来自多个天线的信号。
信号检测单元20与信号传送单元10连接，当信号传送单元10接收到来自多个天线的信号时，可将这多个天线的信号分别通过C1～Cn耦合至信号检测单元20中。信号检测单元20可对各天线的信号进行检测，确定各天线的信号质量。其中，信号检测单元20可根据预设周期对多个天线的信号质量进行检测，预设周期可根据需要设置，本申请对此不做限定。
选择单元30与信号检测单元20连接，可根据信号检测单元20的检测结果，确定各天线的信号质量的高低。选择单元30可根据预设条件以及各天线的信号质量从高到低的排序，从各天线中选择待使用的天线。并且，选择单元30可根据选择出的天线，向切换单元40发送相应的切换指令。其中，预设条件可包括：根据通信设备所需的天线的数量，选择通信质量最高的若干天线；根据通信设备所需的通信质量的高低，选择通信质量符合要求的天线；等等。
切换单元40与选择单元30连接，可根据来自选择单元30的切换指令，将通信设备50的数据通路所连接的天线切换至选择单元30确定出的待使用的天线。
于是，通信设备50可根据切换单元40的切换，与确定出的待使用的天线进行连接，并通过该天线与外界进行信号传送。
在本申请实施例中，通信设备可连接有多个天线，但这多个天线并非同时使用。当通信设备与外界进行信号传送时，信号检测单元可通过信号传送单元对各天线的信号的耦合，对各天线的信号质量进行检测。之后，选择单元可根据需要，从各天线中选择信号质量好的天线，作为待使用的天线。并且，切换单元可根据选择单元的切换指令，对通信设备的数据通路所连接的天线进行切换，使通信设备能够通过信号质量好的天线进行信号传送。
由于信号检测单元能够动态的检测多个天线的信号质量，并且通过切换单元对通信设备连接的天线进行切换。于是，通信设备在每次通信过程中，都能够通过信号质量好的天线进行信号传送，始终保持与信号质量好的天线进行连接，这增强了信号传输的安全性，加强了通信过程的可靠性。
进一步地，信号传送单元10可包括定向耦合器。定向耦合器用于将接收到的多个天线的信号，通过C1～Cn耦合至信号检测单元20。定向耦合器能够将来自天线的信号具有的较高的功率耦合为一定比例的较小的功率，使信号检测单元20能够根据耦合后的较小的功率进行信号质量检测。由于定向耦合器进行耦合的比例是一定的，因此，根据耦合后的较小的功率，即可计算得知耦合前的较大的功率的大小。并且，经过耦合后的较小的功率所代表的信号质量，也能够代表各天线的信号质量。
进一步地，信号检测单元20可包括调制解调器。调制解调器用于对接收到的多个信号进行调制解调。其中，调制过程是将数字信号转换为相应的模拟信号的过程，解调过程是将已调制的信号恢复为原来的数字信号的过程。调制解调器可通过调制解调的过程，获得接收到的各天线的信号的功率大小，以此来判断各天线的信号质量。
进一步地，调制解调器可对接收到的各天线的信号进行下变频处理。下变频处理指的是降低信号的载波频率或是直接去除载波频率得到基带信号，其能够通过简单的电路设计以及较低的成本实现变频。
更进一步地，调制解调器在确定各天线的信号质量时，可通过确定各天线的信噪比，来确定各天线的信号质量。其中，信噪比指电子设备中信号与噪声的比例。可知，信噪比与天线的信号质量成正相关关系，信噪比越高，天线的信号质量越好。
在一种可能的实现方式中，切换单元40可包括双开开关。双开开关表示通信设备50在信号传送的过程中，可同时使用两个天线。那么，选择单元30根据信号检测单元20的检测结果，选择待使用的天线时，可从多个天线中选择信号质量最高的两个天线，作为待使用的天线。之后，双开开关可根据选择单元30的切换指令，将通信设备的数据通路所连接的两个天线切换至确定出的两个待使用的天线。
在本申请实施例中，该多天线自动选择系统可在MIMO技术的基础上，使通信设备接入多个天线。但在实际的信号传送过程中，通信设备具有两个数据通路，这两个数据通路只与两个天线连接，通过这两个天线进行信号传送，即2×2MIMO通信。并且，与通信设备连接的两个天线并不是固定的，其可通过对多个天线的信号质量的动态检测，随时切换与通信设备连接的天线，以使通信设备的通信能一直保持在良好的状态。
需要说明的是，本申请实施例仅以双开开关为例进行说明，在实际应用中，切换单元中的开关可以实现任意连接与切换，以根据通信设备的需要连接任意数量的天线，本申请对此不做限定。
此外，由于通信设备所处的环境可能会发生变化，而环境的变化可能会影响天线的信号质量。因此，在通信过程中，若通信设备连接的天线的信号质量较差，而信号检测单元未及时对通信设备连接的天线进行切换时，需要由通信设备向信号检测单元进行反馈，以使信号检测单元能够对通信设备连接的天线及时进行切换。于是，通信设备50在通信过程中，可对连接的天线的信号质量进行检测，若检测到连接的天线的信号质量低于预设阈值时，可向信号检测单元20发送切换请求。信号检测单元20可根据该切换请求，检测所有天线的当前的信号质量。之后，可通过选择单元30与切换单元40，将通信设备50当前连接的天线切换为新确定出的待使用的天线。其中，通信设备50也可采用检测信噪比的方法，确定天线的信号质量。预设阈值可根据需要设置，本申请对此不做限定。
基于与上述多天线自动选择系统相同的原理，本申请实施例还提供了一种多天线自动选择方法，具体步骤包括：
首先，通过多个天线接收第一通信设备的信号。当第一通信设备(即，外界通信设备)向第二通信设备传送信号时，接入第二通信设备的多个天线均可接收到第一通信设备的信号。
其次，调制解调器检测所述多个天线的信号质量。为了保证第二通信设备的良好的通信质量，在接收到多个天线的信号后，调制解调器可对多个天线的信号质量进行检测，确定多个天线的信号质量的高低。
之后，可按照信号质量从高到低的排序，从多个天线中选择符合要求的信号质量较好的天线，作为第二通信设备与外界通信使用的天线，即待使用的天线。
最终，在确定了待使用的天线后，可通过多开开关，将第二通信设备的数据通路所连接的天线切换至待使用的天线。这样，第二通信设备可通过信号质量好的天线进行信号传送，有利于提高通信质量，增强通信过程的可靠性。
此外，在通信过程中，若第二通信设备检测到连接的天线的信号质量低于预设阈值时，为了避免较低的通信质量对通信过程的影响，第二通信设备可向调制解调器发送切换请求，使调制解调器对多个天线的通信质量进行检测，切换第二通信设备连接的天线，以确保第二通信设备的通信过程的顺利进行。
需要说明的是，本申请实施例中未详述的部分，具体可参照上述多天线自动选择系统中的相应描述，本申请在此不再赘述
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种多天线自动选择系统，其特征在于，包括：
信号传送单元，与多个天线连接，接收来自多个天线的信号；
信号检测单元，与所述信号传送单元连接，检测所述多个天线的信号质量；
选择单元，根据信号检测单元的检测结果，按照信号质量从高到低的排序，从所述多个天线中选择待使用的天线；
切换单元，根据来自选择单元的切换指令，将通信设备的数据通路所连接的天线切换至所述待使用的天线。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号传送单元包括定向耦合器；
所述定向耦合器将来自多个天线的信号功率耦合至信号检测单元。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号检测单元包括调制解调器；
所述调制解调器对接收到的多个信号进行调制解调。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述调制解调器还用于根据多个天线的信噪比分别确定各天线的信号质量。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述调制解调器还用于对所述多个信号进行下变频处理。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述切换单元包括双开开关；
所述选择单元根据信号检测单元的检测结果，从所述多个天线中选择信号质量最高的两个天线，作为待使用的天线；
所述双开开关根据选择单元的切换指令，将通信设备的数据通路所连接的两个天线切换至所述待使用的天线。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括通信设备；
所述通信设备根据切换单元的切换操作，与相应的天线连接。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述通信设备与信号检测单元连接，在信号质量低于预设阈值时，向信号检测单元发送切换请求。
9.一种多天线自动选择方法，其特征在于，包括：
通过多个天线接收第一通信设备的信号；
调制解调器检测所述多个天线的信号质量；
按照信号质量从高到低的排序，从所述多个天线中选择待使用的天线；
通过多开开关，将第二通信设备的数据通路所连接的天线切换至所述待使用的天线。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
第二通信设备检测到连接的天线的信号质量低于预设阈值时，向调制解调器发送切换请求。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210330 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |