CN113242056B - 客户前置设备、天线控制方法及计算机可读存储介质 - Google Patents

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CN113242056B CN202110662584.9A CN202110662584A CN113242056B CN 113242056 B CN113242056 B CN 113242056B CN 202110662584 A CN202110662584 A CN 202110662584A CN 113242056 B CN113242056 B CN 113242056B
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Abstract

本申请涉及一种客户前置设备、天线控制方法及计算机可读存储介质。所述客户前置设备，包括：毫米波天线，用于收发毫米波频段的射频信号；驱动模组，与毫米波天线连接，用于驱动毫米波天线旋转；控制电路，与驱动模组连接，控制电路被配置为：获取天线信号信息，并根据天线信号信息确定第一目标小区，以使客户前置设备接入至第一目标小区；获取客户前置设备的移动状态信息；根据移动状态信息确定毫米波天线的第一目标旋转角，并控制驱动模组驱动毫米波天线旋转至第一目标旋转角，以使毫米波天线指向第一目标小区。该客户前置设备在移动场景下能够自动调整毫米波天线的旋转角，提高毫米波天线与基准的对准精度，提升通信质量。

Description

客户前置设备、天线控制方法及计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种客户前置设备、天线控制方法及计算机可读存储介质。
背景技术
随着无线通信技术的发展，网络技术也随之更新换代。例如，5G网络也随之诞生，其峰值理论传输速度可达每秒数十Gb，这比4G网络的传输速度快数百倍。因此，具有足够频谱资源的毫米波频段成为了网络系统(例如5G通信系统或5G之后演进的未来PLMN系统)的工作频段之一。
但毫米波天线具有衍射能力弱、穿透能力弱、传输距离近的缺点，并且传输性能容易受到环境的影响，在移动场景下毫米波天线的传输性能难以保证，一般需要在设备内设置多个天线模块，且分别设置于不同位置，使得各个天线模块的辐射方向不同，以提高设备与基站的对准方向。
发明内容
本申请实施例提供一种客户前置设备、天线控制方法和计算机可读存储介质，可以在减少天线数量的情况下保证通信质量。
一种客户前置设备，包括：
毫米波天线，用于收发毫米波频段的射频信号；
驱动模组，与所述毫米波天线连接，用于驱动所述毫米波天线旋转；
控制电路，与所述驱动模组连接，所述控制电路被配置为：
获取天线信号信息，并根据所述天线信号信息确定第一目标小区，以使所述客户前置设备接入至所述第一目标小区；
获取所述客户前置设备的移动状态信息；
根据所述移动状态信息确定所述毫米波天线的第一目标旋转角，并控制所述驱动模组驱动所述毫米波天线旋转至所述第一目标旋转角，以使所述毫米波天线指向所述第一目标小区。
一种天线控制方法，应用于客户前置设备，所述客户前置设备包括毫米波天线，用于收发毫米波频段的射频信号；驱动模组，与所述毫米波天线连接，用于驱动所述毫米波天线旋转；其中，所述方法包括：
获取天线信号信息，并根据所述天线信号信息确定第一目标小区，以使所述客户前置设备接入至所述第一目标小区；
获取所述客户前置设备的移动状态信息；
根据所述移动状态信息确定所述毫米波天线的第一目标旋转角，并控制所述驱动模组驱动所述毫米波天线旋转至所述第一目标旋转角，以使所述毫米波天线指向所述第一目标小区。
一种客户前置设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取天线信号信息，并根据所述天线信号信息确定第一目标小区，以使所述客户前置设备接入至所述第一目标小区；
获取所述客户前置设备的移动状态信息；
根据所述移动状态信息确定所述毫米波天线的第一目标旋转角，并控制所述驱动模组驱动所述毫米波天线旋转至所述第一目标旋转角，以使所述毫米波天线指向所述第一目标小区。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取天线信号信息，并根据所述天线信号信息确定第一目标小区，以使所述客户前置设备接入至所述第一目标小区；
获取所述客户前置设备的移动状态信息；
根据所述移动状态信息确定所述毫米波天线的第一目标旋转角，并控制所述驱动模组驱动所述毫米波天线旋转至所述第一目标旋转角，以使所述毫米波天线指向所述第一目标小区。
上述客户前置设备中的控制电路可获取天线信号信息，并根据天线信号信息确定第一目标小区并接入，同时还能获取客户前置设备的移动状态信息，根据移动状态信息确定毫米波天线指向第一目标小区的第一目标旋转角，进而控制驱动模组驱动毫米波天线旋转至第一目标旋转角，使得毫米波天线能够持续指向第一目标小区，使得客户前置设备在移动场景下能够自动调整毫米波天线的旋转角，提高毫米波天线与基准的对准精度，提升通信质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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为一实施例中网络系统架构的组成结构示意；
图2为一实施例中客户前置设备的内部结构示意图；
图3为另一实施例中客户前置设备的内部结构示意图；
图4为一实施例中客户前端设备的运动方向与涉及基站小区的示意图；
图5为一实施例中天线控制方法的流程图之一；
图6为一实施例中天线控制方法的流程图之二；
图7为一实施例中天线控制方法的流程图之三；
图8为一实施例中天线控制方法的流程图之四。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种特征，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个特征与另一个特征区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一目标小区称为第二目标小区，且类似地，可将第二目标小区称为第一目标小区。第一目标小区和第二小区两者都是基站小区，其可以是同一基站小区，也可以是不同基站小区。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“以上”的含义包括本数，例如两个以上包括两个，除非另有明确具体的限定。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
参见图1，其示出了本申请实施例提供的一种网络系统架构的组成结构示意图。在图1所示的系统架构中，客户前置设备10可以与第一网络系统中的第一基站20连接，并通过第一基站20接入核心(core)网。客户前置设备10用于实现网络接入功能，将运营商公网WAN转换到用户家庭局域网LAN，可支持多个移动终端同时接入网络。此外，客户前置设备10的临近区域可能还部署有第二网络系统的小区和第二基站，也可能未部署有第二通信系统的小区和第二基站。其中，第一网络系统与第二网络系统不同，例如第一网络系统可以是4G系统，第二网络系统可以是5G系统；或者，第一网络系统可以是5G系统，第二网络系统可以是5G之后演进的未来PLMN系统；本申请实施例对第一网络系统和第二网络系统具体为哪种通信系统不作具体限定。
当客户前置设备10连接到5G通信系统时，该客户前置设备10可通过5G毫米波天线所形成的波束与对应基站进行数据的发送和接收，而且该波束需要对准基站的天线波束，以方便客户前置设备10向基站发射上行数据或者接收基站所发射的下行数据。
客户前置设备用于实现网络接入功能，将运营商公网WAN转换到用户家庭局域网LAN。按目前的互联网宽带接入方式，可分为FTTH(光纤接入)，DSL(数字电话线路接入)，Cable(有线电视线接入)，Mobile(移动接入，即无线CPE)。客户前置设备是一种接收移动信号并以无线WIFI信号转发出来的移动信号接入设备，它也是一种将高速4G或者5G信号转换成WiFi信号的设备，可支持多个移动终端30同时接入网络。
参见图2，本申请实施例提供了一种客户前置设备。其中，客户前置设备10包括存储器21(其任选地包括一个或多个计算机可读存储介质)、控制电路22、外围设备接口23、射频(Radio Frequency，RF)系统24、驱动模组25、输入/输出(I/O)子系统26和外部端口27。这些部件任选地通过一个或多个通信总线或信号线进行通信。本领域技术人员可以理解，图2所示的客户前置设备并不构成对客户前置设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。图2中所示的各种部件以硬件、软件、或硬件与软件两者的组合来实现，包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路。
存储器21任选地包括高速随机存取存储器，并且还任选地包括非易失性存储器，诸如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储器设备、或其他非易失性固态存储器设备。示例性的，存储于存储器21中的软件部件包括操作系统211、通信模块(或指令集)212、全球定位系统(GPS)模块(或指令集)213等。
控制电路22配置有处理器221和其他控制单元(诸如射频电路24中的控制单元)可以用于控制客户前置设备10的操作。该处理器221可以基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、功率管理单元、音频编解码器芯片、专用集成电路等。
处理器221可以被配置为实现控制客户前置设备10中的天线的使用的控制算法。例如，处理器221可以被配置为控制驱动模组25将毫米波天线旋转至目标旋转角来用于发射和/或接收信号。
I/O子系统26将客户前置设备10上的输入/输出外围设备诸如键区和其他输入控制设备耦接到外围设备接口118。I/O子系统26任选地包括触摸屏、按钮、控制杆、触控板、键区、键盘、音调发生器、加速度计(运动传感器)、周围光传感器和其他传感器、发光二极管以及其他状态指示器、数据端口等。用户可以通过经由I/O子系统26供给命令来控制客户前置设备10的操作，并且可以使用I/O子系统26的输出资源来从客户前置设备10接收状态信息和其他输出。
外部端口27可以是以太网卡或无线网卡等，用于与外部的电子设备进行通信。
射频系统24包括天线241，天线241可以使用任何合适类型的天线形成。例如，天线241可以包括由以下天线结构形成的具有谐振元件的天线：阵列天线结构、环形天线结构、贴片天线结构、缝隙天线结构、螺旋形天线结构、带状天线、单极天线、偶极天线中的至少一种等。不同类型的天线可以用于不同的频段和频段组合。在客户前置设备10中可以存在多个天线。例如，可包括一个用于收发毫米波频段的毫米波天线，可包括多个用于收发sub-6GHz频段的5G天线，可包括多个用于收发2G、3G、4G频段的2G/3G/4G天线等，这些天线可以为定向天线，也可以为非定向天线，也可以是固定的，或者可以是可旋转调节的。
示例性的，毫米波天线可包括毫米波天线阵列(多个辐射贴片)、射频收发芯片，其中，毫米波天线阵列实现毫米波信号的接收和发送，毫米波射频收发芯片实现毫米波信号的上下变频处理。进一步的，可将毫米波天线阵列、射频收发芯片布局在同一块PCB板上，以减少毫米波信号传输时的插损，提升射频指标性能。
射频系统24还包括多个用于处理不同频段的射频信号的射频电路242。例如用于接收1575MHz的卫星定位信号的卫星定位射频电路、用于处理IEEE802.11通信的2.4GHz和5GHz频段的WiFi和蓝牙收发射频电路、用于处理蜂窝电话频段(诸如850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz和2100MHz的频段、或其他5G毫米波、Sub-6G频段)的无线通信的蜂窝电话收发射频电路。
参考图3，示例性的，射频电路242还可包括基带处理器2421、射频收发单元2422和射频前端单元2423。基带处理器2421可将网络信息提供给处理器22。网络信息可以包括与所接收的天线信号的无线性能度量相关联的原始和处理后的信息，诸如接收功率、发射功率、参考信号接收功率(Reference Signal Receiving Power，RSRP)、参考信号接收质量(Reference Signal Receiving Quality，RSRQ)、接收信号强度指示(Received SignalStrength Indicator，RSSI)、信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)、MIMO信道矩阵的秩(Rank)、载波干扰噪声比(Carrier to Interference plus Noise Ratio，RS-CINR)、帧误码率、比特误码率、基于信号质量数据(诸如Ec/lo或c/No数据)的信道质量测量、关于是否正在从基站接收与来自移动终端的请求相应的响应(应答)的信息、关于网络接入过程是否成功的信息等等。
处理器221可以对接收的天线信号信息进行分析，并且作为响应，处理器221(或者，如果需要，基带处理器2421)可以发出用于控制射频系统24或驱动模组25的控制命令。例如，处理器221可以发出控制命令以控制该驱动模组25驱动毫米波天线进行旋转。
射频收发单元2422可以包括一个或多个射频收发器，诸如收发器2424(例如，在天线之间共享的一个或多个收发器、每一个天线一个收发器、等等)。示例性的，收发器2424可以包括发射器(诸如发射器TX)和接收器(诸如接收器RX)，或者可以仅包含接收器(例如，接收器RX)或者仅包含发射器(例如，发射器TX)。示例性的，收发器可用于实现中频信号和基带信号之间的变频处理，或/和，用于实现中频信号与高频信号的变频处理等等。
基带处理器2421可以接收将从处理器221发射的数字数据，并且还可以利用射频收发单元2422来发射相应的天线信号。射频前端单元2423可以耦合在射频收发单元2422与天线241之间，并且可以用于将由发射器2424和2426生成的射频信号传递到天线241。射频前端单元2423可以包括射频开关、阻抗匹配电路、滤波器、以及用于形成天线241与射频收发单元2422之间的接口的其他电路。
驱动模组25可包括旋转控制单元251(例如，可微处理器或微控制器、相应的控制电路)和驱动机构252。毫米波天线安装于驱动机构252并能够在旋转控制单元251的控制下被驱动机构252驱使旋转。具体地，毫米波天线的旋转轴沿客户前置设备10的长度方向延伸且毫米波天线在绕旋转轴旋转的过程中，每旋转一次，均能够对应改变毫米波天线辐射面的朝向，最终能够实现水平面的360度旋转以进行全向扫描。
具体地，毫米波天线的辐射面可与旋转轴平行设置。其中，毫米波天线的辐射面可以理解为毫米波天线中辐射贴片所在的平面。
进一步，驱动机构252包括检测组件，检测组件用于测量毫米波天线在区块内旋转的方位信息。具体地，检测组件包括设置的磁铁和磁编码芯片。在本申请实施方式中，毫米波天线旋转时能够带动磁铁旋转，进而引起磁场的变化，磁编码芯片能够精确地测量磁铁旋转引起的磁场变化，进而准确地记录毫米波天线的方位信息，进而可以形成闭环控制。
在毫米波天线旋转一周并测量出360度范围内的天线信号信息后，结合磁编码芯片记录的旋转角，处理器221可以得出毫米波天线接收网络信号的最佳的方位(即目标旋转角)，处理器221可对应发出相应的控制指令给旋转控制单元251以控制驱动机构252驱动毫米波天线旋转至毫米波天线接收网络信号的最佳的旋转角。具体地，在其中一个实施例中，可以通过磁编码芯片设定绝对零点，并以绝对零点为初始位置，记录毫米波天线相对初始位置的旋转角。当然，在其他实施方式中，也可以采用相对角度的测量方式，记录毫米波天线当前位置与上一次位置之间的旋转角。需要说明的是，方位信息可以用旋转角来表示。
在其中一个实施例中，当毫米波天线在旋转的过程中，射频电路可以对应测量毫米波天线在每个旋转角下接收天线信号的网络信息。处理器可被配置为从射频电路中获取毫米波天线在不同旋转角下对应接收天线信号的网络信息。示例性的，毫米波天线所接收的天线信号为毫米波信号。当毫米波天线在旋转的过程中，射频电路可以对应测量毫米波天线在每个旋转角下接收毫米波信号的网络信息(即天线信号信息)。其中，旋转角可以理解为毫米波天线从初始位置旋转至当前位置的旋转角度。
在其中一个实施例中，可以通过磁编码芯片设定绝对零点，并以绝对零点为初始位置，磁编码芯片可对应记录毫米波天线当前位置与初始位置之间的旋转角。当然，在其他实施方式中，也可以采用角度的测量方式，记录毫米波天线当前位置与上一次位置之间的旋转角。
在其中一个实施例中，处理器还被配置来根据测量的多个网络信息确定毫米波天线的目标旋转角。其中，网络信息至少包括天线信号的的参考信号接收功率(ReferenceSignal Receiving Power，RSRP)、参考信号接收质量(Reference Signal ReceivingQuality，RSRQ)、接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator，RSSI)、信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)、MIMO信道矩阵的秩(Rank)中的至少一种信号参数。在本申请实施例中，对天线信号信息的具体信息不做进一步的限定。
示例性的，从天线信号信息的至少一个信号参数中筛选基准信号参数，并从多个天线信号信息中筛选出具有最大值的基准信号参数，并将该最大值基准信号参数的天线信号信息作为目标天线信号信息。在本申请实施例中，可以以天线信号信息为参考信号接收功率为例进行说明。也即，处理器221可被配置获取毫米波天线在多个旋转角下的多个参考信号接收功率，获取多个参考信号接收功率中的最大值，并将该最大值作为目标天线信号信息，该目标天线信号信息对应的旋转角即为目标旋转角。
在其中一个实施例中，控制电路可以根据毫米波天线旋转一周测量出360度范围内的天线信号信息，确定第一目标小区，以将客户前置设备10接入至第一目标小区；在接入第一目标小区后，实时获取客户前置设备10的移动状态信息，根据移动状态信息确定毫米波天线指向第一目标小区所需要的第一目标旋转角，并控制驱动模组驱动毫米波天线旋转至第一目标旋转角，使得毫米波天线在客户前置设备10移动状态下能够保持指向第一目标小区。
需要说明的是，本申请实施例中的指向第一目标小区可以理解为指向第一目标小区信号最优的方向，也可以理解为指向第一目标小区所对应的基站。
在其中一个实施例中，客户前置设备10可以与具有移动状态检测功能的电子设备绑定使用，使得客户前置设备10的移动状态信息与电子设备保持一致，进而客户前置设备10可以通过电子设备来获取移动状态信息。
在其中一个实施例中，控制电路配置有移动检测模组和处理器，移动检测模组用于检测客户前置设备10的移动状态信息并反馈至处理器。
在其中一个实施例中，移动检测模组包括定位组件和运动检测传感器。定位组件用于获取客户前置设备10的位置信息并反馈至处理器；运动检测传感器用于检测客户前置设备10的运动信息并反馈至处理器。其中，运动信息包括但不限于加速度、运动朝向、角速度等。
具体的，运动检测传感器包括加速度传感器、重力传感器、陀螺仪中的至少一种。
上述客户前置设备10，通过控制电路可获取天线信号信息，并根据天线信号信息确定第一目标小区并接入，同时还能获取客户前置设备10的移动状态信息，根据移动状态信息确定毫米波天线指向第一目标小区的第一目标旋转角，进而控制驱动模组驱动毫米波天线旋转至第一目标旋转角，使得毫米波天线能够持续指向第一目标小区，使得客户前置设备10在移动场景下能够自动调整毫米波天线的旋转角，提高毫米波天线与基准的对准精度，提升通信质量。
在其中一个实施例中，控制电路进一步被配置为：在根据位置信息和运动信息判定客户前置设备10相对上一时刻发生移动时，确定当前时刻毫米波天线与第一目标小区的第一相对位置；根据第一相对位置确定第一目标旋转角。其中，发生移动包括但不限于客户前置设备10在空间位置发生变化和/或朝向角发生变化。
示例性的，在t1时刻(当前时刻)客户前置设备10位于A点且朝向角为θ1，在t0时刻(上一时刻)客户前置设备10位于B点且朝向角为θ0，即客户前置设备10由B点移动至A点，朝向角由θ0转向θ1，可以确定客户前置设备10相对上一时刻发生移动。第一目标小区的位置不变，根据第一目标小区的位置与当前时刻客户前置设备10的位置信息和运动信息(即A点坐标与朝向角θ1)即可计算出客户前置设备10与第一目标小区的相对位置，即确定了毫米波天线与第一目标小区的第一相对位置，根据第一相对位置可以确定毫米波天线在t1时刻指向第一目标小区时的第一目标旋转角。
在其中一个实施例中，控制电路进一步被配置为：获取基站信息，根据基站信息和位置信息判断客户前置设备10所在位置是否有两个以上可接入小区，若当前客户前置设备10处于两个以上可接入小区的覆盖范围时，根据运动信息预判客户前置设备10的运动方向；根据毫米波天线旋转一周测量出360度范围内的天线信号信息以及预判得出的运动方向确定第二目标小区，并将客户前置设备10接入至第二目标小区；确定毫米波天线与第二目标小区的第二相对位置，根据第二相对位置确定第二目标旋转角，并控制驱动模组驱动毫米波天线旋转至第二目标旋转角，以使毫米波天线指向第二目标小区。
其中，基站信息包括客户前置设备10一定距离内的基站位置信息以及各基站的小区信息。控制电路可以通过与基站交互获取基站信息。可接入小区是指客户前置设备10所在位置中能够进行接入的小区。客户前置设备10所在位置涉及的多个可接入小区可以为同一基站的小区(例如第一基站的A小区和B小区)，也可以为不同基站的小区(例如第一基站的A小区和第二基站的C小区)。需要说明的是，本申请实施例中的指向第二目标小区可以理解为指向第二目标小区信号最优的方向，也可以理解为指向第二目标小区所对应的基站。
参考图4，在本实施例中，控制电路获取基站信息、位置信息以及运动信息，并根据基站信息和位置信息判断客户前置设备10当前所处位置与各基站小区覆盖范围的位置关系，若客户前置设备10处于两个以上可接入小区的覆盖范围时，控制电路根据运动信息预判客户前置设备10若继续运动时的运动方向，例如可根据加速度信息判断客户前置设备10处于匀速运动、加速运动或减速运动，结合朝向信息即判断客户前置设备10的运动方向。在确定客户前置设备10的运动方向后，结合天线信号信息确定客户前置设备10若以预判的运动方向继续运动时通信质量更佳的目标小区(即第二目标小区)，使得客户前置设备10能够接入第二目标小区，进而根据毫米波天线与第二目标小区之间的第二相对位置确定第二目标旋转角。控制电路能够控制驱动模组驱动毫米波天线旋转至第二目标旋转角，以保持指向第二目标小区。从而避免在存在多小区时客户前置设备10出现乒乓效应，在各小区之间不断切换，并且通过提前接入第二目标小区，防止在继续运动过程中由于脱离原接入小区的覆盖范围而导致的掉网，保证移动过程中客户前置设备10的通信质量。本实施例可以理解为客户前置设备10的移动路径不确定场景下对于目标小区的选择策略以及毫米波天线的旋转角控制策略。
在其中一个实施例中，控制电路进一步被配置为：获取路径规划信息；根据路径规划信息及位置信息确定客户前置设备10下一时刻的位置信息确定客户前置设备10在下一时刻所要接入的第三目标小区；确定毫米波天线在下一时刻与第三目标小区的第三相对位置，并根据第三相对位置确定毫米波天线在下一时刻的第三目标旋转角；在下一时刻控制驱动模块驱动毫米波天线旋转至第三目标旋转角，并使客户前置设备10接入至第三目标小区。
其中，路径规划信息为客户前置设备10的预设移动路径。第三目标旋转角为毫米波天线指向第三目标小区时的旋转角。需要说明的是，本申请实施例中的指向第三目标小区可以理解为指向第三目标小区信号最优的方向，也可以理解为指向第三目标小区所对应的基站。本实施例中的天线信号信息可以理解为在预设移动路径上各个位置下毫米波天线旋转360度测量得到的网络信号，可以预先测量并存储于控制电路中。
在本实施例中，客户前置设备10的移动路径确定，控制电路根据路径规划信息及位置信息可以确定客户前置设备10下一时刻的位置信息，可以理解为客户前置设备10根据路径规划信息进行移动，因此结合当前时刻的位置信息即可确定下一时刻的位置信息。控制电路根据天线信号信息以及客户前置设备10下一时刻的位置信息确定客户前置设备10在下一时刻所要接入的第三目标小区，由于移动路径已知，因此可以提前确定下一时刻所要接入的第三目标小区。若下一时刻无需切换目标小区，则第三目标小区即为当前时刻接入的小区，控制电路只需确定在下一时刻毫米波与第三目标小区的第三相对位置，并基于第三相对位置确定毫米波天线在下一时刻的第三目标旋转角，在下一时刻控制驱动模块驱动毫米波天线旋转至第三目标旋转角，以保证毫米波天线指向第三目标小区即可。
若下一时刻需要切换目标小区至第三目标小区，控制电路需要确定在下一时刻毫米波与第三目标小区的第三相对位置，并基于第三相对位置确定毫米波天线在下一时刻的第三目标旋转角，在下一时刻控制驱动模块驱动毫米波天线旋转至第三目标旋转角的同时将客户前置设备10接入至第三目标小区，提升小区切换效果，优化通信质量。本实施例可以理解为客户前置设备10的移动路径确定的场景下对于目标小区的选择策略以及毫米波天线的旋转角控制策略。本实施例能够在移动路径确定的场景下提前规划每一时刻所要接入的目标小区，以及毫米波天线旋转角，保证移动状态下的通信质量。
本申请实施例还提供了一种天线控制方法，应用于上述任一实施例中的客户前置设备10。客户前置设备10包括毫米波天线，用于收发毫米波频段的射频信号；驱动模组，与毫米波天线连接，用于驱动毫米波天线旋转。
如图5所示，在其中一个实施例中，天线控制方法包括步骤502-步骤506：
步骤502，获取天线信号信息，并根据天线信号信息确定第一目标小区，以使客户前置设备接入至第一目标小区。
步骤504，获取客户前置设备的移动状态信息。
步骤506，根据移动状态信息确定毫米波天线的第一目标旋转角，并控制驱动模组驱动毫米波天线旋转至第一目标旋转角，以使毫米波天线指向第一目标小区。
本实施例中的指向第一目标小区可以理解为指向第一目标小区信号最优的方向，也可以理解为指向第一目标小区所对应的基站。本实施例中，通过获取天线信号信息，并根据天线信号信息确定第一目标小区并使客户前置设备接入第一目标小区，同时获取客户前置设备的移动状态信息，根据移动状态信息确定毫米波天线指向第一目标小区的第一目标旋转角，进而控制驱动模组驱动毫米波天线旋转至第一目标旋转角，使得毫米波天线能够持续指向第一目标小区，使得客户前置设备在移动场景下能够自动调整毫米波天线的旋转角，提高毫米波天线与基准的对准精度，提升通信质量。
如图6所示，在其中一个实施例中，所述根据移动状态信息确定毫米波天线的第一目标旋转角的步骤包括步骤602-步骤608：
步骤602，根据位置信息和运动信息判定客户前置设备相对上一时刻是否发生移动；
步骤604，若是，则确定当前时刻毫米波天线与第一目标小区的第一相对位置；
步骤606，根据第一相对位置确定第一目标旋转角。
步骤608，若根据位置信息和运动信息判定客户前置设备相对上一时刻未发生移动，则不控制毫米波天线旋转。
其中，发生移动包括但不限于客户前置设备在空间位置发生变化和/或朝向角发生变化。示例性的，在t1时刻(当前时刻)客户前置设备位于A点且朝向角为θ1，在t0时刻(上一时刻)客户前置设备位于B点且朝向角为θ0，即客户前置设备由B点移动至A点，朝向角由θ0转向θ1，可以确定客户前置设备相对上一时刻发生移动。第一目标小区的位置不变，根据第一目标小区的位置与当前时刻客户前置设备的位置信息和运动信息(即A点坐标与朝向角θ1)即可计算出客户前置设备与第一目标小区的相对位置，即确定了毫米波天线与第一目标小区的第一相对位置，根据第一相对位置可以确定毫米波天线在t1时刻指向第一目标小区时的第一目标旋转角。
如图7所示，在其中一个实施例中，天线控制方法包括步骤702-步骤712：
步骤702，获取天线信号信息，并根据天线信号信息确定第一目标小区，以使客户前置设备接入至第一目标小区；
步骤704，获取基站信息；
步骤706，在根据基站信息及位置信息判断客户前置设备处于两个以上可接入小区的覆盖范围时，根据运动信息预判客户前置设备的运动方向；
步骤708，根据天线信号信息及运动方向确定第二目标小区，以使客户前置设备接入至第二目标小区；
步骤710，确定毫米波天线与第二目标小区的第二相对位置；
步骤712，根据第二相对位置第二目标旋转角，并控制驱动模组驱动毫米波天线旋转至第二目标旋转角，以使毫米波天线指向第二目标小区。
在本实施例中，控制电路获取基站信息、位置信息以及运动信息，并根据基站信息和位置信息判断客户前置设备当前所处位置与各基站小区覆盖范围的位置关系，若客户前置设备处于两个以上可接入小区的覆盖范围时，控制电路根据运动信息预判客户前置设备若继续运动时的运动方向，例如可根据加速度信息判断客户前置设备处于匀速运动、加速运动或减速运动，结合朝向信息即判断客户前置设备的运动方向。在确定客户前置设备的运动方向后，结合天线信号信息确定客户前置设备若以预判的运动方向继续运动时通信质量更佳的目标小区(即第二目标小区)，使得客户前置设备能够接入第二目标小区，进而根据毫米波天线与第二目标小区之间的第二相对位置确定第二目标旋转角。控制电路能够控制驱动模组驱动毫米波天线旋转至第二目标旋转角，以保持指向第二目标小区。从而避免在存在多小区时客户前置设备出现乒乓效应，在各小区之间不断切换，并且通过提前接入第二目标小区，防止在继续运动过程中由于脱离原接入小区的覆盖范围而导致的掉网，保证移动过程中客户前置设备的通信质量。
如图8所示，在其中一个实施例中，天线控制方法包括步骤802-步骤812：
步骤802，获取天线信号信息；
步骤804，获取路径规划信息；路径规划信息为客户前置设备的预设移动路径；
步骤806，根据路径规划信息及位置信息确定客户前置设备下一时刻的位置信息；
步骤808，根据天线信号信息及客户前置设备下一时刻的位置信息确定客户前置设备在下一时刻所要接入的第三目标小区；
步骤810，确定毫米波天线在下一时刻与第三目标小区的第三相对位置，并根据第三相对位置确定毫米波天线在下一时刻的第三目标旋转角；
步骤812，在下一时刻控制驱动模块驱动毫米波天线旋转至第三目标旋转角，并使客户前置设备接入至第三目标小区。
在本实施例中，客户前置设备的移动路径确定，根据路径规划信息及位置信息可以确定客户前置设备下一时刻的位置信息，可以理解为客户前置设备根据路径规划信息进行移动，因此结合当前时刻的位置信息即可确定下一时刻的位置信息。根据天线信号信息以及客户前置设备下一时刻的位置信息确定客户前置设备在下一时刻所要接入的第三目标小区，由于移动路径已知，因此可以提前确定下一时刻所要接入的第三目标小区。若下一时刻无需切换目标小区，则第三目标小区即为当前时刻接入的小区，只需确定在下一时刻毫米波与第三目标小区的第三相对位置，并基于第三相对位置确定毫米波天线在下一时刻的第三目标旋转角，在下一时刻控制驱动模块驱动毫米波天线旋转至第三目标旋转角，以保证毫米波天线指向第三目标小区即可。若下一时刻需要切换目标小区至第三目标小区，控制电路需要确定在下一时刻毫米波与第三目标小区的第三相对位置，并基于第三相对位置确定毫米波天线在下一时刻的第三目标旋转角，在下一时刻控制驱动模块驱动毫米波天线旋转至第三目标旋转角的同时将客户前置设备接入至第三目标小区，提升小区切换效果，优化通信质量。
应该理解的是，虽然图5-图8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5-图8中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在其中一个实施例中，提供了一种客户前置设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
步骤502，获取天线信号信息，并根据天线信号信息确定第一目标小区，以使客户前置设备接入至第一目标小区。
步骤504，获取客户前置设备的移动状态信息。
步骤506，根据移动状态信息确定毫米波天线的第一目标旋转角，并控制驱动模组驱动毫米波天线旋转至第一目标旋转角，以使毫米波天线指向第一目标小区。
在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
步骤602，根据位置信息和运动信息判定客户前置设备相对上一时刻是否发生移动；
步骤604，若是，则确定当前时刻毫米波天线与第一目标小区的第一相对位置；
步骤606，根据第一相对位置确定第一目标旋转角。
步骤608，若根据位置信息和运动信息判定客户前置设备相对上一时刻未发生移动，则不控制毫米波天线旋转。
在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
步骤702，获取天线信号信息，并根据天线信号信息确定第一目标小区，以使客户前置设备接入至第一目标小区；
步骤704，获取基站信息；
步骤706，在根据基站信息及位置信息判断客户前置设备处于两个以上可接入小区的覆盖范围时，根据运动信息预判客户前置设备的运动方向；
步骤708，根据天线信号信息及运动方向确定第二目标小区，以使客户前置设备接入至第二目标小区；
步骤710，确定毫米波天线与第二目标小区的第二相对位置；
步骤712，根据第二相对位置第二目标旋转角，并控制驱动模组驱动毫米波天线旋转至第二目标旋转角，以使毫米波天线指向第二目标小区。
在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
步骤802，获取天线信号信息；
步骤804，获取路径规划信息；路径规划信息为客户前置设备的预设移动路径；
步骤806，根据路径规划信息及位置信息确定客户前置设备下一时刻的位置信息；
步骤810，根据天线信号信息及客户前置设备下一时刻的位置信息确定客户前置设备在下一时刻所要接入的第三目标小区；
步骤812，确定毫米波天线在下一时刻与第三目标小区的第三相对位置，并根据第三相对位置确定毫米波天线在下一时刻的第三目标旋转角；
步骤814，在下一时刻控制驱动模块驱动毫米波天线旋转至第三目标旋转角，并使客户前置设备接入至第三目标小区。
在其中一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
步骤502，获取天线信号信息，并根据天线信号信息确定第一目标小区，以使客户前置设备接入至第一目标小区。
步骤504，获取客户前置设备的移动状态信息。
步骤506，根据移动状态信息确定毫米波天线的第一目标旋转角，并控制驱动模组驱动毫米波天线旋转至第一目标旋转角，以使毫米波天线指向第一目标小区。
在其中一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
步骤602，根据位置信息和运动信息判定客户前置设备相对上一时刻是否发生移动；
步骤604，若是，则确定当前时刻毫米波天线与第一目标小区的第一相对位置；
步骤606，根据第一相对位置确定第一目标旋转角。
步骤608，若根据位置信息和运动信息判定客户前置设备相对上一时刻未发生移动，则不控制毫米波天线旋转。
在其中一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
步骤704，获取基站信息；
步骤706，在根据基站信息及位置信息判断客户前置设备处于两个以上可接入小区的覆盖范围时，根据运动信息预判客户前置设备的运动方向；
步骤708，根据天线信号信息及运动方向确定第二目标小区，以使客户前置设备接入至第二目标小区；
步骤710，确定毫米波天线与第二目标小区的第二相对位置；
步骤712，根据第二相对位置第二目标旋转角，并控制驱动模组驱动毫米波天线旋转至第二目标旋转角，以使毫米波天线指向第二目标小区。
在其中一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
步骤802，获取天线信号信息；
步骤804，获取路径规划信息；路径规划信息为客户前置设备的预设移动路径；
步骤806，根据路径规划信息及位置信息确定客户前置设备下一时刻的位置信息；
步骤810，根据天线信号信息及客户前置设备下一时刻的位置信息确定客户前置设备在下一时刻所要接入的第三目标小区；
步骤812，确定毫米波天线在下一时刻与第三目标小区的第三相对位置，并根据第三相对位置确定毫米波天线在下一时刻的第三目标旋转角；
步骤814，在下一时刻控制驱动模块驱动毫米波天线旋转至第三目标旋转角，并使客户前置设备接入至第三目标小区。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
在本说明书的描述中，参考术语“其中一个实施例”、“示例性的”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种客户前置设备，其特征在于，包括：
毫米波天线，用于收发毫米波频段的射频信号；
驱动模组，与所述毫米波天线连接，用于驱动所述毫米波天线旋转；
控制电路，与所述驱动模组连接，所述控制电路被配置为：
获取天线信号信息，并根据所述天线信号信息确定第一目标小区，以使所述客户前置设备接入至所述第一目标小区；
获取所述客户前置设备的移动状态信息，其中，所述移动状态信息包括所述客户前置设备的位置信息及运动信息；
在根据所述位置信息和所述运动信息判定所述客户前置设备相对上一时刻发生移动时，确定当前时刻所述毫米波天线与所述第一目标小区的第一相对位置；
根据所述第一相对位置确定第一目标旋转角，并控制所述驱动模组驱动所述毫米波天线旋转至所述第一目标旋转角，以使所述毫米波天线指向所述第一目标小区；
所述控制电路进一步被配置为：
获取基站信息；
在根据所述基站信息及所述位置信息判断所述客户前置设备处于两个以上可接入小区的覆盖范围时，根据所述运动信息预判所述客户前置设备的运动方向；
根据所述天线信号信息及所述运动方向确定第二目标小区，以使所述客户前置设备接入至所述第二目标小区；
确定所述毫米波天线与所述第二目标小区的第二相对位置；
根据所述第二相对位置确定第二目标旋转角，并控制所述驱动模组驱动所述毫米波天线旋转至所述第二目标旋转角，以使所述毫米波天线指向所述第二目标小区。
2.根据权利要求1所述的客户前置设备，其特征在于，所述控制电路进一步被配置为：
获取路径规划信息；所述路径规划信息为所述客户前置设备的预设移动路径；
根据所述路径规划信息及所述位置信息确定所述客户前置设备下一时刻的位置信息；
根据所述天线信号信息及所述客户前置设备下一时刻的位置信息确定所述客户前置设备在下一时刻所要接入的第三目标小区；
确定所述毫米波天线在下一时刻与所述第三目标小区的第三相对位置，并根据所述第三相对位置确定所述毫米波天线在下一时刻的第三目标旋转角；
在下一时刻控制所述驱动模块驱动所述毫米波天线旋转至所述第三目标旋转角，并使所述客户前置设备接入至所述第三目标小区。
3.根据权利要求1所述的客户前置设备，其特征在于，所述驱动模组包括旋转控制单元和驱动机构，所述毫米波天线安装于所述驱动机构，所述旋转控制单元用于控制所述驱动机构驱使所述毫米波天线旋转。
4.根据权利要求3所述的客户前置设备，其特征在于，所述驱动机构包括检测组件，所述检测组件用于测量所述毫米波天线在区块内旋转的方位信息。
5.根据权利要求1所述的客户前置设备，其特征在于，所述控制电路配置有：
定位组件，用于获取所述客户前置设备的位置信息；
运动检测传感器，用于检测所述客户前置设备的运动信息。
6.根据权利要求5所述的客户前置设备，其特征在于，所述运动检测传感器包括加速度传感器、重力传感器、陀螺仪中的至少一种。
7.一种天线控制方法，其特征在于，应用于客户前置设备，所述客户前置设备包括毫米波天线，用于收发毫米波频段的射频信号；驱动模组，与所述毫米波天线连接，用于驱动所述毫米波天线旋转；其中，所述方法包括：
获取天线信号信息，并根据所述天线信号信息确定第一目标小区，以使所述客户前置设备接入至所述第一目标小区；
获取所述客户前置设备的移动状态信息，其中，所述移动状态信息包括所述客户前置设备的运动信息和位置信息；
在根据所述位置信息和所述运动信息判定所述客户前置设备相对上一时刻发生移动时，确定当前时刻所述毫米波天线与所述第一目标小区的第一相对位置；
根据所述第一相对位置确定第一目标旋转角，并控制所述驱动模组驱动所述毫米波天线旋转至所述第一目标旋转角，以使所述毫米波天线指向所述第一目标小区；
获取基站信息；
在根据所述基站信息及所述位置信息判断所述客户前置设备处于两个以上可接入小区的覆盖范围时，根据所述运动信息预判所述客户前置设备的运动方向；
根据所述天线信号信息及所述运动方向确定第二目标小区，以使所述客户前置设备接入至所述第二目标小区；
确定所述毫米波天线与所述第二目标小区的第二相对位置；
根据所述第二相对位置确定第二目标旋转角，并控制所述驱动模组驱动所述毫米波天线旋转至所述第二目标旋转角，以使所述毫米波天线指向所述第二目标小区。
8.根据权利要求7所述的天线控制方法，其特征在于，还包括：
获取路径规划信息；所述路径规划信息为所述客户前置设备的预设移动路径；
根据所述路径规划信息及所述位置信息确定所述客户前置设备下一时刻的位置信息；
根据所述天线信号信息及所述客户前置设备下一时刻的位置信息确定所述客户前置设备在下一时刻所要接入的第三目标小区；
确定所述毫米波天线在下一时刻与所述第三目标小区的第三相对位置，并根据所述第三相对位置确定所述毫米波天线在下一时刻的第三目标旋转角；
在下一时刻控制所述驱动模块驱动所述毫米波天线旋转至所述第三目标旋转角，并使所述客户前置设备接入至所述第三目标小区。
9.一种客户前置设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求7或8中所述的天线控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求7或8中所述的方法的步骤。
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