CN117560031B - 一种可切换的内外组合天线及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可切换的内外组合天线及控制方法，涉及无线通信技术领域。该可切换的内外组合天线及控制方法，包括定期对内置天线进行监控，获取信号质量数据，并形成数据表，信号质量数据包括信号强度，信噪比，误码率；信噪比包括运行噪音和信号功率；误码率包括传输的总比特数和传输过程中错误的比特数；统计周期内的信号强度，计算信号强度评估系数；统计周期内的信噪比，计算信噪比评估系数；统计周期内的误码率，计算误码率评估系数；将信号强度评估系数、信噪比评估系数和误码率评估系数相互关联，形成一个综合的天线信号质量评估系数；判断天线信号质量评估系数是否低于设定的阈值，用于提醒操作员将内置天线切换为外置天线。

Description

一种可切换的内外组合天线及控制方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体为一种可切换的内外组合天线及控制方法。

背景技术

对于终端产品来说，设计为内置天线往往更有利于产品外观设计，以及更好的成本控制，整体可靠性也会更好，如防水。然而物联网应用场景复杂多变，很多无线终端设备受限于安装位置，需要更加灵活的天线处理方式，以满足无线通信对信号的要求。

为了优化不同环境中存在的信号干扰，信号强度变化的问题，在信号质量较差时，及时执行天线切换可以避免通信中断、语音质量差或数据传输错误等问题，可以通过切换天线来选择性的使用内外置天线，可以根据实时的信号条件只能的选择最佳的天线，以适应不同的应用场景和通信需求，但是在现有的终端产品中，通常设置为内置天线，对于复杂多变的应用场景来说，并不能很好的进行天线的切换，满足不了无线通信对信号的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种内置天线产品可以自动侦测是否接入外置天线，并自动切换射频通道到外置天线的方法，解决了背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明提供了一种可切换的内外组合天线，包括射频前端、内置天线、外置天线、单刀双掷开关、主处理器、天线信号质量检测模块和微动开关，其中：所述射频前端与单刀双掷开关连接，所述单刀双掷开关分别与内置天线和外置天线连接，所述微动开关与主处理器连接，所述微动开关被装配为当外置天线安装到位后，微动开关向主处理器发送开关信号，由主处理器控制单刀双掷开关切换外置天线通道；所述天线信号质量检测模块用于检测内置天线的信号质量，与预设阈值相比较，判断是否低于预设阈值，若是则由主处理器发送安装外置天线请求。

第二方面，本发明还提供一种可切换的天线控制方法，使用以上所述的可切换的内外组合天线，具体包含如下步骤：S1、定期对内置天线进行监控，获取周期内的信号质量数据，并形成数据表，信号质量数据包括信号强度，信噪比，误码率；信噪比包括运行噪音和信号功率；误码率包括传输的总比特数和传输过程中错误的比特数；S2、统计每个周期内的信号强度，计算信号强度评估系数，表示信号强度达到预期水平的程度；统计每个周期内的信噪比，计算信噪比评估系数，表示信噪比达到预期水平的程度；统计每个周期内的误码率，计算误码率评估系数，同样表示误码率达到预期水平的程度；S3、将信号强度评估系数、信噪比评估系数和误码率评估系数关联，获取天线信号质量评估系数；S4、判断天线信号质量评估系数是否低于设定的阈值，若是则发出警报，用于提醒操作员将安装外置天线；统计每个周期内的信号强度，计算信号强度评估系数，其具体过程为：定期检测内置天线的信号强度：设置采样时间间隔，定期通过天线检测设备或调用API来获取内置天线接收到的实际信号强度；将每次检测到的实际信号强度记录下来，并存储在数据表中，数据表包含时间戳和对应的实际信号强度；从数据表中调取实际信号强度，并与预定义信号强度进行比较，预定义信号强度是设定的理想值；通过将实际信号强度与预定义信号强度进行比较并进行均一化处理，得到信号强度评估系数CPI；信号强度评估系数判断逻辑：根据信号强度评估系数CPI的数值，确定内置天线信号强度是否达到预期水平；信号强度评估系数CPI的判断逻辑如下：，其中/>表示为指定天线的信号强度评估系数，/>表示为指定天线的对应第/>次测试的预定义信号强度，/>表示为指定天线所属第/>次测试的实际信号强度，/>表示为设定的信号强度对应的性能符合修正因子，/>表示为各采样时间的次数，/>，/>表示为测试的总次数，/>表示为自然常数。

进一步地，定期对内置天线进行监控，获取周期内的信号质量数据，并形成数据表的具体过程为：设定一个定时器或周期性任务，定期检测信号质量，获取在本周期内的天线的信号质量数据，并形成数据表；将信号质量检测获取的信号性能数据记录在数据表中，包括内置天线和外置天线的信号强度、信噪比和误码率指标。

进一步地，统计每个周期内的信噪比，计算信噪比评估系数，其具体过程为：获取内置天线信号功率符合系数；获取内置天线噪声符合系数；将获取得到的内置天线信号功率符合系数和内置天线噪声符合系数处理，得到信噪比评估系数，计算公式为：，其中：/>表示信噪比评估系数；/>表示内置天线信号功率符合系数；/>表示内置天线噪声符合系数。

进一步地，获取内置天线噪声符合系数的过程为：设置采样时间间隔，定期通过噪声检测设备或调用API来获取内置天线接收到的内部运行噪音响度；将每次检测到的内部运行噪音响度记录下来，并存储在数据表中，数据表应包含时间戳和对应的内部运行噪音响度；从数据表中调取内部运行噪音响度，并与内部运行允许噪音响度进行比较，内部运行允许噪音响度是设定的理想值；通过将内部运行噪音响度与内部运行允许噪音响度进行比较并进行均一化处理，得到内置天线噪声符合系数；计算内置天线噪声符合系数，内置天线噪声符合系数其计算公式为：/>，其中/>表示为指定天线的内部运行允许噪音响度，/>表示为指定天线的内部运行噪音响度，/>表示为设定的内部运行噪音响度对应的性能符合影响因子，/>表示为各检测时间点的编号，/>，/>表示为检测时间点的数量。

进一步地，获取内置天线信号功率符合系数，其具体过程为：定期检测内置天线的信号功率，设置采样时间间隔，定期使用功率计或者使用API来获取内置天线接收到的内部实际信号功率；将每次检测到的内部实际信号功率记录下来，并存储在数据表中，数据表包含时间戳和对应的内部实际信号功率；从数据表中调取内部实际信号功率，并与信号功率预测数值进行比较，信号功率预测数值是设定的理想值；通过将内部实际信号功率与信号功率预测数值进行比较并进行均一化处理，得到信号功率符合系数；计算内置天线信号功率符合系数，其计算公式为：，其中/>表示为内置天线信号功率符合系数，/>表示为指定天线的信号功率预测数值，/>表示为指定天线的内部实际信号功率，/>表示为设定的内部实际信号功率对应的性能修正影响因子，/>表示为各检测时间点的编号，/>，/>表示为检测时间点的数量。

进一步地，统计每个周期内的误码率，计算误码率评估系数，其具体过程为：在数据传输过程中，记录通过内置天线传输的总比特数；在接收端，对接收到的数据进行误码检测；将记录到的错误比特数进行累积，以得到整个传输过程中出现的错误比特数；使用错误比特数和总比特数的比值，计算误码率评估系数，其具体计算过程为：，其中/>表示误码率评估系数 ，/>表示系统记录出现的错误比特数 ，/>表示记录的传输的总比特数。

进一步地，将信号强度评估系数、信噪比评估系数和误码率评估系数关联，获取天线信号质量评估系数的过程为：将信号强度评估系数、信噪比评估系数和误码率评估系数进行均一化处理；将均一化后的信号强度评估系数、信噪比评估系数和误码率评估系数进行加权求和，得到内置天线的信号质量评估系数，其具体计算公式为：，其中/>表示为内置天线的信号质量评估系数，/>，/>，/>分别表示为设定的指定天线的信号强度和信噪比和误码率所属力学性能符合影响权重因数。

进一步地，将信号质量评估系数与预设的阈值进行比较；如果信号质量评估系数低于阈值，表明信号质量不符合要求，需要执行天线切换；如果信号质量评估系数不低于阈值，则表示内置天线的信号质量良好，可以继续使用；如果信号质量评估系数低于阈值，发出报警信号。

本发明具有以下有益效果：

(1)、提高通信可靠性：通过综合评估信号强度、信噪比和误码率等指标，可以及时发现信号质量下降或不符合要求的情况；如果信号质量低于设定的阈值，系统可以及时切换到其他天线，避免信号弱或干扰严重时的通信中断或质量下降。

(2)、优化通信性能：通过均一化处理和综合评估多个指标，可以更全面地了解内置天线的信号质量情况；这样可以实现更准确的信号质量评估，并根据实际情况做出相应的天线切换决策，以优化通信性能。

(3)、提升用户体验：在信号质量较差时，及时执行天线切换可以避免通信中断、语音质量差或数据传输错误等问题；这可以提高用户的通信体验，确保他们可以在良好的信号环境下进行通话、上网或其他通信活动。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明可切换的内外组合天线结构框图；

图2为本发明可切换的内外组合天线控制方法流程图；

图3为本发明可切换的内外组合天线方法中S2中计算信号质量数据的流程图。

具体实施方式

本申请实施例通过自动侦测是否接入外置天线，实现了自动切换射频通道到外置天线的问题。

本申请实施例中的问题，总体思路如下：

发明的构思是通过定期对内置天线进行监控，获取周期内的信号质量数据，包括信号强度、信噪比和误码率等指标；这些数据可以反映内置天线接收到的信号质量情况；根据信号质量数据，统计每个周期内的信号强度、信噪比和误码率；然后，计算信号强度评估系数、信噪比评估系数和误码率评估系数，用来表示每个指标达到预期水平的程度；将信号强度评估系数、信噪比评估系数和误码率评估系数相互关联，形成一个综合的天线信号质量评估系数；这个综合评估系数能够综合考虑多个信号质量指标，从而更准确地评估天线的性能；设定一个阈值，表示天线信号质量评估系数的最低要求；该阈值可以根据系统要求和性能标准进行设定；根据天线信号质量评估系数是否低于预设的阈值，判断内置天线的信号质量是否达到预期水平；如果评估系数低于阈值，就发出警报，提醒操作员将内置天线切换为外置天线；通过天线检测插入电路监测外置天线是否插入，并根据检测结果触发微动开关；当外置天线插入时，微动开关被触发，产生一个电平信号；将这个电平信号传输到主控系统和射频前端的输入端；

主控系统接收到来自微动开关的信号，判断天线的插入状态，根据设定的逻辑控制，主控系统发出指令，控制低插损的单刀双掷开关的状态，单刀双掷开关根据主控系统的指令，切换射频信号的连接，将其连接到内置天线或者外置天线上，射频前端根据单刀双掷开关的状态，接受来自相应天线的射频信号，从而实现天线通道的切换。

参阅图1-图3，本发明实施例提供一种技术方案：一种可切换的内外组合天线及控制方法，包括以下步骤：

具体地，参照图1，本发明实施例提供了一种可切换的内外组合天线，包括射频前端、内置天线、外置天线、单刀双掷开关、主处理器、天线信号质量检测模块和微动开关，其中：所述射频前端与单刀双掷开关连接，所述单刀双掷开关分别与内置天线和外置天线连接，所述微动开关与主处理器连接，所述微动开关被装配为当外置天线安装到位后，微动开关向主处理器发送开关信号，由主处理器控制单刀双掷开关切换外置天线通道；所述天线信号质量检测模块用于检测内置天线的信号质量，与预设阈值相比较，判断是否低于预设阈值，若是则由主处理器发送安装外置天线请求。

对于终端产品来说，设计为内置天线往往更有利于产品外观设计、以及更好的成本控制，整机可靠性也会更好，如防水。然而物联网应用场景复杂多变，很多无线终端设备受限于安装位置，需要更加灵活的天线处理方式，以满足无线通信对信号的要求，本文提出了一种内置天线产品可以自动侦测是否接入外置天线，并自动切换射频通道到外置天线的内外组合天线。

射频前端信号输出后不直接连接天线，通过一个低插损的单刀双掷开关（SPDT）分别与内置天线和外置天线连接，开关根据主控的指令执行天线切换的动作，天线信号质量检测模块用于检测内置天线的信号质量，与预设阈值相比较，判断是否低于预设阈值，若是则由主处理器发送安装外置天线请求，在外壳上，紧挨天线母座放置一个微动开关，当外置天线安装到位时，触发微动开关，微动开关信号送到主处理器，主处理器根据设定逻辑控制图1所示的单刀双掷开关的通道切换，达到把无线信号切入到外置天线通道，反之，当无外置天线安装时，切换到内置天线通道。

具体地，参照图2，本发明实施例提供一种可切换的内外组合天线方法，包括以下步骤：S1、定期对内置天线进行监控，获取周期内的信号质量数据，并形成数据表，信号质量数据包括信号强度，信噪比，误码率；信噪比包括运行噪音和信号功率；误码率包括传输的总比特数和传输过程中错误的比特数；S2、统计每个周期内的信号强度，计算信号强度评估系数，表示信号强度达到预期水平的程度；统计每个周期内的信噪比，计算信噪比评估系数，表示信噪比达到预期水平的程度；统计每个周期内的误码率，计算误码率评估系数，同样表示误码率达到预期水平的程度；S3、将信号强度评估系数、信噪比评估系数和误码率评估系数相互关联，形成一个综合的天线信号质量评估系数；S4、判断天线信号质量评估系数是否低于设定的阈值，若是则发出警报，用于提醒操作员将内置天线切换为外置天线。

本实施方案中，提供了一种可切换的内外组合天线方法，下面是每个步骤的技术思路：

S1：设定一个定时器或周期性任务，定期检测信号质量，获取在本周期内的天线的信号质量数据，并形成数据表；将信号质量检测获取的信号性能数据记录在数据表中，包括各个天线的信号强度、信噪比和误码率指标。

本实施方案中，可以实现根据内置天线信号质量的实时情况来做出判断和决策，确保系统始终使用质量良好的天线；若评估系数提示内置天线的信号质量低于预期，就可以及时发出警报，以便操作员采取措施将内置天线切换为外置天线。这样可以提高系统的稳定性和性能，确保信号接收的质量和连续性。

具体地，参照图3，S2包含以下步骤：定期检测内置天线的信号强度：设置采样时间间隔，定期对内置天线接收到的实际信号强度进行检测；这可以通过使用天线检测设备或调用相关API来获取信号强度值；将每次检测到的实际信号强度记录下来，并存储在数据表中；数据表应包含时间戳和对应的信号强度数值，以便后续分析和处理；从数据表中调取信号强度数据，并与预定义信号强度进行比较；预定义信号强度可以是系统的性能标准或设定的理想值；通过将实际信号强度与预定义信号强度进行比较并进行均一化处理，可以得到信号强度评估系数CPI；信号强度评估系数判断逻辑：根据信号强度评估系数CPI的数值，确定内置天线信号强度是否达到预期水平；信号强度评估系数CPI的判断逻辑如下：，其中/>表示为指定天线的信号强度评估系数，/>表示为指定天线的对应第/>次测试的预定义信号强度，/>表示为指定天线所属第/>次测试的实际信号强度，/>表示为设定的信号强度对应的性能符合修正因子，/>表示为各采样时间的次数，/>，/>表示为测试的总次数，/>表示为自然常数；根据信号强度评估系数的判断逻辑，如果内置天线的信号强度低于预期，可以采取相应的行动；这可能包括报警、调整天线位置或信号增强等措施。

本实施方案中，通过定期检测内置天线的信号强度并进行评估，可以及时发现信号强度异常或达不到要求的情况，从而采取措施来解决问题；这种思路可以帮助确保系统始终使用具备良好信号强度的天线，提高信号质量和系统性能。

具体地，参照图3，S2包含以下步骤：设置采样时间间隔，定期对内置天线接收到的内部运行噪音响度进行检测；这可以通过使用噪声检测设备或调用相关API来获取噪声响度值；将每次检测到的内部运行噪音响度记录下来，并存储在数据表中；数据表应包含时间戳和对应的内部运行噪音响度，以便后续分析和处理；从数据表中调取内部运行噪音响度，并与内部运行允许噪音响度进行比较；内部运行允许噪音响度可以是系统的性能标准或设定的理想值；通过将内部运行噪音响度与内部运行允许噪音响度进行比较并进行均一化处理，可以得到运行噪声符合系数；根据给定的计算公式，使用内置天线的内部运行噪音响度对应的符合系数、内部运行允许噪音响度和内部运行噪音响度，以及设定的内部运行噪音响度对应的性能符合影响因子，计算运行噪声符合系数；噪声符合系数其计算公式为：，其中/>表示为指定天线的内部运行噪音对应的符合系数，/>表示为指定天线的内部运行允许噪音响度，/>表示为指定天线的内部运行噪音响度，/>表示为设定的内部运行噪音响度对应的性能符合影响因子，/>表示为各检测时间点的编号，，/>表示为检测时间点的数量。

本实施方案中，通过定期检测内置天线的运行噪声并进行评估，可以及时发现噪声异常或超过预设阈值的情况，从而采取相应的措施；这样可以确保系统的运行噪声在允许范围内，提升系统的可靠性和性能。

具体地，参照图3，S2包含以下步骤：定期检测内置天线的信号功率，设置采样时间间隔，定期对内置天线接收到的内部实际信号功率进行检测；可以使用功率计或其他相关设备来测量信号功率，或者使用系统的API来获取信号功率值；将每次检测到的内部实际信号功率记录下来，并存储在数据表中；数据表应包含时间戳和对应的内部实际信号功率，以便后续分析和处理；从数据表中调取内部实际信号功率，并与信号功率预测数值进行比较；信号功率预测数值可以是系统的性能标准或设定的理想值；通过将内部实际信号功率与信号功率预测数值进行比较并进行均一化处理，可以得到信号功率符合系数；根据给定的计算公式，使用指定天线的信号功率对应的性能符合系数、信号功率预测数值、内部实际信号功率，以及设定的内部实际信号功率对应的性能修正影响因子，计算指定天线的信号功率符合系数；据此对比计算指定天线的信号功率，其计算公式为：，其中/>表示为指定天线的信号功率对应的性能符合系数，表示为指定天线的信号功率预测数值，/>表示为指定天线的内部实际信号功率，/>表示为设定的内部实际信号功率对应的性能修正影响因子，/>表示为各检测时间点的编号，/>，/>表示为检测时间点的数量。

本实施方案中，通过定期检测内置天线的信号功率并进行评估，可以及时发现信号功率异常或不达标的情况，从而采取相应的措施，确保系统的信号功率在可接受范围内，提高系统的可靠性和性能。

具体地，参照图3，S2包含以下步骤：根据测量得到的信号强度和背景噪声水平，计算信噪比的数值；信噪比是用来衡量信号与噪声的相对比例，通常以分贝dB为单位；计算公式为信号强度减去背景噪声；将测量得到的信号强度评估系数和信号功率评估系数均一化处理，得到信噪比评估系数；根据得到的信噪比数值，与预定义的信噪比要求进行比较，以评估指定天线的信噪比性能是否符合要求；预定义的信噪比要求可以是系统的性能标准或设定的指标；基于信噪比的性能符合系数、信号功率的性能符合系数和运行噪音的性能符合系数，使用给定的计算公式进行计算；据此计算天线的信噪比评估系数，计算公式为：，其中：/>表示信噪比对应的性能符合系数；/>表示指定天线的信号功率对应的性能符合系数；/>表示指定天线的运行噪音对应的性能符合系数。

本实施方案中，通过检测内置天线的信噪比并进行评估，可以了解指定天线的性能，并采取适当的措施来优化信噪比；例如，优化天线位置、降低背景噪声、增强信号处理能力等，以提升系统的信号质量和性能。

具体地，参照图3，S2包含以下步骤：在数据传输过程中，记录通过内置天线传输的总比特数；这可以通过计数发送的比特数或使用通信协议中的计数机制来实现；在接收端，对接收到的数据进行误码检测；这可以通过在通信系统中使用纠错编码或校验和等技术来实现；如果接收到的数据与发送的数据不匹配，即出现错误比特，将其记录下来；将记录到的错误比特数进行累积，以得到整个传输过程中出现的错误比特数；使用错误比特数和总比特数的比值，计算误码率；误码率通常以百分之几或小数表示，表示在传输中发生比特错误的概率；将测量得到的误码率数据记录下来，可以使用数据表或其他数据存储方式；根据误码率评估系数的计算公式，将误码率的数值代入，进行计算；误码率评估系数可以根据系统需求和优化目标进行设定，用于评估天线的误码性能；据此对比计算指定天线的误码率评估系数，其具体计算过程为：，其中/>表示误码率评估系数 ，/>表示系统记录出现的错误比特数 ，/>表示记录的传输的总比特数。

本实施方案中，通过检测内置天线的误码率，并进行评估，可以了解指定天线在数据传输中的性能表现；如果误码率超出预定的要求，可以采取适当的措施，如优化天线位置、增强信号处理能力、改进纠错编码等，以提高传输的可靠性和性能。

具体的，参照图2，S3-S4包含以下步骤：将信号强度评估系数、信噪比评估系数和误码率评估系数进行均一化处理，使它们具有相同的重要性和数值范围；将均一化后的信号强度评估系数、信噪比评估系数和误码率评估系数进行加权求和，得到内置天线的信号质量评估系数；权重的选择可以根据具体的应用需求和系统性能来确定；将信号质量评估系数与预设的阈值进行比较；如果信号质量评估系数低于阈值，表明信号质量不符合要求，需要执行天线切换；如果信号质量评估系数不低于阈值，则表示内置天线的信号质量良好，可以继续使用；如果信号质量评估系数低于阈值，系统可以发出报警信号，以通知有关人员执行天线切换操作，以改善信号质量；报警可以通过声音、光亮或其他方式来实现；其具体计算公式为：，其中/>表示为指定天线的内外切换条件符合系数，/>，/>，/>分别表示为设定的指定天线的信号强度和信噪比和误码率所属力学性能符合影响权重因数。

本实施方案中，通过这种方式，可以根据内置天线的信号强度、信噪比和误码率等指标，综合评估其信号质量，并根据设定的阈值来判断是否需要进行天线切换操作，以确保良好的信号质量和通信性能。

综上，本申请至少具有以下效果：

提高通信可靠性：通过综合评估信号强度、信噪比和误码率等指标，可以及时发现信号质量下降或不符合要求的情况；如果信号质量低于设定的阈值，系统可以及时切换到其他天线，避免信号弱或干扰严重时的通信中断或质量下降。

优化通信性能：通过均一化处理和综合评估多个指标，可以更全面地了解内置天线的信号质量情况；这样可以实现更准确的信号质量评估，并根据实际情况做出相应的天线切换决策，以优化通信性能。

提升用户体验：在信号质量较差时，及时执行天线切换可以避免通信中断、语音质量差或数据传输错误等问题；这可以提高用户的通信体验，确保他们可以在良好的信号环境下进行通话、上网或其他通信活动。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的系统、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种可切换的内外组合天线控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、定期对内置天线进行监控，获取周期内的信号质量数据，并形成数据表，信号质量数据包括信号强度，信噪比，误码率；信噪比包括运行噪音和信号功率；误码率包括传输的总比特数和传输过程中错误的比特数；

S2、统计每个周期内的信号强度，计算信号强度评估系数，表示信号强度达到预期水平的程度；统计每个周期内的信噪比，计算信噪比评估系数，表示信噪比达到预期水平的程度；统计每个周期内的误码率，计算误码率评估系数，同样表示误码率达到预期水平的程度；

S3、将信号强度评估系数、信噪比评估系数和误码率评估系数关联，获取天线信号质量评估系数；

S4、判断天线信号质量评估系数是否低于设定的阈值，若是则发出警报，用于提醒操作员将安装外置天线；

统计每个周期内的信号强度，计算信号强度评估系数，其具体过程为：

定期检测内置天线的信号强度：设置采样时间间隔，定期通过天线检测设备或调用API来获取内置天线接收到的实际信号强度；

将每次检测到的实际信号强度记录下来，并存储在数据表中，数据表包含时间戳和对应的实际信号强度；

从数据表中调取实际信号强度，并与预定义信号强度进行比较，预定义信号强度是设定的理想值；

通过将实际信号强度与预定义信号强度进行比较并进行均一化处理，得到信号强度评估系数CPI；

信号强度评估系数判断逻辑：根据信号强度评估系数CPI的数值，确定内置天线信号强度是否达到预期水平；

信号强度评估系数CPI的判断逻辑如下：，其中/>表示为指定天线的信号强度评估系数，/>表示为指定天线的对应第/>次测试的预定义信号强度，/>表示为指定天线所属第/>次测试的实际信号强度，/>表示为设定的信号强度对应的性能符合修正因子，/>表示为各采样时间的次数，/>，/>表示为测试的总次数，/>表示为自然常数；

将信号强度评估系数、信噪比评估系数和误码率评估系数关联，获取天线信号质量评估系数的过程为：

将信号强度评估系数、信噪比评估系数和误码率评估系数进行均一化处理；

将均一化后的信号强度评估系数、信噪比评估系数和误码率评估系数进行加权求和，得到内置天线的信号质量评估系数，其具体计算公式为：，其中/>表示为内置天线的信号质量评估系数，/>，/>，/>分别表示为设定的指定天线的信号强度和信噪比和误码率所属力学性能符合影响权重因数，/>表示信噪比评估系数，/>表示误码率评估系数。

2.根据权利要求1所述的一种可切换的内外组合天线控制方法，其特征在于：定期对内置天线进行监控，获取周期内的信号质量数据，并形成数据表的具体过程为：

设定一个定时器或周期性任务，定期检测信号质量，获取在本周期内的天线的信号质量数据，并形成数据表；将信号质量检测获取的信号性能数据记录在数据表中，包括内置天线和外置天线的信号强度、信噪比和误码率指标。

3.根据权利要求2所述的一种可切换的内外组合天线控制方法，其特征在于：统计每个周期内的信噪比，计算信噪比评估系数，其具体过程为：

获取内置天线信号功率符合系数；

获取内置天线噪声符合系数；

将获取得到的内置天线信号功率符合系数和内置天线噪声符合系数处理，得到信噪比评估系数，计算公式为： ，其中：/>表示信噪比评估系数；/>表示内置天线信号功率符合系数；/>表示内置天线噪声符合系数。

4.根据权利要求3所述的一种可切换的内外组合天线控制方法，其特征在于：获取内置天线噪声符合系数的过程为：

设置采样时间间隔，定期通过噪声检测设备或调用API来获取内置天线接收到的内部运行噪音响度；

将每次检测到的内部运行噪音响度记录下来，并存储在数据表中，数据表应包含时间戳和对应的内部运行噪音响度；

从数据表中调取内部运行噪音响度，并与内部运行允许噪音响度进行比较，内部运行允许噪音响度是设定的理想值；

通过将内部运行噪音响度与内部运行允许噪音响度进行比较并进行均一化处理，得到内置天线噪声符合系数；

计算内置天线噪声符合系数，内置天线噪声符合系数其计算公式为：，其中/>表示为指定天线的内部运行允许噪音响度，/>表示为指定天线的内部运行噪音响度，/>表示为设定的内部运行允许噪音响度对应的性能符合影响因子，/>表示为各检测时间点的编号，/>，/>表示为检测时间点的数量。

5.根据权利要求4所述的一种可切换的内外组合天线控制方法，其特征在于：获取内置天线信号功率符合系数，其具体过程为：

定期检测内置天线的信号功率，设置采样时间间隔，定期使用功率计或者使用API来获取内置天线接收到的内部实际信号功率；

将每次检测到的内部实际信号功率记录下来，并存储在数据表中，数据表包含时间戳和对应的内部实际信号功率；

从数据表中调取内部实际信号功率，并与信号功率预测数值进行比较，信号功率预测数值是设定的理想值；

通过将内部实际信号功率与信号功率预测数值进行比较并进行均一化处理，得到信号功率符合系数；

计算内置天线信号功率符合系数，其计算公式为：，其中表示为内置天线信号功率符合系数，/>表示为指定天线的信号功率预测数值，/>表示为指定天线的内部实际信号功率，/>表示为设定的内部实际信号功率对应的性能修正影响因子，/>表示为各检测时间点的编号，/>，/>表示为检测时间点的数量。

6.根据权利要求5所述的一种可切换的内外组合天线控制方法，其特征在于：统计每个周期内的误码率，计算误码率评估系数，其具体过程为：

在数据传输过程中，记录通过内置天线传输的总比特数；

在接收端，对接收到的数据进行误码检测；

将记录到的错误比特数进行累积，以得到整个传输过程中出现的错误比特数；

使用错误比特数和总比特数的比值，计算误码率评估系数，其具体计算过程为：，其中/>表示误码率评估系数 ，/>表示系统记录出现的错误比特数 ，/>表示记录的传输的总比特数。

7.根据权利要求6所述的一种可切换的内外组合天线控制方法，其特征在于：

将信号质量评估系数与预设的阈值进行比较；

如果信号质量评估系数低于阈值，表明信号质量不符合要求，需要执行天线切换；如果信号质量评估系数不低于阈值，则表示内置天线的信号质量良好，可以继续使用；如果信号质量评估系数低于阈值，发出报警信号。

8.一种采用如权利要求1-7任意一项所述可切换的内外组合天线控制方法的可切换的内外组合天线，其特征在于，包括射频前端、内置天线、外置天线、单刀双掷开关、主处理器、天线信号质量检测模块和微动开关，其中：

所述射频前端与单刀双掷开关连接，所述单刀双掷开关分别与内置天线和外置天线连接，所述微动开关与主处理器连接，所述微动开关被装配为当外置天线安装到位后，微动开关向主处理器发送开关信号，由主处理器控制单刀双掷开关切换外置天线通道；

所述天线信号质量检测模块用于检测内置天线的信号质量，与预设阈值相比较，判断是否低于预设阈值，若是则由主处理器发送安装外置天线请求。