一种路由器以及无线信号辐射方向的控制方法与流程

本发明涉及无线通信技术领域，尤指一种路由器以及无线信号辐射方向的控制方法。

背景技术

现有路由设备中，多采用多根天线做多入多出(mimo)通信。天线可为外置或内置，因为全向天线可以接受来自各个角度的信号并向各个角度发射信号进行设计，因此大部分会采用全向天线作为路由器的发射端子发射无线信号。使用全向天线的目的是为了确保各个方向上均有良好的速率覆盖，不会存在速率较弱的方向。

但现有路由天线，由于受到各种因素限制，只能考虑理想的使用场景，无法智能的调整天线的覆盖角度，用户在实际使用中，难免会存在个别位置方位的无线传输速率较低的现象，如何改善用户体验，是亟需解决的一个技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种路由器以及无线信号辐射方向的控制方法，实现智能调节路由器天线的无线信号的辐射方向，改善用户上网体验的目的。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种路由器，包括：主板，控制器，全向天线，开关和金属反射板；

多个所述全向天线靠近所述主板的外周边间隔设置于所述主板，且每一个所述全向天线对应设置有所述金属反射板；

多个所述金属反射板远离所述主板的外周边间隔设置于所述主板；

每一个所述全向天线的馈电线与主板上的馈电点连接，每一个所述全向天线的接地线与主板上的接地点连接，每一个所述金属反射板与所述主板的接地端通过一开关连接，所述开关与所述控制器连接，通过控制器的控制信号控制各个开关的通断状态，从而控制各个全向天线发射的无线信号的辐射方向。

进一步的，每一个所述全向天线对应设置有一个所述金属反射板，且所述金属反射板的延展方向与所述全向天线的延展方向相同。

进一步的，每一个所述全向天线对应设置有多个所述金属反射板，且多个所述金属反射板靠近所述全向天线间隔环绕设置。

进一步的，所述金属反射板包括板体：所述板体两侧朝向所述全向天线方向分别延伸形成第一延展板和第二延展板，所述第一延展板与所述板体之间夹角为第一夹角，所述第二延展板与所述板体之间夹角为第二夹角。

一种无线信号辐射方向的控制方法，包括步骤：

获取无线网络端口在预设时长内的流量使用值；

当无线网络端口在预设时长内的流量使用值达到预设流量阈值时，遍历控制各个开关的通断状态，使得各个金属反射板与主板连通或断开控制目标无线信号的辐射方向；所述目标无线信号为所述全向天线朝向对应的金属反射板发射的无线信号；

检测所有开关通断组合情况下的无线传输速率；

根据无线传输速率最大对应的目标开关通断组合，控制各个开关的通断状态以调节各个全向天线发射的无线信号的辐射方向。

进一步的，所述获取无线网络端口在预设时长内的流量使用值之前包括：

检测路由器在所述预设时长内的流量使用情况；

将所述流量使用情况分类为有线网络端口的流量使用值和所述无线网络端口的流量使用值。

进一步的，所述当无线网络端口在预设时长内的流量使用值达到预设流量阈值时，遍历控制各个开关的通断状态，使得各个金属反射板与主板连通或断开控制目标无线信号的辐射方向具体包括：

若控制当前开关处于闭合状态，从而控制所述与当前开关连接的金属反射板与所述主板连通，使得所述目标无线信号由所述金属反射板反射出去；

若控制当前开关处于断开状态，从而控制所述与当前开关连接的金属反射板与所述主板断开，使得所述目标无线信号穿透所述金属反射板发射出去。

进一步的，所述比较各个开关通断组合情况下的无线传输速率大小，根据无线传输速率最大对应的开关通断组合控制各个开关的通断状态，以调节各个全向天线的辐射方向之后包括：

记录每次控制各个开关的通断状态下的各个金属反射板与主板的通断状态信息和无线传输速率信息；所述通断状态信息包括开启时间，关闭时间；

统计所述通断状态信息和所述无线传输速率信息得到统计结果，根据所述统计结果计算每个无线传输速率信息在每个时间周期的开关控制指令；所述时间周期大于所述预设时长；

根据所述开关控制指令，对应控制每个开关在每个时间周期内的通断状态。

通过本发明提供的一种路由器以及无线信号辐射方向的控制方法，能够带来以下有益效果：

1)本发明通过控制每个开关的通断状态，使得各个金属反射板与主板连通或断开，从而能够控制目标无线信号的辐射方向，起到定向的作用，通过检测路由器无线传输速率情况来做动态调节，使速率始终保持在较高的水平上，提升用户的体验。

2)本发明记录每次控制各个开关的通断状态下各个开关的通断状态信息和无线传输速率信息，经过一段时间的学习，了解用户的使用习惯，在遍历时去掉较少使用的通断组合项，提升遍历检测效率，更匹配用户的行为习惯，使得路由器更智能。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种路由器以及无线信号辐射方向的控制方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明第一，第五实施例的结构的俯视示意图；

图2是本发明第一，第五实施例的结构的剖面示意图；

图3是本发明第二实施例的结构示意图；

图4是本发明第三实施例的结构示意图；

图5是本发明第四实施例的结构示意图；

图6是本发明第五实施例的流程图；

图7是本发明第九实施例的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

本发明第一实施例，如图1和图2所示：

一种路由器，包括：主板100，控制器，全向天线300，开关400和金属反射板200；

多个所述全向天线300靠近所述主板100的外周边间隔设置于所述主板100，且每一个所述全向天线300对应设置有所述金属反射板200；

多个所述金属反射板200远离所述主板100的外周边间隔设置于所述主板100；

每一个所述全向天线300的馈电线与主板100上的馈电点连接，每一个所述全向天线300的接地线与主板100上的接地点连接，每一个所述金属反射板200与所述主板100的接地端通过一开关400连接，所述开关400与所述控制器连接，通过控制器的控制信号控制各个开关400的通断状态，从而控制各个全向天线300发射的无线信号的辐射方向。

具体的，本实施例中，路由器上设有多个全向天线300，全向天线300和金属反射板200是按照如图1所示的方式排布设置与路由器的主板100处，这些全向天线300为间隔排布，每个全向天线300都靠近主板100的外周边，所有全向天线300的排布方式可以是等距间隔靠近主板100的外周边排布设置，也可以是非等间隔靠近主板100的外周边排布设置，每一个全向天线300的后面都设置有金属反射板200，即每一个全向天线300相对靠近主板100的外周边，而每一个全向天线300对应设置的金属反射板200相对远离主板100的外周边。

全向天线300和金属反射板200除了如图1所示排布设置于路由器的主板100外，如图2所示，每一个全向天线300的馈电线与主板100上的馈电点连接，每一个全向天线300的接地线与主板100上的接地点连接，使得全向天线300在路由器开机时处于工作状态，且每一个金属反射板200与主板100的接地端均通过一开关400连接，每一个金属反射板200对应连接的开关400均与控制器连接，所有开关400接收控制器的控制信号，以便各个根据控制器的控制信号控制自身的通断状态。

当开关400连通时，金属反射板200与主板100的接地端连通时，金属反射板200不是等电势体，此时金属反射板200能够反射天线发射的电磁波即无线信号，使得全向天线300产生定向作用，从而提升特定角度上无线信号的覆盖。当开关400的金属反射板200与与主板100的接地端不连通时，金属反射板200是等电势体，此时金属反射板200能够穿透金属反射板200，使得路由器仍然维持全向覆盖发射无线信号。本发明能够实现智能调节路由器天线的无线信号的辐射方向，改善用户上网体验的目的。

本发明第二实施例，如图3所示，本实施例是上述第一实施例的优化实施例，相同部分的效果在此不再一一赘述，每一个所述全向天线300对应设置有一个所述金属反射板200，且所述金属反射板200的延展方向与所述全向天线300的延展方向相同。具体的，每一个全向天线300对应的一个金属反射板200的延展方向与自身的延展方向相同，例如全向天线300为u型板时其对应的一金属反射板200也是与全向天线300形状相同的u型板，例如全向天线300为一字型板时其对应的一金属反射板200也是与全向天线300形状相同的一字型板，例如全向天线300为n型板时其对应的一金属反射板200也是与全向天线300形状相同的n型板。优选的，金属反射板200的长度大于全向天线300的长度，便于当开关400连通，使得金属反射板200与主板100的接地端连通时，将发散的无线信号集中反射，避免金属反射板200的长度小于或者等于全向天线300的长度时导致的部分无线信号散射出去，从而降低发散率，提升无线信号的发射效果。

本发明第三实施例，如图4所示，本实施例是上述第一实施例的优化实施例，相同部分的效果在此不再一一赘述。此外，本实施例中，每一个所述全向天线300对应设置有多个所述金属反射板200，且多个所述金属反射板200靠近所述全向天线300间隔环绕设置。具体的，每一个全向天线300对应两个或者两个以上的金属反射板200，每一个全向天线300对应的多个金属反射板200之间的间隔距离小于预设长度，即当前全向天线300对应的多个金属反射板200之间尽量紧密环绕当前全向天线300设置，便于当开关400连通，使得金属反射板200与主板100的接地端连通时，避免间隙过大时导致的部分无线信号散射出去，从而降低发散率，提升无线信号的发射效果。

本发明第四实施例，如图5所示，本实施例是上述第一至第三任一实施例的优化实施例，相同部分的效果在此不再一一赘述。此外，本实施例中，所述金属反射板200包括板体230：所述板体两侧朝向所述全向天线300方向分别延伸形成第一延展板210和第二延展板220，所述第一延展板210与所述板体230之间夹角为第一夹角，所述第二延展板220与所述板体230之间夹角为第二夹角。具体的，第一夹角与第二夹角可以相等，也可以不相等。每个金属反射板200的板体230的两侧朝向全向天线300的方向分别延伸形成第一延展板210和第二延展板220，通过延展板使得金属反射板200增大围绕全向天线300的面积，便于当开关400连通，使得金属反射板200与主板100的接地端连通时，提升金属反射板200的反射面，从而提升将全向天线300朝向固定角度范围发射的概率，达到定向发射无线信号的效果。

本发明第五实施例，如图1，图2和图6所示。

一种无线信号辐射方向的控制方法，包括：

s10获取无线网络端口在预设时长内的流量使用值；

具体的，路由器上设有多个全向天线300，全向天线300和金属反射板200是按照如图1所示的方式排布设置与路由器的主板100处，这些全向天线300为间隔排布，每个全向天线300都靠近主板100的外周边，所有全向天线300的排布方式可以是等距间隔靠近主板100的外周边排布设置，也可以是非等间隔靠近主板100的外周边排布设置，每一个全向天线300的后面都设置有金属反射板200，即每一个全向天线300相对靠近主板100的外周边，而每一个全向天线300对应设置的金属反射板200相对远离主板100的外周边。

全向天线300和金属反射板200除了如图1所示排布设置于路由器的主板100外，如图2所示，每一个全向天线300的馈电线与主板100上的馈电点连接，每一个全向天线300的接地线与主板100上的接地点连接，使得全向天线300在路由器开机时处于工作状态，且每一个金属反射板200与主板100的接地端均通过一开关400连接，每一个金属反射板200对应连接的开关400均与控制器连接，所有开关400接收控制器的控制信号，以便各个根据控制器的控制信号控制自身的通断状态。

s20当无线网络端口在预设时长内的流量使用值达到预设流量阈值时，遍历控制各个开关400的通断状态，使得各个金属反射板200与主板100连通或断开控制目标无线信号的辐射方向；所述目标无线信号为所述全向天线300朝向对应的金属反射板200发射的无线信号；

具体的，当路由器分析出无线网络端口在预设时长(如10min)内的流量使用值达到预设流量阈值时，遍历控制各个开关400的通断状态，使得各个金属反射板200与主板100连通或断开，以便控制目标无线信号的辐射方向，通过控制每个开关400的通断状态，使得各个金属反射板200与主板100连通或断开，从而能够控制目标无线信号的辐射方向，从而当开关400连通时，金属反射板200与主板100的接地端连通时，由于金属反射板200不是等电势体，此时金属反射板200能够反射天线发射的电磁波即无线信号，使得全向天线300产生定向作用，从而提升特定角度上无线信号的覆盖。当开关400的金属反射板200与与主板100的接地端不连通时，由于金属反射板200是等电势体，此时金属反射板200能够穿透金属反射板200，使得路由器仍然维持全向覆盖发射无线信号。

s30检测所有开关通断组合情况下的无线传输速率；

具体的，延续上述例子，检测四种开关通断组合情况下对应的无线传输速率。

s40根据无线传输速率最大对应的目标开关通断组合，控制各个开关400的通断状态以调节各个全向天线300发射的无线信号的辐射方向。

具体的，比较各个开关通断组合下的无线传输速率的大小，将无线传输速率最大对应开关通断组合作为目标开关通断组合，路由器的控制器就根据目标开关通断组合a进行控制各个开关400的通断状态，即开关400a闭合，开关400b闭合，这样就能够实现智能调节路由器天线的无线信号的辐射方向，改善用户上网体验的目的。

本发明第六实施例，本实施例是上述第五实施例的优化实施例，所述s10获取无线网络端口在预设时长内的流量使用值之前包括：

s01检测路由器在所述预设时长内的流量使用情况；

s02将所述流量使用情况分类为有线网络端口的流量使用值和所述无线网络端口的流量使用值。

具体的，区分流量的传输路径，如果只在有线网络端口上有流量，无线网络端口无流量，则也可以调节路由器的发射功率，降低功耗。路由器可以通过记录流量日志对预设时长内的流量使用情况进行监管，通过报文中的端口信息获取有线网络端口的流量使用使用值和所述无线网络端口的流量使用值。区分有线网络端口的流量使用值和无线网络端口的流量使用值，是为了避免预设时长内的流量数据为有线网络端口产生时，出现误判导致路由器错误的控制各个开关400的通断状态，区分出无线网络端口的流量使用值，能够提升路由器调节各个全向天线300发射的无线信号的辐射方向的准确性，避免错误调节导致在用户使用过程中，由于无线信号的辐射方向出错时用户所处位置的无线传输速率较低，由于避免有线网络端口的流量使用值达到预设流量阈值时，出现误判调节各个开关400的通断状态，减少开关400的开关400控制次数，从而降低开关400的硬件损耗。

本发明第七实施例，本实施例是上述第五实施例的优化实施例，所述s200当无线网络端口在预设时长内的流量使用值达到预设流量阈值时，遍历控制各个开关400的通断状态，使得各个金属反射板200与主板100连通或断开控制目标无线信号的辐射方向具体包括：

s21若控制当前开关400处于闭合状态，从而控制所述与当前开关400连接的金属反射板200与所述主板100连通，使得所述目标无线信号由所述金属反射板200反射出去；

s22若控制当前开关400处于断开状态，从而控制所述与当前开关400连接的金属反射板200与所述主板100断开，使得所述目标无线信号穿透所述金属反射板200发射出去。

具体的，延续上述第五实施例的例子，当路由器分析出无线网络端口在预设时长(如10min)内的流量使用值达到预设流量阈值时，遍历控制各个开关400的通断状态，使得各个金属反射板200与主板100连通或断开，以便控制目标无线信号的辐射方向，如图2所示，即无线网络端口在预设时长内的流量使用值达到预设流量阈值时，分别控制开关400a和开关400b的通断状态。

第一种开关通断组合a为开关400a闭合，开关400b闭合，此时全向天线300a发射至金属反射板200a的目标无线信号被金属反射板200a反射回去，发射的无线信号的辐射方向为远离金属反射板200a的方向，使得全向天线300a的辐射方向范围为正下方180°的范围；此时全向天线300b发射至金属反射板200b的目标无线信号被金属反射板200b反射回去，发射的无线信号的辐射方向为远离金属反射板200b的方向，使得全向天线300b的辐射方向范围为正上方180°的范围。

第二种开关通断组合为b开关400a断开，开关400b闭合，此时全向天线300a发射至金属反射板200a的目标无线信号穿透金属反射板200a发射出去，使得全向天线300a的辐射方向范围为360°的范围；此时全向天线300b发射至金属反射板200b的目标无线信号被金属反射板200b反射回去，发射的无线信号的辐射方向为远离金属反射板200b的方向，使得全向天线300b的辐射方向范围为正上方180°的范围。

第三种开关通断组合c为开关400a闭合，开关400b断开，此时全向天线300a发射至金属反射板200a的目标无线信号被金属反射板200a反射回去，发射的无线信号的辐射方向为远离金属反射板200a的方向，使得全向天线300a的辐射方向范围为正下方180°的范围；此时全向天线300b发射至金属反射板200b的目标无线信号穿透金属反射板200b发射出去，使得全向天线300b的辐射方向范围为360°的范围。

第四种开关通断组合d为开关400a断开，开关400b断开，此时全向天线300a发射至金属反射板200a的目标无线信号穿透金属反射板200a发射出去，使得全向天线300a的辐射方向范围为360°的范围；此时全向天线300b发射至金属反射板200b的目标无线信号穿透金属反射板200b发射出去，使得全向天线300b的辐射方向范围为360°的范围。

这四种开关通断组合情况下，各个金属反射板200与主板100连通或断开，从而能够控制目标无线信号的辐射方向，从而当开关400连通时，金属反射板200与主板100的接地端连通时，由于金属反射板200不是等电势体，此时金属反射板200能够反射天线发射的电磁波即无线信号，使得全向天线300产生定向作用，从而提升特定角度上无线信号的覆盖。当开关400的金属反射板200与与主板100的接地端不连通时，由于金属反射板200是等电势体，此时金属反射板200能够穿透金属反射板200，使得路由器仍然维持全向覆盖发射无线信号。本发明通过控制每个开关400的通断状态，使得各个金属反射板200与主板100连通或断开，从而能够控制目标无线信号的辐射方向，能够实现智能调节路由器天线的无线信号的辐射方向，改善用户上网体验的目的。

本发明第八实施例，本实施例是上述第五至第七任一实施例的优化实施例，所述s40比较各个开关通断组合情况下的无线传输速率大小，根据无线传输速率最大对应的开关通断组合控制各个开关400的通断状态，以调节各个全向天线300的辐射方向之后包括：

s50记录每次控制各个开关400的通断状态下的各个金属反射板200与主板100的通断状态信息和无线传输速率信息；所述通断状态信息包括开启时间，关闭时间；

具体的，收集历史数据，即记录每次控制各个开关400的通断状态下的各个金开关400的通断状态信息和无线传输速率信息，将通断状态信息和无线传输速率信息储存在数据库中；

根据路由流量情况来对金属反射板200上的开关400进行控制，选择最佳的组合让无线速率处于最高状态，并定时做流量检测和开关400状态调节，从而起到智能切换的作用。在上述流程基础上，记录每天各时间点上的开关400通断状态，通过不断学习，了解用户的使用习惯，在遍历时去掉较少使用的通断组合项，提升遍历检测效率，更匹配用户的行为习惯，使得路由器更智能。

s60统计所述通断状态信息和所述无线传输速率信息得到统计结果，根据所述统计结果计算每个无线传输速率信息在每个时间周期的开关400控制指令；所述时间周期大于所述预设时长；

具体的，将每日平均划分为24个时段即24个时间周期如24个周期每个时间周期的时长就是一个小时，把该路由器每个时间周期内的通断状态信息和无线传输速率信息中的数据做统计并将统计结果存入数据库；

s70根据所述开关400控制指令，对应控制每个开关400在每个时间周期内的通断状态。

具体的，将产生的流量数据按照数目等级分为低、中和高三个等级，对于上述产生的无线传输速率信息的三个等级，对应建立低等模型、中等模型与高等模型，并将统计结果根据通断状态信息与对应时间周期匹配到三个模型中，即可得到时间周期与通断状态信息与的映射关系，根据映射关系获取路由器每个金属反射板200连接的开关400在每个时间周期内的目标通断状态状态，从而使得每个开关400当时间在某一个时间周期时根据目标通断状态，控制自身闭合获知断开。本发明解决普通路由器不能自行调节无线信号的辐射方向的问题，通过流量路由器是否有无线终端在使用无线信号上网，并在无线网络端口在预设时长内的流量使用值达到预设流量阈值时，遍历控制各个开关400的通断状态，使得各个金属反射板200与主板100连通或断开控制目标无线信号的辐射方向，记录控制各个开关400的通断状态下的各个金属反射板200与主板100的通断状态信息和无线传输速率信息，经过一段时间的学习，了解用户的使用习惯，根据习惯对路由器的发射功率进行动态的调节。

本发明第九实施例，基于上述实施例，如图7所示，下面例举一实例进行说明：

s1、在预设时长内对路由器接入的无线设备进行检测；

s2、判断是否有无线设备接入；若是，执行步骤s3；否则，返回步骤s1；

s3、对路由器流量进行检测；

s4、判断是否产生流量；若是，执行步骤s6；否则，执行步骤s5；

s5、金属反射板200对应连接的开关400不做调整，并返回步骤s1；

s6、遍历调整不同的开关通断组合，检测无线传输速率；

s7、根据检测情况，按照无线传输速率最高对应的开关通断组合对金属反射板200对应连接的开关400进行通断控制。

现有无线路由器设备，多采用全向天线300进行覆盖，使得用户在各个位置下均有较好的体验。这种效果一般是在理想条件下的，如果将路由器摆放在不合适的位置(如墙角或大型金属物体旁)，受到周围环境影响，仅使用全向天线300可能在个别角度上无法有较好的速率体验。另外，如果用户距离路由较远时，全向天线300的穿墙效果受到限制，也会导致速率降低，用户体验不佳。再考虑一点，如果用户的活动范围与时间有关系，如家居环境下，用户大部分场景在客厅，晚间时间会在卧室。现有的路由设备无法根据用户的使用习惯自动做定向调节，从而提升无线传输速率。

本发明就是基于上述问题，在现有路由器全向天线300堆叠设计的基础上，通过增加一些金属反射片及相关控制开关400电路，通过控制开关400的通断来调整全向天线300的辐射方向。当金属反射板200上的开关400是断开时，全向天线300为全向天线300，与传统的路由器工作状态相同；当开关400闭合时，由于金属板的反射作用，全向天线300产生定向作用，从而提升特定角度上的覆盖。控制不同反射板的开关400的通断，就会产生不同的定向作用，对路由器的全向天线300的辐射方向进行调整，通过检测路由器无线传输速率情况来做动态调节，使速率始终保持在较高的水平上，提升用户的体验。从而提升不同方向上的覆盖性能，来改善用户的速率体验。本发明的设计简单，实现难度较低，且效果显著，能让路由器更灵活适配在不同应用场景上。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。