一种天线控制方法、装置、天线及介质与流程

文档序号:29740718发布日期:2022-04-21 19:10阅读:102来源:国知局
一种天线控制方法、装置、天线及介质与流程

1.本技术涉及天线控制技术领域,尤其涉及一种天线控制方法、装置、天线及介质。


背景技术:

2.目前,应用于5g移动设备的天线类型分为全向天线和定向天线两大类型。全向天线具有设计简单、成本低、体积小、可接受全向信号、易部署的优点,但同时存在天线增益低、覆盖距离近的劣势;定向天线具有增益高、覆盖距离远的优点,但是设计复杂、体积大、接收范围受限不能达到360
°
的劣势。针对天线的特性与场景的对应关系而言,全向天线主要适合近距离、易部署的场景,如室内、市区内人流相对密集等场景;定向天线主要在郊区、农村部署,适合于远距离的薄覆盖、远距离接入的场景。
3.未来,随着应用场景的逐步细化,尤其是在移动性应用场景(船舶接入、陆地交通接入)中,比如娱乐型游船,由于娱乐性游船沿海岸线活动,离岸距离基本在小于30km,使用船载室外型5g移动设备产品接收岸边基站信号并转化为有线宽带信号,即能够有利于游艇内部的有线和无线接入,提升游艇的娱乐型。然而,5g移动设备的移动性、远距离、易部署等特性,在船舶接入、陆地交通接入等场景中还有待新的天线技术方案来加强信号覆盖和接入。


技术实现要素:

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题,本技术提供了一种天线控制方法,该方法包括:
5.控制天线在天线扫描区间旋转扫描,所述天线扫描区间对应多个扫描子区间;
6.将所述天线扫描区间中接收基站信号强度最大的扫描子区间确定为当前优化子区间;
7.将所述当前优化子区间作为当前天线扫描区间;
8.执行第一循环步骤;
9.所述第一循环步骤包括:控制天线在所述当前天线扫描区间旋转扫描,将所述当前天线扫描区间中接收基站信号强度最大的当前扫描子区间确定为当前优化子区间;所述当前天线扫描区间包括多个当前扫描子区间;
10.直至得到的当前优化子区间的扫描夹角小于等于预设角度,结束所述第一循环步骤;
11.将所述第一循环步骤结束时得到的当前优化子区间作为所述天线的当前方位角范围,调整所述天线至所述当前方位角范围。
12.本技术实施例还提供一种天线控制装置,该装置包括:
13.天线扫描区间确定模块,用于控制天线在天线扫描区间旋转扫描,所述天线扫描区间对应多个扫描子区间;
14.优化子区间确定模块,用于将所述天线扫描区间中接收基站信号强度最大的扫描
子区间确定为当前优化子区间;
15.迭代模块,用于将所述当前优化子区间作为当前天线扫描区间;执行第一循环步骤;所述第一循环步骤包括:控制天线在所述当前天线扫描区间旋转扫描,将所述当前天线扫描区间中接收基站信号强度最大的当前扫描子区间确定为当前优化子区间;所述当前天线扫描区间包括多个当前扫描子区间;直至得到的当前优化子区间的扫描夹角小于等于预设角度,结束所述第一循环步骤;
16.方位角确定模块,用于将所述第一循环步骤结束时得到的当前优化子区间作为所述天线的当前方位角范围,调整所述天线至所述当前方位角范围。
17.本技术实施例还提供一种天线,包括:
18.旋转装置,所述旋转装置包括定向天线和控制主板;所述定向天线和所述控制主板电连接;
19.所述控制主板包括控制装置、射频装置和驱动装置;
20.所述射频装置用于获取基站发送的信号强度;
21.所述驱动装置用于控制所述旋转装置进行旋转;
22.所述控制装置包括本技术实施例所述的天线控制装置。
23.本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序用于执行本技术实施例所述的方法。
24.本技术实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点:
25.本技术实施例提供的天线控制方法,该方法能够实现自动调整天线对准基站的属性,且具有360
°
的初始化对准基站能力,无需人工对准,且天线调整的精度较高。
附图说明
26.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本技术的实施例,并与说明书一起用于解释本技术的原理。
27.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本技术实施例提供的天线控制方法的一种流程示意图;
29.图2为本技术实施例提供的天线控制方法的又一种流程示意图;
30.图3为本技术实施例提供的天线控制方法的又一种流程示意图;
31.图4为本技术实施例提供的天线控制方法的又一种流程示意图;
32.图5为本技术实施例提供的天线控制装置的一种结构示意图;
33.图6为本技术实施例提供的天线的一种结构示意图。
具体实施方式
34.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点,下面将对本技术的方案进行进一步描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术,但本技术还可以采
用其他不同于在此描述的方式来实施;显然,说明书中的实施例只是本技术的一部分实施例,而不是全部的实施例。
36.在移动性通信应用场景,船舶接入、陆地交通接入等相关技术中,具体以娱乐型游艇应用场景说明,由于娱乐性游艇沿海岸线活动,离岸距离基本在小于30km,使用船载室外型移动设备接收岸边基站信号并转化为有线宽带信号,能够有利于游艇内部的有线和无线接入,提升游艇的娱乐型。该场景中,移动设备需要满足以下几个关键特性:
37.(1)远距离接入:30km的覆盖范围,在基站天线挂足够高条件下,游艇移动设备可支持30km的接入距离;该距离要求5g移动设备必须采用定向天线,利用定向天线的高增益特性,提升上下行的信号强度。
38.(2)移动接入:游艇移动设备需要保障游艇在航行过程中的稳定的信号接入,非固定信号接入设备,这就要求移动设备具有自动对准岸边基站功能。
39.(3)基站位置不确定:在移动设备启动后关并联基站的过程中,由于基站的位置是不确定的,因此需要游艇移动设备能够支持360
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的扫描,确定信号最优的基站进行接入。
40.相关5g技术中,可以满足远距离覆盖、移动接入和360
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接入的技术或者方法包括波束成形技术和天线切换方法。波束成形技术在公网领域的sub6g频段,由于终端基带解决方案不支持波束成形技术,因此无法在游艇5g移动设备接入场景应用。目前波束成形技术仅可以在微波、雷达等领域具有可应用性。
41.天线切换方法是一个可以实现的方式,其利用多个扇区构造成全向天线,一个模块在多个扇区中寻找信号最佳的扇区进行切换。在游艇行业使用会面临调整颗粒度大,每一次调整的颗粒度就是一个天线的角度,可能存在5g移动设备的天线的波束的主瓣无法与基站对准,多数情况是5g移动设备的波束的旁瓣与基站天线沟通,而5g移动设备的主瓣和旁瓣之间增益相差较大,进而影响系统速率,不能满足高增益的需求。
42.针对上述问题中的至少一个,本技术实施例提供了一种天线控制方法,如图1所示,图1为本技术实施例提供的天线控制方法的一种流程示意图,从图1中可以看出,该方法包括:
43.步骤101:控制天线在天线扫描区间旋转扫描,天线扫描区间对应多个扫描子区间。
44.在步骤101中,控制天线在天线扫描区间内旋转扫描基站发出的信号,该天线扫描区间对应包括多个扫描子区间。
45.步骤102:将天线扫描区间中接收基站信号强度最大的扫描子区间确定为当前优化子区间,将当前优化子区间作为当前天线扫描区间。
46.步骤103:执行第一循环步骤;该第一循环步骤包括:控制天线在当前天线扫描区间旋转扫描,将当前天线扫描区间中接收基站信号强度最大的当前扫描子区间确定为当前优化子区间;当前天线扫描区间包括多个当前扫描子区间。
47.在步骤103中,执行第一循环步骤;该第一循环步骤包括:控制天线在当前天线扫描区间旋转扫描基站信号,该当前天线扫描区间对应多个扫描子区间,将接收基站信号强度最大的当前扫描子区间确定为当前优化子区间。并循环执行第一循环步骤,从当前天线扫描区间中确定出接收基站信号强度最大的当前扫描子区间,并将该当前扫描子区间确定为当前优化子区间,再以该当前优化子区间作为当前天线扫描区间,控制天线再次进行扫
描。
48.步骤104:直至得到的当前优化子区间的扫描夹角小于等于预设角度,结束第一循环步骤。
49.步骤105:将第一循环步骤结束时得到的当前优化子区间作为天线的当前方位角范围,调整天线至当前方位角范围。
50.本技术实施例提供的天线控制方法,该方法能够实现自动调整天线对准基站的属性,且具有360
°
的初始化对准基站能力,无需人工对准,且天线调整的精度较高。
51.在一些实施例中,该方法还包括天线初始上电后,所述天线初次扫描基站信号时的天线扫描区间为0-360度;其中,该天线为定向天线。本技术提供的天线控制方法能够利用定向天线的高增益特性,实现天线的360
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全向接收信号的特性,可以满足远距离移动的场景需求。
52.在一些实施例中,将天线扫描区间划分为多个扫描子区间,获取接收基站信号最大的扫描子区间为当前优化子区间,这样就完成天线对基站信号的一次扫描,然后以上一次扫描结束获取的当前优化子区间作为下一次扫描时的天线扫描区间。例如天线可以进行多次扫描,每次扫描时,都将天线扫描区间划分为多个扫描子区间,获取接收基站信号强度最大的扫描子区间为当前优化子区间,直至该优化子区间的夹角小于等于预设角度。优选地,控制天线进行至少3次扫描,以使得优化子区间的夹角小于等于预设角度。
53.在一些实施例中,控制天线进行3次扫描,每一次扫描都可以得到一个优化子区间,具体地如图2所示,图2为本技术实施例提供的天线控制方法的又一种流程示意图,从图2可以看出,该方法包括:
54.步骤201:控制天线在天线扫描区间旋转扫描,天线扫描区间对应多个扫描子区间。
55.步骤202:将天线扫描区间中接收基站信号强度最大的扫描子区间确定为第一优化子区间。
56.步骤203:控制天线在第一优化子区间旋转扫描,将第一优化子区间划分为多个扫描子区间,将第一优化子区间中接收基站信号强度最大的扫描子区间确定为第二优化子区间。
57.步骤204:控制天线在第二优化子区间旋转扫描,将第二优化子区间划分为多个扫描子区间,将第二优化子区间中接收基站信号强度最大的扫描子区间确定为第三优化子区间。
58.步骤205:此时第三优化子区间的扫描夹角小于等于预设角度,结束天线扫描。
59.步骤206:将天线扫描结束时得到的第三优化子区间作为天线的当前方位角范围,调整天线至当前方位角范围。
60.在一些实施例中,该预设角度大于等于5度,且小于等于6度。优选地,该预设角度为5.5度。本技术实施例提供的方法,可以从0-360度的范围内,获取接收基站信号强度最大的优化子区间的夹角大于等于5度,且小于等于6度,提高了天线的调整精度。
61.本技术实施例中,采用多次扫描,并对天线扫描区间进行逐级多次划分,以得到满足天线精度需求的当前优化子区间。
62.本技术实施例提供的天线控制方法,相对于现有的天线切换的技术的实现路径而
言,具有跟踪颗粒度更细,实现系统性能更强的特点。通常天线信号中的颗粒度越大越好,而颗粒度取决于天线的个数和每个天线的覆盖角度,比如每个天线的扇区覆盖角度为90
°
,则需要设置4个扇区天线才能实现360
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覆盖。并且在天线切换技术中,如果需要精细化的颗粒度,那么,需要增加天线的数量,进而影响整机的成本、体积及实现难度。本技术实施例提供的天线控制方法,天线信号中的颗粒度理论上可以细化到无穷小,在实际应用中,考虑天线的成本,将获取接收基站信号强度最大的优化子区间的夹角控制在大于等于5度且小于等于6度的范围内,因此本技术的天线调整精度优于传统天线切换技术中的扇区切换方法,且本技术只采用一根定向天线就可以实现360
°
全向接收基站信号的性能,不仅提高天线调整的精度,还降低了成本。
63.在一些实施例中,根据天线水平波束宽度和天线初次扫描时天线扫描区间的最大角度,确定每次扫描时的扫描子区间的最大个数。例如预设天线初次扫描基站信号时的天线扫描区间中的最大度数为r,该天线水平波束宽度w、扫描子区间的最大个数q,则天线扫描区间中的最大度数r、天线水平波束宽度w、扫描子区间的最大个数q之间的关系满足:q=r/w。
64.在一些实施例中,例如天线水平波束宽度为90度,天线初次扫描基站信号时的天线扫描区间为0-360度,因此,可以确定每次扫描时的扫描子区间的最大个数为4。每次扫描时,均将每次扫描的天线扫描区间最多划分为4个扫描子区间。
65.示例性的,天线水平波束宽度为90度,预设每次扫描时,将每次扫描的天线扫描区间划分为4个扫描子区间。控制进行3次扫描,对天线扫描区间进行逐级多次划分,以得到满足天线精度需求的当前优化子区间。
66.天线进行第一次扫描:天线初始上电后天线自动位于默认的初始位置,天线第一次扫描的区间为0-360度,根据天线水平波束宽度为90度,确定将天线扫描区间划分为4个扫描子区间,该4个扫描子区间分别为0-90度、90度-180度、180度-270度、270度-360度。
67.预设天线初始位置的天线方位角为0度,控制天线在0-360度旋转扫描,从0-90度、90度-180度、180度-270度、270度-360度4个扫描子区间中,确定接收基站信号强度最大的扫描子区间为第一优化子区间。例如天线在0-90度的扫描子区间接收基站信号强度最大,则第一优化子区间为0-90度。
68.天线进行第二次扫描:控制天线在第一优化子区间0-90度内旋转扫描,将第一优化子区间划分为4个扫描子区间,该4个扫描子区间分别为0-22.5度、22.5度-45度、45度-67.5度、67.5度-90度。
69.控制天线在0-90度内扫描,从0-22.5度、22.5度-45度、45度-67.5度、67.5度-90度4个扫描子区间中,确定接受基站信号强度最大的扫描子区间为第二优化子区间。例如天线在0-22.5度的扫描子区间接收基站信号强度最大,则第二优化子区间为0-22.5度。
70.天线进行第三次扫描:控制天线在第二优化子区间0-22.5度内旋转扫描,将第二优化子区间划分为4个扫描子区间,该4个扫描子区间分别为0-5.6度、5.6度-11.2度、11.2度-16.8度、16.8度-22.5度。
71.控制天线在0-22.5度内扫描,从0-5.6度、5.6度-11.2度、11.2度-16.8度、16.8度-22.5度4个扫描子区间中,确定接受基站信号强度最大的扫描子区间为第三优化子区间。例如天线在0-5.6度的扫描子区间接收基站信号强度最大,则第三优化子区间为0-5.6度。
72.此时第三优化子区间的扫描夹角小于等于预设角度,结束天线扫描。将天线扫描结束时得到的第三优化子区间作为天线的当前方位角范围,调整天线至当前方位角范围。
73.在一些实施例中,例如天线水平波束宽度为60度,天线初次扫描基站信号时的天线扫描区间为0-360度,因此,可以确定每次扫描时的扫描子区间的最大个数为6。每次扫描时,均将每次扫描的天线扫描区间最多划分6个子区间。
74.在一些实施例中,每次扫描时,扫描子区间的个数可以相同或者不同,具体以实际天线扫描的需求进行设计,本技术不作限定。
75.在一些实施例中,如图3所示,图3为本技术实施例提供的天线控制方法的又一种流程示意图,从图3可以看出,该方法包括:
76.步骤301:控制天线在天线扫描区间旋转扫描,天线扫描区间对应多个扫描子区间。
77.步骤302:获取天线在每个扫描子区间的起始位置的接收基站信号强度以及终止位置的接收基站信号强度。
78.天线在每个扫描子区间起始扫描的位置为起始位置,结束扫描的位置为终止位置。
79.示例性的,天线初始上电后天线自动位于默认的初始位置,天线第一次扫描的区间为0-360度,根据天线水平波束宽度为90度,确定将天线扫描区间划分为4个扫描子区间,该4个扫描子区间分别为0-90度、90度-180度、180度-270度、270度-360度。例如天线进行顺时针旋转扫描,则对于0-90度的扫描子区间,起始位置为0度,终止位置为90度。对于90度-180度的扫描子区间,起始位置为90度,终止位置为180度。对于180度-270度的扫描子区间,起始位置为180度,终止位置为270度。对于270度-360度的扫描子区间,起始位置为270度,终止位置为360度。例如天线进行逆时针旋转扫描,则对于0-90度的扫描子区间,起始位置为90度,终止位置为0度。对于90度-180度的扫描子区间,起始位置为180度,终止位置为90度。对于180度-270度的扫描子区间,起始位置为270度,终止位置为180度。对于270度-360度的扫描子区间,起始位置为360度,终止位置为270度。
80.因此,获取天线在每个扫描子区间的起始位置的接收基站信号强度以及终止位置的接收基站信号强度,例如可以获取天线旋转到0度、90度、180度、360度时接收基站信号强度。
81.步骤303:将天线在扫描子区间的起始位置的接收基站信号强度和终止位置的接收基站信号强度的平均值,确定为该扫描子区间接收基站信号强度。
82.计算天线在该扫描子区间的起始位置和终止位置的接收基站信号强度的平均值,将该平均值确定为该扫描子区间的接收基站信号强度。
83.示例性的,计算天线旋转到0度时的接收基站信号强度和旋转到90度时的接收基站信号强度的平均值,该平均值即为0-90度扫描子区间的接收基站信号强度。计算天线旋转到90度时的接收基站信号强度和旋转到180度时的接收基站信号强度的平均值,该平均值即为90度-180度扫描子区间的接收基站信号强度。计算天线旋转到180度时的接收基站信号强度和旋转到270度时的接收基站信号强度的平均值,该平均值即为180度-270度扫描子区间的接收基站信号强度。计算天线旋转到270度时的接收基站信号强度和旋转到360度时的接收基站信号强度的平均值,该平均值即为270度-360度扫描子区间的接收基站信号
强度。
84.步骤304:将天线扫描区间中接收基站信号强度最大的扫描子区间确定为当前优化子区间,将当前优化子区间作为当前天线扫描区间。
85.步骤305:执行第一循环步骤;该第一循环步骤包括:控制天线在当前天线扫描区间旋转扫描,将当前天线扫描区间中接收基站信号强度最大的当前扫描子区间确定为当前优化子区间;当前天线扫描区间包括多个当前扫描子区间。
86.其中,在每次执行第一循环步骤,从当前天线扫描区间中确定当前优化子区间时,当前天线扫描区间包括多个当前扫描子区间;当前扫描子区间接收基站信号强度,由天线在当前扫描子区间的起始位置的接收基站信号强度和终止位置的接收基站信号强度的平均值,来确定该当前扫描子区间接收基站信号强度。
87.步骤306:直至得到的当前优化子区间的扫描夹角小于等于预设角度,结束第一循环步骤。
88.步骤307:将第一循环步骤结束时得到的当前优化子区间作为天线的当前方位角范围,调整天线至当前方位角范围。
89.本技术实施例中,通过逐级迭代的计算方法,最终可以获取接收基站信号强度最大的当前优化子区间,且该当前优化子区间的扫描夹角小于等于预设角度,实现自动调整天线对准基站的属性,并通过多次迭代进一步提高天线的调整精度,满足天线高增益的需求。
90.在一些实施例中,天线在扫描子区间的起始位置的接收基站信号强度为天线在扫描子区间的起始位置接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和。天线在扫描子区间的终止位置的接收基站信号强度为天线在扫描子区间的终止位置接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和。计算天线在扫描子区间的起始位置和终止位置接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和的平均值,将该平均值确定为该扫描子区间的接收基站信号强度。
91.本技术实施例提供的天线控制方法,通过接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率两个参数来共同衡量扫描子区间的接收基站信号强度,相比于一个参数而言,提高了对扫描子区间接收基站信号强度的计算准确性。
92.在一些实施例中,如图4所示,图4为本技术实施例提供的天线控制方法的又一种流程示意图,从图4可以看出,该方法包括:
93.步骤401:控制天线在天线扫描区间旋转扫描,天线扫描区间对应多个扫描子区间。
94.步骤402:将天线扫描区间中接收基站信号强度最大的扫描子区间确定为当前优化子区间,将当前优化子区间作为当前天线扫描区间。
95.步骤403:执行第一循环步骤;该第一循环步骤包括:控制天线在当前天线扫描区间旋转扫描,将当前天线扫描区间中接收基站信号强度最大的当前扫描子区间确定为当前优化子区间;当前天线扫描区间包括多个当前扫描子区间。
96.步骤404:直至得到的当前优化子区间的扫描夹角小于等于预设角度,结束第一循环步骤。
97.步骤405:将第一循环步骤结束时得到的当前优化子区间作为天线的当前方位角
范围,调整天线至当前方位角范围。
98.调整天线至当前方位角范围,这里的天线方位角为天线进行动态更新方位角的起始角度,且该起始角度位于当前优化子区间中。
99.步骤406:获取装载有天线的移动设备的状态信息。
100.在步骤406中,获取装载有天线的移动设备的状态信息,该状态信息包括移动设备的移动状态和静止状态。
101.步骤407:若装载有天线的移动设备的状态信息为移动状态,执行第二循环步骤;第二循环步骤包括:获取天线在当前方位角的第一信号强度,控制天线以当前方位角逆时针旋转预设角度并获取第二信号强度,切换回当前方位角;再控制天线以当前方位角顺时针旋转预设角度并获取第三信号强度,切换回当前方位角。
102.若装载有天线的移动设备的状态信息为移动状态,则控制天线开启动态更新方位角的方法,循环执行第二循环步骤。其中,每执行一次第二循环步骤,就可以得到一个第一信号强度、第二信号强度和第三信号强度。当多次执行第二循环步骤后,就可以得到多个第一信号强度、多个第二信号强度和多个第三信号强度。在一些实施例中,例如可以循环执行第二循环步骤至少3次。
103.在一些实施例中,天线在当前方位角获取的第一信号强度为天线在当前方位角接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和,天线以当前方位角逆时针旋转预设角度并获取的第二信号强度为天线在该方位角处接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和,天线以当前方位角顺时针旋转预设角度并获取的第三信号强度为天线在该方位角处接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和。
104.步骤408:在第一预设时间后,结束第二循环步骤。
105.步骤409:将获取到的第一信号强度的平均值、第二信号强度的平均值和第三信号强度的平均值进行比较,获得最大值。
106.在第一预设时间后,计算步骤408中循环执行第二循环步骤得到的多个第一信号强度的平均值、多个第二信号强度的平均值和多个第三信号强度的平均值。将获取到的第一信号强度的平均值、第二信号强度的平均值和第三信号强度的平均值进行比较,获取其最大值。
107.在一些实施例中,第一信号强度的平均值为天线在当前方位角时,天线接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和的平均值。第二信号强度的平均值为天线以当前方位角逆时针旋转预设角度时,天线在此时方位角接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和的平均值。天线以当前方位角顺时针旋转预设角度时,天线在此时方位角接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和的平均值。
108.步骤410:将该最大值对应的方位角确定为更新后的天线方位角。
109.本技术实施例提供的天线控制方法,能够对天线方位角进行动态调整,以实现实时调整天线对准基站的属性,可支持终端移动性的接入。该方法具有360
°
的初始化对准基站能力,无需人工对准。适合远距离接入、快速漫游的游艇5g移动设备接入的场景。
110.在一些实施例中,步骤407:若装载有天线的移动设备的状态信息为移动状态,执行第二循环步骤,还包括:若装载有天线的移动设备的状态信息为移动状态,每隔第二预设时间,执行第二循环步骤,得到更新后的天线方位角;其中,第二预设时间大于等于第一预
设时间。
111.具体地,若装载有天线的移动设备的状态信息为移动状态,每隔第二预设时间后,执行第二循环步骤;在第一预设时间后,结束第二循环步骤。并将获取到的第一信号强度的平均值、第二信号强度的平均值和第三信号强度的平均值进行比较,获得最大值。将该最大值对应的方位角确定为更新后的天线方位角。
112.重复执行第二循环步骤,并确定更新后的天线方位角,直至该移动设备的状态信息为静止状态。即移动设备处于移动状态时,就要每隔第二预设时间,对天线方位角进行更新,当移动设备处于静止状态时,保持天线方位角不变。
113.在一些实施例中,第二预设时间大于等于第一预设时间,第一预设时间和第二预设时间以实际天线设计需求进行设定,本技术对此不限定。
114.在一些实施例中,预设天线的当前方位角为5度,天线旋转的预设角度为5度,装载有天线的移动设备的状态信息为移动状态,控制天线开启动态更新方位角的方法。
115.预设天线旋转的预设角度为5度,天线的当前方位角为5度,循环执行第二循环步骤,则第二循环步骤中天线在0-10度的扫描区间内扫描。
116.例如天线的当前方位角为5度,预设角度为5度,第二循环步骤包括:获取天线方位角在5度时的第一信号强度。控制天线的方位角从5度逆时针旋转到0度,获取天线在方位角为0度时的第二信号强度。切换回5度的方位角。再控制天线的方位角从5度顺时针旋转到10度,获取天线在方位角为10度时的第三信号强度,切换回5度的方位角。
117.则第二循环步骤中天线在0-10度的扫描区间内扫描,并获取天线在方位为5度时的第一信号强度,天线在方位角为0度时的第二信号强度,天线的方位角为10度时的第三信号强度。当多次执行第二循环步骤后,就可以得到多个第一信号强度、多个第二信号强度和多个第三信号强度。
118.在第一预设时间后,结束第二循环步骤。计算执行第二循环步骤得到的多个第一信号强度的平均值、多个第二信号强度的平均值和多个第三信号强度的平均值。并将获取到的第一信号强度的平均值、第二信号强度的平均值和第三信号强度的平均值进行比较,将第一信号强度的平均值、第二信号强度的平均值和第三信号强度的平均值中的最大值对应的方位角确定为更新后的天线方位角。
119.例如天线在0-10度的扫描区间进行动态扫描后,得到天线的方位角在10度时第三信号强度的平均值最大,则确定更新后的天线方位角为10度,并结束执行第二循环步骤。
120.间隔第二预设时间后,以更新后的天线方位角10度作为天线的当前方位角,执行第二循环步骤。此时第二循环步骤包括:获取天线方位角在10度时的第一信号强度。控制天线的方位角从10度逆时针旋转到5度,获取天线在方位角为5度时的第二信号强度。切换回10度的方位角。再控制天线的方位角从10度顺时针旋转到15度,获取天线在方位角为15度时的第三信号强度,切换回10度的方位角。
121.此时第二循环步骤中天线在5-15度的扫描区间内扫描,并获取天线在方位为10度时的第一信号强度,天线在方位角为5度时的第二信号强度,天线的方位角为15度时的第三信号强度。当多次执行第二循环步骤后,就可以得到多个第一信号强度、多个第二信号强度和多个第三信号强度。
122.在第一预设时间后,结束第二循环步骤。计算执行第二循环步骤得到的多个第一
信号强度的平均值、多个第二信号强度的平均值和多个第三信号强度的平均值。并将获取到的第一信号强度的平均值、第二信号强度的平均值和第三信号强度的平均值进行比较,将第一信号强度的平均值、第二信号强度的平均值和第三信号强度的平均值中的最大值对应的方位角确定为更新后的天线方位角。
123.其中,每间隔第二预设时间之后,就执行第二循环步骤完成对天线方位角的一次更新,定义天线执行第二循环步骤后并完成更新天线的方位角为一次天线方位角的更新。如果装载有天线的移动设备一直是移动状态,每间隔第二预设时间就需要执行第二循环步骤,来完成天线方位角的一次更新。直至装载有天线的移动设备的状态信息为静止状态。
124.本技术实施例还包括一种天线控制装置,如图5所示,图5为本技术实施例提供的天线控制装置的一种结构示意图,该装置包括:天线扫描区间确定模块501、优化子区间确定模块502、迭代模块503和方位角确定模块504。
125.其中,天线扫描区间确定模块501,用于控制天线在天线扫描区间旋转扫描,天线扫描区间对应多个扫描子区间。优化子区间确定模块502,用于将天线扫描区间中接收基站信号强度最大的扫描子区间确定为当前优化子区间。迭代模块503,用于将当前优化子区间作为当前天线扫描区间;执行第一循环步骤;第一循环步骤包括:控制天线在当前天线扫描区间旋转扫描,将当前天线扫描区间中接收基站信号强度最大的当前扫描子区间确定为当前优化子区间;当前天线扫描区间包括多个当前扫描子区间;直至得到的当前优化子区间的扫描夹角小于等于预设角度,结束第一循环步骤。方位角确定模块504,用于将第一循环步骤结束时得到的当前优化子区间作为天线的当前方位角范围,调整天线至当前方位角范围。
126.天线扫描区间确定模块501例如用于根据天线水平波束宽度和天线初次扫描时天线扫描区间的最大角度,确定每次扫描时的扫描子区间的最大个数。例如预设天线初次扫描基站信号时的天线扫描区间中的最大度数为r,该天线水平波束宽度w、扫描子区间的最大个数q,则天线扫描区间中的最大度数r、天线水平波束宽度w、扫描子区间的最大个数q之间的关系满足:q=r/w。
127.例如,天线水平波束宽度为90度,天线初次扫描基站信号时的天线扫描区间为0-360度,因此,可以确定每次扫描时的扫描子区间的最大个数为4。每次扫描时,均将每次扫描的天线扫描区间最多划分为4个子区间。
128.例如天线水平波束宽度为60度,天线初次扫描基站信号时的天线扫描区间为0-360度,因此,可以确定每次扫描时的扫描子区间的最大个数为6。每次扫描时,均将每次扫描的天线扫描区间最多划分6个子区间。
129.在一些实施例中,每次扫描时,扫描子区间的个数可以相同或者不同,具体以实际天线扫描的需求进行设计,本技术不作限定。
130.在一些实施例中,将天线扫描区间划分为多个扫描子区间,获取接收基站信号强度最大的扫描子区间为优化子区间,这样就完成天线对基站信号的一次扫描,然后以上一次扫描结束获取的优化子区间为下一次扫描时的天线扫描区间。
131.每次扫描时,天线扫描区间确定模块501都将天线扫描区间划分为多个扫描子区间,优化子区间确定模块502获取接收基站信号强度最大的扫描子区间为优化子区间,迭代模块503例如可以控制天线重复进行多次扫描,直至优化子区间的夹角小于等于预设角度。
优选地,迭代模块503例如可以控制天线进行至少3次扫描,以使得优化子区间的夹角小于等于预设角度。
132.优化子区间确定模块502用于获取天线在每个扫描子区间的起始位置的接收基站信号强度以及终止位置的接收基站信号强度。并将天线在扫描子区间的起始位置的接收基站信号强度和终止位置的接收基站信号强度的平均值,确定为该扫描子区间接收基站信号强度。将天线扫描区间中接收基站信号强度最大的扫描子区间确定为优化子区间。
133.在一些实施例中,天线在扫描子区间的起始位置的接收基站信号强度为天线在扫描子区间的起始位置接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和。天线在扫描子区间的终止位置的接收基站信号强度为天线在扫描子区间的终止位置接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和。优化子区间确定模块502用于计算天线在扫描子区间的起始位置和终止位置接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和的平均值,将该平均值确定为该扫描子区间的接收基站信号强度。
134.在一些实施例中,该预设角度大于等于5度,且小于等于6度。优选地,该预设角度为5.5度。本技术实施例提供的装置,可以从0-360度的范围内,获取接收基站信号强度最大的优化子区间的夹角大于等于5度,且小于等于6度,提高了天线的调整精度。
135.该天线控制装置例如还包括移动设备状态信息获取模块和天线方位角更新模块。该移动设备状态信息获取模块用于获取装载有天线的移动设备的状态信息。该状态信息包括移动设备的移动状态和静止状态。
136.该天线方位角更新模块用于当移动设备为移动状态时,对天线方位角进行更新,确定新的天线方位角。
137.该天线方位角更新模块例如用于若装载有天线的移动设备的状态信息为移动状态,执行第二循环步骤;第二循环步骤包括:获取天线在当前方位角的第一信号强度,控制天线以当前方位角逆时针旋转预设角度并获取第二信号强度,切换回当前方位角;再控制天线以当前方位角顺时针旋转预设角度并获取第三信号强度,切换回当前方位角;在第一预设时间后,结束第二循环步骤;将获取到的第一信号强度的平均值、所述第二信号强度的平均值和所述第三信号强度的平均值进行比较,获得最大值;将最大值对应的方位角确定为更新后的天线方位角。
138.在一些实施例中,天线在当前方位角获取的第一信号强度为天线在当前方位角接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和,天线以当前方位角逆时针旋转预设角度并获取的第二信号强度为天线在该方位角处接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和,天线以当前方位角顺时针旋转预设角度并获取的第三信号强度为天线在该方位角处接收基站信号的信噪比和参考信号接收功率之和。
139.在一些实施例中,该天线方位角更新模块例如还用于若装载有所述天线的移动设备的状态信息为移动状态,每隔第二预设时间,执行第二循环步骤,得到更新后的天线方位角;其中,第二预设时间大于等于第一预设时间。
140.天线方位角更新模块用于重复执行第二循环步骤,并确定更新后的天线方位角,直至该移动设备的状态信息为静止状态。即移动设备处于移动状态时,就要每隔第二预设时间,对天线方位角进行更新,当移动设备处于静止状态时,保持天线方位角不变。
141.本技术实施例提供的天线控制装置,采用定向天线,不仅能够实现天线的高增益
特性,实现360
°
全向接收基站信号的性能。又可以根据移动设备的状态信息对天线方位角进行实时更新,进而可以实时调整天线的辐射方向,可以满足远距离移动的场景需求。
142.本技术实施例还提供一种天线,如图6所示,图6为本技术实施例提供的天线的一种结构示意图,该设备包括:旋转装置601,该旋转装置601包括定向天线602和控制主板603,定向天线602和控制主板603电连接。控制主板603包括控制装置、射频装置和驱动装置;射频装置用于获取基站发送的信号强度。驱动装置用于控制旋转装置进行旋转。该控制装置包括本技术实施例提供的天线控制装置。
143.如图6所示,该天线控制装置还包括底座604,该旋转装置601设置固定在该底座604上。该旋转装置601可以在底座604上进行旋转。旋转装置601上设置有接头,底座604上设置有固定接口,该接头和固定接口之间可以连接冗余长度的柔性网线,柔性网线用于传输网络信号和供电信号。当旋转装置601进行转动的时候,柔性网线也随着旋转装置移动,不影响网络信号和供电信号的传输。
144.旋转装置601包括一个定向天线602,定向天线602与控制主板603之间例如可以采用2根或者4根固定长度的射频线缆电连接,实现控制主板603与定向天线602之间的射频信号连接。
145.控制主板603包括控制装置、射频装置和驱动装置。控制装置例如用于实现对整个天线控制装置的控制,包括但不限于控制驱动装置的旋转角度、根据射频装置获取的相关参数实现相关算法等。射频装置用于实现实时获取基站发送的信号强度。驱动装置用于根据控制装置的信号驱动电机实现转动。
146.本技术实施例提供的天线,该天线能够实时调整天线对准基站的属性,可支持终端移动性的接入。该天线具有360
°
的初始化对准基站能力,无需人工对准。适合远距离接入、快速漫游的游艇5g移动设备接入的场景。
147.本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质,该存储介质存储有计算机程序,该计算机程序用于执行如本技术实施例的方法。
148.在一些实施例中,该存储介质可以是各种形式的计算机存储器,例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。在计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令,运行该程序指令,以实现上文所述的本技术的实施例的一种天线控制方法以及/或者其他期望的功能。在计算机可读存储介质中还可以存储诸如接收基站信号强度等各种信息。
149.以上对本技术实施例所提供的一种天线控制方法、装置、天线及介质进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本技术的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
150.需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些
要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
151.以上所述仅是本技术的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本技术将不会被限制于本文所述的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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