专利名称：天线切换方法、装置和无线接入点的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术，尤其涉及一种天线切换方法、装置和无线接入点。
背景技术：
在无线局域网中，无线接入点(Access Point ;以下简称AP)的功率较大,而站点(Station ;以下简称STA)的功率较低，一般AP与STA的功率之差会达到IOdB以上。因此对于无线覆盖而言，从STA到AP的功率限制了 AP无线覆盖的范围。现有技术中，增强上行信号功率的方案主要有 两种数字信号处理(DigitalSignal Processing ;以下简称DSP)和天线切换技术。其中，DSP是利用多个接收天线，同时接收STA发送的信号，通过算法，调整每个天线的相位和幅度，从而使多个接收天线的总方向指向STA，从而使天线的增益大大增强，相应的STA接收信号也随之增加。但DSP的成本非常高，并且开发周期长，因此很少被采用。天线切换技术是利用多个高增益天线指向不同位置，一旦检测到STA所在的方向，则将天线对准STA，从而增强STA的信号。现有技术一般采用检测传输报文的特定波形或者信号功率的方式，使天线对准STA。但是采用上述方式，在具有干扰的环境下，干扰会导致判断错误，使天线无法对准STA，天线切换判断的准确率较低。
发明内容
本发明提供一种天线切换方法、装置和无线接入点，以实现提高天线切换判断的准确率，增强STA到AP的上行功率。本发明一方面提供一种天线切换方法，包括监测无线接入点的报文发送信号和信道空闲信号；如果根据所述报文发送信号和所述信道空闲信号确定所述无线接入点正在接收报文，则对所述无线接入点的全向天线的接收功率进行采样，获得所述全向天线的接收功率的第一米样值；如果所述第一采样值比保存的所述全向天线的接收功率的第二采样值高预定阈值，则在所述无线接入点的至少一根高增益天线中进行天线切换，每进行一次切换，对当前切换到的高增益天线的接收功率进行采样，获得并保存当前切换到的高增益天线的采样功率；在所述至少一根高增益天线全部切换完毕之后，选择采样功率最高的高增益天线作为接收天线，直至所述报文接收完毕。本发明另一方面提供一种天线切换装置，包括监测模块、采样模块、切换模块、保存模块和选择模块；所述监测模块，用于监测无线接入点的报文发送信号和信道空闲信号；所述采样模块，用于当根据所述监测模块监测的所述报文发送信号和所述信道空闲信号确定所述无线接入点正在接收报文时，对所述无线接入点的全向天线的接收功率进行采样，获得所述全向天线的接收功率的第一采样值；所述切换模块，用于当所述采样模块获得的所述第一采样值比保存的所述全向天线的接收功率的第二采样值高预定阈值时，在所述无线接入点的至少一根高增益天线中进行天线切换；所述采样模块，还用于在所述切换模块每进行一次切换时，对当前切换到的高增益天线的接收功率进行采样，获得当前切换到的高增益天线的采样功率；
所述保存模块，用于保存所述采样模块获得的高增益天线的采样功率；所述选择模块，用于在所述至少一根高增益天线全部切换完毕之后，选择采样功率最高的高增益天线作为接收天线，直至所述报文接收完毕。本发明再一方面提供一种无线接入点，包括如上所述的天线切换装置。本发明一方面的技术效果是，监测无线接入点的报文发送信号和信道空闲信号，在根据报文发送信号和信道空闲信号确定该无线接入点正在接收报文之后，对该无线接入点的全向天线的接收功率进行采样，获得上述全向天线的接收功率的第一采样值；如果该第一采样值比保存的全向天线的接收功率的第二采样值高预定阈值，则在该无线接入点的至少一根高增益天线中进行天线切换，每进行一次切换，对当前切换到的高增益天线的接收功率进行采样，获得并保存当前切换到的高增益天线的采样功率；在上述至少一根高增益天线全部切换完毕之后，选择采样功率最高的高增益天线作为接收天线，直至上述报文接收完毕；从而可以实现提高天线切换判断的准确性，增强站点到无线接入点的上行功率，进而可以满足大范围的覆盖需求。
图I为本发明天线切换方法一个实施例的流程图；图2为本发明天线切换方法另一个实施例的流程图；图3为本发明天线切换装置一个实施例的结构示意图；图4为本发明天线切换装置另一个实施例的结构示意图；图5为本发明天线切换装置再一个实施例的结构示意图。
具体实施例方式图I为本发明天线切换方法一个实施例的流程图，如图I所示，该天线切换方法可以包括步骤101，监测AP的报文发送信号和信道空闲信号。步骤102，如果根据上述报文发送信号和上述信道空闲信号确定上述AP正在接收报文，则对上述AP的全向天线的接收功率进行采样，获得上述全向天线的接收功率的第一采样值。步骤103，如果上述第一采样值比保存的该全向天线的接收功率的第二采样值高预定阈值，则在上述AP的至少一根高增益天线中进行天线切换，每进行一次切换，对当前切换到的高增益天线的接收功率进行采样，获得并保存当前切换到的高增益天线的采样功率。其中，上述预定阈值可以为3dB，当然本发明并不仅限于此，上述预定阈值的大小可以在具体实现时，根据性能要求或实际需求等自行设定，本发明对上述预定阈值的大小不作限定。本实施例中，如果上述第一采样值比第二采样值高预定阈值，则表示AP确实正在接收报文，防止根据上述报文发送信号和上述信道空闲信号确定该AP正在接收报文时出现误判，从而可以提高天线切换判断的准确率。步骤104，在上述至少一根高增益天线全部切换完毕之后，选择采样功率最高的高增益天线作为接收天线，直至上述报文接收完毕。上述实施例中，当根据监测的报文发送信号和信道空闲信号确定AP正在接收报文时，对该AP的全向天线的接收功率进行采样，获得上述全向天线的接收功率的第一采样值，如果上述第一采样值比保存的该全向天线的接收功率的第二采样值高预定阈值，则在该AP的至少一根高增益天线中进行天线切换，每进行一次切换，对当前切换到的高增益天
线的接收功率进行采样，获得并保存当前切换到的高增益天线的采样功率。在上述至少一根高增益天线全部切换完毕之后，选择采样功率最高的高增益天线作为接收天线，直至上述报文接收完毕。从而可以实现提高天线切换判断的准确性，增强STA到AP的上行功率，进而可以满足大范围的覆盖需求。图2为本发明天线切换方法另一个实施例的流程图，如图2所示，该天线切换方法可以包括步骤201，控制AP的全向天线处于监听模式，并对上述全向天线的接收功率进行采样，获得并保存该全向天线的接收功率的第二采样值。然后执行步骤203。具体地，对上述全向天线的接收功率进行采样，获得并保存该全向天线的接收功率的第二采样值可以为定时或周期性对上述全向天线的接收功率进行采样，获得上述全向天线的接收功率的第二采样值，并用本次获得的第二采样值更新上一次获得的第二采样值。也就是说，可以定时或周期性对上述全向天线的接收功率进行采样，例如可以每隔5微秒对上述全向天线的接收功率进行采样，获得上述全向天线的接收功率的第二采样值，并保存最新获得的第二采样值，将之前保存的第二采样值删除。步骤202，监测AP的报文发送(Tx_frame)信号和信道空闲(Rx_clear)信号。然后执行步骤203。本实施例中，步骤201与步骤202并行执行，无先后顺序。步骤203，根据上述报文发送信号和上述信道空闲信号确定上述AP是否正在接收报文。如果是，则执行步骤204 ;如果根据上述报文发送信号和上述信道空闲信号，AP确定该AP当前并未接收报文，则返回执行步骤201和步骤202。具体地，报文发送信号为高电平表明AP正在发送报文，信道空闲信号为高电平表明AP当前所在的信道没有能量传输。因此如果信道空闲信号为低电平，并且报文发送信号为低，则表明AP当前所在的信道，有能量在传输，并且不是AP在发送报文，即AP正在接收报文；如果信道空闲信号为高电平，则表明AP当前所在的信道没有能量在传输，即AP当前并未接收报文。步骤204，对该AP的全向天线的接收功率进行采样，获得上述全向天线的接收功率的第一采样值。
本实施例中，如果根据上述报文发送信号和上述信道空闲信号确定该AP正在接收报文，则立即对该AP的全向天线的接收功率进行采样，获得上述全向天线的接收功率的
第一米样值。步骤205，判断第一采样值比保存的第二采样值是否高预定阈值。如果是，则执行步骤206 ;如果第一采样值不比上述第二采样值高预定阈值，则执行步骤208。其中，上述预定阈值可以为3dB，当然本发明并不仅限于此，上述预定阈值的大小可以在具体实现时，根据性能要求或实际需求等自行设定，本发明对上述预定阈值的大小不作限定。本实施例中，如果第一采样值比第二采样值高预定阈值，则表示AP确实正在接收报文。如果第一采样值不比上述第二采样值高预定阈值，则表示AP当前并未接收报文，这说明根据上述报文发送信号和上述信道空闲信号确定该AP正在接收报文时出现误判，因
此本实施例中，需要进一步确定第一采样值比第二采样值高预定阈值之后，再进行天线切换，从而可以提高天线切换判断的准确率。步骤206，在该AP的至少一根高增益天线中进行天线切换，每进行一次切换，对当前切换到的高增益天线的接收功率进行采样，获得并保存当前切换到的高增益天线的采样功率。步骤207，在上述至少一根高增益天线全部切换完毕之后，选择采样功率最高的高增益天线作为接收天线，直至上述报文接收完毕。本次流程结束。本实施例中，AP可以根据上述信道空闲信号确定上述报文接收完毕，如果上述信道空闲信号为高电平，则表明AP当前所在的信道没有能量在传输，这时，AP可以确定上述报文已接收完毕。本实施例中，上述至少一根高增益天线的全部切换过程，在2微秒内完成，不会破坏正常报文的解调。步骤208，选择上述全向天线作为接收天线，并返回执行步骤201和步骤202。上述实施例可以实现提高天线切换判断的准确性，增强STA到AP的上行功率，进而可以满足大范围的覆盖需求，并且实现简单，成本低。本领域普通技术人员可以理解实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。图3为本发明天线切换装置一个实施例的结构示意图，本实施例中的天线切换装置可以实现本发明图I所示实施例的流程，如图3所示，该天线切换装置可以包括监测模块31、采样模块32、切换模块33、保存模块34和选择模块35 ；监测模块31，用于监测AP的报文发送信号和信道空闲信号；采样模块32，用于当根据监测模块31监测的上述报文发送信号和上述信道空闲信号确定上述AP正在接收报文时，对上述AP的全向天线的接收功率进行采样，获得该全向天线的接收功率的第一采样值；切换模块33，用于当采样模块32获得的第一采样值比保存的上述全向天线的接收功率的第二采样值高预定阈值时，在上述AP的至少一根高增益天线中进行天线切换；其中，上述预定阈值可以为3dB，当然本发明并不仅限于此，上述预定阈值的大小可以在具体实现时，根据性能要求或实际需求等自行设定，本发明对上述预定阈值的大小不作限定；采样模块32，还用于在切换模块33每进行一次切换时，对当前切换到的高增益天线的接收功率进行采样，获得当前切换到的高增益天线的采样功率；保存模块34，用于保存采样模块32获得的高增益天线的采样功率；选择模块35，用于在上述至少一根高增益天线全部切换完毕之后，选择采样功率最高的高增益天线作为接收天线 ，直至上述报文接收完毕。上述天线切换装置可以提高天线切换判断的准确性，增强STA到AP的上行功率，进而可以满足大范围的覆盖需求。图4为本发明天线切换装置另一个实施例的结构示意图，本实施例中的天线切换装置可以设置在AP中，实现本发明图I或图2所示实施例的流程。与图3所示实施例提供的天线切换装置相比，不同之处在于，图4所示的天线切换装置还可以包括控制模块36 ；控制模块36，用于控制AP的全向天线处于监听模式；采样模块32，还用于对上述全向天线的接收功率进行采样，获得上述全向天线的接收功率的第二采样值；保存模块34，还用于保存采样模块32获得的上述全向天线的接收功率的第二采样值。具体地，本实施例中，在采样模块32对AP的全向天线的接收功率进行采样，获得上述全向天线的接收功率的第一采样值之前，在监测模块31监测AP的报文发送信号和信道空闲信号的同时，控制模块36控制AP的全向天线处于监听模式，在控制模块36控制AP的全向天线处于监听模式的同时或之后，采样模块32对上述全向天线的接收功率进行采样，获得上述全向天线的接收功率的第二采样值，然后保存模块34保存采样模块32获得的上述全向天线的接收功率的第二采样值。在监测模块31监测AP的报文发送信号和信道空闲信号之后，如果根据上述报文发送信号和上述信道空闲信号确定AP当前并未接收报文，则触发控制模块36、采样模块32和保存模块34执行控制AP的全向天线处于监听模式，并对上述全向天线的接收功率进行采样，获得并保存上全向天线的接收功率的第二采样值的步骤，以及触发监测模块31执行监测AP的报文发送信号和信道空闲信号的步骤。进一步地，上述天线切换装置中，选择模块35，还用于当上述第一采样值不比上述第二采样值高预定阈值时，选择上述全向天线作为接收天线，并触发控制模块36、采样模块32和保存模块34执行控制AP的全向天线处于监听模式，并对上述全向天线的接收功率进行采样，获得并保存上全向天线的接收功率的第二采样值的步骤，以及触发监测模块31执行监测AP的报文发送信号和信道空闲信号的步骤。具体地，采样模块32可以定时或周期性对上述全向天线的接收功率进行采样，获得上述全向天线的接收功率的第二采样值；保存模块34可以用采样模块32本次获得的第二采样值更新采样模块32上一次获得的第二采样值。上述天线切换装置可以提高天线切换判断的准确性，增强STA到AP的上行功率，进而可以满足大范围的覆盖需求。图5为本发明天线切换装置再一个实施例的结构示意图，如图5所示，该天线切换装置可以包括AP网卡51、耦合器52、功率检测模块53、模数(Analog Digital ;以下简称AD)采样模块54、可编程逻辑器件55和天线切换体56。其中，AP网卡51，用于传递报文发送信号和信道空闲信号。天线切换体56可被可编程逻辑器件55控制，天线切换体56具备至少一根可切换的高增益天线，以及一根全向天线。可编程逻辑器件55，用于控制天线切换体56的全向天线处于监听模式，并且定时或周期性通知AD采样模块54对功率检测模块53输出的全向天线的接收功率进行采样，例如可编程逻辑器件55可以每隔5微秒通知AD采样模块54对功率检测模块53输出的全向天线的接收功率进行采样，获得上述全向天线的接收功率的第二采样值，并用AD采样模块54本次获得的第二采样值更新AD采样模块54上一次获得的第二采样值。同时，可编程逻辑器件55监测AP网卡51传递的报文发送信号和信 道空闲信号，根据上述报文发送信号和上述信道空闲信号确定该AP是否正在接收报文。如果根据上述报文发送信号和上述信道空闲信号确定该AP当前并未接收报文，则继续每隔5微秒通知AD采样模块54对功率检测模块53输出的全向天线的接收功率进行采样，获得上述全向天线的接收功率的第二采样值。如果可编程逻辑器件55根据上述报文发送信号和上述信道空闲信号确定该AP正在接收报文，则可编程逻辑器件55立即通知AD采样模块54对功率检测模块53输出的全向天线的接收功率进行一次采样，获得上述全向天线的接收功率的第一采样值。接下来，可编程逻辑器件55判断第一采样值比保存的第二采样值是否高预定阈值，如果是，则可编程逻辑器件55控制天线切换体56在天线切换体56包括的至少一根高增益天线中进行天线切换，每进行一次切换，可编程逻辑器件55通知AD采样模块54对功率检测模块53输出的当前切换到的高增益天线的接收功率进行采样，获得并保存当前切换到的高增益天线的采样功率。在上述高增益天线全部切换完毕之后，可编程逻辑器件55选择采样功率最高的高增益天线作为接收天线，直至上述报文接收完毕。本实施例中，上述高增益天线的全部切换过程在2微秒内完成，不会破坏正常报文的解调。如果上述第一采样值不比保存的第二采样值高预定阈值，则可编程逻辑器件55选择天线切换体56的全向天线作为接收天线。其中，上述预定阈值可以为3dB，当然本发明并不仅限于此，上述预定阈值的大小可以在具体实现时，根据性能要求或实际需求等自行设定，本发明对上述预定阈值的大小不作限定。在具体实现时，上述可编程逻辑器件55可以采用复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device ;以下简称CPLD)或现场可编程门阵列(Field ProgrammableGate Array ;以下简称FPGA)等,本发明对此不作限定。本实施例中，耦合器52将天线切换体56输出的天线功率分成两路分别传递给AP网卡51和功率检测模块53。具体地，耦合器52可以将天线切换体56输出的天线功率按预定比例(例如10 I)分成两路分别传递给AP网卡51和功率检测模块53。AP网卡51还用于利用耦合器52传递的天线功率接收STA发送的报文。功率检测模块53用于对耦合器52传递的天线功率进行检测，获得天线切换体56所用天线的接收功率，并将获得的接收功率输出给AD采样模块54。
AD采样模块54，用于在接收到可编程逻辑器件55的通知之后，对功率检测模块53输出的接收功率进行采样。本实施例中，功率检测模块53获得的只是部分接收功率的大小，但是，由于耦合器52均是按照相同的比例将天线切换体56输出的天线功率分为两路，因此AD采样模块54对功率检测模块53输出的接收功率进行采样后获得的采样值，可以反映天线功率的大小关系，不影响本发明的实现。本实施例中，AP网卡51可以实现本发明图3和图4所示实施例中监测模块31的功能；上述可编程逻辑器件55和AD采样模块54可以实现本发明图3和图4所示实施例中采样模块32的功能；可编程逻辑器件55和天线切换体56可以实现本发明图3和图4所示实施例中切换模块33的功能；可编程逻辑器件55可以实现本发明图3和图4所示实施例中保存模块34和选择模块35的功能；进一步地，可编程逻辑器件55还可以实现本发明图4所示实施例中控制模块36的功能。上述天线切换装置可以使STA到AP的信号大大增强，从而满足大范围覆盖的需求。并且上述天线切换装置具有切换判断准确率高，成本低的优点。本发明还提供一种AP，该AP可以包括本发明图3、图4或图5所示实施例提供的天线切换装置。最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
权利要求
1.一种天线切换方法，其特征在于，包括 监测无线接入点的报文发送信号和信道空闲信号； 如果根据所述报文发送信号和所述信道空闲信号确定所述无线接入点正在接收报文，则对所述无线接入点的全向天线的接收功率进行采样，获得所述全向天线的接收功率的第一米样值； 如果所述第一采样值比保存的所述全向天线的接收功率的第二采样值高预定阈值，则在所述无线接入点的至少一根高增益天线中进行天线切换，每进行一次切换，对当前切换到的高增益天线的接收功率进行采样，获得并保存当前切换到的高增益天线的采样功率； 在所述至少一根高增益天线全部切换完毕之后，选择采样功率最高的高增益天线作为接收天线，直至所述报文接收完毕。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述对所述无线接入点的全向天线的接收功率进行采样，获得所述全向天线的接收功率的第一采样值之前，还包括 控制所述无线接入点的全向天线处于监听模式，并对所述全向天线的接收功率进行采样，获得并保存所述全向天线的接收功率的第二采样值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述监测无线接入点的报文发送信号和信道空闲信号之后，还包括 如果根据所述报文发送信号和所述信道空闲信号确定所述无线接入点当前并未接收报文，则执行所述控制所述无线接入点的全向天线处于监听模式，并对所述全向天线的接收功率进行采样，获得并保存所述全向天线的接收功率的第二采样值的步骤，以及执行所述监测无线接入点的报文发送信号和信道空闲信号的步骤。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述无线接入点的全向天线的接收功率进行采样，获得所述全向天线的接收功率的第一采样值之后，还包括 如果所述第一采样值不比所述第二采样值高预定阈值，则选择所述全向天线作为接收天线，并执行所述控制所述无线接入点的全向天线处于监听模式，并对所述全向天线的接收功率进行采样，获得并保存所述全向天线的接收功率的第二采样值的步骤，以及执行所述监测无线接入点的报文发送信号和信道空闲信号的步骤。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述对所述全向天线的接收功率进行采样，获得并保存所述全向天线的接收功率的第二采样值包括 定时或周期性对所述全向天线的接收功率进行采样，获得所述全向天线的接收功率的第二采样值，并用本次获得的第二采样值更新上一次获得的第二采样值。
6.一种天线切换装置，其特征在于，包括监测模块、采样模块、切换模块、保存模块和选择模块； 所述监测模块，用于监测无线接入点的报文发送信号和信道空闲信号； 所述采样模块，用于当根据所述监测模块监测的所述报文发送信号和所述信道空闲信号确定所述无线接入点正在接收报文时，对所述无线接入点的全向天线的接收功率进行采样，获得所述全向天线的接收功率的第一采样值； 所述切换模块，用于当所述采样模块获得的所述第一采样值比保存的所述全向天线的接收功率的第二采样值高预定阈值时，在所述无线接入点的至少一根高增益天线中进行天线切换；所述采样模块，还用于在所述切换模块每进行一次切换时，对当前切换到的高增益天线的接收功率进行采样，获得当前切换到的高增益天线的采样功率； 所述保存模块，用于保存所述采样模块获得的高增益天线的采样功率； 所述选择模块，用于在所述至少一根高增益天线全部切换完毕之后，选择采样功率最高的高增益天线作为接收天线，直至所述报文接收完毕。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括控制模块； 所述控制模块，用于控制所述无线接入点的全向天线处于监听模式； 所述采样模块，还用于对所述全向天线的接收功率进行采样，获得所述全向天线的接收功率的第二采样值； 所述保存模块，还用于保存所述采样模块获得的所述全向天线的接收功率的第二采样值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于， 所述选择模块，还用于当所述第一采样值不比所述第二采样值高预定阈值时，选择所述全向天线作为接收天线，并触发所述控制模块、所述采样模块和所述保存模块执行控制所述无线接入点的全向天线处于监听模式，并对所述全向天线的接收功率进行采样，获得并保存所述全向天线的接收功率的第二采样值的步骤，以及触发所述监测模块执行监测无线接入点的报文发送信号和信道空闲信号的步骤。
9.根据权利要求7-8任意一项所述的装置，其特征在于， 所述采样模块，具体用于定时或周期性对所述全向天线的接收功率进行采样，获得所述全向天线的接收功率的第二采样值； 所述保存模块，具体用于用所述采样模块本次获得的第二采样值更新所述采样模块上一次获得的第二采样值。
10.一种无线接入点，其特征在于，包括如权利要求6-9任意一项所述的天线切换装置。
全文摘要
本发明提供一种天线切换方法、装置和无线接入点，该天线切换方法包括监测AP的报文发送信号和信道空闲信号；如果确定AP正在接收报文，则获得全向天线的接收功率的第一采样值；如果第一采样值比保存的上述全向天线的接收功率的第二采样值高预定阈值，则在上述AP的至少一根高增益天线中进行天线切换，每进行一次切换，对当前切换到的高增益天线的接收功率进行采样，获得并保存当前切换到的高增益天线的采样功率；在上述至少一根高增益天线全部切换完毕之后，选择采样功率最高的高增益天线作为接收天线。本发明可以实现提高天线切换判断的准确性，增强站点到AP的上行功率，进而可以满足大范围的覆盖需求。
文档编号H04B7/04GK102882567SQ20121020271
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者陈建祥 申请人:福建星网锐捷网络有限公司