LTE-CPE设备以及天线调整方法与流程

本申请涉及通信设备
技术领域：
，特别是涉及一种lte-cpe设备以及天线调整的方法。
背景技术：
：lte(longtermevolution，长期演进)-cpe(customerpremisesequipment，客户终端设备)是一种将高速lte信号转换成有线信号的无线终端设备，广泛运用于家庭、企业的宽带接入。在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：在cpe设备的安装过程中，需要工程人员人工调试cpe的方向，以获取较好信号质量，安装难度大且费时费力。技术实现要素：基于此，有必要针对cpe案子难度大且费时费力的问题，提供一种lte-cpe设备以及天线调整方法。为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种lte-cpe设备，包括：处理器，用于获取空口参数的通信模块，用于连接网络设备的定向天线，以及用于调整定向天线的天线角度的天线控制器。处理器分别连接通信模块和天线控制器；定向天线分别连接通信模块和天线控制器。处理器基于预设关系表，向天线控制器发送天线方向调整指令；预设关系表为根据天线角度与空口参数得到；天线控制器根据天线调整指令，调整定向天线的天线角度。在其中一个实施例中，处理器在空口参数小于预设阈值时，通过天线控制器控制定向天线分别转动至各预设天线角度，并基于通信模块获取到的、各预设天线角度对应的空口参数，更新预设关系表。在其中一个实施例中，还包括射频电路。定向天线通过射频电路连接通信模块。在其中一个实施例中，通信模块包括通信芯片和用户身份识别电路；通信芯片分别连接处理器、射频电路和用户身份识别电路。在其中一个实施例中，用户身份识别电路为usim(universalsubscriberidentitymodule，全球用户识别卡)电路或sim(subscriberidentificationmodule，用户身份识别卡)电路。在其中一个实施例中，还包括电源电路。电源电路分别连接处理器、通信模块以及天线控制器。在其中一个实施例中，电源电路包括rj45接口、变压器、phy(portphysicallayer，端口物理层)芯片、poe(poweroverethernet，有源以太网)芯片以及电源转换芯片。rj45接口通过变压器分别连接phy芯片和poe芯片；phy芯片连接处理器；poe芯片通过电源转换芯片分别连接处理器、通信模块以及天线控制器。在其中一个实施例中，还包括连接处理器的扩展器件。扩展器件包括以下器件中的任意一种或任意组合：usb(universalserialbus，通用串行总线)接口、指示灯、ddr(doubledatarate，双倍速率)内存芯片以及闪存芯片。另一方面，本申请实施例还提供了一种天线调整方法，包括：基于预设关系表，发送天线方向调整指令给天线控制器；天线方向调整指令用于指示天线控制器调整定向天线的天线角度；预设关系表为根据定向天线的天线角度以及空口参数得到；空口参数由通信模块得到。在其中一个实施例中，基于预设关系表，发送天线方向调整指令给天线控制器的步骤之前，还包括步骤：判断空口参数是否小于预设阈值。在空口参数小于预设阈值时，基于通信模块获取到的、各预设天线角度对应的空口参数，更新预设关系表；预设天线角度由天线控制器控制定向天线转动得到。在其中一个实施例中，提供了一种天线调整装置，包括：天线调整模块，用于基于预设关系表，发送天线方向调整指令给天线控制器；天线方向调整指令用于指示天线控制器调整定向天线的天线角度；预设关系表为根据定向天线的天线角度以及空口参数得到；空口参数由通信模块得到。在其中一个实施例中，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述的天线调整方法。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：lte-cpe设备，包括：处理器，用于获取空口参数的通信模块，用于连接网络设备的定向天线以及用于调整定向天线的天线角度的天线控制器。处理器分别连接通信模块和天线控制器；定向天线分别连接通信模块和天线控制器。处理器基于预设关系表，向天线控制器发送天线方向调整指令；预设关系表为根据天线角度与空口参数得到；天线控制器根据天线调整指令，调整定向天线的天线角度。基于预设关系表自动调整定向天线的角度，接入lte网络并获取质量较佳的lte信号，可保证设备的数据传输速率，降低工程安装难度，减少设备安装需要的时间和精力，并提高lte网络的接入速率，提升用户体验。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为一个实施例中lte-cpe设备的第一示意性结构图；图2为一个实施例中lte-cpe设备的第二示意性结构图；图3为一个实施例中lte-cpe设备的第三示意性结构图；图4为一个实施例中lte-cpe设备的第四示意性结构图；图5为一个实施例中lte-cpe设备的第五示意性结构图；图6为一个实施例中lte-cpe设备的天线调整方法的第一示意性流程图；图7为一个实施例中lte-cpe设备的天线调整方法的第二示意性流程图；图8为一个实施例中lte-cpe设备的天线调整装置的结构示意图。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首选实施例。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对本申请的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
技术领域：
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。lte-cpe是一款以lte信号为回传的无线数据终端设备，满足3gpp(3rdgenerationpartnershipproject，第三代合作伙伴计划)要求并具有高增益天线，良好的防护等级和防雷特性。该产品利用有线宽带接入用户，lte信道作为回传方式，发挥lte制式高速率、高利用率的优点，能为用户带来良好的lte数据业务体验。lte-cpe的室外应用适用于室内空旷区域数据接入(具备lte回程资源)，如小型企业、商场、家庭无线局域网覆盖等。lte-cpe的室内应用则适用于室内lte接入的wi-fi(wireless-fidelity，无线保真)有线或无线覆盖，如咖啡屋、便利店、家庭有线/无线局域网覆盖。基于lte的优势，lte-cpe需保持高速率的数据传输，以满足用户的需求。lte信号的质量是决定数据传输速率的重要条件，因此，传统lte-cpe的安装难度大且费时费力，需工程人员调试cpe的方向，以使设备接入lte网络且获得较好的lte信号。在一个实施例中，提供一种lte-cpe设备，如图1所示，图1为一个实施例中lte-cpe设备的第一示意性结构图，包括：处理器，用于获取空口参数的通信模块，用于连接网络设备的定向天线以及用于调整定向天线的天线角度的天线控制器。处理器分别连接通信模块和天线控制器；定向天线分别连接通信模块和天线控制器。处理器基于预设关系表，向天线控制器发送天线方向调整指令；预设关系表为根据天线角度与空口参数得到；天线控制器根据天线调整指令，调整定向天线的天线角度。具体而言，在lte-cpe设备中，处理器的第一传输端口连接通信模块的第一传输端口，处理器的第二传输端口可用于连接终端接入电路，处理器的控制端口连接天线控制器的输入端口；通信模块的第二传输端口通过定向天线接入lte网络；天线控制器的驱动端口连接定向天线，可驱动定向天线的转动。lte-cpe设备的处理器可基于预设关系表，发送包含指定天线角度的方向调整指令给天线控制器，以使天线控制器驱动定向天线转动至指定天线角度。其中，预设关系表包含天线角度与空口参数的映射关系。需要说明的是，处理器可用于通信数据收发、空口信号质量分析以及对天线的管理和控制。同时，处理器还可用于实现本地设备管理，如设备配置、日志、告警及软件升级等。通信模块可用于lte网络的接入以及lte信号的处理，实现设备与基站、核心网的协议通信；通信模块可获取lte网络的空口参数的数据，为预设关系表的生成或处理器调整天线角度提供依据。具体地，通信模块可为4g(the4thgenerationmobilecommunicationtechnolog，第四代移动通信技术)模块，支持fdd(频分双工)lte/td-lte(分时长期演进)两种lte制式，还能够向下兼容2g(2-generationwirelesstelephonetechnology，第二代手机通信技术规格)/3g(3rd-generation，第三代移动通信技术)，支持td-scdma(timedivision-synchronouscodedivisionmultipleaccess，时分-同步码分多址)/wcdma(widebandcodedivisionmultipleaccess，宽度码分多址)/edge(enhanceddatarateforgsmevolution，增强型数据速率gsm演进技术)/gprs(generalpacketradioservice，通用分组无线服务技术)/gsm(globalsystemformobilecommunications，全球移动通信系统)/cdma1x&evdo等模式。定向天线可接入网络设备，实现信号的接收和发送。具体地，网络设备可为基站或核心网等。天线控制器可接收来自处理器的控制指令，实现对定向天线的方向控制。预设关系表可根据定向天线的天线角度，以及从通信模块获得的、与天线角度对应的空口参数数据来得到；还可由其他检测设备对lte-cpe设备的安装环境进行扫描检测后得到。其中，预设关系表可包括至少一个指定天线角度，为设备提供多个可选择的天线角度，以便设备选择合适的天线角度，获取信号质量高的lte信号。终端接入电路可用于接入用户终端；lte-cpe设备将lte信号转换成有线信号，并通过终端接入电路传输给接入的用户终端。基于此，本申请实施例可基于预设关系表自动调整定向天线的角度，接入lte网络并获取质量较佳的lte信号，保证设备的数据传输速率，降低工程安装难度，减少设备安装需要的时间和精力，并提高lte网络的接入速率，提升用户体验。在lte-cpe设备的运行场所中，商铺装修、布局更改、信号收发设备的变化以及人群密度变化均会对lte网络的信号质量造成影响，导致lte-cpe设备接收到的lte信号质量不佳。同时，随着5g(5th-generation，第五代移动通信技术)技术的发展，超密集异构网络、自组织网络以及小基站等技术将逐步引入，lte网络将随实际运行状态进行调整，lte-cpe设备连接的网络设备会随之发生变化，为此，需要lte-cpe设备在lte网络发生调整、对应的网络设备发生变化或者信号质量不佳等情况下，能够自动调整天线方向，以保证lte网络的信号质量。在一个实施例中，处理器在空口参数小于预设阈值时，通过天线控制器控制定向天线分别转动至各预设天线角度，并基于通信模块获取到的、各预设天线角度对应的空口参数，更新预设关系表。具体而言，lte-cpe设备针对空口参数设置了预设阈值。处理器读取通信模块的空口参数数据，在空口参数小于预设阈值时，处理器发生检测调整指令给天线控制器。天线控制器基于检测调整指令，驱动定向天线转动至各预设天线角度。处理器在定向天线转动至预设天线角度时，记录通信模块从lte网络获取到的空口参数。基于各预设天线角度对应的空口参数，处理器可更新预设关系表。基于更新后的预设关系表，处理器可通过天线控制器驱动定向天线，调整定向天线的天线角度，以获取良好的lte信号。需要说明的是，预设阈值可根据设备的实际运行环境和需求进行设定，在此不做具体的限定。预设天线角度可根据更新预设关系表所要求的精度进行设置；具体地，相邻的预设天线角度的间隔可为5度、10度、15度、20度、30度或45度等，在此不做具体的限定。设置间隔小的预设天线角度(例如，相邻的预设天线角度的间隔为5度、10度等)，可提高天线调整的精度，更好地保证调整后的信号质量；设置间隔大的预设天线角度(例如，相邻的预设天线角度的间隔为45度、60度等)，可提高天线调整的效率，实现快速地信号调整。本申请实施例可在设备获取到的空口参数小于预设阈值时，能够自动获取来自各个方向的信号参数并调整天线方向，以便改善lte网络的信号质量，提高用户体验；并且，设备可在运行过程中实时检测lte信号质量，并自动调整天线方向，使信号质量达到最佳，无需重启设备，提高设备的可靠性、自适应性，以及天线调整的效率。在一个实施例中，如图2所示，图2为一个实施例中lte-cpe设备的第二示意性结构图，还包括射频电路。定向天线通过射频电路连接通信模块。具体而言，定向天线与通信模块之间通过射频电路连接。需要说明的是，射频电路可接收来自定向天线的信号，进行滤波、放大后，传输到通信模块。并且，射频电路可接收来自通信模块的发射信号，进行放大、滤波后，并传输到定向天线，由定向天线将发射信号发送至lte网络。本申请实施例中，射频电路可对信号进行滤波与放大处理，增强lte网络的信号传输质量，提升用户体验。具体地，定向天线接收网络设备发送的第一信号，并将第一信号传输给射频电路；射频电路对第一信号进行滤波和放大，并传输给通信模块。通信模块接收处理器发送的第二信号，并将第二信号传输给射频电路；射频电路对第二信号进行放大和滤波，并传输给定向天线。在一个实施例中，如图3所示，图3为一个实施例中lte-cpe设备的第三示意性结构图，通信模块包括通信芯片和用户身份识别电路。通信芯片分别连接处理器、射频电路和用户身份识别电路。具体而言，通信模块可包括连接lte网络的通信芯片，以及连接通信芯片的用户身份识别电路。通信芯片连接处理器，并通过射频电路连接定向天线。需要说明的是，通信芯片可实现与基站和核心网的协议通信，以及lte信号的处理。用户身份识别电路可为sim电路或usim电路，用于设备接入sim卡或usim卡。本申请实施例可通过使用不同的sim卡或usim卡，接入对应运营商的lte网络。由于不同运营商lte网络的网络设备分布不同，lte-cpe设备在更换运营商lte网络时，可自动调整天线方向，以获取良好的lte信号，保证数据传输速率。在一个实施例中，如图4所示，图4为一个实施例中lte-cpe设备的第四示意性结构图，还包括电源电路。电源电路分别连接处理器、通信芯片以及天线控制器。具体而言，lte-cpe设备还包括分别为处理器、通信芯片、天线控制器以及射频电路等供电的电源电路。电源电路分别连接处理器、通信芯片、天线控制器以及射频电路；电源电路可根据各电路、器件所需的电压进行对应的转换，以满足相应的供电标准。需要说明的是，电源电路可为电池供电、以太网供电或220v转换电源供电等。在一个实施例中，如图5所示，图5为一个实施例中lte-cpe设备的第五示意性结构图，电源电路包括rj45接口、变压器、phy芯片、poe芯片以及电源转换芯片。rj45接口通过变压器分别连接phy芯片和poe芯片；phy芯片连接处理器；poe芯片通过电源转换芯片分别连接处理器、通信芯片以及天线控制器。具体而言，rj45接口连接变压器；phy芯片的一端连接变压器，另一端连接处理器；poe芯片的一端连接变压器，另一端连接电源转换芯片；电源转换芯片分别连接处理器、通信芯片以及天线控制器。需要说明的是，rj45接口可用于连接以太网，获取以太网提供的电压；具体地，该电压的范围可为44v至57v(volt，伏特)；例如，可为48v。变压器可用于将rj45接口获取的电压转换为12v的电压，以供后级电路、芯片或设备使用。poe芯片为以太网供电的芯片，可在以太网路中透过双绞线来传输电力与资料到设备上；具体地，可直接从以太网线(4对双绞线中空闲的2对来传输)获得电力，无需单独铺设电力线，简化系统布线，降低网络基础设施的建设成本。phy芯片可定义数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，还可向数据链路层设备提供标准接口。电源转换芯片可用于将前级电路传输的电源转换为适合后级电路使用的电源；具体地，可将12v的电源转换为5v、3.3v、1.2v等，以供通信芯片、处理器、或其他设备使用。在一个实施例中，lte-cpe设备还包括连接处理器的扩展器件。其中，扩展器件可包括usb接口、指示灯、ddr内存芯片以及闪存芯片中的至少一种。具体而言，扩展器件可用于扩展lte-cpe设备的功能。具体地，例如：usb接口可用于连接外部设备，便于设备的配置；指示灯可用于显示设备的运行状态，能够在故障时及时提醒用户；ddr内存和flash闪存可用于功能程序的存储和运行。在一个实施例中，设备上电过程可包括步骤：1)自适应lte-cpe设备上电。2)处理器读取通信芯片中的空口参数的数据，并记录为rsrp1、rsrq1、rssi1、cinr1；同时记录定向天线角度为a，如表1所示。表1天线角度(°)rsrprsrqrssicinrarsrp1rsrq1rssi1cinr1a+30rsrp2rsrq2rssi2cinr2a+60rsrp3rsrq3rssi3cinr3a+90rsrp4rsrq4rssi4cinr4a+120rsrp5rsrq5rssi5cinr5a+150rsrp6rsrq6rssi6cinr6a+180rsrp7rsrq7rssi7cinr7a+210rsrp8rsrq8rssi8cinr8a+240rsrp9rsrq9rssi9cinr9a+270rsrp10rsrq10rssi10cinr10a+300rsrp11rsrq11rssi11cinr11a+330rsrp12rsrq12rssi12cinr123)处理器发送调整天线方向的指令到天线模块的天线控制器，如调整30°(角度大小可调)。4)天线控制器调整定向天线方向，如调整30°。5)处理器读取通信芯片中的空口参数的数据，并记录为rsrp2、rsrq2、rssi2、cinr2；同时记录定向天线角度为a+30°，如表1所示。6)重复步骤3)至5)，直到定向天线方向调整角度＝a+330°，记录角度与空口参数的关系表，如表1所示。7)处理器通过自有算法分析，确定最佳空口质量时对应的定向天线的角度，并发送调整天线方向指令到天线控制器。8)天线控制器调整定向天线方向，以达到最佳质量信号状态。设备运行过程中，lte-cpe设备设置有空口参数阈值(属于预设阈值)，当处理器在运行过程中检测到空口参数小于设置的阈值，设备将自动检测收集空口参数，并调整天线方向。实施步骤同设备上电的步骤2)至8)。本申请实施例可自动获取最佳信号，降低设备的工程安装难度，提高lte网络的接入速率，提升用户体验。同时，在设备运行的过程中，能实时检测信号质量，并自动调整天线方向，使信号质量达到最佳，可适应lte网络发生变化等多种情况，提高设备的自适应性及可靠性。在一个实施例中，基于上述的lte-cpe设备，提供一种天线调整方法，如图6所示，图6为一个实施例中lte-cpe设备的天线调整方法的第一示意性流程图，包括：步骤s110，基于预设关系表，发送天线方向调整指令给天线控制器；天线方向调整指令用于指示天线控制器调整定向天线的天线角度；预设关系表为根据定向天线的天线角度以及空口参数得到；空口参数由通信模块得到。具体而言，处理器基于预设关系表，发送天线方向调整指令给天线控制器，指示天线控制器调整定向天线的天线角度。其中，预设关系表包含天线角度与空口参数的映射关系；空口参数由接入lte网络的通信模块获取。在一个实施例中，如图7所示，图7为一个实施例中lte-cpe设备的天线调整方法的第二示意性流程图，基于预设关系表，发送天线方向调整指令给天线控制器的步骤之前，还包括步骤：步骤s100，判断空口参数是否小于预设阈值。步骤s102，在空口参数小于预设阈值时，基于通信模块获取到的、各预设天线角度对应的空口参数，更新预设关系表；预设天线角度由天线控制器控制定向天线转动得到。具体而言，处理器可先判断当前的空口参数是否小于预设阈值，若空口参数小于预设阈值，可通过天线控制器驱动定向天线转动至各预设天线角度，读取通信模块获取到的、各预设天线角度对应的空口参数，并更新预设关系表。需要说明的是，处理器可基于更新后的预设关系表，发送天线方向调整指令给天线控制器，指示天线控制器调整定向天线的天线角度。应该理解的是，虽然图7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7中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子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，这些子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的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。在一个实施例中，提供一种天线调整装置，如图8所示，图8为一个实施例中lte-cpe设备的天线调整装置的结构示意图，包括：天线调整模块110，用于基于预设关系表，发送天线方向调整指令给天线控制器；天线方向调整指令用于指示天线控制器调整定向天线的天线角度；预设关系表为根据定向天线的天线角度以及空口参数得到；空口参数由通信模块得到。在一个实施例中，还包括：空口参数判断模块100，用于判断空口参数是否小于预设阈值。预设关系表更新模块102，用于在空口参数小于预设阈值时，基于通信模块获取到的、各预设天线角度对应的空口参数，更新预设关系表；预设天线角度由天线控制器控制定向天线转动得到。关于天线调整装置的具体限定可以参见上文中对于天线调整方法的限定，在此不再赘述。上述天线调整装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。在一个实施例中，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：基于预设关系表，发送天线方向调整指令给天线控制器；天线方向调整指令用于指示天线控制器调整定向天线的天线角度；预设关系表为根据定向天线的天线角度以及空口参数得到；空口参数由通信模块得到。在一个实施例中，计算机程序被处理器执行基于预设关系表，发送天线方向调整指令给天线控制器之前，还实现以下步骤：判断空口参数是否小于预设阈值。在空口参数小于预设阈值时，基于通信模块获取到的、各预设天线角度对应的空口参数，更新预设关系表；预设天线角度由天线控制器控制定向天线转动得到。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/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。以上所述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本申请范围的限制。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，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12