一种可切换的内外组合天线及控制方法与流程

本发明涉及无线通信，具体为一种可切换的内外组合天线及控制方法。

背景技术：

1、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。

2、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。

技术实现思路

1、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。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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实际运行噪声；将每次检测到的实际运行噪声记录下来，并存储在数据表中，数据表应包含时间戳和对应的实际运行噪声；从数据表中调取实际运行噪声，并与预定义运行噪声进行比较，预定义运行噪声是设定的理想值；通过将实际运行噪声与预定义运行噪声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。

8、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实际信号功率；将每次检测到的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实际信号功率；从数据表中调取实际信号功率，并与预定义信号功率进行比较，预定义信号功率是设定的理想值；通过将实际信号功率与预定义信号功率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。

9、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。

10、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。

11、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。

12、本发明具有以下有益效果：

13、(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。

14、(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。

15、(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。

16、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。