一种多天线的切换装置及方法与流程

本发明涉及无线通信，特别是涉及一种多天线的切换装置及方法。

背景技术：

1、随着“海洋强国”战略的不断推进，海域对5g通信网络覆盖的需求日益剧增。目前电信设备制造商和运营商提出了基于5g的超远海域覆盖方案，经测试，覆盖距离可达上百公里。

2、然而，上述覆盖方案只能对船体甲板和驾驶室等区域进行有效覆盖，由于船体结构采用钢、铁等金属材质，且船舱位于船体底层，使得5g信号无法通过穿透、绕射等方式到达船舱，造成船舱成为5g信号覆盖的盲区、或弱区。

3、参见图1：现有技术解决船舱内信号覆盖问题的一种方式是采用无线中继设备。无线中继设备可接收基站发送无线信号，后对接收到的信号滤波放大后对船舱进行覆盖，解决了船舱内信号覆盖问题。

4、现有技术提供的无线中继设备有支持单通道的设备，也有支持双通道的设备。

5、参见图2：现有技术提供的一种单通道无线中继设备，可支持单个频段信号的滤波放大，对船舱进行单个频段信号覆盖。

6、参见图3：现有技术提供的一种双通道无线中继设备，可两个频段信号的滤波放大，对船舱进行双频段信号覆盖。双频段一般包括一个高频(hf，high frequency)和一个低频(lf，low frequency)，例如nr 700mhz和nr 2600mhz。

7、现有技术提供的无线中继设备的施主天线一般采用全向天线。全向天线应用于海域远距离覆盖场景时存在以下问题：

8、(1)由于海域覆盖的距离较远，导致相邻小区重叠区较大。当无线中继设备的施主天线采用全向天线时，不仅能接收到服务小区的信号，还能接收多个邻区的信号，使得接收到的信号质量较差，导致用户体验速率较低；

9、(2)当无线中继设备的施主天线采用全向天线时，无线中继设备发送的上行功率能被多个邻区接收到，造成了邻区干扰，影响了邻区基站的覆盖半径。

10、参见图4：针对无线中继设备的施主天线采用全向天线问题，现有技术提供了一种多天线系统。天线系统有多个独立的定向天线组成，每个定向天线覆盖一个方向，在水平面360°形成连续覆盖。由于多天线系统采用定向天线，不仅能提升接收信号的信号质量，还能降低对邻区的干扰，有效地解决了全向天线带来的问题。

11、但是，由于多天线系统由多个独立的天线组成，船只航行过程中，无法在不中断业务情况下选取最优信源和切换天线。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种多天线的切换装置及方法，本发明解决了现有技术中由于多天线系统由多个独立的天线组成，船只航行过程中，无法在不中断业务情况下选取最优信源和切换天线的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种多天线的切换装置，包括：

4、若干个射频接口、若干个单刀双掷开关、若干个单刀四掷开关、三工器、lf带通滤波器、hf带通滤波器、双工器、功率放大器、解调模块、控制模块和通信模块；

5、所述若干个射频接口分别与天线和无线中继单元连接，所述天线包括：低频天线和高频天线，所述若干个单刀双掷开关分别与所述若干个射频接口对应连接，所述若干个单刀四掷开关对应与所述若干个单刀双掷开关连接，所述三工器、lf带通滤波器和hf带通滤波器与所述若干个单刀四掷开关连接，所述双工器分别与所述lf带通滤波器、hf带通滤波器和功率放大器连接，所述功率放大器与所述解调模块连接，所述解调模块与所述控制模块连接，所述控制模块与所述通信模块连接，所述通信模块与所述三工器连接；

6、所述若干个单刀双掷开关用于信号路径的切换，所述若干个单刀四掷开关用于工作通路和检测通路的切换，所述三工器用于对lf信号、hf信号以及通信信号进行合路或分离，所述lf带通滤波器用于对lf信号进行滤波，所述hf带通滤波器用于对hf信号将进行滤波，所述双工器用于lf信号和hf信号进行合路或分离，所述功率放大器用于对滤波后的hf信号和lf信号进行放大，得到放大信号，所述解调模块用于对放大信号进行解调得到rsrp，所述控制模块用于通过若干个单刀双掷开关和若干个单刀四掷开关实现天线的切换和选择，所述通信模块用于和无线中继设备进行信息交互。

7、优选地，所述若干个射频接口设置为9个，其中，第一个射频接口与第一个lf天线连接，第二个射频接口与第二个lf天线连接，第三个射频接口与第三个lf天线连接，第四个射频接口与第四个lf天线连接，第五个射频接口与第一个hf天线连接，第六个射频接口与第二个hf天线连接，第七个射频接口与第三个hf天线连接，第八个射频接口与第四个hf天线连接。

8、优选地，所述若干个单刀双掷开关设置为8个，其中，第一个单刀双掷开关的公共口与所述第一个射频接口连接，第二个单刀双掷开关的公共口与所述第二个射频接口连接，第三个单刀双掷开关的公共口与所述第三个射频接口连接，第四个单刀双掷开关的公共口与所述第四个射频接口连接，第五个单刀双掷开关的公共口与所述第五个射频接口连接，第六个单刀双掷开关的公共口与所述第六个射频接口连接，第七个单刀双掷开关的公共口与所述第七个射频接口连接，第八个单刀双掷开关的公共口与所述第八个射频接口连接。

9、优选地，所述若干个单刀四掷开关设置为4个，第一个单刀四掷开关分别与所述第一个单刀双掷开关、第二个单刀双掷开关、第三个单刀双掷开关和第四个单刀双掷开关的rf1口连接，第二个单刀四掷开关分别与所述第五个单刀双掷开关、第六个单刀双掷开关、第七个单刀双掷开关和第八个单刀双掷开关的rf1口连接，第三个单刀四掷开关分别与所述第一个单刀双掷开关、第二个单刀双掷开关、第三个单刀双掷开关和第四个单刀双掷开关的rf2口连接，第三个单刀四掷开关分别与所述第五个单刀双掷开关、第六个单刀双掷开关、第七个单刀双掷开关和第八个单刀双掷开关的rf2口连接。

10、优选地，所述三工器的lf口与第一个单刀四掷开关连接，所述三工器的hf口与第二个单刀四掷开关连接，所述三工器的公共口与第九个射频接口连接，所述三工器的通信口与通信模块连接。

11、优选地，所述双工器的lf口与第三个单刀四掷开关连接，所述双工器的hf口与第四个单刀四掷开关连接，所述双工器的公共口与所述功率放大器连接。

12、一种多天线的切换方法，所述方法，包括：

13、确定多天线系统的工作模式，所述工作模式包括：单频模式、双频双开模块和双频单开模块；

14、基于确定好的工作模式，根据检测通道和天线，通过解调模块确定天线中的rsrp值集，所述天线包括：lf天线和hf天线，所述检测通道包括：hf检测通道和lf检测通道；

15、确定所述rsrp值集中最大的rsrp值；

16、根据所述最大的rsrp值确定对应的天线；

17、基于确定好的天线，利用预设规则判断是否进行工作切换，若是，则进行切换，所述工作切换包括：工作通道切换和天线切换。

18、本发明公开了以下技术效果：

19、本发明提供了一种多天线的切换装置及方法，本发明在船只移动过程中，且在不中断业务的情况下，实时根据信源情况实现天线的切换，提升了无线中继单元覆盖区的用户体验，降低了对邻区的干扰。