CN103856226A - 一种wlan智能天线***和数据传输方法 - Google Patents

一种wlan智能天线***和数据传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种WLAN智能天线***和数据传输方法，用于解决WLAN智能天线***上行灵敏度损失的问题。该***包括：天线阵列和至少一个WiFi智能天线子***，WiFi智能天线子***包括WiFi子级***、射频及天线选择子级***；WiFi子级***包括发射端和接收端，射频及天线选择子级***包括射频开关和收发开关，射频开关包括输入端和若干路输出端，收发开关包括输入端、第一输出端和第二输出端；发射通道上，发射端与射频开关的输入端相连，射频开关的一路输出端与第一输出端相连，射频开关的其余输出端与天线阵列相连；接收通道上，接收端与第二输出端相连，收发开关的输入端与天线阵列中的一个天线相连。

Description

一种WLAN智能天线***和数据传输方法
技术领域
本发明涉及无线局域网(Wireless Local Area Network，简称WLAN)技术领域，尤其是涉及一种WLAN智能天线***和数据传输方法。
背景技术
随着计算机网络与无线通信技术的不断发展，WLAN也得到迅猛发展和广泛应用。与有线网络截然不同的是，由于WLAN使用无线频带，信道经常会发生剧烈的变化，从而直接导致不可预测的信道衰落，此外，无线信道还面临多径干扰和空间其他无线设备的干扰，无线频率作为宝贵的资源，对无线局域网有着严格的频率及带宽限制，这些因素都直接导致无线局域网在性能和速度等方面与传统以太网还存在一定差距。目前，对于干扰受限的无线通信***来说，提出了利用空域资源，采用多天线***的手段以提高容量。
其中，智能天线技术能够智能地、自动地选择天线或者调整天线参数，以适应无线信道的不断变化，使得天线***成为具有“动态”性和“智能”性的智能天线***，从而提升WLAN用户的业务体验。现有的WLAN智能天线***通常包括无线保真(Wireless Fidelity，简称WiFi)子***、射频子***、天线选择子***和天线阵列，WiFi子***包括数据发射端和接收端，其中，发射端连接射频子***中收发开关一路不动端，接收端连接收发开关另一路不动端，收发开关动端连接射频子***中射频开关(如单刀多掷开关)的动端，射频开关的不动端分别连接天线阵列中的不同天线，WiFi子***输出的天线选择信号线连接射频开关的控制信号端，在接收数据时，天线上收到的空口无线信号需要经过天线选择子***中射频开关后，再经过收发开关，最后送入到WiFi子***的接收端上，但是由于射频开关会带来插损，使得智能天线***产生额外的灵敏度损失，降低了上行的吞吐量。
发明内容
本发明实施例提供了一种WLAN智能天线***和数据传输方法，用于解决WLAN智能天线***上行灵敏度损失的问题。
有鉴于此，本发明第一方面提供一种无线局域网WLAN智能天线***，可包括：
天线阵列和至少一个无线保真WiFi智能天线子***，所述WiFi智能天线子***包括WiFi子级***、射频及天线选择子级***；
所述WiFi子级***包括发射端和接收端，所述射频及天线选择子级***包括射频开关和收发开关，所述射频开关包括输入端和若干路输出端，所述收发开关包括输入端、第一输出端和第二输出端；
其中，发射通道上，所述发射端与所述射频开关的输入端相连，所述射频开关的一路输出端与所述收发开关的第一输出端相连，射频开关的其余输出端与所述天线阵列相连；
接收通道上，所述接收端与所述收发开关的第二输出端相连，所述收发开关的输入端与所述天线阵列中的一个天线相连。
在第一种可能的实现方式中，所述WiFi子级***中还包括天线选择控制端口和收发选择控制端口，天线选择信号线连接所述天线选择控制端口和所述射频开关的控制信号端口，收发选择信号线连接所述收发选择控制端口和所述收发开关的控制信号端口；
所述WiFi子级***，用于通过天线选择信号线向所述射频开关的控制信号端口发送天线选择控制信号，以使所述射频开关根据所述天线选择控制信号将其输入端接通相应的输出端；
所述WiFi子级***，还用于通过收发选择信号线向所述收发开关的控制信号端口发送收发选择控制信号，以使所述收发开关根据所述收发选择控制信号将其输入端接通第一输出端或第二输出端。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述WLAN智能天线***中还包括发射放大器和接收放大器，所述发射放大器连接于发射端与所述射频开关输入端之间，所述接收放大器连接于接收端与所述收发开关第二输出端之间。
结合第一方面或第一方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述至少一个WiFi智能天线子***具体为两个WiFi智能天线子***，包括第一WiFi智能天线子***和第二WiFi智能天线子***；所述WLAN智能天线***还包括双频合路子***，所述双频合路子***连接于所述两个WiFi智能天线子***与所述天线阵列之间。
结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述双频合路子***中包括若干个双工器，每个所述双工器包括合路端和两路支路端，每个所述双工器的一路支路端连接第一WiFi智能天线子***发射通道的一个输出端，另一路支路端连接第二WiFi智能天线子***发射通道的一个输出端，合路端与所述天线阵列中的一个天线相连；且，其中第一双工器的一路支路端连接第一WiFi智能天线子***接收通道的输入端，另一路支路端连接第二WiFi智能天线子***接收通道的输入端，合路端与所述天线阵列中的第一天线相连。
结合第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述射频开关为单刀多掷开关或者二极管阵列；所述收发开关为单刀双掷开关或者二极管阵列。
本发明第二方面提供一种数据传输方法，应用于如上所述的无线局域网WLAN智能天线***，所述方法可包括：
获取到发射数据的指令时，向收发开关发送第一收发选择控制信号，以使所述收发开关根据所述第一收发选择控制信号将其输入端接通第一输出端，向射频开关发送第一天线选择控制信号，以使所述射频开关根据所述第一天线选择控制信号将其输入端接通相应的输出端；
获取到接收数据的指令时，控制断开发射通道，向所述收发开关发送第二收发选择控制信号，以使所述收发开关根据所述第二收发选择控制信号将其输入端接通第二输出端。
在第一种可能的实现方式中，所述控制断开发射通道包括：
向所述射频开关发送第二天线选择控制信号，以使所述射频开关根据所述第二天线选择控制信号将其输入端接通其与收发开关的第一输出端连接的输出端。
在第二种可能的实现方式中，所述控制断开发射通道包括：
控制关断发射通道上的发射放大器。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例提供的WLAN智能天线***和数据传输方法，将射频开关设置在发射端和收发开关之间，收发开关的输入端直接连接一个天线，第二输出端直接连接接收端，收发开关和接收端不经过射频开关；而射频开关的一路输出端和收发开关的第一输出端相连，其余输出端直接与天线相连；采用了收发不对称的硬件电路结构，发射通道可通过射频开关切换天线，接收通道固定天线、无需经过射频开关；可以解决在接收数据时，数据经过射频开关造成插损，导致上行灵敏度的损失和上行覆盖性能的降低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的WLAN智能天线***的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的WLAN智能天线***的另一结构示意图；
图3为本发明实施例提供的WLAN智能天线***中射频开关的工作原理示意图；
图4为本发明实施例提供的WLAN智能天线***的又一结构示意图；
图5为本发明实施例提供的WLAN智能天线***的又一结构示意图；
图6为本发明实施例提供的数据传输方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的数据传输方法的另一流程示意图；
图8为本发明实施例提供的数据传输方法的另一流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种WLAN智能天线***和数据传输方法，用于解决WLAN智能天线***上行灵敏度损失的问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
以下分别进行详细说明。
请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种WLAN智能天线***的结构示意图，其中，该WLAN智能天线***包括：
天线阵列11和至少一个WiFi智能天线子***10，所述WiFi智能天线子***10包括WiFi子级***101、射频及天线选择子级***102；
所述WiFi子级***101包括发射端1011和接收端1012，所述射频及天线选择子级***102包括射频开关1021和收发开关1022，所述射频开关1021包括输入端和若干路输出端，所述收发开关1022包括输入端、第一输出端和第二输出端；
其中，发射通道上，所述发射端1011与所述射频开关1021的输入端相连，所述射频开关1021的一路输出端与所述收发开关1022的第一输出端相连，射频开关1021的其余输出端与所述天线阵列11相连；接收通道上，所述接收端1012与所述收发开关1022的第二输出端相连，所述收发开关1022的输入端与所述天线阵列11中的一个天线相连。这样，通过固定的天线接收信号，而发射信号时通过射频开关1021选择天线。所述WiFi子级***101中还包括天线选择控制端口和收发选择控制端口，天线选择信号线连接所述天线选择控制端口和所述射频开关1021的控制信号端口，收发选择信号线连接所述收发选择控制端口和所述收发开关1022的控制信号端口；
WiFi子级***101，用于通过天线选择信号线向所述射频开关1021的控制信号端口发送天线选择控制信号，以使所述射频开关1021根据所述天线选择控制信号将其输入端接通相应的输出端；还用于通过收发选择信号线向所述收发开关1022的控制信号端口发送收发选择控制信号，以使所述收发开关1022根据所述收发选择控制信号将其输入端接通第一输出端用于发射信号，或接通第二输出端用于接收信号。本发明实施例中，所述射频开关1021可以为单刀多掷开关或者二极管阵列，所述收发开关1022可以为单刀双掷开关或者二极管阵列。
需要说明的是，射频开关1021和收发开关1022并不限定输入端和输出端，在本发明实施例中，为方便描述，将射频开关1021和收发开关1022中数据输入的端口称为输入端，数据输出的端口称为输出端，但并不能作为对本发明的限定。
可以理解的是，发射数据时，通过控制收发开关1022接通收发开关1022的输入端和第一输出端，使得收发开关1022的输入端接通射频开关1021的输出端，成为发射通道的一个输出端；这样和现有技术一样，通过射频开关1021任意选择天线阵列11中的一个天线发射信号。而接收数据时，通过控制收发开关1022接通收发开关1022的输入端和第二输出端，使得收发开关1022的输入端直接接通WiFi子级***101的接收端1012；这样，不同于现有技术，本发明中固定用收发开关1022的输入端所连接的天线接收信号，而无需经过射频开关1021选择天线。
其中，WiFi子级***101，还用于WiFi协议数据的处理、有线网络数据的收发、以太网数据到WiFi数据的转发等，通常包括处理器、WiFi芯片、存储器、以太网芯片等组件。其中处理器可以为中央处理器(central processingunit，简称CPU)，或网络处理器(network processor，简称NP)，或现成可编程门阵列(field programmable gate array，简称FPGA)等。
WiFi子级***101的接口包括：射频收发端口、天线选择控制端口、收发选择控制端口和若干有线网络接口等；其中，一个发射端1011和一个接收端1012构成一组射频收发端口，对应每一组射频收发端口有相应的天线选择控制端口和收发选择控制端口。其中，天线选择控制端口的数量与射频开关1021的控制信号端口的数量一致，每个天线选择控制端口分别连接射频开关1021的一个控制信号端口，例如射频开关1021为单刀三掷开关，则射频开关1021有3个控制信号端口，相应的天线选择控制端口数量也为3。同样地，收发选择控制端口的数量与收发开关1022的控制信号端口的数量一致，每个收发选择控制端口分别连接收发开关1022的一个控制信号端口。本发明实施例中，所述收发开关1022包括2个控制信号端口，则相应的收发选择控制端口数量也为2。
需要说明的是，WiFi子级***101中可以包括多组射频收发端口，而且，WiFi子级***101中，每组射频收发端口对应的天线选择控制端口的个数可以相同也可以不同，其中，图1中仅以一组射频收发端口为例，示出了WiFi子级***101和射频及天线选择子级***102以及天线阵列的连接关系，但并不能作为对本发明的限定。
射频及天线选择子级***102，用于根据WiFi子级***101提供的天线选择控制信号选择不同天线的射频通道，将WiFi子级***101输出的待发送信号通过天线发送出去，并将天线上接收到的信号送入WiFi子级***101等。
天线阵列11，用于向空中发射、接收电磁波。把信号发送给站点(station，简称STA)或接收STA的无线信号。
可选地，所述WiFi智能天线子***10中还可以包括发射放大器，例如功率放大器(Power Amplifier，简称PA)，和接收放大器，例如低噪声放大器(Low Noise Amplifier，简称LNA)。所述发射放大器位于发射通道上，连接于发射端1011与所述射频开关1021的输入端之间；所述接收放大器位于接收通道上，连接于接收端1021与所述收发开关1022的第二输出端之间。
可选的，所述至少一个WiFi智能天线子***具体为两个WiFi智能天线子***；当所述WLAN智能天线***中包括两个WiFi智能天线子***10时，所述WLAN智能天线***还包括双频合路子***，所述双频合路子***连接于两个WiFi智能天线子***10与天线阵列11之间，可以实现将多个频点的信号合成一路，达到共用天线的目的。需要说明的是，当前WLAN只可以工作在5千兆赫兹GHz和2.4GHz两个频段，因此所述WLAN智能天线***中可以包括一个5GHz的WiFi智能天线子***，或者一个2.4GHz的WiFi智能天线子***，或者一个5GHz的WiFi智能天线子***和一个2.4GHz的WiFi智能天线子***；但是，随着无线通信技术的发展，WLAN可能工作在更多频段时，则可以包括更多个WiFi智能天线子***，其结构和原理相似，本发明对此不作限制。
由上述可知，本发明实施例提供的WLAN智能天线***，将射频开关1021设置在发射端1011和收发开关1022之间，收发开关1022的输入端直接连接一个天线，第二输出端直接连接接收端1012，收发开关1022和接收端1012不经过射频开关1021；而射频开关1021的一路输出端和收发开关1022的第一输出端相连，其余输出端直接与天线相连；采用了收发不对称的硬件电路结构，发射通道可通过射频开关切换天线，接收通道固定天线、无需经过射频开关；可以解决在接收数据时，数据经过射频开关1021造成插损，导致上行灵敏度损失和上行覆盖性能降低的问题。
接下来，在图1所示的WLAN智能天线***基础上，以一具体应用场景为示例，详细介绍本发明提供的WLAN智能天线***的结构和工作原理。
请参见图2，为本发明实施例提供的另一种WLAN智能天线***的结构示意图，其中，该WLAN智能天线***包括：
天线阵列11和一个WiFi智能天线子***10，所述WiFi智能天线子***10包括WiFi子级***101、射频及天线选择子级***102；
所述WiFi子级***101中包括两组射频收发端口，第一组射频收发端口为发射端1011和接收端1012，第二组射频收发端口为发射端1011’和接收端1012’。所述射频及天线选择子级***102中，对应发射端1011和接收端1012的射频开关1021为单刀四掷开关，收发开关1022为单刀双掷开关；所述射频及天线选择子级***102中，对应发射端1011’和接收端1012’的射频开关1021’为单刀三掷开关，收发开关1022’为单刀双掷开关。
接下来，结合第一组射频收发端口，介绍本发明实施例提供的WLAN智能天线***的结构和工作原理。
所述射频开关1021包括输入端1021a和4路输出端，所述收发开关1022包括输入端1022a、第一输出端1022b和第二输出端1022c；其中，所述发射端1011与所述射频开关1021的输入端1021a相连，所述射频开关1021的一路输出端1021b与所述收发开关1022的第一输出端1022b相连，射频开关1021的其余3路输出端1021c分别与所述天线阵列11中的三个天线相连；所述接收端1012与所述收发开关1022的第二输出端1022c相连，所述收发开关1022的输入端1022a与所述天线阵列11中的一个天线相连，如图2所示。
所述射频开关1021’包括输入端1021’a和3路输出端，所述收发开关1022’包括输入端1022’a、第一输出端1022’b和第二输出端1022’c；其中，所述发射端1011’与所述射频开关1021’的输入端1021’a相连，所述射频开关1021’的一路输出端1021’b与所述收发开关1022’的第一输出端1022’b相连，射频开关1021’的其余2路输出端1021’c分别与所述天线阵列11中的两个天线相连；所述接收端1012’与所述收发开关1022’的第二输出端1022’c相连，所述收发开关1022’的输入端1022’a与所述天线阵列11中的一个天线相连。
如图2所示，本发明实施例中，WiFi子级***101中还包括天线选择控制端口和收发选择控制端口；具体的，对应每一组射频收发端口设有相应的天线选择控制端口和收发选择控制端口；天线选择控制端口的数量与射频开关的控制信号端口的数量一致，收发选择控制端口的数量与收发开关的控制信号端口的数量一致。对应发射端1011和接收端1012的天线选择控制端口1013连接射频开关1021的控制信号端口，具体可通过天线选择信号线(也可称为天线选择信号的控制线)连接；对应发射端1011和接收端1012的收发选择控制端口1014连接收发开关1022的控制信号端口，具体可通过收发选择信号线(也可称为收发选择信号的控制线)连接。本实施例中，射频开关1021为单刀四掷开关，则射频开关1021包括4个控制信号端口，相应的，天线选择控制端口1013包括4个端口；收发开关1022为单刀双掷开关，则收发开关1022包括2个控制信号端口，相应的，收发选择控制端口1014包括2个端口。同理，射频开关1021’为单刀三掷开关，则射频开关1021’包括3个控制信号端口，相应的，天线选择控制端口1013’包括3个端口；收发开关1022’为单刀双掷开关，则收发开关1022’包括2个控制信号端口，相应的，收发选择控制端口1014’包括2个端口。
以第一组射频收发端口为例，WiFi子级***101，用于通过天线选择信号线向射频开关1021的控制信号端口发送天线选择控制信号，以使所述射频开关1021根据所述天线选择控制信号将输入端1021a接通相应的输出端；还用于通过收发选择信号线向收发开关1022的控制信号端口发送收发选择控制信号，以使所述收发开关1022根据所述收发选择控制信号将输入端1022a接通第一输出端1022b用于发射信号，或接通第二输出端1022c用于接收信号。
可选地，所述WLAN智能天线***中还可以包括发射放大器，例如PA，和接收放大器，例如LNA。发射放大器位于发射通道上，接收放大器位于接收通道上。如图2所示，所述发射端1011与发射放大器1023的输入端相连，发射放大器1023的输出端与射频开关1021的输入端1021a相连；所述接收端1012与接收放大器1024的输出端相连，接收放大器1024的输入端与所述收发开关1022的第二输出端1022c相连。其中，所述发射放大器1023用于对WiFi子级***101输出的待发送信号进行放大后再通过天线发送出去；所述接收放大器1024用于对天线上接收到的信号进行放大后送入WiFi子级***101；
接下来，结合第一组射频收发端口，及相应的射频开关1021和收发开关1022，介绍本发明实施例提供的WLAN智能天线***的结构和工作原理。
在本发明实施例中，单刀四掷开关的动端可以认为是所述射频开关1021的输入端1021a，单刀四掷开关的四路不动端可以认为是射频开关1021的四路输出端；其中，射频开关1021的一路输出端1021b与收发开关1022的第一输出端1022b相连，其余三路输出端1021c分别直接与天线阵列11中的天线相连。
可一并参考图3，图3为本实施例中射频开关1021的工作原理示意图，其中，天线选择信号线是一组线(图中用加粗线表示)，如本实施方式中射频开关1021为单刀四掷开关，即有四个信号控制端，天线选择信号线分别连接射频开关1021的四个信号控制端，分别控制各个端的导通和断开，同一时刻，一个射频开关1021上只能有一个端导通，通过WiFi子级***101输出的控制信号来控制；例如高电平导通，低电平断开，则同一时刻WiFi子级***101输出的天线选择信号，只能有一个是高电平，其余则为低电平。
如图3所示，以射频开关1021为单刀四掷开关为例，其中，发射信号输入端可以认为是射频开关1021的输入端1021a，J1、J2、J3、J4是四路输出端，V1、V2、V3、V4分别是控制这四路输出端导通或断开的控制信号端口，通过高、低电平来控制这四路输出端的导通或断开。WiFi子级***101中天线选择控制端口1013通过天线选择信号线分别和这四个控制信号端口相连，如果要让某路输出端导通，则连接这个控制信号端口的天线选择信号线输出高电平，其他天线选择信号线低电平，可参考表一，为图3所示射频开关1021中，控制信号端口的输出电平与输出端导通的关系示意表。
表一
V1 V2 V3 V4
J1导通 高电平 低电平 低电平 低电平
J2导通 低电平 高电平 低电平 低电平
J3导通 低电平 低电平 高电平 低电平
J4导通 低电平 低电平 低电平 高电平
在该应用场景下，所述收发开关1022为单刀双掷开关，单刀双掷开关的动端可以认为是所述收发开关输入端1022a，单刀双掷开关的两路不动端可以认为是收发开关1022的输出端；本实施方式中，收发开关1022的第一输出端1022b与射频开关1021的输出端1021b相连，第二输出端1022c与接收放大器1024输入端相连，收发开关1022的输入端1022a直接与天线阵列11中的一个天线相连；
可以理解的是，收发开关1022的选择控制原理可参考前述射频开关1021天线选择控制原理的相关内容，此处不再赘述。
当WiFi子级***101中的处理器获取到发射数据的指令时，WiFi子级***101通过收发选择信号线向所述收发开关1022的控制信号端口发送第一收发选择控制信号，以使所述收发开关1022根据所述第一收发选择控制信号将其输入端1022a接通第一输出端1022b；WiFi子级***101通过天线选择信号线向所述射频开关1021的控制信号端口发送第一天线选择控制信号，以使所述射频开关1021根据所述第一天线选择控制信号将其输入端1021a接通相应的输出端。发射数据过程中，数据从WiFi子级***101发射端1011输出，依次经过射频开关1021的输入端1021a，输出端1021b，收发开关1022的第一输出端1022b和收发开关1022的输入端1022a，最后经天线阵列11将数据发射出去，或，数据从WiFi子级***101发射端1011输出，依次经过射频开关1021的输入端1021a，任意一个输出端1021c，最后经天线阵列11将数据发射出去；可以理解，在发射数据过程中，收发开关1022也成为一个输出端，收发开关1022所连接的一个天线，也可供射频开关1021选择用于发射数据。
优选地，若发射通道上发射端1011与所述射频开关1021的输入端1021a之间设置有发射放大器1023，则数据从WiFi子级***101发射端1011输出后，先经过发射放大器1023进行放大，再经过射频开关1021的输入端1021a从而将数据发射出去；可以理解的是，若接收通道上接收端1012与所述收发开关1022的第二输出端1022c之间设置有接收放大器1024，可以在发射数据时，控制将接收放大器1024关断，其中，接收放大器1024的接通和关断对发射流程没有影响，此处不作具体限定。
当WiFi子级***101中的处理器获取到接收数据的指令时，控制断开发射通道；WiFi子级***101通过收发选择信号线向所述收发开关1022的控制信号端口发送第二收发选择控制信号，以使所述收发开关1022根据所述第二收发选择控制信号将其输入端1022a接通第二输出端1022c；
其中，控制断开发射通道，可以具体是：WiFi子级***101通过天线选择信号线向所述射频开关1021的控制信号端口发送第二天线选择控制信号，以使所述射频开关1021根据所述第二天线选择控制信号将其输入端1021a接通其与收发开关1022的第一输出端1022b连接的输出端1021b。接收数据过程中，天线阵列11上接收到的数据，从收发开关1022的输入端1022a输入，经过收发开关1022的第二输出端1022c，最后送入WiFi子级***101接收端1012；可以理解，本发明实施例中通过固定的天线接收数据，即，通过收发开关1022的输入端1022a所连接的天线接收数据，而无需经过射频开关1021选择天线。
若接收通道上接收端1012与所述收发开关1022的第二输出端1022c之间设置有接收放大器1024，则天线阵列11上接收到的数据依次经过收发开关1022的输入端1022a和第二输出端1022c后，先经过接收放大器1024进行放大，再送入WiFi子级***101接收端1012；其中，若发射通道上发射端1011与所述射频开关1021的输入端1021a之间设置有发射放大器1023，控制断开发射通道，可以具体为：控制关断发射通道上的发射放大器1023，即只需要WiFi子级***101通过收发选择信号线向所述收发开关1022的控制信号端口发送第二收发选择控制信号，以使所述收发开关1022根据所述第二收发选择控制信号将其输入端1022a接通第二输出端1022c，而WiFi子级***101不需要向射频开关1021的控制信号端口发送第二天线选择控制信号；由于关断了发射放大器1023，因此可以认为射频开关1021的输入端1021a连接至哪个输出端对数据接收不作影响。
可以理解的是，发射数据时，射频开关1021的输出端1021c和收发开关1022的输入端1022a均是发射通道的输出端，即数据从发射通道的输出端输出，并输出至天线阵列11中的天线；接收数据时，收发开关1022的输入端1022a是接收通道的输入端，即天线阵列11中的一个天线接收到空口无线信号并从接收通道的输入端输入至WiFi子级***101。
由上述可知，本发明实施例提供的WLAN智能天线***，将射频开关设置在发射端和收发开关之间，收发开关的输入端直接连接一个天线，第二输出端直接连接接收端，收发开关和接收端不经过射频开关；而射频开关的一路输出端和收发开关的第一输出端相连，其余输出端直接与天线相连；采用了收发不对称的硬件电路结构，即发射通道可通过射频开关切换天线，接收通道固定天线、无需经过射频开关；可以解决在接收数据时，数据经过射频开关造成插损，导致上行灵敏度的损失和上行覆盖性能的降低的问题。
可以理解的是，本发明实施例中，所述射频开关可以为二极管阵列，可参考图4，图4为本发明实施例提供的WLAN智能天线***的另一结构示意图，所述射频及天线选择子级***102中，射频开关1021和射频开关1021’为二极管阵列，以对应发射端1011和接收端1012的射频开关1021为例，如图4所示，该实施例中，二极管阵列可以理解为四个二极管并联，所述射频开关1021的输入端1021a可以是二极管阵列的公共端，该公共端与发射放大器1023相连；根据WiFi子级***101输出的天线选择信号，分别控制并联的四个二极管支路中二极管的导通或断开，在某些实施方式中，每个二极管上设置有引线调节输入端的偏置电平，偏置电平的高低可控制二极管的导通和断开。WiFi子级***101中的天线选择信号线和每个二极管的引线相连，控制每个二极管的偏置电平的高低，从而控制二极管是否导通；该实施例中，如图4所示，一个二极管支路与收发开关1022的第一输出端1022b相连，其余三个二极管所处支路分别直接与天线阵列11中的天线相连。
可以理解的是，图4所示WLAN智能天线***的工作原理与上述图2所示WLAN智能天线***的工作原理一致，此处不再具体阐述。
请参考图5，图5为本发明实施例提供的WLAN智能天线***的另一结构示意图，其中，所述WLAN智能天线***可以包括天线阵列11和两个WiFi智能天线子***10，所述两个WiFi智能天线子***10分别为第一WiFi智能天线子***10a和第二WiFi智能天线子***10b，所述WLAN智能天线***还包括双频合路子***12，所述双频合路子***12连接于所述两个WiFi智能天线子***10与天线阵列11之间；
进一步地，所述双频合路子***12中包括若干个双工器(Diplexer)，每个所述双工器包括合路端和两路支路端，
需要说明的是，双工器并不限定支路端和合路端，在本发明实施例中，为方便描述，将双工器中单频点数据输入或输出的端口称为支路端，多频点数据输入或输出的端口称为合路端，但并不能作为对本发明的限定。
如图5所示，该***为双频共天线的WLAN智能天线***，在某些实施方式中，第一WiFi智能天线子***10a中的WiFi子级***频点为5千兆赫兹GHz，第二WiFi智能天线子***10b中的WiFi子级***频点为2.4GHz。在射频及天线选择子级***102和天线阵列11之间添加双工器，可以实现将多个频点的信号合成一路，达到共用天线的目的。
每个所述双工器的一路支路端连接第一WiFi智能天线子***10a发射通道的一个输出端，另一路支路端连接第二WiFi智能天线子***10b发射通道的一个输出端，合路端与天线阵列11中的一个天线相连；
且，其中第一双工器的一路支路端连接第一WiFi智能天线子***10a接收通道的输入端，另一路支路端连接第二WiFi智能天线子***10b接收通道的输入端，合路端与天线阵列11中的第一天线相连。
具体地，如图5所示，双工器D1的一路支路端连接第一WiFi智能天线子***10a发射通道的输出端O1，双工器D1的另一路支路端连接第二WiFi智能天线子***10b发射通道的输出端O1’，合路端与天线阵列11中的天线A1相连；双工器D2的一路支路端连接第一WiFi智能天线子***10a发射通道的输出端O2，双工器D2的另一路支路端连接第二WiFi智能天线子***10b发射通道的输出端O2’，合路端与天线阵列11中的天线A2相连；同理，发射通道上，双工器Dn的一路支路端连接第一WiFi智能天线子***10a发射通道的输出端On，双工器Dn的另一路支路端连接第二WiFi智能天线子***10b发射通道的输出端On’，合路端与天线阵列11中的天线An相连；
而且，其中由于第一WiFi智能天线子***10a发射通道的输出端On，同时也是第一WiFi智能天线子***10a接收通道的输入端I1；第二WiFi智能天线子***10b发射通道的输出端On’，同时也是第二WiFi智能天线子***10b接收通道的输入端I1’，因此，第一双工器Dn的一路支路端连接第一WiFi智能天线子***10a接收通道的输入端I1，另一路支路端连接第二WiFi智能天线子***10b接收通道的输入端I1’，合路端与天线阵列11中的第一天线An相连。
发射数据时，分别将第一WiFi智能天线子***10a发射通道输出端输出的信号和第二WiFi智能天线子***10b发射通道输出端输出的信号，经过双工器将两路信号合成一路，再连接到天线阵列11中的天线上，可以理解的是，射频开关1021的输出端1021c和收发开关1022的输入端1022a均是发射通道的输出端，即数据从发射通道的输出端输出，并输出至天线阵列11中的天线；
接收数据时，双工器将送入WiFi智能天线子***10的信号拆分成两路，再分别送入第一WiFi智能天线子***10a接收通道输入端和第二WiFi智能天线子***10b接收通道输入端，可以理解的是，收发开关1022的输入端1022a是接收通道的输入端，即天线阵列11中的第一天线接收到空口无线信号并从接收通道的输入端输入至WiFi子级***101。
需要说明的是，第一WiFi智能天线子***10a和第二WiFi智能天线子***10b中的WiFi子级***101，其可以包括多组射频收发端口，图1中仅以每个WiFi智能天线子***包含一组射频收发端口为例，示出了双频共天线的WLAN智能天线***中，两个WiFi智能天线子***10、射频及天线选择子级***102、双频合路子***12以及天线阵列11的连接关系，但并不能作为对本发明的限定。
可以理解的是，该实施例中的第一WiFi智能天线子***10a和第二WiFi智能天线子***10b中的结构设置和功能可以参考上述实施例中的WiFi智能天线子***进行具体实现，此处不再具体描述。
由上述可知，本发明实施例提供的WLAN智能天线***，将射频开关1021设置在发射端1011和收发开关1022之间，收发开关1022的输入端1022a直接连接一个天线，第二输出端1022c直接连接接收端1012，收发开关1022和接收端1012不经过射频开关1021；而射频开关1021的一路输出端1021b和收发开关1022的第一输出端1022b相连，其余输出端1021c直接与天线相连；采用了收发不对称的硬件电路结构，即发射通道可通过射频开关1021切换天线，接收通道固定天线、无需经过射频开关1021；可以解决在接收数据时，数据经过射频开关1021造成插损，导致上行灵敏度的损失和上行覆盖性能的降低的问题；若该WLAN智能天线***为双频共天线的WLAN智能天线***，则可以连接双工器将多个信号合成一路再连接至天线，可以节约天线的个数，达到共用天线的目的。
为便于更好的实施本发明实施例提供的WLAN智能天线***，本发明实施例还提供一种基于上述WLAN智能天线***的数据传输方法。其中名词的含义与上述***中相同，具体实现细节可以参考***实施例中的说明。
请参考图6，图6为本发明实施例提供的一种数据传输方法的结构示意图，其中，该方法应用于上述实施例中所述的WLAN智能天线***，该方法包括：
610、获取到发射数据的指令时，向收发开关发送第一收发选择控制信号，以使所述收发开关根据所述第一收发选择控制信号将其输入端接通第一输出端，向射频开关发送第一天线选择控制信号，以使所述射频开关根据所述第一天线选择控制信号将其输入端接通相应的输出端；
可以理解的是，所述数据传输方法的执行主体是WiFi子级***101中的处理器，其中处理器可以为中央处理器CPU，或网络处理器NP，或现成可编程门阵列FPGA等，此处不作具体限定；并且由WiFi子级***101中处理器的WiFi协议栈软件进行发射数据指令和接收数据指令的发送。
620、获取到接收数据的指令时，控制断开发射通道，向所述收发开关发送第二收发选择控制信号，以使所述收发开关根据所述第二收发选择控制信号将其输入端接通第二输出端。
优选地，本发明实施例中，所述射频开关1021可以为单刀多掷开关或者二极管阵列，所述收发开关1022可以为单刀双掷开关或者二极管阵列；
以下请一并参考图1、图2和图4所示的WLAN智能天线***，对所述传输方法进行具体分析：
当WiFi子级***101中的处理器获取到发射数据的指令时，WiFi子级***101通过收发选择信号线向所述收发开关1022的控制信号端口发送第一收发选择控制信号，以使所述收发开关1022根据所述第一收发选择控制信号将其输入端1022a接通第一输出端1022b；WiFi子级***101通过天线选择信号线向所述射频开关1021的控制信号端口发送第一天线选择控制信号，以使所述射频开关1021根据所述第一天线选择控制信号将其输入端1021a接通相应的输出端。发射数据过程中，数据从WiFi子级***101发射端1011输出，依次经过射频开关1021的输入端1021a，输出端1021b，收发开关1022的第一输出端1022b和收发开关1022的输入端1022a，最后经天线阵列11将数据发射出去，或，数据从WiFi子级***101发射端1011输出，依次经过射频开关1021的输入端1021a，任意一个输出端1021c，最后经天线阵列11将数据发射出去；可以理解，在发射数据过程中，收发开关1022也成为一个输出端，收发开关1022所连接的一个天线，也可供射频开关1021选择用于发射数据。
优选地，若发射通道上发射端1011与所述射频开关1021的输入端1021a之间设置有发射放大器1023，则数据从WiFi子级***101发射端1011输出后，先经过发射放大器1023进行放大，再经过射频开关1021的输入端1021a从而将数据发射出去；可以理解的是，若接收通道上接收端1012与所述收发开关1022的第二输出端1022c之间设置有接收放大器1024，可以在发射数据时，控制将接收放大器1024关断，其中，接收放大器1024的接通和关断对发射流程没有影响，此处不作具体限定。
在一种实施方式中，当WiFi子级***101中的处理器获取到接收数据的指令时，可参考图7，图7为所述数据传输方法另一流程示意图，620可以具体为：
6201、获取到接收数据的指令时，向所述收发开关1022发送第二收发选择控制信号，以使所述收发开关1022根据所述第二收发选择控制信号将其输入端1022a接通第二输出端1022c，向所述射频开关1021发送第二天线选择控制信号，以使所述射频开关1021根据所述第二天线选择控制信号将其输入端1021a接通其与收发开关1022的第一输出端1022b连接的输出端；
即控制断开发射通道，可以具体是：WiFi子级***101通过天线选择信号线向所述射频开关1021的控制信号端口发送第二天线选择控制信号，以使所述射频开关1021根据所述第二天线选择控制信号将其输入端1021a接通其与收发开关1022的第一输出端1022b连接的输出端1021b。
接收数据过程中，天线阵列11上接收到的数据，从收发开关1022的输入端1022a输入，经过收发开关1022的第二输出端1022c，最后送入WiFi子级***101接收端1012；可以理解，本发明实施例中通过固定的天线接收数据，即，通过收发开关1022的输入端1022a所连接的天线接收数据，而无需经过射频开关1021选择天线。
在另一种实施方式中，若所述WLAN智能天线***中包括发射放大器和接收放大器，当WiFi子级***101中的处理器获取到接收数据的指令时，可参考图8，图8为所述数据传输方法另一流程示意图，620可以具体为：
6202、获取到接收数据的指令时，控制关断发射通道上的发射放大器1023，向所述收发开关1022发送第二收发选择控制信号，以使所述收发开关1022根据所述第二收发选择控制信号将其输入端1022a接通第二输出端1022c；
即控制断开发射通道，可以具体是：控制关断发射通道上的发射放大器1023；
优选地，若接收通道上接收端1012与所述收发开关1022的第二输出端1022c之间设置有接收放大器1024，则天线阵列11上接收到的数据依次经过收发开关1022的输入端1022a和第二输出端1022c后，先经过接收放大器1024进行放大，再送入WiFi子级***101接收端1012；其中，若发射通道上发射端1011与所述射频开关1021的输入端1021a之间设置有发射放大器1023，可以控制关断发射放大器1023，即只需要WiFi子级***101通过收发选择信号线向所述收发开关1022的控制信号端口发送第二收发选择控制信号，以使所述收发开关1022根据所述第二收发选择控制信号将其输入端1022a接通第二输出端1022c，而WiFi子级***101不需要向射频开关1021的控制信号端口发送第二天线选择控制信号；由于关断了发射放大器1023，因此可以认为射频开关1021的输入端1021a连接至哪个输出端对数据接收不作影响。
其中，如图6、图7和图8所示的数据传输方法还可以应用于包括双频合路子***12的WLAN智能天线***(如图5所示)，双工器连接于所述两个不同频点的WiFi智能天线子***10与天线阵列11之间，可以实现将多个频点的信号合成一路，达到共用天线的目的；发射数据时，两个不同频点的WiFi智能天线子***10发射通道输出端分别输出的信号，可以经过双工器将两路信号合成一路，再连接到天线阵列11中的天线上；接收数据时，双工器将接收到的空口信号拆分成两路，再分别送入两个不同频点的WiFi智能天线子***10接收通道的输入端。
可以理解的是，本发明方法实施例中射频开关1021天线选择控制和收发开关1022的选择控制可参考前述***实施例中的相关内容，此处不再赘述。
由上述可知，本发明实施例提供的应用于WLAN智能天线***的数据传输方法，将射频开关设置在发射端和收发开关之间，收发开关的输入端直接连接一个天线，第二输出端直接连接接收端，收发开关和接收端不经过射频开关；而射频开关的一路输出端和收发开关的第一输出端相连，其余输出端直接与天线相连；采用了收发不对称的硬件电路结构，即发射通道可通过射频开关切换天线，接收通道固定天线、无需经过射频开关；可以解决在接收数据时，数据经过射频开关造成插损，导致上行灵敏度的损失和上行覆盖性能的降低的问题；若该WLAN智能天线***为双频共天线的WLAN智能天线***，则可以连接双工器将多个信号合成一路再连接至天线，可以节约天线的个数，达到共用天线的目的。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法步骤中的具体工作过程，可以参考前述***实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述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，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上对本发明所提供的一种WLAN智能天线***和数据传输方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，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发明的限制。

Claims (9)

1.一种无线局域网WLAN智能天线***，其特征在于，包括：
天线阵列和至少一个无线保真WiFi智能天线子***，所述WiFi智能天线子***包括WiFi子级***、射频及天线选择子级***；
所述WiFi子级***包括发射端和接收端，所述射频及天线选择子级***包括射频开关和收发开关，所述射频开关包括输入端和若干路输出端，所述收发开关包括输入端、第一输出端和第二输出端；
其中，发射通道上，所述发射端与所述射频开关的输入端相连，所述射频开关的一路输出端与所述收发开关的第一输出端相连，射频开关的其余输出端与所述天线阵列相连；
接收通道上，所述接收端与所述收发开关的第二输出端相连，所述收发开关的输入端与所述天线阵列中的一个天线相连。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，
所述WiFi子级***中还包括天线选择控制端口和收发选择控制端口，天线选择信号线连接所述天线选择控制端口和所述射频开关的控制信号端口，收发选择信号线连接所述收发选择控制端口和所述收发开关的控制信号端口；
所述WiFi子级***，用于通过天线选择信号线向所述射频开关的控制信号端口发送天线选择控制信号，以使所述射频开关根据所述天线选择控制信号将其输入端接通相应的输出端；
所述WiFi子级***，还用于通过收发选择信号线向所述收发开关的控制信号端口发送收发选择控制信号，以使所述收发开关根据所述收发选择控制信号将其输入端接通第一输出端或第二输出端。
3.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于，所述WLAN智能天线***中还包括发射放大器和接收放大器，所述发射放大器连接于发射端与所述射频开关输入端之间，所述接收放大器连接于接收端与所述收发开关第二输出端之间。
4.根据权利要求1至3任一项所述的***，其特征在于，所述至少一个WiFi智能天线子***具体为两个WiFi智能天线子***，包括第一WiFi智能天线子***和第二WiFi智能天线子***；
所述WLAN智能天线***还包括双频合路子***，所述双频合路子***连接于所述两个WiFi智能天线子***与所述天线阵列之间。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述双频合路子***中包括若干个双工器，每个所述双工器包括合路端和两路支路端，
每个所述双工器的一路支路端连接第一WiFi智能天线子***发射通道的一个输出端，另一路支路端连接第二WiFi智能天线子***发射通道的一个输出端，合路端与所述天线阵列中的一个天线相连；
且，其中第一双工器的一路支路端连接第一WiFi智能天线子***接收通道的输入端，另一路支路端连接第二WiFi智能天线子***接收通道的输入端，合路端与所述天线阵列中的第一天线相连。
6.根据权利要求1至5任一项所述的***，其特征在于，所述射频开关为单刀多掷开关或者二极管阵列；
所述收发开关为单刀双掷开关或者二极管阵列。
7.一种数据传输方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6任一项所述的无线局域网WLAN智能天线***，所述方法包括：
获取到发射数据的指令时，向收发开关发送第一收发选择控制信号，以使所述收发开关根据所述第一收发选择控制信号将其输入端接通第一输出端，向射频开关发送第一天线选择控制信号，以使所述射频开关根据所述第一天线选择控制信号将其输入端接通相应的输出端；
获取到接收数据的指令时，控制断开发射通道，向所述收发开关发送第二收发选择控制信号，以使所述收发开关根据所述第二收发选择控制信号将其输入端接通第二输出端。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制断开发射通道包括：
向所述射频开关发送第二天线选择控制信号，以使所述射频开关根据所述第二天线选择控制信号将其输入端接通其与收发开关的第一输出端连接的输出端。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制断开发射通道包括：控制关断发射通道上的发射放大器。
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