分集天線外殼的制作方法
【專利摘要】一種無線設(shè)備，該無線設(shè)備包括多個(gè)分集天線、被配置為確定該無線設(shè)備的方向的加速計(jì)以及處理器。該處理器被配置為：首先基于所確定的該無線設(shè)備的方向，選擇主鏈路配置。主鏈路配置指定：該多個(gè)分集天線中的一個(gè)或更多個(gè)，以及被配置為傳輸該有效載荷消息的另一無線設(shè)備的一個(gè)或更多個(gè)分集天線。該處理器還被配置為：使用該主鏈路配置接收有效載荷消息，記錄針對(duì)所接收的有效載荷消息的接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)，以及，周期性地測(cè)試針對(duì)備選鏈路配置的RSSI。該處理器比較該主鏈路配置和該備選鏈路配置之間的RSSI，并且如果該比較指示該備選鏈路配置RSSI大于主鏈路配置RSSI，則修改該主鏈路配置。
【專利說明】分集天線外殼
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明大體上涉及無線設(shè)備，并且更具體地涉及具有電路卡的工業(yè)過程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，該工業(yè)過程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有基于設(shè)備方向和接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)測(cè)量而選擇的用于發(fā)送和接收的多個(gè)分級(jí)集成天線。
[0002]術(shù)語“現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備”覆蓋測(cè)量和控制參數(shù)(例如，壓力、溫度和流速)的大范圍的過程管理設(shè)備。很多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括收發(fā)機(jī)，該收發(fā)機(jī)充當(dāng)工業(yè)過程可變傳感器和遠(yuǎn)程控制或監(jiān)視設(shè)備(例如，計(jì)算機(jī))之間的通信中繼。例如，傳感器的輸出信號(hào)通常不足以有效地與遠(yuǎn)程控制或監(jiān)視設(shè)備進(jìn)行通信。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過從傳感器接收通信，將此信號(hào)轉(zhuǎn)換為更有效用于較長距離通信的形式(例如，調(diào)制4-20mA電流環(huán)信號(hào)或無線協(xié)議信號(hào))，并向遠(yuǎn)程控制或監(jiān)視設(shè)備發(fā)送已轉(zhuǎn)換的信號(hào)，來彌補(bǔ)此不足。
[0003]現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備用于監(jiān)視并控制工業(yè)過程的各種參數(shù)(包括，壓強(qiáng)、溫度、粘性和流速)。其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備促動(dòng)閥門、泵和工業(yè)過程的其他硬件。每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備一般包括:包含促動(dòng)器和/或傳感器的密封外殼，用于接收和處理傳感器和控制信號(hào)的電子器件，以及用于發(fā)送已處理的傳感器信號(hào)使得可以遠(yuǎn)程監(jiān)視每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和工業(yè)過程參數(shù)的電子器件。大規(guī)模工業(yè)制造工廠一般使用跨越廣泛領(lǐng)域分布的很多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通常與公共控制或監(jiān)視設(shè)備進(jìn)行通信，允許中央監(jiān)視和控制工業(yè)過程。已經(jīng)將各種無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(包括，星型網(wǎng)絡(luò)(具有和不具有層級(jí)分支)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò))用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
[0004]多種無線設(shè)備使用具有分集位置和/或方向的多個(gè)天線，用于更加魯棒的信號(hào)接收和發(fā)送。具有分集天線陣列的兩個(gè)設(shè)備之間通信的信號(hào)強(qiáng)度和噪聲電平在接收和發(fā)送設(shè)備的每個(gè)天線組合之間可以是不同的。一些無線系統(tǒng)合并來自多個(gè)分集天線的信號(hào)，
以形成具有分集增益
【權(quán)利要求】
1.一種無線設(shè)備，包括: 多個(gè)分集天線； 加速計(jì)，被配置為提供從其能夠確定所述無線設(shè)備的方向的信號(hào)；以及 處理器，被配置為: 首先基于所確定的所述無線設(shè)備的方向選擇主鏈路配置，所述主鏈路配置指定:所述多個(gè)分集天線中的一個(gè)或更多個(gè)以及被配置為發(fā)送有效載荷消息的另一無線設(shè)備中的一個(gè)或更多個(gè)天線； 使用所述主鏈路配置接收有效載荷消息，以及記錄針對(duì)所接收的有效載荷消息的接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI值； 周期性地測(cè)試針對(duì)備選鏈路配置的RSSI ； 比較所述主鏈路配置和所述備選鏈路配置之間的RSSI ;以及 當(dāng)所述比較指示備選鏈路配置RSSI大于主鏈路配置RSSI時(shí)，修改所述主鏈路配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線設(shè)備，其中，所述主鏈路配置和所述備選鏈路條件每個(gè)指定:所述多個(gè)分集天線中的一個(gè)或更多個(gè)，以及另一無線設(shè)備的第二多個(gè)分集天線中的一個(gè)或更多個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線設(shè)備，其中，所述處理器通過利用數(shù)據(jù)分組訓(xùn)練每個(gè)鏈路配置，周期性地測(cè)試每個(gè)可能的備選鏈路配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線設(shè)備，其中，周期性地測(cè)試備選鏈路配置包括:使用所述備選鏈路配置發(fā)送周期性測(cè)試分組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線設(shè)備，其中，周期性地測(cè)試備選鏈路配置包括:使用所述備選鏈路配置發(fā)送有效載荷消息，以及使用所述備選鏈路配置冗余地發(fā)送所述有效載荷消息的子集。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線設(shè)備，其中，周期性地測(cè)試備選鏈路配置包括:使用所述備選鏈路配置而不是所述主鏈路配置周期性地發(fā)送有效載荷消息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線設(shè)備，其中，所述多個(gè)天線在電路板上形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線設(shè)備，其中，所述處理器還被配置為: 記錄針對(duì)所接收的有效載荷消息的分組丟失率； 周期性地測(cè)試針對(duì)備選鏈路配置的分組丟失率； 比較所述主鏈路配置和所述備選鏈路配置之間的分組丟失率；以及當(dāng)所述比較指示所述備選鏈路配置的分組丟失率小于主鏈路配置的分組丟失率時(shí)，修改所述主鏈路配置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線設(shè)備，其中，所述處理器被配置為:僅當(dāng)所述比較指示所述備選鏈路配置RSSI超過所述主鏈路配置RSSI至少規(guī)定量時(shí)，修改所述主鏈路配置。
10.一種無線網(wǎng)絡(luò)，包括: 第一無線設(shè)備，擁有具備至少一個(gè)第一天線的印刷線路板；以及第二無線設(shè)備，擁有:加速計(jì)，所述加速計(jì)被配置為提供從其能夠確定所述無線設(shè)備的方向的信號(hào)；印刷線路板， 所述印刷線路板具備具有分集方向的多個(gè)第二天線；以及處理器，所述處理器被配置為: 使用指定所述第一天線和一個(gè)或更多個(gè)所述第二天線中的一個(gè)或更多個(gè)的鏈路配置，在所述第一無線設(shè)備和所述第二無線設(shè)備之間發(fā)送和接收有效載荷消息； 首先使用所確定的所述第二無線設(shè)備的方向選擇主鏈路配置； 周期性地測(cè)試備選鏈路配置； 比較所述主鏈路配置和所述備選鏈路配置之間的接收信號(hào)參數(shù)；以及 每當(dāng)所述比較指示所述備選鏈路配置優(yōu)于所述主鏈路配置時(shí)，修改所述主鏈路配置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線網(wǎng)絡(luò)，其中，所述第一無線設(shè)備包括具有分集方向的多個(gè)第一天線。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線網(wǎng)絡(luò)，其中，比較接收信號(hào)參數(shù)包括比較所述主鏈路配置和所述備選鏈路配置之間的接收信號(hào)強(qiáng)度，并且每當(dāng)所述比較指示所述備選鏈路配置信號(hào)強(qiáng)度超過所述主鏈路配置信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，修改所述主鏈路配置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線網(wǎng)絡(luò)，其中，所述處理器被配置為:僅當(dāng)所述比較指示所述備選鏈路配置RSSI超過所述主鏈路配置RSSI至少規(guī)定量時(shí)，修改所述主鏈路配置。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線網(wǎng)絡(luò)，其中，比較接收信號(hào)參數(shù)包括比較所述主鏈路配置和所述備選鏈路配置之間的接收分組錯(cuò)誤率，并且每當(dāng)所述比較指示所述主鏈路配置分組錯(cuò)誤率超過所述備選鏈路配置分組錯(cuò)誤率時(shí)，修改所述主鏈路配置。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線網(wǎng)絡(luò)，其中，比較接收信號(hào)參數(shù)包括比較所述主鏈路配置和所述備選鏈路配置之間的接收噪聲電平，并且每當(dāng)所述比較指示所述主鏈路配置噪聲電平超過所述備選鏈路配置噪聲電平時(shí)，修改所述主鏈路配置。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線網(wǎng)絡(luò)，其中，所述處理器被配置為周期性地進(jìn)入測(cè)試周期，其中，所述處理器使用每個(gè)`可能的備選鏈路配置，請(qǐng)求所述第一無線設(shè)備并從所述第一無線設(shè)備接收至少一個(gè)測(cè)試分組。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線網(wǎng)絡(luò)，其中，所述處理器被配置為:使用每個(gè)單個(gè)測(cè)試消息與下一個(gè)不同的備選鏈路配置，周期性地請(qǐng)求和接收單個(gè)測(cè)試消息。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的無線網(wǎng)絡(luò)，其中，所述單個(gè)測(cè)試消息是測(cè)試分組。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的無線網(wǎng)絡(luò)，其中，所述單個(gè)測(cè)試消息是有效載荷消息之一。
20.一種用于選擇鏈路配置的方法，所述鏈路配置指定第一無線設(shè)備的至少一個(gè)天線，以及第二無線設(shè)備的至少一個(gè)天線，所述方法包括: 基于使用加速計(jì)確定的第一無線設(shè)備的方向，首先選擇所述第一無線設(shè)備的接收天線.使用主鏈路配置在所述第二無線設(shè)備接收來自所述第二無線設(shè)備的有效載荷消息； 周期性地測(cè)試一個(gè)或更多個(gè)備選鏈路配置； 在所述第一無線設(shè)備處比較所述主鏈路配置和所述備選鏈路配置之間的接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI ;以及 每當(dāng)所述比較指示所述備選鏈路配置RSSI超過主鏈路配置RSSI時(shí)，修改所述主鏈路配置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述主鏈路配置和所述備選鏈路配置中的每個(gè)指定:所述第一無線設(shè)備的第一多個(gè)分集天線中的至少一個(gè)，以及所述第二無線設(shè)備的第二多個(gè)分集天線中的至少一個(gè)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，僅當(dāng)所述比較指示所述備選鏈路配置RSSI超過所述主鏈路配置RSSI至少規(guī)定量時(shí)，修改所述主鏈路配置。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，周期性地測(cè)試一個(gè)或更多個(gè)備選鏈路配置包括周期性地進(jìn)入測(cè)試周期，在所述測(cè)試周期中，測(cè)試所有可能的備選鏈路配置。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，周期性地測(cè)試一個(gè)或更多個(gè)備選鏈路配置包括:周期性地測(cè)試每個(gè)周期性測(cè)試都不同的單個(gè)備選鏈路配置。
25.—種工業(yè)過程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，包括: 外殼，被配置為裝配在固定位置； 換能器，安裝在所述外 殼中，并被配置為與工業(yè)過程交互； 多個(gè)分集天線； 加速計(jì)，被配置為提供從其能夠確定所述外殼的方向的信號(hào)；以及 處理器，被配置為: 使用鏈路配置發(fā)送有效載荷消息，所述鏈路配置指定:所述多個(gè)分集天線中的一個(gè)或更多個(gè)，以及被配置為接收所述有效載荷消息的另一無線設(shè)備的一個(gè)或更多個(gè)天線； 首先使用所確定的所述外殼的方向選擇主鏈路配置； 周期性地測(cè)試備選鏈路配置； 比較所述主鏈路配置和所述備選鏈路配置之間的分組錯(cuò)誤率和接收信號(hào)強(qiáng)度；以及 每當(dāng)所述比較指示所述備選鏈路配置優(yōu)于所述主鏈路配置時(shí)，修改所述主鏈路配置。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的工業(yè)過程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其中，所述多個(gè)分集天線被刻印在所述外殼中的電路板上。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的工業(yè)過程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其中，所述主鏈路配置和所述備選鏈路條件每個(gè)指定:所述多個(gè)分集天線中的一個(gè)或更多個(gè)，以及另一無線設(shè)備的第二多個(gè)分集天線中的一個(gè)或更多個(gè)。
【文檔編號(hào)】H01Q21/00GK103700921SQ201310308982
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月27日
【發(fā)明者】布萊特·羅伯特·莫里森, 查德·邁克爾·麥克蓋爾, 丹尼爾·克利福德·卡爾森 申請(qǐng)人:羅斯蒙德公司