阅读说明：本技术 智能电视的内嵌式智能天线模块 () 是由 陈柏宇 李铭佳 颜红方 曾国祯 李荣耀 于 2019-09-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种智能电视的内嵌式智能天线模块,包括双数个天线、无线芯片、控制单元以及应用单元。无线芯片与双数个天线连接,具有双数个调变与编码机制(MCS),选择调变与编码机制而与无线装置收发无线信号。控制单元控制双数个天线模式。应用单元连接无线芯片与控制单元,具有流量监测伺服器。应用单元利用控制单元切换双数个天线模式。基于无线芯片所选择的调变与编码机制,应用单元将对应于双数个天线模式的双数个物理层资料率储存为模式取样资讯,并挑选最高的物理层资料率所对应的天线模式为优选天线模式。流量监测用户端依据无线装置以取得流量监测伺服器的监测状态,以及遥控应用单元挑选优选天线模式。藉此,提升传输均速和稳定性。()

智能电视的内嵌式智能天线模块

技术领域

本发明涉及一种天线模块，特别是一种智能电视的内嵌式智能天线模块。

背景技术

终端装置在使用场域的无线传输吞吐量受到环境变化的影响相当大，使用者在使用终端装置时未必能总是体验到依据装置所设计的吞吐量上限值所带来的最高资料率的传输效能。并且，无线传输不但需要具有足够运算处理能力的数位芯片以执行信号编码与解码，更需要对应提升的射频电路配合足够频宽与高效率的天线(或天线系统)。实际上，无线产品供应商所能够提供的无线产品的实际数据传输率上限不仅受限于各种射频元件、类比模组与数位模组各自的效能限制，更有一大部分的原因是受限于的所有元件与模组硬件配合于软件的整合度。

在传统的系统设计观点让在无线传输过程中，无线数据传输率的增加或减少主要是由无线芯片(Wireless Chip)的控制与通道状态(外在的传输环境)决定，而射频元件与天线元件是处于被动的地位，没有任何掌控权。仅由无线芯片的观点寻找提升数据传输率的解决方案仍是有诸多限制的。系统整合的结果更会显著影响天线模块(或称为模组)的整体效能。对于现有智能电视的无线收讯效能，由于即时性的高流量影音内容对于无线接收层面的需求，产业界不仅关心于提升瞬时的传输率最高值，期待无线装置能够同时在传输率与稳定性两方面一并提升，也需要有能够应对产品周遭环境状态而提升无线传输品质的方案。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种智能电视的内嵌式智能天线模块，通过天线及芯片配合提升影音资料的无线传输资料率的长时均速与稳定性。

本发明的技术方案是这样的：一种智能电视的内嵌式智能天线模块，安装于所述智能电视，所述智能电视与无线装置皆安置于空间场域，所述内嵌式智能天线模块包括：

无线芯片；

双数个天线，连接所述无线芯片，具有双数个天线模式，其中所述无线芯片具有双数个调变与编码机制，所述无线芯片选择使用所述些调变与编码机制中的任一个且利用所述些天线而与所述无线装置收发无线信号；

控制单元，连接所述些天线，用以控制所述些天线模式；以及

应用单元，连接所述无线芯片与所述控制单元，具有流量监测伺服器，所述应用单元利用所述控制单元切换所述些天线模式；其中，基于所述无线芯片所选择使用的所述调变与编码机制，所述应用单元利用所述流量监测伺服器取得对应于每一个所述天线模式的物理层资料率；其中，基于所述无线芯片所选择使用的所述调变与编码机制，所述应用单元将对应于所述些天线模式的所述些物理层资料率储存为模式取样资讯；其中，基于所述无线芯片所选择使用的所述调变与编码机制，所述应用单元依据所述模式取样资讯而挑选所述些物理层资料率之中最高者所对应的所述天线模式以作为优选天线模式；

其中，流量监测用户端依据所述无线装置以取得所述流量监测伺服器的监测状态，以及遥控所述应用单元挑选所述优选天线模式。

进一步地，所述流量监测伺服器利用所述些天线接收来自于所述无线装置的场域测试信号以执行位于测试位置的场域测试模式，并取得所述场域测试模式的场域测试吞吐量与场域测试物理层资料率，所述应用单元储存所述场域测试吞吐量与所述场域测试物理层资料率的关系比值；其中，所述流量监测伺服器利用所述些天线接收来自于所述无线装置的远端信号以执行位于所述测试位置的工作模式，并取得所述工作模式的工作模式吞吐量与工作模式物理层资料率，所述应用单元将所述工作模式物理层资料率与所述关系比值相乘而获得目标吞吐量；其中，所述应用单元监测所述工作模式吞吐量是否低于所述目标吞吐量，当所述工作模式吞吐量低于所述目标吞吐量，则所述应用单元重新挑选所述优选天线模式。

进一步地，当所述工作模式吞吐量低于所述目标吞吐量，且所述工作模式吞吐量与所述目标吞吐量的差异大于或等于预设值，则所述应用单元改变所述无线芯片所选择使用的所述调变与编码机制，并且基于改变后的所述调变与编码机制，在所述模式取样资讯中挑选最高的所述物理层资料率所对应的所述天线模式以作为更新后的所述优选天线模式。

进一步地，当所述工作模式吞吐量低于所述目标吞吐量，且所述工作模式吞吐量与所述目标吞吐量的差异小于预设值，则所述应用单元依据由所述无线芯片所获得的所述些天线的接收信号强度指示与信噪比以重新挑选所述优选天线模式。

进一步地，所述无线装置是无线存取点，所述流量监测用户端与所述智能电视分別与所述无线存取点建立连线，所述流量监测用户端经由所述无线存取点传送所述场域测试信号至位于所述测试位置的所述智能电视，所述智能电视用以安置于所述空间场域的双数个测试位置，以获得并储存双数个场域测试吞吐量与双数个场域测试物理层资料率。

进一步地，所述无线装置是无线存取点，所述流量监测用户端安装于所述无线存取点，且所述流量监测用户端利用所述无线存取点传送场域测试信号至所述智能电视，所述智能电视用以安置于所述空间场域的双数个测试位置，以获得并储存双数个场域测试吞吐量与双数个场域测试物理层资料率。

进一步地，在所述场域测试模式，所述流量监测用户端利用所述无线存取点传送所述场域测试信号至所述智能电视以执行满载测试。

进一步地，所述流量监测用户端是智能手机或个人电脑。

进一步地，所述控制单元是独立于所述无线芯片之外的微控制器。

进一步地，所述流量监测伺服器安装于所述智能电视的Linux作业系统。

本发明所提供的技术方案的优点在于，通过能够在使用环境空间中的面对的可变情況做模式取样手段，配合无线芯片运作时所挑选的调变与编码机制的规格条件，能够挑选所有天线模式中最好的作为优选天线模式，藉此对于影音资料的无线传输资料率的长时均速与稳定性提升有明显助益，在智能电视产品方面具有很高的产业应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的智能电视的内嵌式智能天线模块的方块图。

图2是本发明实施例提供的内嵌式智能天线模块安装于智能电视的应用场景示意图。

图3是本发明另一实施例提供的内嵌式智能天线模块安装于智能电视的应用场景示意图。

图4是本发明实施例提供的智能电视的内嵌式智能天线模块的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

请参照图1，本实施例提供智能电视的内嵌式智能天线模块，智能电视的内嵌式智能天线模块2安装于智能电视1，所述智能电视1与无线装置3皆安置于空间场域，所述空间场域例如居家客厅、卧室、办公室、展览空间、大厅等建筑室内场域。内嵌式智能天线模块2例如使用符合IEEE 802.11标准的无线局域网络收发信号，例如是遵循于常见的WiFi(Wireless Fidelity)无线认证规范。所述内嵌式智能天线模块2包括双数个天线21、无线芯片22、控制单元23以及应用单元24。双数个天线21连接与无线芯片22，具有双数个天线模式，其中无线芯片22具有双数个调变与编码机制(MCS)，无线芯片22选择使用双数个调变与编码机制中的任一个且利用双数个天线21而与无线装置3收发无线信号。控制单元23连接双数个天线21，用以控制双数个天线模式。并且，控制单元23较佳的是独立于无线芯片之外的微控制器(MCU)。应用单元24连接无线芯片22与控制单元23，具有流量监测伺服器241，并且流量监测伺服器241较佳的是安装于智能电视1的Linux作业系统之中。应用单元24利用控制单元23切换双数个天线模式。基于无线芯片22所选择使用的调变与编码机制，应用单元24利用流量监测伺服器241取得对应于每一个天线模式的物理层资料率(physical datarate)。基于无线芯片22所选择使用的调变与编码机制，应用单元24将对应于双数个天线模式的双数个物理层资料率储存为模式取样资讯。基于无线芯片22所选择使用的调变与编码机制，应用单元24依据模式取样资讯而挑选所述的双数个物理层资料率之中最高者所对应的天线模式以作为优选天线模式。流量监测用户端4依据无线装置3以取得流量监测伺服器241的监测状态，以及遥控应用单元24挑选所述优选天线模式。流量监测用户端4利用无线装置3而与流量监测伺服器241进行连线，流量监测用户端4可以是独立于无线装置3之外的一个装置，流量监测用户端4也可以改为安装于无线装置3，后续图2与图3的实施例将会举例说明。

上述挑选优选天线模式的依据可以是基于吞吐量(throughput)或物理层资料率。智能电视1无线接收影音资讯的效能受到其坐落于空间场域之中的位置的影响，也受到无线信号来源(无线装置3)所坐落于空间场域的位置的影响，而空间场域的环境状态也可能是动态变化的，因应坐落于空间场域的位置不同以及环境状态的可能变化，能够作为优选的(或者是最佳的)天线模式可能不相同，因此本发明的实施例设立重新挑选优选天线模式的机制。在本实施例中，先执行测试模式，流量监测伺服器241利用双数个天线21接收来自于无线装置3的场域测试信号(Fn)(例如是一段测试用的影音资讯)以执行位于测试位置的场域测试模式，并取得场域测试模式的场域测试吞吐量(TF)与场域测试物理层资料率(PF)，应用单元24储存场域测试吞吐量(TF)与场域测试物理层资料率(PF)的关系比值，即TF/PF。然后，在智能电视1正常运作时(显示电视影音)，流量监测伺服器241利用双数个天线21接收来自于无线装置3的远端信号(电视影音)以执行位于测试位置的工作模式，并取得工作模式的工作模式吞吐量(TW)与工作模式物理层资料率(PW)，应用单元24将工作模式物理层资料率(PW)与关系比值(TF/PF)相乘而获得目标吞吐量(TT)。目标吞吐量(TT)是在场域测试模式获得的可预期的吞吐量上限值，可以公式表示为：TT＝PW*TF/PF。应用单元24监测工作模式吞吐量(TW)是否低于目标吞吐量(TT)，当工作模式吞吐量(TW)高于或等于目标吞吐量(TT)则不需要重新挑选优选天线模式。当工作模式吞吐量(TW)低于目标吞吐量(TT)，则应用单元24重新挑选优选天线模式。

更进一步，当工作模式吞吐量(TW)低于目标吞吐量(TT)时，依据工作模式吞吐量(TW)与目标吞吐量(TT)的差异程度而有两种不同判断机制。当工作模式吞吐量(TW)低于目标吞吐量(TT)，且工作模式吞吐量(TW)与目标吞吐量(TT)的差异大于或等于一个预设值(△)，代表需要做更多的调整，则应用单元24改变无线芯片22所选择使用的调变与编码机制，并且基于改变后的调变与编码机制，在模式取样资讯中挑选最高的物理层资料率所对应的天线模式以作为更新后的优选天线模式。当工作模式吞吐量(TW)低于目标吞吐量(TT)，且工作模式吞吐量(TW)与目标吞吐量(TT)的差异小于所述预设值(△)，则应用单元24依据由无线芯片22所获得的双数个天线21的接收信号强度指示(RSSI)与信噪比(SNR)以重新挑选优选天线模式，例如选择具有使所有天线21的接收信号强度指示差异幅度最小的天线模式为优选天线模式，或者选择以具有信噪比最大的天线模式为优选天线模式。对于上述的模式取样资讯的细节，例如可将场域测试吞吐量(TF)与场域测试物理层资料率(PF)配合双数个天线21的接收状态参数值(诸如接收信号强度指示、信噪比等等)一并做储存。实际上，例如可储存查找表(Look-Up Table，LUT)，查找表的每一笔资料包括TF、PF(以及TF/PF)以及对应的接收信号强度指示、信噪比等等的天线21的状态参数值。再者，也可依据已知的模式取样资讯以内差或外插计算取得衍生的场域测试吞吐量(TF)、场域测试物理层资料率(PF)以及关系比值(TF/PF)。

再者，参照图2，在一实施例中，无线装置3可以是一个无线存取点，流量监测用户端4与智能电视1分別与无线存取点建立连线，流量监测用户端4例如是一个智能手机(或者是个人电脑)，此智能手机也安置于所述空间场域。流量监测用户端4经由无线存取点传送场域测试信号Fn至位于测试位置的智能电视1，换句话说，由智能手机传送场域测试信号Fn给智能电视1，其中场域测试信号Fn是经由无线存取点所转传。场域测试信号Fn可以是流量监测用户端4自己本身所储存的影音资讯，也可以是从空间场域外部所得到的外部影音资讯Fn’(例如为影音串流、云端或线上影片)。并且，智能电视1也可用以安置于空间场域的双数个测试位置，以获得并储存双数个场域测试吞吐量(TF)与双数个场域测试物理层资料率(PF)。

在另一实施例中，参照图3，无线装置3可以是一个无线存取点，流量监测用户端4安装于无线存取点，此时的流量监测用户端4例如是无线存取点的一个应用程式。流量监测用户端4利用无线存取点传送场域测试信号Fn至智能电视1，场域测试信号Fn的来源是从空间场域外部所得到的外部影音资讯Fn’(例如为影音串流、云端或线上影片)。智能电视1用以安置于空间场域的双数个测试位置，以获得并储存双数个场域测试吞吐量(TF)与双数个场域测试物理层资料率(PF)。图3实施例的流量监测用户端4也可以改为一个智能手机(或者是个人电脑)，并且与无线存取点3建立连线。另外，不论流量监测用户端4是否是安装于无线存取点，或者流量监测用户端4是一个与无线存取点连线的智能手机(或个人电脑)，较佳的，为了达到更好的测试效果，在所述场域测试模式，流量监测用户4端利用无线存取点传送场域测试信号Fn至智能电视1以执行满载测试。

再者，依据使用情境和控制流程的逻辑，用以提升智能电视1的无线接收效果，请参照图4，本实施例提供一种智能电视的内嵌式智能天线模块的控制方法，所述方法包括以下步骤。首先，进行步骤S110，将智能电视1与无线装置3皆安置于相同的一个空间场域，也就是视为将智能电视1安置于所述空间场域中的一个测试位置。所述场域例如办公室、停车场、餐厅、住宅、商场。无线装置3例如是无线存取点，智能电视1的电视信号来源是此无线存取点。然后，进行步骤S120，无线芯片22选择使用双数个调变与编码机制中的任一个且利用双数个天线21而与无线装置3收发无线信号。其中，应用单元24利用控制单元23切换双数个天线模式。然后，进行步骤S130，基于无线芯片22所选择使用的调变与编码机制，应用单元24利用流量监测伺服器241取得对应于每一个天线模式的物理层资料率。接着进行步骤S140，基于无线芯片22所选择使用的调变与编码机制，应用单元24将对应于双数个天线模式的双数个物理层资料率储存为模式取样资讯。然后，进行步骤S150，基于无线芯片22所选择使用的调变与编码机制，应用单元24依据模式取样资讯而挑选所述的双数个物理层资料率之中最高者所对应的天线模式以作为优选天线模式。

在步骤S150中可分为数个子步骤：步骤151，判断工作模式吞吐量(TW)是否低于目标吞吐量(TT)。当工作模式吞吐量(TW)高于或等于目标吞吐量(TT)，回到步骤S151。当工作模式吞吐量(TW)低于目标吞吐量(TT)，进行步骤S152的判断，判断工作模式吞吐量(TW)与目标吞吐量(TT)的差异。当工作模式吞吐量(TW)与目标吞吐量(TT)的差异大于或等于一个预设值(△)，进行步骤S153，应用单元24改变无线芯片22所选择使用的调变与编码机制，并且基于改变后的调变与编码机制，在模式取样资讯中挑选最高的物理层资料率所对应的天线模式以作为更新后的优选天线模式。当工作模式吞吐量(TW)与目标吞吐量(TT)的差异小于所述预设值(△)，进行步骤S154，应用单元24依据由无线芯片22所获得的双数个天线21的接收信号强度指示与信噪比以重新挑选优选天线模式。关于应用单元24依据由无线芯片22所获得的双数个天线21的接收信号强度指示与信噪比以重新挑选优选天线模式的方式例如为：在每一个天线模式中判断每一个天线21彼此的接收信号强度指示的差异值，选择具有最小的差异值的天线模式作为更新后的优选天线模式。又例如，在每一个天线模式中判断每一个天线21的信噪比，选择所有天线21的信噪比的平均值最大者的天线模式作为更新后的优选天线模式。

接着，在步骤S153或步骤S154之后，进行步骤S160，流量监测用户端4依据无线装置3以取得流量监测伺服器241的监测状态，以及遥控应用单元24挑选所述优选天线模式。步骤S160是让使用者可监控或设定智能电视1的内嵌式智能天线模块2，例如使用智能手机作为流量监测用户端4，或者利用安装于无线存取点的流量监测用户端4对内嵌式智能天线模块2作监控。每一次将智能电视1在空间场域中所在位置改变之后，都可以再次进行步骤S120至步骤S160，使得不论在何位置的智能电视1的无线接收效果都达到最佳化。并且，每一次执行步骤S110至步骤S140，每一个测试位置也可利用无线室内定位技术取得定位点，可将定位点的资料与对应的关系比值一并作储存，若将模式取样资讯以查找表的方式储存，查找表的每一笔资料包括TF、PF、TF/PF，以及对应的定位点。

综上所述，本发明实施例提供一种智能电视的内嵌式智能天线模块，基于能够在使用环境空间中的面对的可变情況做模式取样手段，配合无线芯片运作时所挑选的调变与编码机制的规格条件，能够挑选所有天线模式中最好的作为优选天线模式，藉此对于影音资料的无线传输资料率的长时均速与稳定性提升有明显助益，在智能电视产品方面具有很高的产业应用价值。并且，流量监测用户端可以是使用者的手机或个人电脑，对于流量的模式取样不但可以藉由无线存取点施作，也可以利用使用者的手机(或个人电脑)，以兼顾于智能电视可由一般的(常见的室内定点固定式的)无线存取点收取影音或者是由使用者随身的装置(如手机)收取影音的两种变通情況，是兼顾弹性应用层面的使用者体验品质提升方案。