具有MIMO天线选择的车辆远程信息处理系统

摘要

一种用于车辆的MIMO通信系统包括收发器和远程信息处理控制模块。收发器使用安置在车辆外部的第一天线和安置在车辆内部的第二天线从远程定位的网络设备接收数据。收发器使用包括至少两个天线的第一天线组合来接收数据，第一天线组合包括一个或多个第一天线或者一个或多个第二天线。远程信息处理控制模块：读取包括RSRP值和RI值的信道状态信息；确定RSRP值是否大于阈值，并且RI值是否小于用于发送或接收数据的最小天线数量；以及基于第一RSRP值大于阈值并且RI值小于天线数量，从第一天线组合切换到第二天线组合。

说明书

引言

[1]本章节中提供的信息目的是为了总体上呈现本公开的背景。在章节中描述的范围内，当前命名的发明人的工作、以及在提交时可能不作为现有技术的描述方面既不明确也不隐含地被承认为是针对本公开的现有技术。

技术领域

本公开涉及车载无线通信系统和服务。

背景技术

车辆为乘员提供各种车载信息娱乐和无线通信服务。这可以包括为移动通信、因特网接入、视频下载、基于云的网络接入等提供车内热点。该无线通信可以包括例如通过蜂窝和/或局域网（LAN）的通信。车辆可以经由远程信息处理控制模块提供该通信。

远程信息处理控制模块可以连接到位于车辆外部的一个或多个天线。作为示例，车辆可以包括“鲨鱼鳍”天线外壳，其包括两个外部安装的天线。远程信息处理控制模块可根据多输入多输出（MIMO）协议操作，并且与例如蜂窝或移动网络或接入点交换信号，以连接并确定适当的操作模式。蜂窝网络可以向远程信息处理控制模块发射信号。基于接收到的信号，远程信息处理控制模块然后可以确定信道状态（或质量）信息，并且向蜂窝网络发射包括信道状态信息的反馈信号。信道状态信息可以包括例如信道质量指示符（CQI）、预编码矩阵指示符（PMI）或秩指示符（RI）。蜂窝网络然后可以基于信道状态信息来确定是在“发射分集”模式还是“空间复用”模式下操作。当在发射分集模式下时并且作为2×2 MIMO配置的示例，相同信号的两个版本可以从蜂窝网络并行发射到车辆的两个外部安装的天线。当在空间复用模式下时，并且作为另一个2×2 MIMO配置示例，两个不同的信号可以分别从蜂窝网络并行发射到车辆的两个外部安装的天线。发射分集模式可以被使能以改进和/或维持发射信号的最小接收SNR。如果接收到的SNR足够高，并且MIMO信道矩阵的秩和条件数合适，则可以选择空间复用模式来增加峰值数据速率。

发明内容

提供了一种用于车辆的MIMO通信系统。MIMO通信系统包括收发器和远程信息处理控制模块。收发器被配置成使用（i）安置在车辆外部的第一天线和（ii）安置在车辆内部的第二天线从远离所述车辆定位的网络设备接收数据。收发器使用包括至少两个天线的第一天线组合来接收数据。所述至少两个天线包括（i）一个或多个第一天线或（ii）一个或多个第二天线中的至少一者。远程信息处理控制模块被配置成：读取包括第一参考信号接收功率值和第一秩指示符值的信道状态信息；确定第一参考信号接收功率值是否大于阈值，以及第一秩指示符值是否小于所述至少两个天线中用于接收数据的天线数量，其中所述天线数量是远程信息处理控制模块和远离所述车辆定位的网络设备在任何时刻使用的天线的最小数量；以及基于第一参考信号接收功率值大于阈值并且第一秩指示符值小于天线数量，从第一天线组合切换到第二天线组合。第二天线组合包括第二天线中的至少一个，并且不同于第一天线组合。

在其他特征中，第一天线组合包括两个或更多个第一天线，并且不包括任何内部天线。

在其他特征中，当使用第一天线组合时，第二天线中的至少一个未在使用中。

在其他特征中，当使用第二天线组合时，第一天线中的至少一个未在使用中。

在其他特征中，在任何时刻，（i）一个或多个第一天线或（ii）一个或多个第二天线中的至少一者未在使用中。

在其他特征中，第二天线组合包括第一天线中的至少一个。

在其他特征中，收发器被配置成在使用第二天线组合的同时使用第一天线中的至少一个进行发射。

在其他特征中，远程信息处理控制模块被配置成选择具有最佳秩指示符值的天线组合。具有最佳秩指示符值的所选天线组合是第二天线组合。

在其他特征中，可供选择的可能天线组合的数量大于两个。

在其他特征中，远程信息处理控制模块被配置成：在切换到第二天线组合之后，读取第二秩指示符值；确定第二秩指示符值是否大于第一秩指示符值或秩指示符默认值中的至少一者；基于第二秩指示符值大于第一秩指示符值或秩指示符默认值中的至少一者，维持第二天线组合的使用；以及基于第二秩指示符值不大于第一秩指示符值或秩指示符默认值中的至少一者，返回到使用第一天线组合。

在其他特征中，远程信息处理控制模块被配置成：基于第二秩指示符值不大于第一秩指示符值或秩指示符默认值中的至少一者，增加阈值；读取第二参考信号接收功率值和第三秩指示符值；确定第二参考信号接收功率值是否大于增加的阈值，以及第三秩指示符值是否小于天线数量；以及基于第二参考信号接收功率值大于增加的阈值并且第三秩指示符值小于天线数量，切换到第二天线组合或第三天线组合。第三天线组合包括第二天线中的至少一个。

在其他特征中，远程信息处理控制模块被配置成当车辆在高覆盖区域中并且信号质量大于预定水平时，将阈值设置为等于默认值。

在其他特征中，远程信息处理控制模块被配置成：在切换到第二天线组合之前启动阈值重置定时器；从第二天线组合切换回到第一天线组合；作为切换回到第一天线组合的结果，增加阈值；确定阈值重置定时器是否已经到期；以及基于阈值重置定时器到期，将阈值重置为默认值。

在其他特征中，MIMO通信系统进一步包括第一天线和第二天线。

在其他特征中，提供了一种用于MIMO通信系统的远程信息处理控制模块的天线选择方法。天线选择方法包括：使用天线的第一组合从远离车辆定位的网络设备接收第一数据，其中天线的第一组合包括至少两个天线，其中所述至少两个天线包括（i）一个或多个第一天线或（ii）一个或多个第二天线中的至少一者，其中第一天线安置在车辆外部，并且其中第二天线安置在车辆内部；经由远程信息处理控制模块，读取包括第一参考信号接收功率值和第一秩指示符值的信道状态信息；确定第一参考信号接收功率值是否大于阈值，以及第一秩指示符值是否小于所述至少两个天线中用于接收数据的天线数量，其中所述天线数量是远程信息处理控制模块和远离车辆定位的网络设备在任何时刻使用的天线的最小数量；以及基于第一参考信号接收功率值大于阈值并且第一秩指示符值小于天线数量，从第一天线组合切换到第二天线组合。第二天线组合包括第二天线中的至少一个，并且不同于第一天线组合。

在其他特征中，该方法进一步包括当车辆在高覆盖区域中并且信号质量大于预定水平时，将阈值设置为等于默认值。

在其他特征中，当使用第一天线组合时，第二天线中的至少一个未在使用中。当使用第二天线组合时，第一天线中的至少一个未在使用中。在任何时刻，（i）一个或多个第一天线或（ii）一个或多个第二天线中的至少一者未在使用中。

在其他特征中，该方法进一步包括选择具有最佳秩指示符值的天线组合。具有最佳秩指示符值的所选天线组合是第二天线组合。可供选择的可能天线组合的数量大于两个。

在其他特征中，该方法进一步包括：在切换到第二天线组合之后，读取第二秩指示符值；确定第二秩指示符值是否大于第一秩指示符值或秩指示符默认值中的至少一者；基于第二秩指示符值大于第一秩指示符值或秩指示符默认值中的至少一者，维持第二天线组合的使用；并且基于第二秩指示符值不大于第一秩指示符值或秩指示符默认值中的至少一者，返回使用第一天线组合。

在其他特征中，该方法进一步包括：基于第二秩指示符值不大于第一秩指示符值或秩指示符默认值中的至少一者，增加阈值；读取第二参考信号接收功率值和第三秩指示符值；确定第二参考信号接收功率值是否大于增加的阈值，并且第三秩指示符值是否小于天线数量；以及基于第二参考信号接收功率值大于增加的阈值并且第三秩指示符值小于天线数量，切换到第二天线组合或第三天线组合，其中第三天线组合包括第二天线中的至少一个。

本发明提供了以下技术方案：

1. 一种用于车辆的多输入多输出通信系统，所述多输入多输出通信系统包括：

收发器，其被配置成使用（i）安置在车辆外部的第一天线和（ii）安置在车辆内部的第二天线从远离所述车辆定位的网络设备接收数据，其中，所述收发器使用包括至少两个天线的第一天线组合接收数据，并且其中，所述至少两个天线包括（i）一个或多个第一天线或（ii）一个或多个第二天线中的至少一者；和

远程信息处理控制模块，其被配置成

读取包括第一参考信号接收功率值和第一秩指示符值的信道状态信息，

确定第一参考信号接收功率值是否大于阈值，并且第一秩指示符值是否小于所述至少两个天线中用于接收数据的天线数量，其中，所述天线数量是远程信息处理控制模块和远离所述车辆定位的网络设备使用的天线的最小数量，以及

基于第一参考信号接收功率值大于所述阈值并且所述第一秩指示符值小于所述天线数量，从所述第一天线组合切换到第二天线组合，其中，所述第二天线组合包括所述第二天线中的至少一个，并且不同于所述第一天线组合。

2. 根据技术方案1所述的多输入多输出通信系统，其中，所述第一天线组合包括两个或更多个所述第一天线，并且不包括任何内部天线。

3. 根据技术方案1所述的多输入多输出通信系统，其中，当使用所述第一天线组合时，所述第二天线中的至少一个未在使用中。

4. 根据技术方案1所述的多输入多输出通信系统，其中，当使用所述第二天线组合时，所述第一天线中的至少一个未在使用中。

5. 根据技术方案1所述的多输入多输出通信系统，其中，在任何时刻，（i）一个或多个所述第一天线或（ii）一个或多个所述第二天线中的至少一者未在使用中。

6. 根据技术方案1所述的多输入多输出通信系统，其中：

所述第二天线组合包括所述第一天线中的至少一个。

7. 根据技术方案6所述的多输入多输出通信系统，其中，所述收发器被配置成在使用所述第二天线组合的同时使用所述第一天线中的至少一个进行发射。

8. 根据技术方案1所述的多输入多输出通信系统，其中：

所述远程信息处理控制模块被配置成选择具有最佳秩指示符值的天线组合；

具有所述最佳秩指示符值的所选天线组合是所述第二天线组合。

9. 根据技术方案8所述的多输入输出通信系统，其中，可供选择的可能天线组合的数量大于两个。

10. 根据技术方案1所述的多输入多输出通信系统，其中，所述远程信息处理控制模块被配置成：

在切换到所述第二天线组合之后，读取第二秩指示符值；

确定所述第二秩指示符值是否大于所述第一秩指示符值或秩指示符默认值中的至少一者；

基于所述第二秩指示符值大于所述第一秩指示符值或所述秩指示符默认值中的至少一者，维持所述第二天线组合的使用；

基于所述第二秩指示符值不大于所述第一秩指示符值或所述秩指示符默认值中的至少一者，返回使用第一天线组合。

11. 根据技术方案10所述的多输入输出通信系统，其中，所述远程信息处理控制模块被配置成：

基于所述第二秩指示符值不大于所述第一秩指示符值或所述秩指示符默认值中的至少一者，增加所述阈值；

读取第二参考信号接收功率值和第三秩指示符值；

确定所述第二参考信号接收功率值是否大于增加的阈值，以及所述第三秩指示符值是否小于所述天线数量；并且

基于所述第二参考信号接收功率值大于所述增加的阈值并且所述第三秩指示符值小于所述天线数量，切换到所述第二天线组合或第三天线组合，其中，所述第三天线组合包括所述第二天线中的至少一个。

12. 根据技术方案1所述的多输入多输出通信系统，其中，所述远程信息处理控制模块被配置成：

当所述车辆在高覆盖区域中并且信号质量大于预定水平时，将阈值设置为等于默认值。

13. 根据技术方案12所述的多输入多输出通信系统，其中，所述远程信息处理控制模块被配置成：

在切换到所述第二天线组合之前启动阈值重置定时器；

从所述第二天线组合切换回到所述第一天线组合；

作为切换回到所述第一天线组合的结果，增加所述阈值；

确定阈值重置定时器是否已经到期；并且

基于所述阈值重置定时器到期，将所述阈值重置为默认值。

14. 根据技术方案1所述的多输入多输出通信系统，进一步包括第一天线和第二天线。

15. 一种用于多输入多输出通信系统的远程信息处理控制模块的天线选择方法，所述天线选择方法包括：

使用天线的第一组合从远离车辆定位的网络设备接收第一数据，其中，所述天线的第一组合包括至少两个天线，其中，所述至少两个天线包括（i）一个或多个第一天线或（ii）一个或多个第二天线中的至少一者，其中，所述第一天线安置在车辆外部，并且其中，所述第二天线安置在车辆内部；

经由所述远程信息处理控制模块，读取包括第一参考信号接收功率值和第一秩指示符值的信道状态信息；

确定所述第一参考信号接收功率值是否大于阈值以及所述第一秩指示符值是否小于所述至少两个天线中用于接收数据的天线数量，其中，所述天线数量是所述远程信息处理控制模块和远离所述车辆定位的所述网络设备使用的天线的最小数量；并且

基于所述第一参考信号接收功率值大于所述阈值并且所述第一秩指示符值小于所述天线数量，从所述第一天线组合切换到第二天线组合，其中，所述第二天线组合包括所述第二天线中的至少一个，并且不同于所述第一天线组合。

16. 根据技术方案15所述的方法，进一步包括当所述车辆在高覆盖区域中并且信号质量大于预定水平时，将阈值设置为等于默认值。

17. 根据技术方案15所述的方法，其中：

当使用所述第一天线组合时，所述第二天线中的至少一个未在使用中；

当使用所述第二天线组合时，所述第一天线中的至少一个未在使用中；并且

在任何时刻，（i）一个或多个所述第一天线或（ii）一个或多个所述第二天线中的至少一者未在使用中。

18. 根据技术方案15所述的方法，进一步包括选择具有最佳秩指示符值的天线组合，其中：

具有所述最佳秩指示符值的所选天线组合是所述第二天线组合；并且

可供选择的可能天线组合的数量大于两个。

19. 根据技术方案15所述的方法，进一步包括：

在切换到所述第二天线组合之后，读取第二秩指示符值；

确定所述第二秩指示符值是否大于所述第一秩指示符值或所述秩指示符默认值中的至少一者；

基于所述第二秩指示符值大于所述第一秩指示符值或所述秩指示符默认值中的至少一者，维持所述第二天线组合的使用；并且

基于所述第二秩指示符值不大于所述第一秩指示符值或所述秩指示符默认值中的至少一者，返回使用所述第一天线组合。

20. 根据技术方案19所述的方法，进一步包括：

基于所述第二秩指示符值不大于所述第一秩指示符值或所述秩指示符默认值中的至少一者，增加所述阈值；

读取第二参考信号接收功率值和第三秩指示符值；

确定所述第二参考信号接收功率值是否大于所述增加的阈值，以及所述第三秩指示符值是否小于天线数量；并且

基于所述第二参考信号接收功率值大于增加的阈值并且所述第三秩指示符值小于天线数量，切换到所述第二天线组合或第三天线组合，其中，所述第三天线组合包括第二天线中的至少一个。

从详细描述、权利要求和附图中，本公开的其他适用领域将变得清楚。详细描述和具体示例仅旨在说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。

附图说明

通过详细描述和随附附图，本公开将得到更全面的理解，其中：

图1是根据本公开实施例的包括无线车辆网络的MIMO通信系统的示例的功能框图，该无线车辆网络并入具有天线选择模块的车辆远程信息处理控制模块；

图2是根据本公开实施例的包括具有天线选择模块的远程信息处理控制模块的车辆的示例的功能框图；

图3是图2的远程信息处理控制模块的功能框图；

图4是根据本公开实施例的网络设备的示例的功能框图；

图5图示了根据本公开实施例的示例天线选择方法；和

图6图示了根据本公开实施例的另一示例天线选择方法。

在附图中，附图标记可以重复使用来标识相似和/或相同的元件。

具体实施方式

车辆可以包括第一MIMO射频（RF）通信系统。第一MIMO RF通信系统可以包括例如安装在车辆外部的单对天线。取决于信道状态信息，第一MIMO RF通信系统可以在发射分集或空间复用模式下操作。当在发射分集模式下时，相同信号的两个版本可以从蜂窝网络并行发射，并且由两个外部安装的天线接收。当在空间复用模式下时，两个不同的信号可以从蜂窝网络并行发射，并且由两个外部安装的天线接收。

作为另一个示例，车辆可以包括第二MIMO RF通信系统，该系统具有：第一对天线，其外部安装在例如车辆的车顶上；和第二对天线，其安置在车辆中。第一对天线可以在正常车辆操作期间用作主要天线，并且可以在如上所述的发射分集或空间复用模式下操作。当第一对天线存在故障时，第二对天线可以用作次要（或备用）天线。例如，这可能发生在事故或紧急情形下。

上述两个MIMO RF通信系统没有完全利用网络容量来接收数据。这些类型的MIMORF通信系统是基于最大化SNR和/或天线增益，并且没有考虑信号散射影响。此外，除了SNR之外，MIMO性能高度依赖于传播环境和信道模型结构。与视线（LOS）传播相关联的高SNR通常意味着低程度的散射，这会导致容量损失。

本文中阐述的示例包括具有远程信息处理控制模块、外部安装天线和内部安装天线的MIMO RF通信系统。远程信息处理控制模块能够基于秩指示符（RI）值和参考信号接收功率（RSRP）值来确定信道的丰富度并且选择天线操作模式，这可以包括为最大（或增加的）总体性能水平选择最佳天线组合，所述总体性能水平包括改进的数据吞吐量。可以选择提供最佳吞吐量的天线组合。

远程信息处理控制模块能够在外部天线模式、混合天线模式和内部天线模式下操作。在外部天线模式期间，仅利用外部安装的天线。在混合天线模式期间，利用一个或多个外部天线和一个或多个内部天线。在内部天线模式期间，仅利用内部天线。远程信息处理控制模块在混合天线模式和内部天线模式下操作，例如，当（i）RSRP值大于预定的RSRP阈值和（ii）RI值小于远程信息处理控制模块用来与对应车辆外部的网络设备通信的天线数量时。内部安装的天线可以经历更丰富的散射环境。出于该原因，内部安装的天线在某些条件下用于改进数据吞吐量。

远程信息处理控制模块在任何时刻都不利用所有外部和内部安装的天线。远程信息处理控制模块使用一部分外部和内部安装的天线。这样做是为了最小化处理和芯片复杂性以及对应的系统成本。作为示例，如果MIMO RF通信系统包括两个外部安装的天线和两个内部安装的天线，则在任何时刻都可以使用两个天线。本文中公开的MIMO RF通信系统可以包括任何数量的外部安装天线和内部安装天线。远程信息处理控制模块可以在任何时刻选择最佳天线组合，如下面进一步描述的。

图1示出了包括无线车辆网络的MIMO通信系统100，该无线车辆网络包括位于车辆114内的远程信息处理控制模块112。远程信息处理控制模块112能够与车辆114外部的其他网络设备（诸如与卫星116、基站118和/或服务提供商120）无线通信。远程信息处理控制模块112可以作为接入点和/或作为热点来执行，以为位于车辆114内部的其他网络设备（诸如移动电话、膝上型计算机、平板设备、可穿戴设备等）提供网络服务。

服务提供商120，其可以经由例如卫星116和/或基站118提供服务。服务可以包括网络服务、因特网服务、流服务、视频服务、蜂窝服务等。作为示例，基站118可以向远程信息处理控制模块112提供因特网服务。服务提供商120可以包括服务器126，其具有服务器控制模块128、存储器130和收发器132。服务器126可以经由卫星116和/或基站118与远程信息处理控制模块112通信，并且经由收发器132提供服务。

远程信息处理控制模块112可以经由外部安装的天线140和内部安装的天线142与服务提供商120通信。外部安装的天线140可以安置在单个外壳144（诸如“鲨鱼鳍”外壳）中，并且安置在车辆114的车顶上。内部安装的天线142可以安置在远程信息处理控制模块112的外壳146上，或者可以安置在车辆112中的其他地方。尽管针对每个车辆示出了两个外部安装的天线和两个内部安装的天线，但是每个车辆可以包括任何数量的天线。在实施例中，外部安装的天线中的一个在组合发射和接收模式下操作，并且外部安装的天线中的另一个在仅接收模式下操作。天线140、142的选择和使用将在下面进一步描述。

图2示出了车辆200，其是图1的每个车辆114的示例。车辆200包括车辆控制模块202、远程信息处理控制模块204、导航模块206、信息娱乐模块208、推进系统210和其他车辆系统212。车辆控制模块202可以控制车辆200的操作。远程信息处理控制模块204在车辆200内提供无线通信服务，并与服务提供商无线通信。远程信息处理控制模块204可以支持Wi-Fi®、蓝牙 ®、蓝牙低能量（BLE）、近场通信（NFC）、蜂窝、传统（LG）传输控制协议（TCP）、长期演进（LTE）和/或其他无线通信和/或根据无线Wi-Fi®、蓝牙 ®、BLE、NFC、蜂窝和/或其他无线通信协议操作。远程信息处理控制模块204可以包括远程信息处理控制模块230和收发器232。远程信息处理控制模块230可以包括全球定位系统234和天线选择模块236。收发器232包括物理层（PHY）模块238和媒体访问控制（MAC）模块240。PHY模块238与车辆200内部和外部的网络设备无线通信。MAC模块240可以执行模式识别、信道寻址、信道访问控制和过滤操作。

导航模块206执行导航应用以提供导航服务。信息娱乐模块208可以包括音频系统和/或视频系统，其包括一个或多个显示器，以提供车辆状态信息、诊断信息、娱乐特征等。推进系统210可以包括内燃机和/或一个或多个电动机来推进车辆200。

图3示出了远程信息处理控制模块204，其包括远程信息处理控制模块230、收发器232和存储器300。远程信息处理控制模块230可以包括连接模块302、天线选择模块236和阈值重置定时器304。连接模块302建立与车辆内部和外部二者的网络设备的连接。收发器232包括PHY模块238和MAC模块240。收发器232经由外部天线305和内部天线306与车辆外部的网络设备通信。在实施例中，外部天线305包括两个或更多个天线。外部天线305位于车辆的外部，诸如车辆的车顶上。作为示例，两个外部天线可以在鲨鱼鳍天线外壳中实施。在实施例中，内部天线306包括两个或更多个天线。内部天线306可以安置在远程信息处理控制模块204的外壳上或外壳中，和/或可以位于车辆内的其他位置处。天线305、306可以各自包括宽带MIMO天线。

作为示例，连接模块302可以检测由远程定位的网络设备发射的信号（诸如由图1的服务器控制模块128发射的信号），并且执行信号交换（或“握手”）序列以确定信道状态（或质量）信息308并建立天线操作模式。连接模块302和/或服务器控制模块128可以确定信道状态信息308。信道状态信息308在连接模块302与服务器控制模块128之间共享。信道状态信息存储在存储器300中，并且可以包括信号干扰噪声比（SINR）310、接收信号强度指示符（RSSI）值312、秩指示符（RI）值314、参考信号接收功率（RSRP）值316和/或其他参数318。其他参数318可以包括例如频率、幅度、传输速率、分组序列等。RSRP值316可以基于RSSI值312来计算。RSRP值是在所考虑的测量频率带宽内承载小区特定参考信号的资源元件的功率贡献（单位为瓦（W））上的线性平均值。

秩指示符值是多天线无线电系统中可用数据流（层）的数量。秩指示符值可以指代在相同的时间-频率资源（例如，天线）上传输的数据流的数量，其对应于层数。最大RI可以等于在传输每侧上使用的最小天线数量。传输的每一侧可以使用相同数量的天线来发射和/或接收信号。最大RI意味着发射天线与接收天线之间没有相关性（或干扰）。作为示例，在2×2的MIMO系统中，RI可以是1或2，其中2是最大RI。在4x4 MIMO系统中，RI可以是1、2、3或4。

然后，服务器控制模块128可以基于信道状态信息来确定天线操作模式，并且向连接模块302指示天线操作模式。天线操作模式可以是发射分集、空间复用或其他天线操作模式。当在发射分集模式或其他类似模式下时，相同信号的多个（两个或更多个）版本可以从服务器控制模块128并行发射到远程信息处理控制模块230。信号可以由两个或更多个天线接收，所述两个或更多个天线包括一个或多个外部天线305和/或一个或多个内部天线306。当在空间复用模式下时，多个（两个或更多个）不同的信号可以从服务器控制模块128并行发射，并且由包括一个或多个外部天线和一个或多个内部天线的两个或更多个天线接收。

天线选择模块236可以实施图5-6的方法中的一者，以确定当与车辆外部的网络设备通信时利用哪个外部天线305和哪个内部天线306。天线选择模块236可以在任何时刻并且基于信道状态信息选择一个或多个外部天线和/或一个或多个内部天线。在一个实施例中，该选择基于秩值314和RSRP值316。天线选择也可以基于本文中提到的一个或多个其他信道状态信息参数来执行。

存储器300可以存储附加参数320，其包括例如，RI_Default值322、RSRP_thr值324、RSRP_thr_default值325、定时器值326、RI_Aux值328和阈值标志330。当使用默认天线配置时，RI_Default值322是被定义为记录的RI值的秩指示符默认值。作为示例，当仅使用两个或更多个外部天线305时，可以确定RI_Default值322。RSRP_thr值324是被设置为等于RSRP_thr_default的RSRP阈值，其是当信号质量高时（例如当在高覆盖范围区域中时）确定的RSRP值。定时器值326是阈值重置定时器304的值。当使用辅助天线配置时，RI_Aux值328是被定义为记录的RI值的RI辅助值。作为示例，当使用一个或多个内部天线306时，可以确定RI_Aux值328。阈值标志330可以被设置为真或假。

图4示出了网络设备400，诸如接入点、基站（例如，图1的基站118）、服务提供商服务器（例如，图1的服务器126）或其他网络设备。网络设备400可以包括控制模块402、收发器404、存储器406、显示器408和/或另一个接口410。收发器404可以包括PHY模块412和MAC模块414。存储器406可以存储信道状态信息和接收的消息332。

本文中公开的系统可以使用多种方法操作，在图5和图6中图示了示例方法。图5和图6的操作模式可以包括发射分集、空间复用、外部天线模式、内部天线模式、混合天线模式和/或其他类似的天线操作模式。在图5和图6的方法之前或开始时的初始操作模式可以是发射分集模式，尽管所述方法可以当在另一种模式（诸如空间复用模式）下时开始。远程信息处理控制模块204可以在所陈述的模式中的一种或多种下操作，诸如在发射分集和空间复用模式中的一者下以及以外部、内部和混合模式中的一者下操作。

在图5中，示出了天线选择方法。尽管下面的操作主要是针对图1-4的实施方式来描述的，但是所述操作可以被容易地修改以应用于本公开的其他实施方式。所述操作可以由天线选择模块236执行和/或迭代执行。所述操作可以在连接模块302已经与车辆外部的网络设备建立连接之后执行。

方法可以在500处开始。在502处，天线选择模块236将RSRP_thr值324设置为等于RSRP_th_default值，并且将N设置为等于远程信息处理控制模块204和车辆外部的网络设备在任何时刻彼此通信——包括从车辆外部的网络设备接收数据和/或向车辆外部的网络设备传输数据——所使用的最小天线数量。N是大于或等于2的整数。操作502可以在网络设备与远程信息处理控制模块204之间的信号交换和/或数据传输之后执行，远程信息处理控制模块204提供RSRP_thr_default值。在504处，天线选择模块236启动阈值重置定时器304。定时器304可以是从零开始的递增计数器（或向上计数）计数器或者从初始值向下计数的递减计数器。

在506处，天线选择模块236选择默认天线集合（默认天线组合（或配置））和默认天线操作模式。作为示例，这可以包括在外部天线模式下操作，其中选择并使用两个或更多个外部天线305。

在508处，天线选择模块236确定阈值重置定时器304是否已经到期。如果阈值重置定时器304已经到期，则执行操作510，否则执行操作514。例如，当定时器增加到超过预定值的值或减少到零时，阈值重置定时器304可以到期。

在510处，天线选择模块236将RSRP_thr设置为等于RSRP_thr_default值。在512处，天线选择模块236重置并且启动阈值重置定时器304。

在514处，天线选择模块236读取（或查找/获得）当前天线配置（即，当前正在使用的天线集合）的最近的RSRP值和RI值。最近的RSRP值和RI值可能已经被最近确定和/或存储在存储器300中。可以为蜂窝信令测量RI值。最近的RSRP值和RI值可以基于和/或关联于网络设备与远程信息处理控制模块204之间的数据传输。远程信息处理控制模块230和/或连接模块302可以连续确定、更新和/或接收存储在存储器300中的更新的信道状态信息。天线选择模块236访问存储器300以获得信道状态信息。

在516处，天线选择模块236确定在514处获得的RSRP值是否大于RSRP_thr值，并且在514处获得的RI值是否小于N，N是远程信息处理控制模块230和车辆外部的网络设备中的每一者当前使用的最小天线数量。例如，如果远程信息处理控制模块230和车辆外部的网络设备分别配备有两个和四个天线，则N等于2。如果RSRP值大于RSR_thr值，并且RI小于N，则执行操作518，否则执行操作508。操作518可以当例如在丰富的散射环境中操作时执行，使得接收到的信号从所有方向到达（例如，在城市中操作）。可以这样做以增加与在当前环境中使用天线组合相关联的信号路径的数量，以最大化例如以兆比特每秒（Mbps）测量的数据吞吐量。高（或最大）RI值可以指示丰富的散射环境，而低（或最小）RI值可以指示不是丰富的散射环境的环境。当RI值是低（或最小）RI值（例如，1）时，可以执行操作518。当RI值是高（或最大）RI值（例如，2）时，可以执行操作508。当信道质量指示符值对于高接收信号强度水平（大于或等于预定功率水平）为高（大于或等于预定水平）时，可以执行操作518，所述高接收信号强度水平例如以分贝毫瓦（dBm）测量。当信道质量指示符值对于高接收信号强度水平为低（小于预定水平）时，可以执行操作508。接收信号强度与RSRP直接相关，并且当RSRP高时，接收信号强度高。

在518处，天线选择模块236在K个可能的天线组合和对应的操作模式之间切换，并且读取K个组合中的每一者的RI值。K是大于或等于1的整数。在一个实施例中，K、P和Q的值满足等式1，其中P是整数并且等于外部天线305和内部天线306的总数，Q是整数并且等于远程信息处理控制单元使用的天线的总数。

可以从存储器300存储和访问RI值。K个组合可以包括仅外部天线的一个或多个组合、一个或多个外部天线和一个或多个内部天线的一个或多个混合组合、和/或仅内部天线的一个或多个组合。

在520处，天线选择模块236选择K个天线组合中的一个以及对应的操作模式，该对应的操作模式具有大于默认天线组合（或配置）的最后一个先前测量的RI的最大测量的RI。K个天线组合中被选择的一个可以是默认的天线组合或其他天线组合中的一个。

在522处，天线选择模块236确定是否已经选择了默认天线组合。如果这是真的，则执行操作524，否则执行操作526。

在524处，天线选择模块236将RSRP_thr增加预定量。在526处，天线选择模块236测量和/或读取当前选择的天线集合的RI值。在528处，天线选择模块236使用在520处选择的天线组合确定RI值是否已经减小（即，小于在520处选择的天线组合之前使用的最后一个天线组合的最后一个RI值）。如果RI值已经减小，则可以执行操作506，否则可以执行操作526。

在图6中，示出了天线选择方法。尽管下面的操作主要是针对图1-4的实施方式来描述的，但是所述操作可以被容易地修改以应用于本公开的其他实施方式。所述操作可以由天线选择模块236执行和/或迭代执行。所述操作可以在连接模块302已经与车辆外部的网络设备建立连接之后执行。

方法可以在600处开始。在602处，天线选择模块236将RSRP_thr值324设置为等于RSRP_thr_default值，并且将N设置为远程信息处理控制模块204和远程信息处理控制模块与之通信的车辆外部的网络设备在任何时刻使用的最小天线数量。远程信息处理控制模块204可以在任何时刻使用与网络设备相同数量的天线，用于在远程信息处理控制模块204与网络设备之间的数据传输。操作602可以在网络设备与远程信息处理控制模块204之间的信号交换和/或数据传输之后执行，远程信息处理控制模块204提供RSRP_thr_default值。

在604处，天线选择模块236选择默认天线集合（默认天线组合（或配置））和默认天线操作模式。作为示例，这可以包括在外部天线模式下操作，其中选择并使用两个或更多个外部天线305。

在606处，天线选择模块236启动阈值重置定时器304。定时器304可以是从零开始的递增计数器（或向上计数）计数器或者从初始值向下计数的递减计数器。

在608处，天线选择模块236读取当前天线配置（即，当前正在使用的天线集合）的最近的RSRP和RI值，并且将RI_Default值设置为等于最近的RI值。最近的RSRP值和RI值可能已经被最近确定和/或存储在存储器300中。可以为蜂窝信令测量RI值。最近的RSRP值和RI值可以基于和/或关联于网络设备与远程信息处理控制模块204之间的数据传输。远程信息处理控制模块230和/或连接模块302可以连续地或周期性地确定、更新和/或接收存储在存储器300中的更新的信道状态信息。天线选择模块236访问存储器300以获得信道状态信息。

在610处，天线选择模块236确定在608处获得的RSRP值是否大于在608处获得的RSRP_thr并且在608处获得的RI值是否小于N，N是远程信息处理控制模块230和车辆外部的网络设备当前使用的最小天线数量。如果RSRP值大于RSRP_thr并且RI值小于N，则执行操作612，否则执行操作628。操作612可以当例如在丰富的散射环境中操作使得接收信号从所有方向到达时执行。可以这样做以增加与在当前环境中使用天线组合相关联的信号路径的数量，以最大化数据吞吐量。当RI值低（或最小）RI值（例如，1）时，可以执行操作612。当切换天线组合没有增加RI值时，可以执行操作628。当信道质量指示符值对于高发射功率水平（大于或等于预定功率水平）为高（大于或等于预定水平）时，可以执行操作612，所述高发射功率水平例如以分贝毫瓦（dBm）测量。当信道质量指示符值对于高接收信号强度水平为低（小于预定水平）时，可以执行操作628。接收信号强度与RSRP直接相关，并且当发射功率高时，接收信号强度高。

在612处，天线选择模块236将阈值标志330设置为假。在614处，天线选择模块236从当前使用的天线组合切换到辅助天线组合。辅助天线组合可以包括一个或多个外部天线305和一个或多个内部天线306。在一个实施例中，辅助天线组合包括至少一个内部天线。在另一个实施例中，辅助天线组合包括用于发射和接收数据二者的至少一个外部天线和用于接收数据的至少一个内部天线。在另一个实施例中，辅助天线组合仅包括内部天线。在另一个实施例中，天线选择模块236选择K个天线组合和对应的操作模式中的一个，该对应的操作模式具有大于默认天线组合（或配置）的最后一个先前测量的RI的最大测量的RI。在一个实施例中，当仅两个可能的天线配置、即默认天线组合和一个辅助天线组合（即，K = 2）时，执行图6的方法，其中每个天线组合包括N个天线。在另一个实施例中，两个或多个辅助天线组合是可用的，并且选择辅助天线组合中的一者。

在614处执行的切换被完成以改进性能，并且不会负面地影响性能。在614处执行的切换可能不导致性能方面的改进，但是不会负面地影响性能。换言之，作为在614处执行切换的结果，数据吞吐量要么改进要么维持在相同的水平。

在616处，天线选择模块236读取最近的RI值，并且将RI_Aux值328设置为等于最近的RI值。最近的RI值可以与网络设备与远程信息处理控制模块204之间的数据传输相关联。

在618处，天线选择模块236确定RI_Aux值328是否大于RI_Default值322。如果RI_Aux值328大于RI_Default值322，则执行操作620，否则执行操作624。

在620处，天线选择模块236将阈值标志设置为等于真。在624处，天线选择模块236切换到默认天线集合（或默认天线组合）和默认操作模式。

在626处，天线选择模块236确定阈值标志330是否等于假。如果阈值标志330等于假，则执行操作626，否则执行操作628。

在628处，天线选择模块236将RSRP_thr值324增加预定量。这可以包括递增RSRP _thr值324。

在630处，天线选择模块236确定阈值重置定时器304是否大于或等于阈值重置间隔。阈值重置间隔可以是存储在存储器300中的预定时段。

在632处，天线选择模块236将RSRP_thr值324设置为等于RSRP_thr_default值325。在634处，天线选择模块236重置并且启动阈值重置定时器304。

上述操作意味着是说明性的示例。所述操作可以取决于应用而顺序地、同步地、同时地、连续地、在重叠的时间段内或者以不同的次序执行。此外，取决于事件的实施方式和/或顺序，可以不执行或跳过任何操作。

在上述示例中，图3的收发器232可以在任何时刻利用第一预定数量的天线接收，并且利用第二预定数量的天线发射。第一预定数量的天线可以包括一个或多个外部天线305和/或一个或多个内部天线306。第二预定数量的天线可以包括一个或多个外部天线305和/或一个或多个内部天线306。第二预定数量的天线可以小于第一预定数量的天线。在实施例中，第二预定数量的天线不包括内部天线。

上述示例允许在某些情形期间选择和使用内部天线。作为示例，由于信号在车辆内的内部天线处被接收之前可能遵循多条（或增加数量的）路径，因此内部天线可能能够在丰富的环境中更好地接收数据，而对于外部天线来说，可能仅是简单的视线路径。尽管经由内部天线接收的信号的功率可能低于由外部天线接收的信号的功率，但是由于与内部天线相关联的多条路径，因此数据吞吐量可以增加。在一个实施例中，外部天线和内部天线二者被用于提供与外部天线相关联的高增益和与使用内部天线相关联的改进的数据吞吐量。上述示例增加了远程信息处理控制模块在空间复用模式和/或类似模式下操作的时间量，在该空间复用模式和/或类似模式期间，从距车辆远程定位的网络设备并行发射多个不同的信号，并且由车辆的外部和/或内部天线接收多个不同的信号。

上述提供的示例包括在K个可能的天线组合之中进行选择的方法，以及基于信道状态信息选择最佳天线组合以最大化数据吞吐量（例如，最大接收数据速率）的方法。用户感知的数据吞吐量性能得到改进。这改进了与自主车辆相关联的数据传输以及在空中远程信息处理控制模块更新，因为数据更新能够以更高的数据速率下载到车辆。

前面的描述本质上仅仅是说明性的，并且决不意图限制本发明、其应用或用途。本公开的宽泛教导可以以多种形式实施。因此，尽管本公开包括特定的示例，但是本公开的真实范围不应如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求后，其他修改将变得清楚。应当理解，方法内的一个或多个步骤可以以不同的次序（或同时）执行，而不更改本公开的原理。此外，尽管每个实施例在上面被描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可以在任何其他实施例中实施和/或与任何其他实施例的特征相组合，即使该组合未被明确描述。换言之，所描述的实施例不是相互排斥的，并且一个或多个实施例彼此的置换仍然在本公开的范围内。

元件之间（例如，模块、电路元件、半导体层等之间）的空间和功能关系使用各种术语来描述，包括“连接”、“接合”、“耦合”、“邻近”、“紧挨着”、“在上面”、“上方”、“下方”和“安置”。除非明确地描述为“直接的”，否则当在上述公开中描述第一与第二元件之间的关系时，该关系可以是在第一与第二元件之间不存在其他介入元件的直接关系，但是也可以是在第一与第二元件之间存在一个或多个介入元件（空间上或功能上）的间接关系。如本文中所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应该被解释为使用非排他性逻辑“OR（或）”来意指逻辑（A OR B OR C），并且不应该被解释为意指“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。

在各图中，如箭头指示的箭头方向通常表明图示的所感兴趣的信息流（诸如数据或指令）。例如，当元件A和元件B交换各种信息、但是从元件A传输到元件B的信息与图示相关时，箭头可以从元件A指向元件B。该单向箭头并非暗示没有其他信息从元件B传输到元件A。此外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对信息的请求或接收确认。

在包括以下定义本申请中，术语“模块”或术语“控制器”可以利用术语“电路”来替换。术语“模块”可以指代、包括以下各项或者是以下各项的一部分：专用集成电路（ASIC）；数字、模拟或混合模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器电路（共享、专用或群组）；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路（共享、专用或群组）；提供所述功能的其他合适的硬件部件；或以上各项中一些或全部的组合，诸如在片上系统中。

该模块可包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括被连接到局域网（LAN）、因特网、广域网（WAN）或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块之中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在另外的示例中，服务器（也称为远程或云）模块可以代表客户端模块完成一些功能。

如上面使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微码，并且可以指代程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路包括执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语群组处理器电路包括与附加处理器电路相组合的处理器电路，该处理器电路执行来自一个或多个模块的一些或全部代码。对多个处理器电路的引用包括分立管芯上的多个处理器电路、单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个内核、单个处理器电路的多个线程或以上的组合。术语共享存储器电路包括存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器电路。术语群组存储器电路包括与附加存储器相组合的存储器电路，其存储来自一个或多个模块的一些或全部代码。

术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文中使用的术语计算机可读介质不包括通过介质（诸如在载波上）传播的瞬态电信号或电磁信号；因此，术语计算机可读介质可以被认为是有形的和非暂时性的。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路（诸如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或屏蔽只读存储器电路）、易失性存储器电路（诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路）、磁存储介质（诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器）和光存储介质（诸如CD、DVD或蓝光光盘）。

本申请中描述的装置和方法可以部分或全部由专用计算机实施，该专用计算机通过配置通用计算机来执行计算机程序中包含的一个或多个特定功能而被创建。上面描述的功能块、流程图部件和其他元件充当软件规范，所述软件规范可以由熟练的技术人员或程序员的日常工作而被译成计算机程序。

计算机程序包括被存储在至少一个非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于存储的数据。计算机程序可以包括与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统（BIOS）、与专用计算机的特定设备交互的设备驱动程序、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。

计算机程序可以包括：（i）待解析的描述性文本，诸如HTML（超文本标记语言）、XML（可扩展标记语言）或JSON （JavaScript对象符号）（ii）汇编代码，（iii）由编译器从源代码生成的目标代码，（iv）由解译器执行的源代码，（v）由实时编译器编译和执行的源代码，等等。仅作为示例，源代码可以使用来自包括以下语言在内的语言的语法来编写：C、C++、C#、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java®、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript®、HTML5（超文本标记语言第五版）、Ada、ASP（活动服务器页面）、PHP（PHP：超文本预处理器）、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash®、Visual Basic®、Lua、MATLAB、SIMULINK和Python®。