專利名稱：用于提供具有全球定位系統(tǒng)能力的無線通信的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于提供具有全球定位系統(tǒng)(GPS)能力的無線通信的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
由無線通信網(wǎng)絡(luò)中的常規(guī)無線通信設(shè)備接收或發(fā)送的信號會受到周圍環(huán)境的影響。理論上，具有一個天線200的常規(guī)無線通信設(shè)備將具有圖3的極坐標圖中所示的輻射圖。天線200具有各向同性的輻射圖210，它如圖所示具有例如0dBi的各向同性增益線220。盡管輻射圖是三維的，但是應(yīng)該明白，極坐標圖僅用二維表示。這樣，極坐標圖可以表示一個三維輻射圖的截面。此外，術(shù)語“輻射圖”被定義為至少包括發(fā)射圖或接收圖。各向同性輻射圖210是例如點輻射源在遠的真空中的一種理論上的理想模型。
在實際配置中，例如，在城市環(huán)境中，多路徑和一些其它因素引起輻射圖的不一至。例如，信號在到達常規(guī)無線通信設(shè)備的單天線200之前可能會遇到地面、建筑物、墻或其它反射結(jié)構(gòu)以發(fā)生反彈。另外，由于信號在到達單天線之前可能因同時經(jīng)過空間和時間中的多條路徑而發(fā)生散射，所以信號會相加地或相消地與其本身相干。圖4示出了另一個極坐標圖，它描繪出了多路徑輻射圖260的一個例子，該多路徑輻射圖260包括單天線200所產(chǎn)生的增益線230。增益線230由于多徑干涉而發(fā)生失真。因此，例如，盡管與單天線的距離相等，但是點240和250有效地呈現(xiàn)出不同的輻射圖，其中點240呈現(xiàn)出比點250更大的信號增益。
因此，由于多路徑環(huán)境而經(jīng)受差的接收和發(fā)送的影響的常規(guī)無線通信設(shè)備用戶通常需要物理地隨機走來走去以搜索增強的信號(例如，在不知道輻射圖260的形狀的情況下從點250移動至點240)。這種常規(guī)無線通信設(shè)備的物理轉(zhuǎn)移不方便，至少在某些條件下是不可行的，比如，在用戶不能自由走動的情況下。
此外，由于多路徑效應(yīng)部分地是由于信號的相加干涉和相消干涉而造成的，所以多路徑效應(yīng)在不同的信號頻率處是不同的。因此，例如，如圖5中的極坐標圖所示，第一增益線270是由單天線200在第一頻率f1處產(chǎn)生的，第二增益線280是由單天線200在第二頻率f2處產(chǎn)生的。
常規(guī)無線通信設(shè)備可以在不同的頻率上發(fā)射和接收信號。因此，例如，通過單天線，常規(guī)無線通信設(shè)備可以在第一頻率f1上發(fā)射信號，并在第二頻率f2上接收信號。常規(guī)無線通信設(shè)備有效地經(jīng)受了，例如，由增益線270表示的用于發(fā)射的輻射圖以及由增益線280表示的用于接收的輻射圖。圖5進一步圖解示出了例如天線200與點290(例如基站)之間雙向無線通信期間的因果關(guān)系。根據(jù)無線200是在發(fā)射還是在接收，點290和天線200有效地經(jīng)受了不同的輻射圖。在這種情況下，單天線200在接收來自于點290的信號時獲得的增益比發(fā)射信號給點290所獲得的增益要大的多。因此，盡管信號可以從點290成功地接收到，但有可能在發(fā)送給點290時，信號會丟失。
發(fā)明簡介本發(fā)明很大程度上克服了用于在無線通信系統(tǒng)中接收和發(fā)送信息的常規(guī)設(shè)備和方法的缺陷。
在一個優(yōu)選實施方案子中，本發(fā)明提供了一種用于具有全球定位系統(tǒng)(GPS)能力的無線通信的系統(tǒng)和方法。所述無線通信系統(tǒng)提供了開關(guān)模塊，該開關(guān)模塊適合于將通信電路連接到第一天線或第二天線以作為第一天線或第二天線的通信特性函數(shù)(function)。所述開關(guān)模塊還適用于將GPS電路連接到第一天線或第二天線，以作為第一天線或第二天線的GPS接收特性函數(shù)。
本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，無線通信設(shè)備可以提供所述第一天線和第二天線，無線通信設(shè)備可以在這兩個天線中進行選擇以優(yōu)化例如GPS接收特性。另外，該無線通信設(shè)備可以自動地將GPS模塊連接到能夠提供最佳GPS接收特性的天線。
本發(fā)明還具有一個優(yōu)點，即，所述開關(guān)模塊還為通信電路和GPS電路提供了對不同天線的同時接入。
本發(fā)明的上述和其它特性和優(yōu)點可由以下結(jié)合附圖對本發(fā)明所做的詳細說明中得到解釋，附圖中相同的參考標記在全部附圖中代表了相同的組成部件。
附圖的簡要說明

圖1A是根據(jù)本發(fā)明所述的無線通信設(shè)備的一些組成部分的示意圖；圖1B是根據(jù)本發(fā)明所述的無線通信設(shè)備的一些組成部分的示意圖；圖1C是根據(jù)本發(fā)明所述的匹配電路的電路圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明所述的無線設(shè)備的一個示例圖；圖2B是根據(jù)本發(fā)明所述的無線設(shè)備的一個示例圖；圖3是常規(guī)天線的各向同性輻射圖的極坐標圖；圖4是在多徑環(huán)境下常規(guī)天線的輻射圖的極坐標圖；及圖5是在多徑環(huán)境下常規(guī)天線在不同頻率下的輻射圖的極坐標圖。
發(fā)明的詳細描述圖1B示出了含有根據(jù)本發(fā)明所述的無線通信設(shè)備100的無線通信系統(tǒng)的一個典型實施方案。該無線通信設(shè)備100可包括例如手持無線通信設(shè)備、移動電話、汽車電話、蜂窩電話或個人通信服務(wù)(PCS)電話、無繩電話、膝上電腦或其它具有無線調(diào)制解調(diào)器的計算設(shè)備、尋呼機、或者個人數(shù)字助理(PDA)。無線通信設(shè)備100可以是數(shù)字式的或模擬式的或者它們的一些組合。實際上，本發(fā)明預(yù)計到了本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的其它形式的無線通信設(shè)備。
無線通信設(shè)備100可包括例如第一天線110，第二天線120，開關(guān)模塊130，發(fā)射器模塊140，接收器模塊150和主控制器160。開關(guān)模塊130可包括例如接收器開關(guān)170和發(fā)射器開關(guān)180。主控制器160可包括例如移動臺調(diào)制解調(diào)器(MSM)或其它可編程處理器。無線通信設(shè)備100也可包括其它組成部分(如，雙工器(duplexer)、天線分離濾波器(diplexer)、放大器、混頻器、濾波器、振蕩器等)，這些都是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，故此沒有在圖中示出，也不再做進一步的說明。
無線通信設(shè)備100可能的一種結(jié)構(gòu)如圖2A和圖2B所示。在本實施例中，無線通信設(shè)備100包括兩根天線朝第一方向的第一天線110和朝第二方向的第二天線120。優(yōu)選地，天線110被放置成正交關(guān)系或者被放置成使第一天線110和第二天線120的增益圖的差別突顯的其它關(guān)系。同時，本實施例中，第一天線110被安裝成使其至少一部分延伸到無線通信設(shè)備100的外殼之外，而第二天線120被裝在該外殼的內(nèi)側(cè)?？梢灶A(yù)計到，也可選擇其它的天線安裝方向和位置，用以支持特定的應(yīng)用以及美觀的考慮。
在圖示的實施例中，無線通信設(shè)備100以如圖2A所示的頻率f1發(fā)射信號，而以如圖2B所示的頻率f2接收信號。如前所述，有可能各個天線110和120在頻率f1和頻率f2處有不同的增益線。例如，在以圖2A所示的頻率f1操作時，第一天線110具有帶有增益線115的輻射圖，并且在以圖2B所示的頻率f2操作時具有帶有增益線116的輻射圖。類似地，在以圖2A所示的頻率f1操作時，第二天線120具有帶有增益線125的輻射圖，并且在以圖2B所示的頻率f2操作時具有帶有增益線126的輻射圖。
無線通信設(shè)備100有利地利用了這種增益線的不同(如，例如，增益線115和125之間的不同，或者增益線116和126之間的不同)來改善無線通信設(shè)備100的操作。比如，無線通信設(shè)備100可以確定第一天線110和第二天線120中的哪一個能夠更好地用來發(fā)射和接收通信信號，并且可選擇兩者中較好的一根天線來進行當前的通信。安裝這種方式就可以獲得更加一致的信號質(zhì)量，而這能夠例如減少通話掉線(droppedcall)，減少電量使用，或者允許更快速地數(shù)據(jù)傳送。由于增益線可隨著無線通信設(shè)備100的運動或環(huán)境的變化而變化，所以無線通信設(shè)備100可不斷地確定和選擇較好的天線。因此，即使處于移動狀態(tài)或工作在活動、動態(tài)環(huán)境下，無線通信設(shè)備100也可以保持更加一致的信號質(zhì)量。
再次參照圖1B來更詳細地描述無線通信設(shè)備100。主控制器160與發(fā)射器模塊140，接收器模塊150及開關(guān)模塊130相連接。發(fā)射器模塊140與開關(guān)模塊130的發(fā)射器開關(guān)180相連。通過發(fā)射器開關(guān)180，發(fā)射器模塊140就可以連接到第一天線110和第二天線120中的任一個。接收器模塊150與開關(guān)模塊130的接收器開關(guān)170相連。通過接收器開關(guān)170，接收器模塊160就可以連接到第一天線110和第二天線120中的任一個。
盡管在圖中天線大致處于同一方向上，第一天線110和第二天線120也可以被互成角度地放置。例如，優(yōu)選地，可將第一天線110與第二天線120近似正交地放置。由于天線放置的方向會影響它的輻射圖，所以第一天線110和第二天線120可能會具有不同的輻射圖。這樣，第二天線120可以為無線通信設(shè)備100提供一個可供選擇的輻射圖。
在根據(jù)一個示例性實施方案所述的操作中，主控制器160通過第一天線110或第二天線120接收來自無線通信網(wǎng)的基站的信號?；谠撔盘?，主控制器160就可以，例如，讓發(fā)射模塊140以頻率f1發(fā)射信號，讓接收模塊150以頻率f2接收信號。主控制器160可以評估目前環(huán)境下(它可包括多路徑情況)天線110和天線120中的哪一個在頻率f2處能夠提供最好的接收特性。主控制器160還可以評估目前環(huán)境下天線110和天線120中的哪一個在頻率f1處能夠提供最好的發(fā)射特性(如，信號強度，清晰度，比特錯誤率(bit error rate)等)。所述評估可以定期地或不定期地(由一特定條件觸發(fā))進行?；谶@種評估，主控制器160可以控制開關(guān)模塊130以將發(fā)射器模塊140或接收器模塊150切換至適當?shù)奶炀€110，120。
例如，在無線通信設(shè)備100和無線通信網(wǎng)的基站之間的雙向通信(如兩個建立連接的通話者之間的雙向?qū)υ?期間，主控制器160可能確定出，例如，對于處在頻率f2的已分配信道，第一天線110在當前環(huán)境下可以比天線120提供更好的接收。于是主控制器160給開關(guān)模塊130發(fā)送一個控制信號，以使第一開關(guān)170將接收器模塊150連接到第一天線110。主控制器160還可能確定出，例如，對于處在頻率f1的已分配信道，第一天線110在當前環(huán)境下可以提供更好的發(fā)射。于是主控制器160給開關(guān)模塊130發(fā)送一個控制信號，以使第二開關(guān)180將發(fā)射器模塊140連接到第一天線110。
在根據(jù)另一個示例性實施方案所述的操作中，接收器模塊150通過開關(guān)模塊130的第一開關(guān)170連接到例如第一天線110。主控制器160監(jiān)控第一天線110的接收特性。如果接收特性變差(例如，比特錯誤率超過或接近一個可應(yīng)用的錯誤率閾值)，則主控制器160測試第二天線110的接收特性。例如，主控制器160控制開關(guān)模塊130，以讓第一開關(guān)170將接收模塊150與第二天線120連接起來，從而評估第二天線120的接收特性。這個過程可以完成的相對較快。例如，如果對第二天線120的接收特性的評估是基于例如第二天線120的錯誤比特率，則評估可以甚至在一個比特接一個比特的基礎(chǔ)上獲得確定。
如果主控制器160判斷出第二天線120具有更好的接收特性(例如，較低的比特錯誤率)，則主控制器160可保持使接收器模塊150連接到第二天線120。然后主控制器160監(jiān)控第二天線120的接收特性。另一方面，如果主控制器160判斷出第二天線120不具有比第一天線110更好的接收特性，則主控制器160可以控制開關(guān)模塊，以使第一開關(guān)保持接收器模塊150與第一天線110的連接。
在監(jiān)控天線110和120的發(fā)射特性時，主控制器160可以采用相似的過程。例如，主控制器160可通過來自基站的反饋來監(jiān)控發(fā)射特性(例如，信號強度)。這樣，對于目前正在用來發(fā)射信號的天線(例如，第二天線120)，如果其發(fā)射特性變差(比如，信號強度接近或者小于一個特定的強度閾值)，則主控制器160可通過連接發(fā)射器模塊140與第一天線110，從而測試其它天線(例如，第一天線110)的發(fā)射特性。在評估天線110和120的發(fā)射特性過程中，主控制器160可以使用來自基站的反饋信息(例如，閉環(huán)功率控制)。在本實施例中，如果第一天線110具有更好的發(fā)射特性，則主控制器160將保持發(fā)射器模塊140與第一天線110的連接。然后主控制器160監(jiān)控第一天線110的發(fā)射特性。另一方面，如果主控制器160判斷出第一天線110不具有更好的發(fā)射特性，則主控制器160將控制開關(guān)模塊，以使第二開關(guān)180將發(fā)射器模塊140與第二天線120連接起來。
在另一個示例性實施方案中，在主控制器160將天線從第一天線110切換到第二天線120以達到改善例如發(fā)射特性的目的之后，主控制器160可以試圖使接收特性與新的發(fā)射特性相匹配。在本實施例中，如果第二天線120的發(fā)射特性包括特定數(shù)量的強度參數(shù)，則主控制器160檢測第一天線110和第二天線120的接收特性，以評估哪一條天線的接收特性(具體而言，在本實施例中為強度參數(shù))更接近于所述的特定數(shù)量。已選定的天線110，120并不一定必需具有例如最大的強度參數(shù)，而只需具有最匹配的強度參數(shù)即可。
在還一個示例性實施方案中，主控制器160保存了處在第一天線110和第二天線120的至少一個的范圍內(nèi)的基站的列表。在例如注冊過程或者其他初始化過程期間，當無線通信設(shè)備100接收來自于無線通信設(shè)備100范圍內(nèi)的所有基站的信號時，該列表可被編輯。另外，該列表可以定期的或者不定期的被更新(例如，被一特定條件或者事件觸發(fā))。因此，如果現(xiàn)在正在用來發(fā)射的天線的發(fā)射特性變差，則主控制器160可以利用該列表中的各個基站對各個天線進行測試。基于這些測試，就可以隨后進行天線或基站的切換。如果現(xiàn)在正在用來接收的天線的接收特性變差，則主控制器160可以利用該列表中的各個基站對各個天線進行測試?；谶@些測試，就可以隨后進行天線或基站的切換。
圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明所述的無線通信設(shè)備100的另一個示例性實施方案。該無線通信設(shè)備可100包括，例如，第一天線110，第二天線120，開關(guān)模塊130，組件185，第一模塊145，第二模塊155和全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊165。在一個實施例中，組件185是雙工器；第一模塊145包括發(fā)射器模塊140；并且第二模塊155包括接收器模塊150。GPS模塊165可包括，例如，匹配電路190，低噪聲放大器(LNA)195和GPS電路(圖中未示出)，這些都是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的。另外，雖然圖中示出的是GPS模塊165，但模塊165也可適用于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的其它通信頻帶。開關(guān)模塊130可包括分集開關(guān)(diversityswitch)175，它可被做成用來將雙工器185或者GPS模塊165連接到第一天線110或者第二天線120。無線通信設(shè)備100還可包括其他一些組件(例如，放大器，混頻器，濾波器，振蕩器，控制器，等等)，這些都是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的，故此沒有在圖中示出，也不再進行進一步描述。
在本實施例中，雙工器185與第一模塊145和模塊155連接，它可包括一些沒有在圖中表示出來的常規(guī)通信組件和電路(例如，接收或者發(fā)射電路)。例如，常規(guī)通信組件和電路可包括常規(guī)的蜂窩波段或PCS波段的發(fā)送和接收組件和電路。另外，常規(guī)的通信組件和電路還可包括或者不包括主控制器160的至少一部分。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所明白的那樣，一些通信組件和電路可以與主控制器160連接。
雙工器185也與開關(guān)模塊130連接，并且具體的是連接到分集開關(guān)175的一端。分集開關(guān)175將雙工器185連接到第一天線110或者第二天線120。利用從本文描述中獲得的方法和步驟，就可以通過例如常規(guī)的通信模塊和電路或者主控制器160以實現(xiàn)對分集開關(guān)175的至少部分控制。
GPS模塊165如圖中所示一樣包括與LNA 195連接的匹配電路190。其它一些常規(guī)的GPS電路(未示出)也可連接到LNA 195，這對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是都公知的。另外，GPS模塊165可包括也可以不包括主控制器160的至少一部分。匹配電路190(它用來對GPS模塊165和第一天線110或者第二天線120進行匹配)連接到開關(guān)模塊130，更具體的說是連在分集開關(guān)175的一端。在GPS模塊或主控制器160的至少部分控制下，分集開關(guān)175可以將GPS模塊165連接到第一天線110或者第二天線120。
圖1C示出了匹配電路190的一個實施例，其包括包括感應(yīng)器L1、L2和電容器C1，它們以特定的方式匹配構(gòu)成。匹配電路190可以包含其它的匹配電路結(jié)構(gòu)和配置，包括更加復(fù)雜的匹配電路結(jié)構(gòu)和配置以及它們的等同物(例如，雙重等同物)。匹配電路190可以包含無源組件、有源組件或者它們的組合。這些傳統(tǒng)的匹配電路結(jié)構(gòu)、配置以及它們結(jié)構(gòu)和功能的等同物，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是不用實驗也能得到的。另外，盡管匹配電路190在圖1A中被描述為GPS模塊的一部分，但其它的匹配電路可以被置于模塊185和開關(guān)模塊130之間或者為了優(yōu)化信號特性而作為第一模塊145或第二模塊155的一部分。
在操作當中，無線通信設(shè)備100可從GPS系統(tǒng)(例如，GPS衛(wèi)星或基站群)接收到GPS信號，GPS模塊165可通過分集開關(guān)175從第一天線110或者第二天線120接收GPS信號。例如，匹配電路190可為GPS模塊提供來自第一天線110或者第二天線120的最大GPS信號強度。GPS模塊165或者主控制器160(例如，GPS模塊165直接地，或者主控制器通過GPS模塊而間接地)可評估第一天線110和第二天線120的GPS接收特性(例如，信號強度，清晰度，比特錯誤率等)。這樣的對信號強度的評估可以是定期的或者是不定期的(例如，由特定的事件或條件觸發(fā))，它可被用來將GPS模塊165切換至能夠為GPS模塊165提供最佳接收特性的天線。
例如，GPS模塊165在初始階段可通過分集開關(guān)175與第一天線110連接。在本實施例中，主控制器160能夠?qū)Φ谝惶炀€110上的GPS信號的接收特性進行評估。主控制器160能夠使分集開關(guān)175周期性或非周期性地使GPS模塊165連接至第二天線120，從而實現(xiàn)對第二天線120上的GPS信號的接收特性的評估。如果第二天線120上的GPS信號的接收特性比第一天線110上的GPS信號的接收特性好，則GPS模塊165可以繼續(xù)地從第二天線120接收GPS信號。否則，如果第二天線120上的GPS信號的接收特性比第一天線110上的GPS信號的接收特性差，則主控制器160能夠控制分集開關(guān)175以將GPS模塊160切換回第一天線110。
在另一個實施例中，GPS模塊165在初始階段可通過例如分集開關(guān)175與第二天線120連接。主控制器160可以例如定期或不定期地使分集開關(guān)175將GPS模塊165連接至第一天線，以對第一天線110上的接收特性進行采樣和評估。在對第一天線110上的GPS信號的接收特性進行采樣后，主控制器160可控制分集開關(guān)175以使GPS模塊165重新連接第二天線120。如果主控制器160判斷出第一天線110的接收特性比第二天線120的接收特性足夠地好，則主控制器160可控制分集開關(guān)175以使GPS模塊連接第一天線110。
在另一個實施例中，GPS模塊165在初始階段通過分集開關(guān)175與第一天線110連接。例如，主控制器160可以監(jiān)控第一天線110上的GPS信號的接收特性。如果第一天線110上的GPS信號的接收特性變差(例如比特錯誤率超過或者接近可用的錯誤閾值)，則主控制器160可測試第二天線110上的GPS信號的接收特性。例如，主控制器160可控制分集開關(guān)175以使GPS模塊160接收來自第二天線120的GPS信號。然后主控制器160可對第二天線120上的GPS信號的接收特性進行評估。這些操作以相對快的速度完成。例如，如果對第二天線120的接收特性的評估是基于第二天線120的錯誤比特率的，則評估可以甚至在一個比特接一個比特的基礎(chǔ)上獲得確定如果主控制器160確定出第二天線120接收的GPS信號具有較好的接收特性(例如，具有較低的比特錯誤率)，主控制器160可使GPS模塊165繼續(xù)保持與第二天線120的連接。隨后主控制器160可監(jiān)控第二天線120的接收特性。另一方面，如果主控制器160確定出第二天線120不具有較好的接收特性或?qū)嵸|(zhì)上較好的接收特性，則主控制器160可控制分集開關(guān)175以使GPS模塊165與第一天線110連接。
無線通信模塊100還可通過第一天線110或第二天線120以特定的通信頻帶(例如，蜂窩通信頻帶、PCS通信頻帶或現(xiàn)有技術(shù)中公知的其它通信頻帶)發(fā)送或接收通信信號。例如，主控制器160可將通過第一天線110或者第二天線120的接收或者發(fā)送特性來評估是應(yīng)將雙工器185連接至第一天線110還是第二天線120，并且控制分集開關(guān)175以使雙工器185連接到恰當?shù)奶炀€。如上所描述的一樣，主控制器160可通過對第一天線110或第二天線120進行選擇，從而為已分配的波道優(yōu)化接收特性、發(fā)送特性或它們的組合。這個過程可以是定期的或不定期的(例如，由一條件或事件觸發(fā))。
在另一個實例性實施方案中，組件185可以是天線分離濾波器(diplexer)。該天線分離濾波器185可以連接到第一模塊145，模塊145可含有用于第一通信頻帶(例如，蜂窩通信頻帶)的通信電路。天線分離濾波器185還可以連接到第二個模塊155，模塊155可含有用于第二通信頻帶(例如，PCS通信頻帶)的通信電路。因此，無線通信設(shè)備100可以通過天線分離濾波器185在例如蜂窩通信頻帶或者PCS通信頻帶上提供通信。這樣，對于由無線通信設(shè)備100在當時使用的通信頻帶而言，主控制器160可通過利用從本文內(nèi)容中得出的方法和過程以將天線分離濾波器185與能夠提供最佳通信信號的天線(例如，第一天線100或第二天線120)連接。除了通過在第一天線110與第二天線120之間進行選擇以優(yōu)化通信外，主控制器160還能夠通過對通信頻帶和/或者通信頻帶內(nèi)的信道進行選擇以優(yōu)化通信。
無線通信設(shè)備100還能夠在其中一根天線上同時提供雙向通信，并且在另一根天線上接收GPS信號。因此，例如，在進行無線電話通話的同時，天線分離濾波器185或雙工器185可以連接到例如第一天線110。同時GPS模塊165可連接到例如第二天線120。分集開關(guān)175可以做成或不被做成這樣的結(jié)構(gòu)，以使得沒有特定的天線同時能夠連接到雙工器/天線分離濾波器185和GPS模塊165。分集開關(guān)175也可以做成或不被做成這樣的結(jié)構(gòu)，以使雙工器/天線分離濾波器185或GPS模塊165都不能同時與兩根天線同時連接。
因此，可以看出，在無線通信系統(tǒng)中接收和發(fā)送信息的系統(tǒng)和方法已經(jīng)被提供。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該預(yù)計到，本發(fā)明可以用本說明書提出的優(yōu)選實施方案以外的其它形式實現(xiàn)，這些優(yōu)選實施方案在本文中是說明性的而不是限制性的，并且本發(fā)明僅受隨附的權(quán)利要求的限制。應(yīng)該注意，本文中討論的特定實施方案的等同物也可以實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種手持式無線通信設(shè)備，包括第一天線；第二天線；開關(guān)模塊，其連接到所述第一天線和所述第二天線；以及全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊，其通過所述開關(guān)模塊連接到所述第一天線或所述第二天線，其中，所述開關(guān)模塊適用于將所述GPS模塊連接到所述第一天線或所述第二天線以作為所述第一天線或第二天線的GPS接收特性的函數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，其中，所述開關(guān)模塊包括分集開關(guān)，并且其中，所述GPS模塊通過所述分集開關(guān)連接到所述第一天線或所述第二天線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線通信設(shè)備，進一步包括控制器，其連接到所述GPS模塊和所述開關(guān)模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線通信設(shè)備，其中所述GPS接收特性是針對所述GPS模塊所采用的特定GPS頻率來確定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線通信設(shè)備，其中所述控制器包括移動臺調(diào)制解調(diào)器(MSM)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，其中所述GPS接收特性包括GPS信號強度、GPS信號清晰度或GPS比特錯誤率(BER)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，其中所述第一天線與所述第二天線按照不同的方向放置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，其中所述第一天線被布置成與所述第二天線近似正交。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，其中所述GPS模塊包括匹配電路和低噪聲放大器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線通信設(shè)備，其中所述匹配電路優(yōu)化了所述第一天線或第二個天線上的GPS信號特性。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線通信設(shè)備，其中所述匹配電路優(yōu)化了所述第一天線或第二個天線上的GPS信號強度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，進一步包括雙工器，其連接到所述開關(guān)模塊；接收器模塊，其連接到所述雙工器；以及發(fā)射器模塊，其連接到所述雙工器，其中，所述開關(guān)模塊適用于將所述雙工器連接到所述第一天線或第二天線，以作為所述第一天線或第二天線的通信接收特性或通信發(fā)射特性的函數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線通信設(shè)備，其中所述開關(guān)模塊適用于通過所述雙工器將所述接收器模塊或所述發(fā)射器模塊連接到所述第一天線或所述第二天線，以作為所述第一天線或第二天線的通信接收特性或通信發(fā)射特性的函數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線通信設(shè)備，其中所述開關(guān)模塊被構(gòu)建成能夠同時將所述雙工器和所述GPS模塊連接至不同的天線。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，進一步包括天線分離濾波器，其連接到所述開關(guān)模塊；第一通信頻帶模塊，其連接到所述天線分離濾波器；以及第二通信頻帶模塊，其連接到所述天線分離濾波器，其中，所述開關(guān)模塊適用于將所述天線分離濾波器連接到所述第一天線或所述第二天線，以作為所述第一天線或第二天線的通信接收特性或通信發(fā)射特性的函數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的無線通信設(shè)備，其中所述開關(guān)模塊適用于通過所述天線分離濾波器將所述第一通信頻帶模塊或所述第二通信頻帶模塊連接到所述第一天線或所述第二天線，以作為所述第一天線或第二天線的通信接收特性或通信發(fā)射特性的函數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的無線通信設(shè)備，其中所述開關(guān)模塊被構(gòu)建成能夠同時將所述天線分離濾波器和所述GPS模塊連接至不同的天線。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的無線通信設(shè)備，其中，所述第一通信頻帶模塊包括蜂窩頻帶通信電路；并且所述第二通信頻帶模塊包括PCS頻帶通信電路。
19.一種用于提供無線通信的系統(tǒng)，包括第一天線；第二天線；GPS模塊；用于在接收GPS信息時選擇所述第一天線或所述第二天線之一進行使用以作為所述第一天線或所述第二天線的GPS接收特性的函數(shù)的裝置；及用于通過由所述選擇裝置選定的所述第一天線或第二天線將接收到的GPS信息連接至GPS模塊的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，進一步包括用于將通信發(fā)射器模塊或通信接收器模塊連接至由用來選擇所述第一天線或第二天線的裝置所選定的第一天線或第二天線以作為所述第一天線或第二天線的通信發(fā)射特性或通信接收特性的函數(shù)的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述GPS模塊和所述通信發(fā)射器模塊或所述通信接收器模塊同時使用不同的天線。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，進一步包括用于在第一通信頻帶上進行通信的裝置；用于在第二通信頻帶上進行通信的裝置；以及用于通過由用來選擇所述第一天線或第二天線的裝置所選定的第一天線或第二天線在所述第一通信頻帶上或第二通信頻帶上耦合連接通信信息以作為所述第一天線或第二天線的通信發(fā)射特性或通信接收特性的函數(shù)的裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述GPS模塊和所述第一通信頻帶裝置或所述第二通信頻帶裝置同時使用不同的天線。
24.一種用于提供具有全球定位系統(tǒng)(GPS)能力的無線通信設(shè)備的方法，包括以下步驟(a)在接收GPS信息時選擇第一天線或第二天線進行使用以作為所述第一天線或第二天線的GPS接收特性的函數(shù)；(b)通過步驟(a)中選擇的所述第一天線或第二天線將所述GPS信息連接到GPS信號處理器。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進一步包括以下步驟(c)通過分集開關(guān)在各個天線上同時接收GPS信息和雙向無線通信信息。
26.一種用于提供具有全球定位系統(tǒng)(GPS)能力的無線通信的方法，包括以下步驟(a)通過分集開關(guān)將GPS模塊連接到第一天線；(b)評估所述第一天線的GPS接收特性；(c)通過所述分集開關(guān)將所述GPS模塊連接到第二天線；(d)評估所述第二天線的GPS接收特性；以及(e)通過所述分集開關(guān)用所述第二天線取代所述第一天線以連接到所述GPS模塊。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述步驟(e)包括以下步驟如果所述第二天線的GPS接收特性好于所述第一天線的GPS接收特性，則通過所述分集開關(guān)用所述第二天線取代所述第一天線以連接到所述GPS模塊。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述步驟(e)包括以下步驟如果所述第一天線的GPS接收特性變差，則通過所述分集開關(guān)用所述第二天線取代所述第一天線以連接到所述GPS模塊。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述步驟(b)包括當所述第一天線的GPS接收特性達到一個特定的閾值時進行評估的步驟。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述步驟(c)包括通過所述分集開關(guān)臨時將所述GPS模塊連接到所述第二天線以對所述步驟(d)中使用的所述GPS信號進行采樣的步驟。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，進一步包括以下步驟(f)評估所述第一天線或第二天線的通信發(fā)射特性或通信接收特性；及(g)通過所述分集開關(guān)將雙工器連接到所述第一天線或第二天線之一以作為所述第一天線或第二天線的經(jīng)過評估的通信發(fā)射特性或經(jīng)過評估的通信接收特性的函數(shù)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，進一步包括以下步驟(i)通過所述分集開關(guān)將所述雙工器和所述GPS模塊同時連接到不同的天線。
33.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，進一步包括以下步驟(f)評估所述第一天線或第二天線的通信發(fā)射特性或通信接收特性；及(g)通過所述分集開關(guān)將天線分離濾波器連接到所述第一天線或第二天線之一以作為所述第一天線或第二天線的經(jīng)過評估的通信發(fā)射特性或經(jīng)過評估的通信接收特性的函數(shù)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，進一步包括以下步驟(i)通過所述分集開關(guān)將所述雙工器和所述GPS模塊同時連接到不同的天線。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，進一步包括以下步驟(i)通過所述天線分離濾波器和所述分集開關(guān)將蜂窩頻帶通信電路或個人通信服務(wù)(PCS)頻帶通信電路連接至所述第一天線或第二天線。
全文摘要
描述了用于提供具有全球定位系統(tǒng)(GPS)能力的無線通信的系統(tǒng)和方法。該無線通信系統(tǒng)提供了開關(guān)模塊，該開關(guān)模塊適合于將通信電路連接到第一天線或第二天線以作為第一天線或第二天線的通信特性的函數(shù)。開關(guān)模塊還適用于將GPS電路連接到第一天線或第二天線以作為第一天線或第二天線的GPS接收特性的函數(shù)。開關(guān)模塊還可允許通信電路和GPS電路同時接入不同的天線。
文檔編號H04B7/02GK1618186SQ02827824
公開日2005年5月18日 申請日期2002年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月21日
發(fā)明者蒂莫西·福里斯特 申請人:基奧賽拉無線公司