使用方向傳感器的智能天線系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種無(wú)線設(shè)備，所述無(wú)線設(shè)備包括具有可選極化的天線子系統(tǒng)、至少一個(gè)傳感器，用于提供所述無(wú)線設(shè)備的至少一個(gè)方向測(cè)量，與所述至少一個(gè)傳感器耦合的處理器單元，用于接收所述至少一個(gè)方向測(cè)量，基于所述至少一個(gè)方向測(cè)量選擇所述天線子系統(tǒng)的極化，以及設(shè)置所述極化以達(dá)到所選的極化。
【專利說(shuō)明】使用方向傳感器的智能天線系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)案交叉申請(qǐng)
[0002]本發(fā)明要求2012年4月16日遞交的發(fā)明名稱為“使用方向傳感器的智能天線系統(tǒng)(Smart Antenna System Using Orientat1n Sensors) ”的第 13/448110 號(hào)美國(guó)非臨時(shí)申請(qǐng)案的在先申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)，該在先申請(qǐng)的內(nèi)容以引入的方式并入本文本中。
[0003]關(guān)于由聯(lián)邦政府贊助的
[0004]研究或開發(fā)的聲明
[0005]不適用。
[0006]縮微平片附件的引用
[0007]不適用。

【背景技術(shù)】
[0008]當(dāng)廣泛使用蜂窩電話或智能手機(jī)等無(wú)線電話進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸前，電話主要用于語(yǔ)音通信。在語(yǔ)音通信場(chǎng)景中的無(wú)線電話可以可預(yù)見的方式使用，可豎直或以類似方式拿著電話，接近或接觸用戶頭部。因此，手機(jī)中的天線可被設(shè)計(jì)為特定的極化以提供良好的性能。但是，與語(yǔ)音通信場(chǎng)景相比，數(shù)據(jù)通信場(chǎng)景可能改變了電話相對(duì)于其周圍環(huán)境的方向和/或位置。例如，電話屏幕可以旋轉(zhuǎn)，以便在橫向模式下觀看屏幕，從而在更寬的屏幕上觀看視頻或其他因特網(wǎng)下載，或者當(dāng)電話安裝在汽車上時(shí)，用于全球定位系統(tǒng)(GPS)時(shí)所發(fā)生的傾斜。作為數(shù)據(jù)通信的的新使用場(chǎng)景的結(jié)果，主要為語(yǔ)音通信場(chǎng)景設(shè)計(jì)的天線的極化損失程度可能無(wú)法接受。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在一項(xiàng)實(shí)施例中，本發(fā)明包括一種無(wú)線設(shè)備，所述無(wú)線設(shè)備包括具有可選極化的天線子系統(tǒng)、至少一個(gè)傳感器，用于提供所述無(wú)線設(shè)備的至少一個(gè)方向測(cè)量，與所述至少一個(gè)傳感器耦合的處理器單元，用于接收所述至少一個(gè)方向測(cè)量，基于所述至少一個(gè)方向測(cè)量選擇所述天線子系統(tǒng)的極化，以及設(shè)置所述極化以達(dá)到所選極化。
[0010]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明包括一種方法，所述方法包括接收無(wú)線設(shè)備的至少一個(gè)方向測(cè)量，基于所述至少一個(gè)方向測(cè)量選擇天線子系統(tǒng)的極化，其中所述天線子系統(tǒng)具有可選極化，以及設(shè)置天線子系統(tǒng)的所述極化以達(dá)到所選極化。
[0011]在又一實(shí)施例中，本發(fā)明包括一種裝置，所述裝置包括用于耦合到一個(gè)天線子系統(tǒng)和至少一個(gè)傳感器的處理器，其中所述天線子系統(tǒng)具有可選極化，接收來(lái)自所述至少一個(gè)傳感器的至少一個(gè)方向測(cè)量，基于所述至少一個(gè)方向測(cè)量選擇所述天線子系統(tǒng)的極化，以及設(shè)置所述天線子系統(tǒng)的極化以達(dá)到所選極化。
[0012]在又一實(shí)施例中，本發(fā)明包括一種具有可選極化的天線系統(tǒng)，所述天線系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)天線以及控制器，所述控制器用于耦合到所述一個(gè)或多個(gè)天線以及基于無(wú)線設(shè)備的至少一個(gè)方向測(cè)量設(shè)置所述天線系統(tǒng)為所述可選極化的極化。
[0013]結(jié)合附圖和權(quán)利要求書，可從以下的詳細(xì)描述中更清楚地理解這些和其他特征。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更完整地理解本發(fā)明，現(xiàn)在參考以下結(jié)合附圖和詳細(xì)描述進(jìn)行的簡(jiǎn)要描述，其中相同參考標(biāo)號(hào)表不相同部分。
[0015]圖1是無(wú)線通信設(shè)備的實(shí)施例。
[0016]圖2示出了加速度計(jì)的實(shí)施例的一個(gè)方向。
[0017]圖3示出了加速度計(jì)的實(shí)施例的第二方向。
[0018]圖4是由于地球磁場(chǎng)導(dǎo)致的本地磁場(chǎng)方向的例圖。
[0019]圖5是無(wú)線設(shè)備的實(shí)施例，包括具有可切換極化的天線子系統(tǒng)的實(shí)施例。
[0020]圖6是無(wú)線設(shè)備的實(shí)施例，包括具有可切換極化的多天線子系統(tǒng)的實(shí)施例。
[0021]圖7是可調(diào)天線子系統(tǒng)的實(shí)施例。
[0022]圖8是一種用于基于傳感器信息配置天線的方法的實(shí)施例。
[0023]圖9是處理單元的實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0024]首先應(yīng)該理解的是，盡管下面提供了一種或多種實(shí)施例的示例性實(shí)現(xiàn)方式，本發(fā)明公開的系統(tǒng)和/或方法可通過(guò)多種其他已知的或存在的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明決不應(yīng)限于下文所說(shuō)明的所述說(shuō)明性實(shí)施方案、圖式和技術(shù)，包含本文所說(shuō)明并描述的示范性設(shè)計(jì)和實(shí)施方案，而是可以在所附權(quán)利要求書的范圍以及其均等物的完整范圍內(nèi)修改。
[0025]本文公開了通過(guò)降低極化損失改善無(wú)線通信設(shè)備性能的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)和方法可使用傳感器技術(shù)確定方向和/或設(shè)備周圍環(huán)境的各個(gè)方面，例如設(shè)備處于室內(nèi)或室外環(huán)境。此外，系統(tǒng)和方法可使用天線組件技術(shù)，例如變?nèi)萜骱?或開關(guān)，以適應(yīng)性地選擇天線的極化。因此，根據(jù)傳感器的輸入，可適配天線極化以提供改進(jìn)的性能。傳感器提供設(shè)備方向和/或環(huán)境的信息。系統(tǒng)和方法可能尤其適用于現(xiàn)代移動(dòng)無(wú)線設(shè)備?，F(xiàn)代移動(dòng)無(wú)線設(shè)備正變得越來(lái)越以數(shù)據(jù)為中心，屏幕尺寸更大，并形成依次能在提供不同極化的天線布局和設(shè)計(jì)中提供更多自由的因素。
[0026]圖1是無(wú)線設(shè)備100的實(shí)施例。例如，無(wú)線設(shè)備可以是無(wú)線電話，例如手機(jī)或智能電話、或者平板電腦。無(wú)線設(shè)備100包括如圖1所示進(jìn)行配置的收發(fā)器子系統(tǒng)110，天線子系統(tǒng)120、一個(gè)或多個(gè)傳感器130以及處理單元140。收發(fā)器子系統(tǒng)110可以是通過(guò)電信號(hào)傳輸數(shù)字信息到天線子系統(tǒng)120和接收來(lái)自天線子系統(tǒng)120的數(shù)字信息的系統(tǒng)。電信號(hào)可以位于射頻(RF)上。收發(fā)器子系統(tǒng)110可包括用于從模擬信號(hào)中提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的部件，例如，本地振蕩器、調(diào)制器、和用于傳輸?shù)男诺谰幋a器以及本地振蕩器、解調(diào)器、和用于接收的信道解碼器?？稍谑瞻l(fā)器子系統(tǒng)110內(nèi)的基帶處理器中實(shí)施上述的一些元件。收發(fā)器子系統(tǒng)110可計(jì)算例如接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)等信號(hào)質(zhì)量信息以及為處理單元140提供該信息。天線子系統(tǒng)120可包括在接收模式時(shí)將無(wú)線電波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)以及在傳輸模式時(shí)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成無(wú)線電波的任意類型的天線。天線子系統(tǒng)120可包括一個(gè)或多個(gè)天線。一個(gè)或多個(gè)傳感器130可用于確定無(wú)線設(shè)備100的方向和/或環(huán)境。例如，方向可為相對(duì)于垂直方向的傾角或旋轉(zhuǎn)，環(huán)境可為室內(nèi)或室外環(huán)境。傳感器130可包括一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)、一個(gè)或多個(gè)磁力計(jì)、一個(gè)或多個(gè)傾角傳感器、GPS設(shè)備、和/或接近傳感器，或其組合。下文將進(jìn)一步詳細(xì)介紹示例傳感器。如圖1所示，傳感器130和收發(fā)器子系統(tǒng)110可耦合到處理單元140上。處理單元140可用于接收來(lái)自收發(fā)器子系統(tǒng)110和傳感器130的輸入并控制天線系統(tǒng)120的配置，例如，圖1中的天線。處理單元140可以是獨(dú)立于基帶處理器的單元或者是基帶處理器本身。
[0027]將傳感器用作無(wú)線設(shè)備中的傳感器的一個(gè)示例可以是加速度計(jì)，例如，無(wú)線設(shè)備100中的一個(gè)傳感器130。加速度計(jì)是測(cè)量固有加速度的設(shè)備。由加速度計(jì)測(cè)量的固有加速度不一定是坐標(biāo)加速度(即，速度的變化率)。而是，其可以是與加速度計(jì)設(shè)備的參考系中處于靜止?fàn)顟B(tài)的任意測(cè)試質(zhì)量所經(jīng)受的重力現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)的加速度。圖2示出了單軸加速度計(jì)200的實(shí)施例的一個(gè)方向。圖3示出了單軸加速度計(jì)的實(shí)施例的第二方向。參考圖2，加速度計(jì)200可包括板210，其壓靠絕緣材料220的質(zhì)量，其中絕緣材料220的所述質(zhì)量夾在兩個(gè)其他材料230和240之間。重力方向(g)在圖2和3中示出。在圖2中，加速度計(jì)200可被視作處于“+lg”方向，其中加速度計(jì)200的檢測(cè)軸可與重力方向?qū)R。如果加速度計(jì)200相對(duì)與地球表面為靜止時(shí)，加速度計(jì)可顯示為約lg。旋轉(zhuǎn)角度Θ可計(jì)算為Gn =G*Cos( Θ )。在圖3中，加速度計(jì)200可被視作處于“0g”方向，在此種情況下，加速度計(jì)的檢測(cè)軸大致與重力方向垂直。旋轉(zhuǎn)角度Θ可計(jì)算為Gn = G*Sin(0)。基本上，處于靜止?fàn)顟B(tài)的單軸加速度計(jì)測(cè)量g力在特定軸上的投影。三軸加速度計(jì)可以測(cè)量Gn在每個(gè)軸上的投影。根據(jù)三個(gè)正交軸上的投影，可以確定設(shè)備方向。
[0028]將傳感器用作無(wú)線設(shè)備中的傳感器的另一示例可以是磁力計(jì)，例如，無(wú)線設(shè)備100中的一個(gè)傳感器130。磁力計(jì)可能使用可能已知處于或接近地球表面的地球磁場(chǎng)的方向這個(gè)事實(shí)。在北美，磁場(chǎng)線向下朝北，與地球表面約呈70度。也就是說(shuō)，在北美，磁場(chǎng)的傾斜角大約為70度。
[0029]磁力計(jì)可測(cè)量磁場(chǎng)的方向。圖4是由于地球磁場(chǎng)導(dǎo)致的本地磁場(chǎng)方向的例圖。地球磁場(chǎng)可表示為“He”。如果設(shè)備方向使用所示的X、Y和Z軸作為參照，設(shè)備的方向可基于He在X、Y和Z軸上的投影以及地球磁場(chǎng)的已知方向。
[0030]圖5是無(wú)線設(shè)備500的實(shí)施例，包括具有可切換極化的天線子系統(tǒng)505的實(shí)施例。天線子系統(tǒng)505包括兩個(gè)輻射元件(或者輻射器)520和530以及共用饋電510。(輻射元件有時(shí)可稱為天線。)每個(gè)輻射器520和530具有不同方向并位于設(shè)備的不同部分，因此可以提供不同的極化。天線子系統(tǒng)505進(jìn)一步包括連接到輻射器520的開關(guān)540和連接到輻射器530的開關(guān)550。開關(guān)540和550可以是低插入損耗的RF開關(guān)。針對(duì)圖5中的天線子系統(tǒng)505，兩個(gè)開關(guān)540和550中僅一個(gè)開關(guān)可以在某一特定時(shí)間“開啟”，這樣可激活兩個(gè)輻射器520和530中的僅一個(gè)輻射器。因此，天線子系統(tǒng)505的極化可調(diào)或可切換，并由開關(guān)540和550控制。帶有開關(guān)的額外輻射元件可以用于實(shí)現(xiàn)額外極化。進(jìn)一步地，可以選擇不同類型的輻射器作為有源饋電元件或者作為寄生元件。極化可調(diào)天線可以包括例如，環(huán)形天線、單極天線、倒F天線(IFA)、平面倒F天線(PIFA)和槽型天線。開關(guān)可放置在不同的位置，這樣通過(guò)改變開關(guān)狀態(tài)可實(shí)現(xiàn)可調(diào)正交極化。無(wú)線設(shè)備500可以是，例如，智能手機(jī)。無(wú)線設(shè)備500可以進(jìn)一步包括收發(fā)器子系統(tǒng)、一個(gè)或多個(gè)傳感器以及處理單元，例如，如圖1所示的收發(fā)器子系統(tǒng)110、傳感器130和處理單元140。作為示例實(shí)施例，開關(guān)540和550 (或者控制器)的狀態(tài)可以由與開關(guān)分開設(shè)置的處理器控制。根據(jù)另一實(shí)施例，兩個(gè)開關(guān)540和550可以包括能夠處理來(lái)自傳感器的輸入信息,例如,至少一個(gè)方向測(cè)量信息或者環(huán)境信息的處理功能或者處理器單元，以及基于處理結(jié)果控制兩個(gè)開關(guān)540和550的狀態(tài)。
[0031]圖6是無(wú)線設(shè)備600的實(shí)施例，包括具有可切換和接近近正交極化的多天線子系統(tǒng)的實(shí)施例。無(wú)線設(shè)備600包括收發(fā)器子系統(tǒng)610和多天線子系統(tǒng)。多天線子系統(tǒng)可以包括第一天線620、第二天線630和開關(guān)/多個(gè)開關(guān)/多個(gè)開關(guān)640。在多天線子系統(tǒng)中，第一天線620和第二天線630可用于同時(shí)傳輸和/或接收信號(hào)。收發(fā)器子系統(tǒng)可包括兩個(gè)收發(fā)器:第一收發(fā)器650和第二收發(fā)器660。兩個(gè)收發(fā)器650和660可以同時(shí)工作。開關(guān)/多個(gè)開關(guān)640可具有兩種可能狀態(tài)。如圖6所不,在第一狀態(tài)時(shí),在位置1，第一收發(fā)器650可連接天線620，第二收發(fā)器660可連接天線630。如圖6所示，在第二狀態(tài)時(shí)，在位置2，第二收發(fā)器660可(在觸點(diǎn)A處)連接第一天線620，第一收發(fā)器650可(在觸點(diǎn)B處)連接第二天線630。在該實(shí)施例中，每個(gè)天線具有兩個(gè)觸點(diǎn)，其中一個(gè)觸點(diǎn)可在任意時(shí)間連接收發(fā)器。收發(fā)器子系統(tǒng)610可通過(guò)微帶饋電或軌跡與天線620和630連接，例如，如圖6所示通過(guò)開關(guān)/多個(gè)開關(guān)640進(jìn)行連接。無(wú)線設(shè)備600可以是，例如，智能電話。無(wú)線設(shè)備600可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)傳感器以及處理單元，例如，如圖1所示的傳感器130和處理單元140。作為示例實(shí)施例，開關(guān)/多個(gè)開關(guān)640 (或者控制器)的狀態(tài)可以由與開關(guān)分開設(shè)置的處理器控制。根據(jù)另一實(shí)施例，開關(guān)/多個(gè)開關(guān)640可以包括能夠處理來(lái)自傳感器的輸入信息，例如，至少一個(gè)方向測(cè)量信息或者環(huán)境信息的處理功能或者處理器單元，以及基于處理結(jié)果控制第一狀態(tài)或者第二狀態(tài)是否開啟。
[0032]圖7是可調(diào)或可配置天線子系統(tǒng)700的實(shí)施例。天線子系統(tǒng)包括如圖1所示配置的天線710和變?nèi)萜?20。變?nèi)萜?20可以是可變電容器，其電容作為偏置電壓函數(shù)而變化。變?nèi)萜?20可以是，例如，微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)變?nèi)萜骰蜮佀徭J鋇(BST)變?nèi)萜?、或基于二極管或M0S/FET的半導(dǎo)體設(shè)備。變?nèi)萜?20可具有高線性度和低插入損耗。變?nèi)萜?20可用于接收可以控制變?nèi)萜?20的電容的控制信號(hào)。控制信號(hào)，例如，可以是電壓信號(hào)。可以配置天線710，使得極化取決于變?nèi)萜?20的電容可調(diào)或可配置。天線710可以是單天線。天線子系統(tǒng)700和開關(guān)可調(diào)天線子系統(tǒng)，例如，圖5中的天線子系統(tǒng)505的一個(gè)區(qū)別在于變?nèi)萜骺烧{(diào)天線中存在更多的狀態(tài)。
[0033]圖8是一種用于基于傳感器信息配置天線的方法800的實(shí)施例。方法可從步驟810開始，在此步驟中，從一個(gè)或多個(gè)傳感器接收信息，傳感器包括例如GPS設(shè)備、加速度計(jì)，如圖2和3中的加速度計(jì)200、磁力計(jì)、傾角傳感器、或者接近傳感器，例如在由Ping Shi提交的發(fā)明名稱為“在無(wú)線設(shè)備中使用電容傳感器和傳輸占空比控制的SAR控制(SAR ControlUsing Capacitive Sensor and Transmiss1n Duty Cycle Control in a WirelessDevice) ”的第13/343281號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案中描述的接近傳感器，其內(nèi)容以引用的方式并入本文本中。傾角傳感器可以是產(chǎn)生與角動(dòng)作不同的電輸出的傳感器。傾角傳感器的示例包括力平衡傳感器、固態(tài)MEMS傳感器以及液體填充傳感器。接近傳感器可包括電容傳感器，其包括一個(gè)或多個(gè)電容器以輔助檢測(cè)相對(duì)于無(wú)線設(shè)備的人體的存在和接近度。
[0034]一個(gè)或多個(gè)傳感器可提供信息，根據(jù)此信息，在步驟815中確定無(wú)線設(shè)備處于室內(nèi)或室外環(huán)境。例如，如果無(wú)線設(shè)備接受來(lái)自基站的強(qiáng)直接路徑信號(hào)，無(wú)線設(shè)備歸類為處于室外環(huán)境。因此，例如，如果無(wú)線設(shè)備位于車輛內(nèi)，無(wú)線設(shè)備歸類為處于“室外”。無(wú)線設(shè)備中的例如GPS設(shè)備，可提供信息以確定無(wú)線設(shè)備是否處于室內(nèi)或室外環(huán)境。GPS設(shè)備通過(guò)提供設(shè)備的速度和接收信號(hào)強(qiáng)度代碼信道能量對(duì)噪聲比值(C/N)提供此信息。高速(例如，每秒大于5米)設(shè)備可能不視作處于室內(nèi)環(huán)境。另一方面，來(lái)自GPS的上報(bào)C/N可用來(lái)預(yù)測(cè)無(wú)線設(shè)備的操作環(huán)境。如果無(wú)線設(shè)備處于室內(nèi)環(huán)境，GPS設(shè)備上報(bào)更低C/N，或者可能無(wú)法檢測(cè)和/或接收(來(lái)自GPS衛(wèi)星或太空交通工具(SV))的GPS信號(hào)，而如果無(wú)線設(shè)備處于室外環(huán)境，GPS設(shè)備可能能夠接收GPS信號(hào)和上報(bào)更多SV和更高C/N。因此，GPS設(shè)備是否能夠接收(來(lái)自SV)的GPS信號(hào)以及上報(bào)的C/N的值可用于確定包括GPS設(shè)備的無(wú)線設(shè)備處于室內(nèi)或室內(nèi)環(huán)境。
[0035]如果在步驟815中確定無(wú)線設(shè)備處于室外環(huán)境，方法繼續(xù)到步驟820。在步驟820中，傳感器可提供信息，根據(jù)此信息可確定方向和/或無(wú)線設(shè)備周圍的環(huán)境。例如，3軸加速度計(jì)可提供垂直方向的相對(duì)定向。又例如，盡管可能需要一些校正以確定緯度信息，3軸磁力計(jì)可為無(wú)線設(shè)備提供方位、俯角和旋轉(zhuǎn)角信息。但是，可從網(wǎng)絡(luò)識(shí)別、基站位置、或者使用GPS設(shè)備獲取緯度信息。又例如，可一起使用在當(dāng)前智能電話中廣泛存在的加速度計(jì)和磁力計(jì)以解決任意定向模糊度。例如，加速度計(jì)可能在與重力方向垂直的飛機(jī)上具有定向模糊度，磁力計(jì)可能在地球磁場(chǎng)方向垂直的飛機(jī)上具有定向模糊度。此外，接近設(shè)備可提供關(guān)于人體距離無(wú)線設(shè)備的接近信息，和/或設(shè)備是否鄰近金屬結(jié)構(gòu)。當(dāng)設(shè)備鄰近金屬結(jié)構(gòu)時(shí)，由于金屬的強(qiáng)反射，可改變極化方向。例如，有必要選擇室內(nèi)天線以實(shí)現(xiàn)最佳性能。
[0036]在步驟830中，基于無(wú)線設(shè)備方向和/或環(huán)境確定結(jié)果確定天線配置?？梢源_定天線配置以降低或最小化無(wú)線設(shè)備和基站間的極化損失。這可以通過(guò)，例如，選擇其極化與基站天線極化最為對(duì)齊的天線配置來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，可以假設(shè)基站天線或天線為垂直極化。大多數(shù)基站天線使用垂直極化，這可以代表常見用例。針對(duì)對(duì)一些室內(nèi)微蜂窩或微微蜂窩部署，基站天線極化可以不垂直。在室內(nèi)環(huán)境中，由于反射和豐富的多徑，無(wú)線設(shè)備的垂直極化可能導(dǎo)致與室外環(huán)境相同的增益。在基站天線可能為垂直極化的場(chǎng)景中，基站極化信息可能存儲(chǔ)在無(wú)線設(shè)備或基站的數(shù)據(jù)庫(kù)中，這可以由小區(qū)ID和/或位置等幾何信息進(jìn)行索引。假如極化信息存儲(chǔ)在基站中，基站可將信息傳送到無(wú)線設(shè)備，這樣無(wú)線設(shè)備可以在其算法中考慮基站天線極化。可選擇相同極化用于在無(wú)線設(shè)備中的傳輸和接收(即，上行鏈路和下行鏈路)。
[0037]可在移動(dòng)設(shè)備中表征和存儲(chǔ)移動(dòng)設(shè)備的天線極化。此信息可以是可切換的單天線或多天線案例，例如，分別在圖5和6中說(shuō)明的案例的天線極化的方向，或者是可調(diào)單天線案例的極化與控制曲線案例，例如，圖7中說(shuō)明的案例?？梢詮奶炀€模式推導(dǎo)出天線極化信息，并且可在天線開發(fā)期間測(cè)量和調(diào)節(jié)天線模式。天線極化可以這樣建模:用一個(gè)已知類型的天線以特定的方向擺放在設(shè)備上，極化可由此模型進(jìn)行表征。存放極化信息可能是低復(fù)雜方法。更為先進(jìn)但是更復(fù)雜的方法可能涉及使用天線型式，即，兩個(gè)極化處的離散天線輻射型式。
[0038]在步驟840中，可傳輸一個(gè)或多個(gè)信號(hào)到包括天線的天線子系統(tǒng)以相應(yīng)地配置天線子系統(tǒng)。針對(duì)單切換天線案例，如圖5所示，在步驟840中，可配置天線切換狀態(tài)以達(dá)到與對(duì)應(yīng)的基站最為對(duì)準(zhǔn)的天線極化。例如，開關(guān)540和550中之一可設(shè)置為開啟狀態(tài)，開關(guān)540和550中另一開關(guān)可設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)，從而開啟天線520和530之一。針對(duì)多天線案例，如圖6所示，在步驟840中，最佳天線可切換為高優(yōu)先級(jí)收發(fā)器以達(dá)到最佳性能。在圖6中，當(dāng)單收發(fā)器650與多天線系統(tǒng)620和630 (即，未開啟收發(fā)器660) —起使用時(shí)，收發(fā)器將連接最佳天線，其極化與對(duì)應(yīng)的基站天線對(duì)齊。當(dāng)兩個(gè)收發(fā)器同時(shí)工作時(shí)，高優(yōu)先級(jí)收發(fā)器可切換到最佳天線，即，天線切換狀態(tài)可用于達(dá)到與對(duì)應(yīng)的基站最為對(duì)齊的天線極化。如果兩個(gè)收發(fā)器具有相同的優(yōu)先級(jí)，具有最佳性能的收發(fā)器可切換到最佳天線，其極化與對(duì)應(yīng)的基站最為對(duì)齊。通常，具有發(fā)射器和接收器的收發(fā)器的優(yōu)先級(jí)比僅具有接收器或發(fā)射器的收發(fā)器更高。例如，開關(guān)/多個(gè)開關(guān)640可設(shè)置在為更高優(yōu)先級(jí)的收發(fā)器650產(chǎn)生最佳極化的位置上。針對(duì)單可調(diào)天線案例，如圖7所示，在步驟840中，可調(diào)節(jié)天線子系統(tǒng)以達(dá)到與對(duì)應(yīng)的基站最為對(duì)齊的天線極化。例如，可發(fā)送控制信號(hào)到變?nèi)萜?20以達(dá)到最佳極化。
[0039]如果在步驟815中確定無(wú)線設(shè)備處于室內(nèi)環(huán)境中，方法800進(jìn)行到步驟850。在室內(nèi)環(huán)境中，垂直極化可能不會(huì)產(chǎn)生最佳性能，或者由于微蜂窩/微微蜂窩天線未垂直部署，或者由于多徑元件改變了接收信號(hào)的極化。因此，選擇天線子系統(tǒng)的極化以對(duì)齊基站極化，正如在步驟830等步驟中完成的那樣，可能不會(huì)產(chǎn)生最佳性能。結(jié)果，在室內(nèi)環(huán)境中可能使用與步驟830中使用的算法類型不同的算法。在步驟850中，可基于接收信號(hào)強(qiáng)度，例如，RSSI，選擇天線配置。例如，無(wú)線設(shè)備可使用不同的天線子系統(tǒng)配置嘗試接收信號(hào)和為每個(gè)配置測(cè)量RSSI，然后可基于RSSI選擇最佳天線配置?？赏ㄟ^(guò)設(shè)備動(dòng)作或環(huán)境改變觸發(fā)天線重選。此類改變可由加速度計(jì)(例如，確定加速度或者方向)、磁力計(jì)(例如，確定方向)、或者接近傳感器(例如，確定環(huán)境改變)檢測(cè)。作為替代方案，無(wú)線設(shè)備可決定使用一個(gè)天線子系統(tǒng)配置，除非RSSI低于某一水平，在這種情況下，無(wú)線設(shè)備可切換到一種不同的天線子系統(tǒng)配置。如果能發(fā)現(xiàn)更好的配置，無(wú)線設(shè)備將使用該配置，如果不能，將恢復(fù)原始配置。在步驟850中選擇天線子系統(tǒng)配置后，方法800進(jìn)行到步驟860，在步驟860中，可能傳輸一個(gè)或多個(gè)信號(hào)到包括天線的天線子系統(tǒng)以相應(yīng)地配置天線子系統(tǒng)。
[0040]圖9是處理單元900，如圖1中的處理單元140，的實(shí)施例。處理單元900包括與存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行通信的處理器902 (可以稱為中央處理器或CPU)，所述存儲(chǔ)設(shè)備包括輔助存儲(chǔ)器904、只讀存儲(chǔ)器(ROM) 906、和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 908。處理單元900可用于從η個(gè)傳感器接收信息，其中η為整數(shù)，并且可用于從收發(fā)器子系統(tǒng)，例如，圖1中的收發(fā)器子系統(tǒng)110，接收信息。處理器902可實(shí)施與步驟800中類似的步驟以配置天線。處理器902可以作為一個(gè)或多個(gè)中央處理器(CPU)芯片來(lái)實(shí)施，或者可以是一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)和/或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的一部分。處理器902可接入輔助存儲(chǔ)器904、R0M906、和/或RAM908，其可能為無(wú)線設(shè)備中的天線存儲(chǔ)極化信息以及為基站存儲(chǔ)極化，以基于從η個(gè)傳感器，例如，圖1中的傳感器130 (例如，處理器902可實(shí)施方法800的步驟820)接收的信息確定最佳天線配置。處理器902可耦合到無(wú)線設(shè)備，例如，圖1中的無(wú)線設(shè)備100，中的天線子系統(tǒng)，例如，圖1中的天線子系統(tǒng)120。例如，處理器902可提供信號(hào)給天線子系統(tǒng)，以基于由處理器902確定的最佳天線配置配置天線子系統(tǒng)中的天線。例如，如果使用了圖5中的天線子系統(tǒng)505,處理器902可發(fā)送信號(hào)到開關(guān)540和550以打開其中一個(gè)開關(guān)并關(guān)閉另一開關(guān)以選擇最佳極性。類似地，又例如，如果使用了圖6中的天線子系統(tǒng)，處理器902可發(fā)送信號(hào)到開關(guān)640以選擇對(duì)應(yīng)于最佳極性的位置I或位置2。再例如，如果使用了圖7中的天線子系統(tǒng)700，處理器902可發(fā)送控制信號(hào)到變?nèi)萜?20設(shè)置變?nèi)萜?20的電容以達(dá)到天線710的最佳極化。
[0041]本發(fā)明公開至少一項(xiàng)實(shí)施例，且所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)所述實(shí)施例和/或所述實(shí)施例的特征作出的變化、組合和/或修改均在本發(fā)明公開的范圍內(nèi)。因組合、合并和/或省略所述實(shí)施例的特征而得到的替代性實(shí)施例也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在明確陳述數(shù)值范圍或限制的情況下，應(yīng)將此類表達(dá)范圍或限制理解為包含屬于明確陳述的范圍或限制內(nèi)的類似量值的迭代范圍或限制(例如，從約為I到約為10包含2、3、4等；大于0.10包含0.11、0.12,0.13等)。例如，每當(dāng)公開具有下限R1和上限Ru的數(shù)值范圍時(shí)，具體是公開落入所述范圍內(nèi)的任何數(shù)字。具體而言，特別公開所述范圍內(nèi)的以下數(shù)字:R = RfkMRu-R1)，其中k是從1%到100%以1%增量遞增的變量，SP，k是1%、2%、3%、4%、5%、......、50%、
51%,52%,......、95%、96%、97%、98%、99%或100%。此外，還特此公開了，上文定義的兩個(gè)R值所定義的任何數(shù)值范圍。相對(duì)于權(quán)利要求的某一要素，術(shù)語(yǔ)“可選擇”的使用表示該要素可以是“需要的”，或者也可以是“不需要的”，二者均在所述權(quán)利要求的范圍內(nèi)。例如包括、包含和具有等較廣義的術(shù)語(yǔ)，應(yīng)被理解為用于支持較狹義的術(shù)語(yǔ)，例如組成、所組成、以及實(shí)質(zhì)上組成等。因此，保護(hù)范圍不受上文所述的限制，而是由所附權(quán)利要求書定義，所述范圍包含所附權(quán)利要求書的標(biāo)的物的所有等效物。每項(xiàng)和每條權(quán)利要求作為進(jìn)一步公開的內(nèi)容并入說(shuō)明書中，且權(quán)利要求書是本發(fā)明的實(shí)施例。所述揭示內(nèi)容中的參考的論述并不是承認(rèn)其為現(xiàn)有技術(shù)，尤其是具有在本申請(qǐng)案的在先申請(qǐng) 優(yōu)先權(quán)日:期之后的
【公開日】期的任何參考。本發(fā)明中所引用的所有專利、專利申請(qǐng)案和公開案的揭示內(nèi)容特此以引用的方式并入本文本中，其提供補(bǔ)充本發(fā)明的示例性、程序性或其他細(xì)節(jié)。
[0042]雖然本發(fā)明多個(gè)具體實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，所公開的系統(tǒng)和方法也可通過(guò)其他多種具體形式體現(xiàn)，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神或范圍。本發(fā)明的實(shí)例應(yīng)被視為說(shuō)明性而非限制性的，且本發(fā)明并不限于本文本所給出的細(xì)節(jié)。例如，各種元件或部件可以在另一系統(tǒng)中組合或合并，或者某些特征可以省略或不實(shí)施。
[0043]此外，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，各種實(shí)施例中描述和說(shuō)明為離散或單獨(dú)的技術(shù)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和方法可以與其他系統(tǒng)、模塊、技術(shù)或方法進(jìn)行組合或合并。展示或論述為彼此耦接或直接耦接或通信的其他項(xiàng)也可以采用電方式、機(jī)械方式或其他方式通過(guò)某一接口、裝置或中間部件間接地耦接或通信。其他變更、替換、更替示例對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的，均不脫離此處公開的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)線設(shè)備，其特征在于，包括: 具有可選極化的天線子系統(tǒng)； 至少一個(gè)傳感器，用于提供所述無(wú)線設(shè)備的至少一個(gè)方向測(cè)量；以及 與所述至少一個(gè)傳感器耦合的處理器單元，用于: 接收所述至少一個(gè)方向測(cè)量； 基于所述至少一個(gè)方向測(cè)量選擇所述天線子系統(tǒng)的極化；以及 設(shè)置所述極化以達(dá)到所選極化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括收發(fā)器子系統(tǒng)，用于測(cè)量接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)，其中所述處理器單元進(jìn)一步用于接收所述RSSI，選擇所述極化進(jìn)一步基于所述RSSI。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器用于為處理器提供指示無(wú)線設(shè)備是否處于室內(nèi)或室外環(huán)境，選擇所述極化進(jìn)一步基于所述指示。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器進(jìn)一步包括加速度計(jì)、磁力計(jì)、傾角傳感器或其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)線設(shè)備，其特征在于，所述天線子系統(tǒng)包括耦合到第一開關(guān)的第一輻射元件以及耦合到第二開關(guān)的第二輻射元件，所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)耦合到所述處理器，所述設(shè)置所述極化包括設(shè)置所述第一和第二開關(guān)的狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)線設(shè)備，其特征在于，所述天線子系統(tǒng)包括耦合到第一開關(guān)的第一輻射元件以及耦合到第二開關(guān)的第二輻射元件，所述處理器單元位于所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)中，所述設(shè)置所述極化包括設(shè)置所述第一和第二開關(guān)的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)線設(shè)備，其特征在于，所述天線子系統(tǒng)包括具有第一和第二觸點(diǎn)的第一天線、具有第三和第四觸點(diǎn)的第二天線、以及耦合到所述處理器單元的開關(guān)，所述無(wú)線設(shè)備進(jìn)一步包括第一收發(fā)器和第二收發(fā)器，其中所述開關(guān)用于在第一狀態(tài)中，在所述第一觸點(diǎn)連接所述第一收發(fā)器到所述第一天線以及在所述第三觸點(diǎn)連接所述第二收發(fā)器到所述第二收發(fā)器，所述開關(guān)用于在第二狀態(tài)中，在所述第四觸點(diǎn)連接所述第一收發(fā)器到所述第二天線以及在所述第二觸點(diǎn)連接所述收發(fā)器到所述第一天線，所述設(shè)置極化包括設(shè)置所述開關(guān)的狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)線設(shè)備，其特征在于，所述天線子系統(tǒng)包括天線和變?nèi)萜鳎渲兴鲎內(nèi)萜黢詈系剿鎏幚砥?，所述設(shè)置所述極化包括設(shè)置所述變?nèi)萜鞯碾娙荨?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)線設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括耦合到所述處理器的存儲(chǔ)器，其中所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)所述第一和第二輻射元件存儲(chǔ)的針對(duì)所述第一和第二開關(guān)的不同開關(guān)狀態(tài)下的極化信息，選擇所述極化進(jìn)一步基于所述極化信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)線設(shè)備，其特征在于，如果所述指示指示所述無(wú)線設(shè)備處于室外環(huán)境，所述處理器單元進(jìn)一步用于基于所述至少一個(gè)方向測(cè)量確定所述無(wú)線設(shè)備的方向，所述選擇所述極化包括為與基站的極化最為對(duì)齊的所述方向確定所述天線子系統(tǒng)的第一極化。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無(wú)線設(shè)備，其特征在于，如果所述指示指示所述無(wú)線設(shè)備處于室內(nèi)環(huán)境中，所述處理器單元用于: 為所述第一極化接收RSSI，以及 如果所述RSSI低于閾值，設(shè)置所述極化為第二極化。
12.—種方法,其特征在于,包括: 接收無(wú)線設(shè)備的至少一個(gè)方向測(cè)量； 基于所述至少一個(gè)方向測(cè)量選擇天線子系統(tǒng)的極化，所述天線子系統(tǒng)具有可選極化；以及 設(shè)置所述天線子系統(tǒng)的所述極化以達(dá)到所選極化。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括接收接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)，選擇所述極化進(jìn)一步基于所述RSSI。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括接收無(wú)線設(shè)備是否處于室內(nèi)或室外環(huán)境中的指示，選擇所述極化進(jìn)一步基于所述指示。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，接收所述至少一個(gè)方向測(cè)量包括接收來(lái)自加速度計(jì)、磁力計(jì)、傾角傳感器或其組合的方向測(cè)量。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述天線子系統(tǒng)包括耦合到第一開關(guān)的第一輻射器、耦合到第二開關(guān)的第二輻射器，設(shè)置所述極化包括設(shè)置所述第一和第二開關(guān)的狀態(tài)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述天線子系統(tǒng)包括第一饋線、具有連到所述第一饋線的兩個(gè)可選連接的第一天線、第二饋線、具有連到所述第二饋線的兩個(gè)可選連接的第二天線、以及開關(guān)，其中所述開關(guān)用于選擇連到所述第一饋線的所述第一天線的所述連接以及選擇連到所述第二饋線的所述第二天線的所述連接，設(shè)置所述極化包括設(shè)置所述開關(guān)的狀態(tài)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述天線子系統(tǒng)包括天線和變?nèi)萜?，調(diào)節(jié)所述極化包括設(shè)置所述變?nèi)萜鞯碾娙荨?br> 19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括為所述第一和第二輻射器從存儲(chǔ)器中檢索極化信息，所述極化信息針對(duì)所述第一和第二開關(guān)的不同開關(guān)狀態(tài)，設(shè)置所述極化進(jìn)一步基于所述極化信息。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，如果所述指示指示所述無(wú)線設(shè)備處于室外環(huán)境，所述方法進(jìn)一步包括基于所述至少一個(gè)方向測(cè)量確定所述無(wú)線設(shè)備的方向，選擇所述極化包括為與基站的極化最為對(duì)齊的所述方向確定所述天線子系統(tǒng)的第一極化。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，如果所述指示指示所述無(wú)線設(shè)備處于室內(nèi)環(huán)境，所述方法進(jìn)一步包括: 為所述第一極化接收RSSI，以及 如果所述RSSI低于閾值，設(shè)置所述極化為第二極化。
22.一種裝置，其特征在于，包括: 處理器，用于: 耦合天線子系統(tǒng)和至少一個(gè)傳感器，所述天線子系統(tǒng)具有可選極化； 從所述至少一個(gè)傳感器接收無(wú)線設(shè)備的至少一個(gè)方向測(cè)量； 基于所述至少一個(gè)方向測(cè)量選擇所述天線子系統(tǒng)的極化；以及 設(shè)置所述天線子系統(tǒng)的極化以達(dá)到所選極化。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述處理器還用于: 耦合收發(fā)器子系統(tǒng)，以及 從所述收發(fā)器子系統(tǒng)接收接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)， 其中選擇所述極化進(jìn)一步基于所述RSSI。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器包括全球定位系統(tǒng)(GPS)設(shè)備，所述處理器用于接收來(lái)自所述GPS設(shè)備的所述無(wú)線設(shè)備是否處于室內(nèi)或室外環(huán)境的指示，選擇所述極化進(jìn)一步基于所述指示。
25.具有可選極化的天線系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一個(gè)或多個(gè)天線； 控制器，用于耦合到所述一個(gè)或多個(gè)天線，基于無(wú)線設(shè)備的至少一個(gè)方向測(cè)量設(shè)置所述天線系統(tǒng)為所選極化中的一個(gè)極化。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，所述第一開關(guān)用于耦合到第一天線，所述第二開關(guān)用于耦合到第二天線。 其中所述控制器基于所述無(wú)線設(shè)備的至少一個(gè)方向測(cè)量確定將所述第一開關(guān)或第二開關(guān)的狀態(tài)設(shè)置為開啟，以將所述天線系統(tǒng)設(shè)置為可選極化中的一個(gè)極化。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的開關(guān)，所述第一狀態(tài)指示第一天線連接到第一收發(fā)器以及第二天線連接到第二收發(fā)器，所述第二狀態(tài)指示第一天線連接到第二收發(fā)器以及第二天線連接到第一收發(fā)器。 其中所述控制器基于所述無(wú)線設(shè)備的至少一個(gè)方向測(cè)量確定將所述開關(guān)設(shè)置為所述第一開關(guān)或第二開關(guān)，以將所述天線系統(tǒng)設(shè)置為可選極化中的一個(gè)極化。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器進(jìn)一步用于: 基于所述無(wú)線設(shè)備的至少一個(gè)方向測(cè)量和所述第一收發(fā)器和所述第二收發(fā)器的優(yōu)先級(jí)將所述開關(guān)設(shè)置為所述第一狀態(tài)或所述第二狀態(tài)。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括變?nèi)萜鳎鶕?jù)無(wú)線設(shè)備的所述至少一個(gè)方向測(cè)量控制所述變?nèi)萜鞯碾娙荩詫⑺鎏炀€系統(tǒng)設(shè)置為可選極化中的一個(gè)極化。
【文檔編號(hào)】H04M1/00GK104380695SQ201380015868
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月16日
【發(fā)明者】石平 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司