АДАПТИВНЫЕ ПЕРЕНАСТРАИВАЕМЫЕ АНТЕННЫ ДЛЯ БЕСПРОВОДНЫХ УСТРОЙСТВ Российский патент 2013 года по МПК H01Q1/24 H04B1/04 

ЗАЯВЛЕНИЕ О ПРИОРИТЕТЕ

[0001] Данная заявка заявляет о преимуществе по Предварительной Заявке США № 61/036854, озаглавленной “ADAPTIVE TUNABLE ANTENNAS FOR WIRELESS DEVICES”, которая была подана 14 марта 2008, весь объем раскрытия этой заявки рассматривается как часть раскрытия данной заявки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] Настоящее изобретение относится к антеннам для устройств беспроводной связи и конкретно к антеннам, имеющим параметры, перенастраиваемые для оптимизации рабочих характеристик.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Внедрение широкополосной беспроводной связи позволило производить доставку пользователям богатого мультимедийного контента прямо “на ходу”. Для поддержки такой связи беспроводное устройство может быть встроено в мультимедийный терминал пользователя, при этом беспроводное устройство передает и принимает сигналы связи, вмещающие в себя информацию, а терминал пользователя доставляет пользователю информацию в виде текста, графики, аудио, видео и т.д. Например, в терминал пользователя, такой как мобильный телефон или персональный компьютер, может быть встроен приемник MediaFLO, для того чтобы дать возможность пользователю смотреть ТВ через радиоинтерфейс MediaFLO. Другие примеры устройств беспроводной связи включают в себя плату данных, поддерживающую стандарт CDMA2000 EV-DO, плату данных, поддерживающую стандарт UMTS, приемник, поддерживающий стандарты DVB-H и/или ISDB-T, плату данных, поддерживающую стандарт GPRS/EDGE, и плату данных, поддерживающую стандарт WiFi.

[0004] Следует отметить, что электрические характеристики антенны в беспроводном устройстве часто меняются в зависимости от физических характеристик терминального устройства, с которым она соединена. Например, качество согласования, коэффициент передачи и/или диаграмма направленности антенны - все они могут меняться в зависимости от размера терминального устройства и положения терминального устройства относительно беспроводного устройства. Это изменение в электрических характеристиках может неблагоприятно влиять на передачу или прием сигнала связи, увеличивая стоимость беспроводного устройства и/или приводя к плохим или даже неприемлемым рабочим характеристикам.

[0005] Желательно было бы предоставить методики для оптимизации рабочих характеристик антенны на основании характеристик терминального устройства, с которым она соединена.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Аспект настоящего изобретения предоставляет способ для настройки антенного согласователя для антенны в беспроводном устройстве, способ содержит этапы, на которых: подают сигнал управления на перестраиваемый антенный согласователь, перестраиваемый антенный согласователь имеет множество выбираемых импедансов; и выбирают импеданс перестраиваемого антенного согласователя в ответ на сигнал управления.

[0007] Другой аспект настоящего открытия предоставляет способ для настройки электрической длины или резонансной частоты для антенны в беспроводном устройстве, способ содержит этапы, на которых: подают сигнал управления на модуль перестраиваемой электрической длины антенны, модуль перестраиваемой электрической длины антенны имеет множество выбираемых длин; и выбирают длину модуля перестраиваемой электрической длины антенны в ответ на сигнал управления.

[0008] Еще один аспект настоящего открытия предоставляет беспроводное устройство, содержащее, по меньшей мере, одну антенну; перестраиваемый антенный согласователь, соединенный с, по меньшей мере, одной антенной, перестраиваемый антенный согласователь имеет множество выбираемых импедансов; и сигнал управления, поданный на перестраиваемый антенный согласователь, импеданс перестраиваемого антенного согласователя выбирают в ответ на сигнал управления.

[0009] Еще один аспект настоящего открытия предоставляет беспроводное устройство, содержащее, по меньшей мере, одну антенну; модуль перестраиваемой электрической длины антенны, модуль перестраиваемой электрической длины антенны имеет множество выбираемых длин; и

сигнал управления, длину модуля перестраиваемой электрической длины антенны выбирают в ответ на сигнал управления.

[0010] Еще один аспект настоящего открытия предоставляет беспроводное устройство, содержащее антенну и средство для настройки перестраиваемого антенного согласователя, соединенного с антенной.

[0011] Еще один аспект настоящего открытия предоставляет беспроводное устройство, содержащее антенну и средство для изменения электрической длины антенны.

[0012] Еще один аспект настоящего открытия предоставляет компьютерный программный продукт для определения оптимального параметра согласования антенны для перестраиваемого антенного согласователя в беспроводном устройстве, беспроводное устройство содержит, по меньшей мере, одну антенну, перестраиваемый антенный согласователь, соединенный с, по меньшей мере, одной антенной, перестраиваемый антенный согласователь имеет множество выбираемых импедансов, продукт содержит компьютерно-читаемый носитель, содержащий код для побуждения компьютера настроить перестраиваемый антенный согласователь на первую настройку; код для побуждения компьютера измерить показатель качества сигнала, соответствующий первой настройке; код для побуждения компьютера настроить перестраиваемый антенный согласователь на вторую настройку; код для побуждения компьютера измерить показатель качества сигнала, соответствующий второй настройке; и код для побуждения компьютера, во время работы, настроить антенный согласователь на настройку, имеющую показатель качества сигнала, соответствующий сигналу с наивысшим качеством.

[0013] Еще один аспект настоящего открытия предоставляет компьютерный программный продукт для определения оптимального параметра согласования антенны для перестраиваемого антенного согласователя в беспроводном устройстве, беспроводное устройство содержит, по меньшей мере, одну антенну, перестраиваемый антенный согласователь, соединенный с, по меньшей мере, одной антенной, перестраиваемый антенный согласователь имеет множество выбираемых импедансов, продукт содержит компьютерно-читаемый носитель, содержащий код для побуждения компьютера настроить перестраиваемый антенный согласователь на первую настройку; код для побуждения компьютера измерить показатель качества сигнала, соответствующий первой настройке; и код для побуждения компьютера, если измеренный показатель качества сигнала отвечает предопределенному критерию, настроить перестраиваемый антенный согласователь на первую настройку во время работы.

[0014] Еще один аспект настоящего открытия предоставляет компьютерный программный продукт для определения оптимальной электрической длины антенны для антенны в беспроводном устройстве, продукт содержит компьютерно-читаемый носитель, содержащий код для побуждения компьютера настроить электрическую длину антенны на первую настройку; код для побуждения компьютера измерить показатель качества сигнала, соответствующий первой настройке; код для побуждения компьютера настроить электрическую длину антенны на вторую настройку; код для побуждения компьютера измерить показатель качества сигнала, соответствующий второй настройке; и код для побуждения компьютера, во время работы, настроить электрическую длину антенны на настройку, имеющую показатель качества сигнала, соответствующий сигналу наивысшего качества.

[0015] Еще один аспект настоящего открытия предоставляет компьютерный программный продукт для определения оптимальной электрической длины антенны для антенны в беспроводном устройстве, продукт содержит компьютерно-читаемый носитель, содержащий код для побуждения компьютера настроить электрическую длину антенны на первую настройку; код для побуждения компьютера измерить показатель качества сигнала, соответствующий первой настройке; и код для побуждения компьютера, если измеренный показатель качества сигнала отвечает предопределенному критерию, настроить электрическую длину антенны на первую настройку во время работы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0016] Фиг.1 отображает реализацию беспроводного устройства, имеющего возможность соединения с терминальным устройством, по известному уровню техники.

[0017] Фиг.2 отображает вариант осуществления согласно настоящему открытию для изменения электрических характеристик беспроводного устройства посредством регулировки параметров согласующей схемы антенны.

[0018] Фиг.2A показывает вариант осуществления согласующей схемы, имеющей регулируемые характеристики согласования, управляемые сигналом управления.

[0019] Фиг.3 отображает дополнительный вариант осуществления согласно настоящему открытию для изменения электрических характеристик беспроводного устройства посредством регулировки резонансной частоты антенны.

[0020] Фиг.3A показывает вариант осуществления антенны, имеющей электрическую длину, регулируемую посредством сигнала управления.

[0021] Фиг.3B показывает альтернативный вариант осуществления антенны, имеющей электрическую длину, регулируемую посредством сигнала управления.

[0022] Фиг.4 отображает дополнительный вариант осуществления согласно настоящему открытию для изменения электрических характеристик беспроводного устройства посредством предоставления множества антенн.

[0023] Фиг.5 отображает вариант осуществления способа согласно настоящему открытию для определения предпочтительных настроек для раскрытых выше параметров антенны.

[0024] Фиг.6 отображает вариант осуществления, употребляющий множество описанных здесь методик.

[0025] Фиг.7 отображает вариант осуществления настоящего открытия, в котором параметры антенны регулируют для того, чтобы дополнительно оптимизировать для передачи антенны.

[0026] Фиг.8 отображает вариант осуществления способа согласно настоящему открытию для определения предпочтительных настроек для параметров антенны для TX (передающего) тракта сигнала.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0027] Согласно настоящему открытию предоставлены методики для оптимизации рабочих характеристик антенны в беспроводном устройстве посредством регулировки параметров, ассоциированных с антенной.

[0028] Фиг.1 отображает реализацию, по известному уровню техники, беспроводного устройства 100, имеющего возможность соединения с терминальным устройством 190. На Фиг.1 беспроводное устройство 100 включает в себя антенну 101, согласующую схему 110 антенны, RF модуль 105 и процессор 180. Цепь 115 приема (RX) в RF модуле 105 включает в себя полосовой фильтр 119 (BPF), малошумящий усилитель 120 (LNA), смеситель 130, низкочастотный фильтр 140 (LPF) и аналого-цифровой преобразователь 150 (ADC). Оцифрованный выходной сигнал от ADC 150 может быть предоставлен на блок 160 цифровой обработки, который обменивается данными с процессором 180 через шину 175. Модуль 170 управления интерфейсом внешней шины в RF модуле 105 и модуль 182 управления интерфейсом внешней шины в процессоре 180 выполнены для передачи и приема сигналов через шину 175.

[0029] Процессор 180 дополнительно включает в себя механизм 184 обработки данных и модуль 186 управления интерфейсом терминала для обмена данными с терминальным устройством 190, которое включает в себя модуль 192 управления интерфейсом беспроводного устройства. Процессор 180 на беспроводном устройстве 100 обменивается данными с терминальным устройством 190 через интерфейс 185 посредством модуля 186 управления интерфейсом терминала и модуля 192 управления интерфейсом беспроводного устройства.

[0030] Во время работы беспроводной сигнал 100a принимается антенной 101. Антенна 101 соединена с модулем 105 RF посредством согласующей схемы 110 антенны, которая согласует импедансы между антенной 101 и RF модулем 105 для того, чтобы улучшить эффективность переноса мощности. Информация в сигнале 100a обрабатывается RF модулем 105 и предоставляется в процессор 180. Процессор 180 может обработать сигнал 100a особым образом согласно беспроводному протоколу или стандарту, использованным для передачи сигнала 100a. Затем обработанная информация переносится в терминальное устройство 190 через интерфейс 185.

[0031] Хотя в варианте осуществления, показанном на Фиг.1, и была отображена архитектура приемника с прямым преобразованием, специалист в соответствующей области должен понимать, что методики настоящего открытия, в общем, могут быть применены к устройствам, имеющим любую архитектуру приемника. Также, хотя в RF модуле 105 на Фиг.1 и отображена только RX часть 115, в общем, может быть представлена часть цепи передатчика (TX) (не показана). Специалист в соответствующей области должен понимать, что методики настоящего открытия могут быть применены к реализациям, в которых беспроводное устройство 100 включает в себя только RX часть 115 для приема, только TX часть для передачи или как RX, так и TX.

[0032] Специалист в соответствующей области должен осознавать, что реализация на Фиг.1 охватывает широкое разнообразие сценариев применения. Примеры беспроводных устройств 100 включают в себя, но не ограничиваются, плату данных CDMA2000 EV-DO, плату данных UMTS, приемник DVB-H, приемник ISDB-T, приемник MediaFLO, плату данных GPRS/EDGE, плату данных WiMax, приемник GPS и плату данных WiFi. Примеры терминальных устройств 190 включают в себя, но не ограничиваются, персональный компьютер (PC), мобильный телефон, персональный цифровой помощник (PDA), игровую консоль, устройство GPS, ТВ, систему развлечения и портативный DVD или MP3 проигрыватель. Примеры интерфейсов 185 включают в себя, но не ограничиваются, интерфейс Универсальной Последовательной Шины (USB), интерфейс мини-USB или микро-USB, последовательный или параллельный интерфейс данных, интерфейс PCMCIA, интерфейс любой карты памяти и любые другие интерфейсы, которые предоставляют физическое подключение между беспроводным устройством и хост-устройством.

[0033] На Фиг.1 беспроводное устройство 100 может быть выполнено для того, чтобы быть физически подключенным к и съемным с терминального устройства 190. Как отмечалось ранее, электрические характеристики антенны 101 могут быть подвержены влиянию физических характеристик терминального устройства 190, присоединенного к беспроводному устройству 100. Например, противовес антенны 101 может быть электрически соединен с корпусом терминального устройства 190. Так как беспроводное устройство 100 подключается к терминальным устройствам 190 с различным размером, формой и/или положением относительно антенны и другими проводящими объектами, параметры, такие как согласование, коэффициент передачи и диаграмма направленности антенны, могут значительно отличаться в зависимости от терминального устройства. Такие изменения могут сделать рамки исполнения для беспроводных устройств более жесткими, приводящими к более плохим рабочим характеристикам и/или более высокой цене. В некоторых случаях ухудшение в рабочих характеристиках антенны даже может сделать беспроводное устройство бесполезным.

[0034] Фиг.2 отображает вариант осуществления согласно настоящему открытию для изменения электрических характеристик беспроводного устройства 100 посредством регулировки параметров согласующей схемы антенны в беспроводном устройстве. На Фиг.2 пронумерованные элементы показаны соответствующими идентичным пронумерованным элементам на Фиг.1. Согласующая схема 210, имеющая регулируемые характеристики согласования, соединена между антенной 101 и RF модулем 105. Характеристики согласующей схемы 210 управляются посредством сигнала 210a управления.

[0035] В варианте осуществления сигнал 210a управления динамически регулируется для того, чтобы, по меньшей мере, частично компенсировать изменения в характеристиках антенны, вызванные, например, соединением беспроводного устройства 100 с отличающимся терминальным устройством 190. Вариант осуществления методики для выполнения такой динамической компенсации описывается здесь позже со ссылкой на Фиг.5.

[0036] Фиг.2A показывает вариант осуществления согласующей схемы 210, имеющей регулируемые характеристики, управляемые сигналом 210a.1 управления, который является вариантом осуществления сигнала 210a управления. На Фиг.2A согласующая схема 210 включает в себя множество конденсаторов C1.1, C1.2, C2.1 и C2.2, соединенных с переключателями S1.1, S1.2, S2.1 и S2.2 соответственно. Конфигурация переключателей управляется сигналом 210a.1 управления, который в этом случае рассматривается как композитный сигнал управления, содержащий четыре индивидуальных сигнала управления. Посредством управления конфигурацией переключателей сигнал 210a.1 управления может управлять характеристиками согласующей схемы 210.

[0037] Например, для того чтобы выбрать согласующую схему с включенными конденсаторами только C1.1 и C2.1, переключатели S1.1 и S2.1 могут быть замкнуты, пока переключатели S1.2 и S2.2 могут быть разомкнуты.

[0038] В варианте осуществления сигнал 210a.1 управления может подаваться RF модулем 105. В альтернативных вариантах осуществления сигнал 210a.1 может подаваться процессором 180 данных или любым другим доступным источником.

[0039] Отметим, что вариант осуществления, показанный на Фиг.2A, предоставлен только в целях иллюстрации и не предназначен для ограничения объема настоящего открытия любым частным вариантом осуществления показанной согласующей схемы или сигнала управления. Например, для того чтобы предоставить переменные степени конфигурируемости, альтернативные варианты осуществления могут применять меньше или больше конденсаторов и переключателей, чем четыре, показанные на Фиг.2A. Альтернативные варианты осуществления также могут употреблять другие элементы, такие, как любое количество катушек индуктивности, линий передачи и т.д. в сочетании или по отдельности, и/или употреблять альтернативную, не показанную на Фиг.2A, топологию. Более того, сигнал 210a.1 управления предоставлен только в качестве примера обобщенного сигнала 210a управления. Альтернативные сигналы управления могут иметь отличные конфигурации и настройки в зависимости от регулируемой согласующей схемы. Такие варианты осуществления рассматриваются как лежащие в пределах объема настоящего открытия.

[0040] Фиг.3 отображает дополнительный вариант осуществления согласно настоящему открытию для изменения электрических характеристик беспроводного устройства 100 посредством регулировки электрической длины антенны, или резонансной частоты. На Фиг.3 модуль 375 перестраиваемой длины антенны модифицирует электрическую длину антенны 101. Электрическая длина антенны 101 может управляться сигналом 375a управления, поданным на блок 375 перестраиваемой длины антенны. В варианте осуществления сигнал 375a управления динамически регулируется для того, чтобы, по меньшей мере, частично компенсировать изменения в характеристиках антенны. Вариант осуществления методики для выполнения такой динамической компенсации описывается здесь позже со ссылкой на Фиг.5.

[0041] Отметим, что хотя модуль 375 перестраиваемой длины антенны и показан на Фиг.3 как отделенный от антенны 101, в некоторых вариантах осуществления настоящего открытия антенна 101 может быть интегрирована с модулем 375 перестраиваемой длины антенны.

[0042] Фиг.3A показывает вариант осуществления антенны, имеющей регулируемую посредством сигнала управления электрическую длину. На Фиг.3A множество проводников с L1 по LN соединены в ряд с использованием переключателей с S1 по S(N-1). Конфигурация этих переключателей, вместе с конфигурацией основного переключателя SA, управляется посредством сигнала 375a.1 управления, который рассматривается как композитный сигнал управления, содержащий множество индивидуальных сигналов управления. Посредством управления конфигурацией переключателей сигнал 375a.1 управления может управлять физической и, следовательно, электрической длиной антенны.

[0043] Например, для того чтобы выбрать длину антенны, соответствующую L1, все переключатели с S1 по S(N-1) могут быть разомкнуты, а переключатель SA может быть настроен на вывод, соответствующий L1. Для того чтобы выбрать длину антенны, соответствующую сумме длин проводников с L1 по LN, все переключатели с S1 по S(N-1) могут быть замкнуты, а переключатель SA может быть настроен на вывод, соответствующий LN.

[0044] Отметим, что вариант осуществления, показанный на Фиг.3A, предоставлен только в целях иллюстрации и не предназначен для ограничения объема настоящего открытия любым частным вариантом осуществления показанного модуля перестраиваемой длины антенны или сигнала управления. Например, специалист в соответствующей области может легко получить альтернативные конфигурации длин проводников и переключателей из показанных. Такие варианты осуществления рассматриваются как находящиеся в пределах объема настоящего открытия.

[0045] Фиг.3B показывает альтернативный вариант осуществления антенны, имеющей регулируемую посредством сигнала управления электрическую длину. На Фиг.3B варакторы (переменные конденсаторы) с C1 по C(N-1) в качестве альтернативы соединены в ряд и в качестве шунта с проводниками c L1 по LN. Емкость, ассоциированная с каждым варактором, управляется композитным сигналом 375a.2 управления. Посредством управления емкостью варакторов сигнал 375a.2 управления может управлять электрической длиной антенны.

[0046] Специалист в соответствующей области должен понимать, что Фиг.3B предназначена всего лишь проиллюстрировать вариант осуществления открытия, в котором электрическая длина антенны регулируется с использованием управляемых варакторов. В альтернативных вариантах осуществления может быть предоставлено меньше или больше варакторов, чем показано, и варакторы могут быть соединены с проводниками с L1 по LN отличным от показанного образом, например, все в ряд, все в качестве шунта или любым их сочетанием. В варианте осуществления методика для регулировки электрической длины антенны с использованием варакторов, отображенная на Фиг.3B, может быть объединена с методикой для регулировки физической длины антенны, отображенной на Фиг.3A.

[0047] Отметим, что конфигурация сигналов 375a.1 и 375a.2 управления, отображенная на Фиг.3A, не предназначена для ограничения объема обобщенного сигнала 375a управления, показанного на Фиг.3, только показанными конфигурациями. Сигнал 375a управления, в общем, может быть цифровым или аналоговым и может содержать в себе единичный сигнал или множество сигналов в зависимости от частных характеристик модуля 375 перестраиваемой длины антенны. Такие варианты осуществления рассматриваются как находящиеся в пределах объема настоящего открытия.

[0048] В варианте осуществления сигнал 375a управления может подаваться RF модулем 105. В альтернативном варианте осуществления сигнал 375a может подаваться процессором 180 данных или любым другим доступным источником.

[0049] Фиг.4 отображает дополнительный вариант осуществления согласно настоящему открытию для изменения электрических характеристик беспроводного устройства 100 посредством предоставления множества антенн с 470.1 по 470.M. На Фиг.4 M антенн предоставлено с соответствующими согласующими схемами с 410.1 по 410.M и индивидуальными RX модулями с 115.1 по 115.M. Коэффициент передачи сигнала, принимаемого от каждого RX тракта сигнала, может регулироваться в цифровом процессоре 460. В варианте осуществления коэффициенты передачи регулируются для того, чтобы, по меньшей мере, частично компенсировать изменения в характеристиках антенны. Сигналы с отрегулированным коэффициентом передачи затем могут быть объединены, для того чтобы сформировать композитный принятый сигнал для процессора 184 данных.

[0050] В варианте осуществления вычисление коэффициентов передачи, которые должны быть применены к каждому RX тракту сигнала, может выполняться процессором 184 данных в процессоре 180 и/или цифровым процессором 460. В качестве альтернативы вычисления могут быть сделаны исключительно в процессоре 184 данных или цифровом процессоре 460. Такие варианты осуществления рассматриваются как находящиеся в пределах объема настоящего открытия.

[0051] В варианте осуществления множество методик, раскрытых выше, могут быть объединены вместе, для того чтобы позволить одновременно регулировать множество параметров антенны. Например, регулируемая согласующая схема 210 антенны, отображенная на Фиг.2, модуль 375 перестраиваемой длины антенны, отображенный на Фиг.3, и множество антенн и трактов сигнала, отображенные на Фиг.4, - все могут быть представлены в едином беспроводном устройстве, и такие конфигурируемые элементы могут быть предоставлены с композитным сигналом управления для регулировки каждого из конфигурируемых параметров в их предпочтительные настройки. Такие варианты осуществления рассматриваются как находящиеся в пределах объема настоящего открытия.

[0052] Фиг.5 отображает вариант осуществления способа согласно настоящему открытию для определения предпочтительных настроек для раскрытых выше параметров антенны. На Фиг.5 способ начинается на этапе 500 с загрузки беспроводного устройства. В варианте осуществления, загрузка устройства может соответствовать моменту подсоединения беспроводного устройства, такому как момент подсоединения беспроводной карты данных к хост-устройству, такому как персональный компьютер. Отметим, что в альтернативных вариантах осуществления, способ для определения предпочтительных настроек не обязательно начинается только при загрузке устройства, как отображено на Фиг.5. Другие события также могут запускать отображенный способ, например, обнаружение при передаче или приеме ухудшения качества сигнала, периодическое истечение счетчика, инициированный пользователем запуск и т.д. Такие варианты осуществления рассматриваются как находящиеся в пределах объема настоящего открытия.

[0053] На этапе 510 индексу i цикла присваивается исходное значение 1. Конфигурируемый параметр x антенны также настраивается в исходное значение x(0).

[0054] На этапе 520 конфигурируемый параметр x антенны настраивается в соответствующее значение x(i), при этом x(i) является значением, выбранным из набора значений, который включает в себя все конфигурируемые настройки для параметра x или некоторый поднабор этих конфигурируемых настроек в зависимости от частного сценария использования. Например, в варианте осуществления, в котором x соответствует конфигурируемой длине антенны и есть в сумме четыре конфигурируемых длины, x(i) может выбираться перебором всех четырех конфигурируемых длин или x(i) может выбираться перебором только двух из четырех конфигурируемых длин, когда обнаруживается частный сценарий использования.

[0055] На этапе 530 измеряется индикатор y(i) качества сигнала, соответствующий x(i). В варианте осуществления индикатор качества сигнала может быть отношением сигнал/помеха плюс шум (SINR), вычисленным по принятому сигналу. В альтернативном варианте осуществления индикатор может быть индикатором интенсивности принятого сигнала (RSSI). В еще одном альтернативном варианте осуществления индикатор может быть любым известным специалисту в данной области показателем для измерения качества сигнала. Такие варианты осуществления рассматриваются как находящиеся в пределах объема настоящего открытия.

[0056] Отметим, что в варианте осуществления (не показано) процесс может автоматически завершаться на этапе 530, если индикатор качества сигнала, соответствующий индексу i, определенный на этапе 530, считается достаточным согласно некоторому критерию. В этом случае параметр x антенны может быть настроен в x(i) без оценки оставшихся кандидатов. Такой вариант осуществления рассматривается как находящийся в пределах объема настоящего открытия.

[0057] На этапе 540 проверяется индекс i, для того чтобы определить, достигнуто ли условие завершения. Например, индекс i может быть сравнен с общим количеством I конфигурируемых настроек для параметров антенны, подлежащих выбору перебором. Если этап 540 возвращает НЕТ, тогда индекс i увеличивается приращением (i=i+1) и способ возвращается к этапу 520. Если этап 540 возвращает ДА, тогда способ переходит к этапу 550.

[0058] На этапе 550 параметр x антенны настраивается в оптимальное значение x*. В варианте осуществления оптимальное значение x* определяется из измеренных индикаторов y(i) качества сигнала, полученных на этапе 530. В варианте осуществления оптимальное значение x* может быть выбрано в качестве настройки x(i), соответствующей наилучшему измеренному индикатору y(i) качества сигнала. Например, в варианте осуществления, в котором измеряется индикатор SINR, оптимальное значение x* может быть выбрано в качестве настройки x(i), соответствующей наилучшему измеренному SINR.

[0059] Отметим, что способ, отображенный на Фиг.5, показан только в целях иллюстрации и не предназначен для ограничения объема настоящего открытия любым частным способом выбора перебором параметров антенны и/или определения их оптимальных настроек. Специалист в соответствующей области может легко получить альтернативные варианты осуществления для выбора перебором множества параметров антенны, для того чтобы определить предпочтительную настройку для каждого параметра антенны. В варианте осуществления, употребляющем множество антенн, как описано на Фиг.4, специалист в соответствующей области также должен осознавать, что существует разнообразие альтернативных способов для определения предпочтительных настроек для множества трактов антенны в контексте, например, формирования диаграммы направленности антенны. Такие варианты осуществления рассматриваются как находящиеся в пределах объема настоящего открытия.

[0060] Фиг.6 отображает вариант осуществления, употребляющий множество описанных здесь методик. На Фиг.6 две антенны 670.1 и 670.2 предоставлены согласно варианту осуществления настоящего открытия с множеством антенн. Соответствующие блоки 675.1 и 675.2 регулируемой длины предоставлены для того, чтобы регулировать электрическую длину каждой из антенн, как здесь описано ранее. Дополнительно предоставлены блоки 610.1 и 610.2 регулируемого согласования для того, чтобы регулировать для каждой из антенн согласование антенны. Настройки блоков 670.1, 670.2, 675.1 и 675.2 управляются композитным сигналом 600a управления, подаваемым RF модулем 605. Сигнал 600a управления может в свою очередь задаваться процессором 184 данных внутри процессора 180 через интерфейсы 170 и 182 внешней шины. В качестве альтернативы сигнал 600a управления может быть подан непосредственно процессором 180 данных.

[0061] На Фиг.6 процессор 184 данных может реализовывать алгоритм, такой как отображенный на Фиг.5, для того чтобы определить предпочтительные настройки для параметров длины антенны и согласования антенны. Процессор 184 данных также может реализовывать алгоритмы формирования диаграммы направленности, для того чтобы определить оптимальные весовые коэффициенты, которые нужно применить к сигналам от множества антенн. Настройки и весовые коэффициенты, определенные процессором 184 данных, могут быть просигнализированы RF модулю 605 через внешнюю шину 175.

[0062] Отметим, что вариант осуществления на Фиг.6 показан только в целях иллюстрации и не предназначен для ограничения объема настоящего открытия частным показанным вариантом осуществления.

[0063] Фиг.7 отображает вариант осуществления настоящего открытия, в котором параметры антенны могут быть дополнительно отрегулированы для того, чтобы оптимизировать передачу антенны. На Фиг.7 беспроводное устройство 700 обменивается данными с удаленным устройством 701. Сигнал 700a представляет собой сигнал, принимаемый или передаваемый беспроводным устройством 700, в то время как сигнал 701a представляет собой сигнал, принимаемый или отправляемый удаленным устройством 701. В варианте осуществления беспроводное устройство 700 может быть картой данных, присоединяемой к мобильному персональному компьютеру для того, чтобы иметь возможность передачи и приема по сотовой сети CDMA (множественный доступ с кодовым разделением каналов). В таком варианте осуществления удаленное устройство 701 может быть базовой станцией CDMA.

[0064] На Фиг.7 RX модуль 115 и TX модуль 715 одновременно предоставлены в RF модуле 705 для беспроводного устройства 700. И RX модуль 115, и TX модуль 715 соединены с антенной 770 через модуль 775 регулируемой длины, модуль 710 регулируемого согласования и дуплексор 780. Сигнал 710a управления предоставлен для того, чтобы управлять модулем 710 регулируемого согласования, в то время как сигнал 775a предоставлен для того, чтобы управлять модулем 775 регулируемой длины. Сигналы 710a и 775a управления вместе формируют композитный сигнал 702a управления.

[0065] Отметим, что специалист в соответствующей области должен понимать, что беспроводное устройство 700 также может заключать в себе несколько антенн и RF трактов сигнала, как обсуждалось в отношении Фиг.4. Специалист в соответствующей области должен осознавать, что множество антенн может быть соответствующим образом сконфигурировано как для TX, так и для RX. Такие варианты осуществления рассматриваются как находящиеся в пределах объема настоящего открытия.

[0066] Предпочтительные методики для выбора сигнала управления, такого как 710a для RX тракта сигнала, были ранее раскрыты выше. Дополнительно здесь ниже раскрываются, со ссылкой на Фиг.8, методики для выбора сигнала 710a управления для TX тракта сигнала. Отметим, что хотя сигнал 710a и показан конкретно для регулировки модуля регулируемого согласования на Фиг.7, специалист в соответствующей области должен осознавать, что методики, описанные ниже, могут быть легко применены для регулировки сигнала управления, для того чтобы оптимизировать любой TX параметр антенны. Такие варианты осуществления рассматриваются как находящиеся в пределах объема настоящего открытия.

[0067] Фиг.8 отображает вариант осуществления способа согласно настоящему открытию для того, чтобы определить предпочтительные настройки для параметров антенны для TX тракта сигнала. На Фиг.8 способ начинается на этапе 800 с загрузки беспроводного устройства. Отметим, что в альтернативных вариантах осуществления, способ для определения предпочтительных настроек не обязательно начинается только при загрузке устройства, и прочие события также могут запустить способ, например, обнаружение при передаче или приеме ухудшения качества сигнала, периодическое истечение счетчика, инициированный пользователем запуск и т.д.

[0068] На этапе 810 индексу i цикла присваивается исходное значение 1. Конфигурируемый параметр x антенны также настраивается в исходное значение x(0).

[0069] На этапе 820 параметр x антенны настраивается в соответствующее значение x(i), где x(i) является значением, выбранным из набора значений, который включает в себя все конфигурируемые настройки для параметра x, или из некоторого поднабора этих конфигурируемых настроек в зависимости от частного сценария использования. Например, в варианте осуществления, в котором x соответствует модулю конфигурируемого согласования и есть четыре конфигурируемых настройки согласования, x(i) может выбираться перебором всех четырех конфигурируемых настроек или x(i) может выбираться перебором только двух из четырех конфигурируемых настроек, когда обнаруживается частный сценарий использования.

[0070] Возвращаясь к Фиг.8, на этапе 825 беспроводное устройство передает удаленному устройству, такому как устройство 701, отображенное на Фиг.7, сигнал, используя настройку параметра антенны, соответствующую x(i), настроенному на этапе 820. На этапе 830 от удаленного устройства, такого как удаленное устройство 701 на Фиг.7, принимается индикатор y(i) качества сигнала. В варианте осуществления удаленное устройство может вычислить индикатор y(i) качества сигнала для сигнала, переданного беспроводным устройством на этапе 820 и принятого удаленным устройством, соответствующий настройке x(i). Индикатором качества сигнала может быть SINR, RSSI, измеренный уровень мощности TX, результат проверки по циклическому избыточному коду (CRC) или любой другой показатель для измерения качества сигнала, известный специалисту в соответствующей области. В варианте осуществления индикатором, принятым беспроводным устройством, может быть сообщение управления мощностью от удаленного устройства, инструктирующее беспроводному устройству либо увеличить его мощность передачи, либо снизить его мощность передачи. Специалист в соответствующей области должен осознавать, что команда управления мощностью, принятая от удаленного устройства, предоставляет беспроводному устройству информацию о качестве переданного сигнала и, таким образом, может быть использована беспроводным устройством для того, чтобы определить, соответствует ли качество переданного сигнала настройке x(i).

[0071] Отметим, что в варианте осуществления (не показано) процесс может автоматически завершаться на этапе 830, если индикатор качества сигнала, соответствующий индексу i, определенный на этапе 830, считается достаточным согласно некоторому критерию. В этом случае параметр x антенны может быть настроен в x(i) без оценки оставшихся кандидатов. Такой вариант осуществления рассматривается как находящийся в пределах объема настоящего открытия.

[0072] На этапе 840 проверяется индекс i, для того чтобы определить, достигнуто ли условие завершения. Например, индекс i может быть сравнен с максимальным числом I конфигураций параметра. Если этап 840 возвращает НЕТ, тогда индекс i увеличивается приращением (i=i+1) и способ возвращается к этапу 820. Если этап 840 возвращает ДА, тогда способ переходит к этапу 850.

[0073] На этапе 850 параметр x антенны настраивается в оптимальное значение x*. В варианте осуществления оптимальное значение x* определяется из принятых индикаторов y(i) качества сигнала, измеренных на этапе 830. В варианте осуществления оптимальное значение x* может быть выбрано в качестве настройки x(i), соответствующей наилучшему принятому индикатору y(i) качества сигнала. Например, в варианте осуществления, в котором индикатором измеряется SINR, оптимальное значение x* может быть выбрано как настройка x(i), соответствующая наилучшему измеренному SINR на удаленном устройстве.

[0074] Отметим, что способ, отображенный на Фиг.8, показан только в целях иллюстрации и не предназначен для ограничения объема настоящего открытия любым частным способом выбора перебором параметров антенны и/или определения ее оптимальных настроек. Специалист в соответствующей области может легко получить альтернативные варианты осуществления, на которых выбирают перебором несколько параметров антенны как для RX, так и для TX тракта сигнала для того, чтобы определить предпочтительную настройку для каждого параметра антенны. Такие варианты осуществления рассматриваются как находящиеся в пределах объема настоящего открытия.

[0075] Основываясь на описанных здесь идеях, должно быть очевидным, что раскрытые здесь аспекты могут быть реализованы независимо от любых других аспектов и что два или более из этих аспектов могут быть объединены различными путями. В одном или более примерных вариантах осуществления описанные функции могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программном обеспечении, встраиваемом программном обеспечении или любом их сочетании. При реализации в программном обеспечении функции могут храниться на или передаваться через как одна или более инструкций или код на компьютерно-читаемом носителе. Компьютерно-читаемый носитель включает в себя как компьютерные носители данных, так и средства связи, включая любое средство, которое способствует переносу компьютерной программы из одного места в другое. Носителями данных могут быть любые доступные носители, доступ к которым можно получить посредством компьютера. В качестве примера, и не ограничивая, такие компьютерно-читаемые носители могут содержать RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM или другой накопитель на оптическом диске, накопитель на магнитном диске, или другие устройства хранения на магнитном носителе, или любой другой носитель, который может использоваться для переноса или хранения желаемого программного кода в виде инструкций или структур данных и доступ к которому может быть получен посредством компьютера. Также любое подключение следует называть компьютерно-читаемым носителем. Например, если программное обеспечение передается с web-сайта, сервера или другого удаленного источника с использованием коаксиального кабеля, волоконно-оптического кабеля, витой пары, цифровой абонентской линии (DSL) или беспроводной технологии, такой как инфракрасная, радио или микроволновая, тогда коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витая пара, DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасная, радио или микроволновая, включены в понятие носителя. Магнитные и немагнитные диски, используемые здесь, включают в себя компакт- диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой диск универсального назначения (DVD), гибкий магнитный диск и диск blue-ray, где магнитные диски обычно воспроизводят данные магнитным образом, в то время как немагнитные диски воспроизводят данные оптически с помощью лазера. Сочетания вышеописанного также должны быть включены в объем компьютерно-читаемых носителей.

[0076] Инструкции или код, ассоциированные с компьютерно-читаемым носителем компьютерного программного продукта, могут быть исполнены компьютером, например, одним или более процессорами, таким как один или более цифровых сигнальных процессоров (DSP), микропроцессорами общего назначения, ASIC, FPGA или другими эквивалентными интегрированными или дискретными логическими схемами.

[0077] В этой спецификации и в формуле изобретения должно быть понятно, что когда элемент именуется как «подключенный» или «соединенный» с другим элементом, он может быть как непосредственно подключен или соединен с другим элементом, так и через промежуточный элемент, который может быть представлен. И наоборот, когда элемент именуется как «непосредственно подключенный» или «непосредственно соединенный» с другим элементом, то не существует промежуточных элементов.

[0078] Было описано некоторое число аспектов и примеров. Тем не менее, возможны различные модификации этих примеров, а представленные здесь принципы могут быть применены и к другим аспектам. Эти и другие аспекты находятся в пределах объема нижеследующей формулы изобретения.

Изобретение относится к антеннам для устройств беспроводной связи. Технический результат заключается в оптимизации рабочих характеристик беспроводного устройства, имеющих наилучший показатель качества сигнала. Устройство содержит средство для подачи сигнала управления на перестраиваемый антенный согласователь, имеющий множество выбираемых импедансов, средство для выбора импеданса перестраиваемого антенного согласователя, содержащее средство для настройки сигнала управления на первую настройку, средство для измерения показателя качества сигнала для сигнала, принятого в упомянутом беспроводном устройстве, соответствующего первой настройке, средство для настройки сигнала управления на вторую настройку, средство для измерения показателя качества сигнала для сигнала, принятого в упомянутом беспроводном устройстве, соответствующего второй настройке, и средство для настройки сигнала управления на настройку, имеющую показатель качества сигнала, соответствующий сигналу наивысшего качества, во время работы. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Способ настройки антенного согласователя для антенны (170) в беспроводном устройстве (100), причем способ содержит этапы, на которых:
подают сигнал (210а) управления на перестраиваемый антенный согласователь, причем перестраиваемый антенный согласователь имеет множество выбираемых импедансов; и
выбирают импеданс перестраиваемого антенного согласователя в ответ на сигнал управления,
причем упомянутый способ дополнительно содержит этапы, на которых:
настраивают сигнал управления на первую настройку;
измеряют показатель качества сигнала для сигнала, принятого в упомянутом беспроводном устройстве (100), соответствующий первой настройке;
настраивают сигнал управления на вторую настройку;
измеряют показатель качества сигнала для сигнала, принятого в упомянутом беспроводном устройстве (100), соответствующий второй настройке; и
во время работы настраивают сигнал управления на настройку, имеющую показатель качества сигнала, соответствующий сигналу наивысшего качества.

2. Способ по п.1, в котором показатель качества сигнала является отношением сигнал/помеха плюс шум (SINR), причем сигнал наивысшего качества имеет наивысшее SINR.

3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых: настраивают сигнал управления на настройку;
измеряют показатель качества сигнала, соответствующий настройке; и
если измеренный показатель качества сигнала отвечает предопределенному критерию, настраивают сигнал управления на упомянутую настройку во время работы.

4. Способ по п.3, в котором предопределенный критерий содержит превышение порога качества сигнала.

5. Способ по п.3, в котором показатель качества сигнала является отношением сигнал/помеха плюс шум (SINR), причем порог качества сигнала является порогом SINR, или
показатель качества сигнала является индикатором интенсивности принимаемого сигнала (RSSI), причем порог качества сигнала является порогом RSSI.

6. Способ по п.1, в котором настраивают сигнал управления на первую настройку в ответ на соединение беспроводного устройства с терминальным устройством, причем беспроводное устройство соединено с терминальным устройством через интерфейс универсальной последовательной шины (USB), причем, предпочтительно, беспроводное устройство является беспроводным приемником для приема сигналов согласно спецификации MediaFLO.

7. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых: настраивают сигнал управления для каждого выбираемого импеданса;
измеряют показатель качества сигнала для передаваемого сигнала, соответствующий каждому выбираемому импедансу; и
во время нормальной работы настраивают сигнал управления для выбираемого импеданса, имеющего наилучший соответствующий показатель
качества передаваемого сигнала.

8. Беспроводное устройство (100), содержащее:
средство для настройки антенного согласователя для антенны в беспроводном устройстве (100),
средство для подачи сигнала управления на перестраиваемый антенный согласователь, причем перестраиваемый антенный согласователь имеет множество выбираемых импедансов;
средство для выбора импеданса перестраиваемого антенного согласователя в ответ на сигнал управления, причем упомянутое средство для выбора дополнительно содержит:
средство для настройки сигнала управления на первую настройку;
средство для измерения показателя качества сигнала для сигнала, принятого в упомянутом беспроводном устройстве (100), соответствующего первой настройке;
средство для настройки сигнала управления на вторую настройку;
средство для измерения показателя качества сигнала для сигнала, принятого в упомянутом беспроводном устройстве (100), соответствующего второй настройке; и
средство для настройки сигнала управления на настройку, имеющую показатель качества сигнала, соответствующий сигналу наивысшего качества, во время работы.

9. Беспроводное устройство по п.8, причем беспроводное устройство соединяется с терминальным устройством через интерфейс универсальной последовательной шины (USB).

10. Беспроводное устройство по п.9, причем беспроводное устройство является беспроводным приемником для приема сигналов согласно спецификации MediaFLO.

11. Беспроводное устройство по п.8, дополнительно содержащее:
средство для изменения электрической длины антенны.

12. Компьютерно-читаемый носитель, содержащий сохраненный на нем компьютерный программный продукт, причем продукт содержит код, при исполнении которого компьютер осуществляет способ по любому из пп.1-7 для определения оптимального параметра согласования антенны для перестраиваемого антенного согласователя в беспроводном устройстве, причем беспроводное устройство содержит, по меньшей мере, одну антенну, перестраиваемый антенный согласователь соединен, по меньшей мере, с одной антенной, перестраиваемый антенный согласователь имеет множество выбираемых импедансов.