具有自適應(yīng)切換標(biāo)準(zhǔn)的天線切換系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了包含無線通信電路的電子設(shè)備。所述無線通信電路包括耦合到多個(gè)天線的射頻收發(fā)器電路。利用各個(gè)天線收集信號(hào)強(qiáng)度測量，并且產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度差異測量以反映出哪一個(gè)天線正表現(xiàn)出更優(yōu)越的性能。利用具有不同速度的基于時(shí)間的平均濾波器對(duì)所述信號(hào)強(qiáng)度差異測量進(jìn)行濾波。把相應(yīng)的經(jīng)過濾波的差異測量與例如天線切換閾值之類的天線切換標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較?；谟?jì)算在利用不同速度的濾波器被濾波的差異測量之間作為時(shí)間的函數(shù)表現(xiàn)出多少變化，對(duì)天線切換閾值實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，關(guān)于設(shè)備移動(dòng)的信息或其他數(shù)據(jù)也可以被用于做出閾值調(diào)節(jié)。
【專利說明】具有自適應(yīng)切換標(biāo)準(zhǔn)的天線切換系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明總體上涉及無線通信電路，更具體來說涉及具有無線通信電路的電子設(shè)備，其中所述無線通信電路具有多個(gè)天線。
[0002]例如便攜式計(jì)算機(jī)和蜂窩電話之類的電子設(shè)備常常配備有無線通信能力。舉例來說，電子設(shè)備可以使用例如蜂窩電話電路和WiMax (IEEE802.16)電路之類的長距離無線通信電路。電子設(shè)備還可以使用例如WiFi? (IEEE802.11)電路和Bluetooth?電路之類的短距離無線通信電路。
[0003]天線性能會(huì)影響用戶對(duì)電子設(shè)備的無線能力加以利用的能力。如果天線性能不令人滿意，則可能會(huì)掉落呼叫，或者數(shù)據(jù)傳輸速率可能會(huì)不合期望地變慢。為了確保天線性能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，有時(shí)可能希望提供具有多個(gè)天線的電子設(shè)備。在某些情況中，設(shè)備內(nèi)的控制電路可以能夠在各個(gè)天線之間進(jìn)行切換，以便確保最優(yōu)的天線正被用來處理呼叫業(yè)務(wù)。
[0004]快速切換到最優(yōu)天線的能力可以幫助確保無線通信不會(huì)受到干擾。與此同時(shí)，不應(yīng)當(dāng)犧牲準(zhǔn)確性。在真實(shí)世界環(huán)境中，許多因素可能會(huì)影響天線性能，比如路徑損耗波動(dòng)以及涉及在某一天線的一部分上短暫存在外部物體的天線阻擋事件。如果不采取措施的話，天線切換響應(yīng)可能是快速而不準(zhǔn)確或者是準(zhǔn)確但緩慢的。
[0005]因此將希望能夠提供使得例如具有多個(gè)天線的設(shè)備之類的電子設(shè)備確定如何在操作期間在各個(gè)天線之間進(jìn)行切換的改進(jìn)方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]可以提供包含無線通信電路的電子設(shè)備。所述無線通信電路可以包括耦合到多個(gè)天線的射頻收發(fā)器電路。
[0007]可以利用天線收集信號(hào)強(qiáng)度測量，并且可以產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度差異測量。所述差異測量可以反映出其中一個(gè)天線是否正表現(xiàn)出優(yōu)于其他天線的性能。如果確定某一替換天線的性能好于當(dāng)前所使用的天線，則可以將該替換天線切換到使用中。
[0008]可以利用電子設(shè)備中的控制算法來處理信號(hào)強(qiáng)度差異測量以便確定是否要在各個(gè)天線之間進(jìn)行切換?？梢岳镁哂胁煌俣鹊幕跁r(shí)間的平均濾波器對(duì)信號(hào)強(qiáng)度差異測量進(jìn)行濾波?？梢园严鄳?yīng)的經(jīng)過濾波的差異測量與例如天線切換閾值之類的天線切換標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。
[0009]所述電子設(shè)備可以操作在其中差異測量緩慢波動(dòng)的環(huán)境中(其有時(shí)被稱作緩慢衰落環(huán)境)，并且可以被操作在其中差異測量更加快速地波動(dòng)的環(huán)境中(其有時(shí)被稱作快速衰落環(huán)境)。
[0010]所述平均濾波器可以包括慢速濾波器和快速濾波器。慢速濾波器可以在一個(gè)相對(duì)較長的時(shí)間周期內(nèi)對(duì)差異測量進(jìn)行平均，從而在緩慢衰落和快速衰落環(huán)境中都產(chǎn)生準(zhǔn)確的結(jié)果。快速濾波器可以在一個(gè)較短時(shí)間周期內(nèi)對(duì)差異測量進(jìn)行平均，以便允許控制算法比單獨(dú)利用慢速濾波器所可能實(shí)現(xiàn)的情況更加快速地對(duì)差異測量波動(dòng)做出響應(yīng)。
[0011]可以把慢速濾波器的輸出和快速濾波器的輸出與相應(yīng)的慢速濾波器和快速濾波器閾值進(jìn)行比較，以便確定是否要請求把某一替換天線切換到使用中以替代當(dāng)前活動(dòng)的天線。
[0012]可以基于作為各項(xiàng)經(jīng)過濾波的差異測量之間的時(shí)間的函數(shù)計(jì)算表現(xiàn)出多少變化來實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)快速濾波器閾值。在其中快速濾波器的輸出與慢速濾波器的輸出接近的快速衰落環(huán)境中，可以減小快速濾波器閾值以便允許利用控制算法的快速濾波器分支來提高天線切換速度。在其中快速濾波器的輸出與慢速濾波器的輸出不同的緩慢衰落環(huán)境中，可以增大快速濾波器閾值以便確?？刂扑惴ǖ目焖贋V波器分支不會(huì)產(chǎn)生不準(zhǔn)確的天線切換請求。為了確保設(shè)備在從快速衰落過渡到緩慢衰落環(huán)境時(shí)適當(dāng)?shù)刈龀鲰憫?yīng)，在進(jìn)行閾值調(diào)節(jié)時(shí)可以使用關(guān)于設(shè)備移動(dòng)的信息或其他數(shù)據(jù)。
[0013]通過附圖和后面對(duì)于優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征、其性質(zhì)和各種優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有無線通信電路的說明性電子設(shè)備的透視圖，其中所述無線通信電路具有多個(gè)天線。
[0015]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括基站和具有無線通信電路的說明性電子設(shè)備的無線網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中所述無線通信電路具有多個(gè)天線。
[0016]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括多個(gè)天線以及用于控制各個(gè)天線的使用的電路的說明性無線電路的圖示。
[0017]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在控制具有多個(gè)天線的電子設(shè)備的操作以確保使用最優(yōu)天線的過程中所涉及的說明性操作的流程圖。
[0018]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的曲線圖，其中示出了在各個(gè)天線之間的接收信號(hào)強(qiáng)度的差異相對(duì)較小并且信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng)相對(duì)較為緩慢的環(huán)境中，如何可以對(duì)所測天線信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)以確定何時(shí)切換天線。
[0019]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的曲線圖，其中示出了在各個(gè)天線之間的信號(hào)強(qiáng)度的差異相對(duì)較小并且信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng)相對(duì)較為快速的環(huán)境中，如何可以對(duì)所測天線信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)以確定何時(shí)切換天線。
[0020]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的曲線圖，其中示出了在各個(gè)天線之間的信號(hào)強(qiáng)度的差異相對(duì)較大的環(huán)境中，如何可以對(duì)所測天線信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)以確定何時(shí)切換天線。
[0021]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的曲線圖，其中示出了如何可以基于例如來自衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器或傳感器的移動(dòng)數(shù)據(jù)之類的外部輸入來調(diào)節(jié)天線切換標(biāo)準(zhǔn)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]電子設(shè)備可以配備有無線通信電路。所述無線通信電路可以被用來支持多個(gè)無線通信頻帶內(nèi)的無線通信。所述無線通信電路可以包括被設(shè)置成實(shí)施天線分集系統(tǒng)的多個(gè)天線。
[0023]所述天線可以包括環(huán)形天線、倒F型天線、帶狀天線、平面倒F型天線、縫隙天線、包括多于一種類型的天線結(jié)構(gòu)的混合天線或者其他適當(dāng)?shù)奶炀€。用于天線的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以由導(dǎo)電電子設(shè)備結(jié)構(gòu)形成，比如導(dǎo)電外罩結(jié)構(gòu)(例如接地平面以及外圍導(dǎo)電外罩構(gòu)件或其他外罩結(jié)構(gòu)的一部分)，基板上的跡線(比如塑料、玻璃或陶瓷基板上的跡線)，柔性印刷電路板(“柔性電路”)上的跡線，剛性印刷電路板(例如填充有纖維玻璃的環(huán)氧板)上的跡線，模制金屬箔片部分，連線，金屬條帶，其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，或者由這些結(jié)構(gòu)的某種組合形成的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
[0024]在圖1中示出了可以配備有一個(gè)或多個(gè)天線(例如兩個(gè)天線、三個(gè)天線、四個(gè)天線、五個(gè)或更多天線等等)的類型的說明性電子設(shè)備。電子設(shè)備10可以是便攜式電子設(shè)備或其他適當(dāng)?shù)碾娮釉O(shè)備。舉例來說，電子設(shè)備10可以是膝上型計(jì)算機(jī)，平板計(jì)算機(jī)，略微較小的設(shè)備(例如腕表設(shè)備、掛件、頭戴式耳機(jī)設(shè)備、入耳式耳機(jī)設(shè)備或者其他可佩戴或小型設(shè)備)，蜂窩電話，媒體播放器等等。
[0025]設(shè)備10可以包括外罩，比如外罩12。外罩12有時(shí)可以被稱作外殼，其可以由塑料、玻璃、陶瓷、纖維復(fù)合物、金屬(例如不銹鋼、鋁等等)、其他適當(dāng)?shù)牟牧匣蛘哌@些材料的某種組合。在某些情況下，外罩12的一些部分可以由電介質(zhì)或其他低電導(dǎo)率材料形成。在其他情況下，外罩12或者構(gòu)成外罩12的至少其中一些結(jié)構(gòu)可以由金屬元件形成。
[0026]如果希望的話，設(shè)備10可以具有顯示器，比如顯示器14。顯示器14例如可以是合并有電容性觸摸電極的觸摸屏。顯示器14可以包括由發(fā)光二極管(LED)、有機(jī)LED(OLED)、等離子單元、電子墨水元件、液晶顯示器(LCD)組件或者其他適當(dāng)?shù)膱D像像素結(jié)構(gòu)形成的圖像像素。覆蓋玻璃層可以覆蓋顯示器14的表面。顯示器14的例如外圍區(qū)段201的一些部分可以是非活動(dòng)的，并且可以不具有圖像像素結(jié)構(gòu)。顯示器14的例如矩形中心部分20A(以虛線20為邊界)的一些部分可以對(duì)應(yīng)于顯示器14的活動(dòng)部分。在活動(dòng)顯示器區(qū)段20A中，可以使用圖像像素陣列來為用戶顯示圖像。
[0027]覆蓋顯示器14的覆蓋玻璃層可以具有開口，比如對(duì)應(yīng)于按鈕16的圓形開口和例如揚(yáng)聲器端口開口 18的揚(yáng)聲器端口開口(其例如對(duì)應(yīng)于針對(duì)用戶的耳用揚(yáng)聲器)。設(shè)備10還可以具有其他開口(例如顯示器14和/或外罩12中的用于容納音量按鈕、振鈴器按鈕、睡眠按鈕和其他按鈕的開口，用于音頻插孔、數(shù)據(jù)端口連接器、可移除介質(zhì)插槽的開口等
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[0028]外罩12可以包括外圍導(dǎo)電構(gòu)件，比如圍繞顯示器14和設(shè)備10的矩形輪廓的金屬邊框或金屬帶(作為一個(gè)實(shí)例)。如果希望的話，所述外圍導(dǎo)電構(gòu)件可以被用于形成設(shè)備10的天線。
[0029]可以沿著設(shè)備10的邊緣、在設(shè)備10的背面或正面放置天線以作為延伸元件或者可附接結(jié)構(gòu)，或者放置在設(shè)備10中的其他位置處。對(duì)于有時(shí)在這里被描述為一個(gè)實(shí)例的一種適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，設(shè)備10可以在外罩12的下端24配備有一個(gè)或多個(gè)天線并且在外罩12的上端22配備有一個(gè)或多個(gè)天線。通過把天線放置在設(shè)備10的相對(duì)末端(即當(dāng)設(shè)備10具有圖1中所示類型的細(xì)長矩形形狀時(shí)，將其放置在顯示器14和設(shè)備10的較窄末端區(qū)段)可以允許在與顯示器14的導(dǎo)電部分(例如顯示器14的活動(dòng)區(qū)段20A中的像素陣列和驅(qū)動(dòng)器電路)相關(guān)聯(lián)的接地結(jié)構(gòu)的適當(dāng)距離處形成這些天線。
[0030]如果希望的話，可以將第一蜂窩電話電線放置在區(qū)段24中，并且可以將第二蜂窩電話天線放置在區(qū)段22中。用于處理例如全球定位系統(tǒng)信號(hào)之類的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)或者例
如IEEE802.1i ( WiFi? )信號(hào)或Bluetooth?.信號(hào)之類的無線局域網(wǎng)信號(hào)的天線結(jié)構(gòu)
也可以被提供在區(qū)段22和/或24中(作為單獨(dú)的附加天線或者作為第一和第二蜂窩電話天線的一部分)。還可以在區(qū)段22和/或24中提供用以處理WiMax (IEEE802.16)信號(hào)的天線結(jié)構(gòu)。
[0031]在區(qū)段22和24中，可以在導(dǎo)電外罩結(jié)構(gòu)和印刷電路板以及構(gòu)成設(shè)備10的其他導(dǎo)電電組件之間形成開口。這些開口可以填充有空氣、塑料或其他電介質(zhì)。導(dǎo)電外罩結(jié)構(gòu)和其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以充當(dāng)用于設(shè)備10中的天線的接地平面。區(qū)段22和24中的開口可以充當(dāng)開隙或閉隙天線中的縫隙，可以充當(dāng)環(huán)形天線中的由導(dǎo)電材料路徑圍繞的中心電介質(zhì)區(qū)段，可以充當(dāng)把天線諧振元件(比如帶狀天線諧振元件或倒F型天線諧振元件，例如由設(shè)備10中的導(dǎo)電外圍外罩結(jié)構(gòu)的一部分形成的倒F型天線諧振元件)與接地平面分開的空間，或者還可以充當(dāng)在區(qū)段22和24中形成的天線結(jié)構(gòu)的一部分。
[0032]可以在區(qū)段22和24中形成完全相同的天線(也就是說可以在區(qū)段22和24中形成分別覆蓋蜂窩電話頻帶或其他感興趣的通信頻帶的相同集合的天線)。由于布局約束或其他設(shè)計(jì)約束，可能不希望使用完全相同的天線。相反可能希望利用不同的設(shè)計(jì)來實(shí)施區(qū)段22和24中的天線。舉例來說，區(qū)段24中的第一天線可以覆蓋所有感興趣的蜂窩電話頻帶(例如四個(gè)或五個(gè)頻帶)，并且區(qū)段22中的第二天線可以覆蓋由第一天線處理的所述四個(gè)或五個(gè)頻帶當(dāng)中的一個(gè)子集。此外還可以使用其中區(qū)段24中的天線所處理的頻帶是區(qū)段22中的天線所處理的頻帶的一個(gè)子集的設(shè)置(或者反之亦然)?？梢允褂谜{(diào)諧電路來實(shí)時(shí)調(diào)諧此類天線，以便覆蓋第一頻帶子集或第二頻帶子集并且從而覆蓋所有感興趣的頻帶。
[0033]在圖2中示出了設(shè)備10可以操作在其中的系統(tǒng)的示意圖。如圖2中所示，系統(tǒng)11可以包括例如基站21之類定位無線網(wǎng)絡(luò)裝備。例如基站21之類的基站可以與蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)或者其他無線聯(lián)網(wǎng)裝備相關(guān)聯(lián)。設(shè)備10可以通過無線鏈接23 (例如蜂窩電話鏈接或其他無線通信鏈接)與基站21通信。
[0034]設(shè)備10可以包括例如存儲(chǔ)和處理電路28之類的控制電路。存儲(chǔ)和處理電路28可以包括存儲(chǔ)裝置，比如硬盤驅(qū)動(dòng)器存儲(chǔ)裝置、非易失性存儲(chǔ)器(例如閃存或者被配置成形成固態(tài)驅(qū)動(dòng)器的其他電可編程只讀存儲(chǔ)器)、易失性存儲(chǔ)器(例如靜態(tài)或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等等。存儲(chǔ)和處理電路28中的處理電路以及其他控制電路(比如無線通信電路34中的控制電路)可以被用來控制設(shè)備10的操作。該處理電路可以是基于一個(gè)或多個(gè)微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器、基帶處理器、電力管理單元、音頻編解碼器芯片、專用集成電路
坐坐寸寸ο
[0035]存儲(chǔ)和處理電路28可以被用來在設(shè)備10上運(yùn)行軟件，比如互聯(lián)網(wǎng)瀏覽應(yīng)用、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議語音(VOIP)電話呼叫應(yīng)用、電子郵件應(yīng)用、媒體重放應(yīng)用、操作系統(tǒng)功能等等。為了支持與例如基站21之類的外部裝備的交互，存儲(chǔ)和處理電路28可以被用于實(shí)施通信協(xié)議?？梢岳么鎯?chǔ)和處理電路28來實(shí)施的通信協(xié)議包括:互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，無線局域網(wǎng)協(xié)議(例如IEEE802.11協(xié)議，其有時(shí)被稱作1WiFi?)，用于其他短距離無線通信鏈接的協(xié)議，比如Bluetooth?協(xié)議、IEEE802.16 (WiMax)協(xié)議，蜂窩電話協(xié)議，比如長期演進(jìn)(LTE)協(xié)議、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)協(xié)議、碼分多址(CDMA )協(xié)議以及通用移動(dòng)電信系統(tǒng)(UMTS )協(xié)議等
坐寸ο
[0036]電路28可以被配置成實(shí)施控制設(shè)備10中的天線的使用的控制算法。舉例來說，電路28可以將無線電路34配置成把特定天線切換到使用中來傳送和/或接收信號(hào)。在某些情況下，電路28可以被用于收集傳感器信號(hào)以及反映所接收的信號(hào)(例如所接收的尋呼信號(hào)、所接收的語音呼叫業(yè)務(wù)、所接收的控制信道信號(hào)、所接收的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等等)的質(zhì)量的信號(hào)。可以在設(shè)備10中進(jìn)行的信號(hào)質(zhì)量測量的實(shí)例包括:誤比特率測量，信噪比測量，關(guān)于與傳入無線信號(hào)相關(guān)聯(lián)的功率數(shù)量的測量，基于接收信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)(RSSI)信息的信道質(zhì)量測量，基于接收信號(hào)代碼功率(RSCP)信息的信道質(zhì)量測量(RSCP測量)，基于信干比(SINR)和信噪比(SNR)信息的信道質(zhì)量測量(SINR和SNR測量)，基于例如Ec/lo或Ec/No數(shù)據(jù)之類的信號(hào)質(zhì)量數(shù)據(jù)的信道質(zhì)量測量(Ec/lo和Ec/No測量)等等。該信息可以被用于控制使用哪一個(gè)天線。還可以基于其他標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行天線選擇。
[0037]輸入-輸出電路30可以被用來允許向設(shè)備10供應(yīng)數(shù)據(jù)以及允許從設(shè)備10向外部設(shè)備提供數(shù)據(jù)。輸入-輸出電路30可以包括輸入-輸出設(shè)備32。輸入-輸出設(shè)備32可以包括觸摸屏、按鈕、操縱桿、點(diǎn)擊式觸摸轉(zhuǎn)盤、滾輪、觸摸板、小鍵盤、鍵盤、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、音調(diào)生成器、振動(dòng)器、攝影機(jī)、加速度計(jì)(運(yùn)動(dòng)傳感器)、周圍光傳感器以及其他傳感器、發(fā)光二極管和其他狀態(tài)指示器、數(shù)據(jù)端口等等。用戶可以通過經(jīng)由輸入-輸出設(shè)備32供應(yīng)命令來控制設(shè)備10的操作，并且可以利用輸入-輸出設(shè)備32的輸出資源接收來自設(shè)備10的狀態(tài)信息和其他輸出。
[0038]無線通信電路34可以包括由一個(gè)或多個(gè)集成電路形成的射頻(RF)收發(fā)器電路、功率放大器電路、低噪聲輸入放大器、無源RF組件、一個(gè)或多個(gè)天線以及用于處理RF無線信號(hào)的其他電路。
[0039]無線通信電路34可以包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器電路，比如全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器電路35(其例如用于在1575MHz下接收衛(wèi)星定位信號(hào))。收發(fā)器電路36可以處理對(duì)應(yīng)于WiFi? (IEEE802.11)通信的 2.4GHz 和 5GHz 頻帶，并且可以處理 2.4GHz Bluetooth?通信頻帶。電路34可以使用蜂窩電話收發(fā)器電路38來處理蜂窩電話頻帶內(nèi)的無線通信，比如850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz和2100MHz處的頻帶或者其他感興趣的蜂窩電話頻帶。如果希望的話，無線通信電路34可以包括用于其他短距離和長距離無線鏈接的電路(例如WiMax電路等等)。無線通信電路34例如可以包括用于接收無線電和電視信號(hào)的無線電路、尋呼電路等等。在1WiFi?和Bluetooth?鏈接以及其他短距離無線鏈接中，通常使用無線信號(hào)在數(shù)十或數(shù)百英尺的距離上傳送數(shù)據(jù)。在蜂窩電話鏈接和其他長距離鏈接中，通常使用無線信號(hào)在數(shù)千英尺或英里的距離上傳送數(shù)據(jù)。
[0040]無線通信電路34可以包括天線40?？梢岳萌魏芜m當(dāng)類型的天線來形成天線40。舉例來說，天線40可以包括具有由環(huán)形天線結(jié)構(gòu)、貼片式天線結(jié)構(gòu)、倒F型天線結(jié)構(gòu)、閉隙和開隙天線結(jié)構(gòu)、平面倒F型天線結(jié)構(gòu)、螺旋天線結(jié)構(gòu)形成的諧振元件的天線，帶狀天線，單極天線，偶極天線，這些設(shè)計(jì)的混合等等。不同類型的天線可以被用于不同頻帶和頻帶組合。舉例來說，一種類型的天線可以被用于形成本地?zé)o線鏈接天線，另一種類型的天線可以被用于形成遠(yuǎn)程無線鏈接天線。正如結(jié)合圖1所描述的那樣，在設(shè)備10中可以有多個(gè)蜂窩電話天線。舉例來說，在設(shè)備10的區(qū)段24中可以有一個(gè)蜂窩電話天線，在設(shè)備10的區(qū)段22中可以有另一個(gè)蜂窩電話天線。這些天線可以是固定的或者可以是可調(diào)諧的。
[0041]可以通過被配置成存儲(chǔ)和執(zhí)行用于實(shí)施控制算法(例如天線分集控制算法和其他無線控制算法)的控制代碼來控制設(shè)備10。如圖3中所示，控制電路42可以包括存儲(chǔ)和處理電路28 (例如微處理器、存儲(chǔ)器電路等等)，并且可以包括基帶處理器58。基帶處理器58可以形成無線電路34的一部分，并且可以包括存儲(chǔ)器和處理電路(也就是說基帶處理器58可以被視為形成設(shè)備10的存儲(chǔ)和處理電路的一部分)。
[0042]基帶處理器58可以經(jīng)由路徑48向存儲(chǔ)和處理電路28提供數(shù)據(jù)。路徑48上的數(shù)據(jù)可以包括:與對(duì)應(yīng)于所接收的信號(hào)的無線(天線)性能量度相關(guān)聯(lián)的未經(jīng)處理和經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)，比如接收功率、傳送功率、誤幀率、誤比特率、基于接收信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)(RSSI)信息的信道質(zhì)量測量、基于接收信號(hào)代碼功率(RSCP)信息的信道質(zhì)量測量、基于信干比(SINR)和信噪比(SNR)信息的信道質(zhì)量測量、基于例如Ec/lo或Ec/No數(shù)據(jù)之類的信號(hào)質(zhì)量數(shù)據(jù)的信道質(zhì)量測量，關(guān)于是否正從蜂窩電話塔接收對(duì)應(yīng)于來自電子設(shè)備的請求的響應(yīng)(確認(rèn))的信息，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)接入規(guī)程是否成功的信息，關(guān)于通過電子設(shè)備與蜂窩塔之間的蜂窩鏈接正在請求多少重傳的信息，關(guān)于是否接收到信令丟失消息的信息，以及反映無線電路34的性能的其他信息。該信息可以由存儲(chǔ)和處理電路28以及/或者處理器58進(jìn)行分析，并且作為響應(yīng)存儲(chǔ)和處理電路28 (或者如果希望的話是基帶處理器58)可以發(fā)出用于控制無線電路34的控制命令。舉例來說，存儲(chǔ)和處理電路28可以在路徑52和路徑50上發(fā)出控制命令。
[0043]無線電路34可以包括射頻收發(fā)器電路，比如射頻收發(fā)器電路60和射頻前端電路62。射頻收發(fā)器電路60可以包括一個(gè)或多個(gè)射頻收發(fā)器，比如收發(fā)器57和63 (例如在各個(gè)天線之間共享的一個(gè)或多個(gè)收發(fā)器、每個(gè)天線一個(gè)收發(fā)器等等)。在圖3的說明性配置中，射頻收發(fā)器電路60具有第一收發(fā)器和第二收發(fā)器，其中第一收發(fā)器例如是與路徑(端口 )54相關(guān)聯(lián)(并且可以與路徑44相關(guān)聯(lián))的收發(fā)器57，第二收發(fā)器例如是與路徑(端口)56相關(guān)聯(lián)(并且可以與路徑46相關(guān)聯(lián))的收發(fā)器57。收發(fā)器57可以包括例如傳送器59之類的傳送器以及例如接收器61之類的接收器，或者可以僅包含接收器(例如接收器61)或者僅包含傳送器(例如傳送器59)。收發(fā)器63可以包括例如傳送器67之類的傳送器以及例如接收器65之類的接收器，或者可以僅包含接收器(例如接收器65)或者僅包含傳送器(例如傳送器 67)。
[0044]基帶處理器58可以從存儲(chǔ)和處理電路28接收將要傳送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并且可以使用路徑46和射頻收發(fā)器電路60來傳送相應(yīng)的射頻信號(hào)。射頻前端62可以耦合在射頻收發(fā)器60與天線40之間，并且可以被用來向天線40傳送由傳送器59和67產(chǎn)生的射頻信號(hào)。射頻前端62可以包括射頻開關(guān)、阻抗匹配電路、濾波器以及用于形成天線40與射頻收發(fā)器60之間的接口的其他電路。
[0045]可以經(jīng)由射頻前端62、例如路徑54和56之類的路徑、射頻收發(fā)器60中的接收器電路(比如端口 54處的接收器61和端口 56處的接收器63)以及例如路徑44和46之類的路徑把由天線40接收的傳入射頻信號(hào)提供到基帶處理器58?；鶐幚砥?8可以把所接收的這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成被提供到存儲(chǔ)和處理電路28的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)?；鶐幚砥?8還可以從所接收的信號(hào)中提取表明對(duì)應(yīng)于收發(fā)器當(dāng)前被調(diào)諧到的信道的信號(hào)質(zhì)量的信息。舉例來說，基帶處理器和/或控制電路42中的其他電路可以分析所接收的信號(hào)，以便產(chǎn)生誤比特率測量、關(guān)于與傳入無線信號(hào)相關(guān)聯(lián)的功率數(shù)量的測量、強(qiáng)度指標(biāo)(RSSI)信息、接收信號(hào)代碼功率(RSCP)信息、信干比(SINR)信息、信噪比(SNR)信息、基于例如Ec/lo或Ec/No數(shù)據(jù)之類的信號(hào)質(zhì)量數(shù)據(jù)的信道質(zhì)量測量等等。該信息可以被用于控制使用設(shè)備10中的哪一個(gè)(哪些)天線。舉例來說，運(yùn)行在控制電路42上的控制算法可以被用來基于例如前述信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)測量將特定天線切換到使用中。[0046]射頻前端62可以包括被用來把收發(fā)器57連接到天線40B并且把收發(fā)器63連接到天線40A或者反之亦然的開關(guān)。所述開關(guān)可以由通過路徑50接收自控制電路42的控制信號(hào)來控制。電路42例如可以調(diào)節(jié)所述開關(guān)以便選擇使用哪一個(gè)天線來傳送射頻信號(hào)(例如當(dāng)希望在兩個(gè)天線之間共享收發(fā)器60中的單一傳送器時(shí))或者使用哪一個(gè)天線來接收射頻信號(hào)(例如當(dāng)希望在兩個(gè)天線之間共享單一接收器時(shí))。
[0047]如果希望的話，可以在不使用前端62中的開關(guān)的情況下通過選擇性地激活和停用各個(gè)收發(fā)器來進(jìn)行天線選擇。舉例來說，如果希望使用天線40B，則可以激活收發(fā)器57(其可以通過電路62耦合到天線40B)并且可以停用收發(fā)器63 (其可以通過電路62耦合到天線40A)。如果希望使用天線40A，則電路42可以激活收發(fā)器63并且停用收發(fā)器57。還可以使用這些方法的組合來選擇使用哪些天線來傳送和/或接收信號(hào)。
[0048]可以通過使用實(shí)施在控制電路42上的控制算法(例如利用存儲(chǔ)和處理電路28以及基帶處理器58的控制電路和存儲(chǔ)器資源)來施行控制操作，比如與配置無線電路34通過所期望的一個(gè)天線40傳送或接收射頻信號(hào)相關(guān)聯(lián)的操作。
[0049]當(dāng)設(shè)備10中的天線被外部物體(比如用戶的手)阻擋時(shí)，當(dāng)設(shè)備10被放置在干擾正確天線操作的物體附近時(shí)，或者由于其他因素(例如設(shè)備相對(duì)于其周圍環(huán)境的指向等等)，天線操作可能會(huì)受到干擾。為了確保使用最優(yōu)的天線，設(shè)備10可以監(jiān)測在每一個(gè)天線上接收的信號(hào)，并且可以基于所監(jiān)測的信號(hào)將適當(dāng)?shù)奶炀€切換到使用中來處理對(duì)應(yīng)于設(shè)備10的無線通信數(shù)據(jù)量。
[0050]在設(shè)備10的電路上運(yùn)行的天線切換算法可以被用來基于所評(píng)估的接收信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量自動(dòng)施行天線切換操作。每當(dāng)當(dāng)前使用的天線上的天線性能相對(duì)于某一可用替換天線降低時(shí)，或者當(dāng)其他天線切換標(biāo)準(zhǔn)得到滿足時(shí)，所述天線切換算法可以引導(dǎo)設(shè)備10選擇新的天線以用于處理無線信號(hào)(例如蜂窩電話信號(hào)或其他無線業(yè)務(wù))。對(duì)于這種類型的設(shè)置，不需要同時(shí)使用多個(gè)天線和相關(guān)聯(lián)的電路來處理無線信號(hào)，從而使得功率消耗最小化。
[0051]在這里有時(shí)作為一個(gè)實(shí)例描述了其中設(shè)備10具有第一天線和第二天線的設(shè)置。但是這僅僅是說明性的。如果希望的話，設(shè)備10可以使用三個(gè)或更多天線。設(shè)備10可以使用(例如在頻帶覆蓋、效率等方面)基本上完全相同的天線，或者可以使用其他類型的天線配置。
[0052]在施行天線切換操作時(shí)，設(shè)備10可以利用任何適當(dāng)?shù)男盘?hào)質(zhì)量量度來測量信號(hào)強(qiáng)度。作為一個(gè)實(shí)例，設(shè)備10可以測量接收信號(hào)功率，可以收集接收信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)(RSSI)信息，可以收集接收信號(hào)代碼功率(RSCP)信息，或者可以收集關(guān)于接收信號(hào)強(qiáng)度的其他信
肩、O
[0053]可以對(duì)于設(shè)備10中的每一個(gè)天線收集接收信號(hào)強(qiáng)度信息。舉例來說，如果設(shè)備10包括上方和下方天線，則可以收集對(duì)應(yīng)于在上方和下方天線全部二者中接收的信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度?？梢酝ㄟ^天線切換控制算法對(duì)上方和下方天線的接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行處理。所述切換算法可以使用切換標(biāo)準(zhǔn)和所測接收天線信號(hào)強(qiáng)度來實(shí)時(shí)確定是否應(yīng)當(dāng)切換設(shè)備10中的天線指派。如果切換標(biāo)準(zhǔn)得到滿足，則可以交換天線。例如如果通過把接收信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)與閾值設(shè)定進(jìn)行比較而確定下方天線被阻擋，則可以把上方天線切換到使用中以替代下方天線。
[0054]為了確保設(shè)備10在多種環(huán)境條件期間保持響應(yīng)性，可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)切換標(biāo)準(zhǔn)(即一個(gè)或多個(gè)切換閾值或其他切換算法參數(shù))。其中設(shè)備10基于接收信號(hào)強(qiáng)度的測量值調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)閾值的數(shù)值的設(shè)置有時(shí)可以被稱作自適應(yīng)閾值設(shè)置。
[0055]為了在確保針對(duì)不斷改變的條件的快速響應(yīng)的同時(shí)抑制噪聲，可以對(duì)接收信號(hào)強(qiáng)度測量應(yīng)用基于時(shí)間的平均濾波器?？梢允褂枚鄠€(gè)濾波器，每一個(gè)濾波器具有不同的相關(guān)聯(lián)的濾波特性。舉例來說，可以有兩個(gè)、三個(gè)或超過三個(gè)濾波器，每一個(gè)濾波器具有不同的相關(guān)聯(lián)的濾波特性。對(duì)于有時(shí)可以作為一個(gè)實(shí)例在此進(jìn)行描述的一種適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，設(shè)備10可以使用一對(duì)基于時(shí)間的濾波器。
[0056]所述基于時(shí)間的濾波器可以在相對(duì)較長的時(shí)間周期(其有時(shí)被稱作慢速濾波)和相對(duì)較短的時(shí)間周期(其有時(shí)被稱作快速濾波)內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行平均。慢速濾波器產(chǎn)生準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，但是不會(huì)對(duì)真實(shí)信號(hào)強(qiáng)度的突然改變迅速做出響應(yīng)?？焖贋V波器會(huì)迅速做出響應(yīng)。但是由于快速濾波器與慢速濾波器相比在較短時(shí)間窗口內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行平均，因此經(jīng)過快速濾波的信號(hào)強(qiáng)度測量往往比慢速濾波器信號(hào)強(qiáng)度具有更多噪聲。因此，與經(jīng)過慢速濾波的信號(hào)測量相比，可能需要把經(jīng)過快速濾波的信號(hào)測量與更大的閾值進(jìn)行比較，以避免錯(cuò)誤警報(bào)(即避免在不適當(dāng)?shù)臅r(shí)間切換天線的情況)。
[0057]如果希望的話，來自外部來源的輸入可以被用于做出天線切換決定。來自外部來源的輸入例如可以包括來自設(shè)備10中的一個(gè)或多個(gè)傳感器的信息。作為一個(gè)實(shí)例，來自輸入-輸出設(shè)備32中的加速度計(jì)的數(shù)據(jù)可以被用來產(chǎn)生關(guān)于設(shè)備10的運(yùn)動(dòng)的信息。加速度計(jì)數(shù)據(jù)可以被用來確定設(shè)備10是處在快速移動(dòng)的環(huán)境中(例如處在汽車或其他移動(dòng)中的交通工具內(nèi))還是已突然停止移動(dòng)。例如全球定位系統(tǒng)(GPS)數(shù)據(jù)之類的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器數(shù)據(jù)可以被用來確定設(shè)備10的速度(即設(shè)備10正在移動(dòng)還是靜止)。關(guān)于設(shè)備移動(dòng)的信息和其他外部數(shù)據(jù)可以被用來實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)閾值和其他天線切換標(biāo)準(zhǔn)。舉例來說，當(dāng)設(shè)備10在處于運(yùn)動(dòng)中之后停止移動(dòng)時(shí)，來自GPS接收器或加速度計(jì)的運(yùn)動(dòng)信息或者其他數(shù)據(jù)可以被用來確保設(shè)備10快速調(diào)節(jié)天線切換閾值。
[0058]在圖4中示出了在控制設(shè)備10中的天線指派的過程中所涉及的說明性步驟的流程圖。圖4的實(shí)例涉及具有兩個(gè)天線的設(shè)備10的配置(例如區(qū)段22和24中的上方和下方天線)。
[0059]在步驟100的操作期間，可以對(duì)于兩個(gè)天線當(dāng)中的每一個(gè)進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度測量。具體來說，可以對(duì)于第一天線(即正被用來處理設(shè)備10的無線業(yè)務(wù)的當(dāng)前天線)測量信號(hào)強(qiáng)度RC，并且可以對(duì)于第二天線(即可用來替代當(dāng)前天線的替換天線)測量信號(hào)強(qiáng)度RA。隨后可以計(jì)算這些信號(hào)強(qiáng)度之間的差異(即信號(hào)強(qiáng)度Λ R=RA-RO0
[0060]當(dāng)接收器分集功能在無線電路34中(即在電路基帶處理器58支持接收分集操作的設(shè)備10的配置中)可用時(shí)，接收器65和61以及相應(yīng)的第一和第二天線可被用于接收信號(hào)。在接收器分集功能不可用的情況下，每次通常使用設(shè)備10中的僅僅一個(gè)天線(即當(dāng)前天線)來傳送和接收無線通信業(yè)務(wù)。為了確定對(duì)應(yīng)于另一天線(即替換天線)上的接收信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，設(shè)備10可以對(duì)替換天線上的接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行采樣，這是通過暫時(shí)使用與替換天線相關(guān)聯(lián)的接收器來收集并處理傳入信號(hào)，或者是通過暫時(shí)把替換天線切換到使用中以便在不干擾當(dāng)前活動(dòng)天線處理其無線業(yè)務(wù)的能力的情況下收集信號(hào)強(qiáng)度樣本。
[0061]可以利用無線電路34 (例如收發(fā)器電路60)和控制電路42 (例如基帶處理器58和/或電路28)來施行圖4的操作，比如信號(hào)測量和信號(hào)處理活動(dòng)。當(dāng)所計(jì)算的天線之間的信號(hào)強(qiáng)度差異表明替換天線正在接收弱于當(dāng)前天線的信號(hào)或者正在接收僅比當(dāng)前天線略微更強(qiáng)的信號(hào)時(shí)，設(shè)備10可以保持設(shè)備10中的當(dāng)前天線指派。當(dāng)所計(jì)算的天線之間的信號(hào)強(qiáng)度差異表明替換天線正在接收其強(qiáng)度比當(dāng)前天線高足夠數(shù)量的信號(hào)時(shí)，設(shè)備10可以將無線電路34配置成使得替換天線被切換到使用中以替代當(dāng)前天線。
[0062]可以利用具有不同的相關(guān)聯(lián)的時(shí)間窗口(平均周期)的基于時(shí)間的濾波器對(duì)各個(gè)天線的接收信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異(即差異測量△!?，其反映出兩個(gè)天線之間的接收天線信號(hào)強(qiáng)度有多少差異)進(jìn)行時(shí)間平均(時(shí)間濾波)?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)臑V波方案(例如線性平均、有利于更近來的活動(dòng)的加權(quán)平均、有限脈沖響應(yīng)(FIR)或無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器等等)。如圖4中所示，可以對(duì)所測量的Λ R數(shù)據(jù)應(yīng)用兩個(gè)不同的濾波器。在步驟102處可以應(yīng)用慢速濾波器(即在相對(duì)較長的時(shí)間周期內(nèi)對(duì)所測量的AR數(shù)值進(jìn)行平均的濾波器，比如0.5到2秒的時(shí)間周期或者其他適當(dāng)?shù)臅r(shí)間周期)。通過對(duì)未經(jīng)處理的AR測量值應(yīng)用慢速濾波器，在所述慢速濾波器的輸出處產(chǎn)生AR的經(jīng)過慢速濾波的版本。在步驟104處可以應(yīng)用快速濾波器(即在相對(duì)較短的時(shí)間周期內(nèi)對(duì)所測量的AR數(shù)值進(jìn)行平均的濾波器，比如50-150ms的時(shí)間周期或者其他適當(dāng)?shù)臅r(shí)間周期)。通過對(duì)所測量的差異數(shù)值A(chǔ)R應(yīng)用快速濾波器，在所述快速濾波器的輸出處產(chǎn)生AR的經(jīng)過快速濾波的版本。
[0063]在步驟112的操作期間，可以對(duì)所測Λ R數(shù)據(jù)的經(jīng)過慢速濾波的版本應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)。舉例來說，在步驟112處，可以把所測AR數(shù)據(jù)的慢速濾波器版本與某一閾值(其有時(shí)被稱作慢速閾值或慢速濾波器閾值)進(jìn)行比較。在步驟110的操作期間，可以對(duì)所測AR數(shù)據(jù)的經(jīng)過快速濾波的版本應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)。舉例來說，在步驟110處，可以把所測AR數(shù)據(jù)的快速濾波器版本與某一閾值(其有時(shí)被稱作快速閾值或快速濾波器閾值)進(jìn)行比較。
[0064]步驟110和112的比較操作的結(jié)果可以被用來生成相應(yīng)的針對(duì)切換天線的請求。舉例來說，如果AR的經(jīng)過快速濾波的版本大于快速濾波器閾值Λ fast，則在步驟110處可以生成針對(duì)切換天線的請求。如果AR的經(jīng)過慢速濾波的版本大于慢速濾波器閾值A(chǔ)slow,貝U在步驟112處可以生成針對(duì)切換天線的請求。所生成的請求可以由布爾值表示(例如邏輯“I”可以表示針對(duì)交換天線的請求，邏輯“O”可以表示針對(duì)保持當(dāng)前天線指派集合的希望)。
[0065]在步驟114的操作期間，設(shè)備10可以使用控制電路42向無線電路34發(fā)出相應(yīng)的命令。對(duì)于一種適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，可以利用邏輯“0R (或)”函數(shù)來處理在步驟110和112處產(chǎn)生的請求。如果在步驟110處沒有生成針對(duì)交換天線的請求并且在步驟112處沒有生成針對(duì)交換天線的請求，則在步驟114處設(shè)備10可以拒絕交換天線。如果步驟110的快速閾值比較操作或者步驟112的慢速閾值比較操作表明將要交換天線(或者如果步驟110和步驟112的操作都表明應(yīng)當(dāng)交換天線)，則在步驟114處設(shè)備10可以切換天線，從而用替換天線來替代當(dāng)前天線。在切換之后，可以使用新選擇的天線來接收和/或傳送對(duì)應(yīng)于設(shè)備10的射頻信號(hào)。在設(shè)備10中可用接收器分集的情況下，設(shè)備10可以使用全部兩個(gè)天線來接收信號(hào)，同時(shí)使用新選擇的天線來進(jìn)行傳送。設(shè)備10可以持續(xù)地使用圖4的各個(gè)步驟，從而確?？偸菍⒆顑?yōu)的天線切換到使用中。
[0066]在差異信號(hào)Λ R的量值緩慢變化的情況下，步驟102的經(jīng)過快速濾波的輸出可以緊密地跟蹤AR。當(dāng)經(jīng)過快速濾波的輸出由于AR中的快速向上波動(dòng)而迅速升高時(shí)，為了避免過早發(fā)生天線切換，可能希望把Afast設(shè)定到高于Aslow的數(shù)值。舉例來說,對(duì)應(yīng)于Afast的默認(rèn)(未經(jīng)調(diào)節(jié)的)數(shù)值可以是IOdB (作為一個(gè)實(shí)例)，并且Λ slow的(通常是固定的)數(shù)值可以是3dB (作為一個(gè)實(shí)例)。一般來說，Afast和Λ slow可以具有大約1.5到13dB的數(shù)值(作為實(shí)例)。
[0067]在Λ R的經(jīng)過慢速濾波的版本和經(jīng)過快速濾波的版本的數(shù)值彼此接近的環(huán)境中，利用圖4中所示的處理的快速濾波器分支通常將產(chǎn)生與利用圖4中所示的處理的經(jīng)過慢速濾波的分支所產(chǎn)生的天線切換請求相當(dāng)?shù)奶炀€切換請求。在此類情況下，可能希望自適應(yīng)地降低Afast的數(shù)值。舉例來說,可能希望把Δ fast降低到等于或者與Aslow相當(dāng)?shù)乃健０凑者@種方式降低Afast允許設(shè)備10比原本可能的情況更加快速地對(duì)AR中的大小適中的變化做出響應(yīng)。
[0068]為了允許調(diào)節(jié)快速閾值Λ fast或其他天線切換標(biāo)準(zhǔn)，可能希望確定Λ R的經(jīng)過慢速濾波的版本與經(jīng)過快速濾波的版本之間的變化(V)。如圖4中所示，在步驟106處可以計(jì)算ΛR的經(jīng)過慢速濾波的版本與經(jīng)過快速濾波的版本之間的變化?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)牧慷葋碛?jì)量AR的經(jīng)過慢速濾波的版本與經(jīng)過快速濾波的版本之間的變化數(shù)量(例如標(biāo)準(zhǔn)偏差，方差，基于其中經(jīng)過慢速濾波的數(shù)據(jù)的平均值充當(dāng)均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算的變化數(shù)值，平方和等等)。
[0069]當(dāng)變化V較小時(shí)，經(jīng)過快速濾波的數(shù)據(jù)在量值上與經(jīng)過慢速濾波的數(shù)據(jù)接近(也就是說，經(jīng)過快速濾波的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的，并且將不會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤警報(bào)和過早切換)。因此在步驟110處基于經(jīng)過快速濾波的數(shù)據(jù)做出切換決定是可以接受的。這可以通過作為V的減小數(shù)值的函數(shù)降低Afast的數(shù)值來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)變化V較大時(shí),通過提高Afast可以抑制基于經(jīng)過快速濾波的數(shù)據(jù)的潛在地不準(zhǔn)確的切換決定。
[0070]每當(dāng)AR的數(shù)值快速改變時(shí)(有時(shí)被稱作快速衰落)，經(jīng)過慢速濾波的數(shù)據(jù)與經(jīng)過快速濾波的數(shù)據(jù)之間的變化V往往較低。設(shè)備10在快速移動(dòng)時(shí)(例如當(dāng)設(shè)備10位于正在移動(dòng)的交通工具中時(shí))可能會(huì)遇到AR的相對(duì)快速的變化。
[0071]每當(dāng)Λ R的數(shù)值緩慢改變時(shí)(有時(shí)被稱作緩慢衰落環(huán)境)，經(jīng)過慢速濾波的數(shù)據(jù)與經(jīng)過快速濾波的數(shù)據(jù)之間的變化V往往較高。當(dāng)設(shè)備10正在緩慢移動(dòng)或靜止時(shí)，設(shè)備10可能會(huì)遇到緩慢衰落。
[0072]在例如移動(dòng)中的汽車內(nèi)部之類的快速衰落環(huán)境中的持續(xù)操作之后，變化V的數(shù)值通常將較低，并且Λ fast將已減小到相應(yīng)地較低數(shù)值。如果汽車突然停止，則設(shè)備10可能從快速衰落環(huán)境迅速轉(zhuǎn)變到緩慢衰落環(huán)境。為了最小化錯(cuò)誤警報(bào)和不合期望的天線切換，可能希望每當(dāng)傳感器、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)(GPS數(shù)據(jù))或其他數(shù)據(jù)表明設(shè)備10已從快速衰落環(huán)境轉(zhuǎn)變到緩慢衰落環(huán)境時(shí)(例如當(dāng)GPS或傳感器數(shù)據(jù)檢測到設(shè)備10已從移動(dòng)環(huán)境轉(zhuǎn)變到靜止環(huán)境時(shí))自動(dòng)增大Afast的數(shù)值。通過圖4的線條116示出了使用GPS數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)來充當(dāng)針對(duì)閾值調(diào)節(jié)步驟108的輸入。
[0073]步驟108期間的針對(duì)閾值Λ fast的調(diào)節(jié)或其他天線切換標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)可以按照步進(jìn)方式來進(jìn)行(例如通過立即將Afast返回到默認(rèn)的更高Λ fast數(shù)值)，可以相對(duì)緩慢地進(jìn)行(例如沒有來自輸入116的影響)，或者可以在適中的速度下進(jìn)行(例如比立即的改變更加緩慢，但是通過使用輸入116比原本可能的情況更加快速)。
[0074]當(dāng)在步驟110和112中進(jìn)行天線之間的比較時(shí)，可能希望考慮到不同的天線接收效率和最大傳送功率極限。舉例來說，如果對(duì)應(yīng)于第一天線的傳送效率比第二天線上的接收效率高ldB，則可以向閾值比較添加IdB的補(bǔ)償偏移量，以便確保考慮到第一天線的有利傳送性能。作為另一個(gè)實(shí)例，如果對(duì)應(yīng)于第二天線的最大傳送功率比對(duì)應(yīng)于第一天線的最大傳送功率低3dB (這例如是由于需要服從特定吸收率極限)，在確定切換到使用第二天線是否將有利時(shí)可以考慮到這一 3dB的性能極限。
[0075]圖5的曲線圖示出了當(dāng)設(shè)備10處于緩慢衰落環(huán)境中時(shí)(例如其中AR以大約0.4到0.5秒的時(shí)間常數(shù)改變)并且當(dāng)天線阻擋事件期間的實(shí)際AR (設(shè)備10中的天線的相對(duì)性能的實(shí)際數(shù)值)的改變的量值相對(duì)較小時(shí)(例如小于10dB)，如何可以使用圖4的操作來切換設(shè)備10中的天線。在to與tl之間的時(shí)間期間，當(dāng)前天線未被阻擋，并且其性能比替換天線好5dB。在時(shí)間tl處，當(dāng)前天線被外部物體阻擋。其結(jié)果是，在時(shí)間tl處，替換天線的性能比當(dāng)前天線好4dB。
[0076]為了確定是否要從當(dāng)前天線切換到替換天線，設(shè)備10對(duì)信號(hào)AR應(yīng)用慢速濾波器以產(chǎn)生經(jīng)過慢速濾波的AR，并且對(duì)信號(hào)Λ R應(yīng)用快速濾波器以產(chǎn)生經(jīng)過快速濾波的AR。由于圖5的情形中的設(shè)備10處于緩慢衰落環(huán)境中，因此經(jīng)過快速濾波的AR緊密地跟蹤信號(hào)AR，而在時(shí)間t0與tl之間，經(jīng)過慢速濾波的Λ R則接近實(shí)際Λ R的實(shí)際數(shù)值。
[0077]由于設(shè)備10正操作在緩慢衰落環(huán)境中，因此經(jīng)過慢速濾波的Λ R與經(jīng)過快速濾波的AR之間的變異V較大。因此，在步驟108的操作期間，設(shè)備10將閾值A(chǔ)fast保持在其IOdB的標(biāo)稱(默認(rèn))數(shù)值。由于Λ fast保持在10dB，因此設(shè)備10在時(shí)間tf處不會(huì)表現(xiàn)出錯(cuò)誤警報(bào)(也就是說由于在時(shí)間tf處經(jīng)過快速濾波的AR小于Λ fast，因此在時(shí)間tf處不會(huì)切換天線)。
[0078]時(shí)間tl處的AR (實(shí)際)中的突然轉(zhuǎn)變使得信號(hào)Λ R增大。經(jīng)過快速濾波的AR跟隨AR，但是由于Afast被設(shè)定到IOdB的相對(duì)較高數(shù)值，因此步驟110的比較操作不會(huì)導(dǎo)致來自控制算法的第一分支的針對(duì)交換天線的請求。
[0079]在時(shí)間tl之后，經(jīng)過慢速濾波的AR的數(shù)值升高，直到該數(shù)值在時(shí)間t2處超出Δ slow (在該例中是3dB)為止。當(dāng)經(jīng)過慢速濾波的AR超出Δ slow時(shí),步驟112的比較操作生成針對(duì)交換天線的請求。因此設(shè)備10在時(shí)間t2處交換天線(圖4的步驟114)。當(dāng)在時(shí)間t2處把替換天線切換到使用中以替代當(dāng)前天線時(shí)，設(shè)備10的適當(dāng)?shù)亟邮蘸蛡魉托盘?hào)的能力得到恢復(fù)。在大于時(shí)間t2的時(shí)間t處，當(dāng)前天線的性能比替換天線好4dB，并且不會(huì)發(fā)生切換。
[0080]圖6的曲線圖示出了設(shè)備10如何可以在快速衰落環(huán)境(例如其中Λ R以大約2-10毫秒的時(shí)間常數(shù)改變的環(huán)境)中對(duì)天線阻擋事件做出響應(yīng)，其中實(shí)際AR在天線阻擋事件期間的量值改變相對(duì)較小(例如小于10dB)。由于設(shè)備10在圖6的實(shí)例中正操作于快速衰落環(huán)境中，因此經(jīng)過快速濾波的AR不會(huì)跟蹤AR，而是表示在量值上接近實(shí)際AR的準(zhǔn)確的AR平均值。在這種情況下，經(jīng)過慢速濾波的Λ R與經(jīng)過快速濾波的Λ R之間的變化V較小。當(dāng)V較小時(shí)，設(shè)備10自適應(yīng)地調(diào)節(jié)Afast，正如在圖6的曲線圖中作為時(shí)間的函數(shù)減小Afast的數(shù)值所示出的那樣。Afast的減小的數(shù)值幫助設(shè)備10基于來自控制算法的快速濾波器分支的決定迅速地切換天線。
[0081]在時(shí)間tl處，當(dāng)前天線被阻擋，從而使得實(shí)際Λ R增大到4dB(從而表明替換天線的性能比當(dāng)前天線好4dB)。在時(shí)間tl之后,經(jīng)過慢速濾波的AR不會(huì)對(duì)AR中的改變迅速做出響應(yīng)。但是經(jīng)過快速濾波的Λ R會(huì)迅速做出響應(yīng)。在時(shí)間t2處，經(jīng)過快速濾波的AR超出閾值△ fast，并且作為響應(yīng)，替換天線被切換到使用中以替代當(dāng)前天線。
[0082]圖7示出了在天線阻擋事件導(dǎo)致實(shí)際AR的相對(duì)較大改變(超出IOdB)的情形下的設(shè)備10的性能。在圖7的實(shí)例中，設(shè)備10正操作在緩慢衰落環(huán)境中。由于所述緩慢衰落環(huán)境，在tl之前的時(shí)間t處，經(jīng)過慢速濾波的AR與經(jīng)過快速濾波的AR顯著不同。其結(jié)果是，變化V相對(duì)較高，并且Λ fast保持在其IOdB的標(biāo)稱數(shù)值。在時(shí)間tl處，當(dāng)前天線被阻擋。經(jīng)過慢速濾波的Λ R緩慢地做出響應(yīng)，并且不會(huì)超出Aslow。但是經(jīng)過快速濾波的AR會(huì)迅速做出響應(yīng)。在時(shí)間t2處，經(jīng)過快速濾波的AR超出Afast (例如10dB)，并且設(shè)備10把替換天線交換到使用中以替代當(dāng)前天線。圖7的實(shí)例示出了控制算法的快速濾波器分支如何能夠即使在緩慢衰落環(huán)境中仍然發(fā)出準(zhǔn)確的天線切換請求，前提是在天線阻擋事件期間的實(shí)際AR的改變大于Afast的默認(rèn)數(shù)值。 [0083]如圖6和7的實(shí)例中所示，天線切換控制算法中的快速濾波器分支的存在允許設(shè)備10比在僅包含慢速分支的設(shè)備中所可能的情況更加迅速地把最優(yōu)天線切換到使用中。當(dāng)條件允許時(shí)(例如在圖6的快速衰落環(huán)境中)，可以減小快速閾值A(chǔ)fast的數(shù)值，以便提高設(shè)備10可以對(duì)暫時(shí)性天線惡化事件做出響應(yīng)的速率。
[0084]圖8示出了在設(shè)備10最初操作于快速衰落環(huán)境中并且隨后操作于緩慢衰落環(huán)境中的情形下的設(shè)備10的性能。例如當(dāng)用戶在停下來(時(shí)間t3處)的移動(dòng)中的汽車中使用設(shè)備10時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)此類情形。在快速衰落環(huán)境中的操作期間，Afast從其IOdB的默認(rèn)數(shù)值被自適應(yīng)地減小到3dB的最小數(shù)值。
[0085]在時(shí)間t3處，設(shè)備10的操作環(huán)境從快速衰落環(huán)境改變成緩慢衰落環(huán)境。設(shè)備10可以利用GPS數(shù)據(jù)、加速度計(jì)數(shù)據(jù)或者其他外部數(shù)據(jù)檢測時(shí)間t3處的這一操作環(huán)境改變。作為響應(yīng)，設(shè)備10可以增大Afast以防止錯(cuò)誤警報(bào)(即由于其中經(jīng)過快速濾波的AR超出減小的3dB Afast閾值的情況而導(dǎo)致的不適當(dāng)?shù)奶炀€觸發(fā)請求)。如線條200所示,例如Afast可以在時(shí)間t3處立即被恢復(fù)到其IOdB的默認(rèn)數(shù)值。如線條202所示，如果希望的話，Λ fast可以被逐漸恢復(fù)(在沒有來自輸入116的反饋的情況下)。由線條204示出的另一種可能性涉及把Afast恢復(fù)到適當(dāng)水平的速度提高到超出線條202的相對(duì)緩慢的速度。線條204可以對(duì)應(yīng)于其中響應(yīng)于檢測到快速衰落時(shí)段與緩慢衰落時(shí)段之間的轉(zhuǎn)變而暫時(shí)性提高計(jì)算變化V的速度的方案。在圖8的實(shí)例中，通過使用與線條202相關(guān)聯(lián)的閾值適配方案可能會(huì)在時(shí)間t4處導(dǎo)致不合期望的天線切換事件。通過使用加速采用方案可以避免這種情況，比如與線條200相關(guān)聯(lián)的方案或者與線條204相關(guān)聯(lián)的方案。
[0086]如果希望的話，可以把可選的定時(shí)器操作合并到控制算法中。利用定時(shí)器，設(shè)備10上的控制算法可以對(duì)天線切換施加要求，即每單位時(shí)間滿足特定閾值條件特定次數(shù)。所述定時(shí)器例如可以被合并到控制算法的慢速濾波器分支(和/或控制算法的快速濾波器分支)中。利用所述定時(shí)器，可以在天線切換閾值的大小(比如對(duì)應(yīng)于慢速濾波器分支的Aslow的大小，或者對(duì)應(yīng)于快速濾波器分支的Afast的大小)與閾值條件每單位時(shí)間必須被滿足的次數(shù)之間取得折中。例如如果要求每15ms超出閾值5次，則相對(duì)于在沒有定時(shí)器的情況下本將使用的閾值數(shù)值可以降低所述閾值的量值。對(duì)于要求每15ms超出閾值5次的定時(shí)器極限的使用僅僅是說明性的。如果希望的話，可以使用規(guī)定在施行天線切換操作之前每單位時(shí)間必須超出閾值多少次的其他適當(dāng)?shù)臉O限數(shù)值。此外，可以實(shí)時(shí)地并且自適應(yīng)地調(diào)節(jié)定時(shí)器極限或其他基于時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)(以作為對(duì)例如Λ slow和Λ fast之類的閾值的進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)的替換或補(bǔ)充)。可以在圖4的步驟110和112的操作期間應(yīng)用及調(diào)節(jié)例如這些可選的定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)(并且可以對(duì)例如Λ slow和Λ fast之類的閾值進(jìn)行可選的自適應(yīng)調(diào)節(jié))。
[0087]雖然前面在具有不同濾波速度(例如慢速和快速)的兩個(gè)濾波器的設(shè)置的情境中描述了圖4的說明性天線切換操作，但是如果希望的話可以把更多時(shí)間平均濾波器分支合并到控制算法中。舉例來說，所述控制算法可以包括具有相應(yīng)的慢速、中速和快速濾波特性的三個(gè)分支。
[0088]前面的內(nèi)容僅僅是為了說明本發(fā)明的原理，在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出各種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于使用具有至少兩個(gè)天線的電子設(shè)備的方法，其中一個(gè)天線被選擇性地使用來處理無線通信業(yè)務(wù)，所述方法包括: 利用各個(gè)天線獲得反映出各個(gè)天線之間的接收天線信號(hào)強(qiáng)度相差多少的差異測量；對(duì)所述差異測量應(yīng)用具有不同濾波速度的第一和第二濾波器，從而產(chǎn)生相應(yīng)的第一和第二經(jīng)過濾波的差異測量；以及 對(duì)第一和第二經(jīng)過濾波的差異測量應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)，以便確定是否要把第一天線切換到使用中以替代第二天線處理無線業(yè)務(wù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)包括:把至少其中一項(xiàng)經(jīng)過濾波的差異測量與閾值進(jìn)行比較。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其還包括:實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述閾值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述閾值包括:響應(yīng)于所計(jì)算的第一經(jīng)過濾波的差異測量與第二經(jīng)過濾波的差異測量之間的變化來調(diào)節(jié)所述閾值。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其還包括: 收集關(guān)于所述電子設(shè)備是否正從快速衰落環(huán)境轉(zhuǎn)變到緩慢衰落環(huán)境的信息，其中調(diào)節(jié)所述閾值包括響應(yīng)于所收集的信息來調(diào)節(jié)所述閾值。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，收集所述信息包括: 利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器產(chǎn)生移動(dòng)數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，收集所述信息包括: 利用加速度計(jì)定位系統(tǒng)接收器產(chǎn)生移動(dòng)數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)包括:把第一經(jīng)過濾波的差異測量與第一閾值進(jìn)行比較，并且把第二經(jīng)過濾波的差異測量與不同于第一閾值的第二閾值進(jìn)行比較。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其還包括:實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)第二閾值。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其還包括: 計(jì)算在第一經(jīng)過濾波的差異測量與第二經(jīng)過濾波的差異測量之間表現(xiàn)出多少變化。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，調(diào)節(jié)第二閾值包括:響應(yīng)于所計(jì)算的變化來調(diào)節(jié)第二閾值。
12.—種操作具有第一和第二天線的電子設(shè)備的方法，其中一個(gè)天線被選擇性地切換到使用中以充當(dāng)處理所述電子設(shè)備的無線通信業(yè)務(wù)的當(dāng)前活動(dòng)天線，所述方法包括: 測量與通過第一天線接收天線信號(hào)相關(guān)聯(lián)的第一信號(hào)強(qiáng)度； 測量與通過第二天線接收天線信號(hào)相關(guān)聯(lián)的第二信號(hào)強(qiáng)度； 通過計(jì)算第一和第二所測信號(hào)強(qiáng)度之間的差異產(chǎn)生差異測量； 對(duì)所述差異測量應(yīng)用第一平均濾波器以產(chǎn)生第一經(jīng)過濾波的差異測量； 對(duì)所述差異測量應(yīng)用第二平均濾波器以產(chǎn)生第二經(jīng)過濾波的差異測量；以及對(duì)第一和第二經(jīng)過濾波的差異測量應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)，以便確定哪一個(gè)天線要充當(dāng)當(dāng)前活動(dòng)天線。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)包括:把第一經(jīng)過濾波的差異測量與第一閾值進(jìn)行比較，并且把第二經(jīng)過濾波的差異測量與不同于第一閾值的第二閾值進(jìn)行比較。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其還包括:在所述電子設(shè)備的操作期間調(diào)節(jié)第二閾值。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，調(diào)節(jié)第二閾值包括: 計(jì)算在第一經(jīng)過濾波的差異測量與第二經(jīng)過濾波的差異測量之間存在多少變化；以及 響應(yīng)于所計(jì)算的變化的減小而降低第二閾值。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，調(diào)節(jié)第二閾值包括:響應(yīng)于確定所述電子設(shè)備的移動(dòng)已變慢而增大第二閾值。
17.—種電子設(shè)備,其包括: 包括至少第一和第二天線以及耦合到第一和第二天線的射頻收發(fā)器電路的無線電路；以及 被配置成控制無線電路把第一和第二天線當(dāng)中所選的一個(gè)切換到使用中以處理所述電子設(shè)備的無線通信業(yè)務(wù)的控制電路，其中所述控制電路和無線電路被配置成: 獲得反映出各個(gè)天線之間的接收天線信號(hào)強(qiáng)度相差多少的差異測量； 對(duì)所述差異測量應(yīng)用具有相應(yīng)的不同濾波速度的第一和第二基于時(shí)間的平均濾波器，從而產(chǎn)生相應(yīng)的第一和第二經(jīng)過濾波的差異測量；以及 對(duì)第一和第二經(jīng)過濾波的差異測量應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)，以便確定是否要把第一或第二天線切換到使用中以處理無線通信業(yè)務(wù)。
18.如權(quán)利要求17所述的電子設(shè)備，其中，所述天線切換標(biāo)準(zhǔn)包括第一和第二閾值，并且其中所述控制電路和無線電`路還被配置成: 把第一經(jīng)過濾波的差異測量與第一閾值進(jìn)行比較，以便確定是否要生成第一天線切換請求；以及 把第二經(jīng)過濾波的差異測量與第二閾值進(jìn)行比較，以便確定是否要生成第二天線切換請求。
19.如權(quán)利要求18所述的電子設(shè)備，其中，所述控制電路和無線電路還被配置成:對(duì)第一和第二天線切換請求進(jìn)行處理，以便確定是否要對(duì)第一和第二天線當(dāng)中正被用來處理無線通信業(yè)務(wù)的那一個(gè)進(jìn)行切換。
20.如權(quán)利要求18所述的電子設(shè)備，其中，所述控制電路和無線電路還被配置成:在所述電子設(shè)備在無線網(wǎng)絡(luò)中的操作期間，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)第二閾值。
21.一種操作具有第一和第二天線的電子設(shè)備的方法，其中一個(gè)天線被選擇性地切換到使用中以充當(dāng)處理對(duì)應(yīng)于所述電子設(shè)備的無線通信業(yè)務(wù)的當(dāng)前活動(dòng)天線，所述方法包括: 測量與通過第一天線接收天線信號(hào)相關(guān)聯(lián)的第一信號(hào)強(qiáng)度； 測量與通過第二天線接收天線信號(hào)相關(guān)聯(lián)的第二信號(hào)強(qiáng)度； 通過計(jì)算第一和第二所測信號(hào)強(qiáng)度之間的差異產(chǎn)生差異測量；以及對(duì)所述差異測量應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)以便確定哪一個(gè)天線要充當(dāng)當(dāng)前活動(dòng)天線，其中應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)包括計(jì)算表明所述差異測量每單位時(shí)間超出天線切換閾值多少次的數(shù)值。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其還包括:在對(duì)所述差異測量應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)之前對(duì)所述差異測量應(yīng)用平均濾波器，其中應(yīng)用天線切換標(biāo)準(zhǔn)包括把所述數(shù)值與極限進(jìn)行比較。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其還包括:在所述電子設(shè)備在無線網(wǎng)絡(luò)中的操作期間，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述數(shù)值。`
【文檔編號(hào)】H04B7/08GK103797726SQ201280044039
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月1日
【發(fā)明者】S·A·姆塔巴, 宋基逢 申請人:蘋果公司