使用方向传感器的智能天线系统技术方案

一种无线设备，所述无线设备包括具有可选极化的天线子系统、至少一个传感器，用于提供所述无线设备的至少一个方向测量，与所述至少一个传感器耦合的处理器单元，用于接收所述至少一个方向测量，基于所述至少一个方向测量选择所述天线子系统的极化，以及设置所述极化以达到所选的极化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用方向传感器的智能天线系统相关申请案交叉申请本专利技术要求2012年4月16日递交的专利技术名称为“使用方向传感器的智能天线系统(SmartAntennaSystemUsingOrientationSensors)”的第13/448110号美国非临时申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文本中。关于由联邦政府赞助的研究或开发的声明不适用。缩微平片附件的引用不适用。
技术介绍
当广泛使用蜂窝电话或智能手机等无线电话进行数据传输前，电话主要用于语音通信。在语音通信场景中的无线电话可以可预见的方式使用，可竖直或以类似方式拿着电话，接近或接触用户头部。因此，手机中的天线可被设计为特定的极化以提供良好的性能。但是，与语音通信场景相比，数据通信场景可能改变了电话相对于其周围环境的方向和/或位置。例如，电话屏幕可以旋转，以便在横向模式下观看屏幕，从而在更宽的屏幕上观看视频或其他因特网下载，或者当电话安装在汽车上时，用于全球定位系统(GPS)时所发生的倾斜。作为数据通信的的新使用场景的结果，主要为语音通信场景设计的天线的极化损失程度可能无法接受。
技术实现思路
在一项实施例中，本专利技术包括一种无线设备，所述无线设备包括具有可选极化的天线子系统、至少一个传感器，用于提供所述无线设备的至少一个方向测量，与所述至少一个传感器耦合的处理器单元，用于接收所述至少一个方向测量，基于所述至少一个方向测量选择所述天线子系统的极化，以及设置所述极化以达到所选极化。在另一实施例中，本专利技术包括一种方法，所述方法包括接收无线设备的至少一个方向测量，基于所述至少一个方向测量选择天线子系统的极化，其中所述天线子系统具有可选极化，以及设置天线子系统的所述极化以达到所选极化。在又一实施例中，本专利技术包括一种装置，所述装置包括用于耦合到一个天线子系统和至少一个传感器的处理器，其中所述天线子系统具有可选极化，接收来自所述至少一个传感器的至少一个方向测量，基于所述至少一个方向测量选择所述天线子系统的极化，以及设置所述天线子系统的极化以达到所选极化。在又一实施例中，本专利技术包括一种具有可选极化的天线系统，所述天线系统包括一个或多个天线以及控制器，所述控制器用于耦合到所述一个或多个天线以及基于无线设备的至少一个方向测量设置所述天线系统为所述可选极化的极化。结合附图和权利要求书，可从以下的详细描述中更清楚地理解这些和其他特征。附图说明为了更完整地理解本专利技术，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述，其中相同参考标号表示相同部分。图1是无线通信设备的实施例。图2示出了加速度计的实施例的一个方向。图3示出了加速度计的实施例的第二方向。图4是由于地球磁场导致的本地磁场方向的例图。图5是无线设备的实施例，包括具有可切换极化的天线子系统的实施例。图6是无线设备的实施例，包括具有可切换极化的多天线子系统的实施例。图7是可调天线子系统的实施例。图8是一种用于基于传感器信息配置天线的方法的实施例。图9是处理单元的实施例。具体实施方式首先应该理解的是，尽管下面提供了一种或多种实施例的示例性实现方式，本专利技术公开的系统和/或方法可通过多种其他已知的或存在的技术实现。本专利技术决不应限于下文所说明的所述说明性实施方案、图式和技术，包含本文所说明并描述的示范性设计和实施方案，而是可以在所附权利要求书的范围以及其均等物的完整范围内修改。本文公开了通过降低极化损失改善无线通信设备性能的系统和方法。系统和方法可使用传感器技术确定方向和/或设备周围环境的各个方面，例如设备处于室内或室外环境。此外，系统和方法可使用天线组件技术，例如变容器和/或开关，以适应性地选择天线的极化。因此，根据传感器的输入，可适配天线极化以提供改进的性能。传感器提供设备方向和/或环境的信息。系统和方法可能尤其适用于现代移动无线设备。现代移动无线设备正变得越来越以数据为中心，屏幕尺寸更大，并形成依次能在提供不同极化的天线布局和设计中提供更多自由的因素。图1是无线设备100的实施例。例如，无线设备可以是无线电话，例如手机或智能电话、或者平板电脑。无线设备100包括如图1所示进行配置的收发器子系统110，天线子系统120、一个或多个传感器130以及处理单元140。收发器子系统110可以是通过电信号传输数字信息到天线子系统120和接收来自天线子系统120的数字信息的系统。电信号可以位于射频(RF)上。收发器子系统110可包括用于从模拟信号中提取数字数据的部件，例如，本地振荡器、调制器、和用于传输的信道编码器以及本地振荡器、解调器、和用于接收的信道解码器。可在收发器子系统110内的基带处理器中实施上述的一些元件。收发器子系统110可计算例如接收信号强度指示(RSSI)等信号质量信息以及为处理单元140提供该信息。天线子系统120可包括在接收模式时将无线电波转换成电信号以及在传输模式时将电信号转换成无线电波的任意类型的天线。天线子系统120可包括一个或多个天线。一个或多个传感器130可用于确定无线设备100的方向和/或环境。例如，方向可为相对于垂直方向的倾角或旋转，环境可为室内或室外环境。传感器130可包括一个或多个加速度计、一个或多个磁力计、一个或多个倾角传感器、GPS设备、和/或接近传感器，或其组合。下文将进一步详细介绍示例传感器。如图1所示，传感器130和收发器子系统110可耦合到处理单元140上。处理单元140可用于接收来自收发器子系统110和传感器130的输入并控制天线系统120的配置，例如，图1中的天线。处理单元140可以是独立于基带处理器的单元或者是基带处理器本身。将传感器用作无线设备中的传感器的一个示例可以是加速度计，例如，无线设备100中的一个传感器130。加速度计是测量固有加速度的设备。由加速度计测量的固有加速度不一定是坐标加速度(即，速度的变化率)。而是，其可以是与加速度计设备的参考系中处于静止状态的任意测试质量所经受的重力现象相关联的加速度。图2示出了单轴加速度计200的实施例的一个方向。图3示出了单轴加速度计的实施例的第二方向。参考图2，加速度计200可包括板210，其压靠绝缘材料220的质量，其中绝缘材料220的所述质量夹在两个其他材料230和240之间。重力方向(g)在图2和3中示出。在图2中，加速度计200可被视作处于“+1g”方向，其中加速度计200的检测轴可与重力方向对齐。如果加速度计200相对与地球表面为静止时，加速度计可显示为约1g。旋转角度θ可计算为Gn＝G*Cos(θ)。在图3中，加速度计200可被视作处于“0g”方向，在此种情况下，加速度计的检测轴大致与重力方向垂直。旋转角度θ可计算为Gn＝G*Sin(θ)。基本上，处于静止状态的单轴加速度计测量g力在特定轴上的投影。三轴加速度计可以测量Gn在每个轴上的投影。根据三个正交轴上的投影，可以确定设备方向。将传感器用作无线设备中的传感器的另一示例可以是磁力计，例如，无线设备100中的一个传感器130。磁力计可能使用可能已知处于或接近地球表面的地球磁场的方向这个事实。在北美，磁场线向下朝北，与地球表面约呈70度。也就是说，在北美，磁场的倾斜角大约为70度。磁力计可测量磁场的方向。图4是由于地球磁场导致的本地磁场方向的例图。地球磁场可表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线设备，其特征在于，包括：具有可选极化的天线子系统；至少一个传感器，用于提供所述无线设备的至少一个方向测量；以及与所述至少一个传感器耦合的处理器单元，用于：接收所述至少一个方向测量；基于所述至少一个方向测量选择所述天线子系统的极化；以及设置所述极化以达到所选极化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.16 US 13/448,1101.一种无线设备，其特征在于，包括：具有可选极化的天线子系统；至少一个传感器，用于提供所述无线设备的至少一个方向测量；以及与所述至少一个传感器耦合的处理器单元，用于：接收所述至少一个方向测量；基于所述至少一个方向测量选择所述天线子系统的极化；以及设置所述极化以达到所选极化；所述的无线设备，进一步包括收发器子系统，用于测量接收信号强度指示(RSSI)，其中所述处理器单元进一步用于接收所述RSSI，选择所述极化进一步基于所述RSSI；所述至少一个传感器用于为处理器提供指示无线设备是否处于室内或室外环境，选择所述极化进一步基于所述指示；当无线设备处于室内环境时，根据接收信号强度确定天线配置；当无线设备处于室外环境时，根据传感器信息确定方向和/或环境，根据方向和/或环境确定天线配置。2.根据权利要求1所述的无线设备，其特征在于，所述至少一个传感器进一步包括加速度计、磁力计、倾角传感器或其组合。3.根据权利要求2所述的无线设备，其特征在于，所述天线子系统包括耦合到第一开关的第一辐射元件以及耦合到第二开关的第二辐射元件，所述第一开关和所述第二开关耦合到所述处理器，所述设置所述极化包括设置所述第一和第二开关的状态。4.根据权利要求2所述的无线设备，其特征在于，所述天线子系统包括耦合到第一开关的第一辐射元件以及耦合到第二开关的第二辐射元件，所述处理器单元位于所述第一开关和所述第二开关中，所述设置所述极化包括设置所述第一和第二开关的状态。5.根据权利要求2所述的无线设备，其特征在于，所述天线子系统包括天线和变容器，其中所述变容器耦合到所述处理器，所述设置所述极化包括设置所述变容器的电容。6.根据权利要求3所述的无线设备，其特征在于，进一步包括耦合到所述处理器的存储器，其中所述存储器用于存储所述第一和第二辐射元件存储的针对所述第一和第二开关的不同开关状态下的极化信息，选择所述极化进一步基于所述极化信息。7.根据权利要求2所述的无线设备，其特征在于，如果所述指示指示所述无线设备处于室外环境，所述处理器单元进一步用于基于所述至少一个方向测量确定所述无线设备的方向，所述选择所述极化包括为与基站的极化最为对齐的所述方向确定所述天线子系统的第一极化。8.根据权利要求7所述的无线设备，其特征在于，如果所述指示指示所述无线设备处于室内环境中，所述处理器单元用于：为所述第一极化接收RSSI，以及如果所述RSSI低于阈值，设置所述极化为第二极化。9.一种极化方法，其特征在于，包括：接收无线设备的至少一个方向测量；基于所述至少一个方向测量选择天线子系统的极化，所述天线子系统具有可选极化；以及设置所述天线子系统的所述极化以达到所选极化；接收信号强度指示(RSSI)，选择所述极化进一步基于所述RSSI；接收无线设备是否处于室内或室外环境中的指示，选择所述极化进一步基于所述指示；当无线设备处于室内环境时，根据接收信号强度确定天线配置；当无线设备处于室外环境时，根据传感器信息确定方向和/或环境，根据方向和/或环境确定天线配置。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，接收所述至少一个方向测量包括接收来自加速度计、磁力计、倾角传感器或其组合的方向测量。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述天线子系统包括耦合到第一开关的第一辐射器、耦合到第二开关的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：石平，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44