用于多頻帶多載波無線系統(tǒng)的動態(tài)天線調(diào)諧的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 描述的實(shí)施例概括而言涉及無線通信，更具體而言涉及用于動態(tài)地調(diào)諧多頻帶多 載波系統(tǒng)的天線設(shè)置的過程。
【背景技術(shù)】
[0002] 在移動通信中，多頻帶無線設(shè)備可以指支持多個(gè)射頻（radiofrequency，RF)頻帶 的移動電話（或其他無線通信設(shè)備）。每個(gè)RF頻帶跨越某個(gè)范圍的射頻并且包含多個(gè)射 頻信道。一些多頻帶移動無線設(shè)備對于通信可使用單載波頻率，而其他多頻帶移動無線設(shè) 備可同時(shí)利用多個(gè)頻率信道支持多載波通信。在多頻帶無線設(shè)備中對于多個(gè)射頻頻帶的支 持提供了世界的不同地區(qū)之間的漫游，其中不同的無線通信協(xié)議可被用于提供移動無線服 務(wù)。對于間隔較寬的射頻頻帶，可能需要并行的發(fā)送和接收信號路徑電路，這可增大多頻帶 無線設(shè)備的成本、物理大小、復(fù)雜度和電力需求。多頻帶無線通信可直接影響支持這種通信 的多頻帶無線設(shè)備的天線設(shè)計(jì)。
[0003] 無線電系統(tǒng)的基本元件包括接收器、發(fā)送器以及用于輻射和接收無線電波的一個(gè) 或多個(gè)天線，其中發(fā)送器和接收器相結(jié)合可被稱為收發(fā)器。天線的特性可基于接收器和發(fā) 送器的規(guī)格，例如帶寬和載波頻率。在一些實(shí)施例中，接收器和發(fā)送器可在相同的載波頻率 下操作，使得無線設(shè)備中的天線可只要求調(diào)諧到單個(gè)載波頻率。
[0004] 第一代（IG)移動系統(tǒng)對于操作利用了單個(gè)載波頻率，例如，在北美，先進(jìn)移動電 話系統(tǒng)（AdvancedMobilePhoneSystem，AMPS)系統(tǒng)使用了 800MHz的載波。隨著演進(jìn)到 第二代（2G)標(biāo)準(zhǔn)，移動系統(tǒng)（TDMA、GSM、CDMA)引入了雙射頻頻帶。雙頻帶移動設(shè)備利用兩 個(gè)射頻頻帶來操作。從而，2G移動無線設(shè)備，例如用戶設(shè)備（userequipment，UE)和諸如 基地收發(fā)信臺（basetransceiverstation，BTS)之類的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，對于操作可要求雙頻帶 天線裝置。用于移動無線設(shè)備的雙頻帶天線裝置可利用兩個(gè)分開的天線來實(shí)現(xiàn)，或者可通 過組合多個(gè)元件以創(chuàng)建在兩個(gè)分開的射頻頻帶中操作的天線來實(shí)現(xiàn)。
[0005] 隨著無線通信標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，例如，從2G移動系統(tǒng)演進(jìn)到第三代（3G)移動系統(tǒng)，并 且隨著對于提供可連接到全世界的無線服務(wù)的無線通信設(shè)備的需求，天線設(shè)計(jì)的復(fù)雜度持 續(xù)增大。多頻帶移動無線設(shè)備已從雙頻帶能力演進(jìn)到了三頻帶能力再演進(jìn)到了四頻帶能 力。例如，四頻帶無線設(shè)備可支持四個(gè)分開的射頻頻帶，例如通常在美國（ITU地區(qū)2)使用 的850和1900MHz射頻頻帶，以及通常在歐洲和其他地區(qū)使用的900和1800MHz射頻頻帶。 一些支持2G和3G無線通信協(xié)議的無線通信設(shè)備支持所有四個(gè)射頻頻帶。
[0006] 演進(jìn)到LTE/4G(長期演進(jìn)/第4代）無線通信協(xié)議要求移動無線設(shè)備支持許多個(gè) 射頻頻帶。此外，對于先進(jìn)能力無線通信，對無線系統(tǒng)同時(shí)使用多個(gè)載波頻率的需求越來越 大。這個(gè)需求既影響移動無線設(shè)備，例如UE，也影響接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，例如BTS。近來在無線通 信協(xié)議（例如，先進(jìn)LTE協(xié)議）上的進(jìn)步提供了載波聚合（carrieraggregation，CA)，其可 支持使用多達(dá)五個(gè)不同的射頻載波以實(shí)現(xiàn)更寬的帶寬和更高的吞吐量的同時(shí)通信。此外， 雙訂戶身份模塊（subscriberidentitymodule，SIM)雙待機(jī)（DualSIMDualStandby， DSDS)和/或雙S頂雙接入（DualS頂DualAccess，DSDA)無線通信設(shè)備可要求并行使用 至少兩個(gè)頻率信道的發(fā)送和/或接收。對這些應(yīng)用的要求可對無線通信設(shè)備的天線的設(shè) 計(jì)、尤其是天線調(diào)諧設(shè)計(jì)提出重大的挑戰(zhàn)。因此，需要可在多頻帶多載波環(huán)境中操作并且在 多個(gè)射頻頻帶上提供最優(yōu)性能、而同時(shí)仍符合特定的形狀因子和/或成本目標(biāo)的天線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 多頻帶多載波無線系統(tǒng)中的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是其天線電路的設(shè)計(jì)。天線電路需要被 適當(dāng)?shù)卣{(diào)諧以在多個(gè)射頻頻帶上使用。用于應(yīng)對這個(gè)挑戰(zhàn)的一種裝置是在用戶設(shè)備（UE) 中使用的可動態(tài)調(diào)諧天線裝置的設(shè)計(jì)。這種天線裝置可包括天線調(diào)諧控制器、天線調(diào)諧電 路和一組物理天線。天線調(diào)諧控制器可包括基帶和前端硬件和軟件的組合。天線電路可總 地包括天線調(diào)諧電路和該組物理天線?；谒P(guān)注的一組射頻頻帶并且基于通信信道條 件，天線調(diào)諧控制器確定最優(yōu)天線調(diào)諧配置并且向天線調(diào)諧電路提供適當(dāng)?shù)膮?shù)。天線裝 置對于將來的一時(shí)間段一一其可以是下一時(shí)隙一一配置和優(yōu)化天線電路的調(diào)諧。天線調(diào)諧 控制器利用成本/增益函數(shù)來計(jì)算最優(yōu)天線調(diào)諧配置。在天線技術(shù)中，天線的特性可由成 本函數(shù)來確定。與所關(guān)注的特定天線相關(guān)聯(lián)的成本函數(shù)是對改善量進(jìn)行量化的東西并且是 天線調(diào)諧配置的優(yōu)化的度量。通過改變成本函數(shù)的參數(shù)，可以調(diào)整可動態(tài)調(diào)諧的天線的性 能；因此可以確定天線電路的最優(yōu)天線調(diào)諧配置。
[0008] 用于確定最優(yōu)天線調(diào)諧配置的步驟開始于對多個(gè)天線的表征。對多個(gè)天線的這個(gè) 表征的結(jié)果可被稱為天線頻率響應(yīng)信息并且對于每個(gè)天線調(diào)諧配置可包括一組天線頻率 響應(yīng)。這個(gè)天線頻率響應(yīng)配置信息可被存儲在UE中。UE隨后可收集以下附加信息：1)用 于將來時(shí)間段的一組活躍（active)接收載波頻率和活躍發(fā)送載波頻率；以及2)表征當(dāng)前 上行鏈路通信信道條件和當(dāng)前下行鏈路通信信道條件的一組狀態(tài)。在收集了天線調(diào)諧配置 信息和附加信息后，UE可計(jì)算成本/增益函數(shù)的值。成本函數(shù)/增益可提供確定最優(yōu)天線 調(diào)諧配置的基礎(chǔ)。
[0009]用于為UE確定最優(yōu)天線調(diào)諧配置的另一種方法包括以下步驟。UE測量所關(guān)注的 一組載波頻率的信號強(qiáng)度。在一些實(shí)施例中，所關(guān)注的該組載波頻率包括用于將來時(shí)間段 的兩個(gè)或更多個(gè)活躍載波頻率。在一些實(shí)施例中，該兩個(gè)或更多個(gè)活躍載波頻率包括一個(gè) 或多個(gè)活躍發(fā)送載波頻率和/或一個(gè)或多個(gè)活躍接收載波頻率?；谛盘枏?qiáng)度測量，UE確 定具有最差信號強(qiáng)度的載波頻率。然后，UE調(diào)諧天線電路以優(yōu)化具有最差的測量到的信號 強(qiáng)度的載波頻率的信號強(qiáng)度。利用此方法，可以顯著改善具有最差的測量到的信號強(qiáng)度的 載波頻率，并且天線調(diào)諧對于具有更強(qiáng)的測量到的信號強(qiáng)度的其他載波頻率的性能的影響 可能較小。因此，該方法可帶來UE的整體性能的改善。
[0010] 提供此
【發(fā)明內(nèi)容】
部分只是為了總結(jié)一些示例實(shí)施例以便提供對本文描述的主題 的一些方面的基本理解。因此，應(yīng)明白，上述特征只是示例，而不應(yīng)當(dāng)被解釋為以任何方式 縮窄本文描述的主題的范圍或精神。本文描述的主題的其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將通過接下 來的【具體實(shí)施方式】部分、附圖和權(quán)利要求而變得清楚。
[0011] 本文描述的實(shí)施例的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述而變得清 楚，附圖以示例方式圖示了所描述的實(shí)施例的原理。
【附圖說明】
[0012] 參考接下來的結(jié)合附圖的描述，將最好地理解描述的實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)。這些附圖 不一定是按比例繪制的，并且它們絕不打算限制或排除作出本公開時(shí)的本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員可以對其進(jìn)行的形式和細(xì)節(jié)上的可預(yù)見的修改。
[0013] 圖IA圖示了根據(jù)一些實(shí)施例的長期演進(jìn)（LongTermEvolution，LTE)無線通信 系統(tǒng)。
[0014] 圖IB根據(jù)一些實(shí)施例圖示了包括可動態(tài)調(diào)諧天線裝置的RF電路的示意圖。
[0015] 圖2根據(jù)一些實(shí)施例圖示了天線頻率響應(yīng)。
[0016] 圖3根據(jù)一些實(shí)施例圖示了描繪用于動態(tài)調(diào)諧UE天線的過程的流程圖。
[0017] 圖4根據(jù)一些實(shí)施例圖示了描繪用于動態(tài)調(diào)諧UE天線的另一過程的流程圖。
[0018] 圖5圖示了根據(jù)一些實(shí)施例的可在無線通信設(shè)備上實(shí)現(xiàn)的裝置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖中圖示的代表性實(shí)施例。雖然充分詳細(xì)地描述了本公開的實(shí) 施例以使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`描述的實(shí)現(xiàn)方式，但應(yīng)當(dāng)理解這些示例不應(yīng)被解 釋為過度限制的或者全包含的。應(yīng)當(dāng)理解，以下描述并不打算將實(shí)施例限制到一個(gè)優(yōu)選實(shí) 施例。相反，希望覆蓋可包括在如所附權(quán)利要求限定的所描述的實(shí)施例的精神和范圍內(nèi)的 替換、修改和等同。
[0020] 本文提供了基于天線調(diào)諧配置、接收和發(fā)送頻率以及下行鏈路和上行鏈路操作條 件的組合來動態(tài)地選擇移動無線設(shè)備中的天線調(diào)諧器設(shè)置的代表性示例。提供這些示例是 為了向本公開的主題添加情境并且?guī)椭斫獗竟_的主題。應(yīng)當(dāng)清楚，有或沒有本文描述 的具體細(xì)節(jié)中的一些，都可實(shí)踐本公開。另外，對于本文描述和附圖中圖示的主題可作出各 種修改和/或替換，以實(shí)現(xiàn)類似的優(yōu)點(diǎn)和結(jié)果，而不脫離本公開的精神和范圍。
[0021] 根據(jù)本文描述的各種實(shí)施例，術(shù)語"無線通信設(shè)備"、"無線設(shè)備"、"移動設(shè)備"、"移 動臺"和"用戶設(shè)備"(UE)在本文中可互換使用來描述可能夠執(zhí)行與本公開的各種實(shí)施例相 關(guān)聯(lián)的過程的一個(gè)或任意數(shù)目個(gè)常見的消費(fèi)型電子設(shè)備。根據(jù)各種實(shí)現(xiàn)方式，這些消費(fèi)型 電子設(shè)備中的任何一個(gè)可涉及：蜂窩電話或智能電話、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)或筆記本 計(jì)算機(jī)、媒體播放器設(shè)備、電子書設(shè)備、MiFi??設(shè)備以及任何其他類型的具有第四代（4G) LTE和先進(jìn)LTE(LTE-A)通信能力的電子計(jì)算設(shè)備。在各種實(shí)施例中，這些能力可允許各個(gè) UE在可采用任何類型的基于LTE的無線電接入技術(shù)（radioaccesstechnology，RAT)的 各種4G網(wǎng)絡(luò)小區(qū)內(nèi)通信。
[0022] 圖IA圖示了根據(jù)一些實(shí)施例的長期演進(jìn)（LTE)無線通信系統(tǒng)。LTE的規(guī)范由第3 代合作伙伴計(jì)劃（3rdGenerationPartnershipProject，3GPP)提供。3GPP聯(lián)合了被稱為 "組織合作伙伴"的六個(gè)電信標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)組織（ARIB、ATIS、CCSA、ETSI、TTA、TTC)，并且向其成 員提供了穩(wěn)定的環(huán)境來產(chǎn)生定義3GPP技術(shù)的報(bào)告和規(guī)范。
[0023] 以下公開涉及用于多頻帶多載波無線系統(tǒng)的動態(tài)天線調(diào)諧方法和系統(tǒng)。
[0024]多頻帶多載波無線系統(tǒng)的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是其天線裝置一一包括其天線電路一一 的設(shè)計(jì)。天線電路需要被適當(dāng)?shù)卣{(diào)諧以在多個(gè)射頻頻帶上使用。用于應(yīng)對這個(gè)挑戰(zhàn)的一種 裝置包括在用戶設(shè)備（UE)中使用的可動態(tài)調(diào)諧天線裝置的設(shè)計(jì)。如本文所述，天線裝置可 包括天線調(diào)諧控制器、天線調(diào)諧電路和一組物理天線。天線調(diào)諧控制器可包括基帶和前端 硬件和軟件的組合。在一些實(shí)施例中，天線調(diào)諧控制器包括為天線電路確定一個(gè)或多個(gè)配 置的軟件。天線調(diào)諧控制器可通過確定天線調(diào)諧電路的組件的值來優(yōu)化多頻帶多載波無線 系統(tǒng)中的天線調(diào)諧電路的調(diào)諧。術(shù)語"天線電路"可以指天線調(diào)諧電路和一組一個(gè)或多個(gè) 物理天線的組合。因此，用戶設(shè)備（UE)中的天線電路可以指位于UE中的天線調(diào)諧電路和 一組（一個(gè)或多個(gè)）物理天線的組合。