基於使用方式的天線選擇的製作方法

2023-05-30 17:01:36 2

專利名稱：：基於使用方式的天線選擇的製作方法
技術領域：
：本發明涉及基於使用方式的天線選擇。
背景技術：
：對具備無線通信能力的計算機的興趣已有很長時間了，但是直到最近計算機的這種通信能力才被看作是必要的。功能強大的可攜式電子裝置的發展產生了促進這些裝置之間的通信的相應的需求。現有的接口電纜表明已不適應和限制了無線通信。因此，現在的系統設計人員為大多數現代可攜式電子裝置提供了無線通信能力。現在存在五種主要的(可攜式)無線通信能力紅外埠、無線個人區域網(WPAN)、無線區域網(WLAN)、蜂窩或無線廣域網(WWAN)和衛星。裝備紅外埠的裝置通過使用紅外信號進行通信，而使用其它四種主要類型的無線通信方式的裝置通過使用射頻(RF)信號進行通信。紅外信號很容易被阻擋，一般的通信範圍非常有限(例如，約5米)。無線個人區域網通常使用很低功率的射頻信號，其通信範圍有限，約為10米。(它們的應用目標為代替電纜。)無線區域網基於有線區域網(LAN)的無線選擇，其通信範圍約為100米。蜂窩裝置的通信範圍明顯增大(約為20公裡)，並且它們依賴於蜂窩基站的網絡，以便與電信網絡可以達到任何地方通信。類似地，衛星電話能夠通過地球軌道衛星網絡接入幾千公裡外的基站，與電信網絡可以達到任何地方通信。在無線通信中，發射給接收裝置的能量隨著離開發射裝置的距離的增加而迅速衰減。發射和接收裝置周圍的環境包括產生反射和衰減的各種目標。用於解決這個問題的一種方法是天線分集。當接收裝置裝備有天線陣列時，在某些情況下，接收裝置可以用所述方法將各個天線的信號組合「聚焦」在發射裝置的陣列上，或者在其它情況下，在某些方向上簡單地提高靈敏度，而在其它方向上降低靈敏度。天線陣列的定向特性可以用於改善信號的接收和使無線通信更加可靠。可惜的是，存在幾個障礙防礙把天線分集結合到可攜式裝置中。這種裝置可以用於各種取向，導致不希望有地改變天線陣列的取向。裝置用戶的相對位置可能改變，從而影響天線陣列中一個或多個天線的接收。可攜式裝置的物理尺寸一般很小，限制了天線的空間。最後，可攜式裝置可能限制了資源、限制了處理能力和用於適配天線陣列配置的速度。
發明內容因此，本文中公開了應用基於使用方式的天線選擇的裝置和方法。在一些實施例中，方法包括確定裝置的使用方式和在裝置中選擇可用天線的子集。選擇的所述子集與使用方式對應。現在參考附圖詳細說明本發明的示範性實施例，附圖中圖1示出鍵盤構形的說明性平板計算機(tabletcomputer)；圖2示出平板構形的說明性平板計算機；圖3示出按照本發明某些實施例的說明性天線配置；圖4示出左側橫向取向的說明性手持計算機；圖5示出縱向取向的說明性手持計算機；圖6示出右側橫向取向的說明性手持計算機；圖7是按照本發明某些實施例的說明性計算機的方框圖；圖8是按照本發明某些實施例的說明性天線選擇方法的流程圖。符號和術語在以下的整個說明過程中使用某些術語並且聲明所指特定的系統部件。正如本專業的技術人員將理解的那樣，不同公司可以用不同名稱指明一個部件。本說明書並不打算去鑑別部件之間在名稱上的差別，而是功能上的差別。在以下的討論和聲明中，術語「包括」(「including」和「comprising」)常常用於可擴充形式，因而應該解釋為「包括但不限於...」。同樣，術語「耦合」(「couple」或「couples」)用來指或者間接或者直接的電氣連接。因此，如果第一個裝置耦合到第二個裝置，這種連接可以是通過直接電氣連接的連接或者是通過藉助於其它裝置和連接的間接電氣連接的連接。具體實施例方式以下討論針對本發明的各種實施例。雖然這些實施例中的一個或多個是最佳的，但是不應該把所說明的實施例解釋或用作是對所說明或聲明的範圍的限制。此外，本專業的技術人員將理解，以下說明具有廣泛的應用，說明的任何實施例並不意味著僅僅是對實施例的說明，也不是建議將所說明或聲明的範圍限制在所述實施例中。圖1示出以鍵盤構形配置的說明性計算機102(例如，平板可攜式計算機)。在所述構形中，監視器104與鍵盤106垂直，用戶可以用與膝上型計算機非常相似的方式與計算機交互作用。換句話說，用戶在監視器104上瀏覽信息，通過鍵盤106和/或通過與鍵盤106結合在一起的或與鍵盤106外部連接的指點器輸入命令或其它信息。但是，平板計算機具有另一種構形。監視器104可以在樞軸108上旋轉，並在鉸鏈110上平面傾斜放置。用這種方式移動監視器104可以把計算機設置成圖2所示的平板構形中。在所述平板構形中，用戶通過觸控螢幕112與計算機交互作用。觸控螢幕提供了一種由用戶選擇的可視化操作和選項。用戶可以通過觸摸顯示有各種選項的屏幕來選擇操作和選項。(取決於實現方案，用戶可以使用輸入筆、一般的指點目標、甚至手指。)在一些實施例中，用戶可以在觸控螢幕上輸入文本或繪製簡單的圖形。圖3示出本發明的一些實施例的可攜式計算裝置的天線配置。4個天線152、154、156和158分布在監視器104的4個角上，或更一般地說分布在具有顯示屏幕的基本上矩形的表面的每個角附近。實際上，可以使用多一些或少一些數目的天線。根據計算裝置的取向，一些天線的接收能力可以比其它天線更好。此外，在不同的取向中，不同天線的組合可以提供所需的方向靈敏度。因此，對於基於計算裝置配置的無線通信而言，可攜式計算裝置可以配置成自動選擇一些天線的子集。例如，對於無線通信的情況，當以圖1所示的鍵盤構形配置計算機102時，計算機就自動選擇沿最上面的表面的天線用於無線通信。這樣，在這種配置中可以選擇角形天線152和154(圖3)。相反，當以圖2所示的平板構形配置時計算機102，計算機就自動選擇沿離用戶最遠的邊的天線。這樣，如果計算機的屏幕112以縱向取向方式工作時，對於無線通信的情況下可以選擇天線154和156。或者，如果屏幕112以倒置縱向取向方式安裝時，則可以選擇天線158和152；如果屏幕以橫向取向方式安裝則可以選擇天線152和154；而如果屏幕以倒置橫向取向方式安裝，則可以選擇天線156和158。前述例子中選擇的天線子集是基於每一種可攜式計算機構形的預期的使用取方來進行選擇的。所述方法提供了一種快速、簡便估算無線通信的最佳天線子集的方法。天線子集的應用簡化了收發信機的設計，在快速改變通信環境中降低了「天線跳動」。手持式裝置存在一些有關的困難。圖4-6說明3種不同取向的手持式裝置202左側橫向(圖4)、縱向(圖5)及右側橫向(圖6)。手持式裝置202也可以用第四種取向(「倒置縱向」)工作。裝置202使顯示屏幕206具有特色，所述屏幕配置成能提供圖形用戶接口，所述接口可以以縱向方式和橫向方式顯示。用戶可以通過觀察屏幕206上的選項、並用控制器208選擇所觀察到的選項的一項或多項，或者通過觸摸觸控螢幕幕206上所需選項與裝置202進行交互作用。配備在裝置202上的輸入筆210用於在裝置202的觸摸敏感區域上選擇或直接輸入信息。由顯示器206提供的選項可以由裝置202執行重複操作。例如，裝置202可以顯示表示被運行的軟體、被打開的文件或被捕獲的信息的圖標。當控制鈕被按下時，控制器208可以以編程的方式與裝置202執行的各種操作相聯繫。這樣的操作可以使選中的選項、運行的特定軟體或與網絡或其它裝置建立的遠程連接變成高亮度。許多手持式裝置工作在2400-2483.5MHz的工業、科學和醫學(ISM)頻段。所述頻率範圍包括水分子共振頻率，因而所述頻率範圍通常是由微波爐使用。由於有這樣多的幹擾源，美國聯邦通信委員會(FCC)將所述頻率範圍專用於未經許可的應用，使工業、科學和醫學頻段用於手持式裝置市場的公用選擇。可惜，人體包含大量水，用戶的手會使所述頻段產生明顯的衰減。這樣，用手握著裝置的用戶可能覆蓋一個或多個天線，使這些天線不適合無線通信。例如，當手持式裝置202用於左側橫向位置(圖4)時，天線156和158(圖3)可能被用戶的手覆蓋。類似地，當裝置202用於縱向(圖5)時，天線152和158(圖3)可能被覆蓋。當裝置202用於右側橫向時，天線152和154可能被覆蓋，並且當裝置202用於倒置縱向位置時，天線154和156可能被覆蓋。由於用戶可能找到一種另外的取向更適合使用，所以裝置(例如計算機102和手持式裝置202)常常以一種或兩種位置以上的方式工作。例如，用左手的用戶最好使用左側橫向(圖4)，因為這樣的取向使控制器208便於左手操作，而用右手的用戶最好使用右側橫向，這便於右手操作。其它考慮可能包括裝置的埠、電源和紅外通信的操作。圖7示出所說明的計算機構形600的方框圖。所述方框圖完全代表了計算機102，但是對於手持裝置來說總是期望構形更簡單。計算機構形600包括通過CPU總線與橋邏輯裝置606連接的處理器(CPU)602。橋邏輯裝置606有時稱作為「北橋」，這是因為它常常描述在計算機系統的上端。北橋606也通過存儲器總線連接到主存儲器陣列604，並且還通過加速圖形埠(AGP)總線連接到圖形控制器608。在系統中，通過主擴展總線(BUSA)，例如PCI總線或EISA總線，北橋606把CPU602、存儲器604和圖形控制器608連接到其它外圍設備。遵守BUSA總線協議的各種部件可以駐留在所述總線中，例如音頻裝置614、網絡接口卡(NIC)616和無線通信模塊618上。如圖所示，這些部件可以集成到主板上，或者可以插入與總線BUSA連接的擴展槽610上。隨著技術的演變和高性能系統的不斷湧現，出現了把許多裝置集成到主板的趨勢，以前主板上插入的都是分立部件。如果在計算機中提供其它輔助擴展總線，正如通常的情形那樣，則應使用另一種橋邏輯裝置612把主擴展總線(BUSA)與輔助擴展總線(BUSB)連接。橋邏輯612有時稱作為「南橋」，這反映了它在通常的計算機系統中相對於北橋606的位置。遵守總線BUSB協議的各種部件(例如硬碟控制器622、快速只讀存儲器624和超級I/O控制器626)可以駐留在所述總線上。超級I/O控制器626通常與基本的輸入/輸出裝置，例如鍵盤630、滑鼠632、軟磁碟驅動器628、並行埠、串行埠和聯合測試操作組(JTAG)接口連接。JTAG代表聯合測試操作組，它是集成部件測試和配置的IEEE標準。無線通信模塊618具有兩個天線埠。所述兩個天線埠通過開關619和620與4個天線連接。開關619把天線ANT1和ANT3中選擇的一個天線連接到模塊618的第一天線埠上。如圖3所示，這些天線可以處於對角線的兩個角上。類似地，開關620把天線ANT2和ANT4中選擇的一個天線連接到模塊619的第二天線埠上。如圖3所示，這些天線也可以處於對角線的兩個角上。這種配置能夠把兩個天線埠耦合到計算機102的任何一邊上的相鄰的天線。攜帶信息的媒體可以使處理器602運行軟體。攜帶信息的媒體的例子包括軟盤、光碟、可攜式硬碟、非易失性集成電路存儲器、計算機網絡和無線鏈路。處理器602把要執行的軟體保存在存儲器604中。存儲器604中的軟體將處理器602配置成監控計算機的使用方式，調節選擇的天線子集與計算機的配置和/或取向對應。在所說明的實施例中，處理器602通過存取JTAG接口627中的寄存器來調節天線子集的選擇。通過這些寄存器，處理器602配置各種數字控制開關，包括開關619和620。用這種方法，處理器602調節計算機600的硬體配置，特別是選擇耦合到無線模塊618的天線。當適當地配置處理器602之後，無線模塊618利用耦合到其上的一個或多個天線建立和維持無線通信鏈路。圖8是說明天線選擇方法的流程圖。所述方法可以採用由通用處理器執行的軟體的形式，或者採用專用硬體的形式。在它的軟體實施例中，過程可以保存在磁碟或光碟中，或者通過計算機之間的通信鏈路網絡讓計算機執行所述過程。(本說明書使用的術語」攜帶信息的媒體」指計算機可以從信息源獲得要執行的軟體。這方面的例子包括硬碟驅動器、軟盤、光碟、數字視頻盤(「DVD」)、網際網路、乙太網鏈路和無線鏈路。)計算機可以從攜帶信息的媒體獲得方法軟體，並把所有或部分軟體保存在用於存取的存儲器604中。說明性的選擇方法實施例從監控無線網絡是否可以用於建立無線通信鏈路的監控狀態702開始。監控過程可以在任何天線上執行，並可包括傾聽出現在無線區域網(WLAN)中的信標幀或其它廣播標誌。或者，可以所述監控過程進行用戶定向，因為這種監控過程可以具有用戶能配置的參數。當參數設置成表示不需要無線通信時，所述裝置就不會檢測無線區域網或建立無線連接。但是當參數設置成表示需要無線連接時，所述裝置就進入方框704。在方框704，所述裝置執行測試，以確定使用的方式。在所述實施例中，使用方式由或者橫向或者縱向的屏幕取向確定。但是可以存在其它使用方式，並可以根據屏幕取向和/或附加參數確定。例如，所述裝置可以具有可配置鍵盤，使用方式的確定可以部分地基於是否配置鍵盤，即，一種使用方式可以與具有展開的鍵盤的裝置配置相對應，而另一種使用方式可以與具有收藏的鍵盤的裝置配置相對應。在同一種風格中，裝置可以具有輸入筆或其它指點器，使用方式可以部分地基於是否使用輸入筆或其它指點器。可以把用戶的左手型性或右手型性提供給裝置，用作確定使用方式的參數。下面給出一些使用方式集的例子{橫向、縱向}{橫向、倒置橫向、縱向、倒置縱向}{平板方式、鍵盤方式}{夾墊板方式、搭接方式、桌面方式、牆支架方式}{左手橫向、縱向、右手橫向}{對接、非對接}在所說明的實施例中，如果使用方式為橫向裝置轉到方框706，如果使用方式為縱向裝置轉到方框708。在方框706，裝置選擇橫向方式的天線子集。當顯示器配置成橫向取向時，橫向方式的天線子集可以包括預期靠近裝置上邊緣的天線。在方框708，裝置選擇縱向方式的天線子集。當顯示器配置成縱向取向時，縱向方式的天線子集可以類似地是預期靠近裝置上邊緣的天線。從方框706和708，裝置進入方框710。方框710表示過程一直保持到檢測到使用方式已改變的監控狀態。所述檢測可以包括確定屏幕的取向已經改變、鍵盤已經被展開或收起、指點器已移動、用戶控制的參數已改變或在使用方式中改變了其它標誌。權利要求1.一種配置裝置的方法，所述方法包括確定(704)裝置的使用方式；以及選擇多個天線(706、708)的子集，所述子集與使用方式對應。2.如權利要求1所述的方法，其中確定所述使用方式的步驟包括識別使用方式集中的一種方式，所述使用方式集包括每一種顯示器取向的至少一種使用方式。3.如權利要求2所述的方法，其中當在顯示器具有用於一種使用方式的取向的情況下使用裝置時，用於每一種使用方式的所述子集包括預期靠近裝置的最遠離用戶的邊緣的那些天線。4.如權利要求2所述的方法，其中當在顯示器具有用於一種使用方式的取向的情況下使用裝置時，用於每一種使用方式的所述子集包括預期靠近裝置的最上邊緣的那些天線。5.如權利要求1所述的方法，其中確定所述使用方式的步驟包括檢測鍵盤(106)是否展開，並且如果鍵盤已經展開，則將使用方式識別為與具有展開的鍵盤的裝置配置對應的使用方式。6.一種可攜式計算裝置，它包括多個天線(152-158)；無線模塊(618)；至少一個開關(619)，它有選擇地把所述多個天線的子集耦合到所述無線模塊，其中根據所述裝置的使用方式來設置至少一個開關。7.如權利要求6所述的裝置，其中還包括處理器(602)，所述處理器(602)配置成確定所述裝置的所述使用方式並且還配置成相應地設置所述至少一個開關。8.如權利要求6所述的裝置，其中還包括可展開的鍵盤(106)，其中至少部分地根據所述鍵盤是否展開來確定所述使用方式。9.如權利要求6所述的裝置，其中還包括具有顯示屏幕的基本上矩形的表面(104)，其中，所述多個天線包括靠近所述基本上矩形的表面的每一個角落的天線。10.如權利要求9所述裝置，其中所述至少一個開關包括把所述各角形天線中的兩個耦合到所述無線模塊的第一開關，並且其中所述裝置還包括把所述各角形天線中的另外兩個耦合到所述無線模塊的第二開關(620)11.如權利要求9所述的裝置，其中通過所述第一開關耦合到所述無線模塊的所述角形天線靠近所述基本上矩形的表面的對角地相對的角落。全文摘要裝置和方法的實施例應用基於使用方式的天線選擇。一種公開的方法的實施例包括確定裝置的使用方式以及選擇裝置中可用的天線的子集。所選擇的子集與使用方式對應。文檔編號H01Q21/28GK1874182SQ20061008458公開日2006年12月6日申請日期2006年6月2日優先權日2005年6月3日發明者I·拉納多,T·奈爾,R·P·馬拉拉塞克拉申請人:惠普開發有限公司