专利名称：一种无线通信方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域。更具体地说，本发明涉及一种具有全球导航卫星系统 (GNSS)的天线分集的方法及系统。
背景技术：
移动通信改变了人们交流的方式，同时移动电话已经从一种奢侈品变成人们日常 生活必不可少的一部分。目前，移动电话的使用受社会环境支配而不是受位置，场所及技术 限制。虽然语音通信可满足人们交流的基本要求，且移动语音通信也已进一步渗入了人们 的日常生活，但移动通信发展的下一阶段是移动互联网。移动互联网即将成为人们日常信 息的基本来源，理所当然应实现对这些数据的简单通用的移动式访问。随着有线的或移动通信电子装置数量的持续上升，人们在如何使得这些设备具有 更高效的功率方面做作出了显著的努力。例如，由于很大比例的通信装置都是无线移动装 置并基于电池能量运行另外，这些装置消耗的能量中很大一部分源于该装置内部的发送电 路和/或接收电路的消耗。此外，在某些传统的通信系统中，与便携式通信装置的其他�？� 相比，收发器和/或接收器的功率常常更低。总之，这类移动无线装置中的收发器和/或接 收器显著影响电池的寿命。比较本发明后续将要结合附图介绍的系统，现有(或传统)技术的其它局限性和 弊端对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
发明内容
一种具有全球导航卫星系统的天线分集的方法及系统，并结合至少一幅附图进行 了充分的展现和描述，并在权利要求中得到了更完整的阐述。基于一个方面，一种用于实现无线通信的方法，包括通过无线通信装置中的一个或多个处理器和/或电路来执行以下步骤，所述处理 器和/或电路包括一个或多个接收器基于多个天线中的每一个相对于接收到的无线信号的一个或多个源的方向 (directionality)和所述多个天线中的每一个相对于所述接收到的无线信号的所述一个 或多个源的方位(orientation)，将所述无线通信装置中的所述多个天线中的一个或多个 选择性地耦合到所述一个或多个接收器。优选地，所述无线信号包括全球导航卫星系统信号。优选地，所述方法还包括使用集成到所述无线装置中的一个或多个方位传感器来 确定所述方位。优选地，所述一个或多个方位传感器包括微机电系统(MEMS)传感器。优选地，所述一个或多个方位传感器可包括电磁传感器或者是磁性传感器。优选地，所述方法还包括基于所述无线源的位置(location)和所述相对于所述接收到的无线信号的所述一个或多个源的方位，将所述多个天线中的所述一个或多个选择性地耦合到所述一个或多 个接收器。优选地，所述方法进一步包括测量用于所述多个天线的所述一个或多个的每个 的选择性耦合配置的RSSI。优选地，所述方法还包括顺序地将所述多个天线的所述一个或多个选择性地耦 合到所述接收器以确定所述选择性耦合的所述多个天线中的一个或多个的哪个具有最强 的 RSSI。优选地，所述多个天线中的所述一个或多个包括贴片天线。优选地，所述多个天线中的所述一个或多个包括偶极子天线。优选地，所述方法还包括使用所述无线装置的已知位置、基于所述位置确定的信 号源的星座来减少评估的选择性耦合的天线配置的数量。优选地，所述方法进一步包括使用所述已知位置来确定所述无线装置的方位，并 且测量来自信号源的所述确定的星座的信号强度。基于一个方面，一种用于实现无线通信的系统，包括在无线通信系统装置中使用的一个或多个处理器和/或电路，其中，所述处理器 和/或电路包括一个或多个接收器，所述一个或多个处理器和/或电路可用于基于多个天线中的每一个相对于接收到的无线信号的一个或多个源的方向和所 述多个天线中的每一个相对于所述接收到的无线信号的所述一个或多个源的方位，将所述 无线通信装置中的所述多个天线中的一个或多个选择性地耦合到所述一个或多个接收器。优选地，所述无线信号包括全球导航卫星系统信号。优选地，所述无线装置中的所述一个或多个方位传感器可用于使用集成到所述无 线装置中的一个或多个方位传感器来确定所述方位。优选地，所述一个或多个方位传感器包括MEMS传感器。优选地，所述一个或多个方位传感器可包括电磁传感器或者是磁性传感器。优选地，基于所述无线源的位置和所述相对于所述接收到的无线信号的所述一个 或多个源的方位，将所述多个天线中的所述一个或多个选择性地耦合到所述一个或多个接 收器。优选地，所述无线装置中的一个或多个电路可用于测量用于所述多个天线的所述 一个或多个的每个选择性耦合配置的RSSI。优选地，所述无线装置里的所述一个或多个电路可用于顺序地将所述多个天线的 所述一个或多个选择性地耦合到所述接收器以确定所述选择性耦合的所述多个天线中的 一个或多个的哪个具有最强的RSSI。 优选地，所述多个天线中的所述一个或多个包括贴片天线。优选地，所述多个天线中的所述一个或多个包括偶极子天线。优选地，所述无线装置里的所述一个或多个电路可用于使用所述无线装置的已知 位置、基于所述位置确定的信号源的星座来减少评估的选择性耦合的天线配置的数量。优选地，所述无线装置里的所述一个或多个电路可用于使用所述已知位置来确定 所述无线装置的方位，并且测量来自信号源的所述确定的星座的信号强度。本发明的各种优点、各个方面和创新特征，以及其中所示例的实施例的细节，将在以下的描述和附图中进行详细介绍。
图IA是根据本发明的实施例的无线系统的示范性框图；图IB是根据本发明的实施例的全球导航卫星系统定向信号接收的示范性框图；图2是根据本发明的实施例的多元天线配置评定的俯视图；图3是根据本发明的实施例的定向贴片天线的示范性示意图；图4是根据本发明的实施例的基于方位的天线配置的示范性步骤流程图。
具体实施例方式本发明的某些特征可用于具有全球导航卫星系统的天线分集的系统和方法中。在 本发明的各个实施例中，无线装置包括一个或多个发送器，一个或多个接收器，以及多个天 线。基于多个天线中的每一个相对于接收到的无线信号的一个或多个源的方向和所述多个 天线中的每一个相对于所述接收到的无线信号的所述一个或多个源的方位，将所述无线通 信装置中的所述多个天线中的一个或多个选择性地耦合到所述一个或多个接收器。所述无 线信号包括全球导航卫星系统(GNSS)信号。所述方向的方位可以通过所述无线装置中的 一个或多个方位传感器来确定。所述方位传感器可包括MEMS传感器和/或磁性传感器。基 于所述无线源的位置及相对于与所述接收的无线信号的源的所述方向的方位，可将一个或 多个天线与所述一个或多个接收器进行选择性耦合。可测量用于所述多个天线的所述一个 或多个的每个的选择性耦合配置的RSSI。可顺序地将所述多个天线的所述一个或多个选择 性地耦合到所述接收器以确定所述选择性耦合的所述多个天线中的一个或多个的哪个具 有最强的RSSI。所述多个天线可以是贴片天线和/或偶极子天线。图1是根据本发明的实施例的无线系统的示范性框图。如图1所示、无线装置150 可包括天线151、芯片162、收发器152、基带处理器154、处理器155、GNSS接收器156、方 位传感器157、系统存储器158、逻辑块160、GNSS天线164A-164D、外部耳机端口 166、封装 167。所述无线装置150可包括模拟扩音器168、集成免提立体声话筒170、助听器兼容线圈 174、双数字扩音器176、振动变频器178、键盘和/或触摸屏180以及显示器182。所述收发器152可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用于调制并上变频基 带信号到RF信号，以用于一个或多个天线发送，该一个或多个天线统称为天线151。所述 收发器152可用于下变频和解调接收到的RF信号到基带信号。该RF信号可由一个或多 个天线接收，这些天线可以一起表示为天线151。不同的无线系统可使用不同的天线发送 和接收。所述收发器152还可执行其他功能，例如，滤波所述基带信号和/或RF信号，和/ 或放大所述基带信号和/或RF信号。尽管公开了位于各个芯片上的单个收发器，但是本发 明并不限于此。因此，所述收发器152可以作为独立的发送器和独立的接收器来使用。另 外，本发明的无线装置可以有多个收发器，发射器和/或接收器。具体而言，所述多个收发 器、发送器和/或接收器可通过启动所述无线装置150来处理多个无线协议和/或标准，所 述无线协议和/或标准可以是蜂窝，无线局域网(WLAN)及周边区域网络(PAN)的标准。无 线技术可以通过无线装置来操纵，所述无线技术包括GPS、GALILEO、GLONASS、GSM、CDMA、 CDMA2000、WCDMA, GNSS, GMS, GPRS、EDGE、UMAX, WLAN、LTE、3GPP、UMTS、BLUETOOTH、以及
5ZIGBEE。所述基带处理器154可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，可以用于处理经 过收发器152发送的基带信号和/或从所述收发器152接收的基带信号。所述处理器155 可以任何合适的处理器或控制器，如CPU、DSP、ARM，还可以是任何类型的集成电路处理器。 所述处理器155可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用于控制收发器152和/或基 带处理器154的操作。例如，所述处理器155可用于更新和/或者修改所述收发器152和 /或所述基带处理器154中的多个组件、装置和/或处理单元中的可编程参数和/或数值。 至少一部分所述可编程数据可存储在所述系统存储器158中。控制和/或数据信息，包括可编程参数，可从无线装置150的其他部分(未在图1 中示出)转发给处理器155。类似地，处理器155可以将控制和/或数据信息转发到所述无 线装置150的其他部分，所述发送控制和/或数据信息可包括可编程参数。所述其他部分 没有在图1中显示并可以是所述无线装置的一部分。所述处理器155可使用所述接收的控制和/或数据信息来确定所述收发器152的 操作模式，所述接收控制和/或数据信息可包括可编程参数。例如，根据本发明的各个实施 例，所述处理器155可用来为本地振荡器选择特定频率，为可变增益放大器设置特定增益， 对本地振荡器和/或可变增益放大器的操作进行配置。此外，例如所述选择的特定频率和 /或计算所述特定频段所需的参数和/或特定增益值和/或用于来计算所述特定增益值的 参数，可通过所述处理器155存储在系统存储器158中。所述处理器155将存储在系统存 储器158中的所述信息从系统存储器158传送到收发器152中。方位传感器157可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用来感应所述无线装 置150的方位。例如，所述传感器可以包MEMS传感器，如磁性传感器，例如，所述指南针传 感器可以用来感应所述无线装置150的方位和/或移动。本发明的其他实施例中，例如所 述方位传感器157可以包括磁场传感器，用来感应所述无线装置150相对于地球磁场的位 置。以上述方式，所述无线装置150可以其朝向的方向，还可确定选择哪些天线可获得最大 的接收GNSS信号。所述系统存储器158可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用来存储多个的 控制和/或数据信息，所述控制和/或数据信息包括计算频率和/或增益、和/或频率值和 /或增益值所需的参数。所述系统存储器158可以存储至少一部分可编程参数，所述可编程 参数由所述处理器155处理。所述逻辑块160可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用来控制所述无线装 置150的各种功能。例如，所述逻辑块160可以包括一个或多个状态机，所述状态机可以产 生信号来控制所述收发器152和/或所述基带处理器154。所述逻辑块160进一步还包括 寄存器，所述寄存器可保存数据来控制所述收发器152和/或所述基带处理器154。所述逻 辑块160还可生成和/或存储状态信息，所述状态信息可以通过处理器读�。缢龃砥� 155。例如放大器增益和/或滤波特性可通过所述逻辑块160来控制。所述BT无线电接收器/处理器163可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，可 用来传送和接收蓝牙信号。所述BT无线电接收器/处理器163可以处理和/或控制BT基 带信号。在这方面，通过无线通信媒介，所述BT无线电接收器/处理器163可以处理或控 制BT信号的接收和/或发送。基于所述处理后的BT信号中的信息，所述BT无线电接收器
6/处理器163还可以控制和/或反馈来自/到基带处理器154和/或处理器155的信息。 所述BT无线电接收器/处理器163可以将所述处理的BT信号中的信息和/或数据传送到 所述处理器155和/或系统存储器158。此外，所述BT无线电和/或处理器163还可以从 所述处理器155和/或系统存储器158获取信息，所述信息可以经过所述无线通信媒介来 处理和传送，所述媒介可以是蓝牙耳机。所述多媒体数字信号编解码器(CODEC) 172可包括合适的逻辑、电路、接口和/或 代码，可以用来处理音频信号。所述音频信号从输出和/或输入装置接收到的，或者是传送 到输出和/或输入装置中的。所述输入装置可位于无线装置150中或通信耦合到无线装置 150。具体地，所述输入装置可以包括如模拟扩音器168，集成免提立体声话筒170，助听器 兼容线圈174，双数字扩音器176，振动变频器178。通过输出装置，所述CODEC 172可以通 过上变频或下变频信号频率，将所述信号频率调至经输出设备处理和/或传送所需频率。 所述CODEC 172还可以使用多个数字音频输入，如16至18比特输入。所述CODEC 172还 可以使用多个数据采样率输入。如CODEC 172可以接收采样率为8kHz、11. 025kHz、12kHz、 16kHz,22. 05kHz、24kHz、32kHz、44. 1kHz、以及 48kHz 的数字音频信号。所述 CODEC 172 还 可支持多个音频源的混频。例如CODEC 172可支持的音频源如通用音频、和弦铃声、I2FM 音频、震动驱动信号和语音。在这方面，和弦铃声源和通用音频源可以支持多个所述CODEC 172可以接收的采样率，而语音源可支持多个采样率中的一部分，如8kHz，16kHz。所述CODEC 172可以将可编程无限脉冲响应(IIR)滤波器和/或可编程有限冲激 响应(FIR)滤波器来用于至少一部分音频源以补偿不同输出装置的带通振幅和相位波动。 在这方面，基于当前操作动态配置或编程滤波器系数。此外，例如所述滤波器系数可能只一 次性切换或者连续切换。例如，所述CODEC 172还可以使用调制器，如Δ-Σ调制器，用来 对模拟处理中的数据输出信号进行编码。所述芯片162可包括其内集成有多个功能�？榈募傻缏�、这些功能模块如、、所 述收发器152、所述GNSS接收器156、所述基带处理器154、所述无线电接收器/处理器163、 所述GNSS天线164A-164D Jy^SCODEC 172。所述芯片162内部的功能性模块的数量并不 局限于图1中所述的数量，总之，基于芯片的空间及无线装置150的需要，可以安装任何数 量的�？�。所述GNSS天线164A-164D可包括金属层，该金属层可沉积和/或集成在芯片162 上/中，或集成在封装167或另位于无线装置150中，并可用来接收来自所述GNSS信号源的 电磁辐射。基于被激活的特定天线的几何形状，当所述天线被安装在相对信号源的特定位 置时，所述天线可以获得最大接收信号。例如，所述GNSS天线164A-164D可用来接收GNSS 信号，所述GNSS天线164A-164D包括贴片天线和/或偶极子天线。在这方面，在所述无线 装置中不同位置的具有不同最优方向的天线可用于接收具有最强信号强度的GNSS信号。 GNSS天线的数量不局限于图1中所述的数量。因此，取决于芯片的空间及成本的限制，可安 装任何数量的GNSS天线。类似地，所述GNSS天线164A-164D可以用于任何类型的无线信 号，并不局限与本实施例中的GNSS，在此GNSS信号是作为典型实施例给出的。所述外部耳机端口 166可包括物理连接，用以将外部耳机与所述无线装置150进 行通信耦合。例如，所述模拟扩音器168可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用来探 测声波，接着通过压电效应，可将所述声波转换成电信号。所述电信号通过所述模拟扩音器168产生，可包括模拟信号，所述模拟信号需要在处理之前进行模数转换。所述封装167可包括印刷电路板或其他支撑所述芯片162，所述GNSS天线，以及所 述无线装置150的其他组件的结构。具体地，所述封装167包括绝缘材料，所述绝缘材料可 以为装配在所述封装167上的电子组件之间提供绝缘。在本发明的其他实施例中，所述芯 片162以及在所述无线装置150中的其他芯片都可集成在多个封装上。所述立体声话筒170可包括一对话筒，所述话筒可用来将从CODEC 172接收到的 电信号生成音频信号。具体地，所述助听器兼容线圈174可包括合适的逻辑、电路、接口和 /或代码，用来保证所述无线装置150与在助听器里的T形线圈之间的通信。这样，电子音 频信号可以传送到使用助听器的使用者而无需经话筒(如所述立体声话筒170)发出声音 信号再将生成的声音信号还原成助听器中的电信号，最后将该电信号转换成放大的声音信 号送入使用者的耳朵。所述双数字扩音器176可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，可用来探测声 波，并将所述声波转换成电信号。所述电信号通过所述双数字扩音器176产生，可包括数字 信号，因此，在所述CODEC 172中进行数字处理之前，不需要进行模数转换。例如，所述双数 字扩音器176具有波束成形能力。所述振动变频器178可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用于向所述无线 装置150发送来电，警报和/或消息通知，而不需要通过声音来进行上述操作。例如，所述 振动变频器可产生振动，同时产生音频信号，如说话或音乐。在操作过程中，控制和/或数字信息可包括可编程参数，所述参数可来自所述无 线装置150的其它部分，接着被传送到所述处理器155，所述其它部分并未显示在图1中。 类似地，所述处理器155可将控制和/或数字信息传送到所述无线装置150的其他部分，所 述控件和/或数字信息包括可编程参数，所述其它部分并未显示在图1中。所述处理器155可使用接收控制和/或数字信息来确定所述收发器152A和152B 的操作模式，所述信息可包括可编程参数。例如，在本发明的各个实施例中，所述处理器155 可用来为本地振荡器选择特定频率，可用来选择最合适的天线或天线来获得最大的接收信 号，可用来为可变增益放大器设置特定增益，对本地振荡器的操作进行配置和/或对可变 增益放大器的操作进行配置。此外，例如所述选择的特定频率和/或计算所述特定频段所 需的参数和/或特定增益值和/或用于来计算所述特定增益值的参数，可通过所述处理器 155存储在系统存储器158中。所述处理器155将存储在系统存储器158中的所述信息从 系统存储器158传送到收发器152中。所述无线装置150的CODEC 172可与所述处理器155连接以传输音频信号和控制 信号。所述CODEC 172的控制寄存器可内置于所述处理器155中。所述处理器155可通过 所述系统存储器158交换音频信号和控制信息。所述CODEC 172可上变频和/或下变频多 个音频源的频率以用于在期望的采样率进行处理。由所述处理器155和/或基带处理器154处理的信号可接收自GNSS源，可用来 为所述无线装置提供本地服务(LBS)。可基于无线装置相对于信号源的空间方位选择天线 (如GNSS天线164A-164D)以接收最大GNSS信号。例如，所述GNSS信号通过上述方式接收， 因此在所述无线装置相对于信号源的方向确定为非垂直时，最佳从无线装置向上朝向的一 侧接收信号的GNSS天线可以被启动来接收信号。所述无线装置150的方位可以通过所述方位传感器来确定，该方位传感器可以用来启动合适的天线。本发明的另一个实施例中，所述处理器155可以相继地启动每一个GNSS天线 164A-164D，接着将接收到的用于每个天线的RSSI来确定最适合启动的天线。所述天线可 以循环、随机、周期地来评定。因而具有高占空因数的天线由于具有较低的RSSI而不会被 使用。由于所述无线装置150相当于GNSS信号源的方位会随着时间的改变而改变，因此可 周期性地重新评定这些没有被使用的天线。本发明的其他实施例中，例如，来自不同配置的 信号强度的重新评定可基于在在先位置和/或方位中的无线装置150的接 收信号的过往历 史。另外，天线配置的重新评价可以基于什么时候在天线上测得阈值。因为方位感应和天线选择可用于需要获得最大接收信号的任何无线信号，本发明 并不限于GNSS信号。本发明的其他实施例中，在所述无线装置150中集成的相机可用来确 定方位，如通过表面识别，而不需要使用MEMS传感器来确定朝上的方向。图IB是根据本发明的实施例的全球导航卫星系统信号接收方向的示范性框图， 参照图1B，示出了无线装置150及GNSS卫星120A-120C。所述无线装置如图IA所述，所述 GNSS卫星包括可以为所述无线装置150提供基于位置的服务的卫星信号源。在操作过程中，所述无线装置150可包括一个或多个天线，所述天线用于接收 GNSS信号。所述天线可以是定向天线，所述定向天线可以在已确定的特定方向上接收到最 大信号，所述特定方向是基于所述无线装置150中的天线的几何形状和布局来确定。因此， 多个天线可集成在所述无线装置150中，以在所述无线装置150的任何方位接收到最大信 号。可以通过在多个天线中的每一个键切换，测量每个天线的RSSI接着使得产生最大接收 信号的一个或多个天线启动。所述方位传感器157可用于确定所述无线装置150的方位，接 着因而确定可定向在最佳方向的天线，所述天线可在所述最佳方向接收最大接收GNSS信 号。由于所述GNSS卫星120A-120C的轨道是已知的或者是已探测出来的，因此所述无线装 置150可知或者可确定在预置方位、一天中的预置时间，和/或特定位置上的最适合使用的 天线。本发明的另一实施例中，所述处理器155可相继启动所述无线装置中每一个天 线，如所述GNSS天线164A-164D ；接着，每一个天线的RSSI可用于确定适合启动的最优化 天线，所述天线可以循环、随机、周期地来评定。因而具有高占空因数的天线由于具有较低 的RSSI而不会被使用。由于所述无线装置150相当于GNSS信号源的方位会随着时间的改 变而改变，因此可周期性地重新评定这些没有被使用的天线。本发明不限于GNSS信号。因此，所述无线装置150可在多个天线中选择天线用于 无线装置150可接收和/或传送的任何无线信号。本发明的另外一个具体实施例中，最优化天线配置的评定是基于所述无线装置 150的位置的。因此，在无线装置150的位置是已知的(例如通过GNSS或者三角定位)时， 可基于信号源的已知位置(如下载自数据库)使用较少的评定时间。另外，所述已知的无 线装置的位置，以及从而已知的信号源星座和测得的最优天线配置可以用于在没有方位传 感器时确定无线装置150的方位。图2是根据本发明实施例的多天线配置评定的示范性俯视图。参照图2、示出了所 述GNSS天线164A-164D、所述GNSS接收器156、所述方位传感器157、及所述天线开关207。 所述GNSS接收器可如图IA所述，包括RSSI�？�205和低噪音放大器(LNA) 209。
所述RSSI�？�205可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，可用于测量接收信 号强度。所述RSSI�？�205可包括一个或多个包络检波器，例如，用于基于所述调制信号 的包络测量接收的信号强度。所述RSSI�？�205可在所述LAN 209之前和/或之后测量 RSSI。所述LNA 209可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用于放大经天线开关207 从GNSS天线164A-164D接收到的信号。LAN 209的输出可通信耦合到GNSS接收器156的 其他电路以处理所述接收的信号，启动所述无线装置150的基于位置的服务。所述天线开关207可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，可用于将一个或者 多个所述GNSS天线164A-164D与所述LNA209进行耦合。所述天线开关207可由处理器控 制，如可用于从方位传感器157接收信号的处理器150。本发明的其他实施例中，还可通过 来自所述传感器157的输入信号来控制所述天线开关207，使得可基于所述无线装置相对 于接收的GNSS信号的方位，自动启动具有已知的或是确定的源于特定方位的最强的RSSI 的某些天线。在操作中，所述GNSS天线164A-164D可以是定向天线，可在特定方向上接收最大 信号，所述特定方向通过所述无线装置150中的天线的几何形状和布局来确定。所述天线 开关207可用于在GNSS天线164A-164D之间的每一个天线间进行切换，通过所述RSSI�？� 205测量用于每个天线的RSSI，接着使得获得最大接收信号的一个或多个天线得以启动。 所述方位传感器157可用于确定所述无线装置150的方位，从而确定那个天线可以定向在 最佳方向以获得最大接收GNSS信号。本发明的另一实施例中，处理器，如所述处理器155，可通过所述天线开关207相 继地启动所述无线装置150中的每一个GNSS天线164A-164D，接着可使用每个天线的RSSI 可用于确定最合适的将要启动的天线。所述天线可以通过循环原理来评定。因而具有高占 空因数的天线由于具有较低的RSSI而不会被使用。由于所述无线装置150相对于GNSS信 号源的方位会随着时间的改变而改变，因此可周期性地重新评定这些没有被使用的天线。本发明不限于GNSS信号。因此，所述无线装置150可在GNSS天线164A-164D中 选择天线用于无线装置150可接收和/或传送的任何无线信号。类似地，本发明中的天线 的数量不限于图2所描述，因此，取决于成本及空间的限制，人们可以在所述装置150中安 装任意数量的天线。图3是根据本发明的实施例的贴片天线示范性示意图。参照图3，所示的是贴片天 线300和310，所述贴片天线300和310包括像素片(pixel array)阵列，如像素片302，开 关，如开关304。每一个天线的像素片或开关的数量不限于图3所示。可通过激活合适的开 关来调整所述可调天线300及310的有源区(active area)，如图3中所示的涂黑的矩形表 示的闭合的开关，如开关306 ；以及图3中所示的白色矩形表示的开启的开关，如开关304。 本发明的实施例中，所述贴片天线300及310可集成在所述芯片162上或中，或集成在封装 167上，两种安装方式如图IA所示。在操作过程中，所述贴片天线300及310的传输方向可由有源片确定，如图3所示 的闭合开关，如开关306。例如，所述有源区可定义在理想的接收方向上具有最大接收信号 的接收辐射图。该方向可由从贴片天线300的顶部和底部以及贴片天线310的侧部指出的 大箭头表示。所述接收信号图可由大量不同的有源片配置来定义，且并不限于图3中所示。在本发明的实施例中，所述贴片天线300及310的启动部分可在理想的接收方向上配置。所 述贴片天线300及310可与接收器进行通信耦合，所述接收器如GNSS接收器156，并可选择 性启动并配置成从特定方向接收信号，所述特定方向取决于所述无线装置150的方位。图4 是根据本发明的实施例的全方位天线配置的示范性步骤流程图。如图4所示， 开始步骤401之后，在步骤403中，MEMS传感器可用于确定最优化的天线配置；或者可顺序 地评定多个天线以找到针对无线装置150相对于无线源的特定方位的最优接收信号。在步 骤405中，通过所述天线开关207，可以启动所述获得最优接收信号的天线配置。接着在步 骤407中，通过所选择的天线配置来接收信号。基于周期定律来重新评定其他配置或最优 配置。在步骤409中，如果所述无线装置掉电，该典型步骤进行到结束步骤411，否则该步骤 返回到步骤403。本发明的一个实施例中，提供了一种具有全球导航卫星系统的天线分集的方法 及系统。在这方面，无线装置包括一个或多个发送器，一个或多个接收器，以及多个天线 164A-164D。基于多个天线164A-164D中的每一个相对于接收到的无线信号的一个或多个 源的已知的或测定的方向和所述多个天线164A-164D中的每一个相对于所述接收到的无 线信号的所述一个或多个源的方位，将所述无线通信装置中的所述多个天线164A-164D中 的一个或多个选择性地耦合到所述一个或多个接收器。所述无线信号包括全球导航卫星系 统信号。所述方向的方位可以通过所述无线装置150中的一个或多个方位传感器157来确 定。所述方位传感器157可包括MEMS传感器和/或磁性传感器。基于所述无线源的位置 及相当于与所述接收的无线信号的源的所述方向的方位，可将一个或多个天线与所述一个 或多个接收器进行选择性耦合。可测量用于所述多个天线164A-164D的所述一个或多个的 每个的选择性耦合配置的RSSI。可顺序地将所述多个天线164A-164D的所述一个或多个 选择性地耦合到所述接收器以确定所述选择性耦合的所述多个天线164A-164D中的一个 或多个的哪个具有最强的RSSI。所述多个天线164A-164D可以是贴片天线和/或偶极子天 线。本发明的另一个实施例提供了一种机器可读存储或计算机可读存储和/或媒介， 其内存储的机器代码和/或计算机程序包括至少一个代码段，所述至少一个代码段由机器 执行而使得所述机器具有GNSS的天线分集步骤。本发明的一个实施例可作为一种板级产品、作为单芯片，作为专用集成电路、或者 是单独的元件。所述单独的元件包括一个不同程度集成的单芯片，所述不同程度集成的单 芯片包括所述系统的其他部分。所述系统的一体化程度在很大程度上取决于速度及成本。 由于目前的处理器的复杂性，传统处理器的使用是可能的，所述传统处理器是通过本发明 的系统的ASIC执行来进行外部执行。优选地，如果所述处理器可作为ASIC核心或逻辑模 块，所述传统处理器可以被当成ASIC装置的一部分来执行，所述传统处理器具有不同的执 行功能，如固件。因此，本发明可以通过硬件、软件，或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一 个计算机系统中以集中方式实现，或者由分布在几个互连的计算机系统中的不同部分以分 散方式实现。任何可以实现方法的计算机系统或其它设备都是可适用的。常用软硬件的结 合可以是安装有计算机程序的通用计算机系统，通过安装和执行程序控制计算机系统，使 其按方法运行。
本发明还可以通过计算机程序产品进行实施，程序包含能够实现本发明方法的全 部特征，当其安装到计算机系统中时，可以实现本发明的方法。本文件中的计算机程序所指 的是可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式，该指令组使系统 具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后实现特定功 能a)转换成其它语言、编码或符号；b)以不同的格式再现。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离 本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材 料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具 体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
权利要求
一种可进行无线通信的方法，其特征在于，所述方法包括通过无线通信装置中的一个或多个处理器和/或电路来执行以下步骤，所述处理器和/或电路包括一个或多个接收器基于多个天线中的每一个相对于接收到的无线信号的一个或多个源的方向和所述多个天线中的每一个相对于所述接收到的无线信号的所述一个或多个源的方位，将所述无线通信装置中的所述多个天线中的一个或多个选择性地耦合到所述一个或多个接收器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线信号包括全球导航卫星系统信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用集成到所述无线装置 中的一个或多个方位传感器来确定所述方位。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括基于所述无线源的位置和 所述相对于所述接收到的无线信号的所述一个或多个源的方位，将所述多个天线中的所述 一个或多个选择性地耦合到所述一个或多个接收器。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括测量用于所述多个天线的 所述一个或多个的每个的选择性耦合配置的RSSI。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括顺序地将所述多个天线的 所述一个或多个选择性地耦合到所述接收器以确定所述选择性耦合的所述多个天线中的 一个或多个的哪个具有最强的RSSI。
7.根据权利要求1所述的一种可进行无线通信方法，其特征在于，多个天线中的所述 一个或多个包括贴片天线或偶极子天线。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用所述无线装置的已知 位置、基于所述位置确定的信号源的星座来减少评估的选择性耦合的天线配置的数量。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用所述已知位置来确定所述无线装置的方位，并且测量来自信号源的所述确定的星 座的信号强度。
10.一种可进行无线通信的系统，其特征在于，包括在无线通信系统装置中使用的一个或多个处理器和/或电路，其中，所述处理器和/或 电路包括一个或多个接收器，所述一个或多个处理器和/或电路可用于基于多个天线中的每一个相对于接收到的无线信号的一个或多个源的方向和所述多 个天线中的每一个相对于所述接收到的无线信号的所述一个或多个源的方位，将所述无线 通信装置中的所述多个天线中的一个或多个选择性地耦合到所述一个或多个接收器。
全文摘要
本发明涉及一种可进行无线通信的方法和无线装置。该装置包括一个或多个接收器，所述一个或多个接收器基于多个天线中的每一个相对于接收到的无线信号的一个或多个源的方向和所述多个天线中的每一个相对于所述接收到的无线信号的所述一个或多个源的方位，选择性地耦合所述无线通信装置中的所述多个天线中的一个或多个。所述无线信号可包括全球导航卫星系统信号。使用无线装置中的方位传感器可确定所述方位。基于所述无线源的位置及相对于与所述接收的无线信号的源的所述方向的方位，可将一个或多个天线与所述一个或多个接收器进行选择性耦合。可测量用于所述多个天线的所述一个或多个的每个的选择性耦合配置的RSSI。
文档编号G01S5/08GK101964674SQ20101023279
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月21日 优先权日2009年7月22日
发明者查尔斯·亚伯拉罕, 约翰·沃利 申请人:美国博通公司
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