CN101848020A - 具有分集天线系统的移动无线通信设备及相关方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有分集天线系统的移动无线通信设备及相关方法。本发明公开了一种移动无线通信设备，具有便携手持外壳。电路板由便携手持外壳承载。RF电路由电路板承载。分集天线和主天线由便携手持外壳承载，耦合至RF电路并一起工作。RF电路将分集天线调谐至分集通信频带中以实现与主天线一起工作的分集模式，并且当工作在分集通信频带中已发生从分集天线至主天线的交叉耦合时，RF电路将分集天线调谐至非分集通信频带中。开关由便携手持外壳承载，连接至RF电路并耦合在分集天线和主天线之间，当工作在非分集通信频带中时断开分集天线，以防止从分集天线至主天线的交叉耦合。

Description

具有分集天线系统的移动无线通信设备及相关方法
技术领域
本公开涉及通信设备领域，更具体地涉及使用分集天线系统的通信设备。
背景技术
无线通信的挑战之一是设计提供所需性能特性但在尺寸上相对较小以适合在移动设备内的适当天线。举例来说，对于如移动电话之类的无线设备，希望尽可能小地保持电话的总体尺寸。此外，内部天线通常比外部天线更为优选，这是因为外置天线占据更多空间并可能在出行时或在其他使用过程中被损坏。
这些无线设备经常与日益普及的蜂窝通信系统一起工作，并已成为个人和商业通信的必要组成部分。此外，随着蜂窝电话技术的进步，设备的功能也在增强。举例来说，现在很多便携无线通信设备并入了个人数字助理(PDA)特性，如日程表，地址簿，任务列表，计算器，备忘录和写入程序。例如，当这些多功能装置设备包括用于WiFi和其他IEEE 802.11无线局域网(WLAN)接入的适当电路时，这些设备通常允许用户通过蜂窝网络和/或WLAN来无线发送和接收电子邮件(email)消息并接入互联网。很多移动通信使用分组突发传输，作为全球移动通信(GSM)系统一部分，GSM系统包括850MHz、900MHz、1800MHz和1900MHz频带。尽管这些移动无线通信设备充当移动电话，但如之前提到的，该设备也可以操作和并入个人数字助理(PDA)特性，并通过蜂窝网络和/或无线局域网(LAN)来无线发送和接收电子邮件和其他消息并接入互联网。该功能可以包括对“热点”的接入，作为使用IEEE 802.11标准的WiFi网络的一部分。
新近的载波规范规定了在新一代无线移动通信设备中增加分集天线。然而，为了达到可接受的分集性能，辐射元件必须是电磁隔离的。在具有手持形状因素的移动无线通信设备中，根据具体设计，达到充分隔离常常是困难的。例如，在一些设备中，有彼此相邻的两个天线工作在相同频谱(850和1900)。该配置导致两个天线之间的强耦合并使辐射性能变差，这是由于它们破坏性地彼此干扰。一种可能的解决方案是将破坏性的干扰调谐到另一互斥的、不需要分集的工作频带(如900和1800)内，或者如果可能的话，调谐到任何工作频带外。在多频带手持无线通信设备中，将干扰移至非分集频带是不够的，这是因为在非分集频带中干扰仍然存在并使性能变差。
举例来说，在一个移动无线通信设备中，在850和1900频带中需要分集，但在900和1800频带中不需要分集。另外，850和1900频带与900和1800频带是互斥的，这是因为它们不同时工作。例如，如果干扰被调谐到900频带，就能够达到可接受的分集性能。然而，由于如果手持工作在900频带，则干扰可能仍然存在，因此问题不能得以解决。为了保持900频带内的天线性能，当在非分集频带内工作时，分集天线对于主天线来说应当是电磁不可见的。
发明内容
一种移动无线通信设备具有便携手持外壳。电路板由便携手持外壳承载。RF电路由电路板承载。分集天线和主天线由便携手持外壳承载，耦合至RF电路并一起工作。RF电路将分集天线调谐至分集通信频带中，以实现与主天线一起工作的分集模式，并且当在分集通信频带中工作时已发生从分集天线至主天线的交叉耦合时，RF电路将分集天线调谐至非分集通信频带中。开关由便携手持外壳承载，连接至RF电路并耦合在分集天线和主天线之间，并且当在非分集频带中工作时，该开关断开分集天线，以防止从分集天线至主天线的交叉耦合。
在一个非限制性的方面，便携手持外壳包括上部和下部。分集天线位于外壳的上部。主天线位于外壳的下部。在另一方面，分集天线是由形成天线阵列的多个天线元件形成的。每个天线元件可以包括：相应的开关，被控制以单独地开启和关闭形成阵列天线的所选天线元件，以改变阵列天线的组合辐射图。
在另一个方面，电路板被配置为实质上在尺寸上符合便携手持外壳。每个天线元件包括相应的开关，使得所述开关控制其相应的天线元件开启和关闭所选天线元件并改变阵列天线的组合辐射图。在另一个方面，电路板被配置为实质上在尺寸上与便携手持外壳不同，并且主天线由电路板承载。电缆连接在分集天线和电路板之间并与主天线一起工作。在该示例中，开关位于连接至电路板的电缆的末端，或者位于连接至分集天线的电缆的末端。
还提出了一个方法方面。
附图说明
通过依照附图而考虑的以下对本发明的详细描述，本发明的其他目的，特征和优点将变得显而易见，附图中：
图1是一平面图，示出了移动无线通信设备的内部，并更详细地示出了主天线(例如蜂窝天线和分集天线)的相对定位，并示出了相关内部组件。
图2是移动无线通信设备的局部图，并示出了作为印制电路板(PCB)上的天线阵列的分集天线，以及主天线或蜂窝天线，并且每个分集天线配备有开关。
图3是与图2类似的另一个局部图，但示出了其中印制电路板比如图1示例中的外壳小的移动无线通信设备，并示出了将分集天线和主天线相连接的电缆，其中沿电缆放置了至少一个开关。
图4是示出了根据使用分集天线、主天线和开关的非限制性方面操作移动无线通信设备的方法的流程图。
图5是移动无线通信设备的示例的示意框图，该移动无线通信设备被配置为可根据非限制性示例使用的手持设备，并示出了基本内部组件。
图6是图5的移动无线通信设备的正视图。
图7是示出了可用在所描述的图1-6的移动无线通信设备中的基本功能电路组件的示意框图。
具体实施方式
下面将结合附图对不同的实施例进行更充分的描述，其中示出了优选实施例。可以阐述多种不同形式，并且描述的实施例不应被解释为限于这里阐述的实施例。更确切地说，提供这些实施例以使本发明详细和完整，并且向本领域技术人员充分传达了范围。类似的数字始终表示类似的元件。
根据非限制性的示例，分集天线可以被调谐以在非分集模式频带中产生交叉耦合。当移动无线通信设备处于非分集模式频带中时，分集天线从主天线(如蜂窝天线)断开连接，例如通过使用在非分集频带中断开分集天线的开关。在非分集模式下，连接变为开路。这在印制电路板(PCB)与外壳尺寸相同的情况下是有益的。在印制电路板比外壳小的情况下，典型地，电缆将主天线和分集天线相连接，并且沿该电缆放置开关。
在一个非限制性的示例中，为了传导不同的负载阻抗，开关也可以将主天线连接至不同的负载中。这用于增强主天线的性能。在这些非限制性的示例中，移动无线通信设备改变天线的调谐，以在特定频带上产生交叉耦合，同时还允许开关在分集天线将与主天线产生交叉耦合的特定频带中断开分集天线。
图1示出了移动无线通信设备20内部的顶视平面图，该移动无线通信设备20并入了主天线22，例如在便携外壳24的底部，该便携外壳24包含比外壳小的印制电路板26。电池区27提供包含电池的区域。在本示例中，主天线22是蜂窝天线并可以位于电路板26上或是分离的。主天线22可以处于分离的板(例如天线板)上。印制电路板26承载多种电路组件(如IC封装)，一般在30处示出并作为非限制性的示例参照图5-7在下文中进一步描述。其他电子组件一般在32处示出。本示例中的主天线22是蜂窝天线，在外壳的底部示出并典型地作为多频天线进行操作。其可以具有唯一的几何图样或其他配置。分集天线34位于外壳24的另一端(顶端)。在该特定示例中，分集天线34由电缆40经由电路板上的相应连接点41连接至主天线22。使用电缆40是因为印制电路板26比外壳24小。用于将分集天线34从主天线22断开的开关42在该局部视图中所示的可能开关位置处示出。每个开关42连接至负载44。
在移动无线通信设备20的本示例中，主天线22位于外壳24的底部，分集天线34位于外壳的顶部。使用一个或多个开关42，来降低分集天线34和主天线22之间的辐射远场的破坏性干扰，其中，开关42通过使分集天线以及任何关联馈送网络和电缆在工作于非分集频带中时对于主天线来说电磁不可见，来将分集天线34从主天线22隔离。开关42还提供了以下方式：将分集天线改变为不同的负载阻抗44，从而潜在地增强主天线辐射性能。
举例来说，可能的开关42位置处于印制电路板26附近，或者处于连接至电缆40的印制电路板上。在所示的本示例中，开关42连接至不同的负载阻抗44中，例如在印制电路板上包含的或与分集天线处的开关相邻的电路结构。
如前面提到的，该设备可以具有与外部外壳24大致相同尺寸的“底盘”或印制电路板26。在该示例中，典型地，可能不需要电缆来与PCB上的电路相连接。另一个可能的配置是具有与外部外壳24带有显著不同配置和尺寸的底盘或印制电路板26，例如图1的示例所示。
在本示例中，分集天线34被形成为阵列，例如自适应阵列天线，其可以是具有有源元件的单个天线或者是可能由于不同条件持续存在而根据设计改变其组合辐射图(radiation pattern)的类似或不同天线的阵列。所描述的这些天线既可以用在发送配置中又可用在接收配置中。
图2是具有夸大尺寸的设备20的内部的局部图，并示出了印制电路板26具有与外部外壳24大约相同的尺寸。在该特定示例中，每个分集天线34配备有开关42，该开关42可以连接至在50处示出的主处理器或其他天线控制器，该主处理器和其他天线控制器可以使用开关来开启或关闭各个天线组件。开关42也可以是三向开关，以允许切换到不同的负载阻抗。
图3是与图2所示的局部图类似的局部图，其中印制电路板26的尺寸与外部外壳24的尺寸显著不同，并且，使用电缆40将分集天线34连接至印制电路板上的电路迹线。如图所示，开关42可以置于电缆40的印制电路板端处或者电缆的分集端处。图3的使用这种所描述的实施方式的可能物理位置在图1中示出。
应当理解的是，图1中在外壳24的相应底部和顶部所示的主天线22和分集天线34可以位于移动无线通信设备内的不同区域和位置处。此外，作为阵列的分集天线34可以具有位于设备内的外壳各处的多个不同元件，而不是如图2和3所示的一起或相邻的多个不同元件。
还可以使用不同的开关设计。例如，可以单独形成微机电(MEMS)开关，或者可以形成带有不同组件且作为MEMS IC封装的微机电开关。当例如图2所示使用电缆实现时，单独的MEMS设备可以并入并连接至电缆装置。此外，作为开关的单独MEMS设备可以位于图2或3所示的配置中任一个配置下的印制电路板上。可以使用包括单独晶体管开关的其他开关配置，而不是MEMS开关。其他开关也是可能的。三向开关可以用于切换至不同的负载阻抗。
图4示出了根据非限制性操作方法的流程序列。首先，当设备正在工作并受到分集天线和主天线之间的交叉耦合的影响时，可以确定是否已出现问题(框60)。此时，可以在非分集模式频带中调谐分集天线(框64)。当设备处于非分集模式频带中时，系统使用开关将分集天线从天线断开(框68)。如果可能的问题仍存在，则系统可以将天线切换到不同的负载(到不同的负载阻抗)，这增强了主天线的性能(框72)。
现在将关于图5-7进行简要描述，图5-7公开了移动无线通信设备(例如手持便携蜂窝无线电)的示例，其可以作为非限制性的示例并入可与上述主天线22和分集天线34一起使用的多种电路。图5-7是多种不同类型的功能性电路组件及其互连的典型非限制性示例，并与主天线和分集天线22、34一起使用。
现在参照图5，描述了移动无线通信设备120(例如手持便携蜂窝无线电)的示例，作为可使用的示例移动无线通信设备。该设备120示意性地包括具有上部146和下部147的外壳121以及介电基板(即，电路板)167，例如传统的印制电路板(PCB)基板，例如由外壳承载。外壳盖(未详细示出)典型地覆盖外壳的前部。以下使用的术语电路板167可以指代任何介电基板、PCB、陶瓷基板或用于在移动无线通信设备120内承载信号电路和电子组件的其他电路承载结构。例如，所示的外壳121是固定壳，与用在很多蜂窝电话中的翻盖和滑盖不同。然而还可以使用这些和其他外壳配置。在本示例中，电路板167与外壳121的尺寸大致相同，因而，没有使用将分集天线和开关149与主天线145相连接的电缆。
电路148由电路板167(例如，微处理器、存储器、一个或多个无线收发器(例如蜂窝、WLAN等))，电路板167包括RF电路，包括音频和电源电路、任意键盘电路。应当理解，键盘电路可以处于单独的键盘等上，如本领域技术人员所能理解的。优选地，电池(未示出)也由外壳121承载，以向电路148供电。术语RF电路可以包括可共同操作的RF收发器电路、电源电路和音频电路。与图1所示类似，在该非限制性实施例中，电路板在外壳下端承载主天线145并在外壳上端承载分集天线149。在本示例中，分集天线149是自适应阵列天线，并通过适当的电路迹线(例如，包含在电路板内)连接至主天线145，并通过多个组件来进行操作，这些组件包括用于控制开关的微控制器和用于分集天线的天线组件。本示例中的分集天线149可以由例如图2的示例所示的、均配备有开关的各个天线元件形成。
此外，音频输出换能器(例如扬声器)由外壳121的上部146承载并连接至电路148。优选地，一个或多个用户输入接口设备(例如键区(键盘)123(图6))也由外壳121承载并连接至电路148。这里使用的术语键区123也指代术语键盘，其指示具有公知的字母和/或数字键的用户输入设备以及包括多次敲击或预测输入模式的其他实施例。用户输入接口设备的其他示例包括轨迹球137和可位于外壳左侧和右侧的便捷键136。当然，应当理解，在其他实施例中可以使用其他用户输入接口设备(例如，触笔或触摸屏界面)。此外，可以使用其他输入接口设备，例如静音/待机键、音量键或其他菜单。外壳可以并入头戴式耳机垫、USB端口、媒体卡槽以及其他类似按键或输入。
优选地，主天线(或蜂窝天线)145(例如GSM天线)位于外壳的下部147处(图5)，并可以被形成为制成物理上形成天线的天线电路的导电迹线的模式。其他天线配置可以用作非限制性示例。在主电路板167上，该主天线145连接至电路148。在一个非限制性示例中，主天线145可以是在从外壳下部的主电路板延伸的天线电路板上形成的。此外，可以使用单独的键盘电路板。当然，在某些情况下，任何单独的天线板可以用于每一个天线，例如主天线和分集天线149，或者二者置于单独的电路板上且彼此分离。其他组件可以置于分离的板上，例如，任何换能器(如扬声器和麦克风)可以安装在分离的板上。在本示例中，分集天线149位于远离主天线145处，因而，将主天线145放置在外壳的底部并将分集天线149放置在外壳的顶部。
更具体地，典型地，用户将握住外壳121的上部至与他的头部非常近的位置，使得任何音频输出换能器直接紧靠他的耳朵。但是，音频输入换能器(即，麦克风)所处的外壳121下部147不需要直接紧靠用户的嘴，并可以被握在远离用户的嘴的位置。即，将音频输入换能器握在紧靠用户嘴的位置可能不仅对用户来说是不舒服的，而且在某些情况下也可能使用户的语音失真。
将主天线145置于邻近外壳121下部147的另一个重要优点在于，这可以使由于用户的手的阻挡而对天线性能的影响较小。用户通常向着电话外壳的上部居中位置握住电话，因而相比于邻近外壳121下部147安装的天线，用户更可能将他们的手放到这样的天线上。相应地，通过将主天线145置于邻近外壳121下部147处，可以得到更可靠的性能。
这种配置的另一优点在于，其针对要在外壳上部146承载的一个或多个辅助输入/输出(I/O)设备150提供更多空间。此外，通过将主天线145与辅助I/O设备150分离，可以减小它们之间的干扰。
辅助I/O设备150的示例可以包括除了分集天线以外的另一天线，例如，用于提供WLAN通信能力的WiFi或WLAN(例如蓝牙、IEEE802.11)天线和/或用于提供定位能力的卫星定位系统(例如GPS、Galileo等)天线，正如本领域技术人员理解的那样。辅助I/O设备150的其他示例包括第二音频输出换能器(例如，用于扬声器电话操作的扬声器)、以及用于提供数字摄像机能力的摄像机镜头、电气设备连接器(例如USB、头戴式耳机、安全数字(SD)或存储卡等等)。
应当注意，这里使用的用于辅助I/O设备150的术语“输入/输出”是指这种设备可以具有输入和/或输出能力，这种设备不需要在所有的实施例中将这两种功能都提供。即，例如，诸如摄像机镜头之类的设备可以仅接收光输入，而头戴式耳机插孔可以仅提供音频输出。
设备120还示意性地包括显示器122(图6)，例如，由外壳121承载且连接至电路148(图5)的液晶显示器(LCD)。便捷键136和轨迹球137也可以连接至电路148，以允许用户对菜单、文本等进行导航，正如本领域技术人员理解的那样。在某些实例中，轨迹球137也可以称为“拇指轮”或“轨迹轮”，并位于不同的位置。键区123示意性地包括多个多符号键124，其中每一个上具有多个相应符号的标记。键区123还示意性地包括交替功能键125、空格键127、换挡键128、返回键(或回车键)129以及退格键/删除键130。
在首先按下或驱动交替功能键125时，也可以使用一些键来输入“*”符号。类似地，在一些示例中，在首先驱动交替功能键125，可以使用空格键127、换挡键128和退格键130来分别输入“0”和“#”。键区123可以包括退出键、结束或电源键以及便捷键(即，菜单)，以用于访问扩大的家庭屏幕并进行蜂窝电话呼叫。这些键中的许多键可以位于不同的位置。
此外，每个键124上的符号被布置在顶行和底行中。在本示例键盘中，当用户在没有首先按下交替功能键125的情况下按下键124时，输入底行中的符号，而通过首先按下交替功能键来输入顶行符号。如图6所示，多符号键124被布置在键区123上的行中。此外，键124中的每一个上的字母符号被布置为定义QWERTY布局。即，键区123上的字母以三行的格式呈现，其中每一行的字母的顺序和相对位置与标准QWERTY键区中相同。键的每一行可以被布置为列。
相应地，举例来说，有利地，所描述的移动无线通信设备120不仅可以用作传统的蜂窝电话，而且可以方便地用于在蜂窝网络或其他网络上发送和/或接收数据，例如互联网和电子邮件数据。当然，在其他实施例中也可以使用其他键区配置。多次敲击或预测输入模式可以用于键入电子邮件等等，正如本领域技术人员理解的那样。
主天线145和分集天线149一起作为多频带天线系统而工作，其在多个工作频率上提供增强的发送和接收特性。更具体地，天线被设计为在一个相对较宽的带宽和多个频带(例如，不同的蜂窝频带)上提供高增益、期望的阻抗匹配，并满足可应用的SAR需求。例如，天线可以在5个频带上工作，例如850MHz的全球移动通信系统(GSM)频带(GSM 850)、900MHz的GSM频带、DCS频带、PCS频带和WCDMA频带(即，高达大约2100MHz)(或CDMA 850/1900)，尽管如上所述其也可以用于其他频带/频率。为了节省空间，有利地，主天线145可以以三维实现，尽管其也可以在二维或平面实施例中实现。
图5和图6所示的移动无线通信设备可以并入电子邮件和消息收发帐户，并提供不同功能，例如编写电子邮件、PIN消息和SMS消息。该设备可以通过可通过选择消息图标而检索到的适当菜单来管理消息。地址簿功能可以添加联系人，允许管理地址簿，设置地址簿选项，以及管理SIM卡电话簿。电话菜单可以允许使用不同电话特性来发出和应答电话呼叫，管理电话呼叫记录，设置电话选项，以及查看电话信息。浏览器应用程序可以允许浏览网页，配置浏览器，添加书签，以及改变浏览器选项。其他应用程序可以包括任务、记事簿、计算器、闹钟和游戏、以及带有多种参考的手持选项。
可以选择日历图标来输入可用于建立和管理诸如会议或约会之类的事件的日历程序。日历程序可以是允许组织器建立事件(如约会或会议)的任意类型的消息收发或约会/会议程序。
在以下参照图7的示例中进一步描述可在图1-6的示例移动无线通信设备120中使用的各个功能组件的非限制性示例。设备120示意性地包括外壳220、键区240和输出设备260。优选地，所示的输出设备260是显示器，其优选地是全图形LCD。备选地，可以使用其他类型的输出设备。处理设备280包含在外壳220内并耦合在键区240与显示器260之间。响应于用户对键区240的键的驱动，处理设备280控制显示器260的操作以及移动设备120的总体操作。
外壳220可以垂直地加长，或者可以呈现出其他尺寸和形状(包括翻盖外壳结构)。键区可以包括模式选择键或者用于在文本输入与电话输入之间进行切换的其他硬件或软件。
除了处理设备280以外，图7还示意性地示出了移动设备120的其他部件。这些部件包括：通信子系统201；短距离通信子系统202；键区240和显示器260，以及其他输入/输出设备206、208、210和212；以及存储设备216、218和各种其他设备子系统221。优选地，移动设备120是具有语音和数据通信能力的双向RF通信设备。此外，优选地，移动设备120具有经由互联网与其他计算机系统进行通信的能力。
优选地，由处理设备280执行的操作系统软件存储于永久性存储器(如闪存216)中，但也可以存储于其他类型的存储设备(如只读存储器(ROM)或类似的存储元件)中。此外，可以将系统软件、专用设备应用程序、或其部分临时加载到易失性存储器(如随机存取存储器(RAM)218)中。还可以将移动设备接收到的通信信号存储在RAM218中。
除了其操作系统功能以外，处理设备280还可以执行设备120上的软件应用程序230A-230N。可以在制造期间在移动设备120上安装对基本设备操作进行控制的预定软件应用程序集合，如数据和语音通信230A和230B。此外，可以在制造期间安装个人信息管理器(PIM)应用程序。优选地，PIM能够组织并管理诸如电子邮件、日历事件、语音邮件、约会以及任务项目之类的数据项目。优选地，PIM应用程序还能够经由无线网络241发送和接收数据项目。优选地，经由无线网络241将PIM数据项目与同主机计算机系统一起存储的或同主机计算机系统相关联的设备用户相应数据项进行无缝整合、同步和更新。
通过移动子系统201以及可能地通过短距离通信子系统来执行包括数据和语音通信在内的通信功能。通信子系统201包括接收器250、发送器252以及一个或多个天线254和256。此外，通信子系统201还包括处理模块，如数字信号处理器(DSP)258和本地振荡器(LOs)261。通信子系统201的具体设计和实现依赖于移动设备120要在其中操作的通信网络。例如，移动设备120可以包括：通信子系统201，被设计为与MobitexTM、DataTACTM或通用分组无线服务(GPRS)移动数据通信网络一起工作，并且还被设计为与诸如AMPS、TDMA、CDMA、PCS、GSM等多种语音通信网络中的任一种一起工作。还可以与移动设备120一起使用其他类型的数据和语音网络(单独的和集成的)。
网络接入需求根据通信系统的类型而变化。例如，在Mobitex和DataTAC网络中，使用与每个设备相关联的唯一个人标识号或PIN将移动设备注册到网络上。然而，在GPRS网络中，网络接入与设备的订户或用户相关联。因此，GPRS设备需要订户标识模块(一般称作SIM卡)，以在GPRS网络上工作。
当完成了所需的网络注册和激活过程时，移动设备120可以在通信网络241上发送和接收通信信号。将由天线254从通信网络241接收到的信号路由至接收器250，接收器250提供信号放大、下变频、滤波、信道选择等，并且还可以提供模拟至数字转换。接收信号的模拟至数字转换允许DSP 258执行更复杂的通信功能，如解调和解码。以类似的方式，处理器258对要发送至网络241的信号进行处理(例如，调制和编码)，然后该信号被提供给发送器252以进行数字至模拟转换、上变频、滤波、放大以及经由天线256发送至通信网络241(或多个网络)。
除了处理通信信号以外，DSP 258还提供对接收器250和发送器252的控制。例如，可以通过在DSP 258中实现的自动增益控制算法来自适应地控制应用于接收器250和发送器252中通信信号的增益。
在数据通信模式下，接收信号(如文本消息或网页下载)由通信子系统201处理，并被输入至处理设备280。然后，处理设备280对接收信号进行进一步处理，以输出至显示器260或备选地输出至某种其他辅助I/O设备206。设备用户还可以使用键区240和/或某种其他辅助I/O设备206(如，触垫、摇臂开关、姆指轮或某种其他类型的输入设备)来编写诸如电子邮件消息之类的数据项目。然后，可以经由通信子系统201在通信网络241上发送所编写的数据项目。
在语音通信模式下，设备的总体操作实质上与数据通信模式下类似，不同之处在于将接收信号输出至扬声器210，并且由麦克风212来产生用于发送的信号。还可以在移动设备120上实现备选的语音或音频I/O子系统，如语音消息记录子系统。此外，在语音通信模式下还可以使用显示器260来例如显示呼叫方的标识、语音呼叫的持续时间、或其他与语音呼叫相关的信息。
任何短距离通信子系统实现了移动设备120与其他邻近系统或设备(不需要一定是类似的设备)之间的通信。例如，短距离通信子系统可以包括红外设备及关联电路和组件或BluetoothTM通信模块，以提供与以类似方式实现的系统和设备的通信。
应当理解，作为非限制性示例，GSM是一种优选的通信系统，其使用的无线接口可以具有大约25MHz带宽的上行频带和下行频带，典型地被细分为124个载波频率信道，每个分隔大约200KHz。时分复用可以用于使每射频信道有8个话音信道，给定8个无线时隙和8个突发周期被分组为所谓的TDMA帧。例如，在一个非限制性示例中，信道数据速率可以大约是270.833Kbps，帧持续时间大约是4.615毫秒(MS)。输出功率可以从大约1瓦特到大约2瓦特变化。
线性预测编码(LPC)也可以用于降低比特速率，并提供滤波器的参数以利用以大约13Kbps编码的话音来模拟音轨。可以在GSM网络中使用四种不同大小的小区，包括宏小区、微小区、微微小区、伞形小区。在宏小区中，基站天线可以安装在高于平均屋顶级的主要建筑物上。在微小区中，天线高度可以低于平均屋顶级，并可以用在城市区域内。典型地，微小区具有大约几十米的直径，并可以在室内使用。伞形小区可以覆盖阴影区域或更小的小区。典型地，根据天线高度、增益和传播条件，被天线覆盖的、GSM规范的最长距离大约是22英里。
GSM系统典型地包括基站子系统、网络和切换子系统以及通用分组无线服务(GPRS)核心网。订户标识模块(SIM)通常在通信设备中实现，例如，公知的SIM卡，与包含用户的预订信息和电话簿在内的智能卡类似。用户也可以通过改变SIM来切换手持装置或改变运营商。
GSM信令协议具有3个一般层。层1是物理层，使用在空中接口之上的信道结构。层2是数据链路层。层3是信令协议，包括三个子层。这些子层包括：无线资源管理子层，用于控制无线和固定信道的设置、维持和终止，包括切换。移动性管理子层管理位置更新和注册过程并保护认证。连接管理子层处理一般呼叫控制并管理附加服务和短消息服务。不同实体(例如归属位置寄存器(HLR)和访问位置寄存器(VLR))之间的信令可以通过在7号信令系统顶层的事务处理能力应用部分(TCAP)上构建的移动应用部分(MAP)来实现。
无线资源管理(RRM)子层可以监视移动台与MSE之间的无线和固定链路建立。
还可以使用增强型数据速率GSM演进(EDGE)，作为对通用分组无线服务(GPRS)网络的增强。EDGE可以针对不同的调制和编码方案使用8相移键控(8PSK)和高斯最小移位键控(GMSK)。可以针对每个改变的载波相位产生3比特字。速率适配算法可以根据无线信道的质量以及数据传输的比特速率和鲁棒性来采用调制和编码方案(MCS)。典型地，对基站进行修改以供EDGE使用。
具有在上文描述和相关附图中的教导得出的有益效果的本发明的很多变形和其他实施例是本领域技术人员能够想到的。因而，可以理解的是，本发明不局限于所揭示的具体实施例，并且变形例和实施例都落在所附的权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种移动无线通信设备，包括：
便携手持外壳；
由便携手持外壳承载的电路板和由电路板承载的RF电路；
分集天线和主天线，由便携手持外壳承载，耦合至RF电路并一起工作，其中RF电路将分集天线调谐至分集通信频带中，以实现与主天线一起工作的分集模式，并且当工作在分集通信频带中时发生了从分集天线至主天线的交叉耦合时，RF电路将分集天线调谐至非分集通信频带中；以及
开关，由便携手持外壳承载，连接至RF电路并耦合在分集天线和主天线之间，当工作在非分集通信频带中时，所述开关断开分集天线，以防止从分集天线至主天线的交叉耦合。
2.如权利要求1所述的移动无线通信设备，其中便携手持外壳还包括上部和下部，所述分集天线位于外壳的上部，所述主天线位于外壳的下部。
3.如权利要求1所述的移动无线通信设备，其中所述分集天线包括阵列天线，所述阵列天线包括多个天线元件。
4.如权利要求3所述的移动无线通信设备，其中所述开关包括多个开关，并且每个天线元件包括相应的开关，所述相应的开关被控制以单独地开启和关闭所选择的天线元件，以改变所述阵列天线的组合辐射图。
5.如权利要求1所述的移动无线通信设备，其中所述开关包括微机电(MEMS)开关。
6.如权利要求1所述的移动无线通信设备，其中所述电路板被配置为实质上在尺寸上符合便携手持外壳，所述分集天线包括由所述电路板承载且包括多个天线元件的天线阵列，所述开关包括多个开关，每个天线元件包括相应的开关，所述相应的开关被控制以单独地开启和关闭所选择的、形成阵列天线的天线元件，以改变所述阵列天线的组合辐射图。
7.如权利要求1所述的移动无线通信设备，其中所述电路板被配置为实质上在尺寸上与便携手持外壳不同，所述主天线由所述电路板承载，并且，所述移动无线通信设备还包括与分集天线和电路板相连接且与主天线一起工作的电缆。
8.如权利要求7所述的移动无线通信设备，其中所述开关位于电缆连接至电路板的末端，或者位于电缆连接至分集天线的末端。
9.如权利要求1所述的移动无线通信设备，还包括具有不同阻抗的负载，所述负载连接至所述开关，以在所述开关切换至所述负载时传导不同的负载阻抗。
10.如权利要求1所述的移动无线通信设备，还包括显示器和用户输入设备，所述显示器和用户输入设备都由所述便携手持外壳承载并连接至RF电路。
11.如权利要求1所述的移动无线通信设备，其中所述主天线工作在全球移动系统(GSM)通信频带中的频率处。
12.如权利要求1所述的移动无线通信设备，其中便携手持外壳包括上部和下部，所述主天线由电路板承载，位于外壳的下部，耦合至RF电路并被配置为进行多频蜂窝电话通信，包括全球移动系统(GSM)通信频带中的频率；所述分集天线被形成为阵列天线并由便携手持外壳承载，位于便携手持外壳的上部，并耦合至RF电路。
13.一种操作移动无线通信设备的方法，其中所述移动无线通信设备包括：便携手持外壳；由便携手持外壳承载的电路板；由电路板承载的RF电路；以及分集天线和主天线，由便携手持外壳承载，耦合至RF电路并一起工作，其中所述方法包括：
将分集天线调谐至分集通信频带中以实现与主天线一起工作的分集模式；
当工作在分集通信频带中时发生了从分集天线至主天线的交叉耦合时，将分集天线调谐至非分集通信频带中；以及
当工作在非分集通信频带中时，断开分集天线，以防止从分集天线至主天线的交叉耦合。
14.如权利要求13所述的方法，还包括：将分集天线切换至不同的负载阻抗。
15.如权利要求13所述的方法，还包括：所述主天线被形成为具有各个天线元件的阵列天线，以及单独地开启和关闭所选择的天线元件以改变阵列天线的组合辐射图。
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