CN102150372A - 用于无线通信的全闭环自动天线调谐 - Google Patents

Abstract

无线终端包括RF收发信机、自动调谐器以及天线。当在无线终端处接收到远程信号时，自动调谐器依照所接收到的信号调整以优化无线终端的OTA性能。随着无线终端进一步接收到远程信号，调谐器被重新调整。当用户输入待发送的信息时，调谐器依照该发送信号也被重新调整以优化无线终端的OTA性能，并且计算TX OTA性能与RX OTA性能之间的最佳折衷。还获得了电流/温度信息以重新调整该调谐器。

Description

用于无线通信的全闭环自动天线调谐

技术领域

本公开涉及无线通信设备，更具体而言，涉及对无线终端的空中传送(OTA，over the air)性能进行优化。

背景技术

无线终端OTA性能需求日益严格。当今，许多公司正在开发用于无线领域的自动天线调谐器(auto antenna tuner)。这些调谐器将自然天线阻抗(natural antenna impedance)“映射”为更适合无线电的其它值。该处理被称作天线匹配(antenna matching)。

用于天线匹配的现有方法集中于发送(TX)路径性能的优化。TX模式天线阻抗被有效地转换回“理想的”50欧姆的端口阻抗。在TX模式优化的情况下认为接收(RX)模式的性能得到了改善。

现有的方法存在三个主要问题。首先，TX系统OTA性能(其用理想的总辐射功率(total radiated power，TRP)表示)、低电池电流(Ibatt)、以及低工作电话温度在50欧姆时可能不是最优。其次，RX系统OTA性能(其用总全向灵敏度(Total Isotropic Sensitivity，TIS)表示)在TX模式得到的天线匹配下有可能无法实现最优性能。给定一根典型的天线，其RX频段的阻抗与TX频段的天线阻抗相比大不相同。因此，利用仅TX得到的自动调谐器匹配不能确保RX系统能实现最优性能。第三，现有的调谐不能解决与自动调谐方法有关的安全性方面的问题。安全性问题包括过热(发热)、电池过流以及过量的功率输出(非常高的TRP)。

因此，需要对无线终端的RX模式OTA性能进行优化。还需要同时优化无线终端的TX模式OTA性能和RX模式OTA性能。还需要控制最大辐射功率(TRP)、最大电话温度、以及最大电话电池电流(Ibatt)。

发明内容

上述需求通过(至少部分通过)以下步骤来实现：在无线终端接收远程信号，以及根据所接收到的信号来调整无线终端的调谐器以优化无线终端的OTA性能。随着无线终端进一步接收到远程信号，所述调谐器被重新调整。

在所述调谐器依照所接收到的信号而被调整的同时，当用户输入待发送的信息时，调谐器依照该发送信号也被重新调整以优化无线终端的OTA性能，并且计算TXOTA性能与RX OTA性能之间的最佳折衷。还获得了电池电流和电话温度信息以重新调整该调谐器。

可以通过如下步骤来优化RX OTA性能：测量TX频带天线阻抗、利用查找表根据测量出的TX频带天线阻抗获得RX频带天线阻抗，并根据获得的值计算理想RX模式的自动调谐器匹配核心设置。可替换的是，还可以通过如下步骤来优化RX OTA的性能：从无线终端的基带解调部获得接收信号强度信息、比特错误率信息、块错误率信息、或者帧删除率信息。响应于发送信号通过确定从天线发出或者发送至天线的优选输出的发射功率来调整调谐器。

所述无线终端包括RF收发信机、自动调谐器以及天线。自动调谐器响应于接收到的信号而被调整以优化OTA性能。自动调谐器还响应于发送的信号而被调整以优化OTA性能。自动调谐器被配置为计算TX OTA性能与RX OTA性能之间的最佳折衷。自动调谐器控制信息与经过RF收发信机和自动调谐器之间的电话电池电流以及电话温度有关。自动调谐器包括至少调谐器核心、天线阻抗测量单元以及控制器。可以访问查找表以将天线的TX阻抗与RX阻抗关联起来。基带解调器部与RF收发信机耦合。

当无线终端接收到呼叫时，测量天线反射系数、TX性能和RX性能以确定初始的天线环境，存储这些结果，搜索现有性能环境数据。如果没有找到这样的数据，对一组预定的核心设置的集合分别测量OTA数据。如果获得了优化的OTA等级，则存储该数据并且无线终端等待另一次呼叫。否则，处理返回至测量天线环境。如果找到了历史的性能环境数据，则判断是否有先前的优化，如果没有找到先前的优化，则利用预先编程的性能反映系数搜索算法来评估OTA数据作为调谐器核心设置的函数。如果获得了优化的OTA性能等级，则存储该数据并且无线终端等待另一次呼叫。否则，处理返回至测量天线环境。如果找到了现有的优化数据，则比较来自以前的呼叫的天线反射系数与当前的天线反射系数，如果通过比较获得了可接受的OTA性能等级，则存储该数据并且无线终端等待另一次呼叫。否则，则再次利用预先编程的反射系数数据来测量OTA数据。

附图说明

通过示例非限制性地例示了本公开，在附图中，对类似的元件标注类似的标号，其中：

图1是根据示例性实施方式的无线终端的框图；

图2是自动调谐器的框图；

图3是根据示例性实施方式的无线终端的一部分的框图；

图4是根据示例性实施方式的整个发送模式功率定义的图；

图5是根据示例性实施方式的发送系统负载拉移(load-pull)的轮廓曲线；

图6是根据示例性实施方式的发送系统功率增加效率的轮廓曲线；

图7是根据示例性实施方式的用于实现自动调谐器功能的处理的流程图；以及

图8-11是根据示例性实施方式的用于实现自动调谐器功能的处理的流程图。

具体实施方式

图1是根据示例性实施方式的无线终端100的框图。无线终端100包括通信电路101、运动传感器103、和用户接口105。用户接口105包括显示器107、键盘109、麦克风111和扬声器113。显示器107提供了图形界面，该图形界面允许无线终端100的用户浏览拨打的号码、呼叫状态、菜单选项以及其它业务信息。图形界面可包括图标和菜单以及其它文本和符号。键盘109包括字母数字键盘并且可以表示其它输入控制，诸如控制杆、按钮控制、触摸面板、拨号盘等。因此用户能构建用户文件(user profile)，输入命令指令，初始化程序、输入远程地址、并且从菜单系统中选择选项。麦克风111将用户说的话转换成电音频信号，而扬声器113将音频信号转换成听得见的声音。

通信电路101包括音频处理电路115、控制器(或者处理器)117、存储器119、电流传感器121、温度传感器123、与天线127耦合的收发信机125、以及与天线131耦合的无线控制器129。存储器119表示存储器体系，其可包括随机访问存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两者。计算机程序指令(诸如，天线调谐指令以及对应的用于操作的数据)可以保存在非易失性存储器中，诸如，可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、和/或快速闪存。存储器119可实施为一个或更多个分立的设备、堆栈设备或者与控制器117集成起来。存储器119可以存储信息，诸如，一个或更多个用户文件、一个或更多个用户定义的策略、一个或更多个联系表等。存储器119可包括具有查找表的数据库。

控制器117可根据存储到存储器119中的程序和/或数据来控制无线终端100的操作。控制功能可以实现在单个控制器中或者多个控制器中。适用的控制器可包括，例如，通用和专用控制器以及数字信号处理器。控制器117可与音频处理电路115进行交互，其将基本模拟输出信号提供给扬声器113，并从麦克风111接收模拟音频输入。电流传感器121感测来自从电池(未例示)的电流。温度传感器123感测收发信机125的温度。

图2是常规自动调谐器200的框图。调谐器核心单元201是数字控制的匹配网络、单元201将天线阻抗转变成位于输入端口205的另一值。天线“Z”测量单元207测量便于获取实时确定的天线阻抗的性能参数。控制器单元209提供必须的家务管理功能，诸如提供微处理器、存储器以及数据测量ADC(模拟至数字)功能。图2的自动调谐器200的一个目的是优化耦合至输入端口205的无线电与耦合至输出端口203的天线之间的功率传输。但是，现有的自动调谐方案仅仅优化TX模式获得的数据。因此，很显然需要改善。

图3是根据一种示例性实施方式的无线终端(诸如无线终端100)的一部分的框图。无线电设备300的基带部301从基站(未图示)接收数据，并且提供无线电数据的通用控制。无线电设备300的射频(RF)收发信机303在TX模式下生成调制后的发送信号以及在RX模式下解调RF能量。自动调谐器305在收发信机303与天线307之间执行阻抗匹配。自动调谐器305除了(天线307与自动调谐器305之间的)标准的TX性能反馈信息313以外，还利用RX性能反馈信息309以及电流和/或温度反馈信息311，来控制图2的调谐核心单元201。RX反馈信息309、电流/温度反馈信息311、以及通用控制/消息信息313表示流经收发信机303与自动调谐器305之间的信息。通用控制/消息端口(未例示)被用作与无线终端(例如，无线终端100)的主通信接口。在示例性实施方式中，该端口可以是双向的。与(对自动调谐器305的)控制指令、(反馈至自动调谐器305的)OTA性能反馈、以及反馈(给无线终端)的自动调谐器有关的数据可以经由该双向端口进行交换。

在示例性实施方式中，TX性能反馈信息至少基于发送给天线307的实际的RF功率。根据正向功率(forward power)和反射功率(reflected power)两者来定义输出功率。这种方案使得能够检测高功率的状况，以及使得在通信会话(诸如，语音呼叫)中TRP最优。图4是根据一种示例性实施方式的整个TX模式功率定义的图。在该示例中，相对于主参考平面407，输出功率(P_delivered)401等于正向功率(P_forward)403减去反射功率(P_reflected)405。正向功率(P_forward)403是一个或更多个TX负载拉移轮廓(后面将结合图5具体介绍)、调谐器末端的两个端口“S”矩阵409(即，定义了在匹配条件下调谐器核心单元201的性能的散射矩阵)、以及天线307的阻抗的函数。反射功率405是无线电驱动源400的阻抗以及天线307的阻抗的函数。现有技术的自动调谐器仅测量正向功率403或者反射功率405。但是，由于测量两者能更准确地评估输出至天线307的输出功率401，因此，在预定时间内实现了更优化的TRP性能。

最优TX系统OTA性能由理想TRP、低Ibatt、以及低工作电话温度表示。TRP是TX系统负载、TX系统负载拉移轮廓、以及在负载拉移和电源拉移两者条件下的自动调谐器性能的函数。通常，TRP的特征由式1表示：

TRP＝50欧姆输出功率+负载拉移轮廓偏移+调谐器性能+C    式1

其中，

50欧姆输出功率＝假定50欧姆负载的输出功率的传导量(conducted amount)

负载拉移轮廓偏移＝传导输出功率随负载的的变化量

调谐器性能＝在天线匹配条件下有效的调谐器插入损耗

C＝预定的常数

通过将自动调谐器伺服目标由50欧姆改变为其它值，无线终端100能够利用负载拉移轮廓偏移参数和调谐器性能参数的优点，使得无线终端100能够实现比常规的50欧姆匹配技术更优的OTA性能。应注意的是，通常需要在两个参数中间寻找最优的折衷。

图5是根据一种示例性实施方式的TX系统负载拉移的轮廓曲线。各个轮廓(例如，轮廓501)表示输入到特定负载阻抗的恒定功率输出量。中心503对应于50欧姆。在这种方式下，更小的轮廓表示更高的输出功率等级，优选输出功率由轮廓501表示。以1dB间隔表示这些输出功率量的轮廓。因此，轮廓505和507分别表示1dB和2dB，比最优输出功率量低的量。如图5所指示的，最优输出功率(即，轮廓501)没有出现在50欧姆处，即，没有出现在中心501处。

为了确定用于TX系统的最优负载阻抗，还应当考虑功率增加效率(power added efficiency，PAE)轮廓。输出功率与PAE之比对TRP优化很重要。PAE％如下定义在式2中：

PAE％＝[输出的RF输出功率]/[DC输入功率+RF输入功率]*100  式2

其中，

输出的RF输出功率＝输出至例如天线307的射频功率的量

DC输入功率＝输入至例如输入205的直流功率的量

RF输入功率＝输入至例如输入205的射频功率的量

图6是根据一种示例性实施方式的TX系统PAE的轮廓曲线。最优PAE由轮廓601表示，其中，轮廓603和605分别表示5％和10％，低于最优PAE等级。

TRP优化还考虑了调谐器核心的RF性能，该RF性能主要由插入损耗来表征。插入损耗是如下的参数，该参数表示由下式3表示的换能器增益式定义的两个端口网络的性能：

G_t＝[(|S₂₁|²)*(1-|T_s|²)*(1-|T₁|²)]/[|(1-S₁₁*T_s)*(1-S₂₂*T₁)-(S₂₁*S₁₂*T_s*T₁)|²]]

公式3

其中，

G_t＝换能器的功率增益(db)

S_xy＝50欧姆归一化为两个端口“S”矩阵元素(S₁₁，S₁₂，S₂₁，S₂₂)

T_s＝电源(即，输入端)反射系数

T₁＝负载(即，输出端)反射系数

因此，整个换能器功率增益“G_t”可以视为电源阻抗、负载阻抗以及设备“S”矩阵的函数。但是，假定负载拉移功率计算(其中，定义的功率是输出至负载的功率)，换能器功率增益必须被归一化以考虑输入端的失配损耗。归一化的功率增益或者工作功率增益是换能器功率增益的特定例子。工作功率增益由下式4定义：

G_OP＝[1/(1-|T_in|²)]*|S₂₁|²*[(1-|T₁|²)/(|1-S₂₂*T₁|²)]    式4

其中，

G_op＝输出至负载的功率，除以输入到网络输入端口的功率

T_in＝S₁₁+(S₁₂*S₂₁*T₁)/(1-S₂₂*T₁)

其中，

T_in＝具有通用负载终端阻抗的设备输入阻抗

S_xy＝50欧姆归一化为两个端口“S”矩阵元素(S₁₁，S₁₂，S₂₁，S₂₂)

通过测量实际的“输出功率”，控制系统不必将调谐器核心损耗视为天线负载阻抗的函数。

RX系统OTA性能被定义为总全向灵敏度(TIS)。TIS性能是传导灵敏度、RX输入端口阻抗、RX驱动源阻抗、以及自动调谐器性能的函数。TIS由式5表征：

TIS＝50欧姆灵敏度+电源拉移轮廓偏移+CPMML+调谐器性能+C1  式5

其中，

50欧姆灵敏度＝具有50欧姆驱动源阻抗的传导灵敏度

电源拉移轮廓偏移＝传导灵敏度随驱动电源阻抗的变化

CPMML＝复数端口失配损耗(或者与非最优阻抗匹配相关的损耗)

调谐器性能＝在天线匹配的条件下有效调谐器的插入损耗

C1＝预定的常数

在式5中，复数端口失配损耗，即CPMML最重要。因此，即使可能存在辅电源拉移轮廓偏移的影响，通常也可以将TIS优化简化为使CPMML最小化。CPMML由下式6定义：

CPMML db＝-10*Log[[(1-mag(T_ant)²)*(1-mag(T_rx)²)]/[mag(1-T_rx*T_ant)²]]

式6

其中，

Tant＝天线反射系数

Trx＝接收机输入反射系数

可以通过双向耦合器来测量天线反射系数。如果使用双向耦合器，则应当对测量结果进行归一化。如下式7所示，可以依照相对于标准基准阻抗的端口阻抗来定义各个反射系数参数。

Tx＝[Z-Z0]/[Z+Z0]    式7

其中，

Z＝被测试的设备的端口阻抗

Z0＝基准阻抗

因此，给定了占主要地位的术语CPMML，当匹配的天线阻抗是无线电RX输入阻抗的共轭的时候，得到了最优TIS。

由于没有额外的RX频带RF测量源(其非常昂贵)，RX模式TIS优化比较困难。当前无法直接测量实质上实时的RX模式天线阻抗。根据某些示例性实施方式，存在两种新的独特的方法来应对这个问题。在第一种方法中，基于测量的TX频带天线阻抗来计算RX模式自动调谐器匹配核心设置。第二种方法是基于来自无线终端基带部307的直接反馈。

对于第一种方法，首先，直接测量TX频带天线阻抗。接着，利用查找表获取RX频带天线阻抗。给定RX系统输入阻抗和电源拉移轮廓，自动调谐器微处理器计算理想的RX模式自动调谐器匹配核心设置。然后，自动调谐器微控制器计算TX模式与RX模式之间的最佳折衷匹配核心设置。这样，不需要来自基带部307的反馈要求。

第二种方法采用现有的基带解调参数，诸如输入信号强度、解调质量等。这些参数提供了一种方法来评估与实质上实时的阻抗匹配有关的性能变化。对于评估无线电解调性能有用的任何参数都可以用于该优化方法所基于的RX反馈函数。RX反馈函数可包括与RSSI(received signal strength，接收信号强度)、BER(Bit Error Rate，比特错误率)、BLER(Block Error Rate，块错误率)或者FER(frame erasure rate，帧删除率)有关的信息。该信息从无线终端基带部307被发送至自动调谐器。然后，自动调谐器利用解调反馈以找到RX模式最优性能调谐器核心设置与TX模式最优性能调谐器核心设置之间的最佳折衷。

返回到图3，电流/温度反馈信息311在OTA优化期间用作安全函数。电流反馈使得能够监测从无线终端(诸如，无线终端100)的电池流出的总电流。温度反馈使得能够监测RF收发机的温度。不管是反馈信息的源还是它们的组合，都可以用于控制自动调谐器阻抗匹配网络设置。需要过多量的电池电流和/或过多量的RF收发机温度的自动调谐器阻抗匹配设置被映射(存储)为较差的选项，并且在主动的OTA性能优化中不使用。可以经由专用输入端口或者公共数字控制端口来将该信息发送给自动调谐器。

利用4个工作模式来定义软件算法：

模式1——最初起始、当前环境评估、选择合适的优化模式；

模式2——搜索具有零历史性能环境数据的解决方案；

模式3——搜索具有预编程天线阻抗数据的解决方案；以及

模式4——搜索具有先前最优数据的解决方案。

模式2最慢。该模式在使电话能“自动”进行PTA优化时非常有用。在无线终端的研发阶段，电话能自动学习OTA优化参数，这些参数最终可以被加载到生产软件中。模式3是中速的方案。利用缺省的天线阻抗表来表征当前的天线阻抗状况，然后进行OTA优化。模式4是快速方案。将通过过去尝试成功的优化数据用于表征当前的天线阻抗状况，然后，进行OTA优化。

图7是根据一种示例性实施方式的用于实现自动调谐器功能的处理的流程图。该处理起始于工作模式1。在步骤701，自动调谐器305判断无线终端100是否参与通信会话(或者呼叫模式)，例如，语音呼叫、数据传输等。如果通信会话没有被激活，则自动调谐器305在步骤703等待通信会话预约。一旦无线终端100参与通信会话，自动调谐器305就判断例如在通信会话开始时天线307的环境(步骤705)。也就是说，测量天线反射系数、TX性能、以及RX性能，并且结果被存储在例如存储器119。基于该初步的环境评估，自动调谐器305开始选择合适的优化模式。

在步骤707，自动调谐器305例如检查存储器119中预先存储的天线环境数据。如果没有找到历史性能环境数据，则自动调谐器305进行步骤709并且进行最低速的搜索算法(模式2)以测量OTA。也就是说，调谐器通过一组预定的核心设置的集合进行循环，并且测量OTA数据。更具体而言，采用通用搜索模式(search pattern)对潜在的OTA优化区域进行定位，然后，采用梯度搜索对潜在的优化区域进行微调谐。一旦调谐器找到了可以接受的OTA性能等级，则自动调谐器核心被设置，数据被存储。如果没有获得可接受的OTA性能，则算法返回至步骤705。

如果在步骤707找到了预先编程的天线环境数据，则在步骤711自动调谐器305判断是否已经出现过先前优化，即，例如存储器119中是否存储了先前的优化数据。如果没有找到先前的优化数据，则自动调谐器305在步骤713开始优化(模式3)。优化的执行与步骤709类似；但是，优化采用预先编程的天线反射系数数据，该数据导致了比步骤709更快速的优化处理。同样，如果没有获得可接受的OTA性能，则算法返回至步骤705。

如果在步骤711找到了优化数据，则在步骤715自动调谐器305基于过去的尝试开始优化(模式4)。由于以前的数据对于自动调谐器305来说是可获得的，因此步骤715优化是自动调谐器305的优化模式中最快速的。来自过去尝试的成功的优化数据被用于表征当前的天线阻抗状况。换言之，通过比较当前的天线反射系数与来自之前的通信会话的天线反射系数来选择理想的调谐器核心设置。如果在步骤715的优化没有找到解决方案，则取而代之采用步骤709优化。利用图7的处理，无线终端100能“获知”用户的特性，并且得到的OTA优化循环将更快速。

图8-11是示出了图7的处理的细节的流程图。更具体而言，图8至11分别表示自动调谐器305的工作模式1至4。自动调谐器305在步骤801，开始模式1，进行当前环境评估。首先，自动调谐器305不进行主动的调谐，因此，在步骤803设置了空闲标记。如果在模式2-4中任何一个模式期间在任何时间确定出无线终端100没有参与通信会话(或者呼叫模式)，例如，语音呼叫，数据传输等，则自动调谐器305在步骤805返回至模式1。在步骤807，自动调谐器305判断无线终端100是否参与通信会话。如果没有通信会话被激活，则自动调谐器305在步骤809设置空闲标记，并且在步骤811等待通信会话预约。一旦无线终端参与呼叫模式，则在步骤813，自动调谐器305将设置在“接通”模式，标记被设置为指示自动调谐器305将主动地进行调谐并且处于模式1。在步骤815，自动调谐器305获取波段、信道、频率、以及无线终端模式信息。

在步骤817，自动调谐器305判断无线终端100使用哪个协议，是宽带码分多址(WCDMA)还是用于GSM增强型数据速率演进(EDGE)。如果无线终端100处于EDGE模式，则在步骤819设置突发限制(burst limit)。突发限制是当对当前“接通”条件进行采样时，允许的突发的最大数。自动调谐器305前进至步骤821并测量TX和RX性能以及天线反射系数。测量出的数据被存储在“接通”矩阵中，例如，存储在存储器119中(步骤823)。在步骤825，自动调谐器305判断是否超过了突发限制。如果没有，则自动调谐器返回至步骤821，并且再次测量TX和RX性能以及天线反射系数。

如果在步骤817，自动调谐器确定出无线终端100处于WCDMA模式，则在步骤827设置时间限制。时间限制是当对当前“接通”条件进行采样时，允许的最大经过时间。自动调谐器305前进至步骤829并测量TX和RX性能以及天线反射系数。测量出的数据被存储在“接通”矩阵中，例如，存储在存储器119中(步骤831)。在步骤833，自动调谐器305判断是否超过了时间限制。如果没有，则自动调谐器返回至步骤829，并且再次测量TX和RX性能以及天线反射系数。

如果在步骤825超过了突发限制或者在步骤833超过了时间限制，则自动调谐器305前进至步骤835以确定之前是否出现过优化。如果自动调谐器305发现之前出现过优化，则分别在步骤837和步骤839获得过去调用“接通”矩阵以及当前调用的“接通”矩阵。在步骤841，加载天线反射系数分析综合，并且自动调谐器305检查天线反射系数相关性(步骤843)。如果获得了相关性，则自动调谐器设置模式4标记(步骤845)，指示自动调谐器被激活，并且处于快速优化模式，并且在步骤847前进至模式4。

如果在步骤835，没有发现之前的优化，则自动调谐器305前进至步骤849，并且从缺省的天线反射系数矩阵中搜索天线数据。该矩阵存储在多个天线环境条件下典型的天线反射系数值。自动调谐器305在步骤851还从存储器重新调用当前调用的“接通”矩阵。在步骤853加载天线反射系数分析综合，并且自动调谐器305检查天线反射系数相关性(步骤855)。如果没有得到相关性，则自动调谐器305设置模式2标记(步骤857)，表示自动调谐器被激活并且处于低速优化模式，并且在步骤847前进至模式2。另一方面，如果过去数据与当前数据之间存在天线反射系数相关性，则自动调谐器305设置模式3标记(步骤859)，表示自动调谐器被激活并且处于中速优化模式，并且在步骤847前进至模式3。

图9是根据一种示例性实施方式的用于实现处于模式2的自动调谐器功能的过程的流程图。调谐器305在步骤901开始模式2。如果自动调谐器例如在步骤903由模式3返回至模式2，则在905设置模式2标记，并且自动调谐器305好像是从步骤901开始前进一样。自动调谐器305在步骤907判断无线终端100是否处于通信会话，如果无线终端正在呼叫中，则自动调谐器305找到最有可能的“接通”性能数据点并且在步骤909建立“接通”天线反射系数起始点。在步骤911，自动调谐器305对过程搜索矩阵(CSM)搜索标准进行初始化。该矩阵存储了如下数据，该数据用于将调谐器核心设置用于基于OTA性能搜索的“模式”或者基于OTA性能搜索的“梯度”。存储在该矩阵中的数据用于命令调谐器核心采用某种程度的粗略的搜索分辨率(search resolution)。如果超过了CSM搜索标准(步骤913)，则在步骤915设置模式2错误标记，表示自动调谐器在模式2内不能找到OTA解决方案。在这种情况下，自动调谐器在步骤917返回至模式1再次开始整个处理。

如果在步骤913，CSM搜索标准没有被超过，则自动调谐器305在步骤919计算CSM测量调谐器控制矩阵，并且在步骤921测量每个CSM点处的TX和RX性能。在步骤923，测量出的数据被存储在例如存储器119中。在步骤925，加载CSM搜索分析综合，并且在步骤927判断是否OTA性能得到了提高。如果没有提高，则在步骤929对CSM测量调谐器控制矩阵进行更新，调谐器在931再次检查无线终端100是否正在通信。如果无线终端100不再处于呼叫模式，则在步骤933自动调谐器返回至模式1。如果无线终端依然处于呼叫模式，则自动调谐器305返回至步骤913以确定CSM搜索标准是否被超过。

如果在步骤927发现OTA性能得到了提高，则在步骤935，自动调谐器305计算微搜索矩阵(FSM)测量调谐器控制矩阵。该矩阵，与CSM类似，存储有如下数据，该数据用于设置调谐器核心用于基于OTA性能搜索的“模式”或者基于OTA性能搜索的“梯度”。但是，存储在该矩阵中的数据用于命令调谐器核心采用精细的搜索分辨率。该输入数据从CSM中获得并且被重新微调成智能搜索方法。该矩阵用于帮助调谐器获知微调谐器核心设置选项。在步骤937，自动调谐器305获得最大电池电流以及部分漏电限制(安全限制和热限制)。

自动调谐器305在步骤939测量各FSM点处的TX和RX性能。在步骤941，测量的数据被存储在例如存储器119中。在步骤943加载FSM搜索分析综合，并且在步骤945，比较最佳性能FSM与最佳性能CSM。如果FSM性能不优于CSM性能，则自动调谐器305返回至步骤931以判断无线终端100是否仍然处于呼叫模式。如果FSM性能优于CSM性能，则自动调谐器305前进至步骤947以确定是否该方案具有最佳可接受的最大电池电流以及电话温度。如果不是，则自动调谐器305选择满足安全性需求的FSM选项(949)。

一旦安全性需求得到满足，则在步骤951，自动调谐器305加载最佳调谐选项并且在953监视RF性能。在步骤955，监视的数据被存储在长期矩阵(LTM)中。该矩阵用于存储已经证实用于提高整体OTA性能的调谐器核心配置。匹配的数据和“接通”数据均被存储在LTM中。这使得该控制系统能容易地将天线反射系数与将提高OTA性能的调谐器核心配置相关起来。在步骤957，加载监视器分析综合，在步骤961判断是否已经达到性能下降阈值。如果没有达到阈值，则自动调谐器305返回至步骤953，并且再次监视RF性能。如果达到阈值，则在步骤961判断是否达到了极端的下降阈值。如果没有达到阈值，则自动调谐器305返回至步骤939，重新测量各FSM点处的TX和RX性能。如果在步骤961，达到了极端下降阈值，则在步骤963自动调谐器305检查无线终端是否依然处于呼叫模式。如果无线终端依然处于呼叫模式，则自动调谐器305返回至步骤919，重新计算CSM测量调谐器控制矩阵。如果在步骤963中，无线终端不再处于呼叫模式，则自动调谐器305在步骤965设置“接通”调谐器模式，并且在步骤967返回至模式1。

图10是根据一种示例性实施方式的用于实现处于模式3的自动调谐器功能的过程的流程图。调谐器305在步骤1001开始模式3。如果自动调谐器例如在步骤1003由模式4返回至模式3，则在步骤1005设置模式3标记，并且自动调谐器305好像是从步骤1001开始前进一样。自动调谐器305在步骤1007判断无线终端100是否处于通信会话，如果无线终端不在呼叫中，则自动调谐器305在步骤1009返回至模式1。如果在步骤1007，无线终端处在呼叫中，则自动调谐器305在步骤1011针对阻抗误差校正测量的“接通”天线反射系数。在步骤1013，自动调谐器305对过程搜索矩阵(CSM)搜索标准进行初始化。该矩阵存储了如下数据，该数据用于将调谐器核心设置用于基于OTA性能搜索的“模式”或者基于OTA性能搜索的“梯度”。存储在该矩阵中的数据用于命令调谐器核心采用某种程度的粗略的搜索分辨率。如果超过了CSM搜索标准(步骤1015)，则在步骤1017设置模式3错误标记，表示自动调谐器在模式3内不能找到OTA解决方案。在那种情况下，自动调谐器在步骤1019返回至模式2开始模式2优化。

如果在步骤1015，CSM搜索标准没有被超过，则自动调谐器305在步骤1021计算CSM测量调谐器控制矩阵，并且在步骤1023测量每个CSM点处的TX和RX性能。在步骤1025，测量出的数据被存储在例如存储器119中。在步骤1027，加载CSM搜索分析综合，并且在步骤1029判断是否OTA性能得到了提高。如果没有提高，则在步骤1031对CSM测量调谐器控制矩阵进行更新，自动调谐器在步骤1033再次检查无线终端100是否正在通信。如果无线终端100不再处于呼叫模式，则在步骤1035自动调谐器返回至模式1。如果无线终端依然处于呼叫模式，则自动调谐器305返回至步骤1015以确定CSM搜索标准是否被超过。

如果在步骤1029发现OTA性能得到了提高，则在步骤1037，自动调谐器305计算微搜索矩阵(FSM)测量调谐器控制矩阵。该矩阵与CSM类似，存储有如下数据，该数据用于将调谐器核心设置用于基于OTA性能搜索的“模式”或者基于OTA性能搜索的“梯度”。但是，存储在该矩阵中的数据用于命令调谐器核心采用精细的搜索分辨率。该输入数据从CSM中获得并且被重新微调成智能搜索方法。该矩阵用于帮助调谐器获知微调谐器核心设置选项。在步骤1039，自动调谐器305获得最大电池电流以及部分漏电限制(安全限制和热限制)。

自动调谐器305在步骤1041测量各FSM点处的TX和RX性能。在步骤1043，测量的数据被存储在例如存储器119中。在步骤1045加载FSM搜索分析综合，并且在步骤1047，比较最佳性能FSM与最佳性能CSM。如果FSM性能不优于CSM性能，则自动调谐器305返回至步骤1033以判断无线终端100是否仍然处于呼叫模式。如果FSM性能优于CSM性能，则自动调谐器305前进至步骤1049以确定是否该方案具有最佳可接受的最大电池电流以及局部放电(partial discharge)。如果不是，则自动调谐器305选择满足安全性需求的FSM选项(1051)。

一旦安全性需求得到满足，则在步骤1053，自动调谐器305加载最佳调谐选项并且在1055监视RF性能。在步骤1057，监视的数据被存储在长期矩阵(LTM)中。该矩阵用于存储已经证实用于能提高整体OTA性能的调谐器核心配置。匹配的数据和“接通”数据均被存储在LTM中。这使得控制系统能容易地将天线反射系数与将提高OTA性能的调谐器核心配置相关起来。在步骤1059，加载监视器分析综合，在步骤1061判断是否已经达到性能下降阈值。如果没有达到阈值，则自动调谐器305返回至步骤1055，并且再次监视RF性能。如果达到阈值，则在步骤1063判断是否达到了极端的下降阈值。如果没有达到该阈值，则自动调谐器305返回至步骤1041，重新测量各FSM点处的TX和RX性能。如果在步骤1063，达到了极端下降阈值，则在步骤1065自动调谐器305检查无线终端是否依然处于呼叫模式。如果无线终端依然处于呼叫模式，则自动调谐器305返回至步骤1021，重新计算CSM测量调谐器控制矩阵。如果在步骤1065中，无线终端不再处于呼叫模式，则自动调谐器305在步骤1067设置“接通”调谐器模式，并且在步骤1069返回至模式1。

图11是根据一种示例性实施方式的用于实现处于模式4的自动调谐器功能的过程的流程图。自动调谐器305在步骤1101开始模式3。自动调谐器305在步骤1103判断无线终端100是否处于通信会话，如果无线终端不在呼叫中，则自动调谐器305在步骤1125返回至模式1。如果在步骤1103，无线终端处在呼叫中，则自动调谐器305在步骤1105从长期矩阵(LTM)获得数据。自动调谐器305在步骤1107选择最高概率的调谐器设置选项。在步骤1109加载监视器分析综合。在步骤1111，自动调谐器305获得最大电池电流以及部分漏电限制(安全限制和热限制)。

在步骤1113，自动调谐器305测量所选择的LTM点处的TX和RX性能。在步骤1115处判断最大电池电流和最大电话温度是否可接受。如果不能接受，则在步骤1117，自动调谐器305选择具有更低的最大电话温度和/或更低的最大电池电流的调谐器设置选项，并且返回至步骤1113以重新测量所选择的LTM点处的TX和RX性能。如果最大电池电流和最大电话温度可接受，则自动调谐器305判断RF性能是否与之前数据类似(步骤1119)。如果是类似的性能，则自动调谐器305返回至步骤1113以重新测量所选择的LTM点处的TX和RX性能。如果不存在类似的性能，则自动调谐器在步骤1121检查无线终端100是否仍然处于通信会话中。如果没有，则在步骤1123设置“接通”调谐器模式，在步骤1125，调谐器模式返回至模式1。如果在步骤1121无线终端仍然处于呼叫模式，则自动调谐器305判断是否已经尝试了所有的LTM选项。如果没有，则自动调谐器305在步骤1129映射非理想调谐选项，并且返回至步骤1103以检查无线终端是否处于呼叫中。如果已经尝试了所有的LTM选项，则在步骤1131设置模式4错误标记，在步骤1131自动调谐器返回至模式3。

在本公开中，仅仅示出并介绍了优选实施方式以及其多种功能的一些示例。应了解的是，本公开能用于各种其他组合以及环境中，且能够在本文所述的创造性概念的范围内进行改变或变型。

Claims (20)

1.一种动态地控制无线通信的方法，所述方法包括以下步骤：

在无线终端处接收远程信号，以及

根据所接收到的信号来调整所述无线终端的调谐器，

由此，优化空中传送(OTA)性能。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

连续地接收远程信号，以及

根据所述调谐器的学习能力利用各个连续接收到的信号来重新调整所述调谐器。

3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括以下并行重新调整步骤：根据用户输入的发送信号来并行地重新调整所述调谐器。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述并行重新调整步骤包括以下步骤：计算发送OTA性能与接收OTA性能之间的最佳折衷。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述计算步骤包括直接测量TX频带天线阻抗。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述计算步骤包括经由查找表获取RX频带天线阻抗。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述计算步骤包括获取理想RX模式的自动调谐器匹配核心设置。

8.根据权利要求4所述的方法，其中，所述计算步骤包括从所述无线终端获取接收到的信号强度信息。

9.根据权利要求4所述的方法，其中，所述计算步骤包括从所述无线终端获取比特错误率信息。

10.根据权利要求4所述的方法，其中，所述计算步骤包括从所述无线终端获取块错误率信息。

11.根据权利要求4所述的方法，其中，所述计算步骤包括从所述无线终端获取帧删除率信息。

12.根据权利要求3所述的方法，其中，所述并行重新调整步骤包括以下步骤：确定输出至所述天线的优化输出发射功率。

13.根据权利要求3所述的方法，其中，所述并行重新调整步骤包括获取电池电流和无线终端温度信息。

14.一种无线终端，所述无线终端包括：

RF收发信机，

具有学习能力的自动调谐器，以及

天线，

其中，所述自动调谐器响应于接收到的信号而被调整，以优化OTA性能。

15.根据权利要求14所述的无线终端，其中，所述自动调谐器包括：

调谐器核心单元；

天线阻抗测量单元；以及

控制器单元。

16.根据权利要求14所述的无线终端，所述无线终端还包括数据库，所述数据库包括将天线的TX阻抗与RX阻抗相关联的查找表。

17.根据权利要求14所述的无线终端，其中，响应于所述发送信号，所述自动调谐器进一步被调整。

18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述自动调谐器被配置为计算TX性能与RX性能之间的最佳折衷。

19.根据权利要求14所述的装置，还包括与所述自动调谐器耦合的基带解调部。

20.一种根据无线终端的自动调谐器的学习能力来动态地控制无线通信的方法，所述方法包括以下步骤：

A)等待所述无线终端接收呼叫，

B)测量天线反射系数、TX性能和RX性能以确定在所述呼叫开始时的天线环境，

C)存储这些结果，

D)检查先前性能环境数据，

1)如果没有找到历史性能环境数据，则通过一组预定的核心设置来进行循环，并测量OTA数据，

a)如果获得了可接受的OTA性能等级，则返回至步骤A，

b)如果没有获得可接受的OTA性能等级，则存储所述数据并返回至步骤B，

2)如果找到了预先编程的性能环境数据，则判断是否存在之前的优化，

a)如果没有找到现有的优化数据，则利用预先编程的性能反映系数数据来测量OTA数据，

i)如果获得了可接受的OTA性能等级，则存储该数据并返回至步骤A，

ii)如果没有获得可接受的OTA性能等级，则返回至步骤B，

b)如果找到了先前的优化数据，则比较当前的天线反射系数与来自之前的呼叫的天线反射系数，

i)如果获得了可接受的OTA性能等级，则存储该数据并返回至步骤A，

ii)如果没有获得可接受的OTA性能等级，则返回至步骤D(2)(a)。

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