CN104935369A - 加强信号传输的方法及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加强信号传输的方法及移动终端，其中方法包括：在移动终端两端分别设置天线，并同时馈电；调整所述天线端口的馈电相位及幅值，获得对应的远场方向图；根据所述远场方向图，将最大辐射方向指向基站。通过上述方式，本发明可保证通信的稳定及高速率，加强信号传输。

Description

加强信号传输的方法及移动终端
技术领域
本发明涉及信号传输领域，尤其是涉及一种加强信号传输的方法及移动终端。
背景技术
目前的移动终端设备来说，4G是比较快速率的数据传输，其应用的主要技术是MIMO。当移动终端距离基站较远或信号不好时候，MIMO功能将受到很大限制。
中国实用新型专利(申请号：ZL200820092896.0，名称：一种手机天线结构，公开日期:2009-03-04)公开了一种手机天线结构，包括主天线、辅助天线及单刀双掷开关，通过切换开关选择较佳信号的那个天线。该专利虽然设置了两个天线，但使用时实际仅采用了其中一个天线，其相比单天线的改进效果并不明显，而且单刀双掷开关使得天线结构复杂，对于越来越小型化的移动终端设备来说是不利的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种加强信号传输的方法及移动终端，实现双天线波束成形技术，增强信号传输。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种加强信号传输的方法，包括：
在移动终端两端分别设置天线，并同时馈电；
调整所述天线端口的馈电相位及幅值，获得对应的远场方向图；
根据所述远场方向图，将最大辐射方向指向基站。
为解决上述问题，本发明提供一种移动终端，包括：终端主体以及围绕终端主体的第一短边端、第二短边端、第一长边端及第二长边端，其中，还包括第一天线和第二天线，间隔位于终端主体的第一短边端或第二短边端上，并与终端主体电性连接。
为解决上述问题，本发明提供一种移动终端，包括：终端主体以及围绕终端主体的第一短边端、第二短边端、第一长边端及第二长边端，其中，还包括第一天线和第二天线，间隔位于终端主体的第一短边端或第二短边端上，并与终端主体电性连接。
本发明的有益效果在于：通过在移动终端两端分别设置天线，天线同时工作，天线结构简单，占用空间小；调整所述天线端口的馈电相位及幅值，获得对应的远场方向图；根据所述远场方向图，将最大辐射方向指向基站，可保证通信的稳定及高速率，加强信号传输。
附图说明
图1为本发明实施例一的方法流程示意图；
图2为本发明实施例二的方法流程示意图；
图3为本发明中天线位置设置示意图一；
图4为本发明中天线位置设置示意图二；
图5为本发明中天线位置设置示意图三；
图6为本发明中天线位置设置示意图四；
图7为本发明具体实施例的双手手持状态示意图；
图8为本发明具体实施例的通话状态示意图。
编号说明：移动终端100、终端主体110、短边端120(第一短边端121及第二短边端122)、长边端130(第一长边端131及第二长边端132)、天线140(第一天线141及第二天线142)。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于:在移动终端两端分别设置天线，天线同时工作；调整所述天线端口的馈电相位及幅值，获得对应的远场方向图；根据所述远场方向图，将最大辐射方向指向基站，可保证通信的稳定及高速率，加强信号传输。
实施例一
请参照图1，本发明实施例一提供一种加强信号传输的方法，包括如下步骤：
S1：在移动终端两端分别设置天线，并同时馈电；
S2：调整所述天线端口的馈电相位及幅值，获得对应的远场方向图；
S3：根据所述远场方向图，将最大辐射方向指向基站。
在移动终端两端上设有两个天线，当天线单独工作时，便是普通宽频带的通信天线，与目前的普通4G天线类似，得到的远场方向图，其中远场方向图(far-field pattern)又称为辐射方向图(radiation pattern)，或天线方向图(antenna pattern)，是一个在天线设计领域的术语。它是描述天线或其它信号源发出无线电波的强度与方向(角度)之间依赖关系的图形；所谓远场方向图，是指在离天线一定距离处，辐射场的相对场强(归一化模值)随方向变化的图形，通常采用通过天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图来表示是固定的，最大辐射方向以及一些辐射特性也随之固定。当两个天线协同工作时，即同时馈电，通过两天线端口馈电相位和幅值的变化，即可得到不同的远场方向图，并且其辐射性能也会得到改善。通过对相位和幅值设计即可实现波束成形，将最大辐射方向指向基站，保证通信的稳定和高速率。
区别于现有技术，本发明实施例一在移动终端两端分别设置天线，天线同时工作；调整所述天线端口的馈电相位及幅值，获得对应的远场方向图；根据所述远场方向图，将最大辐射方向指向基站。从而实现波束成形技术，可保证通信的稳定及高速率，加强信号传输。
实施例二
如图2所示，在实施例一的基础上，本发明的实施例二在步骤S2之后，还包括：
S4：控制所述天线端口的馈电相位，使得最大辐射方向偏移人体，降低比吸收率。
为了避免用户的身体受到辐射影响，本发明实施例二需要控制天线端口的相位，使得最大辐射方向偏移人体，降低比吸收率。其中，比吸收率(SpecificAbsorption Ratio，SAR)指单位时间内单位质量的物质吸收的电磁辐射能量。国际上通常使用SAR值来衡量终端辐射的热效应。
波束成形是天线技术与数字信号处理技术的结合，目的用于定向信号传输或接收。此外波束成形，源于自适应天线的一个概念。接收端的信号处理，可以通过对多天线阵元接收到的各路信号进行加权合成，形成所需的理想信号。从天线方向图(pattern)视角来看，这样做相当于形成了规定指向上的波束。例如，将原来全方位的接收方向图转换成了有零点、有最大指向的波瓣方向图。同样原理也适用用于发射端。对天线阵元馈电进行幅度和相位调整，可形成所需形状的方向图。
如果要采用波束成形技术，前提是必须采用多天线系统，本发明的实施例中均采用双天线系统。例如，多进多出(MIMO)，不仅采用多接收天线，还可用多发射天线。由于采用了多组天线，从发射端到接收端无线信号对应同一条空间流(spatial streams)，是通过多条路径传输的。在接收端采用一定的算法对多个天线收到信号进行处理，就可以明显改善接收端的信噪比。即使在接收端较远时，也能获得较好的信号质量。
MIMO可大大提高网络传输速率、覆盖范围和性能。当基于MIMO而同时传递多条独立空间流时，系统的吞吐量可成倍地提高。MIMO系统支持空间流的数量取决于发送天线和接收天线的最小值。
波束成形的工作过程如下：以热点为例，基站给客户端周期性发送信号，客户端将信道信息反馈给基站，于是基站可根据信道状态发送导向数据包给客户端。高速的数据计算处理，给出了复形的指示，客户端方向上的增益得以加强，方向图随之整型，相应方向的传输距离也有所增加。
波束成形并不要求采用特殊的天线，也不增加其它无线子系统，就能在性能上得以提高，而且比其它数字信号处理技术，例如空时分组码(STBC)及低密度奇偶校验码(LDPC)的引入，效益更高，可高出数倍。在家庭和企业的环境下，均可适用。
事实上，在任何Wi-Fi的设备上都是可以采用波束成形技术的，只不过，这涉及到设备得进行相应的配置。如果在两端均采取对应部署时，它才会真正获得增益最大化。当采用高阶的MIMO时，获取的增益提高会高于低阶的MIMO。
波束成形技术固然能改善系统性能，增加接收距离，但同时也会增加设备成本和功耗。在多天线都处于连接的状态下，即使在严重的衰落情况下，它提供的信号增益也可获提高，但要求信号处理能力也要很强。所以，本发明中的实施例均选择双天线系统。
基于上述的描述，在实际操作时，用户可根据需要，在执行步骤S1时，可采取如下4种方式设置天线的具体位置：
如图3所示，在移动终端的两个短边端中央分别设置天线，并且所述天线平行于移动终端的短边端。这种设置可以较容易的实现在LTE低频段情况下的波束成形。
如图4所示，在移动终端的两个短边端临近同一长边端的一侧分别设置天线，并设置所述天线平行于移动终端的短边端。
如图5所示，在移动终端的两个短边端临近不同长边端的一侧分别设置天线，并设置所述天线平行于移动终端的短边端。
如图6所示，在移动终端的一个短边端设置天线；并设置所述天线分别临近移动终端的两个长边端。
实施例三
如图3所示，本发明实施例三还提供一种加强信号传输的移动终端100，包括：终端主体110以及围绕终端主体110的短边端120及长边端130，其中，还包括两个天线140(第一天线141及第二天线142)；其中所述天线140位于短边端120上，并与终端主体110电性连接。
其中，所述短边端120包括第一短边端121及第二短边端122；所述长边端130包括第一长边端131及第二长边端132；其中，
所述第一短边端121及第二短边端122分别与所述第一长边端131及第二长边端132垂直连接。
在上述实施例二中，本发明已经说明了可能的天线设置情况。此处不再赘述。
如图7，图8所示，目前的LTE天线工作频段分为低中高3个频段，为了分析双天线波束成形性能，本发明分别取0.85GHz、1.9GHz和2.5GHz三个频点为代表分别分析低中高三频段的性能。如表1、表2和表3所示，分别为0.85GHz、1.9GHz和2.5GHz三频点下，各三种状态(自由空间状态，双手手持状态图2，通话状态图3)的天线波束成形性能对比图。
表1：0.85GHz频点下天线性能
表2：1.9GHz频点下天线性能
表3：2.5GHz频点下天线性能
从表中数据可以看出，与单天线工作相比，不同馈相时，会产生更大的辐射效率以及更低的SAR，因此，其具有非常大的实际使用意义。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种加强信号传输的方法，其特征在于，包括：
在移动终端两端分别设置天线，并同时馈电；
调整所述天线端口的馈电相位及幅值，获得对应的远场方向图；
根据所述远场方向图，将最大辐射方向指向基站。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调整所述天线端口的馈电相位及幅值，获得对应的远场方向图的步骤之后，还包括：
控制所述天线端口的馈电相位，使得最大辐射方向偏移人体，降低比吸收率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在移动终端两端分别设置天线，并同时馈电的步骤具体为：
在移动终端的两个短边端中央分别设置天线。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在移动终端两端分别设置天线，并同时馈电的步骤具体为：
在移动终端的两个短边端临近同一长边端的一侧分别设置天线。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在移动终端两端分别设置天线，并同时馈电的步骤具体为：
在移动终端的两个短边端临近不同长边端的一侧分别设置天线。
6.一种加强信号传输的方法，其特征在于，包括：
在移动终端的一端间隔设置天线，并同时馈电；
调整所述天线端口的馈电相位及幅值，获得对应的远场方向图；
根据所述远场方向图，将最大辐射方向指向基站。
7.一种移动终端，包括：终端主体以及围绕终端主体的第一短边端、第二短边端、第一长边端及第二长边端，其特征在于，还包括第一天线和第二天线，分别位于终端主体的第一短边端和第二短边端上，并与终端主体电性连接。
8.根据权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述第一天线和第二分别位于所述第一短边端及第二短边端的中央位置；或
所述第一天线和第二天线临近同一长边端的一侧；或
所述第一天线和第二天线分别临近第一长边端及第二长边端的其中一侧。
9.一种移动终端，包括：终端主体以及围绕终端主体的第一短边端、第二短边端、第一长边端及第二长边端，其特征在于，还包括第一天线和第二天线，间隔位于终端主体的第一短边端或第二短边端上，并与终端主体电性连接。
10.根据权利要求7至9任一项所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端为手机或平板电脑。
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