CN106100707A - 天线分集系统的控制方法 - Google Patents

天线分集系统的控制方法 Download PDF

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CN106100707A CN201610368923.1A CN201610368923A CN106100707A CN 106100707 A CN106100707 A CN 106100707A CN 201610368923 A CN201610368923 A CN 201610368923A CN 106100707 A CN106100707 A CN 106100707A
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Abstract

本发明提供一种天线分集系统的控制方法,适用于第一电子装置,该第一电子装置具有第一天线,该控制方法包括:选择一第二电子装置,该第二电子装置具有第二天线与第三天线;选择性的使用该第一天线、该第二天线与该第三天线中的其中两根天线与基地台系统通信。

Description

天线分集系统的控制方法
技术领域
本发明是有关于一种控制方法,且特别是有关于一种天线分集系统的控制方法。
背景技术
过往,行动装置仅具有单一天线,行动装置通过此天线与基地台进行通信。随着技术的演进以及时代的变迁,单一天线已不敷使用,而于行动装置的壳体内部增加多支天线。许多行动装置包括主天线(main antenna)以及副天线(secondary antenna)。藉由多天线的分集设计,增加行动装置与基地台系统之间通信的频宽及资料的传输速率。在频宽不够时,行动装置利用多个不同频带(band)与基地台进行通信,以增加频宽,进而增加传输速率。
目前正在研发中的第五代移动通信系统(5th generation mobile networks或5th generation wireless systems,5G)所提出的天线架构是于一行动装置中置入较现行的移动通信系统的天线架构更多的天线,以增加频宽及传输速率,因此须设计出两组完美的主天线及副天线,以提升一倍以上的传输效能。然而,在行动装置这样的较小空间中安装更多频率相同的天线,天线彼此之间容易发生干扰,传输效率会变差,因此,在原有的设计空间中置入更多的天线具有设计上的困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天线分集系统的控制方法,能够在不改变电子装置天线设计结构的基础上,提高讯号通讯效率。
第一方面,本发明提供一种天线分集系统的控制方法,适用于第一电子装置,该第一电子装置具有第一天线,该控制方法包括:
选择一第二电子装置,该第二电子装置具有第二天线与第三天线;以及
选择性的使用该第一天线、该第二天线与该第三天线中的其中两根天线与基地台系统通信。
较佳的,选择性的使用该第一天线、该第二天线与该第三天线中的其中两根天线与该基地台系统通信的步骤包含:选择该第一天线、该第二天线与该第三天线中接收该基地台系统的讯号强度强的两根天线。
较佳的,该第一电子装置具有第一无线接口,该第一电子装置经由该第一无线接口与该第二电子装置的第二无线接口选择性的接取该第二天线与该第三天线接收到的无线讯号。
较佳的,选择性的使用该第一天线、该第二天线与该第三天线中的其中两根天线与该基地台系统通信的步骤包括:
选择该第一天线与该第二天线与该基地台系统通信;
该第一天线与该第二天线分别接收第一高频讯号与第二高频讯号;
该第二电子装置转换该第二高频讯号为第三高频讯号并经由该第二无线接口与该第一无线接口传输至该第一电子装置,其中该第二高频讯号的频率高于该第三高频讯号的频率;以及
该第一电子装置依据该第一高频讯号与该第三高频讯号进行天线讯号分集处理。
较佳的,该第一天线的讯号极化方向不同于该第二天线的讯号极化方向,该第一天线的讯号极化方向相同于该第三天线的讯号极化方向。
第二方面,本发明提供一种天线分集系统的控制方法,该天线分集系统包括第一电子装置以及多个第二电子装置,该第一电子装置具有至少一根第一天线与第一无线接口,各第二电子装置具有至少一根第二天线与至少一个第二无线接口,该控制方法包括:
该第一电子装置经由该第一无线接口接取该多个第二无线接口,依据区分条件将该多个第二电子装置区分为第一群组与第二群组,该第一群组具有第一优先权,该第二群组具有第二优先权,该第一优先权高于该第二优先权;
依据该第一优先权选择该第一群组并于该第一群组内选择一第二电子装置;以及
该第一电子装置使用该第一天线及选择的第二电子装置内的第二天线与基地台系统通信。
较佳的,该区分条件包括依据该第一无线接口接取多个第二无线接口时的接收讯号时的品质与第一接收讯号品质阀值比对,将高于该第一接收讯号品质阀值的第二电子装置分为该第一群组,将低于该第一接收讯号品质阀值的第二电子装置分为该第二群组。
较佳的,该区分条件包括依据该多个第二电子装置接取该基地台系统的讯号品质与第二接收讯号品质阀值比对,将高于该第二接收讯号品质阀值的该第二电子装置分为该第一群组,将低于该第二接收讯号品质阀值的该第二电子装置分为该第二群组。
较佳的,该第一群组内该多个第二电子装置各具有一个体优先权,该多个个体优先权由人工设定。
较佳的,该第一群组内该多个第二电子装置各具有个体优先权,该多个个体优先权正相关于该第一无线接口与该多个第二无线接口的接收讯号强度。
与现有技术相比,本发明提供的天线分集系统的控制方法,当第一电子装置需要更多的频宽或者讯号强度时,可以利用第二电子装置的主天线或副天线作为自己的副天线,并进行天线讯号的分集(diversity)处理,利用装置分集及频宽共享的观念,增加频宽与讯号强度,除了减少在同一空间中安置很多天线的空间设计问题外,亦可改善隔离度及天线彼此之间干扰的问题,以及得到利用空间分集所增加的增益,利用另一台具有天线的电子装置的天线接收来自基地台系统的讯号,进而能够在不改变电子装置天线设计结构的基础上,提升讯号通讯效率并有讯号极化方向的分集优势。
附图说明
图1A绘示一天线分集系统的示意图;
图1B绘示另一天线分集系统的示意图;
图2绘示图1A所示的天线分集系统的控制方法的流程图;
图3绘示第一电子装置选择第一天线以及第二电子装置的第二天线与基地台进行通信的示例流程图;
图4绘示再一天线分集系统的示意图;
图5绘示又一天线分集系统的示意图;
图6绘示图5所述的天线分集系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解,兹配合实施例详细说明如下。
以下对提出各种实施例进行详细说明。具有天线的电子装置通过无线连接的方式,藉由另一台具有天线的电子装置内的天线接收来自基地台系统的讯号,进行分集(diversity)的讯号接收,用以改善讯号通讯品质。然而,实施例仅用以作为范例说明,并不会限缩本发明欲保护的范围。此外,实施例中的图式省略部份元件,以清楚显示本发明的技术特点。
在下文中,多个实施例以图式描述。于图式与实施例中,相同或相似的图式标号在所有图式中皆指相同、实质相同、或功能相同的部件和元件。图式为一简化形式,且于所有实施例中,图式不是依照精确的尺寸所绘制。
应当明了的是下述实施例是以例子的方式呈现,并非构成本案发明的限制。藉由以下的实施方式的说明来讨论示范性的实施例,实施方式可解释为包含为由专利范围所定义的本发明的精神和范围的范围内的所有的润饰、改变或等效实施例。该明了的是,于此描述的方法步骤和结构不包含为了天线分集的操作的一完整方法流程。本发明可与不同的操作方法与其它被使用于本领域的技术一起使用。本发明于天线分集的领域有可应用性。然而为了说明目的,下述描述是针对一种天线分集系统的控制方法。
在使用者使用电子装置的现行环境中,除了使用者正在使用的电子装置之外,四周亦有许多相似的装置,甚至是具有相同通信频段的电子装置,上述电子装置可以为行动电话、智慧型手机、平板电脑及相似的电子装置。
请参照图1A,其绘示一天线分集系统1000的示意图。天线分集系统1000包括一第一电子装置102及一第二电子装置104。第一电子装置102至少具有一第一天线1022。第一电子装置102通过第一天线1022与基地台系统进行通信,基地台系统包括基地台100。第二电子装置104至少具有一第二天线1042及一第三天线1044。第二电子装置104可通过第二天线1042及第三天线1044与基地台100进行通信。第一天线1022的讯号极化方向D1可以相同或接近于第二天线1042的讯号极化方向D1,第一天线1022的讯号极化方向可以不同于第三天线1044的讯号极化方向D2。
上述第一电子装置102及第二电子装置104皆为独立操作的电子装置,并非为附属装置。可独立操作的电子装置可以具有处理器、屏幕、听筒及喇叭等元件,另可具有相机镜头、触控屏幕面板、实体或虚拟键盘、全球定位系统(Global Positioning System,GPS)晶片、重力感应水平仪等元件。可独立操作的装置具有独立的操作系统、良好的使用者接口以及较强的应用扩展性。举例来说,可独立操作的装置可以独立执行以下各种功能的其中之一:拨打电话、收发简讯、拍摄照片或影片、播放音乐、导航、处理文件档案、安装和删除应用程式、资料传输、浏览网页、下载档案、收发电子邮件。
此外,第一电子装置102另具有一第一无线接口1021,第二电子装置104另具有一第二无线接口1041。第一电子装置102可经由第一无线接口1021与第二电子装置104的第二无线接口1041接取第二电子装置104的第二天线1042及第三天线1044所接收到的无线讯号。第一无线接口1021及第二无线接口1041可以为无线保真(Wi-Fi)网络、蓝牙(Bluetooth)、超宽频(Ultra WideBand,UWB)或相似的无线通讯接口。第一无线接口1021与第二无线接口1041为具有相同或相容通讯规约的无线通讯接口。
请参照图1B,其绘示另一天线分集系统1000’的示意图。在图1A中,天线分集系统1000的第一电子装置102及第二电子装置104与基地台系统通信。在图1B的实施例中,基地台系统包括基地台100’与基地台101,天线分集系统1000’的第一电子装置102’与第二电子装置104’分别与不同基地台100’、101进行通信。第一电子装置102'通过第一天线1022'与基地台100'进行通信,而第二电子装置104'通过第二天线1042'及第三天线1044'与基地台101进行通信。第一电子装置102'可经由第一无线接口1021'与第二电子装置104'的第二无线接口1041'接取第二电子装置104'的第二天线1042'及第三天线1044'所接收到的无线讯号。第一无线接口1021'及第二无线接口1041'可以为Wi-Fi无线网路、蓝牙(Bluetooth)、超宽频(Ultra WideBand,UWB)或相似的无线通讯技术。第一无线接口1021'与第二无线接口1041'为相同通讯规约的无线通讯接口。
请参照图2,其绘示一天线分集系统的控制方法的流程图。图2搭配图1A的天线分集系统1000详细说明如下。在步骤S202中,当第一电子装置102需要更多频宽与基地台100进行通信时,第一电子装置102可以从周遭环境中选择第二电子装置104。
在步骤S204中,选择性的使用第一电子装置102的第一天线1022、第二电子装置104的第二天线1042及第三天线1044其中两根天线与基地台100通信。藉由利用更多的天线与基地台100进行通信,以增加频宽、讯号强度或传输速率。
在上述选择两根天线的步骤S204中,可以依照第一天线1022、第二天线1042及第三天线1044的讯号强度,选择讯号强度较强的两根天线,来与基地台100进行通信,以增加第一电子装置102与基地台100之间通信的频宽与讯号强度。
在上述选择两根天线的步骤S204中,第一电子装置102可以利用第一天线1022与第二天线1042(或第三天线1044)与基地台100进行通信。或者,第一电子装置102可以利用第二天线1042与第三天线1044与基地台100进行通信,而不使用第一电子装置102本身的第一天线1022。
请参照图3,其绘示以图1A的第一电子装置102选择第一天线1022以及第二电子装置104的第二天线1042与基地台100进行通信的示例流程图。在步骤S302中,第一电子装置102的第一天线1022接收来自基地台100的第一高频讯号S1,第二电子装置104的第二天线1042接收来自基地台100的第二高频讯号S2。第二高频讯号S2例如是2.6G Hz的讯号。
在步骤S304中,第二电子装置104转换第二高频讯号S2为第三高频讯号S3。第一无线接口1021、第二无线接口1041例如是蓝牙接口,故第二高频讯号S2将被转换成2.4G Hz(或中频讯号)的第三高频讯号S3。
在步骤S306中,第二电子装置104经由第二无线接口1041与第一无线接口1021将第三高频讯号S3传输至第一电子装置102。
在步骤S308中,第一电子装置102依据第一高频讯号S1以及第三高频讯号S3进行天线讯号分集处理。
图4绘示另一天线分集系统4000的示意图。天线分集系统4000包括一第一电子装置402及多个第二电子装置404、406、408、410。第一电子装置402至少具有一第一天线4022。第二电子装置404、406、408、410分别至少具有第二天线4042、4062、4082、4102及第三天线4044、4064、4084、4104。
在此实施例中,第一电子装置402周遭有四个第二电子装置404、406、408、410。上述的第二电子装置404、406、408、410位于不同的空间位置上。第一电子装置402可依据第二电子装置404、406、408、410的讯号大小以及讯号极化方向的需求,选出适合第二电子装置404、406、408、410的其中之一。
在一实施例中,第一电子装置402与第二电子装置404之间距离最短。第二电子装置404与第一电子装置402之间的传输效率高于电子装置406、408、410与第一电子装置402之间的传输效率,故可选择第二电子装置404来协助第一电子装置402进行通讯。
在另一实施例中,第二电子装置406的讯号极化方向D2与第一电子装置402的讯号极化方向D1的相位差为90度。第二电子装置406能够补偿第一电子装置402在讯号极化方向D2的收讯能力,故可选择第二电子装置406来协助第一电子装置402进行通讯。
请参照图5及图6,图5绘示另一天线分集系统5000的示意图,图6绘示另一天线分集系统的控制方法的流程图。天线分集系统5000包括一第一电子装置502以及多个第二电子装置504、506、508、510、512、514、516、518。第一电子装置502具有一第一无线接口5021与至少一第一天线5022。第二电子装置504、506、508、510、512、514、516、518分别具有一第二无线接口5041、5061、5081、5101、5121、5141、5161、5181与至少一第二天线5042、5062、5082、5102、5122、5142、5162、5182。
在步骤S604中,依一区分条件将上述的第二电子装置504、506、508、510、512、514、516、518区分为一第一群组G1与一第二群组G2。第一群组G1具有一第一优先权,第二群组G2具有一第二优先权,且第一优先权高于第二优先权。
在步骤S606中,当第一电子装置502要选择第二电子装置504、506、508、510、512、514、516、518的其中之一时,将依据第一优先权优先从第一群组G1进行选择。
上述的第一群组G1内的多个第二电子装置504、506、508、510各具有一个体优先权。举例来说,第二电子装置504、506、508、510的个体优先权依序递减。在步骤S608中,当第一电子装置502要选择第一群组G1中的第二电子装置504、506、508、510时,将会从第一群组G1中优先选择具有最高个体优先权的第二电子装置504。
这些个体优先权可以由人工设定。举例来说,这些个体优先权可以正相关于第一无线接口5021与上述的第二无线接口5041、5061、5081、5101的接收讯号强度,亦可以相关于第二电子装置504、506、508、510停留于一空间且未离开此空间的时间,亦可以相关于第二电子装置504、506、508、510分享其连线给其他电子装置的能力,亦可以相关于第二电子装置504、506、508、510与基地台500通信的通信品质,亦可以相关于第二电子装置504、506、508、510与基地台500通信之间的通信频宽。第二群组G2内的第二电子装置512、514、516、518亦各具有个体优先权,在此不再赘述。
在步骤S610中,第一电子装置502使用第一天线5022及选择的第二电子装置504内的第二天线5042与基地台500进行通信。
上述的区分条件可以是依据第一无线接口5021接取第二无线接口5041、5061、5081、5101、5121、5141、5161、5181的接收讯号时的品质与一第一接收讯号品质阀值比对。此第一接收讯号品质阀值可以是讯号强度、位元错误率(Bit Error Rate,BER)或是讯号品质(quality)。高于此第一接收讯号品质阀值的第二电子装置504、506、508、510则为第一群组G1,低于第一接收讯号品质阀值的第二电子装置512、514、516、518则为第二群组G2。
上述的区分条件亦可以是依据第二电子装置504、506、508、510、512、514、516、518接取基地台500的讯号品质与一第二接收讯号品质阀值比对。第二接收讯号品质阀值亦可以是讯号强度、位元错误率(Bit Error Rate,BER)或是讯号品质(quality)。讯号品质高于该第二接收讯号品质阀值的第二电子装置504、506、508、510则为第一群组G1,低于第二接收讯号品质阀值的第二电子装置512、514、516、518则为第二群组G2。
上述的实施例依一区分条件将多个第二电子装置区分为第一群组G1与第二群组G2,但本实施例并不以区分为两个群组为限,多个第二电子装置可依区分条件区分为三个、四个或更多个群组,且各群组具有不同优先次序的优先权。
本发明实施例通过多个电子装置的连接,当第一电子装置需要更多的频宽或者讯号强度时,可以利用第二电子装置的主天线或副天线作为自己的副天线,利用装置分集及频宽共享的观念,增加频宽与讯号强度,除了减少在同一空间中安置很多天线的空间设计问题外,亦可改善隔离度及天线彼此之间干扰的问题,以及得到利用空间分集所增加的增益,此增益至少为3dB以上,其中讯号强度增加2的次方倍,而杂讯仅增加1+1倍,此外,还有讯号极化方向的分集优势。
本发明已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是,已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地,在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰,均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种天线分集系统的控制方法,适用于第一电子装置,该第一电子装置具有第一天线,其特征在于,该控制方法包括:
选择一第二电子装置,该第二电子装置具有第二天线与第三天线;以及
选择性的使用该第一天线、该第二天线与该第三天线中的其中两根天线与基地台系统通信。
2.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,选择性的使用该第一天线、该第二天线与该第三天线中的其中两根天线与该基地台系统通信的步骤包含:选择该第一天线、该第二天线与该第三天线中接收该基地台系统的讯号强度强的两根天线。
3.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,该第一电子装置具有第一无线接口,该第一电子装置经由该第一无线接口与该第二电子装置的第二无线接口选择性的接取该第二天线与该第三天线接收到的无线讯号。
4.如权利要求3所述的控制方法,其特征在于,选择性的使用该第一天线、该第二天线与该第三天线中的其中两根天线与该基地台系统通信的步骤包括:
选择该第一天线与该第二天线与该基地台系统通信;
该第一天线与该第二天线分别接收第一高频讯号与第二高频讯号;
该第二电子装置转换该第二高频讯号为第三高频讯号并经由该第二无线接口与该第一无线接口传输至该第一电子装置,其中该第二高频讯号的频率高于该第三高频讯号的频率;以及
该第一电子装置依据该第一高频讯号与该第三高频讯号进行天线讯号分集处理。
5.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,该第一天线的讯号极化方向不同于该第二天线的讯号极化方向,该第一天线的讯号极化方向相同于该第三天线的讯号极化方向。
6.一种天线分集系统的控制方法,其特征在于,该天线分集系统包括第一电子装置以及多个第二电子装置,该第一电子装置具有至少一根第一天线与第一无线接口,各第二电子装置具有至少一根第二天线与至少一个第二无线接口,该控制方法包括:
该第一电子装置经由该第一无线接口接取该多个第二无线接口,依据区分条件将该多个第二电子装置区分为第一群组与第二群组,该第一群组具有第一优先权,该第二群组具有第二优先权,该第一优先权高于该第二优先权;
依据该第一优先权选择该第一群组并于该第一群组内选择一第二电子装置;以及
该第一电子装置使用该第一天线及选择的第二电子装置内的第二天线与基地台系统通信。
7.如权利要求6所述的控制方法,其特征在于,该区分条件包括依据该第一无线接口接取多个第二无线接口时的接收讯号时的品质与第一接收讯号品质阀值比对,将高于该第一接收讯号品质阀值的第二电子装置分为该第一群组,将低于该第一接收讯号品质阀值的第二电子装置分为该第二群组。
8.如权利要求6所述的控制方法,其特征在于,该区分条件包括依据该多个第二电子装置接取该基地台系统的讯号品质与第二接收讯号品质阀值比对,将高于该第二接收讯号品质阀值的该第二电子装置分为该第一群组,将低于该第二接收讯号品质阀值的该第二电子装置分为该第二群组。
9.如权利要求6所述的控制方法,其特征在于,该第一群组内该多个第二电子装置各具有一个体优先权,该多个个体优先权由人工设定。
10.如权利要求6所述的控制方法,其特征在于,该第一群组内该多个第二电子装置各具有个体优先权,该多个个体优先权正相关于该第一无线接口与该多个第二无线接口的接收讯号强度。
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