CN111183601B - 分布式系统中的天线参数控制 - Google Patents

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Abstract

描述了一种提供改良的电信号的电子设备。所述电子设备中的接口电路可以为天线模块提供电信号，所述天线模块可以通过电缆被耦接至所述接口电路，并且所述电信号可以对应于或可以指定所述接口电路处的输出发射功率电平。然后，所述接口电路可以接收关于所述天线模块处的输入发射功率电平的反馈。基于所述反馈、数据速率和/或调制和编码方案，所述接口电路可以为所述天线模块提供所述改良的电信号，其中，所述改良的电信号对应于所述接口电路处的改良的输出发射功率电平。在一些实施例中，通过在不同的操作模式期间对另外指定天线方向图的信号线进行重新目的化来提供所述反馈。

Description

分布式系统中的天线参数控制
相关申请的交叉引用
本申请要求由Anand Krishnamachari、William Buel、Craig Owens和Eran Dor于2017年7月1日提交的美国临时专利申请第62/528,069号“Antenna-Parameter Control ina Distributed System”的权益，其内容通过引用并入本文。
技术领域
所描述的实施例涉及用于在电子设备之间传递信息的技术。具体地，所描述的实施例涉及用于确定分布式接入点中的天线方向图、天线定向和/或发射功率的技术，其中，接入点模块和天线模块通过电缆耦接。
背景技术
许多电子设备能够与其他电子设备进行无线通信。具体地，这些电子设备可以包括为以下实施网络接口的网络子系统：蜂窝网络(UMTS、LTE等)、WLAN(例如，诸如电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准所描述的无线网络或来自华盛顿州柯克兰的蓝牙特别兴趣小组的蓝牙)和/或另一类型的无线网络。例如，许多电子设备使用与IEEE 802.11兼容的通信协议(有时统称为‘Wi-Fi’)经由WLAN相互通信。
许多电子设备是被分布的，例如，天线模块可以与接口电路或无线电中的功率放大器物理地分离。例如，在嵌入式接入点应用中，天线模块和接入点模块可以通过电缆耦接。通常，天线模块和接入点模块分离0.5m至3m。
然而，在安装期间电缆长度的变化(因此，天线模块和接入点模块的分离)可能会不利地影响通信性能。例如，在具有可调天线方向图的分布式系统中，电缆中的电信号可能包括数字天线控制信号。这些数字天线控制信号通常包括高速时钟信号(诸如，80MHz)。通常很难通过长电缆长度传递数字单端时钟信号。因此，电缆长度的变化可能会导致不同安装中的时钟信号中的信号完整性问题(诸如，变化的损耗)。
此外，电缆长度的变化可能会导致电缆中的射频衰减不同。这会导致在不同安装中的天线模块输入处的发射功率不同。除了降低通信性能和覆盖范围之外，发射功率的变化还可能导致难以满足法规要求，因为预计接入点可能在不同安装中具有相同的等效全向辐射功率。
发明内容
所描述的实施例涉及提供改良的电信号的电子设备。该电子设备包括一个或多个天线节点，该一个或多个天线节点可以经由具有长度的电缆耦接至天线模块。而且，电子设备包括通信地耦接至一个或多个天线节点的接口电路。在操作期间，电子设备经由接口电路为天线模块提供电信号，其中，电信号对应于接口电路处的输出发射功率电平。然后，电子设备经由接口电路接收关于天线模块处的输入发射功率电平的反馈。基于反馈，电子设备经由接口电路为天线模块提供改良的电信号，其中，改良的电信号对应于接口电路处的改良的输出发射功率电平。
而且，改良的输出发射功率电平可以是基于数据速率和/或调制和编码方案。
此外，在一种操作模式下，接口电路可以在一个或多个天线节点上提供指定天线模块的天线方向图的信息，并且在第二操作模式下，接口电路可以在一个或多个天线节点上接收反馈，使得在操作模式和第二操作模式下对一个或多个天线节点进行重新目的化。
附加地，反馈可以指定电子设备的位置，并且电子设备可以基于与指定的位置相关联的法规来确定最大天线发射功率。例如，确定最大天线发射功率可能涉及电子设备：经由接口电路为计算机提供指定的位置；以及经由接口电路，接收与计算机相关联的最大天线发射功率。
在一些实施例中，反馈指定天线在天线模块中的定向，并且电子设备经由接口电路基于该定向指定天线的天线方向图。例如，天线方向图可以包括发射天线方向图和/或接收天线方向图。而且，电子设备可以基于定向确定输出发射功率电平。
更一般地，电子设备可以基于诸如输入发射功率电平、位置和/或定向等反馈来单独地或同时地改良输出发射功率电平和/或天线方向图。
另一实施例提供了一种具有程序模块以供与电子设备一起使用的计算机可读存储介质。当由电子设备执行时，该程序模块使电子设备执行至少一些前述操作。
另一实施例提供了一种方法，该方法可以由电子设备执行。该方法包括至少一些前述操作。
提供本发明内容是为了说明一些示例性实施例，以便提供对本文描述的主题的一些方面的基本理解。因此，要了解的是，上述特征是示例，并且不应解释为以任何方式缩小本文描述的主题的范围或精神。本文描述的主题的其他特征、方面和优点将通过以下详细描述、附图和权利要求而变得显而易见。
附图说明
图1是图示了根据本公开的实施例的电子设备之间的通信的框图。
图2是图示了根据本公开的实施例的用于在图1中的电子设备之一中提供改良的电信号的方法的流程图。
图3是图示了根据本公开的实施例的图1中的电子设备之间的通信的图。
图4是图示了根据本公开的实施例的图1中的电子设备之一中的分布式系统的图。
图5是图示了根据本公开的实施例的图1中的电子设备之一中的天线的天线方向图的图。
图6是图示了根据本公开的实施例的电子设备的框图。
要注意的是，在整个附图中，相同的附图标记指代对应的部分。而且，同一部分的多个实例由共同的前缀指定，该前缀与实例号用破折号隔开。
具体实施方式
描述了一种提供改良的电信号的电子设备。电子设备中的接口电路可以为天线模块提供电信号，该天线模块可以通过电缆被耦接至接口电路，并且电信号可以对应于或可以指定接口电路处的输出发射功率电平。然后，接口电路可以接收关于天线模块处的输入发射功率电平的反馈。基于反馈、数据速率和/或调制和编码方案，接口电路可以为天线模块提供改良的电信号，其中，改良的电信号对应于接口电路处的改良的输出发射功率电平。在一些实施例中，通过在不同的操作模式期间对另外指定天线方向图的信号线进行重新目的化来提供所述反馈。
而且，反馈可以指定电子设备的位置，并且电子设备可以基于与指定的位置相关联的法规来确定最大天线发射功率。可替代地或附加地，反馈可以指定天线在天线模块中的定向，并且接口电路可以基于该定向来指定天线的天线方向图，诸如，发射天线方向图和/或接收天线方向图。此外，电子设备可以基于定向来确定输出发射功率电平。
通过动态地适配发射功率和/或天线方向图，该通信技术可以允许电子设备适应变化的环境条件，诸如，如何安装电子设备和/或天线模块的细节。例如，通信技术可以允许电子设备适应电缆的长度、天线的定向和/或天线模块的定向的变化。因此，通信技术可以提高电子设备的不同安装的通信性能，并且可以帮助确保法规遵从性。因此，当使用电子设备进行通信时，通信技术可以改善用户体验。
在随后的讨论中，电子设备包括根据无线通信协议(诸如，电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准(有时称为‘Wi-Fi’，来自德克萨斯州奥斯汀的Wi-Fi联盟)、蓝牙(来自华盛顿州柯克兰的蓝牙特别兴趣小组)和/或另一类型的无线接口)的接入点通信帧或分组。在随后的讨论中，Wi-Fi被用作说明性示例。然而，可以使用各种通信协议(诸如，长期演进或LTE、另一蜂窝电话通信协议等)。
而且，接入点可以使用诸如IEEE 802.3标准(有时称为‘以太网’)和/或另一类型的有线接口等有线通信协议与网络中的其他接入点和/或计算机进行通信。在随后的讨论中，以太网被用作说明性示例。
图1呈现了图示了根据一些实施例的一个或多个接入点110与一个或多个电子设备112(诸如，蜂窝电话)之间的通信示例的框图。具体地，接入点110可以使用无线和/或有线通信彼此通信。要注意的是，接入点110可以包括在电子设备或计算机的环境中以软件实施的物理接入点和/或虚拟接入点。另外，接入点110中的至少一些可以使用无线通信与电子设备112通信。
接入点110之间的有线通信可以经由网络114(诸如，内联网、网状网络、点对点连接和/或互联网)发生，并且可以使用诸如以太网等网络通信协议。而且，使用Wi-Fi的无线通信可以涉及：在无线信道上传输广告帧，通过扫描无线信道来彼此检测，建立连接(例如，通过传输关联或附着请求)，和/或传输和接收分组(其可以包括关联请求和/或附加信息作为有效载荷)。在一些实施例中，接入点110之间的无线通信还涉及诸如经由对等(P2P)通信技术的专用连接的使用。
如下面参照图6进一步描述的，接入点110和/或电子设备112可以包括子系统，诸如，网络子系统、存储器子系统和处理器子系统。另外，接入点110和电子设备112可以在网络子系统中包括无线电116(其可以包括接入点模块中的至少一些功能性)。更一般地，接入点110和电子设备112可以包括具有网络子系统的任何电子设备(或者可以被包括在其内)，该网络子系统使得接入点110和电子设备112能够使用无线和/或有线通信彼此通信。该无线通信可以包括在无线信道上传输广告以使接入点110和/或电子设备112能够进行初始联系或彼此检测，然后交换后续数据/管理帧(诸如，关联请求和响应)以建立连接，配置安全性选项(例如，互联网协议安全性)，经由连接传输和接收分组或帧等。要注意的是，尽管在接入点110和电子设备112中示出了无线电116的实例，但是这些实例中的一个或多个与无线电116的其他实例不同。
如在图1中可以看到的，(由锯齿线表示的)无线信号118从接入点110-1中的无线电116-1传输。这些无线信号可以由电子设备112-1中的无线电设备116-3接收。具体地，接入点110-1可以传输帧或分组。依次地，这些帧或分组可以由电子设备112-1接收。而且，接入点110-1可以允许电子设备112-1经由网络114与其他电子设备、计算机和/或服务器通信。
要注意的是，接入点110之间和/或与电子设备112的通信可以通过各种性能度量来表征，诸如：接收信号强度(RSSI)、数据速率、成功通信的数据速率(有时称为‘吞吐量’)、错误率(诸如重试或重发率)、均衡信号相对于均衡目标的均方差、符号间干扰、多径干扰、信噪比、眼图宽度、在时间间隔(诸如，1-10秒)期间成功传递的字节数与可以在时间间隔内传递的估计的最大字节数(后者有时称为通信通道或链路的‘容量’)之比和/或实际数据速率与估计数据速率之比(有时称为‘利用率’)。
在所描述的实施例中，在接入点110和电子设备112中处理分组或帧包括：接收具有分组或帧的无线信号118；从接收到的无线信号118中解码/提取分组或帧以获取分组或帧；以及处理分组或帧以确定包含在该分组或帧中的信息。
尽管我们描述了图1所示的网络环境作为示例，但是在替代实施例中，可以存在不同数量或类型的电子设备。例如，一些实施例包括更多或更少的电子设备。作为另一示例，在另一实施例中，不同的电子设备正在传输和/或接收分组或帧。
如先前所提到的，接入点110可以是分布式的。具体地，无线电116可以与天线模块120物理分离并且通过电缆122连接至天线模块120(要注意的是，除了天线模块(A.M.)120-1和电缆122-1之外，诸如接入点110-1等剩余接入点有时称为‘接入点模块’)。然而，电缆122的长度(诸如，电缆122-1的长度124)可能会变化。因此，在接入点110之间，信号损耗以及更一般地信号劣化可能会变化，这可能会对通信性能产生不利影响。
使用接入点110-1作为例证，在通信技术中，该挑战通过基于关于天线模块120-1的输入处的发射功率电平的反馈适配无线电116-1输出的发射功率电平来解决。具体地，无线电116-1可以为天线模块120-1提供对应于或指定输出发射功率电平的电信号。然后，无线电116-1可以接收关于天线模块120-1处的输入发射功率电平的反馈。基于反馈，无线电116-1可以为天线模块120-1提供改良的电信号，其中，改良的电信号对应于或指定无线电116-1处的改良的输出发射功率电平。在一些实施例中，改良的输出发射功率电平是基于数据速率和/或调制和编码方案。例如，电缆122-1中的高频信号可能具有更高的衰减，因此无线电116-1可以使用改良的输出发射功率电平基于信号的频率内容对信号进行预补偿。
而且，天线模块120-1可以通过重新目的化电缆122-1中的一条或多条控制信号线(诸如，两条差分信号线)来向无线电116-1提供反馈。例如，在一种操作模式下，无线电116-1可以在一条或多条控制信号线上提供指定天线模块120-1的天线方向图(诸如，发射天线方向图或接收天线方向图)的信息。然后，在第二操作模式下，天线模块120-1在一条或多条控制信号线上提供反馈，使得在操作模式和第二操作模式下重新目的化一条或多条控制信号线。
此外，天线模块120-1可以确定接入点110-1的位置。例如，天线模块120-1可以包括全球定位系统(GPS)模块或接收器。可替代地或附加地，该位置可以通过与WLAN和/或蜂窝电话网络的通信来确定。更一般地，可以使用三角测量和/或三边测量来确定位置。附加地，对无线电116-1的反馈可以指定位置。基于该位置，无线电116-1可以基于与指定的位置相关联的法规(诸如，与无线通信相关联的政府法规)来确定最大天线发射功率并将其提供给天线模块122-1。在一些实施例中，无线电116-1通过经由网络114向远程定位的计算机126(诸如，控制器)提供指定的位置并且经由网络114从计算机126(诸如，在与计算机126相关联的帧或分组中)接收指定最大天线发射功率的信息来确定最大天线发射功率。要注意的是，最大天线发射功率可能会限制来自无线电116-1的输出发射功率电平。因此，计算机126可以用于使用单个查找表来远程编程接入点110的最大天线发射功率，这可以简化接入点110在不同的地理位置处的配置和安装。
而且，天线模块120-1可以包括定向传感器(诸如，加速度计和/或陀螺仪)，该定向传感器测量天线模块120-1中的天线的定向。基于在反馈中包括或指定的天线的定向，无线电116-1可以向天线模块122-1提供天线的天线方向图，诸如，发射天线方向图和/或接收天线方向图。如下面参照图5进一步描述的，天线方向图可以是全向的，或者相对于全向天线方向图可以具有增加的方向性(例如，天线方向图的主瓣可以被定向成使得向例如电子设备112-1传输或从其接收能量增加，这可以提高通信性能(诸如，通过改善一个或多个性能度量))。可替代地或附加地，无线电116-1可以基于定向确定输出发射功率电平并向天线模块122-1提供输出发射功率电平。例如，无线电116-1可以使用所存储的查找表基于定向来确定天线方向图和/或输出发射功率电平，该查找表具有预定值或预定义值(诸如，根据定向的最佳天线方向图的预定特性)。因此，如果定向不正确或改变了，则接入点110-1可能能够调整输出发射功率电平和/或天线方向图。例如，接入点110-1可以改变天线方向图的主瓣，使得其正确地指向电子设备112-1和/或可以增加输出发射功率电平。
要注意的是，可能发生对输出发射功率电平和/或天线方向图的调整：一次(诸如，当接入点110-1通电时)，根据需要(诸如，基于一个或多个性能度量或在调试期间)，定期地(诸如，每5分钟、10分钟、30分钟、60分钟、每天等)或连续进行。
通过这种方式，通信技术可以允许接入点110-1定制或调整输出发射功率电平和/或天线方向图以校正长度124、位置和/或定向的变化。而且，通信可以减少在无线电116-1和天线模块120-1之间使用的信号线的总数，这可以减少接入点110-1的成本和复杂性。另外，通过促进对变化的自动适应，通信技术可以消除对每个接入点110的手动调整或配置的需要。
因此，通信技术中的闭环控制可以允许接入点110-1(并且更一般地，分布式系统)适应变化。该能力可以允许接入点110具有改善的通信性能(诸如，减少的一个或多个性能度量的变化)并且满足法规要求。因此，当使用接入点110传递信息时，通信技术可以促进改善的用户体验。
现在我们描述该方法的实施例。图2呈现图示了用于提供改良的电信号的方法200的示例的流程图，该方法可以由电子设备中的接口电路(诸如，图1中的电子设备110-1中的无线电116-1)执行。在操作期间，接口电路可以为电子设备中的天线模块提供电信号(操作210)，其中，电信号对应于接口电路处的输出发射功率电平。然后，接口电路可以接收关于天线模块处的输入发射功率电平的反馈(操作212)。
基于反馈，接口电路可以为天线模块提供改良的电信号(操作214)，其中，改良的电信号对应于接口电路处的改良的输出发射功率电平。要注意的是，改良的输出发射功率电平可以是基于数据速率和/或调制和编码方案。
在一些实施例中，接口电路可选地执行一个或多个附加操作(操作216)。例如，在一种操作模式下，接口电路可以在一个或多个天线节点上提供指定天线模块的天线方向图的信息，并且在第二操作模式下，接口电路可以在一个或多个天线节点上接收反馈，使得在操作模式和第二操作模式下重新目的化一个或多个天线节点。
而且，反馈可以指定电子设备的位置，并且电子设备可以基于与指定的位置相关联的法规来确定最大天线发射功率。例如，确定最大天线发射功率可能涉及电子设备：经由接口电路为计算机提供指定的位置；以及经由接口电路，接收与计算机相关联的最大天线发射功率。
此外，反馈可以指定天线在天线模块中的定向，并且电子设备可以经由接口电路基于该定向指定天线的天线方向图。例如，天线方向图可以包括发射天线方向图和/或接收天线方向图。附加地，电子设备可以基于定向来确定输出发射功率电平。
在方法200的一些实施例中，可能存在附加或更少的操作。此外，可以改变操作的顺序，和/或可以将两个或多个操作组合为单个操作。
在图3中进一步图示了通信技术的实施例，其呈现了图示接口电路310(诸如，图1中的无线电116-1)与接入点110-1中的天线模块120-1和电子设备112-1之间的通信示例的图。具体地，接入点110-1可以向电子设备112-1传输一个或多个帧或分组314。(虽然图3图示了接入点110-1与电子设备112-1之间的单向通信，但是在其他实施例中，该通信是双向的)。这可能涉及接口电路(I.C.)310向天线模块120-1提供电信号312。要注意的是，电信号312可以对应于接口电路310处的输出发射功率电平。
然后，天线模块120-1中的一个或多个测量设备可以执行一个或多个测量316，并且天线模块120-1可以向接口电路310提供指定一个或多个测量316的反馈318。例如，接入点110-1可以重新目的化接口电路310和天线模块120-1之间的一条或多条信号线，因此天线模块120-1可以向接口电路310提供反馈318。
在接收到反馈318之后，接口电路310(和/或接入点110-1)可以执行补救措施320。例如，一个或多个测量316可以包括天线模块120-1处的输入发射功率电平，并且补救措施320可以包括接口电路310向天线模块120-1提供改良的电信号322，其中，改良的电信号对应于接口电路310处的改良的输出发射功率电平。
可替代地或附加地，反馈318可以指定接入点110-1的位置，并且补救措施320可以包括接入点110-1基于与指定的位置相关联的法规来确定最大天线发射功率。例如，确定最大天线发射功率可以涉及接口电路310将指定的位置提供给计算机(诸如，控制器)，并且随后从计算机接收最大天线发射功率。
在一些实施例中，反馈318可以指定天线模块120-1中的天线的定向，并且补救措施320可以包括接口电路310基于该定向来指定天线的天线方向图。例如，天线方向图可以包括发射天线方向图和/或接收天线方向图。附加地，接口电路310可以包括向天线模块120-1提供改良的电信号322，其中，改良的电信号基于定向对应于接口电路310处的改良的输出发射功率电平。
在一些实施例中，通过重新目的化两条或更多条控制信号线来提供通信技术中的反馈。这在图4中示出，图4呈现了图示电子设备400中的分布式系统的示例的图。具体地，电子设备400可以包括：接入点模块410、电缆412和天线模块414。而且，接入点模块410可以包括：处理器416、射频(RF)前端和无线电418以及驱动器/接收器420。此外，电缆412可以包括RF信号线422和用于差分信号的信号线424的差分对。例如，电缆412可以包括RJ50电缆和关联的连接器。附加地，天线模块412可以包括：RF检测器426、控制逻辑428(诸如，具有模数转换器或ADC的可编程逻辑设备)、驱动器/接收器430、天线控制信号线432、一根或多根天线434、可选的GPS模块436和可选的定向模块438。
在正常操作模式期间，RF前端和无线电418可以在RF信号线422上提供与将要由一根或多根天线434传输的帧或分组相对应的电信号。而且，驱动器/接收器420可以在信号线424的差分对上提供指定一根或多根天线434的天线方向图(诸如，发射天线方向图和/或接收天线方向图)的差分信号。例如，驱动器/接收器420可以将来自处理器416的单端天线数字控制信号转换为差分信号(要注意的是，差分信令的使用可以促进高速，同时具有成本效益)。在接收到差分信号之后，驱动器/接收器430可以将差分信号转换为单端数字控制信号，并且可以经由天线控制信号线432设置一根或多根天线434的天线方向图。
然后，在反馈操作模式下，RF检测器426(诸如，肖特基二极管)和控制逻辑428可以在天线模块412的输入处测量RF信号线422上的电子信号的输入发射功率电平。接下来，驱动器/接收器430可以将测量的输入发射功率电平转换为差分反馈信号，并且可以经由信号线424的差分对将关于测量的输入发射功率电平的这些反馈信号提供给驱动器/接收器420。在接收到差分反馈信号之后，驱动器/接收器420可以将差分反馈信号转换成单端反馈。该单端反馈可以被处理器416用来改良输出发射功率电平。而且，基于改良的输出发射功率电平，RF前端和无线电418可以诸如通过改变功率放大器的增益来改良由电信号指定的输出发射功率电平，从而在一根或多根天线434处获得正确的发射功率。例如，可以基于电缆412的最长长度(诸如，3m)将来自RF前端和无线电418的输出发射功率电平设置为最大输出发射功率电平(诸如，20或22dBm)。然后，基于反馈(其经由天线模块414处的测量可以指定实际的电缆长度)，可以减小输出发射功率电平。
在一些实施例中，可选的GPS模块436确定电子设备400的位置和/或可选的定向模块438确定一根或多根天线434的定向。例如，经由信号线424的差分对，处理器416可以发送指令到可选的GPS模块436以确定位置。而且，指定所确定的位置和/或所确定的定向的信息可以包括在反馈中。基于该信息，处理器416可以改良由电信号指定的输出发射功率电平，和/或可以改变在正常操作模式期间的由天线数字控制信号指定的天线方向图。
要注意的是，在反馈操作模式下，当信号线424的差分对正在传送数字反馈信号时，一根或多根天线434可以被设置为全向天线方向图，使得与客户端(诸如，图1中的电子设备112-1)的连接在该时段期间不会丢失。而且，由于反馈数据传输可能很小(即，短)并且不频繁，所以在该时段期间总体通信性能可能不会降低。
图5呈现了图示接入点110-1中的天线的天线方向图的图。具体地，接入点110-1可以配置天线510中的天线元件以选择天线方向图500中的主波束512的方向514。当接入点110-1传输或接收帧或分组时，该选择性的方向性可以提高灵敏度。
例如，无线电116-1中的接口电路可以提供适应或改变天线510的天线方向图500的控制信号或设置。具体地，控制信号或设置可以独立地并且选择性地将方向图整形器或天线510中的天线元件(诸如，反射器)电耦接至接地以使天线方向图500在不同方向(诸如，方向514)上转向。因此，如果天线510中的一个或多个天线元件包括N个天线方向图整形器，则天线510可以具有2N个不同的天线方向图配置。更一般地，给定天线方向图可以包括指定给定天线方向图的主要瓣或主瓣或波束512的方向的信号的幅度和/或相位以及所谓的‘排除区域’或‘排除区’(有时称为‘缺口’或‘零位’)。要注意的是，给定天线方向图的排除区包括给定天线方向图的低强度区域。尽管强度在排除区中不一定为零，但是强度可能低于阈值，诸如，3dB或低于给定天线方向图的峰值增益。因此，给定天线方向图可以包括在例如感兴趣的电子设备(E.D.)112-1的方向514上引导增益的局部最大值(例如，主波束512)和/或在不感兴趣的其他电子设备的方向上减小增益的一个或多个局部最小值。更一般地，天线方向图500可以具有在电子设备(诸如，电子设备112-1)的位置处的N个波束(该波束将在随后的时间间隔向接入点110-1传输或从其接收)和/或在电子设备的位置处的M个排除区(其在随后的时间间隔内将不会向接入点110-1传输或从其接收)，其中，N和M为整数。例如，天线510可以包括M+1个天线元件，并且可以存在M个排除区。通过这种方式，可以选择给定的天线方向图，从而避免了不希望的通信(诸如，与其他电子设备的通信)，以减少或消除不利影响(诸如，干扰或串扰)，并且增加了向或从电子设备112-1传输的灵敏度。
在一些实施例中，如果天线510以不正确的方式指向或定向，则改良天线方向图500，使得天线方向图500中的方向514是正确的，诸如，在水平方向上或在电子设备112-1的方向上。
我们现在描述电子设备的实施例，其可以执行通信技术中的至少一些操作。图6呈现了图示了根据一些实施例的电子设备600(诸如，接入点110或电子设备112之一)的框图。该电子设备包括处理子系统610、存储器子系统612和网络子系统614。处理子系统610包括被配置为执行计算操作的一个或多个设备。例如，处理子系统610可以包括一个或多个微处理器、ASIC、微控制器、可编程逻辑设备和/或一个或多个数字信号处理器(DSP)。
存储器子系统612包括用于存储用于处理子系统610和网络子系统614的数据和/或指令的一个或多个设备。例如，存储器子系统612可以包括动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)和/或其他类型的存储器。在一些实施例中，存储器子系统612中的用于处理子系统610的指令包括：一个或多个程序模块或指令集(诸如，程序模块622或操作系统624)，其可以由处理子系统610执行。要注意的是，一个或多个计算机程序或程序模块可以构成计算机程序机制。而且，存储器子系统612中的各个模块中的指令可以以高级程序语言、面向对象的编程语言和/或以汇编或机器语言来实施。此外，编程语言可以被编译或解释，例如，可配置或配置(在本讨论中可以互换使用)，以由处理子系统610执行。
另外，存储器子系统612可以包括用于控制对存储器的访问的机制。在一些实施例中，存储器子系统612包括存储器层次，该存储器层次包括耦接至电子设备600中的存储器的一个或多个缓存。在这些实施例中的一些中，一个或多个缓存位于处理子系统610中。
在一些实施例中，存储器子系统612耦接至一个或多个高容量海量存储设备(未示出)。例如，存储器子系统612可以耦接至磁性或光学驱动器、固态驱动器或另一类型的海量存储设备。在这些实施例中，电子设备600可以将存储器子系统612用作经常使用的数据的快速访问存储装置，而海量存储设备用于存储不经常使用的数据。
网络子系统614包括被配置为耦接至有线和/或无线网络并在其上通信(即，以执行网络操作)的一个或多个设备，包括：控制逻辑616、接口电路618、电缆606和天线模块630中的一根或多根天线620(或天线元件)。(尽管图6包括天线模块630，但是在一些实施例中，电子设备600包括一个或多个节点，诸如，节点608，例如，衬垫，其可以耦接至天线模块630。因此，电子设备600可以包括或可以不包括天线模块630。要注意的是，一个或多个节点608可以构成对电子设备600的(多个)输入和/或来自电子设备600的(多个)输出。例如，网络子系统614可以包括BluetoothTM网络系统、蜂窝网络系统(例如，诸如UMTS、LTE等3G/4G网络)、通用串行总线(USB)网络系统、基于IEEE 802.11所描述的标准的网络系统(例如，
Figure BDA0002393861260000161
网络系统)、以太网网络系统和/或另一网络系统。
要注意的是，可以使用一根或多根天线620(或天线元件)中的方向图整形器(诸如，反射器)来调整或改变电子设备600的发射或接收天线方向图(或天线辐射方向图)，该天线620可以独立并选择性地电耦接至接地以使发射天线方向图转向不同的方向。因此，如果一根或多根天线620包括N个天线方向图整形器，则一根或多根天线可以具有2N个不同的天线方向图配置。更一般地，给定天线方向图可以包括指定给定天线方向图的主要瓣或主瓣的方向的信号的幅度和/或相位以及所谓的‘排除区域’或‘排除区’(有时称为‘缺口’或‘零位’)。要注意的是，给定天线方向图的排除区包括给定天线方向图的低强度区域。尽管强度在排除区中不一定为零，但是强度可能低于阈值，诸如，3dB或低于给定天线方向图的峰值增益。因此，给定天线方向图可以包括在感兴趣的电子设备600的方向上引导增益的局部最大值(例如，主波束)以及在不感兴趣的其他电子设备的方向上减小增益的一个或多个局部最小值。通过这种方式，可以选择给定的天线方向图，从而避免了不希望的通信(诸如，与其他电子设备的通信)，以减少或消除不利影响，诸如，干扰或串扰。
网络子系统614包括处理器、控制器、无线电/天线、插座/插头和/或用于耦接至每个受支持的网络系统的数据和事件，在其上传递并处理该数据和事件的其他设备。要注意的是，用于耦接至每个网络系统的网络上的数据和事件，在其上通信并处理该数据和事件的机制有时统称为网络系统的‘网络接口’。而且，在一些实施例中，电子设备之间的‘网络’或‘连接’尚不存在。因此，电子设备600可以使用网络子系统614中的机制来执行电子设备之间的简单无线通信，例如，如先前所描述的，传输广告或信标帧和/或扫描由其他电子设备传输的广告帧。
在电子设备600内，处理子系统610、存储器子系统612和网络子系统614使用总线628耦接在一起。总线628可以包括子系统可以用来在彼此之间传递命令和数据的电、光学和/或电光连接。尽管为了清楚起见仅示出了一条总线628，但是不同的实施例可以在子系统之间包括不同数量或配置的电、光学和/或电光连接。
在一些实施例中，电子设备600包括用于在显示器上显示信息的显示器子系统626，该显示器子系统可以包括显示器驱动器和显示器，诸如，液晶显示器、多点触摸屏等。
电子设备600可以是具有至少一个网络接口的任何电子设备(或可以包括在其中)。例如，电子设备600可以是：台式计算机、膝上型计算机、子笔记本/上网本、服务器、平板计算机、智能手机、蜂窝电话、智能手表、消费电子设备、便携式计算设备、接入点、收发器、路由器、交换机、通信设备、控制器、测试设备和/或另一电子设备(或可以包括在其中)。
尽管使用特定组件来描述电子设备600，但是在替代实施例中，电子设备600中可以存在不同的组件和/或子系统。例如，电子设备600可以包括一个或多个附加处理子系统、存储器子系统、网络子系统和/或显示器子系统。附加地，电子设备600中可能不存在一个或多个子系统。而且，在一些实施例中，电子设备600可以包括在图6中未示出的一个或多个附加子系统。而且，尽管在图6中示出了单独的子系统，但是在一些实施例中，给定子系统或组件的一些或全部可以被集成到电子设备600中的一个或多个其他子系统或(多个)组件中。例如，在一些实施例中，程序模块622被包括在操作系统624中和/或控制逻辑616被包括在接口电路618中。
而且，可以使用模拟和/或数字电路系统的任何组合来实施电子设备600中的电路和组件，包括：双极、PMOS和/或NMOS门或晶体管。此外，这些实施例中的信号可以包括具有近似离散值的数字信号和/或具有连续值的模拟信号。附加地，组件和电路可以是单端或差分的，并且电源可以是单极或双极的。
集成电路(有时被称为‘通信电路’)可以实施网络子系统614的一些或全部功能性。集成电路可以包括用于传输来自电子设备600的无线信号并且在电子设备600处从其他电子设备接收信号的硬件和/或软件机制。除了本文描述的机制之外，无线电在本领域中通常是已知的，因此不进行详细描述。通常，网络子系统614和/或集成电路可以包括任何数量的无线电。要注意的是，多无线电实施例中的无线电以与所描述的单无线电实施例类似的方式起作用。
在一些实施例中，网络子系统614和/或集成电路包括配置机制(诸如，一个或多个硬件和/或软件机制)，该配置机制配置(多个)无线电以在给定通信信道上传输和/或接收(例如，给定的载波频率)。例如，在一些实施例中，配置机制可以用于将无线电从在给定的通信信道上监视和/或传输切换为在不同的通信信道上监视和/或传输。(要注意的是，本文使用的‘监视’包括从其他电子设备接收信号，并可能对接收到的信号执行一个或多个处理操作)。
在一些实施例中，包括本文描述的一个或多个电路的用于设计集成电路或集成电路的一部分的过程的输出可以是计算机可读介质，诸如，例如，磁带或光盘或磁盘。计算机可读介质可以用数据结构或描述电路系统的其他信息编码，该电路响应可以被物理地实例化为集成电路或集成电路的一部分。尽管可以将各种格式用于这种编码，但是这些数据结构通常以以下形式编写：Caltech中间格式(CIF)、Calma GDS II流格式(GDSII)或电子设计交换格式(EDIF)。集成电路设计领域的技术人员可以从上面详细描述的类型的示意图和对应的描述中开发出这种数据结构，并在计算机可读介质上对数据结构进行编码。集成电路制造领域的技术人员可以使用这种编码数据来制造包括本文描述的一个或多个电路的集成电路。
尽管前述讨论使用以太网和Wi-Fi通信协议作为说明性示例，但是在其他实施例中，可以使用各种通信协议，更一般地，可以使用无线通信技术。因此，可以在各种网络接口中使用通信技术。此外，尽管前述实施例中的一些操作以硬件或软件来实施，但是总体上，前述实施例中的操作可以以各种配置和架构来实施。因此，前述实施例中的一些或全部操作可以以硬件、软件或两者来执行。例如，可以使用程序模块622、操作系统624(诸如，接口电路618的驱动器)或接口电路618中的固件来实施通信技术中的至少一些操作。要注意的是，通信技术可以在处理系统610执行程序模块622时出现。因此，可以在程序模块622的运行时实施通信技术。可替代地或附加地，可以在物理层中实施通信技术中的至少一些操作，诸如接口电路618中的硬件。
而且，尽管前述实施例图示了在接入点向电子设备传输或从电子设备接收帧或分组时的通信技术，但是在一些实施例中，接入点可以同时向两个或多个电子设备发送或从其接收帧或分组。例如，WLAN中的通信协议可以使用正交频分多址(OFDMA)。
尽管前述实施例图示了发射功率电平的闭环控制，但是通信技术可以单独地或附加地用于基于位置的天线发射功率的闭环控制和/或基于定向的天线方向图的闭环控制。
在前述描述中，我们指的是‘一些实施例’。要注意的是，‘一些实施例’描述了所有可能实施例的子集，但并不总是指定实施例的相同子集。
前述描述旨在使本领域的任何技术人员能够制造和使用本公开，并且在特定应用及其要求的上下文中提供。而且，仅出于说明和描述的目的呈现了本公开的实施例的前述描述。它们无意于穷举或将本公开限制为所公开的形式。因此，许多改良和变型对于本领域技术人员而言将是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用。附加地，前述实施例的讨论并不旨在限制本公开。因此，本公开不旨在限于所示出的实施例，而是应被赋予与本文公开的原理和特征一致的最广范围。

Claims (20)

1.一种电子设备，所述电子设备包括：
一个或多个天线节点，所述一个或多个天线节点被配置为经由具有长度的电缆耦接至天线模块；以及
接口电路，所述接口电路被通信地耦接至所述一个或多个天线节点，其中，所述电子设备被配置为：
经由所述接口电路，提供意在用于所述天线模块的电信号，其中，所述电信号对应于在所述接口电路处的输出发射功率电平；
经由所述接口电路，接收来自所述天线模块的关于在所述天线模块处的输入发射功率电平的反馈以及在所述天线模块中的天线的定向；
基于在所述天线模块处的所述输入发射功率电平和所述定向，来确定改良的输出发射功率电平；以及
经由所述接口电路，提供意在用于所述天线模块的改良的电信号，其中，所述改良的电信号对应于在所述接口电路处的所述改良的输出发射功率电平。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述改良的输出发射功率电平进一步基于以下之一：
数据速率，以及
调制和编码方案。
3.根据权利要求1所述的电子设备，
其中，在一种操作模式下，所述接口电路在所述一个或多个天线节点上并且意在用于所述天线模块，提供指定所述天线模块的天线方向图的信息；以及
其中，在第二操作模式下，所述接口电路在所述一个或多个天线节点上接收所述反馈，使得在所述操作模式和所述第二操作模式下重新目的化所述一个或多个天线节点。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述反馈指定所述电子设备的位置；以及
其中，所述电子设备被配置为：基于与指定的位置相关联的法规，来确定最大天线发射功率。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中，确定所述最大天线发射功率涉及：
所述电子设备经由所述接口电路来提供意在用于计算机的所述指定的位置；以及
所述电子设备经由所述接口电路来接收与所述计算机相关联的所述最大天线发射功率。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其中，
所述电子设备被配置为：经由所述接口电路并且意在用于所述天线模块，来基于所述定向指定所述天线的天线方向图。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其中，所述天线方向图包括以下之一：
发射天线方向图，以及
接收天线方向图。
8.一种与电子设备结合使用的非暂时性的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序指令，所述程序指令在由所述电子设备执行时通过使所述电子设备执行一个或多个操作来提供改良的电信号，所述一个或多个操作包括：
经由所述电子设备中的接口电路，提供意在用于天线模块的电信号，其中，所述电信号对应于在所述接口电路处的输出发射功率电平；
经由所述接口电路，接收来自所述天线模块的关于在所述天线模块处的输入发射功率电平的反馈以及在所述天线模块中的天线的定向；
基于在所述天线模块处的所述输入发射功率电平和所述定向，来确定改良的输出发射功率电平；以及
经由所述接口电路，提供意在用于所述天线模块的所述改良的电信号，其中，所述改良的电信号对应于在所述接口电路处的所述改良的输出发射功率电平。
9.根据权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中，所述改良的输出发射功率电平进一步基于以下之一：
数据速率，以及
调制和编码方案。
10.根据权利要求8所述的计算机可读存储介质，
其中，在一种操作模式下，所述接口电路在一个或多个天线节点上并且意在用于所述天线模块，提供指定所述天线模块的天线方向图的信息，所述一个或多个天线节点被配置为经由具有长度的电缆耦接至所述天线模块；以及
其中，在第二操作模式下，所述接口电路在所述一个或多个天线节点上接收所述反馈，使得在所述操作模式和所述第二操作模式下重新目的化所述一个或多个天线节点。
11.根据权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中，所述反馈指定所述电子设备的位置；以及
其中，所述一个或多个操作包括：基于与指定的位置相关联的法规，来确定最大天线发射功率。
12.根据权利要求11所述的计算机可读存储介质，其中，确定所述最大天线发射功率包括：
经由所述接口电路，提供意在用于计算机的所述指定的位置；以及
经由所述接口电路，接收与所述计算机相关联的所述最大天线发射功率。
13.根据权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中，
所述一个或多个操作包括：经由所述接口电路并且意在用于所述天线模块，来基于所述定向指定所述天线的天线方向图。
14.根据权利要求13所述的计算机可读存储介质，其中，所述天线方向图包括以下之一：
发射天线方向图，以及
接收天线方向图。
15.一种用于提供改良的电信号的方法，所述方法包括：
通过电子设备进行包含以下在内的一个或多个操作：
经由所述电子设备中的接口电路，提供意在用于天线模块的电信号，其中，所述电信号对应于在所述接口电路处的输出发射功率电平；
经由所述接口电路，接收来自所述天线模块的关于在所述天线模块处的输入发射功率电平的反馈以及在所述天线模块中的天线的定向；
基于在所述天线模块处的所述输入发射功率电平和所述定向，来确定改良的输出发射功率电平；以及
经由所述接口电路，提供意在用于所述天线模块的所述改良的电信号，其中，所述改良的电信号对应于在所述接口电路处的改良的输出发射功率电平。
16.根据权利要求15所述的方法，
其中，在一种操作模式下，所述接口电路在一个或多个天线节点上并且意在用于所述天线模块，提供指定所述天线模块的天线方向图的信息，所述一个或多个天线节点被配置为经由具有长度的电缆耦接至所述天线模块；以及
其中，在第二操作模式下，所述接口电路在所述一个或多个天线节点上接收所述反馈，使得在所述操作模式和所述第二操作模式下重新目的化所述一个或多个天线节点。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述反馈指定所述电子设备的位置；以及
其中，所述一个或多个操作包括：基于与指定的位置相关联的法规，来确定最大天线发射功率。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，
所述一个或多个操作包括：经由所述接口电路并且意在用于所述天线模块，来基于所述定向指定所述天线的天线方向图。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述改良的输出发射功率电平进一步基于以下之一：
数据速率，以及
调制和编码方案。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，确定所述最大天线发射功率涉及：
所述电子设备经由所述接口电路来提供意在用于计算机的所述指定的位置；以及
所述电子设备经由所述接口电路来接收与所述计算机相关联的所述最大天线发射功率。
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