CN1262794A - 在可能的方向性配置中对非均匀选择图形进行依状态控制的便携式通信设备 - Google Patents

Abstract

一种便携式通信设备,具有一个允许形成各种不同天线方向性配置的天线配置。特别是,其控制设备鉴别该通信设备的发送状态和接收状态。根据这种状态,在这些方向性配置中实现各种非均匀选择图形。

Description

在可能的方向性配置中对非均匀选择图形 进行依状态控制的便携式通信设备

本发明涉及权利要求1前序中所引用的方法。这种便携式设备，特别是移动电话机已经变成家用字词。在操作上，这种设备通常与先前并不知道其地理位置的远程基站通信。这些系统已经用于地球蜂窝基站和卫星。这种系统的第一工作参数是在移动电话机位置上的来自基站的电场强度。第二参数是接收场矢量的主方向；这表示该基站的视在始发方向，经过各种环境影响该方向可能与始发方向不同。最优接收取决于相对于该天线接收灵敏度图形的这个方位。第三个参数是从电话机本身发射的场矢量。在两个方向发送的信号的最优接收要求始发方向和主轴彼此一致，也涉及最优的viz a viz天线配置。另一个希望是在电话机的实际操作中，设备发送的辐射应该尽可能离开使用者的头部或其它相关部分、或者其它附近吸收物质或障碍物发出。根据设备的方位，以上某些要求可能有矛盾。

因此，本发明的一个目的是在其中的实际发送状态中排除或至少推迟使用会向这种具体物质或障碍物发送大量能量的一个或多个操作模式。因而，根据本发明的一个方面，其特征在于权利要求1的特征部分。非均匀选择图形可以指在特定状态下特别是在发送状态下要禁止某种方向性配置。另一种实施是建议给用户的各种方向性图形的序列取决于设备的状态。又一种实施是“坏”的图形只可被用户通过拒绝标准选择程序来进行呼叫。再一种实施是具有某个因素衰减的“坏”图形。发送状态常常被限制为实际通信会话。或者，除会话外，设备可以周期地发送主要信号以便当设备穿越蜂窝系统的多个网孔时能使一套基站跟踪设备的位置变化。接收状态可以或者通常只在这种会话外或者在用户发声的基础上通信会话交替期间奏效。

本发明的第二个目的是要向用户指示可能要将设备方位在相当高程度上改变到符合先前的各要求。该指示应明显或不明显地示给用户设备的最优方向，诸如指出接收能量是从哪儿来的。

本发明还涉及满足以上功能的电话机。本发明的其它优点在从属权利要求中列举。

下面参考附图和优选实施例详细描述本发明的这些和其它方面和优点，其中：

图1是便携式电话机图；

图2是根据本发明的设备图；

图3A-E是各种天线方向配置；

图4A是设备周围的空间分段；

图4B是使用时典型的场配置；

图5是发射场强图形；

图6是内部设备方框图；

图7是基本定相的阵列天线。

图1是执行为根据本发明的移动电话机的便携式通信设备图。另外的实施例可以是笔记本或类似的计算机设备。原理上，这种设备可以允许传送除语音外的其它种类信息。如所示，该设备具有长方框的一般形式，并装有扬声器(顶部)，数字字母显示器、标准的12键键盘、麦克风(底部)和两个天线。

图2是根据本发明设备的另一个图。该设备具有一般矩形边的外壳20，但不限于这个形状。各种常规特征是外天线24、LCD显示器22、和3X4键盘26。为简化，与本发明无关的特征就省略了。与键盘相对的设备侧包含语音I/O设备(未显示)，特别是小扬声器和麦克风，这些已经按照人类头部的一般形状和大小进行了安装和定位。在操作上，用户应当使这侧背对头部，以使设备单元不成问题地分别靠近耳口。不用时，设备可以放在任何地方，通常放在桌子和类似平面上，诸如笔记本的情况。在电话机的情况下，设备应放在衣服口袋或类似地方。另外，设备顶部包含交叉配置安放的4个小LCD或类似元件28。在实际通信会话中，当在设备这侧的平面上投射时，相应元件的照明将表示从实际所指的基站接收场的视在始发方向。照明按如下方式：每个四分之一圆周划分成30°的三等份。当原点与特定坐标方向小于30°时，只有那个方向的LCD元件发光。当与两个相邻坐标方向的方向在30°和60°之间时，两个相关坐标方向的LCD元件都发光。通常，这样配置天线使得当上述投射与含有键盘的一侧的方向大致垂直时，接收为最佳。当绕着垂直于图中左/右侧的轴旋转时质量改变很小。如果照明方式表示其它情况，那么用户应当改进接收质量或通过旋转改进可行的接收范围。

不同的技术可以用于表示最优方位。当接近好的方位时，专用指示声诸如噪音或嘟嘟声可以逐渐停止或改为另一种方式。该指示可以在常规语音信道输出。在次优情况下另一个简单特征是红LCD，在接近最优时是绿LCD。同样，多个红/绿LCD条可以用于确定最佳和特定方位。

图3A-E是通过两个杆型天线实现的各种天线方向性配置的极性图，所说的天线发送或接收电磁波的特定频率和相位。每个天线基本上以单极方式工作。某些方向性配置具有8字形的一般形状，呈对称或不对称形。其它配置具有三个瓣，其中两个瓣可以几乎融合一起，第三个相对较小。提高并列天线棒的数量可以影响到其它配置，而不需要全有相同的功率幅度。不同的附加物是“后侧”的无源屏蔽，它产生在“前侧”的相对强的发送图形。

图4表示从顶部侧看时环绕交叉部分的设备的空间分段。传输空间划分为4段。段1大致覆盖用户头部，附加有一定的允许区域。最好是，当设备对着用户头部时，诸如在实际通话期间，在与此段成固定角度内应当发射相对小的辐射能量，即只有很少的能量被吸收。

在通话期间，段2方向通常离开用户头顶，因此含有向基站发送辐射的较佳固定角度。段3和4位于其间，代表折中情况。以这种在规定大小和方位内的某个固定角度内优选地发射辐射的方式来设计天线是已知技术；图3A-E的图形是一些示例。决定特定天线方向性配置时也和其它物体或具体物质有关，例如不用时将设备放在上面的桌子、或当设备放入例如笔记本大小的计算机设备时人体的其它部分。

图4B表示使用期间当从顶部看人头部时，设备显示为一个方框，方向性图形大致与图3D一致。即使是这个例子的图形，大部分能量也离开人的头部辐射掉了。

图5表示发射场强图形。在设备20内，从图1、2的同侧投影来看天线杆34和36和控制驱动器32。通过驱动两个天线杆的信号之间的相对时移，可能的话还通过与适当天线几何形状结合的这种信号的特定构形，能够给予发射场一个极性图形，例如通过曲线30表示的图形，该图形具有水平向右离开头部的强瓣和向左的很弱的瓣，在垂直方向有很低的能量。如果基站的视在方向这时沿着箭头31，那么基站中的电话信号接收将是最优的。通过较低的传输功率可以节省能量。发射功率的各种其它几何形状同样也是有利的。

以类似方式，接收天线在特定方向会有最佳灵敏度。其它这种接收天线可以具有一种形状，使得有可能根据图2中元件28上表示的实际设备方位检测基站的视在位置。

图6是内部方框图。为简化起见，就不示出天线的配置了。但从一般观念看，可连接一个类似的处理元件32，事实上它有两个目的。元件32向中央处理单元38发送接收的天线信号，以计算基站的相对方位。然后将此方位显示在元件46上，代表图2的LCD元件28。另外，接收的天线信号转换为用于内部管理电话机设备的控制信号和转换为语音和可能的其它信号诸如嘟嘟声或光，以在扬声器42上输出。并且，在麦克风40上接收的语音转换为调制的天线信号以便传送到基站(为简化未示出)。用户键盘以方框44表示，可以提供其它的输入信号到单元38。

上述电话机的配置可以给用户显示一个实际方位，并隐含地建议电话设备的一个较佳方位。另外这种配置能够安排在人头部吸收最少的最佳方向输出或至少在安装扬声器和麦克风的设备侧有一个发射场计数器。根据基站视在方向能够确定另一最佳方式。另外，实际呼叫终止之后的超时机构可以使传输能量停止，并且接收场转换到更均匀的角度灵敏度图形。事实上，呼叫终止之后，用户可以把电话机放在随意的地方，使设备方位不必长时间根据上述要求控制，或得到上述描述的另一种操作模式。

设备的各个工作参数将通过上述方式得以改善，以便允许安排该设备相对基站和用户头部处于最佳方位。总的改善接近10db，这意味功率要求的10倍，它通过以下几方面达到：

·分集增益：+6db

·天线较好地匹配到接收机电子器件上：+1.7db

·较好的功率放大器效益：+0.3db

·用户身体的低功率吸收：+3db。

图7表示示例性的定相阵列天线配置。两个天线55、57从控制设备52获得能量。相位控制设备54通过这两个天线的相应相位至少部分地控制传输图形。元件50是可以检测传输状态的检测器。这可以在通信会话电平上考虑发送和接收状态而定期交替来进行。或者，本身可以检测传输，诸如在接收用户语音的基础上检测。第三种方式是通过测量机械运动，同时考虑用户在通信会话期间可能给予设备特定的运动方式。

Claims (12)

1.一种便携式通信设备，包括连接到控制设备的一个天线配置，用于构成多个不同天线方向性配置，其特征在于：所述控制设备包括用于鉴别所述通信设备的发送状态和接收状态的检测器装置，以便根据所述状态在所述多个天线方向性配置中实现多种非均匀选择图形。

2.根据权利要求1所述的通信设备，其中一个或多个方向性配置从特定选择图形中排除。

3.根据权利要求1所述的通信设备，其中在各个选择图形中一个或多个方向性配置具有非均匀特性。

4.根据权利要求3所述的通信设备，其中所述非均匀特性受用户拒绝。

5.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述发送状态不利于可能会导致在具体物质附近有相当强的场吸收的一个或多个方向性配置。

6.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述控制设备在实际通信会话中独自操作。

7.根据权利要求1所述的通信设备，包括用于测量接收场视在始发方向的测量装置，该装置连接到用于提供用户有关所述始发方向的指示器装置。

8.根据权利要求7所述的通信设备，其中所述测量设备测量实际的接收信号强度，以便转换为其表示的值随着最佳方位偏移而变化的一个参数。

9.根据权利要求7所述的通信设备，其中所述用户指示是可听和/或可见的。

10.根据权利要求6所述的通信设备，其中所述用户指示是多个离散定位的离散指示符。

11.根据权利要求1所述的通信设备，还包括测量装置，用于在所述设备中测量接收场的视在始发方向，并连接到所述控制装上，该控制装置用于沿着所述视在始发方向控制接收灵敏度图形的主轴。

12.根据权利要求1所述的通信设备，该设备执行移动电话机设备和/或笔记本计算机设备的功能。

Images