CN1874182A

CN1874182A - 基于使用方式的天线选择

Info

Publication number: CN1874182A
Application number: CNA2006100845836A
Authority: CN
Inventors: I·拉纳多; T·奈尔; R·P·马拉拉塞克拉
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2006-12-06
Also published as: JP2006340359A; US8532587B2; JP2009112024A; US20060276221A1

Abstract

装置和方法的实施例应用基于使用方式的天线选择。一种公开的方法的实施例包括确定装置的使用方式以及选择装置中可用的天线的子集。所选择的子集与使用方式对应。

Description

基于使用方式的天线选择

技术领域

本发明涉及基于使用方式的天线选择。

背景技术

对具备无线通信能力的计算机的兴趣已有很长时间了，但是直到最近计算机的这种通信能力才被看作是必要的。功能强大的便携式电子装置的发展产生了促进这些装置之间的通信的相应的需求。现有的接口电缆表明已不适应和限制了无线通信。因此，现在的系统设计人员为大多数现代便携式电子装置提供了无线通信能力。

现在存在五种主要的(便携式)无线通信能力：红外端口、无线个人区域网(WPAN)、无线局域网(WLAN)、蜂窝或无线广域网(WWAN)和卫星。装备红外端口的装置通过使用红外信号进行通信，而使用其它四种主要类型的无线通信方式的装置通过使用射频(RF)信号进行通信。红外信号很容易被阻挡，一般的通信范围非常有限(例如，约5米)。无线个人区域网通常使用很低功率的射频信号，其通信范围有限，约为10米。(它们的应用目标为代替电缆。)无线局域网基于有线局域网(LAN)的无线选择，其通信范围约为100米。蜂窝装置的通信范围明显增大(约为20公里)，并且它们依赖于蜂窝基站的网络，以便与电信网络可以达到任何地方通信。类似地，卫星电话能够通过地球轨道卫星网络接入几千公里外的基站，与电信网络可以达到任何地方通信。

在无线通信中，发射给接收装置的能量随着离开发射装置的距离的增加而迅速衰减。发射和接收装置周围的环境包括产生反射和衰减的各种目标。用于解决这个问题的一种方法是天线分集。当接收装置装备有天线阵列时，在某些情况下，接收装置可以用所述方法将各个天线的信号组合“聚焦”在发射装置的阵列上，或者在其它情况下，在某些方向上简单地提高灵敏度，而在其它方向上降低灵敏度。天线阵列的定向特性可以用于改善信号的接收和使无线通信更加可靠。

可惜的是，存在几个障碍防碍把天线分集结合到便携式装置中。这种装置可以用于各种取向，导致不希望有地改变天线阵列的取向。装置用户的相对位置可能改变，从而影响天线阵列中一个或多个天线的接收。便携式装置的物理尺寸一般很小，限制了天线的空间。最后，便携式装置可能限制了资源、限制了处理能力和用于适配天线阵列配置的速度。

发明内容

因此，本文中公开了应用基于使用方式的天线选择的装置和方法。在一些实施例中，方法包括确定装置的使用方式和在装置中选择可用天线的子集。选择的所述子集与使用方式对应。

附图说明

现在参考附图详细说明本发明的示范性实施例，附图中：

图1示出键盘构形的说明性平板计算机(tablet computer)；

图2示出平板构形的说明性平板计算机；

图3示出按照本发明某些实施例的说明性天线配置；

图4示出左侧横向取向的说明性手持计算机；

图5示出纵向取向的说明性手持计算机；

图6示出右侧横向取向的说明性手持计算机；

图7是按照本发明某些实施例的说明性计算机的方框图；

图8是按照本发明某些实施例的说明性天线选择方法的流程图。

符号和术语

在以下的整个说明过程中使用某些术语并且声明所指特定的系统部件。正如本专业的技术人员将理解的那样，不同公司可以用不同名称指明一个部件。本说明书并不打算去鉴别部件之间在名称上的差别，而是功能上的差别。在以下的讨论和声明中，术语“包括”(“including”和“comprising”)常常用于可扩充形式，因而应该解释为“包括但不限于...”。同样，术语“耦合”(“couple”或“couples”)用来指或者间接或者直接的电气连接。因此，如果第一个装置耦合到第二个装置，这种连接可以是通过直接电气连接的连接或者是通过借助于其它装置和连接的间接电气连接的连接。

具体实施方式

以下讨论针对本发明的各种实施例。虽然这些实施例中的一个或多个是最佳的，但是不应该把所说明的实施例解释或用作是对所说明或声明的范围的限制。此外，本专业的技术人员将理解，以下说明具有广泛的应用，说明的任何实施例并不意味着仅仅是对实施例的说明，也不是建议将所说明或声明的范围限制在所述实施例中。

图1示出以键盘构形配置的说明性计算机102(例如，平板便携式计算机)。在所述构形中，监视器104与键盘106垂直，用户可以用与膝上型计算机非常相似的方式与计算机交互作用。换句话说，用户在监视器104上浏览信息，通过键盘106和/或通过与键盘106结合在一起的或与键盘106外部连接的指点器输入命令或其它信息。

但是，平板计算机具有另一种构形。监视器104可以在枢轴108上旋转，并在铰链110上平面倾斜放置。用这种方式移动监视器104可以把计算机设置成图2所示的平板构形中。在所述平板构形中，用户通过触摸屏112与计算机交互作用。触摸屏提供了一种由用户选择的可视化操作和选项。用户可以通过触摸显示有各种选项的屏幕来选择操作和选项。(取决于实现方案，用户可以使用输入笔、一般的指点目标、甚至手指。)在一些实施例中，用户可以在触摸屏上输入文本或绘制简单的图形。

图3示出本发明的一些实施例的便携式计算装置的天线配置。4个天线152、154、156和158分布在监视器104的4个角上，或更一般地说分布在具有显示屏幕的基本上矩形的表面的每个角附近。实际上，可以使用多一些或少一些数目的天线。根据计算装置的取向，一些天线的接收能力可以比其它天线更好。此外，在不同的取向中，不同天线的组合可以提供所需的方向灵敏度。

因此，对于基于计算装置配置的无线通信而言，便携式计算装置可以配置成自动选择一些天线的子集。例如，对于无线通信的情况，当以图1所示的键盘构形配置计算机102时，计算机就自动选择沿最上面的表面的天线用于无线通信。这样，在这种配置中可以选择角形天线152和154(图3)。相反，当以图2所示的平板构形配置时计算机102，计算机就自动选择沿离用户最远的边的天线。这样，如果计算机的屏幕112以纵向取向方式工作时，对于无线通信的情况下可以选择天线154和156。或者，如果屏幕112以倒置纵向取向方式安装时，则可以选择天线158和152；如果屏幕以横向取向方式安装则可以选择天线152和154；而如果屏幕以倒置横向取向方式安装，则可以选择天线156和158。

前述例子中选择的天线子集是基于每一种便携式计算机构形的预期的使用取方来进行选择的。所述方法提供了一种快速、简便估算无线通信的最佳天线子集的方法。天线子集的应用简化了收发信机的设计，在快速改变通信环境中降低了“天线跳动”。

手持式装置存在一些有关的困难。图4-6说明3种不同取向的手持式装置202：左侧横向(图4)、纵向(图5)及右侧横向(图6)。手持式装置202也可以用第四种取向(“倒置纵向”)工作。

装置202使显示屏幕206具有特色，所述屏幕配置成能提供图形用户接口，所述接口可以以纵向方式和横向方式显示。用户可以通过观察屏幕206上的选项、并用控制器208选择所观察到的选项的一项或多项，或者通过触摸触摸屏幕206上所需选项与装置202进行交互作用。配备在装置202上的输入笔210用于在装置202的触摸敏感区域上选择或直接输入信息。由显示器206提供的选项可以由装置202执行重复操作。例如，装置202可以显示表示被运行的软件、被打开的文件或被捕获的信息的图标。当控制钮被按下时，控制器208可以以编程的方式与装置202执行的各种操作相联系。这样的操作可以使选中的选项、运行的特定软件或与网络或其它装置建立的远程连接变成高亮度。

许多手持式装置工作在2400-2483.5MHz的工业、科学和医学(ISM)频段。所述频率范围包括水分子共振频率，因而所述频率范围通常是由微波炉使用。由于有这样多的干扰源，美国联邦通信委员会(FCC)将所述频率范围专用于未经许可的应用，使工业、科学和医学频段用于手持式装置市场的公用选择。可惜，人体包含大量水，用户的手会使所述频段产生明显的衰减。这样，用手握着装置的用户可能覆盖一个或多个天线，使这些天线不适合无线通信。

例如，当手持式装置202用于左侧横向位置(图4)时，天线156和158(图3)可能被用户的手覆盖。类似地，当装置202用于纵向(图5)时，天线152和158(图3)可能被覆盖。当装置202用于右侧横向时，天线152和154可能被覆盖，并且当装置202用于倒置纵向位置时，天线154和156可能被覆盖。

由于用户可能找到一种另外的取向更适合使用，所以装置(例如计算机102和手持式装置202)常常以一种或两种位置以上的方式工作。例如，用左手的用户最好使用左侧横向(图4)，因为这样的取向使控制器208便于左手操作，而用右手的用户最好使用右侧横向，这便于右手操作。其它考虑可能包括装置的端口、电源和红外通信的操作。

图7示出所说明的计算机构形600的方框图。所述方框图完全代表了计算机102，但是对于手持装置来说总是期望构形更简单。计算机构形600包括通过CPU总线与桥逻辑装置606连接的处理器(CPU)602。桥逻辑装置606有时称作为“北桥”，这是因为它常常描述在计算机系统的上端。北桥606也通过存储器总线连接到主存储器阵列604，并且还通过加速图形端口(AGP)总线连接到图形控制器608。在系统中，通过主扩展总线(BUS A)，例如PCI总线或EISA总线，北桥606把CPU 602、存储器604和图形控制器608连接到其它外围设备。遵守BUS A总线协议的各种部件可以驻留在所述总线中，例如音频装置614、网络接口卡(NIC)616和无线通信模块618上。如图所示，这些部件可以集成到主板上，或者可以插入与总线BUS A连接的扩展槽610上。随着技术的演变和高性能系统的不断涌现，出现了把许多装置集成到主板的趋势，以前主板上插入的都是分立部件。

如果在计算机中提供其它辅助扩展总线，正如通常的情形那样，则应使用另一种桥逻辑装置612把主扩展总线(BUS A)与辅助扩展总线(BUS B)连接。桥逻辑612有时称作为“南桥”，这反映了它在通常的计算机系统中相对于北桥606的位置。遵守总线BUS B协议的各种部件(例如硬盘控制器622、快速只读存储器624和超级I/O控制器626)可以驻留在所述总线上。

超级I/O控制器626通常与基本的输入/输出装置，例如键盘630、鼠标632、软磁盘驱动器628、并行端口、串行端口和联合测试操作组(JTAG)接口连接。JTAG代表联合测试操作组，它是集成部件测试和配置的IEEE标准。

无线通信模块618具有两个天线端口。所述两个天线端口通过开关619和620与4个天线连接。开关619把天线ANT1和ANT3中选择的一个天线连接到模块618的第一天线端口上。如图3所示，这些天线可以处于对角线的两个角上。类似地，开关620把天线ANT2和ANT4中选择的一个天线连接到模块619的第二天线端口上。如图3所示，这些天线也可以处于对角线的两个角上。这种配置能够把两个天线端口耦合到计算机102的任何一边上的相邻的天线。

携带信息的媒体可以使处理器602运行软件。携带信息的媒体的例子包括软盘、光盘、便携式硬盘、非易失性集成电路存储器、计算机网络和无线链路。处理器602把要执行的软件保存在存储器604中。存储器604中的软件将处理器602配置成监控计算机的使用方式，调节选择的天线子集与计算机的配置和/或取向对应。在所说明的实施例中，处理器602通过存取JTAG接口627中的寄存器来调节天线子集的选择。通过这些寄存器，处理器602配置各种数字控制开关，包括开关619和620。用这种方法，处理器602调节计算机600的硬件配置，特别是选择耦合到无线模块618的天线。当适当地配置处理器602之后，无线模块618利用耦合到其上的一个或多个天线建立和维持无线通信链路。

图8是说明天线选择方法的流程图。所述方法可以采用由通用处理器执行的软件的形式，或者采用专用硬件的形式。在它的软件实施例中，过程可以保存在磁盘或光盘中，或者通过计算机之间的通信链路网络让计算机执行所述过程。(本说明书使用的术语”携带信息的媒体”指计算机可以从信息源获得要执行的软件。这方面的例子包括硬盘驱动器、软盘、光盘、数字视频盘(“DVD”)、因特网、以太网链路和无线链路。)计算机可以从携带信息的媒体获得方法软件，并把所有或部分软件保存在用于存取的存储器604中。

说明性的选择方法实施例从监控无线网络是否可以用于建立无线通信链路的监控状态702开始。监控过程可以在任何天线上执行，并可包括倾听出现在无线局域网(WLAN)中的信标帧或其它广播标志。或者，可以所述监控过程进行用户定向，因为这种监控过程可以具有用户能配置的参数。当参数设置成表示不需要无线通信时，所述装置就不会检测无线局域网或建立无线连接。但是当参数设置成表示需要无线连接时，所述装置就进入方框704。

在方框704，所述装置执行测试，以确定使用的方式。在所述实施例中，使用方式由或者横向或者纵向的屏幕取向确定。但是可以存在其它使用方式，并可以根据屏幕取向和/或附加参数确定。例如，所述装置可以具有可配置键盘，使用方式的确定可以部分地基于是否配置键盘，即，一种使用方式可以与具有展开的键盘的装置配置相对应，而另一种使用方式可以与具有收藏的键盘的装置配置相对应。在同一种风格中，装置可以具有输入笔或其它指点器，使用方式可以部分地基于是否使用输入笔或其它指点器。可以把用户的左手型性或右手型性提供给装置，用作确定使用方式的参数。下面给出一些使用方式集的例子：

{横向、纵向}

{横向、倒置横向、纵向、倒置纵向}

{平板方式、键盘方式}

{夹垫板方式、搭接方式、桌面方式、墙支架方式}

{左手横向、纵向、右手横向}

{对接、非对接}

在所说明的实施例中，如果使用方式为横向装置转到方框706，如果使用方式为纵向装置转到方框708。在方框706，装置选择横向方式的天线子集。当显示器配置成横向取向时，横向方式的天线子集可以包括预期靠近装置上边缘的天线。在方框708，装置选择纵向方式的天线子集。当显示器配置成纵向取向时，纵向方式的天线子集可以类似地是预期靠近装置上边缘的天线。

从方框706和708，装置进入方框710。方框710表示过程一直保持到检测到使用方式已改变的监控状态。所述检测可以包括确定屏幕的取向已经改变、键盘已经被展开或收起、指点器已移动、用户控制的参数已改变或在使用方式中改变了其它标志。

Claims

1.一种配置装置的方法，所述方法包括：

确定(704)装置的使用方式；以及

选择多个天线(706、708)的子集，所述子集与使用方式对应。

2.如权利要求1所述的方法，其中确定所述使用方式的步骤包括识别使用方式集中的一种方式，所述使用方式集包括每一种显示器取向的至少一种使用方式。

3.如权利要求2所述的方法，其中当在显示器具有用于一种使用方式的取向的情况下使用装置时，用于每一种使用方式的所述子集包括预期靠近装置的最远离用户的边缘的那些天线。

4.如权利要求2所述的方法，其中当在显示器具有用于一种使用方式的取向的情况下使用装置时，用于每一种使用方式的所述子集包括预期靠近装置的最上边缘的那些天线。

5.如权利要求1所述的方法，其中确定所述使用方式的步骤包括检测键盘(106)是否展开，并且如果键盘已经展开，则将使用方式识别为与具有展开的键盘的装置配置对应的使用方式。

6.一种便携式计算装置，它包括：

多个天线(152-158)；

无线模块(618)；

至少一个开关(619)，它有选择地把所述多个天线的子集耦合到所述无线模块，其中根据所述装置的使用方式来设置至少一个开关。

7.如权利要求6所述的装置，其中还包括处理器(602)，所述处理器(602)配置成确定所述装置的所述使用方式并且还配置成相应地设置所述至少一个开关。

8.如权利要求6所述的装置，其中还包括可展开的键盘(106)，其中至少部分地根据所述键盘是否展开来确定所述使用方式。

9.如权利要求6所述的装置，其中还包括具有显示屏幕的基本上矩形的表面(104)，其中，所述多个天线包括靠近所述基本上矩形的表面的每一个角落的天线。

10.如权利要求9所述装置，其中所述至少一个开关包括把所述各角形天线中的两个耦合到所述无线模块的第一开关，并且其中所述装置还包括把所述各角形天线中的另外两个耦合到所述无线模块的第二开关(620)

11.如权利要求9所述的装置，其中通过所述第一开关耦合到所述无线模块的所述角形天线靠近所述基本上矩形的表面的对角地相对的角落。