CN1957538A - 能够进行自适应阻抗匹配的移动无线装置 - Google Patents

能够进行自适应阻抗匹配的移动无线装置 Download PDF

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Abstract

提供了一种无论在什么状态都能够通过即时地和自适应地匹配天线与发送/接收电路之间的阻抗来抑制失配损耗、并提高发送/接收灵敏度的诸如移动电话等移动无线装置。在移动无线装置(1)中,当启动匹配电路(102)的控制时,控制部分(105)评价存储在存储部分(106)中的初始染色体,并且如果有提供阻抗匹配的初始染色体,则控制匹配电路(102)以具有与此初始染色体对应的负载值。如果没有提供阻抗匹配的初始染色体,则控制部分(105)用基因算法进化初始染色体,导出提供阻抗匹配的染色体,并控制匹配电路(102)以具有与导出的染色体对应的负载值。

Description

能够进行自适应阻抗匹配的移动无线装置
技术领域
本发明涉及移动无线装置,尤其涉及能够在天线与发送/接收电路之间进行自适应阻抗匹配的移动无线装置。
背景技术
近年来,诸如移动电话等移动无线装置急速发展。在大多数情形中,在与人体很靠近的地方使用移动电话。当移动电话的天线靠近人体时,天线的阻抗将会改变。当天线的阻抗改变时,天线与发送/接收电路之间的阻抗匹配将从其匹配状态漂移。当阻抗匹配漂移时,移动电话的性能将会恶化。为此,有人提出了能够自动匹配天线与发送/接收电路之间的阻抗的技术。
例如,在专利文献1中提出了一种在阻抗匹配电路内设有可变负载部分的无线装置。根据专利文献1中所记载的常规无线装置,当因靠近人体而导致阻抗从匹配状态漂移时,无线单元与天线之间的阻抗将通过调整匹配电路的负载的手段来匹配。
图67是示出专利文献1中所记载的常规无线装置900的配置的框图。在图67中,常规无线装置900设有用于以可变电容二极管来调节无线单元907与天线901之间的阻抗的阻抗匹配电路904。电功率检测电路906和902分别生成用于指示阻抗匹配电路904的前级和后级的信号的电功率的信号C和D。比较器905比较电压信号C和D。施加电压控制电路903基于比较结果E生成用于控制可变电容二极管的电容以使电压信号C与D之差可变小的电压信号V,由此将该电压信号V提供给可变电容二极管。阻抗匹配电路904根据电压信号V来调节阻抗。由此,该常规无线装置可调节无线单元907与天线901之间的阻抗。
此外,在专利文献2中公开了一种匹配天线与功率放大部分之间的阻抗的方法。
根据专利文献2中所记载的常规方法,当指定多个信道频率之一时,在指定的信道中,功率放大部分与天线之间的阻抗被调节。根据这种常规方法,当信道频率被设定时,通过驱动电机用手动信号来将可变元件朝正反方向旋转到每个信道频率的设定调谐位置,就可提供用于改变作为天线虚拟电阻的负载的预置调节操作、以及用于以手动信号校正预置值以将其与实际天线阻抗匹配的管理操作。由此,在指定信道中,天线与功率放大部分之间的阻抗将被匹配。
此外,专利文献3中公开了一种能够在天线周围的环境突变的情况下自动匹配天线与发送部分之间的阻抗的阻抗匹配装置。
专利文献3中所公开的常规阻抗匹配装置设有:驻波比检测部分,用于测量从发送部分到天线的传输路径上的相应各点处的多个电压以检测驻波比;阻抗计算部分,用于根据上述传输路径上的上述驻波来计算从传输路径一侧看到的天线一侧的现时阻抗;设定匹配表,用于以列表形式存储为匹配以消除发送部分一侧的阻抗与如上计算得到的现时阻抗之差的预定元件的设定值;可变匹配部分,用于从上述传输路径接收发送功率的天线的输入端中的阻抗调节;以及运算控制部分,用于根据现时阻抗和上述设定匹配表来控制上述可变匹配部分的匹配元件为预定值。如上所述,专利文献3中所公开的常规阻抗匹配装置在存储为匹配以消除发送部分一侧的阻抗与天线一侧的现时阻抗之差的预定元件的设定值的同时,调节可变匹配电路以提供此设定值,并匹配发送部分与天线之间的阻抗。
此外,专利文献4中公开了一种天线调谐器,用于与天线和收发器选择性地耦合多个电容器和多个电感器,这些电容器和电感器起到天线的负载的作用,并基于负载电阻是大于还是小于天线的特征阻抗而被选择性地连接在天线与收发器之间。由此,天线系统可被调谐。
[专利文献1]日本专利特开平11-251928号公报
[专利文献2]日本专利特开昭60-80323号公报
[专利文献3]日本专利特开平8-97733号公报
[专利文献4]日本专利特开昭57-101435号公报
发明公开
发明所要解决的问题
近年来的移动电话不仅仅被用作电话,而且还用作发送和接收电子邮件的装置、用于浏览网站的装置、用于下载内容的装置等等。当移动电话被用作电话时,其天线将位于用户用户耳朵旁边。而在待机模式期间,天线可能位于远离人体的自由空间上,位于用户胸部附近,或被放在用户的包里。当它被用作发送和接收电子邮件的装置、或是用于浏览网站的装置时,其天线将位于用户手掌附近。当它被用作下载内容的装置时,移动电话可能被放在桌上。由此,使用移动电话时有多种多样的状态。此外,使用移动电话的用户的身体特征不尽相同。因此,天线的阻抗根据使用状态而多样地变化,并且其值难以预测。另外,天线的阻抗根据使用状态瞬时地变化。
但是,在专利文献1中所公开的常规无线装置中,开始控制时的初始状态没有被定义,所以控制运算的收敛很慢,从而导致控制需要很长时间的问题。因此,对于天线的阻抗随使用状态瞬时地变化,近年的专利文献1中所公开的技术应用于移动电话是不太有效的。
在专利文献2中所公开的常规方法中,阻抗匹配是手动地执行的,因此阻抗匹配操作需要很多时间。因此,对于天线的阻抗随使用状态瞬时地变化,近年的专利文献2中所公开的技术应用于移动电话是不太有效的。
在专利文献3中所公开的常规阻抗匹配装置中,必需预测天线的任何阻抗以将它们存储在表中。但是,当如移动电话那样天线的阻抗变化多样时,要存储可应对任何阻抗的表是很困难的。
在专利文献4中所公开的常规天线调谐器中,预先准备的电容器和电感器是有限的。因此,在专利文献4中所公开的常规天线调谐器中,要将阻抗与多样地变化的天线阻抗匹配是很困难的。
因此,本发明的一个目的是提供一种无论诸如移动电话等移动无线装置可能在什么状态都能够通过瞬时和自适应地匹配天线与发送/接收电路之间的阻抗来抑制失配损耗并提高发送/接收灵敏度的移动无线装置。
问题的解决方案
为了解决上述问题,本发明具有以下特征。根据本发明,提供了一种无线通信用的移动无线装置,包括:天线;信号处理部分,用于处理信号;匹配电路,用于匹配天线与信号处理部分之间的阻抗,该匹配电路被连接在天线与信号处理部分之间,并具有可变负载值;控制部分,用于控制匹配电路的负载值;以及存储部分,用于存储与移动无线装置的使用状态对应的关于匹配电路负载值的信息作为初始负载值信息。该控制部分包括:初始控制装置,用于在匹配电路开始控制之际评价存储在存储部分中的初始负载值信息,并且如果提供阻抗匹配的初始负载值信息存在,则控制匹配电路以使得具有与此初始负载值信息对应的负载值;以及匹配负载值导出装置,用于在提供阻抗匹配的初始负载值信息不存在的情况下,使用存储部分中所存储的初始负载值信息导出匹配负载值信息,即关于提供阻抗匹配的负载值的信息,并控制匹配电路以使得具有与导出的匹配负载值信息对应的负载值。
根据本发明,在开始匹配电路的控制时,首先使用预先存储的初始负载值信息来控制匹配电路。因此,如果初始负载值信息中存在关于可提供阻抗匹配的负载值的信息,则无需微调匹配电路的负载值即可获得阻抗匹配。因此,在短时间里就可获得阻抗匹配。即使在初始负载值信息中关于能提供阻抗匹配的负载值的信息不存在的时候,也可由匹配负载值导出装置使用初始负载值信息来导出匹配负载值信息。因为初始负载值信息对应于使用状态,所以它是关于预期可提供一定程度的阻抗匹配的负载值的信息。因此,导出匹配的负载值信息所需的时间也可以很短。如上所述,提供了一种移动无线装置,无论移动无线装置可能处于什么状态它都能即时匹配天线与信号处理部分之间的阻抗,并由此能抑制失配损耗和提高发送/接收灵敏度。
优选的是,该移动无线装置还包括用于检测天线与信号处理部分之间的阻抗匹配率的匹配检测部分,该匹配检测部分被连接在匹配电路与信号处理部分之间。该匹配检测部分包括信号强度检测部分,用于检测与通过天线和匹配电路接收的接收信号的频带对应的第一频带信号强度。初始控制装置基于信号强度检测部分检测到的第一频带信号强度来评价存储在存储部分中的初始负载值信息。如果没有提供阻抗匹配的初始负载值信息,则匹配的负载值导出装置在改变匹配电路的负载值的同时,基于信号强度检测部分所检测到的第一频带的信号强度来评价匹配电路改变了的负载值,并导出匹配负载值信息。
由此,该移动无线装置可基于接收功率获得正确的匹配负载值信息。
优选的是,该移动无线装置还包括用于检测天线与信号处理部分之间的阻抗匹配率的匹配检测部分,该匹配检测部分被连接在匹配电路与信号处理部分之间。该匹配检测部分包括反射电压检测部分,用于检测与信号处理部分中所生成的发送信号的频带对应的第二频带的反射电压。初始控制装置基于反射电压检测部分所检测到的第二频带的反射电压来评价存储在存储部分中的初始负载值信息。如果没有提供阻抗匹配的初始负载值信息,则匹配的负载值导出装置在改变匹配电路的负载值的同时,基于反射电压检测部分所检测到的第二频带的反射电压来评价改变了的初始负载值信息,并导出匹配负载值信息。
由此,该移动无线装置可基于发送功率获得正确的匹配负载值信息。
优选的是,该信号处理部分发送要使用的功能给控制部分,并且控制部分与从信号处理部分发送的功能一起控制匹配电路的负载值,以使通过天线和匹配电路接收的接收信号的接收功率或信号处理部分中所生成的发送信号的发送功率可被提高。
由此,控制部分可控制匹配电路的负载值,以使接收功率或发送功率可被与信号处理部分所使用的功能(例如,移动电话功能、数字电视功能、无线LAN功能等)对应地提高。
优选的是,匹配负载值导出装置可通过反复改变匹配电路的负载值来导出匹配负载值信息。
由此,可获得正确的匹配负载值信息。
优选的是,初始负载值信息是用于指示匹配电路的负载值的初始信息,并且匹配负载值导出装置可通过进化初始信息来导出用于指示匹配负载值信息的信息。
如上所述,用于指示匹配负载值信息的信息可通过进化初始信息来快速地导出,由此提供了能够匹配天线与信号处理部分之间的阻抗的移动无线装置。
优选的是,初始负载值信息是指示匹配电路的负载值的初始染色体,并且匹配负载值导出装置可通过使用基因算法来进化初始染色体,从而导出指示匹配负载值信息的染色体。
如上所述,可通过以基因算法进化染色体来快速导出指示匹配负载值信息的染色体,从而提供了能够快速匹配天线与信号处理部分之间的阻抗的移动无线装置。
优选的是,匹配负载值导出装置可通过使用最速下降法算法微调匹配电路的负载值,从而来导出匹配负载值信息。
如上所述,可通过使用最速下降法算法微调匹配电路的负载值,从而快速获得阻抗匹配。
优选的是,匹配电路包括用于选择负载的多个开关,并且匹配负载值导出装置可在切换这多个开关的同时,通过设置使这多个开关被控制到起始点以对应于具有最高评价的初始负载值信息的状态,来导出作为关于开关的开/关的信息的匹配负载值信息。
如上所述,因为对应于有最高评价的初始负载值信息的开关状态被设置到起始点,所以可快速获得阻抗匹配。
优选的是,匹配负载值导出装置包括:局部搜索装置,用于通过微调匹配电路的负载值来导出匹配负载值信息;以及全局搜索装置,用于在匹配负载值信息不能通过局部搜索装置导出的情况下,新生成导出匹配负载值信息所需的负载值信息,并使用该负载值信息来导出匹配负载值信息,其中如果全局搜索装置不能导出匹配负载值信息,则局部搜索装置可通过再次微调匹配电路的负载值来导出匹配负载值信息。
如上所述,即使由局部搜索装置也不能导出匹配负载值的情形可被视为是在匹配电路已被控制的同时使用状态已改变、并且不能通过例如局部微调来导出匹配负载值的情形。根据本发明,如果即使由局部搜索装置也不能导出匹配负载值,则新生成负载值信息,从而使用此负载值信息来导出提供阻抗匹配的匹配负载值信息。因此,提供了即使是使用状态在阻抗匹配控制期间改变的时候也能提供阻抗匹配的移动无线装置。此外,因为微调由局部搜索装置执行,所以可获得足够精度的阻抗匹配。此外,因为根据全局搜索装置的处理和根据局部搜索装置的处理将被交替执行,所以该移动无线装置将重复获得阻抗匹配的操作。
优选的是,匹配负载值导出装置可通过微调匹配电路的负载值来导出匹配负载值信息。
由此,因为匹配负载值导出装置将执行局部搜索处理,所以可获得足够精度的阻抗匹配。
优选的是,匹配负载值导出装置可生成随机指示匹配电路的负载值的信息作为随机负载值信息,来由此评价所生成的随机负载值信息,并且如果有提供阻抗匹配的随机负载值信息,则控制匹配电路以使得具有与此随机负载值信息对应的负载值,而如果没有提供阻抗匹配的随机负载值信息,则使用初始负载值信息和随机负载值信息来导出匹配负载值信息。
由此,即使是在初始负载值信息中没有关于可提供阻抗匹配的负载值的信息的时候,也可确定在新生成的随机负载值信息中是否有关于可提供阻抗匹配的负载值的信息。因此,可快速获得阻抗匹配。此外,如果在随机负载值信息中没有合适的信息,则使用初始负载值信息和随机负载值信息来导出匹配负载值信息,由此可更确定地获得阻抗匹配。
优选的是,初始负载值信息是用于指示匹配电路的负载值的初始染色体,随机负载值信息是用于指示匹配电路的负载值的随机染色体,并且匹配负载值导出装置可通过使用基因算法来进化初始染色体和随机染色体,从而导出匹配负载值信息。
如上所述,因为匹配负载值信息是使用基因算法获得的,所以可快速获得阻抗匹配。
优选的是,匹配负载值导出装置可通过微调与通过进化初始染色体和随机染色体而获得的染色体当中具有最高评价的染色体对应的匹配电路负载值来导出匹配负载值信息。
如上所述,因为使用具有最高评价的染色体,并微调匹配电路的负载值,所以可快速导出匹配负载值信息。
优选的是,如果微调的处理满足预定限制条件,则匹配负载值导出装置可生成新的染色体,并使用所生成的新的染色体来导出匹配负载值信息。
例如,当由于在控制匹配电路的负载值期间使用状态的改变而导致不能获得匹配负载值信息时,预定的限制条件将被满足。在此情形中,因为使用新的染色体来导出匹配负载值信息,所以即使是在使用状态在匹配电路控制期间改变的时候,也能获得阻抗匹配。
优选的是,匹配负载值导出装置评价新的染色体,并且如果有提供阻抗匹配的染色体,则控制匹配电路以使得具有与此染色体对应的负载值,而如果没有提供阻抗匹配的染色体,则使用基因算法来进化此新的染色体,以使用经进化的染色体来导出匹配负载值信息。
如上所述,当新的染色体被生成时,匹配负载值导出装置首先评价新的染色体,从而可快速获得阻抗匹配。另一方面,如果没有提供阻抗匹配的染色体,则使用基因算法来导出匹配负载值信息,从而可快速获得阻抗匹配。
优选的是,匹配负载值导出装置可通过微调与通过进化新的染色体而获得的染色体当中具有最高评价的染色体对应的匹配电路负载值来导出匹配负载值信息。
如上所述,可通过微调与具有最高评价的染色体对应的匹配电路负载值来快速导出匹配负载值信息。
优选的是,控制部分还包括新初始负载值信息注册装置,用于将由匹配负载值导出装置导出的匹配负载值信息作为初始负载值信息补充注册到存储部分中,其中控制部分可从下一次起使用新补充注册的初始负载值信息来执行控制。
如上所述,将一次所获得的匹配负载值信息注册为初始负载值信息,并从下一次起在控制中使用新补充注册的初始负载值信息,从而可提高在评价初始负载值信息的步骤中获得阻抗匹配的可能性。当相同用户操作该移动无线装置时,阻抗匹配的负载值应被集中为相似的负载值。为此,通过如本发明那样补充注册匹配负载值信息为初始负载值信息,就可不断积累关于能提供阻抗匹配的负载值的信息,从而控制部分重复匹配过程越多,获得阻抗匹配就越快。
优选的是,移动无线设备是移动电话,其中初始负载值信息可包括关于预期在移动电话在远离人体的自由空间中的情况下提供阻抗匹配的负载值的信息、关于预期移动电话在通话期间被使用的情况下提供阻抗匹配的负载值的信息、以及关于预期在移动电话的电子邮件功能被使用的情况下提供阻抗匹配的负载值的信息。
由此,关于与移动电话的典型使用状态对应的负载值的信息将作为初始负载值信息被注册,由此可快速获得阻抗匹配。
优选的是,该移动无线装置还包括匹配检测部分,用于检测阻抗匹配率,该匹配检测部分被连接在匹配电路与信号处理部分之间,其中控制部分可基于匹配检测部分检测到的结果来确定是否获得阻抗匹配。
优选的是,初始控制装置可基于匹配检测部分检测到的结果来启动匹配电路的控制。
优选的是,匹配检测部分检测反射电压或接收功率,该移动无线装置还包括集成电路,并且匹配检测部分所检测到的反射电压或接收功率可通过该集成电路被输入到控制部分中。
由此,可获得稳定的反射电压或接收功率,从而可使匹配电路的控制稳定。
优选的是,该移动无线装置还包括使用状态变化检测部分,用于检测移动无线装置的使用状态的变化,其中初始控制装置可在使用状态变化检测部分检测到使用状态变化时启动匹配电路的控制。
优选的是,初始控制装置在使用状态变化检测部分检测到变化之后可首先评价对应于使用状态的初始负载值信息。
由此,获得阻抗匹配的可能性提高了,从而可快速获得阻抗匹配。
例如,该移动无线装置是移动电话,其中使用状态变化检测部分可通过检测移动电话的通话按钮是否被按下来检测使用状态是否是通话状态,并且如果由使用状态变化检测部分检测到使用状态是通话状态,则初始控制装置可首先评价对应于通话状态的初始负载值信息。
例如,该移动无线装置是折叠型翻盖移动电话,其中使用状态变化检测部分通过检测翻盖移动电话的开/闭来检测使用状态是在开状态还是闭状态,并且如果使用状态变化检测部分检测到开状态,则初始控制装置可首先评价对应于开状态的初始负载值信息,而如果使用状态变化检测部分检测到闭状态,则它可首先评价对应于闭状态的初始负载值信息。
例如,使用状态变化检测部分可通过检测温度来检测移动无线装置的使用状态的变化,并且初始控制装置可首先评价对应于使用状态变化检测部分检测到的温度的初始负载值信息。
此外,移动无线装置还包括除该天线以外的至少另一天线、以及用于切换信号处理部分与该天线和其它天线之间的连接的开关电路,其中匹配电路可匹配该天线和其它天线与信号处理部分之间的阻抗,并且控制部分可控制开关电路的连接。
由此,提供了具有多样功能的移动无线装置。
例如,匹配电路可包括作为负载的至少一个电抗元件和/或至少一个电感元件、以及用于选择负载的至少一个开关。
例如,该至少一个开关可以是MEMS(微机电系统)开关。
由此,可降低匹配电路的损耗。
发明效果
如上所述,根据本发明,可提供这样的移动无线装置,无论该移动无线装置处于什么状态,它都能够瞬时地和自适应地匹配天线与信号处理部分之间的阻抗,并且能够抑制失配损耗并提高发送/接收灵敏度。
附图简要说明
[图1]图1是示出根据本发明第一实施例的移动无线装置1的配置的框图。
[图2]图2是示出匹配电路102的电路配置的框图。
[图3]图3是示出使用状态初始染色体表的示例图。
[图4]图4是示出根据第一实施例的控制部分105的操作的流程图。
[图5]图5是示出染色体接收功率表的示例图。
[图6]图6是示出自然选择之后的染色体接收功率表的示例图。
[图7]图7是示出交叉之后染色体表的示例图。
[图8]图8是示出突变之后染色体表的示例图。
[图9]图9是示出第二代之后的染色体接收功率表的示例图。
[图10]图10是示出控制部分105在步骤S101的操作的详情的流程图。
[图11]图11是示出控制部分105在图4中的步骤S102的详细操作的流程图。
[图12]图12是示出控制部分105在图4中的步骤S103的详细操作的流程图。
[图13]图13是示出控制部分105在图4中的步骤S104的详细操作的流程图。
[图14]图14是示出控制部分105在图4中的步骤S105的详细操作的流程图。
[图15]图15是示出在图4中的步骤S101的操作的详情的流程图,其中如果找到了合适的染色体,则将此染色体作为初始染色体注册在初始染色体表中。
[图16]图16是示出第二实施例中的使用状态初始参数表的示例图。
[图17]图17是示出根据第二实施例的控制部分105的操作的流程图。
[图18]图18是示出参数接收功率表的示例图。
[图19]图19是示出控制部分105在步骤S701的操作的详情的流程图。
[图20]图20是示出控制部分105在步骤S703的操作的一部分的流程图。
[图21]图21是示出控制部分105在步骤S917之后的操作的详情的流程图。
[图22]图22是示出根据第三实施例的控制部分105的操作的流程图。
[图23A]图23A是示出控制部分105在步骤S1001的操作的详情的流程图。
[图23B]图23B是示出控制部分105在图23A中的步骤S1102的操作的详情的流程图。
[图24]图24是示出控制部分105在图23A中的步骤S1104的操作的详情的流程图。
[图25]图25是示出控制部分105在图23A中的步骤S1105的操作的详情的流程图。
[图26]图26是示出控制部分105在图23A中的步骤S1106的操作的详情的流程图。
[图27]图27是示出控制部分105在图23A中的步骤S1107的详细操作的流程图。
[图28]图28是示出控制部分105在图23A中的步骤S1108的操作的详情的流程图。
[图29]图29是示出控制部分105在图22中的步骤S1002的操作的详情的流程图。
[图30]图30是示出控制部分105在图29中的步骤S1702的详细操作的流程图。
[图31]图31是示出控制部分105在图29中的步骤S1703的操作的详情的流程图。
[图32]图32是示出控制部分105在图29中的步骤S1704的操作的详情的流程图。
[图33]图33是示出控制部分105在图29的步骤S1705的操作的详情的流程图。
[图34]图34是示出控制部分105在图22的步骤S1003的操作的详情的流程图。
[图35]图35是示出根据第四实施例的匹配电路400的配置的框图。
[图36]图36是示出使用状态的初始参数表的示例图。
[图37]图37是示出根据第五实施例的控制部分105的操作的流程图。
[图38]图38是示出使用状态初始染色体表的示例图。
[图39]图39是示出根据第六实施例的控制部分105的操作的流程图。
[图40]图40是示出控制部分105在步骤S2401的操作的详情的流程图。
[图41]图41是示出控制部分105在图40中的步骤S2502的操作的详情的流程图。
[图42]图42是示出控制部分105在图40中的步骤S2504的操作的详情的流程图。
[图43]图43是示出控制部分105在图40中的步骤S2505的操作的详情的流程图。
[图44]图44是示出控制部分105在图39中的步骤S2402的操作的详情的流程图。
[图45]图45是示出根据第九实施例的移动无线装置5的配置的框图。
[图46]图46是示出根据第九实施例的控制部分505的操作的流程图。
[图47A]图47A是示出根据第十实施例的移动无线装置的配置的框图。
[图47B]图47B是示出设有发送部分和接收部分两者的移动无线装置7和8的配置的框图。
[图47C]图47C是示出设有发送部分和接收部分两者的移动无线装置7和8的配置的框图。
[图48]图48是示出根据第十一实施例的移动无线装置9的配置的框图。
[图49]图49是示出移动电话功能的使用状态的初始负载值表的示例图。
[图50]图50是示出DTV的使用状态的初始负载值表的示例图。
[图51]图51是示出无线LAN的使用状态的初始负载值表的示例图。
[图52]图52是示出根据第十一实施例的控制部分105a的操作的流程图。
[图53]图53是示出无线LAN的负载值接收功率表的示例图。
[图54]图54是示出在自然选择之后无线LAN的负载值接收功率表的示例图。
[图55]图55是示出在交叉之后负载值表的示例图。
[图56]图56是示出在突变之后负载值表的示例图。
[图57]图57是示出在第二代之后负载值接收功率表的示例图。
[图58]图58是示出控制部分105a在步骤S3101的操作的详情的流程图。
[图59]图59是示出控制部分105a在图52中的步骤S3102的详细操作的流程图。
[图60]图60是示出控制部分105a在图52中的步骤S3103的详细操作的流程图。
[图61]图61是示出控制部分105a在图52中的步骤S3104的详细操作的流程图。
[图62]图62是示出控制部分105a在图52中的步骤S3105的详细操作的流程图。
[图63]图63是示出在图52中的步骤S3101的操作的详情的流程图。
[图64A]图64A是示出根据第十二实施例的移动无线装置10的配置的框图。
[图64B]图64B是示出设有发送部分和接收部分两者的移动无线装置11的配置的框图。
[图65A]图65A是示出设有RC集成电路的移动无线装置1a的配置的框图。
[图65B]图65B是示出设有RL集成电路的移动无线装置1b的配置的框图。
[图65C]图65C是示出设有RC集成电路的移动无线装置6a的配置的框图。
[图65D]图65D是设有RL集成电路的移动无线装置6b的配置的框图。
[图66A]图66A是移动电话的正视图。
[图66B]图66B是移动电话的侧视图。
[图67]图67是示出专利文献1中所描述的常规无线装置900的配置的框图。
符号说明
1、1a、1b、6a、6b、5、6、7和8:移动无线装置
101、501、601、701和801:天线
102、400、502、602、702和802:匹配电路
103、503和803b:信号强度检测部分
104、504、604、704和804:信号处理部分
105、505、605、705和805:控制部分
106、506、606、706和806:存储部分
201:串联负载
202:并联负载
203:串联变容二极管
204:并联变容二极管
205:接地
206:串联变容电压
207:并联变容电压
301和305:电阻器
302:电容器
304:电感器
401:通话按钮
402:温度传感器
411到414和421到424:第一到第八负载
415到418和425到428:第一到第八开关
507:开关电路
603和803a:反射电压检测部分
703和803:匹配检测部分
707:共用单元
802a:发送方匹配电路
802b:接收方匹配电路
804a:发送部分
804b:接收部分
实施发明的最优模式
以下将参考附图来说明本发明的实施例。但是,本发明并不被限定于以下实施例。
(第一实施例)
图1是示出根据本发明第一实施例的移动无线装置1的配置的框图。在图1中,移动无线装置1设有天线101、匹配电路102、信号强度检测部分103、信号处理部分104、控制部分105以及存储部分106。
天线101所接收的信号通过匹配电路102和信号强度检测部分103被发送给信号处理部分104以接受信号处理。匹配电路102具有可变负载值。信号强度检测部分103检测接受信号的电功率(接收功率),并将检测到的接收功率发送给控制部分105。控制部分105控制匹配电路102的负载值,以使用基因算法来进一步提高接收功率。控制部分105可由专用微处理器实现,或可由可读取并执行存储在存储部分106中的程序产品的通用CPU来实现。存储部分106存储控制部分105中的基因算法(GA)所使用的染色体。
图2是示出匹配电路102的电路配置的框图。在图2中,匹配电路102包括串联负载201、并联负载202、串联变容二极管203以及并联变容二极管204。串联负载201和并联负载202由电容器和电感器中的至少一个组成。串联变容二极管203是一变容二极管,且其电容可通过改变串联变容电压206来改变。并联变容二极管204是一变容二极管,且其电容可通过改变并联变容电压207来改变。由此,匹配电路102具有可变负载值。匹配电路102包含串联负载201、并联负载202、施加了变容电压206的串联变容二极管、以及施加了变容电压207的并联变容二极管204,用于在初始状态下在自由空间中提供匹配。GND 205是接地。变容电压206和207由控制部分105控制。
根据第一实施例,使用其中将通过将变容电压206乘以10、并将结果转换为8位二进制数的参数与通过将变容电压207乘以10、并将结果转换为8为二进制数的参数相结合的染色体作为表示变容电压206和207的参数。
将描述对应于例如串联变容二极管203一侧的变容电压206被设为0[V]、而并联变容二极管204一侧的变容电压207被设为0[V]的情形的染色体。当通过将变容电压206的0[V]乘以10得到的值转换为8位二进制数时,将得到“0000 0000”。当通过将变容电压207的0[V]乘以10所得到的值转换为8位二进制数时,将得到“0000 0000”。因此,作为指示变容电压206和207的染色体,使用将“0000 0000”与“0000 0000”结合的“0000 0000 0000 0000”。这里要注意,在该染色体中,“0”和“1”被称为基因。
将描述对应于串联变容二极管203一侧的变容电压206被设为1.2[V]、而并联变容二极管204一侧的变容电压207被设为2[V]的情形的染色体。当通过将变容电压206的1.2[V]乘以10所得到的值转换为8位二进制数时,将得到“00001100”。当通过将变容电压207的2[V]乘以10所得到的值转换为8位二进制数时,将得到“0001 0100”。因此,作为表示变容电压206和207的染色体,使用其中将“0000 1100”与“0001 0100”相结合的“0000 1100 0001 0100”。
将描述对应于串联变容二极管203一侧的变容电压206被设为0.5[V]、而并联变容二极管204一侧的变容电压207被设为1.5[V]的情形的染色体。当通过将变容电压206的0.5[V]乘以10所得到的值转换为8位二进制数时,将获得“00000101”。接下来,当通过将变容电压207的1.5[V]乘以10所得到的值转换为8位二进制数,将获得“00001111”。因此,作为表示变容电压206和207的染色体,将使用将“0000 0101”与“0000 1111”相结合的“0000 0101 0000 1111”。
存储部分106存储对应于移动无线装置的使用状态的关于匹配电路102的负载值的信息作为初始负载值信息。在第一实施例中,在移动无线装置1的典型使用状态下,存储部分106预先存储对应于该典型使用状态的用于指示预期提供阻抗匹配的变容电压的染色体(以下,称为初始染色体)。初始染色体是初始负载值信息。以下,将把其中初始染色体和典型使用状态相互关联的表称为使用状态初始染色体表。在第一实施例中,假定用于指示使用状态初始染色体表的数组为A(i)(i是整数)。
根据第一实施例,通过自然选择、交叉和突变染色体,可使染色体进化,从而可确定能提供更合适的阻抗匹配的变容电压206和207。
图3是示出使用状态初始染色体表的示例图。作为移动无线装置1的典型使用状态,有例如移动电话在远离人体的自由空间的状态、移动电话在通话中被使用的状态、以及使用移动电话的电子邮件功能的状态等。在图3中,定义了对应于这些使用状态的初始染色体A(1)、A(2)和A(3)。
为了在自由空间中匹配天线101与信号处理部分104之间的阻抗,假定变容电压206和207分别必须为0。在此情形中,初始染色体A(1)将为“0000 0000 00000000”。
当在通话姿势的状况下使用移动无线装置1时,为了匹配天线101与信号处理部分104之间的阻抗,期望变容电压206必须是1.2[V],而变容电压207必须为2[V]。在此情形中,初始染色体A(2)将为“0000 1100 0001 0100”。
当在电子邮件的姿势的状况下使用移动无线装置1时,为了匹配天线101与信号处理部分104之间的阻抗,期望变容电压206必须是0.5[V],而变容电压207必须是1.5[V]。在此情形中,初始染色体A(3)将为“0000 0101 0000 1111”。
存储部分106具有对应于用于控制匹配电路102的染色体的可写区域,用于存储使用此染色体时的接收功率。存储在此区域中的表将被称为染色体接收功率表。假定指示染色体接收功率表的数组是B(i)。
存储部分106具有对应于自然选择之后的染色体的可写区域,用于存储使用此染色体时的接收功率。存储在此区域中的表将被称为自然选择之后的染色体接收功率表。假定指示自然选择之后的染色体接收功率表的数组为C(i)。
存储部分106具有用于存储交叉之后的染色体的可写区域。存储在此区域中的表将被称为交叉之后的染色体表。假定指示交叉之后的染色体表的数组是D(i)。
存储部分106具有用于存储突变之后的染色体的可写区域。存储在此区域中的表将被称为突变之后的染色体表。假定指示突变之后的染色体表的数组为E(i)。
顺便提及,用于存储上述各表的区域可部分地相互重叠,或可在被覆盖的区域上盖写。此外,每一代可盖写每张表,或可为每一代新创建每张表。
将取使染色体Xa“0000 1100 0001 0100”与染色体Ya“0000 0101 0000 1111”交叉的情形为例来说明交叉的方法。当染色体被交叉时,基因被部分地交换。例如,通过交换染色体Xa“0000 1100 0001 0100”中的“**** *100 **** 0100”与染色体Ya“0000 0101 0000 1111”中的“**** *101 **** 1111”,就执行了交叉以产生“00001101 0001 1111”作为染色体Xb,并产生“0000 0100 0000 0100”作为染色体Xb。顺便提及,交换的位置是随机选择的。作为交叉目标的染色体被称为父染色体。
在突变中,随机选择的基因被反转,诸如“1”到“0”或者“0”到“1”。例如,假设要使染色体Xc“0000 1101 0001 1111”突变。此时,如“**** **** **** #***”中所示,假定在“#”位置的基因被反转。由此,染色体Xc导致染色体Xd“0000 1101 00010111”。一个位置中的一个基因或者多个位置中的多个基因可被反转,并且可被随机确定。例如,如“**#* **#* ****# ***”中所示,假设在“#”位置的基因被反转。由此,使染色体Xd突变,从而导致染色体Xe“0010 1111 0001 1111”。
接下来,将描述根据第一实施例的移动无线装置1的操作。
首先,作为先决条件,假定信号强度检测部分103总是检测接收功率,并且总是向控制部分105发送检测到的接收功率。控制部分105将从信号强度检测部分103发送的接收功率求平均。以下,当将其简称为接收功率时,它是指由控制部分105求平均得到的接收功率。
例如,假定起初天线101和信号处理部分104在自由空间中被匹配。令此时的接收功率是匹配状态的接收功率RSSIA。假设此后天线101靠近人体,并且接收功率从匹配状态的接收功率RSSIA变为较小值的RSSIB(以下,称为变化状态的接收功率)(此状态称为第一人体接近状态)。在这里注意,最初假定的接收功率不限于此。
控制部分105总是确定从信号强度检测部分103发送的接收功率是否变小。如上所述,当接收功率从匹配状态的接收功率RSSIA变为变化状态的接收功率RSSIB时,控制部分105用基因算法获取对应于能进一步增大接收功率的变容电压206和207的染色体,并基于所获得的染色体来控制匹配电路102。
图4是示出根据第一实施例的控制部分105的操作的流程图。以下,将参考图4来描述控制部分105的操作。图4中所示的操作由信号强度检测部分103检测到的接收功率减小来触发。在这里要注意,图4中所示的操作是由信号强度检测部分103检测到的接收功率小于一阈值来触发的。此外,图4中所示的操作可在接收功率变小超过某个恒定幅度时被启动。
首先,在第一代中的步骤S101,控制部分105参考存储在存储部分106中的使用状态初始染色体表,使用该使用状态初始染色体表中所定义的所有染色体来控制匹配电路102,并确定是否有能提供合适的接收功率的染色体。当使用该使用状态初始染色体表中所定义的所有染色体时,控制部分105将从信号强度检测部分103获得的接收功率与所使用的染色体相互关联地存储在存储部分106中。如果有合适的染色体,则控制部分105完成处理。另一方面,如果没有合适的染色体,则控制部分105前进至步骤S102后的操作来接着执行染色体的自然选择、交叉和突变以由此重组基因。因为在步骤S101的处理是用于确定是否要执行染色体和基因重组的评价的处理,所以称其为染色体评价/基因重组执行的确定处理。
接下来,在步骤S102,控制部分105向匹配电路102施加与在步骤S101获得最高评价(接收功率)的染色体对应的偏置电压,并将从信号强度检测部分103获得的接收功率与所使用的染色体相互关联地存储在存储部分106中。
染色体接收功率表将由在步骤S101和S102的操作来完成。图5是示出染色体接收功率表的示例图。如图5中所示,在染色体接收功率表中,染色体与接收功率被相互关联地注册。图5中所示的染色体接收功率表是在第一代中创建的表。因为染色体B(2)、B(3)和B(4)是在步骤S101注册的染色体,所以它们与初始染色体A(1)、A(2)和A(3)相同。染色体B(1)是在步骤S102注册的染色体,并且作为在初始染色体A(1)、A(2)和A(3)当中能获得最高接收功率的染色体。在此,假定染色体B(1)与初始染色体A(1)相同。因此,接收功率RSSI1和RSSI2具有相同值。假设对应于染色体B(i)的接收功率是RSSI(i)。
在步骤S102使用具有最高接收功率的染色体来控制匹配电路的原因是要在此时的现阶段获得最高接收功率。另一方面,在步骤S102将具有最高接收功率的染色体存储在存储部分106中的原因是为提高在基因重组的情形中有作为祖先的优越染色体的概率。
接下来,在步骤S103,控制部分105通过在染色体接收功率表中注册的染色体当中选择被认为在某种程度上具有高评价的染色体来自然选择染色体。控制部分105将自然选择之后的染色体以及使用该染色体时的接收功率存储在存储部分106中,并且创建自然选择之后的染色体接收功率表。
图6是示出自然选择之后的染色体接收功率表的示例图。如可从图5与图6的比较中看出,通过步骤S103的自然选择,染色体接收功率表中的染色体B(2)和B(4)被选择一次,染色体B(3)被选择两次,并且染色体C(1)、C(2)、C(3)和C(4)被注册在自然选择之后的染色体接收功率表中。
接下来,在步骤S104,控制部分105交叉注册在自然选择之后的染色体接收功率表中的染色体,并将交叉之后的染色体注册为交叉之后的染色体表。
图7是示出交叉之后的染色体表的示例。如从图6与图7的比较中可看出,步骤S104的交叉使染色体C(1)和C(4)交叉,并且通过部分基因被交换,染色体D(1)和染色体D(4)被注册在交叉之后的染色体表中。顺便提及,染色体C(2)和染色体C(3)没有被交叉,而是按原样作为染色体D(2)和D(3)被注册在交叉之后的染色体表中。
接下来,在步骤S105,控制部分105使注册在交叉之后的染色体表中的染色体突变,并将突变之后的染色体注册为突变之后的染色体表。
图8是示出突变之后的染色体表的示例图。如从图7与图8的比较中可以看出,通过步骤S105的突变,染色体D(1)、D(2)和D(4)被突变,并被注册为染色体E(1)、E(2)和E(4)。顺便提及,染色体D(3)没有被突变,而是按原样被注册为染色体E(3)。
在步骤S105之后,控制部分105返回到步骤S101的操作以执行第二代之后的处理。在第二代之后的处理中,在步骤S101,控制部分105不是使用注册在使用状态初始染色体表中的染色体,而是使用注册在步骤S105获得的突变之后的染色体表中的所有染色体来控制匹配电路102,并确定是否有可提供合适的接收功率的染色体。并且在第二代之后的步骤S102,控制部分105将从信号强度检测部分103获得的接收功率与所使用的染色体相互关联地存储在存储部分106中。如果有合适的染色体,则控制部分105完成处理。另一方面,如果没有合适的染色体,则控制部分前进至步骤S102的操作。
在第二代后的步骤S102,控制部分105对匹配电路102施加与在步骤S101获得最高评价的染色体对应的偏置电压,并将从信号强度检测部分103获得的接收功率与所使用的染色体相互关联地存储在存储部分106中。
第二代之后的染色体接收功率表由步骤S101和S102的操作完成。图9是示出第二代之后的染色体接收功率表的示例图。如图9中所示,染色体B(2)、B(3)、B(4)和B(5)是在步骤S101注册的染色体,并且与突变之后的染色体表中的染色体E(1)、E(2)、E(3)和E(4)相同。染色体B(1)是在步骤S102注册的染色体,并且是染色体E(1)、E(2)、E(3)和E(4)当中能获得最高接收功率的染色体。在此,假设染色体B(1)与染色体E(2)和染色体B(3)相同。因此,接收功率RSSI5和RSSI7具有相同值。
接下来,在第二代之后的步骤S103,控制部分105自然选择注册在染色体接收功率表中的染色体,选择在某种程度上被认为具有最高评价的染色体,并生成自然选择之后的染色体接收功率表。所要选择的染色体的数目可与第一代中的相同,也可与之不同。
接下来,在第二代之后的步骤S104,控制部分105交叉注册在自然选择之后的染色体接收功率表中的染色体,并将交叉之后的染色体注册在交叉之后的染色体表中。
接下来,在第二代之后的步骤S105,控制部分105使注册在交叉之后的染色体表中的染色体突变,并将突变之后的染色体注册在突变之后的染色体表中。
控制部分105然后返回到步骤S101的操作以使用注册在突变之后的染色体表中的染色体来评价接收功率,并且如果有合适的染色体,则完成处理,而如果没有合适的染色体,则它重复生成下一代染色体的操作。因为此合适的染色体具有关于匹配电路102可从其获得阻抗匹配的负载值的信息,所以它被称为匹配负载值信息。在步骤S101,当确定它超过预定代数时,控制部分105使用当时所获得的染色体当中具有最高评价的染色体来控制匹配电路102以接着完成该过程。
图10是示出控制部分105在步骤S101的操作的详情的流程图。以下将参考图10来描述控制部分105在步骤S101的操作。
首先,控制部分105确定染色体是否是第一代(步骤S201)。顺便提及,代数是通过每当染色体换代时将代数存储在存储部分106中来管理的。如果染色体是第一代,则控制部分105初始化为i=1(步骤S202)。如果染色体不是第一代,则控制部分105前进至步骤S213的操作。
在步骤S202之后,控制部分105将当前对匹配电路102提供的变容电压转换为染色体,并将所获得的染色体设为染色体B(1)(步骤S203)。接下来,控制部分105从信号强度检测部分103获得使用染色体B(1)时的接收功率,并将其与染色体B(1)相关联地注册在染色体接收功率表中(步骤S204)。顺便提及,在步骤S204,当染色体和接收功率被新注册到染色体接收功率表中时,控制部分105要在此前清空旧的染色体接收功率表。但是,如果以代数被标识的方式来管理染色体接收功率表,则在步骤S204不必清空染色体接收功率表。
接下来,控制部分105将i递增1(步骤S205),并从存储部分106中的使用状态初始染色体表中获取初始染色体A(i-1)(步骤S206)。接下来,控制部分105将所获取的初始染色体A(i-1)转换为变容电压(步骤S207),并对匹配电路102施加此变容电压(步骤S208)。
接下来,控制部分105从信号强度检测部分103获取接收功率(步骤S209),并确定所获取的接收功率是否是合适的接收功率(步骤S210)。
在步骤S210,例如,如果在步骤S209获取的接收功率等于或大于匹配状态的接收功率RSSIA,则控制部分105确定在步骤S209所获取的接收功率是合适的。此外,控制部分105还可使用以下判定准则来确定在步骤S209所获取的接收功率是否合适。例如,如果在步骤S209所获取的接收功率比变化时的接收功率RSSIA大预定量,则控制部分105可确定在步骤S209所获取的接收功率是合适的。此外,如果在步骤S209所获取的接收功率大于某个预定阈值,控制部分105可确定在步骤S209所获取的接收功率是合适的。步骤S210的判定准则并不限于上述判定准则。
如果在步骤S210确定接收功率是合适的,则控制部分105完成处理,并继续对匹配电路102施加可提供此接收功率的变容电压。另一方面,如果确定接收功率不合适,则控制部分105继续步骤S211的操作。
在步骤S211,控制部分105将初始染色体A(i-1)作为染色体B(i)与对应于初始染色体A(i-1)的接收功率一起存储在存储部分106中,并将其注册在染色体接收功率表中。
在步骤S211之后,控制部分105确定是否为所有初始染色体A(i-1)存储了接收功率。如果还没有,则控制部分105返回步骤S205的操作。如果已存储,则控制部分继续步骤S102的操作。由此,在第一代中,与步骤S101的操作刚启动时的原始变容电压对应的染色体被注册为染色体B(1),而所有初始染色体A(i)被与接收功率相关联地注册为染色体B(i+1)。
在步骤S206到S212,控制部分105评价存储在存储部分106中的初始染色体(初始负载值信息),并且如果有用于提供阻抗匹配的初始染色体(初始负载值信息),则对匹配电路102施加与此初始染色体(初始负载值信息)对应的变容电压,以使匹配电路102可具有与此初始染色体(初始负载值信息)对应的负载值。步骤S206到S212的处理被称为初始控制处理。
在步骤S213,控制部分105确定是否超过代数的上限。如果超过了代数的上限,则控制部分105参考染色体接收功率表使用获得最大接收功率的染色体来控制匹配电路102(步骤S214)并完成此处理。顺便提及,在步骤S102,因为控制部分105使用具有最高评价的染色体来控制匹配电路102,所以步骤S214的操作是不可少的。
另一方面,在步骤S213,如果没有超过代数的上限,则控制部分105继续步骤S215的操作以初始化为i=1。
在步骤S215之后,控制部分105参考存储在存储部分106中的突变之后的染色体表获取染色体E(i)(步骤S216)。接下来,控制部分105将染色体E(i)转换为变容电压(步骤S217),并向匹配电路102施加此变容电压(步骤S218)。
接下来,控制部分105从信号强度检测部分103获取接收功率(步骤S219),并确定所获取的接收功率是否合适(步骤S220)。步骤S220的具体判定准则与步骤S210的相似。如果接收功率合适,则控制部分105继续向匹配电路102施加可提供此接收功率的变容电压。因为对应于可提供合适接收功率的变容电压的染色体具有关于可从其获得阻抗匹配的匹配电路102负载值,所以它被称为匹配负载值信息。另一方面,如果确定接收功率不合适,则控制部分105继续步骤S221的操作。
在步骤S221,控制部分105将染色体E(i)设为染色体B(i+1),使存储部分106存储相应的接收功率,并将其注册在染色体接收功率表中。接下来,控制部分105确定是否为所有染色体E(i)存储了接收功率(步骤S222)。如果为所有染色体E(i)存储了接收功率,则控制部分105继续步骤S102的操作。另一方面,如果还没有为所有染色体E(i)存储接收功率,则控制部分105使i递增1(步骤S223),并返回步骤S216的操作。由此,在第二代或以下各代中,注册在突变之后的染色体表中的染色体E(i)被与接收功率相关联地注册为染色体B(i+1)。顺便提及,在步骤S222,当染色体和接收功率被新注册到染色体接收功率表中时,控制部分105要在此前清空旧的染色体接收功率表。但是,如果以代数可被标识的方式来管理染色体接收功率表,则在步骤S222无需清空染色体接收功率表。
图11是示出控制部分105在图4中的步骤S102的详细操作的流程图。以下将参考图11来描述控制部分105在图4中的步骤S102的详细操作。
首先,控制部分105参考染色体接收功率表(步骤S301)。接下来,控制部分105在注册在染色体接收功率表中的染色体当中选择具有最高接收功率的染色体(步骤S302)。接下来,控制部分105使用所选择的染色体来控制匹配电路(步骤S303),并获取接收功率(步骤S304)。接下来,控制部分105将所选择的染色体作为染色体B(1)与此接收功率相关联地注册在染色体接收功率表中(步骤S305),并继续步骤S103的处理。由此,在步骤S101中所生成的染色体接收功率表中所包括的染色体当中具有最高接收功率的染色体将肯定被注册为染色体B(1)。在这里要注意,在第一代中,在步骤S101的阶段,染色体B(1)已经是与步骤S101开始的时间点的染色体对应的接收功率。此外,在第二代或以下各代中,在步骤S101的阶段,染色体B(1)已经为空。
图12是示出控制部分105在图4的步骤S103的详细操作的流程图。以下,将参考图12来描述控制部分105在图4中的步骤S103的详细操作。
首先,控制部分105初始化为N=0(步骤S401)。这里,N是用于计算染色体已被自然选择选中了多少次的值。
接下来,控制部分105使N递增1(步骤S402),并将由式(1)表示的选择概率p(j)分配给染色体接收功率表中的所有染色体B(i)(步骤S403)。由此,例如,将向染色体B(1)分配选择概率q(1),并向染色体B(2)分配选择概率q(2)。
(式1)
P ( j ) = RSSI ( j ) Σ i = 0 Nc RSSI ( i ) ……(式1)
其中Nc表示染色体的数目。
如式(1)中所表示的,接收功率越高,选择概率(适应值)就越高。
接下来,控制部分105向染色体接收功率表中的所有染色体B(i)分配由式(2)表示的累积概率q(i)(步骤S404)。由此,例如,将向染色体B(1)分配累积概率q(1),并向染色体B(2)分配累积概率q(2)。
(式2)
q ( i ) = Σ j = 1 i p ( j ) ……(式2)
通过使用式(1)和式(2),将可提高具有最高接收功率的染色体被选中的概率。
接下来,控制部分105生成随机数r(0<r<1)(步骤S405)。
接下来,控制部分105计算对所生成的随机数r满足式(3)的i,选择对应于q(i+1)的染色体B(i+1),并将所选择的染色体B(i+1)作为染色体C(N)与对应于所选择的染色体B(i+1)的接收功率相关联地注册在自然选择之后的染色体接收功率表中(步骤S406)。
(式3)
q(i)<r<q(i+1)......(式3)
接下来,控制部分105确定N=4是否成立(步骤S407)。在这里要注意,N=4是由自然选择的染色体数目的上限,但此上限数目不限于此。但是,当上限数目被设为N=4以外的其它值时,注册在自然选择之后的染色体接收功率表中的染色体的数目也相应改变,并且注册在交叉之后的染色体表和突变之后的染色体表中的染色体数目也将改变,从而下述步骤S506和下述步骤S605的判定准则也会随之根据注册的染色体数目而改变。
在步骤S407,如果确定N=4不成立,则控制部分105返回到步骤S402的操作以执行注册染色体C(N)到递增了1的N的处理。另一方面,如果确定N=4成立,则控制部分105继续步骤S104的操作。由此,将可完成自然选择之后的染色体接收功率表。
图13是示出控制部分105在图4中的步骤S104的详细操作的流程图。以下,将参考图13来描述控制部分105在图4中的步骤S104的详细操作。
首先,控制部分105初始化为i=0(步骤S501)。接下来,控制部分105使i递增1(步骤S502),并生成随机数r(i)(0<r(i)<1)(步骤S503)。接下来,控制部分105确定是否满足式(4)(步骤S504)。
(式4)
r(i)<pc......(式4)
其中,pc是交叉概率,并且是预先定义的。
如果满足式(4),则控制部分105从自然选择之后的染色体接收功率表中选择对应于i的染色体C(i)作为父染色体,并继续步骤S506的操作。另一方面,如果不满足式(4),则控制部分105按原样继续步骤S506的操作而不选择父染色体。
在步骤S506,控制部分105确定i=4是否成立。如上所述,i=4的条件是根据注册在自然选择之后的染色体接收功率表中的染色体数目而改变的条件。
如果i=4不成立,则控制部分105返回步骤S502的操作,并继续父染色体的选择。另一方面,如果i=4成立,则控制部分105继续步骤S507的操作。
在步骤S507,控制部分105随机确定交叉位置。例如,控制部分105为染色体的每一位(这里是16位)生成随机数r(k)(1<=k<=16),并确定所生成的随机数r(k)是否满足式(5)的条件。
(式5)
r(k)<0.5......(式5)
如果满足式(5)的条件,则控制部分105确定对应于k的位为交叉位置。
在步骤S507之后,控制部分105在步骤S505所选择的父染色体当中选择任意两个染色体,并通过替换步骤S507所确定的交叉位置的基因来执行交叉。控制部分105将交叉后的染色体和未经交叉的染色体作为染色体D(i)注册在交叉之后的染色体表中(步骤S508),并继续步骤S105的操作。顺便提及,如果在步骤S505选择的父染色体数目为1,则控制部分105将不交叉选为父染色体的染色体。另一方面,如果在步骤S505选择的父染色体的数目是奇数,则有奇数个染色体未被执行交叉,尽管它们被选择作为父染色体。由此,将可完成交叉之后的染色体表。
图14示出控制部分105在图4中的步骤S105的详细操作的流程图。以下将参考图14来描述控制部分哪105在图4的步骤S105的操作的详情。
首先,控制部分105初始化为i=0(步骤S601)。接下来,控制部分105使i递增1(步骤S602)。接下来,控制部分105随机确定是否要使交叉之后的染色体表中的染色体D(i)突变,并且如果要使其突变,则随机确定要突变的基因的位置(步骤S603)。具体而言,控制部分105生成随机数r(1)(1<=l<=16),而如果随机数r(1)满足式(6),则确定对应于l的位为要突变的基因的位置。
(式6)
r(l)<pm......(式6)
其中,pm是突变概率,并且被预先确定。
接下来,控制部分105反转所确定的位置处的基因以执行突变,并将其作为染色体E(i)注册在突变之后的染色体表中(步骤S604)。但是,没有被突变的基因C(i)按原样被注册为基因E(i)。
接下来,控制部分105确定i=4是否成立(步骤S605)。如果i=4不成立,则控制部分105返回到步骤S602的操作,并执行其余基因D(i)的突变。另一方面,如果i=4成立,则意味着突变之后的染色体表已经完成。突变之后的染色体表将指示下一代的基因。控制部分105返回到步骤S101的操作,并继续下一代的处理。顺便提及,如上所述,i=4的条件是要根据注册在自然选择之后的染色体接收功率表中的染色体的数目而改变的条件。
如果在初始控制处理中没有提供阻抗匹配的初始染色体(初始负载值信息),则控制部分105在第二代后的步骤S101到S105用基因算法来进化初始染色体(初始负载值信息),导出与提供阻抗匹配的匹配电路102的负载值对应的染色体(匹配负载值信息),并控制匹配电路102以使得具有与所导出的染色体对应的负载值。第二代后的步骤S101到S105的处理将被称为匹配负载值导出处理。
例如,当从阻抗在自由空间中匹配的状态变为第一人体接近状态时,指示可提供合适的接收功率的变容电压的染色体被生成,从而将使阻抗匹配。接着,当从第一人体接近状态改为自由空间中的状态时,控制部分105检测接收功率的变化,执行图4中所示的处理,并生成指示可提供天线101与信号处理部分104之间的阻抗匹配的变容电压的染色体以由此来匹配阻抗。
如可理解的,根据第一实施例,如果检测到接收功率改变,则控制部分105首先使用存储在使用状态初始染色体表中的染色体来对匹配电路102施加变容电压。如果有能提供合适的接收功率的初始染色体,则控制部分105对匹配电路102施加与此初始染色体对应的变容电压以由此来匹配阻抗。另一方面,如果没有能提供合适的接收功率的初始染色体,则控制部分105用基因算法来进化初始染色体,并操作以获得合适的染色体。在初始染色体进化的情形中,控制部分105最好选择初始染色体当中具有最高接收功率的染色体。因此,可在短时间里将初始染色体进化为合适的染色体。由此,将可快速执行阻抗匹配。因此,由于在各种放置天线的环境中均可自适应地控制阻抗,所以由于失配损耗而导致的损耗将可降低,由此将可提供总是能获得稳定的接收功率的移动无线装置。
此外,移动无线装置1可仅通过存储与使用状态对应的染色体来自适应地匹配阻抗,因而就有可能减少所要存储的信息。
此外,移动无线装置1使用平均接收功率,由此有可能实现稳定的操作。
这里要注意,如果在进化染色体的过程中找到了合适的染色体,则控制部分105可将新找到的染色体作为初始染色体(初始负载值信息)注册在使用状态初始染色体表中。具体而言,控制部分105在图10中的步骤S220和/或S214之后将用于匹配电路102的控制的染色体作为初始染色体注册在存储部分106中。图15是示出图4中的步骤S101的操作的详情的流程图,其中如果找到了合适的染色体,则将此染色体作为初始染色体注册在初始染色体表中。图15与图10的不同之处在于添加了在使用状态初始染色体表中新注册初始染色体的步骤S224。顺便提及,控制部分105可将第一代中在步骤S302选择的染色体的使用状态设置为新注册的初始染色体的使用状态。控制部分105在下一次将执行的图4中的处理中也可使用新注册的初始染色体来确定阻抗匹配用的变容电压。由此,通过重复染色体的进化,可积累适合于使用移动无线装置1的用户的染色体作为初始染色体。相应地,当控制部分105重复执行此处理时,阻抗匹配所用的时间将被缩短。
在这里要注意,在第一实施例中所描述的基因算法仅仅是一个示例。在本发明中使用的基因算法并不限于上述基因算法。
(第二实施例)
在第二实施例中,因为移动无线装置的框图类似于第一实施例中移动无线装置的框图,所以将使用图1。另外,因为匹配电路102的块结构类似于第一实施例中的匹配电路的块结构,所以将使用图2。
在第二实施例中,指示串联变容电压206和并联变容电压207的初始参数作为使用状态初始参数表与使用状态相关联地存储在存储部分106中。图16是示出第二实施例中的使用状态初始参数表的示例图。初始参数是关于匹配电路102的负载值的信息,并且它对应于移动无线装置的使用状态,因此称其为初始负载值信息。
图17是示出根据第二实施例的控制部分105的操作的流程图。以下将参考图17来说明第二实施例中控制部分105的操作。
图17中所示的操作在根据第一实施例的图4中的操作相似的定时启动。
首先,在步骤S701,控制部分105在使用注册在使用状态初始参数表中的初始参数的情况下获取接收功率,并确定是否有具有合适的接收功率的初始参数。如果有这样的初始参数,则控制部分105使用此初始参数来控制匹配电路102以完成处理。另一方面,如果没有这样的初始参数,则控制部分105继续步骤S702的操作。在步骤S701,控制部分105使存储部分106将现在的变容电压与当前接收功率相互关联地存储,并且还使存储部分106将初始参数与接收功率相互关联地存储以由此来创建参数接收功率表。图18是示出参数接收功率表的示例图。
在步骤S702,控制部分105在注册在参数接收功率表中的参数当中选择具有最大接收功率的参数,并对匹配电路102施加与所选择的参数对应的变容电压,然后继续步骤S703的操作。
在步骤S703,控制部分105通过使用在步骤S702选择的具有最大接收功率的参数、以最速下降法微调变容电压来微调匹配电路102的负载值,由此来匹配阻抗,然后完成处理。
图19是示出控制部分105在步骤S701的操作的详情的流程图。以下将参考图19来说明控制部分105在步骤S701的操作的详情。
首先,控制部分105将当前变容电压和当前接收功率(以下称为接收功率RSSI1)注册在参数接收功率表中(步骤S801)。接下来,控制部分105从存储在存储部分106中的使用状态初始参数表中获取一个初始参数(步骤S802),并对匹配电路102施加基于所获取的初始参数的变容电压(步骤S803)。接下来,控制部分105从信号强度检测部分103获取接收功率(步骤S804),并确定所获取的接收功率是否合适(步骤S805)。步骤S805的判定准则类似于图10中的步骤S210的判定准则。
如果接收功率合适,则控制部分105完成处理。另一方面,如果接收功率不合适,则控制部分105将此初始参数与所获取的接收功率相互关联地注册在参数接收功率表中(步骤S806),并继续步骤S807的操作。
在步骤S807,控制部分105确定是否已注册了对应于所有初始参数的接收功率。如果还没有,则控制部分105返回步骤S802的操作。由此,可为所有初始参数确定是否可获得合适的接收功率。另一方面,如果已完成,则控制部分105继续步骤S702的操作。
在步骤S801到S807,控制部分105评价存储在存储部分106中的初始参数(初始负载值信息),并且如果有提供阻抗匹配的初始参数(初始负载值信息),则对匹配电路102施加与此初始参数(初始负载值信息)对应的变容电压,以使匹配电路102可具有与此初始参数(初始负载值信息)对应的负载值。步骤S801到S807的处理称为初始控制处理。
图20是示出控制部分105在步骤S703的一部分操作的流程图。以下将参考图20来说明控制部分105在步骤S703的一部分操作。在这里应注意,预先定义了执行控制所需的初始变化量Δ和结束值EV。另一方面,符号S1和S2的初始值为1。
首先,控制部分105将初始变化量Δ代入变化量Δ1和变化量Δ2(步骤S901)。接下来,控制部分105将由在步骤S702选择的具有最高评价的参数指示的串联变容电压加上符号S1×变化量Δ1(步骤S902)。接下来,控制部分105分别对匹配电路102的串联变容二极管203和并联变容二极管204施加在步骤S902获得的串联变容电压和由在步骤S702选择的参数指示的并联变容电压(步骤S903)。接下来,控制部分105获取接收功率,并将所获取的接收功率设为RSSI(步骤S904)。
接下来,控制部分105确定在步骤S904所获取的接收功率RSSI是否合适(步骤S905)。步骤S905的判定准则类似于图10中的步骤S210的判定准则。如果接收功率合适,则控制部分105完成处理。因为在这里,能够提供合适的接收功率的变容电压具有关于可从其获得阻抗匹配的匹配电路102的负载值的信息,所以称其为匹配负载值信息。另一方面,如果接收功率不合适,则控制部分105确定接收功率RSSI是否小于接收功率RSSI1(步骤S906)。根据步骤S906的确定,可确定将串联变容电压改变了变化量Δ1是否会导致增大接收功率。
如果在步骤S906确定RSSI小于RSSI1,则控制部分105反转符号S1(步骤S907)。接下来,控制部分105将串联变容电压加上2×符号S1×变化量Δ1(步骤S908)。由此,将向与步骤S902中的相反的方向改变串联变容电压。接下来,控制部分105对匹配电路102施加在步骤S908获得的串联变容电压和在步骤S702获得的并联变容电压(步骤S909),以获取接收功率,并将所获取的接收功率设为RSSI(步骤S910),然后继续步骤S911的操作。但是,如果在步骤S908获得的串联变容电压变为负电压,则控制部分105对匹配电路102施加0V电压。以下,类似地,如果改变之后的串联变容电压是负的,则向匹配电路102施加的电压将是0V。
如果在步骤S906确定RSSI不小于RSSI1,则控制部分105用在步骤S904获取的接收功率RSSI替换接收功率RSSI1(步骤S906a),并返回步骤S902的操作。由此,进行了通过进一步改变串联变容电压来获得是否可得到更高的接收功率的确定。
在步骤S911,控制部分105确定在步骤S910所获取的接收功率RSSI是否合适。步骤S911的判定准则类似于图10中的步骤S210的判定准则。如果确定接收功率是合适的,则控制部分105完成处理。这里的变容电压具有匹配负载值信息。另一方面,如果确定接收功率不合适,则控制部分105确定在步骤S910所获取的接收功率RSSI是否小于接收功率RSSI1(步骤S912)。
如果在步骤S912确定RSSI小于RSSI1,则控制部分105反转符号S1(步骤S913),并将串联变容电压加上符号S1×变化量Δ1(步骤S914)。由此,串联变容电压回到图20中所示的操作起始的电平。接下来,控制部分105将变化量Δ1更新为其1/2(步骤S915)。接下来,控制部分105确定更新之后的变化量Δ1是否大于结束值EV(步骤S916)。
如果在步骤S912确定RSSI不小于RSSI1,则控制部分105用在步骤S910获取的接收功率RSSI替换接收功率RSSI1(步骤S912a),并返回步骤S902的操作。
如果在步骤S916变化量Δ1大于结束值,则控制部分105返回步骤S902的操作。由此,将使用较小的变化量来调节串联变容电压。另一方面,如果变化量Δ1不大于结束值EV,则控制部分105继续步骤S917的操作。
图21是示出控制部分105在步骤S917之后的操作的详情的流程图。以下,将参考图21来说明控制部分105的操作的详情。
在步骤S917,控制部分105将由在步骤S702选择的参数指示的并联变容电压加上符号S2×变化量Δ2。接下来,控制部分105分别对匹配电路102的串联变容二极管203和并联变容二极管204施加在步骤S917获得的并联变容电压和在步骤S916之前获得的串联变容电压(步骤S918)。接下来,控制部分105获取接收功率,并将所获取的接收功率设为RSSI(步骤S919)。
接下来,控制部分105确定在步骤S919所获取的接收功率RSSI是否合适(步骤S920)。步骤S920的判定准则与图10中的步骤S210的判定准则类似。如果接收功率合适,则控制部分105完成处理。这里的变容电压具有匹配负载值信息。另一方面,如果接收功率不合适,则控制部分105确定在步骤S919获取的接收功率RSSI是否小于接收功率RSSI1(步骤S921)。根据步骤S921的确定,可确定将并联变容电压改变变化量Δ2是否会导致增大接收功率。
如果在步骤S921确定RSSI小于RSSI1,则控制部分105反转符号S2(步骤S922)。接下来,控制部分105将并联变容电压加上2×符号S2×变化量Δ2(步骤S923)。由此,将朝与步骤S917中相反的方向来改变并联变容电压。接下来,控制部分105对匹配电路102施加在步骤S923获得的并联变容电压和在步骤S916之前获得的串联变容电压以获取接收功率,并将所获取的接收功率设为RSSI(步骤S925),然后继续步骤S926的操作。但是,如果在步骤S923所获得的并联变容电压变为负电压,则控制部分105对匹配电路102施加0V电压。此后,类似地,如果改变后的并联变容电压为负,则向匹配电路102施加的电压将是0V。
如果在步骤S922确定RSSI不小于RSSI1,则控制部分105用在步骤S919获取的接收功率RSSI替换接收功率RSSI1(步骤S921a),并返回步骤S917的操作。
在步骤S926,控制部分105确定在步骤S925获取的接收功率RSSI是否合适。步骤S926的判定准则类似于图10中的步骤S210的判定准则。如果确定接收功率合适,则控制部分105完成处理。这里的变容电压具有匹配负载值信息。另一方面,如果确定接收功率不合适,则控制部分105确定在步骤S925所获取的接收功率RSSI是否小于接收功率RSSI1(步骤S927)。
如果在步骤S927确定RSSI小于RSSI1,则控制部分105反转符号S2(步骤S928),并将并联变容电压加上符号S2×变化量Δ2(步骤S929)。由此,串联变容电压回到图21中所示的操作起始的电平。接下来,控制部分105将变化量Δ2更新为其1/2(步骤S930)。接下来,控制部分105确定更新后的变化量Δ2是否大于结束值EV(步骤S931)。
如果在步骤S927确定RSSI不小于RSSI1,则控制部分105用在步骤S925获取的接收功率RSSI替换接收功率RSSI1,并返回步骤S917的操作。
如果在步骤S936变化量Δ2大于结束值EV,则控制部分105返回步骤S917的操作。由此,将使用较小的变化量来调节串联变容电压。另一方面,如果变化量Δ2不大于结束值EV,则控制部分105完成处理。
如果在初始控制处理中没有提供阻抗匹配的初始参数(初始负载信息),则控制部分105在步骤S702、以及S901到S931通过使用最速下降法算法微调变容电压来微调匹配电路102的负载值,导出与提供阻抗匹配的匹配电路102的负载值对应的变容电压(匹配负载值),并施加所导出的变容电压来控制匹配电路102。步骤S702、S901到S931的处理是匹配负载值导出处理。
如可理解的,根据第二实施例,如果检测到接收功率改变,则控制部分105首先使用存储在使用状态初始参数表中的染色体来对匹配电路102施加变容电压。如果有可提供合适的接收功率的初始参数,则控制部分105对匹配电路102施加与此初始参数对应的变容电压以由此来匹配阻抗。另一方面,如果没有能提供合适的接收功率的初始参数,则控制部分105选择可提供最高接收功率的初始参数,并施加与此参数对应的变容电压以由此来控制匹配电路。然后,控制部分105用最速下降法来微调当前所施加的变容电压,并操作以获得合适的接收功率。由此,可在短时间里将变容电压变到合适的值。因此,将可快速执行阻抗匹配。由此,因为在各种放置天线的环境中均能自适应地控制阻抗,所以由于失配损耗而产生的损耗可被减少,因而将可提供总能获得稳定的接收功率的移动无线装置。
此外,移动无线装置1可通过仅存储与使用状态对应的参数来自适应地匹配阻抗,由此使得有可能减少所要存储的信息。
此外,移动无线装置1使用平均接收功率,由此使得有可能实现稳定操作。
在这里要注意,如果在用最速下降法微调变容电压的过程中找到了合适的变容电压,则控制部分105可将与此变容电压对应的参数注册在使用状态初始参数表中。具体而言,控制部分105在图20中的步骤S905之后和步骤S911之后,并在图21中的步骤S920之后和步骤S926之后将与控制匹配电路102所用的变容电压对应的参数注册在存储部分106中。控制部分105可在将在下一次执行的图17中的操作里也使用新注册的初始值来确定阻抗匹配用的变容电压。由此,通过重复变容电压的微调将可积累适合使用移动无线装置1的用户的参数作为初始参数。相应地,随着控制部分105重复执行此操作,阻抗匹配所用的时间将被缩短。
在第二实施例中所描述的最速下降法仅仅是一个示例。在本发明中使用的最速下降法并不限于上述最速下降法算法。
(第三实施例)
在第三实施例中,将描述用另一种控制方法来自适应地控制阻抗的实施例。在第三实施例中,因为移动无线装置的配置类似于第一实施例中的移动无线装置的配置,所以将使用图1。另外,因为移动无线装置1中的匹配电路102的配置类似于第一实施例中的移动无线装置中的匹配电路,所以将使用图2。信号强度检测部分103和信号处理部分104的操作与第一实施例中的类似。在第三实施例中,因为与第一实施例中类似的使用状态初始染色体表被存储在存储部分106中,所以将使用图3。控制部分105的操作与第一实施例中的不同。以下,将着重于控制部分105的操作来说明第三实施例中移动无线装置1的操作。
图22是示出根据第三实施例的控制部分105的操作的流程图。以下将参考图22来描述控制部分105在第三实施例中的操作。顺便提及,图22中所示的操作在与根据第一实施例的图4中的操作相似的定时启动。在这里要注意,初始变化量Δ、结束值EV以及染色体的基因数目N、染色体数目NC、以及上限代数Nmg被预先确定。另一方面,符号S1和S2的初始值是1。
首先,控制部分105使用存储在使用状态初始染色体表中的初始染色体(初始负载值信息)来控制向匹配电路102施加的变容电压,并且如果有能提供合适的接收功率的初始染色体,则使用此初始染色体来控制匹配电路102以完成处理。如果没有能提供合适的接收功率的初始染色体,则控制部分105生成新的染色体,并且随后如果新的染色体中有能提供合适的接收功率的染色体,则使用此染色体来控制匹配电路102以完成处理。此外,控制部分105进化染色体,并且如果在进化后的染色体中有能够提供合适的接收功率的染色体,则使用此染色体来控制匹配电路102以完成处理。如果即使在进化后的染色体中也没有能提供合适的接收功率的染色体,则控制部分105继续步骤S1002的局部搜索处理以微调匹配电路102的阻抗。
接下来,作为局部搜索处理,控制部分105基于在步骤S1001选择的染色体来微调对匹配电路102施加的变容电压(步骤S1002)。如果在步骤S1002的处理中没有找到合适的变容电压,则控制部分105继续步骤S1003的操作即全局搜索处理。另一方面,如果在步骤S1002中找到了合适的变容电压,则控制部分105完成处理。
在步骤S1003,作为全局搜索处理,控制部分105随机生成染色体,使用基因算法进化所生成的染色体,并确定是否生成了合适的染色体。如果生成了合适的染色体,则控制部分105完成处理。另一方面,如果没有生成合适的染色体,则控制部分105选择提供最高接收功率的染色体,然后返回步骤S1002的操作即局部搜索处理。
图23A是示出控制部分105在步骤S1001的操作的详情的流程图。以下将参考图23A来说明控制部分105在步骤S1001的操作的详情。
首先,控制部分105设置k=0作为初始设置(步骤S1101)。
接下来,在步骤S1102,控制部分105确定在初始染色体表中是否有能提供合适的接收功率的初始染色体,并且如果有能够提供合适的接收功率的初始染色体,则完成处理。如果没有能够提供合适的接收功率的初始染色体,则控制部分105随机生成新的染色体,从而可获得包括初始染色体的总计Nc个染色体,并将所生成的染色体存储在存储部分106中。在步骤S1102,控制部分105将与初始染色体对应的接收功率当中最大的接收功率设为结束参考值RL。
接下来,控制部分105使k递增1(步骤S1103)。
接下来,控制部分105从存储部分106获取对应于所有i(1<=i<=Nc)的染色体A(i),以评价所获取的染色体(步骤S1104)。如果在步骤S1104有合适的染色体,则控制部分105完成处理。另一方面,如果在步骤S1104没有合适的染色体,则控制部分105继续步骤S1105的操作。
在步骤S1105,控制部分105选择在步骤S1104的评价中得到最高评价的染色体,并用与所选择的染色体对应的变容电压来控制匹配电路102。
接下来,控制部分105自然选择存储在存储部分106中的染色体(步骤S1106)。接下来,控制部分105交叉在步骤S1106通过自然选择获得的染色体(步骤S1107)。接下来,控制部分105使在步骤S1107通过交叉获得的染色体突变(步骤S1108)。
接下来,控制部分105确定k是否为上限代数Nmg(步骤S1109)。如果k不是上限代数Nmg,则控制部分105返回步骤S1103的操作以执行下一代染色体的评价。另一方面,如果k是上限代数Nmg,则控制部分105前进至步骤S1110的操作。
在步骤S1110,控制部分105确定最高接收功率是否与结束参考值RL相同。如果最高接收功率与结束参考功率RL相同,则控制部分105前进至局部搜索处理(步骤S1002)。另一方面,如果最高接收功率与结束参考功率RL不同,则控制部分105前进至步骤S1111的操作。
在步骤S1111,控制部分105将最高接收功率设为结束参考功率RL,并将k设为0,然后返回步骤S1103的操作。由此,作为通过定义代数Nmg的GA为一个单元来执行每个GA单元的处理的结果,如果所获得的解没有变化,则处理将被完成。因此,通过以提供可能的操作所需的最小代数Nmg执行最优化就可提高最优化的效率。
以上述方式,因将染色体进化上限代数后得到的染色体当中具有最高接收功率的染色体将被选择。
图23B是示出控制部分105在图23A中的步骤S1102的操作的详情的流程图。以下将参考图23B来描述控制部分105在图23A中的步骤S1102的操作的详情。
首先,控制部分105设为i=0作为初始设置(步骤S1120),然后使i递增1(步骤S1121)以获取一个初始染色体(步骤S1122)。接下来,控制部分105将所获取的染色体转换为变容电压(步骤S1123),并向匹配电路102施加此变容电压(步骤S1124)。接下来,控制部分105从信号强度检测部分103获取接收功率(步骤S1125),并确定所获取的接收功率是否合适(步骤S1126)。步骤S1126的判定准则类似于图10中的步骤S210的判定准则。
如果是合适的接收功率,则控制部分105完成处理。另一方面,如果不是合适的接收功率,则控制部分105将此初始染色体和接收功率作为染色体A(i),并将此接收功率作为接收功率RSSI(i)存储在存储部分106中(步骤S1127),并继续步骤S1128的操作。
在步骤S1128,控制部分105确定是否已为所有初始染色体评价了接收功率。如果还没有为所有初始染色体评价接收功率,则控制部分105返回步骤S1121的操作以继续其它染色体的评估。另一方面,如果已为所有初始染色体评价了接收功率,则控制部分105继续步骤S1129的操作。
在步骤S1121到S1128,控制部分105评价存储在存储部分106中的初始染色体(初始负载值信息),并且如果有提供阻抗匹配的初始染色体(初始负载值信息),则对匹配电路102施加与此初始染色体(初始负载值信息)对应的变容电压,以使负载电路102可具有与此初始染色体(初始负载值信息)对应的负载值。步骤S1121到S1128的处理称为初始控制处理。
在步骤S1129,控制部分105随机生成(Nc-Nf)个染色体并将它们作为染色体A(Nf+1)到A(Nc)存储在存储部分106中,然后完成处理。因为随机生成的该染色体(称为随机染色体)具有指示匹配电路102的负载值的信息,所以称其为随机负载值信息。顺便提及,有一种随机生成染色体的方法如下。例如,控制部分105生成随机数r(0<r<1),并确定r<0.5是否成立。如果r<0.5成立,则控制部分105确定一个基因为“0”。如果r<0.5不成立,则控制部分105确定一个基因为“1”。以上述方式,控制部分105随机生成N位的基因以由此来生成一个染色体。
图24是示出控制部分105在图23A中的步骤S1104的操作的详情的流程图。以下,将参考图24来描述控制部分105在图23A中的步骤S1104的操作的详情。
首先,控制部分105设置i=0作为初始设置(步骤S1201)。接下来,控制部分105使i递增1(步骤S1202)。接下来,控制部分105从存储部分106获取染色体A(i)(步骤S1203),并计算与所获取的染色体A(i)对应的变容电压(步骤S1204)。
接下来,控制部分105向匹配电路102施加在步骤S1204计算得到的变容电压(步骤S1205),并从信号强度检测部分103获取接收功率RSSI(i)(步骤S1206)。
接下来,控制部分105确定所获得的接收功率RSSI(i)是否合适(步骤S1207)。步骤S1207的判定准则类似于图10中的步骤S210的判定准则。如果接收功率RSSI(i)合适,则控制部分105完成处理。另一方面,如果接收功率RSSI(i)不合适,则控制部分105将染色体A(i)与接收功率RSSI(i)相互关联地存储在存储部分106中(步骤S1208)。
接下来,控制部分105确定i=Nc是否成立(步骤S1209)。如果i=Nc不成立,则控制部分105返回步骤S1202的操作以继续进行接收功率RSSI(i)是否对所有i合适的确定。另一方面,如果i=Nc成立,则控制部分105继续步骤S1105的操作。
由此,在步骤S1104,控制部分105评价随机染色体(随机负载值信息),如果有提供阻抗匹配的随机染色体(随机负载值信息),则控制匹配电路102以获得与此随机染色体(随机负载值信息)对应的负载值。如果没有提供阻抗匹配的随机染色体(随机负载值信息),则控制部分105继续步骤S105之后的处理,并使用初始染色体(初始负载值信息)和随机染色体(随机负载值信息)来导出提供阻抗匹配(匹配负载值信息)的染色体。
图25是示出控制部分105在图23A中的步骤S1105的操作的详情的流程图。以下将参考图25来描述控制部分105在图23A中的步骤S1105的操作的详情。
首先,控制部分105参考存储部分106来选择具有最高接收功率RSSI(i)的染色体A(i)(步骤S1301)。接下来,控制部分105计算与所选择的染色体A(i)对应的变容电压(步骤S1302),并对匹配电路102施加计算得到的变容电压(步骤S1303)。接下来,控制部分105将具有最高接收功率的染色体作为染色体A(0)、以及与此染色体对应的接收功率作为RSSI(0)存储在存储部分106中(步骤S1304)。
接下来,控制部分105将接收功率RSSI(0)作为结束参考值RL存储在存储部分106中(步骤S1305),并继续步骤S1106的操作。
图26是示出控制部分105在图23A的步骤S1106的操作的详情的流程图。以下将参考图26来说明控制部分105在图23A的步骤S1106的操作的详情。
首先,控制部分设置N=0作为初始设置(步骤S1401)。接下来,控制部分105设置具有存储在存储部分106中的接收功率当中的最高接收功率的染色体为染色体C(0)(步骤S1402)。接下来,控制部分105使N递增1(步骤S1403)。
接下来,控制部分105向所有染色体A(i)(0<=i<=Nc)分配由式(1)表示的选择概率p(i)(步骤S1404)。接下来,控制部分105向所有染色体A(i)(0<=i<=Nc)分配由式(2)表示的累积概率q(i)(步骤S1405)。
接下来,控制部分105生成随机数r(0<r<1)(步骤S1406)。
接下来,控制部分105为所生成的随机数r计算满足式(3)的i,选择与q(i+1)对应的染色体A(i+1),并将所选择的染色体A(i+1)作为染色体C(N)与对应于所选择的染色体A(i+1)的接收功率一起存储在存储部分106中(步骤S1407)。
接下来,控制部分105确定N=Nc是否成立(步骤S1408)。如果N=Nc不成立,则控制部分105继续步骤S1403的操作,并选择下一染色体。另一方面,如果N=Nc成立,则控制部分105继续步骤S1107的操作。
图26中所示的操作将优先选择具有高接收功率的染色体。
图27是示出控制部分105在图23A中的步骤S1107的操作的详情的流程图。以下将参考图27来说明控制部分105在图23A中的步骤S1107的详细操作。
首先,控制部分105初始化为i=0(步骤S1501)。接下来,控制部分105使i递增1(步骤S1502),并生成随机数r(i)(0<r(i)<1)(步骤S1503)。接下来,控制部分105确定是否满足式(4)(步骤S1504)。
如果满足式(4),则控制部分105选择作为父染色体存储在存储部分106中的对应于i的染色体C(i)(步骤S1505),并继续步骤S1506的操作。另一方面,如果不满足式(4),则控制部分105按原样继续步骤S1506的操作而不选择父染色体。
在步骤S1506,控制部分105确定i=Nc是否成立。如果i=Nc不成立,则控制部分105返回步骤S1502的操作,并继续父染色体的选择。另一方面,如果满足i=Nc,则控制部分105继续步骤S1507的操作。
在步骤S1507,控制部分105随机确定交叉位置。确定交叉位置的方式与图13中的步骤S507中的方式相似。
在步骤S1507之后,控制部分105在于步骤S1505选择的父染色体当中选择任意的两个染色体,并通过替换在步骤S1507确定的交叉位置处的基因来执行交叉。控制部分105将交叉之后的染色体和未经交叉的染色体作为染色体D(i)存储在存储部分106中,并继续步骤S 1108的操作。
图28是示出控制部分105在图23A中的步骤S1108的操作的详情的流程图。以下将参考图28来说明控制部分105在图23A中的步骤S1108的操作。
首先,控制部分105初始化为i=0(步骤S1601),并使i递增1(步骤S1602)。接下来,控制部分105随机确定是否使染色体D(i)突变,并且如果要使其突变,则随机确定要突变的基因的位置(步骤S1603)。要突变的基因的位置的确定方法与图14中的步骤S603的确定方法相同。
接下来,控制部分105反转所确定的位置处的基因以执行突变,并用突变之后的染色体来替换染色体A(i)以将其存储在存储部分106中(步骤S1604)。但是,未突变的基因D(i)按原样作为基因A(i)被注册。
接着,控制部分105确定i=Nc是否成立(步骤S1605)。如果i=Nc不成立,则控制部分105返回步骤S1602的操作,并执行其余基因D(i)的突变。另一方面,如果i=Nc成立,则控制部分105继续步骤S1109的操作。
在第二代之后的步骤S1004到S1108,控制部分105将通过使用基因算法来进化初始染色体和随机染色体,从而来导出能提供阻抗匹配的染色体(匹配负载值信息)。
图29是示出控制部分105在图22中的步骤S1002的操作的详情的流程图。以下,将参考图29来说明控制部分105在图22中的步骤S1002的操作的详情。
首先,控制部分105将初始变化量Δ代入变化量Δ1,将初始变化量Δ代入变化量Δ2(步骤S1701),并继续步骤S1702的操作。
在步骤S1702,控制部分105基于变化量Δ1来改变当前串联变容电压以获取接收功率,并确定所获取的接收功率是否为最优。如果接收功率最优,则控制部分105完成处理。另一方面,如果接收功率不是最优,则控制部分105继续步骤S1703的操作。
在步骤S1703,控制部分105更新变化量Δ1,并确定变化量Δ1是否到达使更新完成的值。如果变化量Δ1尚未到达使更新完成的值,则控制部分105返回步骤S1702的操作。另一方面,如果变化量Δ1已到达使更新完成的值,则控制部分105继续步骤S1704的操作。
在步骤S1704,控制部分105基于变化量Δ2改变当前并联变容电压以获取接收功率,并确定所获取的接收功率是否为最优。如果接收功率为最优,则控制部分105完成处理。另一方面,如果接收功率不是最优,则控制部分105继续步骤S1705的操作。
在步骤S1705,控制部分105更新变化量Δ2,并确定变化量Δ2是否到达使更新完成的值。如果变化量Δ2尚未到达使更新完成的值,则控制部分105返回步骤S1704的操作。另一方面,如果变化量Δ2已到达使更新完成的值,则控制部分105继续步骤S1003的操作。此外,在步骤S1705,控制部分105还更新初始变化量Δ。如果初始变化量Δ尚未到达使更新完成的值,则控制部分105返回步骤S1701的操作。另一方面,如果初始变化量Δ已到达使更新完成的值,并且当前接收功率与结束参考功率RL相同,则控制部分105完成处理。如果初始变化量Δ已到达使更新完成的值,并且当前接收功率与结束参考值RL不同,则控制部分105继续步骤S1003的操作。
图30是示出控制部分105在图29中的步骤S1702的详细操作的流程图。以下将参考图30来描述控制部分105在图29中的步骤S1702的详细操作。
首先,控制部分105将当前串联变容电压加上符号S1×Δ1(步骤S1801),并获取接收功率以将所获取的接收功率设为RSSI2(步骤S1802)。接下来,控制部分105确定接收功率RSSI2是否为合适的接收功率(步骤S1803)。步骤S1803的判定准则与图10中的步骤S210的判定准则相类似。
如果在步骤S1803确定接收功率RSSI2合适,则控制部分105完成操作。与在步骤S1803获得的接收功率对应的变容电压具有匹配负载值信息。另一方面,如果确定接收功率RSSI2不合适,则控制部分105在步骤S1804改变串联变容电压之前确定接收功率RSSI2是否大于接收功率RSSI1(步骤S1804)。
如果接收功率RSSI2大于接收功率RSSI1,则控制部分105用接收功率RSSI2的值替换接收功率RSSI1的值(步骤S1805),并返回步骤S1801的操作。另一方面,如果接收功率RSSI2不大于接收功率RSSI1,则控制部分105继续步骤S1806的操作。
在步骤S1806,控制部分105反转符号S1。接下来,控制部分105将当前串联变容电压加上2×S1×Δ1(步骤S1807),并获取接收功率以将所获取的接收功率设为RSSI2(步骤S1808)。接下来,控制部分105确定接收功率RSSI2是否是合适的接收功率(步骤S1809)。步骤S1809的判定准则类似于图10中的步骤S210的判定准则。
如果在步骤S1809确定接收功率RSSI2合适,则控制部分105完成处理。与在步骤S1809获得的接收功率对应的变容电压具有匹配负载值信息。另一方面,如果确定接收功率RSSI2不合适,则控制部分105在步骤S1807改变串联变容电压之前确定接收功率RSSI2是否大于接收功率RSSI1(步骤S1810)。
如果接收功率RSSI2大于接收功率RSSI1,则控制部分105用接收功率RSSI2的值替换接收功率RSSI1的值(步骤S1811),并返回步骤S1807的操作。另一方面,如果接收功率RSSI2不大于接收功率RSSI1,则控制部分105继续步骤S1703的操作。
图31是示出控制部分105在图29中的步骤S1703的操作的详情的流程图。以下将参考图31来说明控制部分105在图29的步骤S1703的操作的详情。
首先,控制部分105反转符号S1(步骤S1901)。接下来,控制部分105将当前串行变容电压加上S1×Δ1(步骤S1902)。接下来,控制部分105更新变化量Δ1(步骤S1903)。例如,控制部分105通过将变化量Δ1乘以1/n来更新变化量Δ1。接下来,控制部分105确定变化量Δ1是否大于结束值EV(步骤S1904)。如果变化量Δ1大于结束值EV,则控制部分105返回步骤S1702的操作。另一方面,如果变化量Δ1不大于结束值EV,则控制部分105继续步骤S1704的操作。
图32是示出控制部分105在图29中的步骤S1704的操作的详情的流程图。以下,将参考图32来说明控制部分105在图29的步骤S1704的操作的详情。
首先,控制部分105将当前并联变容电压加上符号S2×Δ1(步骤S2001),并获取接收功率以将所获取的接收功率设为RSSI2(步骤S2002)。接下来,控制部分105确定接收功率RSSI2是否是合适的接收功率(步骤S2003)。步骤S2003的判定准则类似于图10中的步骤S210的判定准则。
如果在步骤S2003确定接收功率RSSI2合适,则控制部分105完成处理。与在步骤S2003获得的接收功率对应的变容电压具有匹配负载值信息。另一方面,如果确定接收功率RSSI2不合适,则控制部分105在于步骤S2001改变并联变容电压之前确定接收功率RSSI2是否大于接收功率RSSI1(步骤S2004)。
如果接收功率RSSI2大于接收功率RSSI1,则控制部分105用接收功率RSSI2的值来替换接收功率RSSI1的值(步骤S2005),并返回步骤S2001的操作。另一方面,如果接收功率RSSI2不大于接收功率RSSI1,则控制部分105继续步骤S2006的操作。
在步骤S2006,控制部分105反转符号S2。接下来,控制部分105将当前并联变容电压加上2×S2×Δ1(步骤S2007),并获取接收功率以将所获取的接收功率设为RSSI2(步骤S2008)。接下来,控制部分105确定接收功率RSSI2是否是合适的接收功率(步骤S2009)。步骤S2009的判定准则类似于图10中的步骤S210的判定准则。
如果在步骤S2009确定接收功率RSSI2合适,则控制部分105完成处理。与在步骤S2009获得的接收功率对应的变容电压具有匹配负载值信息。另一方面,如果确定接收功率RSSI2不合适,则控制部分105在于步骤S2007改变并联变容电压之前确定接收功率RSSI2是否大于接收功率RSSI1(步骤S2010)。
如果接收功率RSSI2大于接收功率RSSI1,则控制部分105用接收功率RSSI2的值替换接收功率RSSI1的值(步骤S2011),并返回步骤S2007的操作。另一方面,如果接收功率RSSI2不大于接收功率RSSI1,则控制部分105继续步骤S1705的操作。
图33是示出控制部分105在图29中的步骤S1705的操作的详情的流程图。以下,将参考图33来描述控制部分105在图29中的步骤S1705的操作的详情。
首先,控制部分105反转符号S2(步骤S2101),并将当前并联变容电压加上S2×Δ2(步骤S2102)。
接下来,控制部分105更新变化量Δ2(步骤S2103)。例如,控制部分105通过将变化量Δ2乘以1/n来更新变化量Δ2。接下来,控制部分103确定变化量Δ2是否大于结束值EV(步骤S2104)。如果变化量Δ2大于结束值EV,则控制部分105返回步骤S1704的操作。另一方面,如果变化量Δ2不大于结束值EV,则控制部分105继续步骤S2105的操作。
在步骤S2105,控制部分105更新初始变化量Δ。例如,控制部分105通过将初始变化量Δ乘以1/n来更新初始变化量Δ。接下来,控制部分105确定初始变化量Δ是否大于结束值EV(步骤S2106)。初始变化量Δ是否大于结束值EV的条件是指示通过微调变容电压可获得合适的接收功率的界限,所以可称其为界限条件。顺便提及,界限条件可以是除步骤S2106以外的其它条件。
如果初始变化量Δ大于结束值EV,则控制部分105返回步骤S1701的操作。由此,将使用较小的变化量来调节变容电压。另一方面,如果变化量Δ不大于结束值EV,则控制部分105确定接收功率RSSI1是否与结束参考功率RL相同(步骤S2107)。由此,如果在步骤S1002的局部搜索处理所获得的解的最大接收功率与步骤S1001的初始处理所获得的解的最大接收功率之间没有差异,则认为达到收敛,并将不再继续步骤S1003的全局搜索处理,但控制将被完成。
如果接收功率RSSI1与结束参考功率RL相同,则控制部分105完成处理。另一方面,如果接收功率RSSI1与结束参考功率RL不同,则控制部分105将结束参考功率RL更新为接收功率RSSI1,将当前变容电压转换为染色体,以将所获得的染色体作为染色体A(1)存储在存储部分106中(步骤S2108),并继续步骤S1003的操作。在步骤S2108获得的染色体A(1)不是能提供最优接收功率的染色体,而是能提供由步骤S1002的局部搜索处理获得的最高接收功率的染色体。因此,染色体A(1)是作为目前具有最高评价的染色体。如以下图34中所示,染色体的进化是使用染色体A(1)来执行的。
如上所述,在步骤S1002,控制部分105通过微调与通过进化初始染色体和随机染色体获得的染色体当中具有最高评价的染色体对应的匹配电路102的负载值来导出提供阻抗匹配的变容电压(匹配负载值信息)。
图34是示出控制部分105在图22中的步骤S1003的操作的详情的流程图。以下将参考图34来说明图22中的步骤S1003的控制部分105的操作的详情。
首先,控制部分105设置k=0为初始设置(步骤S2201),并随机生成除在步骤S2108存储的染色体A(1)以外的其余(Nc-1)个染色体作为染色体A(2)到A(Nc),然后将它们存储在存储部分106中(步骤S2202)。生成染色体的方式与图23B中的步骤S1129中的方式相似。在步骤S2202,控制部分105将最高接收功率设为结束参考值RL。
接下来,控制部分105使k递增1(步骤S2203)。
接下来,控制部分105以类似于图23A中的步骤S1104的方式来获取存储在存储部分106中的染色体A(i)以对其进行评价(步骤S2204)。在步骤S2204,如果有合适的染色体,则控制部分105完成操作。另一方面,如果在步骤S2204没有合适的染色体,则控制部分105继续步骤S2205的操作。
在步骤S2205到S2208,控制部分105以类似于图23A中所示的步骤S1105到S1108的方式来进化染色体A(i),并获得突变之后的染色体D(i),以将突变之后的染色体D(i)替换为染色体A(i)。
接下来,控制部分105确定k是否为上限代数Nmg(步骤S2209)。如果k不是上限代数Nmg,则控制部分105返回步骤S2203的操作以执行下一代染色体的评价。另一方面,如果k是上限代数Nmg,控制部分105继续步骤S2210的操作。
在步骤S2210,控制部分105确定最高接收功率是否为结束参考值RL。如果最高接收功率与结束参考功率RL相同,则控制部分105完成处理。另一方面,如果最高接收功率与结束参考功率RL不同,则控制部分105将最高接收功率设为结束参考功率RL(步骤S2211),并继续步骤S1002的局部搜索处理。由此,如果在由步骤S1002的局部搜索处理获得的解的最大接收功率与由步骤S1003的全局搜索处理获得的解的最大接收功率之间没有差异,则将认为达到收敛,并且控制将完成。
如果满足预定的界限条件(在此是步骤S2106的条件),则将执行步骤S1003的全局搜索处理。在步骤S1003,控制部分105生成新的染色体以使用此新的染色体来导出能提供阻抗匹配的染色体(匹配负载值信息)。
在步骤S1003的全局搜索处理中,首先,控制部分105新生成染色体(称为负载值信息),评价所生成的新染色体(负载值信息),并且如果有提供阻抗匹配的染色体,则控制匹配电路102以使得具有与此染色体对应的负载值。如果没有这样的染色体,则控制部分105使用基因算法进化新的染色体(负载值信息),以使用进化后的染色体来导出匹配负载值信息。在步骤S1003使用在步骤S1002由局部搜索处理获得的具有最高评价的染色体A(1)。另外,随机生成了与染色体A(1)完全不相关的染色体。因为是使用这些染色体来执行进化的,所以将生成受提供最高接收功率的染色体影响的染色体。如果局部搜索处理所得到的局部解不合适,则由全局搜索处理来重新评价该染色体,并执行对更合适的染色体的搜索。如果全局搜索处理找到合适的染色体,则控制部分105完成处理。如果全局搜索处理没有找到合适的染色体(匹配负载值信息),则将再次执行局部搜索处理,并将微调变容电压。
在由步骤S1001的处理确定了局部搜索处理所使用的染色体之后,全局搜索处理和局部搜索处理使用每个处理所获得的染色体来交替执行处理直至满足结束条件。由此,在变容电压的改变控制已在一定环境下被启动的情形中,即使是在环境在控制期间改变的时候,也能由所提供的全局搜索处理在短时间内实现变容电压根据环境变化的响应。
在初始控制处理中,如果没有提供阻抗匹配的初始染色体(初始负载值信息),则在第二代之后的步骤S1001的处理以及步骤S1002的处理和步骤S1003的处理中,控制部分105导出与提供阻抗匹配的匹配电路102的负载值对应的染色体或变容电压(匹配负载值信息)以控制匹配电路102。第二代之后步骤S1001的处理、步骤S1002的处理和步骤S1003的处理的组合处理将被称为匹配负载值导出处理。
由此,根据第三实施例的移动无线装置能与各种放置天线的环境对应地自适应地控制阻抗。因此,由于失配损耗造成的损耗可被降低,从而使得有可能维持稳定的接收功率。
顺便提及,上限代数Nmg是避免局部解所不可少的代数。由此,通过将上限代数Nmg设得较低可进一步缩短操作时间。这也与另一实施例相似。
如果在图22中所示的处理的中间能获得合适的变容电压,则控制部分105可将对应于此变容电压的染色体作为初始染色体存储在存储部分106中。具体而言,则在图24中的步骤S1207之后,在图30中的步骤S1803和S1809之后,以及在图32中的步骤S2003和S2009之后,控制部分105将与用于控制匹配电路102的变容电压对应的染色体存储在存储部分106中。在此情形中,在图23A中的步骤S1102中,控制部分105取出存储在存储部分106中的初始染色体,并操作以获得总计Nc个染色体。通过由控制部分105重复地执行阻抗调节,初始染色体被积累在存储部分106中。如果积累在存储部分106中的染色体数目为Nc,则控制部分105可再积累染色体,或可删除不需要的染色体然后积累新的染色体。由此,移动无线装置将通过重复地执行阻抗匹配来积累能提供适合用户的变容电压的染色体。由此,当控制部分105的处理被反复执行时,阻抗匹配所用的时间将被缩短。
顺便提及,当从局部搜索处理(步骤S1002)移到全局搜索处理(步骤S1003),以及从全局搜索处理(步骤S1003)移到局部搜索处理(步骤S1002)时,已确定接收功率与结束参考功率RL已被匹配。在此假定,当接收功率与结束参考功率之差的绝对值等于或小于预定参考值时,控制部分105确定它们匹配。在这里要注意,在另一实施例中,也假定是基于某些值之差的绝对值是否低于预定参考值来确定它们是否匹配。
(第四实施例)
在第四实施例中,因为移动无线装置的基本构造与第一实施例中的相类似,所以将使用图1。但是在第四实施例中,匹配电路的配置与第一实施例中的不同。
图35是示出根据第四实施例的匹配电路400的配置的框图。在图35中,匹配电路400包括串联可变负载部分410、以及并联可变负载部分420。串联可变负载部分410具有第一负载411、第二负载412、第三负载413、第四负载414、第一开关415、第二开关416、第三开关417和第四开关418。并联可变负载部分420具有第五负载421、第六负载422、第七负载423、第八负载424、第五开关425、第六开关426、第七开关427以及第八开关428。顺便提及,可以有至少一个负载。还可以有至少一个开关。如上所述,匹配电路400包括作为负载的至少一个电抗性元件和/或至少一个电感元件、以及用于选择负载的至少一个开关。
在第四实施例中,控制部分105的操作除匹配电路400的控制方法外与第一实施例中的类似。在第一实施例中,控制部分105已计算了与染色体对应的串联变容电压和并联变容电压,并确定对匹配电路102施加这些变容电压。在第四实施例中,控制部分105通过根据染色体中的每个基因来开启和关断匹配电路400中的开关,由此来控制整个匹配电路400的阻抗。例如,如果第n(n=1,2,……,8)位的基因为“1”,则控制部分开启第n个开关,而如果第n位的基因为“0”,则它关断第n个开关。
在第四实施例中,第一实施例中控制部分105将染色体转换为变容电压的步骤(S207、S217)被替换为控制部分105将该染色体转换为关于匹配电路400中的开关的开启/关断的信息(此后称为开关信息)的步骤。此外,第一实施例中控制部分105基于染色体对匹配电路102施加变容电压的步骤在第四实施例中被替换为控制部分105基于对应于该染色体的开关信息来开启和关断匹配电路400中的开关的步骤。
如上所述,匹配电路可不被限定于前述配置,只要匹配电路的阻抗能被控制部分105控制即可。匹配电路可以是能根据来自控制部分的指令改变阻抗的电路。此外,尽管描述了控制部分105基于上述实施例中的染色体或参数来控制匹配电路,但是控制匹配电路所需的信息并不限于此。
通过切换匹配电路400中的开关就可改变阻抗。因此,阻抗将可被高速切换。
此外,因为通过切换匹配电路400中的开关来改变阻抗,所以与用变容二极管来改变阻抗的情形相比,由于诸如变容二极管等可变电容元件而产生的损耗可被减少,因而使之有可能稳定地提供较佳的接收功率。优选的是,可通过使用MEMS(微机电系统)开关做匹配电路400中的开关来进一步减少损耗。
顺便提及,图35中所示的匹配电路400还可为第三实施例转用。在此情形中,除匹配电路400的控制方法以外,控制部分105与第三实施例相类似地操作。第三实施例中控制部分105将染色体转换为变容电压的步骤(S1204、S1302、S2108)在此实施例中被替换为控制部分105将染色体转换为匹配电路400中的开关信息的步骤。此外,第三实施例中控制部分105基于染色体对匹配电路102施加变容电压的步骤(S1205,S1303)在此实施例中,被替换为控制部分105基于对应于该染色体的开关信息来开启和关断匹配电路400中的开关的步骤。此外,第三实施例中获得与对匹配电路102施加的变容电压对应的染色体的步骤(S1803、S1809、S2003、S2009和S2107之后)在此实施例中被替换为获得与匹配电路400中的开关信息对应的染色体的步骤。
在这里要注意,已描述了匹配电路400在串联可变负载部分410和并联可变负载部分420分别设有四个负载,但是本发明并不限于此。不言而喻,可设置至少两个或更多的负载。此外,还要强调串联可变负载部分410和并联可变负载部分420中所设的负载数目可以不同。自然,染色体中的基因数目会根据负载数目改变。此外,尽管在以上说明中对一个基因分配一个负载,但是无庸赘述,基因与负载之间的关联模式并不限于此。这些对使用匹配电路400的所有实施例均适用。
(第五实施例)
在第五实施例中,因为移动无线装置的基本配置与第一实施例中的相类似,所以将使用图1。但是,因为匹配电路与第四实施例中的相类似,所以将使用图35。
在第五实施例中,使用状态初始参数表被存储在存储部分106中。图36是示出使用状态初始参数表的示例图。如图36中所示,预期提供阻抗匹配的参数被与使用状态对应地注册在使用状态初始参数表中。在每个参数中,每个位与第四实施例中一样地指示匹配电路400中每个开关的开启/关断。亦即,如果第i位是“0”,第i位开关关断,而如果第i位是“1”,则第i位开关开启。
图37是示出根据第五实施例的控制部分105的操作的流程图。以下将参考图37来描述控制部分105根据第五实施例的操作。顺便提及,图37中所示的操作与根据第一实施例的图4中的操作在相似的定时启动。
首先,控制部分105将匹配电路400中的开关的当前开启/关断状态参数化,并将当前接收功率作为接收功率RSSI1与所获得的参数相关联地存储在存储部分106中(步骤S2301)。
接下来,控制部分105从使用状态初始参数表获取一个初始参数,以基于所获取的初始参数来切换匹配电路400中的开关,并从信号强度检测部分103获取接收功率,以由此将其与所获取的初始参数相关联地存储在存储部分106中(步骤S2302)。
接下来,控制部分105确定在步骤S2302所获取的接收功率是否合适(步骤S2303)。步骤S2303的判定准则类似于图10中的步骤S210的判定准则。如果在步骤S2302所获取的接收功率合适,则控制部分105完成处理。另一方面,如果在步骤S2302所获取的接收功率不合适,则控制部分105继续步骤S2304的操作。
在步骤S2304,控制部分105获取注册在使用状态初始参数表中的所有初始参数,并确定接收功率是否已被评价。如果获取了所有初始参数,则控制部分105返回步骤S2302的操作,并获取其它初始参数来评价接收功率。另一方面,如果已获取所有初始参数,则控制部分105继续步骤S2305的操作。
在步骤S2302到S2304,控制部分105评价存储在存储部分106中的初始参数(初始负载值信息),并且如果有提供阻抗匹配的初始参数(初始负载值信息),则它控制匹配电路400以获得与此初始参数(初始负载值信息)对应的负载值。步骤S2302到S2304的操作称为初始控制处理。
在步骤S2305,控制部分105识别在步骤S2301和S2302存储的接收功率当中最高的接收功率,获取与所识别的接收功率对应的初始参数以使用所获取的初始参数来控制匹配电路400,并将其所获得的接收功率设为RSSI1。
接下来,控制部分105反转匹配电路400中的任一开关,并将其所获得的接收功率设为RSSI2(步骤S2306)。顺便提及,反转开关意味着开关的开启/关断。但是,如果反转一个开关将关断串联负载部分410中的所有开关,则控制部分105将决定不反转该开关。
接下来,控制部分105确定接收功率RSSI2是否合适(步骤S2307)。步骤S2307的判定准则与图10中的步骤S210中的相类似。如果接收功率RSSI2合适,则控制部分105完成处理。另一方面,如果接收功率RSSI2不合适,则控制部分105继续步骤S2308的操作。
在步骤S2308,控制部分105确定接收功率RSSI2是否大于接收功率RSSI1。换言之,控制部分105确定通过反转开关是否能获得较大的接收功率。如果RSSI2大于RSSI1,则控制部分105用RSSI2的值替换RSSI1的值(步骤S2309),并继续步骤S2311的处理。另一方面,如果RSSI2不大于RSSI1,则控制部分105还原步骤S2306反转的开关(步骤S2310),并继续步骤S2311的处理。
在步骤S2311,控制部分105确定是否所有开关都已被尝试反转。如果尚未尝试所有开关的反转,则控制部分105选择尚未尝试反转的另一开关(步骤S2312),返回步骤S2306的操作以反转所选的开关,并继续评价接收功率的处理。另一方面,如果已尝试所有开关的反转,则控制部分105继续步骤S2313的操作。
在步骤S2313,控制部分105确定尝试反转开关之前(在步骤S2306之前)开关的开启/关断状态与尝试所有开关的反转之后(步骤S2311之后)开关的开启/关断状态是否匹配。如果匹配,则意味着即使所有开关已被反转也不能获得比反转前大的接收功率,控制部分105完成处理。另一方面,如果它们不匹配,则意味着一旦尝试所有开关的反转将能获得比反转前大的接收功率。因此,在此情形中,如果开关的反转被进一步尝试,则意味着可获得较大的接收功率。由此,如果它们不匹配,则控制部分105返回步骤S2306的操作以再次执行开关的反转处理。
在初始控制处理中,如果没有提供阻抗匹配的初始参数(初始负载值信息),则在步骤S2305到S2313,控制部分105在切换开关以获得阻抗匹配的同时导出关于最优开关的开启/关断的信息以控制匹配电路102。步骤S2305到S2313的处理称为匹配负载值导出处理。顺便提及,步骤S2305是匹配阻抗值导出处理的起始点。
如可理解的,根据第五实施例,如果检测到接收功率的改变,则控制部分105首先使用存储在使用状态初始参数表中的参数来切换匹配电路400中的开关。如果有能提供合适的接收功率的初始参数,则控制部分105切换匹配电路400中的开关以对应于此初始参数,由此来匹配阻抗。另一方面,如果没有能提供合适的接收功率的初始参数,则控制部分105选择可提供最高接收功率的初始参数,并切换匹配电路400中的开关以对应于此参数。然后,控制部分105在开启/关断每个开关的同时微调匹配电路400的阻抗,并使得有可能获得最优接收功率。在此,匹配电路400的阻抗可在短时间里被变为合适的值。由此,因为在各种放置天线的环境中总能自适应地控制阻抗,所以由于失配损耗导致的损耗将可被减少,从而将可提供总能获得稳定的接收功率的移动无线装置。
顺便提及,如果在图37中所示的处理的中间能够获得合适的接收功率,则控制部分105可将与能提供此接收功率的匹配电路400的开关状态对应的参数作为初始参数存储在存储部分106中。具体而言,控制部分105在图37中的步骤S2303和S2307之后将对应于匹配电路400的开关状态的参数存储在存储部分106中。在此情形中,在图37中的步骤S2302中,控制部分105可操作以选择新存储的初始参数。通过由控制部分105重复执行阻抗调节,初始参数被积累在存储部分106中。由此,移动无线装置将通过重复执行阻抗匹配来积累适合用户的参数。相应地,随着控制部分105的处理被重复地执行,阻抗匹配所用的时间将被缩短。
(第六实施例)
在第六实施例中,因为移动无线装置的基本配置与第一实施例中的相类似,所以将使用图1。但是,因为匹配电路与第四实施例中的相类似,所以将使用图35。
在第六实施例中,使用状态初始染色体表被存储在存储部分106中。图38是示出使用状态初始染色体表的示例图。如图38中所示,预期提供阻抗匹配的染色体被与使用状态对应地注册在使用状态初始染色体表中。在每个初始染色体中,每个基因指示匹配电路400中的每个开关的开启/关断。亦即,如果第n个基因为“0”,则第n个开关关断,而如果第n个基因为“1”,则第n个开关开启。
图39是示出根据第六实施例的控制部分105的操作的流程图。以下将参考图39来说明根据第六实施例的控制部分105的操作。图39中所示的操作与根据第一实施例的图4中的操作在相似的定时启动。
首先,在步骤S2401,控制部分105使用存储在使用状态初始染色体表中的初始染色体来切换匹配电路400中的开关,并且如果有能提供合适的接收功率的初始染色体,则它使用此初始染色体来控制匹配电路400以完成处理。如果没有能提供合适的接收功率的初始染色体,则控制部分105生成新的染色体,而如果在新染色体中有能提供合适的接收功率的染色体,则它使用此染色体来控制匹配电路400以完成处理。此外,控制部分105进化该染色体,并且如果在进化后的染色体中有能提供合适的接收功率的染色体,则它使用此染色体来控制匹配电路400以完成处理。如果在进化后的染色体中也没有能提供合适的接收功率的染色体,则控制部分105继续步骤S2402的局部搜索处理以微调匹配电路400的阻抗。
在步骤S2402,控制部分105微调匹配电路400中的开关状态,其中各开关根据在步骤S2401中接收功率最高的染色体来切换,由此来获得更合适的开关状态,然后完成处理。
图40是示出控制部分105在步骤S2401的操作的详情的流程图。以下将参考图40来描述控制部分105在步骤S2401的操作的详情。
首先,控制部分105设置k=0作为初始设置(步骤S2501)。
接下来,控制部分105随机生成包括存储在使用状态初始染色体表中的初始染色体在内的总计Nc个染色体,并将所生成的染色体存储在存储部分106中(步骤S2502)。在步骤S2502,控制部分105将最高接收功率设为结束参考值RL。
接下来,控制部分105使k递增1(步骤S2503)。
接下来,控制部分105评价存储在存储部分106中的Nc个染色体(步骤S2504)。在步骤S2504,如果有能提供合适的接收功率的染色体,则控制部分105完成处理。另一方面,在步骤S2504,如果没有能提供合适的接收功率的染色体,则控制部分105继续步骤S2505的操作。
在步骤S2505,控制部分105选择在步骤S2504的评价中获得最高评价的染色体,并控制匹配电路400以获得对应于所选择的染色体的开关状态。
接下来,控制部分105自然选择存储在存储部分106中的染色体(步骤S2506)。因为自然选择的方法与第三实施例中的相似,所以将使用图26。
接下来,控制部分105交叉由步骤S2506的自然选择获得的染色体(步骤S2507)。因为交叉的方法与第三实施例中的相似,所以将使用图27。
接下来,控制部分105使由步骤S2507的交叉获得的染色体突变(步骤S2508)。因为突变的方法与第三实施例中的相似,所以将使用图28。
接下来,控制部分105确定k是否是上限代数Nmg(步骤S2509)。如果k不是上限代数Nmg,则控制部分105返回步骤S2503的操作以执行下一代染色体的评价。另一方面,如果k是上限代数Nmg,则控制部分105继续步骤S2510的操作。
在步骤S2510,控制部分105确定最高接收功率是否与结束参考值RL相同。如果最高接收功率与结束参考功率RL相同,则控制部分105继续局部搜索处理(步骤S2042)。另一方面,如果最高接收功率与结束参考功率RL不同,则控制部分105继续步骤S2511的操作。
在步骤S2511,控制部分105将最高接收功率设为结束参考功率RL,并将k设为0,然后返回步骤S2503的操作。
以上述方式,将染色体进化上限代数后所获得的染色体当中具有最高接收功率的染色体将被选择。
图41是示出控制部分105在图40中的步骤S2502的操作的详情的流程图。以下将参考图41来说明控制部分105在图40中的步骤S2502的操作的详情。
首先,控制部分105计算与匹配电路400中的开关的当前开启/关断状态对应的染色体(步骤S2601),并使存储部分106将计算得到的染色体与当前接收功率相互关联地存储(步骤S2602)。
接下来,控制部分105从使用状态初始染色体表获取一个初始染色体(步骤S2603),识别与所获取的初始染色体对应的匹配电路400的开关信息(步骤S2604),并基于所识别的开关信息来切换匹配电路400中的开关(步骤S2605)。接下来,控制部分105获取切换开关之后的接收功率(步骤S2606)。
控制部分105确定在步骤S2506所获取的接收功率是否合适(步骤S2607)。这里的判定准则与图10中的步骤S210的相似。如果接收功率合适,则控制部分105完成处理。另一方面,如果接收功率不合适,则控制部分105继续步骤S2608的操作。
在步骤S2608,控制部分105将初始染色体和与之对应的接收功率存储在存储部分106中。
接下来,控制部分105确定是否已对注册在使用状态初始染色体表中的所有初始染色体执行步骤S2603到S2608的处理(步骤S2609)。如果尚未对所有初始染色体执行该操作,则控制部分105获取不同的初始染色体,并执行步骤S2603的操作。另一方面,如果已对所有初始染色体执行该操作,则控制部分105随机生成(Nc-Nf-1)个染色体以将它们作为随机染色体存储在存储部分106中(步骤S2610),并继续步骤S2503的操作。在此,Nf是指注册在使用状态初始染色体表中的初始染色体的数目。
在步骤S2602到S2609,控制部分105评价存储在存储部分106中的初始参数(初始负载值信息),并且如果有提供阻抗匹配的初始参数(初始负载值信息),则切换开关以使匹配电路400可具有对应于该初始参数(初始负载值信息)的此负载值。步骤S2602到S2609的操作称为初始控制处理。
步骤S2610随机生成染色体的方法类似于图23B中步骤S1129的随机生成染色体的方法。由此,对应于图41中所示的操作开始之前的开关状态的染色体、注册在使用状态初始染色体表中的染色体、以及随机生成的染色体将被存储在存储部分106中。
图42是示出控制部分105在图40中的步骤S2504的操作的详情的流程图。以下,将参考图42来说明控制部分105在图40中的步骤S2504的操作的详情。
首先,控制部分设置i=0作为初始设置(步骤S2701)。
接下来,控制部分105使i递增1(步骤S2702)。
接下来,控制部分105获取存储在存储部分106中的一个染色体(步骤S2703),识别对应于所获取的染色体的开关信息(步骤S2704),并基于所识别的开关信息来切换匹配电路400中的开关(步骤S2705)。
接下来,控制部分105获取反转开关之后获得的接收功率(步骤S2706),并确定所获取的接收功率是否合适(步骤S2707)。步骤S2707的判定准则类似于图10中的步骤S210的判定准则。
如果接收功率合适,则控制部分105完成处理。另一方面,如果接收功率不合适,则控制部分105使存储部分106将在步骤S2703所获取的染色体与在步骤S2706获取的接收功率相互关联地存储(步骤S2708),并继续步骤S2709的操作。
在步骤S2709,控制部分105确定i=Nc是否成立,亦即,是否已为所有染色体评价了接收功率。如果i=Nc不成立,则控制部分105返回步骤S2702的操作以继续其它染色体的评价。另一方面,如果i=Nc成立,则控制部分105继续步骤S2505的操作。
由此,在步骤S2702到S2709,控制部分105评价随机染色体(随机负载值信息),并且如果有提供阻抗匹配的随机染色体(随机负载值信息),则控制匹配电路400以获得对应于此随机染色体(随机负载值信息)的负载值。如果没有提供阻抗匹配的随机染色体(随机负载值信息),则控制部分105继续步骤S2505之后的操作,并使用初始染色体(初始负载值信息)和随机染色体(随机负载值信息)来导出提供阻抗匹配的染色体(匹配负载值信息)。
图43是示出控制部分105在图40中的步骤S2505的操作的详情的流程图。以下将参考图43来说明控制部分105在图40中的步骤S2505的操作的详情。
首先,控制部分105选择具有在图42的步骤S2708中存储的接收功率当中最高的接收功率的染色体(步骤S2801)。接下来,控制部分105识别所选择的染色体的开关信息(步骤S2802),并切换匹配电路400中的开关(步骤S2803)。
接下来,控制部分105将具有最高接收功率的染色体作为染色体A(0)、将与此染色体对应的接收功率作为RSSI(0)存储在存储部分106中(步骤S2804),并继续步骤S2506的操作。由此,被认为具有最高优先级的染色体将被存储在数组的顶部。
图44是示出控制部分105在图39中的步骤S2402的操作的详情的流程图。以下将参考图44来说明控制部分105在图40中的步骤S2402的操作的详情。
首先,控制部分105设置i=1为初始设置(步骤S2901)。接下来,控制部分105设置当前接收功率为RSSI1(步骤S2902)。
接下来,控制部分105反转第i个开关的状态(步骤S2903)。但是,如果串联可变负载部分410中的所有开关将都被关断,则控制部分105将不反转该开关。
接下来,控制部分105获取接收功率,并将所获取的接收功率设为RSSI2(步骤S2904)。接下来,控制部分105确定接收功率RSSI2是否是合适的接收功率(步骤S2905)。步骤S2905的判定准则与图10中的步骤S210的相似。
如果接收功率RSSI2合适,则控制部分105完成处理。另一方面,如果接收功率RSSI2不合适,则控制部分105继续步骤S2906的操作。
控制部分105在步骤S2906确定RSSI2是否大于RSSI1。由此,将确定匹配电路400是否已被控制成从而通过反转该开关将进一步提高接收功率。
如果RSSI2大于RSSI1,则控制部分105用RSSI2的值替换RSSI1的值(步骤S2907),并继续步骤S2909的操作。另一方面,如果RSSI2不大于RSSI1,则控制部分105还原在步骤S2903反转的第i个开关(步骤S2908),并继续步骤S2909的操作。
在步骤S2909,控制部分105确定i=8是否成立。顺便提及,因为开关的数目是8个,所以使用i=8的判定准则,而如果开关的数目改变,则自然判定准则也会随之改变。
如果i=8不成立,则控制部分105使i递增1(步骤S2910),并返回步骤S2903的操作以执行对其它开关的反转处理。另一方面如果i=8成立,则控制部分105确定尝试反转开关之前(步骤S2902)开关的开启/关断状态与尝试反转所有开关之后开关的开启/关断状态是否匹配(步骤S2911)。如果状态匹配,则控制部分105完成处理。另一方面,如果状态不匹配,则控制部分105返回步骤S2901的操作。
如果在初始控制处理中没有提供阻抗匹配的初始染色体(初始负载值信息),则控制部分105在步骤S2610之后的处理中使用初始染色体(初始负载值信息)导出提供阻抗匹配的染色体或开关信息(匹配负载值信息),并控制匹配电路400。步骤S2610之后的处理称为匹配负载值导出处理。
如可理解的,根据第六实施例,如果检测到接收功率的改变,则控制部分105首先使用存储在使用状态初始染色体表中的染色体来切换匹配电路400中的开关。如果有能提供合适的接收功率的初始染色体,则控制部分105切换匹配电路400中的开关以对应于此初始染色体,由此来匹配阻抗。另一方面,如果没有能提供合适的接收功率的初始染色体,则控制部分105随机新生成染色体,并确定是否有能提供合适的接收功率的染色体。如果有能提供合适的接收功率的染色体,则控制部分105切换匹配电路400中的开关以对应于此染色体,由此来匹配阻抗。另一方面,如果没有能提供合适的接收功率的染色体,则控制部分105进化染色体以获得新的染色体。如果在所获得的染色体中有能提供合适的接收功率的染色体,则控制部分105切换匹配电路400中的开关以对应于此染色体,由此来匹配阻抗。另一方面,如果没有能提供合适的接收功率的染色体,则控制部分105选择能提供最高接收功率的染色体,并切换匹配电路400中的开关以对应于此染色体。然后,控制部分105在开启/关断每个开关的同时微调匹配电路400的阻抗,并使得有可能获得最优接收功率。因此,匹配电路400的阻抗可在短时间里被变为合适的值。由此,因为在各种放置天线的环境中总能自适应地控制阻抗,所以由于失配损耗导致的损耗将被减少,因此将可提供总是能获得稳定的接收功率的移动无线装置。
顺便提及,如果在图39中所示的处理中间能获得合适的接收功率,则控制部分105可将与能提供此接收功率的匹配电路400的开关状态对应的染色体作为初始染色体存储在存储部分106中。具体而言,控制部分105在图41中的步骤S2607之后,并在图40中的步骤S2502和S2504之后将与匹配电路400的该开关状态对应的染色体存储在存储部分106中。在此情形中,在图41中的步骤S2603,控制部分105可操作以也选择新存储的初始染色体。通过由控制部分105重复地执行阻抗调节,初始染色体可在存储部分106中被积累。由此,通过重复地执行阻抗匹配,移动无线装置将积累适合用户的参数。由此,随着控制部分105的处理被重复地执行,阻抗匹配所用的时间将被缩短。
在这里要注意,在第六实施例中,图41中评价初始染色体的处理、以及图42中评价染色体的处理在第一代中会部分重叠。此重叠的处理在图42中可被省略。
顺便提及,在第一到第六实施例的匹配负载值导出处理中,是通过重复地改变匹配电路的负载值来导出匹配负载值信息的。
(第七实施例)
在第七实施例中,因为移动无线装置的基本配置与第一实施例中的相似,所以将使用图1。另一方面,因为匹配电路与第一实施例中的类似,所以将使用图2。在这里要注意,在第三实施例中,因为使用状态初始染色体表不使用,所以存储部分106不存储使用状态初始染色体表。
因为第七实施例中的控制部分105的操作与根据第三实施例的控制部分105的操作相似,所以将使用图22到图34。但是,在第七实施例中,是通过随机生成初始染色体来启动处理的,而无需使用预期提供使用状态中的匹配的染色体。
以下将着重于与第三实施例的不同点来说明根据第七实施例的控制部分105的操作。
第三实施例与第七实施例的不同点在于图23A中步骤S1102的处理详情。在第七实施例中,在步骤S1102随机生成Nc个染色体。
顺便提及,在第七实施例中,也无庸赘述,如果能获得合适的接收功率,则此时的染色体可作为初始染色体被注册在初始染色体表中。在此情形中,当启动图22中的处理时,控制部分105可使用新注册的初始染色体来执行处理。由此,随着控制部分105的处理被重复地执行,阻抗匹配所用的时间将被缩短。
(第八实施例)
在第八实施例中,因为移动无线装置的基本配置与第一实施例中的相似,所以将使用图1。另一方面,因为匹配电路与第三实施例中的类似,所以将使用图35。
因为除了首先生成Nc个染色体的过程以外,第八实施例中控制部分105的操作与根据第六实施例的控制部分105的操作相似,所以将使用图39、图40和图42到图44。尽管描述了在第六实施例中使用预期提供使用状态中的匹配的染色体,但是在第八实施例中有所不同,因为不使用预期提供使用状态中的匹配的染色体。
以下将着重于与第六实施例的不同点来说明根据第八实施例的控制部分105的操作。
第六实施例与第八实施例的不同之处在于,在图40中的步骤S2502生成Nc个染色体时是否使用了使用状态初始染色体表。在第八实施例中,当在步骤S2502生成Nc个染色体时,Nc个染色体全部是随机生成的,而使用状态初始染色体表未被使用。具体而言,第八实施例中步骤S2502的处理替换图23中步骤S1102的处理。通过执行图23中步骤S1102的处理,控制部分105将随机生成Nc个染色体,然后将它们存储在存储部分106中。其它处理类似于第六实施例中的处理。
由此,在第八实施例中,因为没有使用初始染色体表,所以各种放置天线的环境的匹配参数可能没有作为预备知识被存储,由此有可能减少存储容量。
顺便提及,在第八实施例中,也无庸赘述,如果能获得合适的接收功率,则此时的染色体可作为初始染色体被注册在初始染色体表中。在此情形中,当启动图39的处理时,控制部分105可使用新注册的初始染色体来执行处理。由此,随着控制部分105的处理被重复地执行,阻抗匹配所用的时间将被缩短。
(第九实施例)
根据第九实施例的移动无线装置是设有两个或多个天线、并能执行分集和阻抗自适应匹配的移动无线装置。
图45是示出根据第九实施例的移动无线装置5的配置的框图。在图45中,移动无线装置5设有第1到第n天线501(#1)到501(#n)、第1到第n匹配电路502(#1)到502(#n)、开关电路507、信号强度检测部分503、信号处理部分504、控制部分505、以及存储部分506。
第1到第n匹配电路502(#1)到502(#n)是能根据来自控制部分505的命令改变阻抗的电路。例如,第1到第n匹配电路502(#1)到502(#n)是图2中所示的匹配电路102、以及图35中所示的匹配电路400。
根据来自控制部分505的指令,开关电路507切换以使第1到第n匹配电路502(#1)到502(#n)当中的任一匹配电路与信号强度检测部分503可被相互电连接。
信号强度检测部分503将通过任一天线501、任一匹配电路502、以及开关电路507发送的接收信号发送到信号处理部分504,并检测接收功率以将其发送给控制部分505。为此计算的接收功率是如第一实施例的平均值。
信号处理部分504处理所要发送的接收信号。
控制部分505控制开关电路507以将来自能获得最高接收功率的天线的信号发送给信号处理部分504。控制部分505通过开关电路507来控制电连接于信号强度检测部分503的匹配电路502的阻抗。
存储部分506存储控制部分505进行阻抗控制所需的信息。
图46是示出根据第九实施例的控制部分505的操作的流程图。图46中所示的处理由接收功率下降、且接收功率等于或小于预定阈值来触发。首先,控制部分505控制开关电路507以选择能获得最高接收功率的天线501(步骤S3001)。接下来,控制部分505调节连接于所选天线501的匹配电路502的阻抗(步骤S3002),并完成处理。步骤S3002的处理是第一到第八实施例中的任一实施例中所示的阻抗控制处理中的任何一种。
如可理解,在第九实施例中,能提供合适的接收功率的天线被选择,并且由控制部分进一步调节与所选天线匹配的阻抗。由此,阻抗匹配所用的时间将可缩短。
顺便提及,在第九实施例中,如果在步骤S3002的自适应匹配阻抗的操作完成后天线环境改变并且接收功率恶化,则控制部分505将再次启动步骤S3001的操作,并切换天线以自适应地匹配阻抗。但是,在步骤S3002中控制阻抗时,控制部分505可切换天线。例如,在步骤S3002的处理中间,控制部分505可定期切换天线以调查具有最高接收功率的天线。如果找到了具有最高接收功率的天线,控制部分505返回步骤S3001的操作以切换到新天线,并可控制匹配电路的阻抗与步骤S3002的新天线对应。
顺便提及,在第九实施例中,尽管为各天线设置不同的匹配电路,但也可使用公共的匹配电路。在此情形中,可将切换电路设在天线与公共的匹配电路之间。由此,将可减少安装面积。
顺便提及,因为第一到第九实施例中的处理可被尽可能多样化地组合,所以处理组合的示例并不限于上述示例。
(第十实施例)
在第一到第九实施例中,描述了接收方的阻抗匹配。根据本发明的阻抗匹配方法还可用于发送方的阻抗匹配。在第十实施例中,将描述发送方的阻抗匹配。
图47A是示出根据第十实施例的移动无线装置6的配置的框图。在图47A中,移动无线装置6设有天线601、匹配电路602、反射电压检测部分603、信号处理部分604、控制部分605、以及存储部分606。
在信号处理部分604中生成的发送信号通过反射电压检测部分603和匹配电路602从天线601发射。反射电压检测部分603检测发送信号的反射电压,并将检测到的反射电压发送给控制部分605。匹配电路602是能根据来自控制部分604的指令来改变阻抗的电路。例如,匹配电路602是图2中所示的匹配电路102或图35中所示的匹配电路400。存储部分606存储控制部分605进行阻抗控制所需的信息。
控制部分605控制匹配电路400的阻抗以根据从反射电压检测部分603提供的反射电压来降低反射电压。阻抗控制方法适用于第一到第八实施例中的任一实施例。
具体而言,在第一到第八实施例中的存储接收功率的步骤(S204、S211、S212、S221、S305、S406、S801、S806、S807、S1208、S1407、S2301、S2302、S2602、S2608、S2708))中,控制部分605存储反射电压。
在第一到第八实施例中,在获取接收功率的步骤(S209、S219、S304、S804、S904、S910、S919、S925、S1206、S1802、S1808、S2002、S2008、S2302、S2608、S2706、S2902、S2904)中,控制部分605获取反射电压。
在第一到第八实施例中,在确定接收功率是否合适的步骤(S210、S220、S805、S905、S911、S920、S926、S1207、S1803、S1809、S2003、S2009、S2303、S2307、S2607、S2707、S2905)中,控制部分605确定反射电压是否合适。如果所获取的反射电压等于或大于改变前阻抗匹配时的匹配时反射电压,则控制部分605确定反射电压是合适的。除此以外,如果所获取的反射电压大于阻抗改变预定量或以上时的反射电压,则控制部分605确定所获取的反射电压是合适的。此外,如果所获取的反射电压大于某个预定阈值,则控制部分605可确定反射电压是合适的。反射电压的判定准则并不限于上述判定准则。
在第一到第八实施例中使用最大接收功率的步骤(S214、S302、S702、S1110、S1111、S1301、S1304、S1305、S1402、S2210、S2211、S2305、S2510、S2511、S2801、S2804、S2805)中,控制部分605使用最小反射电压。
在第一到第八实施例中比较接收功率的步骤(S906、S912、S927、S1804、S1810、S2004、S2010、S2308、S2906)中,控制部分605基于较小的反射电压提供阻抗匹配的确定来执行分支判断。
除此以外,控制部分605在第一到第八实施例中使用接收功率的步骤中将使用反射电压。
因为示出了反射电压越小,阻抗越匹配,所以染色体的自然选择中差异所使用的选择概率将由式(7)给出。
(式7)
p ( j ) = 1 RSSI ( j ) Σ i = 0 Nc 1 RSSI ( i ) ……(式7)
通过使用式(7)所示的选择概率p(i),具有最小反射电压的染色体将被优先选择。
顺便提及,移动无线装置6可设有VSWR(电压驻波比)检测器来取代反射电压检测部分603。在此情形中,控制部分605执行根据第一到第八实施例的控制以使VSWR变得很小。
如可理解,根据第十实施例,因为阻抗匹配是根据第一到第八实施例来执行,所以在各种放置天线的环境中阻抗总是被自适应地控制,并且由于失配损耗导致的损耗也被减少,因而将可提供总能获得稳定的发送功率的移动无线装置。
顺便提及,毋庸置疑,本发明甚至可适用于同时设有发送部分和接收部分两者的移动无线装置。图47B和图47C都是示出设有发送部分和接收部分两者的移动无线装置7和8的配置的框图。
在图47B中,移动无线装置7设有天线701、匹配电路702、匹配检测部分703、信号处理部分704、控制部分705、存储部分706、以及共用单元707。信号处理部分704包括发送部分704a和接收部分704b。在移动无线装置7中,匹配检测部分703检测发送信号的反射功率或接收信号的接收电压,亦即,指示阻抗匹配率的信息,并将其发送给控制部分705。一接收到无线信号,控制部分705即执行第一到第八实施例中的任一实施例所示的处理之一,以由此来调节匹配电路702的阻抗。一发送无线信号,控制部分705即与图47A中所示的控制部分605类似地操作以由此来调节匹配电路702的阻抗。由此,可获得信号处理部分704与天线701之间的阻抗匹配。
在图47C中,移动无线装置8设有天线801、匹配电路802、匹配检测部分803、信号处理部分804、控制部分805、以及存储部分806。信号处理部分804包括发送部分804a和接收部分804b。匹配检测部分803检测指示阻抗匹配率的信息,并包括例如反射电压检测部分803a和信号强度检测部分803b。反射电压检测部分803a检测发送信号的反射电压,并将其发送给控制部分805。信号强度检测部分803b检测接收信号的接收功率,并将其发送给控制部分805。匹配电路802包括发送方匹配电路802a和接收方匹配电路802b。发送方匹配电路802a具有可变负载,并提供发送部分804a与天线801之间的阻抗匹配。接收方匹配电路802b具有可变负载,并提供接收部分804a与天线801之间的阻抗匹配。一接收到无线信号,控制部分805即执行第一到第八实施例中任一实施例所示的处理之一,以由此来调节匹配电路802b的阻抗。一发送无线信号,控制部分805即如图47A中所示的控制部分605地操作,以由此调节匹配电路802a的阻抗。由此,匹配电路802提供信号处理部分804与天线801之间的阻抗匹配。
在这里应注意,在上述实施例中,移动无线装置也具有与第十实施例相似的分集配置。在发送时控制部分可选择具有较小反射电压的天线。
(第十一实施例)
图48是示出根据本发明第十一实施例的移动无线装置9的配置的框图。在图48中,移动无线装置9设有天线101、匹配电路102、信号强度检测部分103、信号处理部分104a、控制部分105a、以及存储部分106a。
天线101接收的信号通过匹配电路102和信号强度检测部分103发送到信号处理部分104a以接受信号处理。匹配电路102具有可变负载值。信号强度检测部分103检测接收信号的电功率(接收功率),并向控制部分105a发送检测到的接收功率。信号处理部分104a执行对天线101所接收的信号的信号处理,并还向控制部分105a发送要使用什么功能(例如,移动电话功能、数字电视(DTV)、无线LAN)。控制部分105a根据所要使用的功能来控制匹配电路102的负载值,以进一步提高接收功率。控制部分105a可用专用微处理器来实现,或可由能读取并执行存储在存储部分106a中的程序产品的通用CPU来实现。存储部分106a与移动无线装置9的使用状态对应地存储关于匹配电路102的负载值的信息作为初始负载值信息。
因为匹配电路102的块结构与第一实施例中的相似,所以将使用图2。
在第十一实施例中,存储部分106a预先存储在移动无线装置9的典型使用状态下预期提供阻抗匹配的变容电压作为对应于典型使用状态的初始负载信息。以下将把其中将初始负载值信息与典型使用状态相互关联的表称为使用状态的初始负载值表。在第十一实施例中,对于表示使用状态的初始负载值表的数组,假定移动电话功能所用的数组是A(i),DTV的是AD(i)、而无线LAN的是AW(i)(i是整数)。
在第十一实施例中,能提供合适的阻抗匹配的变容电压206和207将被确定。
图49是示出移动电话功能的使用状态的初始负载值表的示例图。作为移动无线装置9的典型使用状态,有例如移动电话被放在远离人体的自由空间中的状态、移动电话在通话中被使用的状态、以及当使用移动电话的邮件功能的状态等。在图49中,对应于这些使用状态定义了初始负载值A(1)、A(2)和A(3)。
图50是示出DTV的使用状态的初始负载值表的示例图。作为移动无线装置9的典型使用状态,有例如移动电话在远离人体的自由空间中的状态、用单手使用移动电话的状态、用双手使用移动电话的状态、以及在将移动电话放在桌上使用的状态等。在图50中,对应于这些使用状态定义了初始负载值AD(1)、AD(2)和AD(3)。
图51是示出无线LAN使用状态的初始负载值表的示例图。作为移动无线装置9的典型使用状态,有例如移动电话在远离人体的自由空间中的状态、用单手使用移动电话的状态、用双手使用移动电话的状态。在图51中,对应于这些使用状态定义了初始负载值AW(1)、AW(2)和AW(3)。
存储部分106a具有对应于用来控制匹配电路102的负载值的可写区域,用于存储使用此负载值时的接收功率。存储在此区域中的表将被称为负载值接收功率表。对于代表负载值接收功率表的数组,假定了移动电话功能的数组是B(i),DTV的是BD(i),而无线LAN的是BW(i)。
存储部分106a具有对应于自然选择之后的负载值的可写区域,用于存储使用此负载值时的接收功率。存储在此区域中的表称为自然选择之后的负载值接收功率表。对于代表自然选择之后的负载值接收功率表的数组,假定了移动电话功能的数组是C(i),DTV的是CD(i),而无线LAN的是CW(i)。
存储部分106a具有用于存储交叉之后的负载值的区域。存储在此区域中的表将被称为交叉之后的负载值表。对于代表交叉之后的负载值表的数组,假定移动电话功能的数组是D(i),DTV的是DD(i),而无线LAN的是DW(i)。
存储部分106a具有用于存储突变之后的负载值的可写区域。存储在此区域中的表将被称为突变之后的负载值表。对于代表突变之后的负载值表的数组,假定了移动电话功能的数组是E(i),DTV的是ED(i),而无线LAN的是EW(i)。
顺便提及,用于存储上述各表的区域可部分地相互覆盖,或可在被覆盖的区域上盖写。此外,每一代可盖写每张表,或可为每一代新创建每张表。
将以负载值A“变容电压206:1.7V,变容电压207:2.3V”与负载B“变容电压206:1.5V,变容电压207:1.0V”被交叉的情形为例来说明交叉的方法。
由负载值A与负载值B之间的交叉生成的负载值将分别被定义为Ax和Bx。负载值A与负载值B之间的变容电压206的差值L1如式(8)这样来计算。
L1=|1.7-1.5|……(式8)
负载A与负载B之间的变容电压207的差值L2如式(9)这样来计算。
L2=|2.3-1.0|……(式9)
如式(10)那样将负载值A和负载值B的变容电压206中较小的一个加上差值L1的一半,并将所得的值设为负载值Ax的变容电压206。
负载值Ax的变容电压206=1.5+(L1)/2……(式10)
如式(11)那样将负载值A和负载值B的变容电压206中较小的一个加上差值L1的四分之一,并将所得的值设为负载值Bx的变容电压206。
负载值Bx的变容电压206=1.5+(L1)/4……(式11)
如式(12)那样将负载值A和负载值B的变容电压207中较小的一个加上差值L2的一半,并将所得的值设为负载值Ax的变容电压207。
负载值Ax的变容电压207=1.0+(L2)/2……(式12)
如式(13)那样将负载值A和负载值B的变容电压207中较小的一个加上差值L2的四分之一,并将所得的值设为负载值Bx的变容电压207。
负载值Bx的变容电压207=1.0+(L2)/4……(式13)在此,小数点后第三位被四舍五入。
将以负载值Ax“变容电压206:1.6V,变容电压207:1.65V”为例来说明突变的方法。将定义由负载值Ax的突变而生成的负载值为Axx。负载值Ax的变容电压206和207将被随机改变以由此来生成负载值Axx。
接下来将描述根据第十一实施例的移动无线装置9的操作。
首先,作为前提,假设信号强度检测部分103总是检测接收功率,并总是将检测到的接收功率发送给控制部分105a。控制部分105a对从信号强度检测部分103发来的接收功率求平均。以下,当简称其为接收功率时,是指由控制部分105a求平均的接收功率。
此外,假设当所要使用的功能改变时,信号处理部分104a将其信息发送给控制部分105a。
例如,假设首先,移动无线装置9被用于通话,并且天线101与信号处理部分104a在自由空间中被匹配。令此时的接收功率为匹配状态的接收功率RSSIA。假设然后将移动无线装置9用于无线LAN,并且天线101靠近人体,从而接收功率从匹配状态的接收功率RSSIA变为较小值的RSSIB(以下,称其为变化状态的接收功率RSSIB)。
控制部分105a总是确定从信号强度检测部分103发来的接收功率是否变小。如上所述,当接收功率从匹配状态的接收功率RSSIA变为变化状态的接收功率RSSIB时,控制部分105a获取能进一步提高接收功率的变容电压206和207,并基于所获取的负载值来控制匹配电路102。
图52是示出根据第十一实施例的控制部分105a的操作的流程图。以下,将参考图52来描述控制部分105a的操作。图52中所示的操作由信号强度检测部分103检测到的接收功率减小来触发。在这里要注意,图52中所示的操作可由信号强度检测部分103检测到的接收功率小于一阈值来触发。此外,图52中所示的操作可在接收功率减小某个恒定幅度时被启动。
首先,在第一代中的步骤S3101,控制部分105a参考存储在存储部分106a中的无线LAN的使用状态初始负载值表,使用该使用状态初始负载值表中所定义的所有负载值来控制匹配电路102,并确定是否有能提供合适的接收功率的负载值。当使用无线LAN的使用状态初始负载值表中所定义的所有负载值时,控制部分105a将从信号强度检测部分103获得的接收功率与所使用的负载值相互关联地存储在存储部分106a中。如果有合适的负载值,控制部分105a完成处理。另一方面,如果没有合适的负载值,则控制部分105a继续步骤S3102之后的操作。因为步骤S3101的操作是用于确定是否已执行负载值的评价与控制的处理,所以称其为负载值评价/控制执行确定处理。
接下来,在步骤S3102,控制部分105a对匹配电路102施加与在步骤S3101获得最高评价(接收功率)的负载值对应的偏置电压,并将从信号强度检测部分103获得的接收功率与所使用的负载值相互关联地存储在存储部分106a中。
无线LAN的负载值接收功率表将由步骤S3101和S3102的操作来完成。图53是示出无线LAN的负载值接收功率表的示例图。如图53中所示,在负载值接收功率表中,负载值与接收功率被相互关联地注册。图53中所示的负载值接收功率表是由第一代创建的表。因为负载值BW(2)、BW(3)和BW(4)是在步骤S3101注册的负载值,所以它们分别与初始负载值AW(1)、AW(2)和AW(3)相同。负载值BW(1)是在步骤S3102注册的负载值,并且是作为初始负载值AW(1)、AW(2)和AW(3)当中能够获得最高接收功率的负载值。在此,假定负载值BW(1)与初始负载值AW(1)相同。因此,接收功率RSSI1和RSSI2具有相同的值。假设对应于负载值BW(i)的接收功率是RSSI(i)。
在步骤S3102使用具有最高接收功率的负载值来控制匹配电路的原因是要在此时获得现阶段最高的接收功率。此外,在步骤S3102将具有最高接收功率的负载值存储在存储部分106a中的原因是要提高在控制之际优越的负载值被选择的概率。
接下来,在步骤S3103,控制部分105a通过在注册在负载值接收功率表中的负载值当中选择在某种程度上被视为具有高评价的负载值来自然选择负载值。控制部分105a将自然选择之后的负载值、以及使用此负载值时的接收功率存储在存储部分106a中以由此来创建无线LAN的自然选择之后的负载值接收功率表。
图54是示出自然选择之后的无线LAN负载值接收功率表的示例图。如从图53与图54的比较可看出的,通过步骤S3103的自然选择,负载值接收功率表中的负载值BW(1)和BW(4)被选择一次,而负载值BW(2)被选择两次,负载值CW(1)、CW(2)和CW(3)及CW(4)被注册在自然选择之后的负载值接收功率表中。
接下来,在步骤S3104,控制部分105a交叉注册在自然选择之后的负载值接收功率表中的负载值,并将交叉之后的负载值注册为交叉之后的负载值表。
图55是示出交叉之后的负载值表的示例图。如从图54与图55的比较可看出,步骤S3104的交叉使负载值CW(3)与染色体CW(4)交叉,并且负载值DW(3)和负载值DW(4)被注册在交叉之后的负载值表中。顺便提及,负载值CW(1)和负载值CW(2)被按原样作为负载值DW(1)和DW(2)注册在交叉之后的负载值表中,而不进行交叉。
接下来,在步骤S3105,控制部分105a使注册在交叉之后的负载值表中的负载值突变,并将突变之后的负载值注册为突变之后的负载值表。
图56是示出突变之后的负载值表的示例图。如可从图55与图56的比较看出,通过步骤S3105的突变,负载值DW(1)已被突变,并且被注册为负载值EW(1)。顺便提及,负载值DW(2)、DW(3)和DW(4)被按原样注册为负载值EW(2)、EW(3)和EW(4),而不进行突变。
在步骤S3105之后,控制部分105a返回到步骤S3101的操作以执行第二代之后的处理。在第二代之后的处理中,控制部分105a在步骤S3101不是使用注册在使用状态初始负载值表中的负载值,而是使用注册在步骤S3105获得的突变之后的负载值表中的所有负载值来控制匹配电路102,并确定是否有能够提供合适的接收功率的负载值。在第二代之后的步骤S3102,控制部分105a将从信号强度检测部分103获得的接收功率与所使用的负载值相互关联地存储在存储部分106a中。如果有合适的负载值,则控制部分105a完成处理。另一方面,如果没有合适的负载值,则控制部分105a继续步骤S3102的操作。
在第二代之后的步骤S3102,控制部分105a对匹配电路102施加与在步骤S3101获得最高评价的负载值对应的偏置电压,并将从信号检测部分103获得的接收功率与所使用的负载值相互关联地存储在存储部分106a中。
第二代之后的负载值接收功率表将由步骤S3101和S3102的操作来完成。图57是示出第二代之后的负载值接收功率表的示例图。如图57中所示,负载值BW(2)、BW(3)、BW(4)和BW(5)是在步骤S3101注册的负载值,并且与突变之后的负载值表中的负载值EW(1)、EW(2)、EW(3)和EW(4)相同。负载值BW(1)是在步骤S3102注册的负载值,并且是负载值EW(1)、EW(2)、EW(3)和EW(4)中能获得最高接收功率的负载值。在此,假定负载值BW(1)与负载值EW(3)和BW(4)相同。因此,接收功率RSSI5与RSSI8具有相同的值。
接下来,在第二代之后的步骤S3103,控制部分105a自然选择注册在负载值接收功率表中的负载值,选择在某种程度上被视为具有高评价的负载值,并生成自然选择之后的负载值接收功率表。所要选择的负载值的数目可与第一代的相同或不同。
接下来,在第二代之后的步骤S3104,控制部分105a交叉注册在自然选择之后的负载值接收功率表中的负载值,并将交叉之后的负载值注册在交叉之后的负载值表中。
接下来,在第二代之后的步骤S3105,控制部分105a使注册在交叉之后的负载值表中的负载值突变,并将突变之后的负载值注册在突变之后的负载值表中。
接着,控制部分105a返回步骤S3101的操作以使用注册在突变之后的负载值表中的负载值来评价接收功率,并且如果有合适的负载值,则完成处理,而如果没有合适的负载值,则重复生成下一代负载值的操作。因为此合适的负载值具有关于匹配电路102可从其获得阻抗匹配的负载值的信息,所以称其为匹配负载值信息。当在步骤S3101确定染色体超过预定代数时,控制部分105a使用当前所获得的负载值当中具有最高评价的负载值来控制匹配电路102,然后完成处理。
图58是示出控制部分105a在步骤S3101的操作的详情的流程图。以下将参考图58来描述控制部分105a在步骤S3101的操作。
首先,控制部分105a确定负载值是否是第一代(步骤S3201)。顺便提及,代数是通过在每当负载值换代时将代数存储在存储部分106a中来管理的。
如果负载值是第一代,则控制部分105a初始化为i=1(步骤S3202)。如果负载值不是第一代,则控制部分105a继续步骤S3212的操作。
在步骤S3202之后,控制部分105a将当前向匹配电路102提供的变容电压设为负载值BW(1)(步骤S3203)。接下来,控制部分105a从信号强度检测部分103获得使用负载值BW(1)时的接收功率,并将其与负载值BW(1)相关联地注册在负载值接收功率表中(步骤S3204)。在这里要注意,当负载值和接收功率在步骤S3204被新注册在接收功率表中时,控制部分105a要在此前清空旧的负载值接收功率表。但是,如果以代数可被标识的方式来管理负载值接收功率表,则在步骤S3204无需清空负载值接收功率表。
接下来,控制部分105a使i递增1(步骤S3205),并从存储部分106a中的使用状态初始负载值表获取初始负载值AW(i-1)(步骤S3206)。
接下来,控制部分105a基于所获取的初始负载值AW(i-1)对匹配电路102施加变容电压(步骤S3207)。
接下来,控制部分105a从信号强度检测部分103获取接收功率(步骤S3208),并确定所获取的接收功率是否是合适的接收功率(步骤S3209)。
在步骤S3209,例如,如果在步骤S3208获取的接收功率等于或大于匹配状态的接收功率RSSIA,则控制部分105a确定在步骤S3208获取的接收功率是合适的。除此以外,控制部分105a还可使用以下判定准则来确定在步骤S3208获取的接收功率是否合适。例如,如果在步骤S3208获取的接收功率比变化时的接收功率RSSIA大预定量,则控制部分105a可确定在步骤S3208获取的接收功率是合适的。此外,如果在步骤S3208获取的接收功率大于某个预定阈值,则控制部分105a可确定在步骤S3208获取的接收功率是合适的。步骤S3209的判定准则不限于上述判定准则。
如果在步骤S3209确定接收功率合适,则控制部分105a完成处理,并继续对匹配电路102施加能提供此接收功率的变容电压。另一方面,如果确定接收功率不合适,则控制部分105a继续步骤S3210的操作。
在步骤S3210,控制部分105a将初始负载值AW(i-1)作为负载值BW(i)与对应于初始负载值AW(i-1)的接收功率一起存储在存储部分106a中,并将其注册在负载值接收功率表中。
在步骤S3210,控制部分105a确定是否已为所有初始负载值AW(i-1)存储了接收功率。如果还没有,则控制部分105a返回步骤S3205的操作。如果已完成,则控制部分105a继续步骤S3102的操作。由此,在第一代中,步骤S3101的操作刚开始时的变容电压被注册为负载值BW(1),并且所有初始负载值AW(i)被与接收功率相关联地注册为负载值BW(i+1)。
在步骤S3206到S3211,控制部分105a评价存储在存储部分106a中的初始负载值,并且如果有提供阻抗匹配的初始负载值,则对匹配电路102施加与此初始负载值对应的变容电压,以使匹配电路102可具有此初始负载值。步骤S3206到S3211的处理称为初始控制处理。
在步骤S3212,控制部分105a确定是否超过代数的上限。如果超过了代数的上限,则控制部分105a参考负载值接收功率表使用获得最大接收功率的负载值来控制匹配电路102(步骤S3213),并完成处理。在这里要注意,在步骤S3102,因为控制部分105a使用具有最高评价的负载值来控制匹配电路102,所以步骤S3213的操作是不可少的。
另一方面,在步骤S3212,如果没有超过代数的上限,则控制部分105a继续步骤S3214的操作以初始化为i=1。
在步骤S3214之后,控制部分105a参考存储在存储部分106a中的突变之后的负载值表来获取负载值EW(i)(步骤S3215)。接下来,控制部分105a基于负载值EW(i)对匹配电路102施加此变容电压(步骤S3216)。
接下来,控制部分105a从信号强度检测部分103获取接收功率(步骤S3217),并确定所获取的接收功率是否合适(步骤S3218)。步骤S3218的具判定准则与步骤S3209的相似。如果接收功率合适,则控制部分105a对匹配电路102施加能提供此接收功率的变容电压。因为能提供合适的接收功率的变容电压具有可从其获得阻抗匹配的匹配电路102的负载值的信息,所以称其为匹配负载值信息。另一方面,如果确定接收功率不合适,则控制部分105a继续步骤S3219的操作。
在步骤S3219,控制部分105a将负载值EW(i)设为负载值BW(i+1),使存储部分106a存储相应的接收功率,并将其注册在负载值接收功率表中。接下来,控制部分105a确定是否已为所有负载值EW(i)存储了接收功率(步骤S3220)。如果已为所有负载值EW(i)存储了接收功率,则控制部分105a继续步骤S3102的操作。
另一方面,如果尚未为所有负载值EW(i)存储接收功率,则控制部分105a使i递增1(步骤S3221),并返回步骤S3215的操作。由此,在第二代或以下各代中,注册在突变之后的负载值表中的负载值EW(i)被与接收功率相关联地注册为负载值BW(i+1)。在这里应注意,当负载值和接收功率在步骤S3219被新注册在负载值接收功率表中时,控制部分105a要在此前清空旧的负载值接收功率表。但是,如果以代数可被标识的方法来管理负载值接收功率表,则无需在步骤S3219清空负载值接收功率表。
图59是示出控制部分105a在图52中的步骤S3102的详细操作的流程图。以下将参考图59来说明控制部分105a在图52中的步骤S3102的详细操作。
首先,控制部分105a参考负载值接收功率表(步骤S3301)。接下来,控制部分105a选择注册在负载值接收功率表中的负载值当中具有最高接收功率的负载值(步骤S3302)。接下来,控制部分105a使用所选择的负载值来控制匹配电路(步骤S3303),并获取接收功率(步骤S3304)。接下来,控制部分105a将所选择的负载值作为负载值BW(1)与此接收功率相关联地存储在负载值接收功率表中(步骤S3305),并继续步骤S3103的操作。由此,在步骤S3101生成的负载值接收功率表中所包括的负载值当中具有最高接收功率的负载值将肯定被注册为负载值BW(1)。
顺便提及,在第一代中,在步骤S3101的阶段,负载值BW(1)是对应于步骤S3101开始时的负载值的接收功率。此外,在第二代和以下各代中,在步骤S3101的阶段,负载值BW(1)为空。
图60是示出控制部分105a在图52中的步骤S3103的详细操作的流程图。以下将参考图60来说明控制部分105a在图52中的步骤S3103的详细操作。
首先,控制部分105a初始化为N=0(步骤S3401)。在此,N是用于计数有多少个负载值已被自然选择所选中的值。
接下来,控制部分105a使N递增1(步骤S3402),并向负载值接收功率表中的所有负载值BW(i)分配由上述式(1)表示的选择概率p(j)(步骤S3403)。由此,例如,将向负载值BW(1)分配选择概率q(1),并向负载值BW(2)分配选择概率q(2)。
如式(1)所示,接收功率越高,选择概率(自适应值)就变得越大。
接下来,控制部分105a向负载值接收功率表中的所有负载值BW(i)分配由上述式(2)表示的累积概率(步骤S3404)。由此,例如,向负载值BW(1)分配累积概率q(1),并向负载值BW(2)分配累积概率q(2)。
通过使用式(1)和式(2),将可增大具有高接收功率的负载值被选中的概率。
接下来,控制部分105a生成随机数r(0<r<1)(步骤S3405)。
接下来,控制部分105a为所生成的随机数r计算满足上述式(3)的i,选择对应于q(i+1)的负载值BW(i+1),并将所选择的负载值BW(i+1)作为负载值CW(N)与对应于所选择的负载值BW(i+1)对应的接收功率一起存储在自然选择之后的负载值接收功率表中(步骤S3406)。
接下来,控制部分105a确定N=4是否成立(步骤S3407)。在这里应注意,N=4是自然选择的负载值的上限数目,但此上限数目并不限于此。但是,当设置除N=4以外的其它上限数目时,注册在自然选择之后的负载值接收功率表中的负载值的数目相应地改变,并且注册在交叉之后的负载值表和突变之后的负载值表中的负载值数目也会改变,从而下述步骤S3506以及下述步骤S3605的判定准则将会随之根据注册的负载值数目改变。
此外,在此实施例中,移动电话功能为N=4,而DTV为N=5。
在步骤S3407,如果确定N=4不成立,则控制部分105a返回步骤S3402的操作以执行为递增了1的N注册负载值CW(N)的处理。另一方面,如果确定N=4成立,则控制部分105a继续步骤S3104的操作。由此,自然选择之后的负载值接收功率表将被完成。
图61是示出控制部分105a在图52中的步骤S3104的详细操作的流程图。以下将参考图61来说明控制部分105a在图52中的步骤S3104的详细操作。
首先,控制部分105a初始化为i=0(步骤S3501)。接下来,控制部分105a使i递增1(步骤S3502)。接下来,控制部分105a确定是否满足上述式(4)(步骤S3505)。
如果满足式(4),则控制部分105a从自然选择之后的负载值接收功率表选择对应于i的负载值CW(i)作为父负载值(步骤S3505),并继续步骤S3506的操作。另一方面,如果不满足式(4),则控制部分105a按原样继续步骤S3506的操作而不选择父负载值。
在步骤S3506,控制部分105a确定i=4是否成立。如上所述,i=4的条件是要根据注册在自然选择之后的负载值接收功率表中的负载值的数目而改变的条件。
如果i=4不成立,则控制部分105a返回步骤S3502的操作,并继续父负载值选择。另一方面,如果i=4成立,控制部分105a继续步骤S3507的操作。
在步骤S3507,控制部分105a在步骤S3505选择的父负载值当中选择任意两个负载值并执行交叉。控制部分105a将交叉之后的负载值和未经交叉的负载值作为负载值DW(i)注册在交叉之后的负载值表中,并继续步骤S3105的操作。顺便提及,如果在步骤S3505选择的父负载值的数目为1个,则控制部分105a将不交叉选择作为父负载值的负载值。另一方面,如果在步骤S3505选择的父负载值的数目是奇数,则有奇数个负载值不执行交叉,尽管它们被选择为父负载值。由此,交叉之后的负载值表可被完成。
图62是示出控制部分105a在图52中的步骤S3105的详细操作的流程图。以下将参考图62来说明控制部分105a在图52中的步骤S3105的操作的详情。
首先,控制部分105a初始化为i=0(步骤S3601)。接下来,控制部分105a使i递增1(步骤S3602)。接下来,控制部分105a随机确定是否要使交叉之后的负载值表中的负载值DW(i)突变。
如果要使其突变,则控制部分105a执行突变并将其作为负载值EW(i)注册在突变之后的负载值表中(步骤S3603)。
接着,控制部分105a确定i=4是否成立(步骤S3604)。如果i=4不成立,则控制部分105a返回步骤S3602的操作,并对其余负载值DW(i)执行突变。另一方面,如果i=4成立,则意味着突变之后的负载值表已经完成。突变之后的负载值表将指示下一代负载值。控制部分105a返回步骤S3101的操作,并继续下一代的处理。顺便提及,如上所述,i=4的条件是根据注册在自然选择之后的负载值接收功率表中的负载值的数目而改变的条件。
在初始控制处理中,如果没有提供阻抗匹配的初始负载值,则控制部分105a在第二代之后的步骤S3101到S3105进化初始负载值,导出提供阻抗匹配的匹配电路102的负载值,并控制匹配电路102以具有导出的负载值。第二代之后步骤S3101到S3105的处理称为匹配负载值导出处理。
例如,当天线101从在自由空间中阻抗匹配的状态改为靠近人体的状态时,计算能提供合适的接收功率的变容电压,以使阻抗匹配。接着,当天线101从接近人体的状态变为在自由空间中的状态时,控制部分105a检测接收功率的变化,执行图52中所示的处理,并计算能提供天线101与信号处理部分104a之间的阻抗匹配的变容电压以由此来匹配阻抗。
此外,当所要使用的功能改变时,也计算能提供合适的接收功率的变容电压,并将对应于每个功能来匹配天线101与信号处理部分104a之间的阻抗。
如可理解,根据第一实施例,如果接收功率的变化被检测到,并且如果所要使用的功能改变,则控制部分105a首先使用存储在对应于相应功能的使用状态初始负载值表中的负载值来对匹配电路102施加变容电压。如果有能提供合适的接收功率的初始负载值,则控制部分105a对匹配电路102施加与此初始负载值对应的变容电压以由此来匹配阻抗。另一方面,如果没有能提供合适的接收功率的初始负载值,则控制部分105a进化初始负载值,并操作以获得合适的负载值。在初始负载值进化的情形中,控制部分105a优先选择初始负载值当中具有高接收功率的负载值。因此,可在短时间里将初始负载值进化为合适的负载值。由此,将可快速执行阻抗匹配。由此,因为在各种放置天线的环境中总可自适应地控制阻抗,所以由于失配损耗导致的损耗可被减少,因此将可提供总能获得稳定的接收功率的移动无线装置。
此外,移动无线装置9能通过仅存储对应于使用状态的负载值来自适应地匹配阻抗,由此使得有可能减少要存储的信息。
此外,移动无线装置9使用平均接收功率,由此使得有可能实现稳定的操作。
在这里应注意,如果在进化负载值的过程中找到了合适的负载值,则控制部分105a可将新找到的负载值作为初始负载值注册在使用状态初始负载值表中。具体而言,控制部分105a在图58中的步骤S3218和/或S3213之后将用于控制匹配电路102的负载值作为初始负载值存储在存储部分106a中。
图63是示出图52中的步骤S3101的操作的详情的流程图,其中如果找到了合适的负载值,则此负载值作为初始负载值被注册在初始负载值表中。图63与图58的不同之处在于,添加了在使用状态初始负载值表中新注册初始负载值的步骤S3222。在这里要注意,控制部分105a可将第一代中的步骤S3302选择的负载值的使用状态设置为新注册的初始负载值的使用状态。控制部分105a在下一次将执行的图52中的处理中也可使用新注册的初始负载值来确定阻抗匹配所用的变容电压。由此,通过重复负载值的进化,适合移动无线装置9的用户的负载值将作为初始负载值被积累。由此,随着控制部分105a的处理被重复地执行,阻抗匹配所用的时间将被缩短。
在第十一实施例中描述的算法仅为一示例。
(第十二实施例)
在第十一实施例中描述了接收方的阻抗匹配。根据本发明的阻抗匹配方法还可用于发送方的阻抗匹配。在第十二实施例中,将描述发送方的阻抗匹配。
图64A是示出根据第十二实施例的移动无线装置10的配置的框图。在图64A中,移动无线装置10设有天线601、匹配电路602、反射电压检测部分603、信号处理部分604a、控制部分605a、以及存储部分606a。
信号处理部分604a中生成的发送信号通过反射电压检测部分603和匹配电路602从天线601发射。反射电压检测部分603检测发送信号的反射电压,并将检测到的反射电压发送给控制部分605a。匹配电路602是能根据来自控制部分605a的指令来改变阻抗的电路。例如,匹配电路602是图2中所示的匹配电路102。存储部分606a存储控制部分605a进行阻抗控制所需的信息。
控制部分605a根据从反射电压检测部分603提供的反射电压来控制匹配电路102的阻抗以降低反射电压。阻抗的控制方法适用于第十一实施例。
具体而言,在第十一实施例中,在存储接收功率的步骤(S3204、S3210、S3219、S3305、S3406)中,控制部分605a存储反射电压。
在第十一实施例中,在获取接收功率的步骤(S3208、S3217、S3304)中,控制部分605a获取反射电压。
在第十一实施例中,在确定接收功率是否合适的步骤(S3209、S3218)中,控制部分605a确定反射电压是否合适。如果所获取的反射电压等于或大于阻抗在改变前匹配的时候的匹配时反射电压,则控制部分605a确定反射电压是合适的。除此以外,如果所获取的反射电压比阻抗改变时的反射电压大预定量或以上,则控制部分605a确定所获取的反射电压是合适的。此外,如果所获取的反射电压大于某个预定阈值,则控制部分605a可确定反射电压是合适的。反射电压的判定准则不限于上述判定准则。
在第十一实施例中,在使用最大接收功率的步骤(S3213、S3302)中,控制部分605a使用最小反射电压。
除此以外,在第十一实施例中,控制部分605a将在使用接收功率的步骤中使用反射电压。
因为示出了反射电压越小,阻抗就越匹配,所以负载值的自然选择中差异所使用的选择概率p(i)将由上述式(7)给出。
通过使用由式(7)所示的选择概率p(i)可较佳地选择具有小反射电压的负载值。
顺便提及,移动无线装置10可设有VSWR(电压驻波比)检测器来代替反射电压检测部分603。在此情形中,控制部分605执行根据第十一实施例的控制以使VSWR变小。
如可理解,根据第十二实施例,因为阻抗匹配是根据第十一实施例来执行的,所以在各种放置天线的环境中总可自适应地控制阻抗,并且由于失配损耗造成的损耗将也可被减少,由此将可提供总是能获得稳定的发送功率的移动无线装置。
顺便提及,毋庸置疑,本发明甚至可适用于同时设有发送部分和接收部分两者的移动无线装置。图64B是示出设有发送部分和接收部分两者的移动无线装置11的配置。
在图64B中,移动无线装置11设有天线701、匹配电路702、匹配检测部分703、信号处理部分704、控制部分705a、存储部分706a、以及共用部分707。信号处理部分704包括发送部分704a和接收部分704b。在移动无线装置11中,匹配检测部分703检测发送信号的反射功率或是接收信号的接收电压,亦即指示阻抗匹配率的信息,并将其发送给控制部分705a。信号处理部分704将关于要使用什么功能的信息发送给控制部分705a。一接收到无线信号,控制部分705a即执行第十一实施例中的处理以由此来调节匹配电路702的阻抗。一发送无线信号,控制部分705a即如图64A中所示的控制部分605a那样操作以由此来调节匹配电路702的阻抗。由此可获得信号处理部分704与天线701之间的阻抗匹配。
在这里要注意,在上述实施例中,移动无线装置也可具有如第九实施例中那样的分集配置。控制部分在发送时可选择具有较小反射电压的天线。
(实施例的各种变形例)
除此以外,还可对上述实施例进行各种各样的变形。以下将说明上述实施例的变形例。
在上述实施例中,尽管描述了使用指示染色体或变容电压的参数、以及指示开关开启/关断状态的参数作为关于匹配电路的负载值的信息(初始负载值信息、匹配负载值信息、负载值信息),但是这仅仅是一个示例,并且关于负载值的信息并不限于这些。
在上述实施例中,尽管描述了控制部分使用从信号强度检测部分103和反射电压检测部分603、以及匹配检测部分703、803提供的接收功率和反射电压来确定是否已获得阻抗匹配,但是确定是否已获得阻抗匹配的方法并不限于这些。例如,控制部分可基于信号在信号处理部分中是否被正常解调来确定是否获得阻抗匹配,或可基于指示从接收方装置提供的发送信号是否被正确接收的响应内容来确定是否获得了阻抗匹配。此外,如以下将说明的,控制部分可用使用状态变化检测部分来确定是否启动阻抗控制。因此,信号强度检测部分103、反射电压检测部分603以及匹配检测部分703和803不是本发明必不可少的组件。
在图2中,匹配电路102使用通过施加电压可改变其电容值的变容二极管。但是,在匹配电路102中,可使用除变容二极管以外的其它可变电容。除了可变电容以外,还可使用可变电感器。也可使用可变电感器来代替可变电容。换言之,匹配电路102可仅包括至少一个可变电抗元件和/或至少一个可变电感元件。在任何情形中,用于控制电容值和/或电感的信息可仅由参数或染色体来指示。
在上述实施例中,如果使用了染色体,则串联和并联变容电压被转换为定义染色体的二进制数,但染色体的定义规则并不限于此。此外,在上述实施例中,如果使用了染色体,则染色体被定义为与匹配电路400中的开关的开启/关断状态对应,但是染色体的定义规则并不限于此。
勿庸赘言,染色体或参数的数目并不限于上述实施例的示例。
尽管在图1、图45、图47和图48中描述了控制部分105和存储部分106是不同的部件,但是存储部分106也可被包含在控制部分105内。
在上述实施例中,控制部分105(605)对从信号强度检测部分103(反射电压检测部分603)发来的接收功率(反射功率)求平均以确定是否启动阻抗匹配。但是,求平均的技术并不限于此。例如,可在信号强度检测部分103(反射电压检测部分603)与控制部分105(605)之间设置RC集成电路或RL集成电路。
图65A是示出设有RC集成电路的移动无线装置1a的配置的框图。在图65A中,在信号强度检测部分103与控制部分105之间串联一电阻器301,并且并联一电容器302。控制部分105通过检测电容器302的电压303来检测接收功率。图65B是示出设有RL集成电路的移动无线装置1b的配置的框图。在图65B中,在信号强度检测电路103与控制部分105之间串联一电感器304,并且并联一电阻器305。控制部分105通过检测电阻器305的电压306来检测接收功率。由此,控制部分105可检测平滑地变化的接收功率,由此允许获取稳定的接收功率。使用反射电压检测部分603的情形是相似的。图65C是示出设有RC集成电路的移动无线装置6a的配置的框图。在反射电压检测部分603与控制部分605之间串联一电阻器301,并且并联一电容器302。控制部分605通过检测电容器302的电压303来检测反射电压。图65D是示出设有RL集成电路的移动无线装置6b的配置的框图。在图65D中,在信号强度检测部分603与控制部分605之间串联一电感器304,并且并联一电阻器305。控制部分605通过检测电阻器305的电压306来检测接收功率。由此,控制部分605可检测平滑地变化的反射电压,由此允许获取稳定的反射电压。顺便提及,毋庸置疑,集成电路也可适用于图47B、图47C、图48、图64A和图64B中所示的移动无线装置。
在使用将染色体或参数与使用状态相关联地注册的表的实施例中,还可使用除自由空间、通话姿势和电子邮件姿势以外的使用状态作为使用状态。例如,通过设置人体与天线之间的距离为1cm、2cm和3cm的使用状态,就可使用能为相应状态提供匹配的染色体或参数。此外,还可使用能为其它状态提供匹配的染色体或参数。换言之,可将用于控制匹配电路的阻抗的信息与移动无线装置的典型使用状态相关联地存储在存储部分中。
在这里要注意,在上述实施例中,在使用基因算法来微调匹配电路的阻抗的处理中,可使用诸如最速下降法算法等其它最优化算法来微调阻抗。
交叉位置的确定方法不限于上述实施例中的确定方法。例如,移动无线装置可仅确定一个特定染色体中的一个交叉位置,然后与另一染色体的该交叉位置交换基因,或可确定多个交叉位置,然后交换基因。
自然,注册在使用状态初始染色体表或使用状态初始参数表中的染色体并不限于上述示例。此外,其中所注册的染色体或参数的数目也并不限于上述示例。
在上述实施例中,阻抗匹配控制启动的定时并不限于上述示例。例如,可定期启动,或可根据移动无线装置的使用状态的改变来启动。当根据使用状态的改变启动阻抗匹配控制时,移动无线装置将设有使用状态变化检测部分,用于检测使用状态的改变。另一方面,当在用使用状态变化检测部分时,控制部分可首先评价与使用状态变化检测部分检测到的改变之后的使用状态对应的初始负载值信息。
例如,可考虑假定移动无线装置是移动电话的情形。图66A是移动电话的正视图。图66B是移动电话的侧视图。例如,使用状态变化检测部分确定通话按钮401是否被按下。使用状态变化检测部分通过检测通话按钮401被按下来检测使用状态被转换为通话状态。如果使用状态变化检测部分检测到它处于通话状态,则控制部分启动阻抗匹配控制。在此情形中,预期提供通话状态中的匹配的初始染色体“通话”或初始参数“通话”可被注册在使用状态初始染色体表或使用状态初始参数表中。接着,如果阻抗匹配控制被启动,则控制部分首先选择与通话状态对应的初始染色体“呼叫”或初始参数“呼叫”以获取接收功率,并确定所获取的接收功率是否合适(例如,在图10中的步骤S210)。如果不合适,则将通过诸如基因算法、最速下降法等最优化算法来获得合适的染色体。当使用状态变化检测部分检测到象这样的使用状态的改变时,控制部分首先使用与改变之后的使用状态对应的初始染色体或初始参数来控制匹配电路,从而变得有可能在较短的时间里匹配阻抗。
此外,当移动无线装置是例如折叠式翻盖移动电话时,使用状态变化检测部分可通过检测此移动电话的开闭状态来检测使用状态是在开状态还是闭状态。当移动电话被打开时,或当移动电话被闭合时,控制部分启动阻抗匹配控制。在此情形中,预期提供移动电话打开状态中的匹配的初始染色体“打开”或初始参数“打开”,以及预期提供移动电话闭合状态中的匹配的初始染色体“闭合”或初始参数“闭合”可被注册在使用状态初始染色体表或使用状态初始参数表中。接着,如果使用状态变化检测部分检测到打开状态,则控制部分首先选择初始染色体“打开”或初始参数“打开”以获取接收功率,并确定所获取的接收功率是否合适(例如,在图10中的步骤S210)。如果使用状态变化检测部分检测到闭合状态,则控制部分首先选择初始染色体“闭合”或初始参数“闭合”以获取接收功率,并确定所获取的接收功率是否合适(例如,在图10中的步骤S210)。如果不合适,则控制部分将通过诸如基因算法、最速下降法等最优化算法来获得合适的染色体。当使用状态变化检测部分检测到象这样的使用状态的改变时,控制部分首先使用对应于改变之后的使用状态的初始染色体或初始参数来控制匹配电路,从而变得有可能在短时间里匹配阻抗。
此外,使用状态变化检测部分可以是例如用于确定人体是否靠近移动电话的温度传感器402。如果温度传感器402确定人体靠近移动电话,则控制部分启动阻抗匹配控制。在此情形中,靠近人体时的距离与温度传感器402此时检测到的温度之间的关系可被预先调查。预期提供此状态下的匹配的初始染色体或初始参数被与温度相关联地注册在使用状态初始染色体表或是使用状态初始参数表中。控制部分从使用状态初始染色体表中选择与温度传感器402检测到的温度对应的初始染色体以获取接收功率,并确定所获取的接收功率是否合适(例如,在图10中的步骤S210)。如果不合适,则控制部分将通过诸如基因算法、最速下降法等最优化算法来获得合适的染色体。具体而言,假定当人体与天线之间的距离为1cm时,温度传感器402检测到25℃。此时,在天线与人体之间的距离为1cm时能提供匹配的初始染色体“温度25”被预先注册在使用状态初始染色体表中。除此以外,初始染色体被与温度传感器402检测到的温度相关联地注册。当温度传感器402检测到25℃的温度时,控制部分105选择初始染色体“温度25”。由此,就变得有可能在短时间里自适应地匹配阻抗。
顺便提及,移动无线装置可设有用于检测天线周围环境变化的天线环境改变检测部分。在此情形中,当天线环境改变检测部分检测到天线周围环境的改变时,控制部分可启动阻抗匹配控制。在此情形中,存储部分可预先存储预期提供各种放置天线的环境中的匹配的初始染色体或初始参数。由此,将使用此初始染色体或初始参数来执行阻抗匹配和控制,以在短时间里匹配阻抗。
顺便提及,在上述实施例中,描述了天线与信号处理部分最初在自由空间中匹配,但是毫无疑问并不局限于此。例如,天线与信号处理部分最初可在通话所用的状态(在通话姿势时)被匹配。此外,毫无疑问,天线和信号处理部分可被设置为在其它环境下匹配。
顺便提及,尽管在以上说明中着重于以移动电话为移动无线装置的示例来举例,但是根据本发明的移动无线装置适用于除移动电话以外的其它装置。例如,作为移动无线装置,本发明适用于诸如无线LAN用小型通信装置、RFID(射频识别)系统的质询装置和应答装置、无键输入系统的发送器等任何移动无线装置。
工业实用性
因为本发明可解决由天线靠近人体或物体引起的阻抗失配问题,所以可防止接收功率或发送功率恶化,由此,可将其应用于包括移动电话在内的在任何通信中使用的装置。

Claims (30)

1.一种无线通信用移动无线装置,包括:
天线;
信号处理部分,用于处理信号;
匹配电路,用于匹配所述天线与所述信号处理部分之间的阻抗,所述匹配电路被连接在所述天线与所述信号处理部分之间,并且具有可变负载值;
控制部分,用于控制所述匹配电路的负载值;以及
存储部分,用于将所述匹配电路的负载值作为初始负载值信息与所述移动无线装置的使用状态对应地存储,
所述控制部分包括
初始控制装置,用于在所述匹配电路的控制启动之际评价存储在所述存储部分中的所述初始负载值信息,并且如果有提供阻抗匹配的初始负载值信息,则控制所述匹配电路以具有与该初始负载值信息对应的负载值;以及
匹配负载值导出装置,用于在没有提供阻抗匹配的初始负载值信息的情况下,使用存储在所述存储部分中的所述初始负载值信息来导出关于提供阻抗匹配的负载值的信息,并控制所述匹配电路以具有与所述导出的匹配负载值信息对应的负载值。
2.如权利要求1所述的移动无线装置,其特征在于,还包括匹配检测部分,用于检测所述天线与所述信号处理部分之间的阻抗匹配率,所述匹配检测部分被连接在所述匹配电路与所述信号处理部分之间,其中
所述匹配检测部分包括信号强度检测部分,用于检测与通过所述天线和所述匹配电路接收的接收信号的频带对应的第一频带的信号强度,
所述初始控制装置基于由所述信号强度检测部分检测到的所述第一频带的信号强度来评价存储在所述存储部分中的所述初始负载值信息,并且
如果没有提供阻抗匹配的初始负载值信息,则在改变所述匹配电路的负载值时,所述匹配负载值导出装置基于由所述信号强度检测部分检测到的所述第一频带的信号强度来评价所述匹配电路的变化后的负载值,并导出所述匹配负载值信息。
3.如权利要求1所述的移动无线装置,其特征在于,还包括匹配检测部分,用于检测所述天线与所述信号处理部分之间的阻抗匹配率,所述匹配检测部分被连接在所述匹配电路与所述信号处理部分之间,其中
所述匹配检测部分包括反射电压检测部分,用于检测与所述信号处理部分中生成的发送信号的频带对应的第二频带的反射电压,
所述初始控制装置基于由所述反射电压检测部分检测到的所述第二频带的反射电压来评价存储在所述存储部分中的所述初始负载值信息,
其中,如果没有提供阻抗匹配的初始负载值信息,则在改变所述匹配电路的负载值时,所述匹配负载值导出装置基于由所述反射电压检测部分检测到的所述第二频带的反射电压来评价所述改变后的初始负载值信息。
4.如权利要求1所述的移动无线装置,其特征在于,
所述信号处理部分向所述控制部分发送所要使用的功能,以及
所述控制部分结合从所述信号处理部分发来的功能来控制所述匹配电路的负载值,以提高通过所述天线与所述匹配电路接收的接收信号的接收功率、或在所述信号处理部分中生成的所述发送信号的发送功率。
5.如权利要求1所述的移动无线装置,其特征在于,所述匹配负载值导出装置通过重复地改变所述匹配电路的负载值来导出所述匹配负载值信息。
6.如权利要求5所述的移动无线装置,其特征在于,
所述初始负载值信息是用于指示所述匹配电路的负载值的初始信息,并且
所述匹配负载值导出装置通过进化所述初始信息来导出用于指示所述匹配负载值信息的信息。
7.如权利要求5所述的移动无线装置,其特征在于,
所述初始负载值信息是用于指示所述匹配电路的负载值的初始染色体,并且
所述匹配负载值导出装置通过使用基因算法来进化所述初始染色体来导出用于指示所述匹配负载值信息的染色体。
8.如权利要求5所述的移动无线装置,其特征在于,所述匹配负载值导出装置通过使用最速下降法算法微调所述匹配电路的负载值来导出所述匹配负载值信息。
9.如权利要求5所述的移动无线装置,其特征在于,
所述匹配电路包括多个用于选择负载的开关,并且
在切换所述多个开关时,所述匹配负载值导出装置通过设置所述多个开关被控制在起始点的状态来导出作为关于开关的开启/关断的信息的所述匹配负载值信息,以对应于具有最高评价的初始负载值信息。
10.如权利要求1所述的移动无线装置,其特征在于,
所述匹配负载值导出装置包括
局部搜索装置,用于通过微调所述匹配电路的负载值来导出所述匹配负载值信息,以及
全局搜索装置,用于在所述匹配负载值信息不能由所述局部搜索装置导出的情况下,新生成导出所述匹配负载值信息所需的负载值信息,并使用所述负载值信息来导出所述匹配负载值信息,并且
其中如果所述匹配负载值信息不能由所述全局搜索装置导出,则所述局部搜索装置通过再次微调所述匹配电路的负载值来导出所述匹配负载值信息。
11.如权利要求1所述的移动无线装置,其特征在于,所述匹配负载值导出装置通过微调所述匹配电路的负载值来导出所述匹配负载值信息。
12.如权利要求1所述的移动无线装置,其特征在于,所述匹配负载值导出装置随机生成多个用于指示所述匹配电路的负载值的信息作为随机负载值信息,以由此来评价所述随机生成的负载值信息,并且
如果有提供阻抗匹配的随机负载值,则控制所述匹配电路以具有与所述随机负载值信息对应的负载值,
而如果没有提供阻抗匹配的所述随机负载值信息,则使用所述初始负载值信息和所述随机负载值信息来导出所述匹配负载值信息。
13.如权利要求12所述的移动无线装置,其特征在于,
所述初始负载值信息是用于指示所述匹配电路的负载值的初始染色体,
所述随机负载值信息是用于指示所述匹配电路的负载值的随机染色体,并且
所述匹配负载值导出装置通过使用基因算法进化所述初始染色体和所述随机染色体来导出所述匹配负载值信息。
14.如权利要求13所述的移动无线装置,其特征在于,所述匹配负载值导出装置通过微调与通过进化所述初始染色体和所述随机染色体获得的染色体当中具有最高评价的染色体对应的所述匹配电路的负载值,来导出所述匹配负载值信息。
15.如权利要求14所述的移动无线装置,其特征在于,如果所述微调的处理满足预定界限条件,则所述匹配负载值导出装置生成新染色体,并使用所生成的所述新染色体来导出所述匹配负载值信息。
16.如权利要求15所述的移动无线装置,其特征在于,所述匹配负载值导出装置评价所述新染色体,并且
如果有提供阻抗匹配的染色体,则控制所述匹配电路以具有与所述染色体对应的负载值,
而如果没有所述提供阻抗匹配的染色体,则使用基因算法进化所述新染色体,以使用进化后的染色体来导出所述匹配负载值信息。
17.如权利要求16所述的移动无线装置,其特征在于,所述匹配负载值导出装置通过微调与通过进化所述新染色体得到的染色体当中具有最高评价的染色体对应的所述匹配电路的负载值来导出所述匹配负载值信息。
18.如权利要求1所述的移动无线装置,其特征在于,
所述控制部分还包括新初始负载值信息注册装置,用于将由所述匹配负载值导出装置导出的所述匹配负载值信息作为所述初始负载值信息补充注册到所述存储部分中,以及
所述控制部分从下一次起使用新补充注册的所述初始负载值信息来执行控制。
19.如权利要求1所述的移动无线装置,其特征在于,
所述移动无线装置是移动电话,并且
所述初始负载值信息包括
关于预期在所述移动电话处于远离人体的自由空间中的状态下提供阻抗匹配的负载值的信息,
关于预期在通话中的状态下使用所述移动电话时提供阻抗匹配的负载值的信息,以及
关于预期在使用所述移动电话的邮件功能时的状态下提供阻抗匹配的负载值的信息。
20.如权利要求1所述的移动无线装置,其特征在于,还包括匹配检测部分,用于检测阻抗匹配率,所述匹配检测部分被连接在所述匹配电路与所述信号处理部分之间,
其中所述控制部分基于所述匹配检测部分的检测结果来确定是否已获得阻抗匹配。
21.如权利要求20所述的移动无线装置,其特征在于,所述初始控制装置基于所述匹配检测部分的检测结果来启动所述匹配电路的控制。
22.如权利要求20所述的移动无线装置,其特征在于,所述匹配检测部分检测反射电压或接收功率,
所述移动无线装置还包括集成电路,并且
由所述匹配检测部分检测到的所述反射电压或所述接收功率通过所述集成电路被输入到所述控制部分中。
23.如权利要求1所述的移动无线装置,其特征在于,还包括使用状态变化检测部分,用于检测所述移动无线装置的使用状态的变化,
其中在所述使用状态变化检测部分检测到使用状态变化时,所述初始控制装置启动所述匹配电路的控制。
24.如权利要求23所述的移动无线装置,其特征在于,所述初始控制装置首先评价与由所述使用状态变化检测部分检测到的变化之后的使用状态对应的初始负载值信息。
25.如权利要求24所述的移动无线装置,其特征在于,
所述移动无线装置是移动电话,
所述使用状态变化检测部分通过检测所述移动电话的通话按钮是否被按下来检测所述使用状态是否为通话状态,并且
如果所述使用状态变化检测部分检测到所述使用状态是通话状态,则所述初始控制装置首先评价与通话状态对应的初始负载值信息。
26.如权利要求24所述的移动无线装置,其特征在于,
所述移动无线装置是翻盖式移动电话,
所述使用状态变化检测部分通过检测所述翻盖移动电话的开闭来检测所述使用状态是开状态还是闭状态,并且
如果所述使用状态变化检测部分检测到开状态,则所述初始控制装置首先评价与开状态对应的初始负载值信息,而如果所述使用状态变化检测部分检测到使用状态是闭状态,则首先评价与闭状态对应的初始负载值信息。
27.如权利要求24所述的移动无线装置,其特征在于,
所述使用状态变化检测部分通过检测温度来检测所述移动无线装置的使用状态的变化,并且
所述初始控制装置首先评价与所述使用状态变化检测部分检测到的温度对应的初始负载值信息。
28.如权利要求1所述的移动无线装置,其特征在于,还包括
除所述天线以外的至少一个其它天线,以及
开关电路,用于切换所述信号处理部分与所述天线及所述其它天线之间的连接,其中
所述匹配电路匹配所述天线和所述其它天线与所述信号处理部分之间的阻抗,并且
所述控制部分控制所述开关电路的连接。
29.如权利要求1所述的移动无线装置,其特征在于,所述匹配电路包括
作为负载的至少一个电抗元件和/或至少一个电感元件,以及
用于选择所述负载的至少一个开关。
30.如权利要求28所述的移动无线装置,其特征在于,所述至少一个开关是MEMS(微机电系统)开关。
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