DE102015206642A1

DE102015206642A1 - Dynamische antennen-abstimmung für mehrband-mehrträger-drahtlossysteme

Info

Publication number: DE102015206642A1
Application number: DE102015206642.8A
Authority: DE
Inventors: Ming Hu; Haining Zhang; Christian W. Mucke
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2014-04-21
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2015-10-22
Also published as: US9693238B2; CN105024726A; JP6042934B2; JP2015208006A; CN105024726B; US20150305035A1

Abstract

Es sind hier eine Einrichtung und Verfahren für den Entwurf und das dynamische Abstimmen einer Antennenschaltung zur Nutzung über mehrere Funkfrequenzbänder bei drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen offenbart. Eine Antenneneinrichtung umfasst eine Antennen-Abstimmsteuerung, eine Antennen-Abstimmschaltung und einen Satz von einer oder mehreren physischen Antennen. Die Antennen-Abstimmsteuerung umfasst eine Kombination aus Basisband und Frontend-Hardware und Software. Die Antennenschaltung umfasst kollektiv eine Antennen-Abstimmschaltung und den Satz der einen oder der mehreren physischen Antennen. Die Antennen-Abstimmsteuerung bestimmt basierend auf einem Satz von Funkfrequenzbändern und auf Bedingungen des Kommunikationskanals eine optimale Antennen-Abstimmkonfiguration und stellt der Antennen-Abstimmschaltung geeignete Parameter bereit. Die Antenneneinrichtung konfiguriert und optimiert die Abstimmung von der Antennenschaltung für eine zukünftige Zeitperiode, welche ein nächster Zeitschlitz sein kann. Die Antennen-Abstimmsteuerung nutzt eine Kosten-/Gewinn-Funktion, um die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration zu bestimmen.

Description

GEBIET
Die beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf Drahtloskommunikationen, und genauer gesagt auf Abläufe zum dynamischen Abstimmen von Antenneneinstellungen für Mehrband-Mehrträger-Systeme.
HINTERGRUND
Bei Mobilkommunikationen kann sich eine Mehrband-Drahtlosvorrichtung auf ein Mobiltelefon (oder ein weiteres drahtloses Kommunikations-Equipment) beziehen, welches mehrere Funkfrequenz (RF) Bänder unterstützt. Jedes RF-Band überspannt einen Bereich von Funkfrequenzen und umfasst mehrere Funkfrequenzkanäle. Solche Mehrband-Mobil-Drahtlosvorrichtungen können eine einzelne Trägerfrequenz zur Kommunikation nutzen, wohingegen weitere Mehrband-Mobil-Drahtlosvorrichtungen eine Mehrträger-Kommunikation unter gleichzeitiger Verwendung von mehreren Frequenzkanälen unterstützen können. Indem mehrere Funkfrequenzbänder in Mehrband-Drahtlosvorrichtungen unterstützt werden, kann ein Roaming zwischen unterschiedlichen Gebieten der Welt ermöglicht werden, in denen unterschiedliche drahtlose Kommunikationsprotokolle genutzt werden können, um mobile Drahtlosdienste bereitzustellen. Bei weit voneinander getrennten Funkfrequenzbändern können parallele Übertragungs- und Empfangs-Signalpfadschaltungen erforderlich sein, wodurch die Kosten, das Ausmaß, die Komplexität und die Energieanforderung von Mehrband-Drahtlosvorrichtungen erhöht werden können. Mehrband-Drahtloskommunikationen können den Antennenentwurf für die Mehrband-Drahtlosvorrichtungen, welche eine solche Kommunikation unterstützen, direkt beeinflussen.
Grundlegende Elemente eines Funksystems umfassen einen Empfänger, einen Übertrager, welcher in Kombination mit dem Empfänger als ein Transceiver bezeichnet werden kann, und eine oder mehrere Antennen, um Funkwellen abzustrahlen und zu empfangen. Eigenschaften der Antennen können auf Spezifikationen für den Empfänger und den Übertrager basieren, beispielsweise eine Bandbreite und eine Trägerfrequenz. In einigen Ausführungsformen können der Empfänger und der Übertrager auf der gleichen Trägerfrequenz arbeiten, sodass eine Antenne in der Drahtlosvorrichtung lediglich eine Abstimmung auf eine einzelne Trägerfrequenz erfordern kann.
Mobilsysteme der ersten Generation (1G) nutzen eine Einzelträger-Frequenz für Betriebe, beispielsweise in Nordamerika das Advanced Mobile Phone Systems (AMPS), welches einen Träger bei 800 Mhz nutzt. Mit der Weiterentwicklung auf Standards der zweiten Generation (2G) sind bei Mobilsystemen (TDMA, GSM, CDMA) duale Funkfrequenzbänder eingeführt. Dualband-Mobilvorrichtungen arbeiten unter Nutzung von zwei Funkfrequenzbändern. Somit können 2G-Mobil-Drahtlosvorrichtungen, beispielsweise ein Nutzerequipment (UE) (engl.: User Equipment UE) und ein Netzwerk-Equipment, wie beispielsweise eine Basis-Transceiver-Station (BTS) (engl.: Base Transceiver Station BTS), für den Betrieb eine Dualband-Antenneneinrichtung erfordern. Eine Dualband-Antenneneinrichtung für eine Mobil-Drahtlosvorrichtung kann unter Verwendung von zwei getrennten Antennen implementiert werden oder kann durch Kombination mehrerer Elemente implementiert werden, um somit eine Antenne zu generieren, welche auf zwei getrennten Funkfrequenzbändern arbeitet.
Mit der Weiterentwicklung von drahtlosen Kommunikationsstandards, beispielsweise von 2G-Mobilsystemen auf Mobilsysteme der dritten Generation (3G), und mit der Anforderung, drahtlose Kommunikationsvorrichtungen bereitzustellen, welche sich weltweit mit Drahtlosdiensten verbinden können, steigt die Komplexität von Antennenentwürfen kontinuierlich an. Mehrband-Mobil-Drahtlosvorrichtungen haben sich von Dualband auf Triband auf Quadband Fähigkeiten weiterentwickelt. Beispielsweise kann eine Quadband-Drahtlosvorrichtung vier getrennte Funkfrequenzbänder unterstützen, beispielsweise 850 und 1900 MHz Funkfrequenzbänder, welche typischerweise in Amerika (ITU Bereich 2) genutzt werden, und 900 und 1800 MHz Funkfrequenzbänder, welche typischerweise in Europa und weiteren Regionen genutzt werden. Einige drahtlose Kommunikationsvorrichtungen, welche 2G- und 3G-Drahtlos-Kommunikationsprotokolle unterstützen, unterstützen alle vier Funkfrequenzbänder.
Mit der Weiterentwicklung auf LTE/4G (Long Term Evolution/vierte Generation) drahtlose Kommunikationsprotokolle sind Mobil-Drahtlosvorrichtungen erforderlich, welche viele Funkfrequenzbänder unterstützen. Zusätzlich, was drahtlose Kommunikationen mit fortgeschrittener Fähigkeit betrifft, besteht eine ansteigende Anforderung nach Drahtlossystemen, welche gleichzeitig mehrere Funkträger nutzen. Diese Anforderung hat einen Einfluss sowohl auf Mobil-Drahtlosvorrichtungen, beispielsweise UEs, und Zugriff-Netzwerk-Equipment, beispielsweise BTSs. Jüngste Fortschritte bei drahtlosen Kommunikationsprotokollen (beispielsweise LTE-Advanced-Protokolle) stellen eine Trägerbündelung (CA) bereit, welche die gleichzeitige Kommunikation unter Nutzung von bis zu fünf getrennten Funkfrequenzträgern unterstützen kann, um eine größere Bandbreite und einen höheren Durchsatz zu erzielen. Zusätzlich können Dual-Teilnehmer-Identität-Modul (SIM) Dual-Bereitschaft (DSDS) und/oder Dual-SIM Dual-Zugriff (DSDA) drahtlose Kommunikationsvorrichtungen eine Übertragung und/oder einen Empfang bei paralleler Nutzung von zumindest zwei Frequenzkanälen erfordern. Die Anforderungen dieser Anwendungen können eine wesentliche Herausforderung hinsichtlich des Entwurfs von Antennen für drahtlose Kommunikationsvorrichtungen, insbesondere der Antennen-Abstimm-Entwurf, auferlegen. Daher besteht eine Notwendigkeit nach Antennen, welche in einer Mehrband-Mehrträger-Umgebung arbeiten und eine optimale Leistung über mehrere Funkfrequenzbänder bereitstellen, während ebenso Grundsätze im Hinblick auf einen bestimmen Formfaktor und/oder hinsichtlich der Kosten eingehalten werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine wesentliche Herausforderung bei Mehrband-Mehrträger-Drahtlossystemen liegt im Entwurf ihrer Antennenschaltung. Die Antennenschaltung muss zur Nutzung über mehrere Funkfrequenzbänder hinweg geeigneterweise abgestimmt werden. Eine Einrichtung, welche auf diese Herausforderung gerichtet ist, ist der Entwurf einer dynamisch abstimmbaren Antenneneinrichtung zur Nutzung in einem Benutzer-Equipment (UE). Eine solche Antenneneinrichtung kann eine Antennen-Abstimmsteuerung, eine Antennen-Abstimmschaltung und einen Satz von physischen Antennen umfassen. Die Antennen-Abstimmsteuerung kann eine Kombination aus Basisband und Frontend-Hardware und -Software umfassen. Die Antennenschaltung kann kollektiv die Antennen-Abstimmschaltung und den Satz von physischen Antennen umfassen. Basierend auf einem Satz von Funkfrequenzbändern, welche von Interesse sind, und auf Kommunikationskanal-Eigenschaften, bestimmt die Antennen-Abstimmsteuerung eine optimale Antennen-Abstimmkonfiguration und stellt der Antennen-Abstimmschaltung geeignete Parameter bereit. Die Antenneneinrichtung konfiguriert und optimiert die Abstimmung der Antennenschaltung für eine zukünftige Zeitperiode, welche ein nächster Zeitschlitz sein kann. Die Antennen-Abstimmsteuerung nutzt eine Kosten-/Gewinn-Funktion, um die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration zu berechnen. In der Antennentechnologie können die Eigenschaften von einer Antenne durch eine Kostenfunktion bestimmt werden. Die Kostenfunktion im Zusammenhang mit einer spezifischen Antenne, welche von Interesse ist, quantifiziert eine Größe hinsichtlich einer Verbesserung und eine Metrik zur Optimierung der Antennen-Abstimmkonfiguration. Indem Parameter der Kostenfunktion variiert werden, kann die Leistung der dynamisch abstimmbaren Antenne eingestellt werden, wodurch die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration für die Antennenschaltung bestimmt werden kann.
Die Schritte zum Bestimmen der optimalen Antennen-Abstimmkonfiguration beginnen mit einer Charakterisierung von mehreren Antennen. Die Ergebnisse dieser Charakterisierung der mehreren Antennen kann als eine Antennenfrequenzganginformation bezeichnet werden und kann einen Satz von Antennenfrequenzgängen für jede Antennen-Abstimmkonfiguration umfassen. Diese Antennenfrequenzgang-Konfigurationsinformation kann in dem UE gespeichert werden. Das UE kann dann die folgende zusätzliche Information einsammeln: 1) einen Satz von aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen für eine zukünftige Zeitperiode; und 2) einen Satz von Zuständen, welcher aktuelle Bedingungen eines Uplink-Kommunikationskanals und aktuelle Bedingungen eines Downlink-Kommunikationskanals charakterisiert. Mit der Antennen-Abstimm-Konfigurationsinformation und der eingesammelten zusätzlichen Information kann das UE Werte für die Kosten-/Gewinn-Funktion berechnen. Die Kosten-/Gewinn-Funktion kann eine Basis zum Bestimmen der optimalen Antennen-Abstimmkonfiguration bereitstellen.
Ein weiteres Verfahren zum Bestimmen einer optimalen Antennen-Abstimmkonfiguration für das UE umfasst die folgenden Schritte. Das UE misst die Signalstärke von einem Satz von Trägerfrequenzen, welche von Interesse sind. In einigen Ausführungsformen umfasst der Satz von Trägerfrequenzen, welche von Interesse sind, zwei oder mehrere aktive Trägerfrequenzen für eine zukünftige Zeitperiode. In einigen Ausführungsformen umfassen die zwei oder mehreren aktiven Trägerfrequenzen eine oder mehrere aktive Übertragungs-Trägerfrequenzen und/oder eine oder mehrere aktive Empfangs-Trägerfrequenzen. Basierend auf den Signalstärkemessungen bestimmt das UE eine Trägerfrequenz mit der schlechtesten Signalstärke. Dann stimmt das UE die Antennenschaltung darauf ab, die Signalstärke von der Trägerfrequenz zu optimieren, welche die schlechteste gemessene Signalstärke hat. Durch dieses Verfahren kann die Trägerfrequenz mit der schlechtesten gemessenen Signalstärke wesentlich verbessert werden, und ist es wahrscheinlich, dass die Auswirkung der Antennenabstimmung auf die Leistung von weiteren Trägerfrequenzen, welche stärkere gemessene Signalstärken haben, gering ist. Daher kann das Verfahren zu einer Verbesserung hinsichtlich einer Gesamtleistung für das UE führen.
Diese Zusammenfassung dient lediglich zum Zwecke der Zusammenfassung einiger beispielhafter Ausführungsformen, um somit ein grundlegendes Verständnis von einigen Aspekten des hier beschriebenen Gegenstandes bereitzustellen. Demgemäß wird es verständlich sein, dass die zuvor beschriebenen Merkmale lediglich Beispiele sind und nicht derart ausgelegt werden sollten, dass der Umfang oder Geist des hier beschriebenen Gegenstandes auf irgendeine Weise eingeschränkt wird. Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile des hier beschriebenen Gegenstandes werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, Figuren und Ansprüche offensichtlich.
Weitere Aspekte und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsformen werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit der begleitenden Zeichnung offensichtlich werden, welche mittels Beispiel die Prinzipien der beschriebenen Ausführungsformen darstellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die beschriebenen Ausführungsformen und deren Vorteile können am besten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung verstanden werden, welche in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird. Diese Zeichnungen sind nicht notwendigerweise skaliert, und es ist keineswegs beabsichtigt, dass sie absehbare Modifikationen hierauf in Form und Detail einschränken oder ausschließen, welche zum Zeitpunkt dieser Offenbarung durch den Fachmann vorgenommen werden können.
1A stellt ein Long Term Evolution (LTE) Drahtlos-Kommunikationssystem gemäß einigen Ausführungsformen dar.
1B stellt ein schematisches Schaubild von einer RF-Schaltung, welche eine dynamisch abstimmbare Antenneneinrichtung umfasst, gemäß einigen Ausführungsformen dar.
2 stellt einen Antennenfrequenzgang gemäß einigen Ausführungsformen dar.
3 stellt ein Ablaufdiagramm, in welchem ein Ablauf zum dynamischen Abstimmen der UE-Antenne angezeigt ist, gemäß einigen Ausführungsformen dar.
4 stellt ein Ablaufdiagramm, in welchem ein weiterer Ablauf zum dynamischen Abstimmen der UE-Antenne angezeigt ist, gemäß einigen Ausführungsformen dar.
5 stellt ein Blockdiagramm von einer Einrichtung, welche bei einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung implementiert werden kann, gemäß einigen Ausführungsformen dar.
GENAUE BESCHREIBUNG
Es wird nun detailliert Bezug genommen auf darstellhafte Ausführungsformen, welche in der begleitenden Zeichnung dargestellt sind. Obwohl die Ausführungsformen dieser Beschreibung ausreichend detailliert beschrieben sind, um somit dem Fachmann zu ermöglichen, die beschriebenen Implementierungen in die Praxis umzusetzen, sollte verständlich sein, dass diese Beispiele nicht als übermäßig einschränkend oder komplett auszulegen sind. Es sollte verständlich sein, dass die folgenden Beschreibungen nicht dazu beabsichtigt sind, um die Ausführungsformen auf eine bevorzugte Ausführungsform einzuschränken. Es ist im Gegensatz dazu beabsichtigt, dass Alternativen, Modifikationen und Äquivalente, wie sie innerhalb des Geistes und Umfangs der beschriebenen Ausführungsformen, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, umfasst sein können, abgedeckt sind.
Es werden hier darstellhafte Beispiele eines dynamischen Auswählens von Antennen-Tuner-Abstimmungen in einer Mobil-Drahtlosvorrichtung, basierend auf einer Kombination von Antennen-Abstimm-Konfigurationen, Empfangs- und Übertragungs-Frequenzen und Downlink- und Uplink-Betriebsbedingungen bereitgestellt. Diese Beispiele sind bereitgestellt, um dem Gegenstand dieser Offenbarung Kontext hinzuzufügen und beim Verständnis dessen zu unterstützen. Es sollte offensichtlich sein, dass die vorliegende Beschreibung mit oder ohne einige der hier beschriebenen spezifischen Details in die Praxis umgesetzt werden kann. Ferner können zu dem hier beschriebenen Gegenstand, und wie in den entsprechenden Figuren dargestellt, verschiedenartige Modifikationen und/oder Änderungen vorgenommen werden, um ähnliche Vorteile und Ergebnisse zu erzielen, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen.
Gemäß den hier beschriebenen verschiedenartigen Ausführungsformen können die Wortlaute „drahtlose Kommunikationsvorrichtung”, „drahtlose Vorrichtung”, „Mobilvorrichtung”, „Mobilstation” und „Benutzer-Equipment” (UE) hier austauschbar verwendet werden, um eine oder eine jegliche Anzahl von üblichen Verbraucher-Elektronikvorrichtungen zu beschreiben, welche dazu in der Lage sein können, Abläufe im Zusammenhang mit verschiedenartigen Ausführungsformen der Offenbarung durchzuführen. Gemäß verschiedenartiger Implementierungen kann sich eine jegliche von diesen Verbraucher-Elektronikvorrichtungen beziehen auf: ein zellulares Telefon oder ein Smartphone, ein Tablet-Computer, ein Laptop-Computer oder ein Netbook-Computer, eine Medien-Abspielvorrichtung, ein elektronisches Buch, eine MiFi^®-Vorrichtung, als auch irgendein anderer Typ einer elektronischen Rechenvorrichtung, welche Fähigkeiten hat zur Kommunikation der vierten Generation (4G) LTE und LTE-Advanced (LTE-A) Kommunikation. In verschiedenen Ausführungsformen können diese Fähigkeiten es einem jeweiligen UE erlauben, innerhalb verschiedenartiger 4G-Netzwerkzellen zu kommunizieren, welche einen jeglichen Typ von LTE-basierter Funkzugriff-Technologie (RAT) anwenden können.
1A stellt ein Long Term Evolution (LTE) Drahtlos-Kommunikationssystem gemäß einigen Ausführungsformen dar. Die Spezifikationen für LTE werden durch das Partnerschaftsprojekt der dritten Generation (3GPP) bereitgestellt. 3GPP vereinigt sechs Telekommunikationsstandard-Entwicklungsorganisationen (ARIB, ATIS, CCSA, ETSI, TTA, TTC), welche als „Organisationspartner” bekannt sind, und stellt seinen Mitgliedern eine stabile Umgebung bereit, um Berichte und Spezifikationen anzufertigen, welche 3GPP Technologien definieren.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Verfahren zur dynamischen Antennenabstimmung und Systeme hierzu für Mehrband-Mehrträger-Drahtlossysteme.
Eine wesentliche Herausforderung bei einem Mehrband-Mehrträger-Drahtlossystem liegt im Entwurf von dessen Antenneneinrichtung, einschließlich dessen Antennenschaltung. Die Antennenschaltung muss zur Nutzung über mehrere Funkfrequenzbänder hinweg geeigneterweise abgestimmt werden. Eine Einrichtung, welche diese Herausforderung annimmt, umfasst den Entwurf von einer dynamisch abstimmbaren Antenneneinrichtung zur Nutzung in einem Benutzer-Equipment (UE). Wie hier beschrieben, kann eine Antenneneinrichtung eine Antennen-Abstimmsteuerung, eine Antennen-Abstimmschaltung und einen Satz von physischen Antennen umfassen. Die Antennen-Abstimmsteuerung kann eine Kombination aus Basisband- und Frontend-Hardware und Software umfassen. In einigen Ausführungsformen umfasst die Antennen-Abstimmsteuerung eine Software, um eine oder mehrere Konfigurationen für die Antennenschaltung zu bestimmen. Die Antennen-Abstimmsteuerung kann das Abstimmen von der Antennen-Abstimmschaltung im Mehrband-Mehrträger-Drahtlossystem optimieren, indem Werte von Bauteilen von der Antennen-Abstimmschaltung bestimmt werden. Der Wortlaut „Antennenschaltung” kann sich auf eine Kombination von einer Antennen-Abstimmschaltung und den Satz von einer oder mehreren physischen Antennen beziehen. Somit kann sich die Antennenschaltung im Benutzer-Equipment (UE) auf die Kombination von der Antennen-Abstimmschaltung und den Satz von physischen Antennen, welche in dem UE untergebracht sind, beziehen.
Die Antennen-Abstimmschaltung kann zwischen einer integrierten Hochfrequenzschaltung (RF IC) (engl.: Radio Frequency Integrated Circuit) und einem Frontend von einem Transceiver und einer oder mehreren physischen Antennen gekoppelt sein, und die Antennen-Abstimmschaltung kann einstellbare Hardware-Bauteile umfassen. Die einstellbaren Hardware-Bauteile können einstellbare Kondensatoren und einstellbare Spulen umfassen.
Basierend auf einem Satz von Funkfrequenzbändern, welche von Interesse sind, und auf Kommunikationskanal-Zuständen, bestimmt die Antennen-Abstimmsteuerung eine optimale Antennen-Abstimmkonfiguration und stellt der Antennen-Abstimmschaltung geeignete Parameter bereit. Die Antennen-Abstimmsteuerung nutzt eine Kosten-/Gewinn-Funktion, um die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration zu berechnen. In der Antennentechnologie können die Charakteristiken von einer Antenne durch eine Kostenfunktion bestimmt werden. Die Kostenfunktion im Zusammenhang mit einer spezifischen Antenne, welche von Interesse ist, quantifiziert eine Größe hinsichtlich einer Verbesserung und eine Metrik zum Optimieren der Antennen-Abstimmkonfiguration. Indem Parameter der Kostenfunktion variiert werden, kann die Leistung der dynamisch abstimmbaren Antenneneinrichtung eingestellt werden, wodurch somit die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration für die Antenneneinrichtung bestimmt werden kann.
Die Schritte zum Bestimmen der optimalen Antennen-Abstimmkonfiguration beginnen mit einer Charakterisierung von mehreren Antennen, beispielsweise zwei oder mehrere Antennen. Die Ergebnisse dieser Charakterisierung der mehreren Antennen kann als eine Antennenfrequenzganginformation bezeichnet werden und kann einen Satz von Antennenfrequenzgängen für jede Antennen-Abstimmkonfiguration umfassen. Diese Antennenfrequenzgang-Konfiguration-Information kann im UE gespeichert werden. Das UE sammelt dann die folgende zusätzliche Information ein: 1) einen Satz von aktiven Empfangs-Frequenzen und Übertragungs-Frequenzen für eine zukünftige Zeitperiode; und 2) einen Satz von Zuständen, welcher aktuelle Bedingungen eines Uplink-Kommunikationskanals und aktuelle Bedingungen eines Downlink-Kommunikationskanals charakterisiert. Mit der Antennen-Abstimmkonfigurationsinformation und der eingesammelten zusätzlichen Information kann das UE die Werte für die Kosten-/Gewinn-Funktion berechnen. Die Kosten-/Gewinn-Funktion kann die Basis zum Bestimmen der optimalen Antennen-Abstimmkonfiguration bereitstellen.
Ein weiteres Verfahren zum Bestimmen der optimalen Antennen-Abstimmkonfiguration für das UE umfasst die folgenden Schritte. Das UE misst die Signalstärke von einem Satz von aktiven Trägerfrequenzen, welche von Interesse sind. Basierend auf den Messungen bestimmt das UE eine Trägerfrequenz mit der schlechtesten Signalstärke. Dann stimmt das UE die Antennenschaltung ab, um die Signalstärke von der Trägerfrequenz, welche die schlechteste gemessene Signalstärke hat, zu optimieren. Durch dieses Verfahren kann die Trägerfrequenz mit der schlechtesten gemessenen Signalstärke wesentlich verbessert werden, und ist es wahrscheinlich, dass der Einfluss der Antennenabstimmung auf die Leistung von weiteren Trägerfrequenzen, welche stärkere gemessene Signalstärken haben, gering ist. Daher kann das Verfahren zu einer gesamten Verbesserung in der Leistung für das UE führen.
Wie zuvor beschrieben, hat die Weiterentwicklung auf LTE/4G-Drahtlos-Kommunikationsprotokolie eine Mehrband-Anforderung für die mobilen Drahtlosvorrichtungen eingeführt. Zusätzlich kann der Betrieb von einem UE gemäß LTE/4G-Drahtlos-Kommunikationsprotokollen eine dynamische Einstellung von Funkfrequenzkanälen und/oder Funkfrequenzbändern (das heißt Gruppen von Funkfrequenzkanälen) für jede Übertragung, beispielsweise bei einer Laufzeit oder für eine zukünftige Zeitperiode, erfordern. Bei einigen Ausführungsformen stellt das UE ein, welche Funkfrequenzkanäle/-Bänder für eine nächste (bevorstehende) Übertragungszeitperiode genutzt werden. Wenn beispielsweise LTE-Trägerbündelung implementiert wird, kann hinsichtlich des UE eine Notwendigkeit bestehen, dass Eigenschaften von der Antenneneinrichtung hiervon dynamisch eingestellt werden, während es mit einem Drahtlos-Netzwerk verbunden ist. Durch die Trägerbündelung kann das UE mehrere Funkfrequenzkanäle in einem oder mehreren Funkfrequenzbändern nutzen.
Um einen Bereich von „globalen” Funkfrequenzbändern zu unterstützen, wurde beim fortgeschrittenen Antennenentwurf ein Antennenabstimmer eingeführt. Die Antennen-Abstimmeinstellungen können in einer Entwicklungslabor-Umgebung vorbestimmt werden, und können in einer Nachschlagetabelle in einer Speichereinrichtung (beispielsweise ein Speicher) von dem UE (und/oder im Zusammenhang mit dem UE) zum Abrufen und zur Nutzung im Verlaufe des Betriebes von dem UE gespeichert werden. Während einer „Laufzeit”, welche sich auf das UE beziehen kann, welches eingeschaltet ist und im Betrieb ist, kann das UE die Antennenschaltung basierend auf einer Information abstimmen, welche von der Nachschlagetabelle für eine oder mehrere Trägerfrequenzen, welche von Interesse sind, abgerufen ist. Auf diese Art und Weise kann das UE einen größeren Bereich von Funkfrequenzen unter Nutzung einer Teilabdeckung-Antenneneinrichtung abdecken, welche, während sie im Gebrauch ist, auf die Trägerfrequenz, welche von Interesse ist, abgestimmt ist. Ein solcher statischer Einzelträger-Entwurf kann jedoch in einem Mehrband-Mehrträger-System nicht optimal sein, da der Frequenzgang der Antenneneinrichtung bei jeder Trägerfrequenz, welche von Interesse ist, über unterschiedliche Funkfrequenzbänder wesentlich schwanken kann. Daher wird ein dynamisches Antennen-Abstimmverfahren für Mehrband-Mehrträger-Systeme vorgeschlagen, um über die mehreren Funkfrequenzbänder hinweg, welche basierend auf genutzte Trägerfrequenzen und/oder basierend auf schwankenden Bedingungen des Kommunikationskanals veränderlich sind, eine optimale Leistung bereitzustellen, während ebenso Formfaktor- und Kosten-Spezifikationen erzielt werden.
Aufgrund einer Anzahl von Beschränkungen, welche einen Formfaktor für das UE einschließen, kann eine bestimmte Antenneneinrichtung im UE lediglich teilweise Mehrband-Mehrträger-Systeme unterstützen. Die Hauptanliegen können wie folgt zusammengefasst werden:

• Einige Antennen-Abstimmentwürfe können eine Antennen-Abstimmkonfiguration im Entwicklungslabor vorbestimmen, wobei sie jedoch nicht auf Mehrband-Mehrträger-Umgebungen adaptierbar sein können.
• Einige vorbestimmte Antennen-Abstimmentwürfe können im Hinblick auf Mehrband-Mehrträger-Kombinationen nicht skalierbar sein. Wenn die Anzahl von Mehrband-Mehrträger-Kombinationen zunimmt, können bestehende Schemata zusätzliche Konfigurationen erfordern, welche im Entwicklungslabor vorbestimmt werden müssen. Dieser Ablauf kann beim Antennenentwurf und der Entwicklung ineffizient sein.
• Einige vorbestimmte Antennen-Abstimmentwürfe berücksichtigen keine „Funk” Zustände, beispielsweise Kommunikationskanal-Eigenschaften für einen bzw. mehrere drahtlose Kommunikationskanäle zwischen dem UE und dem Drahtlos-Netzwerk. Somit kann der Entwurf in einer dynamisch schwankenden Kommunikationskanal-Umgebung nicht gut funktionieren. Es wird beispielsweise angenommen, dass eine erste Trägerfrequenz f₁ eine sehr gute Signalstärke hat, und dass eine zweite Trägerfrequenz f₂ eine sehr schlechte Signalstärke hat. Wenn das UE die Signalstärken der Trägerfrequenzen ignoriert und einen vorbestimmten Wert zum Abstimmen der Antenneneinrichtung nutzt, kann die gesamte Systemleistung unmittelbar beeinträchtigt werden. Wenn das UE jedoch die Antennenschaltung derart abstimmt, dass auf die schlechte Signalstärke von der zweiten Trägerfrequenz f₂ eingestellt wird, kann die Beeinflussung hinsichtlich der Leistung auf der ersten Trägerfrequenz f₁ sehr gering sein, während der Zugewinn für die zweite Trägerfrequenz f₂ wesentlich sein kann. Daher kann ein Optimieren der Leistung für eine oder mehrere Trägerfrequenzen, welche die „schlechtesten” Signalstärken haben, wenn die Antennenschaltung abgestimmt wird, zu einer besseren gesamten Systemleistung führen.

Ein Verfahren und eine Einrichtung zum Verbessern der Leistung in einem UE durch dynamisches Abstimmen einer Antennenschaltung können eine Hardware-Antennen-Abstimmschaltung, eine Basisband- und Funkfrequenz (BB/RF) Antennen-Abstimmsteuerung und einen Satz von physischen Antennen umfassen. Die Antennen-Abstimmsteuerung von BB/RF kann die Hardware-Antennen-Abstimmschaltung während der Laufzeit (beispielsweise für eine zukünftige Zeitperiode) für einen Betrieb in einem Mehrband-Mehrträger- und/oder einem Einzelfrequenzträger-Drahtlossystem dynamisch einstellen. 1B stellt eine beispielhafte Ausführungsform von einer Antenneneinrichtung zur dynamischen Antennenabstimmung dar.
Eine bestimmte Antenneneinrichtung und/oder ein Satz von physischen Antennen, welche in einer Antenneneinrichtung genutzt werden, kann bzw. können lediglich teilweise einen Satz von Funkfrequenzbändern, deren Abdeckung erforderlich sein kann, unterstützen. 2 stellt einen Bereich von Funkfrequenzen, welche von Interesse sind, beispielsweise von 700 MHz bis 2600 MHz, dar, und zeigt, dass ein Antennenfrequenzgang (Antennengewinn) für eine Antenneneinrichtung wesentlich über diesen Funkfrequenzbereich schwanken kann. Eine spezifische Antenne und/oder eine spezifische Antennen-Abstimmschaltung kann bzw. können keine Abdeckung für alle Funkfrequenzbänder, welche von Interesse sind, bereitstellen. Bei unterschiedlichen Abstimmungen der Antennenschaltung kann der Frequenzgang von der Antennenschaltung schwanken. Beispielsweise führen Antennen-Abstimmkonfigurationen A, B und C zu unterschiedlichen Antennenfrequenzgängen über den dargestellten Bereich von Funkfrequenzen. Es ist eine Aufgabe von Ausführungsformen dieser Beschreibung, die Antennenschaltung dynamisch abzustimmen, um eine optimale Leistung für einen Betrieb in mehreren Funkfrequenzbändern bereitzustellen.
Ein Verfahren, bei welchem eine Antennenschaltung optimal abgestimmt wird, beginnt mit einer Charakterisierung von dem Frequenzgang einer mehrfachen Anzahl von Antennen-Abstimmkonfigurationen. Eine Antennen-Abstimmkonfiguration kann einen Zustand für einen Satz von Antennen darstellen, und jede Antennen-Abstimmkonfiguration kann als ein fixierter Antenneneinrichtung-Entwurf in Betracht gezogen werden. Beim Start (beispielsweise Hochfahren) und/oder beim Aufwachen aus einem Ruhezustand-Modus kann ein Satz von einer Antennen-Abstimmkonfigurationsinformation in einen aktiven Speicher in der Mobilvorrichtung (beispielsweise das UE) geladen werden. Die Mobilvorrichtung kann eine Empfänger- und/oder Übertrager-Konfiguration-Information für einen Satz von aktiven Funkfrequenzen und eine Information über Bedingungen des Kommunikationskanals für aktuelle Uplink- und/oder aktuelle Downlink-Kommunikationskanäle einsammeln. Die Mobilvorrichtung kann nachfolgend mathematisch die Kommunikationskanal-Information und die Empfänger/Übertrager-Konfiguration-Information mit dem Satz von Antennen-Abstimmkonfigurationsinformation kombinieren, um eine optimale Antennen-Abstimmkonfiguration auszuwählen. Die Antennen-Abstimmsteuerung von BB/RF SW kann die Antennen-Abstimm-Hardware während der Laufzeit (beispielsweise, während das UE in Betrieb ist) dynamisch einstellen, um die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration zu implementieren.
Diese und weitere Ausführungsformen sind im Folgenden unter Bezugnahme auf 1A, 1B, 2, 3, 4 und 5 beschrieben. Der Fachmann wird jedoch leicht anerkennen, dass die hier gegebene detaillierte Beschreibung im Hinblick auf diese Figuren lediglich zum Zwecke der Erläuterung dient, und nicht als einschränkend auszulegen ist.
1A stellt ein veranschaulichendes Long Term Evolution (LTE) Drahtlos-Netzwerk 100, wie beispielsweise durch 3GPP spezifiziert, dar, welches ein Benutzer-Equipment (UE) 102 umfassen kann, welches über eine oder mehrere Funkverbindungen 126 mit einem oder mehreren Funksektoren 104, welche durch ein entwickeltes Funkzugriff-Netzwerk 122 bereitgestellt sind, verbunden ist. Jeder Funksektor 104 kann einen geografischen Bereich einer Funkabdeckung darstellen, welcher aus einem zugehörigen eNodeB 110 unter Nutzung eines Funkfrequenzkanals, welcher auf einer ausgewählten Frequenz arbeitet, hervorgeht. In einigen Ausführungsformen können die Funksektoren 104 ebenso als Zellen bezeichnet werden. Jeder eNodeB 110 kann einen oder mehrere Funksektoren 104 erzeugen, mit welchem bzw. mit welchen sich das UE 102 durch eine oder mehrere Funkverbindungen 126 verbinden kann. In einigen Drahtlos-Netzwerken 100 kann das UE 102 gleichzeitig mit zwei oder mehreren Funksektoren 104 verbunden werden. Die mehreren Funksektoren 104, mit welchen das UE 102 verbunden werden kann, können aus einem einzelnen eNodeB 110 oder aus separaten eNodeBs 110 hervorgehen. Eine Gruppe von eNodeBs kann als ein entwickeltes Universal-Mobil-Telecommunications System (UMTS) Funkzugriff-Netzwerk (eUTRAN) (engl.: Radio Access Network) 106 bezeichnet werden. Typischerweise kann jeder eNodeB 110 in einem eUTRAN 106 einen Satz von einem Funkfrequenz-Übertragungs- und Empfangs-Equipment, welches an einem Antennenmast eingerichtet ist, und eine Funksteuerung zum Steuern und Verarbeiten der übertragenen und empfangenen Funkfrequenzsignale umfassen. Der eNodeB 110 von dem eUTRAN 106 kann den Aufbau, die Wartung und die Freigabe der Funkverbindungen 126, welche das UE 102 mit einem entwickelten Funkzugriff-Netzwerk 122 verbinden, verwalten. In einigen Ausführungsformen kann der eNodeB 110 einen Zugriff auf ein Drahtlos-Netzwerk basierend auf einer LTE-Technologie bereitstellen, wie beispielsweise ein LTE-Drahtlos-Netzwerk 100 und/oder ein LTE-Advanced (LTE-A) Drahtlos-Netzwerk. Es wird jedoch anerkannt werden, dass verschiedenartige beispielhafte Ausführungsformen nicht auf die Anwendung im LTE-Drahtlos-Netzwerk 100 eingeschränkt sind.
Funkressourcen, welche die Funkverbindungen 126 in den Funksektoren 104 ausbilden, können unter Verwendung einer Anzahl von unterschiedlichen Multiplex-Techniken, welche Zeitmultiplex, Frequenzmultiplex, Codemultiplex, Raummultiplex und Kombinationen hiervon umfassen, zwischen mehreren UEs 102 gemeinsam benutzt werden. Eine Funkressourcen-Steuerung (RRC) (engl.: Radio Resource Control RRC) Signalisierung-Verbindung kann dazu verwendet werden, um zwischen dem UE 102 und dem eNodeB 110 in dem eUTRAN 106 von dem entwickelten Funkzugriff-Netzwerk 122 zu kommunizieren, einschließlich der Anfragen nach Funkressourcen an mehrere UEs 102 und der dynamischen Zuweisungen derer. Das UE 102 kann über einen oder mehrere Funksektoren 104 gleichzeitig mit dem entwickelten Funkzugriff-Netzwerk 128 verbunden werden.
Das entwickelte Funkzugriff-Netzwerk 122, welches Funkfrequenz-Luftschnittstelle-Verbindungen zum UE 102 bereitstellt, verbindet ebenso mit einem entwickelten Paketkern-Netzwerk 120. Das LTE-Drahtlos-Netzwerk 100 kann dazu entworfen sein, ausschließlich als ein paketvermittelndes Netzwerk zu arbeiten. Das entwickelte Paketkern-Netzwerk 120 kann dienende Gateways 112 umfassen, welches das entwickelte Funkzugriff-Netzwerk 122 mit öffentlichen Daten-Netzwerk (PDN) (engl.: Public Data Network PDN) Gateways 116 verbindet, welche mit externen Internet-Protokoll (IP) Netzwerken 118 verbinden. Die eNodeBs 110 können ebenso mit einer Mobilität-Verwaltung-Einheit (MME) (engl.: Mobility Management Entity MME) 114 verbunden sein, welche eine Steuerung über Verbindungen für das Benutzer-Equipment 102 bereitstellen kann. Der eNodeB 110 kann eine Zuweisung von Funkressourcen für die Funkverbindungen 126 an das Benutzer-Equipment 102 steuern. Der eNodeB 110 kann Funkruf-Meldungen an das Benutzer-Equipment 102 kommunizieren, einschließlich Funkruf-Meldungen, um eine RRC-Verbindung mit dem Benutzer-Equipment 102 und einen Übergang von einem RRC-Leerlaufzustand zu einem RRC-Verbindungs-Zustand aufzubauen. Der eNodeB 110 kann Funkressourcen für das UE 102 einplanen und Anzeigen von Funkressource-Zuweisungen unter Nutzung von Signalisierungsmeldungen, welche in einem physischen Abwärtsstrecke-Steuerkanal (PDCCH) (engl.: Physical Downlink Control Channel PDCCH) kommuniziert werden, bereitstellen. Das UE 102 kann den PDCCH überwachen, um zu bestimmen, wann Funkressourcen dem bestimmten UE 102 für eine Downlink-Übertragung vom eNodeB 110 oder für eine Uplink-Übertragung an den eNodeB 110 zugewiesen werden. Der eNodeB 110 kann ebenso Systeminformation-Block (SIB) (engl.: System Information Block SIB) Meldungen periodisch aussenden, um das UE 102 über Eigenschaften der Funksektoren 104 zu informieren, und/oder für Dienste, welche durch den eNodeB 110 bereitgestellt werden.
Wie zuvor erwähnt, können Funkressourcen, welche die Funkverbindungen 126 in den Funksektoren 104 ausbilden, unter Nutzung einer Anzahl von unterschiedlichen Multiplex-Techniken, welche Zeitmultiplex, Frequenzmultiplex, Codemultiplex, Raummultiplex und Kombinationen hiervon umfassen, zwischen mehreren UEs 102 gemeinsam benutzt werden. Dieses Multiplexen stellt eine wesentliche Herausforderung beim Abstimmen von Antennen in einer Mehrband-Mehrträger-Frequenzumgebung dar. Die Übertrager und die Empfänger, welche am UE 102 und an den eNodeBs 110 von dem Funksektor 104 angeordnet sind, müssen ihre Funktionen für Mehrträger-Frequenzen in mehreren Frequenzbändern durchführen. Das 3GPP hat einen Betrieb in 25 unterschiedlichen Funkfrequenzbändern für Frequenzmultiplex-Duplex (FDD) (engl.: Frequency Division Duplex FDD) Systeme und 11 unterschiedlichen Funkfrequenzbändern für Zeitmultiplex-Duplex (TDD) (engl.: Time Division Duplex TDD) Systeme spezifiziert. Diese Funkfrequenzbänder überspannen einen Bereich von Funkfrequenzen von 704 MHz bis 3800 MHz.
Darüber hinaus führt LTE-Advanced eine Spitzen-Datenrate-Anforderung von 3 Gbps im Downlink und 1,5 Mbps im Uplink ein. Diese Anforderung kann erzielt werden, indem die Kanalbandbreite mit einer Technologie erhöht wird, welche Trägerbündelung (CA) (engl.: Carrier Aggregation CA) genannt wird. Durch die Trägerbündelung wird die Kanalbandbreite erhöht, indem mehrere RF-Träger kombiniert werden. Es können dann Anwendungsdaten unter Nutzung mehrerer RF-Träger anstelle eines einzelnen Trägers übertragen und empfangen werden. Jeder einzelne RF-Träger kann als ein Teilträger (CC) (engl.: Component Carrier CC) bezeichnet werden. Die Trägerbündelung kann in der Uplink- und Downlink-Richtung angewendet werden. Ein Teilträger kann entweder eine Uplink-Kommunikation oder eine Downlink-Kommunikation oder lediglich eine Downlink-Kommunikation sein.
Ebenso kann das Benutzer-Equipment die Trägerbündelung unabhängig für das Empfangen und Übertragen bereitstellen. Das heißt, dass ein Benutzer-Equipment die Trägerbündelung lediglich in der Abwärtsstrecke-Richtung bereitstellen kann, während ein weiteres Benutzer-Equipment die Trägerbündelung sowohl in der Uplink-Richtung als auch der Downlink-Richtung bereitstellen kann. Die Trägerbündelung kann sowohl für Frequenzmultiplex-Duplex (FDD) Systeme als auch für Zeitmultiplex-Duplex (TDD) Systeme genutzt werden.
Die Trägerbündelung in LTE-Advanced kann mit einer Anzahl von Teilträgern, beispielsweise zwischen zwei und fünf Teilträgern, implementiert werden. Im Allgemeinen kann jeder Teilträger eine unterschiedliche Funkfrequenz-Kanalbandbreite nutzen. Eine LTE-Kanalbandbreite kann eine Breite im Bereich zwischen 1,4 MHz und 20 MHz haben. Wenn die Anzahl von Teilträgern gleich fünf beträgt und die Bandbreite von jedem Teilträger 20 MHz beträgt, kann die gebündelte Kanalbandbreite 100 MHz überspannen. Somit kann ein UE 102 dazu konfiguriert werden, mit einer Kanalbandbreite, welche 100 MHz beträgt, an den Funksektor 104 zu übertragen (und hiervon zu empfangen).
Zusätzlich definiert 3GPP drei allgemeine Typen von Trägerbündelung-Szenarien: zusammenhängendes Intraband, nicht-zusammenhängendes Intraband und nicht-zusammenhängendes Interband. Im Falle einer Intraband-Trägerbündelung befinden sich die Teilträger innerhalb eines individuellen Frequenzbandes und können zusammenhängend oder nicht-zusammenhängend sein. Das zusammenhängende Szenario bedeutet, dass die Teilträger unmittelbar nebeneinander liegen. Das nicht-zusammenhängende Szenario bedeutet, dass sich eine weitere Kanalbandbreite zwischen den Teilträgern befinden kann, beispielsweise eine Bandbreite von 1,4 MHz bis 20 MHz. Im Falle von dem nicht-zusammenhängenden Interband-Szenario befinden sich die Teilträger in unterschiedlichen Frequenzbändern.
In der LTE-Mehrband-Umgebung, und insbesondere mit Trägerbündelung, kann der Fachmann die Herausforderung erkennen, eine Antenne für UE 102 zu entwerfen, welche flexibel und kostengünstig sein kann, während ebenso eine gute Leistung unter einer Anzahl von unterschiedlichen Konfigurationen erzielt wird. Eine Lösung besteht darin, die Antenne dynamisch abzustimmen, um auf die fortwährenden Änderungen in den Trägerfrequenzen und Trägerbandbreiten einzustellen.
1B stellt eine Funkfrequenz (RF) Schaltung 150 dar. Die RF-Schaltung 150 kann eine Drahtlos-Schaltung umfassen, welche eine RF-integrierte Schaltung (IC), wie beispielsweise ein Basisband-Prozessor, und einen Satz von einer Drahtlos-Frontend (FE) Schaltung 151 umfassen kann. Die RF IC und die FE 151 können mit einem Satz von einer dynamisch abstimmbaren Antennen-Abstimmschaltung 152 gekoppelt sein, welche wiederum mit einem Hardware/Software-Modul gekoppelt sein kann, um eine Basisband-Funkfrequenz (BB/RF) Antennen-Abstimmsteuerung 153 bereitzustellen. Die Antennen-Abstimmschaltung 152 kann mit einem Satz von Antennen gekoppelt sein, beispielsweise physische Antennen ANT1 162 und ANT2 163. Die Antennen-Abstimmschaltung 152 kann mehrere passive Bauteile umfassen, wobei zumindest einige hiervon „abstimmbar” sein können, das heißt einstellbar auf unterschiedliche Werte. Wie in 1B dargestellt, kann die Antennen-Abstimmschaltung 152 wenigstens die folgenden Bauteile umfassen: Spulen L1 154, L2 155; Widerstände R1 156, R2 157; Kondensatoren C1 158, C2 159, C3 160 und C4 161. Es wurde zuvor ein Satz von Hardware-Bauteilen beschrieben. Wie dargestellt, können die Spulen und die Kondensatoren der Antennen-Abstimmschaltung 152 in einigen Ausführungsformen dynamisch einstellbar sein.
Wie in 1B gezeigt, kann die BB/RF-Antennen-Abstimmsteuerung 153 der Antennen-Abstimmschaltung 152 Eingaben bereitstellen. Basierend auf diesen Eingaben können Werte für die Spulen L1 154, L2 155 und die Kondensatoren C1 158, C2 159, C3 160 und C4 161 bestimmt werden. Die für diese abstimmbaren Bauteile verwendeten Werte können, zusammen mit Werten für die Widerstände R1 156, R2 157 und den Eigenschaften der physischen Antennen ANT1 162, ANT2 163, die gesamten Eigenschaften der dynamisch abgestimmten Antenneneinrichtung für die RF-Schaltung 150 bestimmen. Die Antennen-Abstimmschaltung 152 stellt eine darstellhafte Ausführungsform dar, und es können ebenso zusätzliche Ausführungsformen, welche weniger oder mehr abstimmbare Bauteile und/oder festgelegte Bauteile verwenden, in Betracht gezogen werden.
2 stellt einen Antennenfrequenzgang (oder einen Antennengewinn) 200 für einen Satz von unterschiedlichen Antennenzuständen A, B, C dar, welche unterschiedlichen Konfigurationen für eine Antenneneinrichtung entsprechen können. Ein Antennenzustand kann mit einer Antennen-Abstimmkonfiguration in Zusammenhang gebracht werden. Wie in 2 dargestellt, umfasst die Antennen-Abstimmkonfiguration B unterschiedliche Antennengewinn-Werte bei unterschiedlichen Funkfrequenzen in unterschiedlichen Funkfrequenzbändern. Als Beispiel:

• Im 800 MHz Funkfrequenzband hat der Antennenzustand B einen Antennenfrequenzgang f₁;
• Im 1900 MHz Funkfrequenzband hat der Antennenzustand B einen Antennenfrequenzgang f₂; und
• Im 2500 MHz Funkfrequenzband hat der Antennenzustand B einen Antennenfrequenzgang f₃.

Die zuvor genannten Funkfrequenzbänder sind ein Beispiel von unterschiedlichen Funkfrequenzbändern, welche durch einen Drahtlos-Netzwerkbetreiber dazu genutzt werden können, um einen 4G-Drahtlosdienst bereitzustellen. Bei einigen 4G-Drahtlosdiensten kann der Drahtlos-Netzwerkbetreiber es erfordern, dass ein UE 102 dazu in der Lage ist, gleichzeitig auf die UE-Antenneneinrichtung zuzugreifen und diese abzustimmen, um diese unterschiedlichen Funkfrequenzbänder zu unterstützen. Gemäß 2 zeigt ein Antennenzustand B einen schlechten Antennenfrequenzgang im 800-MHz-Funkfrequenzband. Im Vergleich hierzu, ist bei einem Antennenzustand B der Antennenfrequenzgang (Gewinn) im 1900-MHz- und 2500-MHz-Funkfrequenzband wesentlich höher. 2 stellt ebenso zwei weitere Antennenzustände dar, nämlich A und C. Der Fachmann wird anerkennen, dass der Antennenfrequenzgang zwischen den Antennenzuständen A, B und C beträchtlich unterschiedlich ist. Es gibt jedoch wenige Funkfrequenzwerte, bei welchen der Antennenfrequenzgang für jeden Antennenzustand gleich ist. Beispielsweise haben Zustand A und Zustand B ungefähr äquivalente Antennenfrequenzgang-Werte in der Nähe von 1900 MHz.
3 stellt ein Ablaufdiagramm 300 dar, in welchem ein Ablauf zum dynamischen Abstimmen einer Antennenschaltung in einem UE 102 in einer Mehrfach-Funkfrequenzband (Mehrband) Mehrträger-Umgebung angezeigt ist. Das Verfahren umfasst ein Messen von einer Signalstärke einer Trägerfrequenz für zwei oder mehrere aktive (Übertragung und/oder Empfang) Trägerfrequenzen für eine zukünftige Zeitperiode, welche der nächste Zeitschlitz sein kann; ein Bestimmen bei welcher der zwei oder mehreren aktiven Trägerfrequenzen die schlechteste Signalstärke gemessen ist; und ein dynamisches Abstimmen der Antenneneinrichtung, um den Antennenfrequenzgang (und daher die Signalstärke nach der Optimierung) für die aktive Trägerfrequenz, bei welcher die schlechteste Signalstärke gemessen ist, zu optimieren. In einigen Ausführungsformen stellt die zukünftige Zeitperiode eine nächste oder nachfolgende Zeitperiode dar, innerhalb welcher Übertragungen und/oder ein Empfang von Funkfrequenzsignalen auftreten können.
Gemäß dem Ablaufdiagramm 300 kann in einem ersten Schritt des Verfahrens, nämlich Schritt 301, die Signalstärke von jeder der aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und/oder jeder der aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen während einer Laufzeit und vor einer zukünftigen Zeitperiode gemessen werden. In einem zweiten Schritt, nämlich Schritt 302, wird, basierend auf Daten, welche in Schritt 301 erlangt sind, eine aktive Trägerfrequenz mit der schlechtesten Signalstärke bestimmt. In einem dritten Schritt, nämlich Schritt 303, wird eine Antennen-Abstimmkonfiguration im Zusammenhang mit der aktiven Trägerfrequenz, bei welcher bestimmt ist, dass sie die schlechteste Signalstärke hat, ausgewählt. Durch dieses Verfahren kann die aktive Trägerfrequenz mit der schlechtesten gemessenen Signalstärke verbessert werden, indem die Antennen-Abstimmkonfiguration, welche benutzt wird, ausgewählt wird, um zumindest teilweise die schlechte Signalstärke von der „schlechtesten” aktive Trägerfrequenz zu kompensieren. Darüber hinaus können mit der ausgewählten Antennen-Abstimmkonfiguration die aktiven Trägerfrequenzen, welche stärkere gemessene Signalstärken haben, durch die ausgewählte Antennen-Abstimmkonfiguration nicht wesentlich beeinflusst werden. Somit kann die Antenneneinrichtung eine bessere Gesamtleistung bereitstellen. Die Schritte 301, 302 und 303 können für jede zukünftige Zeitperiode wiederholt werden.
4 stellt ein Ablaufdiagramm 400 dar, welches einen Ablauf zum dynamischen Abstimmen einer Antennenschaltung von dem UE 102 während eines Betriebes in einer Mehrband-Umgebung darstellt. Die Schritte zum Auswählen der optimalen Antennen-Abstimmkonfiguration können zumindest das Folgende umfassen:

1. Charakterisieren eines Antennenfrequenzgangs für jede Antennen-Abstimmkonfiguration, beispielsweise im Entwicklungslabor (Schritt 401), und Speichern der Antennenfrequenzganginformation im UE 102 (Schritt 402). Es wird angenommen, dass A_i einen Antennenfrequenzgang im Zusammenhang mit einer Antennen-Abstimmkonfiguration i, i ∊ I darstellt, wobei I einen Satz von unterschiedlichen Antennen-Abstimmkonfigurationen darstellt.
2. Im Verlaufe eines Hochfahrens einer Drahtlosschaltung von dem UE 102, beispielsweise ein Basisband-Prozessor und/oder eine weitere drahtlose Verarbeitungsschaltung 506 (Schritt 403), lädt das UE 102 die Antennenfrequenzganginformation in den Speicher 504 des UE 102 (Schritt 404), und nutzt die Antennenfrequenzganginformation als eine Eingabe in ein Antennen-Abstimm-Steuermodul (beispielsweise die BB/RF-Antennen-Abstimmsteuerung 153, wie in 1B dargestellt).
3. Während eines normalen Betriebes bestimmt das UE 102 einen Satz von Übertragungs-(Tx)- und/oder Empfangs-(Rx)-Frequenzen, welche im Verlaufe einer zukünftigen (beispielsweise nächsten) Zeitperiode aktiv sein können (Schritt 405). Der Satz von Übertragungs-(Tx)- und/oder Empfangs-(Rx)-Frequenzen kann ein Satz von Trägerfrequenzen sein. Es wird angenommen, dass F den Satz von aktiven Tx/Rx-Trägerfrequenzen kennzeichnet.
4. Das UE 102 bestimmt einen Satz von Zuständen für die UL/DL-Kommunikationskanal-Zustände, beispielsweise eine Information basierend auf vergangene, jüngste und/oder aktuelle Kommunikationskanal-Zustände (Schritt 406). Es wird angenommen, dass T und R jeweils den Satz von UL/DL-Kommunikationskanal-Zuständen kennzeichnen.
5. Das UE 102 bestimmt eine optimale Antennen-Abstimmkonfiguration i* basierend auf eingesammelten Eingaben (Schritt 407).
H stellt eine Kosten-/Gewinn-Funktion dar; {A_i} stellt den Satz von Antennenfrequenzgängen für den Satz von Antennen-Abstimmkonfigurationen I dar, wobei i eine bestimmte Antennen-Abstimmkonfiguration i, i ∊ I darstellt; F stellt den Satz von aktiven Tx/Rx-Frequenzen dar; während T und R jeweils den Satz von Bedingungen eines UL-Kommunikationskanals und Bedingungen eines DL-Kommunikationskanals darstellen. Indem Berechnungen von der Kosten-/Gewinn-Funktion von Gleichung (1) genutzt werden, kann die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration i* bestimmt werden.
6. Das UE 102 wendet die ausgewählte Antennen-Abstimmkonfiguration i* bei der Antennen-Abstimm-Hardware an (Schritt 408).

Der Zeitpunkt für die Antenneneinrichtung zum Konfigurieren und Optimieren der Abstimmung von der Antennenschaltung für eine zukünftige Zeitperiode kann als der Zeitpunkt zum Ausführen von Schritten 404, 405, 406, 407 und 408 definiert werden. Eine Ausführungszeit zum Konfigurieren und Optimieren der Abstimmung von der Antennenschaltung kann in einigen Ausführungsformen weniger als 1 Millisekunde betragen. Die Schritte 404, 405, 406, 407 und 408 können für jede zukünftige Zeitperiode wiederholt werden.
Beim Antennenentwurf können die Eigenschaften von einer Antenne durch eine Kostenfunktion bestimmt werden. Die Kostenfunktion im Zusammenhang mit der spezifischen Antenne, welche von Interesse ist, quantifiziert eine Verbesserung und Optimierung. Indem die Parameter von der Kosten-Funktion variiert werden, kann die Leistung von der Antenne eingestellt werden, wodurch somit eine optimale Antennen-Abstimmkonfiguration bestimmt werden kann. Wie in Gleichung (1) erwähnt, kann die Kosten-/Gewinn-Funktion durch Parameter von dem Antennenfrequenzgang für einen Satz von zwei oder mehreren Antennen-Abstimmkonfigurationen {A_i}, einen Satz von aktiven Übertragungs-Frequenzen und/oder Empfangs-Frequenzen {F}, und den Satz von Zuständen, welcher die aktuellen Bedingungen des Kommunikationskanals für die Uplink- und Downlink-Kommunikationskanäle {R, T} charakterisiert, bestimmt werden. Die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration kann basierend auf der Bestimmung eines Wertes für i, welcher die Kosten-/Gewinn-Funktion maximiert, bestimmt werden, beispielsweise ein Argument des Maximalwertes (argmax) von der in Gleichung (1) angezeigten Kosten-/Gewinn-Funktion.
Es können Verfahren zum Bestimmen der optimalen Antennen-Abstimmkonfiguration durch unterschiedliche Optimierungskriterien implementiert werden. Das heißt, dass, basierend auf einem Entwurfsziele, unterschiedliche Kosten-/Gewinn-Funktionen genutzt werden können. Es können unterschiedliche Entwurfsziele genutzt werden, wie beispielsweise das Aufnehmen unterschiedlicher Kombinationen von Empfangs-Trägerfrequenzen und Übertragungs-Trägerfrequenzen. Beispielsweise kann es notwendig sein, dass ein UE 102 drei eindeutige Funkfrequenzbänder unterstützt, wobei: ein Funkfrequenzband sowohl Txals auch Rx-Trägerfrequenzen umfassen kann, während die weiteren zwei Funkfrequenzbänder lediglich Rx-Trägerfrequenzen umfassen können. Die Kombination von einer oder von mehreren aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und einer oder mehreren aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen kann vor jeder zukünftigen Zeitperiode bestimmt werden.
Es wird angenommen, dass die Trägerfrequenzen für diese Funkfrequenzbänder durch f_1,t, f_1,r, f_2,r, f_3,r (wobei der Index „t” oder „r” jeweils eine Übertragungs-Trägerfrequenz oder eine Empfangs-Trägerfrequenz anzeigt), und ihre entsprechenden Antennengewinne für eine Antennen-Abstimmkonfiguration i, i ∊ I durch a_i,1t, a_i1r, a_i,2r, a_i,3r dargestellt werden. Es wird angenommen, dass die Empfangsempfindlichkeit und ein aktueller Wert für eine empfangene Signalstärke-Anzeige (RSSI) für diese Trägerfrequenzen durch (R₁, RSSI₁), (R₂, RSSI₂) und (R₃, RSSI₃) dargestellt werden; ein maximaler Übertragungs-Leistungspegel und ein aktueller Tx-Leistungspegel durch (T_max1, T₁) dargestellt werden; und ein Antennen-Koeffizient durch a_i dargestellt wird. Eine Kosten-Funktion für die Antennen-Abstimmkonfiguration i, i ∊ I kann definiert werden durch: H_i = a_i,1t(T₁ – T_max1) + a_i,1r(RSSI₁ – R₁) + a_i,2r(RSSI₂ – R₂) + a_i,3r(RSSI₃ – R₃). (2)
Wie durch Gleichung (2) dargestellt, kann eine Kosten-/Gewinn-Funktion für einen bestimmten Antennenzustand eine Funktion von den Übertragungs-Leistungspegeln und den Empfangs-Signalstärken sein. Bei höheren Übertragungs-Leistungswerten und bei niedrigeren Empfangs-Signalstärken kann der Wert der Kosten-/Gewinn-Funktion zunehmen. Somit kann ein Verfahren zum Ausgleichen einer Antennenabstimmung zwischen „besseren” Trägerfrequenzen und „schlechteren” Trägerfrequenzen eine Leistung von der Antenneneinrichtung verbessern. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren Gewichtungsfaktoren zum Hervorheben eines Satzes von kritischen Signalzuständen einstellen. Wenn beispielsweise die Empfangs-Signalstärke und/oder die Übertragungs-Leistungswerte schlecht sind, können unterschiedliche Gewinne in einer unterschiedlichen Antennen-Abstimmkonfiguration dazu genutzt werden, um die Leistung zu beeinflussen.
Das zuvor genannte dynamische Antennen-Abstimmverfahren kann die folgenden Vorteile für ein Benutzer-Equipment, welches in einem Drahtlos-Netzwerk arbeitet, bereitstellen:

• Das Verfahren kann eine optimale Antennen-Abstimmkonfiguration im Verlaufe einer Laufzeit (beispielsweise für eine bestimmte aktuelle und/oder zukünftige Zeitperiode), welche für ein Mehrband-Mehrträger-System „abgestimmt” ist, bestimmen. Das Verfahren stellt zusätzlich einen dynamischen Antennen-Abstimmbetrieb für das Benutzer-Equipment in einem Einzelfrequenzträgersystem bereit.
• Das Verfahren kann eine Anzahl von unterschiedlichen Mehrband-Mehrträger-Kombinationen unterbringen. Die Komplexität des dynamischen Antennen-Abstimmverfahrens wird durch eine Änderung in der Anzahl von benutzten Funkfrequenzträgern minimal beeinflusst, und es können unterschiedliche Kombinationen von Funkfrequenzträgern durch das dynamische Antennen-Abstimmverfahren untergebracht werden. Das Mehrband-Mehrträger-System kann unterschiedliche Kombinationen von Empfangs-Funkfrequenzträgern und Übertragungs-Funkfrequenzträgern umfassen.
• Das Verfahren kann die Uplink- und Downlink-Funkkommunikation-Kanalzustände analysieren, um eine Information zu ermitteln, um beim Bestimmen der optimalen Antennen-Abstimmkonfiguration zu unterstützen, und kann somit die Gesamtleistung von dem Benutzer-Equipment in einem Drahtlos-Netzwerk verbessern.
• Das dynamische Antennen-Abstimmverfahren kann Empfangs-Trägerfrequenzen Rx und/oder Übertragungs-Trägerfrequenzen Tx separat analysieren, um die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration zu bestimmen. Demgemäß kann das dynamische Antennen-Abstimmverfahren die Leistung von dem UE basierend auf einem Satz von aktuellen, vergangenen und/oder vorhergesagten zukünftigen Übertragungs- und/oder Empfangs-Kommunikationskanal-Zuständen optimieren.

In 2 stellt die BB/RF-Antennen-Abstimmsteuerung 153 der Antennen-Abstimmschaltung 152 Eingabeparameter bereit, um die Antenneneinrichtung dynamisch abzustimmen. In einer Ausführungsform berechnet die BB/RF-Antennen-Abstimmsteuerung 153 die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration basierend auf dem Ablaufdiagramm 400 von 4 und der Gleichung (1). In einer weiteren Ausführungsform berechnet die BB/RF-Antennen-Abstimmsteuerung 153 die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration basierend auf dem Ablaufdiagramm 300 von 3.
5 stellt ein Blockdiagramm von einer Einrichtung 500, welche ein Abschnitt von dem UE 102 sein kann, gemäß einigen Ausführungsformen dar. Die Einrichtung von 5 kann dazu konfiguriert sein, eine dynamische Antennenabstimmung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen durchzuführen. Es wird anerkannt werden, dass die Bauteile, Vorrichtungen oder Elemente, wie in 5 dargestellt und im Hinblick hierauf beschrieben, nicht verbindlich sein können und somit einige in bestimmten Ausführungsformen ausgelassen werden können. Zusätzlich können einige Ausführungsformen weitere oder unterschiedliche Bauteile, Vorrichtungen oder Elemente jenseits jenen, wie in 5 dargestellt und im Hinblick hierauf beschrieben, umfassen.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Einrichtung 500 eine Verarbeitungsschaltung 506 umfassen, welche dazu konfigurierbar ist, Aktionen gemäß einer oder mehreren hier beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen. In dieser Hinsicht kann die Verarbeitungsschaltung 506 dazu konfiguriert sein, eine Leistung von einer oder mehreren Funktionalitäten von der Einrichtung 500 gemäß verschiedenartiger Ausführungsformen durchzuführen und/oder zu steuern, und kann somit ein Element zum Durchführen von Funktionalitäten der Einrichtung 500 gemäß verschiedenartiger Ausführungsformen bereitstellen. Die Verarbeitungsschaltung 506 kann dazu konfiguriert sein, eine Datenverarbeitung, eine Anwendungsausführung und/oder weitere Verarbeitungs- und Verwaltungsdienste gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen durchzuführen.
In einigen Ausführungsformen kann die Einrichtung 500 oder ein oder mehrere Abschnitte oder ein oder mehrere Bauteile davon, wie beispielsweise die Verarbeitungsschaltung 506, einen oder mehrere Chipsätze umfassen, welche jeweils einen oder mehrere Chips umfassen können. Die Verarbeitungsschaltung 506 und/oder ein oder mehrere weitere Bauteile von der Einrichtung 500 können daher in einigen Fällen dazu konfiguriert sein, eine Ausführungsform auf einem Chipsatz zu implementieren, welcher einen oder mehrere Chips umfasst. In einigen beispielhaften Ausführungsformen, bei welchen ein oder mehrere Bauteile von der Einrichtung 500 als ein Chipsatz ausgeführt sind, kann der Chipsatz dazu in der Lage sein, es einer Berechnungsvorrichtung, beispielsweise das UE 102, zu ermöglichen, in dem Drahtlos-Netzwerk 100 zu operieren, sobald auf der Berechnungsvorrichtung, beispielsweise das UE 102, implementiert oder andersartig hiermit wirksam gekoppelt. Somit kann beispielsweise ein oder können mehrere Bauteile von der Einrichtung 500 einen Chipsatz bereitstellen, welcher dazu konfiguriert ist, es zu ermöglichen, dass eine Berechnungsvorrichtung unter Verwendung von einer oder mehreren zellularen Drahtlos-Technologien kommuniziert. In einigen Ausführungsformen kann die Verarbeitungsschaltung 506 einen Prozessor 502 umfassen, und in einigen Ausführungsformen, wie beispielsweise jene, wie in 5 dargestellt, kann sie ferner einen Speicher 504 umfassen. Die Verarbeitungsschaltung 506 kann mit einer Drahtlosschaltung 510 und/oder einem Kanal-Abschätzmodul 508 in Kommunikation stehen oder andersartig steuern.
Der Prozessor 502 kann in vielfältigen Formen ausgeführt sein. Beispielsweise kann der Prozessor 502 als ein verschiedenartig verarbeitendes, hardwarebasiertes Element ausgeführt sein, wie beispielsweise ein Mikroprozessor, ein Coprozessor, eine Steuerung oder verschiedenartige weitere Berechnungs- oder Verarbeitungsvorrichtungen, welche integrierte Schaltungen umfassen, wie beispielsweise eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) (engl.: Application Specific Integrated Circuit ASIC), ein FPGA (feldprogrammierbares Gate-Array) (engl.: Field Programmable Gate Array FPGA), einige Kombinationen hiervon, oder dergleichen. Obwohl als ein einzelner Prozessor dargestellt, wird es verständlich sein, dass der Prozessor 502 mehrere Prozessoren umfassen kann. Die mehreren Prozessoren können miteinander in operativer Kommunikation stehen und können kollektiv dazu ausgebildet sein, eine oder mehrere Funktionalitäten von der Einrichtung 500 durchzuführen, wie hier beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann der Prozessor 502 dazu ausgebildet sein, Anweisungen auszuführen, welche in dem Speicher 504 gespeichert sein können oder welche andersartig für den Prozessor 502 zugreifbar sein können. Somit, unabhängig davon, ob durch Hardware oder durch eine Kombination aus Hardware und Software konfiguriert, kann der Prozessor 502 dazu in der Lage sein, Betriebe gemäß verschiedenartiger Ausführungsformen, während entsprechend konfiguriert, durchzuführen.
In einigen Ausführungsformen kann der Speicher 504 eine oder mehrere Speichervorrichtungen umfassen. Der Speicher 504 kann festgelegte und/oder entnehmbare Speichervorrichtungen umfassen. In einigen Ausführungsformen kann der Speicher 504 ein nicht-flüchtiges, computerlesbares Speichermedium bereitstellen, welches Computerprogramm-Anweisungen speichern kann, welche durch den Prozessor 502 ausgeführt werden können. In dieser Hinsicht kann der Speicher 504 dazu konfiguriert sein, eine Information, Daten, Anwendungen, Anweisungen und/oder dergleichen zu speichern, um es der Einrichtung 500 zu ermöglichen, verschiedenartige Funktionen gemäß einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen durchzuführen. In einigen Ausführungsformen kann der Speicher 504 in Kommunikation stehen mit einem oder mehreren von dem Prozessor 502, der Drahtlosschaltung 510 oder dem Kanal-Abschätzmodul 508, und zwar über einen oder mehrere Busse, zum Übertragen einer Information zwischen Bauteilen von der Einrichtung 500.
Die Einrichtung 500 kann ferner eine Drahtlosschaltung 510 umfassen. Die Drahtlosschaltung 510 kann dazu konfiguriert sein, es der Einrichtung 500 zu ermöglichen, gemäß einer oder mehreren Drahtlos-Netzwerktechnologien Drahtlossignale zu senden und Signale zu empfangen. Somit kann es die Drahtlosschaltung 510 ermöglichen, dass die Einrichtung 500 Signale an einen eNodeB 110 (oder ein Äquivalent) von einem Drahtlos-Netzwerk sendet und Signale hiervon empfängt. In einigen Ausführungsformen umfasst die Drahtlosschaltung 510 Hardware- und/oder Software-Module, um Betriebe zum Umwandeln von digitalen Daten in und/oder von analogen Drahtlos-Funkfrequenz-Wellenformen durchzuführen.
Die Einrichtung 500 kann ferner ein Kanal-Abschätzmodul 508 umfassen. Das Kanal-Abschätzmodul 508 kann als ein verschiedenartiges Element ausgeführt sein, wie beispielsweise eine Schaltung, Hardware, ein Computerprogrammprodukt, welches computerlesbare Programmanweisungen umfasst, welche auf einem computerlesbaren Medium (beispielsweise der Speicher 504) gespeichert sind und durch eine Verarbeitungsvorrichtung (beispielsweise der Prozessor 502) ausgeführt werden, oder eine bestimmte Kombination hiervon. In einigen Ausführungsformen kann der Prozessor 502 (oder die Verarbeitungsschaltung 506) das Kanal-Abschätzmodul 508 umfassen oder andersartig steuern. Das Kanal-Abschätzmodul 508 kann dazu konfiguriert sein, eine Kanalabschätzung gemäß einer oder mehreren hier beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen und/oder andersartig zu steuern.
Die RF-Schaltung 150 von 1B kann ein Abschnitt von der Einrichtung 500 sein. (Die Einrichtung 500 kann ein Abschnitt von dem UE 102 sein). Die BB/RF-Antennen-Abstimmsteuerung 153 kann ein Abschnitt einer Verarbeitungsschaltung 506 und ein Abschnitt von dem Kanal-Abschätzmodul 508 sein. Die BB/RF-Antennen-Abstimmsteuerung 153 kann ein Abschnitt von dem Prozessor 502 und ein Abschnitt von dem Speicher 504 sein. Ähnlich können die Antennen-Abstimmschaltung 152, die physischen Antennen ANT1 162 und ANT2 163, und die RF IC und das Frontend 151 ein Abschnitt von der Drahtlosschaltung 510 sein.
Zusammengefaßt, umfasst ein Verfahren zum dynamischen Abstimmen einer Antennenschaltung von einem Benutzer-Equipment (UE 102) in einem Mehrband-Mehrträger-Drahtlossystem, dass das UE 102 eine Antennenfrequenzganginformation für zwei oder mehrere Antennen-Abstimmkonfigurationen in einen UE-Speicher 504 lädt; einen Satz von aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen für eine zukünftige Zeitperiode bestimmt; einen Satz von Zuständen bestimmt, welcher aktuelle Bedingungen eines Uplink-Kommunikationskanals und aktuelle Bedingungen eines Downlink-Kommunikationskanals charakterisiert; eine optimale Antennen-Abstimmkonfiguration basierend auf dem Satz von aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und Übertragungs-Trägerfrequenzen für die zukünftige Zeitperiode und dem Satz von Zuständen, welcher die aktuellen Bedingungen des Uplink-Kommunikationskanals und die aktuellen Bedingungen des Downlink-Kommunikationskanals charakterisiert, bestimmt; und die Antennenschaltung von dem UE 102 auf die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration für die zukünftige Zeitperiode dynamisch abstimmt.
Das Verfahren umfasst ebenso ein Bestimmen der optimalen Antennen-Abstimmkonfiguration, welches ein Berechnen eines Arguments von einem Maximum (argmax) von einer Kosten-/Gewinn-Funktion umfasst. Die Kosten-/Gewinn-Funktion wird basierend auf einer Antennenfrequenzganginformation für jede von zwei oder mehreren Antennen-Abstimmkonfigurationen; dem Satz von aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und Übertragungs-Trägerfrequenzen für die zukünftige Zeitperiode; und dem Satz von Zuständen, welcher die aktuellen Bedingungen des Uplink-Kommunikationskanals und die aktuellen Bedingungen des Downlink-Kommunikationskanals charakterisiert, berechnet. Der Satz von aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen umfasst eine Kombination von einer oder mehreren aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und/oder einer oder mehreren aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen, wobei die Kombination von der einen oder den mehreren aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und/oder der einen oder den mehreren aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen für eine zukünftige Zeitperiode bestimmt wird.
Die vorhergehende Beschreibung, welche zum Zwecke der Erläuterung dient, nutzt eine spezifische Nomenklatur, um ein durchgängiges Verständnis der beschriebenen Ausführungsformen bereitzustellen. Es wird jedoch dem Fachmann offensichtlich sein, dass die spezifischen Details nicht erforderlich sind, um die beschriebenen Ausführungsformen in die Praxis umzusetzen. Somit sind die oben aufgeführten Beschreibungen der hier beschriebenen spezifischen Ausführungsformen zum Zwecke der Darstellung und der Beschreibung dargelegt. Es ist nicht beabsichtigt, dass sie erschöpfend sind oder die Ausführungsformen die offenbarten präzisen Formen einschränken. Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass viele Modifikationen und Variationen angesichts der zuvor genannten Lehre möglich sind.

Claims

Verfahren zum dynamischen Abstimmen einer Antennenschaltung von einem Benutzer-Equipment (UE) in einem Mehrband-Mehrträger-Drahtlossystem, wobei das Verfahren beim UE umfasst: Laden von einer Antennenfrequenzganginformation für zwei oder mehrere Antennen-Abstimmkonfigurationen in einen UE-Speicher; Bestimmen von einem Satz von aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen für eine zukünftige Zeitperiode; Bestimmen von einem Satz von Zuständen, welcher aktuelle Bedingungen eines Uplink-Kommunikationskanals und aktuelle Bedingungen eines Downlink-Kommunikationskanals charakterisiert; Bestimmen von einer optimalen Antennen-Abstimmkonfiguration, basierend auf dem Satz von aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen für die zukünftige Zeitperiode, und dem Satz von Zuständen, welcher die aktuellen Bedingungen des Uplink-Kommunikationskanals und die aktuellen Bedingungen des Downlink-Kommunikationskanals charakterisiert; und dynamisches Abstimmen der Antennenschaltung von dem UE auf die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration für die zukünftige Zeitperiode.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Bestimmen der optimalen Antennen-Abstimmkonfiguration ein Berechnen eines Arguments von einem Maximum (argmax) von einer Kosten-/Gewinn-Funktion umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem die Kosten-/Gewinn-Funktion umfasst: eine Antennenfrequenzganginformation für jede von zwei oder mehreren Antennen-Abstimmkonfigurationen; den Satz von aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen für die zukünftige Zeitperiode; und den Satz von Zuständen, welcher die aktuellen Bedingungen des Uplink-Kommunikationskanals und die aktuellen Bedingungen des Downlink-Kommunikationskanals charakterisiert.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei welchem die Kosten-/Gewinn-Funktion eine Funktion von einem Übertragungs-Leistungspegel und einer Empfangs-Signalstärke ist, welche eine Antennen-Abstimmkonfiguration charakterisiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welches ferner ein separates Analysieren der aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und der aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen umfasst, um die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration zu bestimmen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verfahren eine Antennenschaltung-Abstimmung von einem Einzelfrequenzträgersystem bereitstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem die Antennenfrequenzganginformation einen Satz von Antennenfrequenzgängen für jede der zwei oder mehreren Antennen-Abstimmkonfigurationen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem der Satz von aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen eine Kombination von einer oder mehreren aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und einer oder mehreren aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen umfasst, wobei die Kombination von der einen oder den mehreren aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und der einen oder den mehreren aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen für die zukünftige Zeitperiode bestimmt wird.
Einrichtung zum dynamischen Abstimmen einer Antennenschaltung von einem Benutzer-Equipment (UE) in einem Mehrband-Mehrträger-Drahtlossystem, wobei die Einrichtung umfasst: eine Antennen-Abstimmschaltung, wobei die Antennen-Abstimmschaltung zwischen einer integrierten Hochfrequenzschaltung (RF IC) und einem Frontend von einem Transceiver und einer oder mehreren physischen Antennen gekoppelt ist, wobei die Antennen-Abstimmschaltung einstellbare Hardware-Bauteile umfasst, und eine Antennen-Abstimmsteuerung, wobei die Antennen-Abstimmsteuerung mit der Antennen-Abstimmschaltung gekoppelt ist, wobei die Antennen-Abstimmsteuerung eine Abstimmung der Antennenschaltung in dem Mehrband-Mehrträger-Drahtlossystem optimiert durch: Laden von einer Antennenfrequenzganginformation für zwei oder mehrere Antennen-Abstimmkonfigurationen in einen UE-Speicher; Bestimmen von einem Satz von aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen für eine zukünftige Zeitperiode; Bestimmen von einem Satz von Zuständen, welcher aktuelle Bedingungen eines Uplink-Kommunikationskanals und aktuelle Bedingungen eines Downlink-Kommunikationskanals charakterisiert; Bestimmen von einer optimale Antennen-Abstimmkonfiguration, basierend auf dem Satz von aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen für die zukünftige Zeitperiode, und dem Satz von Zuständen, welcher die aktuellen Bedingungen des Uplink-Kommunikationskanals und die aktuellen Bedingungen des Downlink-Kommunikationskanals charakterisiert; und dynamisches Abstimmen der Antennen-Abstimmschaltung von dem UE auf die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration für die zukünftige Zeitperiode.
Einrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die Antennen-Abstimmsteuerung ein Argument von einem Maximum (argmax) von einer Kosten-/Gewinn-Funktion berechnet, um die Werte der Bauteile von der Antennen-Abstimmschaltung zu bestimmen.
Einrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die Kosten-/Gewinn-Funktion umfasst: eine Antennenfrequenzganginformation für zwei oder mehrere Antennen-Abstimmkonfigurationen von der Antennenschaltung; einen Satz von aktiven Empfangs-Frequenzen und aktiven Übertragungs-Frequenzen für eine zukünftige Zeitperiode; und einen Satz von Zuständen, welcher aktuelle Bedingungen des Uplink-Kommunikationskanals und aktuelle Bedingungen des Downlink-Kommunikationskanals charakterisiert.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei welcher eine Ausführungszeit zum Konfigurieren und Optimieren der Abstimmung von der Antennenschaltung weniger als 1 Millisekunde beträgt.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei welcher das UE dazu ausgebildet ist, einen Satz von Trägerfrequenzen zu nutzen, welcher eine Kombination von einer oder mehreren aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und einer oder mehreren aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 13, bei welcher die Kombination von der einen oder den mehreren aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und der einen oder den mehreren aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen für eine zukünftige Zeitperiode bestimmt ist.
Nicht-flüchtiges, computerlesbares Speichermedium mit darauf gespeicherten Computerprogrammcode, wobei der Computerprogrammcode, sobald durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt, welche in einem Mehrband-Mehrträger-Drahtlossystem in einem Benutzer-Equipment (UE) implementiert sind, das UE veranlasst, ein Verfahren durchzuführen, welches umfasst: Laden von einer Antennenfrequenzganginformation für zwei oder mehrere Antennen-Abstimmkonfigurationen in einen UE-Speicher; Bestimmen von einem Satz von aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen für eine zukünftige Zeitperiode; Bestimmen von einem Satz von Zuständen, welcher aktuelle Bedingungen eines Uplink-Kommunikationskanals und aktuelle Bedingungen eines Downlink-Kommunikationskanals charakterisiert; Bestimmen von einer optimale Antennen-Abstimmkonfiguration, basierend auf dem Satz von aktiven Empfangs-Trägerfrequenzen und aktiven Übertragungs-Trägerfrequenzen für die zukünftige Zeitperiode, und dem Satz von Zuständen, welcher die aktuellen Bedingungen des Uplink-Kommunikationskanals und die aktuellen Bedingungen des Downlink-Kommunikationskanals charakterisiert; und dynamisches Abstimmen der Antennenschaltung von dem UE auf die optimale Antennen-Abstimmkonfiguration für die zukünftige Zeitperiode.