DE102018103281A1

DE102018103281A1 - Antennenabstimmvorrichtungen und Antennenabstimmverfahren

Info

Publication number: DE102018103281A1
Application number: DE102018103281.1A
Authority: DE
Inventors: Dae-Young Kim; Min-goo Kim; Joo-Hyun Do; Young-ik Cho
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2018-02-14
Publication date: 2018-08-23
Also published as: US11064505B2; US20180242334A1; US20200146023A1; US10560953B2; CN108461918B; CN108461918A

Abstract

Antennenabstimmung kann enthalten: das Durchführen von Mehrfachabtastung auf einem Sendesignal (S), das an eine Antenne (ANT) angelegt ist, und einem Empfangssignal (R), das dem Sendesignal (S) während einer Zeitdauer, in welcher eine erste Frequenz dem Sendesignal (S) zugeordnet ist, entspricht, sodass Abtastdaten basierend auf der Mehrfachabtastung erzeugt werden, wobei die Abtastdaten Daten enthalten, die dem Sendesignal (S) entsprechen und Daten, die dem Empfangssignal (R) entsprechen. Das Verfahren kann enthalten: das Berechnen eines Parameters basierend auf den Abtastdaten, und das Abstimmen, basierend auf dem Parameter, der Antenne (ANT). Eine Vorrichtung kann enthalten: eine Steuerschaltung, um die Mehrfachabtastung durchzuführen und einen Abtastwert einzustellen, ein Hochfrequenz-Frontend (200), um das Sendesignal (S) basierend auf der Frequenz zu modulieren und ein Rücklaufsignal des Sendesignal (S) oder ein Reflexionssignal anzulegen, und eine Antennenabstimmschaltung (300), um eine Resonanzfrequenz oder eine Impedanz der Antenne (ANT) gemäß dem Abstimmwert anzupassen.

Description

Hintergrund
Die erfinderischen Konzepte betreffen eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, und insbesondere Antennenabstimmvorrichtungen, die in drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen vorgesehen („enthalten“) sind, und Abstimmverfahren von („damit assoziierten“) Antennenabstimmvorrichtungen.
Bei einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung beeinflusst die Leistung einer Antenne die Effizienz der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung was das drahtlose Signalsenden angeht. Die Leistung der Antenne kann jederzeit gemäß einer Umgebung, in welcher die drahtlose Kommunikationsvorrichtung benutzt wird, variieren. Beispielsweise kann, unter der Annahme, dass ein Anschluss, der ein Metallgehäuse enthält, verwendet wird, eine Impedanzfehlanpassung (Impedance Mismatch) der Antenne auftreten, wenn eine externe Umgebung verändert wird (z.B. wenn ein Handgriff ausgeführt wird, ein universeller serieller Bus (USB) verwendet wird, oder eine Kopfhörerbuchse/-stecker angeschlossen wird), eine Resonanzfrequenz der Antenne kann verändert sein und eine Antennenleistung kann verringert sein. Dadurch kann der Anschluss nicht eine maximale Leistung liefern, ein Leistungsverbrauch kann erhöht sein, eine Gesamtabstrahlleistung (TRP; engl.: total radiated power) kann verringert sein, und an einer Zellengrenze (Funkzellengrenze) kann es zu einem Verbindungsabbruch kommen.
Zusammenfassung
Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen sehen die erfinderischen Konzepte eine oder mehrere Antennenabstimmvorrichtungen und/oder ein oder mehrere Antennenabstimmverfahren vor, welche die Antennenleistung verbessern, basierend auf der Implementierung einer Antennenabstimmung (Antennentuning), welche das Messen einer Impedanz der Antenne in Echtzeit und das Kompensieren von Veränderungen einer Resonanzfrequenz und einer Impedanzfehlanpassung umfasst.
Die erfinderischen Konzepte sehen Antennenabstimmvorrichtungen und Antennenabstimmverfahren vor, welche eine Antennenleistung verbessern können, durch das Erhöhen einer Antennenabstimmgenauigkeit in einer Kommunikationsumgebung, in welcher eine Frequenz eines durch eine Antenne übertragenen Signals periodisch verändert wird.
Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte kann ein Antennenabstimmverfahren umfassen: ein Durchführen einer Mehrfachabtastung (Mehrfach-Sampling) eines an einer Antenne angelegten Sendesignal und eines dem Sendesignal entsprechenden Empfangssignals, während einer Messperiode, in welcher dem Sendesignal eine erste Frequenz zugeordnet ist, sodass eine Mehrzahl von Instanzen von Abtastdaten basierend auf der Mehrfachabtastung erzeugt werden, wobei jede Instanz von Abtastdaten Daten enthält, die dem Sendesignal entsprechen und Daten, die dem Empfangssignal entsprechen. Das Antennenabstimmverfahren kann ferner umfassen: ein Berechnen eines mit der Antennenabstimmung assoziierten Parameters basierend auf der Mehrzahl von Instanzen von Abtastdaten und ein Abstimmen der Antenne basierend auf diesem Parameter.
Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte kann ein Betriebsverfahren umfassen: ein Erzeugen erster Abtastdaten basierend auf einer Abtastung an einem Vorwärtsempfangssignal, das einem Sendesignal, das einer an eine Antenne angelegten ersten Frequenz zugeordnet ist, entspricht, ein Erzeugen zweiter Abtastdaten basierend auf einer Abtastung an einem Umkehrempfangssignal, das einem Reflexionssignal des Sendesignals entspricht, das Berechnen eines Reflexionskoeffizienten basierend auf den ersten Abtastdaten und den zweiten Abtastdaten, die Kompensierung des Reflexionskoeffizienten basierend auf einer Referenzfrequenz; und das Einstellen eines einer Kompensierung einer Impedanzfehlanpassung der Antenne zugehörigen Abstimmwertes basierend auf dem Reflexionskoeffizienten.
Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte kann eine Antennenabstimmvorrichtung eine Abstimmsteuerschaltung enthalten, die konfiguriert ist, Mehrfachabtastung eines an einer Antenne angelegten Sendesignals und eines dem Sendesignal während einer Messperiode, in welcher eine dem Sendesignal zugeordnete Frequenz im Wesentlichen konstant ist, entsprechenden Empfangssignal durchzuführen, und basierend auf den Abtastdaten, die basierend auf der Mehrfachabtastung erzeugt werden, einen Abstimmwert einstellen. Die Antennenabstimmvorrichtung kann ferner ein Hochfrequenz-Frontend (RF-Frontend; RF von Englisch „radio frequency“) enthalten, das konfiguriert ist, das Sendesignal basierend auf der dem Sendesignal zugeordneten Frequenz zu modulieren, und ein Rücklaufsignal des Sendesignals oder ein Reflexionssignal, das basierend auf dem von der Antenne reflektierten Sendesignal ausgegeben wird, als ein Empfangssignal anlegen. Die Antennenabstimmvorrichtung kann ferner eine Antennenabstimmschaltung (Antennentuner) enthalten, die konfiguriert ist, eine Resonanzfrequenz oder eine Impedanz der Antenne gemäß dem Abstimmwert anzupassen.
Figurenliste
Beispielhafte Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte werden von der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen klar verständlich werden, in welchen:

1 ein Blockschaltbild einer Antennenabstimmvorrichtung gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen ist;
2 ein Flussdiagramm eines Antennenabstimmverfahrens gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen ist;
3 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung von 1 gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen ist;
4 ein Blockschaltbild einer Antennenabstimmvorrichtung gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen ist;
5 ein Flussdiagramm eines Impedanzabstimmverfahrens gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen ist;
6 Mehrfachabtastung gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen illustriert;
7 eine Ansicht zum Erklären von Signalen ist, die durch einen bidirektionalen Koppler von 4 übertragen werden;
8A ein Schaubild ist, das einen gewünschten Reflexionskoeffizienten einer an eine Antenne angelegten Lastimpedanz illustriert, gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen;
8B ein Schaubild ist, das ähnliche Reflexionskoeffizienten illustriert, die jeweilig den gewünschten Reflexionskoeffizienten entsprechen, gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen;
9 ein Schaubild ist, das eine Veränderung eines ähnlichen Reflexionskoeffizienten gemäß einer Frequenz illustriert, gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen;
10 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Kompensieren einer Phase eines Reflexionskoeffizienten ist, gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen;
11A ein Schaubild ist, das ein Ergebnis illustriert, das nach dem Kompensieren eines Phasenunterschieds aufgrund eines Restverzögerungsoffsets erhalten wird, gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen;
11 B ein Schaubild ist, das ein Ergebnis illustriert, das nach dem Kompensieren eines Phasenunterschieds gemäß den Frequenzcharakteristiken einer Antenne erhalten wird, gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen;
12 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Kompensieren eines Phasenunterschieds gemäß Frequenzcharakteristiken einer Antenne basierend auf einem Frequenzoffset zwischen einer Referenzfrequenz und einer Trägerfrequenz ist, gemäß einigen exemplarischen Ausführungsformen;
13 ein Blockschaltbild einer Antennenabstimmvorrichtung gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen ist;
14 ein Schaubild ist, das eine Veränderung in einem Spannungsstehwellenverhältnis (VSWR; engl. voltage standing wave ratio) gemäß eines Aperturabstimmschaltungeinstellwertes illustriert, gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen;
15 ein Flussdiagramm eines Aperturabstimmverfahrens (Aperturtuningverfahrens) gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen ist;
16 eine Mehrfachabtastung gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen illustriert;
17 eine Antenne illustriert, die eine Impedanzabstimmschaltung (Impedanztuner) und eine Aperturabstimmschaltung (Aperturtuner) enthält, gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen;
18 Mehrfachabtastung illustriert, gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen;
19 ein Mehrfachabtastmodul gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen illustriert;
20 ein Blockschaltbild einer Antennenabstimmvorrichtung gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen ist; und
21 ein Blockschaltbild einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen ist.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Die erfinderischen Konzepte werden nun ausführlicher mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen beispielhafte Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte gezeigt werden.
1 ist ein Blockschaltbild einer Antennenabstimmvorrichtung 10 gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen.
Die Antennenabstimmvorrichtung 10 gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen kann an einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung angebracht sein. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann eine mobile elektronische Vorrichtung enthalten, die ein Smartphone, einen Tablet Personal Computer (PC), eine mobile medizinische Vorrichtung, eine Kamera oder ein tragbares Gerät einschließt. Allerdings sind die beispielhaften Ausführungsformen nicht darauf beschränkt und die drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann jede von verschiedenen elektronischen Vorrichtungen enthalten, die in einer Umgebung betrieben werden, in der sich eine Impedanz und/oder eine Resonanzfrequenz einer Antenne, die für eine drahtlose Kommunikation verwendet wird, verändert.
Bezugnehmend auf 1 kann die Antennenabstimmvorrichtung 10 eine Steuerschaltung 100 (auch eine „Abstimmsteuerschaltung“ genannt), ein Hochfrequenz-Frontend (RF-Frontend) 200 und eine Antennenabstimmschaltung (Antennentuner) 300 enthalten.
Wie hierin beschriebenen ist, kann die Steuerschaltung 100 ein oder mehrere Bauteile, Module oder dergleichen enthalten. Jedes Modul, Bauteil und dergleichen der Steuerschaltung 100 kann, wie hierin mit Bezug auf jede der Zeichnungen beschrieben ist, eine oder mehrere Hardwareinstanzen (z.B. elektronische Schaltungen) enthalten, die konfiguriert sind, die Funktionalität des vorliegenden Moduls, Bauteils oder dergleichen, wie hierin beschriebenen, zu implementieren. Anders ausgedrückt, bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Steuerschaltung 100 eine oder mehrere Hardwareinstanzen (z.B. elektronische Schaltungen) enthalten, die gemeinsam konfiguriert sind, die Funktionalität einiger oder aller der Module, Bauteile und dergleichen der Steuerschaltung 100, wie illustriert und mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, zu implementieren.
Wie hierin beschrieben ist, können eine oder mehrere Hardwareinstanzen der Steuerschaltung 100, die die Funktionalität einiger oder aller der Module, Bauteile und dergleichen der Steuerschaltung 100, wie hierin gezeigt, implementieren können, einen Speicher enthalten, der ein Programm von Anweisungen speichert, und einen Prozessor, der konfiguriert ist, das Programm von Anweisungen, die in dem Speicher gespeichert sind, auszuführen, um die obenerwähnte Funktionalität zu implementieren.
Die Antennenabstimmvorrichtung 300 kann, unter der Kontrolle der Steuerschaltung 100, eine innere Impedanz dynamisch anpassen, um damit ein von einer Antenne ANT reflektiertes Signal zu verringern und/oder zu minimisieren. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Antennenabstimmvorrichtung 300 eine Impedanzabstimmschaltung (auch Impedanzanpassungsschaltung genannt) und/oder eine Aperturabstimmschaltung (Aperturtuner) enthalten. Die Aperturabstimmschaltung kann ein Bauteil sein, das in der Antenne ANT enthalten ist. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Impedanzabstimmschaltung auch in der Antenne ANT enthalten sein. Die Antennenabstimmvorrichtung 300 kann, wie hierin beschrieben, konfiguriert sein, eine Resonanzfrequenz oder eine Impedanz der Antenne ANT gemäß einem Abstimmwert anzupassen.
Das RF-Frontend 200 kann einen RF-Modulator 210 (RF von engl. „radio frequency“), einen Leistungsverstärker 220 und einen direktionalen Koppler (Richtkoppler) 230 enthalten. Jedes der Bauteile, die in dem RF-Frontend 200 enthalten sind, die den RF-Modulator 210, den Leistungsverstärker 220 und den direktionalen Koppler 230 einschließen, kann separate, jeweilige Hardwareinstanzen enthalten, die separate, jeweilige Instanzen von elektronischen Schaltungen einschließen. Das RF-Frontend 200 kann ferner andere Bauteile (z.B. einen Filter, einen Phasenschieber und einen Duplexer) enthalten. Der RF-Modulator 210 kann durch („basierend auf) Aufwärtswandeln einer Frequenz eines Sendesignals S ein RF-Sendesignal RFin erzeugen. Der Leistungsverstärker (PA; von engl. „power amplifier“) 220 kann eine Leistung des RF-Sendesignals RFin verstärken. Der direktionale Koppler 230 kann das RF-Sendesignal RFin mit der verstärkten Leistung durch die Antennenabstimmvorrichtung 300 an die Antenne ANT anlegen. Der direktionale Koppler 230 kann auch, wie in 1 gezeigt, ein Feedbacksignal des RF-Sendesignals RFin an den RF-Modulator 210 anlegen. Zum Beispiel kann der direktionale Koppler 230 ein Reflexionssignal von der Antenne ANT oder ein Rücklaufsignal des RF-Sendesignal RFin an den RF-Modulator 210 anlegen. Der RF-Modulator 210 kann durch Abwärtswandeln einer Frequenz eines Signals, das von dem direktionalen Koppler 230 empfangen wurde, ein Empfangssignal R erzeugen und kann das Empfangssignal R an die Steuerschaltung 100 anlegen. Somit kann das RF-Frontend 200 konfiguriert sein, das Sendesignal S basierend auf der Frequenz, die dem Sendesignal S zugeordnet ist, zu modulieren und ein Rücklaufsignal des Sendesignals S oder ein Reflexionssignal, das basierend auf dem von der Antenne ANT reflektierten Sendesignal S ausgegeben wird, als das Empfangssignal R anzulegen. Der direktionale Koppler 230 kann konfiguriert sein, das Rücklaufsignal des RF-Sendesignals RFin oder das Reflexionssignal von der Antenne ANT gemäß einer Richtung auszugeben, wobei die Richtung basierend auf einem von der Steuerschaltung 100 angelegten Steuersignal eingestellt wird. Wie hierin ferner beschrieben ist, kann die Richtung in jeder Abtastperiode (z.B. Messperiode), in welcher Mehrfachabtastung durchgeführt wird, verändert werden.
Und die Steuerschaltung 100 kann („kann konfiguriert sein“) ein Abstimmsteuersignal TCS zur („zum Implementieren von“) Antennenabstimmung erzeugen, beispielsweise Impedanzanpassung (Leistungsanpassung) und/oder Resonanzfrequenzanpassung basierend auf dem an der Antenne ANT angelegten Sendesignal S und dem Empfangssignal R, das dem Sendesignal entspricht, und kann das Abstimmsteuersignal TCS an die Antennenabstimmschaltung 300 anlegen. Das Empfangssignal R, das ein Feedbacksignal ist, das dem Sendesignal S entspricht, kann ein Signal von einem Vorwärtssignal und einem Umkehrsignal des Sendesignals S sein.
Das Vorwärtssignal kann ein Rücklaufsignal sein, das erhalten wird, wenn das zu der Antenne ANT übertragene Sendesignal zurückkehrt, und das Umkehrsignal kann ein Reflexionssignal sein, das ausgegeben wird, wenn das Sendesignal S von der Antenne ANT reflektiert wird. Wie oben beschrieben ist, kann das Empfangssignal R ein Signal enthalten, das erhalten („erzeugt“) wird, indem eine Frequenz des Feedbacksignales des RF-Sendesignals RFin abwärtsgewandelt wird. Das Sendesignal S und das Empfangssignal R können Basisbandsignale sein. Das Empfangssignal R kann ein Reflexionssignal des Sendesignals S sein.
Wenn die Anweisung zur Antennenabstimmung erteilt wird oder periodisch stattfindet, kann die Steuerschaltung 100 einen Parameter, der auf die Antennenabstimmung bezogen („assoziiert mit“) ist, in Echtzeit messen. Die Steuerschaltung 100 kann Mehrfachabtastung an dem Sendesignal S und dem Empfangssignal R innerhalb einer bestimmten (oder alternativ einer vordefinierten) Messperiode (Zeitintervall) durchführen, und kann einen Parameter, der sich auf die Antenne ANT bezieht („assoziiert mit“), berechnen. Zu diesem Zweck kann die Steuerschaltung 100 ein Mehrfachabtastmodul 110 enthalten. Wie hierin beschrieben ist, kann das Mehrfachabtastmodul 110 eine oder mehrere Hardwareinstanzen (z.B. elektronische Schaltungen) enthalten, die konfiguriert sind, die Funktionalität des Mehrfachabtastmoduls 110, wie hierin beschrieben, zu implementieren. Bei manchen beispielhaften Ausführungsformen kann die Steuerschaltung 100 eine oder mehrere Hardwareinstanzen (z.B. elektronische Schaltungen) enthalten, die konfiguriert sind, die Funktionalität der Mehrfachabtastmodule 110, wie hierin beschrieben, zu implementieren.
Das Mehrfachabtastmodul 110 kann innerhalb der Messperiode Mehrfachabtastung an dem Sendesignal S und dem Empfangssignal R durchführen. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann eine Zeitdauer, während welcher das RF-Sendesignal RFin, das durch Aufwärtswandlung einer Frequenz des Sendesignals S erhalten wurde, die gleiche Frequenz beibehält, als die Messperiode bestimmt werden. Beispielsweise kann, wenn die Antennenabstimmvorrichtung 10 an einer elektronischen Vorrichtung angebracht ist, die Kommunikation durch Long Term Evolution (LTE™) oder 3.-Generation (3G) unterstützt, ein Zeitschlitz der Messperiode entsprechen.
Die Steuerschaltung 100 kann einen Parameter, der einen ähnlichen Reflexionskoeffizienten oder ein Spannungsstehwellenverhältnis (VSWR) einschließt, basierend auf den durch die Mehrfachabtastung erhaltenen Daten berechnen, und kann einen Abstimmwert einstellen oder das Abstimmsteuersignal TCS basierend auf dem Parameter erzeugen. Anders ausgedrückt kann die Steuerschaltung 100 einen Abstimmwert basierend auf Abtastdaten, die durch die Mehrfachabtastung erhalten wurden, einstellen. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen ist der ähnliche Reflexionskoeffizient ein Wert, der ähnlich einem Reflexionskoeffizienten ist. Der hierin verwendete ähnliche Reflexionskoeffizient kann austauschbar mit dem Reflexionskoeffizienten oder dem gemessenen Reflexionskoeffizienten verwendet werden.
Ein Absolutwert (Mag) und eine Phase des sich auf die Antenne ANT beziehenden Parameters, der den Reflexionskoeffizienten und das VSWR einschließt, variiert gemäß einer Frequenz des Parameters. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen bezieht sich eine Frequenz des Parametes auf eine Frequenz des RF-Sendesignals RFin, basierend auf welchem der Parameter berechnet wird. Eine Frequenz, die sich auf eine, in den erfinderischen Konzepten beschriebene Konfiguration bezieht („assoziiert mit“), bezieht sich auf eine Frequenz des sich auf diese Konfiguration beziehenden RF-Sendesignals RFin. Wenn der Parameter basierend auf Teilen der bei verschiedenen Frequenzen abgetasteten Daten berechnet wird, ist es schwer für den berechneten Parameter die Frequenzcharakteristiken der Antenne ANT genau wiederzugeben.
Bei einem verschiedene Trägerfrequenzen verwendenden Kommunikationsverfahren, das ein orthogonales Frequenzmultiplexverfahren (OFDM; engl.: „orthogonal frequency-division multiplexing“) einschließt, kann eine Frequenz, welcher Daten zugeordnet sind, in anderen Worten, eine Frequenz des RF-Sendesignals RFin, mit der Zeit variieren. Beispielsweise kann eine Subträgerfrequenz, die einem Sendesignal zugeordnet ist, mit der Zeit variieren. Entsprechend können, da die gemessenen Parameter eine Absolutwertabweichung und eine Phasenabweichung gemäß einer Frequenz der Parameter aufweisen können, die Parameter basierend auf einer repräsentativen Frequenz (auch Referenzfrequenz bezeichnet) kompensiert werden.
Wenn ein Parameter basierend auf Daten, die bei verschiedenen Frequenzen abgetastet werden, berechnet wird, kann der Parameter allerdings daran scheitern, die Frequenzcharakteristiken der Antenne ANT genau wiederzugeben und deshalb kann es schwierig sein diesen Parameter zu kompensieren. Wenn ein bei einer Frequenz berechneter Parameter mit einem bei einer anderen Frequenz berechneten Parameter verglichen wird, kann wegen unterschiedlichen Frequenzbedingungen außerdem ein falscher Abstimmwert eingestellt werden, wodurch sich die Leistung der Antenne ANT verschlechtert.
Entsprechend kann, da die Steuerschaltung 100 der Antennenabstimmvorrichtung 10 gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen innerhalb einer Messperiode, in welcher eine Frequenz beibehalten wird, Mehrfachabtastung an dem Sendesignal S und dem Empfangssignal R durchführt und einen Parameter basierend auf den Abtastdaten, die durch die Mehrfachabtastung erhalten wurden, berechnet, der Parameter die Frequenzcharakteristiken der Antenne ANT genau widergeben. Entsprechend kann die Antennenabstimmvorrichtung 10 den Parameter leicht kompensieren. Die Antennenabstimmvorrichtung 10 kann, dadurch dass die Mehrzahl der bei der gleichen Frequenz erzeugten Parameterwerten verglichen werden, auch einen optimalen Abstimmwert erhalten, selbst wenn eine Mehrzahl von Parameterwerten basierend auf Daten, die durch Mehrfachabtastung erhalten wurden, erzeugt werden und ein Abstimmwert durch das Vergleichen der Mehrzahl von Parameterwerten erhalten wird.
2 ist ein Flussdiagramm eines Antennenabstimmverfahrens gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen. Das Antennenabstimmverfahren von 2 kann von einer Antennenabstimmvorrichtung (z.B. der Antennenabstimmvorrichtung 10 von 1) einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, beispielsweise einem mobilen Anschluss, durchgeführt werden.
Bezugnehmend auf 2 kann bei Vorgang S100 die Antennenabstimmvorrichtung eine Konfiguration für Mehrfachabtastung (z.B. eine mit der Mehrfachabtastung assoziierte Konfiguration) einstellen. Die Antennenabstimmvorrichtung kann ein Betriebszeitverhalten von Konfigurationen in der Antennenabstimmvorrichtung für Mehrfachabtastung einstellen. Beispielsweise kann die Antennenabstimmvorrichtung eine Abtaststartzeit, eine Abtastperiode und ein Zeitverhalten von Konfigurationen des RF-Frontend 200 einstellen.
Bei Vorgang S120 kann die Antennenabstimmvorrichtung während einer Messperiode, in welcher eine Frequenz eines Sendesignals konstant oder im Wesentlichen konstant ist, Mehrfachabtastung gemäß der eingestellten Konfiguration durchführen. Beispielsweise ist bei manchen beispielhaften Ausführungsformen die Abstimmsteuerschaltung 100 konfiguriert, Mehrfachabtastung auf einem an einer Antenne ANT angelegten Sendesignal S und einem Empfangssignal R, das dem Sendesignal S entspricht, durchzuführen, während einer Messperiode, in welcher eine dem Sendesignal S zugeordnete Frequenz konstant oder im Wesentlichen konstant (z.B. konstant innerhalb der Herstellungstoleranzen und/oder der Materialtoleranzen) ist. Um die Mehrfachabtastung durchzuführen, kann die Antennenabstimmvorrichtung eine Mehrzahl von Instanzen von Abtastdaten für („assoziiert mit“) Antennenabstimmung erhalten („erzeugen“) und speichern, indem („basierend auf) das Sendesignal und ein Empfangssignal während der Messperiode bei einer Mehrzahl von Zeitpunkten abgetastet wird. Wie hierin beschrieben ist, kann jede Instanz von Abtastdaten Daten enthalten, die dem Sendesignal S entsprechen und Daten, die dem Empfangssignal R entsprechen. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen ist die Messperiode eine Zeitdauer in welcher („während welcher“) eine Frequenz, die dem Sendesignal zugeordnet ist, das heißt, eine Frequenz eines Sendesignals (z.B. RFin von 1) dessen Frequenz moduliert ist, konstant ist. Abtastung kann mindestens zweimal während der Messperiode durchgeführt werden (und daher können mindestens zwei Instanzen von Abtastdaten erhalten werden).
Bei Vorgang S130 kann die Antennenabstimmvorrichtung einen Parameter für die Antennenabstimmung basierend auf Daten berechnen, die durch Mehrfachabtastung erhalten wurden (z.B. mindestens einige von der Mehrzahl von Instanzen von Abtastdaten). Beispielsweise kann die Antennenabstimmvorrichtung Parameter berechnen, die einen Reflexionskoeffizienten und ein VSWR einschließen.
Bei Vorgang S140 kann die Antennenabstimmvorrichtung einen Abstimmwert basierend auf dem berechneten Parameter einstellen. Bei manchen beispielhaften Ausführungsformen kann die Antennenabstimmvorrichtung, durch Bezugnahme auf eine Nachschlagetabelle, die einen Abstimmwert enthält, der jedem von einer Mehrzahl von Parameterwerten entspricht, einen Abstimmwert basierend auf dem berechneten Parameter einstellen. Die Steuerschaltung 100 kann eine Nachschlagetabelle enthalten, die konfiguriert ist, Abstimmwerte, die einer Mehrzahl von Parameterwerten entsprechen, zu speichern. Die Zuordnungen zwischen den Abstimmwerten und den Parameterwerten in der Nachschlagetabelle können mittels bekannten empirischen Techniken bestimmt werden, wobei beispielsweise ein Satz von Parameterwerten so bestimmt werden kann, dass er bekannten gemessenen Abstimmwerten entspricht, oder umgekehrt kann ein Satz von Abstimmwerten so bestimmt werden, dass er bekannten gemessenen Parameterwerten entspricht. Bei beispielhaften Ausführungsformen kann die Antennenabstimmvorrichtung basierend auf einer Mehrzahl von berechneten Parameterwerten einen minimalen Parameterwert ermitteln und kann einen dem minimalen Parameter entsprechenden Abstimmwert einstellen.
Bei Vorgang S150 kann die Antennenabstimmvorrichtung den Abstimmwert an die Antennenabstimmschaltung 300 (siehe 1) anlegen. Die Antennenabstimmvorrichtung kann das dem Abstimmwert entsprechende Abstimmsteuersignal TCS erzeugen und kann das Abstimmsteuersignal TCS an die Antennenabstimmschaltung 300 anlegen. Entsprechend kann eine Antenne abgestimmt werden, indem eine innere Impedanz angepasst wird.
3 ist ein Blockschaltbild der Steuerschaltung 100 von 1 gemäß einigen exemplarischen Ausführungsformen.
Bezugnehmend auf 1 kann die Steuerschaltung 100 das Mehrfachabtastmodul 110, ein Parameterberechnungsmodul 120, ein Abstimmwerteinstellmodul 130, einen Sender 140 und einen Empfänger 150 enthalten. Bei manchen beispielhaften Ausführungsformen kann die Steuerschaltung 100 ein in einem Modem enthaltenes Bauteil sein. Auf gleiche Weise wie bei dem oben beschriebenen Mehrfachabtastmodul 110 kann jedes der Bauteile der Steuerschaltung 100, wie in 3 illustriert, eine oder mehrere Hardwareinstanzen (z. B. elektronische Schaltungen) der Steuerschaltung 100 enthalten und/oder dadurch implementiert sein.
Der Sender 140 kann einen Codierer 141, einen Sendefilter (Tx-Filter) 142 und einen Digital-Analog-Wandler (DAW) 143 enthalten. Der Codierer 141 kann die empfangenen Daten gemäß eines eingestellten („besonderen“) Codierverfahrens codieren und kann die codierten Daten ausgeben. Die codierten Daten können durch den Sendefilter (Tx-Filter) 142 basierend auf einem bestimmten Frequenzband gefiltert werden und können als Sendedaten S_D (oder digitale Sendedaten) ausgegeben werden. Der Digital-Analog-Wandler (DAW) 143 kann die Sendedaten S_D in ein analoges Signal umwandeln und kann das analoge Signal als das Sendesignal S ausgeben.
Der Empfänger 150 kann einen Decodierer 151, einen Empfangsfilter (Rx-Filter) 152 und einen Analog-Digital-Wandler (ADW) 153 enthalten. Der Analog-Digital-Wandler (ADW) 153 kann das Empfangssignal R in ein analoges Signal umwandeln und kann das analoge Signal als Empfangsdaten R_D (auch ein digitales Empfangssignal genannt) ausgeben. Die Empfangsdaten R_D können durch den Empfangsfilter (Rx-Filter) 152 basierend auf einem bestimmten Frequenzband gefiltert werden und können ausgegeben werden. Der Decodierer 151 kann das Empfangssignal, das heißt, ein digitales Empfangssignal, das durch den Empfangsfilter (Rx-Filter) 152 ausgegeben wird, gemäß einem eingestellten Decodierverfahren decodieren und kann die decodierten Daten ausgeben.
Das Mehrfachabtastmodul 110 kann die Sendedaten S_D mehrmals von dem Sender 140 empfangen und speichern und kann die Empfangsdaten R_D mehrmals innerhalb einer Messperiode von dem Empfänger 150 empfangen und speichern. Entsprechend kann das Mehrfachabtastmodul 110 innerhalb der Messperiode Mehrfachabtastung an dem Sendesignal S und an dem Empfangssignal R durchführen und kann Daten („Abtastdaten“) gemäß der Mehrfachabtastung erhalten. Bei manchen beispielhaften Ausführungsformen kann eine Einzelinstanz von erzeugten Abtastdaten eine Einzelinstanz von empfangenen Sendedaten S_D und eine Einzelinstanz von empfangenen Empfangsdaten R_D enthalten, wobei die Daten, die in einer gegebenen Instanz von Abtastdaten enthalten sind, gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig (z.B. innerhalb eines bestimmten Zeitdauer) an dem Mehrfachabtastmodul 110 empfangen werden können.
Das Parameterberechnungsmodul 120 kann einen Parameter zur Antennenabstimmung basierend auf den Daten berechnen, die gemäß der Mehrfachabtastung erhalten werden (z.B. den Abtastdaten). Bei manchen beispielhaften Ausführungsformen kann das Parameterberechnungsmodul 120 eine Phase und/oder einen Absolutwert (Mag) des berechneten Parameters kompensieren.
Das Abstimmwerteinstellmodul 130 kann einen Abstimmwert basierend auf dem berechneten Parameter einstellen und kann das Abstimmsteuersignal TCS gemäß dem eingestellten Abstimmwert ausgeben. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann das Abstimmwerteinstellmodul 130 eine Nachschlagetabelle enthalten, die einen Abstimmwert enthält, der jedem von einer Mehrzahl von Parametern entspricht.
Mindestens ein Modul von dem Mehrfachabtastmodul 110, dem Parameterberechnungsmodul 120 und dem Abstimmwerteinstellmodul 130 kann als Hardware, Software, Firmware oder als eine Kombination davon implementiert sein. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen können das Parameterberechnungsmodul 120 und das Abstimmwerteinstellmodul 130 als Programmcode implementiert sein, können in einem Speicher gespeichert sein und können von einem Prozessor (z.B. einem Mikroprozessor des Modems oder einem Anwendungsprozessor einer elektronischen Vorrichtung) ausgeführt werden.
4 ist ein Blockschaltbild einer Antennenabstimmvorrichtung 10a gemäß einigen beispielhafter Ausführungsformen. Die Antennenabstimmvorrichtung 10a von 4 kann eine Antenne abstimmen, indem eine Impedanzfehlanpassung der Antenne basierend auf einem Reflexionskoeffizienten kompensiert wird.
Bezugnehmend auf 4 kann die Antennenabstimmvorrichtung 10a eine Steuerschaltung 100a, ein RF-Frontend 200a und eine Impedanzabstimmschaltung (Impedanztuner) 300a enthalten.
Die Impedanzabstimmschaltung 300a kann einen Kondensator und eine Spule enthalten, und eine Kapazität des Kondensators kann gemäß einer angelegten Spannung variieren. Mindestens eine von einer Absolutwert (Mag) und einer Phase einer Impedanz kann verändert werden, wenn („basierend auf) eine an der Impedanzabstimmschaltung 300a angelegte Spannung basierend auf einem Impedanzsteuersignal ICS verändert wird. Wie hierin beschrieben ist, kann ein Impedanzsteuersignal ICS auch ein „Antennenimpedanzsteuersignal“ genannt werden.
Das RF-Frontend 200a kann einen RF-Modulator 210a, eine Leistungsverstärker (PA; von engl. „power amplifier“) 220a, einen bidirektionalen Koppler 230a und einen Schalter 240a enthalten. Eine Konfiguration des RF-Frontend 200a kann ähnlich wie diejenige des RF-Frontends 200 von 1 sein, außer dass das RF-Frontend 200a den bidirektionalen Koppler 230a als einen direktionalen Koppler enthält und ferner den Schalter 240a enthält.
Der bidirektionale Koppler 230a kann zwischen dem Leistungsverstärker 220a und der Impedanzabstimmschaltung 300a angeschlossen sein und kann ein an der Antenne 400a angelegtes Signal oder ein von der Antenne 400a empfangenes Signal ausgeben. Der bidirektionale Koppler 230a kann ein empfangenes Signal durch eine Schnittstelle (Port) gemäß einer eingestellten Richtung ausgeben. Zum Beispiel kann, wenn eine Vorwärtsrichtung eingestellt ist, der bidirektionale Koppler 230a, durch eine dritte Schnittstelle (Port) P3, ein durch eine erste Schnittstelle (Port) P1 eingegebenes Signal als ein Vorwärtsempfangssignal ausgeben. Wenn eine Umkehrrichtung eingestellt ist, kann der bidirektionale Koppler 230a auch ein von der Antenne ANT reflektiertes Signal als ein Umkehrempfangssignal durch eine vierte Schnittstelle (Port) P4 ausgeben. Eine Richtung des bidirektionalen Koppler 230a kann gemäß einem von der Steuerschaltung 100a angelegten Kopplereinstellsignal CSS eingestellt werden.
Der Schalter 240a kann Signale, die durch die dritte Schnittstelle (Port) P3 und die vierte Schnittstelle (Port) P4 des bidirektionalen Koppler 230a ausgegeben werden, zum Beispiel das Vorwärtsempfangssignal und das Umkehrempfangssignal, an den RF-Modulator 210a anlegen. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann der Schalter 240a gemäß einem Schaltersignal SWS abwechselnd das Vorwärtsempfangssignal und das Umkehrempfangssignal an den RF-Modulator 210a anlegen. Das Schaltersignal SWS kann von der Steuerschaltung 100a angelegt werden und kann mit dem Kopplereinstellsignal CSS synchronisiert sein.
Der RF-Modulator 210a kann das Vorwärtsempfangssignal und das Umkehrempfangssignal, die durch den Schalter 240a angelegt sind, abwärtswandeln und kann die abwärtsgewandelten Signale an die Steuerschaltung 100a anlegen. Vorgänge des RF-Modulators 210a und des Leistungsverstärkers (PA) 220a wurden schon mit Bezug auf 1 beschrieben, und deshalb wird auf eine wiederholte Erklärung davon verzichtet.
Die Steuerschaltung 100a kann ein Mehrfachabtastmodul 110a, ein Parameterberechnungsmodul 120a, ein Abstimmwerteinstellmodul 130a und eine Nachschlagetabelle 160a enthalten. Die Antennenabstimmvorrichtung 10a kann auch ferner andere Bauteile (z.B. den Sender 140 und den Empfänger 150 von 3) enthalten. Eine Konfiguration und ein Vorgang der Steuerschaltung 100a sind denen der Steuerschaltung 100 von 3 ähnlich und deshalb kann die Beschreibung, die in Bezug auf 3 gemacht wurde, auf die Steuerschaltung 100a einiger beispielhafter Ausführungsformen angewandt werden.
Das Mehrfachabtastmodul 110a kann das Sendesignal S und das Empfangssignal R innerhalb einer Messperiode, in welcher eine dem Sendesignal S zugeordnete Frequenz konstant ist, in anderen Worten, eine Frequenz des RF-Sendesignals RFin, mindestens zweimal abtasten.
Beispielsweise steuert das Mehrfachabtastmodul 110a den bidirektionalen Koppler 230a derart, dass eine Richtung des bidirektionalen Koppler 230a mindestens einmal innerhalb der Messperiode verändert wird, somit kann die Mehrzahl von Abtastdaten, die während der Mehrfachabtastung erzeugt wurden, mindestens zwei separate Instanzen von Abtastdaten enthalten, die erzeugt werden, wenn der bidirektionale Koppler 230a während der Messperiode in verschiedene Richtungen eingestellt wird. Anders ausgedrückt, das Durchführen der Mehrfachabtastung kann das Verändern einer Richtung des bidirektionalen Koppler 230a während der Messperiode umfassen, wobei der bidirektionale Koppler 230a mit dem Anlegen des Sendesignals S an die Antenne ANT gemäß der Einstellung der Konfiguration assoziiert ist, wobei die Veränderung der Richtung des bidirektionalen Kopplers 230a während der Messperiode umfasst: das Einstellen der Richtung des bidirektionale Kopplers 230 in eine Vorwärtsrichtung bevor die erste Abtastung durchgeführt wird und das Einstellen der Richtung des bidirektionalen Koppler 230a in eine Umkehrrichtung nachdem die erste Abtastung durchgeführt wird und bevor die zweite Abtastung durchgeführt wird. Das Mehrfachabtastmodul 110a kann, wenn der bidirektionale Koppler 230a in eine Vorwärtsrichtung eingestellt ist, das Sendesignal S und das Empfangssignal R abtasten, was als eine erste Abtastung (z.B. Erzeugung von mindestens einer Instanz von Abtastdaten) bezeichnet werden kann. Danach kann, wenn der bidirektionale Koppler 230a in eine Umkehrrichtung eingestellt ist, das Mehrfachabtastmodul 110a das Sendesignal S und das Empfangssignal R abtasten, was als eine zweite Abtastung (z.B. Erzeugung von wenigstens einer zweiten Instanz von Abtastdaten) bezeichnet werden kann. Entsprechend kann das Mehrfachabtastmodul 110a innerhalb der Messperiode mindestens zwei Abtastungen durchführen.
Das Parameterberechnungsmodul 120a kann einen Reflexionskoeffizienten berechnen, basierend auf den Daten (z.B. der Mehrzahl von Abtastdaten), die durch die Abtastung, die mindestens zweimal durchgeführt wird, erhalten werden. Anders ausgedrückt kann das Parameterberechnungsmodul 120a basierend auf ersten Abtastdaten, die bei einer ersten Abtastung erhalten wurden und zweiten Abtastdaten, die bei einer zweiten Abtastung erhalten wurden, einen Reflexionskoeffizienten berechnen. Das Parameterberechnungsmodul 120a kann einen Reflexionskoeffizienten berechnen, indem eine Korrelation zwischen dem Sendesignal S und dem Empfangssignal R berechnet wird.
Das Parameterberechnungsmodul 120a kann auch ein Absolutwert (Mag) und/oder eine Phase des berechneten Reflexionskoeffizienten kompensieren, um einen kompensierten Reflexionskoeffizienten basierend auf einer Referenzfrequenz zu erzeugen. Anders ausgedrückt kann das Parameterberechnungsmodul 120a mindestens eine von einem Absolutwert (Mag) und einer Phase des Reflexionskoeffizienten basierend auf einer Referenzfrequenz kompensieren. Wie vorstehend beschrieben ist, kann eine Frequenz, welcher das Sendesignal S zugeordnet ist, gemäß einem Kommunikationsverfahren kontinuierlich verändert werden, und ein Absolutwert (Mag) und eine Phase des Reflexionskoeffizienten kann gemäß der Frequenz verändert werden. Entsprechend kann der berechnete Reflexionskoeffizient basierend auf der Referenzfrequenz, beispielsweise einer Frequenz aus der Nachschlagetabelle 160a, kompensiert werden.
Das Abstimmwerteinstellmodul 130a kann, basierend auf dem von dem Parameterberechnungsmodul 120a angelegten Reflexionskoeffizienten, einen Abstimmwert einstellen, und kann das Impedanzsteuersignal ICS gemäß (z.B. „entsprechend“) dem Abstimmwert erzeugen. Das Abstimmwerteinstellmodul 130a kann, basierend auf dem Reflexionskoeffizienten, durch Bezugnahme auf die Nachschlagetabelle 160a, einen Abstimmwert einstellen.
Die Nachschlagetabelle 160a kann einen Abstimmwert enthalten, der jedem der verschiedenen Werte des Reflexionskoeffizienten entspricht, das heißt, ein Impedanzabstimmwert. Ein Abstimmwert kann ein Einstellwert zum Anpassen einer Impedanz der Antenne 400a sein, sodass der Reflexionskoeffizient einen Reflexionskoeffizientenwert eines maximalen Anpassungszustandes aufweist, basierend auf einem dem Abstimmwert entsprechenden Reflexionskoeffizientenwert. Ein Abstimmwert, der jedem der Werte des Reflexionskoeffizienten entspricht, der unter verschiedenen Bedingungen einer Impedanz bei der Referenzfrequenz gemessen wurde, kann im Voraus berechnet werden und kann in der Nachschlagetabelle 160a gespeichert werden. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Referenzfrequenz eine Mittenfrequenz eines Frequenzbereiches sein, in welchem ein Impedanzabstimmwert relativ konstant ist.
Das Abstimmwerteinstellmodul 130a kann die Nachschlagetabelle 160a basierend auf dem Reflexionskoeffizienten durchsuchen. Das Abstimmwerteinstellmodul 130a kann durch Auswählen eines Abstimmwertes, der dem Reflexionskoeffizienten in der Nachschlagetabelle 160a entspricht, einen Abstimmwert einstellen.
5 ist ein Flussdiagramm eines Impedanzabstimmverfahrens gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen. Das Impedanzabstimmverfahren von 5 kann von der Antennenabstimmvorrichtung 10a von 4 durchgeführt werden, und die Beschreibung, die mit Bezug auf 4 gemacht wurde, kann auf das Impedanzabstimmverfahren von 5 angewendet werden.
Bezugnehmend auf 4 und 5 kann die Steuerschaltung 100a bei Vorgang S200 eine Konfiguration für Mehrfachabtastung einstellen. Die Steuerschaltung 100a kann ein Betriebszeitverhalten von Konfigurationen in der Antennenabstimmvorrichtung 10a einstellen, um Mehrfachabtastung durchzuführen. Zum Beispiel können mindestens zwei Abtastungsstartzeitpunkte, eine Abtastperiode und eine Zeit, zu der ein Wert des Kopplereinstellsignales CSS oder das Schaltersignal SWS verändert wird, eingestellt werden.
Bei den Vorgängen S210 und S220 kann das Mehrfachabtastmodul 110a während einer Messperiode, in welcher eine Frequenz konstant ist, gemäß der eingestellten Konfiguration mindestens zweimal Abtastung durchführen. Das Sendesignal S kann ein erstes Sendesignal und ein zweites Sendesignal enthalten, welche während der Messperiode der Reihe nach an die Antenne 400a angelegt werden. Bei Vorgang S210 kann das Mehrfachabtastmodul 110a eine erste Abtastung durchführen, indem sowohl das erste Sendesignal als auch ein erstes Empfangssignal abgetastet werden, wobei das erste Empfangssignal einem Rücklaufsignal des ersten Sendesignals, beispielsweise einem Vorwärtssendesignal, entspricht. Wegen der ersten Abtastung können erste Abtastdaten, die Abtastdaten des ersten Sendesignals und Abtastdaten des Vorwärtsempfangssignal enthalten, erhalten werden. Anders ausgedrückt kann das Mehrfachabtastmodul 110a bei Vorgang S210 erste Abtastdaten erzeugen, basierend auf einer Abtastung eines Vorwärtsempfangssignals, das einem Sendesignal entspricht, das einer an eine Antenne angelegten ersten Frequenz zugeordnet ist.
Bei Vorgang S220 kann das Mehrfachabtastmodul 110a eine zweite Abtastung durchführen, indem sowohl ein zweites Sendesignal als auch ein zweites Empfangssignal abgetastet werden, wobei das zweite Empfangssignal einem Reflexionssignal entspricht, das ausgegeben wird, wenn das zweite Sendesignal von der Antenne 400a reflektiert wird, beispielsweise einem Umkehrempfangssignal. Wegen der zweiten Abtastung können zweite Abtastdaten erhalten werden, die Abtastdaten des zweiten Sendesignals und Abtastdaten des Umkehrempfangssignals enthalten. Anders ausgedrückt kann das Mehrfachabtastmodul 110a bei Vorgang S220 zweite Abtastdaten erzeugen, basierend auf einer Abtastung eines Umkehrempfangssignals, das einem Reflexionssignal des Sendesignals entspricht.
Obwohl in 5 das Vorwärtsempfangssignal abgetastet wird und dann das Umkehrempfangssignal abgetastet wird, sind Ausführungsformen nicht darauf beschränkt und das Umkehrempfangssignal kann abgetastet werden und dann kann das Vorwärtsempfangssignal abgetastet werden. In anderen Worten, Vorgang S220 kann vor Vorgang S210 durchgeführt werden.
Bei Vorgang S230 kann das Parameterberechnungsmodul 120a einen Reflexionskoeffizienten berechnen, basierend auf den ersten Abtastdaten und den zweiten Abtastdaten, die durch die erste Abtastung und die zweite Abtastung erhalten wurden. Jede von den ersten Abtastdaten und den zweiten Abtastdaten kann Abtastdaten des Sendesignals und des Empfangssignals enthalten. Anders ausgedrückt kann das Mehrfachabtastmodul 110a bei Vorgang S230 einen Reflexionskoeffizienten basierend auf den ersten Abtastdaten und den zweiten Abtastdaten berechnen.
Bei Vorgang S240 kann das Parameterberechnungsmodul 120a den Reflexionskoeffizienten kompensieren. Das Parameterberechnungsmodul 120a kann den Reflexionskoeffizienten basierend auf einem Frequenzunterschied zwischen einer Frequenz des Sendesignales und einer Frequenz der Nachschlagetabelle 160a, das heißt, eine Referenzfrequenz, kompensieren. Anders ausgedrückt kann das Parameterberechnungsmodul 120a bei Vorgang S240 den Reflexionskoeffizienten kompensieren, um einen kompensierten Reflexionskoeffizienten basierend auf einer Referenzfrequenz zu erzeugen. Die Referenzfrequenz kann als zu einer Nachschlagetabelle 160a gehörend verstanden werden, welche Abstimmwerte aufweist, die einer Mehrzahl von Reflexionskoeffizienten entsprechen, sodass das Einstellen der Abstimmwerte ein Auswählen eines dem Reflexionskoeffizienten entsprechenden Abstimmwertes in der Nachschlagetabelle 160a enthält. Wie weiter unten mit Bezug auf mindestens 10 bis 12 beschrieben ist, kann das Kompensieren des Reflexionskoeffizienten (z.B. das Erzeugen eines kompensierten Reflexionskoeffizienten) das Kompensieren einer Phase des Reflexionskoeffizienten enthalten, um einen kompensierten Reflexionskoeffizienten basierend auf einem Einheitsphasenkompensationswert, der im Voraus eingestellt wird („im Voraus gemessen“), zu erzeugen, und einen Phasenkompensationswert, der basierend auf einem Frequenzoffset (Frequenzversatz) zwischen der Referenzfrequenz und der an die Antenne angelegten ersten Frequenz berechnet wird. Wie weiter unten mit Bezug auf mindestens 10 bis 12 beschrieben ist, so kann das Kompensieren des Reflexionskoeffizienten das Kompensieren basierend auf einem Ursprung auf einer komplexen Ebene enthalten, und das Kompensieren basierend auf einem zentralen Wert der Reflexionskoeffizienten, die in einer Nachschlagetabelle enthalten sind. Beispielsweise kann das Parameterberechnungsmodul 120a eine Phase des Parameters basierend auf einem Frequenzoffset zwischen einer Frequenz der Nachschlagetabelle 160a und der dem Sendesignal S zugeordneten Frequenz kompensieren.
Bei Vorgang S250 kann das Abstimmwerteinstellmodul 130a einen Abstimmwert, der dem kompensierten Reflexionskoeffizienten entspricht, basierend auf der Nachschlagetabelle 160a einstellen, und kann bei Vorgang S260 den Abstimmwert auf die Impedanzabstimmschaltung 300a anwenden. Das Abstimmwerteinstellmodul 130a kann ein Impedanzsteuersignal ICS erzeugen, das dem Abstimmwert entspricht, und kann das Impedanzsteuersignal ICS an die Impedanzabstimmschaltung 300a anlegen, um, basierend auf dem Impedanzsteuersignal ICS, eine Anpassung der Impedanz der Antenne ANT zu veranlassen. Die Impedanzabstimmschaltung 300a kann deshalb eine Impedanzfehlanpassung kompensieren, indem eine innere Kapazität oder Induktivität basierend auf dem Impedanzsteuersignal ICS verändert wird. Anders ausgedrückt kann das Abstimmwerteinstellmodul 130a bei Vorgang S250 einen Abstimmwert einstellen, der mit einer Kompensierung einer Impedanzfehlanpassung der Antenne basierend auf dem Reflexionskoeffizienten assoziiert ist.
6 illustriert eine Mehrfachabtastung gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen. Die Mehrfachabtastung von 6 kann von der Antennenabstimmvorrichtung 10a von 4 durchgeführt werden.
Bezugnehmend auf Fig. 6 und 4 können während einer Messperiode, beispielsweise eine erste Zeitdauer T1, mindestens zwei Abtastvorgänge durchgeführt werden. Wie hierin beschrieben ist, kann jeder Abtastvorgang zur Erzeugung von separaten Instanzen von Abtastdaten führen. Obwohl in 6 zwei Abtastvorgänge, beispielsweise eine erste Abtastung SAMP1 und eine zweite Abtastung SAMP2, durchgeführt werden, sind die Ausführungsformen nicht darauf beschränkt, und eine gerade Anzahl von Abtastvorgängen kann während der ersten Zeitdauer T1 durchgeführt werden. Eine Frequenz RFin(f) des modulierten Sendesignals kann während der ersten Zeitdauer T1 konstant sein. Beispielsweise kann die Frequenz RFin(f) des modulierten Sendesignals während der ersten Zeitdauer T1 als eine erste Frequenz f1 eingestellt sein. Danach kann die Frequenz RFin(f) des modulierten Sendesignals während einer zweiten Zeitdauer T2 als eine zweite Frequenz f2 eingestellt sein. Die erste Zeitdauer T1 kann zum Beispiel einem Zeitschlitz entsprechen.
Die Konfigurationen für die Mehrfachabtastung können eingestellt werden bevor die erste Zeitdauer T1 beginnt. Abtastverzögerungszeiten (z.B. Tx_S1, Rx_S1, Tx_S2 und Rx_S2), Abtastlängen (z.B. Tx_L1, Rx_L1, Tx_L2 und Rx_L2) und eine Zeit, zu der eine Richtung des bidirektionalen Koppler 230a verändert wird, können eingestellt werden. Bei manchen beispielhaften Ausfiihrungsformen können Werte der Konfigurationen in einem Register gespeichert werden, und die Konfigurationen während der Antennenabstimmung können entsprechend den Registerwerten eingestellt werden.
Wenn ein Triggersignal angelegt wird, können das Sendesignal S und das Empfangssignal R entsprechend den eingestellten Konfigurationen abgetastet werden. Wenn der bidirektionale Koppler 230a zunächst in eine Vorwärtsrichtung eingestellt ist und die erste Abtastung SAMP1 durchgeführt wird, können ein erstes Sendesignal und ein Vorwärtsempfangssignal abgetastet werden. Danach, wenn der bidirektionale Koppler 230a zu einer Umkehrrichtung verändert wird und die zweite Abtastung SAMP2 durchgeführt wird, können ein zweites Sendesignal und ein Umkehrempfangssignal abgetastet werden. Allerdings sind die Ausführungsformen nicht darauf beschränkt und der bidirektionale Koppler 230a kann, wenn die erste Abtastung SAMP1 durchgeführt wird, in eine Umkehrrichtung eingestellt sein und dann kann, wenn die zweite Abtastung SAMP2 durchgeführt wird, der bidirektionale Koppler 230a in eine Vorwärtsrichtung eingestellt sein. Eine Differenz d1 der Abtastverzögerungszeit zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal während der ersten Abtastung SAMP1 und eine Differenz d2 einer Abtastungsverzögerungszeit zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal während der zweiten Abtastung SAMP2 können so eingestellt werden, dass sie gleich sind oder voneinander verschieden sind.
Ein Verfahren zum Berechnen eines Parameters und ein Verfahren zum Kompensieren eines Parameters werden nun mit Bezug auf 7 bis 11B beschrieben werden.
7 ist eine Ansicht zum Erklären von Signalen, die durch den bidirektionalen Koppler 230a von 4 übertragen werden.
Bezugnehmend auf 7 kann der bidirektionale Koppler 230a ein 4-Schnittstellen-Netzwerk (4-Port-Netzwerk) enthalten und kann die ersten bis vierten Schnittstellen (Ports) P1 bis P4 enthalten. b1 bis b4 bezeichnen Ausgabesignale, die durch die ersten bis vierten Schnittstellen (Ports) P1 bis P4 ausgegeben werden, und al und a2 bezeichnen Eingabesignale, die der ersten Schnittstelle (Port) P1 und der zweiten Schnittstelle (Port) P2 eingegeben werden.
Die Impedanzabstimmschaltung 330a kann mit der zweiten Schnittstelle (Port) P2 verbunden sein. Ein RF-Sendesignal kann durch die erste Schnittstelle (Port) P1 empfangen werden und kann durch die zweite Schnittstelle (Port) P2 zu der Impedanzabstimmschaltung 300a ausgegeben werden. Ein Rücklaufsignal des RF-Sendesignals kann als ein Vorwärtsempfangssignal R_fwd durch die dritte Schnittstelle (Port) P3 ausgegeben werden und ein Reflexionssignal des RF-Sendesignals kann als ein Umkehrempfangssignal R_rev durch die vierte Schnittstelle (Port) P4 ausgegeben werden.
Das 4-Schnittstellen-Netzwerk (4-Port-Netzwerk) kann durch Verwenden eines S-Parameters wie in Gleichung 1 gezeigt ausgedrückt werden. $(\begin{matrix} b_{1} \\ b_{2} \\ b_{3} \\ b_{4} \end{matrix}) = [\begin{matrix} S_{11} & S_{12} & S_{13} & S_{14} \\ S_{21} & S_{22} & S_{23} & S_{24} \\ S_{31} & S_{32} & S_{33} & S_{34} \\ S_{41} & S_{42} & S_{43} & S_{44} \end{matrix}] (\begin{matrix} a_{1} \\ b_{2} Γ_{in} \\ 0 \\ 0 \end{matrix})$
wobei Γ_in ein Reflexionskoeffizient einer Antenne ist.
Wenn angenommen wird, dass ein Übersprechen (Crosstalk) des bidirektionalen Koppler 230a klein ist, ist S₄₁ ≈ 0 und S₃₂ ≈ 0, und wenn angenommen wird, dass der bidirektionale Koppler 230a eine symmetrische Struktur aufweist, ist S₃₁ = S₄₂. Entsprechend können b₃ und b₄ wie in Gleichung 2 gezeigt approximiert werden. $\begin{array}{l} b_{3} = S_{31} a_{1} + S_{32} b_{2} Γ_{in} \approx S_{31} a_{1} \\ b_{4} = S_{41} a_{1} + S_{42} b_{2} Γ_{in} \approx S_{42} S_{21} a_{1} Γ_{in} \end{array}$
Entsprechend kann der Reflexionskoeffizient Γ_in wie in Gleichung 3 gezeigt approximiert werden. $Γ_{in} = \frac{S_{31} b_{4}}{S_{42} S_{21} b_{3}} \approx \frac{b_{4}}{S_{21} b_{3}}$
b₄/b₃ kann von Gleichung 3 erhalten werden und kann durch Gleichung 4 definiert werden. $\frac{b_{4}}{b_{3}} \approx S_{21} Γ_{in}$
Wenn eine Trägerfrequenz gleich ist, ist S₂₁ konstant, und somit kann, basierend auf Gleichung 4, der Reflexionskoeffizient Γ_in geschätzt werden. b₄/b₃ ist ein ähnlicher Reflexionskoeffizient. Der ähnliche Reflexionskoeffizient kann basierend auf Daten, die gemäß einer Mehrfachabtastung erhalten wurden, berechnet werden. Wie in Gleichung 5 gezeigt ist, kann der ähnliche Reflexionskoeffizient gemäß einem Verhältnis der Maximalwerte von Korrelationen zwischen dem Sendesignal S und dem Empfangssignal R berechnet werden. $\frac{b_{4}}{b_{3}} = \frac{P_{fwd}}{P_{rev}} \cdot \frac{(S_{rev} \otimes R_{rev}) (τ_{revmax} + τ_{revoff})}{(S_{fwd} \otimes R_{fwd}) (τ_{fwdmax} + τ_{fwdoff})} \cdot exp (j2 π \cdot (f_{revoff} \cdot τ_{revoff} - f_{fwdoff} \cdot τ_{fwdoff}))$
Umfasst eine Mehrfachabtastung beispielsweise 1) das Durchführen einer ersten Abtastung sowohl an dem ersten Sendesignal als auch an dem ersten Empfangssignal, wobei das erste Empfangssignal einem Rücklaufsignal des ersten Sendesignals entspricht, und 2) das Durchführen einer zweiten Abtastung sowohl an dem zweiten Sendesignal als auch an dem zweiten Empfangssignal, wobei das zweite Empfangssignal einem Reflexionssignal des zweiten Sendesignals entspricht, kann der Reflexionskoeffizient basierend auf einem Verhältnis zwischen 1) einem Maximalwert einer Korrelation zwischen dem ersten Sendesignal und dem ersten Empfangssignal, wie hierin beschrieben, und 2) einem Maximalwert einer Korrelation zwischen dem zweiten Sendesignal und dem zweiten Empfangssignal, wie auch hierin beschrieben, berechnet werden.
Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen bezeichnen P_fwd und P_rev eine Leistung des Sendesignals S, wenn der bidirektionale Koppler 230a in eine Vorwärtsrichtung und eine Umkehrrichtung eingestellt ist. S_fwd und S_rev bezeichnen das Sendesignal S, wenn der bidirektionale Koppler 230a in eine Vorwärtsrichtung und eine Umkehrrichtung eingestellt ist, und R_fwd und R_rev bezeichnen jeweilig ein Vorwärtsempfangssignal und ein Umkehrempfangssignal. Eine Korrelation kann durch Gleichung 6 definiert werden und ist dem Durchschnittsfachmann bekannt. $(S \otimes R) (τ) \overset{def}{=} \int_{- \infty}^{\infty} S* (t) \cdot R (t + τ) dt$
f_revoff und f_fwdoff bezeichnen Offsets (Versätze) zwischen Frequenzen, die dem Sendesignal S zugeordnet sind, in anderen Worten, Offsets zwischen einer Subträgerfrequenz und einer Trägerfrequenz, wenn der bidirektionale Koppler 230a in eine Vorwärtsrichtung und eine Umkehrrichtung eingestellt ist. τ_revoff und τ_fwdoff bezeichnen Restverzögerungsoffsets zwischen dem Sendesignal S und dem Empfangssignal R, wenn der bidirektionale Koppler 230a in eine Vorwärtsrichtung und eine Umkehrrichtung eingestellt ist, und bezeichnen Offsets (Versätze) bei Verzögerungswerten τ_revmax und τ_fwdmax mit maximalen Korrelationen. Die Restverzögerungsoffsets können wegen einer schädlichen Hardwarekomponente auftreten.
8A ist ein Schaubild, das einen gewünschten Reflexionskoeffizienten einer an einer Antenne anliegenden Lastimpedanz illustriert. 8B ist ein Schaubild, das ähnliche Reflexionskoeffizienten illustriert, die jeweilig den gewünschten Reflexionskoeffizienten entsprechen. 8A und 8B illustrieren gewünschte Reflexionskoeffizienten und ähnliche Reflexionskoeffizienten in einer komplexen Ebene.
8A illustriert einen gewünschten Reflexionskoeffizienten unter einer Bedingung, die eine schädliche Hardwarekomponente der Antennenabstimmvorrichtung 10a (siehe 4) nicht berücksichtigt. Entsprechend kann der gewünschte Reflexionskoeffizient den gleiche Absolutwert (Mag) und Phase wie eine Lastimpedanz aufweisen.
Bezugnehmend auf 8B weist ein ähnlicher Reflexionskoeffizient eine Verteilung auf, die ähnlich der des gewünschten Reflexionskoeffizienten von 8A ist. Entsprechend kann der ähnliche Reflexionskoeffizient als ein Reflexionskoeffizient oder als ein gemessener Reflexionskoeffizient bezeichnet werden. Da der ähnliche Reflexionskoeffizienten ein Wert ist, der, bei einem Herstellungsschritt der Antennenabstimmvorrichtung 10a (siehe 4) oder bei einem anfänglichen Einstellschritt, gemessen wird, wenn eine Lastimpedanz einer Antenne verändert wird, spiegelt der ähnliche Reflexionskoeffizient allerdings eine schädliche Hardwarekomponente der Antennenabstimmvorrichtung 10a wieder. Entsprechend ist ein Absolutwert (Mag) und eine Phase des ähnlichen Reflexionskoeffizienten von denen des gewünschten Reflexionskoeffizienten verschieden, und ein zentraler Punkt des ähnlichen Reflexionskoeffizienten kann einen vom Ursprung (0,0) abweichenden Wert aufweisen.
Da der ähnliche Reflexionskoeffizienten eine Verteilung aufweist, die ähnlich der des gewünschten Reflexionskoeffizienten ist, kann die Antennenabstimmvorrichtung 10a im Voraus ähnliche Reflexionskoeffizienten und Abstimmwerte der ähnlichen Reflexionskoeffizienten in der Nachschlagetabelle 160a (siehe 4) speichern, und kann die ähnlichen Reflexionskoeffizienten und die Abstimmwerte während der Antennenabstimmung verwenden. Das Abstimmwerteinstellmodul 130a (siehe 4) kann einen ähnlichen Reflexionskoeffizienten, der einem in Echtzeit berechneten ähnlichen Reflexionskoeffizienten am ähnlichsten ist, in der Nachschlagetabelle 160a auswählen, und kann einen Abstimmwert, der dem ausgewählten ähnlichen Reflexionskoeffizienten entspricht, als einen optimalen Abstimmwert zum Kompensieren einer Impedanzfehlanpassung einstellen.
Allerdings können, wie oben beschrieben ist, ein Absolutwert (Mag) und eine Phase eines Reflexionskoeffizienten gemäß einer Frequenz variieren. Daher kann ein Verfahren zum Kompensieren einer Impedanzfehlanpassung durchgeführt werden, wenn eine Frequenz eines in Echtzeit berechneten ähnlichen Reflexionskoeffizienten, das heißt eine Frequenz eines gemessenen Reflexionskoeffizienten, die gleiche ist, wie Frequenzen der Reflexionskoeffizienten in der Nachschlagetabelle 160a.
9 ist ein Schaubild, das eine Veränderung eines ähnlichen Reflexionskoeffizienten gemäß einer Frequenz illustriert.
In 9 betrifft ein Resourcenblock-Offset eine relative Position in einer Bandbreite einer Frequenz, welcher ein Ressourcenblock (RB) zugeordnet ist. Wenn die Kommunikationsbandbreite in 100 Teile mit gleichen Frequenzen eingeteilt ist, ist der RB-Offset ein Index, der eine Position von jedem Frequenzbereich anzeigt. Für eine Trägerfrequenz kann der RB-Offset 50 betragen. Die ähnlichen Reflexionskoeffizienten von 9 erhält man, indem für den RB-Offset ein Absolutwert (Mag) eines Reflexionskoeffizienten einer Lastimpedanz einer Antenne auf 0, 0.4 und 0.8 eingestellt wird, eine Phase des Reflexionskoeffizienten auf 0°, 90°, 180° und 270° eingestellt wird, und die ähnlichen Reflexionskoeffizienten dann gemessen werden, um den gewünschten Reflexionskoeffizienten zu entsprechen.
Bezugnehmend auf 9 wurde herausgefunden, dass, wenn eine einem Sendesignal S zugeordnete Frequenz auf jedem Rand der Kommunikationsbandbreite (z.B. der RB-Offset ist 0 oder 99) liegt, eine Phase eines ähnlichen Reflexionskoeffizienten, um einen zentralen Punkt eines ähnlichen Reflexionskoeffizienten gedreht wird, wenn eine dem Sendesignal S zugeordnete Frequenz eine Trägerfrequenz ist (z.B. der RB-Offset ist 50).
Da ein ähnlicher Reflexionskoeffizient sich gemäß einer Frequenz ändert, können, um ähnliche Reflexionskoeffizienten genau zu vergleichen, ähnliche Reflexionskoeffizienten als solche für alle Frequenzen und Abstimmwerte, die den ähnlichen Reflexionskoeffizienten entsprechen, in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden. Allerdings benötigt das Erzeugen und Speichern einer Nachschlagetabelle für alle Frequenzen einen extrem großen Speicherplatz und kann somit schwierig sein.
Entsprechend kann die Antennenabstimmvorrichtung 10a (siehe 4) gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen die Nachschlagetabelle 160a (siehe 4), die bei einer Referenzfrequenz eines Frequenzbereichs, in welchem ein Abstimmwert relativ konstant ist, erzeugt wurde, speichern und kann die Nachschlagetabelle 160a während der Impedanzabstimmung einer Antenne verwenden. Das Parameterberechnungsmodul 120a (siehe 4) kann einen verbesserten und/oder optimalen Abstimmwert erhalten, indem für einen in Echtzeit berechneten Reflexionskoeffizienten basierend auf einer Referenzfrequenz kompensiert wird und ein Abstimmwert eingestellt wird, indem auf die Nachschlagetabelle 160a basierend auf dem kompensierten Reflexionskoeffizienten verwiesen wird. Anders ausgedrückt kann das Parameterberechnungsmodul 120a einen Abstimmwert, der dem kompensierten Reflexionskoeffizienten entspricht, in einer Nachschlagetabelle 160a, die basierend auf der Referenzfrequenz erzeugt wurde, auswählen.
Wenn das Vorwärtsempfangssignal R_fwd und das Umkehrempfangssignal R_rev bei unterschiedlichen Frequenzen abgetastet werden, um einen Reflexionskoeffizienten zu berechnen, kann, wenn eine Frequenz verändert wird, der berechnete Reflexionskoeffizient eine Veränderung eines Absolutwertes (Mag) und einer Phase des Reflexionskoeffizienten nicht genau wiedergeben, wodurch es schwierig wird, den Reflexionskoeffizienten basierend auf einer Referenzfrequenz zu kompensieren. Entsprechend tastet die Antennenabstimmvorrichtung 10a gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen das Vorwärtsempfangssignal R_fwd und das Umkehrempfangssignal R_ref bei der gleichen Frequenz durch Mehrfachabtastung, wie oben beschrieben ist, ab, sodass ein Reflexionskoeffizient eine Veränderung eines Absolutwertes (Mag) und einer Phase gemäß eines Frequenzoffsets wiederspiegelt.
Außerdem kann die Antennenabstimmvorrichtung 10a gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen durch Mehrfachabtastung auch einen Phasenfehler aufgrund eines Restverzögerungsoffsets kompensieren. Bezugnehmend auf Gleichung 5 tritt, wenn die Restverzögerungsoffsets τ_revmax und τ_fwdmax zwischen dem Sendesignal S und dem Empfangssignal R existieren, bei Multiplikationen von Frequenzoffsets f_revoff und f_fwdoff eine Phasenverschiebung (siehe den exponentiellen Ausdruck in Gleichung 5) auf. Ein Reflexionskoeffizient kann durch die Phasenverschiebung um den Ursprung (0, 0) auf einer komplexen Ebene gedreht werden. Zum Zwecke der Kompensation müssen die Restverzögerungsoffsets τ_revmax und τ_fwdmax genau gemessen werden. Allerdings ist es nicht leicht die Restverzögerungsoffsets τ_revmax und τ_fwdmax genau zu messen.
Wenn das Vorwärtsempfangssignal R_fwd und das Umkehrempfangssignal R_rev bei der gleichen Frequenz gemäß der Mehrfachabtastung abgetastet werden, kann allerdings, da die Frequenzversätze f_revoff und f_fwdoff dieselben sind, Gleichung 5 zum Berechnen eines Reflexionskoeffizienten, das heißt, eines ähnlichen Reflexionskoeffizienten, in Gleichung 7 umgeschrieben werden,. $\frac{b_{4}}{b_{3}} = \frac{P_{fwd}}{P_{rev}} \cdot \frac{(S_{rev} \otimes R_{rev}) (τ_{revmax} + τ_{revoff})}{(S_{fwd} \otimes R_{fwd}) (τ_{fwdmax} + τ_{fwdoff})} \cdot exp (j2 π \cdot (f_{off} \cdot (τ_{revoff} - τ_{fwdoff})))$
Entsprechend kann die Antennenabstimmvorrichtung 10a einen Restverzögerungsoffsetunterschied per Einheitsfrequenz berechnen, ohne jeden der Restverzögerungsoffsets τ_revmax und τ_fwdmax zu messen, oder kann einen Phasenverschiebungswert gemäß einer Offsetfrequenz f_off messen, und kann, indem der erhaltene Wert verwendet wird, einen Phasenunterschied eines Reflexionskoeffizienten aufgrund eines Restverzögerungsoffsets kompensieren. Die Antennenabstimmvorrichtung 10a kann den Restverzögerungsoffsetunterschied oder den Phasenverschiebungswert per Einheitsfrequenz im Voraus speichern, und kann, wenn der Reflexionskoeffizient kompensiert werden muss, eine Phase des Reflexionskoeffizienten basierend auf dem im Voraus gespeicherten Wert kompensieren.
Das Kompensieren einer Phase eines Reflexionskoeffizienten wird nun in Detail mit Bezug auf 10 bis 12 beschrieben werden.
10 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Kompensieren einer Phase eines Reflexionskoeffizienten gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen.
Bezugnehmend auf 10 kann ein Verfahren zum Kompensieren einer Phase eines Reflexionskoeffizienten den Vorgang S310 enthalten, bei welchem ein Phasenunterschied (auch Phasenfehler bezeichnet) aufgrund eines Restverzögerungsoffsets kompensiert wird, und den Vorgang S320, bei welchem ein Phasenunterschied („Phasenfehler“) gemäß den Frequenzcharakteristiken einer Antenne kompensiert wird. Ein Phasenunterschied eines Reflexionskoeffizienten bei jedem der Vorgänge S310 und S320 wird aufgrund eines Frequenzoffsets verursacht. Wie hierin beschrieben ist, kann ein Phasenfehler aufgrund eines Restverzögerungsoffsetunterschieds zwischen dem ersten Empfangssignal und dem zweiten Empfangssignal als ein „erster Phasenfehler“ bezeichnet werden, und ein Phasenfehler aufgrund der Frequenzcharakteristiken der Antenne kann als ein „zweiter Phasenfehler“ bezeichnet werden. Somit kann ein Verfahren zum Kompensieren einer Phase eines Reflexionskoeffizienten den Vorgang S310 enthalten, welcher das Kompensieren eines ersten Phasenfehlers des Reflexionskoeffizienten gemäß einem Restverzögerungsoffsetunterschied zwischen einem ersten Empfangssignal und einem zweiten Empfangssignal enthalten kann, und den Vorgang S320, welcher das Kompensieren eines zweiten Phasenfehlers des Reflexionskoeffizienten gemäß den Frequenzcharakteristiken der Antenne enthalten kann.
Zuerst kann der Vorgang S310, bei welchem ein Phasenunterschied aufgrund eines Restverzögerungsoffsets kompensiert wird, durchgeführt werden. Bei Vorgang S311 kann das Parameterberechnungsmodul 120a (siehe 4) der Antennenabstimmvorrichtung 10a (siehe 4) einen Frequenzoffset Δf1 (auch als ein „erster Frequenzoffset“ bezeichnet) zwischen einer Trägerfrequenz und einer einem Sendesignal zugeordneten Frequenz (während einer Messperiode kann solch eine Frequenz als eine „erste Frequenz“ bezeichnet werden) berechnen. Das Parameterberechnungsmodul 120a kann, bevor das Sendesignal gesendet wird, eine RB-Offsetinformation empfangen und kann den Frequenzoffset Δf1 zwischen der Trägerfrequenz und der Frequenz, welcher das Sendesignal zugeordnet ist, basierend auf der RB-Offsetinformation berechnen.
Bei Vorgang S312 kann das Parameterberechnungsmodul 120a einen ersten Phasenkompensationswert CV1 basierend auf dem Frequenzoffset Δf1 und einem Einheitsphasenkompensationswert N1, der im Voraus gemessen und gespeichert wird, berechnen. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen ist der Einheitsphasenkompensationswert N1, der durch Normalisierung, basierend auf einer Frequenz, eines Phasenwerts, welcher durch Drehen eines zentralen Punktes der Nachschlagetabelle 160a (siehe 4) um den Frequenzoffset Δf1 erhalten wird, erhalten wird, ein Wert, der einen Einfluss des Restverzögerungsoffsets misst. Der zentrale Punkt der Nachschlagetabelle 160a ist ein Reflexionskoeffizient eines maximalen Impedanzanpassungszustandes bei einer Referenzfrequenz. Das Parameterberechnungsmodul 120a kann ein Produkt aus dem Einheitsphasenkompensationswert N1 und dem Frequenzoffset Δf1 als den ersten Phasenkompensationswert CV1 berechnen. Anders ausgedrückt kann das Parameterberechnungsmodul 120a bei Vorgang S312 einen ersten Phasenkompensationswert CV1 basierend auf einer Multiplikation eines ersten Einheitsphasenkompensationswertes N1 gemäß des Restverzögerungsoffsets mit einem ersten Frequenzoffset Δf1 zwischen einer Trägerfrequenz und einer ersten Frequenz, die dem Sendesignal während einer Messperiode zugeordnet ist, berechnen.
Bei Vorgang S313 kann das Parameterberechnungsmodul 120a den ersten Phasenkompensationswert CV1, der auf dem Ursprung basiert, auf den Reflexionskoeffizienten anwenden. Das Parameterberechnungsmodul 120a kann einen Phasenunterschied aufgrund eines Restverzögerungsoffsets kompensieren, indem eine Phase des Reflexionskoeffizienten durch den ersten Phasenkompensationswert CV1 um den Ursprung gedreht wird. Anders ausgedrückt kann das Parameterberechnungsmodul 120a bei Vorgang S313 die Phase des Reflexionskoeffizienten durch den ersten Phasenkompensationswert CV1 um einen Ursprung auf einer komplexen Ebene verändern.
Entsprechend kann ein Phasenunterschied aufgrund eines Restverzögerungsoffsets kompensiert werden. Solch eine Kompensation eines Phasenunterschiedes wegen eines Restverzögerungsoffsets kann bei einem Kommunikationsverfahren (z.B. LTE) durchgeführt werden, bei welchem ein Sendesignal einem bestimmten Frequenzbereich einer Kommunikationsbandbreite zugeordnet wird. Auch kann, bei einem Kommunikationsverfahren (z.B. 3G), das eine volle Bandbreite verwendet, der Vorgang S310, bei welchem ein Phasenunterschied aufgrund eines Restverzögerungsoffsets kompensiert wird, weggelassen werden.
Danach kann Vorgang S320, bei welchem ein Phasenunterschied gemäß den Frequenzcharakteristiken einer Antenne kompensiert wird, durchgeführt werden.
Bei Vorgang S321 kann das Parameterberechnungsmodul 120a einen zweiten Phasenkompensationswert CV2 basierend auf dem Frequenzoffset Δf1 und einem Einheitsphasenkompensationswert N2 berechnen. Der Einheitsphasenkompensationswert N2 ist ein Wert, der durch Normalisierung erhalten wird, basierend auf einer Frequenz, eines Phasenwertes, der durch das Drehen einer Phase des Reflexionskoeffizienten um den zentralen Punkt der Nachschlagetabelle 160a aufgrund den Frequenzcharakteristiken einer Antenne erhalten wird. Das Parameterberechnungsmodul 120a kann ein Produkt aus dem Frequenzoffset Δf1 und dem Einheitsphasenkompensationswert N2 als den zweiten Phasenkompensationswert CV2 berechnen. Anders ausgedrückt kann das Parameterberechnungsmodul 120a bei Vorgang S321 einen zweiten Phasenkompensationswert CV2 basierend auf dem Multiplizieren eines zweiten Einheitsphasenkompensationswertes N2 gemäß den Frequenzcharakteristiken der Antenne mit einem ersten Frequenzoffset Δf1 zwischen einer Trägerfrequenz und der ersten Frequenz, die dem Sendesignal während einer Messperiode zugeordnet ist, berechnen.
Bei Vorgang S322 kann das Parameterberechnungsmodul 120a den zweiten Phasenkompensationswert CV2 basierend auf dem zentralen Punkt der Nachschlagetabelle 160a auf den Reflexionskoeffizienten anwenden. Das Parameterberechnungsmodul 120a kann einen Phasenunterschied gemäß den Frequenzcharakteristiken der Antenne kompensieren, indem eine Phase des Reflexionskoeffizienten durch den zweiten Phasenkompensationswert CV2 um den zentraler Punkt der Nachschlagetabelle 160a gedreht wird. Anders ausgedrückt kann das Parameterberechnungsmodul 120a bei Vorgang S321 die Phase des Reflexionskoeffizienten durch den zweiten Phasenkompensationswert CV2 um einen zentralen Wert von Reflexionskoeffizienten, die in einer Nachschlagetabelle 160a enthalten sind, verändern.
11A ist ein Schaubild, das ein Ergebnis illustriert, das erhalten wird, nachdem ein Phasenunterschied aufgrund eines Restverzögerungsoffsets kompensiert wurde. 11B ist ein Schaubild, das ein Ergebnis illustriert, das erhalten wird, nachdem ein Phasenunterschied gemäß den Frequenzcharakteristiken einer Antenne kompensiert wurde. 11A und 11B illustrieren jeweilig eine Veränderung in einem ähnlichen Reflexionskoeffizienten, wenn eine Phase unter der gleichen Bedingung wie bei 9 kompensiert wird. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen wird angenommen, dass eine Nachschlagetabellenerzeugungsfrequenz die gleiche wie eine Trägerfrequenz ist.
11A mit 9 vergleichend kann ein ähnlicher Reflexionskoeffizient, wenn ein RB-Offset 0 oder 99 ist, nahe an einem ähnlichen Reflexionskoeffizienten sein, wenn der RB-Offset 50 ist. Allerdings bleibt ein Phasenfehler, der um einen zentraler Punkt der Nachschlagetabelle 160a gedreht ist, aufgrund der Frequenzcharakteristiken einer Antenne übrig.
Bezugnehmend auf Fig. 11B können sich ähnliche Reflexionskoeffizienten unabhängig von einem RB-Offset an einem Punkt ansammeln, wenn ein Phasenunterschied entsprechend den Frequenzcharakteristiken der Antenne kompensiert wird.
Als solches müssen, um einen Phasenunterschied gemäß einer Frequenz eines Reflexionskoeffizienten zu kompensieren, Daten, die gemessen wurden, um den Reflexionskoeffizienten zu berechnen, in anderen Worten, abgetastete Daten, auf einem Sendesignal der gleichen Frequenz basiert sein. Bei LTE kann ein geteilter physikalischer Uplink-Kanal (PUSCH; engl. physical uplink shared channel) für jedes Sendezeitintervall (TTI; engl. transmission time interval) einen unterschiedlichen RB-Offset aufweisen, und ein physikalischer Uplink-Steuerkanal (PUCCH; engl. physical uplink control channel) kann für jeden Zeitschlitz einen anderen RB-Offset aufweisen. Entsprechend kann, wenn ein LTE-Kommunikationsverfahren verwendet wird, das Parameterberechnungsmodul 120a in einem Zeitschlitz Abtastung gemäß einer eingestellten Vorwärtsrichtung und Abtastung gemäß einer eingestellten Umkehrrichtung des bidirektionalen Kopplers 230a durchführen.
Wenn eine Nachschlagetabellenerzeugungsfrequenz, das heißt, eine Referenzfrequenz, und eine Trägerfrequenz sich voneinander unterscheiden, muss, wie mit Bezug auf 12 erklärt, ein Frequenzoffset zwischen der Referenzfrequenz und der Trägerfrequenz bei dem Vorgang S320, bei welchem ein Phasenunterschied gemäß den Frequenzcharakteristiken einer Antenne kompensiert wird, kompensiert werden.
12 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Kompensieren eines Phasenunterschieds gemäß den Frequenzcharakteristiken einer Antenne (z.B. eines zweiten Phasenfehlers) gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen.
Bezugnehmend auf 12 kann das Parameterberechnungsmodul 120a (siehe 4) bei Vorgang S323 einen Frequenzoffset Δf2 zwischen einer Trägerfrequenz und einer Nachschlagetabellenerzeugungsfrequenz (z.B. eine Referenzfrequenz) berechnen. Das Parameterberechnungsmodul 120a kann den Frequenzoffset Δf2 basierend auf einem Frequenzunterschied zwischen der Nachschlagetabellenerzeugungsfrequenz, die im Voraus gemessen und gespeichert wird, und der eingestellten Trägerfrequenz berechnen.
Bei Vorgang S324 kann das Parameterberechnungsmodul 120a einen dritten Phasenkompensationswert CV3 basierend auf dem Frequenzoffset Δf2 und dem Einheitsphasenkompensationswert N1 berechnen. Das Parameterberechnungsmodul 120a kann ein Produkt aus dem Frequenzoffset Δf2 und dem Einheitsphasenkompensationswert N1 als dritten Phasenkompensationswert CV3 berechnen. Anders ausgedrückt kann das Parameterberechnungsmodul 120a bei Vorgang S324 einen dritten Phasenkompensationswert CV3 basierend auf dem Multiplizieren eines Einheitsphasenkompensationswerts N1 gemäß des Restverzögerungsoffsets mit einem zweiten Frequenzoffset Δf2 zwischen einer Referenzfrequenz und der Trägerfrequenz berechnen. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann das Parameterberechnungsmodul 120a bei Vorgang S324 einen dritten Phasenkompensationswert CV3 basierend auf dem Frequenzoffset Δf2 und dem Einheitsphasenkompensationswert N2 berechnen. Das Parameterberechnungsmodul 120a kann ein Produkt aus dem Frequenzoffset Δf2 und dem Einheitsphasenkompensationswert N2 als dritten Phasenkompensationswert CV3 berechnen. Anders ausgedrückt kann das Parameterberechnungsmodul 120a bei Vorgang S324 einen dritten Phasenkompensationswert CV3 berechnen, basierend auf dem Multiplizieren eines Einheitsphasenkompensationswertes N2 gemäß den Frequenzcharakteristiken der Antenne mit einem zweiten Frequenzoffset Δf2 zwischen einer Referenzfrequenz und der Trägerfrequenz.
Bei Vorgang S325 kann das Parameterberechnungsmodul 120a den dritten Phasenkompensationswert CV3, der auf einem zentralen Punkt der Nachschlagetabelle 160a basiert, auf einen Reflexionskoeffizienten anwenden. Das Parameterberechnungsmodul 120a kann einen Phasenunterschied gemäß einem Frequenzoffset zwischen einer Referenzfrequenz und der Trägerfrequenz kompensieren, indem eine Phase des Reflexionskoeffizienten durch den dritten Phasenkompensationswert CV3 um den zentralen Punkt der Nachschlagetabelle 160a gedreht wird. Anders ausgedrückt, bei Vorgang S325 kann das Parameterberechnungsmodul 120a die Phase des Reflexionskoeffizienten durch den dritten Phasenkompensationswert um einen zentralen Wert der Reflexionskoeffizientenwerte, die in einer Nachschlagetabelle enthalten sind, verändern.
Solch eine Kompensation eines Phasenunterschiedes basierend auf einem Frequenzoffset zwischen einer Referenzfrequenz und einer Trägerfrequenz kann vor oder nach der Kompensation eines Phasenunterschiedes basierend auf einem Frequenzoffset zwischen der Trägerfrequenz und eines Sendesignal durchgeführt werden.
13 ist ein Blockschaltbild einer Antennenabstimmvorrichtung 10b gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen. Die Antennenabstimmvorrichtung 10b von 13 kann eine Resonanzfrequenz einer Antenne kompensieren, indem eine Aperturabstimmschaltung einer Antenne basierend auf einem Parameter (z.B. ein VSWR), der eine normalisierte Leistung des Empfangssignals R anzeigt, angepasst wird. Solch ein Parameter und/oder eine Mehrzahl von solchen Parameterwerten kann basierend auf Abtastdaten berechnet werden.
Bezugnehmend auf 13 kann die Antennenabstimmvorrichtung 10b eine Steuerschaltung 100b, ein RF-Frontend 200b (welches einen RF-Modulator 210b, einen Leistungsverstärker 220b, einen bidirektionalen Koppler 230b und einen Schalter 240b enthält) und eine Aperturabstimmschaltung 300b enthalten. Die Aperturabstimmschaltung 300b kann ein Bauteil sein, das in der Antenne 400b enthalten ist.
Eine Konfiguration und ein Vorgang des RF-Frontends 200b von 13 sind denen des Frontends 200a von 4 ähnlich. Allerdings kann ein bidirektionaler Koppler 230b in eine Umkehrrichtung eingestellt sein und ein Schalter 240b kann ein Umkehrempfangssignal, das von der vierten Schnittstelle (Port) P4 ausgegeben wird, an einen RF-Modulator 210b anlegen. Bei beispielhaften Ausführungsformen kann ein Rückwärtskoppler anstatt des bidirektionalen Kopplers 230b und des Schalters 240b verwendet werden und ein Umkehrempfangssignal kann an den RF-Modulator 210b angelegt werden. Der RF-Modulator 210b kann das Umkehrempfangssignal abwärtswandeln und kann das abwärtsgewandelte Umkehrempfangssignal an die Steuerschaltung 100b anlegen.
Die Steuerschaltung 100b kann ein Mehrfachabtastmodul 110b, ein Parameterberechnungsmodul 120b und ein Abstimmwerteinstellmodul 130b enthalten. Außerdem kann die Antennenabstimmvorrichtung 10b ferner andere Bauteile (z.B. den Sender 140 und den Empfänger 150 von 3) enthalten. Eine Konfiguration und ein Vorgang der Steuerschaltung 100b sind denen der Steuerschaltung 100 von 3 ähnlich, und die Beschreibung, die mit Bezug auf 3 gemacht wurde, kann auf die Steuerschaltung 100b einiger beispielhafter Ausführungsformen angewendet werden.
Das Mehrfachabtastmodul 110b kann, um Mehrfachabtastung durchzuführen, das Sendesignal S und das Empfangssignal R mindestens dreimal innerhalb einer Periode, in welcher eine dem Sendesignal S zugeordnete Frequenz, in anderen Worten, eine Frequenz des RF-Sendesignals RFin konstant ist, abtasten. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen ist das Empfangssignal R das Umkehrempfangssignal. Das Mehrfachabtastmodul 110b kann einen Abstimmcode TNCD zum Verändern eines Einstellwertes der Aperturabstimmschaltung 300b verändern, und kann, immer wenn der Abstimmcode TNCD verändert wird, das Sendesignal S und das Umkehrempfangssignal abtasten.
Das Parameterberechnungsmodul 120b kann eine Mehrzahl von VSWR-Werten, das heißt mindestens drei VSWR-Werte, basierend auf Daten die durch mindestens drei Abtastvorgänge erhalten wurden, berechnen. Das Parameterberechnungsmodul 120b kann einen VSWR-Wert basierend auf der Leistung des Sendesignal S und der Leistung des Empfangssignal R (insbesondere das Umkehrempfangssignal) berechnen. Da der VSWR-Wert abnimmt, nimmt ein Reflexionsvermögen der Antenne 400b ab. Entsprechend kann das Abstimmwerteinstellmodul 130b, dadurch dass es eine Mehrzahl von Parameterwerte (z.B. VSWR-Werte) vergleicht, einen minimalen Parameterwert (z.B. VSWR-Wert) finden und kann einen Abstimmwert, das heißt einen Abstimmcode, der dem Minimalwert des Parameters (z.B. minimaler VSWR-Wert) entspricht als ein Abstimmwert einstellen. Die Aperturabstimmschaltung 300b kann eine Resonanzfrequenz der Antenne ANT kompensieren, indem eine interne Kapazität basierend auf dem empfangenen Abstimmcode TNCD verändert wird. Anders ausgedrückt kann der Abstimmcode TNCD mit einem Abstimmen einer Resonanzfrequenz der Antenne ANT assoziiert sein. Der Abstimmcode TNCD kann, immer wenn während der Mehrfachabtastung eine Abtastung durchgeführt wird, verändert werden.
Da die Aperturabstimmschaltung 300b in der Antenne 400b enthalten ist, ist es nicht leicht durch zufälliges Einstellen eines Reflexionskoeffizienten der Antenne 400b eine Nachschlagetabelle zu erzeugen. Entsprechend kann, zum Zwecke der Antennenabstimmung, die Antennenabstimmvorrichtung 10b eine Mehrzahl von VSWR-Werten berechnen, indem der Abstimmcode TNCD zum Verändern eines Einstellwertes der Aperturabstimmschaltung 300b verändert wird, und kann einen Abstimmcode, der einem minimalen VSWR-Wert entspricht, einstellen, indem die Mehrzahl von VSWR-Werte verglichen werden.
Obwohl ein VSWR als ein Parameter, der eine Leistung des Empfangssignal R in 13 anzeigt, beschrieben ist, sind die Ausführungsformen nicht darauf beschränkt und eine andere Art von Parametern, die eine normalisierte Leistung des Empfangssignal R anzeigen, können berechnet werden, und die Aperturabstimmschaltung 300b kann basierend auf dem Parameter gesteuert werden.
14 ist ein Schaubild, das eine Veränderung in einem VSWR gemäß einem Aperturabstimmschaltungseinstellwert illustriert. Bezugnehmend auf 14 kann unter einer Mehrzahl von VSWR-Werten, die bei der gleichen Frequenz mit dem gleichen RB-Offset berechnet wurden, es eine VSWR-Veränderungstendenz gemäß einem Abstimmcode, das heißt einem Aperturabstimmschaltungseinstellwert, geben und ein minimaler VSWR-Wert und ein Abstimmcode, der dem minimalen VSWR-Wert entspricht, kann basierend auf der VSWR-Veränderungstendenz erhalten werden. Wenn die RB-Offsets verschieden sind und die gemessenen Frequenzen verschieden sind, ist es schwer eine VSWR-Veränderungstendenz zu erhalten und deshalb ist es nicht leicht einen minimalen VSWR-Wert zu erhalten. Entsprechend kann die Antennenabstimmvorrichtung 10b (siehe 14) eine Mehrzahl von VSWR-Werten durch Mehrfachabtastung bei der gleichen Frequenz berechnen, kann einen minimalen VSWR-Wert basierend auf der berechneten Mehrzahl von VSWR-Werten ermitteln, und kann einen Abstimmcode, der dem minimalen VSWR-Wert entspricht, einstellen.
15 ist ein Flussdiagramm eines Aperturabstimmverfahrens gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen. Das Aperturabstimmverfahren von 15 kann von der Antennenabstimmvorrichtung 10b von 13 durchgeführt werden, und die Beschreibung, die mit Bezug auf 13 gemacht wurde, kann auf das Aperturabstimmverfahren von 15 angewendet werden.
Bezugnehmend auf 15 und 13 kann bei Vorgang S400 die Steuerschaltung 100b eine Konfiguration für Mehrfachabtastung einstellen. Die Steuerschaltung 100b kann ein Betriebszeitverhalten von Konfigurationen in der Antennenabstimmvorrichtung 10b einstellen, um Mehrfachabtastung durchzuführen. Zum Beispiel eine n-te (n ist eine Ganzzahl gleich oder größer als 3) Abtaststartzeit, eine Abtastperiode, ein Veränderungszeitpunkt des Abtastcodes TNCD und ein Einheitsveränderungswert können eingestellt werden. Da, wenn mehr Abtastvorgänge während einer Messperiode durchgeführt werden, mehr VSWR-Werte verglichen werden können, kann die Antennenabstimmvorrichtung 10b Konfigurationen derart einstellen, dass innerhalb der Messperiode so viele Abtastvorgänge wie möglich durchgeführt werden.
Bei Vorgang S410 kann das Mehrfachabtastmodul 110b, während einer Messperiode in welcher eine Frequenz gemäß einem veränderten Abstimmcode konstant ist, n Abtastvorgänge durchführen. Das Mehrfachabtastmodul 110b kann einen Abtastcode n-mal (oder n-1-mal) verändern, und kann, immer wenn der Abstimmcode verändert wird, ein Sendesignal und ein Umkehrempfangssignal abtasten.
Bei Vorgang S420 kann das Parameterberechnungsmodul 120b n VSWR-Werte basierend auf ersten bis n-ten Datenstücken, die durch die n Abtastvorgänge erhalten wurden, berechnen. Jeder der ersten bis n-ten Datenstücke kann Abtastdaten des Sendesignals und des Empfangssignals enthalten. Das Parameterberechnungsmodul 120b kann die Leistung des Sendesignals und die Leistung des Empfangssignals normalisieren, und kann die VSWR-Werte basierend auf der normalisierten Leistung des Sendesignals und der normalisierten Leistung des Empfangssignals berechnen.
Bei Vorgang S430 kann das Abstimmwerteinstellmodul 130b einen Abstimmcode („Abstimmwert“), der einem minimalen VSWR-Wert entspricht, einstellen. Das Abstimmwerteinstellmodul 130b kann, indem die n VSWR-Werte verglichen werden, einen minimalen VSWR-Wert ermitteln und kann einen Abstimmcode, der dem minimalen VSWR-Wert entspricht, einstellen. Beispielsweise kann das Abstimmwerteinstellmodul 130b von den VSWR-Werten einen kleinsten („minimalen“) Wert als den minimalen VSWR-Wert ermitteln und kann einen Abstimmcode, der dem minimalen VSWR-Wert entspricht, als den Abstimmwert einstellen. Alternativ kann das Abstimmwerteinstellmodul 130b eine VSWR-Veränderungstendenz (z.B. eine Funktion, die eine Beziehung zwischen einem Abstimmcodewert und einem VSWR-Wert zeigt) gemäß eines Abstimmcodes basierend auf den n VSWR-Werten berechnen, und können einen minimalen VSWR-Wert basierend auf der berechneten Veränderungstendenz berechnen.
Bei Vorgang S440 kann das Abstimmwerteinstellmodul 130b den Abstimmcode auf die Aperturabstimmschaltung 300b anwenden. Das Abstimmwerteinstellmodul 130b kann den Abstimmcode der Aperturabstimmschaltung 300b bereitstellen. Die Aperturabstimmschaltung 300b kann eine Impedanzfehlanpassung kompensieren, indem eine interne Kapazität oder Induktivität basierend auf dem Abstimmcode verändert wird.
16 illustriert eine Mehrfachabtastung gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen. Die Mehrfachabtastung von 16 kann von der Antennenabstimmvorrichtung 10b von 13 durchgeführt werden.
Bezugnehmend auf Fig. 16 und 4 können n Abtastvorgänge während einer Messperiode, zum Beispiel die erste Zeitdauer T1, durchgeführt werden. Die Frequenz RFin(f) eines modellierten Sendesignals kann während der ersten Zeitdauer T1 die gleiche sein. Zum Beispiel kann die Frequenz RFin(f) des modellierten Sendesignals, während der ersten Zeitdauer T1, auf die erste Frequenz f1 eingestellt werden. Danach kann die Frequenz RFin(f) des modellierten Sendesignals, während der zweiten Zeitdauer T2, auf die zweite Frequenz f2 eingestellt werden. Die erste Zeitdauer T1 kann, beispielsweise, einem Zeitschlitz entsprechen (z.B. kann im Wesentlichen gemeinsam sein mit).
Die Konfigurationen für die Mehrfachabtastung können eingestellt werden bevor die erste Zeitdauer T1 beginnt. Abtastverzögerungszeiten (z.B. Tx_S1, Rx_S1, Tx_S2, Rx_-S2,..., Tx_Sn und RX_Sn), Abtastlängen (z.B. Tx_L1, Rx_L1, Tx_L2, Rx_L2,..., Tx_Ln und Rx_Ln), eine Abstimmwertveränderungszeit und ein Abstimmwert des Abstimmcodes können eingestellt werden.
Wenn ein Triggersignal angelegt ist, können das Sendesignal S und das Empfangssignal R gemäß den eingestellten Konfigurationen abgetastet werden. Der Abstimmcode TNCD kann, immer wenn Abtastung durchgeführt wird, verändert werden und eine darauffolgende Abtastung kann gemäß dem veränderten Abstimmcode TNCD durchgeführt werden.
17 illustriert eine Antenne 400c, die eine Impedanzabstimmschaltung 410 und eine Aperturabstimmschaltung 420 enthält. Die Antenne 400c von 17 kann eine planare invertierte-F Antenne enthalten.
Die Antenne 400c kann einen Kurzschlussstift 401, ein Abstrahlbauteil 402, einen Einspeisepunkt 403, eine Erdungsfläche 404, die Impedanzabstimmschaltung 410 und die Aperturabstimmschaltung 420 enthalten. Der Kurzschlussstift 401 verbindet die Antenne 410 mit der Erdungsfläche 404. Das Abstrahlbauteil 402 kann eine Freiraumwelle empfangen oder abstrahlen. Der Einspeisepunkt 403 kann durch die Impedanzabstimmschaltung 410 eine Einspeisung der Antenne, beispielsweise das RF-Empfangssignal RFin, empfangen.
Die Antenne 400c kann mit der Antennenabstimmvorrichtung 10a von 4 verbunden sein, und eine Impedanz und eine Resonanzfrequenz können unter der Kontrolle der Steuerschaltung 100a kompensiert werden. Ein Abstimmwert kann gemäß einem Impedanzabstimmverfahren durch Mehrfachabtastung, die mit Bezug auf 4 bis 12 beschrieben wurde, eingestellt werden, und kann als das Abstimmsteuersignal TCS (siehe 4) an die Impedanzabstimmschaltung 410 angelegt werden. Die Impedanzabstimmschaltung 410 kann eine interne Kapazität basierend auf dem Abstimmsteuersignal TCS verändern.
Außerdem kann ein Abstimmcode gemäß einem Aperturabstimmverfahren durch Mehrfachabtastung, die mit Bezug auf 13 bis 16 beschrieben wurde, eingestellt werden, und kann auf die Aperturabstimmschaltung 420 angewendet werden. Der Aperturabstimmschaltung 420 kann eine interne Kapazität basierend auf dem Abstimmcode verändern.
Entsprechend können, immer wenn eine Abtastung während dem Durchführen der Mehrfachabtastung durchgeführt wird, ein Absolutwert (Mag) und eine Phase der Antenne 410 und eine Resonanzfrequenz gemäß einem Abstimmwert und einem Abstimmcode (der Abstimmcode kann verändert werden) verändert werden, und eine Ausgabeeffizienz der Antenne 400c kann verbessert werden. Anders ausgedrückt kann eine Steuerschaltung (z.B. die Steuerschaltung 100) konfiguriert sein, eine Antennenabstimmschaltung (z.B. die Antennenabstimmschaltung 300) zu steuern, um die Resonanzfrequenz in jeder Abtastperiode, in welcher Mehrfachabtastung durchgeführt wird, zu verändern. Die Steuerschaltung kann ferner eine Mehrzahl von Parameterwerten gemäß der veränderten Resonanzfrequenz basierend auf den Abtastdaten berechnen.
Impedanzabstimmung und Aperturabstimmung können innerhalb einer Messperiode durchgeführt werden, in welcher eine einem Sendesignal zugeordnete Frequenz, zum Beispiel eine Frequenz des RF-Empfangssignal RFin, konstant ist, wie mit Bezug auf 18 beschrieben.
18 illustriert Mehrfachabtastung gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen. Die Mehrfachabtastung von 18 kann von einer Antennenabstimmvorrichtung, beispielsweise der Antennenabstimmvorrichtung 10a von 4, die mit der Antenne 400c von 17 verbunden ist, durchgeführt werden.
Bezugnehmend auf 18 kann eine Mehrzahl von Abtastvorgängen (z.B. n Abtastvorgänge) während einer Messperiode (z.B. der ersten Zeitdauer T1) durchgeführt werden, mindestens zwei Abtastvorgänge für die Impedanzanpassung können während einem groben Abstimmzeitintervall durchgeführt werden und mindestens zwei Abtastvorgänge für die Aperturabstimmung können während einem feinen Abstimmzeitintervall durchgeführt werden. Während dem groben Abstimmzeitintervall kann Abtastung durchgeführt werden und dann kann eine Richtung eines Kopplers verändert werden. Während dem feinen Abstimmzeitintervall kann Abtastung durchgeführt werden und dann kann der Abstimmcode TNCD verändert werden. Entsprechend kann, während dem groben Abstimmzeitintervall, Impedanzanpassung durchgeführt werden und während dem feinen Abstimmzeitintervall kann Aperturabstimmung durchgeführt werden.
19 illustriert das Mehrfachabtastmodul 110 gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen. Das Mehrfachabtastmodul 110 von 19 kann auf jede der Antennenabstimmvorrichtungen 10, 10a und 10b von 1, 4 und 13 angewendet werden.
Bezugnehmend auf 19 kann das Mehrfachabtastmodul 110a eine Zeitverhaltensteuerung (Timing-Steuerung) 111, einen Sendeabwurfblock 112, einen Empfangsabwurfblock 113, einen Pufferblock 114, eine RF-Frontend-Steuerung 115, eine erste Registereinheit 116 und eine zweite Registereinheit 117 enthalten.
Die Zeitverhaltenssteuerung 111 kann ein die Mehrfachabtastung betreffendes Zeitverhalten steuern. Die Zeitverhaltenssteuerung 111 kann ein Zeitverhalten von Konfigurationen der Antennenabstimmvorrichtung 10 von 1, 10a von 4, oder 10b von 13 zum Durchführen einer Mehrfachabtastung basierend auf verschiedenen Stücken von Verzögerungsinformation, die in der ersten Registereinheit 116 und der zweiten Registereinheit 117 gespeichert sind, steuern.
Die erste Registereinheit 116 kann eine Mehrzahl von Sende/Empfangsverzögerungsregister, z.B. erste bis n-te Sende/Empfangsverzögerungsregister 116_1 bis 116_n, enthalten, und Verzögerungsinformation, die die Abtastung des Sendesignals S und des Empfangssignals R betrifft, beispielsweise Verzögerungsinformation, die eine Abtastzeit oder eine Abtastlänge betrifft, kann in jedem der ersten bis n-ten Sende/Empfangsverzögerungsregister 116_1 bis 116_n gespeichert werden. Verzögerungsinformation, die die erste Abtastung betrifft, kann in dem ersten Sende/Empfangsverzögerungsregister 116_1 gespeichert werden. Verzögerungsinformation, die eine zweite Abtastung betrifft, kann in dem zweiten Sende/Empfangsverzögerungsregister 116_2 gespeichert werden. Als solches kann die Verzögerungsinformation, die eine Abtastung des Sendesignal S betrifft, und das Empfangssignal R gemäß einer entsprechenden Abtastungsreihenfolge, in jedem von dem ersten bis n-ten Sende/Empfangsverzögerungsregister 116_1 bis 116_n gespeichert werden.
Die zweite Registereinheit 117 kann eine Mehrzahl von Frontendverzögerungsregister, z.B. erste bis m-te Frontendverzögerungsregister 117_1 bis 117_m enthalten. Verzögerungsinformation bezogen auf eine Einstellungsveränderung von Konfigurationen des RF-Frontends 200 von 1, 200a von 4, oder 200b von 13, können in jedem der ersten bis m-ten Frontendverzögerungsregister 117_1 bis 117_m gespeichert werden. Beispielsweise kann Verzögerungsinformation enthalten: Verzögerungsinformation, die eine Einstellungsveränderung einer Richtung des bidirektionalen Koppler 230a (siehe 4) betrifft, Verzögerungsinformation, die eine Einstellungsveränderung des Schalters 240a (siehe 4) betrifft, und Verzögerungsinformation, die eine Veränderung des Abstimmcodes TNCD (siehe 13) betrifft. Verzögerungsinformation, die eine Einstellungsveränderung von Konfigurationen des RF-Frontend nach einer ersten Abtastung betrifft, kann in dem ersten Frontendverzögerungsregister 117_1 gespeichert werden, und Verzögerungsinformation, die eine Einstellungsveränderung von Konfigurationen des RF-Frontend nach einer zweiten Abtastung betrifft, kann in dem zweiten Frontendverzögerungsregister 117_2 gespeichert werden. Als solches kann die Verzögerungsinformation, die eine Einstellungsveränderung von Konfigurationen des RF-Frontend gemäß einer entsprechenden Abtastreihenfolge betrifft, in jedem der ersten bis m-ten Frontendverzögerungsregister 117_1 bis 117_m gespeichert werden.
Eine Zeitverhaltenssteuerung (Timing-Steuerung) 111 kann, basierend auf der Verzögerungsinformation, die in der ersten Registereinheit 116 gespeichert ist und einem Triggersignal TRGS, das von außen, beispielsweise von einem Mikrocontroller, empfangen wird, Zeitverhaltensinformation, welche die Mehrfachabtastung betrifft, dem Sendeabwurfblock 112 und dem Empfangsabwurfblock 113 zuführen. Außerdem kann, basierend auf der Verzögerungsinformation, die in der zweiten Registereinheit 117 gespeichert ist und dem Triggersignal TRGS, die Zeitverhaltenssteuerung 111 die Zeitverhaltensinformationen, die die Mehrfachabtastung betrifft, der RF-Frontend-Steuerung 115 zuführen.
Der Sendeabwurfblock 112 und der Empfangsabwurfblock 113 können, basierend auf der Zeitverhaltensinformation, die von der Zeitverhaltenssteuerung 111 zugeführt wird, Mehrfachabtastung auf den Sendedaten S_D und den Empfangsdaten R_D während einer Messperiode durchführen und können die abgetasteten Daten in dem Pufferblock 114 speichern.
Der Pufferblock 114 kann eine Mehrzahl von Puffern BUF1, BUF2,..., und BUFn enthalten. Sendedaten und Empfangsdaten gemäß einer ersten Abtastung können in dem ersten Puffer BUF1 gespeichert werden. Sendedaten und Empfangsdaten gemäß einer zweiten Abtastung können in dem zweiten Puffer BUF2 gespeichert werden. Abtastdaten, die gemäß einer entsprechenden Abtastreihenfolge erhalten wurden, können in jedem von der Mehrzahl von Puffern BUF1, BUF2,..., und BUFn gespeichert werden.
Die RF-Frontend-Steuerung 115 kann, basierend auf der Zeitverhaltensinformation, die von der Zeitverhaltenssteuerung 111 angelegt wird, ein Frontend-Steuersignal FECS erzeugen. Beispielsweise kann das Frontend-Steuersignal FECS enthalten: ein Kopplereinstellsignal CSS (siehe 4), das Schaltersignal SWS (siehe 4) und den Abstimmcode TNCD (siehe 13), der während einer Antennenabstimmungen der Aperturabstimmschaltung 300b (siehe 13) zugeführt wird.
20 ist ein Blockschaltbild einer Antennenabstimmvorrichtung 10c gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen.
Bezugnehmend auf 20 kann die Antennenabstimmvorrichtung 10c enthalten: eine Steuerschaltung 100c (die ein Mehrfachabtastmodul 110c enthält), ein RF-Frontend 200c (das einen RF-Modulator 210c, einen Leistungsverstärker 220c und einen direktionalen Koppler 230c enthält) und eine Mehrzahl von Antennenabstimmschaltungen 301 bis 30k. Die Mehrzahl von Antennenabstimmschaltungen 301 bis 30k kann jeweilig mit einer Mehrzahl von Antennen ANT1 bis ANTk verbunden sein. Die Anzahl der Mehrzahl von Antennen ANTI bis ANTk kann entsprechend einer Verwendung, welche ein RF-Band, Hochfrequenzzugangstechnologie (RAT, engl. radio acess technology), eine Mehrgrößensystem (MIMO; engl. multi-input multi-output) oder Strahlformung (beamforming) einschließt, variieren.
Obwohl in 20 die Mehrzahl von Antennenabstimmschaltungen 301 bis 30k mit einem direktionalen Koppler 230c verbunden sind, sind Ausführungsformen nicht darauf beschränkt und die Mehrzahl von Antennenabstimmschaltungen 301 bis 30k kann mit verschiedenen direktionalen Kopplern verbunden sein oder kann mit einer Mehrzahl von direktionalen Kopplern verbunden sein.
Eine Konfiguration und ein Vorgang der Steuerschaltung 100c und des RF-Frontend 200c von 20 sind denen der Steuerschaltung 100 und dem RF-Frontend 200 von 1 ähnlich und deshalb wird auf eine wiederholende Erklärung davon verzichtet.
Die Antennenabstimmvorrichtung 10c kann, basierend auf der Mehrfachabtastung, die mit Bezug auf 1 bis 19 beschrieben wurde, Impedanzanpassung oder Aperturabstimmung durchführen. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann, wenn die Frequenzen, die den Sendesignalen, die durch die Mehrzahl von Antennen ANTI bis ANTk übertragen werden, zugeordnet sind, gleich sind, Antennenabstimmung auf einer von der Mehrzahl von Antennen ANTI bis ANTk durchgeführt werden, und das Abstimmsteuersignal TCS, das gemäß der Antennenabstimmung erzeugt wird, kann an die Mehrzahl von Antennenabstimmschaltungen 301 bis 30k angelegt werden. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Antennenabstimmung gleichzeitig an der Mehrzahl von Antennen ANTI bis ANTk durchgeführt werden, und das gleiche Abstimmsteuersignal TCS kann an die Mehrzahl von Antennenabstimmschaltungen 301 bis 30k angelegt werden. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Antennenabstimmung gleichzeitig an der Mehrzahl von Antennen ANTI bis ANTk durchgeführt werden, und infolgedessen können verschiedene Abstimmsteuersignale TCS an die Mehrzahl von Antennenabstimmschaltungen 301 bis 30k angelegt werden.
Wenn die Frequenzen, die den Sendesignalen, die durch die Mehrzahl von Antennen ANT1 bis ANTk übertragen werden, zugeordnet sind, voneinander verschieden sind, kann die Antennenabstimmung der Reihe nach an der Mehrzahl von Antennen ANTI bis ANTk durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Antennenabstimmung der Reihe nach an der Mehrzahl von Antennen ANTI bis ANTk, während einer Mehrzahl von Messperioden durchgeführt werden, und das Abstimmsteuersignal TCS gemäß der Antennenabstimmung kann an ein entsprechendes Antennenabstimmmodul angelegt werden. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann Antennenabstimmung gleichzeitig auf der Mehrzahl von Antennen ANTI bis ANTk durchgeführt werden und infolgedessen können verschiedene Abstimmsteuersignale TCS an die Mehrzahl von Antennenabstimmschaltungen 301 bis 30k angelegt werden.
21 ist ein Blockschaltbild einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 1000 gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen. Wie in 21 gezeigt ist, kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 1000 eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC; engl. application specific integrated circuit) 1100, ein anwendungsspezifischen Anweisungseinstellprozessor (ASIP; engl. application-specific instruction set processor) 1300, einen Speicher 1500, einen Hauptprozessor 1700 und einen Hauptspeicher 1900 enthalten. Zwei oder mehrere von dem ASIC 1100, dem ASIP 1300 und dem Hauptprozessor 1300 können miteinander kommunizieren. Außerdem können zwei oder mehrere von der ASIC 1100, dem ASIP 1300, dem Speicher 1500, dem Hauptprozessor 1700 und dem Hauptspeicher 1900 in einem Chip integriert sein.
Die ASIC 1100, der eine integrierte Schaltung ist, die für eine bestimmte Verwendung angepasst ist, kann beispielsweise eine Hochfrequenz-Integrierte-Schaltung (RFIC, engl.: radio frquency integrated circuit), einen Modulator und/oder einen Demodulator enthalten. Der ASIP 1300 kann einen Anweisungssatz für eine bestimmte Anwendung unterstützen und kann Anweisungen, die in dem Anweisungssatz enthalten sind, ausführen. Der Speicher 1500 kann mit dem ASIP 1300 kommunizieren und kann als eine nichtflüchtige Speichervorrichtung agieren und kann eine Mehrzahl von Anweisungen, die durch den ASIP 1300 ausgeführt werden, speichern. Der Speicher 1500 kann auch Datenstücke speichern, die erzeugt werden, wenn der ASIP 1300 die Mehrzahl von Anweisungen ausführt. Zum Beispiel kann der Speicher 1500 ein Direktzugriffsspeicher (RAM; engl. random access memory), ein Festwertspeicher (ROM, engl. read-only memory), ein Bandspeicher, ein Magnetplattenspeicher, ein optischer Speicher, ein flüchtiger Speicher, ein nichtflüchtiger Speicher oder eine Kombination davon sein. Der Speicher 1500 kann jede Art von Speicher enthalten, auf die mit dem ASIP 1300 zugegriffen werden kann.
Der Hauptprozessor 1700 kann durch Ausführen einer Mehrzahl von Anweisungen die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 1000 steuern. Beispielsweise kann der Hauptprozessor 1700 die ASIC 1100 und den ASIP 1300 steuern und kann Daten, die durch ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk empfangen wurden, bearbeiten, oder kann eine Eingabe eines Benutzers der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 1000 verarbeiten. Der Hauptspeicher 1900 kann mit dem Hauptprozessor 1700 kommunizieren und kann als eine nicht flüchtige Speichervorrichtung agieren und kann die Mehrzahl von Anweisungen, die von dem Hauptprozessor 1700 ausgeführt werden, speichern. Beispielsweise kann der Hauptspeicher 1900 jede Art von Speicher, auf die von dem Hauptprozessor 1700 zugegriffen werden kann, enthalten, beispielsweise ein RAM, ein ROM, ein Bandspeicher, Magnetplattenspeicher, ein optischer Speicher, ein flüchtiger Speicher, ein nichtflüchtiger Speicher oder eine Kombination davon.
Ein Bauteil der Antennenabstimmvorrichtung 10 von 1, 10a von 4, 10b von 13, und 10c von 20 gemäß den obigen Ausführungsformen kann in mindestens einem Bauteil, das in der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 1000 von 21 enthalten ist, enthalten sein, und das oben beschriebene Antennenabstimmverfahren kann von mindestens einem der in der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 1000 enthaltenen Bauteilen durchgeführt werden.
Beispielsweise kann, mindestens eines von dem Mehrfachabtastmodul 110, dem Parameterberechnungsmodul 120 und dem Abstimmwerteinstellmodul 130 von 3 als ein Hardwareblock implementiert sein und in dem ASIC 1100 enthalten sein. Alternativ kann mindestens eines von dem Mehrfachabtastmodul 110, dem a 120 und dem Abstimmwerteinstellmodul 130 als eine Mehrzahl von Anweisungen implementiert sein und kann in dem Speicher 1500 gespeichert sein. Eine Funktion von mindestens einem von dem Mehrfachabtastmodul 110, dem Parameterberechnungsmodul 120 und dem Abstimmwerteinstellmodul 130 kann durchgeführt werden, wenn der ASIP 1300 die Mehrzahl von in dem Speicher 1500 gespeicherten Anweisungen ausführt. Außerdem kann mindestens eines der Antennenabstimmverfahren gemäß den Ausführungsformen als eine Mehrzahl von Anweisungen implementiert sein und kann in dem Speicher 1500 gespeichert sein, und mindestens eines der Antennenabstimmverfahren kann durchgeführt werden, wenn der ASIP 1300 die gespeicherte Mehrzahl von Anweisungen ausführt.
Alternativ kann mindestens eines von dem Mehrfachabtastmodul 110, dem Parameterberechnungsmodul 120 und dem Abstimmwerteinstellmodul 130 von 4, oder mindestens eines von den Antennenabstimmverfahren, als eine Mehrzahl von in dem Hauptspeicher 1900 gespeicherten Anweisungen implementiert sein, und eine Funktion von mindestens einem von dem Mehrfachabtastmodul 110, dem Parameterberechnungsmodul 120 und dem Abstimmwerteinstellmodul 130, oder mindestens eines von den Antennenabstimmverfahren kann durchgeführt werden, wenn der Hauptprozessor 1700 die Mehrzahl von Anweisungen, die in dem Hauptspeicher 1900 gespeichert sind, ausführt.
Während die erfinderischen Konzepte insbesondere mit Bezug auf Ausführungsformen davon gezeigt und beschrieben wurden, so wird davon ausgegangen, dass verschiedene Veränderungen in Form und Detail davon gemacht werden können, ohne von dem Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen. Entsprechend ist der technische Umfang der erfinderischen Konzepte durch die folgenden Ansprüche definiert.

Claims

Antennenabstimmverfahren einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, wobei das Antennenabstimmverfahren umfasst: Durchführen von Mehrfachabtastung auf einem Sendesignal (S), das an eine Antenne (ANT) angelegt ist, und auf einem Empfangssignal (R), das dem Sendesignal (S) entspricht, während einer Messperiode, in welcher eine erste Frequenz (f1) dem Sendesignal (S) zugeordnet ist, sodass eine Mehrzahl von Instanzen von Abtastdaten basierend auf der Mehrfachabtastung erzeugt wird, wobei jede Instanz von Abtastdaten Daten enthält, die dem Sendesignal (S) entsprechen, und Daten, die dem Empfangssignal (R) entsprechen; Berechnen eines Parameters, der mit einer Antennenabstimmung assoziiert ist, basierend auf der Mehrzahl von Instanzen von Abtastdaten; und Abstimmen der Antenne (ANT) basierend auf dem Parameter.
Antennenabstimmverfahren nach Anspruch 1, wobei das Sendesignal (S) ein erstes Sendesignal (S) und ein zweites Sendesignal (S) enthält, wobei während der Messperiode das erste Sendesignal (S) und das zweite Sendesignal (S) der Reihe nach an die Antenne (ANT) angelegt werden, und das Durchführen der Mehrfachabtastung enthält: Durchführen einer ersten Abtastung (SAMP1) auf sowohl dem ersten Sendesignal (S) und einem ersten Empfangssignal (R), wobei das erste Empfangssignal (R) einem Rücklaufsignal des ersten Sendesignals (S) entspricht; und Durchführen einer zweiten Abtastung (SAMP2) auf sowohl dem zweiten Sendesignal (S) und einem zweiten Empfangssignal (R), wobei das zweite Empfangssignal (R) einem Reflexionssignal des zweiten Sendesignals (S) entspricht.
Antennenabstimmverfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend: Einstellen einer Konfiguration, die mit der Mehrfachabtastung assoziiert ist, wobei das Durchführen der Mehrfachabtastung Verändern einer Richtung eines bidirektionalen Kopplers (230a, 230b) während der Messperiode enthält, der bidirektionale Koppler (230a, 230b) mit einem Anlegen des Sendesignals (S) an die Antenne (ANT) gemäß der Einstellung der Konfiguration assoziiert ist, das Verändern der Richtung des bidirektionalen Kopplers (230a, 230b) während der Messperiode enthält: Einstellen der Richtung des bidirektionalen Kopplers (230a, 230b) in eine Vorwärtsrichtung bevor die erste Abtastung durchgeführt wird und Einstellen der Richtung des bidirektionalen Kopplers (230a, 230b) in eine Umkehrrichtung nachdem die erste Abtastung durchgeführt wurde und bevor die zweite Abtastung durchgeführt wird.
Antennenabstimmverfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Berechnung des Parameters enthält: Berechnen eines Reflexionskoeffizienten basierend auf den ersten Abtastdaten, die bei der ersten Abtastung (SAMP1) erhaltenen wurden, und den zweiten Abtastdaten, die bei der zweiten Abtastung (SAMP2) erhaltenen wurden; und Kompensieren von mindestens einem von einem Absolutwert (Mag) und einer Phase des Reflexionskoeffizienten, um einen kompensierten Reflexionskoeffizienten basierend auf einer Referenzfrequenz zu erzeugen.
Antennenabstimmverfahren nach Anspruch 4, wobei der Reflexionskoeffizient berechnet wird auf Basis eines Verhältnisses zwischen einem Maximalwert einer Korrelation zwischen dem ersten Sendesignal (S) und dem ersten Empfangssignal (R), und einem Maximalwert einer Korrelation zwischen dem zweiten Sendesignal (S) und dem zweiten Empfangssignal (R).
Antennenabstimmverfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Abstimmen der Antenne (ANT) enthält: Auswählen eines Abstimmwertes, der dem kompensierten Reflexionskoeffizienten entspricht, aus einer Nachschlagetabelle (160a), die basierend auf der Referenzfrequenz erzeugt wurde; und Anpassen einer Impedanz der Antenne (ANT) basierend auf einem Antennenimpedanzsteuersignal (ICS), das dem Abstimmwert entspricht.
Antennenabstimmverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Kompensieren enthält: Kompensieren eines ersten Phasenfehlers des Reflexionskoeffizienten gemäß einem Restverzögerungsoffsetunterschied zwischen dem ersten Empfangssignal (R) und dem zweiten Empfangssignal (R); und Kompensieren eines zweiten Phasenfehlers des Reflexionskoeffizienten gemäß den Frequenzcharakteristiken der Antenne (ANT).
Antennenabstimmverfahren nach Anspruch 7, wobei das Kompensieren des ersten Phasenfehlers enthält: Berechnen eines ersten Phasenkompensationswertes basierend auf einer Multiplikation von einem ersten Einheitsphasenkompensationswert (N1) gemäß dem Restverzögerungsoffset mit einen ersten Frequenzoffset (Δf1) zwischen einer Trägerfrequenz und der ersten Frequenz; und Verändern der Phase des Reflexionskoeffizienten durch den ersten Phasenkompensationswert um einen Ursprung auf einer komplexen Ebene.
Antennenabstimmverfahren nach Anspruch 7, wobei das Kompensieren des zweiten Phasenfehlers enthält: Berechnen eines zweiten Phasenkompensationswertes basierend auf einer Multiplikation von einem zweiten Einheitsphasenkompensationswert (N2) gemäß den Frequenzcharakteristiken der Antenne (ANT) mit einem ersten Frequenzoffset (Δf1) zwischen einer Trägerfrequenz und der ersten Frequenz; und Verändern der Phase des Reflexionskoeffizienten durch den zweiten Phasenkompensationswert um einen Mittelwert der in einer Nachschlagetabelle (160a) enthaltenen Reflexionskoeffizienten.
Antennenabstimmverfahren nach Anspruch 9, wobei das Kompensieren des zweiten Phasenfehlers enthält: Berechnen eines dritten Phasenkompensationswertes basierend auf einer Multiplikation von einem zweiten Einheitsphasenkompensationswert (N2) gemäß den Frequenzcharakteristiken der Antenne (ANT) mit einem zweiten Frequenzoffset (Δf2) zwischen der Referenzfrequenz und der Trägerfrequenz; und Verändern der Phase des Reflexionskoeffizienten durch den dritten Phasenkompensationswert um den Mittelwert der in der Nachschlagetabelle (160a) enthaltenen Reflexionskoeffizientenwerte.
Antennenabstimmverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 , wobei das Empfangssignal (R) ein Reflexionssignal des Sendesignals (S) ist, und die Mehrfachabtastung mindestens eine dreimalige Abtastung des Sendesignals (S) und des Empfangssignals (R) enthält.
Antennenabstimmverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei das Durchführen der Mehrfachabtastung enthält: Verändern eines Abstimmcodes (TNCD), der mit einem Anpassen einer Resonanzfrequenz der Antenne (ANT) assoziiert ist, immer wenn eine Abtastung durchgeführt wird.
Antennenabstimmverfahren nach Anspruch 12, wobei das Berechnen des Parameters enthält: Berechnen einer Mehrzahl von Parameterwerten, die eine normalisierte Leistung des Empfangssignals (R) anzeigt, basierend auf der Mehrzahl von Instanzen von Abtastdaten.
Antennenabstimmverfahren nach Anspruch 13, wobei das Abstimmen der Antenne (ANT) enthält: Ermitteln eines Minimalwerts des Parameters basierend auf der Mehrzahl von Parameterwerten, und Einstellen eines Abstimmcodes (TNCD), der dem Minimalwert des Parameters entspricht, als einen Abstimmwert.
Antennenabstimmverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Parameter ein Spannungsstehwellenverhältnis (VSWR) enthält.
Antennenabstimmverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Messperiode im Wesentlichen einem Zeitschlitz entspricht.
Betriebsverfahren einer Antennenabstimmvorrichtung, wobei das Betriebsverfahren umfasst: Erzeugen erster Abtastdaten basierend auf einer Abtastung eines Vorwärtsempfangssignals, das einem Sendesignal (S), welches einer an eine Antenne (ANT) angelegten ersten Frequenz zugeordnet ist, entspricht; Erzeugen zweiter Abtastdaten basierend auf einer Abtastung eines Umkehrempfangssignals, das einem Reflexionssignal des Sendesignals (S) entspricht; Berechnen eines Reflexionskoeffizienten basierend auf den ersten Abtastdaten und den zweiten Abtastdaten; Kompensieren des Reflexionskoeffizienten basierend auf einer Referenzfrequenz; und Einstellen eines Abstimmwertes, der mit einem Kompensieren einer Impedanzfehlanpassung der Antenne (ANT) basierend auf dem Reflexionskoeffizienten assoziiert ist.
Betriebsverfahren nach Anspruch 17, wobei die Referenzfrequenz eine Nachschlagetabelle (160a) betrifft, die Abstimmwerte, die einer Mehrzahl von Reflexionskoeffizientenwerten entsprechen, enthält, und das Einstellen des Abstimmwertes ein Auswählen eines Abstimmwertes enthält, der dem Reflexionskoeffizienten in der Nachschlagetabelle (160a) entspricht.
Betriebsverfahren nach Anspruch 17, wobei das Kompensieren des Reflexionskoeffizienten enthält: Kompensieren einer Phase des Reflexionskoeffizienten basierend auf einem Einheitsphasenkompensationswert, der im Voraus eingestellt wird, und einem Phasenkompensationswert, der basierend auf einem Frequenzoffset zwischen der Referenzfrequenz und der ersten Frequenz berechnet wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 17, wobei das Kompensieren des Reflexionskoeffizienten enthält: Kompensieren basierend auf einem Ursprung auf einer komplexen Ebene; und Kompensieren basierend auf einem zentralen Wert der Reflexionskoeffizienten, die in einer Nachschlagetabelle (160a) enthalten sind.
Antennenabstimmvorrichtung, die umfasst: eine Abstimmsteuerschaltung (100, 100a, 100b, 100c), die konfiguriert ist, Mehrfachabtastung auf einem Sendesignal (S), das an eine Antenne (ANT) angelegt ist, und einem Empfangssignal (R), das dem Sendesignal (S) entspricht, während einer Messperiode, in welcher eine Frequenz, die dem Sendesignal (S) zugeordnet ist, im Wesentlichen konstant ist, durchzuführen, und einen Abstimmwert basierend auf Abtastdaten, die basierend auf der Mehrfachabtastung erzeugt wurden, einzustellen; ein Hochfrequenz-Frontend, das konfiguriert ist, das Sendesignal (S) basierend auf der Frequenz, die dem Sendesignal (S) zugeordnet ist, zu modulieren, und ein Rücklaufsignal des Sendesignals (S) oder ein Reflexionssignal, das basierend auf dem von der Antenne (ANT) reflektierten Sendesignal (S) als das Empfangssignal (R) ausgegeben wird, anzulegen; und eine Antennenabstimmschaltung, die konfiguriert ist, eine Resonanzfrequenz oder eine Impedanz der Antenne (ANT) gemäß dem Abstimmwert anzupassen.
Antennenabstimmvorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Abstimmsteuerschaltung (100, 100a, 100b, 100c) enthält: ein Mehrfachabtastmodul (110, 110a, 110b), das konfiguriert ist, Mehrfachabtastung durchzuführen; ein Parameterberechnungsmodul (120, 120a, 120b), das konfiguriert ist, basierend auf den Abtastdaten, einen Parameter zu berechnen, der mit einer Antennenabstimmung assoziiert ist; und ein Abstimmwerteinstellmodul (130, 130a, 130b), das konfiguriert ist, den Abstimmwert basierend auf dem Parameter einzustellen.
Antennenabstimmvorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Abstimmsteuerschaltung (100, 100a, 100b, 100c) ferner eine Nachschlagetabelle (160a) enthält, die konfiguriert ist, Abstimmwerte, die einer Mehrzahl von Parameterwerten entsprechen, zu speichern, und das Parameterberechnungsmodul (120, 120a, 120b) ferner konfiguriert ist, eine Phase des Parameters basierend auf einem Frequenzoffset zwischen einer Frequenz der Nachschlagetabelle (160a) und der Frequenz, die dem Sendesignal (S) zugeordnet ist, zu kompensieren.
Antennenabstimmvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, wobei das RF-Frontend (200, 200a, 200b) einen direktionalen Koppler (230, 230a, 230b, 230c) enthält, der konfiguriert ist, das Rücklaufsignal oder das Reflexionssignal auszugeben, gemäß einer Richtung, die basierend auf einem Steuersignal, das von der Abstimmsteuerschaltung (100, 100a, 100b, 100c) angelegt wird, eingestellt ist, und die Richtung in jeder Abtastperiode, in welcher die Mehrfachabtastung durchgeführt wird, verändert wird.
Antennenabstimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei die Abstimmsteuerschaltung (100, 100a, 100b, 100c) ferner konfiguriert ist, die Antennenabstimmschaltung (301 bis 30k) zu steuern, um die Resonanzfrequenz in jeder Abtastperiode, in welcher die Mehrfachabtastung durchgeführt wird, zu verändern, und basierend auf den Abtastdaten, eine Mehrzahl von Parameterwerten gemäß der veränderten Resonanzfrequenz zu berechnen.