DE102021113772A1

DE102021113772A1 - Kommunikationsgerät mit Antennen-Arrays, die auf der Basis einer Öffnungs-/ Schließposition eines Gehäuses konfiguriert sind

Info

Publication number: DE102021113772A1
Application number: DE102021113772.1A
Authority: DE
Inventors: Mohammed R. Abdul-Gaffoor; Eric L. Krenz; MD Rashidul Islam
Original assignee: Motorola Mobility LLC
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2021-12-23
Also published as: GB202107504D0; CN113824474A; US11115510B1; GB2596644A; GB2596644B

Abstract

Ein Kommunikationsgerät, ein Computerprogrammprodukt und ein Verfahren ermöglichen das Verknüpfen einer geschlossenen Position und einer offenen Position eines mit einem Basisgehäuse lagegekoppelten beweglichen Gehäuses des Kommunikationsgeräts mit alternierenden Moden eines ersten und eines zweiten Modus der Antennenkommunikation unter jeweiliger Nutzung eines Antennen-Array eines ersten Sub-Array das mit einem zweiten Sub-Array ausgerichtet oder nicht ausgerichtet ist. Das erste Array von einer(mehreren) ersten Antenne(n) ist in dem Basisgehäuse untergebracht. Das zweite Sub-Array von einer(mehreren) zweiten Antenne(n) ist in dem beweglichen Gehäuse untergebracht. Die Steuereinheit überwacht einen Gehäusesensor, der positioniert ist zum Detektieren der geschlossenen Position und der offenen Position. Als Antwort auf die Erkennung des Modus konfiguriert die Steuereinheit ein Modem für die Verwendung einer Anregungsmatrix, die mit dem Modus verknüpft ist und Größen- und Phaseneinstellungen enthält, die auf jede Antenne des ersten und des zweiten Sub-Array anzuwenden sind, so dass diese entweder unabhängig oder als Array arbeiten.

Description

1. Technisches Gebiet
Vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kommunikationsgeräte mit Antennen-Arrays und insbesondere Kommunikationsgeräte mit Antennen-Arrays, die in einem sich öffnenden und schließenden Gehäuse untergebracht sind.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Kommunikationsgeräte wie beispielsweise Smartphones enthalten eine Anzahl von Antennen, um Mehrfachfrequenzbänder zu unterstützen, die den verschiedenen Arten von Kommunikationsnetzen zugeteilt sind. Neueste Designs von Kommunikationsgeräten enthalten auch eine größere Anzahl von Antennen für räumliche Diversität und Richtantennengewinn über einen Multiple Input Multiple Output (MIMO)-Betrieb. Die Kommunikationsgeräte sind häufig mit Displays gestaltet, die zumindest die Frontseite des Kommunikationsgeräts dominieren oder sogar vollständig belegen, was den für Antennen verfügbaren Flächenbereich reduziert. Bei Smartphones mit einem „Flip Phone“-Formfaktor wird diese verfügbare Fläche noch weiter reduziert, weil diese Flip Phones bzw. Klapptelefone Flächen haben, die verborgen sind, wenn das Kommunikationsgerät zugeklappt oder geschlossen ist. Manche Designs solcher Flip Phones haben ein zweites Display auf einer Rückseite des Telefons, das bei zugeklapptem oder geschlossenem Gerät sichtbar ist, aber verfügbare Stellen für Antennen noch weiter einschränkt. Neueste Flip Phone Designs haben auf einer Vorderseite flexible Displays, die sich falten lassen, wenn das Kommunikationsgerät geschlossen wird. Dieses Design ermöglicht das große durchgehende Display eines alternativen „Candy Bar“-Formfaktors, allerdings mit der Möglichkeit, das Flip Phone in einem kleineren geschlossen Zustand zu verstauen.
Neueste Entwicklungen und Standards für Kommunikationsgeräte umfassen die Nutzung von höheren Kommunikationsbändern, die höhere Datenraten unterstützen können. Zum Beispiel nutzt der neueste Mobilfunkstandard, der als „Fifth Generation New Radio“ (5G NR) bezeichnet wird, Bandbreiten des bestehenden „Four Generation Long Term Evolved“ (4G LTE) Standards im Sub-6 GHz Frequenzbereich (600 MHz bis 6 GHz). Für höhere Datenraten nutzt 5G NR auch Bandbreiten in Millimeterwellen- bzw. (mmWave)-Bändern (24-86 GHz). Das 5G NR zugewiesene Millimeterwellenband hat kurze Wellenlängen von 1 - 10 mm, die für eine zufriedenstellende Antennenleistung eine Platzierung der Antenne an oder nahe der Oberfläche des Kommunikationsgeräts erfordern. Bei diesen Frequenzen können die Antennen klein und gerichtet sein. Das Erreichen einer ausreichenden Sendeleistung und Abdeckung erfordert die Verwendung einer Gruppe von Antennen, die als Sub-Array oder ein Array von Millimeterwellenantennen positioniert sind, die für eine Strahlsteuerung zusammenarbeiten. Andere Sub-Arrays oder Arrays von Millimeterwellenantennen werden zur räumlichen Abdeckung auf mehr als einer Seite des Kommunikationsgeräts platziert. Das Erreichen der erforderlichen Antennenstrahlsteuerung oder räumlichen Abdeckung kann durch Millimeterwellenantennen gefährdet werden, die durch eine offene oder geschlossene Position des Kommunikationsgeräts beeinflusst werden.
Figurenliste
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungsfiguren beschrieben. Der Einfachheit und Übersichtlichkeit halber sind in den Figuren dargestellte Elemente nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet. So können die Dimensionen von einigen Elementen im Vergleich zu anderen Elementen übertrieben sein. Ausführungsformen, in denen die Lehre der vorliegenden Erfindung enthalten ist, werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren näher erläutert.

1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines elektronischen Geräts, das als Kommunikationsgerät in einer Kommunikationsumgebung arbeitet und bei welchem Merkmale der vorliegenden Erfindung vorteilhaft realisiert sind;
2A zeigt eine Rückansicht eines dreidimensionalen Konstruktionsbeispiels des Kommunikationsgeräts von 1 mit einem Gehäuse, das einen Flip Phone-Formfaktor aufweist und geöffnet ist, und mit einem Antennen-Subsystem in einem ersten Modus, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
2B zeigt eine Vorderansicht des Beispiel-Kommunikationsgeräts von 2A mit dem Gehäuse in der offenen Position, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
2C zeigt eine Seitenansicht des Beispiel-Kommunikationsgeräts von 2A mit dem Gehäuse in der offenen Position, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
2D zeigt eine Seitenansicht des Beispiel-Kommunikationsgeräts von 2A mit dem Gehäuse in der geschlossenen Position und dem Antennen-Subsystem in einem zweiten Modus, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
3A zeigt eine Rückansicht eines dreidimensionalen Konstruktionsbeispiels des Kommunikationsgeräts von 1 mit einem Gehäuse, das einen Flip Phone-Formfaktor aufweist und geöffnet ist, und mit dem Antennen-Subsystem in dem zweiten Modus, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
3B zeigt eine rechte Seitenansicht des Beispiel-Kommunikationsgeräts von 3A mit dem Gehäuse in der offenen Position, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
3C zeigt eine Rückseitenansicht des Beispiel-Kommunikationsgeräts von 3A mit dem Gehäuse in der geschlossenen Position und dem Antennen-Subsystem in dem ersten Modus, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
3D zeigt eine rechte Seitenansicht des Beispiel-Kommunikationsgeräts von 3A mit dem Gehäuse in der geschlossenen Position, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
3E zeigt eine Unteransicht eines schwenkbaren Verbindungsmechanismus des Gehäuses des Beispiel-Kommunikationsgeräts von 3A in der geschlossenen Position, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen; und
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Konfigurieren eines Antennen-Sub-Array für selbständiges Arbeiten oder für ein Arbeiten als Array, basierend auf der offenen oder geschlossenen Position eines Gehäuses Kommunikationsgeräts, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen.

DETAILBESCHREIBUNG
Gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung ermöglichen ein Kommunikationsgerät, ein Computerprogrammprodukt und ein Verfahren das Konfigurieren und Neukonfigurieren von Antennen-Sub-Arrays in Reaktion auf das Öffnen und Schließen eines Gehäuses des Kommunikationsgeräts. Das Gehäuse des Kommunikationsgeräts umfasst ein bewegliches Gehäuse, das mit einem Basisgehäuses lagegekoppelt ist. Eine Steuereinheit verknüpft eine geschlossene Position und eine offene Position des beweglichen Gehäuses mit alternierenden Moden eines ersten Modus der Antennenkommunikation und eines zweiten Modus der Antennenkommunikation. Der erste Modus nutzt ein Antennen-Array, das ein mit einem zweiten Sub-Array ausgerichtetes erstes Sub-Array umfasst. Der zweite Modus nutzt das erste Sub-Array und das zweite Sub-Array, die nicht miteinander ausgerichtet sind, unabhängig Das erste Sub-Array enthält mindestens eine erste Antenne und ist in dem Basisgehäuse untergebracht. Das zweite Sub-Array enthält mindestens eine zweite Antenne und ist in dem beweglichen Gehäuse untergebracht. Die Steuereinheit überwacht einen Gehäusesensor, der positioniert ist zum Detektieren der geschlossenen Position und der offenen Position. Als Antwort auf die Erkennung der offenen/geschlossenen Position, die mit dem ersten Modus verknüpft ist, konfiguriert die Steuereinheit ein Modem für die Verwendung einer ersten Anregungsmatrix. Die erste Anregungsmatrix enthält Größen- und Phaseneinstellungen, die jeweils auf jede Antenne des ersten und des zweiten Sub-Array anzuwenden sind, um einen Antennenstrahl des Antennenarray zu steuern oder zu lenken. Als Antwort auf die Erkennung der offenen/geschlossenen Position, die mit dem zweiten Modus verknüpft ist, konfiguriert die Steuereinheit das Modem für die Verwendung mindestens einer zweiten Anregungsmatrix, die Größe und Phase der jeweiligen Antennen des ersten und des zweiten Sub-Array für einen unabhängigen Betrieb festlegt.
Gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen umfassen die Antennen-Sub-Arrays Millimeterwellenantennen, die positioniert sind für einen Betrieb in verschiedenen Moden zum Maximieren der äquivalenten isotopisch abgestrahlten Leistung (EIRP = Equivalent Isotopically Radiated Power) und der kumulativen Verteilungsfunktion (CDF = Cumulative Distribution Function). EIRP ist die hypothetische Leistung, die von einer isotopischen Antenne abgestrahlt werden müsste, um die gleiche Signalstärke wie die eigentliche Quellantenne in Richtung des stärksten Strahls der Antenne zu erhalten. Der Unterschied zwischen der EIRP und der äquivalenten abgestrahlten Leistung (ERP) ist, dass ERP die eigentliche Antenne mit einer Halbwellen-Dipolantenne vergleicht, während EIRP die eigentliche Antenne mit einer theoretischen isotopischen Antenne vergleicht. Eine maximierte EIRP und CDF unterstützen höhere Datenraten von fortschrittlichen Funkzugangstechnologien für mobilen zellularen Datendienst. Die Platzierung von Antennen-Sub-Arrays kann derart gepaart werden, dass die Antennen-Arrays in einer von geschlossener und offener Position gebildet werden können, um für eine zusätzliche Antennensteuerung und einen zusätzlichen Antennengewinn zur sorgen, damit diese Datenraten in einem Modus erreicht werden. Die Platzierung von Antennen-Sub-Arrays kann auch für eine zusätzliche Abdeckung in einer von geschlossener und offener Position sorgen, wobei gepaarte Antennen-Sub-Arrays in einem weiteren Modus unabhängig bzw. selbständig arbeiten.
In einer oder in mehreren Ausführungsformen haben das bewegliche Gehäuse und das Basisgehäuse eine Außenschale. Erste und zweite Sub-Arrays von Millimeterwellenantennen sind als Modul gepackt mit einer internen Energieverwaltung und einer integrierten Funkfrequenzschaltung (RFIC = Radio Frequency Integrated Circuit). Die Millimeterwellen-Antennenmodule sind jeweils in dem Basisgehäuse und in dem beweglichen Gehäuse untergebracht. Die Millimeterwellen-Antennenmodule sind nahe an einer Außenschale des Gehäuses des Kommunikationsgeräts platziert. In einer oder in mehreren Ausführungsformen besteht die Außenschale aus Glas oder aus Kunststoff. Es ist ein minimaler Trennabstand von dem Millimeterwellen-Antennenmodul zu der Kunststoff-/Glasfläche realisiert, der eine Frequenzverstimmung/Wirkungsgradabnahme verhindert. Die Millimeterwellen-Antennenmodule sind durch flexible PCBs (Printed Circuit Boards) mit der Hautplatine (PCB) verbunden.
In der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden spezielle Ausführungsformen, in denen die verschiedenen Aspekte der Erfindung praktisch umgesetzt werden können, ausführlich erläutert, so dass der Fachmann in der Lage ist die Erfindung durchzuführen. Dabei versteht es sich, dass auch anderen Ausführungsformen verwendet werden können und dass Änderungen möglich sind, ohne von dem allgemeinen Erfindungsgedanken abzuweichen. Aus diesem Grund stellt die nachstehende Beschreibung keine Einschränkung dar. Der Schutzumfang der Erfindung wird durch die anliegenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert. Bei der Beschreibung der verschiedenen Figuren sind ähnliche Elemente ähnlich bezeichnet und mit ähnlichen Bezugszeichen wie in der(den) jeweils vorangehenden Figur(en) versehen. Die jeweils zugeordneten Bezugszeichen sollen lediglich die Beschreibung unterstützen und bedeuten keine Einschränkung der beschriebenen Ausführungsform (weder in baulicher noch funktionsbezogener Hinsicht). Es versteht sich, dass in den Zeichnungen dargestellte Elemente im Hinblick auf eine einfache und übersichtliche Darstellung nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind. So können zum Beispiel die Dimensionen von einigen Elementen im Verhältnis zu anderen Elementen übertrieben sein.
Es versteht sich, dass die Verwendung von speziellen Komponenten-, Geräte- und/oder Parameterbezeichnungen und/oder entsprechenden Akronymen, wie zum Beispiel jene von Ausführungsdienstprogrammen, Logik und/oder Firmware, die vorliegend beschrieben sind, keine Einschränkung der beschriebenen Ausführungsformen bedeutet. Die Ausführungsformen können daher mit einer anderen Nomenklatur und/oder Terminologie für die vorliegenden Komponenten, Geräte, Parameter Verfahren und/oder Funktionen beschrieben werden, ohne Einschränkung. Wenn bei der Beschreibung eines oder mehrerer Elemente, Merkmale oder Konzepte der Ausführungsformen auf einen bestimmten Protokoll- oder Markennamen Bezug genommen wird, so geschieht dies lediglich im Rahmen von Beispielen einer Implementierung, und eine derartige Bezugnahme schränkt nicht die Erstreckung der beanspruchten Ausführungsformen auf Ausführungsformen ein, in denen eine andere Element- oder Merkmalsbezeichnung oder ein anderer Protokollname oder eine andere Konzeptbezeichnung verwendet werden. Aus diesem Grund ist jeder in vorliegender Beschreibung verwendete Begriff in dem Kontext, in dem dieser Begriff verwendet wird, in seiner breitestmöglichen Auslegung zu sehen.
Wie nachstehend weiter ausgeführt ist, werden funktionsbezogene Merkmale der vorliegend beschriebenen Erfindung mit Verarbeitungsvorrichtungen und/oder Verarbeitungsstrukturen implementiert, an denen eine Kombination von Hardware, Firmware sowie verschiedener Konstrukte auf Softwareebene (z.B. ein Programmcode und/oder Programmanweisungen und/oder ein Pseudo-Code) beteiligt ist, wobei letztere ausgeführt werden, um ein spezielles Dienstprogramm oder eine spezielle Funktionslogik bereitzustellen. Die dargestellten Figuren zeigen sowohl Hardwarekomponenten wie auch Software- und/oder Logikkomponenten.
Der Fachmann wird erkennen, dass die Hardwarekomponenten und die grundlegende Konfiguration, die in den anliegenden Figuren dargestellt sind, variieren können. Zum Beispiel sind die beispielhaften Komponenten nicht erschöpfend, sondern sollen lediglich die Komponenten hervorheben, die für die praktische Ausführung der Erfindung verwendet werden können. Anstelle der dargestellten Hardware und/oder Firmware oder zusätzlich zu dieser können auch andere bzw. weitere Einrichtungen/Komponenten verwendet werden. Das dargestellte Beispiel ist nicht im Sinne einer Einschränkung der Architektur oder im Sinne anderer Einschränkungen hinsichtlich der vorliegend beschriebenen Ausführungsformen und/oder der allgemeinen Erfindung zu verstehen. Die Beschreibung der Ausführungsformen erfolgt im Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungsfiguren, in denen Ausführungsformen dargestellt sind, die die Lehre der Erfindung enthalten.
1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines elektronischen Geräts in einer Betriebsumgebung, bei welchem die Merkmale der vorliegenden Erfindung vorteilhaft realisiert sind. Insbesondere ist das elektronische Gerät als Kommunikationsgerät 100 dargestellt, das von einer Steuereinheit 101 verwaltet wird. Gemäß einem Aspekt ist das Kommunikationsgerät 100 ein Mobilgerät oder ein Handheld-Gerät mit einem Gehäuse 102 mit einem Klapptelefon-Formfaktor. Das Gehäuse 102 umfasst ein Basisgehäuse 102a und ein bewegliches Gehäuse 102b, die durch einen schwenkbaren Verbindungsmechanismus 103 miteinander verbunden sind. Das Gehäuse 102 kann zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position positioniert werden. Die geschlossene Position wir auch als zugeklappte Position bezeichnet. Während das Gerät vorliegend als Kommunikationsgerät 100 dargestellt ist, versteht es sich, dass vorliegend beschriebene Merkmale uneingeschränkt auch auf andere Arten von elektronischen Geräten anwendbar sind und dass die Darstellung als Kommunikationsgerät 100 lediglich ein die Erfindung nicht einschränkendes Beispiel ist. Das Kommunikationsgerät 100 kann eines von vielen verschiedenen Geräten sein, unter anderem ein Mobiltelefon, ein Satellitentelefon, ein Smartphone, ein Laptop, ein Netbook, ein Ultrabook, eine vernetzte Smartwatch oder eine vernetzte Sportuhr/Trainingsuhr und/oder ein Tablet-Computer oder ein ähnliches Gerät mit drahtloser Kommunikationsfunktion, ohne Beschränkung hierauf. Als Gerät, das eine drahtlose Kommunikation unterstützt, kann das Kommunikationsgerät 100 verwendet und auch bezeichnet werden als System, Gerät, Teilnehmereinheit, Teilnehmerstation, Mobilstation (MS), Handy, Mobilgerät, Fernstation, Fern-Terminal, Benutzer-Station, Endgerät, Benutzer-Agent, Benutzergerät, Sitzungsinitiierungsprotokoll-Telefon (SIP-Telefon), Wireless Local Loop (WLL) Station, persönlicher digitaler Assistent (PDA), Computer-Arbeitsstation, Handheld-Gerät mit drahtloser Verbindungsmöglichkeit, Computergerät oder anderes Gerät, das mit einem Drahtlosmodem verbindbar ist.
Es wird nunmehr auf den speziellen Aufbau der Komponenten und auf die den dargestellten Komponenten zugeordneten Funktionen Bezug genommen. In einer oder in mehreren Ausführungsformen hat das Kommunikationsgerät 100 ein Kommunikations-Subsystem 104, einen Gerätespeicher 105, ein Datenspeicher-Subsystem 106 und ein Eingabe/Ausgabe-Subsystem (E/A-Subsystem) 107. Jedes Subsystem (104, 106 und 107) wird von der Steuereinheit 101 verwaltet. Das Kommunikationssystem 104 umfasst ein Antennen-Subsystem 108. Die Steuereinheit 101 konfiguriert das Antennen-Subsystem 108 basierend darauf, ob der Gehäusesensor 109 ein offenes oder ein geschlossenes Gehäuse 102 detektiert.
In einer oder in mehreren Ausführungsformen ist der Gehäusesensor 109 ein Gehäuse-Näherungssensor 109a, der die Nähe des beweglichen Gehäuses 102b zu dem Basisgehäuse 102a detektiert. In einer oder in mehreren Ausführungsformen hat der Gehäuse-Näherungssensor 109a eine mechanische Verlängerung, die niedergedrückt wird, wenn sich das Basisgehäuse und das bewegliche Gehäuse 102a - 102b in die geschlossene oder offene Position bewegen. Der Vorgang des Niederdrückens ändert eine Schalterposition, die die offene/geschlossene Position des Gehäuses anzeigt. In einer oder in mehreren Ausführungsformen hat der Gehäuse-Näherungssensor 109a in dem Basisgehäuse oder in dem beweglichen Gehäuse 102a - 102b ein ein elektromagnetisches Feld erzeugendes Element und in dem jeweils verbleibenden Basisgehäuse oder beweglichen Gehäuse ein Ziel. Das Ziel hat eine elektromagnetische Impedanz, die mit einer sich basierend auf der offenen/geschlossenen Position des Gehäuses 102 ändernden Stärke durch das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element detektiert wird.
In einer oder in mehreren Ausführungsformen ist der Gehäusesensor 109 ein Antennen-Näherungssensor 109b, der die Nähe eines bestimmten Bereichs des in dem Basisgehäuse oder in dem beweglichen Gehäuse 102a - 102b untergebrachten Antennen-Subsystems 108 zu einem anderen bestimmten Bereich des Antennen-Subsystems 108, das in dem jeweils anderen von Basisgehäuse und beweglichem Gehäuses 102a - 102b untergebracht ist, detektiert. Der Antennen-Näherungssensor 109b detektiert Übertragungen von dem einen bestimmten Bereich des Antennen-Subsystems 108, die durch den anderen bestimmten Bereich des Antennen-Subsystems 108 empfangen werden. Die Stärke der detektierten Übertragungen zeigt die relative Position des beweglichen Gehäuses 102b zu dem Basisgehäuse 102a an. Das Kommunikations-Subsystem 104 hat auch ein RF-Frontend 115 mit einem(mehreren) Sendeempfänger(n) 116, der bzw. die einen(mehrere) Sender 117 und Empfänger 118 enthält bzw. enthalten. Das RF-Frontend 115 enthält ferner ein(mehrere) Modem(s) 119. Das Kommunikations-Subsystem 104 enthält ein Kommunikationsmodul 124 mit einem Basisband-Prozessor 125. Der Basisband-Prozessor 125 kommuniziert mit der Steuereinheit 101 und mit dem RF-Frontend 115. Der Basisband-Prozessor 125 arbeitet in einem Basisband-Frequenzbereich zum Kodieren von Daten für die Übertragung und zum Dekodieren der empfangenen Daten gemäß einem Kommunikationsprotokoll. Das(die) Modem(s) moduliert bzw. modulieren kodierte Basisbanddaten von dem Kommunikationsmodul 124 auf ein Trägersignal, um ein Übertragungssignal bereitzustellen, das von einem(mehreren) Sender(n) verstärkt wird. Das(die) Modem(s) 119 demoduliert bzw. demodulieren jedes von dem Antennen-Subsystem 108 detektierte Signal, das von dem externen Kommunikationssystem 126a empfangen wird. Das empfangene Signal wird durch den(die) Verstärker 118 verstärkt und gefiltert, die die empfangenen kodierten Daten von einem empfangenen Trägersignal demodulieren.
In einer oder in mehreren Ausführungsformen führt die Steuereinheit 101 über das Kommunikations-Subsystem 104 mehrere Arten einer Over-the-Air-(OTA)-Kommunikation oder drahtlosen Kommunikation mit dem externen Kommunikationssystem 126 durch. Das externe Kommunikationssystem 126a kann Einrichtungen wie einen(mehrere) Basisknoten 127 auf einem(mehreren) entsprechenden Funkturm bzw. Funktürmen 128 aufgeständert, einen(mehrere) Zugangsknoten 129 und Satelliten eines globalen Positionierungssystems (GPS-Satelliten) 130 umfassen. Manche dieser Einrichtungen können mit mindestens einem Wide Area Network 131 in Verbindung stehen. Das Kommunikations-Subsystem 104 kommuniziert über einen drahtlosen Kommunikationskanal (oder mehrere drahtlose Kommunikationskanäle) 134b mit Zugangsknoten 129. In einer oder in mehreren bestimmten Ausführungsformen unterstützt der Zugangsknoten 129 eine Kommunikation, die ein oder mehrere IEEE 802.11 Wireless Local Area Network (WLAN)-Protokolle nutzt. Der Zugangsknoten 129 ist mit einem Wide Area Network 131 wie dem Internet verbunden. In einer oder in mehreren bestimmten Ausführungsformen kommuniziert das Kommunikations-Subsystem 104 mit einem lokal vernetzten Gerät (oder mehreren lokal vernetzten Geräten) 135 über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung 134c, die von dem Zugangsknoten 129 bereitgestellt wird. Das Kommunikations-Subsystem 104 empfängt einen Downlink-Sendekanal (oder mehrere Downlink-Sendekanäle) 134d von GPS-Satelliten 130, um geospatiale Standortinformation zu beziehen.
In einer oder in mehreren Ausführungsformen umfasst das lokale Kommunikationssystem 126b ein drahtloses Headset 132 und eine Smartwatch 133, die mit dem Kommunikationsgerät 100 verbunden sind, um ein persönliches Zugangsnetz (PAN = Personal Access Network) zu bilden. Das Kommunikations-Subsystem 104 kommuniziert über einen(mehrere) Low-Power-Drahtloskommunikationskanal (-kanäle) 134e mit dem Headset 132. Das Kommunikations-Subsystem 104 kommuniziert über einen zweiten (mehrere zweite) Low-Power-Drahtloskommunikationskanal (-kanäle) 134f wie beispielsweise Bluetooth mit der Smartwatch. In einer oder mehreren bestimmten Ausführungsformen kommuniziert das Kommunikations-Subsystem 104 mit einem(mehreren) anderen Kommunikationsgerät(en) 136 über eine Drahtlosverbindung 134g, um ein Ad-hoc-Netzwerk zu bilden.
Das Datenspeicher-Subsystem 106 des Kommunikationsgeräts 100 umfasst eine(mehrere) Datenspeichereinrichtung(en) 142. Die Steuereinheit 101 ist über einen System-Interlink 143 mit einer(mehreren) Datenspeichereinrichtung(en) verbunden. Das Datenspeicher-Subsystem 106 stellt einen nichtflüchtigen Speicher bereit, auf den die Steuereinheit 101 zugreifen kann. Zum Beispiel kann das Datenspeicher-Subsystem 106 eine Auswahl von einer(mehreren) anderen Anwendung(en) bereitstellen, die in den Gerätespeicher 105 geladen werden kann bzw. können. In einer oder in mehreren Ausführungsformen kann bzw. können die Datenspeichereinrichtung(en) 142 Festplattenlaufwerke (HDDs = Hard Disk Drives), optische Plattenlaufwerke und/oder Solid-State-Laufwerke (SSDs = Solid State Drives) etc. umfassen. Das Datenspeicher-Subsystem 106 des Kommunikationsgeräts 106 kann ein entfernbares (mehrere entfernbare) Speichermittel (RSD(s) = Removable Storage Device(s)) 145 umfassen, das bzw. die in der RSD-Schnittstelle 146 aufgenommen werden. Die Steuereinheit 101 ist mit dem RSD 145 über den System-Interlink 143 und die RSD-Schnittstelle 146 kommunizierend verbunden. In einer oder in mehreren Ausführungsformen ist das RSD 145 ein nichtflüchtiges Computerprogrammprodukt oder eine computerlesbare Speichereinrichtung. Die Steuereinheit 101 kann auf das RSD 145 oder auf die Datenspeichereinrichtung(en) 142 zugreifen, um das Kommunikationsgerät 100 mit einem Programmcode zu versehen, zum Beispiel mit einer Antennenmodus-Anwendung 147 oder mit sonstigen Anwendungen 148. Wenn der Programmcode von der Steuereinheit 101 ausgeführt wird, bewirkt der Programmcode, dass das Kommunikationsgerät 100 die hier beschriebenen Funktionen ausführt, bzw. konfiguriert das Kommunikationsgerät 100 entsprechend.
Das E/A-Subsystem 107 umfasst eine Bildaufnahmeeinrichtung 149, die den Gehäuse-Näherungssensor 109a aufnimmt, und eine(mehrere) Benutzerschnittstelleneinrichtung(en) 150 mit einem oder mehreren Displays 115, die die Benutzerschnittstelle (UI = User Interface) präsentieren, berührungsempfindliche/haptische Bedienelemente 152, ein Mikrofon 153 und eine(mehrere) Audioausgabeeinrichtung(en) 154. Das E/A-Subsystem 107 umfasst auch eine E/A-Steuereinheit 155, die mit internen Einrichtungen 156 und mit Peripheriegeräten 157 außerhalb des Gehäuses 102 des Kommunikationsgeräts 100 verbunden ist.
Die Steuereinheit 101 umfasst ein Prozessor-Subsystem 160, das eine oder mehrere zentrale Verarbeitungseinheit(en) (CPUs = Central Processing Units) enthält, die als Datenprozessor 161 dargestellt ist bzw. sind. Das Prozessor-Subsystem 160 kann eine oder mehrere digitale Signalprozessoren 162 umfassen, die in den Datenprozessor 161 integriert oder mit dem Datenprozessor 161, z.B. dem Basisband-Prozessor 125, kommunizierend verbunden sind. In einer oder in mehreren Ausführungsformen, die nicht dargestellt sind, kann die Steuereinheit 101 ferner verteilte Verarbeitungs- und Steuerungskomponenten enthalten, die peripher zu oder entfernt von dem Gehäuse 102 oder mit anderen Komponenten gruppiert sind, wie zum Beispiel dem E/A-Subsystem 107. Der Datenprozessor 161 ist über den System-Interlink 143 mit dem Gerätespeicher 105 kommunizierend verbunden. In einer oder in mehreren Ausführungsformen ist die Steuereinheit 101 des Kommunikationsgeräts 100 über den System-Interlink 143 mit dem Kommunikations-Subsystem 104, dem Datenspeicher-Subsystem 106 und mit dem Eingabe/Ausgabe-Subsystem 107 kommunizierend verbunden. Der System-Interlink 143 repräsentiert interne Komponenten, die eine interne Kommunikation mittels einer oder mehrerer gemeinsamer oder dedizierter interner Kommunikationsverbindungen wie interne serielle oder parallele Busse ermöglichen. Der in vorliegender Beschreibung verwendete Begriff „kommunizierend verbunden“ bedeutet, dass Informationssignale durch die verschiedenen Verbindungen, die drahtgebundene und/oder drahtlose Verbindungen umfassen, zwischen den Komponenten übertragbar sind. Die Verbindungen zwischen den Komponenten können direkte Verbindungen sein, die leitende Übertragungsmedien umfassen, oder indirekte Verbindungen, die eine oder mehrere zwischengeschaltete elektrische Komponenten umfassen. Es sind in 1 nur einige direkte Verbindungen (Interlink 143) dargestellt. Gleichwohl können in anderen Ausführungsformen mehr, weniger oder andere Verbindungen vorhanden sein.
Die Steuereinheit 101 verwaltet die verschiedenen Funktionen und/oder Operationen bzw. Vorgänge des Kommunikationsgeräts 100 oder steuert diese in manchen Fällen direkt. Diese Funktionen und/oder Operationen bzw. Vorgänge sind unter anderem die Verarbeitung von Anwendungsdaten, die Kommunikation mit anderen Geräten, Navigationsaufgaben und Signalverarbeitung, ohne Beschränkung hierauf. In einer oder in mehreren alternativen Ausführungsformen kann das Kommunikationsgerät 100 Äquivalente von Hardwarekomponenten für die Verarbeitung von Anwendungsdaten und für die Signalverarbeitung nutzen. Zum Beispiel kann das Kommunikationsgerät 100 Spezialhardware, dedizierte Prozessoren, Universalcomputer, mikroprozessorbasierte Computer, Mikro-Controller, optische Computer, analoge Computer, dedizierte Prozessoren und/oder eine dedizierte kabelgebundene Logik nutzen.
Der Gerätespeicher 105 enthält Anwendungen wie eine Antennenmodus-Anwendung 147, eine Kommunikations-Anwendung 164 und eine(mehrere) sonstige Anwendung(en) 148. Der Gerätespeicher 105 enthält ferner ein Betriebssystem (OS = Operating System) 165, eine Firmware-Schnittstelle 166 wie ein Basic Input/Output System (BIOS) oder ein Uniform Extensible Firmware Interface (UEFI) und Firmware 167. Der Gerätespeicher 105 enthält Daten 168, die von der Antennenmodus-Anwendung 147, von der Kommunikations-Anwendung 164 und von einer(mehreren) sonstigen Anwendung(en) 148 genutzt werden. Insbesondere enthalten die Daten 168 Codebücher (Code Books) 169, die Anregungsmatrizen 170 zum Konfigurieren des Antennen-Subsystems 108 enthalten. Das Prozessorsystem 160 der Steuereinheit 101 führt einen Programmcode aus, um Betriebsfunktionen des Kommunikationsgeräts 100 bereitzustellen. Diese Software- und/oder Firmwaremodule haben variierende Funktionen, wenn ihr Programmcode von dem Prozessor-Subsystem 160 oder von sekundären Verarbeitungseinrichtungen in dem Kommunikationsgerät 100 ausgeführt wird. Das Prozessor-Subsystem 160 der Steuereinheit 101 kann den Programmcode der Antennenmodus-Anwendung 147 ausführen, um das Antennen-Subsystem 108 basierend auf der detektierten Position des Gehäuses 102 zu konfigurieren.
Gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung umfasst das Antennen-Subsystem 108 Millimeterwellenantennen 180, wie zum Beispiel Patch-Antennen. Außerdem umfasst das Antennen-Subsystem 108 Sub-6 GHz- („Low Band“)-Antennen 181 a-181 n, die eine LTE-Kommunikation und andere niederfrequente Funktionen unterstützen. Erste Antennen-Sub-Arrays 182a-182b, die jeweils eine oder mehrere Millimeterwellenantennen 180 enthalten, sind in dem Basisgehäuse 102a untergebracht. Zweite Antennen-Sub-Arrays 183a-183b, die jeweils eine oder mehrere Millimeterwellen-Antennen 180 enthalten, sind in dem beweglichen Gehäuse 102b untergebracht. Das erste Antennen-Sub-Array 182a ist mit dem zweiten Antennen-Sub-Array 183a gepaart, so dass es sich mit dem Öffnen und Schließen des Gehäuses 102 jeweils in die und aus der Array-Ausrichtung bewegt. Das erste Antennen-Sub-Array 182b ist mit dem zweiten Antennen-Sub-Array 183b derart gepaart, dass es sich mit dem Öffnen und Schließen des Gehäuses 102 jeweils in die und aus der Array-Ausrichtung bewegt. In einer oder in mehreren Ausführungsformen sind die ersten und die zweiten Antennen-Sub-Arrays 182a - 182b und 183a - 183b jeweils Antennenarray-Module, wie zum Beispiel eine 1 x 4 Anordnung von Millimeterwellenantennen 180. Das erste Antennen-Sub-Array 182a ist in einer Rückseite des Basisgehäuses 102 untergebracht und befindet sich in der Nähe des und ist mit dem schwenkbaren Verbindungsmechanismus 103 ausgerichtet. Das zweite Antennen-Sub-Array 183a ist in einer Rückseite des beweglichen Gehäuses 102b untergebracht und befindet sich in der Nähe des und ist mit dem schwenkbaren Verbindungsmechanismus 103 ausgerichtet. Die Lage des ersten und des zweiten Antennen-Sub-Array 182a, 183a ist exemplarisch für die Nutzung verfügbarer Lagen an dem Gehäuse 102. Bestimmte Lagen können vorteilhaft sein für die Abdeckung in einer bestimmten Richtung von dem Gehäuse 102 und für die Positionierung weg von Bereichen des Gehäuses 102, die ein Benutzer dicht an sein Ohr hält. Das erste und das zweite Antennen-Sub-Array 182a, 183a bilden kollektiv das erste Antennen-Array 184a, wenn sich das Gehäuse 102 in der offenen Position befindet. Die Steuereinheit 101 verwaltet bzw. betreibt das erste Antennen-Array 184 in einem ersten Modus. In einer bestimmten Ausführungsform führt die Steuereinheit 101 eine Antennenmodus-Anwendung 147 aus, die ein(mehrere) Modem(s) 119 mit einer Anregungsmatrix 170 konfiguriert, die Größen und Phasen enthält, die bei jeder Millimeterwellenantenne 180 des ersten und des zweiten Antennen-Sub-Array 182a, 182b angewendet werden, damit dieses als erstes Antennen-Array 184a in Modus 1 arbeitet. Die Moden des ersten und des zweiten Antennen-Sub-Array 182a, 183a sind ausführlicher in 2A - 2D dargestellt.
2A zeigt eine Rückansicht eines Beispiel-Kommunikationsgeräts 100 mit einem Basisgehäuse 102a und einem beweglichen Gehäuse 102b des Gehäuses 102 in der offenen Position. Das bewegliche Gehäuse 102b hat ein Rückseitendisplay 151 a, das die Platzierung des zweiten Antennen-Sub-Array 183a einschränkt. Das zweite Antennen-Sub-Array 183a liegt zwischen dem Rückseitendisplay 151a und dem schwenkbaren Verbindungsmechanismus 103. Das erste und das zweite Antennen-Sub-Array 182a, 183a sind bei offenem Gehäuse 102 in dem ersten Antennen-Array 184 ausgerichtet.
2B zeigt eine Vorderansicht des Beispiel-Kommunikationsgeräts 100 mit dem Basisgehäuse 102a und dem beweglichen Gehäuse 102b des Gehäuses 102 in der offenen Position. Das bewegliche Gehäuse 102b hat ein Vorderseitendisplay 151 b, das sich über das Basisgehäuse 102a, den schwenkbaren Verbindungsmechanismus 103 und das bewegliche Gehäuse 102b erstreckt. Das erste Antennen-Array 184a (anhand der Phantomlinien dargestellt) ist von dem Vorderseitendisplay 151b und von einem Benutzer, der auf das Vorderseitendisplay 151b blickt, weg gerichtet.
2C zeigt das Beispiel-Kommunikationsgerät 100 in einer Seitenansicht, wobei sich das Basisgehäuse 102a und das bewegliche Gehäuse 102b des Gehäuses 102 in der offenen Position befinden. Sowohl das erste als auch das zweite Antennen-Sub-Array 182a, 183a sind ausgerichtet, um das erste Antennen-Array 184a zu bilden. Das erste und das zweite Antennen-Sub-Array 182a, 183a sind physisch mit der Achse 201 senkrecht zur Rückseite des Beispiel-Kommunikationsgeräts 100 in der offenen Position ausgerichtet. Das sich ergebende erste Antennen-Array 184a kann kooperativ Übertragungen von dem ersten und dem zweiten Antennen-Sub-Array 182a, 183a kombinieren, um eine Strahllenkung und eine Antennenverstärkung (Strahlverengung) von abgestrahlten Übertragungssignalen 203a zu erreichen.
2D zeigt eine Seitenansicht der Beispiel-Kommunikationsgeräts 100 mit dem Basisgehäuse 102a und dem beweglichen Gehäuse 102b des Gehäuses 102 in der geschlossenen Position. In der geschlossenen Position sind das Rückseitendisplay 151 und das zweite Antennen-Sub-Array 182a auf der Rückseite des mobilen Gehäuses 102b relativ zur offenen Position ( 2C) um 180° geschwenkt. Das zweite Antennen-Sub-System 182a ist entlang der Achse 205 gerichtet, die der Achse 201 gegenüberliegt. Abgestrahlte Übertragungen von dem ersten und dem zweiten Antennen-Sub-Array 182a, 183a arbeiten bei geschlossenem Gehäuse 102 unabhängig voneinander im zweiten Modus. Übertragungen durch das erste und das zweite Antennen-Sub-Array 182a, 183a sind nicht für eine Strahllenkung oder eine Antennenverstärkung koordiniert. Die jeweiligen abgestrahlten Übertragungssignale 207 - 208 sind nicht für koordinierte Übertragungen ausgerichtet.
Es wird erneut auf 1 Bezug genommen. Das erste Antennen-Sub-Array 182b ist in dem Basisgehäuse 102a auf der linken Seite untergebracht, wie dargestellt. Das zweite Antennen-Sub-Array 183b ist in dem beweglichen Gehäuse 102b auf der linken Seite untergebracht, wie dargestellt. Wie nachstehend im Zusammenhang mit 3C - 3E beschrieben, bilden das erste und das zweite Antennen-Sub-Array 182b, 183b das zweite Antennen-Array 184b, wenn sich das Gehäuse 102 in der geschlossenen Position befindet. In 1 sind das erste und das zweite Antennen-Sub-Array 182b, 183b nicht ausgerichtet und bilden somit nicht das zweite Antennen-Array 184b (3C). In der offenen Position des Gehäuses 102 verwaltet die Steuereinheit 101 das erste Antennen-Sub-Array 182b und das zweite Antennen-Sub-Array 183b getrennt in einem zweiten Modus. Der zweite Modus verwendet andere Anregungsmatrizen 170 für den unabhängigen Betrieb. In einer bestimmten Ausführungsform führt die Steuereinheit 101 die Antennenmodus-Anwendung 147 aus, die ein(mehrere) Modem(s) 119 hinsichtlich der Anregungsmatrizen 170 konfiguriert, die mehrere Größen und Phasen enthalten, die auf die jeweilige Millimeterwellenantenne 180 des ersten und des zweiten Antennen-Sub-Array 182a, 183a angewendet werden, so dass diese in Modus 2 unabhängig arbeiten. Solchermaßen sind die Moden des ersten und des zweiten Antennen-Sub-Array 182b, 183b umgekehrt zu den Moden des ersten und des zweiten Antennen-Sub-Array 182a, 183a, wie das ausführlicher in 3A - 3D dargestellt ist.
3A zeigt eine Rückansicht des Beispiel-Kommunikationsgeräts 100 mit dem Basisgehäuse 102a und dem beweglichen Gehäuse 102b des Gehäuses 102 in der offenen Position. Das bewegliche Gehäuse 102 hat ein Rückseitendisplay 151, das die Platzierung des zweiten Antennen-Sub-Array 183b auf der linken Seite einschränkt, wie dargestellt, und die Platzierung des zweiten Antennen-Sub-Array 183c auf der rechten Seite einschränkt, wie dargestellt. Die ersten Antennen-Sub-Arrays 182b - 182c sind jeweils auf der rechten und auf der linken Seite des Basisgehäuses 102a platziert. Das erste und das zweite Antennen-Sub-Array 182c, 183c sind ein zusätzliches Paar von Antennen-Sub-Arrays, das in 1 nicht dargestellt ist. Das erste Antennen-Sub-Array 182b ist physisch entlang der Achse 305 gerichtet, die senkrecht zur linken Seite des Basisgehäuses 102a ist. Das erste Antennen-Sub-Array 182c ist physisch entlang der Achse 307 gerichtet, die der Achse 305 gegenüberliegt und die senkrecht zur rechten Seite des Basisgehäuses 102a ist. Das zweite Antennen-Sub-Array 183b ist physisch entlang der Achse 309 gerichtet, die senkrecht zur linken Seite des beweglichen Gehäuses 102b und parallel zur Achse 305 ist. Das zweite Antennen-Sub-Array 183c ist physisch entlang der Achse 311 gerichtet, die der Achse 309 gegenüberliegt und zu dieser versetzt ist und senkrecht zur rechten Seite des mobilen Gehäuses 102b und parallel zur Achse 307 ist. Die Steuereinheit 101 (1) betreibt alle vier der ersten Antennen-Sub-Arrays 182b - 182c und der zweiten Antennen-Sub-Arrays 182b - 183c in Modus 2. Bei vier Millimeterwellenantennen 180 mit geeigneter Größe und geeigneten Phasen strahlt das erste Antennen-Sub-Array 182b ein Übertragungssignal 301a ab, das zum Teil nach links und zum Teil nach unten gelenkt wird. Das zweite Antennen-Sub-Array 183b strahlt das Übertragungssignal 301b nach links ab, wie dargestellt. Das erste Antennen-Sub-Array 182c strahlt das Übertragungssignal 301c nach rechts ab, wie dargestellt. Das zweite Antennen-Sub-Array 183c strahlt das Übertragungssignal 301d ab, das zum Teil nach rechts und zum Teil nach unten gelenkt wird. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist eine einfache Anordnung von zwei Paaren von 1 x 4 Sub-Arrays dargestellt, deren Ausrichtung mit einem weiteren 1 x 4 Sub-Array möglich ist. Es können Sub-Arrays in anderer Zahl und anderer Anordnung von Millimeterwellenantennen 180 gewählt und derart positioniert werden, dass sie sich an verschiedenen Bereichen eines Kommunikationsgeräts 100 auseinanderbewegen und aufeinander ausrichten für eine bestimmte Abdeckung und für bestimmte Anforderungen an die Antennenleistung.
3B zeigt eine rechte Seitenansicht eines Beispiel-Kommunikationsgeräts 100 mit einem ersten und einem zweiten Antennen-Sub-Array 182c, 183c in Bereichen des Gehäuses 102, die sich in der offenen Position auseinander bewegen. Das erste und das zweite Antennen-Sub-Array 182c, 183c sind in der offenen Position nicht in einem Array ausgerichtet. Das erste und das zweite Antennen-Sub-Array 182c, 183c sind seitlich getrennt. Solchermaßen werden das erste und das zweite Antennen-Sub-Array 182c, 183c in der offenen Position unabhängig im zweiten Modus betrieben.
3C zeigt eine Rückansicht des Beispiel-Kommunikationsgeräts 100 in einer geschlossenen Position. Das erste Antennen-Sub-Array 182b ( 3A) ist mit dem zweiten Antennen-Sub-Array 183b ausgerichtet, wodurch das zweite Antennen-Array 184b gebildet wird. Das erste Antennen-Sub-Array 182c (3A) ist mit dem zweiten Antennen-Sub-Array 183c ausgerichtet, jedoch zu diesem versetzt, wodurch das dritte Antennen-Array 184c gebildet wird.
3D ist eine rechte Seitenansicht des Beispiel-Kommunikationsgeräts 100 in der geschlossenen Position. Das dritte Antennen-Array 184c stellt ein versetztes Antennen-Array bereit, das mit einer Anregungsmatrix 170 (1) konfiguriert werden kann.
3E ist eine Unteransicht des schwenkbaren Verbindungsmechanismus 103 des Beispiel-Kommunikationsgeräts 100. In den 3C und 3E, auf die nunmehr Bezug genommen wird, kann die zweidimensionale Strahllenkung erkannt werden. Das zweite Antennen-Array 184b strahlt das Übertragungssignal 303a ab, das zum Teil nach links und zum Teil in Richtung Rückseite gelenkt wird. Das dritte Antennen-Array 184c strahlt das Übertragungssignal 303b ab, das zum Teil nach rechts, zum Teil nach oben und zum Teil in Richtung Rückseite gelenkt wird.
In einer oder in mehreren Ausführungsformen hat ein Kommunikationsgerät ein bewegliches Gehäuse, das von einem Basisgehäuse aufgenommen wird und nicht geschwenkt, sondern stattdessen hin und her bewegt wird. Das bewegliche Gehäuse kann als Schlitten unter das Basisgehäuse geschachtelt oder mit diesem verbunden sein. In einer oder in mehreren Ausführungsformen kann das Kommunikationsgerät ein Basisgehäuse aufweisen, das eine primäre Kommunikationseinrichtung enthält. Ein bewegliches Gehäuse enthält eine Zusatzkommunikationseinrichtung, die an dem Basisgehäuse befestigt und von dem Basisgehäuse gelöst werden kann. Wenngleich sich die mechanische Verbindung zwischen dem Bewegen in und außer Ausrichtung als ein Array unterscheidet, kann eine Steuereinheit 101 eine einer geschlossenen und einer offenen Position abwechselnd mit einem des ersten und des zweiten Modus verknüpfen. Die Anregungsmatrizen 170 können für den ersten und zweiten Modus für diese alternativen Gehäuseverbindungsmechanismen angewendet werden, wie das vorangehend im Zusammenhang mit den 1, 2A - 2D und 3A - 3E beschrieben wurde.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 400 zum Konfigurieren von Antennen-Sub-Arrays, so dass diese unabhängig arbeiten oder als ein Array, basierend auf der offenen oder geschlossenen Position eines Gehäuses eines Kommunikationsgeräts. Das Verfahren wird unter allgemeiner Bezugnahme auf die speziellen Komponenten beschrieben, die in den vorangehenden 1, 2A - 2D und 3A - 3E dargestellt sind. In mindestens einer Ausführungsform kann das Verfahren 400 mit dem Antennen-Subsystem 108 des Kommunikationsgeräts 100 durchgeführt werden, das von der Steuereinheit 101 (1) verwaltet wird. Spezifische Komponenten, die in dem Verfahren 400 beschrieben werden, können identisch sein mit oder ähnlich wie Komponenten gleicher Bezeichnung, die für die Beschreibung der vorangehenden 1, 2A - 2D und 3A - 3D verwendet wurden.
In 4, auf die nunmehr Bezug genommen wird, umfasst das Verfahren 400 das Verknüpfen einer geschlossenen Position und einer offenen Position eines beweglichen Gehäuses, das mit einem Basisgehäuse eines Kommunikationsgeräts positionierbar verbunden ist, mit einem alternierenden eines ersten Modus und zweiten Modus einer Antennenkommunikation (Block 402). Das Verfahren 400 umfasst die Überwachung eines Gehäusesensors, der positioniert ist für die Detektion der geschlossenen Position und der offenen Position des Kommunikationsgeräts (Block 404). In einer oder in mehreren Ausführungsformen umfasst das Verfahren 400 die Überwachung des Gehäusesensors durch das Messen der Stärke eines Signals, das durch eines des ersten Sub-Array und des zweiten Sub-Array empfangen wird. Das Signal entstammt der Übertragung durch das jeweils andere des ersten Sub-Array und zweiten Sub-Array (Block 406). In einer oder in mehreren Ausführungsformen umfasst das Verfahren 400 die Überwachung des Gehäusesensors durch die Detektion der Nähe zu dem beweglichen Gehäuse mittels eines Näherungssensors des Basisgehäuses (Block 408).
In dem Entscheidungsblock 410 wird basierend auf dem Gehäusesensor bestimmt, ob das Gehäuse offen oder geschlossen ist. Als Antwort auf die Bestimmung, dass sich das Gehäuse in der offenen Position befindet, erfolgt in Entscheidungsblock 412 eine Bestimmung, ob die offene Position mit dem ersten Modus verknüpft ist. Als Antwort auf die Bestimmung, dass die offene Position mit dem ersten Modus verknüpft ist, umfasst das Verfahren 400, dass die Steuereinheit ein Modem so konfiguriert, dass dieses eine erste Anregungsmatrix verwendet, die auf jede Antenne des ersten und des zweiten Sub-Array anzuwenden ist, um den Antennenstrahl des Antennen-Array zu lenken (Block 414). Die erste Anregungsmatrix enthält Größen- und Phaseneinstellungen. Das Verfahren 400 kehrt dann zurück zu Block 402. In einer oder in mehreren Ausführungsformen nutzt der erste Modus ein Antennen-Array, das ein erstes Sub-Array von mindestens einer ersten Antenne enthält, die in dem Basisgehäuse untergebracht ist, und das mit einem zweiten Sub-Array von mindestens einer zweiten Antenne, die in dem beweglichen Gehäuse untergebracht ist, ausgerichtet ist. Die Größe und Phase, die von jeder Anregungsmatrix für jede Antenne bereitgestellt wird, wird basierend auf den relativen Positionen jeder Antenne in dem Array ausgewählt, um die Antennenstrahlsteuerung und die Antennenverstärkung zu erzeugen. In einer oder in mehreren Ausführungsformen ist jede Antenne des ersten und des zweiten Sub-Array eine Flachantenne, die in einem Millimeterwellen-(mmWave)-Frequenzband arbeitet. Als Antwort auf die Bestimmung, dass die offene Position nicht mit dem ersten Modus verknüpft ist, umfasst das Verfahren 400 das Konfigurieren des Modems für die Verwendung mindestens einer zweiten Anregungsmatrix für das erste und das zweite Sub-Array, die nicht in einem Array ausgerichtet sind. Die wenigstens eine zweite Anregungsmatrix legt die jeweilige Größe und Phase der jeweiligen Antennen der ersten und der zweiten Sub-Arrays für einen unabhängigen Betrieb in einem zweiten Modus fest (Block 416). Das Verfahren 400 kehrt zurück zu Block 402. Als Antwort auf die Bestimmung, dass sich das Gehäuse nicht in der offenen Position befindet, erfolgt in Block 418 eine Bestimmung, ob die geschlossene Position mit dem ersten Modus verknüpft ist. Als Antwort auf die Bestimmung, dass die geschlossene Position mit dem ersten Modus verknüpft ist, kehrt das Verfahren 400 zurück zu Block 414. Als Antwort darauf, dass die geschlossene Position nicht mit dem ersten Modus verknüpft ist, kehrt das Verfahren 400 zurück zu Block 416.
In einer oder in mehreren Ausführungsformen ist die geschlossene Position mit dem Betrieb eines Paares eines ersten und eines zweiten Antennen-Sub-Array als kombiniertes Antennen-Array im ersten Modus verknüpft. Die offene Position ist mit dem Betrieb dieses einen Paares des ersten und des zweiten Antennen-Sub-Array als separate Antennen im zweiten Modus verknüpft. In einer oder in mehreren Ausführungsformen ist die offene Position mit dem Betrieb eines weiteren Paares eines ersten und zweiten Antennen-Sub-Array als kombiniertes Antennen-Array im ersten Modus verknüpft. Die geschlossene Position ist mit dem Betrieb dieses anderen Paares des ersten und zweiten Antennen-Sub-Array als separate Antennen im zweiten Modus verknüpft. In einer oder in mehreren Ausführungsformen sind beide Paare der ersten und zweiten Antennen-Sub-Arrays in dasselbe Kommunikationsgerät eingebaut. Modus 1 und Modus 2 werden bei unterschiedlichen Paarungen des ersten und des zweiten Antennen-Sub-Array in der offenen Position und in der geschlossenen Position des Gehäuses des Kommunikationsgeräts verwendet, so dass ein Paar von Antennen-Sub-Arrays als kombiniertes Antennen-Array in Modus 1 und mindestens ein weiteres Paar von Antennen-Sub-Arrays als individuelle Antennen in Modus 2 arbeitet.
In den vorstehend beschriebenen Flussdiagrammen, die vorliegend dargestellt sind, können bestimmte Schritte des Verfahrens kombiniert, gleichzeitig oder in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden oder gegebenenfalls entfallen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Verfahrensschritte sind in einer bestimmten Abfolge beschrieben und dargestellt. Dies stellt jedoch keine Einschränkung der Erfindung dar. Innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung können Änderungen an der Abfolge der Schritte vorgenommen werden. Solchermaßen ist die Verwendung einer bestimmten Abfolge nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird allein durch die anliegenden Ansprüche definiert.
Aspekte der vorliegenden Erfindung wurden vorstehend mit Bezug auf Darstellungen von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß Ausführungsformen der Erfindung in Flussdiagrammen und/oder Blockdiagrammen erläutert. Es versteht sich, dass jeder Block eines Flussdiagramms und/oder eines Blockdiagramms und Kombinationen von Blöcken in den Flussdiagrammen und/oder Blockdiagrammen durch Computerprogrammbefehle implementiert werden können. Diese Computerprogrammbefehle können durch einen Prozessor, einen Universalcomputer, einen Spezialcomputer oder durch andere Datenverarbeitungsvorrichtungen bereitgestellt werden, um eine Maschine derart zu schaffen, dass die Befehle oder Anweisungen, die über den Prozessor des Computers oder eine andere programmierbare Verarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, ein Mittel zur Implementierung der in dem Block oder in den Blöcken des Flussdiagramms und/oder Blockdiagramms angegebenen Funktionen/Aktionen zu schaffen.
Der Fachmann wird erkennen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als System, Gerät und/oder Verfahren realisiert sein können. Dementsprechend können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als reine Hardware-Variante oder eine Variante realisiert sein, die Software und Hardware kombiniert, die hier alle allgemein bezeichnet werden als „Schaltung“, „Modul“ oder „System“.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, jedoch wird der Fachmann erkennen, dass innerhalb des Rahmens der Erfindung Änderungen vorgenommen und Elemente durch Äquivalente ersetzt werden können. Ferner können zahlreiche Modifikationen durchgeführt werden, um ein bestimmtes System, Gerät oder eine bestimmte Komponente davon an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von dem wesentlichen Umfang der Erfindung abzuweichen. Aus diesem Grund soll die Erfindung nicht auf bestimmte Ausführungsformen beschränkt werden, die für die Durchführung der Erfindung beschrieben wurden. Vielmehr umfasst die Erfindung sämtliche Ausführungsformen, die in den Schutzbereich der anliegenden Ansprüche fallen. Sofern Begriffe wie erste/r/s oder zweite/r/s etc. verwendet werden, soll dadurch keine Rangfolge oder Bedeutung zum Ausdruck gebracht, sondern lediglich ein Element von einem anderen unterschieden werden.
Die vorliegend verwendete Terminologie dient dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und stellt keine Einschränkung der Erfindung dar. Wenn vorliegend Singularformen eines bestimmten oder unbestimmten Artikels verwendet werden, soll damit auch der Plural umfasst sein, wenn nicht der Kontext ausdrücklich etwas anderes vorgibt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfassen“ und/oder „umfassend“, wenn sie in vorliegender Beschreibung verwendet werden, darauf hinweisen, dass die genannten Merkmale, Integer, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten vorhanden oder vorgesehen sind, ohne jedoch auszuschließen, dass ein oder mehrere weitere Merkmale, Integer, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen vorhanden sein oder hinzugefügt werden können.
Die entsprechenden Strukturen, Materialien, Vorgänge und Äquivalente von sämtlichen Mitteln oder Schritten sowie Funktionselementen in den anliegenden Ansprüchen sollen jede Struktur, jedes Material oder jeden Vorgang zum Ausführen der Funktionen in Kombination mit anderen oder weiteren beanspruchten Elementen wie spezifisch beansprucht umfassen. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient lediglich Darstellungs- und Erläuterungszwecken und ist weder erschöpfend noch auf die Erfindung in der offenbarten Form beschränkt. Wie der Fachmann erkennen wird, sind zahlreiche Modifikationen und Variationen möglich, ohne von dem Erfindungsgedanken und von dem Kern der Erfindung abzuweichen. Die Ausführungsform wurden im Hinblick auf eine bestmögliche Darstellung und Erläuterung der Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Anwendung ausgewählt und sollen es anderen Fachleuten ermöglichen, die Erfindung auf verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen zu lesen, wie diese für die jeweils in Betracht gezogene spezielle Anwendung geeignet sind.

Claims

Kommunikationsgerät, umfassend: ein Basisgehäuse; ein bewegliches Gehäuse, das mit dem Basisgehäuse lagegekoppelt und zwischen einer geschlossen und einer offenen Position bewegbar ist; und einen Gehäusesensor, der positioniert ist für die Detektion der geschlossenen Position und der offenen Position des beweglichen Gehäuses, wobei die geschlossene Position und die offene Position jeweils mit alternierenden Moden eines ersten Modus der Antennenkommunikation und eines zweiten Modus der Antennenkommunikation verknüpft sind; ein erstes Sub-Array von wenigstens einer ersten Antenne, die in dem Basisgehäuse untergebracht ist; ein zweites Sub-Array von wenigstens einer zweiten Antenne, die in dem beweglichen Gehäuse untergebracht ist, wobei das zweite Sub-Array in einer der offenen und der geschlossenen Position mit dem ersten Sub-Array ausgerichtet ist, um ein Antennen-Array zu bilden, und außer Ausrichtung mit dem ersten Sub-Array ist, wenn es in einer anderen der offenen und der geschlossenen Position positioniert ist; ein Modem, das mit jeder Antenne der wenigstens einen ersten Antenne und der wenigstens einen zweiten Antenne in Verbindung steht, um über die wenigstens eine erste Antenne und die wenigstens eine zweite Antenne mit einem Knoten zu kommunizieren; einen Speicher, enthaltend: (i) eine erste Anregungsmatrix, die mit einem ersten Modus der Kommunikation verknüpft ist, wobei die erste Anregungsmatrix Größen- und Phaseneinstellungen enthält, die auf jede Antenne der wenigstens einen ersten Antenne und der wenigstens einen zweiten Antenne anzuwenden sind, um den Antennengewinn des Antennen-Array zu steuern; und (ii) mindestens eine zweite Anregungsmatrix, die mit dem zweiten Modus der Antennenkommunikation verknüpft ist und die Größe und Phase von jeweiligen Antennen der wenigstens einen ersten Antenne und der wenigstens einen zweiten Antenne für einen unabhängigen Betrieb festlegt; und eine Steuereinheit, die mit dem Gehäusesensor und dem Modem kommunizierend verbunden ist und die: den Gehäusesensor überwacht, um eine offene/geschlossene Position des beweglichen Gehäuses zu identifizieren; als Antwort auf die offene/geschlossene Position des beweglichen Gehäuses, die mit dem ersten Modus verknüpft ist, das Modem für die Verwendung der ersten Anregungsmatrix konfiguriert; und als Antwort auf die offene/geschlossene Position des beweglichen Gehäuses, die mit dem zweiten Modus verknüpft ist, das Modem für die Verwendung der wenigstens einen zweiten Anregungsmatrix konfiguriert.
Kommunikationsgerät nach Anspruch 1, wobei das zweite Sub-Array positioniert ist für eine Ausrichtung mit dem ersten Sub-Array zum Bilden des Antennen-Array, wenn sich das bewegliche Gehäuse in der ersten Position befindet, und für eine Nicht-Ausrichtung mit dem ersten Sub-Array, wenn sich das bewegliche Gehäuse in der geschlossenen Position befindet.
Kommunikationsgerät nach Anspruch 1, wobei das zweite Sub-Array positioniert ist für eine Ausrichtung mit dem ersten Sub-Array zum Bilden des Antennen-Array, wenn sich das bewegliche Gehäuse in der geschlossenen Position befindet, und für eine Nicht-Ausrichtung mit dem ersten Sub-Array, wenn sich das bewegliche Gehäuse in der offenen Position befindet.
Kommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jede der wenigstens einen ersten Antenne und der wenigstens einen zweiten Antenne eine Flachantenne umfasst, die in einem Millimeterwellen-(mmWave)-Frequenzband arbeitet.
Kommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Gehäusesensor einen Übertragungsrückmeldungsempfänger hat, der die Stärke eines Signals misst, das durch eines des ersten Sub-Array und des zweiten Sub-Array empfangen wird und das als Übertragung von einem anderen des ersten Sub-Array und des zweiten Sub-Array stammt.
Kommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Gehäusesensor einen Näherungssensor umfasst, der an einem von Basisgehäuse und beweglichem Gehäuse montiert ist, und ein Ziel, das an einem anderen von Basisgehäuse und beweglichem Gehäuse montiert ist.
Verfahren, umfassend: das Verknüpfen einer geschlossenen Position und einer offenen Position eines beweglichen Gehäuses, das mit einem Basisgehäuse eines Kommunikationsgeräts lagegekoppelt ist, mit alternierenden Moden eines ersten Modus der Antennenkommunikation und eines zweiten Modus der Antennenkommunikation, wobei der erste Modus ein Antennen-Array eines ersten Sub-Array wenigstens einer in dem Basisgehäuse untergebrachten ersten Antenne nutzt, das mit einem zweiten Sub-Array von wenigstens einer in dem beweglichen Gehäuse untergebrachten zweiten Antenne ausgerichtet ist, wobei der zweite Modus das erste Sub-Array und das zweite Sub-Array, die nicht ausgerichtet sind, unabhängig nutzt; das Überwachen eines Gehäusesensors, der positioniert zum Detektieren der geschlossenen Position und der offenen Position; als Antwort auf das Erkennen der offenen/geschlossenen Position, die mit dem ersten Modus verknüpft ist, das Konfigurieren eines Modems für die Verwendung einer ersten Anregungsmatrix, die Größen- und Phaseneinstellungen enthält, die auf jede Antenne des ersten und des zweiten Sub-Array anzuwenden sind, um den Antennengewinn des Antennen-Array zu steuern; und als Antwort auf das Erkennen der offenen/geschlossenen Position, die mit dem zweiten Modus verknüpft ist, das Konfigurieren des Modems für die Verwendung mindestens einer zweiten Anregungsmatrix, die Größe und Phase von jeweiligen Antennen des ersten und des zweiten Sub-Array festlegt, so dass diese unabhängig arbeiten.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Verknüpfen der geschlossenen Position mit dem ersten Modus und der offenen Position mit dem zweiten Modus.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Verknüpfen der offenen Position mit dem ersten Modus und der geschlossenen Position mit dem zweiten Modus.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei jede Antenne des ersten und des zweiten Sub-Array eine Flachantenne umfasst, die in einem Millimeterwellen- (mmWave)-Frequenzband arbeitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, ferner umfassend das Messen der Stärke eines Signals das durch eines des ersten Sub-Array und des zweiten Sub-Array empfangen wird und das als Übertragung von einem anderen des ersten Sub-Array und des zweiten Sub-Array stammt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, ferner umfassend das Detektieren der Nähe des Basisgehäuses zu dem beweglichen Gehäuse über den Gehäusesensor.
Computerprogrammprodukt, umfassend: eine computerlesbare Speichereinrichtung; und einen Programmcode auf der computerlesbaren Speichereinrichtung, der bei Ausführung durch einen einem Kommunikationsgerät zugeordneten Prozessor ermöglicht, dass das Kommunikationsgerät folgende Funktionen bereitstellt: das Verknüpfen einer geschlossenen Position und einer offenen Position eines beweglichen Gehäuses, das mit einem Basisgehäuse des Kommunikationsgeräts lagegekoppelt ist, mit alternierenden Moden eines ersten Modus der Antennenkommunikation und eines zweiten Modus der Antennenkommunikation, wobei der erste Modus ein Antennen-Array eines ersten Sub-Array wenigstens einer in dem Basisgehäuse untergebrachten ersten Antenne nutzt, das mit einem zweiten Sub-Array wenigstens einer in dem beweglichen Gehäuse untergebrachten zweiten Antenne ausgerichtet ist, und wobei der zweite Modus das erste Sub-Array und das zweite Sub-Array, die nicht ausgerichtet sind, unabhängig nutzt; das Überwachen eines Gehäusesensors, der positioniert ist zum Detektieren der geschlossenen und der offenen Position; als Antwort auf das Erkennen der offenen/geschlossenen Position, die mit dem ersten Modus verknüpft ist, das Konfigurieren eines Modems für die Verwendung einer ersten Anregungsmatrix, die Größen- und Phaseneinstellungen enthält, die auf jede Antenne des ersten und des zweiten Sub-Array anzuwenden sind, um den Antennenstrahl des Antennen-Array zu lenken; und als Antwort auf das Erkennen der offenen/geschlossenen Position, die mit dem zweiten Modus verknüpft ist, das Konfigurieren des Modems für die Verwendung mindestens einer zweiten Anregungsmatrix, die Größe und Phase von jeweiligen Antennen des ersten und des zweiten Sub-Array festlegt, so dass diese unabhängig arbeiten.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 13, wobei der Programmcode ermöglicht, dass das Kommunikationsgerät die Funktion der Verknüpfung der geschlossenen Position mit dem ersten Modus und der offenen Position mit dem zweiten Modus bereitstellt.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 13, wobei der Programmcode ermöglicht, dass das Kommunikationsgerät die Funktion der Verknüpfung der offenen Position mit dem ersten Modus und der geschlossenen Position mit dem zweiten Modus bereitstellt.
Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei jede Antenne des ersten und des zweiten Sub-Array eine Flachantenne umfasst, die in einem Millimeterwellen- (mmWave)-Frequenzband arbeitet.
Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei der Programmcode ermöglicht, dass das Kommunikationsgerät die Funktion des Messens der Stärke eines Signals bereitstellt, das durch eines des ersten Sub-Array und des zweiten Sub-Array empfangen wird und als Übertragung von einem anderen des ersten Sub-Array und des zweiten Sub-Array stammt.
Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei der Programmcode ermöglicht, dass das Kommunikationsgerät die Funktion des Detektierens der Nähe des Basisgehäuses zu dem beweglichen Gehäuse über den Gehäusesensor bereitstellt.