DE602005002258T2

DE602005002258T2 - Bestimmung der Antennenrauschtemperatur einer tragbaren Funkvorrichtung

Info

Publication number: DE602005002258T2
Application number: DE602005002258T
Authority: DE
Inventors: Yihong St. Agatha Ontario Qi; Perry Waterloo Ontario Jarmuszewski
Original assignee: Research in Motion Ltd
Current assignee: BlackBerry Ltd
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2025-07-02
Also published as: CA2550020A1; CA2550020C; DE602005002258D1; EP1739867B1; EP1739867A1; ATE371997T1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kommunikationsvorrichtungen und insbesondere mobile drahtlose Kommunikationsvorrichtungen sowie dazugehörige Verfahren.
Allgemeiner Stand der Technik
Zelluläre bzw. Mobiltelefon-Kommunikationssysteme nehmen weiter an Popularität zu und sind ein wesentlicher Teil sowohl der persönlichen als auch der geschäftlichen Kommunikationen geworden. Mobiltelefone gestatten es Benutzern, fast überall, wohin sie reisen, Sprachanrufe abzusetzen und zu empfangen. Mobiltelefone und weitere tragbare drahtlose Kommunikationsvorrichtungen umfassen typischerweise einen Funk, der zum Beispiel einen drahtlosen Sender-Empfänger und eine damit verbundene zugehörige Schaltung aufweist, und eine Antenne, die mit dem Funk verbunden ist.
Die Antennenrauschtemperatur wurde in vielen Büchern und Abhandlungen erörtert, wie John D. Kraus und Ronald J. Marhefka, "Antennas: For all Applications", McGraw Hill, 2002, Kap. 12; Constantine A. Balanis, "Antenna Theory: Analysis and Design" John Wiley & Sons Inc. 1997, Kap. 2; David M. Pozar, "Microwave Engineering", Addison-Wesley Publishing Company, 1993, Kap. 12; J. Dijk, MJeuken und E. J. Maanders, "Antenna noise temperature", Proc. IEEE, Bd. 115, Nr. 10, Okt. 1968, Seiten 1403-1409; und Warren L. Flock und Ernest K. Smith, "Natural Radio Noise-a Mini-Review", IEEE Trans. an AP Bd. Ap-32, Nr. 7, Juli 1984, Seiten 762-767.
Die Definitionen für die Antennenrauschtemperatur sind hauptsächlich basierend auf entfernten Fühl- und Satellitenempfangsanwendungen gegeben, während sich Antennen im Allgemeinen physikalisch entfernt oder gut abgeschirmt von Funkempfängern befinden und Antennen mit großer Verstärkung verwendet werden, um schwache Signale einzufangen. In diesem Fall wird das Gesamtrauschen an dem Anschluss der Empfängerantenne hauptsächlich von einem thermischen Rauschen und Hintergrundrauschen beigesteuert. Im Gegensatz dazu befindet sich die Antenne einer drahtlosen tragbaren Vorrichtung sehr nahe bei ihrem Empfänger, so dass die gedruckte Leiterplatte und Zubehörteile als Teil der Antenne arbeiten. Dies macht die Rauschbeiträge zu einer Antenne der tragbaren drahtlosen Vorrichtung von den Rauschbeiträgen zu Antennen für entfernte und Satelliten-Empfangsanwendungen verschieden.
Dieser Unterschied macht die Standarddefinition der Antennentemperatur zum Erläutern des Empfängerverhaltens von tragbaren drahtlosen Vorrichtungen in einer rauschenden Umgebung unangemessen. Eine drahtlose tragbare Vorrichtung arbeitet im Allgemeinen in einer sich ständig ändernden Rauschumgebung und das Ausstrahlungsmuster einer tragbaren Antenne ist im Allgemeinen ein breites Strahl-Antennenmuster. Ferner ändern sich ständig menschliche physikalische Schnittstellen- und Vorrichtungsverwendungsszenarien in der praktischen Anwendung. Aus diesem Gründen ändert sich ständig die Antennenrauschtemperatur im praktischen Sinne.
Die US6011979 offenbart ein Verfahren zum Auswählen eines Verstärkers, der zu einem persönlichen Kommunikationsdienst-Basissystem passt, wobei der Verstärker die effektive Antennentemperatur als Summe der internen und externen Rauschtemperatur berechnet. 'Quadrifilar Helical Antennas for Personal Satellite Terminals', F. M. Caimi, G. O'Neill, XP002355132, offenbart eine Antenne für einen persönlichen Handapparat.
Zusammenfassung der Erfindung
Im Hinblick auf den vorhergehenden Hintergrund besteht daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zum genauen Bestimmen der Antennenrauschtemperatur für eine tragbare drahtlose Kommunikationsvorrichtung bereitzustellen.
Eine Bestimmung oder Definition der Antennenrauschtemperatur wird hier dargelegt. Eine Funkrauschtemperatur wird eingeführt, um das Funkempfängerverhalten unter einer komplexen Rauschumgebung für tragbare drahtlose Vorrichtungen zu erläutern. Die Rauschquellen und ihre Kopplungsmechanismen werden ebenfalls erörtert. Ein Verfahren zum Bestimmen einer Empfangsempfindlichkeit einschließlich einem Bestimmen eines Antennenfunkmusterns und einem unabhängigen Bestimmen einer thermischen Rauschtemperatur wird ebenfalls bereitgestellt.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch ein Verfahren zum Bestimmen einer Antennenrauschtemperatur für eine tragbare drahtlose Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, die einen Funk zum Beispiel mit einem drahtlosen Sender-Empfänger und eine damit verbundene zugehörige Schaltung sowie eine mit dem Funk verbundene Antenne umfasst. Das Verfahren umfasst ein Messen einer Antennenwärmerauschkomponente, ein Messen einer Funkrauschkomponente durch den Funk der tragbaren drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, ein Messen einer Umgebungs- bzw. Umwelthintergrundrauschkomponente und ein Bestimmen der Antennenrauschtemperatur basierend auf der gemessenen Antennenwärmerausch-, Funkrausch- und Umwelthintergrundrauschkomponenten.
Das Verfahren kann ein Messen des Antennenwirkungsgrades umfassen und ein Bestimmen kann ferner ein Gewichten wenigstens eines aus den gemessenen Antennenwärmerausch-, Funkrausch- und Umwelthintergrundrauschkomponenten basierend auf dem gemessenen Antennenwirkungsgrad umfassen.
Die Antennenrauschtemperatur T_t kann definiert sein als Tt = ηTA + (1 – 2η)TP + ηTR wobei η der gemessene Antennenwirkungsgrad ist, T_A die Umwelthintergrundrauschkomponente ist, T_P die Antennenwärmerauschkomponente ist und T_R die Funkrauschkomponente ist.
Die Antennenwärmerauschkomponente kann auf einer gemessenen Leitempfindlichkeit basieren, die auf einem minimalen erfassbaren Signal zum Rauschverhältnis bzw. Verhältnis Signal zu Rauschen und einem minimalen Eingangssignalniveau bzw. Eingangssignalpegel basiert, wenn die Antenne durch eine Signalerzeugungseinrichtung ersetzt ist. Die Antennenwärmerauschkomponente T_P kann definiert werden als
wobei SNR_out.min das minimale erfassbare Verhältnis Signal zu Rauschen ist, P_sig.min der minimale Eingangssignalpegel ist, k die Boltzmann-Konstante ist, B die Kanalbandbreite ist und F ein Vorrichtungsrauschfaktor ist, welcher als ein Verhältnis von dem Eingangsverhältnis Signal zu Rauschen und von dem Ausgangsverhältnis Signal zu Rauschen (SNR_in/SNR_out) definiert ist.
Die Funkrauschkomponente kann auf einer gemessenen Strahlempfindlichkeit bzw. Strahlungsempfindlichkeit der Kommunikationsvorrichtung in einem reflexionsarmen Raum bei Raumtemperatur basieren. Die Funkrauschkomponente T_R kann definiert werden als:
wobei SNR_out.min das minimale erfassbare Verhältnis Signal zu Rauschen ist, P_sig.min der minimale Eingangssignalpegel ist, k die Boltzmann-Konstante ist, B die Kanalbandbreite ist, F eine Vorrichtungsrauschzahl ist, welche als ein Verhältnis des Eingangsverhältnisses Signal zu Rauschen und des Ausgangsverhältnisses Signal zu Rauschen (SNR_in/SNR_out) definiert ist, η der gemessene Antennenwirkungsgrad ist und T_P die Antennenwärmerauschkomponente ist.
Die Umwelthintergrundrauschkomponente kann auf einer gemessenen Strahlempfindlichkeit bzw. Strahlungsempfindlichkeit der Kommunikationsvorrichtung in einer Betriebsumgebung basieren, die eine Vielzahl von Rauschquellen umfasst. Die Umwelthintergrundrauschkomponente T_A kann definiert werden als:
wobei SNR_out.min das minimale erfassbare Verhältnis Signal zu Rauschen ist, P_sig.min der minimale Eingangssignalpegel ist, k die Boltzmann-Konstante ist, B die Kanalbandbreite ist, F eine Vorrichtungsrauschzahl ist, welche als ein Verhältnis des Eingangsverhältnisses Signal zu Rauschen und des Ausgangsverhältnisses Signal zu Rauschen (SNR_in/SNR_out) definiert ist, η der gemessene Antennenwirkungsgrad ist, T_P die Antennenwärmerauschkomponente ist und T_R die Funkrauschkomponente ist.
Aufgaben, Merkmale und Vorteile gemäß der vorliegenden Erfindung werden auch durch ein Verfahren zum Bestimmen der Empfangsempfindlichkeit für eine drahtlose tragbare Vorrichtung bereitgestellt, die eine Antenne und einen damit verbundenen Funk umfasst. Wieder umfasst der Funk vorzugsweise einen drahtlosen Sender-Empfänger und eine damit verbundene zugehörige Schaltung. Das Verfahren kann ein Bestimmen des Antennenstrahlungsmusters und ein unabhängiges Bestimmen einer Wärmerauschtemperatur durch Messen einer Antennenwärmerauschkompo nente, Messen einer Funkrauschkomponente, die durch den Funk der tragbaren drahtlosen Kommunikationsvorrichtung erzeugt wird, Messen einer Umwelthintergrundrauschkomponente und Bestimmen der Antennenrauschtemperatur basierend auf der gemessenen Antennenwärmerausch-, Funkrausch- und Umgebungshintergrundrauschkomponenten umfassen. Die Empfangsempfindlichkeit kann basierend auf dem Antennenstrahlungsmuster und der Wärmerauschtemperatur bestimmt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm einer tragbaren drahtlosen Kommunikationsvorrichtung zur Verwendung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Flussdiagramm, das Schritte des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 ist ein schematisches Blockdiagramm, das die verschiedenen Arbeitsstationen zum Implementieren des Verfahrens von 2 darstellt.
4 ist ein schematisches Blockdiagramm, das grundlegende funktionale Schaltungskomponenten zeigt, die bei der mobilen drahtlosen Kommunikationsvorrichtung von 1 verwendet werden können.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in welchen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen verkörpert sein und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Stattdessen werden diese Ausführungsformen bereitge stellt, damit diese Offenbarung genau und vollständig ist und den Umfang der Erfindung für Fachleute auf dem Gebiet vollständig ausdrückt. Im Ganzen beziehen sich gleiche Zahlen auf gleiche Elemente.
Unter anfänglicher Bezugnahme auf 1 wird zuerst ein Beispiel einer mobilen drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 20, wie eines in der Hand gehaltenen tragbaren zellularen Funks, beschrieben. Die Vorrichtung 20 umfasst erläuternd ein Gehäuse 21 mit einem oberen Abschnitt 46 und einem unteren Abschnitt 47 und einem dielektrischen Substrat (zum Beispiel einer Leiterplatte) 67, wie beispielsweise ein herkömmliches Substrat für gedruckte Leiterplatten (printed circuit board) (PCB), das vom Gehäuse getragen wird. Eine Gehäuseabdeckung (nicht im Einzelnen gezeigt) würde typischerweise den Vorderabschnitt des Gehäuses abdecken. Das dargestellte Gehäuse 21 ist beispielsweise ein statisches Gehäuse im Gegensatz zu einem Klapp- oder Schiebegehäuse, die bei vielen Mobiltelefonen verwendet werden. Diese oder andere Gehäusekonfigurationen können jedoch auch verwendet werden.
Eine Schaltung 48 wird von der Leiterplatte 67 getragen, wie ein Mikroprozessor, ein Speicher, ein oder mehrere drahtlose Sender-Empfänger (zum Beispiel ein Mobilfunk, WLAN usw.), der eine RF-Schaltung einschließlich einer Audio- und Leistungsschaltung, einschließlich einer Tastaturschaltung, umfasst. Es sollte verständlich sein, dass sich eine Tastaturschaltung vollständig auf einer separaten Tastatur usw. befinden könnte, wie von Fachleuten auf dem Gebiet eingesehen wird. Eine wiederaufladbare Batterie (nicht gezeigt) wird ebenfalls vorzugsweise von dem Gehäuse 21 zum Zuführen von Leistung zu der Schaltung 48 getragen. Der Begriff RF-Schaltung könnte die zusammenwirkenden RF-Sender-Empfänger-Schaltung, Leistungsschaltung und Audioschaltung einschließen.
Ferner wird ein Audio-Ausgangstransducer 49 (zum Beispiel ein Lautsprecher) von einem oberen Abschnitt 46 des Ge häuses 21 getragen und mit der Schaltung 48 verbunden. Eine oder mehrere Schnittstelleneinrichtungen für eine Benutzereingabe, wie eine Tastatur, ist/sind ebenfalls von dem Gehäuse 21 getragen und mit der Schaltung 48 verbunden. Der Begriff Tastatur, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf den Begriff Tastatur, der die Benutzereingabeeinrichtungen mit Buchstaben und/oder Zahlen versehenen Tasten zeigt, die allgemein bekannt sind, und weitere Ausführungsformen einschließlich Vielfachspitzen- oder prognostische Eingabemodi. Weitere Beispiele von Benutzereingabeschnittstelleneinrichtungen umfassen eine Scroll-Rad-, ein Rückkehrtasten-, eine Taster- oder eine Sensor-Bildschirm-Schnittstelle. Die Vorrichtung 20 würde typischerweise eine Anzeige (nicht gezeigt), beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige (liquid crystal display) (LCD), die vom Gehäuse 21 getragen ist und mit der Schaltung 48 verbunden ist.
Eine Antenne 45 ist erläuternd an dem unteren Abschnitt 47 in dem Gehäuse angeordnet und kann als ein Muster von Leiterspuren ausgebildet sein, die eine Antennenschaltung bilden, welche physikalisch die Antenne bildet. Sie ist mit der Schaltung 48 auf der Hauptleiterplatte 67 verbunden. In einem nicht einschränkenden Beispiel könnte die Antenne auf einem Antennenleiterplattenabschnitt ausgebildet sein, der sich von der Leiterplatte an dem unteren Abschnitt des Gehäuses wegerstreckt. Indem die Antenne 45 dem unteren Abschnitt 47 des Gehäuses 21 benachbart angeordnet ist, ist der Abstand zwischen der Antenne und dem Kopf des Benutzers vorteilhafterweise vergrößert, wenn sich das Telefon in Gebrauch befindet, um anwendbare SAR-Anforderungen erfüllen zu helfen. Es könnte auch eine separate Tastaturleiterplatte verwendet werden.
Insbesondere hält ein Benutzer typischerweise den oberen Abschnitt 46 des Gehäuses 21 sehr nahe an seinen Kopf, so dass sich der Audio-Ausgangstransducer 49 direkt neben seinem Ohr befindet. Der untere Abschnitt 47 des Gehäuses 21, wo sich ein Audio-Eingangstransducer (d.h. ein Mikrofon) befindet, braucht sich jedoch nicht direkt neben dem Mund eines Benutzers zu befinden und kann vom Mund des Benutzers weg gehalten werden. Das heißt, den Audio-Eingangstransducer nahe beim Mund des Benutzers zu halten ist vielleicht nicht nur für den Benutzer unbequem, sondern kann auch unter einigen Umständen die Stimme des Benutzers verzerren.
Ein weiterer wichtiger Vorteil, die Antenne 45 dem unteren Abschnitt 47 des Gehäuses benachbart anzuordnen, besteht darin, dass dies weniger Einfluss auf die Antennenleistung aufgrund einer Hand des Benutzers gestattet. Das heißt, Benutzer halten typischerweise Mobiltelefone zum mittleren bis oberen Abschnitt des Telefongehäuses hin und legen ihre Hände wahrscheinlicher über eine solche Antenne als über eine Antenne, die in der Nähe des unteren Abschnitts 47 des Gehäuses 21 angebracht ist. Folglich kann aus dem Anordnen der Antenne 45 in der Nähe des unteren Abschnitts 47 des Gehäuses 21 eine zuverlässigere Leistung erreicht werden.
Noch ein weiterer Vorteil dieser Konfiguration besteht darin, dass sie mehr Raum für eine oder mehrere zusätzliche Eingangs/Ausgangs-(I/O)-Einrichtungen 50 bereitstellt, die im oberen Abschnitt 46 des Gehäuses getragen werden sollen. Ferner kann dies durch Trennen der Antenne 45 von der/den zusätzlichen I/O-Einrichtung/en 50 eine verringerte Störung dazwischen ermöglichen.
Einige Beispiele von zusätzlichen I/O-Einrichtungen 50 umfassen eine WLAN-(zum Beispiel Bluetooth-, IEEE 802.11-)-Antenne zum Bereitstellen von WLAN-Kommunikationsfähigkeiten und/oder eine Antenne für ein Satellitenpositionsbestimmungssystem (zum Beispiel GPS, Galileo usw.) zum Bereitstellen von Positionsortungsfähigkeiten, wie von Fachleuten auf dem Gebiet eingesehen wird. Weitere Beispiele von zusätzlichen I/O-Einrichtungen 50 umfassen einen zweiten Audio-Ausgangstransducer (zum Beispiel einen Lautsprecher für den Lautsprecher-Telefonbetrieb) und eine Kameralinse zum Bereit stellen digitaler Kamerafähigkeiten, eine elektrische Vorrichtungsverbindungseinrichtung (zum Beispiel einen USB, einen Kopfhörer, eine sichere Digital-(secure digital) (SD-) oder eine Speicherkarte usw.)
Es sollte bemerkt werden, dass der Begriff "Eingang/Ausgang", wie er hier für die zusätzlichen I/O-Vorrichtung/en verwendet wird, bedeutet, dass solche Einrichtungen Eingangs- und/oder Ausgangsfähigkeiten aufweisen und sie in allen Ausführungsformen nicht beides bereitzustellen brauchen. Das heißt, Einrichtungen, wie Kameralinsen, können auch eine optische Eingabe empfangen, während beispielsweise eine Kopfhörerbuchse nur eine Audioausgabe erzeugt.
Folglich kann die mobile drahtlose Kommunikationsvorrichtung 20, wie beschrieben, vorteilhafterweise nicht nur als herkömmliches Mobiltelefon verwendet werden, sondern kann auch in geeigneter Weise zum Senden und/oder Empfangen von Daten über ein zelluläres oder ein anderes Netzwerk, wie beispielsweise Internet und e-Mail-Daten, verwendet werden. Natürlich können auch weitere Tastaturkonfigurationen in anderen Ausführungsformen verwendet werden. Vielfachabgriff- oder prognostische Eingabemodi können zum Tippen von e-Mails usw. verwendet werden, wie Fachleute auf dem Gebiet einsehen.
Die Antenne 45 kann als eine Mehrfrequenzband-Antenne ausgebildet sein, die über mehrfache Betriebsfrequenzen gesteigerte Übertragungs- und Empfangs-Eigenschaften bereitstellt. Insbesondere kann die Antenne 45 eine große Verstärkung, eine gewünschte Impedanzanpassung bereitstellen und anwendbare SAF-Anforderungen über eine verhältnismäßig große Bandbreite und vielfache zelluläre Frequenzbänder zur Verfügung stellen. Als Beispiel kann die Antenne 45 über fünf Bänder arbeiten, nämlich ein Band für das Globale System für Mobilfunkkommunikationen (Global System for Mobile Communications) (GSM) mit 850 MHz, ein GSM-Band mit 900 MHz, ein DCS-Band, ein PCS-Band und ein WCDMA-Band (d.h. bis zu etwa 2100 MHz), obwohl sie für weitere Bänder/Frequenzen ebenso verwendet werden kann. Um Platz zu sparen, kann die Antenne 45 vorteilhafterweise in drei Dimensionen implementiert sein, obwohl sie ebenso in zweidimensionalen oder ebenen Ausführungsformen implementiert sein kann.
Nun wird unter Bezugnahme auf 2 und 3 ein Verfahren und ein Verarbeitungssystem zum Bestimmen einer Antennenrauschtemperatur für eine tragbare drahtlose Kommunikationsvorrichtung 20 beschrieben. Wie oben erörtert, umfasst die tragbare Vorrichtung 20 einen Funk, zum Beispiel mit einem drahtlosen Sender-Empfänger und eine damit verbundene zugehörige Schaltung 48 sowie eine Antenne 45, die mit dem Funk verbunden ist. Das Verfahren beginnt bei Block 100 (2) und umfasst ein Messen einer Antennenwärmerauschkomponente (Block 102), ein Messen einer Funkrauschkomponente (Block 104), ein Messen einer Umwelthintergrundrauschkomponente (Block 106) und bei Block 112 ein Bestimmen der Antennenrauschtemperatur basierend auf den gemessenen Antennenwärmerausch-, Funkrausch- und Umwelthintergrundrauschkomponenten. Vorzugsweise umfasst das Verfahren ein Messen eines Antennenwirkungsgrades (Block 108) und ein Gewichten wenigstens eines aus den gemessenen Antennenwärmerausch-, Funkrausch- und Umwelthintergrundrauschkomponenten basierend auf dem gemessenen Antennenwirkungsgrad (Block 110).
Wie unten ausführlicher beschrieben ist, kann die Antennenwärmerauschkomponente auf einer gemessenen Leitempfindlichkeit basieren, die ein Verhältnis des minimalen erfassbaren Verhältnisses Signal zu Rauschen und ein minimaler Eingangssignalpegel ist, wenn die Antenne durch eine Signalerzeugungseinrichtung ersetzt ist. Die Funkrauschkomponente kann auf einer gemessenen Strahlempfindlichkeit bzw. Strahlungsempfindlichkeit der Kommunikationsvorrichtung 20 in einem reflexionsarmen Raum bei Raumtemperatur basieren und die Umwelthintergrundsrauschkomponente kann auf einer gemessenen Strahlempfindlichkeit bzw. Strahlungsempfindlichkeit der Kommunikati onsvorrichtung 20 in einer Betriebsumgebung einschließlich einer Vielzahl von Rauschquellen basieren.
Insbesondere ist für eine Bestimmung der Antennenrauschtemperatur eine der Größen, durch die man die Gesamtleistung des Funkempfängersystems definieren kann, das Verhältnis Signal zu Rauschen. Für ein Funkempfängersystem ist die Systemrauschzahl F als Verhältnis Eingangssignal zu Rauschen über ein Verhältnis Ausgangssignal zu Rauschen definiert. Es folgt F = SNRin/SNRout (1)wobei

P_sig: = die Eingangssignalleistung pro Einheitsbandbreite ist,
P_n: = die Eingangsrauschleistung pro Einheitsbandbreite ist,
SNR_in: = Das Verhältnis Eingangssignal zu Rauschen ist, und
SNR_out: = das Verhältnis Ausgangssignal zu Rauschen ist.

Da die Gesamtsignalleistung und Rauschleistung über die Kanalbrandbreite B verteilt ist, kann die mittlere quadratische Leistung P_sigt und P_nt durch Integrieren über die Bandbreite erhalten werden. Somit haben wir für die Gesamtleistung in einem Kanal Psigt = P·F·SNRout (3)
Diese Gleichung gibt auch die Funkempfindlichkeit an, wenn ein Verhältnis Ausgangssignal zu Rauschen seine Schwelle erreicht.
Die Rauschenergie als Funktion der Frequenz für einen idealen schwarzen Körper ist durch das Planck'sche Strahlungsgesetz und die Rayleigh-Jeans-Approximation gegeben, die bei Mikrowellenfrequenzen in vernünftigem Maße gelten. Unter der Annahme einer konjugierten Anpassung an dem Empfängereingang und für einen rauscharmen Kanal haben wird Pnt = kTtB (4)wobei T_t = die Gesamttemperatur in Grad Kelvin (K) ist und k = 1.380 × 10^–23 J/°K (Boltzmann-Konstante) ist.
Für den tragbaren drahtlosen Empfänger ist P_nt die gesamte Antennenrauschleistung an dem Antennenanschluss. T_t ist die Antennentemperatur. Es gibt verschiedene Rauschquellen für den tragbaren Funkempfänger und es kann wünschenswert sein, dass das einzelne Rauschen trennbar ist. Aufgrund der Antennenöffnungsgröße und Anwendungsanforderung weist die tragbare Anntenne im Allgemeinen ein breites Strahlungsmuster auf. Es ist effizienter und bequemer, die tragbaren Rauschtypen basierend auf den messbaren Quantitäten zu klassifizieren. Folglich wird die tragbare Antennenrauschtemperatur in drei Typen klassifiziert.
Die erste Art von Rauschen ist das Antennenwärmerauschen. Ein Antennenwärmerauschen wird durch die zufällige durch Wärme angeregte Schwingung der Ladungsträger in dem Antennenleiter verursacht. Diese Trägerbewegung ist ähnlich der Brown'schen Bewegung von Teilchen. In jedem Leiter oder Widerstand sind bei einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt die Elektronen in zufälliger Bewegung und ihre Schwingung hängt von der Temperatur ab. Die verfügbare Rauschleistung kann in derselben Gleichungsform vorliegen wie bei (4) und ist PP = kTPB (5)wobei T_P = die thermische oder physikalische Temperatur ist.
Das Antennenwärmerauschen ist praktisch in einem System erreichbar, das bei Raumtemperatur arbeitet. Es ist vielleicht nicht möglich, irgendein geringeres Rauschen zu erreichen, solange die Temperatur der Empfängerantenne nicht abgesenkt wird. So wird es auch als "Hintergrundrauschen" bezeichnet. Das Wärmerauschen bestimmt die minimale Empfindlichkeit eines Funkempfängers. Das Wärmerauschen hängt nicht vom Antennenwirkungsgrad ab.
Die zweite Art von Rauschen ist ein von Menschen verursachtes Umweltrauschen und Hintergrundrauschen. Das von Menschen verursachte Umweltrauschen bezieht sich auf das beabsichtigte oder nicht-beabsichtigte von Menschen verursachte Rauschen, das von dem Funkrauschen selbst unterschiedlich ist. Das von Menschen verursachte Umweltrauschen umfasst ein elektrisches und ein elektronisches Rauschen, wie fluoreszierendes Licht, Zündungen, Funksender, Computer usw. Das von Menschen verursachte Umweltrauschen ist im Allgemeinen mehr als eine Wellenlänge von dem Funkempfänger der tragbaren Vorrichtung entfernt. Das Hintergrundrauschen bezieht sich hier auf das natürliche Rauschen, einschließlich dem natürlichen Rauschen an der Oberfläche der Erde, ein atmosphärisches Rauschen und ein extraterrestrisches Rauschen. Von Menschen verursachtes Umwelt- und Hintergrundrauschen koppeln sich an die Antenne über elektromagnetische Strahlung. Aufgrund des breiten Strahlungsmusters der Antenne ist es schwierig, die Rauschquellen zu trennen. Diese Art von Rauschen ist vom Antennenstrahlungsmuster und Antennenwirkungsgrad abhängig.
Die dritte Art von Rauschen ist das Funkrauschen an sich, das ein Funkprozessorrauschen, ein Rauschen der Flüssigkristallanzeige (LCD) und ein Tastaturrauschen usw. umfasst. Eine Antenne einer tragbaren drahtlosen Vorrichtung ist im Allgemeinen dem Funk sehr nahe (viel weniger als eine Wellenlänge). Das Funkrauschen kann sich über elektrische Nahfelder und magnetische Nahfelder an die Empfängerantenne koppeln. Eine Antenne einer tragbaren Vorrichtung kann Funk-PCB oder -Zubehör als Teil der Antenne verwenden. Somit kann das Rau schen sich über einen geleiteten Pfad an den Funk koppeln. Der geleitete Pfad hängt von der Antenne ab, die mit dem Funkempfänger eine gemeinsame Impedanz aufweist. Die elektrische Nahfeld- und magnetische Nahfeldkopplung hängt von der Schleifen- oder der Dipolart einer Rauschemission von einem Funk ab, der von der nahegelegenen tragbaren Antenne aufgenommen wird. Der Kopplungswirkungsgrad dieser Art von Rauschen hängt ebenfalls mit dem Antennenwirkungsgrad und Antennentyp zusammen. Je besser der Antennenwirkungsgrad ist, umso mehr wird der dritte Rauschtyp an den Empfänger gekoppelt.
Somit wird aus dem oben beschriebenen Rauschbeitrag die gesamte äquivalente Antennenrauschtemperatur bestimmt, so dass sie der gewichtete Durchschnitt dreier Arten von Rauschtemperatur ist, Tt = ηTA + (1 – 2η)TP + ηTR (6)wobei η = der Antennenwirkungsgrad ist, T_R = die Verhältnisrauschtemperatur ist und T_A = die Umwelthintergrundrauschtemperatur ist.
Die Umwelthintergrundhintergrundtemperatur kann bei allen Winkeln wie folgt ausgedrückt werden.
wobei T_B(θ, Φ) = die Verteilung der Umwelttemperatur über alle Winkel, um die Antenne herum, ist und G(θ, Φ) = die Leistungsverstärkungsmuster der Antenne ist.
Es ist wünschenswert, dass die drei Temperaturarten messbar sind. Die Messung der Temperatur ist nicht nur wichtig beim Verstehen der Funkrauschmerkmale, sondern ist auch ein sehr effektives Werkzeug für Funkdesign und Problembehandlung. Die Mess- und Berechnungsprozedur ist unten bei jeder Art der Rauschtemperatur, die getrennt identifiziert wird, beschrieben.
Eine Messung der Wärmetemperatur wird durchgeführt, indem die Antenne getrennt wird und dann eine Signalerzeugungseinrichtung an dem Antennenanschluss angeschlossen wird. Für den Funkempfänger ist es so, als ob ein passender Widerstand damit verbunden wäre. In diesem Fall ist der Antennenwirkungsgrad Null, aus der Gleichung (6) ist ersichtlich, dass die Rauschtemperatur, die der Empfänger erfasst, die Wärmetemperatur T_P ist. Für den tragbaren Funk ist dieser Vorgang Leitungsmessung genannt und ist die Wärmetemperatur gleich
wobei SNR_out.min = das minimale erfassbare Verhältnis Signal zu Rauschen ist und P_sig.min = der minimale Eingangssignalpegel, d.h. die Funkempfindlichkeit, ist.
Für eine Messung des Antennenwirkungsgrades ist eine Antenne einer tragbaren Vorrichtung im Allgemeinen klein und kann der Antennenwirkungsgrad η in einer kontrollierten Umwelt gemessen werden. Der Empfangsantennenwirkungsgrad kann mit irgendeinem der bekannten Verfahren gemessen werden, wie von Fachleuten auf dem Gebiet eingesehen wird.
Die Messung einer Funktemperatur wird durchgeführt, indem der Funk in einen reflexionsarmen Raum bei Raumtemperatur T_P gebracht wird, so ergibt sich aus Gleichung (7) TA = TP (9)
Dann kann eine Strahlempfindlichkeit bzw. Strahlungsempfind lichkeit für den Empfänger bestimmt werden. Mit anderen Worten wird die Empfindlichkeit des Funks mit der verbundenen Antenne gemessen. Dann kann die Funktemperatur aus der gemessenen Strahlungsempfindlichkeit berechnet werden
Die Messung der Umwelt- und Hintergrundtemperatur geht weiter, nachdem die Wärme- und Funktemperatur gemessen worden sind. Die von Menschen verursachte Umwelt- und Hintergrundtemperatur kann gemessen werden, indem der Funk in eine Arbeitsumgebung gebracht wird, dann die Strahlungsempfindlichkeit des Funks gemessen wird, so dass
Beim Messvorgang ist die Reihenfolge der Messung der Wärmetemperatur und der Messung des Antennenwirkungsgrades austauschbar, sie sollten aber beide vor der Funktemperatur gemessen werden.
Es wird bemerkt, dass bei einem tragbaren Funkempfängersystem das Rauschen vom Boden und den Umgebungen der Antenne, einschließlich einem Zündrauschen, einem elektrischen und einem elektronischen Rauschen, die dominante Rauschquelle der Umwelttemperatur sind. Die Verteilungsfunktion ist eine Funktion der speziellen Umgebung und Zeit. Da eine tragbare drahtlose Antenne eine breite Strahlantenne aufweisen kann und sich in Gebrauch die tragbare Ausrichtung auch ständig ändert, ändert sich auch das Leistungsverstärkungsmuster in Bezug auf eine Rauschquellenverteilung. In diesem Zustand ändert sich die Umwelttemperatur ständig. Eine Messung einer durchschnittlichen Antennentemperatur ist ein angemessenerer Ansatz.
Ein weiterer Faktor, der die Antennentemperatur in einer Anwendung in der realen Welt beeinflusst, besteht darin, dass sich der Antennenwirkungsgrad mit der menschlichen physikalischen Schnittstelle ändert. Wenn sich beispielsweise die drahtlose Vorrichtung in der Sprechposition befindet, weist es einige dB Verschlechterung einer durchschnittlichen Verstärkung der Antenne, verglichen mit der freistehenden Position in freiem Raum, auf. In diesem Fall ist die Antennentemperatur im Allgemeinen geringer als die freistehende Position in freiem Raum.
So ist die Definition einer Bestimmung der Antennentemperatur für tragbare drahtlose Vorrichtungen allgemein. Für die entfernte Fühl- und Satellitenanwendung ist die Funkrauschtemperatur vernachlässigbar, dann kann die Gleichung (6) werden zu Tt = ηTA + (1 – η)TP (12)die die Gleiche ist wie Gleichung (3).
Die Ergebnisse einer Bestimmung der Antennentemperatur verdeutlichen, dass verschiedene Funkrauschquellen verschiedene Kopplungsmechanismen aufweisen. Das Funkrauschen an sich ist proportional zum Antennenwirkungsgrad, weist aber keinen direkten Zusammenhang mit dem Antennenstrahlungsmuster auf. Folglich können mit der Bestimmung der Antennentemperatur der vorliegenden Erfindung die Empfindlichkeit einer tragbaren Vorrichtung und das Antennenmuster getrennt gemessen werden. Die Messung der Antennentemperatur gemäß der vorliegenden Erfindung kann in der Ausgestaltung und der Problembehandlung von tragbarem Funk verwendet werden. Sie kann auch ein wichtiger Faktor für weitere Messungen von Funkparametern, wie die Messung der gesamten isotropischen Empfindlichkeit (total isotropic sensitivity) (TIS), sein.
Unter Bezugnahme auf 3 wird nun ein System 200 zum Implementieren des obigen Verfahrens beschrieben. Das System 200 kann eine Prüfstation 202 für das Antennenwärmerauschen umfassen, beispielsweise um den Schritt eines Trennens der Antenne und eines Anschließens einer Signalerzeugungseinrichtung an dem Antennenanschluss zu implementieren, um die Antennenwärmetemperatur zu bestimmen, wie oben beschrieben ist. Eine Prüfstation 204 für ein Funkrauschen, wie ein reflexionsarmer Raum, ist umfasst, um die Funkrauschkomponente zu bestimmen, und eine Prüfstation 206 für das Hintergrund-/Umweltrauschen, wie eine Betriebsumgebung oder eine simulierte Betriebsumgebung, ist umfasst, um das Hintergrund-/Umweltrauschen zu bestimmen, wie oben beschrieben ist. Wie im Beispiel dargestellt ist, kann eine Berechnungsstation 210 die Antennenrauschtemperatur basierend auf den gemessenen Komponenten und im Hinblick auf den Antennenwirkungsgrad, der an der Prüfstation 208 für den Antennenwirkungsgrad gemessen werden kann, bestimmen. Ferner kann die Empfangsempfindlichkeit der tragbaren Vorrichtung 20 basierend auf einer unabhängigen Bestimmung des Antennenstrahlungsmusters, zum Beispiel an der Prüfstation 212 für ein Antennenmuster, und der Antennenrauschtemperatur gemäß dem oben beschriebenen Verfahren bestimmt werden.
Ein Beispiel einer tragbaren mobilen drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 1000, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wird unter Bezugnahme auf 4 weiter beschrieben. Die Vorrichtung 1000 umfasst ein Gehäuse 1200, eine Tastatur 1400 und eine Ausgabeeinrichtung 1600. Die gezeigte Ausgabeeinrichtung ist eine Anzeige 1600, die vorzugsweise eine vollständige graphische LCD ist. Alternativ können weitere Typen von Ausgabeeinrichtungen verwendet werden. Eine Verarbeitungseinrichtung 1800 ist in dem Gehäuse 1200 enthalten und ist zwischen der Tastatur 1400 und der Anzeige 1600 verbunden. Die Verarbeitungseinrichtung 1800 steuert den Betrieb der Anzeige 1600 sowie den Gesamtbetrieb der mobilen Vorrichtung 1000 in Antwort auf die Betätigung von Tasten auf der Tastatur 14000 durch den Benutzer.
Das Gehäuse 1200 kann vertikal verlängert sein oder kann weitere Größen und Formen annehmen (einschließlich Klappgehäusestrukturen). Die Tastatur kann eine Modusauswahltaste oder weitere Hardware oder Software zum Umschalten zwischen Texteingabe und Telefonieeingabe umfassen.
Zusätzlich zur Verarbeitungseinrichtung 1800 sind weitere Teile der mobilen Vorrichtung 1000 in 4 schematisch gezeigt. Diese umfassen ein Kommunikationsuntersystem 1001, ein kurzreichweitiges Kommunikationsuntersystem 1020, die Tastatur 1400 und die Anzeige 1600 zusammen mit weiteren Eingabe/Ausgabe-Einrichtungen 1060, 1080, 1100 und 1120 sowie Speichereinrichtungen 1160, 1180 und verschiedene weitere Vorrichtungsuntersysteme 1201. Die mobile Vorrichtung 1000 ist vorzugsweise eine Zwei-Wege-RF-Kommunikationsvorrichtung mit Sprach- und Datenkommunikationsfähigkeiten. Außerdem hat die mobile Vorrichtung 1000 vorzugsweise die Fähigkeit, mit weiteren Computersystemen über das Internet zu kommunizieren.
Von der Verarbeitungseinrichtung 1800 ausgeführte Betriebssystemsoftware ist vorzugsweise in einem Permanentspeicher, wie dem Flash-Speicher 1160, gespeichert, kann aber in anderen Typen von Speichereinrichtungen, wie einem Festwertspeicher (read only memory) (ROM) oder einem ähnlichen Speicherelement gespeichert sein. Außerdem können Systemsoftware, spezielle Vorrichtungsanwendungen oder Teile davon zeitweise in einen flüchtigen Speicher, wie den Direktzugriffsspeicher (random access memory) (RAM) 1180, geladen werden. Von der mobilen Vorrichtung empfangene Kommunikationssignale können auch im RAM 1180 gespeichert werden.
Die Verarbeitungseinrichtung 1800 ermöglicht zusätzlich zu ihren Betriebssystemfunktionen die Ausführung von Software-Anwendungen 1300A bis 1300N auf der Vorrichtung 1000. Ein vorbestimmter Satz von Anwendungen, die grundlegende Vorrichtungsoperationen, wie Daten- und Sprachkommunikationen 1300A und 1300B, steuern, können auf der Vorrichtung während der Herstellung installiert werden. Außerdem kann eine Anwendung für einen persönlichen Informationsmanager (personal information manager) (PIM) während der Herstellung installiert werden. Der PIM ist vorzugsweise fähig, Datenelemente, wie e-Mail, Kalenderereignisse, Sprachnachrichten, Termine und Aufgabenelemente, zu organisieren und zu verwalten. Die PIM-Anwendung ist vorzugsweise auch in der Lage, Datenelemente über ein drahtloses Netz 1401 zu senden und zu empfangen. Vorzugsweise werden die PIM-Datenelemente über das drahtlose Netz 1401 nahtlos mit den entsprechenden Datenelementen des Benutzers der Vorrichtung integriert, synchronisiert und aktualisiert, die in einem Host-Computersystem gespeichert oder diesem zugeordnet sind.
Kommunikationsfunktionen, einschließlich Daten- und Sprachkommunikationen, werden über das Kommunikationsuntersystem 1001 und möglicherweise über das kurzreichweitige Kommunikationsuntersystem ausgeführt. Das Kommunikationsuntersystem 1001 umfasst einen Empfänger 1500, einen Sender 1520 und eine oder mehrere Antennen 1540 und 1560. Das Antennensystem kann so ausgestaltet sein, dass, wenn eine Antenne durch eine Hand abgedeckt wird, die Leistung von einer oder mehreren weiteren Antennen, einschließlich einer Antennenverstärkung und -anpassung, nicht verschlechtert wird. Außerdem umfasst das Kommunikationsuntersystem 1001 auch ein Verarbeitungsmodul, wie einen Digitalsignalprozessor (digital signal processor) (DSP) 1580 und lokale Oszillatoren (LOs) 1601. Die spezielle Ausgestaltung und Implementierung des Kommunikationsuntersystems 1001 hängt von dem Kommunikationsnetzwerk ab, in dem die mobile Vorrichtung 1000 arbeiten soll. Beispielsweise kann eine mobile Vorrichtung 1000 ein Kommunikationsuntersystem 1001 umfassen, das so ausgestaltet ist, dass es mit den mobilen Datenkommunikationsnetzwerken Mobiltex^TM, Data TAC^TM oder General Packet Radio Service (GPRS) arbeitet, und auch so ausgestaltet ist, dass es mit irgendeinem aus einer Vielfalt von Sprachkommunikationsnetzwerken, wie AMPS, TDMA, CDMA, PCS, GSM usw., arbeitet. Weitere Typen von Daten- und Sprachnetzwerken, sowohl separat als auch integriert, können ebenfalls mit der mobilen Vorrichtung 1000 genutzt werden.
Netzwerkzugangsanforderungen variieren abhängig von dem Typ des Kommunikationssystems. Beispielsweise werden bei den Mobitex- und DataTAC-Netzwerken mobile Vorrichtungen in dem Netzwerk unter Verwendung einer eindeutigen persönlichen Identifikationsnummer (personal identification number) oder PIN, die jeder Vorrichtung zugeordnet ist, registriert. Bei GPRS-Netzwerken ist jedoch der Netzwerkzugriff einem Teilnehmer oder Benutzer einer Vorrichtung zugeordnet. Eine GPRS-Vorrichtung erfordert daher ein Teilnehmeridentitätsmodul (subscriber identity module), gewöhnlich als SIM-Karte bezeichnet, um in einem GPRS-Netzwerk zu arbeiten.
Wenn erforderliche Netzwerkregistrierungs- oder -aktivierungsprozeduren abgeschlossen worden sind, kann die mobile Vorrichtung 1000 über das Kommunikationsnetzwerk 1401 Kommunikationssignale senden und empfangen. Vom Kommunikationsnetzwerk 1401 durch die Antennen 1540 empfangene Signale werden zum Empfänger 1500 geleitet, der für eine Signalverstärkung, eine Frequenz-Abwärtswandlung, eine Kanalauswahl usw. sorgt und auch eine Analog/Digital-Wandlung bereitstellen kann. Eine Analog/Digital-Wandlung des empfangenen Signals gestattet dem DSP 1580 komplexere Kommunikationsfunktionen, wie eine Demodulation und eine Entschlüsselung, auszuführen. In ähnlicher Weise werden zum Netz 1401 zu übertragende Signale vom DSP 1580 verarbeitet (zum Beispiel moduliert und verschlüsselt) und dem Sender 1520 zu einer Digital/Analog-Wandlung, einer Frequenz-Aufwärtswandlung, einer Filterung, einer Verstärkung und einer Sendung zum Kommunikationsnetzwerk 1401 (oder -netzwerken) über die Antenne 1560 geliefert.
Zusätzlich zum Verarbeiten von Kommunikationssignalen sorgt der DSP 1580 für die Steuerung des Empfängers 1500 und des Senders 1520. Beispielsweise können auf Kommunikationssig nale im Empfänger 1500 und Sender 1520 angewandte Verstärkungen über automatische Verstärkungssteuerungsalgorithmen, die im DSP 1580 implementiert sind, adaptiv gesteuert werden.
In einem Datenkommunikationsmodus wird ein empfangenes Signal, wie eine Textnachricht oder ein Web-Seiten-Download, vom Kommunikationsuntersystem 1001 verarbeitet und in die Verarbeitungseinrichtung 1800 eingegeben. Das empfangene Signal wird dann von der Verarbeitungseinrichtung 1800 für eine Ausgabe an die Anzeige 1600 oder alternativ irgendeine andere zusätzliche E/A-Einrichtung 1060 weiterverarbeitet. Ein Benutzer der Vorrichtung kann auch unter Verwendung der Tastatur 1400 und/oder irgendeiner weiteren zusätzlichen E/A-Einrichtung 1060, wie einem Tastenfeld, einem Kippschalter, einem Daumenrad oder irgendeiner anderen Art von Eingabeeinrichtung, Datenelemente, wie e-Mail-Nachrichten, verfassen. Die zusammengesetzten Datenelemente können dann mittels Kommunikationsuntersystem 1001 über das Kommunikationsnetzwerk 1401 gesendet werden.
In einem Sprachkommunikationsmodus ist ein Gesamtbetrieb der Vorrichtung im Wesentlichen gleich dem Datenkommunikationsmodus, mit der Ausnahme, dass empfangene Signale an einen Lautsprecher 1100 ausgegeben werden und Signale zur Übertragung von einem Mikrofon 1120 erzeugt werden. Alternative Sprach- oder Audio-E/A-Untersysteme, wie ein Aufzeichnungsuntersystem für Sprachnachrichten, können ebenfalls auf der Vorrichtung 1000 implementiert sein. Außerdem kann die Anzeige 1600 auch in einem Sprachkommunikationsmodus genutzt werden, beispielsweise um die Identität eines anrufenden Teilnehmers, die Dauer eines Sprachanrufs oder weitere mit dem Sprachanruf zusammenhängende Informationen anzuzeugen.
Das kurzreichweitige Kommunikationsuntersystem ermöglicht eine Kommunikation zwischen der mobilen Vorrichtung 1000 und weiteren nahen Systemen oder Vorrichtungen, die nicht notwendigerweise ähnliche Vorrichtungen zu sein brauchen. Bei spielsweise kann das kurzreichweitige Kommunikationsuntersystem eine Infraroteinrichtung und zugehörige Schaltungen und Komponenten oder ein Bluetooth-Kommunikationsmodul umfassen, um für eine Kommunikation mit ähnlich befähigten Systemen und Einrichtungen zu sorgen.
Viele Modifikationen und weitere Ausführungsformen der Erfindung werden dem Fachmann auf dem Gebiet, welche den Vorteil der in den vorhergehenden Beschreibungen und zugehörigen Zeichnungen dargelegten Lehre aufweisen, in den Sinn kommen. Daher ist selbstverständlich, dass die Erfindung nicht durch die offenbarten speziellen Ausführungsformen begrenzt sein soll und dass Modifikationen und Ausführungsformen im Umfang der beigefügten Ansprüche umfasst sein sollen.

Claims

Verfahren zum Bestimmen einer Antennenrauschtemperatur für eine tragbare drahtlose Kommunikationsvorrichtung (20), die einen Funk und eine damit verbundene Antenne (45) umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Messen (102) einer Antennenwärmerauschkomponente, Messen (104) einer Funkrauschkomponente, welche durch den Funk der tragbaren drahtlosen Kommunikationsvorrichtung erzeugt wird, Messen (106) einer Umwelthintergrundrauschkomponente, und Bestimmen der Antennenrauschtemperatur basierend auf den gemessenen Antennenwärmerausch-, Funkrausch- und Umwelthintergrundrauschkomponenten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Funk einen drahtlosen Sender-Empfänger und eine damit verbundene zugeordnete Schaltung (48) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Messen (108) eines Antennenwirkungsgrades und wobei ein Bestimmen weiterhin ein Gewichten (110) von wenigstens einer der gemessenen Antennenwärmerausch-, Funkrausch- und Umwelthintergrundrauschkomponenten basierend auf dem gemessenen Antennenwirkungsgrad umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Antennenrauschtemperatur T_t definiert wird als Tt = ηTA + (1 – 2η)TP + ηTR wobei η der gemessene Antennenwirkungsgrad ist, T_A die Umwelthintergrundrauschkomponente ist, T_P die Antennenwärmerauschkomponente ist und T_R die Funkrauschkomponente ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Antennenwärmerauschkomponente auf einer gemessenen Leitempfindlichkeit basiert.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Antennenwärmerauschkomponente T_P definiert wird als
wobei SNR_out.min das minimale erfassbare Signal zum Rauschverhältnis ist, P_sig.min das minimale Eingangssignalniveau ist, k die Boltzmann-Konstante ist, B eine Kanalbandweite ist und F ein Vorrichtungsrauschfaktor ist, welche als ein Verhältnis von dem Eingangssignal-zu-Rauschverhältnis und dem Ausgangssignal-zu-Rauschverhältnis (SNR_in/SNR_out) ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Funkrauschkomponente auf einer gemessenen Strahlempfindlichkeit der Kommunikationsvorrichtung (20) in einem Freifeldraum bei Raumtemperatur basiert.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Funkrauschkomponente T_R definiert wird als
wobei SNR_out.min das minimale erfassbare Signal zum Rauschverhältnis ist, P_sig.min das minimale Eingangssignalniveau ist, k die Boltzmann-Konstante ist, B eine Kanalbandweite ist, F ein Vorrichtungsrauschfaktor ist, welche als ein Verhältnis von dem Eingangssignal-zu-Rauschverhältnis und dem Ausgangssignal-zu-Rauschverhältnis (SNR_in/SNR_out) ist, η der gemessene Antennenwirkungsgrad ist und T_P die Antennenwärmerauschkomponente ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Umwelthintergrundrauschkomponente auf einer gemessenen Strahlempfindlichkeit der Kommunikationsvorrichtung (20) in einer Betriebsumgebung einschließlich einer Vielzahl von Rauschquellen basiert.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Umwelthintergrundrauschkomponente T_A definiert wird als
wobei SNR_out.min das minimale erfassbare Signal zum Rauschverhältnis ist, P_sig.min das minimale Eingangssignalniveau ist, k die Boltzmann-Konstante ist, B eine Kanalbandweite ist, F ein Vorrichtungsrauschfaktor ist, welche als ein Verhältnis von dem Eingangssignal-zu-Rauschverhältnis und dem Ausgangssignal-zu-Rauschverhältnis (SNR_in/SNR_out) ist, η der gemessene Antennenwirkungsgrad ist, T_P die Antennenwärmerauschkomponente ist und T_R die Funkrauschkomponente ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: Messen (108) eines Antennenwirkungsgrades, und Gewichten (110) der gemessenen Antennenwärmerausch-, Funkrausch- und Umwelthintergrundrauschkomponenten basierend auf dem gemessenen Antennenwirkungsgrad, und Bestimmen der Antennenrauschtemperatur basierend auf den gewichteten Antennenwärmerausch-, Funkrausch- und Umwelt hintergrundrauschkomponenten.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Antennenrauschtemperatur T_t definiert wird als Tt = ηTA + (1 – 2η)TP + ηTR wobei η der gemessene Antennenwirkungsgrad ist, T_A die Umwelthintergrundrauschkomponente ist, T_P die Antennenwärmerauschkomponente ist und T_R die Funkrauschkomponente ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Antennenwärmerauschkomponente auf einer gemessenen Leitempfindlichkeit basiert.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Funkrauschkomponente auf einer gemessenen Strahlempfindlichkeit der Kommunikationsvorrichtung (20) in einem Freifeldraum bei Raumtemperatur basiert.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Umwelthintergrundrauschkomponente auf einer gemessenen Strahlempfindlichkeit der Kommunikationsvorrichtung (20) in einer Betriebsumgebung einschließlich einer Vielzahl von Rauschquellen basiert.
Verfahren zum Bestimmen einer Empfangsempfindlichkeit für eine tragbare drahtlose Kommunikationsvorrichtung (20), die eine Antenne (45) und einen damit verbundenen Funk umfasst, wobei der Funk einen drahtlosen Sender-Empfänger und eine damit verbundene zugeordnete Schaltung (48) umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen eines Antennenstrahlungsmusters, unabhängiges Bestimmen einer Antennenrauschtemperatur, wie in Anspruch 1 beansprucht, Bestimmen der Empfangsempfindlichkeit basierend auf dem Antennenstrahlungsmusters und der Antennenrauschtemperatur.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Antennenrauschtemperatur T_t definiert wird als Tt = ηTA + (1 – 2η)TP + ηTR wobei η der gemessene Antennenwirkungsgrad ist, T_A die Umwelthintergrundrauschkomponente ist, T_P die Antennenwärmerauschkomponente ist und T_R die Funkrauschkomponente ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Antennenwärmerauschkomponente auf einer gemessenen Leitempfindlichkeit basiert.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Funkrauschkomponente auf einer gemessenen Strahlempfindlichkeit der Kommunikationsvorrichtung in einem Freifeldraum bei Raumtemperatur basiert.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Umwelthintergrundrauschkomponente auf einer gemessenen Strahlempfindlichkeit der Kommunikationsvorrichtung (20) in einer Betriebsumgebung einschließlich einer Vielzahl von Rauschquellen basiert.