TW202017329A - 具有感測器輔助波束管理之波束形成通信系統 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於具有感測器輔助波束管理之波束形成通信系統之裝置及方法。在某些實施例中，一波束形成通信系統包含包括複數個天線元件之一天線陣列。該波束形成通信系統進一步包含：複數個信號調節電路，其與該等天線元件可操作地相關聯；一或多個感測器，其產生感測器資料；及一波束管理電路，其控制該等信號調節電路以管理波束形成。該波束管理電路基於該感測器資料提供波束管理。

Description

具有感測器輔助波束管理之波束形成通信系統
本發明之實施例係關於電子系統，且特定而言係關於射頻電子器件。
射頻(RF)通信系統可用於傳輸及/或接收寬範圍頻率之信號。例如，一RF通信系統可用來在約30 kHz至300 GHz之一頻率範圍內(諸如針對第五代(5G)頻率範圍1 (FR1)通信在約410 MHz至約7.125 GHz之範圍內且針對5G頻率範圍2 (FR2)通信在大24.25 GHz至約52.6 GHz之範圍內)無線地傳遞RF信號。
RF通信系統之實例包含但不限於行動電話、平板電腦、基地台、網路存取點、客戶端設備(CPE)、膝上型電腦及可穿戴電子器件。
在某些實施例中，本發明係關於一種波束形成通信系統。該波束形成通信系統包含：一第一天線陣列，其包含複數個天線元件；複數個信號調節電路，其各者與該複數個天線元件之一對應者可操作地相關聯；一或多個感測器，其經組態以產生感測器資料；及一波束管理電路，其經組態以控制該複數個信號調節電路。該波束管理電路可操作以基於該感測器資料提供波束管理。
在一些實施例中，該波束管理電路經組態以基於該感測器資料操控由該第一天線陣列輻射之一傳輸波束。根據數項實施例，該波束管理電路經組態以處理該感測器資料以維持該傳輸波束指向一基地台。根據各項實施例，該波束管理電路經組態以處理該感測器資料以使該傳輸波束移動遠離環境阻礙。
在若干實施例中，該波束形成通信系統進一步包含一第二天線陣列，且該波束管理電路經組態以回應於判定該感測器資料指示該第一天線陣列之環境阻礙而使用該第二天線陣列進行傳輸。
在各項實施例中，該波束管理電路經組態以基於該感測器資料操控經由該第一天線陣列接收之一接收波束。
在一些實施例中，該波束形成通信系統進一步包含一第二天線陣列，且該波束管理電路經組態以回應於判定該感測器資料指示該第一天線陣列之環境阻礙而使用該第二天線陣列進行接收。
在若干實施例中，該波束管理電路經組態以控制該感測器資料之至少一部分傳輸至一基地台。
在各項實施例中，該波束管理電路經組態以自一基地台接收區域地圖資料，且基於該區域地圖資料進一步控制波束管理。
在數項實施例中，該一或多個感測器包含一全球定位系統感測器。
在若干實施例中，該一或多個感測器包含一加速度計。
在各項實施例中，該一或多個感測器包含一陀螺儀。
在一些實施例中，該一或多個感測器包含一氣壓計。
在數項實施例中，該一或多個感測器包含一磁力計。
在若干實施例中，該一或多個感測器包含一插頭偵測感測器。
在一些實施例中，該一或多個感測器包含一飛行時間感測器。
在各項實施例中，該一或多個感測器包含一紅外線感測器。
在若干實施例中，該一或多個感測器包含一相機。
在一些實施例中，該一或多個感測器包含一天線反射量測偵測器。
在各項實施例中，該波束形成通信系統進一步包含一基帶數據機，該基帶數據機包含該波束管理電路。根據數項實施例，該波束形成通信系統進一步包含一應用處理器，且該波束管理電路經組態以經由該應用處理器接收該感測器資料。
在若干實施例中，該波束形成通信系統進一步包含一收發器，該收發器包含該複數個信號調節電路。
在數項實施例中，該複數個信號調節電路經組態以調節第五代信號。
在一些實施例中，該複數個信號調節電路經組態以調節毫米波信號。
在各項實施例中，該波束管理電路經組態以控制由該複數個信號條件電路之各者提供之一相移量。
在某些實施例中，本發明係關於用於一蜂巢式網路之使用者設備。該使用者設備包含：一第一天線陣列；一前端系統，其電連接至該第一天線陣列且包含複數個信號調節電路；一或多個感測器，其經組態以產生感測器資料；及一波束管理電路，其經組態以控制該複數個信號調節電路。該波束管理電路可操作以基於該感測器資料提供波束管理。
在一些實施例中，該波束管理電路經組態以基於該感測器資料操控由該第一天線陣列輻射之一傳輸波束。根據若干實施例，該波束管理電路經組態以處理該感測器資料以維持該傳輸波束指向一基地台。根據數項實施例，該波束管理電路經組態以處理該感測器資料以使該傳輸波束移動遠離環境阻礙。
在若干實施例中，該使用者設備進一步包含一第二天線陣列，且該波束管理電路經組態以回應於判定該感測器資料指示該第一天線陣列之環境阻礙而使用該第二天線陣列進行傳輸。
在一些實施例中，該波束管理電路經組態以基於該感測器資料操控經由該第一天線陣列接收之一接收波束。
在各項實施例中，該使用者設備進一步包含一第二天線陣列，且該波束管理電路經組態以回應於判定該感測器資料指示該第一天線陣列之環境阻礙而使用該第二天線陣列進行接收。
在若干實施例中，該波束管理電路經組態以控制該感測器資料之至少一部分傳輸至一基地台。
在數項實施例中，該波束管理電路經組態以自一基地台接收區域地圖資料，且基於該區域地圖資料進一步控制波束管理。
在一些實施例中，該一或多個感測器包含一全球定位系統感測器。
在各項實施例中，該一或多個感測器包含一加速度計。
在若干實施例中，該一或多個感測器包含一陀螺儀。
在數項實施例中，該一或多個感測器包含一氣壓計。
在一些實施例中，該一或多個感測器包含一磁力計。
在各項實施例中，該一或多個感測器包含一插頭偵測感測器。
在若干實施例中，該一或多個感測器包含一飛行時間感測器。
在數項實施例中，該一或多個感測器包含一紅外線感測器。
在一些實施例中，該一或多個感測器包含一相機。
在各項實施例中，該一或多個感測器包含一天線反射量測偵測器。
在數項實施例中，該使用者設備進一步包含一基帶數據機，該基帶數據機包含該波束管理電路。根據若干實施例，該使用者設備進一步包含一應用處理器，且該波束管理電路經組態以經由該應用處理器接收該感測器資料。
在各項實施例中，該使用者設備進一步包含一收發器，該收發器包含該複數個信號調節電路。
在若干實施例中，該複數個信號調節電路經組態以調節第五代信號。
在一些實施例中，該複數個信號調節電路經組態以調節毫米波信號。
在各項實施例中，該波束管理電路經組態以控制由該複數個信號條件電路提供之複數個相移。
在某些實施例中，本發明係關於一種在使用者設備中進行波束管理之方法。該方法包含：使用一或多個感測器產生感測器資料；使用一前端系統調節使用一第一天線陣列傳遞之複數個射頻信號；使用一波束管理電路控制該前端系統；及處理該感測器資料以使用該波束管理電路提供波束管理。
在若干實施例中，該方法進一步包含基於該感測器資料操控由該第一天線陣列輻射之一傳輸波束。根據數項實施例，該方法進一步包含處理該感測器資料以維持該傳輸波束指向一基地台。根據各項實施例，該方法進一步包含處理該感測器資料以使該傳輸波束移動遠離環境阻礙。
在數項實施例中，該方法進一步包含回應於判定該感測器資料指示該第一天線陣列之環境阻礙而使用一第二天線陣列進行傳輸。
在各項實施例中，該方法進一步包含基於該感測器資料操控經由該第一天線陣列接收之一接收波束。
在若干實施例中，該方法進一步包含回應於判定該感測器資料指示該第一天線陣列之環境阻礙而使用該第二天線陣列進行接收。
在一些實施例中，該方法進一步包含將該感測器資料之至少一部分傳輸至一基地台。
在數項實施例中，該方法進一步包含自一基地台接收區域地圖資料，及基於該區域地圖資料提供進一步波束管理。
在各項實施例中，該一或多個感測器包含一全球定位系統感測器。
在數項實施例中，該一或多個感測器包含一加速度計。
在若干實施例中，該一或多個感測器包含一陀螺儀。
在一些實施例中，該一或多個感測器包含一氣壓計。
在各項實施例中，該一或多個感測器包含一磁力計。
在數項實施例中，該一或多個感測器包含一插頭偵測感測器。
在若干實施例中，該一或多個感測器包含一飛行時間感測器。
在一些實施例中，該一或多個感測器包含一紅外線感測器。
在各項實施例中，該一或多個感測器包含一相機。
在數項實施例中，該一或多個感測器包含一天線反射量測偵測器。
在某些實施例中，本發明係關於一種行動器件。該行動器件包含：一第一天線陣列，其包含複數個天線元件；一前端系統，其電連接至該第一天線陣列且可操作以調節複數個射頻信號，各射頻信號由該複數個天線元件之一對應者傳輸以由此形成一傳輸波束；一第一感測器，其經組態以產生感測器資料；及一波束管理電路，其經組態以控制該前端系統以基於該感測器資料管理該傳輸波束。
在一些實施例中，該波束管理電路經組態以基於該感測器資料操控該傳輸波束。根據各項實施例，該波束管理電路經組態以處理該感測器資料以維持該傳輸波束指向一基地台。根據若干實施例，該波束管理電路經組態以處理該感測器資料以使該傳輸波束移動遠離環境阻礙。
在數項實施例中，該行動器件進一步包含一第二天線陣列，且該波束管理電路經組態以停用該第一天線陣列且回應於判定該感測器資料指示該第一天線陣列之環境阻礙而使用該第二天線陣列進行傳輸。根據若干實施例，該行動器件進一步包含一第二感測器，該第二感測器經組態以偵測該第二天線陣列之環境阻礙。
在各項實施例中，該波束管理電路經組態以控制該感測器資料之至少一部分傳輸至一基地台。
在一些實施例中，該第一感測器係一加速度計。
在若干實施例中，該第一感測器係一插頭偵測感測器。
在數項實施例中，該第一感測器係一飛行時間感測器、一紅外線感測器或一相機。
在各項實施例中，該第一感測器係一天線反射量測偵測器。
在若干實施例中，該行動器件進一步包含一基帶數據機，該基帶數據機包含該波束管理電路。根據若干實施例，該行動器件進一步包含一應用處理器，且該波束管理電路經組態以經由該應用處理器接收該感測器資料。
在某些實施例中，本發明係關於一種在一行動器件中進行波束管理之方法。該方法包含：使用一前端系統調節複數個射頻信號；在一第一天線陣列之複數個天線元件之一對應者上傳輸該複數個射頻信號之各者以形成一傳輸波束；使用一感測器產生感測器資料；控制該前端系統以基於該感測器資料管理該傳輸波束。
在各項實施例中，該方法進一步包含基於該感測器資料操控該傳輸波束。根據若干實施例，該方法進一步包含處理該感測器資料以維持該傳輸波束指向一基地台。根據數項實施例，該方法進一步包含處理該感測器資料以使該傳輸波束移動遠離環境阻礙。
在一些實施例中，該方法進一步包含回應於判定該感測器資料指示該第一天線陣列之環境阻礙而使用該第二天線陣列進行傳輸。
在某些實施例中，本發明係關於一種用於一行動器件之射頻模組。該射頻模組包含：一天線陣列，其經組態以回應於接收複數個射頻信號而輻射一傳輸波束；一感測器，其經組態以產生感測器資料；及一半導體晶粒，其包含可操作以調節該複數個射頻信號之信號調節電路及經組態以控制該信號調節電路以基於該感測器資料管理該傳輸波束之一波束管理電路。
在若干實施例中，該感測器經組態以偵測該天線陣列之環境阻礙。
某些實施例之以下詳細描述呈現特定實施例之各種描述。然而，可以(例如)如由發明申請專利範圍定義且涵蓋之大量不同方式體現本文中描述之創新。在此描述中，參考圖式，其中相同元件符號可指示相同或功能上類似元件。將理解，圖中繪示之元件不一定按比例繪製。再者，將理解，某些實施例可包含比在一圖式中繪示之更多元件及/或在一圖式中繪示之元件之一子集。此外，一些實施例可併入來自兩個或兩個以上圖式之特徵之任何適合組合。
國際電信聯盟(ITU)係負責與資訊及通信技術相關之全球問題(包含無線電頻譜之共用全球使用)之聯合國(UN)之一專門機構。
第三代合作夥伴計劃(3GPP)係世界各地的電信標準團體之間之一協作，諸如無線電工業及商業協會(ARIB)、電信技術委員會(TTC)、中國通信標準協會(CCSA)、電信行業解決方案聯盟(ATIS)、電信技術協會(TTA)、歐洲電信標準協會(ETSI)及印度電信標準發展協會(TSDSI)。
在ITU之範疇內工作，3GPP開發且維護各種行動通信技術之技術規範，包含(例如)第二代(2G)技術(例如，全球行動通信系統(GSM)及增強GSM演進資料速率(EDGE))、第三代(3G)技術(例如，通用行動電信系統(UMTS)及高速封包存取(HSPA))及第四代(4G)技術(例如，長期演進(LTE)及LTE-Advanced)。
由3GPP控制之技術規範可藉由規範版本而擴展及修訂，規範版本可跨多年且指定廣泛的新特徵及演進。
在一個實例中，3GPP在版本10中引入LTE之載波聚合(CA)。雖然最初引入兩個下行鏈路載波，但3GPP在版本14中擴展載波聚合以包含至多五個下行鏈路載波及至多三個上行鏈路載波。由3GPP版本提供之新特徵及演進之其他實例包含(但不限於)授權輔助存取(LAA)、增強型LAA (eLAA)、窄頻物聯網(NB-IOT)、車聯網(V2X)及高功率使用者設備(HPUE)。
3GPP在版本15中引入第五代(5G)技術之階段1且計劃在版本16 (目標為2019年)中引入5G技術之階段2。後續3GPP版本將進一步演進且擴展5G技術。5G技術在本文中亦被稱為5G新無線電(NR)。
5G NR支援或計劃支援各種特徵，諸如毫米波頻譜通信、波束形成能力、高頻譜效率波形、低延時通信、多無線電數字學及/或非正交多重存取(NOMA)。雖然此等RF功能性將靈活性提供至網路且增強使用者資料速率，但支援此等特徵可提出數個技術挑戰。
本文中之教示適用於廣泛多種通信系統，包含(但不限於)使用進階蜂巢式技術(諸如LTE-Advanced、LTE-Advanced Pro及/或5G NR)之通信系統。
圖1係一通信網路10之一個實例之一示意圖。通信網路10包含一巨型小區基地台1、一小型小區基地台3及使用者設備(UE)之各種實例，包含一第一行動器件2a、一無線連接之汽車2b、一膝上型電腦2c、一固定無線器件2d、一無線連接之列車2e、一第二行動器件2f及一第三行動器件2g。
雖然在圖1中繪示基地台及使用者設備之特定實例，但一通信網路可包含廣泛多種類型及/或數目之基地台及使用者設備。
例如，在所展示之實例中，通信網路10包含巨型小區基地台1及小型小區基地台3。相對於巨型小區基地台1，小型小區基地台3可以相對較低功率、較短範圍及/或較少並行使用者而操作。小型小區基地台3亦可稱為一超微型小區、一微微型小區或一微型小區。雖然通信網路10被繪示為包含兩個基地台，但通信網路10可經實施以包含更多或更少基地台及/或其他類型之基地台。
雖然展示使用者設備之各種實例，但本文中之教示適用於廣泛多種使用者設備，包含(但不限於)行動電話、平板電腦、膝上型電腦、IoT器件、穿戴式電子器件、用戶終端設備(CPE)、無線連接之車輛、無線中繼器及/或廣泛多種其他通信器件。此外，使用者設備不僅包含在一蜂巢式網路中操作之當前可用之通信器件，而且亦包含將容易地與如本文中描述且主張之本發明系統、程序、方法及器件一起實施之隨後開發之通信器件。
圖1之所繪示通信網路10支援使用各種蜂巢式技術(包含(例如) 4G LTE及5G NR)之通信。在某些實施方案中，通信網路10進一步經調適以提供一無線區域網路(WLAN)，諸如WiFi。雖然已提供通信技術之各種實例，但通信網路10可經調適以支援廣泛多種通信技術。
在圖1中已描繪通信網路10之各種通信鏈路。可以廣泛多種方式(包含(例如)使用分頻雙工(FDD)及/或分時雙工(TDD))雙工通信鏈路。FDD係使用用於傳輸及接收信號之不同頻率之一類型之射頻通信。FDD可提供數個優點，諸如高資料速率及低延時。相比之下，TDD係使用用於傳輸及接收信號之大約相同頻率且其中在時間上切換傳輸及接收通信之一類型之射頻通信。TDD可提供數個優點，諸如頻譜之有效使用及輸送量在傳輸方向與接收方向之間之可變分配。
在某些實施方案中，使用者設備可使用4G LTE、5G NR及WiFi技術之一或多者與一基地台通信。在某些實施方案中，使用增強型授權輔助存取(eLAA)以聚合一或多個經授權頻率載波(例如，經授權4G LTE及/或5G NR頻率)與一或多個未授權載波(例如，未授權WiFi頻率)。
如圖1中展示，通信鏈路不僅包含UE與基地台之間之通信鏈路，而且亦包含UE間通信及基地台間通信。例如，通信網路10可經實施以支援自前傳及/或自回載(例如，如在行動器件2g與行動器件2f之間)。
通信鏈路可經由廣泛多種頻率操作。在某些實施方案中，使用5G NR技術在小於6千兆赫(GHz)之一或多個頻帶上及/或在大於6 GHz之一或多個頻帶上支援通信。例如，通信鏈路可伺服頻率範圍1 (FR1)、頻率範圍2 (FR2)或其之一組合。在一項實施例中，一或多個行動器件支援一HPUE功率類別規範。
在某些實施方案中，一基地台及/或使用者設備使用波束形成進行通信。例如，波束形成可用於聚焦信號強度以克服路徑損耗，諸如與經由高信號頻率之通信相關聯之高損耗。在某些實施例中，使用者設備(諸如一或多個行動電話)使用波束成形在30 GHz至300 GHz之範圍中之毫米波頻帶及/或在6 GHz至30 GHz (或更特定言之，24 GHz至30 GHz)之範圍中之上釐米波頻率上進行通信。
通信網路10之不同使用者可以廣泛多種方式共用可用網路資源，諸如可用頻譜。
在一個實例中，使用分頻多重存取(FDMA)以將一頻帶劃分為多個頻率載波。另外，一或多個載波被分配至一特定使用者。FDMA之實例包含(但不限於)單載波FDMA (SC-FDMA)及正交FDMA (OFDMA)。OFDMA係將可用頻寬細分為多個相互正交窄頻副載波(其可被單獨指派至不同使用者)之一多載波技術。
共用存取之其他實例包含(但不限於)：分時多重存取(TDMA)，其中將用於使用一頻率資源之特定時槽分配給一使用者；分碼多重存取(CDMA)，其中藉由將一獨有碼指派給各使用者而在不同使用者之間共用一頻率資源；分域多重存取(SDMA)，其中使用波束形成以藉由空間分割而提供共用存取；及非正交多重存取(NOMA)，其中使用功率域進行多重存取。例如，可使用NOMA以依相同頻率、時間及/或碼但使用不同功率位準伺服多個使用者。
增強行動寬頻(eMBB)係指用於使LTE網路之系統容量增長之技術。例如，eMBB可係指每一使用者具有至少10 Gbps之一峰值資料速率及100 Mbps之一最小值之通信。超可靠低延時通信(uRLLC)係指用於以非常低延時(例如，小於2毫秒)進行通信之技術。uRLLC可用於關鍵任務通信，諸如用於自主駕駛及/或遠端手術應用。大規模機器型通信(mMTC)係指與至日常物件之無線連接相關聯之低成本及低資料速率通信，諸如與物聯網(IoT)應用相關聯之低成本及低資料速率通信。
圖1之通信網路10可用於支援廣泛多種先進通信特徵，包含(但不限於) eMBB、uRLLC及/或mMTC。
圖2A係使用載波聚合之一通信鏈路之一個實例之一示意圖。載波聚合可用於藉由支援多個頻率載波上之通信而加寬通信鏈路之頻寬，藉此藉由利用分段頻譜分配而增加使用者資料速率且增強網路容量。
在所繪示實例中，通信鏈路設置於一基地台21與一行動器件22之間。如圖2A中展示，通信鏈路包含用於自基地台21至行動器件22之RF通信之一下行鏈路頻道，及用於自行動器件22至基地台21之RF通信之一上行鏈路頻道。
雖然圖2A在FDD通信之背景內容中繪示載波聚合，但載波聚合亦可用於TDD通信。
在某些實施方案中，一通信鏈路可提供一下行鏈路頻道及一上行鏈路頻道之不對稱資料速率。例如，一通信鏈路可用於支援一相對高下行鏈路資料速率以實現多媒體內容至一行動器件之高速串流，而對於將資料自行動器件上載至雲端則提供一相對較緩慢之資料速率。
在所繪示實例中，基地台21及行動器件22經由載波聚合通信，載波聚合可用於選擇性地增加通信鏈路之頻寬。載波聚合包含連續聚合，其中聚合在相同操作頻帶內之連續載波。載波聚合亦可係不連續的，且可包含在一共同頻帶內或在不同頻帶中頻率分開之載波。
在圖2A中展示之實例中，上行鏈路頻道包含三個聚合分量載波fUL1 、fUL2 及fUL3 。另外，下行鏈路頻道包含五個聚合分量載波fDL1 、fDL2 、fDL3 、fDL4 及fDL5 。雖然展示分量載波聚合之一個實例，但可針對上行鏈路及/或下行鏈路聚合更多或更少載波。再者，經聚合載波之數目可隨時間變化以達成所要上行鏈路及下行鏈路資料速率。
例如，用於相對於一特定行動器件之上行鏈路及/或下行鏈路通信之經聚合載波之數目可隨時間改變。例如，經聚合載波之數目可在器件移動通過通信網路時及/或在網路使用隨著時間改變時改變。
圖2B繪示用於圖2A之通信鏈路之上行鏈路載波聚合之各種實例。圖2B包含一第一載波聚合案例31、一第二載波聚合案例32及一第三載波聚合案例33，其示意性地描繪三個類型之載波聚合。
載波聚合案例31至33繪示一第一分量載波fUL1 、一第二分量載波fUL2 及一第三分量載波fUL3 之不同頻譜分配。雖然圖2B係在聚合三個分量載波之背景內容中繪示，但載波聚合可用於聚合更多或更少載波。再者，雖然在上行鏈路之背景內容中繪示，但聚合案例亦適用於下行鏈路。
第一載波聚合案例31繪示頻帶內連續載波聚合，其中聚合在頻率上鄰近且在一共同頻帶中之分量載波。例如，第一載波聚合案例31描繪連續且定位於一第一頻帶BAND1內之分量載波fUL1 、fUL2 及fUL3 之聚合。
繼續參考圖2B，第二載波聚合案例32繪示頻帶內非連續載波聚合，其中聚合在頻率上非鄰近且在一共同頻帶內之兩個或兩個以上分量載波。例如，第二載波聚合案例32描繪非連續但定位於一第一頻帶BAND1內之分量載波fUL1 、fUL2 及fUL3 之聚合。
第三載波聚合案例33繪示頻帶間非連續載波聚合，其中聚合在頻率上非鄰近且在多個頻帶中之分量載波。例如，第三載波聚合案例33描繪一第一頻帶頻帶BAND1之分量載波fUL1 及fUL2 與一第二頻帶BAND2之分量載波fUL3 之聚合。
圖2C繪示用於圖2A之通信鏈路之下行鏈路載波聚合之各種實例。實例描繪針對一第一分量載波fDL1 、一第二分量載波fDL2 、一第三分量載波fDL3 、一第四分量載波fDL4 及一第五分量載波fDL5 之不同頻譜分配之各種載波聚合案例34至38。雖然圖2C係在聚合五個分量載波之背景內容中繪示，但載波聚合可用於聚合更多或更少載波。再者，雖然在下行鏈路之背景內容中繪示，但聚合案例亦適用於上行鏈路。
第一載波聚合案例34描繪連續且定位於相同頻帶內之分量載波之聚合。另外，第二載波聚合案例35及第三載波聚合案例36繪示非連續但定位於相同頻帶內之聚合之兩個實例。此外，第四載波聚合案例37及第五載波聚合案例38繪示其中聚合在頻率上非鄰近且在多個頻帶中之分量載波之聚合之兩個實例。隨著經聚合分量載波之數目增加，可能載波聚合案例之一複雜性亦增加。
參考圖2A至圖2C，在載波聚合中使用之個別分量載波可具有各種頻率，包含(例如)在相同頻帶中或在多個頻帶中之頻率載波。另外，載波聚合適用於其中個別分量載波具有大約相同頻寬之實施方案以及其中個別分量載波具有不同頻寬之實施方案。
某些通信網路將用於上行鏈路之一主要分量載波(PCC)或錨定載波及用於下行鏈路之一PCC分配給一特定使用者器件。另外，當行動器件使用用於上行鏈路或下行鏈路之一單一頻率載波通信時，使用者器件使用PCC通信。為了增強用於上行鏈路通信之頻寬，上行鏈路PCC可與一或多個上行鏈路次要分量載波(SCC)聚合。另外，為了增強用於下行鏈路通信之頻寬，下行鏈路PCC可與一或多個下行鏈路SCC聚合。
在某些實施方案中，一通信網路針對各分量載波提供一網路小區。另外，一主要小區可使用一PCC操作，而一次要小區可使用一SCC操作。例如，歸因於載波之頻率及/或網路環境之差異，主要小區及次要小區可具有不同涵蓋區域。
授權輔助存取(LAA)係指其中與一行動通訊運營商相關聯之一授權頻率載波與未授權頻譜(諸如WiFi)中之一頻率載波聚合之下行鏈路載波聚合。LAA採用攜載與通信鏈路相關聯之控制及傳訊資訊之授權頻譜中之一下行鏈路PCC，而未授權頻譜在可用時經聚合用於更寬下行鏈路頻寬。LAA可搭配次要載波之動態調整進行操作以避免WiFi使用者及/或與WiFi使用者共存。增強型授權輔助存取(eLAA)係指LAA之一演進，其聚合授權及未授權頻譜用於下行鏈路及上行鏈路兩者。
圖3A係使用多輸入多輸出(MIMO)通信之一下行鏈路頻道之一個實例之一示意圖。圖3B係使用MIMO通信之一上行鏈路頻道之一個實例之一示意圖。
MIMO通信使用多個天線以經由共同頻譜同時傳遞多個資料串流。在某些實施方案中，資料串流搭配不同參考信號進行操作以增強接收器處之資料接收。歸因於無線電環境之空間多工差異，MIMO通信獲益於較高SNR，改良之編碼及/或減少之信號干擾。
MIMO等級係指經發送或接收之單獨資料串流之數目。例如，用於下行鏈路通信之MIMO等級可由一基地台之傳輸天線之數目及用於UE (諸如一行動器件)之接收天線之數目描述。例如，二乘二(2x2) DL MIMO係指使用兩個基地台天線及兩個UE天線之MIMO下行鏈路通信。另外，四乘四(4x4) DL MIMO係指使用四個基地台天線及四個UE天線之MIMO下行鏈路通信。
在圖3A中展示之實例中，藉由使用基地台41之M 個天線43a、43b、43c、…、43m進行傳輸且使用行動器件42之N 個天線44a、44b、44c、…、44n進行接收而提供下行鏈路MIMO通信。因此，圖3A繪示m ×n DL MIMO之一實例。
同樣地，用於上行鏈路通信之MIMO等級可由UE (諸如一行動器件)之傳輸天線之數目及一基地台之接收天線之數目描述。例如，2x2 UL MIMO係指使用兩個UE天線及兩個基地台天線之MIMO上行鏈路通信。另外，4x4 UL MIMO係指使用四個UE天線及四個基地台天線之MIMO上行鏈路通信。
在圖3B中展示之實例中，藉由使用行動器件42之N 個天線44a、44b、44c、…、44n進行傳輸且使用基地台41之M 個天線43a、43b、43c、…、43m進行接收而提供上行鏈路MIMO通信。因此，圖3B繪示n ×m UL MIMO之一實例。
藉由增加MIMO之層級或等級，可增加一上行鏈路頻道及/或一下行鏈路頻道之頻寬。
MIMO通信適用於各種類型之通信鏈路，諸如FDD通信鏈路及TDD通信鏈路。
圖3C係使用MIMO通信之一上行鏈路頻道之另一實例之一示意圖。在圖3C中展示之實例中，藉由使用行動器件42之N 個天線44a、44b、44c、…、44n進行傳輸而提供上行鏈路MIMO通信。另外，使用一第一基地台41a之M 個天線43a1、43b1、43c1、…、43m1接收上行鏈路傳輸之一第一部分，同時使用一第二基地台41b之M 個天線43a2、43b2、43c2、…、43m2接收上行鏈路傳輸之一第二部分。另外，第一基地台41a及第二基地台41b經由有線、光學及/或無線鏈路彼此通信。
圖3C之MIMO案例繪示其中多個基地台協作以促進MIMO通信之一實例。具有感測器輔助波束管理之波束形成通信系統
天線陣列可用於廣泛多種應用中。例如，天線陣列可用於在基地台、網路存取點、行動電話、平板電腦、用戶終端設備(CPE)、膝上型電腦、電腦、穿戴式電子器件及/或其他通信器件中傳輸及/或接收射頻(RF)信號。
利用毫米波載波(例如，30 GHz至300 GHz)、釐米波載波(例如，3 GHz至30 GHz)及/或其他載波頻率之通信器件可採用一天線陣列以提供波束形成及用於傳輸及/或接收信號之指向性。
例如，在信號傳輸之背景內容中，來自天線陣列之天線元件之信號使用相長及相消干涉組合以產生在遠離天線陣列之一給定方向上傳播之展現具有更多信號強度之波束式品質之一聚合傳輸信號。在信號接收之背景內容中，當信號自一特定方向到達時，更多信號能量由天線陣列接收。因此，一天線陣列亦可提供用於接收信號之指向性。
一信號調節電路可用來調節經由一天線元件進行傳輸之一傳輸信號及/或調節來自天線元件之一經接收信號。在一個實例中，一信號調節電路包含用於提供增益控制之一可變增益放大器及用於提供相位控制之一可變相移器。
5G NR不僅指定基地台中之波束形成，而且指定UE中之波束形成。例如，相控陣列天線可具有適合於針對特定波束形成應用例如在高於約10 GHz之頻率下或更特定而言針對FR2及/或在毫米波頻率下併入UE中之相對緊湊尺寸。
為了提供在多個方向上傳遞波束之一能力，UE可包含多個天線陣列以涵蓋一方向範圍(例如跨覆蓋包圍UE之整個球之一角度範圍)上之波束形成能力。當包含多個天線陣列時，各天線陣列可具有不同及/或單獨可控極化、天線增益、波束操控及/或其他參數以促進在一特定方向上進行通信。
一波束形成通信系統之波束角度可隨時間改變以維持一通信鏈路。例如，波束角度可隨著UE與一基地台之間的相對位置改變而改變。為了維持效能(例如，鏈路連接能力及/或帶寬)，可期望定位及/或追蹤對應基地台及UE波束以由此在存在環境阻礙及/或UE行動性之情況下維持通信鏈路。
提供用於具有感測器輔助波束管理之波束形成通信系統之裝置及方法。在某些實施例中，一波束形成通信系統包含包括複數個天線元件之一天線陣列。波束形成通信系統進一步包含：複數個信號調節電路，其與天線元件可操作地相關聯；一或多個感測器，其產生感測器資料；及一波束管理電路，其控制信號調節電路以管理波束形成。波束管理電路基於感測器資料提供波束管理。
在某些實施方案中，波束管理電路基於來自感測器之感測器資料控制波束操控。例如，關於波束傳輸，感測器資料可用來操控一傳輸波束遠離原本將阻擋及/或衰減傳輸波束之經偵測物件。感測器資料亦可用來操控傳輸波束以隨著UE位置改變而維持傳輸波束指向一基地台及/或選擇一特定天線陣列來產生發送至一基地台之一傳輸波束。
另外或替代地，感測器資料可由波束管理電路使用以操控一接收波束及/或選擇一特定天線陣列來接收一波束。例如，在波束接收之背景內容中，感測器資料可由波束管理電路處理以維持接收波束之一方向朝向基地台及/或選擇適合於與一特定基地台進行通信之一天線陣列。
在某些實施方案中，使用感測器資料來促進波束搜尋及/或掃描，例如以避免與環境阻礙相關聯之波束角度。同樣地，感測器資料可輔助波束恢復，諸如當一傳輸波束及/或一接收波束歸因於環境阻礙而損耗時。
出於波束發現之目的，一UE可掃描各種幾何位置以定位由一基地台傳輸之一導向波束或其他波束。在某些實施方案中，感測器資料可由UE處理以輔助識別用於發現波束之可行位置，由此減少一波束發現延時及/或增加一掃描效率。
隨著UE在一蜂巢式網路內移動，感測器資料亦可輔助一基地台進行波束追蹤。例如，在某些實施方案中，感測器資料之至少一部分經由另一通信鏈路(例如，一LTE鏈路)自UE發送至基地台，且用來將一傳輸波束自一基地台操控朝向UE及/或維持來自UE之一接收波束之連接能力。此外，基地台可將區域三維地圖資料提供至UE，使得可預測障礙物及/或基於UE處理感測器資料識別及/或計算射線跡線(例如，視線機會)以判定位置及定向。
據此，在某些實施方案中，以多個利用率位準採用感測器資料，包含：(i)一第一利用率位準，其中UE自主地使用感測器資料以基於指示障礙物之位置、旋轉及偵測之感測器資料控制波束管理；(ii)一第二利用率位準，其中UE將感測器資料或一感測器資料縮減集傳遞至基地台以輔助基地台進行波束形成；及(iii)一第三利用率位準，其中基地台將區域地圖資料提供至UE。
在某些實施方案中，處理感測器資料以控制波束形成以限制最大許可曝光(MPE)。例如，MPE係關於控制緊密定位組織對6 GHz或更高(例如FR2及/或毫米波)之RF信號傳輸之曝光之規範。在一個實例中，當一使用者將一平板電腦固持在其等膝蓋上時，MPE可用來限制使用者對輻射之曝光。根據本文中之教示，MPE係可基於感測器資料管理之一參數之又一實例。
在某些實施方案中，一第一感測器與一第一天線陣列相關聯且一第二感測器與一第二天線陣列相關聯。另外，UE基於來自第一感測器及第二感測器之感測器資料選擇性地使用第一天線陣列及/或第二天線陣列進行通信。將感測器與對應天線陣列相關聯可擴展至具有兩個以上天線陣列之實施方案。例如，在一個實例中，四個或更多個天線陣列經分佈於UE周圍，其中各天線陣列具有至少一個相關聯感測器。
在某些實施方案中，當第一感測器指示第一天線陣列未被環境阻礙阻擋時，UE使用第一天線陣列進行通信，且當第一感測器指示第一天線陣列被阻擋且第二感測器指示第二天線陣列未被阻擋時，UE使用第二天線陣列進行通信。在某些實施方案中，第一感測器係用於偵測第一天線陣列之阻礙之一專用感測器，且第二感測器係用於偵測第二天線陣列之阻礙之一專用感測器。例如，第一感測器及第二感測器可對應於專用近接感測器而非UE中用於其他功能或目的之既有感測器。
在某些實施方案中，UE對應於藉由一使用者在蜂巢式網路中移動之一行動電話、平板電腦或其他手持型器件。然而，具蜂巢式功能之車輛(例如，汽車)、無人機及其他類型之機動化UE亦可受益於以此方式將感測器資料傳輸至基地台。此外，特定機動化UE (諸如無人機)可進一步發送計劃路線資料以促進維持與基地台之波束形成通信鏈路。
圖4A係利用波束形成進行操作之一通信系統110之一個實例之一示意圖。通信系統110包含一天線陣列102、一收發器105、一基帶數據機106及一前端系統108。天線陣列102包含天線元件103a1、103a2、...、103an、103b1、103b2、...、103bn、103m1、103m2、...、103mn。另外，前端系統108包含信號調節電路104a1、104a2、...、104an、104b1、104b2、...、104bn、104m1、104m2、...、104mn。
在所繪示實施例中，基帶數據機106包含一波束管理電路107。因此，在此實施例中，波束管理電路107包含於基帶數據機106中。然而，波束管理電路107可在任何合適位置中，包含但不限於收發器105及/或前端系統108。
使用毫米波載波(例如，30 GHz至300 GHz)、釐米波載波(例如，3 GHz至30 GHz)及/或其他頻率載波進行通信之通信系統可採用一天線陣列來提供用於信號傳輸及/或接收之波束形成及方向性。
例如，在所繪示實施例中，通信系統110包含一m xn 天線元件陣列102，在此實施例中各天線元件係由一單獨信號調節電路控制。如由省略號所指示，通信系統110可利用任何合適數目個天線元件及信號調節電路來實施。
信號調節電路104a1、104a2、...、104an、104b1、104b2、...、104bn、104m1、104m2、...、104mn可用來調節經由天線陣列102傳輸及/或接收之信號。儘管其中信號調節電路為傳輸及接收兩者提供信號調節之一實施例，但其他實施方案係可能的。例如，在某些實施方案中，一通信器件包含用於接收信號及用於傳輸信號之單獨天線陣列。因此，在某些實施方案中，一信號調節電路用於傳輸調節而非接收調節，或用於接收調節而非傳輸調節。
關於信號傳輸，信號調節電路104a1、104a2、...、104an、104b1、104b2、...、104bn、104m1、104m2、...、104mn可將傳輸信號提供至天線陣列102，使得自天線元件輻射之信號使用相長干涉及相消干涉而組合以產生在遠離天線陣列102之一給定方向上傳播之展現具有更多信號強度之波束式品質之一聚合傳輸信號。
在信號接收之背景內容中，信號調節電路104a1、104a2、...、104an、104b1、104b2、...、104bn、104m1、104m2、...、104mn處理經接收信號(例如，藉由單獨控制經接收信號相位及振幅)，使得當信號自一特定方向到達天線陣列102時接收更多信號能量。據此，通信系統110亦提供用於信號接收之方向性。
可藉由增加陣列之大小來增強至一傳輸波束或一接收波束中之信號能量之相對濃度。例如，隨著更多信號能量聚焦至一傳輸波束中，信號能夠傳播一更長距離，同時為RF通信提供足夠信號位準。例如，具有聚焦至傳輸波束中之大比例信號能量之一信號可展現高有效全向輻射功率(EIRP)。
在所繪示實施例中，收發器105將傳輸信號提供至信號調節電路且處理自信號調節電路接收之信號。如圖4A中所展示，收發器105產生用於信號調節電路之控制信號。控制信號可用於各種功能，諸如設定用於波束形成之經傳輸或經接收信號之相位及/或振幅及選擇性地啟用/停用天線陣列102上之通信。
繼續參考圖4A，波束管理電路107將用於控制信號調節電路104a1、104a2、...、104an、104b1、104b2、...、104bn、104m1、104m2、...、104mn之相位及/或振幅值之一或多個控制信號提供至收發器105。因此，波束管理電路107可操控傳輸及/或接收波束。此外，波束管理電路107可選擇性地啟用或停用天線陣列102上之通信(例如，停用天線陣列102上之傳輸以支持使用一不同天線陣列進行傳輸)。在某些實施方案中，至少部分地使用一串列介面或匯流排在基帶數據機106與收發器105之間傳遞資料。
如圖4A中所展示，波束管理電路107接收用於控制波束操控之感測器資料。根據本文中之教示，波束管理電路107使用感測器資料進行波束管理。
圖4B係用來提供一傳輸波束之波束形成之一個實例之一示意圖。圖4B繪示一通信系統之一部分，包含一第一信號調節電路114a、一第二信號調節電路114b、一第一天線元件113a及一第二天線元件113b。
儘管被繪示為包含兩個天線元件及兩個信號調節電路，但一通信系統可包含額外天線元件及/或信號調節電路。例如，圖4B繪示圖4A之通信系統110之一部分之一項實施例。
在所繪示實施例中，第一信號調節電路114a包含一第一相移器130a、一第一功率放大器131a、一第一低雜訊放大器(LNA) 132a、及用於控制功率放大器131a或LNA 132a之選擇之開關。另外，第二信號調節電路114b包含一第二相移器130b、一第二功率放大器131b、一第二LNA 132b、及用於控制功率放大器131b或LNA 132b之選擇之開關。
儘管展示信號調節電路之一項實施例，但信號調節電路之其他實施方案係可能的。例如，在一個實例中，一信號調節電路包含一或多個頻帶濾波器、開關、衰減器、放大器、相移器、雙工器、同向雙工器、三工器、循環器及/或其他組件。此外，儘管展示具有一類比相移器之一實施方案，但本文中之教示亦適用於使用數位相移(例如，使用一基帶數據機中之數位基帶處理之相移)之實施方案以及使用類比相移及數位相移之一組合之實施方案。
在所繪示實施例中，第一天線元件113a及第二天線元件113b分開達一距離d。另外，圖4B已用一角度Ɵ註釋，在此實例中該角度Ɵ在傳輸波束方向實質上垂直於一天線陣列平面時具有約90°之一值且在傳輸波束方向實質上平行於天線陣列平面具有約0°之一值。
藉由控制提供至天線元件113a、113b之傳輸信號之相對相位，可達成一所期望之傳輸波束角Ɵ。例如，當第一相移器130a具有0°之一參考值時，可控制第二相移器130b以提供約-2πf(d/ν)cosƟ弧度之一相移，其中f係傳輸信號之基本頻率，d係天線單元之間的距離，ν係經輻射波之速度，且π係數學常數pi。
在某些實施方案中，距離d經實施為約½λ，其中λ係傳輸信號之基波分量之波長。在此等實施方案中，可控制第二相移器130b以提供約‑πcosƟ弧度之一相移以達成一傳輸波束角Ɵ。
據此，可控制相移器130a、130b之相對相位以提供傳輸波束形成。在某些實施方案中，一基帶數據機(例如，圖4A之基帶數據機106)及/或一收發器(例如，圖4A之收發器105)控制一或多個相移器之相位值及一或多個可控放大器之增益值來控制波束形成。例如，增益值及/或相位值可為自一基帶數據機之一波束管理電路發送之資料。儘管展示具有用於波束形成之相位控制之一實例，但可控制額外參數(包含但不限於增益)以提供波束管理。
圖4C係用來提供一接收波束之波束形成之一個實例之一示意圖。圖4C類似於圖4B，惟圖4C在一接收波束而非一傳輸波束之背景內容中繪示波束形成除外。
如圖4C中所展示，第一相移器130a與第二相移器130b之間的一相對相位差可經選擇為約等於‑2πf(d/ν)cosƟ弧度以達成一所要接收波束角Ɵ。在其中距離d對應於約½λ之實施方案中，相位差可經選擇為約等於‑πcosƟ弧度以達成一接收波束角Ɵ。
儘管已提供用來提供波束形成之相位值之各種方程式，但其他相位選擇值亦係可能的，諸如基於一天線陣列之實施方案、信號調節電路之實施方案及/或一無線電環境選擇之相位值。
圖5係繪示一蜂巢式網路200之通信波束之環境阻礙之各項實例之一示意圖。在此實例中，蜂巢式網路200包含一第一基地台201、一第二基地台202、一第一行動器件203及一第二行動器件204。然而，一蜂巢式網路可包含其他數目及/或類型之基地台及/或UE。
在所繪示實施例中，經由一反射通信鏈路211在第一基地台201與第一行動器件203之間傳遞傳輸波束及接收波束。反射通信鏈路211在本文中亦稱為準視線(QLOS)通信鏈路。在此實例中，一第一建築物221提供反射。
如圖5中所展示，來自第一基地台201之一傳輸波束212被第二建築物222阻擋，而來自第一基地台201之一傳輸波束213被一使用者之一頭部223阻擋。建築物222及頭部223繪示可提供具有相對高頻率(例如，FR2及/或毫米波頻率)之信號之阻擋之物件之實例。
繼續參考圖5，經由一視線(LOS)通信鏈路在第二基地台202與第一行動器件203之間傳遞傳輸波束及接收波束。如圖5中所展示，自第二基地台202至第二行動器件204之一傳輸波束214被使用者之一手224阻礙，且因此防止第二基地台202與第二行動器件204之間的一LOS通信鏈路。
在某些實施方案中，可基於三維地圖及/或其他已知環境資料控制來自基地台側之波束形成。因此，LOS及QLOS傳輸波束情況相對於基地台可相對簡單。
然而，UE (諸如圖5之行動器件203至204)可具有不可預測之阻礙。例如，一使用者之身體(例如，頭部、手、手指及/或肢體)可在短時間週期內不可預測地移動。此外，UE之使用者可步行或在一車輛中，此可導致位置之快速改變。此外，UE之操縱可導致電話之未知三維定向及/或面向方向。不可預測性可能因可突然穿過一LOS或準LOS路徑以提供阻礙之其他環境物件之移動不確定性而加劇。
因此，與影響一基地台處之波束操控、可相對緩慢地改變之因素相比，影響UE中之波束操控之因素可相對快速地改變。例如，在不存在令人滿意之波束管理之情況下，自縱向至橫向觀看或反之亦然之使用者操縱可能導致波束損耗。
本文中之教示可使用嵌入UE中之感測器來進行波束管理。例如，來自感測器之感測器資料可用來判定UE位置對基地台、UE定向(例如，平坦、筆直向上、面向方向等)，及/或偵測來自物件(諸如頭部、手及/或手指)之潛在阻擋。
因此，可處理來自感測器之資訊以進行波束管理，包含但不限於波束發現、追蹤及/或恢復。此外，感測器資料不僅可由UE用於本端波束管理，而且可由基地台經由來自UE之報告而使用。
因此，感測器資料可用來排定陣列選擇、波束方向、操控及/或掃描的優先順序。例如，其可用來修整一些波束方向以進行掃描、發現及/或恢復。此外，此感測器資料例如藉由滿足特定吸收率(SAR)及/或最大許可曝光(MPE)限制來輔助減輕使用者對輻射之曝光。
圖6A係根據一項實施例之一行動器件250之一示意圖。行動器件250包含一基帶數據機251、一收發器252、感測器253、一第一前端模組261 (在此實例中經實施為一毫米波傳輸/接收模組)、一第二前端模組262、一第三前端模組263、一第四前端模組264、一第一天線陣列271、一第二天線陣列272、一第三天線陣列273及一第四天線陣列274。儘管展示一行動器件之一項實施例，但本文中之教示適用於以各種方式實施之行動器件。
如圖6A中所展示，基帶數據機251包含一波束管理電路257，波束管理電路257基於自行動器件250之感測器253接收之感測器資料控制波束管理。感測器253可包含廣泛多種類型之感測器，例如包含本文描述之感測器之任何組合。
波束管理電路257基於來自感測器253之感測器資料控制行動器件250之波束管理。在一第一實例中，波束管理電路257基於感測器資料控制波束操控。波束操控可包含改變一傳輸波束及/或接收波束之角度以維持一基地台與行動器件250之間的連接能力。
在一第二實例中，波束管理電路257使用感測器資料來輔助波束搜尋，例如以利用有效數目次掃描定位來自一基地台之一導向波束。
在一第三實例中，波束管理電路257使用感測器資料來選擇一主動天線陣列。例如，如圖6A中所展示，第一天線陣列271使用一主動波束進行通信，而第二天線陣列272及第三天線陣列274係非主動的，但表示可被行動器件250用於通信之可能波束。
在一個實例性實施方案中，感測器253操作以偵測天線陣列之一或多者附近之環境阻礙。另外，基於來自感測器253之感測器資料選擇用於通信之一主動天線陣列。例如，感測器253可包含用於偵測天線陣列之各者附近之環境阻礙之存在之近接感測器，其中至少具有最低阻礙之天線陣列用於通信。
在另一實例性實施方案中，回應於感測器資料指示行動器件250之一定位改變，波束管理電路257可改變主動之一前端模組/天線陣列。例如，波束管理電路257可基於感測器資料接通第二前端模組262/第二天線陣列272及/或第三前端模組263/第三天線陣列273。前端模組可包含與一對應陣列之天線元件相關聯之信號調節電路，例如功率放大器、LNA、開關及/或其他組件。
在某些實施方案中，一行動器件包含用於分集通信之一或多個前端模組/天線陣列。例如，所繪示行動器件250包含用於分集通信之前端模組264及天線陣列274。由波束管理電路257處理之感測器資料可用於管理廣泛多種類型之波束，包含但不限於用於主要通信之波束及/或用於分集通信之波束。據此，亦可提供天線陣列274之分集波束之管理。
在某些實施方案中，感測器253包含用於判定可經由另一通信鏈路(例如用於一波束操控計算之非獨立(NSA)操作中之一LTE鏈路)提供至基地台之三維位置、航向及/或速度之至少一個定位感測器(例如，一全球定位系統(GPS)感測器、磁力計、高度計等)。在某些實施方案中，在其中UE包含基地台之三維地圖之實施方案中，UE亦可使用來自定位感測器之定位資料。
在某些實施方案中，來自一陀螺儀及/或加速度計之資料用於UE中之波束操控及/或陣列選擇。例如，指向地面或天空之波束具有形成合適通信鏈路之相對低可能性。此外，在其中已知基地台位置之組態中，來自陀螺儀及/或加速度計之感測器資料可用來控制波束指向及操控及/或達成波束恢復。藉由利用識別基地台位置之區域三維圖實施UE，可進一步增強此波束管理。
當由一使用者操控UE (例如，一行動電話)時，感測器資料亦可輔助天線陣列之間的交遞操作及/或波束操控。
在某些實施方案中，感測器253包含用於偵測阻擋之至少一個近接感測器。例如，來自近接感測器之近接資料可用來操控波束遠離阻擋物件(例如，人體組織)及/或判定UE是否應由於此阻礙而使用來自另一天線陣列之一次級波束來連接至另一基地台。
來自近接感測器之近接資料亦可用於控制輻射之發射(例如，操控一傳輸波束遠離一使用者之頭部、手、手指、軀幹及/或肢體以避免使用者之身體吸收輻射)，由此遵守SAR及/或MPE之限制。
可使用用於產生近接資料之廣泛多種類型之近接感測器產生近接資料，包含但不限於飛行時間(ToF)感測器、手勢紅外線(IR)感測器及/或相機。此外，在其中其他天線(例如，亞6 GHz天線)與天線陣列共置之實施方案中，來自其他天線之天線反射量測可用來判定天線陣列輻射是否受擾動。
此外，當插入至UE之輸入電纜時，天線陣列輻射亦可受擾動。因此，通用串列匯流排(USB)、音訊插座及/或其他插頭偵測可用來判定輻射是否受擾動。當偵測到此擾動時，UE可操作以提供對擾動之補償或校正及/或改變主動天線陣列以由此使用另一波束進行通信。
在某些實施方案中，可使用觸控螢幕、按鈕及/或指紋掃描儀上之觸覺感測器來判定手指是否潛在地擾動陣列且校正陣列。在一觸控螢幕感測器之情況下，可基於來自滑移移動之預期障礙進一步預測阻礙。
圖6B係根據另一實施例之一行動器件280之一示意圖。行動器件280包含一基帶數據機251、一收發器252、一第一前端模組261 (在此實例中經實施為一毫米波傳輸/接收模組)、一第二前端模組262、一第三前端模組263、一第四前端模組264、一第一天線陣列271、一第二天線陣列272、一第三天線陣列273、一第四天線陣列274、一第一專用感測器281、一第二專用感測器282、一第三專用感測器283及一第四專用感測器284。儘管繪示一行動器件之一項實施例，但本文中之教示適用於以廣泛多種方式實施之行動器件。
圖6B之行動器件280類似於圖6A之行動器件250，惟行動器件280包含感測器之一特定實施方案除外。
第一專用感測器281用於偵測第一天線陣列271之環境阻礙。另外，第二專用感測器282用於偵測第二天線陣列272之環境阻礙。此外，第三專用感測器283用於偵測第三天線陣列273之環境阻礙。另外，第四專用感測器284用於偵測第四天線陣列274之環境阻礙。
在所繪示實施例中，專用感測器281至284之各者對應於用於偵測一對應天線陣列之環境阻礙之一附加感測器(例如，一近接感測器)。因此，該等感測器附加或添加至行動器件280而非用於行動器件280中之其他功能之一既有感測器。
圖6C係根據另一實施例之一行動器件290之一示意圖。行動器件290包含一基帶數據機251、一收發器252、一第一前端模組261 (在此實例中經實施為一毫米波傳輸/接收模組)、一第二前端模組262、一第三前端模組263、一第四前端模組264、一第一天線陣列271、一第二天線陣列272、一第三天線陣列273、一第四天線陣列274、一第一共用感測器291、一第二共用感測器292、一第三共用感測器293及一第四共用感測器294。儘管繪示一行動器件之一項實施例，但本文中之教示適用於以各種方式實施之行動器件。
圖6C之行動器件290類似於圖6B之行動器件280，惟行動器件290包含共用感測器而非專用感測器除外。
第一共用感測器291用於偵測第一天線陣列271之環境阻礙。另外，第二共用感測器292用於偵測第二天線陣列272之環境阻礙。此外，第三共用感測器293用於偵測第三天線陣列273之環境阻礙。另外，第四共用感測器294用於偵測第四天線陣列274之環境阻礙。
在所繪示實施例中，共用感測器291至294之各者對應於用於UE中之一或多個其他目的之一感測器。因此，感測器係共用的而非附加或添加至行動器件290。例如，感測器可包含一飛行時間(ToF)感測器、一紅外線(IR)感測器、一前置照相機、一後置照相機、一插頭偵測感測器、一觸控螢幕感測器、一按鈕/指紋感測器、一天線反射量測偵測器及/或在行動器件290中提供額外功能之其他感測器之一或多者。
本文中之教示適用於使用專用感測器、共用感測器或其組合之實施方案。
圖7係根據另一實施例之一行動器件300之一示意圖。行動器件300包含適合於產生用於輔助波束管理之感測器資料之廣泛多種感測器。
在所繪示實施例中，行動器件300包含各種近接感測器，包含一ToF感測器311、一IR感測器312、一前置照相機313及一後置照相機314。行動器件300進一步包含各種插頭偵測感測器，諸如一音訊插座偵測器321及一微型USB偵測器322。行動器件300進一步包含各種定位感測器，諸如一GPS感測器331、三維加速度計332、一陀螺儀333、一磁力計334及氣壓計335。行動器件300進一步包含各種觸覺感測器，諸如一觸控螢幕感測器341及一按鈕/指紋感測器342。行動器件300進一步包含天線反射量測偵測器351a至351d。
儘管圖7中描繪用於一行動器件之感測器之一個實例，但本文中之教示適用於廣泛多種類型之感測器。據此，其他實施方案係可能的。
ToF感測器311操作以基於光在反射之後自離開ToF感測器311至返回至ToF感測器311之一往返延遲來偵測物件(諸如一使用者之頭部)之存在。因此，由ToF感測器311產生之影像資料可用來偵測一阻擋物件(諸如一頭部、一手及/或一手指)之接近。同樣地，IR感測器312操作以放射出紅外光，紅外光可被一附近物件反射且由IR感測器312拾取。
前置照相機313及後置照相機314產生可經處理為物件對行動器件300之近接性之影像資料。
繼續參考圖7，行動器件300包含用於偵測一音訊電纜302之存在之音訊插座偵測器321及用於偵測一微型USB電纜303之存在之一微型USB偵測器322。因此，音訊插座偵測器321及微型USB偵測器322產生指示一或多個插頭是否連接至行動器件300之插頭偵測資料。由於此等插頭可操作以阻礙通信波束，因此插頭偵測資料可輔助行動器件300進行波束管理。
GPS感測器331操作以產生指示行動器件300之一GPS位置之GPS資料。因此，GPS資料可用來定位行動器件300相對於GPS座標系之一位置。
使用加速度計332來產生加速度資料，該加速度資料指示行動器件300相對於自由落體之一加速度。因此，加速度計332可用來偵測行動器件300之突然運動。加速度資料亦可用來判定器件之定向，例如以判定行動器件300是否處於一縱向或橫向定向及/或器件之螢幕是否向上及/或向下。
使用陀螺儀333以依相對高精度產生指示行動器件300之一定向之定向資料。例如，可使用陀螺儀來判定行動器件300已旋轉之角度及方向。
圖7之行動器件300亦包含磁力計334，磁力計334操作以偵測磁場。在某些實施方案中，磁力計334產生指示行動器件300相對於地球磁場之定向之磁性觀測資料。磁性觀測資料亦可用來偵測磁性材料，諸如金屬。
氣壓計335操作以感測大氣壓力，且因此可用來產生指示行動器件300在海平面上方多高處之壓力資料。因此，壓力資料可用來偵測行動器件300之高度。在某些實施方案中，壓力資料與來自GPS感測器331之GPS資料組合使用以依增強之準確度偵測GPS位置。
觸控螢幕感測器341及按鈕/指紋感測器342操作以產生指示一手指、一手及/或其他物件之存在之觸覺資料。因此，自觸控螢幕感測器341及/或按鈕/指紋感測器342產生之觸覺資料可用來偵測通信波束之潛在阻礙。
繼續參考圖7，行動器件300分別包含第一至第四天線反射量測偵測器351a至351d，其操作以產生指示行動器件300之天線之天線反射之天線反射量測資料。由於天線反射可在一物件位於一天線附近時增加，故可處理天線反射量測資料以偵測物件是否在電話附近。
儘管展示具有四個天線反射量測偵測器之一實例，但例如基於行動器件300之實施方案可包含更多或更少天線反射量測偵測器。在某些實施方案中，與用於波束形成之一天線陣列共置之一亞6 GHz蜂巢式及/或連接路徑包含一天線反射量測偵測器。此等天線反射量測偵測器可用來偵測一物件是否接近天線陣列。
圖8係根據另一實施例之一波束形成通信系統400之一示意圖。波束形成通信系統400包含一基帶數據機401、一收發器402、一前端系統403、一天線陣列404、定位感測器411、觸碰/影像感測器412、一感測器處理器413及一應用處理器414。如圖8中所展示，基帶數據機401包含一波束管理電路407，且前端系統403包含信號調節電路418。
儘管圖8中展示一波束形成通信系統之一項實施例，但本文中之教示適用於以廣泛多種方式實施之波束形成通信系統。據此，其他實施方案係可能的。
波束形成通信系統400可用來使用廣泛多種通信技術進行通信，包含但不限於2G、3G、4G (包含LTE、LTE-Advanced及LTE-Advanced Pro)、5G NR、WLAN (例如，Wi-Fi)、WPAN (例如，藍芽及ZigBee)、WMAN (例如，WiMax)及/或GPS技術。
收發器402產生用於傳輸之RF信號且處理自天線陣列404接收之傳入RF信號。將理解，與RF信號之傳輸及接收相關聯之各種功能性可藉由圖8中共同表示為收發器802之一或多個組件來達成。在一個實例中，可提供用於處置特定類型之RF信號之單獨組件(例如，單獨電路或晶粒)。
前端系統403包含輔助調節傳輸至天線陣列404及/或自天線陣列404接收之信號之信號調節電路418。在某些實施方案中，信號調節電路418包含功率放大器(PA)、低雜訊放大器( LNA)、濾波器、開關、相移器、衰減器、雙工器、同向雙工器、三工器、循環器及/或用於處理自天線陣列404傳輸及/或接收之RF信號之其他合適信號調節電路。例如，前端系統403可提供數個功能性，包含但不限於放大用於傳輸之信號、放大經接收信號、對信號進行濾波、在不同頻帶之間切換、在不同功率模式之間切換、在傳輸模式與接收模式之間切換、信號雙工、信號多工(例如，同向雙工或三工)或其某個組合。
在某些實施方案中，波束形成通信系統400支援載波聚合，由此提供增加峰值資料速率之靈活性。載波聚合可用於分頻雙工(FDD)及分時雙工(TDD)，且可用來聚合複數個載波或頻道。載波聚合包含連續聚合，其中聚合在相同操作頻帶內之連續載波。載波聚合亦可係非連續的，且可包含在一共同頻帶內或在不同頻帶中頻率分開之載波。
天線陣列404可包含用於廣泛多種類型之通信之天線。例如，天線陣列404可包含用於傳輸及/或接收與廣泛多種頻率及通信標準相關聯之信號之天線。儘管展示具有一個天線陣列之一實例，但可包含多個天線陣列。此外，可基於感測器資料選擇主動之(若干)特定天線陣列之一選擇。
在某些實施方案中，天線陣列404支援MIMO通信及/或切換式分集通信。例如，MIMO通信使用多個天線以經由單個射頻頻道傳遞多個資料串流。歸因於無線電環境之空間多工差異，MIMO通信受益於較高信雜比，改良之編碼及/或減少之信號干擾。切換式分集指代其中在一特定時間選擇一特定天線進行操作之通信。例如，可使用一開關以基於各種因素(諸如一經觀測之位元錯誤率及/或一信號強度指示符)自一天線群組選擇一特定天線。
波束形成通信系統400亦利用波束形成進行操作。例如，前端系統403可包含具有由波束管理電路407經由收發器402控制之可變相位之相移器。在某些實施方案中，前端系統403可包含具有由波束管理電路407經由收發器402控制之可變增益之可變增益放大器。
因此，控制至天線陣列404之信號路徑之相移及/或可變增益以提供用於信號傳輸及/或接收之波束形成及方向性。例如，在信號傳輸之背景內容中，控制提供至天線陣列404之傳輸信號之相位使得來自天線陣列404之經輻射信號使用相長干涉及相消干涉而組合以產生在一給定方向上傳播之展現具有更多信號強度之波束式品質之一聚合傳輸信號。在信號接收之背景內容中，控制相位使得當信號自一特定方向到達天線陣列404時接收更多信號能量。
基帶數據機401向收發器402提供傳輸信號之數位表示，收發器402處理該等數位表示以產生用於傳輸之RF信號。基帶數據機401亦處理由收發器402提供之經接收信號之數位表示。
如圖8中所展示，基帶數據機401經耦合至應用處理器414，應用處理器414用於在波束形成通信系統400中提供主要應用處理。應用處理器414可提供廣泛多種功能，諸如提供適合於支援應用之系統能力，包含但不限於記憶體管理、圖形處理及/或多媒體解碼。
應用處理器414經由感測器處理器413自定位感測器411接收定位資料，且自觸碰/影像感測器412接收觸碰/影像資料。在某些實施方案中，應用處理器414可在提供至基帶數據機401進行波束管理之前提供對各種感測器資料之調節。
在所繪示實施例中，定位感測器411以一相對慢更新速率(大約毫秒或秒)產生定位資料，例如指示一新位置之資料。來自定位感測器411之定位資料係由感測器處理器413處理，且接著經提供至應用處理器414。儘管展示處理位置資料之一項實施例，但其他實施方案係可能的，包含但不限於其中省略感測器處理器413之實施方案。
觸碰/影像感測器412產生可具有一相對快更新速率(例如小於一毫秒)之觸碰/影像資料。在此實施例中，觸碰/影像感測器412經由應用處理器414將觸碰/影像資料提供至波束管理電路407。然而，其他實施方案係可能的。
波束管理電路407處理來自定位感測器411及/或觸碰/影像感測器412之感測器資料以根據本文中之教示提供波束管理。例如，感測器資料可用於波束操控、波束搜尋及/或廣泛多種其他波束管理功能。
圖9係根據另一實施例之一行動器件510之一示意圖。行動器件510包含移除一蓋502之一殼體或外殼501。行動器件510進一步包含具有其中已提供一RF模組505之一孔隙504之一下層支撐結構503 (例如，金屬)。RF模組505包含至少一天線陣列。RF模組505可根據本文中之實施例之任一者來實施。
在某些實施方案中，在行動器件510周圍實施多個此等RF模組，其中各RF模組包含一天線陣列。例如，根據圖6A至圖6C之實施例，行動器件510可利用四個或更多個此等RF模組來實施。
圖10A係根據一項實施例之一RF模組540之一示意圖。圖10B係沿線10B-10B截取之圖10A之RF模組540之一示意圖。
模組540包含一層壓基板或積層541、一半導體晶粒或IC 542 (圖10A中不可見)、表面安裝器件(SMD) 543 (圖10A中不可見)、一感測器544及一天線陣列，該天線陣列包含天線元件551a1、551a2、551a3、...、551an、551b1、551b2、551b3、...、551bn、551c1、551c2、551c3、...、551cn、551m1、551m2、551m3、...、551mn。
儘管圖10A及圖10B中展示一模組之一項實施例，但本文中之教示適用於以廣泛多種方式實施之模組。例如，一模組可包含一不同配置及/或數目之天線元件、晶粒及/或表面安裝器件。另外，模組540可包含額外結構及組件，包含但不限於囊封結構、屏蔽結構及/或線接合。
天線元件551a1、551a2、551a3、...、551an、551b1、551b2、551b3、...、551bn、551c1、551c2、551c3、...、551cn、551m1、551m2、551m3、...、551mn經形成於層壓板541之一第一表面上，且可用於基於實施方案來接收及/或傳輸信號。儘管展示一4x4天線元件陣列，但更多或更少天線元件係可能的，如由省略號所指示。此外，天線元件可經排列成其他圖案或組態，包含例如使用非均勻天線元件配置之陣列。此外，在另一實施例中，提供多個天線陣列，諸如用於傳輸及接收及/或用於不同通信頻帶之單獨天線陣列。
在所繪示實施例中，IC 542係在積層541之與第一表面相對之一第二表面上。然而，其他實施方案係可能的。在一個實例中，IC 542在內部整合至積層541。
在某些實施方案中，IC 542包含與天線元件551a1、551a2、551a3、...、551an、551b1、551b2、551b3、...、551bn、551c1、551c2、551c3、...、551cn、551m1、551m2、551m3、...、551mn相關聯之信號調節電路。在一項實施例中，IC 542包含接收用於控制信號調節電路之資料(諸如由相移器提供之相移量)之一串列介面，諸如一行動工業處理器介面射頻前端(MIPI RFFE)匯流排及/或積體電路間(I2 C)匯流排。在另一實施例中，IC 142包含與天線元件551a1、551a2、551a3、...、551an、551b1、551b2、551b3、...、551bn、551c1、551c2、551c3、...、551cn、551m1、551m2、551m3、...、551mn相關聯之信號調節電路，及一整合式收發器、基帶數據機及/或波束管理電路。
積層541可包含各種結構，包含例如導電層、介電質層及/或焊料遮罩。層之數目、層厚度及用來形成層之材料可基於廣泛多種因素來選擇，且可隨著應用及/或實施方案而改變。積層541可包含用於提供至天線元件之信號饋入及/或接地饋入之電連接之通孔。例如，在某些實施方案中，通孔可輔助提供IC 542之信號調節電路與對應天線元件之間之電連接。
天線元件551a1、551a2、551a3、...、551an、551b1、551b2、551b3、...、551bn、551c1、551c2、551c3、...、551cn、551m1、551m2、551m3、...、551mn可對應於以廣泛多種方式實施之天線元件。在一個實例中，天線元件陣列包含由積層541之第一側上之一圖案化導電層形成之貼片天線元件，其中一接地平面使用在積層541之相對側上或在積層541內部之一導電層形成。天線元件之其他實例包含(但不限於)偶極天線元件、陶瓷諧振器、沖壓金屬天線及/或雷射引導結構化天線。
在所繪示實施例中，感測器544經附接至積層541之與IC 542相對之一側。然而，其他實施方案係可能的。感測器544產生用來控制天線陣列上之波束形成之感測器資料。
模組540可包含一通信系統，諸如一行動電話或基地台。在一個實例中，模組540經附接至一行動電話之一電話板。
圖11A係根據另一實施例之一RF模組550之一示意圖。圖11B係沿線11B-11B截取之圖11A之RF模組550之一示意圖。
RF模組550包含一第一層壓基板541、一IC 542 (圖11A中不可見)、SMD 543 (圖11A中不可見)、(若干)第一貼片天線元件(例如，一貼片天線元件或一貼片天線元件陣列) 563、(若干)第二貼片天線元件564、(若干)第三貼片天線元件565及(若干)第四貼片天線元件566。RF模組550進一步包含附接至一第二層壓基板542之一近接感測器572，第二層壓基板542繼而附接至第一層壓基板541。在某些實施方案中，第一層壓基板541及第二層壓基板542各係一印刷電路板(PCB)。
RF模組550之額外細節可類似於圖10A及圖10B之RF模組540之細節。應用
本文中所描述之實施例之原理及優點可用於廣泛多種應用。
例如，各種電子器件可基於感測器資料進行波束管理而操作。例如，基於感測器資料操作之一波束管理電路可包含於各種電子器件中，包含(但不限於)消費型電子器件、消費型電子器件之部分、電子測試設備等。例示性電子器件包含(但不限於)一基地台、一無線網路存取點、一行動電話(例如，一智慧型電話)、一平板電腦、一電視、一電腦監視器、一電腦、一手持式電腦、一個人數位助理(PDA)、一微波爐、一冰箱、一汽車、一立體聲系統、一磁碟播放器、一數位相機、一攜帶型記憶體晶片、一洗衣器、一乾衣器、一影印機、一傳真機、一掃描器、一多功能周邊器件、一手錶、一時鐘等。此外，電子器件可包含未完成產品。結論
除非背景內容明確另外要求，否則貫穿描述及發明申請專利範圍，字詞「包括(comprise/comprising)」及類似者應理解為一包含性意義而非一排他性或詳盡性意義；即「包含，但不限於」之意義。如本文中通常使用之字詞「耦合」係指可直接連接或藉由一或多個中間元件連接之兩個或兩個以上元件。同樣地，如本文中通常使用之字詞「連接」係指可直接連接或藉由一或多個中間元件連接之兩個或兩個以上元件。另外，字詞「本文」、「上文」、「下文」及具有類似含義之字詞當用於本申請案中時應指本申請案整體且非本申請案之任何特定部分。在背景內容允許之情況下，使用單數或複數之上文實施方式中之字詞亦可分別包含複數或單數。字詞「或」係指兩個或兩個以上品項之一清單，該字詞涵蓋字詞之以下解譯之全部：清單中之品項之任何者、清單中之品項之全部及清單中之品項之任何組合。
再者，除非另外具體陳述或除非在如所使用之本背景內容內理解，否則本文中所使用之條件性語言，尤其諸如「可」、「可以」、「可能」、「能夠」、「例如」、「舉例而言」、「諸如」及類似者通常旨在傳遞某些實施例包含(而其他實施例不包含)某些特徵、元件及/或狀態。因此，此條件性語言通常並非意欲於暗示特徵、元件及/或狀態係依一或多項實施例所需之任何方式，或一或多項實施例一定包含用於在具有或不具有作者輸入或提示之情況下決定在任何特定實施例中是否包含或執行此等特徵、元件及/或狀態之邏輯。
本發明之實施例之上文詳細描述不旨在為詳盡性或將本發明限於上文揭示之精確形式。雖然為了闡釋性目的在上文描述本發明之特定實施例及實例，但各種等效修改在本發明之範疇內係可能的，如熟習相關技術者將認知。例如，雖然程序或方塊以給定順序呈現，但替代實施例可以不同順序執行具有步驟之常式或採用具有方塊之系統，且一些程序或方塊可刪除、移動、添加、細分、組合及/或修改。可以各種不同方式實施此等程序或方塊之各者。又，雖然程序或方塊有時被展示為串列執行，但此等程序或方塊可代替性地並列執行或可在不同時間執行。
本文中提供之本發明之教示可適用於其他系統，不一定為上文描述之系統。可組合上文描述之各項實施例之元件及動作以提供進一步實施例。
雖然已描述本發明之某些實施例，但此等實施例僅藉由實例呈現，且不旨在限制本發明之範疇。實際上，可以各種其他形式體現本文中描述之新穎方法及系統；此外，可對本文中描述之方法及系統之形式做出各種省略、置換及改變而不脫離本發明之精神。隨附發明申請專利範圍及其等效物旨在涵蓋如將落在本發明之範疇及精神內之此等形式或修改。
1:巨型小區基地台 2a:第一行動器件 2b:無線連接之汽車 2c:膝上型電腦 2d:固定無線器件 2e:無線連接之列車 2f:第二行動器件 2g:第三行動器件 3:小型小區基地台 10:通信網路 21:基地台 22:行動器件 31:第一載波聚合案例 32:第二載波聚合案例 33:第三載波聚合案例 34:第一載波聚合案例 35:第二載波聚合案例 36:第三載波聚合案例 37:第四載波聚合案例 38:第五載波聚合案例 41:基地台 41a:第一基地台 41b:第二基地台 42:行動器件 43a至43m:天線 43a1至43m1:天線 43a2至43m2:天線 44a至44n:天線 102:天線陣列 103a1至103an:天線元件 103b1至103bn:天線元件 103m1至103mn:天線元件 104a1至104an:信號調節電路 104b1至104bn:信號調節電路 104m1至104mn:信號調節電路 105:收發器 106:基帶數據機 107:波束管理電路 108:前端系統 110:通信系統 113a:第一天線元件 113b:第二天線元件 114a:第一信號調節電路 114b:第二信號調節電路 130a:第一移相器 130b:第二移相器 131a:第一功率放大器 131b:第二功率放大器 132a:第一低雜訊放大器(LNA) 132b:第二低雜訊放大器(LNA) 200:蜂巢式網路 201:第一基地台 202:第二基地台 203:第一行動器件 204:第二行動器件 211:反射通信鏈路 212:傳輸波束 213:傳輸波束 214:傳輸波束 221:第一建築物 222:第二建築物 223:頭部 224:手 250:行動器件 251:基帶數據機 252:收發器 253:感測器 257:波束管理電路 261:第一前端模組 262:第二前端模組 263:第三前端模組 264:第四前端模組 271:第一天線陣列 272:第二天線陣列 273:第三天線陣列 274:第四天線陣列 280:行動器件 281:第一專用感測器 282:第二專用感測器 283:第三專用感測器 284:第四專用感測器 290:行動器件 291:第一共用感測器 292:第二共用感測器 293:第三共用感測器 294:第四共用感測器 300:行動器件 302:音訊電纜 303:微型USB電纜 311:飛行時間(ToF)感測器 312:紅外線(IR)感測器 313:前置照相機 314:後置照相機 321:音訊插座偵測器 322:微型通用串列匯流排(USB)偵測器 331:全球定位系統(GPS)感測器 332:三維加速度計 333:陀螺儀 334:磁力計 335:氣壓計 341:觸控螢幕感測器 342:按鈕/指紋感測器 351a:第一天線反射量測偵測器 351b:第二天線反射量測偵測器 351c:第三天線反射量測偵測器 351d:第四天線反射量測偵測器 400:波束形成通信系統 401:基帶數據機 402:收發器 403:前端系統 404:天線陣列 407:波束管理電路 411:定位感測器 412:觸碰/影像感測器 413:感測器處理器 414:應用處理器 418:信號調節電路 501:殼體或外殼 502:蓋 503:下層支撐結構 504:孔隙 505:射頻(RF)模組 510:行動器件 540:射頻(RF)模組 541:層壓基板/第一層壓基板 542:半導體晶粒或積體電路(IC)/第二層壓基板 543:表面安裝器件(SMD) 544:感測器 550:射頻(RF)模組 551a1至551an:天線元件 551b1至551bn:天線元件 551c1至551cn:天線元件 551m1至551mn:天線元件 563:第一貼片天線元件 564:第二貼片天線元件 565:第三貼片天線元件 566:第四貼片天線元件 572:近接感測器 d:距離 fDL1:第一分量載波 fDL2:第二分量載波 fDL3:第三分量載波 fDL4:第四分量載波 fDL5:第五分量載波 fUL1:第一分量載波 fUL2:第二分量載波 fUL3:第三分量載波 Ɵ:角度
參考隨附圖式，將以非限制性實例之方式描述本發明之實施例。
圖1係一通信網路之一個實例之一示意圖。
圖2A係使用載波聚合之一通信鏈路之一個實例之一示意圖。
圖2B繪示圖2A之通信鏈路之上行鏈路載波聚合之各項實例。
圖2C繪示圖2A之通信鏈路之下行鏈路載波聚合之各項實例。
圖3A係使用多輸入多輸出(MIMO)通信之一下行鏈路頻道之一個實例之一示意圖。
圖3B係使用MIMO通信之一上行鏈路頻道之一個實例之示意圖。
圖3C係使用MIMO通信之一上行鏈路頻道之另一實例之示意圖。
圖4A係一波束形成通信系統之一項實施例之一示意圖。
圖4B係用來提供一傳輸波束之波束形成之一個實例之一示意圖。
圖4C係用來提供一接收波束之波束形成之一個實例之一示意圖。
圖5係繪示一蜂巢式網路之通信波束之環境阻礙之各項實例之一示意圖。
圖6A係根據一項實施例之一行動器件之一示意圖。
圖6B係根據另一實施例之一行動器件之一示意圖。
圖6C係根據另一實施例之一行動器件之一示意圖。
圖7係根據另一實施例之一行動器件之一示意圖。
圖8係根據另一實施例之一波束形成通信系統之一示意圖。
圖9係根據另一實施例之一行動器件之一示意圖。
圖10A係根據一項實施例之一射頻(RF)模組之一示意圖。
圖10B係沿線10B-10B截取之圖10A之RF模組之一示意圖。
圖11A係根據另一實施例之一RF模組之一示意圖。
圖11B係沿線11B-11B截取之圖11A之RF模組之一示意圖。
102:天線陣列
103a1至103an:天線元件
103b1至103bn:天線元件
103m1至103mn:天線元件
104a1至104an:信號調節電路
104b1至104bn:信號調節電路
104m1至104mn:信號調節電路
105:收發器
106:基帶數據機
107:波束管理電路
108:前端系統
110:通信系統

Claims (20)

  1. 一種行動器件，其包括： 一第一天線陣列，其包含複數個天線元件； 一前端系統，其電連接至該第一天線陣列且可操作以調節複數個射頻信號，各射頻信號由該複數個天線元件之一對應者傳輸以由此形成一傳輸波束； 一第一感測器，其經組態以產生感測器資料；及 一波束管理電路，其經組態以控制該前端系統以基於該感測器資料管理該傳輸波束。
  2. 如請求項1之行動器件，其中該波束管理電路經組態以基於該感測器資料操控該傳輸波束。
  3. 如請求項2之行動器件，其中該波束管理電路經組態以處理該感測器資料以維持該傳輸波束指向一基地台。
  4. 如請求項2之行動器件，其中該波束管理電路經組態以處理該感測器資料以使該傳輸波束移動遠離環境阻礙。
  5. 如請求項1之行動器件，其進一步包括一第二天線陣列，該波束管理電路經組態以停用該第一天線陣列且回應於判定該感測器資料指示該第一天線陣列之環境阻礙而使用該第二天線陣列進行傳輸。
  6. 如請求項5之行動器件，其進一步包括一第二感測器，該第二感測器經組態以偵測該第二天線陣列之環境阻礙。
  7. 如請求項1之行動器件，其中該波束管理電路經組態以控制該感測器資料之至少一部分傳輸至一基地台。
  8. 如請求項1之行動器件，其中該第一感測器係一加速度計。
  9. 如請求項1之行動器件，其中該第一感測器係一插頭偵測感測器。
  10. 如請求項1之行動器件，其中該第一感測器係一飛行時間感測器、一紅外線感測器或一相機。
  11. 如請求項1之行動器件，其中該第一感測器係一天線反射量測偵測器。
  12. 如請求項1之行動器件，其進一步包括一基帶數據機，該基帶數據機包含該波束管理電路。
  13. 如請求項12之行動器件，其進一步包括一應用處理器，該波束管理電路經組態以經由該應用處理器接收該感測器資料。
  14. 一種在一行動器件中進行波束管理之方法，該方法包括： 使用一前端系統調節複數個射頻信號； 在一第一天線陣列之複數個天線元件之一對應者上傳輸該複數個射頻信號之各者以形成一傳輸波束； 使用一感測器產生感測器資料；及 控制該前端系統以基於該感測器資料管理該傳輸波束。
  15. 如請求項14之方法，其進一步包括基於該感測器資料操控該傳輸波束。
  16. 如請求項15之方法，其進一步包括處理該感測器資料以維持該傳輸波束指向一基地台。
  17. 如請求項15之方法，其進一步包括處理該感測器資料以使該傳輸波束移動遠離環境阻礙。
  18. 如請求項14之方法，其進一步包括回應於判定該感測器資料指示該第一天線陣列之環境阻礙而使用一第二天線陣列進行傳輸。
  19. 一種用於一行動器件之射頻模組，該射頻模組包括： 一天線陣列，其經組態以回應於接收複數個射頻信號而輻射一傳輸波束； 一感測器，其經組態以產生感測器資料；及 一半導體晶粒，其包含：信號調節電路；其可操作以調節該複數個射頻信號；及一波束管理電路，其經組態以控制該信號調節電路以基於該感測器資料管理該傳輸波束。
  20. 如請求項19之射頻模組，其中該感測器經組態以偵測該天線陣列之環境阻礙。
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