TWI559694B - 參數自動調整系統、電腦程式產品及其參數自動調整之方法 - Google Patents

Description

參數自動調整系統、電腦程式產品及其參數自動調整之方法

本發明係關於一種參數自動調整系統及其參數自動調整之方法，特別是一種可以自動找出適應參數以調整天線模組的參數自動調整系統及其參數自動調整之方法。

隨著科技的進步，各式的可攜式電子裝置，例如行動電話、平板電腦、筆記型電腦或穿戴式裝置已經成為現代人生活中不可或缺的一環。上述的可攜式電子裝置皆具有可以傳遞無線訊號的功能，也必定具有能傳輸無線訊號的天線模組，因此要將天線模組調整到能夠具有最佳的傳輸效果是很重要的課題。然而於先前技術中，調整天線模組的操作頻率的方式都是手動調整。當調整天線模組的頻率到主頻時，必須透過人眼去看並評估電壓駐波比(VSWR)曲線，來判斷阻抗匹配的好壞。如此一來，在整個過程中會需要反覆花費很多時間在調整天線上，時間可能長達10幾小時或是數天。

因此，有必要發明一種新的參數自動調整系統及其參數自動調整之方法，以解決先前技術的缺失。

本發明之主要目的係在提供一種參數自動調整系統，其具有可以自動找出適應參數以調整天線模組的效果。

本發明之另一主要目的係在提供一種用於上述系統的參數自動調整之方法。

為達成上述之目的，本發明之參數自動調整系統係用於天線模組及可調式電路，其中可調式電路係藉由調整設定參數改變天線模組之操作頻率。天線自動調整系統包括設定模組、測量模組、調整模組及處理模組。設定模組用以設定第一調整範圍、第一調整增加量，其中第一調整範圍包括最小設定值及最大設定值，設定模組係藉以從最小設定值根據第一調整增加量依序增加到最大設定值而得到複數之設定參數。測量模組係電性連接天線模組，用以測量得到天線模組之操作頻率。調整模組係電性連接設定模組及可調式電路，用以利用各複數之設定參數調整可調式電路，使測量模組分別對天線模組量測得到複數之電壓駐波比。處理模組係電性連接調整模組及測量模組，以利用複數之電壓駐波比及其對應之複數之設定參數以計算得到複數之適應函數值，並於複數之適應函數值中找出最小函數值及對應最小函數值之適應設定參數，以設定適應設定參數為最佳設定參數。

本發明之天線操作頻率調整方法包括以下步驟：設定第一調整範圍及第一調整增加量，其中第一調整範圍包括最小設定值及最大設定值；從最小設定值根據第一調整增加量依序增加到最大設定值而得到複數之設定參數；利用各複數之設定參數調整可調式電路，藉以分別對天線模組量測得到複數之電壓駐波比；利用複數之電壓駐波比及其對應之複數之設定參數以計算得到複數之適應函數值；於複數之適應函數值中找出最小函數值及對應該最小函數值之適應設定參數；以及設定適應設定參數為最佳設定參數。

為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。

以下請先參考圖1係本發明之參數自動調整系統之架構示意圖。

本發明之參數自動調整系統10係用於一天線模組2及一可調式電路3，天線模組2及可調式電路3可以設置於可攜式電子裝置1內。該可攜式電子裝置1可以為行動電話、平板電腦、筆記型電腦或穿戴式裝置等具有無線通訊功能的裝置，但本發明並不以上述列舉的裝置為限。天線模組2用以傳輸無線訊號，可調式電路3則用以藉由其設定參數來調整天線模組2之操作頻率，例如若可調式電路3為可變電容時，本發明之調整系統10可藉由調整可調式電路3之電容值來改變天線模組2於高頻或低頻的共振頻率。由於天線模組2及可調式電路3之應用及原理已經被本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知，故在此不再贅述。

本發明之參數自動調整系統10包括設定模組20、測量模組30、調整模組40及處理模組50。設定模組20用以設定對可調式電路3內的設定參數進行調整的一調整範圍、一調整增加量及一特定次數等，其中該調整範圍包括一最小設定值及一最大設定值。換言之，設定模組20係設定可調式電路3內的設定參數藉由每次增加該調整增加量之方式，從最小設定值增加到最大設定值。舉例來說，當設定的最小設定值為20而最大設定值為30，調整增加量為1時，其調整值就從20、21、22…增加到30。如此一來，就可以設定模組20設定出複數個設定參數。特定次數則為對可調式電路3重複調整的次數，例如10次，但本發明並不限於此，且本發明也不限定要重複調整可調式電路3。

測量模組30係電性連接該天線模組2，用以測量得到該天線模組2之一操作頻率。調整模組40係電性連接該設定模組20及該可調式電路3，用以藉由複數之設定參數來控制該可調式電路3，例如調整該可調式電路3之一可變電容來調整天線模組2於高頻或低頻的共振頻率。需注意的是，前段所述的調整值20~30可以為調整模組40內的數位類比轉換器(圖未示)所代表的數位類比轉換器的數值(DAC)值，如果是8 位元的數位類比轉換器，則最大最小值是從0~255。當調整模組40要對可調式電路3調整時，係根據設定參數改變可變電容之電容值。當每輸入一設定參數時，測量模組30就會測量天線模組2的電壓駐波比之波形，如此一來就可以根據每一設定參數對天線模組2量測得到複數之電壓駐波比，進一步得知於此設定參數下，該天線模組2之一高頻操作頻率及一低頻操作頻率。

處理模組50係電性連接該調整模組40及該測量模組30。當測量模組30測量得到天線模組2的複數之電壓駐波比以及其對應之該複數之設定參數後，處理模組50根據複數之電壓駐波比以及其對應之該複數之設定參數計算得到複數之適應(fitness) 函數值，並於複數之適應函數值中找出一最小函數值及對應該最小函數值之適應設定參數。而當中處理模組50可以利用不同的函數以計算得到複數之適應函數值以及找出適應設定參數。於本發明之一實施方式中，處理模組50可以將得到的參數代入第一函數、第二函數或第三函數中，其中該第一函數之公式為： ; 該第二函數之公式為： ; 該第三函數之公式為： ，其中fitness[x]為該複數之適應函數值，f為操作頻率，f ₁為測量時的最小操作頻率，f ₂為測量時的最大操作頻率，x為輸入之設定參數，而最大操作頻率f ₂及最小操作頻率f ₁是根據可攜式電子裝置1使用頻段而決定。本發明之處理模組50把測量得到的電壓駐波比分別代入上述三種函數的其中一種計算，因為電壓駐波比越小越好，所以處理模組50將計算得到的最小函數值所對應的設定參數設定為最佳設定參數。

上述的公式僅為舉例說明，且上述任一公式皆可以計算得到適應設定參數，本發明並不限於上述的公式，也不限制使用哪一個公式才能得到最佳的結果。

接著處理模組50於計算得知複數之適應函數值及適應設定參數後，可以直接將此適應設定參數設定為最佳設定參數，但也可以再次重複調整可調式電路3之流程。設定模組20可以根據找出來的適應設定參數重新設定新的第二調整範圍及第二調整增加量。調整模組40係根據新計算得到的第二調整範圍重新控制該可調式電路3，也就是根據第二調整範圍得到的最小及最大設定值來重新控制可調式電路3，再由測量模組30測量天線模組2的電壓駐波比之波形，最後處理模組50係根據新的複數之電壓駐波比及其對應之新的複數之設定參數計算得到新的複數之適應函數值，以及找出其對應之一新的適應設定參數。如此一來就可以再次得到新的適應設定參數。參數自動調整系統10可重複調整可調式電路3之流程可直到調整模組40的調整次數達到了預先設定的特定次數為止。

且須注意的是，若對可調式電路3進行重複調整時，每次的調整增加量皆不相同，且數值越來越小。舉例來說，若設定模組20於第一次調整時先設定第一調整範圍為20到30，第一調整增加量為1，而得到了一個適應設定參數為27，在第二次調整時即可以設定第二調整增加量為0.1，第二調整範圍為26到28。上述的調整範圍、調整增加量及特定次數都可由使用者自行設定，當調整增加量越小，特定次數越多時，就可以調整得到較精確的結果。藉由多次的重複設定，即可以找出最佳設定參數。而當最後處理模組50確認調整的次數已經達到該特定次數後，則將最後得到的該適應設定參數設定為一最佳設定參數，並結束此調整流程。另一方面，若可調式電路3具有複數個可變參數時，例如複數個可變電容，設定模組20可以針對不同的可變參數設定不同的調整範圍及調整增加量，並重複調整流程來找出適用此可調式電路3的最佳設定參數。

需注意的是，參數自動調整系統10更包括一模式變更模組60。模式變更模組60用以使該可攜式電子裝置1可執行一工廠模式(Factory mode)或一正常模式。工廠模式為可攜式電子裝置1於工廠測試下的模式，使用者可在工廠模式下對可攜式電子裝置1執行內部的測試或改變設定。因此模式變更模組60使該可攜式電子裝置1於執行一工廠模式下才執行調整該可調式電路3之流程，並調整該可調式電路3之流程完成後使該可攜式電子裝置1回復執行一正常模式，但本發明並不限於此方式。

需注意的是，參數自動調整系統10具有的各模組可以為硬體裝置、軟體程式結合硬體裝置、韌體結合硬體裝置等方式架構而成，例如可以為儲存於一電腦可讀取媒介中的應用程式產品。且各模組可以設置於相同的設備中，也可以為不同的設備，例如測量模組30可以為一向量網路分析儀，而其他的模組則為設置於電腦系統內，但本發明並不以上述的方式為限。此外，本實施方式僅例示本發明之較佳實施例，為避免贅述，並未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領域之通常知識者應可理解，上述各模組或元件未必皆為必要。且為實施本發明，亦可能包含其他較細節之習知模組或元件。各模組或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模組間未必不存在其他模組或元件。

接著請參考圖2A-2B係本發明之參數自動調整之方法之步驟流程圖。此處需注意的是，以下雖以上述參數自動調整系統10為例說明本發明之參數自動調整之方法，但本發明之參數自動調整之方法並不以使用在上述相同結構的參數自動調整系統10為限。

首先進行步驟201：設定一第一調整範圍、一第一調整增加量及一特定次數。

設定模組20用以設定對可調式電路3內的參數進行調整的一第一調整範圍、一第一調整增加量及一特定次數等，其中該第一調整範圍包括一最小設定值及一最大設定值。藉此設定模組20即可從最小設定值根據第一調整增加量依序增加到最大設定值而得到複數之設定參數。

其次進行步驟202：使該可攜式電子裝置1執行一工廠模式。

模式變更模組60用以使該可攜式電子裝置1於執行一工廠設定模式下，才執行調整該可調式電路3之流程。

接著進行步驟203：利用各該複數之設定參數調整該可調式電路，藉以分別對該天線模組量測得到複數之電壓駐波比。

調整模組40用以藉由複數之設定參數來控制該可調式電路3，讓可調式電路3來改變天線模組2之電壓駐波比。當每輸入一設定參數時，測量模組30就會測量天線模組2的電壓駐波比之波形，如此一來就可以根據每一設定參數對天線模組2量測，以得到複數之電壓駐波比。

再進行步驟204：利用該複數之電壓駐波比及其對應之該複數之設定參數以計算得到複數之適應函數值。

處理模組50係根據該複數之電壓駐波比及其對應之該複數之設定參數計算得到複數之適應函數值，例如利用上述的第一到第三函數中的其中一個函數來找出多個適應函數值。

接著進行步驟205：於該複數之適應函數值中找出一最小函數值及對應該最小函數值之一適應設定參數。

因為電壓駐波比越小越好，所以處理模組50將步驟204中計算得到的複數之適應函數值之中，找出最小函數值，以及其所對應的適應設定參數。

接著進行步驟206：確認是否重複調整該可調式電路達到該特定次數。

當計算出複數之適應函數值及適應設定參數後，處理模組50係確認是否已經重複調整該可調式電路3達到該特定次數。

若尚未達到調整次數，則進行步驟207：根據該適應設定參數產生一第二調整範圍及一第二調整增加量。

設定模組20可以根據適應設定參數重新設定新的第二調整範圍及第二調整增加量，且其中第二調整增加量係小於第一調整增加量。類似於步驟201，第二調整範圍同樣也有最小設定值及最大設定值。因此於此步驟207中，設定模組20即可從第二調整範圍的最小設定值根據第二調整增加量依序增加到最大設定值，而得到新的複數之設定參數。

再進行步驟208：得到一新的複數之適應函數值及其對應之一新的適應設定參數。

調整模組40係根據新計算得到的第二調整範圍重新控制該可調式電路3，就可以再次得到新的適應設定參數，也就是根據第二調整範圍得到的最小及最大設定值來重新控制可調式電路3，再由測量模組30測量天線模組2的電壓駐波比之波形，最後處理模組50係根據新的複數之電壓駐波比及其對應之新的複數之設定參數計算得到新的複數之適應函數值，以及找出其對應之一新的適應設定參數。由於找出新的適應設定參數的流程與上述步驟203到205相同，故在此不再重複說明。接著再回到步驟206去確認是否已經重複調整該可調式電路達到該特定次數。

若已經達到特定次數，則進行步驟209：將最終得到之該適應設定參數設定為最佳設定參數。

最後當該處理模組50確認達到該特定次數後，則將最後得到的適應設定參數設定為一最佳設定參數，並結束此調整流程。

最後才進行步驟210：使該可攜式電子裝置執行一正常模式。

模式變更模組60在調整可調式電路3之流程結束後，使可攜式電子裝置1回復執行一正常設定模式。

此處需注意的是，本發明之參數自動調整之方法並不以上述之步驟次序為限，只要能達成本發明之目的，上述之步驟次序亦可加以改變。

藉由本案的參數自動調整系統10及參數自動調整之方法，即可方便地自動調整可調式電路3之參數，進而改變天線模組2之匹配響應，而不需利用手動調整，可以大幅降低調整時間。

需注意的是，上述實施方式僅例示本發明之較佳實施例，為避免贅述，並未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領域之通常知識者應可理解，上述各模組或元件未必皆為必要。且為實施本發明，亦可能包含其他較細節之習知模組或元件。各模組或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模組間未必不存在其他模組或元件。只要不脫離本發明基本架構者，皆應為本專利所主張之權利範圍，而應以專利申請範圍為準。

1‧‧‧可攜式電子裝置
2‧‧‧天線模組
3‧‧‧可調式電路
10‧‧‧參數自動調整系統
20‧‧‧設定模組
30‧‧‧測量模組
40‧‧‧調整模組
50‧‧‧處理模組
60‧‧‧模式變更模組

圖1係本發明之參數自動調整系統之架構示意圖。 圖2A-2B係本發明之參數自動調整之方法之步驟流程圖。

1‧‧‧可攜式電子裝置

2‧‧‧天線模組

3‧‧‧可調式電路

10‧‧‧天線自動調整系統

20‧‧‧設定模組

30‧‧‧測量模組

40‧‧‧調整模組

50‧‧‧處理模組

60‧‧‧模式變更模組

Claims (12)

1. 一種參數自動調整之方法，係用於一天線模組及一可調式電路，藉由調整該可調式電路的一設定參數來改變該天線模組之一操作頻率；該參數自動調整方法包括以下步驟： 步驟A：設定一第一調整範圍及一第一調整增加量，其中該第一調整範圍包括一最小設定值及一最大設定值； 步驟B：從該最小設定值根據該第一調整增加量依序增加到該最大設定值而得到複數之設定參數； 步驟C：利用各該複數之設定參數調整該可調式電路，藉以分別對該天線模組量測得到複數之電壓駐波比； 步驟D：利用該複數之電壓駐波比及其對應之該複數之設定參數以得到複數之適應函數值； 步驟E：於該複數之適應函數值中找出一最小函數值及對應該最小函數值之一適應設定參數；以及 步驟F：設定該適應設定參數為一最佳設定參數。
2. 如申請專利範圍第1項所述之參數自動調整之方法，其中在步驟A中，更包括設定一特定次數；在步驟E後更包括下列步驟： 確認是否已重複調整該可調式電路達到該特定次數； 若尚未達到該特定次數，則根據該適應設定參數產生一第二調整範圍及一第二調整增加量，並以該第二調整範圍及該第二調整增加量執行步驟B到步驟E，其中該第二調整增加量係小於該第一調整增加量；以及 若已經達到該特定次數，則執行步驟F。
3. 如申請專利範圍第2項所述之參數自動調整之方法，其中該天線模組及該可調式電路係設置於一可攜式電子裝置內，在步驟A之前該方法更包括以下步驟： 使該可攜式電子裝置執行一工廠模式後執行該可調式電路之設定參數自動調整方法；以及 在步驟F之後該方法更包括以下步驟： 於該可調式電路之設定參數調整完成後使該可攜式電子裝置回復執行一正常模式。
4. 如申請專利範圍第2項所述之參數自動調整之方法，更包括利用一第一函數、一第二函數或一第三函數以計算得到該複數之適應函數值之步驟，其中該第一函數之公式為： ； 該第二函數之公式為： ； 該第三函數之公式為： ，其中fitness[x]為該複數之適應函數值，f為該操作頻率，f ₁為測量時的最小操作頻率，f ₂為測量時的最大操作頻率，x為該設定參數。
5. 如申請專利範圍第1項所述之參數自動調整之方法，其中該設定參數為該可調式電路之一可變電容之一電容值。
6. 一種電腦程式產品，用以對一可攜式電子裝置之一可調式電路進行調整以改變一天線模組之一操作頻率，當一電腦載入該程式產品並執行後，可以達成如申請專利範圍第1到5項之任一項所述之方法。
7. 一種參數自動調整系統，係用於一天線模組及一可調式電路，其中該可調式電路係藉由調整一設定參數改變該天線模組之一操作頻率，該參數自動調整系統包括： 一設定模組，用以設定一第一調整範圍及一第一調整增加量，其中該第一調整範圍包括一最小設定值及一最大設定值，該設定模組係藉以從該最小設定值根據該第一調整增加量依序增加到該最大設定值而得到複數之設定參數； 一測量模組，係電性連接該天線模組，用以測量得到該天線模組之一操作頻率； 一調整模組，係電性連接該設定模組及該可調式電路，用以利用各該複數之設定參數調整該可調式電路，使該測量模組分別對該天線模組量測得到複數之電壓駐波比；以及 一處理模組，係連接該調整模組及該測量模組，以利用該複數之電壓駐波比及其對應之該複數之設定參數以計算得到複數之適應函數值，並於該複數之適應函數值中找出一最小函數值及對應該最小函數值之一適應設定參數，以設定該適應設定參數為一最佳設定參數。
8. 如申請專利範圍第7項所述之參數自動調整系統，其中該設定模組更包括設定一特定次數，該處理模組係進一步確認是否已重複調整該可調式電路達到該特定次數，若尚未達到該特定次數，該設定模組係根據該適應設定參數產生一第二調整範圍及一第二調整增加量，使該調整模組利用該第二調整範圍及該第二調整增加量重新調整該可調式電路，讓該測量模組分別對該天線模組量測得到新的複數之電壓駐波比，最後該處理模組利用該複數之電壓駐波比及其對應之該複數之設定參數以得到一新的複數之適應函數值及其對應之一新的適應設定參數；其中該第二調整增加量係小於該第一調整增加量；若已經達到該特定次數，則該處理模組係將最終得到之該適應設定參數設定為該最佳設定參數。
9. 如申請專利範圍第8項所述之參數自動調整系統，其中該天線模組及該可調式電路係設置於一可攜式電子裝置內，該天線自動調整系統更包括一模式變更模組，用以使該可攜式電子裝置執行一工廠設定模式後執行該可調式電路之設定參數自動調整，並該可調式電路之設定參數調整完成後使該可攜式電子裝置回復執行一正常模式。
10. 如申請專利範圍第8項所述之參數自動調整系統，其中該處理模組係利用一第一函數、一第二函數或一第三函數以計算得到該複數之適應函數值，其中該第一函數之公式為： ； 該第二函數之公式為： ； 該第三函數之公式為： ，其中fitness[x]為該複數之適應函數值，f為該操作頻率，f ₁為測量時的最小操作頻率，f ₂為測量時的最大操作頻率，x為該設定參數。
11. 如申請專利範圍第7項所述之參數自動調整系統，其中該調整模組係用以調整該可調式電路之一可變電容，該設定參數係為一電容值。
12. 如申請專利範圍第7項所述之參數自動調整系統，其中該測量模組係為一向量網路分析儀。