用于接收广播的设备和方法与流程

传统上，人们能够使用诸如收音机或移动电话之类的设备来接收无线电波，以便于在这样的设备上收听音频或者观看视频广播节目。普遍的是，这样的设备利用可收缩天线，使得用户可以自己手动地调节该天线的定向和长度，从而能够接收具有更高信噪比(SNR)的广播信号。如果SNR可以达到更高水平，其通常意味着无线电内容的质量可以被改进。因为发射器通常位于远离特定的接收器，天线通过指向某方向而接收增强的信号，虽然天线也通过指向其它一些方向而接收衰减的信号。

越来越多的内容以高频带传达，高频带诸如范围从65到108MHz的调频(FM)信号以及范围从400到800MHz的数字电视(DTV)信号。由于对天线长度的需求与频率的增大成反比，用于接收FM或DTV信号的天线的尺寸比用来接收调幅(AM)信号的天线小得多。因此，用于现代移动设备的天线能够将其天线整合在壳体以内或者作为壳体的一部分。然而，现有的设备并不允许用户调节天线的方向或长度，使得性能难以改进。

技术实现要素：

根据本文描述的主题的实施例，提供了一种用于接收广播的设备。设备包括用于接收广播信号的多个天线，被配置为评价该广播信号的质量的信号评价单元，以及与至少一个天线耦接的相位调谐单元。该设备还包括控制单元，其被配置为控制相位调谐单元以便于改进质量。通过使用至少两个天线，天线之间的相位差可以被有意地调节以测试所接收的信号的质量或SNR在相位差的调节期间是否被增强或弱化。相位设定可以随后被设置为最大化信号质量的一 个设定。通过调节相位差，电气特性得以调节，就如同天线的等效长度也被改变一样。以此方式，天线的性能是可控的。也对相应的方法和包括该设备的便携多功能设备进行了描述。

本发明内容被提供以用于以简化形式介绍概念的选择，其在以下的具体实施方式中将做出进一步的描述。本发明内容并不旨在识别要求保护的主题的管件特征或者核心特征，其也并不旨在被用来限制要求保护的主题的范围。

附图说明

图1图示了根据本文描述的主题的一种实施例的用于接收广播的设备的示意图；

图2图示了根据本文描述的主题的另一实施例的用于接收广播的设备的示意图；

图3图示了根据本文描述的主题的另一实施例的用于接收广播的设备的示意图；

图4图示了如果信号在不同的天线配置下被接收的作为频率的函数的灵敏度的实验结果；以及

图5图示了根据本文描述的主题的各种实施例的接收广播的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考数个示例实施例对本文描述的主题进行讨论。这些实施例仅出于使得本领域技术人员更好地理解本文描述的主题的目的而进行讨论，而不是对本主题的范围做出任何限制。

术语“包括”和其变体应被认为是开放性术语，其意味着“包括但不限于”。术语“或”应被认为是“和/或”，除非上下文另有明确说明。术语“基于”应被认为是“至少部分基于”。术语“一个实施例”和“一实施例”应被认为是“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应被认为是“至少一个其它实施例”。除非另外指 定或限制，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦接”及其变体被广义地使用并且包括直接和间接的安装、连接、支撑和耦接。此外，“连接”和“耦接”并不限于物理或机械的连接或耦接。在以下描述中，相同的附图标记和标注被用来描述在图1至5的多个视图中相同的、相似的或对应的部分。其它明确的和隐含的定义会包含在下文中。

天线被用来接收无线电波并且携载视觉和/或听觉信息的这样的信号随后被设备处理以便于被播放。FM广播已经广为使用数十年，并且其在世界上的大多地区通过具有范围从65到108MHz的频带的无线电波传达音频信号。DTV广播以类似于FM广播的方式工作，但频带落在从大约400至800MHz的范围以内。FM和DTV广播对于移动设备而言是平价的方案，因为用户不需要支付由运营商收取的数据流费用。然而，所接收的广播信号的质量取决于若干因素，诸如地点(从接收器到发射器的距离)、定向以及其它天线特性。在许多情况下，由设备接收到的信号强度并不令人满意，因此所产生的再现FM或DTV内容的质量被损害。

相控阵是天线的阵列，在其中输入天线的相应的信号的相对相位以阵列的有效辐射模式在期望的方向上被加强并在不期望的方向上被抑制的方式而被设置。具有利用相控阵的天线，可以通过天线有意地调节接收到的信号的强度。其结果是，广播接收的性能可以在原理上被改进。

对于移动电话，在电话以内设置用来经由耳机接收广播信号的模块是可能的。耳机具有在一端被连接到换能器并在另一端被连接到插头的电线。电线可以包括被包封在绝缘管以内的多个电线。例如，电线包括用于承载左声道信号的第一电线、用于承载右声道信号的第二电线、用于承载麦克风声道信号的第三电线以及作为参考接地的第四电线。响应于插头被连接到移动电话上的耳机孔，电线用作天线并且将广播信号导入该模块中。

如果耳机被用作用于移动设备的天线，信号的强度通常很弱， 特别是对于DTV信号而言很弱。现有的设备并不提供解决该弱点的有效方案。

图1图示了根据本文描述的主题的一种实施例的用于接收广播的设备100的示意图。设备100仅被描述为用于说明的目的，而不是对本文描述的主题的范围做出任何限制。具有不同结构的不同实施例可以实现本文描述的主题的目的和概念。

如图所示，设备100包括多个天线110以用于接收广播信号。如图所示，相位调谐单元130与天线110中的一个天线串联耦接。然而，多于一个相位调谐单元110也是可能的。在一个实施例中，每个天线110包括相位调谐单元130。提供信号评价单元120以评价所接收的广播信号的质量。质量的示例衡量标准包括(但不限于)SNR。即，更高的SNR值意味着更好的质量，并且反之亦然。可替代地，或附加地，信号的频谱可以被用作信号质量的衡量标准。在以下讨论中，SNR将作为示例进行描述，因而以分贝(dB)的单位将被用来指示改进有多大。

在图1示出的情况下，提供了三个天线110。由此，存在多个可能的(单个或多个)天线组合。例如，仅有天线110中的一个天线可以被使用(启用)，允许三种组合的可能性。当天线110中的一些天线被使用或启用时，其余天线110被禁用，意味着其余的天线110被断开连接。天线110中的两个天线可以被使用(启用)，因而允许另外三种组合的可能性。最后，天线110中的所有天线被使用，其增加额外的一种可能性。综上，如果在设备100中三个天线全部均被使用(启用)，存在七种组合的可能性。类似地，如果使用四个天线，存在15种组合的可能性(4+6+4+1)。

所接收的信号的质量针对每种可能性做出改变。因为天线110的不同组合改变总体天线的方向性或定向，质量在不同组合之间将改变很大。换言之，有时仅用一个天线110便足以实现最佳的SNR，有时所有的天线110可以带来最佳的SNR。

在一个实施例中，信号评价单元120实时地测量所接收的信号 的质量，并且天线110的组合全部都被测试，直到组合中的一个产生最佳的质量。该组合可以被称为最优组合。当设备100被接通时该过程可以发生，并且在操作期间该过程也可以实时发生，因为天线通常不被固定在空间中。

设备100包括控制单元140，其与信号评价单元120耦接并且与相位调谐单元130耦接。基于信号评价单元120的输出，控制单元140控制相位调谐单元130以用于改进所接收的广播信号的质量。例如，控制单元140可以控制相位调谐单元130，使得与相位调谐单元130耦接的天线110中的一个天线在与其它天线的相位差方面做出改变。

在一个实施例中，控制单元140控制相位调谐单元130并且后者在两个方向上改变相位差。换言之，通常，在一个方向上改变的相位差可以改进由信号评价单元120评价的质量，而在其它方向上改变的相位差削弱该质量。自然地，改进的质量是有利的并且控制单元140能够通过各种已知的最佳算法找到最大质量。

相位调谐单元130可以以各种形式存在。例如，相位调谐单元130可以是电压可控的电容和其它部件的组合。电容可变二极管可以以一端耦接到天线110中的一个天线并且以另一端接地。如果施加不同的DC电压，电容的值将被改变，使得该特定天线与其余的天线之间的相位差被相应地改变。在一些实施例中，集成芯片可以被提供以用于改变一个天线与其余天线的相位差。实现相位调谐的这样的手段是已知的，因而将不对其做出具体解释。

因为信号评价单元120被用来评估作为整体接受的信号的质量是否是可接受的或者已经改进了特定程度，信号评价单元120、控制单元140和相位调谐单元130一起能够形成诸如负反馈环之类的控制环。通过随时间基于所评价的结果调节相位调谐单元130，该信号的质量将被逐渐改进，并且这样的控制过程可以利用诸如随机(Random)或鲁棒(Robust)或遗传(Genetic)算法等现有的算法通过控制单元140而实现。

随着用户使用设备100，该设备100的顶线可以在任何时间发生改变。因此，在一个实施例中，信号评价单元120保持工作以监视质量是否显著地下降了预定义的阈值。如果下降了预定义的阈值，天线的各个组合被相应地再一次做出评价(如以上所述)，从而指派允许最佳的质量或最优组合的组合。并且在一个实施例中，信号评价单元120保持扫描各种组合的SNR。如果一个扫描的SNR高于现在的SNR，对应于更高的SNR的新的配置被用来取代现在的配置。所以，系统一直是动态的以获得最佳的SNR。

图2图示了根据本文描述的主题的另一实施例的用于接收广播的设备的示意图。在该实施例中，信号评价单元120、控制单元140、天线110和相位调谐单元130与由图1图示的实施例相似，因此将不对其做出具体的解释。

在该示例中，提供了四个相位调谐单元130，并且每个相位调谐单元130与对应的天线110耦接。此外，控制单元140与所有的相位调谐单元130耦接以便于对天线110采取完全的控制。以此方式，基于由信号评价单元120所评价的结果对相位调谐单元130进行自适应控制可以被用来将质量维持在相对高的水平。

在天线与信号评价单元120之间可以提供频率滤波单元150，以便于对由所有的天线110所承载的接收到的信号进行滤波。对于诸如FM广播之类的使用，频率滤波单元150可以包括低通滤波器，使得超过某值(例如，108MHz)的频率信号将被滤波器大幅衰减。相同地，对于诸如DTV广播之类的使用，频率滤波单元150可以包括高通滤波器，使得低于某值(例如，400MHz)的频率信号将被滤波器大幅衰减。在一个实施例中，FM信号和DTV信号可以被分别处理。

在一个实施例中，设备100可以包括存储器160，其被配置为存储与最优组合和相位差对应的配置，通过该配置质量允许SNR超过预定义的阈值。因为用户可能仅在其经常去的有限数量的地点使用设备，快速地调用以前保存的与用户当前的地点对应的配置将是有 用的。其结果是，如以上所述的相位调谐过程可以被大幅缩短。

在一些实施例中，设备100还可以包括与存储器160耦接的导航单元170。导航单元170被配置为检测设备100的地点数据，并且例如被实施为全球定位系统(GPS)接收器。例如，当用户在家时，他/她可能花一些时间才能让设备100找到最优组合以及天线110之间的相位差。随后用户可保存相对于天线在组合和相位调谐方面的当前设定的配置。当用户在另一天在家时，他/她可简单地调用对应于家的已保存的配置。通过导航单元170，控制单元140可能能够判断当前的地点是否与以前保存的配置中的一个配置重合。以此方式，控制单元140自动地初始化天线的设定，可能允许在质量方面的快速增强。

图3图示了根据本文描述的主题的另一实施例的用于接收广播的设备的示意图。在该实施例中，信号评价单元220、控制单元240、频率滤波单元250、存储器270、导航单元280和相位调谐单元230与由图2图示的实施例相似，因此将不对其做出具体的解释。

设备200可以是诸如智能电话之类的便携多功能设备。便携多功能设备200包括广播处理单元210，其在功能上与由图2所示的用来接收广播的设备100相似。耳机260具有被可拆卸地经由相位调谐单元230连接到广播处理单元210的电线。电线可以包括被包封在绝缘管以内的多个电线262。通常，电线包括用于承载左声道信号的第一电线、用于承载右声道信号的第二电线、用于承载麦克风声道信号的第三电线以及作为参考接地的第四电线。因此，在图3中示出四个电线以用于图示典型的耳机。响应于插头被连接到移动电话上的耳机孔，例如，电线用作天线并且将广播信号导入该频率滤波单元250中。

使用耳机作为天线的方案是有利的，因为移动设备一直提供有耳机，使得用户不需要购买另外的天线部件。虽然一些现有的移动电话已经能够经由耳机接收广播内容，根据本文描述的主题的实施例的方案成功地改进了由信号评价单元、控制单元以及(单个或多 个)相位调谐单元形成的控制环所接收的信号的SNR。

图4示出了如果信号在不同的天线配置下被接收的作为频率的函数的灵敏度的实验结果。这些测试在针对DTV的频率范围中被实施，即，从大约400MHz到大约800MHz。每种配置使用具有不同相位调谐的多个天线。在该情况下，包括左声道、右声道、麦克风声道以及参考声道的耳机被用作天线。可以见到，在整个频率范围中，SNR的变化大至多于10dB。这些测试通过针对不同的相位调谐使用固定的电容器而进行。因此，因为相位调谐可以以更高的精度以及可控的方式被实施，实际的结果可以通过使用根据本文描述的主题的相位调谐单元而被进一步改进。

参照图5，其图示了根据本文描述的主题的各种实施例的接收广播的方法500的框图。方法500在步骤501处进入，其中广播信号被多个天线接收。

在步骤502，评价所接收的广播信号的质量。在步骤503，控制天线之间的相位差以用于改进质量。

在一个实施例中，质量可以包括广播信号的信噪比。

在进一步的实施例中，该方法在控制天线之间的相位差之前可以进一步包括：根据质量确定多个天线的组合。

在又一实施例中，该方法可以进一步包括对所接受的广播信号进行滤波以用于通过在多个频率范围以内的广播信号。

附加地或可替代地，多个频率范围包括用于调频(FM)信号的第一范围以及用于数字电视(DTV)信号的第二范围。

在进一步的实施例中，该方法可以进一步包括存储与所确定的组合以及相位差对应的配置，并且控制相位差是基于配置的。

在又一实施例中，该方法可以进一步包括检测地点；存储与所存储的配置相关联的地点；并且响应于所检测到的地点与所存储的地点相匹配，通过应用于所存储的地点相对应的所存储的配置而控制天线之间的相位差。

尽管在以上说明书中操作以特定顺序被描绘，但这并不应该被 理解为要求此类操作以示出的特定顺序或以相继顺序完成，或者执行所有图示的操作以获取期望结果。在某些情况下，多任务或并行处理可能是有利的。同样地，尽管上述讨论包含了某些细节，但这并不应解释为限制本文描述的主题的的范围，而应解释为对可以针对特定实施例的特征的描述。在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以整合实施在单个实施例中。另一方面，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分离地在多个实施例或者在任意合适的子组合中实施。

虽然本主题已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言进行了描述，但是应当理解，在所附权利要求书中定义的主题不必限于上述具体特征或动作。相反，上述具体特征和动作被公开作为实现权利要求的示例形式。