用于多频带多载波无线系统的动态天线调谐的制作方法
【技术领域】
[0001] 描述的实施例概括而言涉及无线通信，更具体而言涉及用于动态地调谐多频带多 载波系统的天线设置的过程。
【背景技术】
[0002] 在移动通信中，多频带无线设备可以指支持多个射频（radiofrequency，RF)频带 的移动电话（或其他无线通信设备）。每个RF频带跨越某个范围的射频并且包含多个射 频信道。一些多频带移动无线设备对于通信可使用单载波频率，而其他多频带移动无线设 备可同时利用多个频率信道支持多载波通信。在多频带无线设备中对于多个射频频带的支 持提供了世界的不同地区之间的漫游，其中不同的无线通信协议可被用于提供移动无线服 务。对于间隔较宽的射频频带，可能需要并行的发送和接收信号路径电路，这可增大多频带 无线设备的成本、物理大小、复杂度和电力需求。多频带无线通信可直接影响支持这种通信 的多频带无线设备的天线设计。
[0003] 无线电系统的基本元件包括接收器、发送器以及用于辐射和接收无线电波的一个 或多个天线，其中发送器和接收器相结合可被称为收发器。天线的特性可基于接收器和发 送器的规格，例如带宽和载波频率。在一些实施例中，接收器和发送器可在相同的载波频率 下操作，使得无线设备中的天线可只要求调谐到单个载波频率。
[0004] 第一代（IG)移动系统对于操作利用了单个载波频率，例如，在北美，先进移动电 话系统（AdvancedMobilePhoneSystem，AMPS)系统使用了 800MHz的载波。随着演进到 第二代（2G)标准，移动系统（TDMA、GSM、CDMA)引入了双射频频带。双频带移动设备利用两 个射频频带来操作。从而，2G移动无线设备，例如用户设备（userequipment，UE)和诸如 基地收发信台（basetransceiverstation，BTS)之类的网络设备，对于操作可要求双频带 天线装置。用于移动无线设备的双频带天线装置可利用两个分开的天线来实现，或者可通 过组合多个元件以创建在两个分开的射频频带中操作的天线来实现。
[0005] 随着无线通信标准的演进，例如，从2G移动系统演进到第三代（3G)移动系统，并 且随着对于提供可连接到全世界的无线服务的无线通信设备的需求，天线设计的复杂度持 续增大。多频带移动无线设备已从双频带能力演进到了三频带能力再演进到了四频带能 力。例如，四频带无线设备可支持四个分开的射频频带，例如通常在美国（ITU地区2)使用 的850和1900MHz射频频带，以及通常在欧洲和其他地区使用的900和1800MHz射频频带。 一些支持2G和3G无线通信协议的无线通信设备支持所有四个射频频带。
[0006] 演进到LTE/4G(长期演进/第4代）无线通信协议要求移动无线设备支持许多个 射频频带。此外，对于先进能力无线通信，对无线系统同时使用多个载波频率的需求越来越 大。这个需求既影响移动无线设备，例如UE，也影响接入网络设备，例如BTS。近来在无线通 信协议（例如，先进LTE协议）上的进步提供了载波聚合（carrieraggregation，CA)，其可 支持使用多达五个不同的射频载波以实现更宽的带宽和更高的吞吐量的同时通信。此外， 双订户身份模块（subscriberidentitymodule，SIM)双待机（DualSIMDualStandby， DSDS)和/或双S頂双接入（DualS頂DualAccess，DSDA)无线通信设备可要求并行使用 至少两个频率信道的发送和/或接收。对这些应用的要求可对无线通信设备的天线的设 计、尤其是天线调谐设计提出重大的挑战。因此，需要可在多频带多载波环境中操作并且在 多个射频频带上提供最优性能、而同时仍符合特定的形状因子和/或成本目标的天线。
【发明内容】
[0007] 多频带多载波无线系统中的一个重大挑战是其天线电路的设计。天线电路需要被 适当地调谐以在多个射频频带上使用。用于应对这个挑战的一种装置是在用户设备（UE) 中使用的可动态调谐天线装置的设计。这种天线装置可包括天线调谐控制器、天线调谐电 路和一组物理天线。天线调谐控制器可包括基带和前端硬件和软件的组合。天线电路可总 地包括天线调谐电路和该组物理天线。基于所关注的一组射频频带并且基于通信信道条 件，天线调谐控制器确定最优天线调谐配置并且向天线调谐电路提供适当的参数。天线装 置对于将来的一时间段一一其可以是下一时隙一一配置和优化天线电路的调谐。天线调谐 控制器利用成本/增益函数来计算最优天线调谐配置。在天线技术中，天线的特性可由成 本函数来确定。与所关注的特定天线相关联的成本函数是对改善量进行量化的东西并且是 天线调谐配置的优化的度量。通过改变成本函数的参数，可以调整可动态调谐的天线的性 能；因此可以确定天线电路的最优天线调谐配置。
[0008] 用于确定最优天线调谐配置的步骤开始于对多个天线的表征。对多个天线的这个 表征的结果可被称为天线频率响应信息并且对于每个天线调谐配置可包括一组天线频率 响应。这个天线频率响应配置信息可被存储在UE中。UE随后可收集以下附加信息：1)用 于将来时间段的一组活跃（active)接收载波频率和活跃发送载波频率；以及2)表征当前 上行链路通信信道条件和当前下行链路通信信道条件的一组状态。在收集了天线调谐配置 信息和附加信息后，UE可计算成本/增益函数的值。成本函数/增益可提供确定最优天线 调谐配置的基础。
[0009]用于为UE确定最优天线调谐配置的另一种方法包括以下步骤。UE测量所关注的 一组载波频率的信号强度。在一些实施例中，所关注的该组载波频率包括用于将来时间段 的两个或更多个活跃载波频率。在一些实施例中，该两个或更多个活跃载波频率包括一个 或多个活跃发送载波频率和/或一个或多个活跃接收载波频率。基于信号强度测量，UE确 定具有最差信号强度的载波频率。然后，UE调谐天线电路以优化具有最差的测量到的信号 强度的载波频率的信号强度。利用此方法，可以显著改善具有最差的测量到的信号强度的 载波频率，并且天线调谐对于具有更强的测量到的信号强度的其他载波频率的性能的影响 可能较小。因此，该方法可带来UE的整体性能的改善。
[0010] 提供此
【发明内容】
部分只是为了总结一些示例实施例以便提供对本文描述的主题 的一些方面的基本理解。因此，应明白，上述特征只是示例，而不应当被解释为以任何方式 缩窄本文描述的主题的范围或精神。本文描述的主题的其他特征、方面和优点将通过接下 来的【具体实施方式】部分、附图和权利要求而变得清楚。
[0011] 本文描述的实施例的其他方面和优点将通过以下结合附图的详细描述而变得清 楚，附图以示例方式图示了所描述的实施例的原理。
【附图说明】
[0012] 参考接下来的结合附图的描述，将最好地理解描述的实施例及其优点。这些附图 不一定是按比例绘制的，并且它们绝不打算限制或排除作出本公开时的本领域普通技术人 员可以对其进行的形式和细节上的可预见的修改。
[0013] 图IA图示了根据一些实施例的长期演进（LongTermEvolution，LTE)无线通信 系统。
[0014] 图IB根据一些实施例图示了包括可动态调谐天线装置的RF电路的示意图。
[0015] 图2根据一些实施例图示了天线频率响应。
[0016] 图3根据一些实施例图示了描绘用于动态调谐UE天线的过程的流程图。
[0017] 图4根据一些实施例图示了描绘用于动态调谐UE天线的另一过程的流程图。
[0018] 图5图示了根据一些实施例的可在无线通信设备上实现的装置的框图。
【具体实施方式】
[0019] 现在将详细参考附图中图示的代表性实施例。虽然充分详细地描述了本公开的实 施例以使得本领域普通技术人员能够实践描述的实现方式，但应当理解这些示例不应被解 释为过度限制的或者全包含的。应当理解，以下描述并不打算将实施例限制到一个优选实 施例。相反，希望覆盖可包括在如所附权利要求限定的所描述的实施例的精神和范围内的 替换、修改和等同。
[0020] 本文提供了基于天线调谐配置、接收和发送频率以及下行链路和上行链路操作条 件的组合来动态地选择移动无线设备中的天线调谐器设置的代表性示例。提供这些示例是 为了向本公开的主题添加情境并且帮助理解本公开的主题。应当清楚，有或没有本文描述 的具体细节中的一些，都可实践本公开。另外，对于本文描述和附图中图示的主题可作出各 种修改和/或替换，以实现类似的优点和结果，而不脱离本公开的精神和范围。
[0021] 根据本文描述的各种实施例，术语"无线通信设备"、"无线设备"、"移动设备"、"移 动台"和"用户设备"(UE)在本文中可互换使用来描述可能够执行与本公开的各种实施例相 关联的过程的一个或任意数目个常见的消费型电子设备。根据各种实现方式，这些消费型 电子设备中的任何一个可涉及：蜂窝电话或智能电话、平板计算机、膝上型计算机或笔记本 计算机、媒体播放器设备、电子书设备、MiFi??设备以及任何其他类型的具有第四代（4G) LTE和先进LTE(LTE-A)通信能力的电子计算设备。在各种实施例中，这些能力可允许各个 UE在可采用任何类型的基于LTE的无线电接入技术（radioaccesstechnology，RAT)的 各种4G网络小区内通信。
[0022] 图IA图示了根据一些实施例的长期演进（LTE)无线通信系统。LTE的规范由第3 代合作伙伴计划（3rdGenerationPartnershipProject，3GPP)提供。3GPP联合了被称为 "组织合作伙伴"的六个电信标准开发组织（ARIB、ATIS、CCSA、ETSI、TTA、TTC)，并且向其成 员提供了稳定的环境来产生定义3GPP技术的报告和规范。
[0023] 以下公开涉及用于多频带多载波无线系统的动态天线调谐方法和系统。
[0024]多频带多载波无线系统的一个重大挑战是其天线装置一一包括其天线电路一一 的设计。天线电路需要被适当地调谐以在多个射频频带上使用。用于应对这个挑战的一种 装置包括在用户设备（UE)中使用的可动态调谐天线装置的设计。如本文所述，天线装置可 包括天线调谐控制器、天线调谐电路和一组物理天线。天线调谐控制器可包括基带和前端 硬件和软件的组合。在一些实施例中，天线调谐控制器包括为天线电路确定一个或多个配 置的软件。天线调谐控制器可通过确定天线调谐电路的组件的值来优化多频带多载波无线 系统中的天线调谐电路的调谐。术语"天线电路"可以指天线调谐电路和一组一个或多个 物理天线的组合。因此，用户设备（UE)中的天线电路可以指位于UE中的天线调谐电路和 一组（一个或多个）物理天线的组合。