利用位置传感器对辐射图的调整的制作方法

专利名称：利用位置传感器对辐射图的调整的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及无线通信，更具体地涉及改变关于一个或更多个天线阵列的射 频(RF)发射图。
背景技术：
在无线通信系统中，存在对更高数据吞吐量和相应的降低可以破坏数据通信的干 扰的驱动力的持续增长的需求。电气和电子工程师协会(IEEE)802. 11网络中的无线链路 可能容易受到来自其他接入点和接入站、其他无线发射设备的干扰以及接入点和远程接收 节点之间的无线链路环境中的改变或扰动的影响。干扰可以降低无线链路的质量从而迫使 以较低数据速率通信。在一些情况下，干扰可以足够强以至于完全破坏无线链路。一种解决方案是采用分集式天线设计。在这样的解决方案中，数据源和中间RF产 生设备耦合到两个或更多个物理上分离的全向天线。接入点可以选择全向天线中的一个， 通过它来保持无线链路。由于全向天线之间的分离，因此每一个天线针对无线链路经历不 同的信号环境和对应的干扰电平。开关网络将中间RF产生设备和对应的数据源耦合到在 无线链路中经历最小干扰的任意一个全方位天线。用于在诸如分集式天线的天线配置间切换的很多方法和控制天线段的其他方法， 不能有效地最小化来自其他接入点、其他无线发射设备的干扰或者接入点和远程接收节点 之间的无线链路环境中的扰动。用于天线配置选择的方法通常通过试错法。在这样的试错法中，在每种天线配置上进行发射以确定哪一种天线配置提供可以 由包差错率量度的更有效无线链路。试错法效率低，因为它通常需要在“差”天线配置上进 行发射以确定该天线配置的低品质特性。此外，当发射或接收设备四处移动时，新的干扰源 产生从而降低发射的质量。因此对于大量天线配置和可能具有可调位置的设备，试错法变 得更加低效。图1是与一个或更多个远程接收设备通信的无线设备110的框图，这在现有技术 中是公知的。虽然未示出，但是图1的无线设备Iio包括天线装置、可以采用802. 11协议 工作的RF发射器和/或接收器。图1的无线设备110可以示例为机顶盒、便携式计算机、 电视、PCMCIA卡、远程控制器、移动电话、手持游戏设备或远程终端。无线设备110可以是通过配置为由用户使用的输入机构来接收输入的手持设备。 然后无线设备110可以处理输入并且产生RF信号。然后所产生的RF信号可以经由无线链 路发射至一个或更多个节点120、130和140。节点120-140可以接收数据、发射数据或者发 射并接收数据(即数据收发器)。无线设备110也可以是用于通过无线链路与一个或更多个远程接收节点通信的 接入点，这可以在802. 11无线网络中出现。无线设备110可以接收来自连接到因特网(未 示出)的路由器的数据。然后无线设备110将数据转换并且无线发射到一个或更多个远程 接收节点(例如，接收节点120-140)。无线设备110/接入点也可以接收来自节点120-140 之一的无线发射、转换数据并且允许该数据经由上述路由器通过因特网传输。无线设备110也可以形成允许节点120-140中的两个或更多个之间通信的无线局域网(LAN)的一部分。 例如，节点140可以与节点120通信，其中节点140可以是具有WiFi功能的移动电话，而节 点120可以是包括WiFi卡或具有无线功能的芯片的便携式计算机。这些通信可以通过无 线设备110路由，这创建了无线LAN环境。无线设备110可以放置在墙、桌子上的不同位置处或者与另一个结构相结合。无 线设备110所发射的辐射图则可以基于设备的检测位置。对于与房间的天花板水平相对或 者在中心台状表面上安放的设备，期望以水平方式从无线设备110延伸的辐射图。或者，当 设备与墙相对侧放时，辐射图可以以竖直方式从无线设备110向外延伸。如果一个或更多 个节点120-140试图在建筑物的不同层上与接入点(无线设备110)相互作用，则可能期望 这样的布置。以这样的方式布置无线接入点或其他无线设备可能要求负责无线设备110的安 装的人员保证无线设备110被适当配置用于水平和/或竖直无线发射。对于往往仅在一维 上发射的现有技术无线设备和接入点来说尤其如此。负责创建无线网络但是另一方面却 缺乏对RF发射图的深入知识的个人不能立刻明白由无线设备产生的任何给定辐射图的特 性。对于无线设备的中间布置(例如，以45度角)来说可能产生更多困难。对于移动设备，尤其是具有WiFi功能的移动电话或移动设备，与辐射图相关的问 题变得更加明显。这些设备经常处于移动中，并且可能在一个时刻与接入点在一个水平面 内而一段时间之后垂直于接入点。移动设备相对接入点的角度可以在用户可能绕着办公室 行走或者甚至当他们站在他们的桌子边上将设备从桌面上拿到他们的耳朵边那样短的几 秒内改变。现有技术中有调整天线图和相应的辐射图以应对任何给定无线环境的特性的需 要。这样的解决方案应该不仅考虑干扰的起因，而且考虑发射或接收设备的物理位置和配置。

发明内容
在第一个要求保护的实施例中，公开了一种用于发射辐射信号的设备。天线装置 包括多种天线配置，每一种天线配置与辐射图对应。设备中的位置传感器检测设备位置的 改变。处理器接收来自位置传感器的位置信息以根据位置信息选择天线配置和物理数据速率。在另一个要求保护的实施例中，一种用于发射无线信号的设备包括天线装置、天 线配置选择模块和倾斜传感器。天线装置可以配置为对应于多种辐射图的多种配置。选择 模块可以根据倾斜传感器检测到的无线设备的位置来选择天线装置的第一配置和天线装
置的第二配置。在第三个要求保护的实施例中，公开了一种用于发射无线信号的无线设备。无线 设备包括天线装置、位置传感器和天线配置选择模块。对于天线装置可以有各自与辐射图 相关的多种天线配置。位置传感器检测无线设备的位置，同时天线选择模块的执行基于检 测到的无线设备的位置而引起天线配置的选择。在第四个要求保护的实施例中，公开了一种用于调整辐射图的方法。所述方法包 括当无线设备处于第一位置时选择对应于辐射图的第一天线配置；采用第一配置发射RF信号；检测设备位置的改变；选择具有第二图的第二天线配置；以及采用第二配置发射RF信号。


图1是与一个或更多个远程接收设备通信的无线设备的框图，这在现有技术中是 公知的；图2是以不同物理位置发射RF信号的示例无线设备的框图；图3是如同图2中所公开的可以以不同物理位置配置的示例无线设备的框图；
图4是图3的无线设备的示例软件层、接口层和硬件层的框图；图5是图3的无线设备可以采用的示例发射控制数据表；图6是一种用于基于无线设备的物理位置发射数据的示例方法；以及图7示出了一种用于在无线设备处处理反馈的示例方法。
具体实施例方式一种用于到远程接收设备的无线RF链接的设备包括具有用于发射和接收RF信号 的可选天线单元的天线装置、用于编码信号和RF信号之间转换的信号转换器、用于控制信 号转换器和天线装置的处理器以及位置传感器。当设备被移动、替换或重新放置时，位置传 感器检测位置的改变并且向处理器提供位置信息。处理器接收来自位置传感器的位置信 息，基于位置信息选择天线配置，并且选择物理数据速率以最大化数据发射速度。然后处理 器向信号转换器提供编码信号，并且控制转换器和天线装置通过具有所选择的天线配置的 天线单元来提供RF信号。例如，当设备处于竖直和直立位置的第一位置时，所选择的天线配置产生的定向 辐射图可以水平和垂直延伸。当无线设备位置改变以使得它侧放并且位于水平位置(即与 之前的位置成90度)时，检测到位置上的改变并且选择具有第二辐射图的第二天线配置。 第二辐射图可以延伸穿过设备的顶部。如果不响应于所改变的位置对天线配置作出改变， 则所选择的天线配置将产生在竖直位置(仍然与设备的侧面垂直)延伸的辐射图，因而在 从水平位置的初始方向上产生较弱信号。设备RF信号也可以由于在新的设备位置处检测到的来自其他无线发射设备的干 扰或者系统与远程接收设备之间的无线链路中的扰动而改变。处理器可以选择具有所产生 辐射图使干扰最小化的的天线配置。处理器可以选择对应于系统和远程接收设备之间的最 大增益的天线配置。或者，处理器可以选择对应于小于最大增益但是对应于无线链路中减 小的干扰的天线配置。类似地，处理器可以选择使通过无线链路到远程接收设备的数据发 射速度(这里被称为有效用户数据速率)最大化的物理数据速率。图2是以不同物理位置发射信号的示例无线设备210的框图。无线设备210也可 以接收无线信号。虽然没有示出，但是图2的无线设备210包括可选天线单元、信号转换器、 处理器、存储器、可以存储在存储器中并且可以由处理器执行的多种软件单元、以及位置传 感器。在直立位置上，无线设备210的天线配置具有从设备210的侧面水平延伸的水平辐 射图。当无线设备210改变位置(从图2中的竖直位置到水平位置大约90度)并且侧放时，位置的改变由内部位置传感器检测，以相符的方式并且基于当前检测到的位置或者 检测到的位置改变来调整天线配置，以使得产生向外并且从无线设备210的顶部延伸的辐 射图，从而产生以与无线设备210提供的第一辐射图相同的方向延伸穿过空间的第二辐射 图。假如没有根据无线设备210的物理位置的改变而调整无线图，则辐射图将是竖直图，它 可能只对紧邻无线发射设备210之上或之下的接收设备有用。
图3是如同图2中所公开的可以以不同物理位置配置的示例无线设备300的框 图。无线设备300可以是可被移动并且能够发射和接收无线信号的任意设备。例如，无线 设备300可以实施为移动电话、个人数字助理、游戏控制器、便携式计算机或可被移动的接 入点。图3中所示的无线设备300包括处理器310、加速度计315、倾斜传感器320、输出部 325、输入部330、显示器335、存储器340、天线单元选择器345、信号转换器350、天线单元 355、网络连接360和数据总线365。图3的处理器310耦合到存储器340。处理器310可以示例为微控制器、微处理 器或专用集成电路(ASIC)。处理器310可以执行存储在存储器340中的程序。存储器340 也可以存储发射控制数据，处理器310可以检索发射控制数据以控制天线装置355的天线 配置的选择和信号转换器350的物理数据速率的选择。下面将参照图4和图5更详细地讨 论发射控制、天线单元选择、数据速率等方面。图3的处理器310还耦合到天线单元选择器设备345，这一耦合经由控制总线365 产生。天线单元选择器设备345转而耦合到天线装置355以允许单个或成组天线单元的选 择。所选择的天线单元的不同组合可以产生不同辐射图。处理器310控制天线单元选择器 设备345选择与天线装置355的给定天线配置相对应的辐射图。处理器310也通过控制总线365耦合到信号转换器350。处理器310控制信号转 换器350从多个物理数据速率中选择物理数据速率，信号转换器350以该物理数据速率将 数据位转换为RF信号以便经由天线装置355发射。处理器310可以接收来自外部网络360的包数据。所接收的包数据在信号转换器 350(例如，无线调制器/解调器)处以所选择的物理数据速率被转换为对应于802. 11无线 协议的数据。所转换的数据作为RF发射经由天线装置355通过无线链路发射至远程节点。天线装置110包括天线装置355内的多个单独可选的天线单元(未示出)。例如， 天线装置可以包括两个天线单元、三四个天线单元或者多于四个天线单元。当被选择时，与 全向天线相比每一个天线单元产生具有增益的定向辐射图。天线装置355的每一个单元 或者直接耦合到天线单元选择器345，或者经由中间单独天线单元耦合到天线单元选择器 345。天线单元选择器345选择性地将天线单元中的一个或更多个耦合至信号转换器350 以发射所产生的RF信号。在共同拥有的美国专利7，292，198,7, 193，562和7，362，280号 中进一步描述了天线装置355和天线单元选择器设备345的多个实施例。设备300可以包括任意数量的端口或接口，所述端口或接口可以对应于用于输出 设备325和输入设备330的象通用串行总线(USB)、RS-χ、火线(FireWire)、以太网、SCSI 和PCI Express的串行通信结构或者诸如ATA、HIPPI、IEEE-488和PCMCIA之类的并行通信 结构。适当的输出设备的示例包括扬声器、打印机、网络接口和监视器。输入设备330可以 包括或耦合到诸如字母数字袖珍键盘和键盘或者指示设备(比如鼠标、轨迹球、触笔或光 标方向键)的用户接口。
显示系统335可以包括液晶显示器(IXD)或其他适当的显示设备。显示系统335接收文本和图形信息并且处理所述信息以输出至显示设备。输出部 325、输入部330、显示器335和存储器340经由一条或更多条总线365耦合到处理器310。倾斜传感器320可以测量参考平面的两个轴上的倾斜。倾斜传感器320可以检 测俯仰角、倾侧角和观测角，并且可以用于检测诸如角度倾斜之类的位置变化和将指示位 置或倾斜的信号发送至处理器310。然后处理器310可以处理所述信号以选择对无线设备 300的当前位置提供最佳覆盖信号的天线配置。倾斜传感器320可以实施为一个或更多个 水平、竖直、模拟或数字倾斜传感器，并且可以实施为电解、水银、气泡液体、摆动式或其他 类型的倾斜传感器。
例如，倾斜传感器320可以是产生电信号来表示结构关于重力有多倾斜的电解倾 斜传感器。在无线接入点的场景下，倾斜传感器320可以检测设备300是位于水平位置(例 如，与天花板水平相对)、竖直位置(例如，与墙相对)还是某个其他位置。在移动电话的情 况下，倾斜传感器也可以确定无线设备300是否直立放置或者相对平伸地放置在诸如桌子 的表面上，并且产生用于天线装置355处的天线配置和对应辐射图的选择的信号。加速度计315可以测量无线设备300所经受的加速度力。这些力可以是静态的， 比如设备所受的恒定重力；或者是动态的，比如移动或振动设备300所引起的力。当加速度 计315检测到加速度力时，加速度计315可以向处理器310提供信号以报告所检测到的加 速度。处理器310可以处理加速度计信号，以基于设备300的任何当前位置或位置的改变 来帮助选择天线装置355处的提供适当辐射图的天线配置。在一些情况下，虽然倾斜传感 器不能检测到设备300的改变位置，但是加速度计315可以检测到设备300的加速度。在 这种情况下，处理器310可以响应于加速度计信号而探查提供最佳辐射图的天线配置。无线设备300也可以包括全球定位系统(GPS)设备。GPS设备可以耦合到处理器 310并且能够接收和处理从GPS卫星或其他信号源接收的信号。无线设备300的位置可以 通过估计GPS设备接收来自源卫星或其他信号源的信号的时间来确定。所确定的位置可以 由GPS设备作为信号提供给处理器310。处理器310可以处理GPS设备信号，以基于任何当 前位置或设备300的位置变化来帮助选择天线装置355处的提供适当辐射图的天线配置。存储器340可以包括由处理器310执行的程序和指令。当被执行时，所述程序基于 加速度计315和/或倾斜传感器320所提供的检测位置、位置的改变或者其他位置信息来 选择天线配置。选择天线配置可以包括为每个远程节点创建具有发射参数控制数据的表。 所述表可以包括每种天线配置的链路质量度量。链路质量度量的一些示例是成功比率、有 效用户数据速率、接收信号强度指示(RSSI)和误差向量幅度(EVM)。成功比率可以计算为特定远程接收节点130接收到的数据包的数目除以发射到 远端接收节点130的数据包的数目。成功比率可以取决于在天线配置上发射所采用的物理 数据速率。所述表可以按照例如成功比率排序，以使得可以优选地选择非常成功的天线配 置。成功比率也可以用类似的方式针对从发射节点成功接收的数据计算得到。图4示出了图3的无线设备的示例软件层410、接口层460和硬件层470的框图。 软件层410和接口层460包括处理器310执行的指令。硬件层470包括参照图3描述的设 备100的硬件单元，比如处理器310、天线单元选择器345、信号转换器350和天线装置355。 虽然被描述为软件和硬件单元，但是可以用软件、硬件和固件单元的任意组合来实施设备300的各方面。图4的软件层410包括发射控制选择模块430和反馈模块440。图4的发射控制 选择模块430包括天线配置选择模块415、位置传感器模块420和探查调度器425。反馈模 块440通信上耦合到可以集成在反馈模块440中的数据库435。图4的硬件层470包括发 射器475和接收器465。发射控制选择模块430通信上链接到反馈模块440。发射控制选择模块430经由 链路445与接口层460通信。反馈模块经由链路450与接口层460通信。接口层460经由 链路455从软件层410接收包并且将包发送至硬件层470中的发射器475。接口层460也 接收来自硬件层470中的接收器465的包并且将包经由链路445发送至软件层410。发射控制选择模块430包括配置用于基于反馈模块440、探查调度器425或位置 传感器模块420来选择并通过接口层460传递当前天线配置和当前物理数据速率的软件单 元。探查调度器425包括配置用于基于预定准则为发射控制选择模块430确定未使用的天 线配置和未使用的物理数据速率的软件单元。
未使用的天 线配置。反馈模块440包括配置用于基于接口层460的反馈来更新每种天线配置和每个数 据速率的链路质量度量的软件单元。反馈模块440配置用于保持数据库435中的链路质量 度量。位置传感器模块420包括接收和处理来自加速度计315和倾斜传感器320 (图3)的 信号的软件单元。所述处理可以包括基于位置传感器模块420所接收到的信号确定是否开 始新天线配置的选择。下面将参照图6和图7来描述软件层410、接口层460和硬件层470 的操作。设备300的一个优点是发射控制选择模块430可以基于来自接收节点的反馈(即 直接的或间接的)为天线装置355选择例如使通过无线链路到远程接收节点130的通信的 干扰最小化的天线配置。接口层460指示远程接收节点是否接收到以特定天线配置和物理 数据速率发射的包。此外，发射控制选择模块430可以基于反馈来选择用于通过无线链路 与远程接收节点130通信的另一种天线配置，从而改变天线装置355的辐射图以最小化无 线链路中的干扰。发射控制选择模块430可以选择对应于设备300和远程接收节点130之间的无线 链路的最大增益的适当天线配置。或者，发射控制选择模块430可以选择对应于小于最大 增益但是对应于对设备特定位置的干扰减小的天线配置。另一个优点是发射控制选择模块 430可以选择在远程接收节点130处提供最大有效用户数据速率的物理数据速率。图5示出了图3的无线设备可以采用的发射控制数据的示例表500。发射控制数 据的表500可以包含在数据库435中并且可以通过反馈模块440的多种软件单元的执行来 访问。表500包括以下列设备位置、天线配置、尝试发射、成功发射、成功比率和RSSI。表500的行对应于天线装置355的多种天线配置。例如，具有四个可选天线单元 {A、B、C、D}的天线装置355的发射控制数据的表将具有包括组{A|B|C|D|AB|AC|AD|BC|BD CD I ABC IABD | ACD | BCD | ABCD}的15种可能天线配置，以及多达15行的表条目。对远程接收节点120-140中的每一个，表500可以保存在图4的数据库435中。远 程接收节点120-140中的每一个可能需要不同的天线配置和/或物理数据速率以获得设备 和远程接收节点120-140之间的每条无线链路的最优性能，因此可能保存多个表500。例如，如果5个远程接收节点与设备100相关，则处理器310将为5个远程接收节点中的每一 个保存单独的表500。为了便于讨论，将只讨论单个表500。
表500识别对于每种天线配置的几个位置中的每一个的尝试发射的数目和成功 发射的数目。在接口层460指示包已经发射到远程接收节点之后，反馈模块440更新当前 天线配置的尝试发射的数目。在接口层460指示包由远程接收节点接收之后，反馈模块440 更新成功发射的数目。在一些实施例中，反馈模块440可以在接口层460指示远程接收节 点是否接收到包之后更新尝试发射的数目，而不是在设备驱动器发射包时更新尝试发射的 数目。可以对其收集发射控制数据的设备位置的数目可以基于设备资源、设计师偏好和 其他因素变化。例如，设备位置可以与诸如水平向上、竖直面向上、水平面向下、竖直面向下 的预定90度间隔相关。此外，当设备被放置在某位置时可以创建位置。在这种情况下，倾 斜传感器320可以向位置传感器模块420提供位置信息，位置传感器模块420可以转而向 反馈模块440提供位置信息以存储在表500中。当位置信息存储在“设备位置”列中时，可 以为特定位置处的不同天线配置来配置发射控制数据。表500也存储成功比率和RSSI。虽然表中示出了成功比率和RSSI，但是表500中 也可以存储其他链路质量度量，比如电压驻波比(VSWR)、信号质量、误比特率和误差向量幅 度(EVM)。成功比率包括成功发射的数目除以尝试发射的数目的计算。RSSI包括接收器480中的输入(接收)信号强度的指示(例如，以从远程接收节 点120接收的响应于发射到远程接收节点120的包的802. IlACK包来量度)。RSSI可以提 供比成功比率好的量度以在天线配置之间进行区分。RSSI可以提供更好的链路质量度量， 用于当每种天线配置具有小的尝试发射的数目和成功发射的数目值时确定当前天线配置。在一个示例中，如果两个包采用两种单独的天线配置被发送到远程接收节点120 并且被接收，那么单独基于各自的成功比率没有足够信息来指示一种天线配置是否更可 靠。两种单独天线配置中的每一种都具有100%成功比率(例如，2次尝试发射中有2次 成功发射)。RSSI可以提供更精确的链路质量度量。例如，如果一种天线配置具有RSSI值 110而另一种天线配置具有RSSI值115，则具有较强RSSI的天线配置将可能提供更稳定的 无线链路。图6是一种用于基于无线设备的物理位置发射数据的示例方法。反馈模块440可 以将表500中的尝试发射和成功发射的数目初始化为0。在一些实施例中，反馈模块440可 以确定表500的可替选初始值。例如，反馈模块440可以确定提供基本上全向的辐射图的 天线配置的初始值。天线配置的初始值可以是成功比率或者RSSI的高值，以迫使发射控制 选择模块430为接口层460选择该天线配置。在步骤610中，接收包以采用天线装置355的天线单元发射。可以从网络360上、 从另一个无线设备或有线网络、通过输入部330、或者关于存储器340(图3)中的数据接收 包。包可以被编码并且由信号转换器350转换为RF形式。所转换的包可以提供给接口层 460。在步骤620中对是否检测到设备位置的改变进行确定。位置改变可以由倾斜传感 器320、加速度计315或GPS设备检测到。无线路由器设备300中的倾斜传感器320可以 检测到设备从安放到墙上的竖直位置移动到桌子上的水平位置。移动电话设备300中的倾斜传感器可以检测到比如当用户拿起电话来看电话显示时电话从桌子上的水平位置移动 到竖直位置。加速度计可以检测到游戏平台设备300被四处移动并且正在经历动态加速度 力。加速度计或者倾斜传感器可以检测到当用户将便携式计算机设备300移动到另一个房 间时该设备被移动。如果倾斜传感器320、加速度计315或GPS设备中的任何一个检测到改 变，则检测单元将向位置传感器模块420发送带有位置信息的信号。在步骤620中，除了检测位置改变，倾斜传感器320(或者另外的位置传感器)也 可以检测无线设备300的当前位置而不检测设备位置改变。当无线设备静止时可以检测到 无线设备300的位置。例如，在无线设备300已经静止一段时间之后或者在检测到无线设 备的移动停止之后，倾斜传感器320可以检测无线设备的位置。倾斜传感器320可以向位 置模块420发送指示无线设备的当前位置的位置信息。位置信息可以指示倾斜水平、加速度测量结果、关于设备的当前位置的数据、关于 设备的位置增量的数据、GPS定位数据、或者表示设备300的移动或位置的一些其他信息。 位置传感器模块420接收位置信息并且向天线配置选择模块415发送表示当前设备位置或 所发生的设备位置改变的信号。在步骤660中选择用于新设备位置的天线配置。可以基于当前设备位置或所检测 到的设备位置的改变来选择天线配置。从表500中的多种天线配置中选择天线配置。例如， 发射控制选择模块430选择用于当前位置的具有最高成功比率的最优等级天线配置。发射 控制选择模块430可以可替选地选择用于当前位置的具有最高RSSI的天线配置。在步骤670中，发射控制选择模块430从信号转换器120提供的多个物理数据速 率中选择当前物理数据速率。可以象用于无线网络的IEEE802. 11规范中那样限定多个物 理数据速率，包括诸如IEEE 802. Ilb的1Mbps、2Mbps、5. 5Mbps、IlMbps的物理数据速率。在 步骤680中，接口层460将包发送至硬件层470的发射器460。发射器460在当前天线配置 上以当前物理数据速率将包通过无线链路发射至特定远程接收节点。返回至步骤620，如果发射控制选择模块430确定位置信息不指示新的当前位置 或者设备位置没有变化，则在步骤630中发射控制选择模块430的探查调度器425确定是 否探查另外的天线配置。如果采用当前天线配置所发射的包的数目达到包的门限数目，例 如5个包，则可以探查另外的天线配置。如果在步骤630中探查调度器425确定不执行探查，则在步骤650中发射控制选 择模块430从表500中的多种天线配置中选择天线装置355的当前天线配置。例如，发射 控制选择模块430可以选择所列出的具有最高成功比率的天线配置。在替选实施例中，发 射控制选择模块430可以选择具有最高RSSI的天线配置。发射控制选择模块430也可以从信号转换器120提供的多个物理数据速率中选择 当前物理数据速率。多个物理数据速率可以象IEEE802.il规范中那样限定。接口层460 将包发送至硬件层470的发射器460。发射器460在当前天线配置上以当前物理数据速率 将包通过无线链路发射至特定远程接收节点(例如，远程接收节点120)。返回至步骤630，如果所发射的包没有被确认由远程接收节点120接收到，则可以 优先考虑包的重发。重发的需要可能表示发射设备与远程接收节点之间的无线链路的问 题。当重发包时，发射控制选择模块430试图确定最可能成功的用于重发的天线配置和用 于重发的物理数据速率。在步骤640中，发射控制选择模块430选择用于重发的天线配置。在一些实施例中，发射控制选择模块430选择表500中次低等级的天线配置。发射控制选 择模块430也可以选择用于重发的物理数据速率。然后在步骤680中发射器460发射包。
在一些实施例中，发射控制选择模块430选择同一当前天线配置，但是逐步降低 向远程接收节点120重发包的物理数据速率。较低的物理数据速率提供给远程接收节点 120较多的时间来获得包的成功接收。在其他实施例中，对每一次重发，发射控制选择模块 430交替地基于成功比率和RSSI选择下一天线配置。例如，在第一次重发时，发射控制选择模块430基于成功比率选择次低等级的天 线配置。如果接口层460确定远程接收节点120未指示包的接收，则接口层460将重发包， 并且发射控制选择模块430将基于RSSI选择次低等级的天线配置。对于向远程接收节点 120的每一次后续重发，发射控制选择模块430交替地基于成功比率和RSSI选择天线配置。返回参照步骤630，当大量连续包成功地发射至远程接收节点120并且指示为由 远程接收节点120接收到，表明无线链路的稳定性时，发射控制选择模块430可以确定执行 对未使用的天线配置的探查。探查是将当前天线配置临时改变成未使用的天线配置之一以 用于包发射。未使用的天线配置是非当前天线配置的任意天线配置。探查允许反馈模块 440更新表500中的未使用天线配置的值。探查自觉地临时地改变当前天线配置以保证数 据库435不陈旧。此外，探查允许设备100预见无线链路中的改变。基于通过查询探查调度器425来执行探查的肯定确认，在步骤640中发射控制选 择模块430选择未使用的天线配置。在未使用的天线配置上的发射可能导致比当前天线配 置更高等级的成功比率。此外，发射控制选择模块430可以探查未使用的物理数据速率。在 步骤680中，发射器460将探查包发射至远程接收节点120。图7示出了一种用于在无线设备处处理反馈的示例方法。如同参照图6所述的那 样，在包的发射之后方法开始于步骤705。在步骤710中，反馈模块440增加当前天线配置 的尝试发射520的数目。图7示出了一种用于在无线设备处处理反馈的示例方法。在步骤720中，接口层460确定远程接收节点120是否指示所发射的包的接收。如 果远程接收节点120指示了包的接收，则反馈模块440增加当前天线配置的成功发射530 的数目。在一些实施例中，无论远程接收节点120是否指示了包的接收，反馈模块440均计 算每种天线配置的成功比率。如同之前参照图5所述的那样，反馈模块440确定允许发射控制选择模块430选 择天线配置的多种链路质量度量。在步骤750中，反馈模块440可以确定用于远程接收节 点120的各种天线配置510的RSSI。在步骤760中，反馈模块440可以确定各种天线配置 的各个物理数据速率的有效用户数据速率。在步骤770中，反馈模块440按照每种配置和设备位置对的成功比率将每一种天 线配置分级。在步骤780中，反馈模块440也可以按照RSSI将天线配置分级。在步骤790 中，反馈模块440可以按照有效用户数据速率将远程接收节点120的各种天线配置的各个 物理数据速率分级。这使得发射控制选择模块430可以选择可能比当前物理数据速率具有 更高有效用户数据速率的物理数据速率。这里所公开的实施例是说明性的。本领域的技术人员可以理解这里所描述的结构 和方法的各种修改或改变。依赖于本公开的教导并且这些教导通过其提高了现有技术的这 样的修改、改变和/或变型被认为是在本发明的精神和范围内。因此，这里的描述和附图应该参考所附权利要求中所述的具体限定来限定 。
权利要求
一种用于在无线局域网中无线地交换数据的无线设备，所述无线设备包括天线装置，其与多种天线配置相关，每种天线配置与辐射图相关；位置传感器，用于检测所述设备的位置改变；以及处理器，用于执行存储在存储器中的天线配置选择模块，天线配置选择模块能够执行以基于接收由所述位置传感器检测到的位置改变的指示来改变所述天线装置的所选择的天线配置。
2.根据权利要求1所述的无线设备，还包括天线单元选择器，所述天线单元选择器用 于响应于控制信号从所述多种天线配置中选择天线配置，所述控制信号响应于所述天线配 置选择模块的执行而产生。
3.根据权利要求1所述的无线设备，其中所述位置传感器是倾斜传感器。
4.根据权利要求1所述的无线设备，其中所述位置传感器是加速度计。
5.根据权利要求1所述的无线设备，其中所述位置传感器是全球定位系统设备。
6.根据权利要求1所述的无线设备，其中所述位置改变与所述无线设备的90度方位改 变相关。
7.根据权利要求1所述的无线设备，其中所选择的天线配置改变是从具有第一辐射图 的第一天线配置到具有第二辐射图的第二天线配置的改变。
8.根据权利要求1所述的无线设备，其中所述第二天线配置与所存储的指示在改变位 置处的所述第二天线配置的成功发射的发射数据相关。
9.根据权利要求1所述的无线设备，还包括用于将编码信号转换为射频信号的信号转 换器。
10.根据权利要求1所述的无线设备，还包括用于向所述无线设备的用户提供信息的 显不设备。
11.一种用于在无线局域网中无线地交换数据的无线设备，包括天线装置，具有多种天线配置，每种天线配置与辐射图相对应；天线配置选择模块，存储在存储器中，并且可以由处理器执行以为第一设备位置选择 所述天线装置的第一天线配置；以及倾斜传感器，用于检测所述设备的位置改变，其中所述天线配置选择模块还能够由所 述处理器执行以基于第二设备位置的检测来选择所述天线装置的第二天线配置。
12.根据权利要求11所述的无线设备，还包括位置传感器模块，所述位置传感器模块 存储在存储器中，并且能够由处理器执行以接收和处理来自所述倾斜传感器的信号。
13.根据权利要求11所述的无线设备，其中所述倾斜传感器用于检测从第一位置到第 二位置的位置改变。
14.根据权利要求13所述的无线设备，其中所述天线配置选择模块能够执行以当所述 设备处于所述第二位置时选择最适于与远程接收节点通信的第二天线配置。
15.根据权利要求11所述的无线设备，其中所述天线配置选择模块能够执行为选择与 设备位置相关的天线配置。
16.根据权利要求11所述的无线设备，其中所述第一天线配置具有第一辐射图并且所 述第二天线配置具有第二辐射图，所述第一辐射图和所述第二辐射图彼此不同。
17.根据权利要求11所述的无线设备，还包括用于接收来自用户的输入的输入设备。
18.根据权利要求11所述的无线设备，其中所述无线设备是移动电话。
19.根据权利要求11所述的无线设备，其中所述无线设备是便携式计算机。
20.一种在无线局域网中无线地交换数据的无线设备，所述无线设备包括 天线装置，具有多种天线配置，每种天线配置与辐射图相关；位置传感器，用于检测所述无线设备的位置；以及天线配置选择模块，存储在存储器中，并且能够由处理器执行以基于所检测的所述无 线设备的位置来选择所述多种天线配置中的天线配置。
21.根据权利要求20所述的无线设备，所述位置传感器用于当所述无线设备静止时检 测所述无线设备的位置。
22.根据权利要求20所述的无线设备，所述位置传感器用于在所述无线设备位置改变 之后检测所述无线设备的位置。
23.根据权利要求20所述的无线设备，所述天线配置选择模块能够由处理器执行以基 于第一检测位置来选择第一天线配置并且基于第二检测位置来选择第二天线配置，所述多 种天线配置包括所述第一天线配置和第二天线配置。
24.一种用于调整设备的辐射图的方法，包括当所述设备在第一位置处时选择与第一辐射图相关的第一天线配置；利用所述第一天 线配置发射射频信号；由传感器检测所述设备位置从所述第一位置改变到第二位置； 基于设备位置的改变来选择与第二辐射图相关的第二天线配置；以及 利用所述第二天线配置来发射射频信号。
25.根据权利要求24所述的方法，还包括接收来自倾斜传感器的信号，所述接收的信 号与所述设备的位置改变有关。
26.根据权利要求24所述的方法，还包括访问与设备位置信息有关的天线配置数据表。
27.根据权利要求24所述的方法，还包括基于用于所述设备的当前位置的天线配置性 能数据来选择天线配置。
28.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一辐射图与所述第二辐射图不同。
29.一种用于调整设备的辐射图的方法，包括当所述设备在第一位置处时选择与第一辐射图相关的第一天线配置； 利用所述第一天线配置来接收射频信号； 由传感器检测所述设备位置从所述第一位置改变到第二位置； 基于设备位置的改变来选择与第二辐射图相关的第二天线配置；以及 利用所述第二天线配置来接收射频信号。
30.根据权利要求29所述的方法，还包括接收来自倾斜传感器的信号，所述接收的信 号与所述设备位置的改变有关。
31.根据权利要求29所述的方法，还包括访问与设备位置信息有关的天线配置数据表。
32.根据权利要求29所述的方法，还包括基于用于所述设备的当前位置的天线配置性 能数据来选择天线配置。
33.根据权利要求29所述的方法，其中所述第一辐射图与所述第二辐射图不同。
全文摘要
本发明公开了利用位置传感器对辐射图的调整，具体公开了一种用于到远程接收设备的无线RF链路的设备，所述设备可以响应于检测到设备位置的改变而以不同辐射图辐射。当设备被移动、替换或重新放置时，设备中的位置传感器检测位置的改变并且向处理器提供位置信息。处理器接收来自位置传感器的位置信息，根据位置信息选择天线配置和物理数据速率，并且通过所选择的天线配置的天线单元来提供与所选择的天线配置相关的RF信号。
文档编号H04B7/04GK101834643SQ20091025888
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年3月13日
发明者伯纳德·巴龙, 威廉·S·基什, 维克托·施特罗姆 申请人:鲁库斯无线公司