本申请是申请日为2009年12月29日，申请号为200910258884.X、发明名称为“利用位置传感器对辐射图的调整”且申请人为鲁库斯无线公司的发明专利申请的分案申请。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110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。
技术实现要素：
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。附图说明图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-x、火线(FireWire)、以太网、SCSI和PCIExpress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(LCD)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。预定准则的一个示例是在接口层460指示接收到5个连续包之后确定未使用的天线配置。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