專利名稱：抑制mimo和simo無(wú)線系統(tǒng)中的衰落的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無(wú)線通信，尤其涉及降低無(wú)線通信系統(tǒng)中的RF衰落 (fading)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，無(wú)線通信由于其靈活性和方便性而迅速發(fā)展。無(wú)線通信的基 本特征是通常在基站和移動(dòng)臺(tái)之間通過(guò)空氣(無(wú)需電纜)發(fā)送和接收RF 信號(hào)。 一種具體類型的無(wú)線通信系統(tǒng)是無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)。根據(jù)許多 標(biāo)準(zhǔn)，尤其是數(shù)個(gè)802.1 lx IEEE標(biāo)準(zhǔn)，建立WLAN。通常將信息作為包含 識(shí)別信息、實(shí)際信息和錯(cuò)誤信息的分組發(fā)送。完整的消息可能包含在許多不同的分組中。
不管使用哪種類型的無(wú)線系統(tǒng)，共同的要求或目標(biāo)是高性能。這些系
統(tǒng)都面臨與RF傳播相關(guān)的性能問(wèn)題。由于RF傳播問(wèn)題而導(dǎo)致的信號(hào)變化
會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生不利影響。
RF傳播(例如從802.11 WLAN發(fā)送的信號(hào)的RF傳播)遇到空間衰 落以及時(shí)間衰落。衰落的原因包括由于多路徑傳播而引起的RF的相長(zhǎng)干 涉和相消干擾以及物體在環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)。這種衰落除了導(dǎo)致在任何單個(gè)位 置處信號(hào)功率隨時(shí)間變化之外，還可能導(dǎo)致RF信號(hào)功率在一英寸或更長(zhǎng) 的距離上產(chǎn)生數(shù)dB的變化。
對(duì)于基于諸如MIMO (多輸入多輸出)之類的技術(shù)的無(wú)線系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， RF衰落是個(gè)問(wèn)題。在這樣的MIMO系統(tǒng)中，空間復(fù)用(spatial multiplexing)用來(lái)增加單個(gè)頻率信道的容量。從兩個(gè)或多個(gè)天線同時(shí)發(fā)送 數(shù)據(jù)，且各天線上的數(shù)據(jù)不同。例如，通過(guò)使用三個(gè)發(fā)送(Tx)天線和三 個(gè)接收(Rx)天線，802.11信道的頻譜效率(即容量)可以增加3倍。然 而，MIMO系統(tǒng)的性能取決于三個(gè)Rx天線中的每一個(gè)從三個(gè)Tx天線中的 每一個(gè)所接收的信號(hào)的性質(zhì)。理想地，從各Tx天線到各Rx天線的路徑不 相關(guān)，同時(shí)具有足夠的信噪比(SNR)以允許在接收器進(jìn)行可靠的解復(fù)用 (demultiplexing)。然而，可能接收器處的三個(gè)天線中的一個(gè)或多個(gè)的信 號(hào)具有低SNR (信噪比)，因此即使在數(shù)(例如3)英寸以外可能存在具 有足夠高的SNR的信號(hào)，也不能支持MIMO系統(tǒng)所期望的數(shù)據(jù)率(例如 72Mbps)。
對(duì)于在接收器處使用相干合并(coherent combination)的WLAN，例 如采用最大比合并(Maximum Ratio Combining, MRC)的WLAN， RF衰 落也是個(gè)問(wèn)題；這些WLAN可以是MIMO或SIMO (單輸入多輸出)系 統(tǒng)。在對(duì)MIMO使用MRC型處理的情況下，同時(shí)從發(fā)送器的兩個(gè)或多個(gè) 天線發(fā)送數(shù)據(jù)；然而，Tx天線上的數(shù)據(jù)是相同的序列，可能僅偏移了固定 的時(shí)間延遲。此處，在試圖通過(guò)空間上分離接收天線以避免衰落的同時(shí)， 使用附加(>1)接收器來(lái)增大接收器處的SNR。
有時(shí)可以通過(guò)在接收器局部附近對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單移動(dòng)來(lái)改善衰落期間接收器的性能。然而，這在接收器是不可移動(dòng)的大型物體的一部分的情況下 是不實(shí)際的，而且由于通常甚至移動(dòng)用戶都不清楚到底應(yīng)該怎樣或者沿什 么方向移動(dòng)接收器來(lái)改善性能，因此其也不具有用戶友好性。
為了幫助減輕MIMO以及MRC型系統(tǒng)的衰落，通常添加附加的Rx 路徑。各附加Rx鏈(chain)不僅包括專用天線，而且還包括專用低噪聲 放大器、PHY (RF和數(shù)字)芯片以及其它組件。在接收器處對(duì)來(lái)自各附 加天線(處理路徑)的信號(hào)進(jìn)行處理。通過(guò)與之前已存在于系統(tǒng)中的處理 鏈并行地添加這些附加處理鏈，接收器可以在也從空間上分離的位置采樣 RF時(shí)改善所接收信號(hào)的SNR，從而減小衰落同時(shí)影響所有天線的可能 性。因此，附加天線可以提供改善MIMO和MRC型無(wú)線系統(tǒng)的性能的空 間(spatial)、極化(polarization)、圖案(pattern)以及其它類型的多樣 性(diversity)。然而，該方法的問(wèn)題是添加附加的并行處理鏈在計(jì)算上 復(fù)雜，而且添加了許多組件，因此實(shí)現(xiàn)起來(lái)更昂貴且體積更大。
因此，期望提供改進(jìn)的方法和裝置以減小無(wú)線通信系統(tǒng)中的RF衰

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面是一種無(wú)線通信裝置，該無(wú)線通信裝置具有用于發(fā)送 RF信號(hào)的發(fā)送器和用于接收RF信號(hào)的接收器。該接收器包括第一多個(gè)接 收鏈和第二多個(gè)天線。各接收鏈可選擇性地連接到所選擇的天線上?；?從所接收的RF信號(hào)獲得的標(biāo)準(zhǔn)選擇天線，以產(chǎn)生連接到接收鏈從而降低 接收器處的RF衰落的天線配置。
本發(fā)明適用于無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)，包括根據(jù)802.11x標(biāo)準(zhǔn)中的任 一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的WLAN。本發(fā)明適用于作為多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)的 具有發(fā)送器和接收器的無(wú)線系統(tǒng)，并且還適用于作為最大比合并(MRC) 系統(tǒng)的接收器。
本發(fā)明的另一方面是，接收器包含將天線連接到接收鏈的電子開(kāi)關(guān)。 接收器被編程為通過(guò)測(cè)量針對(duì)各個(gè)被允許的天線配置的所接收信號(hào)的特性 并選擇最佳的天線配置來(lái)確定通過(guò)開(kāi)關(guān)將哪個(gè)天線連接到各接收鏈上。本發(fā)明的又一方面是一種無(wú)線通信裝置，該由無(wú)線通信裝置包括用 于發(fā)送RF信號(hào)的發(fā)送器；用于接收RF信號(hào)的接收器，所述接收器包括第 一多個(gè)接收鏈和第二多個(gè)天線；用于將各接收鏈選擇性連接到所選擇的天 線上的裝置；以及用于基于從所接收的RF信號(hào)獲得的標(biāo)準(zhǔn)選擇連接到各 接收鏈的天線以產(chǎn)生連接到接收鏈從而降低接收器處的RF衰落的天線配 置的裝置。
本發(fā)明的再一方面是一種方法，該方法通過(guò)提供具有第一多個(gè)接收鏈 和第二多個(gè)天線的接收器、基于從所接收的RF信號(hào)獲得的標(biāo)準(zhǔn)選擇連接 到各鏈的最佳天線以產(chǎn)生連接到接收鏈從而降低接收器處的RF衰落的天 線配置、并將各接收鏈連接到所選擇的天線上來(lái)降低無(wú)線通信系統(tǒng)中的衰 落。通過(guò)測(cè)量針對(duì)各個(gè)被允許的天線配置的所接收信號(hào)的特性并選擇最佳 的天線配置來(lái)選擇各鏈的最佳天線。
本發(fā)明還適用于通過(guò)開(kāi)關(guān)將多個(gè)發(fā)送鏈連接到所選擇的天線上的發(fā)送器。
在說(shuō)明書(shū)的以下部分將說(shuō)明本發(fā)明的其它方面，其中，詳細(xì)說(shuō)明是為 了完全公開(kāi)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。


通過(guò)參考以下僅用作說(shuō)明目的的附圖可以更全面地理解本發(fā)明
圖1是包括本發(fā)明的天線切換的一個(gè)實(shí)施例的無(wú)線系統(tǒng)接收器的RF
前端的示意圖。
圖2示出本發(fā)明的天線切換的可替換實(shí)施例。
圖3是根據(jù)本發(fā)明選擇接收器鏈中的天線的方法的流程圖。
圖4是包括本發(fā)明的天線切換的一個(gè)實(shí)施例的無(wú)線系統(tǒng)發(fā)送器的RF
前端的示意圖。
圖5示出本發(fā)明的用于發(fā)送器的天線切換的可替換實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
更具體地參照附圖，為了說(shuō)明的目的，在由圖l至圖5所一般示出的裝置和方法中實(shí)施本發(fā)明。應(yīng)該理解，在不脫離此處所公開(kāi)的基本概念的 情況下，裝置可以在結(jié)構(gòu)和部件的細(xì)節(jié)上改變，方法可以在具體的步驟和 順序上改變。
本發(fā)明適用于信號(hào)的無(wú)線RF傳播的系統(tǒng)，尤其包括從802.11無(wú)線局 域網(wǎng)(WLAN)發(fā)送的信號(hào)的RF傳播。這些類型的系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和操 作在本領(lǐng)域廣為人知。所述系統(tǒng)包括具有相關(guān)聯(lián)天線的發(fā)送器和接收器， 或其組合收發(fā)器。所述系統(tǒng)一般以各種調(diào)制和解調(diào)方案運(yùn)行。通常以分組 發(fā)送信息。
可以以各種方式來(lái)配置無(wú)線系統(tǒng)的發(fā)送器和接收器以建立通信路徑。
四種類型是單輸入單輸出，即SISO;單輸入多輸出，即SIMO;多輸入單 輸出，即MISO;以及多輸入多輸出，即MIMO;這取決于在發(fā)送器和接
收器上是否存在一個(gè)或多個(gè)天線。發(fā)送器和接收器上的天線越多，存在的 路徑就越多。
最大比合并(MRC)是對(duì)所接收的各信號(hào)施加權(quán)重的技術(shù)。該系統(tǒng)包
括各自連接到接收器天線陣列的接收天線的多個(gè)增益放大器。與信號(hào)的信
噪比(SNR)值成比例地對(duì)所接收的各信號(hào)進(jìn)行加權(quán)。然后對(duì)加權(quán)值求 和。
本發(fā)明旨在減輕這些無(wú)線RF系統(tǒng)中的空間及時(shí)間衰落。衰落產(chǎn)生的 原因可能是由于多路徑傳播而引起的RF的相長(zhǎng)干涉或相消干擾以及物體 在環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)。這樣的衰落可能導(dǎo)致RF信號(hào)功率在短距離上發(fā)生顯著 變化，或者在單個(gè)位置處隨時(shí)間發(fā)生顯著變化。因此，因?yàn)橛脩粢苿?dòng)或者 即使用戶靜止，由用戶接收到的信號(hào)也可能發(fā)生顯著變化。這些信號(hào)變化 可能降低系統(tǒng)性能。
本發(fā)明適用的無(wú)線系統(tǒng)包括但不局限于基于諸如MIMO (多輸入多輸 出)之類的技術(shù)的系統(tǒng)。在這樣的MIMO系統(tǒng)中，使用空間復(fù)用來(lái)增加單 個(gè)信道的容量。同時(shí)從多個(gè)天線發(fā)送不同的數(shù)據(jù)。例如，具有Nt個(gè)Tx天 線和Nr個(gè)Rx天線的系統(tǒng)可以用來(lái)增加802.11信道的頻譜效率(即容 量)，其中Nt〉l且Nr〉1。然而，MIMO系統(tǒng)的性能取決于各Nr個(gè)Rx天 線從各Nt個(gè)Tx天線所接收的信號(hào)。理想地，從各Tx天線到各Rx天線的路徑不相關(guān)，同時(shí)具有足夠的SNR以允許在接收器進(jìn)行可靠的解復(fù)用。然
而，可能接收器處的一個(gè)或多個(gè)Nr天線處于不能提供足夠的數(shù)據(jù)率(例 如72 Mbps)的低SNR區(qū)域，但是對(duì)于相同的天線在很近的地方存在足夠 的SNR以接收適當(dāng)?shù)男盘?hào)。
對(duì)于在接收器處使用相干合并的WLAN，例如采用最大比合并 (MRC)的WLAN， RF衰落也是個(gè)問(wèn)題。MRC系統(tǒng)可以是MIMO或 SIMO系統(tǒng)。在對(duì)MIMO使用MRC型處理的情況下，同時(shí)從發(fā)送器的多 個(gè)天線發(fā)送數(shù)據(jù)，然而，所有Tx天線上的數(shù)據(jù)是相同的序列，可能僅偏 移了固定的時(shí)間延遲。在試圖通過(guò)空間上分離接收天線以避免衰落的同 時(shí)，使用附加接收器來(lái)增大接收器處的SNR。
在本發(fā)明中，MIMO以及MRC型系統(tǒng)采用兩個(gè)階段，第一階段是天 線選擇階段，第二階段是實(shí)際信號(hào)處理階段。以下例子基于無(wú)線接收器， 但可類似地適用于無(wú)線發(fā)送器。 一般而言，在單個(gè)接收鏈和一個(gè)或多個(gè)天 線之間存在電子開(kāi)關(guān)，該電子開(kāi)關(guān)在任何時(shí)間可將接收鏈連接到最多--個(gè) 天線上。對(duì)于具有三個(gè)Rx鏈的MIMO或MRC型系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在各Rx鏈和 一個(gè)或多個(gè)天線之間存在電子開(kāi)關(guān)。至少一個(gè)Rx鏈在其自身和多于-個(gè) 的天線之間具有開(kāi)關(guān)。因此三Rx鏈系統(tǒng)將具有四個(gè)或更多天線。
圖1詳細(xì)示出具有三個(gè)接收(Rx)鏈(#1、 #2和#3) 11、 12、 13 的接收器10的RF前端。各Rx鏈ll、 12、 13由串聯(lián)連接的PHY芯片14 (包括RF電路)、Balun電路(阻抗匹配變壓器)15、低噪聲放大器 (LNA) 16以及帶通濾波器(BPF) 17形成。各Rx鏈的PHY芯片14連 接到介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)芯片18。 MAC芯片18和PHY芯片14一起形 成接收器的無(wú)線芯片組(PHY/MAC) 19。這些單個(gè)組件在本領(lǐng)域廣為人 知。接收器10從發(fā)送器24接收RF信號(hào)。這些組件中的一些組件可以物 理集成為單個(gè)組件/分組；示出的是所執(zhí)行的功能的例子。
Rx鏈11、 12、 13的各BPF 17連接到各電子開(kāi)關(guān)(SW1、 SW2、 SW3) 21、 22、 23，各電子開(kāi)關(guān)連接到一對(duì)空間上分離的天線(ANT) 20。 SW1連牛妾至lj ANT1禾口 ANT2; SW2連t妾至U ANT3禾口 ANT4; SW3連接 到ANT5和ANT6。由無(wú)線芯片組19控制開(kāi)關(guān)21、 22、 23。開(kāi)關(guān)21、22、 23允許任一相關(guān)聯(lián)的天線20分別連接到Rx鏈11、 12、 13。在操作 中，所連接的天線20接收隨后通過(guò)各Rx鏈11、 12、 13到達(dá)無(wú)線芯片組 19以進(jìn)行處理的RF信號(hào)。接收器IO選擇天線20的最佳組合以提供最佳 的接收信號(hào)。
在圖1的示例性實(shí)施例中，各Rx鏈可能連接到兩個(gè)天線，從而產(chǎn)生 六天線系統(tǒng)。各鏈的兩個(gè)Rx天線中的每一個(gè)連接到由無(wú)線芯片組 (PHY/MAC)控制的電子開(kāi)關(guān)。接收器芯片組使用該開(kāi)關(guān)確定應(yīng)該使用 兩個(gè)可能天線中的哪一個(gè)來(lái)接收各接收鏈的數(shù)據(jù)(以及在從該設(shè)備進(jìn)行發(fā) 送期間應(yīng)該使用哪一個(gè)或多個(gè)天線)。同樣的設(shè)備也可以(且通?？梢? 用作發(fā)送器；然而，該設(shè)備不會(huì)同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收。
也可以使用對(duì)圖1的每一接收鏈兩個(gè)開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)單實(shí)施例的替代切換配 置。圖2示出具有通過(guò)更復(fù)雜的開(kāi)關(guān)33連接到多個(gè)空間上分離的天線 (ANT1…ANTN) 32的多個(gè)接收鏈(弁1…井M) 31的接收器30。開(kāi)關(guān) 33允許任一天線32連接到任一接收鏈31。接收器30的細(xì)節(jié)與接收器10 相似，不進(jìn)行重復(fù)說(shuō)明。 一般而言，可以通過(guò)將任何期望數(shù)量的天線連接 到任何數(shù)量的接收器鏈的任何開(kāi)關(guān)配置來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
因此，現(xiàn)在改進(jìn)了系統(tǒng)避免RF衰落的能力，同時(shí)避免了接收器的復(fù) 雜性/成本的主要增加。在圖l的例子中，不需要增加LAN和PHY的數(shù)量 以及PHY和MAC的復(fù)雜性來(lái)支持六個(gè)同步接收鏈，所需要的只是三個(gè)相 對(duì)低成本的開(kāi)關(guān)。系統(tǒng)的其余部分保持與原始的三鏈系統(tǒng)相同，但是本發(fā) 明使之有效地成為六鏈系統(tǒng)，僅通過(guò)添加三個(gè)開(kāi)關(guān)和三個(gè)額外天線就可以 從該六鏈系統(tǒng)中選擇各種三鏈系統(tǒng)。
現(xiàn)在的問(wèn)題是如何確定在接收分組期間應(yīng)該選擇連接到各Rx鏈的兩 個(gè)天線中的哪一個(gè)。注意，各天線空間上分離，從而提供對(duì)于MIMO性能 以及降低衰落的影響都很重要的空間多樣性。另外，各天線可以具有其它 形式的多樣性以改善總的系統(tǒng)性能；這樣的多樣性包括極化多樣性和圖案 多樣性。使用以下方法在連接到各開(kāi)關(guān)的天線之間進(jìn)行選擇和切換。
圖3是示出本發(fā)明用于選擇用來(lái)接收輸入信號(hào)的天線的方法的流程 圖。在本發(fā)明圖1的接收器10的芯片組19中的裝置中，例如在802.11該方法。用于測(cè)量和計(jì)
算實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所需的測(cè)度的基本功能在本領(lǐng)域廣為人知，且實(shí)際上由大部
分802.11芯片組的銷售商來(lái)實(shí)現(xiàn)。沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的是此處說(shuō)明的多天線實(shí)現(xiàn)方 式、所需開(kāi)關(guān)和基于所測(cè)量和計(jì)算出的測(cè)度選擇天線的更高水平的邏輯。
如圖3的步驟40所示，當(dāng)接收器首先與新的遠(yuǎn)程設(shè)備聯(lián)系(即從新 的遠(yuǎn)程設(shè)備接收RF信號(hào))時(shí)，該接收器測(cè)量該信號(hào)的特定特性或參數(shù)。 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，如步驟41所示，對(duì)于各Rx鏈上的天線的每一 (或 一些)組合，接收器(對(duì)于從遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送的分組)測(cè)量其各Rx鏈的信 號(hào)質(zhì)量(即信噪比(SNR))，以及整個(gè)接收到的分組的總的信號(hào)質(zhì)量 (SNR)(其中總的SNR二經(jīng)過(guò)任何后處理之后的最終信號(hào)的SNR，該后 處理與通過(guò)MRC發(fā)生的一樣)、未編碼的比特錯(cuò)誤率(BER)和/或分組 錯(cuò)誤率(PER)。在這點(diǎn)上，優(yōu)選使用所有這些測(cè)度；然而，如果這些度 量中的一個(gè)或多個(gè)不可用，則系統(tǒng)可以使用其它度量進(jìn)行操作。在存在各 自僅連接到兩個(gè)天線的三個(gè)Rx鏈的本示例性情況下，最多有八種可能 性。然而，可以有更多種可能性。例如，在六個(gè)天線都連接到三個(gè)不同開(kāi) 關(guān)中的每一個(gè)的可選配置中，有120種可能性。在該情況下，如步驟42 所示，可以使用先驗(yàn)知識(shí)僅探究天線的特定組合。然后，如歩驟43所 示，基于該信息或從所接收的信號(hào)中獲得的"選擇標(biāo)準(zhǔn)"來(lái)選擇最佳天線 配置。
一旦基于天線上的SNR禾n Reed-Solomon (RS)解碼之前的原始數(shù)據(jù) 的比特錯(cuò)誤率(和/或最終分組錯(cuò)誤率)選擇了最佳天線組合，則對(duì)來(lái)自遠(yuǎn) 程發(fā)送器的所有接收保持該天線選擇。這在接收器僅從單個(gè)諸如可能位于 A/V家庭網(wǎng)絡(luò)中的視頻客戶機(jī)之類的發(fā)送器接收數(shù)據(jù)時(shí)是可接受的方案。 這由步驟44、 45和46示出。在步驟44接收器保持為所選擇的配置，同時(shí) 在步驟45接收輸入的RF信號(hào)，并且在步驟46處理這些信號(hào)以獲得所發(fā) 送的信息。
如果接收器支持一個(gè)以上的發(fā)送器，那么基于系統(tǒng)需求有多個(gè)選項(xiàng)。 在第一選項(xiàng)中，將用于接收的天線簡(jiǎn)單地固定為對(duì)于接收設(shè)備的物理定 位、該設(shè)備上天線的位置和使用該系統(tǒng)的環(huán)境來(lái)說(shuō)先驗(yàn)地認(rèn)為是最佳的整體配置。在第二選項(xiàng)中，選擇接收天線以對(duì)來(lái)自發(fā)送器的分組接收進(jìn)行最 優(yōu)化，其中從該發(fā)送器接收最近的分組。在第三選項(xiàng)中，基于所接收的信 息的預(yù)期時(shí)間序列改變天線配置。例如，如果第一個(gè)分組來(lái)自接收器井 1，且預(yù)期從接收器#1接收一串50個(gè)分組，則為接收器#1最佳地保持天 線選擇，直到接收到了50個(gè)分組為止?？赡苓€有其它選項(xiàng)。
除了上述學(xué)習(xí)用于Rx的天線的組合的方法之外，或者作為其替代， 接收器可以周期性地改變Rx天線的組合以確定Rx天線的更好組合現(xiàn)在是 否可用，如步驟47所示。當(dāng)從發(fā)送器接收到實(shí)際數(shù)據(jù)時(shí)或者在僅為該目 的而專門開(kāi)始的分組發(fā)送的接收期間，可以進(jìn)行該操作，如步驟48所 示。另外，當(dāng)可能例如由于物體在環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)之類的時(shí)間衰落而引起的 針對(duì)RX天線特定組合的分組接收失敗(一次或多次，取決于閾值)時(shí)， 開(kāi)始對(duì)新組合的這種探究。步驟49示出從接收器獲得錯(cuò)誤信號(hào)以開(kāi)始改 變天線配置。
盡管上面描述了接收，但是可以使用類似方法來(lái)學(xué)習(xí)和選擇用于發(fā)送 的天線組合。如圖4和圖5所示，除了用"Tx鏈"代替"Rx鏈"以及用 功率放大器(PA)代替LNA之外，示意圖對(duì)Tx和Rx來(lái)說(shuō)基本相同。在 圖4中，發(fā)送器25由三個(gè)與圖1的接收鏈11、 12、 13類似的發(fā)送鏈27、 28、 29組成，除了各鏈中的LNA 16被PA36代替以外。其余組件與圖1 中的組件類似且具有相同的標(biāo)號(hào)。TX 25將RF信號(hào)發(fā)送到接收器26。與 圖2相同，圖5示出具有通過(guò)更復(fù)雜的開(kāi)關(guān)33連接到天線32的多個(gè)(1… M)發(fā)送鏈35的發(fā)送器34。
盡管上述例子考慮了三個(gè)鏈和每個(gè)鏈兩個(gè)天線的系統(tǒng)，但也可以使用 其它配置?？梢允褂妹總€(gè)鏈兩個(gè)以上的天線候選。圖2示出更復(fù)雜的切換 配置。
可以支持不同的無(wú)線技術(shù)(例如802.11x、 802.16等)。本發(fā)明一般 適用于任何無(wú)線系統(tǒng)中的衰落問(wèn)題。
盡管上述描述包含許多細(xì)節(jié)，但不應(yīng)將其理解為限制本發(fā)明的范圍， 而應(yīng)理解為僅提供對(duì)本發(fā)明一些目前優(yōu)選的實(shí)施例的說(shuō)明。因此，應(yīng)該理 解，本發(fā)明的范圍完全包括對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的其它實(shí)施例，相應(yīng)地本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書(shū)來(lái)限制，其中，除非明確聲 明，否則對(duì)單個(gè)元件的引用并不是旨在表示"一個(gè)并且僅此一個(gè)"，而是 指"一個(gè)或多個(gè)"。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的上述優(yōu)選實(shí)施例的元件的 所有結(jié)構(gòu)、化學(xué)和功能的等同物通過(guò)引用明確包括在此且包括在本權(quán)利要 求書(shū)中。而且，由于設(shè)備或方法被本權(quán)利要求書(shū)所包含，因此該設(shè)備或方 法不需要解決本發(fā)明尋求解決的每個(gè)問(wèn)題。此外，不管本公開(kāi)中的元件、 組件或方法步驟是否在權(quán)利要求書(shū)中明確陳述，這些元件、組件或方法步 驟都不是旨在專用于本公開(kāi)。此處，權(quán)利要求的要素?zé)o需按照35U.S.C.
112第六款的規(guī)定進(jìn)行解釋，除非該要素使用短語(yǔ)"用于…的裝置"進(jìn)行
了明確的說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線通信裝置，包括發(fā)送器，用于發(fā)送RF信號(hào)；接收器，用于接收所述RF信號(hào)；所述接收器和所述發(fā)送器中的至少一個(gè)包括第一多個(gè)鏈和第二多個(gè)天線；各個(gè)鏈可選擇性地連接到所選擇的天線上；基于從所接收的RF信號(hào)獲得的標(biāo)準(zhǔn)選擇所述天線，以產(chǎn)生連接到所述鏈從而降低所述接收器處的RF衰落的天線配置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述無(wú)線通信裝置包括無(wú)線局 域網(wǎng)(WLAN)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述WLAN包括根據(jù)802.1 lx 標(biāo)準(zhǔn)中的任一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的WLAN。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述發(fā)送器和所述接收器包括 多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述接收器包括最大比合并 (MRC)系統(tǒng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置其中，所述接收器包括第一多個(gè)接收鏈和第二多個(gè)天線； 各個(gè)接收鏈可選擇性地連接到所選擇的天線上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置其中，所述接收器包括介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)芯片；并且 其中，所有所述接收鏈都連接到所述MAC芯片。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，每個(gè)接收鏈包括串聯(lián)連接的 PHY芯片、Bahm電路、低噪聲放大器(LNA)和帶通濾波器(BPF)， 所述PHY芯片被連接到所述MAC芯片，所述BPF被連接到天線。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，還包括在所述BPF和所述天線之間的 一個(gè)或多個(gè)電子開(kāi)關(guān)，所述一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)由所述MAC芯片來(lái)控制。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，還包括位于所述接收鏈和所述天線之間的電子開(kāi)關(guān)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置其中，所述開(kāi)關(guān)包括單個(gè)開(kāi)關(guān)，所有鏈和所有天線都與該單個(gè)開(kāi)關(guān)相 連接；并且其中，任一鏈可以連接到任一天線。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其中，所述開(kāi)關(guān)包括多個(gè)單獨(dú)的開(kāi) 關(guān)，各個(gè)鏈被連接到相關(guān)聯(lián)的單個(gè)開(kāi)關(guān)，并且各個(gè)開(kāi)關(guān)連接到特定天線， 各個(gè)單獨(dú)的開(kāi)關(guān)允許其相關(guān)聯(lián)的鏈被連接到與該開(kāi)關(guān)連接的任一天線上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其中，所述接收器被編程為通過(guò)測(cè) 量針對(duì)每個(gè)被允許的天線配置的所接收信號(hào)的特性并選擇最佳的天線配置 來(lái)確定哪個(gè)天線應(yīng)當(dāng)通過(guò)所述開(kāi)關(guān)被連接到各個(gè)接收鏈上。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述接收器測(cè)量各個(gè)鏈的信 號(hào)質(zhì)量、總的信號(hào)質(zhì)量、比特錯(cuò)誤率和分組錯(cuò)誤率。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述發(fā)送器包括第一多個(gè)發(fā) 送鏈和第二多個(gè)天線，各個(gè)發(fā)送鏈可選擇性地連接到所選擇的天線上。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，還包括在所述發(fā)送鏈和所述天線之 間的一個(gè)或多個(gè)電子開(kāi)關(guān)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置其中，所述一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)包括單個(gè)開(kāi)關(guān)，所有鏈和所有天線都與該 單個(gè)開(kāi)關(guān)相連接；并且其中，任一鏈可以連接到任一天線。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)包括多 個(gè)單獨(dú)的開(kāi)關(guān)，各個(gè)鏈被連接到相關(guān)聯(lián)的單個(gè)開(kāi)關(guān)，并且各個(gè)開(kāi)關(guān)被連接 到特定天線，各個(gè)單獨(dú)的開(kāi)關(guān)允許其相關(guān)聯(lián)的鏈被連接到與該開(kāi)關(guān)相連接 的任一天線上。
19. 一種無(wú)線通信裝置，包括 發(fā)送器，用于發(fā)送RF信號(hào)；接收器，用于接收所述RF信號(hào)；所述接收器包括第一多個(gè)接收鏈和第二多個(gè)天線，或者所述發(fā)送器包 括第三多個(gè)發(fā)送鏈和第四多個(gè)天線，或者這兩種結(jié)構(gòu)同時(shí)存在； 用于將各個(gè)鏈選擇性地連接到所選擇的天線上的裝置；以及 用于基于從所接收的RF信號(hào)獲得的標(biāo)準(zhǔn)選擇與各個(gè)鏈相連接的天線 以產(chǎn)生與所述鏈相連接從而降低所述接收器處的RF衰落的天線配置的裝 置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述用于將各個(gè)接收鏈或發(fā) 送鏈選擇性地連接到所選擇的天線上的裝置包括位于所述接收鏈或所述發(fā) 送鏈與所述天線之間的電子開(kāi)關(guān)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述開(kāi)關(guān)包括單個(gè)開(kāi)關(guān)，所 有接收鏈或發(fā)送鏈和所有天線都與該單個(gè)開(kāi)關(guān)相連接，且該單個(gè)開(kāi)關(guān)允許 任一鏈被連接到任一天線。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述開(kāi)關(guān)包括多個(gè)單獨(dú)的開(kāi) 關(guān)，各個(gè)鏈被連接到相關(guān)聯(lián)的單個(gè)開(kāi)關(guān)，各個(gè)開(kāi)關(guān)被連接到特定天線，各 個(gè)單獨(dú)的開(kāi)關(guān)允許其相關(guān)聯(lián)的鏈被連接到與該開(kāi)關(guān)相連接的任一天線上。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述用于選擇要被連接到各 個(gè)鏈的天線的裝置包括控制單元，該控制單元被編程為通過(guò)測(cè)量針對(duì)各個(gè) 被允許的天線配置的所接收信號(hào)的特性并選擇最佳的天線配置來(lái)確定哪個(gè) 天線應(yīng)當(dāng)通過(guò)所述開(kāi)關(guān)被連接到各個(gè)鏈上。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中，所述接收器測(cè)量各個(gè)鏈的信 號(hào)質(zhì)量、總的信號(hào)質(zhì)量、比特錯(cuò)誤率和分組錯(cuò)誤率。
25. —種在無(wú)線通信系統(tǒng)中從發(fā)送器接收RF信號(hào)的接收器，包括第一多個(gè)接收鏈； 第二多個(gè)天線；各個(gè)接收鏈可選擇性地連接到所選擇的天線上；基于從測(cè)量針對(duì)各種天線配置的所接收的RF信號(hào)而獲得的標(biāo)準(zhǔn)選擇 所述天線，以產(chǎn)生與所述接收鏈連接從而降低所述接收器處的RF衰落的 天線配置。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的接收器，還包括位于所述接收鏈和所述天線之間的電子開(kāi)關(guān)。
27. —種用于降低無(wú)線通信系統(tǒng)中的衰落的方法，包括 提供具有第一多個(gè)接收鏈和第二多個(gè)天線的接收器，或者具有第三多個(gè)發(fā)送鏈和第四多個(gè)天線的發(fā)送器，或者二者都提供；基于從所接收的RF信號(hào)獲得的標(biāo)準(zhǔn)選擇與各個(gè)鏈相連接的最佳天 線，以產(chǎn)生與所述鏈連接從而降低所述接收器處的RF衰落的天線配置； 以及將各個(gè)鏈連接到所選擇的天線上。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，通過(guò)測(cè)量針對(duì)各個(gè)被允許的 天線配置的所接收信號(hào)的特性并選擇最佳的天線配置來(lái)選擇用于各個(gè)鏈的 最佳天線。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，通過(guò)電子開(kāi)關(guān)將所述接收鏈 或所述發(fā)送鏈連接到所選擇的天線上。
全文摘要
在無(wú)線通信系統(tǒng)中，接收器包括第一多個(gè)接收鏈和第二多個(gè)天線。各接收鏈可選擇性地連接到所選擇的天線上?；趶乃邮盏腞F信號(hào)獲得的標(biāo)準(zhǔn)選擇天線，以產(chǎn)生與接收鏈連接從而降低接收器處的RF衰落的天線配置。電子開(kāi)關(guān)將天線連接到接收鏈上。接收器被編程為通過(guò)測(cè)量針對(duì)各個(gè)被允許的天線配置的所接收信號(hào)的特性并選擇最佳的天線配置來(lái)確定哪個(gè)天線應(yīng)當(dāng)通過(guò)開(kāi)關(guān)被連接到各接收鏈?？梢灶愃频嘏渲冒l(fā)送器。
文檔編號(hào)H04B7/24GK101542940SQ200680010827
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
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