專利名稱：具有分集天線系統(tǒng)的移動(dòng)無線通信設(shè)備及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及通信設(shè)備領(lǐng)域，更具體地涉及使用分集天線系統(tǒng)的通信設(shè)備。
背景技術(shù)：
無線通信的挑戰(zhàn)之一是設(shè)計(jì)提供所需性能特性但在尺寸上相對較小以適合在移 動(dòng)設(shè)備內(nèi)的適當(dāng)天線。舉例來說，對于如移動(dòng)電話之類的無線設(shè)備，希望盡可能小地保持電 話的總體尺寸。此外，內(nèi)部天線通常比外部天線更為優(yōu)選，這是因?yàn)橥庵锰炀€占據(jù)更多空間 并可能在出行時(shí)或在其他使用過程中被損壞。這些無線設(shè)備經(jīng)常與日益普及的蜂窩通信系統(tǒng)一起工作，并已成為個(gè)人和商業(yè)通 信的必要組成部分。此外，隨著蜂窩電話技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)備的功能也在增強(qiáng)。舉例來說， 現(xiàn)在很多便攜無線通信設(shè)備并入了個(gè)人數(shù)字助理(PDA)特性，如日程表，地址簿，任務(wù)列 表，計(jì)算器，備忘錄和寫入程序。例如，當(dāng)這些多功能裝置設(shè)備包括用于WiFi和其他IEEE 802. 11無線局域網(wǎng)(WLAN)接入的適當(dāng)電路時(shí)，這些設(shè)備通常允許用戶通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)和/ 或WLAN來無線發(fā)送和接收電子郵件(email)消息并接入互聯(lián)網(wǎng)。很多移動(dòng)通信使用分組 突發(fā)傳輸，作為全球移動(dòng)通信(GSM)系統(tǒng)一部分，GSM系統(tǒng)包括850MHz、900MHz、1800MHz和 1900MHz頻帶。盡管這些移動(dòng)無線通信設(shè)備充當(dāng)移動(dòng)電話，但如之前提到的，該設(shè)備也可以 操作和并入個(gè)人數(shù)字助理(PDA)特性，并通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)和/或無線局域網(wǎng)(LAN)來無線發(fā) 送和接收電子郵件和其他消息并接入互聯(lián)網(wǎng)。該功能可以包括對“熱點(diǎn)”的接入，作為使用 IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)的WiFi網(wǎng)絡(luò)的一部分。新近的載波規(guī)范規(guī)定了在新一代無線移動(dòng)通信設(shè)備中增加分集天線。然而，為了 達(dá)到可接受的分集性能，輻射元件必須是電磁隔離的。在具有手持形狀因素的移動(dòng)無線通 信設(shè)備中，根據(jù)具體設(shè)計(jì)，達(dá)到充分隔離常常是困難的。例如，在一些設(shè)備中，有彼此相鄰的 兩個(gè)天線工作在相同頻譜(850和1900)。該配置導(dǎo)致兩個(gè)天線之間的強(qiáng)耦合并使輻射性能 變差，這是由于它們破壞性地彼此干擾。一種可能的解決方案是將破壞性的干擾調(diào)諧到另 一互斥的、不需要分集的工作頻帶(如900和1800)內(nèi)，或者如果可能的話，調(diào)諧到任何工 作頻帶外。在多頻帶手持無線通信設(shè)備中，將干擾移至非分集頻帶是不夠的，這是因?yàn)樵诜?分集頻帶中干擾仍然存在并使性能變差。舉例來說，在一個(gè)移動(dòng)無線通信設(shè)備中，在850和1900頻帶中需要分集，但在900 和1800頻帶中不需要分集。另外，850和1900頻帶與900和1800頻帶是互斥的，這是因 為它們不同時(shí)工作。例如，如果干擾被調(diào)諧到900頻帶，就能夠達(dá)到可接受的分集性能。然 而，由于如果手持工作在900頻帶，則干擾可能仍然存在，因此問題不能得以解決。為了保 持900頻帶內(nèi)的天線性能，當(dāng)在非分集頻帶內(nèi)工作時(shí)，分集天線對于主天線來說應(yīng)當(dāng)是電 磁不可見的。

發(fā)明內(nèi)容
一種移動(dòng)無線通信設(shè)備具有便攜手持外殼。電路板由便攜手持外殼承載。RF電路由電路板承載。分集天線和主天線由便攜手持外殼承載，耦合至RF電路并一起工作。RF 電路將分集天線調(diào)諧至分集通信頻帶中，以實(shí)現(xiàn)與主天線一起工作的分集模式，并且當(dāng)在 分集通信頻帶中工作時(shí)已發(fā)生從分集天線至主天線的交叉耦合時(shí)，RF電路將分集天線調(diào)諧 至非分集通信頻帶中。開關(guān)由便攜手持外殼承載，連接至RF電路并耦合在分集天線和主天 線之間，并且當(dāng)在非分集頻帶中工作時(shí)，該開關(guān)斷開分集天線，以防止從分集天線至主天線 的交叉耦合。在一個(gè)非限制性的方面，便攜手持外殼包括上部和下部。分集天線位于外殼的上 部。主天線位于外殼的下部。在另一方面，分集天線是由形成天線陣列的多個(gè)天線元件形 成的。每個(gè)天線元件可以包括相應(yīng)的開關(guān)，被控制以單獨(dú)地開啟和關(guān)閉形成陣列天線的所 選天線元件，以改變陣列天線的組合輻射圖。在另一個(gè)方面，電路板被配置為實(shí)質(zhì)上在尺寸上符合便攜手持外殼。每個(gè)天線元 件包括相應(yīng)的開關(guān)，使得所述開關(guān)控制其相應(yīng)的天線元件開啟和關(guān)閉所選天線元件并改變 陣列天線的組合輻射圖。在另一個(gè)方面，電路板被配置為實(shí)質(zhì)上在尺寸上與便攜手持外殼 不同，并且主天線由電路板承載。電纜連接在分集天線和電路板之間并與主天線一起工作。 在該示例中，開關(guān)位于連接至電路板的電纜的末端，或者位于連接至分集天線的電纜的末 端。還提出了一個(gè)方法方面。


通過依照附圖而考慮的以下對本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他目的，特征和優(yōu) 點(diǎn)將變得顯而易見，附圖中圖1是一平面圖，示出了移動(dòng)無線通信設(shè)備的內(nèi)部，并更詳細(xì)地示出了主天線(例 如蜂窩天線和分集天線)的相對定位，并示出了相關(guān)內(nèi)部組件。圖2是移動(dòng)無線通信設(shè)備的局部圖，并示出了作為印制電路板(PCB)上的天線陣 列的分集天線，以及主天線或蜂窩天線，并且每個(gè)分集天線配備有開關(guān)。圖3是與圖2類似的另一個(gè)局部圖，但示出了其中印制電路板比如圖1示例中的 外殼小的移動(dòng)無線通信設(shè)備，并示出了將分集天線和主天線相連接的電纜，其中沿電纜放 置了至少一個(gè)開關(guān)。圖4是示出了根據(jù)使用分集天線、主天線和開關(guān)的非限制性方面操作移動(dòng)無線通 信設(shè)備的方法的流程圖。圖5是移動(dòng)無線通信設(shè)備的示例的示意框圖，該移動(dòng)無線通信設(shè)備被配置為可根 據(jù)非限制性示例使用的手持設(shè)備，并示出了基本內(nèi)部組件。圖6是圖5的移動(dòng)無線通信設(shè)備的正視圖。圖7是示出了可用在所描述的圖1-6的移動(dòng)無線通信設(shè)備中的基本功能電路組件 的示意框圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對不同的實(shí)施例進(jìn)行更充分的描述，其中示出了優(yōu)選實(shí)施例。可 以闡述多種不同形式，并且描述的實(shí)施例不應(yīng)被解釋為限于這里闡述的實(shí)施例。更確切地說，提供這些實(shí)施例以使本發(fā)明詳細(xì)和完整，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)了范圍。類似 的數(shù)字始終表示類似的元件。根據(jù)非限制性的示例，分集天線可以被調(diào)諧以在非分集模式頻帶中產(chǎn)生交叉耦 合。當(dāng)移動(dòng)無線通信設(shè)備處于非分集模式頻帶中時(shí)，分集天線從主天線(如蜂窩天線)斷 開連接，例如通過使用在非分集頻帶中斷開分集天線的開關(guān)。在非分集模式下，連接變?yōu)殚_ 路。這在印制電路板(PCB)與外殼尺寸相同的情況下是有益的。在印制電路板比外殼小的 情況下，典型地，電纜將主天線和分集天線相連接，并且沿該電纜放置開關(guān)。在一個(gè)非限制性的示例中，為了傳導(dǎo)不同的負(fù)載阻抗，開關(guān)也可以將主天線連接 至不同的負(fù)載中。這用于增強(qiáng)主天線的性能。在這些非限制性的示例中，移動(dòng)無線通信設(shè) 備改變天線的調(diào)諧，以在特定頻帶上產(chǎn)生交叉耦合，同時(shí)還允許開關(guān)在分集天線將與主天 線產(chǎn)生交叉耦合的特定頻帶中斷開分集天線。圖1示出了移動(dòng)無線通信設(shè)備20內(nèi)部的頂視平面圖，該移動(dòng)無線通信設(shè)備20并 入了主天線22，例如在便攜外殼24的底部，該便攜外殼24包含比外殼小的印制電路板26。 電池區(qū)27提供包含電池的區(qū)域。在本示例中，主天線22是蜂窩天線并可以位于電路板26 上或是分離的。主天線22可以處于分離的板(例如天線板)上。印制電路板26承載多種 電路組件(如IC封裝)，一般在30處示出并作為非限制性的示例參照圖5-7在下文中進(jìn)一 步描述。其他電子組件一般在32處示出。本示例中的主天線22是蜂窩天線，在外殼的底 部示出并典型地作為多頻天線進(jìn)行操作。其可以具有唯一的幾何圖樣或其他配置。分集天 線34位于外殼24的另一端(頂端)。在該特定示例中，分集天線34由電纜40經(jīng)由電路 板上的相應(yīng)連接點(diǎn)41連接至主天線22。使用電纜40是因?yàn)橛≈齐娐钒?6比外殼24小。 用于將分集天線34從主天線22斷開的開關(guān)42在該局部視圖中所示的可能開關(guān)位置處示 出。每個(gè)開關(guān)42連接至負(fù)載44。在移動(dòng)無線通信設(shè)備20的本示例中，主天線22位于外殼24的底部，分集天線34 位于外殼的頂部。使用一個(gè)或多個(gè)開關(guān)42，來降低分集天線34和主天線22之間的輻射遠(yuǎn)場 的破壞性干擾，其中，開關(guān)42通過使分集天線以及任何關(guān)聯(lián)饋送網(wǎng)絡(luò)和電纜在工作于非分 集頻帶中時(shí)對于主天線來說電磁不可見，來將分集天線34從主天線22隔離。開關(guān)42還提 供了以下方式將分集天線改變?yōu)椴煌呢?fù)載阻抗44，從而潛在地增強(qiáng)主天線輻射性能。舉例來說，可能的開關(guān)42位置處于印制電路板26附近，或者處于連接至電纜40 的印制電路板上。在所示的本示例中，開關(guān)42連接至不同的負(fù)載阻抗44中，例如在印制電 路板上包含的或與分集天線處的開關(guān)相鄰的電路結(jié)構(gòu)。如前面提到的，該設(shè)備可以具有與外部外殼24大致相同尺寸的“底盤”或印制電 路板26。在該示例中，典型地，可能不需要電纜來與PCB上的電路相連接。另一個(gè)可能的配 置是具有與外部外殼24帶有顯著不同配置和尺寸的底盤或印制電路板26，例如圖1的示例 所示。在本示例中，分集天線34被形成為陣列，例如自適應(yīng)陣列天線，其可以是具有 有源元件的單個(gè)天線或者是可能由于不同條件持續(xù)存在而根據(jù)設(shè)計(jì)改變其組合輻射圖 (radiation pattern)的類似或不同天線的陣列。所描述的這些天線既可以用在發(fā)送配置 中又可用在接收配置中。圖2是具有夸大尺寸的設(shè)備20的內(nèi)部的局部圖，并示出了印制電路板26具有與外部外殼24大約相同的尺寸。在該特定示例中，每個(gè)分集天線34配備有開關(guān)42，該開關(guān) 42可以連接至在50處示出的主處理器或其他天線控制器，該主處理器和其他天線控制器 可以使用開關(guān)來開啟或關(guān)閉各個(gè)天線組件。開關(guān)42也可以是三向開關(guān)，以允許切換到不同 的負(fù)載阻抗。圖3是與圖2所示的局部圖類似的局部圖，其中印制電路板26的尺寸與外部外殼 24的尺寸顯著不同，并且，使用電纜40將分集天線34連接至印制電路板上的電路跡線。如 圖所示，開關(guān)42可以置于電纜40的印制電路板端處或者電纜的分集端處。圖3的使用這 種所描述的實(shí)施方式的可能物理位置在圖1中示出。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖1中在外殼24的相應(yīng)底部和頂部所示的主天線22和分集天線 34可以位于移動(dòng)無線通信設(shè)備內(nèi)的不同區(qū)域和位置處。此外，作為陣列的分集天線34可以 具有位于設(shè)備內(nèi)的外殼各處的多個(gè)不同元件，而不是如圖2和3所示的一起或相鄰的多個(gè) 不同元件。還可以使用不同的開關(guān)設(shè)計(jì)。例如，可以單獨(dú)形成微機(jī)電(MEMS)開關(guān)，或者可以 形成帶有不同組件且作為MEMS IC封裝的微機(jī)電開關(guān)。當(dāng)例如圖2所示使用電纜實(shí)現(xiàn)時(shí)， 單獨(dú)的MEMS設(shè)備可以并入并連接至電纜裝置。此外，作為開關(guān)的單獨(dú)MEMS設(shè)備可以位于 圖2或3所示的配置中任一個(gè)配置下的印制電路板上?？梢允褂冒▎为?dú)晶體管開關(guān)的其 他開關(guān)配置，而不是MEMS開關(guān)。其他開關(guān)也是可能的。三向開關(guān)可以用于切換至不同的負(fù) 載阻抗。圖4示出了根據(jù)非限制性操作方法的流程序列。首先，當(dāng)設(shè)備正在工作并受到分 集天線和主天線之間的交叉耦合的影響時(shí)，可以確定是否已出現(xiàn)問題(框60)。此時(shí)，可以 在非分集模式頻帶中調(diào)諧分集天線(框64)。當(dāng)設(shè)備處于非分集模式頻帶中時(shí)，系統(tǒng)使用開 關(guān)將分集天線從天線斷開(框68)。如果可能的問題仍存在，則系統(tǒng)可以將天線切換到不同 的負(fù)載(到不同的負(fù)載阻抗)，這增強(qiáng)了主天線的性能(框72)?，F(xiàn)在將關(guān)于圖5-7進(jìn)行簡要描述，圖5-7公開了移動(dòng)無線通信設(shè)備(例如手持便 攜蜂窩無線電)的示例，其可以作為非限制性的示例并入可與上述主天線22和分集天線34 一起使用的多種電路。圖5-7是多種不同類型的功能性電路組件及其互連的典型非限制性 示例，并與主天線和分集天線22、34 —起使用?，F(xiàn)在參照圖5，描述了移動(dòng)無線通信設(shè)備120(例如手持便攜蜂窩無線電)的示例， 作為可使用的示例移動(dòng)無線通信設(shè)備。該設(shè)備120示意性地包括具有上部146和下部147 的外殼121以及介電基板(即，電路板)167，例如傳統(tǒng)的印制電路板(PCB)基板，例如由外 殼承載。外殼蓋(未詳細(xì)示出)典型地覆蓋外殼的前部。以下使用的術(shù)語電路板167可以 指代任何介電基板、PCB、陶瓷基板或用于在移動(dòng)無線通信設(shè)備120內(nèi)承載信號(hào)電路和電子 組件的其他電路承載結(jié)構(gòu)。例如，所示的外殼121是固定殼，與用在很多蜂窩電話中的翻蓋 和滑蓋不同。然而還可以使用這些和其他外殼配置。在本示例中，電路板167與外殼121 的尺寸大致相同，因而，沒有使用將分集天線和開關(guān)149與主天線145相連接的電纜。電路148由電路板167 (例如，微處理器、存儲(chǔ)器、一個(gè)或多個(gè)無線收發(fā)器(例如蜂 窩、WLAN等))，電路板167包括RF電路，包括音頻和電源電路、任意鍵盤電路。應(yīng)當(dāng)理解，鍵 盤電路可以處于單獨(dú)的鍵盤等上，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所能理解的。優(yōu)選地，電池(未示出) 也由外殼121承載，以向電路148供電。術(shù)語RF電路可以包括可共同操作的RF收發(fā)器電路、電源電路和音頻電路。與圖1所示類似，在該非限制性實(shí)施例中，電路板在外殼下端承 載主天線145并在外殼上端承載分集天線149。在本示例中，分集天線149是自適應(yīng)陣列天 線，并通過適當(dāng)?shù)碾娐粉E線(例如，包含在電路板內(nèi))連接至主天線145，并通過多個(gè)組件來 進(jìn)行操作，這些組件包括用于控制開關(guān)的微控制器和用于分集天線的天線組件。本示例中 的分集天線149可以由例如圖2的示例所示的、均配備有開關(guān)的各個(gè)天線元件形成。此外，音頻輸出換能器(例如揚(yáng)聲器)由外殼121的上部146承載并連接至電路 148。優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)用戶輸入接口設(shè)備(例如鍵區(qū)(鍵盤)123(圖6))也由外殼121 承載并連接至電路148。這里使用的術(shù)語鍵區(qū)123也指代術(shù)語鍵盤，其指示具有公知的字 母和/或數(shù)字鍵的用戶輸入設(shè)備以及包括多次敲擊或預(yù)測輸入模式的其他實(shí)施例。用戶輸 入接口設(shè)備的其他示例包括軌跡球137和可位于外殼左側(cè)和右側(cè)的便捷鍵136。當(dāng)然，應(yīng) 當(dāng)理解，在其他實(shí)施例中可以使用其他用戶輸入接口設(shè)備(例如，觸筆或觸摸屏界面)。此 外，可以使用其他輸入接口設(shè)備，例如靜音/待機(jī)鍵、音量鍵或其他菜單。外殼可以并入頭 戴式耳機(jī)墊、USB端口、媒體卡槽以及其他類似按鍵或輸入。優(yōu)選地，主天線(或蜂窩天線)145 (例如GSM天線)位于外殼的下部147處(圖 5)，并可以被形成為制成物理上形成天線的天線電路的導(dǎo)電跡線的模式。其他天線配置可 以用作非限制性示例。在主電路板167上，該主天線145連接至電路148。在一個(gè)非限制性 示例中，主天線145可以是在從外殼下部的主電路板延伸的天線電路板上形成的。此外，可 以使用單獨(dú)的鍵盤電路板。當(dāng)然，在某些情況下，任何單獨(dú)的天線板可以用于每一個(gè)天線， 例如主天線和分集天線149，或者二者置于單獨(dú)的電路板上且彼此分離。其他組件可以置 于分離的板上，例如，任何換能器(如揚(yáng)聲器和麥克風(fēng))可以安裝在分離的板上。在本示例 中，分集天線149位于遠(yuǎn)離主天線145處，因而，將主天線145放置在外殼的底部并將分集 天線149放置在外殼的頂部。更具體地，典型地，用戶將握住外殼121的上部至與他的頭部非常近的位置，使得 任何音頻輸出換能器直接緊靠他的耳朵。但是，音頻輸入換能器(即，麥克風(fēng))所處的外殼 121下部147不需要直接緊靠用戶的嘴，并可以被握在遠(yuǎn)離用戶的嘴的位置。即，將音頻輸 入換能器握在緊靠用戶嘴的位置可能不僅對用戶來說是不舒服的，而且在某些情況下也可 能使用戶的語音失真。將主天線145置于鄰近外殼121下部147的另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)在于，這可以使由于 用戶的手的阻擋而對天線性能的影響較小。用戶通常向著電話外殼的上部居中位置握住電 話，因而相比于鄰近外殼121下部147安裝的天線，用戶更可能將他們的手放到這樣的天線 上。相應(yīng)地，通過將主天線145置于鄰近外殼121下部147處，可以得到更可靠的性能。這種配置的另一優(yōu)點(diǎn)在于，其針對要在外殼上部146承載的一個(gè)或多個(gè)輔助輸入 /輸出(I/O)設(shè)備150提供更多空間。此外，通過將主天線145與輔助I/O設(shè)備150分離， 可以減小它們之間的干擾。輔助I/O設(shè)備150的示例可以包括除了分集天線以外的另一天線，例如，用于提供 WLAN通信能力的WiFi或WLAN (例如藍(lán)牙、IEEE802. 11)天線和/或用于提供定位能力的衛(wèi) 星定位系統(tǒng)(例如GPS、Galileo等)天線，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的那樣。輔助I/O設(shè) 備150的其他示例包括第二音頻輸出換能器(例如，用于揚(yáng)聲器電話操作的揚(yáng)聲器)、以及 用于提供數(shù)字?jǐn)z像機(jī)能力的攝像機(jī)鏡頭、電氣設(shè)備連接器(例如USB、頭戴式耳機(jī)、安全數(shù)字(SD)或存儲(chǔ)卡等等)。應(yīng)當(dāng)注意，這里使用的用于輔助I/O設(shè)備150的術(shù)語“輸入/輸出”是指這種設(shè)備 可以具有輸入和/或輸出能力，這種設(shè)備不需要在所有的實(shí)施例中將這兩種功能都提供。 即，例如，諸如攝像機(jī)鏡頭之類的設(shè)備可以僅接收光輸入，而頭戴式耳機(jī)插孔可以僅提供音 頻輸出。設(shè)備120還示意性地包括顯示器122(圖6)，例如，由外殼121承載且連接至電路 148 (圖5)的液晶顯示器(IXD)。便捷鍵136和軌跡球137也可以連接至電路148，以允許 用戶對菜單、文本等進(jìn)行導(dǎo)航，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的那樣。在某些實(shí)例中，軌跡球137 也可以稱為“拇指輪”或“軌跡輪”，并位于不同的位置。鍵區(qū)123示意性地包括多個(gè)多符號(hào) 鍵124，其中每一個(gè)上具有多個(gè)相應(yīng)符號(hào)的標(biāo)記。鍵區(qū)123還示意性地包括交替功能鍵125、 空格鍵127、換擋鍵128、返回鍵(或回車鍵)129以及退格鍵/刪除鍵130。在首先按下或驅(qū)動(dòng)交替功能鍵125時(shí)，也可以使用一些鍵來輸入“*”符號(hào)。類似 地，在一些示例中，在首先驅(qū)動(dòng)交替功能鍵125，可以使用空格鍵127、換擋鍵128和退格鍵 130來分別輸入“0”和“#”。鍵區(qū)123可以包括退出鍵、結(jié)束或電源鍵以及便捷鍵(S卩，菜 單)，以用于訪問擴(kuò)大的家庭屏幕并進(jìn)行蜂窩電話呼叫。這些鍵中的許多鍵可以位于不同的 位置。此外，每個(gè)鍵124上的符號(hào)被布置在頂行和底行中。在本示例鍵盤中，當(dāng)用戶在沒 有首先按下交替功能鍵125的情況下按下鍵124時(shí)，輸入底行中的符號(hào)，而通過首先按下交 替功能鍵來輸入頂行符號(hào)。如圖6所示，多符號(hào)鍵124被布置在鍵區(qū)123上的行中。此外， 鍵124中的每一個(gè)上的字母符號(hào)被布置為定義QWERTY布局。即，鍵區(qū)123上的字母以三行 的格式呈現(xiàn)，其中每一行的字母的順序和相對位置與標(biāo)準(zhǔn)QWERTY鍵區(qū)中相同。鍵的每一行 可以被布置為列。相應(yīng)地，舉例來說，有利地，所描述的移動(dòng)無線通信設(shè)備120不僅可以用作傳統(tǒng)的 蜂窩電話，而且可以方便地用于在蜂窩網(wǎng)絡(luò)或其他網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)，例如互聯(lián) 網(wǎng)和電子郵件數(shù)據(jù)。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中也可以使用其他鍵區(qū)配置。多次敲擊或預(yù)測輸 入模式可以用于鍵入電子郵件等等，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的那樣。主天線145和分集天線149 一起作為多頻帶天線系統(tǒng)而工作，其在多個(gè)工作頻率 上提供增強(qiáng)的發(fā)送和接收特性。更具體地，天線被設(shè)計(jì)為在一個(gè)相對較寬的帶寬和多個(gè)頻 帶(例如，不同的蜂窩頻帶)上提供高增益、期望的阻抗匹配，并滿足可應(yīng)用的SAR需求。例 如，天線可以在5個(gè)頻帶上工作，例如850MHz的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)頻帶(GSM 850)、 900MHz的GSM頻帶、DCS頻帶、PCS頻帶和WCDMA頻帶(即，高達(dá)大約2100MHz)(或CDMA 850/1900)，盡管如上所述其也可以用于其他頻帶/頻率。為了節(jié)省空間，有利地，主天線 145可以以三維實(shí)現(xiàn)，盡管其也可以在二維或平面實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。圖5和圖6所示的移動(dòng)無線通信設(shè)備可以并入電子郵件和消息收發(fā)帳戶，并提供 不同功能，例如編寫電子郵件、PIN消息和SMS消息。該設(shè)備可以通過可通過選擇消息圖標(biāo) 而檢索到的適當(dāng)菜單來管理消息。地址簿功能可以添加聯(lián)系人，允許管理地址簿，設(shè)置地址 簿選項(xiàng)，以及管理SIM卡電話簿。電話菜單可以允許使用不同電話特性來發(fā)出和應(yīng)答電話 呼叫，管理電話呼叫記錄，設(shè)置電話選項(xiàng)，以及查看電話信息。瀏覽器應(yīng)用程序可以允許瀏 覽網(wǎng)頁，配置瀏覽器，添加書簽，以及改變?yōu)g覽器選項(xiàng)。其他應(yīng)用程序可以包括任務(wù)、記事簿、計(jì)算器、鬧鐘和游戲、以及帶有多種參考的手持選項(xiàng)。可以選擇日歷圖標(biāo)來輸入可用于建立和管理諸如會(huì)議或約會(huì)之類的事件的日歷 程序。日歷程序可以是允許組織器建立事件(如約會(huì)或會(huì)議)的任意類型的消息收發(fā)或約 會(huì)/會(huì)議程序。在以下參照圖7的示例中進(jìn)一步描述可在圖1-6的示例移動(dòng)無線通信設(shè)備120中 使用的各個(gè)功能組件的非限制性示例。設(shè)備120示意性地包括外殼220、鍵區(qū)240和輸出設(shè) 備260。優(yōu)選地，所示的輸出設(shè)備260是顯示器，其優(yōu)選地是全圖形IXD。備選地，可以使用 其他類型的輸出設(shè)備。處理設(shè)備280包含在外殼220內(nèi)并耦合在鍵區(qū)240與顯示器260之 間。響應(yīng)于用戶對鍵區(qū)240的鍵的驅(qū)動(dòng)，處理設(shè)備280控制顯示器260的操作以及移動(dòng)設(shè) 備120的總體操作。外殼220可以垂直地加長，或者可以呈現(xiàn)出其他尺寸和形狀(包括翻蓋外殼結(jié) 構(gòu))。鍵區(qū)可以包括模式選擇鍵或者用于在文本輸入與電話輸入之間進(jìn)行切換的其他硬件 或軟件。除了處理設(shè)備280以外，圖7還示意性地示出了移動(dòng)設(shè)備120的其他部件。這些 部件包括通信子系統(tǒng)201 ；短距離通信子系統(tǒng)202 ；鍵區(qū)240和顯示器260，以及其他輸入 /輸出設(shè)備206、208、210和212 ；以及存儲(chǔ)設(shè)備216、218和各種其他設(shè)備子系統(tǒng)221。優(yōu)選 地，移動(dòng)設(shè)備120是具有語音和數(shù)據(jù)通信能力的雙向RF通信設(shè)備。此外，優(yōu)選地，移動(dòng)設(shè)備 120具有經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信的能力。優(yōu)選地，由處理設(shè)備280執(zhí)行的操作系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)于永久性存儲(chǔ)器(如閃存216) 中，但也可以存儲(chǔ)于其他類型的存儲(chǔ)設(shè)備(如只讀存儲(chǔ)器(ROM)或類似的存儲(chǔ)元件)中。此 外，可以將系統(tǒng)軟件、專用設(shè)備應(yīng)用程序、或其部分臨時(shí)加載到易失性存儲(chǔ)器(如隨機(jī)存取 存儲(chǔ)器(RAM)218)中。還可以將移動(dòng)設(shè)備接收到的通信信號(hào)存儲(chǔ)在RAM218中。除了其操作系統(tǒng)功能以外，處理設(shè)備280還可以執(zhí)行設(shè)備120上的軟件應(yīng)用程序 230A-230N?？梢栽谥圃炱陂g在移動(dòng)設(shè)備120上安裝對基本設(shè)備操作進(jìn)行控制的預(yù)定軟件 應(yīng)用程序集合，如數(shù)據(jù)和語音通信230A和230B。此外，可以在制造期間安裝個(gè)人信息管理 器(PIM)應(yīng)用程序。優(yōu)選地，PIM能夠組織并管理諸如電子郵件、日歷事件、語音郵件、約會(huì) 以及任務(wù)項(xiàng)目之類的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。優(yōu)選地，PIM應(yīng)用程序還能夠經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)241發(fā)送和接 收數(shù)據(jù)項(xiàng)目。優(yōu)選地，經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)241將PIM數(shù)據(jù)項(xiàng)目與同主機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一起存儲(chǔ)的 或同主機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的設(shè)備用戶相應(yīng)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行無縫整合、同步和更新。通過移動(dòng)子系統(tǒng)201以及可能地通過短距離通信子系統(tǒng)來執(zhí)行包括數(shù)據(jù)和語音 通信在內(nèi)的通信功能。通信子系統(tǒng)201包括接收器250、發(fā)送器252以及一個(gè)或多個(gè)天線 254和256。此外，通信子系統(tǒng)201還包括處理模塊，如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 258和本地振 蕩器(L0s)261。通信子系統(tǒng)201的具體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)依賴于移動(dòng)設(shè)備120要在其中操作的通 信網(wǎng)絡(luò)。例如，移動(dòng)設(shè)備120可以包括通信子系統(tǒng)201，被設(shè)計(jì)為與Mobitex 、DataTAC 或通用分組無線服務(wù)(GPRS)移動(dòng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)一起工作，并且還被設(shè)計(jì)為與諸如AMPS、 TDMA、CDMA、PCS、GSM等多種語音通信網(wǎng)絡(luò)中的任一種一起工作。還可以與移動(dòng)設(shè)備120 — 起使用其他類型的數(shù)據(jù)和語音網(wǎng)絡(luò)(單獨(dú)的和集成的)。網(wǎng)絡(luò)接入需求根據(jù)通信系統(tǒng)的類型而變化。例如，在Mobitex和DataTAC網(wǎng)絡(luò)中， 使用與每個(gè)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的唯一個(gè)人標(biāo)識(shí)號(hào)或PIN將移動(dòng)設(shè)備注冊到網(wǎng)絡(luò)上。然而，在GPRS網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)接入與設(shè)備的訂戶或用戶相關(guān)聯(lián)。因此，GPRS設(shè)備需要訂戶標(biāo)識(shí)模塊(一般 稱作SIM卡)，以在GPRS網(wǎng)絡(luò)上工作。當(dāng)完成了所需的網(wǎng)絡(luò)注冊和激活過程時(shí)，移動(dòng)設(shè)備120可以在通信網(wǎng)絡(luò)241上發(fā) 送和接收通信信號(hào)。將由天線254從通信網(wǎng)絡(luò)241接收到的信號(hào)路由至接收器250，接收器 250提供信號(hào)放大、下變頻、濾波、信道選擇等，并且還可以提供模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換。接收信號(hào) 的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換允許DSP 258執(zhí)行更復(fù)雜的通信功能，如解調(diào)和解碼。以類似的方式，處 理器258對要發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)241的信號(hào)進(jìn)行處理(例如，調(diào)制和編碼)，然后該信號(hào)被提供給 發(fā)送器252以進(jìn)行數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換、上變頻、濾波、放大以及經(jīng)由天線256發(fā)送至通信網(wǎng)絡(luò) 241(或多個(gè)網(wǎng)絡(luò))。除了處理通信信號(hào)以外，DSP 258還提供對接收器250和發(fā)送器252的控制。例 如，可以通過在DSP 258中實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)增益控制算法來自適應(yīng)地控制應(yīng)用于接收器250和 發(fā)送器252中通信信號(hào)的增益。在數(shù)據(jù)通信模式下，接收信號(hào)(如文本消息或網(wǎng)頁下載)由通信子系統(tǒng)201處理， 并被輸入至處理設(shè)備280。然后，處理設(shè)備280對接收信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步處理，以輸出至顯示 器260或備選地輸出至某種其他輔助I/O設(shè)備206。設(shè)備用戶還可以使用鍵區(qū)240和/或 某種其他輔助I/O設(shè)備206 (如，觸墊、搖臂開關(guān)、姆指輪或某種其他類型的輸入設(shè)備)來編 寫諸如電子郵件消息之類的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。然后，可以經(jīng)由通信子系統(tǒng)201在通信網(wǎng)絡(luò)241上 發(fā)送所編寫的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。在語音通信模式下，設(shè)備的總體操作實(shí)質(zhì)上與數(shù)據(jù)通信模式下類似，不同之處在 于將接收信號(hào)輸出至揚(yáng)聲器210，并且由麥克風(fēng)212來產(chǎn)生用于發(fā)送的信號(hào)。還可以在移動(dòng) 設(shè)備120上實(shí)現(xiàn)備選的語音或音頻I/O子系統(tǒng)，如語音消息記錄子系統(tǒng)。此外，在語音通信 模式下還可以使用顯示器260來例如顯示呼叫方的標(biāo)識(shí)、語音呼叫的持續(xù)時(shí)間、或其他與 語音呼叫相關(guān)的信息。任何短距離通信子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)設(shè)備120與其他鄰近系統(tǒng)或設(shè)備(不需要一定 是類似的設(shè)備)之間的通信。例如，短距離通信子系統(tǒng)可以包括紅外設(shè)備及關(guān)聯(lián)電路和組 件或Bluetooth 通信模塊，以提供與以類似方式實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)和設(shè)備的通信。應(yīng)當(dāng)理解，作為非限制性示例，GSM是一種優(yōu)選的通信系統(tǒng)，其使用的無線接口可 以具有大約25MHz帶寬的上行頻帶和下行頻帶，典型地被細(xì)分為124個(gè)載波頻率信道，每個(gè) 分隔大約200KHZ。時(shí)分復(fù)用可以用于使每射頻信道有8個(gè)話音信道，給定8個(gè)無線時(shí)隙和 8個(gè)突發(fā)周期被分組為所謂的TDMA幀。例如，在一個(gè)非限制性示例中，信道數(shù)據(jù)速率可以大 約是270. 833Kbps，幀持續(xù)時(shí)間大約是4. 615毫秒(MS)。輸出功率可以從大約1瓦特到大 約2瓦特變化。線性預(yù)測編碼(LPC)也可以用于降低比特速率，并提供濾波器的參數(shù)以利用以大 約13Kbps編碼的話音來模擬音軌?？梢栽贕SM網(wǎng)絡(luò)中使用四種不同大小的小區(qū)，包括宏小 區(qū)、微小區(qū)、微微小區(qū)、傘形小區(qū)。在宏小區(qū)中，基站天線可以安裝在高于平均屋頂級(jí)的主要 建筑物上。在微小區(qū)中，天線高度可以低于平均屋頂級(jí)，并可以用在城市區(qū)域內(nèi)。典型地， 微小區(qū)具有大約幾十米的直徑，并可以在室內(nèi)使用。傘形小區(qū)可以覆蓋陰影區(qū)域或更小的 小區(qū)。典型地，根據(jù)天線高度、增益和傳播條件，被天線覆蓋的、GSM規(guī)范的最長距離大約是 22英里。
GSM系統(tǒng)典型地包括基站子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和切換子系統(tǒng)以及通用分組無線服務(wù) (GPRS)核心網(wǎng)。訂戶標(biāo)識(shí)模塊(SIM)通常在通信設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，例如，公知的SIM卡，與包含 用戶的預(yù)訂信息和電話簿在內(nèi)的智能卡類似。用戶也可以通過改變SIM來切換手持裝置或 改變運(yùn)營商。GSM信令協(xié)議具有3個(gè)一般層。層1是物理層，使用在空中接口之上的信道結(jié)構(gòu)。 層2是數(shù)據(jù)鏈路層。層3是信令協(xié)議，包括三個(gè)子層。這些子層包括無線資源管理子層， 用于控制無線和固定信道的設(shè)置、維持和終止，包括切換。移動(dòng)性管理子層管理位置更新和 注冊過程并保護(hù)認(rèn)證。連接管理子層處理一般呼叫控制并管理附加服務(wù)和短消息服務(wù)。不 同實(shí)體(例如歸屬位置寄存器(HLR)和訪問位置寄存器(VLR))之間的信令可以通過在7 號(hào)信令系統(tǒng)頂層的事務(wù)處理能力應(yīng)用部分(TCAP)上構(gòu)建的移動(dòng)應(yīng)用部分(MAP)來實(shí)現(xiàn)。無線資源管理(RRM)子層可以監(jiān)視移動(dòng)臺(tái)與MSE之間的無線和固定鏈路建立。還可以使用增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)(EDGE)，作為對通用分組無線服務(wù)(GPRS)網(wǎng) 絡(luò)的增強(qiáng)。EDGE可以針對不同的調(diào)制和編碼方案使用8相移鍵控(8PSK)和高斯最小移位 鍵控(GMSK)?？梢葬槍γ總€(gè)改變的載波相位產(chǎn)生3比特字。速率適配算法可以根據(jù)無線信 道的質(zhì)量以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋忍厮俾屎汪敯粜詠聿捎谜{(diào)制和編碼方案(MCS)。典型地，對基站 進(jìn)行修改以供EDGE使用。具有在上文描述和相關(guān)附圖中的教導(dǎo)得出的有益效果的本發(fā)明的很多變形和其 他實(shí)施例是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的。因而，可以理解的是，本發(fā)明不局限于所揭示的具 體實(shí)施例，并且變形例和實(shí)施例都落在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種移動(dòng)無線通信設(shè)備，包括便攜手持外殼；由便攜手持外殼承載的電路板和由電路板承載的RF電路；分集天線和主天線，由便攜手持外殼承載，耦合至RF電路并一起工作，其中RF電路將分集天線調(diào)諧至分集通信頻帶中，以實(shí)現(xiàn)與主天線一起工作的分集模式，并且當(dāng)工作在分集通信頻帶中時(shí)發(fā)生了從分集天線至主天線的交叉耦合時(shí)，RF電路將分集天線調(diào)諧至非分集通信頻帶中；以及開關(guān)，由便攜手持外殼承載，連接至RF電路并耦合在分集天線和主天線之間，當(dāng)工作在非分集通信頻帶中時(shí)，所述開關(guān)斷開分集天線，以防止從分集天線至主天線的交叉耦合。
2.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)無線通信設(shè)備，其中便攜手持外殼還包括上部和下部，所 述分集天線位于外殼的上部，所述主天線位于外殼的下部。
3.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)無線通信設(shè)備，其中所述分集天線包括陣列天線，所述陣 列天線包括多個(gè)天線元件。
4.如權(quán)利要求3所述的移動(dòng)無線通信設(shè)備，其中所述開關(guān)包括多個(gè)開關(guān)，并且每個(gè)天 線元件包括相應(yīng)的開關(guān)，所述相應(yīng)的開關(guān)被控制以單獨(dú)地開啟和關(guān)閉所選擇的天線元件， 以改變所述陣列天線的組合輻射圖。
5.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)無線通信設(shè)備，其中所述開關(guān)包括微機(jī)電(MEMS)開關(guān)。
6.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)無線通信設(shè)備，其中所述電路板被配置為實(shí)質(zhì)上在尺寸 上符合便攜手持外殼，所述分集天線包括由所述電路板承載且包括多個(gè)天線元件的天線陣 列，所述開關(guān)包括多個(gè)開關(guān)，每個(gè)天線元件包括相應(yīng)的開關(guān)，所述相應(yīng)的開關(guān)被控制以單獨(dú) 地開啟和關(guān)閉所選擇的、形成陣列天線的天線元件，以改變所述陣列天線的組合輻射圖。
7.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)無線通信設(shè)備，其中所述電路板被配置為實(shí)質(zhì)上在尺寸上 與便攜手持外殼不同，所述主天線由所述電路板承載，并且，所述移動(dòng)無線通信設(shè)備還包括 與分集天線和電路板相連接且與主天線一起工作的電纜。
8.如權(quán)利要求7所述的移動(dòng)無線通信設(shè)備，其中所述開關(guān)位于電纜連接至電路板的末 端，或者位于電纜連接至分集天線的末端。
9.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)無線通信設(shè)備，還包括具有不同阻抗的負(fù)載，所述負(fù)載連 接至所述開關(guān)，以在所述開關(guān)切換至所述負(fù)載時(shí)傳導(dǎo)不同的負(fù)載阻抗。
10.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)無線通信設(shè)備，還包括顯示器和用戶輸入設(shè)備，所述顯示 器和用戶輸入設(shè)備都由所述便攜手持外殼承載并連接至RF電路。
11.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)無線通信設(shè)備，其中所述主天線工作在全球移動(dòng)系統(tǒng) (GSM)通信頻帶中的頻率處。
12.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)無線通信設(shè)備，其中便攜手持外殼包括上部和下部，所 述主天線由電路板承載，位于外殼的下部，耦合至RF電路并被配置為進(jìn)行多頻蜂窩電話通 信，包括全球移動(dòng)系統(tǒng)(GSM)通信頻帶中的頻率；所述分集天線被形成為陣列天線并由便 攜手持外殼承載，位于便攜手持外殼的上部，并耦合至RF電路。
13.一種操作移動(dòng)無線通信設(shè)備的方法，其中所述移動(dòng)無線通信設(shè)備包括便攜手持 外殼；由便攜手持外殼承載的電路板；由電路板承載的RF電路；以及分集天線和主天線，由 便攜手持外殼承載，耦合至RF電路并一起工作，其中所述方法包括將分集天線調(diào)諧至分集通信頻帶中以實(shí)現(xiàn)與主天線一起工作的分集模式； 當(dāng)工作在分集通信頻帶中時(shí)發(fā)生了從分集天線至主天線的交叉耦合時(shí)，將分集天線調(diào) 諧至非分集通信頻帶中；以及當(dāng)工作在非分集通信頻帶中時(shí)，斷開分集天線，以防止從分集天線至主天線的交叉耦合.
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括將分集天線切換至不同的負(fù)載阻抗。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括所述主天線被形成為具有各個(gè)天線元件的陣 列天線，以及單獨(dú)地開啟和關(guān)閉所選擇的天線元件以改變陣列天線的組合輻射圖。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有分集天線系統(tǒng)的移動(dòng)無線通信設(shè)備及相關(guān)方法。本發(fā)明公開了一種移動(dòng)無線通信設(shè)備，具有便攜手持外殼。電路板由便攜手持外殼承載。RF電路由電路板承載。分集天線和主天線由便攜手持外殼承載，耦合至RF電路并一起工作。RF電路將分集天線調(diào)諧至分集通信頻帶中以實(shí)現(xiàn)與主天線一起工作的分集模式，并且當(dāng)工作在分集通信頻帶中已發(fā)生從分集天線至主天線的交叉耦合時(shí)，RF電路將分集天線調(diào)諧至非分集通信頻帶中。開關(guān)由便攜手持外殼承載，連接至RF電路并耦合在分集天線和主天線之間，當(dāng)工作在非分集通信頻帶中時(shí)斷開分集天線，以防止從分集天線至主天線的交叉耦合。
文檔編號(hào)H04M1/02GK101848020SQ20101017099
公開日2010年9月29日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日
發(fā)明者喬舒亞·翁, 滿英彤, 艾德里安·M·庫克, 齊亦紅 申請人:捷訊研究有限公司