專利名稱：：智能型傳輸天線選擇方法與通訊裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明是關于一種智能型傳輸天線選擇方法，特別關于一種用以根據下行鏈路信號品質選擇傳輸天線的智能型傳輸天線選擇方法與通訊裝置。
背景技術：
：可攜式無線通訊裝置，例如移動通訊裝置、手機、個人數字助理(PersonalDigitalAssistants,PDA)、平板電腦、以及其它相關產品，通常需要有效率地以不同的功率傳送信息。因此，射頻(RadioFrequency，簡稱RF)傳送機的功率放大器必需產生大范圍的輸出功率用以傳送信息，并同時維持操作范圍的吞吐效率。傳統(tǒng)技術中，在多輸入多輸出(Multiple-Input-Multiple-Output，簡稱ΜΙΜΟ)的系統(tǒng)中，當使用天線分集(antennadiversity)時，信號功率可被增加(例如，加倍)。然而，當在一個信號處理路徑上的信號嚴重折損時，便無法獲得使用多個功率放大器的好處，而浪費輸出功率。因此，需要一種智能型傳輸天線選擇方法，用以動態(tài)地根據通道特性選擇最佳的傳輸天線。
發(fā)明內容有鑒于此，本發(fā)明提供可動態(tài)地根據下行鏈路信號品質選擇傳輸天線的智能型傳輸天線選擇方法與通訊裝置。本發(fā)明提供的一種通訊裝置，包括多個天線、無線收發(fā)機模塊、天線選擇裝置以及處理器。多個天線用以接收下行鏈路信號，以及傳送上行鏈路信號。無線收發(fā)機模塊用以自多個天線接收下行鏈路信號，以及將上行鏈路信號傳送至天線選擇裝置。天線選擇裝置耦接于多個天線與無線收發(fā)機模塊之間，用以自無線收發(fā)機模塊接收即將要被傳送的上行鏈路信號，并且根據一天線選擇信號動態(tài)地將上行鏈路信號傳送至多個天線中的一者。處理器用以自無線收發(fā)機模塊接收下行鏈路信號、計算下行鏈路信號的短期信號品質，并且根據短期信號品質產生天線選擇信號。本發(fā)明提供的一種智能型傳輸天線選擇方法，包括自多個天線接收下行鏈路信號；估計下行鏈路信號所通過的通道的通道特性；根據通道特性決定一天線切換周期與一平均方式；根據平均方式計算于天線切換周期內接收到的下行鏈路信號的短期信號品質；以及根據短期信號品質選擇所述多個天線中的一者用以傳送上行鏈路信號。相較于先前技術，本發(fā)明提供的智能型傳輸天線選擇方法及通訊裝置可動態(tài)地根據下行鏈路信號品質選擇傳輸天線，藉此可選擇到最佳的傳輸天線，不僅可有效改善上行鏈路效能，并可達到節(jié)省或增加傳輸功率并維持信號品質的功效。圖1是顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的通訊裝置方塊圖。圖2是顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的具有一天線選擇裝置耦接其中的通訊裝置的方塊圖。圖3是顯示根據本發(fā)明的另一實施例所述的具有一天線選擇裝置耦接其中的通訊裝置的方塊圖。圖4是顯示根據本發(fā)明的另一實施例所述的具有一天線選擇裝置耦接其中的通訊裝置的方塊圖。圖5是顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的分時多工系統(tǒng)的上行鏈路與下行鏈路的傳送與接收排程。圖6a是顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的于不同的移動速率下所得到的分集增益實驗結果。圖6b是顯示根據本發(fā)明的另一實施例所述的于不同的移動速率下所得到的分集增益實驗結果。圖7a是顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的于不同的RSSI差異下所得到的分集增益實驗結果。圖7b是顯示根據本發(fā)明的另一實施例所述的于不同的RSSI差異下所得到的分集增益實驗結果。圖8是顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的智能型傳輸天線選擇方法流程圖。附圖標號100通訊裝置；101基頻模塊；102無線收發(fā)機模塊；103、203、303、403射頻信號處理電路；104、105天線；110處理器；231、232開關；233、234、235、332、334、PA功率放大器；236、336、436天線選擇裝置；435正交功率放大器；DL下行鏈路區(qū)間；Fl......Fn、F(n+1)訊框；P1、P2天線切換周期；S802、S804、S806、S808、S810步驟；Ssel信號；UL上行鏈路區(qū)間；VAlO、VA20、VA30、VA40、VA50、VA60移動速率。具體實施例方式為使本發(fā)明的制造、操作方法、目標和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉幾個較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下實施例圖1是顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的通訊裝置方塊圖。通訊裝置100包括一基頻模塊101、一無線收發(fā)機模塊102、一射頻(RadioFrequency，簡稱RF)信號處理電路103以及多個天線104與105。天線104與105用以自無線接口(airinterface)接收下行鏈路(downlink)信號，以及傳送上行鏈路(uplink)信號至無線接口。射頻信號處理電路103包括一或多個傳送/接收(transmit/receive，簡稱T/R)開關，用以于無線收發(fā)機模塊102以及天線104與105之間切換上行鏈路路徑以及下行鏈路路徑，以及包括一或多個功率放大器，用以放大即將被傳送至無線接口的上行鏈路信號以及放大自天線接收到的下行鏈路信號。無線收發(fā)機模塊102接收下行鏈路信號，并且降頻轉換下行鏈路信號以傳送給基頻模塊101，或自基頻模塊101接收上行鏈路信號，并且升頻轉換自基頻模塊101接收到的上行鏈路信號用以傳送至無線接口。無線收發(fā)機模塊102可包括多個硬件裝置，以執(zhí)行射頻轉換。例如，無線收發(fā)機模塊102可包括一混頻器，用以將信號乘上震蕩于無線通訊系統(tǒng)的一發(fā)射頻率的一載波?；l模塊101可包括至少一處理器110以及用以執(zhí)行信號處理的多個硬件裝置，包括類比至數字轉換/數字至類比轉換、增益調整、調變/解調變、編碼/解碼等。圖2是顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的具有一天線選擇裝置耦接其中的通訊裝置的方塊圖。如圖2所示，射頻信號處理電路203包括傳送/接收開關231與232、于下行鏈路路徑上的功率放大器233與234、于上行鏈路上的功率放大器235以及耦接于無線收發(fā)機模塊102與天線104以及105之間的天線選擇裝置236。傳送/接收開關231與232用以選擇性將天線104與105連接至上行鏈路路徑或下行鏈路路徑。位于下行鏈路路徑上的功率放大器233與234用以放大接收自天線104與105的下行鏈路信號，而位于上行鏈路路徑上的功率放大器235用以放大即將被傳送的上行鏈路信號。于本發(fā)明的實施例中，天線選擇裝置236用以自功率放大器235接收放大過且即將被傳送的上行鏈路信號，并且動態(tài)地根據一天線選擇信號Ssa將上行鏈路信號傳送至天線104與105中的一者。圖3是顯示根據本發(fā)明的另一實施例所述的具有一天線選擇裝置耦接其中的通訊裝置的方塊圖。如圖3所示，在上行鏈路路徑上，射頻信號處理電路303包括耦接于無線收發(fā)機模塊102與功率放大器332與334之間的天線選擇裝置336。同樣地，天線選擇裝置336用以自無線收發(fā)機模塊102接收即將被傳送的上行鏈路信號，并且動態(tài)地根據一天線選擇信號Ssa將上行鏈路信號傳送至功率放大器332與334中的一者，以及天線104與105中的一者。圖4是顯示根據本發(fā)明的另一實施例所述的具有一天線選擇裝置耦接其中的通訊裝置的方塊圖。如圖4所示，于上行鏈路路徑上，射頻信號處理電路403包括耦接于無線收發(fā)機模塊102與正交功率放大器435之間的一天線選擇裝置436。同樣地，天線選擇裝置436用以自無線收發(fā)機模塊102接收即將被傳送的上行鏈路信號，并且動態(tài)地根據一天線選擇信號Ssa將上行鏈路信號傳送至天線104與105中的一者。于一些實施例中，天線選擇裝置236、336與436可以簡易地以開關裝置實施。然而，于本發(fā)明的其它實施例中，天線選擇裝置236、336與436也可以任何可執(zhí)行大體相同功能或達到大體相同結果的裝置實施，而本發(fā)明并不限于任一種實施方式。根據本發(fā)明的一實施例，處理器110可先計算長期的下行鏈路信號品質差異以及/或通道特性，用以決定一天線切換周期以及一平均方式。待天線切換周期與平均方式被決定后，處理器110可進一步根據平均方式于天線切換周期內計算短期的下行鏈路信號品質。根據計算出的短期下行鏈路信號品質，處理器110可選擇一條最佳的上行鏈路路徑，用以傳送上行鏈路信號，并根據選擇結果產生天線選擇信號，用以控制天線選擇裝置(例如，圖中所示的天線選擇裝置236、336與436)的操作。值得注意的是，于本發(fā)明的一些實施例中，長期的下行鏈路信號品質差異與通道特性可持續(xù)地由處理器110計算與估計。因此，根據長期的下行鏈路信號品質差異以及/或通道特性所決定出的天線切換周期與平均方式可于每個天線切換周期被更新。根據本發(fā)明的一實施例，處理器110可根據接收自不同天線的下行鏈路信號計算不同天線之間的接收信號強度指標(ReceivedSignalStrengthIndicator，簡稱RSSI)差異、信號與噪聲比例(signaltonoiseratio，簡稱SNI)差異、載波與干擾以及噪聲的比例(carriertointerferenceandnoiseratio，簡稱CINR)差異、或其結合(例如，當RSSI大于一既定臨界值時，處理器110計算RSSI，否則，處理器110計算SNR)等，用以得到長期的下行鏈路信號品質差異。此外，處理器110可更估計通道的特性。于本發(fā)明的一實施例中，處理器110可通過估計通訊裝置的一移動速率估計通道特性。于本發(fā)明的另一實施例中，處理器110可根據接收到的導頻(pilot)信號估計通道脈沖響應(channelimpulseresponse,簡稱CIR)，并且通過計算通道脈沖響應之間的相關性(correlation)估計通道特性。于本發(fā)明的又另一實施例中，處理器110可通過計算下行鏈路信號的接收信號強度指標(RSSI)的變化估計通道特性。接收信號強度指標(RSSI)的變化可通過計算信號強度指標(RSSI)的標準差(standarddeviation)、相關性(correlation)以及/或變異量(variance)而得。圖5是顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的分時多工(Time-DivisionDuplex，簡稱TDD)系統(tǒng)的上行鏈路與下行鏈路的傳送與接收排程。圖5中顯示出(n+1)個訊框Fl……Fn,F(n+l)的傳送與接收排程。在各訊框周期內，天線首先被切換(例如，通過第24圖中的傳送/接收開關，至下行鏈路路徑，用以于下行鏈路區(qū)間(如圖所示的DL)接收下行鏈路信號。接著，天線被切換到上行鏈路路徑，用以于上行鏈路區(qū)間(如圖所示的UL)傳送上行鏈路信號。因此，根據本發(fā)明的實施例，在自無線收發(fā)機模塊102接收到下行鏈路信號后，處理器110可開始計算長期的下行鏈路信號品質差異，并且估計通道特性，以決定天線切換周期以及平均方式，并且接著開始根據決定的天線切換周期與平均方式計算短期的下行鏈路信號品質，以取得天線選擇的結果。值得注意的是，如上述，處理器110可持續(xù)地計算并估計長期的下行鏈路信號品質差異與通道特性，并且根據長期的下行鏈路信號品質差異與通道特性所決定的天線切換周期與平均方式可于各天線切換周期被更新。根據本發(fā)明的一實施例，短期的下行鏈路信號品質可連續(xù)地于天線切換周期根據決定的平均方式被計算，并且根據計算出的短期的下行鏈路信號品質，可得到一天線選擇結果。天線選擇結果可于一天線切換周期的開始、結束或周期間開始被應用。例如，如圖5所示，在天線切換周期Pl內平均計算出短期的下行鏈路信號品質后，可根據平均的短期的下行鏈路信號品質得到天線選擇結果。處理器110可根據于訊框F(n+1)內產生的天線選擇結果產生天線選擇信號Si。因此，天線選擇裝置236、336與436可根據天線選擇信號Ssa選擇一上行鏈路路徑以及一天線傳送上行鏈路信號。舉另一例，于訊框Fl中，處理器110可根據先前得到的天線選擇結果產生天線選擇信號Ssa，而天線選擇裝置236、336與436可根據天線選擇信號Ssa選擇一上行鏈路路徑以及一天線傳送上行鏈路信號。處理器110可更于天線切換周期Pl內計算短期下行鏈路信號品質，以得到下一個天線選擇結果。下一個得到的天線選擇結果可應用于下一個天線切換周期。再舉另一例，處理器110也在天線切換周期內的任一訊框開始應用天線切換結果，并且于該天線切換周期內保持使用被選擇的天線。如上述，天線切換周期與平均方式可根據長期的下行鏈路信號品質差以及/或通道特性決定。圖6a是顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的于不同的移動速率下所得到的分集增益(diversitygain)實驗結果。在此實施例中，實驗結果是于RSSI差異=OdB時得到，其中RSSI差異=OdB代表由不同天線所接收到的下行鏈路信號的長期下行鏈路信號品質大體相同(即，長期的RSSI差異=0dB)。分集增益為根據天線切換周期與平均方式所選擇的天線得到的平均接收信號強度與一固定的天線(例如，天線105)的平均接收信號強度的一比值。而橫軸上的VA10、VA20……到VA60分別代表10公里/小時、20公里/小時……到60公里/小時的通訊裝置的移動速率。值得注意的是，通訊裝置的移動速率與通道特性之間有許多對應關系。例如，通道相關性越小以及/或RSSI變化越大，可推斷出移動速率越快。因此，移動速率也可由其它通道特性推算出來。圖6b是顯示根據本發(fā)明的另一實施例所述的于不同的移動速率下所得到的分集增益(diversitygain)實驗結果。在此實施例中，實驗結果是于RSSI差異=3dB時得到，其中RSSI差異=3dB代表由一天線所接收到的下行鏈路信號的長期下行鏈路信號品質為另一天線的兩倍。圖7a是顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的于不同的RSSI差異下所得到的分集增益實驗結果。在此實施例中，實驗結果是在移動速率VA60下所得到的，其代表通訊裝置正在以高速移動。圖7b是顯示根據本發(fā)明的另一實施例所述的于不同的RSSI差異下所得到的分集增益實驗結果。在此實施例中，實驗結果是在移動速率VA40下所得到的，其代表通訊裝置正在以中速移動。根據本發(fā)明的一實施例，圖中所示的實驗結果可被建立成一查找表(look-uptable)。在得到通道特性以及長期的下行鏈路信號品質差異(例如，RSSI差異)后，處理器110可檢視查找表內容，以選擇可具有最高分集增益的適當的天線切換周期與平均方式。例如，當RSSI差異=OdB,且估計的移動速率為20公里/小時，具有最高分集增益的天線切換周期為1訊框，而平均方式為一次結果(oneshot，換言之，即不作平均)。因此，天線切換周期長度設定為1訊框的長度為較佳，并且于1訊框內接收到的下行鏈路信號品質可直接應用(即，不必與其他訊框內接收到的下行鏈路信號品質一起平均)作為選擇最佳上行鏈路路徑的參考。于此情況下，當天線104于目前訊框內所接收到的下行鏈路信號品質比天線105較佳時，處理器110可產生天線選擇信號，用以指示天線選擇裝置選擇天線104傳送上行鏈路信號。舉另一例，當RSSI差異=3dB,且估計的移動速率為45公里/小時，具有最高分集增益的天線切換周期為64訊框，而平均方式為以自動回歸平均(autoregressiveaverage，簡稱AR)系數|作平均。因此，天線切換周期長度設定為64訊框的長度為較佳，16并且于64訊框內接收到的下行鏈路信號品質可根據AR系數4作平均。以AR系數4作平均，可得到各天線的平均下行鏈路信號品質(即，短期下行鏈路信號品質)如下權利要求1.一種通訊裝置，其特征在于，所述通訊裝置包括多個天線，用以接收多個下行鏈路信號，以及傳送多個上行鏈路信號；一無線收發(fā)機模塊，用以自所述多個天線接收所述多個下行鏈路信號，以及將所述多個上行鏈路信號傳送至一天線選擇裝置；所述天線選擇裝置，耦接于所述多個天線與所述無線收發(fā)機模塊之間，用以自所述無線收發(fā)機模塊接收即將要被傳送的所述多個上行鏈路信號，并且根據一天線選擇信號動態(tài)地將所述多個上行鏈路信號傳送至所述多個天線中的一者；以及一處理器，用以自所述無線收發(fā)機模塊接收所述多個下行鏈路信號、計算所述多個下行鏈路信號的短期信號品質，并且根據所述短期信號品質產生所述天線選擇信號。2.如權利要求1所述的通訊裝置，其特征在于，所述處理器于每個天線切換周期計算所述短期信號品質以及產生所述天線選擇信號。3.如權利要求2所述的通訊裝置，其特征在于，所述處理器根據一平均方式計算所述短期信號品質。4.如權利要求3所述的通訊裝置，其特征在于，所述處理器更根據所述多個下行鏈路信號估計所述多個下行鏈路信號通過的多個通道的多個通道特性，并且根據所述多個通道特性決定所述天線切換周期的一長度與所述平均方式。5.如權利要求4所述的通訊裝置，其特征在于，所述處理器更根據接收自不同天線的所述多個下行鏈路信號計算不同天線之間的長期信號品質差異，并且根據所述多個通道特性與所述長期信號品質差異決定所述天線切換周期的所述長度與所述平均方式。6.如權利要求4所述的通訊裝置，其特征在于，所述處理器通過估計所述通訊裝置的一移動速度估計所述多個通道特性。7.如權利要求4所述的通訊裝置，其特征在于，所述處理器更計算所述多個通道的多個通道脈沖響應，并且通過計算所述多個通道脈沖響應的相關性估計所述多個通道特性。8.如權利要求4所述的通訊裝置，其特征在于，所述處理器通過計算所述多個下行鏈路信號的一接收信號強度指標的變化估計所述多個通道特性。9.如權利要求1所述的通訊裝置，其特征在于，所述處理器計算于一訊框周期內接收到的所述多個下行鏈路信號的信號品質，并且產生所述天線選擇信號，用以選擇所述多個天線中的一者于所述訊框周期內傳送所述多個上行鏈路信號。10.一種智能型傳輸天線選擇方法，其特征在于，所述智能型傳輸天線選擇方法包括自多個天線接收多個下行鏈路信號；估計所述多個下行鏈路信號所通過的多個通道的多個通道特性；根據所述多個通道特性決定一天線切換周期與一平均方式；根據所述平均方式計算于所述天線切換周期內接收到的所述多個下行鏈路信號的短期信號品質；以及根據所述短期信號品質選擇所述多個天線中的一者用以傳送多個上行鏈路信號。11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述智能型傳輸天線選擇方法更包括根據接收自不同天線的所述多個下行鏈路信號計算不同天線之間的長期信號品質差異；以及更根據所述長期信號品質差異決定所述天線切換周期與所述平均方式。12.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述智能型傳輸天線選擇方法更包括估計包括所述多個天線的一通訊裝置的一移動速率用以作為所述多個通道特性中的“"者ο13.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述智能型傳輸天線選擇方法更包括估計所述多個通道的多個通道脈沖響應；以及計算所述多個通道脈沖響應的相關性用以作為所述多個通道特性中的一者。14.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述智能型傳輸天線選擇方法更包括計算所述多個下行鏈路信號的一接收信號強度指標的變化用以作為所述多個通道特性中的一者。15.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述智能型傳輸天線選擇方法更包括于每個天線切換周期根據所述短期信號品質選擇所述多個天線中的一者用以傳送所述多個上行鏈路信號。16.如權利要求14所述的方法，其特征在于，所述智能型傳輸天線選擇方法更包括計算所述信號強度指標的一標準差，以得到所述變化。17.如權利要求14所述的方法，其特征在于，所述智能型傳輸天線選擇方法更包括計算所述信號強度指標的一相關性，以得到所述變化。全文摘要本發(fā)明提供一種智能型傳輸天線選擇方法與通訊裝置。該通訊裝置包括多個天線、無線收發(fā)機模塊、天線選擇裝置以及處理器。多個天線用以接收下行鏈路信號，以及傳送上行鏈路信號。無線收發(fā)機模塊用以自多個天線接收下行鏈路信號，以及將上行鏈路信號傳送至天線選擇裝置。天線選擇裝置耦接于多個天線與無線收發(fā)機模塊之間，用以自無線收發(fā)機模塊接收即將要被傳送的上行鏈路信號，并且根據一天線選擇信號動態(tài)地將上行鏈路信號傳送至多個天線中的一者。處理器用以自無線收發(fā)機模塊接收下行鏈路信號、計算下行鏈路信號的短期信號品質，并且根據短期信號品質產生天線選擇信號。文檔編號H04B7/04GK102347788SQ20111021045公開日2012年2月8日申請日期2011年7月26日優(yōu)先權日2010年7月26日發(fā)明者劉益彰,楊順安申請人:聯發(fā)科技股份有限公司