CN1540875A

CN1540875A - 天线增益确定设备和无线通信设备

Info

Publication number: CN1540875A
Application number: CNA2004100350618A
Authority: CN
Inventors: 宝玉造
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2024-04-20
Also published as: US20040214595A1; JP2004325239A; US7260376B2; CN1327627C

Abstract

如下配置一种无线通信设备(10)，其即使连接具有任意天线增益的天线时也能够确定这一任意天线增益。该无线通信设备(10)包括：第1连接器(26)，用来连接具有任何给定天线增益的第1天线(30)；具有已知天线增益的第2天线(24)；接收无线电波的接收电路(14)；和控制电路(12)，其使用由接收电路(14)使用连接至第1连接器(26)的第1天线(30)而接收的无线电波的第1强度以及由接收电路(14)使用第2天线(24)而接收的无线电波的第2强度，从而确定第1天线(30)相对于第2天线(24)的相对天线增益，并根据从无线电波的第1强度基于相对天线增益而校正的无线电波的第3强度来控制接收电路。

Description

天线增益确定设备和无线通信设备

技术领域

本发明涉及天线增益确定设备和无线通信设备，并具体涉及能够适当计算天线增益的天线增益确定设备和无线通信设备。

背景技术

传统上，通过无线电波来进行信号通信的仪器具有附带的天线，使得发送时的天线功率可由天线增益来提高。在接收时，这样的仪器如此工作好像接收器灵敏度被天线增益明显提高。结果，该仪器可接收更微弱的信号。利用这一现象，已研发出对这种仪器进行各种控制的设备。

具体地，日本专利公开第9-148973号公开了一种分集(diversity)接收设备，其通过对代表接收无线电波强度的多个值进行积分(integrate)或平均来选择接收具有最高强度的无线电波的天线。进而，日本专利公开第2000-151318号公开了一种周边电平检测设备，其中为了改进接收场强的检测精度，从而基于由天线接收的无线电波所确定的周边电平信号是否与无线信号同步而改变时间常数。

然而，在如日本专利公开第9-148973号所公开的、通过对代表接收无线电波强度的多个值进行积分或平均来选择天线的情形，可能不选择具有实际最高强度的无线电波的天线。此问题出现在使用外部连接器向/从其附加/移除外部天线的无线设备中。

若外部连接器的形状适合，则这种仪器可设有任何天线。这对仪器使用者很便利，因为他们可使用任何天线。另一方面，对仪器设计者来说，这可能会导致附加具有任意天线增益的非特定天线。

当附加任意天线时，无法开展精确的增益设计。具体地，在使用天线端子来测量信号电平的幅度从而感知载波的仪器的情形，出现在天线端子处的信号电平依所附加的天线的增益而变化。变化的信号电平使得无法精确地确定信号电平。因此，不能确保适当的操作。

为了解决此问题，实际已经配置具有上述问题的仪器，使仅能使用具有已知天线增益的天线，即使原本是可以附加任意天线的。当要替换天线时，配置这种仪器以根据下面的方法来适当地操作。具体地，该方法包括通过操作如单独提供的开关等，设定附加天线的增益。

上述问题对于具有天线分集功能而使天线可被用于切换方式的仪器至关重要。这是因为在可外附多个天线的构造中，多个要附加的天线的所有增益可以各异。当按分集功能切换各天线时，这种仪器不能确保适当的操作。为了解决这种问题，必须为各连接的天线个别地设定天线增益。此操作太过复杂，不能用于实践。

上述类似问题也出现在这种情形中：如日本专利公开第2000-151318号所公开的，基于接收的无线电波所确定的周边电平信号是否与无线信号同步而改变时间常数。

发明内容

做出本发明正是为了解决上述问题。本发明的目的在于提供一种天线增益确定设备和无线通信设备，其即使具有任意天线增益的天线与其连接时也能够确定这一任意天线增益。

为了实现上述目的，根据本发明一个方面的一种天线增益确定设备包括：连接装置，用来连接具有任何给定天线增益的第1天线；具有已知天线增益的第2天线；接收装置，用来使用天线来接收无线电波；和确定装置，用来使用由接收装置使用连接至连接装置的第1天线而接收的无线电波的第1强度、以及由接收装置使用第2天线而接收的无线电波的第2强度，从而确定第1天线相对于第2天线的相对天线增益。

更具体地，连接装置连接具有任何给定天线增益的第1天线。第2天线具有已知天线增益。接收装置使用天线来接收无线电波。确定装置因而可使用由接收装置使用连接至连接装置的第1天线而接收的无线电波的第1强度、以及由接收装置使用第2天线而接收的无线电波的第2强度，从而确定第1天线相对于第2天线的相对天线增益。结果，即使当连接了具有任意给定天线增益的天线时，该天线增益确定设备也能确定这一天线增益。

第2天线最好是固定天线。

更具体地，第2天线可以是固定天线。确定装置因而可确定作为固定值的第1天线相对于第2天线的天线增益的相对天线增益。结果，即使当连接了具有任意给定天线增益的天线时，该天线增益确定设备也能确定这一天线增益。

连接装置最好包括用来连接多个第1天线的装置。天线增益确定设备最好进一步包括选择装置，用来基于由多个第1天线接收的无线电波的强度来选择多个第1天线的任一。接收装置最好包括装置，用来使用由选择装置选择的多个第1天线的任一来接收无线电波。

更具体地，连接装置可连接多个第1天线。选择装置可基于由多个第1天线接收的无线电波的强度来选择多个第1天线的任一。接收装置可使用由选择装置选择的多个第1天线的任一来接收无线电波。确定装置因而可确定多个第1天线的任一相对于第2天线的相对天线增益。结果，即使当连接了多个具有任何给定天线增益的天线时，该天线增益确定设备也能确定多个天线的任一的天线增益。

确定装置最好包括计算装置，用来基于无线电波的第1强度和无线电波的第2强度之间的强度差而计算相对天线增益。

更具体地，计算装置可基于无线电波的第1强度和无线电波的第2强度之间的强度差而计算相对天线增益。因而，计算装置可更容易地确定相对天线增益。结果，即使当连接了具有任何给定天线增益的天线时，该天线增益确定设备也能确定这一天线增益。

或者，计算装置最好包括用来计算强度差作为相对天线增益的装置。

更具体地，计算装置可计算强度差作为相对天线增益。因此，计算装置可更容易地确定相对天线增益。结果，即使当连接了具有任何给定天线增益的天线时，该天线增益确定设备也能更容易地确定这一天线增益。

根据本发明的另一个方面，一种无线通信设备包括：连接装置，用来连接具有任何给定天线增益的第1天线；具有已知天线增益的第2天线；接收装置，用来使用天线来接收无线电波；确定装置，用来使用由接收装置使用连接至连接装置的第1天线而接收的无线电波的第1强度、以及由接收装置使用第2天线而接收的无线电波的第2强度，从而确定第1天线相对于第2天线的相对天线增益；和控制装置，用来根据从无线电波的第1强度基于相对天线增益而校正的无线电波的第3强度来控制接收装置。

更具体地，连接装置连接具有任何给定天线增益的第1天线。第2天线具有已知天线增益。接收装置使用天线来接收无线电波。确定装置使用由接收装置使用连接至连接装置的第1天线而接收的无线电波的第1强度、以及由接收装置使用第2天线而接收的无线电波的第2强度，从而确定第1天线相对于第2天线的相对天线增益。控制装置因而可根据从无线电波的第1强度基于相对天线增益而校正的无线电波的第3强度来控制接收装置。结果，即使当连接了具有任何给定天线增益的天线时，该无线通信设备也能确定这一天线增益。

接收装置最好包括装置，用来仅当测量出无线电波的强度时才使用第2天线来接收无线电波。

更具体地，接收装置可仅当测量出无线电波的强度时才使用第2天线来接收无线电波。控制装置可根据从无线电波的第1强度基于相对天线增益而校正的无线电波的第3强度来控制接收装置。因而接收装置是基于无线电波的第3强度来控制的。结果，即使当连接了具有任何给定天线增益的天线时，该无线通信设备也能确定这一天线增益，并预期当测量出无线电波的强度时，它可更合适地接收无线电波。

接收装置最好包括装置，用来仅使用第1天线来接收代表信息的无线电波。

更具体地，接收装置可仅使用第1天线来接收代表信息的无线电波。控制装置可根据从无线电波的第1强度基于相对天线增益而校正的无线电波的第3强度来控制接收装置。接收装置因而在基于无线电波的第3强度的控制下接收代表信息的无线电波。结果，即使当连接了具有任何给定天线增益的天线时，该无线通信设备也能确定这一天线增益，并当接收了代表信息的无线电波时，它可更精确地接收无线电波。

通过下面结合附图对本发明进行的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征、方面和优点将会变得更加清楚。

附图说明

图1是根据本发明第1实施例的无线通信设备的全体配置图。

图2是表示根据本发明第1实施例的无线通信设备的相对天线增益的测量处理的控制规程的流程图。

图3是表示根据本发明第1实施例的无线通信设备的载波感知处理的控制规程的流程图。

图4是表示根据本发明第1实施例的无线通信设备的发送处理的控制规程的流程图。

图5是表示根据本发明第2实施例的无线通信设备的相对天线增益的测量处理的控制规程的流程图。

图6是表示根据本发明第2实施例的无线通信设备的信号电平的测量处理的控制规程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。在以下说明中，相同部件被标以相同参考符号。其记号和功能也相同。因此将不再详细说明了。

<第1实施例>

以下，说明根据本发明第1实施例的无线通信设备10。

参照图1，根据本实施例的无线通信设备10包括控制电路12、接收电路14、发送电路16、开关18、增益测量开关20、分集开关22、第2天线24、第1连接器26、第2连接器28、第1天线30和第3天线32。控制电路12负责以下功能。第1项功能是控制包括开关的无线通信设备10的组件。第2项功能是确定连接至无线通信设备10的天线的天线增益。接收电路14使用天线接收无线电波。接收电路14基于接收到的无线电波而实行以下处理。第1项处理是通过解调来接收信息。第2项处理是测量接收信号的信号电平。发送电路16使用天线来发送作为无线电波的待发送信息。开关18受控制电路12的控制而在接收电路14和发送电路16之间切换天线的连接目标。增益测量开关20受控制电路12的控制而在第2天线24和别的天线之间切换连接。分集开关22受控制电路12的控制而在第1连接器26和第2连接器28之间切换连接。第2天线24是固定于无线通信设备10的天线。第2天线24是仅用来测量无线电波的强度的天线。测量无线电波的强度以便确定天线增益。第1连接器26和第2连接器28是端子，用来连接具有任何给定天线增益的天线。第1天线30和第3天线32分别连接至第1连接器26和第2连接器28。这些天线具有任何给定的天线增益。这些天线可拆卸地自由连接至第1连接器26和第2连接器28。

参照图2，就天线的相对天线增益的测量处理而言，在无线通信设备10中执行的程序具有以下控制构造。

在步骤(以下略作S)100处，控制电路12控制增益测量开关20。控制电路12控制开关18。第2天线24于是连接至接收电路14。

在S102处，接收电路14使用第2天线24来接收无线电波。接收电路14测量使用第2天线接收到的无线电波的信号电平。接收电路14将该信号电平设定成基准电平。

在S104处，控制电路12切换分集开关22。因而，选择了第1天线30和第3天线32之一。在S106处，控制电路12切换增益测量开关20。结果，如在S104处选择的天线(以下称作“所选天线”)连接至接收电路14。

在S108处，接收电路14使用第2天线来测量无线电波。接收电路14对测得的无线电波的信号电平进行测量。接收电路14将测得的信号电平设定成所选天线的信号电平。

在S110处，控制电路12得到如接收电路测得的所选天线的信号电平和第2天线24的基准电平之间的差值。控制电路12将此差值设定成所选天线的相对天线增益。

参照图3，就载波感知处理而言，在无线通信设备10中执行的程序具有以下构造。

在S120处，控制电路12使用接收电路14来测量所选天线的天线增益。此处理与结合图2所述的一系列处理类似。

在S122处，接收电路14使用所选天线来接收无线电波。接收电路14基于接收到的无线电波来测量信号电平。接收电路14将该信号电平设定成所选天线的信号电平。

在S124处，控制电路12根据以下公式，使用由接收电路14测得的所选天线的信号电平来找出由所选天线接收到的无线电波的实际信号电平。因此校正了由所选天线接收到的无线电波的信号电平。

(实际信号电平)＝(所选天线的信号电平)-(所选天线的天线增益)

在S126处，控制电路12判定由所选天线接收到的无线电波的信号电平是否大于事先存储在控制电路12中的预定信号电平。若判定信号电平大于预定信号电平(S126处是)，则处理转到S128。若反之(S126处否)，则处理转到S130。

在S128处，控制电路12判定由接收电路14接收到的信号是否可被解调。若判定可被解调(S128处是)，则处理转到S132。若反之(S128处否)，则处理转到S130。在S130处，控制电路12将内部标志(未图示)设在代表没有载波的值。在S132处，控制电路12将内部标志设在代表有载波的值。

参照图4，就发送处理而言，在无线通信设备10中执行的程序具有以下控制构造。

在S140处，控制电路12对于所选天线实行载波感知处理。此处理与如结合图3所述一系列处理同样。

在S142处，控制电路12判定标志值是否代表有载波的值。若判定它是代表有载波的值(S142处是)，则处理转到S144。若反之(S142处否)，则处理转到S146。

在S144处，控制电路12控制分集开关22连接至所选天线。在S146处，控制电路12在预设的任何给定时段停止操作。

在S148处，控制电路12将开关18切换成使得所选天线连接至发送电路16。在S150处，发送电路16基于待发送的信息而调制信号并使用天线来发送无线电波。

以下将说明基于上述构造和流程图的无线通信设备10的操作。

以下将说明使用未知天线增益的第1天线30来发送信息的一系列处理。

控制电路12切换增益测量开关20以连接第2天线24(S100)。一旦切换了增益测量开关20，则接收电路14测量第2天线24的信号电平(S102)。此信号电平被设成基准电平。在测量了基准电平后，控制电路12将分集开关22切换成连接第1天线30(S104)。在切换了分集开关22后，控制电路12将增益测量开关20切换成连接第1天线30(S106)。在切换了增益测量开关20后，接收电路14使用第1天线30来测量信号电平(S108)。在测量第1天线30的信号电平后，控制电路12确定第1天线30的增益(S110)。

在确定了第1天线30的增益后，接收电路14测量第1天线30的信号电平(S122)。在测量了第1天线30的信号电平后，控制电路12校正第1天线30的信号电平(S124)。在校正了第1天线30的信号电平后，控制电路12判定校正后的信号电平是否大于预定的信号电平(S126)。在此情形中，在校正后的信号电平大于预定的信号电平时(S126处是)，控制电路12判定接收到的信号是否可被解调(S128)。起初，判定接收到的信号不能被解调(S128处否)，因此控制电路12将内部标志设在代表没有载波的值(S130)。由于内部标志被设在代表没有载波的值(S142处否)，故控制电路12将操作在预设的时段内停止操作并等待(S146)。

当预定的时段过后，无线通信设备10的组件经过S120～S126处的处理，而控制电路12判定接收到的信号是否可被解调(S128)。在此情形中，在判定接收到的信号可被解调时(S128处是)，控制电路12将内部标志设在代表有载波的值(S132)。由于内部标志被设在代表有载波的值(S142处是)，故控制电路12控制分集开关22连接至第1天线30(S144)。在控制了分集开关22后，控制电路12控制开关18(S148)。在控制了开关18后，发送电路16对信号进行调制并发送无线电波(S150)。

按此方式，本实施例的无线通信设备10可根据基于相对天线增益而校正的无线电波的强度，控制接收电路和发送电路。因此，即使当连接了多个具有任意天线增益的天线时，也可确保如载波感知的适当操作。这是因为无线通信设备10可确定天线的相对天线增益。结果，可提供这种无线通信设备，使其即使连接了多个具有任意天线增益的天线时，也可通过容易地确定这种任意天线增益来接收和发送无线电波。

注意，第1天线30和第3天线32可由第1连接器26和第2连接器28以非拆卸方式固定至无线通信设备10。

进而，在S110处，相对天线增益也可不限于信号电平和基准电平之间的差。例如，其差可乘以一个常数。它可以是将其差代入函数而得到的值。它可以是直接将其各值代入各函数而得到的值。

<第2实施例>

以下，说明根据本发明第2实施例的无线通信设备10。

根据本实施例的无线通信设备10的硬件构造与上述第1实施例相同。其功能亦相同。因此这里将不再赘述。

参照图5，就天线的相对天线增益的测量处理而言，在无线通信设备10中执行的程序具有以下控制构造。注意，在图5所示的流程图中，如上述图2所示的处理被标以相同的步骤标号。其处理也相同。因此这里将不再赘述其细节。

在S160处，接收电路14测量第2天线24的信号电平。此处的处理与后述的图6的一系列处理同样。在S162处，接收电路14测量所选天线的信号电平。此处的处理亦与后述的图6的一系列处理同样。

参照图6，就信号电平测量处理而言，在无线通信设备10中执行的程序具有以下控制构造。

在S170处，接收电路14读取所选天线的信号电平。在S172处，接收电路14判定接收到的信号的信号电平是否连续3次处在同一电平上。若判定他们连续3次处在同一电平上(S172处是)，则处理转到S174。若反之(S172处否)，则处理转到S170。在此情形中，若测得的信号电平与上次测量值比较，其变化在“±3”dB以内，则认为接收到的信号是处在同一电平上。

在S174处，接收电路14判定测得的信号电平是该天线的信号电平。若测得的信号电平在“±3”dB范围以内变化，则接收电路14将这些测量值的平均值作为信号电平。

以下将基于上述构造和流程图来说明将第1天线30作为所选天线的无线通信设备10的操作。

当切换了增益测量开关20后，接收电路14使用第1天线30来测量其信号电平(S170)。在测量了信号电平后，接收电路14判定测得的信号电平是否连续3次处在同一电平上(S172)。若判定其连续3次处在同一电平上(S172处是)，则接收电路14确定接收到的信号电平的测量值(S174)。

在确定信号电平后，控制电路12通过S104和S106处的处理切换各开关。一旦切换了开关，则接收电路14测量第1天线30的信号电平(S162)。在测量第1天线30的信号电平后，通过S110～S150的处理而发送信息。

这样，本实施例的无线通信设备可在根据无线电波的强度的控制下而实行信息的发送处理。结果，可提供这种无线通信设备：使其即使连接了具有任意天线增益的天线时，也能确定这一天线增益，并在接收到代表信息的无线电波时，可更适当而可靠地接收无线电波。

尽管详细地说明和描述了本发明，但应明确地理解：其仅是叙述和示例的方式，而不被当作限制的方式，本发明的精神和范围仅由所附权利要求的条款来限制。

Claims

1.一种天线增益确定设备包括：

连接装置(26)，用来连接具有任何给定天线增益的第1天线(30)；

具有已知天线增益的第2天线(24)；

接收装置(14)，用来使用天线来接收无线电波；和

确定装置(12)，用来使用由所述接收装置(14)使用连接至所述连接装置(26)的所述第1天线(30)而接收的无线电波的第1强度、以及由所述接收装置(14)使用所述第2天线(24)而接收的无线电波的第2强度，从而确定所述第1天线(30)相对于所述第2天线(24)的相对天线增益。

2.根据权利要求1所述的天线增益确定设备，其中所述第2天线(24)是固定天线。

3.根据权利要求1所述的天线增益确定设备，其中所述连接装置(26，28)包括用来连接多个所述第1天线(30，32)的装置，

所述天线增益确定设备进一步包括选择装置(22)，用来基于由所述多个第1天线(30，32)接收的无线电波的强度来选择所述多个第1天线(30，32)的任一，其中

所述接收装置(14)包括装置，用来使用由所述选择装置(22)选择的所述多个第1天线(30，32)的任一来接收无线电波。

4.根据权利要求1所述的天线增益确定设备，其中所述确定装置(12)包括计算装置，用来基于无线电波的所述第1强度和无线电波的所述第2强度之间的强度差而计算所述相对天线增益。

5.根据权利要求4所述的天线增益确定设备，其中所述计算装置包括用来计算强度差作为所述相对天线增益的装置。

6.一种无线通信设备(10)，包括：

具有已知天线增益的第2天线(24)；

接收装置(14)，用来使用天线来接收无线电波；

确定装置(12)，用来使用由所述接收装置(14)使用连接至所述连接装置(26)的所述第1天线(30)而接收的无线电波的第1强度、以及由所述接收装置(14)使用所述第2天线(24)而接收的无线电波的第2强度，从而确定所述第1天线(30)相对于所述第2天线(24)的相对天线增益；和

控制装置(12)，用来根据从无线电波的所述第1强度基于所述相对天线增益而校正的无线电波的第3强度来控制所述接收装置。

7.根据权利要求6所述的无线通信设备(10)，其中所述接收装置(14)包括装置，用来仅当测量出无线电波的强度时才使用所述第2天线(24)来接收无线电波。

8.根据权利要求6所述的无线通信设备(10)，其中所述接收装置(24)包括装置，用来仅使用所述第1天线(30)来接收代表信息的无线电波。