TWI822619B

TWI822619B - 電子裝置的控制方法以及電子裝置

Info

Publication number: TWI822619B
Application number: TW112111084A
Authority: TW
Inventors: 黃哲緯; 溫裕民; 黃柏勳; 陳貴霖; 盧彥碩; 曾鼎哲
Original assignee: 聯發科技股份有限公司
Priority date: 2022-03-25
Filing date: 2023-03-24
Publication date: 2023-11-11
Also published as: EP4250588A3; US20230327743A1; TW202339456A; EP4250588A2

Abstract

本發明提供了一種電子裝置的控制方法，其中，該電子裝置包括第一天線和第二天線。所述控制方法包括以下步驟：將第一天線和第二天線中的一者設置為預設天線；在間隔內接收多個封包；對於所述多個封包中的各個封包，將對應於所述第一天線的信號強度和所述第二天線的信號強度進行比較以生成第一比較結果；根據第一比較結果更新第一值或第二值；在所述間隔到期時，將所述第一值與所述第二值進行比較，以生成第二比較結果；根據所述第二比較結果選擇第一天線和第二天線中的一者作為預設天線。

Description

電子裝置的控制方法以及電子裝置

本申請涉及通信技術領域，特別涉及一種電子裝置的控制方法以及電子裝置。

多徑（Multipath）是當電磁波在表面反彈並在不同時間到達接收器時發生的現象。當這些信號以不同相位到達接收器時，會導致稱為衰落的抵消形式。天線分集是可用於改善無線通訊並最大化封包（packet）在給定時間和在非靜態環境中在接收器與發送器之間的給定位置通過的機會的技術。

在常規的天線分集機制中，當當前裝置的接收器接收到任何封包時，接收器的實體層將在該封包的傳統短訓練欄位（legacy short training field，L-STF）中檢測兩個天線的信號強度，並且選擇具有較高信號強度的天線來接收隨後的資料。然而，這種天線分集機制會有幾個問題。第一個問題是天線選擇是在封包的L-STF中進行的，但是此時接收器不能識別出單播至我（unicast to me）的封包。例如，如果由第一天線接收的信號具有良好的品質，但是在第二天線附近存在強信號，則接收器將總是選擇第二天線來接收隨後的資料，即使該強信號不是向該接收器單播的。第二個問題是對等裝置可能使用不適當的天線資訊來向當前裝置發送封包。例如，如果當前裝置向對等裝置發送第一天線的波束成形資訊作為天線資訊，則該對等裝置將使用對應於第一天線的天線資訊作為預設天線資訊。因此，如果當前裝置切換到第二天線，則接收器性能會降低，因為對等裝置仍然使用該預設天線資訊進行信號發送。第三個問題是由於兩個天線的不同負載，性能會降低。具體地，天線負載將影響發送信號的性能，即，第一天線的校準資料不能用於第二天線。

因此，本發明的目的是提供具有更好的天線切換機制的天線分集裝置，以解決上述問題。

根據本發明的一個實施方式，公開了一種電子裝置的控制方法，所述電子裝置包括第一天線和第二天線。所述控制方法包括以下步驟：將所述第一天線和所述第二天線中的一者設置為預設天線；在間隔內接收多個封包；對於所述多個封包中的各個封包，將對應於所述第一天線的信號強度和對應於所述第二天線的信號強度進行比較以生成第一比較結果；回應於所述第一比較結果指示對應於所述第一天線的信號強度大於或小於對應於所述第二天線的信號強度，增大第一值或第二值；在所述間隔到期時，將所述第一值和所述第二值進行比較以生成第二比較結果；以及根據所述第二比較結果，選擇所述第一天線和所述第二天線中的一者作為所述預設天線。

根據本發明的一個實施方式，公開了一種電子裝置，所述電子裝置包括接收器和控制器。所述接收器被配置成將第一天線和第二天線中的一者設置為預設天線，並且在間隔內接收多個封包，其中，對於所述多個封包中的各個封包，所述接收器將對應於所述第一天線的信號強度和對應於所述第二天線的信號強度進行比較以生成第一比較結果；所述接收器回應於第一比較結果指示對應於第一天線的信號強度大於或小於對應於第二天線的信號強度，增大第一值或第二值。所述控制電路與所述接收器耦接，其中，所述控制電路在所述間隔到期時將所述第一計數器值和所述第二計數器值進行比較以生成第二比較結果，並且根據所述第二比較結果選擇所述第一天線和所述第二天線中的一者作為所述預設天線。

本申請的上述實施方式能夠基於第一天線的信號強度和第二天線的信號強度選擇預設天線。

對於本領域的普通技術人員來說，在閱讀了下面對在各個附圖和附圖中示出的優選實施方式的詳細描述之後，本發明的這些和其它目的無疑將變得明顯。

在整個以下描述和請求項中使用某些術語來指代特定系統組件。如本領域技術人員將理解的，製造商可以用不同的名稱來指代組件。本文檔並不旨在區分名稱不同但功能相同的組件。在下面的討論和請求項中，措辭“包括”和“包含”以開放式的方式使用，因此應被解釋為表示“包括但不限於……”。措辭“耦接（couple）”旨在表示間接或直接的電連接。因此，如果第一裝置耦接到第二裝置，則該連接可以通過直接電連接，或者通過經由其它設備和連接的間接電連接。

第1圖是根據本發明的一個實施方式的電子裝置100的示意圖，其中，電子裝置100是具有多個天線（在該實施方式中，兩個天線ANT1和ANT2用作多個天線）的天線分集裝置。如第1圖所示，電子裝置100包括切換電路110、接收器120和控制電路130，其中，接收器120包括管理資訊庫（management information base，MIB）計數器122、第一計數器124和第二計數器126。在該實施方式中，電子裝置100可以是具有無線通訊機制的任何裝置，例如蜂窩電話、平板（pad、tablet）、和筆記型電腦。此外，接收器120可以包括前端電路、實體層電路和媒體存取控制（media access control，MAC）層電路；控制電路130可以由軟體或硬體實現。

第2圖是根據本發明的一個實施方式的電子裝置100的控制方法的流程圖。在步驟200中，流程開始，電子裝置100通電並初始化內部電路。在步驟202中，電子裝置100開始建立與接入點（access point，AP）102的鏈路。在建立與AP 102的鏈路期間，接收器120生成切換信號V _SW以選擇天線ANT1和ANT2之一，從而獲得兩個天線ANT1和ANT2的校準資料。具體地，接收器120可以向切換電路110生成切換信號V _SW，使得切換電路110向接收器120輸出由天線ANT1接收的第一信號，其中第一信號可以是由AP 102發送的訓練信號或校準信號，或者第一信號可以是由電子裝置100的發送器提供的信號。同時，由天線ANT2接收的信號可以不進入接收器120。此時，接收器120基於接收到的第一信號執行校準步驟以獲得天線ANT1的校準資料，其中，該校準資料可以包括數位預失真（digital pre-distortion，DPD）校準資料、發送器信號強度指示（transmitter signal strength indicator，TSSI）差分非線性（differential nonlinearity，DNL）校準資料等。然後，在獲得了天線ANT1的校準資料之後，接收器120可以向切換電路110生成切換信號V _SW，從而使得切換電路110將天線ANT2接收到的第二信號輸出給接收器120，其中，第二信號可以是AP 102發送的訓練信號或校準信號，或者第二信號可以是電子裝置100的發送器提供的信號。同時，由天線ANT1接收的信號可以不進入接收器120。此時，接收器120基於接收到的第二信號執行校準步驟以獲得天線ANT2的校準資料，其中，該校準資料可以包括DPD校準資料、TSSI DNL校準資料等。

天線ANT1和ANT2的校準資料存儲在接收器120內的寄存器中以供進一步使用。

根據上文，通過在電子裝置100與AP 102建立鏈路時校準兩個天線ANT1和ANT2，或者通過在電子裝置100與AP 102建立鏈路之後校準兩個天線ANT1和ANT2，接收器120可以存儲兩個天線ANT1和ANT2的校準資料。因此，在電子裝置100的後續操作中，無論使用天線ANT1和ANT2中的哪個天線，接收器120都可以總是使用適當的校準資料來校準接收信號。即，如果選擇了天線ANT1，則接收器120使用天線ANT1的校準資料；如果選擇了天線ANT2，則接收器120使用天線ANT2的校準資料。

在步驟206中，接收器120設置預設天線。接收器120生成切換信號V _SW，以選擇天線ANT1和ANT2中的一個天線用作預設天線。在該實施方式中，最初，天線ANT1用作預設天線。

在步驟208中，接收器120重置(reset)第一計數器124和第二計數器126，並且第一計數器124和第二計數器126開始工作。然後，接收器120從預設天線接收封包，並開始確定天線ANT1和ANT2中的哪一個接收到具有較高功率/強度的信號。第3圖示出了根據本發明的一個實施方式的封包300，其中，封包300包括傳統短訓練欄位（legacy short training field，L-STF）、傳統長訓練欄位（legacy long training field，L-LTF）、傳統信號欄位（legacy signal field，L-SIG）、重複L-SIG（repeated L-SIG，RL-SIG）等，並且接收器120可以在L-STF中檢測與天線ANT1和ANT2相對應的信號強度。具體地，在L-STF的第一時段（例如，2.4μs）中，接收器120向切換電路110生成選擇天線ANT1的切換信號V _SW，使得切換電路110將由天線ANT1接收的第一信號輸出到接收器120，並且接收器120檢測第一信號的功率以獲得與天線ANT1相對應的接收信號強度指示（received signal strength indicator，RSSI）。然後，在L-STF的第一時段之後的第二時段（例如，2.4μs）中，接收器120向切換電路110生成選擇天線ANT2的切換信號V _SW，使得切換電路110將由天線ANT2接收的第二信號輸出到接收器120，並且接收器120檢測第二信號的功率以獲得對應於天線ANT2的RSSI。然後，在L-STF的第二時段之後的第三時段（例如，2.4μs）中，接收器120比較在第一時段和第二時段中獲得的對應於天線的RSSI以生成比較結果，並且接收器120根據比較結果更新第一計數器124的第一值（在下文中，稱為第一計數器值）CV1或第二計數器126的第二值（在下文中，稱為第二計數器值）CV2，並切換回預設天線。具體地，如果比較結果指示對應於天線ANT1的RSSI大於對應於天線ANT2的RSSI，則接收器120控制第一計數器124以更新計數器值CV1（例如，將計數器值CV1遞增1），並且此時，不更新第二計數器126的計數器值CV2。此外，如果比較結果指示對應於天線ANT1的RSSI小於對應於天線ANT2的RSSI，則接收器120控制第二計數器126以更新計數器值CV2（例如，將計數器值CV2遞增1），並且此時，不更新第一計數器124的計數器值CV1。

在一個實施方式中，接收器120或控制電路130可以設置第4圖所示的間隔（以下稱為計數間隔），並且該計數間隔用於累加計數器值CV1和CV2，並且接收器120總是使用相同的天線來接收各個封包的L-STF之後的欄位。也就是說，在時間t0和時間t1之間的計數間隔中，對於各個封包，接收器120將使用天線ANT1來接收除了L-STF之外的所有其它欄位。在一個實施方式中，接收器120可以在該計數間隔內接收多個封包，例如，計數間隔可以是200毫秒（ms），並且接收器120可以在一個計數間隔內接收50到100個封包。

在步驟210中，在達到計數間隔的末尾（即，計數間隔到期，時間t1）之後，控制電路130收集計數器值CV1和計數器值CV2。在步驟212中，控制電路130比較計數器值CV1和計數器值CV2以生成比較結果。在該實施方式中，控制電路130根據比較結果確定是否更新預設天線。具體地，如果計數器值CV1大於計數器值CV2，則意味著天線ANT1平均而言具有較好的信號強度，因此控制電路130向接收器120生成控制信號V _C以通知該資訊，使得接收器120仍然將天線ANT1設置為預設天線。此外，如果計數器值CV2大於計數器值CV1，則意味著天線ANT2平均而言具有較好的信號強度，因此控制電路130向接收器120生成控制信號V _C以通知該資訊，使得接收器120將天線ANT2設置為預設天線。

在執行了步驟212之後，流程返回到步驟206以設置預設天線。在第4圖所示的實施方式中，比較結果指示計數器值CV2大於計數器值CV1，因此接收器120將天線ANT2設置為預設天線。

在時間t1和時間t2之間的計數間隔期間，接收器120將使用天線ANT2來接收除了各個封包的L-STF的一部分之外的所有其它欄位，並且接收器120在各個封包的L-STF內檢測兩個天線ANT1和ANT2的RSSI，以更新計數器值CV1和CV2。然後，在達到時間t2之後，控制電路130收集計數器值CV1和計數器值CV2，並且比較計數器值CV1和計數器值CV2以生成比較結果。在該實施方式中，當到達計數間隔的末尾時，因為比較結果指示計數器值CV2大於計數器值CV1，所以接收器120仍然將天線ANT2設置為預設天線。

在第2圖至第4圖所示的實施方式中，通過設置計數間隔並且使用預設天線來在計數間隔中接收除了封包的L-STF的一部分之外的所有其它欄位，天線不會被太頻繁地切換，並且總體上接收器120可以接收較好的信號。

此外，在步驟208中，因為信號強度檢測是針對所有接收到的封包的，所以計數器值CV1和計數器值CV2可能不反映接收器120需要接收的封包的真實功率。以第5圖為例，在電子裝置100能夠偵聽到的範圍內，由電子裝置100接收的封包包括單播到我的封包和非針對該電子裝置100的封包。如果電子裝置100的一定數量的封包不是針對該電子裝置100的，這意味著計數器值CV1和CV2沒有基準值(reference value)。因此，提供了MIB計數器122來記錄單播至我的封包的數量，用於根據計數器值CV1和CV2確定是否更新預設天線。即，在另選實施方式中，在步驟208中，接收器120還重置MIB計數器122，並且對於已經被檢測以獲得與天線ANT1相對應的RSSI和與ANT2相對應的RSSI的各個封包，接收器120還分析各個封包的內容以確定所接收的封包是否是單播至我的封包。如果所接收的封包是單播至我的封包，則接收器120控制MIB計數器122來更新計數器值CV_MIB（例如，將計數器值CV_MIB遞增1）；並且如果接收到的封包不是單播至我的封包，則接收器120不更新計數器值CV_MIB。在一個實施方式中，接收器120可以分析封包的前導碼（preamble）或報頭，以確定該封包是否是單播至我的封包。例如，如果該封包包括電子裝置100的MAC位址，或者該封包屬於包括電子裝置100在內的基本服務集（basic service set，BSS），則該封包可以用作單播到我的封包。

第6圖是根據本發明的一個實施方式的控制方法的流程圖，其中，第6圖所示的流程可以對應於第2圖所示的步驟212和步驟206的操作。在步驟600中，流程開始。在步驟602中，在達到計數間隔後，控制電路130確定計數器值CV_MIB與總封包計數之間的比是否大於閾值，例如60％，如果是，則流程進入步驟604，以使用對應於計數器值CV1和CV2中的較大計數器值的天線作為預設天線；如果不是，則流程進入步驟606，以使用先前的預設天線。在該實施方式中，總封包計數可以是計數器值CV1和CV2的和。以第4圖為例，在時間t0，假設計數器值CV2大於計數器值CV1，如果計數器值CV_MIB與總封包計數之間的比大於閾值（例如60％），則控制電路130控制接收器120使用天線ANT2作為針對下一計數間隔的預設天線；並且如果計數器值CV_MIB與總封包計數之間的比不大於閾值，則控制電路130直接控制接收器120再次針對下一計數間隔使用天線ANT1作為預設天線。

本領域技術人員將容易地觀察到，在保持本發明的教導的同時，可以對裝置和方法進行多種修改和改變。因此，上述公開應被解釋為僅由所附請求項的界限和界限所限制。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

110: 切換電路 120: 接收器 130: 控制電路 122: MIB計數器 124: 第一計數器 126: 第二計數器 200, 202, 204, 206, 208, 210, 212: 步驟 300: 封包 600, 602, 604, 606: 步驟

第1圖是例示根據本發明的一個實施方式的電子裝置的圖。第2圖是根據本發明的一個實施方式的電子裝置的控制方法的流程圖。第3圖示出了根據本發明的一個實施方式的封包和功率檢測。第4圖示出了根據本發明的一個實施方式的用於設置預設天線的計數間隔。第5圖示出了單播至我的封包和非針對該電子裝置的封包。第6圖是根據本發明的一個實施方式的電子裝置的控制方法的流程圖。

600, 602, 604, 606: 步驟

Claims

一種電子裝置的控制方法，所述電子裝置包括第一天線和第二天線，並且所述控制方法包括：將所述第一天線和所述第二天線中的一者設置為預設天線；在間隔內接收多個封包；對於所述多個封包中的各個封包，將對應於所述第一天線的信號強度和對應於所述第二天線的信號強度進行比較以生成第一比較結果；回應於所述第一比較結果指示對應於所述第一天線的信號強度大於對應於所述第二天線的信號強度，增大第一值，或者，回應於所述第一比較結果指示對應於所述第一天線的信號強度小於對應於所述第二天線的信號強度，增大第二值；在所述間隔到期時，將所述第一值和所述第二值進行比較以生成第二比較結果；以及根據所述第二比較結果，選擇所述第一天線和所述第二天線中的一者作為所述預設天線。
根據請求項1所述的控制方法，其中，對於所述多個封包中的各個封包，將對應於所述第一天線的信號強度和所述第二天線的信號強度進行比較以生成第一比較結果的步驟包括：在所述封包的特定欄位內使用所述第一天線接收第一信號以確定對應於所述第一天線的信號強度，其中，所述第一信號對應於所述特定欄位的第一時段；在所述封包的所述特定欄位內使用所述第二天線接收第二信號以確定對應於所述第二天線的信號強度，其中，所述第二信號對應於所述特定欄位的第二時段；以及在所述特定欄位內將對應於所述第一天線的信號強度和對應於所述第二天線的信號強度進行比較，以生成所述第一比較結果。
根據請求項2所述的控制方法，其中，在所述間隔內接收所述多個封包的步驟包括：對於所述多個封包中的各個封包，使用所述預設天線來接收除所述封包的所述特定欄位的一部分之外的所有其它欄位。
根據請求項1所述的控制方法，其中，所述控制方法還包括：對於所述多個封包中的各個封包，確定所述封包是否是單播至我的封包；以及回應于所述封包是單播至我的封包，增大管理資訊庫（MIB）值。
根據請求項4所述的控制方法，其中，所述控制方法還包括：當所述間隔到期時，確定所述MIB值與總封包計數的比是否大於閾值。
根據請求項5所述的控制方法，其中，根據所述第二比較結果，選擇所述第一天線和所述第二天線中的一者作為所述預設天線的步驟包括：如果所述比大於所述閾值，則根據所述第二比較結果確定或更新所述第一天線和所述第二天線中的所述預設天線；以及如果所述比不大於所述閾值，則不更新所述預設天線，並且在下一間隔中直接使用所述預設天線。
根據請求項1所述的控制方法，其中，所述控制方法還包括：建立與接入點的鏈路；從所述第一天線接收第一信號；基於所述第一信號執行校準步驟，以獲得所述第一天線的校準資料；從所述第二天線接收第二信號；以及基於所述第二信號執行所述校準步驟，以獲得所述第二天線的所述校準資料。
根據請求項7所述的控制方法，其中，當所述電子裝置建立與所述接入點的所述鏈路時，執行基於所述第一信號執行所述校準步驟以獲得所述第一天線的所述校準資料的步驟和基於所述第二信號執行所述校準步驟以獲得所述第二天線的所述校準資料的步驟。
根據請求項1或者5所述的控制方法，其中，回應於所述第一比較結果指示對應於所述第一天線的信號強度大於對應於所述第二天線的信號強度，增大第一值且保持第二值不變；回應於所述第一比較結果指示對應於所述第一天線的信號強度小於對應於所述第二天線的信號強度，增大第二值且保持第一值不變；其中，所述第一值與所述第二值之和表示總封包計數。
一種電子裝置，所述電子裝置包括：接收器，所述接收器被配置成將第一天線和第二天線中的一者設置為預設天線，並且在間隔內接收多個封包，其中，對於所述多個封包中的各個封包，所述接收器將對應於所述第一天線的信號強度和對應於所述第二天線的信號強度進行比較以生成第一比較結果；並且回應於所述第一比較結果指示對應於所述第一天線的信號強度大於對應於所述第二天線的信號強度，所述接收器增大第一值，或者，回應於所述第一比較結果指示對應於所述第一天線的信號強度小於對應於所述第二天線的信號強度，所述接收器增大第二值；以及控制電路，所述控制電路耦接到所述接收器，其中，所述控制電路在所述間隔到期時將所述第一值和所述第二值進行比較以生成第二比較結果，並且根據所述第二比較結果選擇所述第一天線和所述第二天線中的一者作為所述預設天線。
根據請求項10所述的電子裝置，其中，所述接收器在所述封包的特定欄位內使用所述第一天線來接收第一信號，以確定對應於所述第一天線的信號強度，其中，所述第一信號對應於所述特定欄位的第一時段；所述接收器在所述封包的所述特定欄位內使用所述第二天線接收第二信號，以確定對應於所述第二天線的信號強度，其中，所述第二信號對應於所述特定欄位的第二時段；並且所述接收器在所述特定欄位內將對應於所述第一天線的信號強度和對應於所述第二天線的信號強度進行比較，以生成所述第一比較結果。
根據請求項11所述的電子裝置，其中，對於所述多個封包中的各個封包，所述接收器使用所述預設天線來接收除所述封包的所述特定欄位的一部分之外的所有其它欄位。
根據請求項10所述的電子裝置，其中，對於所述多個封包中的各個封包，所述接收器確定所述封包是否是單播至我的封包；並且回應於所述封包是單播至我的封包，所述接收器增大管理資訊庫（MIB）值。
根據請求項13所述的電子裝置，其中，當所述間隔到期時，所述控制電路確定所述MIB值與總封包計數的比是否大於閾值。
根據請求項14所述的電子裝置，其中，如果所述比大於所述閾值，則根據所述第二比較結果從所述第一天線和所述第二天線確定或更新所述預設天線；並且如果所述比不大於所述閾值，則不更新所述預設天線，並且在下一間隔直接使用所述預設天線。
根據請求項10所述的電子裝置，其中，所述接收器還執行以下步驟：建立與接入點的鏈路；從所述第一天線接收第一信號；基於所述第一信號執行校準步驟，以獲得所述第一天線的校準資料；從所述第二天線接收第二信號；以及基於所述第二信號執行所述校準步驟，以獲得所述第二天線的所述校準資料。
根據請求項16所述的電子裝置，其中，當所述電子裝置建立與所述接入點的所述鏈路時，執行基於所述第一信號執行所述校準步驟以獲得所述第一天線的所述校準資料的步驟和基於所述第二信號執行所述校準步驟以獲得所述第二天線的所述校準資料的步驟。