波束赋形天线阵的制作方法
【专利说明】波束赋形天线阵
[0001]相关申请案交叉申请
[0002]本申请要求Dedi Haziza于2012年12月7日递交的发明名称为“波束赋形天线阵”的第13/708，554号美国专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及通信网络，尤其涉及一种波束赋形天线阵。
【背景技术】
[0004]随着无线局域网(WLAN)和WiFi技术的演进，对支持更高容量(例如，更多用户)同时保持吞吐量和服务质量(QoS)的需求也在增长。另外，随着用户和用户终端数量的增多，传输环境的抵抗性也可能增加，这对单个用户而言，可能会导致更多的干扰，频谱效率低下和更低的数据吞吐量。例如，在多用户宽带无线(如WiFi)环境(如商业中心、办公室、宾馆和医院等)中，在包含有全向天线系统的传统WLAN中，每个用户都可能扮演着其他用户的噪音(如干扰)来源。在此例中，每个用户的数据吞吐量都会因干扰而降低。而且，由于频谱效率低下和带宽限制，每个用户的数据吞吐量可能进一步降低。
[0005]传统的WLAN设备、系统和方法可采用波束赋形天线系统提升系统的效率(如频谱效率和数据吞吐量等)，减轻传输环境的抵抗性。例如，可采用波束赋形天线系统将天线射频(RF)模式定向至和/或集中至一个或多个特定用户。传统的波束赋形方法往往复杂庞大且效率低下。例如，包含有波束赋形天线系统的传统WLAN设备、系统和方法可能要求设计定向天线振子和/或包括一个或多个激活电路(如放大器和移相电路等)。另外，传统的波束赋形方法在室内多径环境下，例如，可能会由于多径失真而经历性能退化。此类传统方法可能采用预定的天线RF模式，并且可能不具备重配置天线RF模式的能力。依此，需要提供能够更有效地将天线RF模式调节和/或引导至一个或更多目标用户的设备、系统和方法。
【发明内容】
[0006]本文公开了一种无线接入点设备，包括:微控制器单元、耦合至所述微控制器单元的收发器以及耦合至所述收发器的波束赋形天线，其中，所述波束赋形天线包括:反射器、开关以及与所述反射器大体上相邻的两个或多个天线振子，每个天线振子耦合至所述开关。
[0007]本文还公开了一种波束赋形方法，包括:识别一个或多个目标用户；确定天线配置；激活一个或多个天线振子，其中，每个所述天线振子包括反射器，从而将天线射频模式集中至所述目标用户；与所述目标用户进行通信，从而向所述目标用户发送数据或接收来自所述目标用户的数据。
[0008]本文还公开了一种无线接入点设备，包括:微控制器单元、耦合至所述微控制器单元的收发器以及耦合至所述收发器的波束赋形天线，其中，所述波束赋形天线包括:反射器、与所述反射器大体上相邻的两个或多个天线振子以及耦合至每个天线振子的开关，所述开关用于控制到所述天线振子的电力，以通过开启或关闭所述天线振子修改所述天线振子产生的RF模式，以及耦合至所述微控制器的存储器，其中，所述存储器包括指令，所述指令促使所述微控制器识别一个或多个目标用户；确定天线配置；激活一个或多个天线振子，其中，每个所述天线振子包括反射器，从而将天线射频模式集中至所述目标用户；与所述目标用户进行通信，从而向所述目标用户发送数据或接收来自所述目标用户的数据。
【附图说明】
[0009]为了更完整地理解本发明，现参阅结合附图和【具体实施方式】而描述的以下简要说明，其中的相同参考标号表不相同部分。
[0010]图1为WLAN设备的一个部分的一实施例的示意图；
[0011]图2为波束赋形天线阵的一实施例的透视图；
[0012]图3为波束赋形天线阵的一实施例的侧视图；
[0013]图4为波束赋形天线阵的一实施例的俯视图；
[0014]图5为波束赋形天线阵射频模式的一实施例的透视图；
[0015]图6为与单个用户进行通信的波束赋形天线阵的一实施例的俯视图；
[0016]图7为与单个用户进行通信的波束赋形天线阵的另一实施例的俯视图；
[0017]图8为与两个用户进行通信的波束赋形天线阵的一实施例的俯视图；
[0018]图9为与四个用户进行通信的波束赋形天线阵的一实施例的俯视图；
[0019]图10为波束赋形方法的一实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0020]首先应理解，尽管下文提供一项或多项实施例的说明性实施方案，但所公开的系统和/或方法可使用任何数目的技术来实施，无论该技术是当前已知还是现有的。本发明决不应限于下文所说明的说明性实施方案、附图和技术，包括本文所说明并描述的示例性设计和实施方案，而是可在所附权利要求书的范围以及其等效物的完整范围内修改。
[0021]本文公开波束赋形天线阵(BFAA)和包含有BFAA的WLAN设备的实施例，方法亦同。在一实施例中，该BFAA可用于提供将天线RF模式调节和/或引导至一个或多个目标用户的能力，从而提升数据吞吐量和提高该WLAN设备的频谱效率，如将在本文公开的那样。另外，该BFAA还可用于为一个或多个目标用户提供全向覆盖，当如此配置时，如将在本文公开的那样。
[0022]参照图1，示出了 BFAA的操作环境的实施例。在一实施例中，该操作环境通常包括多个与WLAN设备关联的功能单元，如将在本文公开的那样。
[0023]在图1所示的实施例中，WLAN设备100可包括多个功能单元。在一实施例中，功能单元(如集成电路(IC))可执行单个功能，例如，作为放大器或缓冲器。该功能单元可在单个芯片上执行多种功能。该功能单元可包括可执行所定义功能的IC上的一组组件(如晶体管、电阻器、电容器、二极管和/或电感器)。该功能单元可包括一组具体的输入、一组具体的输出以及带有所述IC的其他功能单元和/或外部组件的接口 (如电接口、逻辑接口和/或其他接口)。在一些实施例中，该功能单元可包括单个功能的重复实例(如单个芯片上的多个触发器或加法器)，或者可包括两个或多个不同类型的可共同为该功能单元提供其整体功能性的功能单元。例如，微处理器或微控制器可包括功能单元，例如，算术逻辑单元(ALU)、一个或多个浮点单元(FPU)、一个或多个加载或存储单元、一个或多个分支预测单元以及一个或多个存储器控制器和其他诸如此类的模块。在一些实施例中，该功能单元还可细分为组件功能单元。例如，如果微处理器与至少一个其他功能单元(如高速缓冲存储器单元)共用电路，微处理器或微控制器作为一个整体可被视为IC的功能单元。
[0024]功能单元可包括，例如，通用处理器、数学处理器、状态机、数字信号处理器、视频处理器、音频处理器、调制解调器、收音机、接收机、发射机、收发器、逻辑单元、逻辑元件、复用器、解复用器、切换单元、切换元件、输入/输出(I/o)元件、外围控制器、总线、总线控制器、寄存器、组合逻辑元件、存储单元、可编程逻辑器件、存储器单元、神经网络、传感电路、控制电路、数模转换器、模数转换器、振荡器、存储器、过滤器、放大器、混频器、调制器、解调器和/或本领域普通技术人员所能理解的任何其他适当的设备。
[0025]在图1的实施例中，WLAN设备100可包括多个分布式组件和/或功能单元，每个功能单元可通过适当的信号管线，例如，通过一个或多个电连接，与一个或多个其他功能单元进行通信，如将在本文公开的那样。
[0026]在图1的实施例中，操作环境包括WLAN设备100，WLAN设