CN101015126A - 多频带通信设备 - Google Patents
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Abstract
一种移动通信装置(200)，包括天线(210)，配置用于发送和/或接收第一频带内的第一信号和第二频带内的第二信号，第一接收机电路(260)，配置用于接收第一频带内的信号，具有第一位置的转换开关(220)，连接到天线的第一双工网络(230)，第一双工网络还连接到转换开关，第一双工网络还连接到第一接收机电路。第一双工网络能配置用于传送第一频带内的信号到第一接收机电路，并阻塞来自第一接收机电路的第二频带内的信号。第一双工网络还能配置用于传送第二频带内的信号到转换开关。移动通信装置还可以包括连接到在第一位置的转换开关的第二双工网络(232)，第二双工网络对应第二频带。
Description
技术领域
本发明涉及用于多频带通信的方法和设备。更具体地，本发明涉及可以同时访问多个系统的移动通信装置。
背景技术
目前，第三代和较高移动无线通信系统的出现导致需要能访问多个通信系统的移动通信手机，例如服务公共地理区域的GSM和WCDMA通信系统。多通信系统服务的完全利用要求多模式无线移动通信装置同时运行在多于一个的通信系统上，并在通信系统之间有效转换而不造成显著的性能恶化。
不幸的是，当前的多模和多频带无线通信装置不能同时访问多于一个的通信系统。例如，CDMA通信持续接收和发射的特性使得没有时间监测其他通信系统，如多模操作所要求的，例如评价切换候选。
在持续接收和发射通信系统中压缩下行链路和上行链路信息传输会得到用于监测其他通信系统的时间。在此种压缩中，在较短时间间隔内传输更多的数据，以避免数据速率的降低。然而，传输压缩要求更高功率，导致增加了系统容量的负担。此外，实现此种压缩的软件可能要求处理器和存储器的更多资源，添加了设计的复杂性，同时减少了谈话时间。
同样，在当前无压缩的多模和多频带无线通信装置的任何尝试中都需要多个天线。然而，额外的天线增加了便携式通信装置的成本、尺寸以及复杂性。
当详细考虑以下描述的本发明详细说明并结合附随附图，本领域普通技术人员会更加清楚本发明的不同方面、特点以及优点。
发明内容
本发明提供了一种移动通信装置。该移动通信装置包括：天线，该天线配置用于接收第一频带内的第一信号和第二频带内的第二信号；第一接收机电路，配置用于接收第一频带内的信号；具有第一位置的转换开关；连接到天线的第一双工网络，第一双工网络还连接到转换开关，第一双工网络还连接到第一接收机电路。第一双工网络可配置成传送第一频带内的信号到第一接收机电路，并阻碍来自第一接收机电路的第二频带信号。第一双工网络还可被配置为传送第二频带内的信号到转换开关。移动通信装置还可以包括连接到第一位置的转换开关的第二双工网络，第二双工网络对应第二频带。
本发明的一个方面允许减少先前没有压缩时必须用于监测额外频带的额外的内部天线和RF连接器。本发明的另一方面允许在移动通信装置内打开额外的板空间(board space)，并由于组件数量的减少而减少移动通信装置的尺寸。本发明的另一方面允许自动使用(automobile usage)单个天线。本发明的另一方面考虑到移动通信性能的改进，以及其他优点。
附图说明
将参考随后的附图说明本发明的优选实施例，其中相同数字表示相同元件，其中：
图1是根据第一实施例的移动通信装置的示范性框图；
图2是根据另一实施例的移动通信装置的示范性框图；
图3是转换开关控制逻辑的示范性显示；以及
图4是显示系统选择例子和对应逻辑方程的表的示范显示。
具体实施方式
图1是根据第一实施例的移动通信装置100的示范性框图。移动通信装置100可以是任何类型的无线通信装置，例如移动电话，移动寻呼机等。移动通信装置100包括天线110，前端模块120，输入/输出电路140。天线110可在移动通信装置100的内部或外部。在操作时，天线110发送和/或接收至少一个频带内的移动通信信号。前端模块120监测另一频带，并根据在各个频带中的系统可用性，可以切换移动通信装置在另一频带上操作。控制器140控制移动通信装置100组件的操作。例如，控制器140包括微处理器，数据存储器，程序存储器，和/或用于执行软件并控制移动通信装置100组件操作的控制逻辑。输入/输出电路140可用作用户接口，用于接收和发送信号到移动通信装置100的用户。例如，输入/输出电路140可发送和/或接收音频、视觉或其他感官信号到用户。前端模块120可在多层低温共烧陶瓷(Low-temperature cofired ceramic，LTCC)模块上实施。该模块140可提供第三代电话内EGSM，DCS，PCS，WCDMA接收和发射频带之间的频带选择和滤波。
图2是根据另一实施例的移动通信装置200的示范性框图。除天线210之外，移动通信装置200的所有组件都包括图1的前端模块120。移动通信装置200包括天线210，转换开关220，双工网络230，232，234，236和238，滤波器240，242，244，246，248和250，接收机电路或接收机260，262，264和266，发射机电路或发射机270，272和274，以及控制器280。
转换开关220根据操作模式的数目和可由移动通信装置200访问的不同系统的数目，可具有多达至少四个位置1，2，3，和4。转换开关220可以是4位置砷化镓FET天线转换开关。和转换开关220一起使用隔直流电容，从而抵消任何可能存在于转换开关220的RF端口的直流偏压。
天线210可以位于移动通信装置200的内部或外部。同样，发送自或接收自天线210的信息可经传输线285馈送，在到达转换开关220之前通过双工网络230以及传输线284。滤波器240和242可以是陶瓷滤波器或多层LC滤波器。滤波器244，246和250可以是SAW滤波器。滤波器246可以是多层LC滤波器。
接收机260可以是WCDMA接收机。接收机262可以是GSM900(或EGSM)接收机。接收机264可以是PCS接收机。接收机266可以是DCS接收机。发射机270可以是WCDMA发射机。发射机272可以是DCS和PCS发射机。发射机274可以是GSM900(或EGSM)发射机。滤波器240，242，244，246和250可以是带通滤波器。滤波器248可以是低通滤波器。双工网络230，232，234，236和238可包括LC电路，LC相位偏移电路，LC谐振电路，传输线等。双工网络230，232，234，236和238还可包括用于在不同频带中双向传送信号的专用双工器。
连接移动通信装置200不同组件的线可以包括传输线284-288。可在组件之间插入额外的传输线和滤波器，从而获得用于调谐移动通信装置200的特性的不同阻抗。例如，移动通信装置200使用各通路内组件的带外阻抗和适当的相位偏移来旋转各通路阻抗到相关频率的开路。因此，例如接收机260可主动监测第一频带内基站的可用性，同时处理转换开关220选择的任意另一频带内的呼叫。一旦接收机260检测到第一频带内基站的出现，控制器280内的软件可做出切换决定，从而切换到使用第一频带内的基站的系统。
其它类型的接收机、发射机，双工网络和用于其它系统的滤波器都可以替换那些公开的，也可以相互交换并重新配置公开的，以创造出不同系统的不同接收和发射结构。
在操作中，移动通信装置200可操作在高达至少四种操作模式。这些模式包括第一频带呼叫模式，第二频带呼叫模式，第三频带呼叫模式以及第四频带呼叫模式。这些频带呼叫模式可对应于例如WCDMA，GSM900，PCS，DCS的系统，以及任何其他移动通信系统。
天线210可以发送和/或接收不同频带内的信号。
在所有的呼叫模式中，接收机260用作第一频带(例如WCDMA)接收机，它使用全双工呼叫模式。双工网络230对除了第一频带内的接收频带外的频带用作开路。滤波器240用作第一频带内接收频带的带通滤波器，并提供寄生信号响应抑制。因此，接收机260总是监测第一频带内的系统，而不管当前操作模式和使用的系统。
在第一操作模式中，例如WCDMA，转换开关220在第一位置1。发射机270在第一频带内发射信号，并由接收机260在第一频带内接收。具体地，发射机270通过带通滤波器242在第一频带中发射信号。双工网络232将通路匹配到第一频带内的发射频带，可对第一频带内的接收频带用作开路。对于其他频带，双工网络232也用作开路。双工网络232还双向传送第一频带内从发射机270发射的信号以及第二频带内由接收机262接收的信号。
因此，为了允许对于所有四种发射和接收频带使用一个天线，使用显示的特定双向传送配置。双工网络230，232，234，236和238与转换开关220联合操作，从而无论选择哪条通路，在转换开关220之后会对第一接收频带内的信号呈现开路。该频带内的信号然后通过滤波器240被反射到第一接收频带接收机260。
在根据类似示范实施例的第一操作模式中，在天线210接收的2110-2170MHz之间的信号会因为双工网络230，232，234，236，和238的特性而将任何通过转换开关220的通路视为开路。因此，WCDMA接收信号会仅通过双工网络230以及WCDMA带通滤波器240到达WCDMA接收机260。双工网络230可以是网络或仅仅是双向传送点，通过来自滤波器240的、由传输线284提供的适当的相位偏移来将传输线285从天线210上断开。由于滤波器240的带外阻抗，传输线284提供的相位旋转以及其他相关阻抗，其他频带的信号将把滤波器240视为开路，从而防止这些信号到达WCDMA接收机260。滤波器240可具有带外阻抗特性，从而使双向传送配置工作正常。该阻抗特性可根据移动通信装置200的所有组件的阻抗和相位偏移确定。该特性还可从涉及移动通信装置的规范获得。
对于根据另一示范实施例的第一操作模式内的发射，在开关位置1、1920-1980MHz之间的WCDMA传输频带内进行传输。来自WCDMA发射机270的信号通过WCDMA传输带通滤波器242，然后通过双工网络232，该网络将信号同滤波器244和接收机262隔离，同时当转换开关220在位置1时，允许信号传送到天线210。传输线286提供移动通信装置200内部网络之间或前端模块120和滤波器242之间的相位偏移。这代表了前端模块120和滤波器242之间的线长度，并可和滤波器242的带外阻抗一起，在全部双向传送配置中考虑。对于WCDMA接收通路，滤波器242可具有受控带外阻抗特性，用于根据和其他组件的交互以及此类系统的建立规范，优化双向传送配置的操作。
在第二操作模式中，例如GSM900，转换开关220根据移动通信装置是接收还是发射在第一位置1和第四位置4之间交替。发射机274发射信号到第二频带，并由接收机262在第二频带上接收。具体地，发射机274通过双工网络238发射第一频带内的信号。双工网络238将通路匹配到第二频带内的发射频带，可对第二频带内的接收频带用作开路。双工网络238还可对其他频带用作开路。接收机262在第二频带的接收频带内从天线210通过双工网络232和带通滤波器244接收信号。双工网络232将通路匹配到第二频带内的接收频带，并可对其他频带用作开路。
对于根据另一个示范实施例的第二操作模式的接收，在转换开关位置1、925-960MHz接收频带内完成EGSM或GSM900的接收。转换开关220在位置1，在EGSM接收频带内到达天线210的信号通过双工网络232到达EGSM滤波器244。双工网络232还提供WCDMA发射频率上的衰减，从而保护滤波器244免受来自发射机270的发射功率的影响。当转换开关在位置3或位置4时，如果只有转换开关隔离不足以保护滤波器244时，双工网络232还提供对发射功率的较小隔离。
对于根据另一示范实施例的第二操作模式的发射，在转换开关位置4、880-915MHz发射频带内完成EGSM的发射。来自EGSM发射机274的信号通过双工网络238，该双工网络保护DCS接收机滤波器250不受发射功率影响，同时当转换开关220在第四位置时，允许EGSM发射信号通过到达天线。也可以独立使用EGSM谐波滤波器，或可通过双工网络238的阻带特性实施此功能。传输线288代表在EGSM发射机274和前端模块120上EGSM发射引脚之间传输线长度。
在第三操作模式中，例如PCS，转换开关220根据移动通信装置在接收或发射在第二位置2和第三位置3之间交替。发射机272在第三频带上发射信号，并由接收机264在第三频带上接收。具体地，发射机272在第三频带上通过低通滤波器248和双工网络236发射信号。双工网络236匹配通路到第三频带内的发射频带，并可对于其他频带用作开路。接收机264在第三频带的接收频带内从天线210通过双工网络234和带通滤波器246接收信号。双工网络234匹配通路到第三频带内的接收频带，并可对于其他频带用作开路。
对于根据另一示范实施例的第三操作模式的接收，在转换开关位置2、1930-1990MHz PCS接收频带内完成接收。当转换开关220在位置2，在PCS接收频带内到达天线210的信号通过双工网络234到达PCS接收机滤波器246。转换开关的此位置不是和发射通路复用的，因此该网络比其它的简单。然而，和其他接收通路一样，除非转换开关隔离足够，否则需要在其他发射频率的足够的衰减，从而防止滤波器246受发射功率影响。
在第四操作模式中，例如DCS，转换开关220根据移动通信装置是接收还是发射在第四位置4和第三位置3之间交替。发射机272在第四频带上发射信号，并由接收机266在第二频带上接收。具体地，发射机272通过双工网络236在第四频带上发射信号。双工网络236将通路匹配到第四频带内的发射频带，对其他频带可用作开路。接收机266在第四频带的接收频带内从天线210通过双工网络238和带通滤波器250接收信号。双工网络238将通路匹配到第四频带内的接收频带，并可对其他频带用作开路。双工网络238还双向传送来自发射机274的第二频带内的信号和接收机266接收的第四频带内的信号。
对于根据另一个示范实施例的第四操作模式的接收，在转换开关位置4、1805-1880MHz接收频带内完成DCS的接收。转换开关220在位置4，在DCS接收频带内到达天线210的信号通过双工网络238到达DCS滤波器250。双工网络232还提供衰减，从而保护滤波器250免受来自发射机274的EGSM发射功率的影响。
对于根据另一示范实施例的第三操作模式和第四操作模式的发射，在转换开关位置3分别在1710-1785MHz以及1850-1910MHz的DCS和PCS发射频带内完成发射。当转换开关220在位置3时，来自DCS/PCS发射机272的信号通过滤波器248和双工网络236到达天线210。滤波器248可以是低通滤波器，发射谐波滤波器，陷波滤波器等。然而，也可用双工网络236的阻带特性提供发射机272所需的谐波衰减。滤波器248可以衰减WCDMA接收机频带内来自DCS/PCS发射机272的热噪声，并连同由传输线287提供的相位偏移一起形成整体双工网络的一部分。该衰减保护当发射机272运行时，WCDMA接收机260的不感应(desense)。和WCDMA接收和发射带通滤波器240以及242一样，应当控制传输线带外阻抗，从而双工配置可正确操作，在系统规范中规定了上述双工配置的操作。
图3是用于转换开关220的控制逻辑300的示范显示。逻辑输入A，C，D，E，F和G对应控制器280使用的移动通信装置信号。输出1，2，3和4对应指示转换开关位置相对于转换开关220的信号。图4是表格400的示范显示，该表格显示系统选择、转换开关位置、参考电压，以及用于控制逻辑300操作的对应逻辑方程的例子。控制逻辑300提供电平偏移以及解码以给砷化镓转换开关220提供足够的栅极电压，使之维持线性。电平偏移还提供容纳在砷化镓转换开关处的不同芯片组逻辑电平的方法。控制逻辑300可由任何本领域公知的适当逻辑执行。根据前端模块120的实际系统和应用需要修改控制逻辑300的信号和逻辑。例如，不同信号和控制逻辑300可用于实施在不同移动通信装置中和不同系统上的前端模块120。
图2的控制器280可以控制移动通信装置200的操作。例如，控制器280可以包括类似组件并以和图1控制器130相类似的方式操作。控制器280还可以包括转换开关解码器逻辑300，或转换开关解码器逻辑300可在和砷化镓转换开关220相同封装内的ASIC上实施。用足够高的电压驱动转换开关控制输入，从而获得期望的线性。可在ASICS上和解码一起执行匹配电压要求所需的任何电平偏移。用于解码逻辑的控制信号可由和标准移动通信装置一起使用的标准IC提供，可在控制器280内实现标准IC。可以实施任何有用的逻辑电路，用于解码本领域已知的转换转换开关220的控制器控制信号。
本发明的控制器操作优选在可编程处理器上实施。然而，可在通用或专用计算机、可编程微处理器或微控制器以及外围集成电路元件，ASIC或其他集成电路，诸如离散元件电路的硬件电子或逻辑电路，或例如PLD、PLA、FPGA或PAL等的可编程逻辑器件上实施控制器操作。通常，能执行控制器操作的有线状态机驻留的任何装置都可用于实施本发明的处理器功能。
虽然参考特定实施例说明本发明，应当清楚，本领域技术人员显然还可以进行许多改变、修改和变化。例如，可以在其他实施例中互换、添加或替换这些实施例的不同组件。因此，在此陈述的本发明的优选实施例是说明性而非限制性的。可以作出不同改变而不背离本发明的精神和范围。
Claims (20)
1.一种移动通信装置，包括：
天线，配置用于接收第一频带内的第一信号和第二频带内的第二信号；
第一接收机电路，配置用于接收第一频带内的信号；
转换开关，具有第一位置；以及
第一双工网络，连接到所述天线，所述第一双工网络还连接到所述转换开关，以及所述第一双工网络还连接到所述第一接收机电路。
2.根据权利要求1所述的移动通信装置，其中，所述第一双工网络配置用于传送第一频带内的信号到所述第一接收机电路，阻碍来自所述第一接收电路的第二频带内的信号。
3.根据权利要求1所述的移动通信装置，其中，所述第一双工网络配置用于传送第二频带内的信号到所述转换开关。
4.根据权利要求1所述的移动通信装置，进一步包括第二双工网络，在第一位置连接到所述转换开关，所述第二双工网络对应第二频带。
5.根据权利要求4所述的移动通信装置，进一步包括第二接收机电路，连接到所述第二双工网络，所述第二接收机电路对应第二频带。
6.根据权利要求4所述的移动通信装置，进一步包括第一发射电路，连接到所述第二双工网络，所述第一发射电路配置用于发射第一频带内的信号。
7.根据权利要求1所述的移动通信装置，进一步包括控制器，连接到所述转换开关，所述控制器配置用于当所述第一频带接收机检测到对应第一频带的基站的存在时，做出切换决定。
8.根据权利要求1所述的移动通信装置，进一步包括第三双工网络，
其中，所述天线进一步配置用于接收第三频带中的信号，
其中，所述转换开关进一步具有第二位置，以及
其中，所述第三双工网络连接到在所述第二位置的所述转换开关。
9.根据权利要求8所述的移动通信装置，进一步包括第四双工网络，
其中，所述天线进一步配置用于接收第四频带内的信号，
其中，所述转换开关进一步具有第三位置，以及
其中，所述第四双工网络连接到在对应第四频带的所述第三位置的所述转换开关。
10.根据权利要求1所述的移动通信装置，进一步包括第一频率带通滤波器，连接在所述第一双工网络和所述第一接收机电路之间，所述第一频率带通滤波器配置用于允许从所述双工网络传送第一频带内的信号到所述第一接收机电路。
11.根据权利要求1所述的移动通信装置，进一步包括：
第二双工网络，连接到所述转换开关；
第一频率带通滤波器，连接到所述第二双工网络；以及
第二频率带通滤波器，连接到所述第二双工网络，
其中，所述天线进一步配置用于接收第三频带内的信号，以及
其中，所述第一频率带通滤波器配置用于实质上仅传送通过第二频带，以及所述第二频率带通滤波器配置用于实质上仅传送通过第三频带。
12.根据权利要求1所述的移动通信装置，其中，所述第一频带对应于中心频率实质上大约在2110MHz的频带。
13.根据权利要求12所述的移动通信装置，其中，所述第二频带对应于中心频率实质上大约在900MHz、1900MHz以及1800MHz中的至少一个的频带。
14.根据权利要求1所述的移动通信装置，进一步包括多层低温共烧陶瓷模块。
15.一种移动通信装置，包括：
天线，配置用于接收第一频带内的第一信号和第二频带内的第二信号；
第一双工网络，连接到所述天线；
第一频带接收机，连接到所述第一双工网络；以及
转换开关，连接到所述第一双工网络，所述转换开关具有第一位置；
其中，所述第一双工网络包括关于第一频带的带内阻抗以及关于第二频带的带外阻抗。
16.根据权利要求15所述的移动通信装置，其中，从第二频带内的第一基站接收传输，并当所述第一频带接收机检测到对应第一频带的第二基站的出现时，做出切换决定。
17.根据权利要求15所述的移动通信装置，其中，当做出切换决定时，所述转换开关切换到第二位置。
18.根据权利要求15所述的移动通信装置，进一步包括多层低温共烧陶瓷模块。
19.一种移动通信装置，包括：
单个天线，配置用于接收第一频带内的第一信号和第二频带内的第二信号；
双工网络，连接到所述天线；
第一频带接收机，连接到所述第一双工网络；以及
转换开关，连接到所述第一双工网络，所述转换开关具有第一位置；
控制器，连接到所述转换开关，所述控制器配置用于当所述第一频带接收机检测到对应第一频带的基站的出现时，做出切换决定。
20.根据权利要求19所述的移动通信装置，进一步包括多层低温共烧陶瓷模块。
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