CN101926096A - 集成天线阵列和rf前端模块 - Google Patents

Abstract

一种装置，包括：天线开关(601)，配置用于选择至少一个天线；以及控制器(205b)。该控制器配置用于按照第一操作模式和第二操作模式来控制所述天线开关。在所述第一操作模式中，所述装置配置用于与其他装置通信。在所述第二操作模式中，所述装置配置用于执行寻向。

Description

集成天线阵列和RF前端模块

技术领域

本发明涉及一种装置，并且具体地涉及用于在通信***中提供服务的装置。

背景技术

通信设备可以被理解为提供有适当的通信和控制能力从而能够将其用于与其他方进行通信的设备。通信例如可以包括话音通信、电子邮件(email)、文本消息、数据、多媒体等等。通信设备通常允许设备的用户经由通信***来接收和发射通信，并且由此可以用来接入各种服务应用。

通信***是促进在两个或多个实体之间通信的设施，其中实体诸如通信设备、网络实体和其他节点。通信***可以由一个或多个互连的网络提供。可以提供一个或多个网关节点，用于对***的各网络进行互连。例如，通常在接入网络与例如核心网络和/或数据网络的其他通信网络之间提供网关节点。

适当的接入***允许通信设备接入较宽的通信***。对较宽通信***的接入可以借助于固定线路或无线通信接口或其组合来提供。提供无线接入的通信***通常支持其用户的至少一定的移动性。其示例包括借助于蜂窝接入网络的布置来提供接入的无线通信***。无线接入技术的其他示例包括不同的无线局域网(WLAN)以及基于卫星的通信***。

无线接入***通常按照规定了允许***的各种元件做什么以及应当如何实现的无线标准和/或一组规范来操作。例如，标准或规范可以定义是否为用户(或者更准确地说，用户设备)提供电路交换载体或分组交换载体或二者。通常还可以定义应当被用于连接的通信协议和/或参数。例如，应让如何在用户设备与网络元件之间实现通信的方式及其功能和责任通常由预定义的通信协议来定义。

在蜂窝***中，基站形式的网络实体提供用于与一个或多个小区或扇区中的移动设备进行通信的节点。注意，在某些***中，基站称为“节点B”。蜂窝接入***的示例包括通用陆地无线电接入网络(UTRAN)和GSM(全球移动***)EDGE(GSM演进的增强数据)无线电接入网络(GERAN)。

另一类型的接入架构的非限制性示例是称为演进通用陆地无线接入(E-UTRA)的概念。这也称为长期演进UTRA或者LTE。演进通用陆地无线电接入网络(E-UTRAN)包括E-UTRAN节点B(eNB)，其配置用于提供无线电接入网络的基站和控制功能。eNB可以提供E-UTRA特征，诸如用户平面无线电链路控制/媒介接入控制/物理层协议(RLC/MAC/PHY)以及朝向移动设备的控制平面无线电资源控制(RRC)协议终端。

这种通信***中的通信设备或者手持机的相对大小给能够执行诸如寻向(DF)、发射/接收分集或多输入多输出(MIMO)操作等任务的通信设备上的天线阵列放置带来了问题。

天线阵列例如可以在能够发射适当射频信号的寻向设备中使用。使用天线阵列配置例如适于找到对象，这不需要具有天线的手持机要搜寻什么的预先知识。例如，定位具有RF发射能力的皮夹或者另一用户可以由具有天线阵列的手持机来执行。然而，由于天线之间的最大距离较小，阵列配置难以在单个手持设备中实现。

诸如移动终端或用户设备之类的传统通信设备除天线外还具有多个组件，例如通信设备还可以具有显示器和印刷电路板的接地面，这限制了天线元件的数目和位置。可以使用的典型通信设备通常还受限于其操作，例如，用户的手可能挡住天线阵列元件，导致天线性能显著恶化。

一种克服它的方法是将天线阵列远离通信设备上的收发机电路放置，而这又导致了与将天线阵列连接至收发机有关的问题。

例如，一个这种问题是：通常每个天线被配置为初始连接巴伦变换器(balun)，使得产生自每个天线元件的差分输出被转换为适当的单侧输出，其继而可由远离天线元件定位的收发机元件进行处理。这种配置是有问题的，该问题在于其生产很复杂，并且由于附接至每个天线元件的巴伦变换器中的制造容差而使得来自每个元件的输出是不同的。

此外，典型的寻向能力是通过实现可以集中式控制的、不进行交互的两个并行***而在通信设备中实现的。这种设备通常体积较大，因为其必须实现大量类似的设备，以便该设备可以作为通信设备进行操作并且具有执行搜索的能力。

发明内容

本发明的实施方式旨在解决或者至少缓解上述问题。

按照本发明的第一方面，提供一种装置，包括：天线开关，配置用于选择至少一个天线；以及控制器，配置用于按照第一操作模式和第二操作模式来控制天线开关，在第一操作模式中，该装置配置用于与其他装置通信，而在第二操作模式中，该装置配置用于执行寻向。

该装置可以进一步包括：收发机，配置为连接至天线开关，并且配置用于生成输出信号和解码输入信号。

该装置可以进一步包括：包括至少两个天线的天线阵列，其中控制器优选地按照第二操作模式来配置，以控制天线开关顺序地将每个天线切换至放大器。

控制器优选地按照第一操作模式来配置，以控制天线开关仅将一个天线连接至放大器。

控制器可以包括计数器，其配置为连接至天线开关并且输出天线选择信号，其中天线开关根据天线选择信号值来选择至少一个天线。

控制器可以进一步包括状态机逻辑，其配置用于向计数器输出计数信号，其中计数器优选地根据该计数信号来递增天线选择信号值。

控制器可以进一步包括状态机逻辑，其配置用于向计数器输出重置信号，其中计数器优选地根据计数信号来重置天线选择信号值。

控制器可以进一步配置用于按照纯输入模式和纯输出模式来操作装置，其中在纯输入模式中，信号优选地从天线开关向收发机输入，而在纯输出模式中，信号优选地从收发机向天线开关输出。

收发机可以包括低噪放大器和功率放大器，其中控制器优选地配置用于按照纯输入模式来操作低噪放大器，并且按照纯输出模式来操作功率放大器。

天线开关可以包括以下至少一个：平衡天线开关；以及单端天线开关。

按照本发明的第二方面，提供一种方法，包括：选择至少一个天线以便与至少一个输入和输出信号连接；以及控制对第一操作模式以及第二操作模式进行选择，其中第一操作模式用于使用信号来进行通信，而第二操作模式用于根据信号来执行寻向。

该方法可以进一步包括：生成输出信号；以及解码输入信号。

按照第二操作模式来进行控制可以将所述选择控制为顺序地选择每个天线。

按照第一操作模式来进行控制可以将所述选择控制为仅选择一个天线。

控制可以包括：对时钟信号的数目进行计数；以及根据计数的时钟信号的数目来输出天线选择信号，并且所述选择可以包括根据天线选择信号值来选择至少一个天线。

控制可以进一步包括控制时钟信号的计数。

控制可以包括通过输出重置信号来控制时钟信号的计数，其中所述计数根据重置信号值来重置天线选择信号。

控制优选地配置为仅选择至少一个输出信号。

如上所述的装置可以包括用户设备。

如上所述的装置可以包括芯片集。

按照本发明的第三方面，提供一种计算机程序产品，其配置用于执行方法，包括：选择至少一个天线以便与至少一个输入和输出信号连接；以及控制对第一操作模式以及第二操作模式进行选择，其中第一操作模式用于使用信号来进行通信，而第二操作模式用于根据信号来执行寻向。

按照本发明的第四方面，提供一种装置，包括：用于选择至少一个天线以用于连接的装置；以及用于按照第一操作模式和第二操作模式来控制天线的装置，在该第一操作模式中，该设备被配置为与其他设备传送信号，而在第二操作模式中，所述设备被配置为根据所述信号来执行寻向。

按照本发明的第五方面，提供一种装置，包括：第一收发机，配置用于使用第一通信协议来生成和接收信号；第二收发机，配置用于使用第二通信协议来生成和接收信号；天线开关，配置用于从至少两个天线中选择至少一个天线，以便与第一收发机或者第二收发机连接；以及控制器，配置用于按照第一操作模式和第二操作模式来控制天线开关，其中在第一操作模式中，天线开关配置用于将至少一个天线连接至第一收发机，而在第二操作模式中，天线开关配置用于选择至少一个天线以连接至第二收发机。

第一操作模式优选地用于与其他装置的通信。

第二操作模式优选地用于寻向操作。

天线开关可以包括：第一天线开关，配置用于选择第一组天线中的一个；以及第二天线开关，配置用于选择第一天线开关或者第二组天线中的一个。

第一收发机可以包括无线局域网收发机。

第二收发机可以包括蓝牙收发机。

按照本发明的第六方面，提供一种方法，包括：使用第一通信协议来生成和接收信号；使用第二通信协议来生成和接收信号；从至少两个天线中选择至少一个天线，以便连接至第一通信协议信号或者第二通信协议信号；以及按照第一操作模式和第二操作模式来控制天线开关，在第一操作模式中，天线开关配置用于将至少一个天线连接至第一通信协议信号，而在第二操作模式中，天线开关配置用于选择至少一个天线以连接至第二通信协议信号。

第一操作模式优选地用于与其他装置的通信。

第二操作模式优选地用于寻向操作。

所述选择可以包括：选择第一组天线中的一个；以及选择第一组天线中所选的一个或者第二组天线中的一个。

附图说明

为了更好地理解本发明以及如何实践本发明，现在将仅以示例的方式参考附图，其中：

图1示出了可以在其中实现本发明的通信架构的示意图示；

图2示出了可以在图1所示的通信架构中操作的用户设备的示意图示；

图3示出了可以在图1所示的通信架构中操作、包括本发明实施方式的用户设备的示意图示；

图4示出了可以在图1所述的通信架构中操作、包括本发明另一实施方式的用户设备的示意图示；

图5示出了可以在图1所述的通信架构中操作、包括本发明另一实施方式的用户设备的示意图示；

图6示出了可以在图1所述的通信架构中操作、包括本发明另一实施方式的用户设备的示意图示；

图7示出了诸如图2-图6中所示的用户设备中的示例天线布置；

图8示出了示出差分实现实施方式的用户设备中的示意性电路布置；

图9示出了具有共享互连的差分实现实施方式的用户设备中的示意性电路布置；

图10示出了示出单端/差分实现实施方式的用户设备中的示意性电路布置；

图11示出了示出具有共享互连的单端/差分实现的用户设备中的示意性电路布置；

图12示出了示出单端实现实施方式的用户设备中的示意性电路布置；

图13示出了示出具有共享互连的单端实现实施方式的用户设备中的示意性电路布置；

图14示意性地示出了按照本发明实施方式的用户设备中的电路布置实现；

图15示意性地示出了按照本发明实施方式的天线选择开关的并联电路布置；

图16示意性地示出了按照本发明实施方式的天线选择开关的串联电路布置；

图17示意性地示出了按照本发明实施方式的天线选择开关的另一串联电路布置；

图18示意性地示出了按照本发明的实施方式用于操作天线选择开关的控制机制；

图19a和图19b示意性地示出了包括本发明其他实施方式的电路配置；

图20a和图20b示意性地示出了包括本发明其他实施方式的其他电路配置；

图21a示意性地示出了如图19a、图19b、图20a和图20b中所示的阵列射频开关模块；

图21b示意性地示出了如图19a和19b所示的天线射频开关；以及

图22示出了用于图19a、图19b、图20a和图20b所示实施方式的控制信号波形和天线选择的示例。

具体实施方式

下面，将参考诸如全球移动***(GSM)阶段2、码分多址(CDMA)、通用移动电信***(UMTS)和长期演进(LTE)等标准来阐释某些特定实施方式。标准可以属于或者不属于称为***架构演进(SAE)架构的概念，其总体架构在图1中示出。然而，尽管下面的示例是参考用户设备描述的，但本领域技术人员将会理解，在下面的各个实施方式中表述的概念可以在期望降低发射机/接收机元件复杂性的各种装置中实现，例如在寻向电子装置中。

更具体地，图1示出了第二代(2G)接入网络、第三代(3G)接入网络以及在此称为长期演进(LTE)接入网络的未来接入网络如何附接至单个数据锚(3GPP锚)的示例。该锚用来锚定来自3GPP和非3GPP网络的用户数据。这允许不仅针对所有3GPP网络接入而且针对非3GPP网络来适配在此描述的机制。

在图1中，两种不同类型的无线电接入网络11和12连接至通用分组无线电服务(GPRS)核心网络10。接入网络11由GERAN***提供，并且接入网络12由UTMS陆地无线电接入(UTRAN)***提供。UTRAN接入网络11由一系列UTRAN节点B来提供，在这些节点B中示出了节点B NB 155。核心网络10还连接至分组数据***20。

还示出了要与分组数据***20连接的演进无线电接入***13。例如可以基于E-UTRA中已知的架构或者基于对E-UTRAN节点B(e节点B或eNB)的使用来提供接入***13，其中图1中示出了两个eNB 151和153。第一eNB 151被示出为能够经由X2通信信道向eNB 153进行通信。

接入***11、12和13可以连接至分组数据***20的移动管理实体21。这些***还可以连接至3GPP锚节点22，其将这些***进一步连接至SAE锚23。

图1示出了另外两个接入***，即置信的非3GPP IP(网际协议)接入***14以及WLAN接入***15。这些***直接连接至SAE锚23。

在图1中，服务提供商连接至与锚节点***连接的服务提供商网络***25。服务可以以各种方式来提供，例如基于IP多媒体子***等等。

各种接入网络可以为适当的用户设备1提供重叠的覆盖。例如，如图1中所示的用户设备1被示为能够经由EUTRA网络13中的第一eNB 151并且也能够经由UTRAN 12的NB 155来进行通信。

图1还示出，用户设备或者装置1还可以与支持蓝牙的设备(BTD)181通信。支持蓝牙的设备可以是配置用于发射和/或接收蓝牙信号的任何装置。在本发明的其他实施方式中，支持蓝牙的设备181是超低功率蓝牙设备或者类似的支持低功率无线通信的设备。

图2示出了可能的用户设备(也称为移动设备1)的示意性部分剖面图，该用户设备能够用于通过经由图1的至少一个接入***提供的无线接口来接入通信***，并且适于采用本发明的实施方式。图2的用户设备(UE)可以用于各种任务，诸如进行和接收电话呼叫，用于从数据网络接收数据以及向数据网络发送数据，以及用于体验例如多媒体或者其他内容。

适当的用户设备可以由至少能够发送或接收无线电信号的任何设备来提供。非限制性示例包括移动台(MS)、提供有无线接口卡或者其他无线接口设施的便携式计算机、提供有无线通信能力的个人数字助理(PDA)或者其任意组合等。移动设备可以经由移动设备的适当无线电接口布置来进行通信。该接口布置可以例如借助于无线电部分7以及相关联的天线布置(将在下文参考图3到图12详述)来提供。天线布置可以在移动设备内部或者外部来布置。

用户设备通常提供有至少一个数据处理实体3以及至少一个存储器4，以用于其被设计执行的任务。数据处理和存储实体可以在适当的电路板上和/或芯片集中提供。该特征由标号6表示。

用户可以借助于适当的用户接口来控制用户设备的操作，其中用户接口诸如小键盘2、语音命令、触敏屏幕或板、其组合等。通常还提供显示器5、扬声器和麦克风。此外，用户设备可以包括与其他设备的和/或用于与外部配件(例如，免提设备)连接的适当连接器(有线或无线)。

例如当用户设备1位于图1的接入***站12和13中任一个的覆盖范围中时，可以允许用户设备1与多个接入节点通信。

关于图3到图5，示出了按照本发明实施方式的一系列天线的示意性布置。描述了具有适用于例如用户设备中手持实现的集成射频前端的天线阵列的架构。该天线阵列可以用于寻向。然而，天线阵列元件也可以用作常规数据传输的发射或者接收天线。天线阵列和集成射频前端可以在以相同或相似频带操作的不同无线电技术之间共享。例如，天线阵列可以这样实现，使得其能够使用蓝牙和无线局域网(WLAN)过程二者。此外，阵列的实施方式还可以用作多输入多输出天线阵列的一部分。

关于图3到图5，进一步详细示出了用户设备1无线电部分7和天线配置。

关于图3，示出了本发明的一个实施方式，特别是天线阵列209和无线电部分7的配置。在此实施方式中，可以认为无线电部分7包括射频前端401和收发机201。

图3还示出了如图2中所示的用户设备1的某些其他组件。例如，示意性地示出了显示器5和电路板6。没有示出用户设备1中对理解本发明没有辅助的其他可能的功能性部分，例如照相机、扬声器。

在图3中所示的实施方式中，天线阵列包括5个独立的天线元件。第一天线元件209a配置为经由平衡馈线207a而连接至RF前端401，该平衡馈线用于接收和发射功能二者。平衡馈线207a提供用于在第一天线元件209a与RF前端401之间发射和接收信号的差分路径。此外，第二天线元件209b、第三天线元件209c、第四天线元件209d和第五天线元件209e类似地配置为分别经由第二到第五平衡馈线207b、207c、207d、207e而连接至RF前端401。天线阵列209可以用于接收和发射功能二者。

RF前端401包括天线选择开关601和接收机/发射机选择和放大模块603，其配置和操作将关于图8到图13详述。

RF前端401配置用于经由至少一个控制线205来接收控制信号，以及经由平衡馈线271来传送去往和来自收发机201的数据。在关于图8详述的本发明的第一实施方式中，提供发射路径平衡馈线对和接收路径平衡馈线对。在关于图8详述并且在图3中示出的本发明的另一实施方式中，单个平衡馈线对被用于发射和接收路径二者。

收发机201包括接收机/发射机模式选择开关803，其操作将在图9中详述。

收发机201配置用于经由共享的平衡馈线271与RF前端401来交换发射机和接收机数据。此外，收发机进一步配置用于提供控制信号，用于将RF前端401控制在至少一个控制线205上。

关于图4，示出了本发明的一个实施方式，其中收发机201与RF前端之间的发射路径是通过使用非平衡(或单端)馈线301来实现的，而RF前端401与收发机201之间的接收路径由平衡(或差分)馈线对303来处理。此实施方式将关于图10来示出和详述。共享馈线实施方式还将关于图11进一步详述。

此外，尽管未在图4中示出，但是下文将关于图12和图13详述，本发明的其他实施方式可以是这样的：收发机与RF前端之间的发射路径通过使用非平衡(或单端)馈线来实现，而RF前端与收发机之间的接收路径通过非平衡(或单端)馈线来处理。此实施方式将针对图12中示出和详述。共享馈线实施方式还将关于图13进一步详述。

关于图5，示出了只有接收机的实施方式。这可以认为类似于图3中所示的实施方式，但是没有诸如发射机功率放大器或者发射/接收选择元件之类的发射机元件。

图5与图3中示出并在上文描述的配置的不同之处在于：射频前端401与收发机201之间的数据连接是通过从射频前端401到收发机201的平衡接收机馈线对403来实现的。

此外，图5的实施方式与参考图3描述的实施方式的不同之处在于：接收机/发射机模式选择和放大器模块603仅包括低噪放大器，并且收发机不需要接收机或发射机模式选择开关，因为无需在接收机与发射机操作模式之间进行切换。

类似的只有接收机或只有发射机的本发明实施方式可以使用上述实施方式的选定部分来类似地实现。

关于图6，示出了本发明的另一实施方式。在本发明的这一实施方式中，射频前端被分为两部分。射频前端的第一部分1503从收发机201接收射频输入和输出。此外，收发机与射频前端的第一部分1503通过时钟线1511从时钟生成器1501接收时钟信号。射频前端的第一部分1503还经由开关重置和使能馈送1509接收开关重置和使能信号。开关重置和使能信号从收发机201向射频前端的第一部分1503传递。

射频前端的第一部分经由现有终端天线261中的平衡或非平衡馈线263来进行发射和接收。现有终端天线261可以是平面倒F型天线(PIFA)或者倒F型天线(IFA)配置。

射频前端可以包括诸如巴伦变换器和阵列/主天线开关1515之类的组件以及控制逻辑。射频前端的第一部分与射频前端的第二部分1505通信。射频前端的第二部分1505配置用于与被示为四个元件阵列的天线阵列进行通信。由此，射频前端的第二部分经由平衡馈送207b与第二天线元件209b通信，经由平衡馈送207c与第三天线元件209c通信，经由平衡元件207d与第四天线元件209d通信，并且经由平衡元件207e与第五天线元件209e通信。此外，第一射频前端部分和第二射频前端部分经由一对平衡馈送1507来进行通信。此外，射频前端第一部分1503可以经由一系列控制馈送1505来控制射频前端的第二部分1505。

在本发明的某些实施方式中，现有终端天线是蓝牙(BT)、无线局域网(WLAN)或者无线蜂窝通信***的天线。使用现有终端天线允许N个元件的阵列减少一个天线元件。因此，在本发明的实施方式中，现有终端天线可以用作用于数据发射和接收的默认天线，而附加的天线元件在需要并且终端配置允许的情况下(例如，取决于滑盖、铰链等的位置和定向)使用。而且，通过使用现有终端天线，将RF设计改变保持为最小，这降低了RF重新设计的成本以及对终端的重新测试。在本发明的这些实施方式中，对终端的仅有改变是：对于常规(BT/WLAN)数据接收和发射，需要向RF链添加开关。该开关用来选择现有终端天线或者附加的阵列天线元件。

关于图7，示出了天线阵列209在实际用户设备1上的实践布置的示例。用户设备1可以被清晰地示为具有输入小键盘2和显示屏5。此外，示出了天线阵列的第一天线元件209a到第五天线元件209e。第一天线元件209a被示为位于显示器5的右边缘。第二天线元件209b被示为位于显示器5的右上角。第三天线元件209c被示为位于显示器5的上边缘。第四天线元件209d被示为位于显示器5的左上角。第五天线元件209e被示为位于显示器5的左边缘。每个天线元件209被示为相对于彼此具有不同定向。由此，第一天线元件209a定向在0-180度，其中0度指示用户设备的常规操作的通常向上方向。第二天线元件209b定向在约315-135度，第三天线元件209c定向在约270-90度，第四天线元件209d定向在约225-45度，并且第五天线元件209e定向在180-0度。

天线元件209每个都可以视为由一对单极天线元件形成。例如，第一天线元件209a具有第一单极501、第二单极503以及连接元件505。这些天线元件偶极布置可以在用户设备1上实现，并且每个可以集成为用户设备1主体上的单个陶瓷组件。

在本发明的某些实施方式中，集成在陶瓷组件上的天线元件还可以在同一陶瓷结构上包含下文描述的巴伦变换器元件。在其他实施方式中，也可以使用具有与平衡天线属性类似的辐射属性的单端天线。

本领域的技术人员将会理解，天线元件可以定位在用户设备上任何适当的位置和定向，以便提供足够的天线元件分隔以及发射/接收覆盖。

关于图8到图13，示出了本发明实施方式的某些电路示意图。关于图8和图9，描述了能够在收发机与RF前端之间实现平衡馈线对连接的实施方式。关于图10和图11，描述了能够在收发机与RF前端之间实现平衡馈线对和非平衡馈线二者的实施方式。关于图12和图13，描述了能够在收发机与RF前端之间实现非平衡馈线通信的实施方式。

对于先前描述的类似元件，保持相同的参考标号。

关于图8，描述了在收发机与RF前端之间实现独立的发射路径与接收路径平衡馈线对连接的本发明实施方式。

天线阵列209被示出经由一系列平衡馈线对连接207而连接至RF前端，具体地，连接至天线选择开关601。

天线选择开关601配置为受控于经由天线开关选择馈送205b而从收发机201接收的控制信号。天线选择开关601可以包括开关对，其配置用于将来自至少一个天线阵列元件的平衡馈送连接至天线选择开关601与接收机/发射机模式选择和放大模块603之间的内部平衡馈送对403。

接收机/发射机模式选择和放大模块603包括接收机/发射机模式选择开关805以及放大模块811。放大模块811包括用于放大待发射信号的差分功率放大器807，以及用于放大接收信号的差分低噪放大器809。内部平衡馈送对403连接至接收机/发射机模式选择开关805的一个端，并且根据经由接收机/发射机模式选择馈送205a而从收发机接收到的接收机/发射机模式控制信号，将内部平衡馈送对403的另一端连接至低噪放大器809的差分输入或者连接至差分功率放大器807的差分输出。以此方式，接收机/发射机模式选择开关805可以在发射和接收路径之间切换。

而且，功率放大器的差分输入连接至第一平衡馈线对。低噪放大器的差分输出连接至另一平衡馈线对。平衡馈线(第一对和另一对二者)271将RF前端401连接至收发机。

收发机201包括射频到基带变换器611，其包括发射机巴伦变换器801、接收机巴伦变换器803、上变频器611a和下变频器611b。

巴伦变换器是能够将平衡信号转换为非平衡信号并且反之亦然的设备——换言之，能够将单端信号转换为差分信号，以及将差分信号转换为单端信号。巴伦变换器具有非平衡输入/输出侧和平衡输入/输出侧。典型的巴伦变换器配置将是自耦变压器，其中平衡输入/输出节点是对自耦变压器的两个端输入，而非平衡输入/输出是从自耦变压器的一个端输入得到的。自耦变压器的中央抽头连接至地或者地线。

第一平衡基线对连接至发射机巴伦变换器801的平衡侧，并且发射机巴伦变换器801的非平衡侧连接至上变频器611a的输出。

上变频器611a接收同相位和正交相位调制的符号，并且将每一个乘以本地振荡器，以便将基带频率信号上变频为射频信号。继而合并经过上变频的射频同相位和正交相位分量，并且形成对发射机巴伦变换器801的非平衡侧的输入。

由此，发射路径是从上变频器611a去往发射机巴伦变换器801，经由第一平衡馈送对271去往差分功率放大器807，去往接收机/发射机开关805，经由内部平衡馈送对403去往天线开关601(如果连接了接收机/发射机开关805)，则根据天线开关去往天线阵列元件。

第二平衡馈线对连接至接收机巴伦变换器803的平衡侧，并且接收机巴伦变换器803的非平衡侧连接至下变频器611b的输入。

下变频器611b从接收机巴伦变换器803接收非平衡射频信号，并且将该信号分为同相位和正交相位分量，并且将每一个乘以本地振荡器，以便将射频信号下变频为基带频率同相位和正交信号分量。

由此，接收路径是从天线元件209经由平衡馈送对207去往天线选择开关，经由内部平衡馈送对403去往接收机/发射机开关805，去往差分低噪放大器809(如果连接了接收机/发射机开关)，经由另一平衡馈送对271去往接收机巴伦变换器803，去往下变频器611b。

图8中所示以及上文描述的本发明实施方式改进了现有技术，因为其使用了复杂性较低的设计，其仅需要单个巴伦变换器对，而不是如现有技术中那样针对每个天线元件使用巴伦变换器。

此外，通过在靠近天线阵列的点(例如在射频前端401中)进行放大(差分功率放大器807和差分低噪放大器809)，至少可以部分地缓解用户设备中使用的非最优互连(例如FLEX)所导致的衰减和噪声累积问题。FLEX缆线是外观上类似于带状缆线的柔性互连缆线。

在本发明的某些实施方式中，在接收机/发射机模式控制馈送205a上发射的接收机/发射机模式控制信号不仅控制接收机/发射机开关805，而且还在差分功率放大器807或者低噪放大器809上切换，以便进一步节约功率和降低生热。由此，在本发明的这种实施方式中，当接收机/发射机模式控制信号指示设备正在发射时，功率放大器打开并且低噪放大器关闭。类似地，当接收机/发射机模式控制信号指示设备正在接收时，低噪放大器809打开并且功率放大器807关闭。在这些实施方式中，不仅降低了功耗，而且可以降低发射机与接收机路径之间可能的交叉噪声。

此外，通过使用差分信号来实现收发机201与RF前端401之间的互连，可以降低互连271上的累积噪声。这对于弱接收信号而言特别有用。

关于图9，示出了又一实施方式。该又一实施方式与图8中所示实施方式的区别在于：RF前端401与收发机201之间的互连以图3所示的方式由发射路径和接收路径二者共享。

图9的结构与图8的结构的不同之处在于，其在RF前端401与收发机201之间仅具有单个平衡馈送对271。由此，收发机还具有收发机接收机/发射机开关907，其配置用于将单个平衡馈送对271连接至发射机巴伦变换器801的平衡侧或者接收机巴伦变换器803的平衡侧。开关由接收自接收机/发射机模式控制馈送205a的接收机/发射机模式控制信号来控制。

接收机/发射机模式选择和放大模块603还包括另一接收机/发射机模式开关903，其配置用于根据接收自接收机/发射机模式控制馈送205a的接收机/发射机模式控制信号，将信号平衡馈送对271连接至差分功率放大器807的差分输入或者差分低噪放大器809的差分输出。

在本发明的此实施方式中，需要的射频馈送较少，其代价是一对开关。

关于图10，示出了本发明的又一实施方式，其中放大模块811的功率放大器605以单端或者非平衡形式实现，而低噪放大器809以差分形式实现。

在本发明的这种实施方式中，图10所示实施方式与图8所示实施方式的不同之处在于，发射机巴伦变换器801从收发机201移动到了RF前端401。由此，发射机巴伦变换器801平衡端连接至接收机/发射机模式选择开关805(在接收机/发射机模式选择开关805发射路径端子处)并且非平衡端连接至单端功率放大器605的输出。对单端功率放大器605的输入连接至对上变频器611a的输出的非平衡馈送301。

由此，存在非平衡馈送301和平衡馈送对303二者，其中非平衡馈送301适于将来自上变频器611a的信号向单端功率放大器605的输入传递，并且平衡馈送对303适于将来自差分低噪放大器809的差分输出向接收机巴伦变换器803传递。

在本发明的此实施方式中，发射路径因此使用单端实现来实现，而接收路径使用差分实现来实现。与完全差分互连方法相比，该混合解决方案产生了较低复杂互连配置方面的优势，并且没有降低设备的性能，因为通常发射路径对于噪声没有接收路径敏感。

关于图11，示出了本发明的又一实施方式，其中接收机发射机模式选择开关被***在接收机发射机模式选择器和放大模块603和电话硬件二者中。由此，接收机/发射机模式选择开关903被***，使得互连905被连接至单端功率放大器输入或者低噪放大器809的差分输出。互连905处于连接至接收机/发射机开关907的另一端，使得其连接至射频基带变频器611的单端上变频器611，或者连接至射频基带变频器611的平衡变换器803的差分或平衡输入。在本发明的这种实施方式中，再一次，电话硬件653与天线模块651之间所需的互连数目得以降低。

关于图12和图13，示出了完全单端实现的实施方式。具体地，图12中所示的实施方式具有以单端或者非平衡形式实现的放大模块811的功率放大器605以及以单端形式实现的低噪放大器809二者。如上所述，单端低噪放大器的实现允许电路的重新配置，从而使接收机巴伦变换器可以移动至位于接收机/发射机模式选择开关与单端低噪放大器之间，其方式与上文关于图12描述的通过引入单端功率放大器而移动发射机巴伦变换器的方式相同。此外，来自放大器模块和收发机201的连接可以通过非平衡馈线对来实现——发射机非平衡馈线311将上变频器611a连接至单端功率放大器605的输入，并且接收机非平衡馈线311将单端低噪放大器607的输出连接至下变频器611b。

在本发明的这种实施方式中，通过对巴伦变换器和接收机/发射机模式开关重新排序从而使单个巴伦变换器将接收机和发射机差分二者转换为单端转换，可以进一步简化电路的配置。在此配置中，天线选择开关的输出向平衡的巴伦变换器897输入，并且巴伦变换器的非平衡端连接至单端接收机/发射机模式开关899的输入。单端接收机/发射机模式开关899的另一端连接至单端功率放大器605的单端输出，或者连接至低噪放大器607的单端输入。此配置仅需要一个巴伦变换器897，因为其在位于接收机/发射机模式开关899之后的公共(发射和接收)路径二者中使用。

在本发明的此实施方式中，发射和接收路径二者因而在很大程度上使用单端实现来实现。与完全差分以及混合互连方法相比，此实施方式获得了较低复杂互连配置方面的优势。

关于图13，示出了本发明另一实施方式，其中RF前端401与收发机之间的非平衡或者单端互连被结合，以形成用于发射和接收数据二者的单个非平衡馈线381。为了执行该结合，RF前端具有另一单端接收机/发射机模式选择开关901，其配置用于接收来自单端低噪放大器607的输出以及来自单端功率放大器605的输入，并且将其中之一连接至单个非平衡馈线381的一端。

收发机具有类似的单端接收机/发射机模式选择开关903，其配置用于在设备处于接收模式时将单个非平衡馈线381的另一端连接至下变频器611b，以及在设备处于发射模式时将单个非平衡馈线381的另一端连接至上变频器611a。

这两个接收机/发射机模式选择开关都可以由接收自接收机/发射机模式选择馈送205a的接收机/发射机模式控制信号来控制。在本发明的这种实施方式中，再一次，收发机201与射频前端之间所需的互连数目得以降低。

关于图14，示出了本发明的一个实施方式，其更为详细地示出了图6所示的射频前端1503的第二部分。该图清楚地示出了按照本发明实施方式的设备的复杂性相对于现有技术在哪里有所简化。

收发机201输出将在RF出线311上发射的射频信号，并且还在RF进线309上接收射频信号。此外，收发机在发射机开线205a上输出关于接收机/发射机模式控制信号的控制信号。发射机开线等同于图12中所示的接收机/发射机模式控制馈送205a。

而且，发射机还在重置和使能线1311上向RF前端1503的第一部分发射重置和使能信号。而且，时钟生成器1501连接至RF前端1503的第一部分以及收发机201，其提供时钟信号以允许同步操作。

RF前端的第一部分1503包括时钟分频器1301，其从时钟生成器1501接收时钟信号，并且向计数器1305和状态机1303输出经分频的时钟值(换言之，时钟信号沿处于低于原始时钟值的频率)。

状态机1303从时钟分频器1301接收时钟信号，还经由重置和使能线1311从收发机201接收重置和使能信号。状态机1303将接收或者发射的选择控制为用于通信的常规发射/接收或者用于寻向的发射接收天线元件。

状态机1303将关于图18详述。状态机按照三种不同的状态之一进行操作。第一状态定义“选择第一天线”状态1701，第二状态作为“去往下一个”状态1703来操作，并且第三状态操作“保持当前”状态1705。

在接收自时钟分频器1301的时钟信号的每个周期，状态机检查当前状态的值，并且还检查来自收发机201的重置和使能信号的值。

如果开始于“选择第一天线”状态1701，则重置信号设置为1并且使能信号设置为0。如果在下一时钟信号处，重置和使能二者都是0，则操作传递至“保持当前”状态1705。如果开始于“选择第一天线”状态1701，重置和使能值等于1(换言之，允许操作)，则状态机移动到“去往下一个”状态1703。

从“去往下一个”状态1703开始，如果在下一个时钟周期重置和使能输入等于0，则状态机移动到“保持当前”状态1705。如果重置和使能信号等于1，则状态机保持在“去往下一个”状态1703。

开始于“保持当前”状态1705，如果状态机在下一时钟周期接收到等于0的重置和使能信号，则状态机保持在“保持当前”状态1705。如果状态机接收到等于1的重置和使能信号，则状态机移动到“选择第一天线”状态1701。

“选择第一天线”状态向计数器1305输出等于1的重置值和等于0的使能输出。“去往下一个”状态1701向计数器1705输出等于1的使能值和等于0的重置值。“保持当前”状态1705向计数器1305输出使能值0和重置值0。

计数器1305从状态机接收重置值和使能值。计数器还从时钟分频器1301接收时钟信号。来自时钟分频器1301的时钟信号的频率可以不同于状态机从时钟分频器1301接收到的时钟信号频率。

当从时钟分频器1301接收时钟沿或电平的触发时，如果存在等于1的重置值，则计数器1305重置计数器的值。而且，当接收到等于1的使能值而没有接收到等于1的重置值、并且从时钟分频器1301接收到时钟信号时，计数器1305递增计数器值。当接收到等于0的使能信号和等于0的重置信号时，计数器1305在从时钟分频器1301接收到时钟信号时什么也不做。

换言之，“选择第一天线”状态1701使计数器重置并由此选择第一天线，“去往下一个”状态导致计数器递增，并且“保持当前”使计数器保持在其当前值。

计数器1305向天线选择开关601或者RF前端的第二部分1505输出计数器的值，其是开关控制信号值。此外，计数器1305向控制逻辑1307输出计数器值。

控制逻辑1307接收形式为开关控制信号值n的计数器输出，以及从收发机201接收发射机/接收机模式选择信号tx_on。如果tx_on信号等于1并且开关控制信号等于0，则控制逻辑向阵列/主天线开关1309输出1值。

经由RF输出和平衡馈送311接收的射频输出信号被输入到功率放大器605的输入。功率放大器605的输出连接至“1”或者发射机/接收机模式选择器899的第一选择节点。对收发机201的射频输入经由接收机馈送309接收，其中接收机馈送309连接至“0”或者接收机/发射机模式选择开关899的第二选择节点。接收机/发射机模式选择开关899的公共节点连接至在阵列/主天线开关1309的公共节点。“1”或者阵列/主天线开关1309的第一选择节点连接至平衡或非平衡馈线263，其连接至现有终端天线，诸如可以用于连接接入网络的终端天线。

“0”或者阵列/主天线开关1309的第二选择节点连接至巴伦变换器897的非平衡侧。巴伦变换器897的平衡侧连接至平衡馈送1507，从而连接至射频前端的第二部分1505。关于图15、图16和图17，示出了天线选择开关的一系列布置。关于图15，示出了具有天线选择开关601的射频前端第二部分1505。天线选择开关从巴伦变换器897接收射频平衡馈送。此外，天线选择开关示出从计数器或电路控制逻辑1305接收开关控制信号。开关控制逻辑1305与天线选择逻辑601之间的连接是这样的：其需要至少log₂N(其中N是使用的天线元件的数目)个管脚或者连接，以便传送能够选择N个可能选择中任何一个的开关控制信号。

开关控制信号的值控制着天线选择开关601所进行的选择。由此，当计数器输出开关控制信号值0时，天线选择开关可选择的天线中的第一天线被选中，并且当开关控制信号值n等于经由天线选择开关601可选择的最高天线数目时，具有该最高值的天线被选中。在本发明的某些实施方式中，开关控制信号值0控制天线选择开关切换到发射和接收蜂窝通信天线，诸如3GPP、GPRS或者GSM发射和接收天线；并且开关控制信号值1到最大定义值从较低功率天线的选择中选择一个，诸如蓝牙天线元件。

关于图16，示出了与图15中类似的布置。然而，在此实施方式中，通过向RF前端的第二部分仅传送时钟信号以及重置和使能信号而非开关控制信号值，继而在射频前端的第二部分1505中实现定时逻辑和计数器(开关控制逻辑)，可以显著降低RF前端部分的第一个部分与第二部分之间连接/管脚的数目。

因此，时钟生成器1501向执行与状态机类似的过程的定时逻辑1607提供时钟信号，然而，其从基带电路1601或者射频前端第一部分1503接收重置信号。基带电路1601向定时逻辑电路提供重置和使能信号，以允许执行类似于上文描述的状态逻辑。定时逻辑向开关控制逻辑(计数器)1605提供使能信号，以允许其递增计数器值，并由此向天线选择开关601提供开关控制信号值。

开关控制逻辑(计数器)1605的输出向天线选择开关601传递，并且天线选择开关执行与关于图15示出和描述的类似选择。

关于图17，示出了与天线选择开关的内部时钟实现的串联。在此实施方式中，RF前端部分的第一部分与第二部分之间连接/管脚的数目已经进一步减少，因为仅从RF前端第一部分向RF前端第二部分传递重置和时钟信号。在本发明的此实施方式中，天线选择开关601从实现在射频前端第二部分1505内的开关控制逻辑(计数器)1701接收计数器值。开关控制逻辑(计数器)1701从包含在射频前端第一部分1503中的基带电路1703接收时钟和重置信号二者。

由此，基带电路1703输出：开关天线信号，其由开关控制逻辑1701作为时钟信号来接收；以及开始计数信号，其由开关控制逻辑作为重置信号来接收。开关控制逻辑(计数器)1701内部触发。由此，开关天线信号作为用于计数器的时钟信号而操作，或者换言之，开关控制逻辑1701在接收到开关天线信号的沿时增加其自身的内部计数器值。

由此，综上所述，本发明的实施方式降低在还需要使用副天线阵列来进行无线电测量的传统通信设备装置中所使用的电路的复杂性。此外，在某些实施方式可见，电路不仅可以关于配置和选择电路共享，而且在本发明的某些实施方式中，天线元件还可以在数据通信和方向数据之间共享。此外，在某些实施方式中，进一步的简化可以导致在装置中需要更少的互相连接。

注意，尽管已经关于诸如移动终端之类的移动设备描述了实施方式，但是本发明的实施方式适用于适于经由接入***来进行通信的任何其他适当类型的装置。例如基于适当的多无线电实现，移动设备可以配置为允许使用不同的接入技术。

图19到图22示出了如图1和图2中所示的装置中实现的本发明的另一些实施方式。尽管下面的实现关于支持蓝牙标准定位的***即第一无线通信***和无线局域网(WLAN)通信***即第二无线通信***来进行描述，但是将会理解，第一通信***和第二通信***可以是任何适当的无线通信格式***，其可以包括蜂窝通信***(诸如任何3GPP标准相关的***，或者IEEE无线通信标准***)。

图19a示出了一个示意性装置实现视图，其可以被用作滑盖或者翻盖式移动通信设备，其中该移动通信设备的第一部分在分割线1925的左边示出，其可以包含蓝牙或者低功率发射机/接收机阵列和开关模块，并且该移动通信设备的第二部分在分割线1925的右边示出，其包括天线RF开关、低功率收发机以及无线通信收发机和相关联的前端模块和天线。RF连接器1993、RF控制开关连接器1997和RF开关控制连接器1995可以通过或者在翻盖式形式的铰链或者滑盖形式的滑盖1991来路由。

该装置可以包括多个蓝牙天线，其可以用于位置和空分多路复用目的。在图19所示的示例中，示出了四个蓝牙天线209b、209c、209d和209e。然而，在本发明的实施方式中，可以使用任何适当数目的天线。每个蓝牙天线209可以是关于图2到图7示出和描述的偶极天线，并且在其他实施方式中每个可以是单端天线。

天线可以连接至阵列射频开关模块1901。阵列射频开关模块1901可以包括控制逻辑模块1951，其操作和组织稍后描述。阵列射频开关模块1901可以接收电压供电输入，以对控制逻辑模块1951供电。

而且，阵列射频开关模块1901可以接收(经由与铰链或滑盖或其他连接的接触)射频连接1993。射频连接1993可以配置用于在阵列射频开关模块1901与天线射频开关1903之间发射和接收射频信号。

阵列射频开关模块1901可以经由射频开关控制连接1995来接收射频开关控制信号，该信号可以直接向控制逻辑1951输入。

控制逻辑模块1951(以及由此，阵列射频开关模块1901)可以进一步经由天线射频开关控制连接器1997向天线射频开关1903输出天线射频开关控制信号。

阵列射频开关模块1901的配置和操作关于图21a示出和详述。

阵列射频开关模块1901同样包括控制逻辑模块1951(如图19a所示)，还包括单极四掷(SP4T)射频开关2101。单极四掷射频开关2101可以这样来配置，使得极触点可以连接至阵列射频开关模块1901与天线射频开关1903之间的射频连接1993。SP4T开关2101的每个掷触点可以连接至关联的天线输入(或者在某些实施方式中，连接至关联的巴伦变换器的非平衡输入)。例如，第一掷触点可以连接至第一天线209b、第二掷触点可以连接至第二天线209c、第三掷触点可以连接至第三天线209d，并且第四掷触点可以连接至第四天线209e。SP4T开关2101由此可以支持经由相关联天线209的连接，以用于射频信号的发射和接收。SP4T开关2101可以是吸力型开关。此外，在本发明的实施方式中，SP4T开关2101可以配置为：在ISM频带中操作，具有小于1dB的***损耗，维持大于20dB的隔离，以及具有大约100ns的切换时间。

SP4T射频开关2101可以由控制逻辑模块1951来控制，其中控制逻辑模块在极和触点之间形成接触或者断开接触。控制逻辑模块可以包括驱动器2151，其配置用于驱动SP4T射频开关2101。驱动器还可以经由天线RF开关控制连接器1997向天线RF开关1903提供另一信号，用于驱动天线RF开关1903。

驱动器2151可以进一步由经由RF开关控制连接器1995从支持定位的收发机1907接收的RF开关控制信号来控制。RF开关控制信号可以控制驱动器选择性地驱动SP4T RF开关2101或者天线RF开关1903的至少一个。

驱动器2151还可以从控制信号多路复用器2153接收另外两个比特输入信号。该另外两个比特输入信号可以控制驱动器2151驱动SP4T开关2101的极和相关联连接之间的四个连接之一。

控制信号多路复用器2153可以是4到2多路复用器，具有来自两比特计数器2155的第一组输入、设置为逻辑或物理零值的第二组输入以及配置用于从射频开关控制连接1995选择第一组输入或第二组输入的控制输入。控制信号多路复用器2153可以这样来配置，使得当射频开关控制信号提供逻辑或物理“1”信号时，多路复用器向驱动器2151输出两比特计数器值，而当射频开关控制信号具有逻辑或物理“0”值时，多路复用器向驱动器2151输出逻辑或物理零值。

两比特计数器2155可以在接收到时钟信号时递增，或者可以在接收到RF开关控制信号时递增。由此，在本发明的某些实施方式中，计数器可以在RF开关控制信号的下降沿上递增。两比特计数器2155还可以在接收到合适的重置信号时进行重置。

天线射频开关1903可以配置用于经由与阵列射频开关模块1901的射频连接1993来接收和发射射频信号。而且，天线射频开关1903可以配置用于经由天线射频开关连接1997来接收天线射频开关控制信号。而且，天线射频开关1903可以通过另一射频连接1981而连接至无线局域网(WLAN)前端模块1905。天线射频开关1903可以进一步经由第二另一射频连接1983而连接至滤波器1913。

天线RF开关1903的结构在图21b中进一步详细示出。在图21b中，天线RF开关被示为单极双掷(SP2T)开关。该SP2T开关可以是吸力型开关。此外，在本发明的实施方式中，SP2T开关可以配置为：在ISM频带中操作，具有小于1dB的***损耗，维持大于20dB的隔离，以及具有大约100ns的切换时间。

如图21b所示，极触点可以连接至第二另一频率连接器1983(其继而连接至滤波器组1913)。类似地，SP2T可以配置有：第一掷触点，经由射频连接1993连接至阵列射频开关模块1901，第二掷触点，经由另一射频连接器1981连接至无线局域网前端模块1905。如上所述，开关控制信号可以经由天线RF开关控制连接1997从阵列射频开关模块1901提供。

滤波器组1913可以进一步由第三另一RF连接器1984连接至支持定位的收发机1907，并且配置用于对天线RF开关1903与支持定位的收发机1907之间传递的信号进行滤波。

支持定位的收发机1907可以执行定位增强型双模蓝牙收发机操作(诸如先前描述的那些)，并且进一步可以经由射频开关控制连接1995向阵列射频开关模块1901提供射频开关控制信号。由此，在本发明的实施方式中，支持定位的收发机1907可以被认为是控制天线选择的控制器，这将在稍后关于图22示出。为了提供射频开关控制信号，支持定位的收发机可以进一步配置用于操作控制过程。在本发明的其他实施方式中，控制过程可以配置用于：将形式上为阵列RF开关模块1901中的驱动器2151的逻辑配置为控制天线RF开关控制信号的生成。由此，在本发明的实施方式中，驱动器中的逻辑可以配置用于：当RF开关控制信号具有逻辑“0”值时，为天线RF开关控制信号输出逻辑“0”输出；当RF开关控制信号具有逻辑“1”值时，输出逻辑“1”输出。然而，在本发明的其他实施方式中，其他逻辑配置可以被控制，并且可以依赖于2比特计数器2155的输出。

支持定位的收发机1907可以进一步经由另一连接与无线局域网收发机通信，并且经由连接器1911与前端模块1905通信。在本发明的实施方式中，通信可以使用分组业务仲裁器来控制。

无线局域网(WLAN)收发机和前端模块1905可以执行适当的无线局域网操作，诸如控制与其他WLAN设备(未示出)的控制数据和业务数据的通信。在某些实施方式中，WLAN收发机和前端模块1905可以是两个独立的模块，其可以经由发射(tx)和接收(rx)连接和控制连接而连接。

无线局域网收发机和前端模块(WLAN FEM)1905可以经由射频连接263连接至配置用于发射和接收蓝牙/无线局域网频率的“主”天线或“现有”天线。如上所述，在本申请中，“现有”天线261可以是平面倒F型天线(PIFA)、倒F型天线(IFA)、芯片单极或者任何适当的天线。

图19b示出了类似于图19a中所示的另一实施方式配置，其区别如下。

天线RF开关1903可以这样来配置：不是经由另一射频连接器1981将第二掷触点连接至无线局域网前端模块1905，而是可以经由连接器1945将第二掷触点连接至配置用于发射和接收蓝牙/无线局域网频率的“主”或“现有”天线。而且，天线RF开关可以这样来配置：不是将极触点连接至第二另一频率连接器1983(其继而连接至滤波器组1913)，而是将极触点经由RF连接1982连接至WLAN收发机和FEM。

而且，支持定位的收发机1907配置为经由WLAN收发机和FEM 1905而连接至天线RF开关1903。换言之，WLAN收发机和FEM可以允许支持定位的收发机1907信号向RF连接1982传递，或者可以向天线RF开关1903传递WLAN收发机和FEM信号。

由此，在这些实施方式中，支持定位的收发机信号和WLAN收发机信号二者都能够连接至配置用于发射和接收蓝牙/无线局域网频率的“副”天线209或者也配置用于发射和接收蓝牙/无线局域网频率的“主”或“现有”天线261。由此，在本发明的实施方式中，通过访问关于装置的各个位置中的不同天线，两种通信协议信号都可以利用分集增益。

图20a示出了一个示意性装置实现视图，其可以被用作直板式移动通信设备的部分，其具有类似的独立蓝牙或低功率发射机/接收机阵列和无线通信天线。这些实施方式类似于关于图19a描述的实施方式，区别在于这些实施方式示出了蓝牙天线之一(在某些实施方式中，还有天线的关联巴伦变换器)和天线射频开关1903的移除。在关于图20a示出的实施方式中，SP4T开关极触点可以经由RF连接2001连接至支持定位的收发机1907。类似地，通过移除蓝牙天线之一(平衡天线的实施方式中关联的巴伦变换器)而释放的掷触点可以连接至WLAN收发机和FEM 1905，以允许支持定位的收发机经由阵列RF开关模块1901、WLAN收发机和FEM 1905以及RF连接2003和263而连接至BT/LAN天线261。

这些实施方式得到了较为简单的组件布置，并且能够得到与上文实施方式类似的性能，但是成本较低。

图20b示出了与图20a中所示类似但具有区别的另一实施方式配置，使得由于蓝牙天线之一的移除而释放的掷触点现在经由RF连接器2005而连接至BT/LAN天线261，并且WLAN收发机和FEM1905***在支持定位的收发机1907与SP4T RF开关极触点之间的路径中。因此，在这些实施方式中，RF连接2007可以连接支持定位的收发机1907以及WLAN收发机和FEM 1905。此外，RF连接2003可以将WLAN收发机和FEM 1905与SP4T RF开关极触点连接。与那些与参考图19b描述的实施方式相关联的一样，此配置可以产生以下改进：两个收发机都可以访问两个天线群组。

将会理解，尽管“现有”天线261可以是平面倒F型天线(PIFA)、倒F型天线(IFA)配置、芯片单极或者任何适当的天线，但其也可以是天线阵列，从该阵列或集合中可以选择一个天线元件。

关于图22，示出了针对1个RF开关的实施方式(图20所示)和2个RF天线的实施方式(图19所示)的开关控制逻辑操作和选定天线的结果过程。

第一波形2201示出了射频开关控制信号的逻辑或者物理值。如上所述，该信号可以从支持定位的收发机1907向阵列射频开关模块1901传递。该信号被示为在相邻时段期间在高物理值(逻辑“1”值)和低物理值(逻辑“0”值)之间交替。

对于2个RF天线的实施方式(换言之，对于关于图19描述的实施方式)，第二波形2203示出了来自驱动器2151的天线开关控制信号输出。在这些示例中，天线控制信号的信号值与射频开关控制信号的相似之处在于，当天线开关控制信号为高电压电平(逻辑“1”值)时，射频开关控制信号也是高电压电平(逻辑“1”值)，而当天线开关控制信号为低电压电平(逻辑“0”值)时，射频开关控制信号是低电压电平(逻辑“0”值)。

图22示出了对于RF开关控制信号和天线开关控制信号二者的四个完整周期和一个部分周期。第一完整周期之前的部分周期T02200对于RF开关控制信号和天线开关控制信号二者都具有低物理值。第一周期2211、第二周期2213、第三周期2215以及第四周期2217可以进一步划分为第一高电压电平部分2211a、2213a、2215a和2217a以及第二低电压电平部分2211b、2213b、2215b和2217b。

如上所述，两比特计数器2155配置用于在RF开关控制信号的下降沿递增。第三波形示出了2比特计数器的值，其开始于针对部分周期2210和第一周期的第一个部分2211a的零值，针对第一周期的第二部分2211b和第二周期的第一部分2213a为“1”值，针对第二周期的第二部分2213b和第三周期的第一部分2215a为“2”值，针对第三周期的第二部分2215b和第四周期的第一部分2217a为“3”值，并且针对第四周期的第二部分2217b返回到“0”值。

第四波形2205示出了多路复用器2153输出的值。如上所述，多路复用器可以配置用于在RF开关控制信号为逻辑“1”值时输出计数器的值，而在RF开关控制信号为逻辑“0”值时输出“0”值。因此，在本发明的这些实施方式中，部分周期2210以及第一周期、第二周期、第三周期和第四周期的第二部分可以全部输出“0”值，第一周期的第一部分可以输出“0”值，第二周期的第一部分可以输出“1”值，第三周期的第一部分可以输出“2”值，并且第四周期的第一部分可以输出“3”值。

在第五波形2207中，示出了得到的天线切换，其中存在2个天线开关，如图19所示。在这种实施方式中，如上所述，当天线开关控制信号具有低物理电平(“0”逻辑值)时，SP2T开关配置用于将支持定位的收发机经由滤波器组1913连接至无线局域网前端模块1905，以建立蓝牙/无线局域网天线261与支持定位的收发机1907之间的连接。

因此，从第五波形2207中可见，对于部分周期2210以及第一周期、第二周期、第三周期和第四周期的每个第二部分2211b、2213b、2215b和2217b，可以选择默认天线(“D”)，或者称其为现有或主天线。

而且，当天线开关控制信号具有高物理电平(“1”逻辑值)时，SP2T开关配置用于将支持定位的收发机经由滤波器组1913连接至阵列RF开关模块1901。而且，阵列射频开关模块的SP4T频率开关2101配置用于：当天线开关控制信号具有高物理电平(“1”逻辑值)时，选择与计数器值相关联的触点。

因此，从第五波形2207中可见，对于第一周期的第一部分2211a，可以选择第“0”个蓝牙天线209b，对于第二周期的第一部分2213a，可以选择第“1”个蓝牙天线209c，对于第三周期的第一部分2215a，可以选择第“2”个蓝牙天线209d，并且对于第四周期的第一部分2217a，可以选择第“3”个蓝牙天线209e。

换言之，上文描述的实施方式示出了定向天线可以如何配置用于被选定，从而允许使用主或者默认天线更为有效地使用副或者蓝牙天线来传输RF信号，以及使用少于先前实现的组件。

在第六波形2209中，示出了得到的天线切换，其中存在一个RF开关，如图20所示。在这种实施方式中，如上所述，当天线开关控制信号具有低物理电平(“0”逻辑值)时，多路复用器2153配置用于将支持定位的收发机经由滤波器组1913连接至无线局域网收发机前端模块1905，以建立默认、主或者现有天线261与支持定位的收发机1907之间的连接。

因此，从第六波形2209中可见，对于部分周期2210以及第一周期、第二周期、第三周期和第四周期的每个第二部分2211b、2213b、2215b和2217b，可以选择默认天线(“0”)，或称其为现有或主天线。

此外，当天线开关控制信号具有高物理电平(“1”逻辑值)时，多路复用器配置为输出2比特计数器2155的值，并且允许SP4T开关将支持定位的收发机经由滤波器组1913连接至与计数器值相关联的触点。

因此，从第六波形2209中可见，对于第一周期的第一部分2211a，可以选择第“0”个主/默认/现有天线261，对于第二周期的第一部分2213a，可以选择第“1”个蓝牙天线209b，对于第三周期的第一部分2215a，可以选择第“2”个蓝牙天线209c，并且对于第四周期的第一部分2217a，可以选择第“3”个蓝牙天线209d。

换言之，上文描述的实施方式示出了定向天线可以如何配置用于被选定，从而允许用主/默认天线来传输RF信号，并且还有效地使用副/蓝牙天线。

还要注意，尽管上文已经通过示例的方式参考特定移动网络和无线局域网的示例性架构对某些实施方式进行了描述，但是实施方式可以适用于不同于在此示出和描述的任何其他适当形式的通信***。还要注意，术语“接入***”应理解为表示配置用于支持用户接入应用的无线通信的任何接入***。

上文描述的操作可能需要各种实体中的数据处理。数据处理可以借助于一个或多个数据处理器来提供。类似地，上面实施方式中描述的各个实体可以实现在单个或多个数据处理实体和/或数据处理器中。适当调配的计算机程序代码产品当载入计算机时可以用来实现实施方式。用于提供操作的程序代码产品可以存储在载体介质上或者借助于载体介质来提供，其中载体介质诸如载体盘、卡或者带。可以经由数据网络来下载程序代码产品。可以利用服务器中的适当软件来提供实现。

例如，本发明的实现可以实现为芯片集，换言之，一系列彼此通信的集成电路。芯片集可以包括布置为运行代码的微处理器、专用集成电路(ASIC)或者用于执行上述操作的可编程数字信号处理器。

本发明的实施方式可以通过诸如集成电路模块的各种组件来实践。集成电路的设计基本上是高度自动化过程。复杂而强大的软件工具可用于将逻辑级设计转换成准备好将要在半导体衬底上蚀刻和形成的半导体电路设计。

例如加利福尼亚州山景城市Synopsys公司和加利福尼亚州旧金山市Cadence Design公司所提供的程序这样的程序使用建立好的设计规则以及预存设计模块库在半导体芯片上自动地对导体进行布线和对部件进行定位。一旦已经完成用于半导体电路的设计，可以将标准化电子格式(例如Opus、GDSII等)的所得设计发送到半导体制作设施或者“加工厂”进行制造。

在此还要注意，尽管上文描述了本发明的示例性实施方式，但是在脱离本发明范围的情况下，可以对所公开的方案进行多种变形和修改。

Claims (32)

1.一种装置，包括：

天线开关，配置用于选择至少一个天线；以及

控制器，配置用于按照第一操作模式和第二操作模式来控制所述天线开关，在所述第一操作模式中，所述装置配置用于与其他装置通信，并且在所述第二操作模式中，所述装置配置用于执行寻向。

2.如权利要求1所述的装置，进一步包括：

收发机，配置为连接至所述天线开关，并且配置用于生成输出信号和解码输入信号。

3.如权利要求1或2所述的装置，进一步包括：包括至少两个天线的天线阵列，其中所述控制器按照所述第二操作模式来配置，以控制所述天线开关顺序地选择每个天线。

4.如权利要求1到3中任意一项所述的装置，其中所述控制器按照所述第一操作模式来配置，以控制所述天线开关仅选择一个天线。

5.如权利要求1到4中任意一项所述的装置，其中所述控制器包括计数器，其配置为连接至所述天线开关，并且输出天线选择信号，其中所述天线开关根据所述天线选择信号的值来选择至少一个天线。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述控制器进一步包括状态机逻辑，其配置用于向所述计数器输出计数信号，其中所述计数器根据所述计数信号来递增所述天线选择信号的值。

7.如权利要求5和6所述的装置，其中所述控制器进一步包括状态机逻辑，其配置用于向所述计数器输出重置信号，其中所述计数器根据计数信号来重置所述天线选择信号的值。

8.如权利要求2或者引用权利要求2时的权利要求3到7中任意一项所述的装置，其中所述控制器进一步配置用于按照纯输入模式和纯输出模式来操作装置，其中在所述纯输入模式中，信号从所述天线开关向所述收发机输入，并且在所述纯输出模式中，信号从所述收发机向所述天线开关输出。

9.如权利要求8所述的装置，其中所述收发机包括放大器，所述放大器包括：低噪放大器和功率放大器，其中所述控制器配置用于按照所述纯输入模式来操作所述低噪放大器，并且按照所述纯输出模式来操作所述功率放大器。

10.如权利要求1到9中任意一项所述的装置，其中所述天线开关包括以下至少一个：平衡天线开关；以及单端天线开关。

11.一种方法，包括：

选择至少一个天线以便与至少一个输入和输出信号连接；以及

按照第一操作模式以及第二操作模式来控制进行选择，其中所述第一操作模式用于使用所述信号来进行通信，并且所述第二操作模式用于根据所述信号来执行寻向。

12.如权利要求11所述的方法，进一步包括：

生成输出信号；以及

解码输入信号。

13.如权利要求11或12所述的方法，其中按照所述第二操作模式来进行控制将所述选择控制为顺序地选择每个天线。

14.如权利要求11到13中任意一项所述的方法，其中按照所述第一操作模式来进行控制将所述选择控制为仅选择一个天线。

15.如权利要求11到14中任意一项所述的方法，其中所述控制包括：

对时钟信号的数目进行计数；以及

根据计数的所述时钟信号的数目来输出天线选择信号，

并且所述选择包括根据所述天线选择信号的值来选择至少一个天线。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述控制进一步包括控制所述时钟信号的所述计数。

17.如权利要求15或16所述的方法，其中所述控制包括通过输出重置信号来控制所述时钟信号的所述计数，其中所述计数根据所述重置信号的值来重置所述天线选择信号。

18.如权利要求11到17中任意一项所述的方法，其中所述控制配置为仅选择所述至少一个输出信号。

19.如权利要求1到10中任意一项所述的装置，包括用户设备。

20.如权利要求1到10中任意一项所述的装置，包括芯片集。

21.一种计算机程序产品，其配置用于执行方法，其包括：

选择至少一个天线以便与至少一个输入和输出信号连接；以及

按照第一操作模式以及第二操作模式对选择进行控制，其中所述第一操作模式用于使用所述信号来进行通信，并且所述第二操作模式用于根据所述信号来执行寻向。

22.一种装置，包括：

用于选择至少一个天线以便进行连接的装置；以及

用于按照第一操作模式以及第二操作模式来控制切换装置的装置，其中在第一操作模式中，所述设备配置为与另一设备进行通信，并且在所述第二操作模式中，所述设备配置为根据所述信号来执行寻向。

23.一种装置，包括：

第一收发机，配置用于使用第一通信协议来生成和接收信号；

第二收发机，配置用于使用第二通信协议来生成和接收信号；

天线开关，配置用于从至少两个天线中选择至少一个天线，以便与所述第一收发机或者所述第二收发机连接；以及

控制器，配置用于按照第一操作模式和第二操作模式来控制所述天线开关，其中在所述第一操作模式中，所述天线开关配置用于将所述至少一个天线连接至所述第一收发机，并且在所述第二操作模式中，所述天线开关配置用于选择所述至少一个天线以连接至所述第二收发机。

24.如权利要求23所述的装置，其中所述第一操作模式用于与其他装置进行通信。

25.如权利要求23或24所述的装置，其中所述第二操作模式用于寻向操作。

26.如权利要求23到25中任意一项所述的装置，其中所述天线开关包括：

第一天线开关，配置用于选择第一组天线中的一个天线；以及

第二天线开关，配置用于选择所述第一天线开关或者第二组天线中的一个天线。

27.如权利要求23到26中任意一项所述的装置，其中所述第一收发机包括无线局域网收发机。

28.如权利要求23到27中任意一项所述的装置，其中所述第二收发机包括蓝牙收发机。

29.一种方法，包括：

使用第一通信协议来生成和接收信号；

使用第二通信协议来生成和接收信号；

从至少两个天线中选择至少一个天线，以便连接至第一通信协议信号或者第二通信协议信号；以及

按照第一操作模式和第二操作模式来控制天线开关，在所述第一操作模式中，所述天线开关配置用于将所述至少一个天线连接至所述第一通信协议信号，并且在所述第二操作模式中，所述天线开关配置用于选择所述至少一个天线以连接至所述第二通信协议信号。

30.如权利要求29所述的方法，其中所述第一操作模式用于与其他装置进行通信。

31.如权利要求29或30所述的方法，其中所述第二操作模式用于寻向操作。

32.如权利要求29到31中任意一项所述的方法，其中所述选择包括：

选择第一组天线中的一个天线；以及

选择第一组天线中被选择的一个天线或者第二组天线中的一个天线。

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