CN1445954A - 移动终端信号分路设备和方法 - Google Patents
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Abstract
一种信号分路设备和方法，使用天线和收发器输入级之间的电切换器，阻断不同频带之间的中断，包括：电切换器，用于按频带对信号进行分路；DCN双工器，用于接收通过电切换器输入的DCN频带信号，并且对接收频率信号进行分离；PCS双工器，用于接收通过电切换器输入的PCS频带信号，并且对接收频率信号进行分离；RF带通滤波器，用于接收通过电切换器输入的GPS频带的RF信号，并且对接收频率信号进行分离；CPU，用于施加频带选择信号以控制电信号。从而，能够降低***损耗，并且提高频带间隔离，从而在各个频带中保持最佳的接收器灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及移动终端的接收设备，尤其涉及在移动终端中用于信号分路的设备和方法，其通过阻断天线和收发器输入级之间不同频带的中断，从而能够提高发射/接收功能。
背景技术
图1显示的是普通CDMA移动终端的框图。
如图所示，CDMA移动终端包括天线10，射频(RF)单元20，中频(IF)单元30，基带模拟(BBA)单元40，基带调制解调器50，和输入/输出单元60。
其中，RF单元20执行调制载波的高频信号和中频信号之间的转换，IF单元30执行中频和基带频率之间的转换，BBA单元40执行基带的模拟信号和数字信号之间的转换。另外，基带调制解调器50控制构成输入/输出单元60的显示屏和键盘的输入/输出信号，并且控制麦克风和耳机的语音输入/输出。
图2显示的是CDMA移动终端RF部分的框图。
如图所示，当从外部传输RF信号时，由双工器21从天线10输入的RF信号中分离出接收频率信号。之后，由低噪声放大器(LNA)26对接收频率信号进行放大，然后，在通过带通滤波器27后，由降频变换混频器(DMIX)28将其转换成为中频信号。在IF放大器29中对所转换的中频信号进行放大，并且传输到IF单元30。
相反地，在传输过程中，由升频转换混频器(UMIX)25将IF单元30输出的中频发送信号转换成为RF信号，并且在通过带通滤波器24之后，由激励放大器23进行放大。之后，功率放大器22对所输入信号的功率进行放大，并且通过天线10将放大的信号发送到基站。
另一方面，最近出现了使用卫星的CDMA移动终端，其具有全球定位***(GPS)的功能。
具有GPS功能的CDMA终端支持800MHz频带的DCN、1.8GHz频带的韩国型PSC和1.9GHz美国型PCS中的一种或者多种频带，并且支持1.5GHz频带GPS。即，具有GPS功能的CDMA移动终端可以分为包括DCN和GPS，或者PCS和GPS的双频带终端，和包括DCN、PCS和GPS的三频带终端。
图3显示的是支持三频带、使用单天线的移动终端的传统接收设备的示意图。
图4显示的是使用双频天线和单频天线的移动终端的传统接收设备的示意图。
如图所示，由于在一个或者多个频带上对移动终端进行操作，所以在支持多频带的天线中，需要按照各个频带对RF信号进行分路的电路。
例如，对于具有最复杂配置的美国型三频带终端的情况，可以使用支持DCN、PCS和GPS等三频带的一个天线70，或者分别使用支持DCN和PCS的双频天线80和仅支持GPS的单频天线90。
如图3所示，按照如下方式使用支持DCN、PCS和GPS等三频带的单一天线70。
由天线共用器71将三频带天线70所接收的RF信号分路给DCN频带双工器75和另外一个GPS和PCS频带天线共用器72。之后，当所输入的信号为1.5GHz频带时，天线共用器72将所输入的信号传输给GPS频带的RF带通滤波器73，当所输入的信号为1.9GHz频带时，将所输入的信号传输给PCS频带的PCS双工器74。即，天线共用器71和72是人工控制的滤波器，其通过结合两个带通滤波器而形成，如果输入信号为800MHz频带，则用于将从天线70接收到的输入信号输出到DCN收发器的输入级，如果输入信号为1.5～1.8GHz频带，则用于将输入信号输出到GPS/PCS收发器的输入级。
另一方面，如图4所示，按照如下方式使用支持DCN和PCS的双频天线80和支持GPS的单频天线90。
当由双频天线80所接收的RF信号为PCS频带时，则在通过天线共用器81之后，将其分路至PCS双工器83，当其为DCN频带时，则在通过天线共用器81之后，将其分路至DCN双工器82。另外，由GPS频带的附加天线90接收GPS信号，并且输入到RF带通滤波器91。
另一方面，在移动终端中用于分路信号的天线共用器71、72和81具有0.5～0.8dB的***损耗，即，当通过信号时的损耗，并且具有15～20dB的频带间隔离，其显示了隔离等级。然而，在通过两个或者多个天线共用器时生成***损耗，以对多频带信号进行分路，并且因此降低了接收器灵敏度。例如，对于图3中使用两个天线共用器71和72的情况，可以将***损耗增加到1～1.5dB。另外，对于频带间隔离作为重要因素的GPS，15～20dB的隔离太小，以至于不能阻断不同频带之间的中断(interrupt)。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种在移动终端中用于信号分路的设备和方法，其能够利用天线和收发器的输入级之间的电切换器，阻断不同频带之间的中断。
为了实现如同此处优选的和广泛描述的本发明的目的，提供了一种移动终端中的信号分路设备，包括：电切换器，用于使用电切换方法，按照各个频带对从天线输入的RF信号进行分路，并且将分路的信号输出到收发器的输入级；CPU，用于施加频带选择信号以控制电切换器。
为了实现本发明的目的，提供了一种方法，用于在移动终端中，由CPU的频带选择信号对所输入的RF信号进行电切换，从而实现信号分路，将信号分路到对应于各个频带的端口，并且将信号输出到收发器的输入级。
由以下本发明的详细描述，结合附图，可以更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征、方面和优点。
附图说明
附图帮助更好地理解本发明，并在此结合构成本申请的一部分，附图说明本发明的实施例并和说明书一起解释本发明的原理，附图中：
图1显示的是普通CDMA移动终端的简化框图；
图2显示的是CDMA移动终端RF部分的详细框图；
图3显示的是使用支持三频带的单个天线的移动终端的传统接收设备示意图；
图4显示的是使用双频天线和单频天线的移动终端的传统接收设备的示意图；
图5显示的是根据本发明的移动终端信号分路设备的配置简图；
图6显示的是根据本发明，移动终端的单刀三掷(SP3T)切换器的配置图；
图7显示的是根据本发明，移动终端信号分路设备的另外一个实施例的配置简图。
优选实施例详细说明
现在对本发明的优选实施例进行详细描述，其实例如附图所示。
图5显示的是根据本发明，用于移动终端的信号分路设备的配置简图。
如图所示，用于移动终端的信号分路设备包括：三频带天线70，用于接收DCN、PCS和GPS频带的射频(RF)信号；单刀三掷(SP3T)切换器101，用于在接收到RF信号之后，使用电切换方法，按照频带对通过三频带天线所接收的信号进行分路；DCN双工器102，用于接收通过SP3T切换器101输入的DCN频带信号，并且对接收频率信号进行分离PCS双工器103，用于接收通过SP3T切换器101输入的PCS频带信号，并且对接收频率信号进行分离；RF带通滤波器104，用于通过SP3T切换器101接收GPS频带的RF信号，并且对接收频率信号进行分离；CPU100，将用于对通过天线70接收到的信号进行按频带分路的频带选择信号应用到SP3T切换器101。
下面对根据本发明的上述配置的移动终端信号分路设备的操作进行描述。
首先，SP3T切换器101通过三频带天线70接收DCN、PCS和GPS频带的RF信号，并且根据CPU100的频带选择信号，通过电切换，按照频带对信号进行分路。此时，CPU100通过通用输入输出(GPIO)端口，将频带选择信号应用到SP3T切换器101上，以对当前等待处理的DCN、PCS和GPS模式进行处理。
如果当前模式处于DCN模式，则DCN双工器102对通过SP3T切换器101输入的DCN信号进行接收，对接收频率信号进行分离，并且将信号提供给内部信号处理单元。另外，如果当前模式处于PCS模式，则PCS双工器103对通过SP3T切换器101输入的PCS信号进行接收，对接收频率信号进行分离，并且将信号提供给内部信号处理单元。另外，如果当前模式处于GPS模式，则RF带通滤波器104对通过SP3T切换器101输入的GPS频带的RF信号进行接收，对接收频率信号进行分离，并且将信号提供给内部信号处理单元。即，SP3T切换器101接收一个输入信号，并且根据CPU100的频带选择信号将其分路到三个输出端口中的一个。
图6显示的是根据本发明，移动终端的SP3T切换器的配置图。
如图所示，当接收到输入信号时，SP3T切换器101将该信号分路到三个输出端口中的一个。此时，以如下方式控制切换器，即，在从CPU接收到数字低/高控制信号之后，确定三个输出路径中的一个。
诸如SP3T切换器的电切换器具有大约为0.3dB的低***损耗，并且具有高的频带间隔离，从而能够改善各个频带中的发射/接收功能。此处，电切换器的隔离较高，原因是尽管电连接的输入/输出端之间的电阻很小，但是其它输出端处于短路状态。即，当输入信号通过切换器时，存在***损耗，而对其它输出端而言，切换器具有较高的隔离，因此，能够将该切换器用于RF信号的分路，而不使用天线共用器。
另一方面，图7显示的是根据本发明，用于移动终端的信号分路设备的另外一个实施例的配置简图。
如图所示，移动终端的信号分路设备包括：双频带天线80，用于接收PCS和DNS频带的RF信号；GPS天线90，用于接收GPS频带的信号；DP3T切换器111，用于在接收到RF信号之后，使用电切换方法，按照频带对通过双频带天线和GPS天线所接收的信号进行分路；DCN双工器112，用于接收通过DP3T切换器111输入的DCN频带信号，并且将接收频率信号进行分离；PCS双工器113，用于接收通过DP3T切换器111输入的PCS频带信号，并且将接收频率信号进行分离；RF带通滤波器114，用于通过DP3T切换器111接收GPS频带的RF信号，并且将接收频率信号进行分离；CPU100，用于按照各个模式，将用于对通过双频带天线80和GPS天线90接收到的信号进行分路的频带选择信号应用到DP3T切换器111。
下面对根据本发明的上述配置的移动终端的信号分路设备的操作进行描述。
DP3T切换器111通过双频带天线80和GPS天线90接收RF信号，并且通过对信号进行电切换，按模式对信号进行分路。此时，终端CPU通过通用输入输出(GPIO)，将频带选择信号(分路控制信号)应用到DP3T切换器111，以对当前等待处理的DCN、PCS和GPS模式进行处理。
如果当前模式处于DCN模式，则DCN双工器112对通过DP3T切换器111输入的DCN信号进行接收，对接收频率信号进行分离，并且将信号应用到内部信号处理单元。另外，如果当前模式处于PCS模式，则PCS双工器113对通过DP3T切换器111输入的PCS信号进行接收，对接收频率信号进行分离，并且将信号应用到内部信号处理单元。另外，如果当前模式处于GPS模式，则RF带通滤波器114对通过DP3T切换器111输入的GPS频带的RF信号进行接收，对接收频率信号进行分离，并且将信号应用到内部信号处理单元。即，DP3T切换器111接收两个输入信号，并且根据CPU的频带选择信号，将两个信号中的一个分路到三个输出端口中的一个。
另一方面，除了SP3T和DP3T切换器，还可以对电切换器进行配置以接收多个输入信号，并且根据CPU的频带选择信号，将信号分路到多个输出端口中的一个。即，可以将电切换器配置为单刀双掷(SPDT)、单刀四掷(SP4T)、双刀双掷(DPDT)、双刀四掷(DP4T)等，或者是使用PIN二极管的切换器电路。另外，根据半导体制造工艺，可以使用GaAs FET或二极管，或者使用诸如BiCMOS，CMOS，SiGe HBT或Bipolar等的硅器件制造电切换器。
如上所述，本发明的移动终端使用电切换器将通过天线接收的RF信号分路到各个频带的双工器，而不使用天线共用器。因此，根据本发明的移动终端具有如下效果，即，通过使用电切换器，降低了***损耗，提高了频带间隔离，其它频带的信号不会产生中断，所以能够保持最优的接收器灵敏度。
在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以实施为多种形式，还应该理解，除非另外特别说明，以上实施例不限于上述的任何细节，而应在权利要求所限定的精神和范围内广义地解释，因此，所附的权利要求涵盖所有落在权利要求的界限或其等同物内的变化和改进。
Claims (27)
1.一种移动终端的信号分路方法，通过CPU的频带选择信号对RF信号进行电切换，在将信号分路到对应于各个频带的端口之后，将信号输出到收发器的输入级。
2.根据权利要求1的方法，还包括：
通过天线接收RF信号的步骤；以及
将对应于所输入RF信号的CPU频带信号输出到电切换器的步骤。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，切换器接收多个输入信号，并且通过CPU的频带选择信号将信号分路到多个输出端口中的一个。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于，如果所输入的RF信号包含DCN频带信号，则DCN双工器接收通过电切换器输入的DCN信号，对接收频率信号进行分离，并且将信号施加给内部信号处理单元。
5.根据权利要求3的方法，其特征在于，如果所输入的RF信号包含PCS频带信号，则PCS双工器接收通过电切换器输入的PCS信号，对接收频率信号进行分离，并且将信号施加给内部信号处理单元。
6.根据权利要求3的方法，其特征在于，如果所输入的RF信号包含GPS频带信号，则RF带通滤波器接收通过电切换器输入的GPS频带的RF信号，对接收频率信号进行分离，并且将信号施加给内部信号处理单元。
7.根据权利要求3的方法，其特征在于，以如下方式进行切换，如果从天线输入的RF信号为800MHz频带，则将信号分路到DCN双工器，如果信号为1.5GHz频带，则将信号分路到GPS带通滤波器，如果信号为1.9GHz频带，则将信号分路到PCS双工器。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，RF信号包括多频带信号。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于，电切换器接收包括多频带信号的一个输入信号，并且根据CPU的频带选择信号，将该信号分路到三个输出端口中的一个。
10.根据权利要求8的方法，其特征在于，电切换器接收包括多频带信号的两个输入信号，并且根据CPU的频带选择信号，将该信号分路到三个输出端口中的一个。
11.一种移动终端的信号分路设备，包括：
电切换器，用于从天线接收RF信号，通过电切换，按各个频带对信号进行分路，并且将信号输出到收发器的输入级；以及
CPU，用于施加用于控制电信号的频带选择信号。
12.根据权利要求11的设备，其特征在于，电切换器接收多个输入信号，并且根据CPU的频带选择信号，将信号分路到多个输出端口中的一个。
13.根据权利要求11的设备，其特征在于，收发器的输入级为DCN双工器、PCS双工器和RF带通滤波器。
14.根据权利要求13的设备，其特征在于，如果所输入的RF信号包含DCN频带信号，则DCN双工器接收通过电切换器输入的DCN信号，对接收频率信号进行分离，并且将信号施加给内部信号处理单元。
15.根据权利要求13的设备，其特征在于，如果所输入的RF信号包含PCS频带信号，则PCS双工器接收通过电切换器输入的PCS信号，对接收频率信号进行分离，并且将信号施加给内部信号处理单元。
16.根据权利要求13的设备，其特征在于，如果所输入的RF信号包含GPS频带信号，则RF带通滤波器接收通过电切换器输入的GPS频带的RF信号，对接收频率信号进行分离，并且将信号施加给内部信号处理单元。
17.根据权利要求11的设备，其特征在于，电切换器由GaAs FET或二极管构成，或者由诸如BiCMOS、CMOS、SiGe HBT或Bipolar等的硅器件制造。
18.根据权利要求11的设备，其特征在于，电切换器是单刀双掷SPDT、单刀四掷SP4T、双刀双掷DPDT、双刀三掷DP3T、双刀四掷DP4T，和使用PIN二极管的切换电路等中的一种。
19.根据权利要求11的设备，其特征在于，电切换器接收一个输入信号，并且根据CPU的频带选择信号，将信号分路到三个输出端口中的一个。
20.根据权利要求19的设备，其特征在于，CPU通过通用输入输出GPIO端口将频带选择信号输出到电切换器。
21.根据权利要求11的设备，其特征在于，电切换器接收两个输入信号，并且根据CPU的频带选择信号，将两个信号中的一个分路到三个输出端口中的一个。
22.根据权利要求21的设备，其特征在于，CPU通过GPIO端口将频带选择信号输出到电切换器。
23.根据权利要求11的设备，其特征在于，天线包括用于接收PCS、DCN和GPS频带的三频带天线。
24.根据权利要求11的设备，其特征在于，天线包括用于接收PCS、DCN频带的双频天线，和用于接收GPS频带信号的GPS天线。
25.根据权利要求11的设备，其特征在于，移动终端是双频终端，其在一个终端中具有DCN和GPS功能或者PCS和GPS功能。
26.根据权利要求11的设备，其特征在于，移动终端是在一个终端中具有DCN、PCS和GPS功能的三频终端。
27.根据权利要求11的设备，其特征在于，移动终端是具有GPS功能的多频终端。
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