CN101459441A - 双系统通讯模块及其操作模式定义方法 - Google Patents

Abstract

一种双系统通讯模块，用以配合处理分属不同无线通讯系统的第一射频信号及第二射频信号。此双系统通讯模块具有一第一设定端口及一路径分配电路，第一设定端口耦接于一外部电路，路经分配电路耦接于第一设定端口及模块内部的一第一系统路径与第二系统路径之间。在外部电路为双工天线电路或为独立天线电路的情形下，路径分配电路均可控制第一射频信号于第一设定端口及第一系统路径间传输，并控制第二射频信号于第一设定端口及第二系统路径间传输。

Description

双系统通讯模块及其操作模式定义方法

技术领域

本发明涉及一种通讯模块，尤指一种具有双系统的通讯模块及其操作模式定义方法。

背景技术

随着无线通讯技术日渐成熟，无线网络的应用范畴已跨出计算机平台，而延伸到了手机、数字相机、数字影音播放机与游戏机等消费性电子产品。目前，市场对于搭载无线通讯功能的电子产品的需求持续攀升。

装置的无线通讯功能一般是由三大功能区块来支持，分别为负责收发信号的射频、负责二次升降频与调变频的中频，及负责数据处理与储存的基频。现阶段有系统单芯片(SoC)及系统级封装(SiP)等两种技术可将上述复杂的无线信号处理机制封装为单一元件，不但可减少功耗与电路板面积，更具有简化装置设计复杂度的优点，而有助于后端产品缩短开发时程。上述两种技术中，系统单芯片技术需面临大量硅智财、设计、验证、制程封装与测试等问题，而系统级封装的通讯模块的制程较具弹性，易于配合客制化需求。

通讯模块正朝向多功能整合方向发展，将多个通讯系统整合于单一模块之中。举例来说，具备无线局域网络(WLAN)与无线个人网络(WPAN，例如：蓝牙Bluetooth)双重系统，能够同时支持信息装置间，及装置与因特网的连结。

就装置端的设计面而言，双重无线通讯功能可使用单一双工天线或两个独立天线来收发两种无线信号，由于两种应用模式的信号传输路径存在差异，必须通过不同的线路来作匹配，因此，时下的双系统通讯模块普遍是以提供具有不同内部线路的模块产品，来配合客户端所使用的天线模式。除了前端天线使用模式之外，模块的传输接口型态与振荡频率也是基于客制需求来决定，因此，生产者往往必须订出多种不同规格的模块产品，以符合客户端的设计方式。

多样化的通讯模块造成生产者制造与营销方面的控管负担，而对于后端业者而言，一种模块只能对应固定的设计模式，也相当地缺乏弹性。有鉴于此，本发明发明人从而提出本发明，以改善现有技术的缺陷。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种双系统通讯模块及其操作模式定义方法，其借助内部的路径分配电路，配合外部电路被组成为双工天线电路或独立天线电路时，均可控制射频信号沿预定的路径传输，可将同一种通讯模块应用为不同的操作模式，从而减少制造控管的负担，与增加应用设计的弹性。

本发明揭示一种双系统通讯模块，适用于耦接于一外部电路，以配合处理一第一射频信号及一第二射频信号，其中该外部电路为一双工天线电路或为一独立天线电路。所述的双系统通讯模块包括一第一设定端口及一路径分配电路。第一设定端口耦接于外部电路，以传输第一射频信号及第二射频信号。路径分配电路耦接于第一设定端口，及双系统通讯模块内部的一第一系统路径及一第二系统路径之间，当外部电路为双工天线电路或独立天线电路，路径分配电路均控制第一射频信号于第一设定端口与第一系统路径之间传输，并控制第二射频信号于第一设定端口与第二系统路径之间传输。

本发明再揭示一种无线装置，具有所述的双系统通讯模块及所述的外部电路，此无线装置包括一双工天线或二独立天线耦接于双系统通讯模块，来收发第一射频信号及第二射频信号。

本发明再揭示一种操作模式定义方法，适用于定义所述的双系统通讯模块的操作模式。此操作模式定义方法包括下列步骤：首先，提供双系统通讯模块；其次，组成第一设定端口所耦接的外部电路为双工天线电路或为独立天线电路，以决定双系统通讯模块的操作模式。

借助以上详述，当可知悉本发明的双系统通讯模块利用耦接于特定设定端口的外部电路的组态来定义其天线模式、频率源与传输接口的种类。简化模块的类别，从而有效降低制造端的生产控管成本，且可满足客户端多样的应用模式。由此可见，本发明同时益于制造端与后端产品业者，可共同提高产品竞争力，从而促进无线通讯产品的升级。

以上的概述与接下来的详细说明及附图，皆是为了能进一步说明本发明为达到预定目的所采取的方式、手段及功效。而有关本发明的其它目的及优点，将在后续的说明及附图中加以阐述。

附图说明

图1为本发明所揭示的双系统通讯模块的一具体实施例的封装外观示意图的正视图；

图2为本发明所揭示的双系统通讯模块的一具体实施例的封装外观示意图的侧视图；

图3为本发明所揭示的双系统通讯模块的一具体实施例的封装外观示意图的接脚布局上视图；

图4为本发明所揭示的双系统通讯模块的一具体实施例的系统架构示意图；

图5为本发明所揭示的双系统通讯模块的一具体实施例的系统架构示意图，图4、图5显示双系统通讯模块操作于不同的天线模式；

图6为本发明所揭示的双系统通讯模块的操作模式定义方法的步骤流程图；

图7为本发明所揭示的双系统通讯模块的另一具体实施例的系统架构示意图；

图8为本发明所揭示的双系统通讯模块的另一具体实施例的系统架构示意图，图7、图8显示双系统通讯模块可操作于不同的频率模式；及

图9为本发明所揭示的双系统通讯模块的再一具体实施例的系统架构示意图；

图10为本发明所揭示的双系统通讯模块的再一具体实施例的系统架构示意图，图9、图10显示双系统通讯模块可操作于不同的接口模式。

【附图标记说明】

10：双系统通讯模块

100：控制单元

101：第一通讯系统

102：第二通讯系统

110：第一设定端口

111：路径分配电路

113：射频信号分配电路

115：耦合电路

1150：耦合电路元件

120：第二设定端口

121：第一频率源

122：第二频率源

130：第三设定端口

131：第一接口信号处理单元

132：第一传输接口

133：第二接口信号处理单元

134：第二传输接口

31：双工天线

33：第一天线

35：第二天线

41、43、51、53、61、63：无线装置

410、430、510、530、610、630：外部电路

615、635：应用模块

A、B、C、D：传输路径

E1：第一系统路径

E2：第二系统路径

P1～P64：接脚

R51、R52、R53、R61、R62：电阻

L1、L2、L3：电感

CLK：参考频率

TRX1、TRX2：射频信号

S100～S102：各个步骤流程

具体实施方式

首先，请参阅图1、图2、图3，该三图为本发明的双系统通讯模块的一具体实施例的封装外观示意图，分别为其正视图、侧视图及接脚布局图。

所述的双系统通讯模块10用以设于无线装置内部，支持装置的无线通讯功能。借助内部所整合的射频芯片、基频芯片、数字信号处理器、振荡电路、滤波器等电子零元件及线路，来达到射频信号的频率合成、数据转换、噪声过滤、信号编译码、跳频及封包处理等主要无线信号处理功能。如图1、图2、图3所示，双系统通讯模块10可通过模压(molding)或金属遮蔽等方式，封装为具有特定包装规格的单一元件。图例中，双系统通讯模块10被封装为具有64只接脚的包装，实际应用时，利用SMT制程黏着于电路板上，便可与天线、外围线路及后端应用模块等共同运作，以达到装置的机能。

其中图3所示的接脚布局上视图，其中所标示的尺寸的长度或宽度及接脚标号是为了说明可能的实施状况，图3中标示尺寸的数值是使用毫米(mm)单位，但图3中所绘示是为了本发明的说明，并不因此限制本发明的保护范围，通过本发明所揭露的发明精神仍可对其做均等变化。

如图1所示，双系统通讯模块10具有一第一通讯系统101及一第二通讯系统102操作功能，以支持两种不同无线通讯系统的信号处理。于一具体实施例，第一通讯系统101与第二通讯系统102系分别为无线局域网络(WLAN)系统及无线个人网络(WPAN，例如：蓝牙Bluetooth)系统，以支持装置间，及装置与网络的连结。

本发明与现有模块产品的主要差异，在于双系统通讯模块10能够以同一内部线路架构，弹性地耦接于双工天线电路或独立天线电路，使用单一双工天线或两个独立天线来收发无线信号；而现有的模块产品则须以不同的内部电路架构来与两种天线电路作匹配。

请参阅图4及图5，该二图为本发明所揭示的双系统通讯模块的一具体实施例的系统架构示意图，图4、图5的双系统通讯模块10分别设于无线装置41、43，且分别操作于双工天线模式及独立天线模式。双系统通讯模块10具有一第一设定端口110，用以传输第一射频信号TRX1及第二射频信号TRX2，借助耦接于第一设定端口110的外部电路410、430型态，便能够将双系统通讯模块10设定为双工天线模式操作，或为独立天线模式操作。

两种不同规格的信号必须经过各自的系统作处理。如图标，馈入双系统通讯模块10内部的第一射频信号TRX1沿第一系统路径E1传输到第一通讯系统101(示于图1)，而第二射频信号TRX2则沿第二系统路径E2传输到第二通讯系统102(示于图1)。在双工天线模式与独立天线模式下，第一射频信号TRX1与第二射频信号TRX2均必须沿此路径分别传输到第一通讯系统101与第二通讯系统102。双系统通讯模块10具有一路径分配电路111耦接于第一设定端口110与第一系统路径E1及第二系统路径E2间，以控制射频信号TRX1、TRX2按照上述路径作传输。

此实施例中，第一设定端口110包括有三接脚，分别为接脚P2、接脚P5及接脚P8。路径分配电路111包括有一射频信号分配电路113及一耦合电路元件1150，射频信号分配电路113耦接于第一设定端口110的接脚P2与第一系统路径E1及第二系统路径E2之间；而耦合电路元件1150则耦接于第一设定端口110的接脚P5、P8、射频信号分配电路113及第二系统路径E2之间。射频信号分配电路113可对第一射频信号TRX1及第二射频信号TRX2作分流与耦合，而耦合电路元件1150可与外部电路430共同构成一完整的耦合电路115(示于图5)。图例中，耦合电路元件1150包括有二电感L1、L2，其中电感L2的一端耦接于射频信号分配电路113，另一端则耦接于接脚P8与第二系统路径E2之间的路径，电感L1的一端耦接于接脚P5，另一端则耦接于电感L2与射频信号分配电路113之间的传输路径。以下将详述图例中两种模式的动作机制。

当双系统通讯模块10应用为图4的双工天线模式时，需将耦接于第一设定端口110的外部电路410组成为一双工天线电路，包括一耦接于接脚P2的双工天线31，而接脚P5、P8则空接。

由双工天线31馈入的第一射频信号TRX1及第二射频信号TRX2，经射频信号分配电路113分流，使得第一射频信号TRX1传输到第一系统路径E1，第二射频信号TRX2则传输到第二系统路径E2；及反向，由第一系统路径E1传输的第一射频信号TRX1，及由第二系统路径E2传输的第二射频信号TRX2，经射频信号分配电路113耦合，使两种信号沿同一路径传输到双工天线31发送。如图标，第一射频信号TRX1沿路径A传输，而第二射频信号TRX2沿路径B传输。

所述的射频信号分配电路113可耦合两种通讯系统的高频信号，相关的电路架构为现有技术，且有多种实施方式，因此在此便不再作赘述。

当双系统通讯模块10应用为图5的独立天线模式时，需将耦接于第一设定端口110的外部电路430组成为一独立天线电路，包括一耦接于接脚P2的第一天线33、一耦接于接脚P5的第二天线35，及一耦接于接脚P8的接地电感L3。此时，由第一天线33收发第一射频信号TRX1，而由第二天线35收发第二射频信号TRX2，而接地电感L3则与耦合电路元件1150共同组成一完整的耦合电路115，耦接于第二天线35与第二系统路径E2之间。

第一射频信号TRX1穿过射频信号分配电路113，沿路径C在第一天线33与第一系统路径E1之间传输。耦接于第二天线35的耦合电路115，可将第二射频信号TRX2与第一射频信号TRX1隔离，使得第二射频信号TRX2沿路径D在第二天线35与第二系统路径E2之间传输，而不会流向射频信号分配电路113方向。

综上所述，装置41、43利用不同的外部电路410、430耦接于第一设定端口110，以控制双系统通讯模块10操作为双工天线模式与独立天线模式。而利用耦合电路元件1150是否被组成完整的耦合电路115，便能够控制第二射频信号TRX2的流向。

附带一提的是，外接于接脚P2、P5、P8与双工天线31、第一天线33、第二天线35、接地电感L3的传输线传送高频信号，因此须作阻抗匹配，而无线通讯系统的阻抗值为50欧姆。再者，接地电感L3的电感值可按实际硬件作调整，以取得最佳的信号特性及最低的信号损耗值。

接着，请参阅图6，该图为本发明所揭示的双系统通讯模块的操作模式定义方法的步骤流程图。其中相关的系统架构请同时参阅图4及图5。如图6所示，所述的操作模式定义方法包括有下列步骤：

首先，提供双系统通讯模块10，为步骤S100；

其次，组成第一设定端口110所耦接的外部电路410、430为双工天线电路(如图4的外部电路410)或为该独立天线电路(如图5的外部电路430)，以决定双系统通讯模块10的操作模式以双工天线31收发无线信号，或以独立的第一天线33、第二天线35收发无线信号，为步骤S102。

为了使得后端应用装置的设计更具弹性，本发明赋予双系统通讯模块10具有多个频率源及传输接口，经过外部电路的设定来选择所需的频率源及传输接口。

请参阅图7及图8，该两图为本发明所揭示的双系统通讯模块的另一具体实施例的系统架构示意图，该两图显示双系统通讯模块操作于不同的频率模式。如图7与图8所示，双系统通讯模块10具一控制单元100及一第二设定端口120。控制单元100为双系统通讯模块10内部的逻辑控制核心，根据耦接于第二设定端口120的外部电路510、530，来启动接收不同参考频率CLK。

此实施例中，第二设定端口120包括有三接脚P15、P23、P32。图7中，接脚P15、P23、P32分别耦接于一接地电阻R51、R52、R53，将接脚电压拉至低准位，使得控制单元100选择接收第一频率源(CLK)121。图8中，接脚P15、P23、P32为空接状态，接脚电压保持在空接状态的准位，使得控制单元100选择接收第二频率源(CLK)122。

上述内部频率源数量、第二设定端口120的脚位数及外部电路的设定线路仅为一图例，用以阐明技术概念，然其并非用以限制本发明的范围。

接着，请参阅图9及图10，该二图为本发明所揭示的双系统通讯模块的再一具体实施例的系统架构示意图，该二图系显示双系统通讯模块操作于不同的接口模式。如图9、图10所示，双系统通讯模块10具有一第一接口信号处理单元131、一第二接口信号处理单元133、一控制单元100及一第三连接端口130。第一接口信号处理单元131及第二接口信号处理单元133可将信号转换为不同规格的接口信号，并分别经过第一传输接口132及第二传输接口134来传输接口信号。控制单元100为双系统通讯模块10内部的逻辑控制核心，根据耦接于第三设定端口130的外部电路610、630，来启动第一接口信号处理单元131或第二接口信号处理单元133。

此实施例中，无线装置61、63的应用模块615、635分别选择第一传输接口132与第二传输接口134来与双系统通讯模块10传输信号。第三设定端口130包括有二接脚P43、P44。图9中，接脚P43、P44分别耦接于一接地电阻R61、R62，将接脚电压拉至低准位，使得控制单元100选择启动第一接口信号处理单元131转换接口信号。图10中，接脚P43、P44为空接状态，接脚电压保持在空接状态的准位，使得控制单元100选择启动第二接口信号处理单元133转换接口信号。

所述的第一传输接口132及第二传输接口134可为SDIO、G-SPI、UART等任一规格接口，而接口信号处理单元数量、第三设定端口130的脚位数及外部电路的设定线路仅为一图例，用以阐明技术概念，然其并非用以限制本发明的范围。

借助以上实例详述，当可知悉本发明的双系统通讯模块利用耦接于特定设定端口的外部电路的组态来定义其天线模式、频率源与传输接口的种类。简化模块的类别，从而有效降低制造端的生产控管成本，且可满足客户端多样的应用模式。由此可见，本发明同时益于制造端与后端产品业者，可共同提高产品竞争力，从而促进无线通讯产品的升级。

以上所述，仅为本发明的具体实施例的详细说明及附图而已，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以权利要求书的范围为准，任何本领域技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在以下本发明所界定的保护范围之内。

Claims (14)

1、一种双系统通讯模块，其特征在于，适用于耦接于一外部电路，以配合处理一第一射频信号及一第二射频信号，其中该外部电路为一双工天线电路或为一独立天线电路，该双系统通讯模块包括：

一第一设定端口，耦接于该外部电路，以传输该第一射频信号及该第二射频信号；及

一路径分配电路，耦接于该第一设定端口，及该双系统通讯模块内部的一第一系统路径及一第二系统路径之间，当该外部电路为该双工天线电路或该独立天线电路，该路径分配电路均控制该第一射频信号于该第一设定端口与该第一系统路径之间传输，并控制该第二射频信号于该第一设定端口与该第二系统路径之间传输。

2、如权利要求1所述的双系统通讯模块，其特征在于，其中该第一设定端口包括有三支接脚，分别为一第一接脚、一第二接脚及一第三接脚，以耦接于该外部电路；

其中于该外部电路为该双工天线电路情形下，该第一接脚用以耦接于一双工天线以传输该第一射频信号及该第二射频信号，该第二接脚及该第三接脚为空接状态；

其中于该外部电路为该独立天线电路情形下，该第一接脚用以耦接于一第一天线以传输该第一射频信号，该第二接脚用以耦接于一第二天线，以传输该第二射频信号，该第三接脚用以耦接于一接地被动元件。

3、如权利要求2所述的双系统通讯模块，其特征在于，其中该第一设定端口的该第一接脚、该第二接脚及该第三接脚分别为接脚P2、P5及P8。

4、如权利要求2所述的双系统通讯模块，其特征在于，其中该路径分配电路包括：

一射频信号分配电路，耦接于该第一接脚、该第一系统路径及该第二系统路径之间；及

一耦合电路元件，耦接于该第二接脚、第三接脚、该射频信号分配电路及该第二系统路径之间；

其中当该外部电路为该双工天线电路情形下，该射频信号分配电路将由该第一接脚输入的该第一射频信号及该第二射频信号分别分配至该第一系统路径及该第二系统路径，及反向，将该第一系统路径所输入的第一射频信号及该第二系统路径所输入的第二射频信号偶合到第一接脚；

其中当该外部电路为该独立天线电路时，该接地被动元件与该耦合电路元件共同构成一完整的耦合电路，耦接于该第二接脚、该射频信号分配电路及该第二系统路径之间，使该第一射频信号沿该第一天线与该第一系统路径间传输，并使该第二射频信号沿该第二天线与该第二系统路径之间传输。

5、如权利要求4所述的双系统通讯模块，其特征在于，其中该耦合电路元件包括二电感，分别为一第一电感及一第二电感，第一电感的两端分别耦接于第二接脚，及该第二系统路径与该射频信号分配电路之间，并耦接于该第二电感的一端，该第二电感的另一端耦接于该第二系统路径与该第三接脚的传输路径上。

6、如权利要求1所述的双系统通讯模块，其特征在于，更包括：

一第二设定端口，用以耦接于另一外部电路；

多个频率源；及

一控制单元，耦接于该第二设定端口及该等频率源之间，根据该第二设定端口所耦接的该外部电路的状态，选择启动接收参考频率。

7、如权利要求6所述的双系统通讯模块，其特征在于，其中该第二设定端口包括有三支接脚，分别为接脚(P15)、(P23)及(P32)，该控制单元根据该第二设定端口中的该等接脚的电压准位来作该启动的频率源的选择，的及其中该第二设定端口中的该等接脚的电压准位经过该等接脚是否耦接于一接地电阻来设定。

8、如权利要求1所述的双系统通讯模块，其特征在于，更包括：

一第三设定端口，用以耦接于另一外部电路；

多个接口信号处理单元；及

一控制单元，耦接于该第三设定端口及该等接口信号处理单元之间，根据该第三设定端口所耦接的该外部电路的状态，选择启动该等接口信号处理单元其中的一接口信号处理单元。

9、如权利要求8所述的双系统通讯模块，其特征在于，其中该第三设定端口包括有两支接脚，分别为接脚(P43)及(P44)，该控制单元根据该第三设定端口中的该等接脚的电压准位来作该启动的接口信号处理单元的选择的，及其中该第三设定端口中的该等接脚的电压准位经过该等接脚是否耦接于一接地电阻来设定。

10、一种无线装置，其特征在于，具有如权利要求1所述的双系统通讯模块及该外部电路，该无线装置包括一双工天线或二独立天线耦接于该双系统通讯模块，来收发该第一射频信号及该第二射频信号。

11、一种操作模式定义方法，其特征在于，适用于定义权利要求1所述的双系统通讯模块的操作模式，该操作模式定义方法包括下列步骤：

提供该双系统通讯模块；及

组成该第一设定端口所耦接的该外部电路为该双工天线电路或为该独立天线电路，以决定该双系统通讯模块的操作模式。

12、如权利要求11所述的操作模式定义方法，其特征在于，其中当该外部电路被组成为该双工天线电路时，定义该双系统通讯模块以一双工天线来收发该第一射频信号及该第二射频信号，当该外部电路被组成为该独立天线电路时，定义该双系统通讯模块以二独立天线来收发该第一射频信号及该第二射频信号。

13、如权利要求12所述的操作模式定义方法，其特征在于，其中该第一设定端口包括有一第一接脚(P2)、一第二接脚(P5)及一第三接脚(P8)，于该双系统通讯模块以该双工天线来收发该第一射频信号及该第二射频信号时，该外部电路的状态为该第一接脚(P2)耦接于该双工天线，且该第二接脚(P5)及该第三接脚(P8)为空接状态。

14、如权利要求12所述的操作模式定义方法，其特征在于，其中该第一设定端口包括有的一第一接脚(P2)、一第二接脚(P5)及一第三接脚(P8)，于该双系统通讯模块以该二独立天线来分别收发该第一射频信号及该第二射频信号时，该外部电路的状态为该第一接脚(P2)及该第二接脚(P5)分别耦接于该二独立天线其中的一天线，该第三接脚(P8)耦接于一接地被动元件。

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