CN101729111A - 双天线通讯装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种双天线通讯装置与方法，该双天线通讯装置，包含：第一天线、第二天线、第一通讯模块、第二通讯模块、第一切换模块及第二切换模块。第一通讯模块具有第一连接端口与第二连接端口。第二通讯模块具有第三连接端口与第四连接端口。第一切换模块依据讯号，切换第一天线耦接于第一通讯模块的第一连接端口与第二通讯模块的第三连接端口其中之一。第二切换模块依据讯号，切换第二天线耦接于第一通讯模块的第二连接端口与第二通讯模块的第四连接端口其中之一。

Description

双天线通讯装置与方法

技术领域

本发明有关一种通讯装置与方法，特别是一种双天线通讯装置与方法。

背景技术

科技日益进步，无线网络与无线通讯随着无线传输频宽的扩大、无线传输速率的提升、以及无线传输收讯范围的扩展，使得无线传输的联机方式已逐渐成为主流。

于无线局域网络(wireless local area network，WLAN)中，使用者可透过站台(STA)耦接存取点(access point，AP)，以完成无线网络的联机。其中，站台可为配置天线而用以传送/接收无线传输数据的电子装置，如：行动电话(mobile phone)、个人数字助理(PDA)或智能型手机(smart phone)等。

此外，WiMAX为新一代的无线传输技术。所谓WiMAX为全球互通微波存取(worldwide interoperability for microwave access)，其透过无线宽带联机方式，提供高速双向因特网联机，为英特尔(Intel)所主推的新一代远距无线通讯技术，以IEEE 802.16系列的无线宽带标准为基础。同样是无线通讯，WLAN属于短距离的无线通讯传输，其传输距离最远约为100公尺，而WiMAX则将距离拉大，最远传输距离可达50公里。

由于WiMAX具有诸多优点，例如：传输距离长，其最大传输距离约为50公里；传输速率快，其最高传输速率为70Mbps，约为3G传输速度的30倍；涵盖范围广；且可减少架设无线宽带网络基础建设成本，以解决“最后1哩”(last mile)环境限制，使得偏远地区也可使用网络服务等多项优点。因此，使得WiMAX逐渐在无线传输领域中占有一席之地。

此外，多重输入多重输出(Multi-input Multi-output，MIMO)通讯协议，能利用发射端的多根天线各自独立发送讯号，同时在接收端也利用多根天线接收并回复原讯号。由于MIMO可以在不需增加频宽或总发送功率的情况下大幅增加系统的数据吞吐量(throughput)，因此可提升传输速率与通讯质量，使得此技术于近几年也受到许多瞩目。

于此，若通讯装置要同时支持WLAN与WiMAX两种不同的无线通讯模式，且WLAN与WiMAX又可各自支持MIMO通讯协议，此时通讯装置必须至少具备4根天线(WLAN模块配置2根，WiMAX也配置2根)。然而，在通讯装置体积日益缩小的趋势下，印刷电路板(PCB)布局空间的不足，将难以在同一个通讯装置中，同时配置4根天线。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种双天线通讯装置与方法。藉由本发明所提出的装置或方法，只需藉由两根天线，即可于同一通讯装置中同时具有WLAN与WiMAX两种通讯模式，且WLAN与WiMAX可分别支持MIMO通讯协议。如此，使用者只需藉由一个通讯装置即可传送接收WLAN或WiMAX的无线通讯讯号，且同时享有MIMO通讯协议所带来的便利，让使用者可于不同环境中得到更好的无线通讯质量。

本发明提出一种双天线通讯装置，包含：第一天线、第二天线、第一通讯模块、第二通讯模块、第一切换模块及第二切换模块。第一通讯模块具有第一连接端口与第二连接端口。第二通讯模块具有第三连接端口与第四连接端口。第一切换模块依据讯号，切换第一天线耦接于第一通讯模块的第一连接端口与第二通讯模块的第三连接端口其中之一。第二切换模块依据讯号，切换第二天线耦接于第一通讯模块的第二连接端口与第二通讯模块的第四连接端口其中之一。

本发明还提出一种双天线通讯方法，应用于具有第一天线与第二天线的通讯装置，包含下列步骤：判断讯号属于第一通讯模式与第二通讯模式其中之一；当讯号属于第一通讯模式，切换第一天线与第二天线同时进行第一通讯模式的传输；当讯号属于第二通讯模式，切换第一天线与第二天线同时进行第二通讯模式的传输。

本发明还提出一种双天线通讯方法，应用于具有第一天线与第二天线的通讯装置，包含下列步骤：判断通讯装置所传输的讯号属于第一通讯模式与第二通讯模式其中至少一者；当判断讯号属于第一通讯模式，切换第一天线与第二天线同时进行第一通讯模式的多重输入多重输出传输；当判断讯号属于第二通讯模式，切换第一天线与第二天线同时进行第二通讯模式的多重输入多重输出传输。

本发明还提出一种多重输入多重输出(MIMO)通讯方法，应用于具有第一天线及第二天线且支持复数通讯模式的通讯装置，包含下列步骤：(a)判断通讯装置所传输的讯号属于通讯模式的其中何者；(b)若经判断讯号属于通讯模式中的第一通讯模式，则切换第一天线与第二天线，以同时进行第一通讯模式的多重输入多重输出传输。

本发明还提出一种多重输入多重输出(MIMO)通讯方法，应用于具有第一天线、第二天线、第一通讯模式射频电路及第二通讯模式射频电路的通讯装置，包含下列步骤：依据讯号所属的通讯模式，将第一及第二天线导接至讯号所属模式的第一与第二通讯模式射频电路其中一者；将讯号透过第一天线、第二天线与第一、第二天线导接的射频电路传送或接收。

有关本发明的较佳实施例及其功效，兹配合图式说明如后。

附图说明

图1：本发明的双天线通讯装置第一实施例示意图

图2：本发明的双天线通讯装置第二实施例示意图

图3：本发明的双天线通讯装置第三实施例示意图

图4：本发明的双天线通讯装置第四实施例示意图

图5：本发明的双天线通讯装置第五实施例示意图

图6：本发明的双天线通讯方法流程图的一实施例

主要组件符号说明

1：双天线通讯装置

10：第一天线

20：第二天线

30：第一通讯模块

32：第一连接端口

34：第二连接端口

40：第二通讯模块

42：第三连接端口

44：第四连接端口

50：第一切换模块

60：第二切换模块

具体实施方式

请参照图1，该图所示为本发明的双天线通讯装置第一实施例示意图。本发明所提出的双天线通讯装置1包含：第一天线10、第二天线20、第一通讯模块30、第二通讯模块40、第一切换模块50及第二切换模块60。

第一通讯模块30具有第一连接端口32与第二连接端口34。第二通讯模块40具有第三连接端口42与第四连接端口44。其中，第一通讯模块30与第二通讯模块40分别可支持多重输入多重输出(Multi-inputMulti-output，MIMO)的通讯协议。此外，第一通讯模块30与第二通讯模块40包含接收无线讯号所需的必要习知电路及电子组件，例如：射频(radio frequency，RF)电路、基频(baseband，BB)电路等。

上述的第一通讯模块30可为无线局域网络(wireless local areanetwork，WLAN)模块(底下简称为WLAN模块)，而第二通讯模块40可为全球互通微波存取(worldwide interoperability for microwave access，WiMAX)模块(底下简称为WiMAX模块)。

第一切换模块50耦接于第一天线10，而依据讯号切换第一天线10耦接于第一通讯模块30或第二通讯模块40。第二切换模块60耦接于第二天线20，同样依据讯号切换第二天线20耦接于第一通讯模块30或第二通讯模块40。

本发明所提出的双天线通讯装置1具有两个不同的通讯模块以及两根天线。透过第一切换模块50与第二切换模块60的切换，让同一个通讯装置享有两种不同的通讯模式，且每一个通讯模式又可以支持多重输入多重输出(MIMO)的通讯协议。举例说明，当双天线通讯装置1所接收(或发送)的讯号为WLAN通讯讯号，此时便可藉由第一切换模块50与第二切换模块60进行切换动作，使双天线通讯装置1中的第一通讯模块30(亦即WLAN模块)与相对应的天线一同运作，而接收WLAN通讯讯号。

于此，让第一切换模块50与第二切换模块60产生切换动作的讯号，举例言之可为：双天线通讯装置1所接收或发送的通讯讯号，或者由控制电路(图中未示)依使用者需求所产生的控制讯号等，例如：使用者欲使用WiMAX通讯模式时，即可透过控制电路产生控制讯号，而传送至第一切换模块50与第二切换模块60，使双天线通讯装置1中的第二通讯模块40(亦即WiMAX模块)与相对应的天线一同运作，而采用WiMAX通讯模式。

第一切换模块50与第二切换模块60可采用致能(enable)或禁能(disable)第一通讯模块30或第二通讯模块40的连接端口的方式，来达到切换的目的，底下将有更详尽的说明。

请参照图2，为本发明的双天线通讯装置第二实施例示意图。于第二实施例中，说明使用第一通讯模块30的状态。举例说明，若双天线通讯装置1欲使用WLAN模块，亦即图2的第一通讯模块30。此时，可由第一切换模块50控制第一连接端口32为致能，且第三连接端口42为禁能。如此，可使第一天线10与第一连接端口32之间电性导通，而用以流通讯号，相对的，使第一天线10与第三连接端口42之间断路，而无法流通讯号。

另一方面，第二切换模块60控制第二连接端口34为致能，且第四连接端口44为禁能。如此，可使第二天线20与第二连接端口34之间电性导通，而用以流通讯号，相对的，使第二天线20与第四连接端口44之间断路，而无法流通讯号。

于此，第一通讯模块30所属的第一连接端口32与第二连接端口34皆为致能状态，而分别与第一天线10与第二天线20互相耦接，如此可利用第一天线10与第二天线20来传送接收讯号。相对的，第二通讯模块40所属的第三连接端口42与第四连接端口44皆为禁能状态，因此分别与第一天线10与第二天线20之间呈现断路(图中以虚线表示)，而无法利用第一天线10与第二天线20来传送接收讯号。如此，即可达到使用第一通讯模块30的功能，且第一通讯模块30同时利用两根天线，亦即支持MIMO通讯技术。

请参照图3，为本发明的双天线通讯装置第三实施例示意图。于第三实施例中，说明使用第二通讯模块40的状态。举例说明，若双天线通讯装置1欲使用WiMAX模块，亦即图3的第二通讯模块40。此时，可由第一切换模块50控制第三连接端口42为致能，而第一连接端口32为禁能。如此，可使第一天线10与第三连接端口42之间电性导通，而用以流通讯号，相对的，使第一天线10与第一连接端口32之间断路，而无法流通讯号。

另一方面，第二切换模块60控制第四连接端口44为致能，而第二连接端口34为禁能。如此，可使第二天线20与第四连接端口44之间电性导通，而用以流通讯号，相对的，使第二天线20与第二连接端口34之间断路，而无法流通讯号。

于此，第二通讯模块40所属的第三连接端口42与第四连接端口44皆为致能状态，而分别与第一天线10与第二天线20互相耦接，如此可利用第一天线10与第二天线20来传送接收讯号。相对的，第一通讯模块30所属的第一连接端口32与第二连接端口34皆为禁能状态，因此分别与第一天线10与第二天线20之间呈现断路(图中以虚线表示)，而无法利用第一天线10与第二天线20来传送接收讯号。如此，即可达到使用第二通讯模块40的功能，且第二通讯模块40同时利用两根天线，亦即支持MIMO通讯技术。

请参照图4，为本发明的双天线通讯装置第四实施例示意图。于第四实施例中，说明第一通讯模块30与第二通讯模块40除了可支持MIMO通讯协议之外，更可支持传统的单一天线技术，亦即单输入单输出(Single-Input Single-Output，SISO)通讯协议。

如图4所示，可由第一切换模块50控制第一连接端口32为致能，而第三连接端口42为禁能。使第一天线10与第一连接端口32之间电性导通，而用以流通讯号，相对的，使第一天线10与第三连接端口42之间断路，而无法流通讯号。

另一方面，第二切换模块60控制第四连接端口44为致能，而第二连接端口34为禁能。

于此，第一通讯模块30所属的第一连接端口32，与第二通讯模块40所属的第四连接端口44皆为致能状态，而分别与第一天线10与第二天线20互相耦接，如此可分别利用第一天线10与第二天线20来传送接收讯号。相对的，第一通讯模块30所属的第二连接端口34，与第二通讯模块40所属的第三连接端口42皆为禁能状态，因此分别与第二天线20及第一天线10之间呈现断线路(图中以虚线表示)。也就是说，图4中，第一通讯模块30使用第一天线10，而第二通讯模块40使用第二天线20。如此，两通讯模块分别使用单一根天线，由只可知本发明也可支持传统SISO通讯技术。

此外，另一实施例同样可支持传统SISO通讯技术，如图5所示。由第一切换模块50控制第三连接端口42为致能，而第一连接端口32为禁能。使第一天线10与第三连接端口42之间电性导通，而用以流通讯号，相对的，使第一天线10与第一连接端口32之间断路，而无法流通讯号。

另一方面，第二切换模块60控制第二连接端口34为致能，而第四连接端口44为禁能。使第二天线20与第二连接端口34之间电性导通，而用以流通讯号，相对的，使第二天线20与第四连接端口44之间断路，而无法流通讯号。

于此，第一通讯模块30所属的第二连接端口34，与第二通讯模块40所属的第三连接端口42皆为致能状态，而分别与第二天线20与第一天线10互相耦接，如此可分别利用第二天线20与第一天线10来传送接收讯号。相对的，第一通讯模块30所属的第一连接端口32，与第二通讯模块40所属的第四连接端口44皆为禁能状态，因此分别与第一天线10及第二天线20之间呈现断路(图中以虚线表示)。也就是说，图5中，第一通讯模块30使用第二天线20，而第二通讯模块40使用第一天线10。如此，两通讯模块分别使用单一根天线，同样可支持传统SISO通讯技术。

其中，图1到图5所绘制皆为双天线通讯装置1的印刷电路板(PCB)布局的示意图。因此，由任一图均可看出，第一天线10可设置于双天线通讯装置1的纵边，而第二天线20可设置于横边，如此的设置方式，让第一天线10与第二天线20可接收不同极化的讯号。其中，第一天线10与第二天线20的设置关系，只需两天线的设置呈垂直(orthogonal)即可，并不以设置于纵边或横边为限。

此外，由于WLAN通讯模式的频段为2.4GHz，而WiMAX通讯模式的频段为2.3GHz～2.7GHz，因此第一天线10与第二天线20可采用宽带天线(broadband antenna)，且第一天线10与第二天线20的频段可为2.3～2.7GHz。

请参照图6，该图所示为本发明的双天线通讯方法流程图的一实施例，应用于具有第一天线与第二天线的通讯装置，包含下列步骤。

步骤S10：判断讯号属于第一通讯模式或第二通讯模式。其中，第一通讯模式与第二通讯模式可支持多重输入多重输出(MIMO)的通讯协议。于此，第一通讯模式可为WLAN模式，第二通讯模式可为WiMAX模式。

步骤S20：当讯号属于第一通讯模式时，切换第一天线与第二天线同时进行第一通讯模式的传输。

步骤S30：当讯号属于第二通讯模式时，切换第一天线与第二天线同时进行第二通讯模式的传输。

上述的步骤说明，当第一与第二通讯模式支持MIMO时的通讯方法。除此之外，本发明所提出的双天线通讯方法，也可支持单输入单输出(Single-Input Single-Output，SISO)通讯协议。此时，可包含下列步骤：判断多个讯号分别属于第一通讯模式与第二通讯模式；切换第一天线进行第一通讯模式的传输；切换第二天线进行第二通讯模式的传输。当然，也可由第二天线进行第一通讯模式的传输，而第一天线进行第二通讯模式的传输。

此外，可配置第一天线垂直于第二天线，用以接收不同极化的讯号。其中，第一天线与第二天线的频段可为2.3～2.7GHz。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (17)

1.一种双天线通讯装置，包含：

一第一天线；

一第二天线；

一第一通讯模块，具有一第一连接端口与一第二连接端口；

一第二通讯模块，具有一第三连接端口与一第四连接端口；

一第一切换模块，依据一讯号，切换该第一天线耦接于该第一通讯模块的该第一连接端口与该第二通讯模块的该第三连接端口其中之一；及

一第二切换模块，依据该讯号，切换该第二天线耦接于该第一通讯模块的该第二连接端口与该第二通讯模块的该第四连接端口其中之一。

2.如权利要求1所述的双天线通讯装置，其特征在于：该第一通讯模块与该第二通讯模块支持多重输入多重输出(MIMO)的通讯协议。

3.如权利要求1所述的双天线通讯装置，其特征在于：该第一通讯模块为WLAN模块。

4.如权利要求1所述的双天线通讯装置，其特征在于：该第二通讯模块为WiMAX模块。

5.如权利要求1所述的双天线通讯装置，其特征在于：该第一切换模块控制该第一连接端口与该第三连接端口分别为致能(enable)及禁能(dsiable)其中之一，该第二切换模块控制该第二连接端口与该第四连接端口分别为致能及禁能其中之一。

6.如权利要求1所述的双天线通讯装置，其特征在于：该第一天线与该第二天线为垂直配置，用以接收不同极化的讯号。

7.一种双天线通讯方法，应用于具有一第一天线与一第二天线的通讯装置，包含下列步骤：

判断一讯号属于一第一通讯模式与一第二通讯模式其中之一；

当该讯号属于该第一通讯模式，切换该第一天线与该第二天线同时进行该第一通讯模式的传输；及

当该讯号属于该第二通讯模式，切换该第一天线与该第二天线同时进行该第二通讯模式的传输。

8.如权利要求7所述的双天线通讯方法，其特征在于：该第一通讯模式与该第二通讯模式支持多重输入多重输出(MIMO)的通讯协议。

9.如权利要求7所述的双天线通讯方法，其特征在于：该第一通讯模式为WLAN模式。

10.如权利要求7所述的双天线通讯方法，其特征在于：该第二通讯模式为WiMAX模式。

11.如权利要求7所述的双天线通讯方法，其特征在于：更包含下列步骤：

判断多个该些讯号分别属于该第一通讯模式与该第二通讯模式；

切换该第一天线进行该第一通讯模式的传输；及

切换该第二天线进行该第二通讯模式的传输。

12.如权利要求7所述的双天线通讯方法，其特征在于：更包含下列步骤：

配置该第一天线垂直于该第二天线，以接收不同极化的讯号。

13.一种双天线通讯方法，应用于具有一第一天线与一第二天线的一通讯装置，包含下列步骤：

判断该通讯装置所传输的复数讯号属于一第一通讯模式与一第二通讯模式其中至少一者；

当判断该些讯号属于该第一通讯模式，切换该第一天线与该第二天线同时进行该第一通讯模式的多重输入多重输出传输；及

当判断该些讯号属于该第二通讯模式，切换该第一天线与该第二天线同时进行该第二通讯模式的多重输入多重输出传输。

14.如权利要求13所述的双天线通讯方法，其特征在于：更包含下列步骤：

当判断该些讯号各分别属于该第一及第二通讯模式，切换该第一天线与该第二天线，分别供同时进行该第一及第二通讯模式传输。

15.一种多重输入多重输出(MIMO)通讯方法，应用于具有一第一天线及一第二天线且支持复数通讯模式的一通讯装置，包含下列步骤：

(a)判断该通讯装置所传输的复数讯号属于该些通讯模式的其中何者；及

(b)若经判断该些讯号属于该些通讯模式中的一第一通讯模式，则切换该第一天线与该第二天线，以同时进行该第一通讯模式的多重输入多重输出传输。

16.如权利要求15所述的双天线通讯方法，其特征在于：其中于步骤(a)中该通讯装置所传输的该些讯号，包括该通讯装置所传送或接收的讯号其中至少一者。

17.一种多重输入多重输出(MIMO)通讯方法，应用于具有一第一天线、一第二天线、一第一通讯模式射频电路及一第二通讯模式射频电路的一通讯装置，包含下列步骤：

依据复数讯号所属的通讯模式，将该第一及第二天线导接至该些讯号所属模式的该第一与第二通讯模式射频电路其中一者；及

将该些讯号透过该第一天线、该第二天线与该第一、第二天线导接的该射频电路传送或接收。

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