CN103503227A - 单天线多频带频分复用的移动通信 - Google Patents

Abstract

频分（FD）多路复用设备包括包含带通和带阻滤波器的多路复用器，该多路复用器被通信耦合至天线，带通滤波器配置成允许通带频率无衰减地通过并衰减通带以外的信号。带阻滤波器配置成衰减处于通带的至少一部分中的频率的信号并允许通带以外的频率无衰减地通过。该多路复用设备还包括通信耦合至该多路复用器以接收第一和第二接收频带中的第一和第二接收信号的各滤波器，其中第一和第二接收滤波器分别衰减处于第一和第二接收频带以外的频率的信号，且第一和第二发射滤波器衰减处于第一发射频带以外的频率的信号和处于第二发射频带以外的频率的信号，以及将第一和第二经滤波的发射信号耦合至该多路复用器，以使得第一和第二发射信号经由天线被发射。第一接收频带和第一发射频带中的至少一者处于通带内并混栖在第二接收频带与第二发射频带之间。

Description

单天线多频带频分复用的移动通信

背景

无线通信系统提供包括语音、数据、视频、宽带及其它的许多类型的服务。另外，无线通信提供不同地理范围内的服务，包括个域网（PAN）、局域网（LAN）、广域网（WAN）、城域网（MAN）、蜂窝网络、卫星通信网络等。

不同类型的服务和不同类型的地理覆盖在不同频带内不同地执行。为了提供这些不同服务和覆盖区域，已经建立了众多频带。随着无线通信的繁荣，频带已变得越来越拥挤且在许多情况下以复杂方式混栖。

随着通过各种系列的无线技术提供的服务的激增，消费者要所有类型的无线服务无处不在的需求已经促使制造商在单个设备中包括多种类型的无线电。单个设备中工作在不同频谱上的不同无线电经常要求单个设备中有多个天线，这不一定是成本有效或审美愉悦的。

诸如双工器、射频（RF）开关以及类似物等的设备已经被用于使多个无线电能在单个天线上传送和接收。然而，随着更宽频率范围上的不同频带的激增，以及随着频带的更多混栖，在单个设备中为多个无线电使用单个天线已经变得困难得多。可作用于隔离多个分隔很远的和/或混栖的频带的双工器可能是过分昂贵或不可行的。

概述

本文描述了使得能够经由单个天线同时与两个收发机通信的频分多路复用设备。该多路复用设备能用单个天线来为混栖频带提供同时的频分多路复用通信。混栖频带包括与第一收发机相关联的第一接收频带和/或第一发射频带处于与第二收发机相关联的第二接收频带和第二发射频带之间。

频分（FD）多路复用设备的示例包括包含带通滤波器和带阻滤波器的多路复用器。该多路复用器配置成通信耦合到天线。带通滤波器配置成允许处于通带中的频率的信号无衰减地通过并衰减处于通带以外的频率的信号，且带阻滤波器配置成衰减处于通带的至少一部分中的频率的信号且允许通带以外的频率无衰减地通过。该多路复用设备还包括第一和第二接收滤波器，其通信耦合至该多路复用器以接收第一接收频带中的第一接收信号并接收不同于第一接收频带的第二接收频带中的第二接收信号。第一和第二接收滤波器配置成分别衰减处于第一和第二接收频带以外的频率的信号。该多路复用设备还包括第一和第二发射滤波器，其通信耦合至该多路复用器并配置成对第一发射频带中的第一发射信号进行滤波以衰减处于第一发射频带以外的频率的信号，并对不同于第一发射频带的第二发射频带中的第二发射信号进行滤波以衰减处于第二发射频带以外的频率的信号，并将第一和第二经滤波的发射信号耦合至该多路复用器，以使得第一和第二发射信号将经由天线被发射。第一接收频带和第一发射频带中的至少一者处于通带内并混栖在第二接收频带与第二发射频带之间。

此种FD多路复用设备的实施例可包括以下特征中的一个或多个。第一发射滤波器和第一接收滤波器可被包括在双工器中。第一接收频带和第一发射频带可在该多路复用器的带通滤波器的通带内。该多路复用设备可进一步包括通信耦合至第一和第二发射滤波器的第一和第二发射机，第一和第二发射机配置成分别将第一和第二发射信号耦合至第一和第二发射滤波器。该多路复用设备可进一步包括通信耦合至第一和第二接收滤波器的第一和第二接收机，第一和第二接收机配置成分别从第一和第二接收滤波器接收第一和第二经滤波的接收信号。该多路复用设备可进一步包括耦合至与天线间隔开的空间分集天线的FD共用器；以及耦合至FD共用器的第三和第四接收滤波器，第三和第四接收滤波器配置成接收从空间分集天线接收的第一和第二接收信号的空间分集版本、分别衰减处于第一和第二接收频带以外的频率的信号、以及分别将第一和第二接收信号的经滤波的空间分集版本耦合至第一和第二接收机。第一和第二接收滤波器以及第一和第二发射滤波器可为带通滤波器。

频分（FD）多路复用的方法的示例包括经由第一输入端接收复合信号，第一输入端配置成通信耦合至天线；对第一发射频带中的第一发射信号进行滤波以衰减处于第一发射频带以外的频率的信号；对不同于第一发射频带的第二发射频带中的第二发射信号进行滤波以衰减处于第二发射频带以外的频率的信号；以及将复合信号以及第一和第二经滤波的发射信号耦合至多路复用器。该方法还包括用多路复用器对复合信号以及第一和第二经滤波的发射信号进行多路复用器滤波，该多路复用器滤波包括带通滤波和带阻滤波，带通滤波允许通带中的频率无衰减地通过并衰减处于通带以外的频率的信号，且带阻滤波衰减处于通带的至少一部分中的频率的信号并允许通带以外的频率无衰减地通过。该方法还包括将经多路复用器滤波的第一和第二发射信号耦合至输出端，以使得第一和第二发射信号将经由天线被发射；将经多路复用器滤波的复合信号的第一部分耦合至第一接收滤波器，该第一部分包括第一接收频带中的第一接收信号，第一接收滤波器配置成衰减处于第一接收频带以外的频率的信号；以及将经多路复用器滤波的复合信号的第二部分耦合至第二接收滤波器，该第二部分包括不同于第一接收频带的第二接收频带中的第二接收信号，第二接收滤波器配置成衰减处于第二接收频带以外的频率的信号。第一接收频带和第一发射频带中的至少一者处于通带内并混栖在第二接收频带与第二发射频带之间。

此类FD多路复用方法的实施例可包括以下特征中的一个或多个。第一发射滤波器和第一接收滤波器可被包括在双工器中。第一接收频带和第一发射频带可在通带内。该方法可进一步包括用第一发射滤波器从第一发射机接收第一发射信号；用第二发射滤波器从不同于第一发射机的第二发射机接收第二发射信号；在用第一接收滤波器进行滤波后将来自第一接收滤波器的第一接收信号耦合至第一接收机；以及在用第二接收滤波器进行滤波后将来自第二接收滤波器的第二接收信号耦合至第二接收机。该方法还可包括经由第二输入端接收另一复合信号，该第二输入端配置成通信耦合至与该天线间隔开的空间分集天线；将该另一复合信号耦合至FD共用器，该FD共用器包括第三和第四接收滤波器；用第三和第四接收滤波器对该另一复合信号进行滤波以分别衰减处于第一和第二接收频带以外的频率的信号；以及将第一和第二接收频带内的经滤波的信号分别耦合至第一和第二接收机。第一和第二接收滤波器以及第一和第二发射滤波器可为带通滤波器。该方法可进一步包括用第一接收滤波器对该第一部分进行滤波；以及用第二接收滤波器对该第二部分进行滤波。

用于频分（FD）多路复用的设备的示例包括用于从天线接收信号的装置；第一发射滤波器装置，用于对第一发射频带中的第一发射信号进行滤波以衰减处于第一发射频带以外的频率的信号；第二发射滤波器装置，用于对不同于第一发射频带的第二发射频带中的第二发射信号进行滤波以衰减处于第二发射频带以外的频率的信号；以及多路复用滤波器装置，用于对接收自天线的复合信号进行滤波，并用于对第一和第二经滤波的发射信号进行滤波，以使得第一和第二发射信号将经由天线被发射。多路复用滤波器装置包括带通滤波器装置和带阻滤波器装置，带通滤波器装置用于允许通带中的频率无衰减地通过并用于衰减通带以外的频率，且带阻滤波器装置用于衰减通带的至少一部分中的频率并允许通带以外的频率无衰减地通过。用于FD多路复用的设备还包括第一接收滤波器装置，用于对经多路复用滤波的复合信号的第一部分进行滤波，该第一部分包括第一接收频带中的第一接收信号，第一接收滤波器装置配置成衰减处于第一接收频带以外的频率的信号；以及第二接收滤波器装置，用于对经多路复用滤波的复合信号的第二部分进行滤波，该第二部分包括不同于第一接收频带的第二接收频带中的第二接收信号，第二接收滤波器装置配置成衰减处于第二接收频带以外的频率的信号。第一接收频带和第一发射频带中的至少一者处于通带内并混栖在第二接收频带与第二发射频带之间。

此种用于FD多路复用的设备的实施例可包括以下特征中的一个或多个。接收装置可为输入端。第一和第二发射滤波器装置中的每一者可为带通滤波器、低通滤波器或高通滤波器。多路复用滤波器装置可为三工器。第一和第二接收滤波器装置中的每一者可为带通滤波器、低通滤波器或高通滤波器。第一和第二接收滤波器装置可将该第一和第二部分分别耦合至第一和第二接收机，且该设备可进一步包括：用于经由与该天线间隔开的空间分集天线接收另一复合信号的装置；用于对该另一复合信号进行滤波以衰减处于第一和第二接收频带以外的频率的信号的装置；以及用于将第一第二接收频带中的经滤波的信号分别耦合至第一和第二接收机的装置。

一种示例性计算机程序产品包括存储处理器可读指令的处理器可读介质，这些指令配置成使处理器：接收复合信号；对第一发射频带中的第一发射信号进行滤波以衰减处于第一发射频带以外的频率的信号；对不同于第一发射频带的第二发射频带中的第二发射信号进行滤波以衰减处于第二发射频带以外的频率的信号；以及用多路复用器对该复合信号以及第一和第二经滤波的发射信号进行多路复用器滤波。处理器可读指令配置成使多路复用器：进行带通滤波，以允许处于通带频率的信号无衰减地通过并衰减处于通带以外的频率的信号，以及进行带阻滤波，以衰减处于阻带的至少一部分中的频率的信号且允许处于阻带以外的频率的信号无衰减地通过；将经多路复用器滤波的第一和第二发射信号传达给输出端以使得第一和第二发射信号将经由天线被发射；将经多路复用器滤波的复合信号的第一部分传达给第一接收滤波器，该第一部分包括第一接收频带中的第一接收信号，第一接收滤波器配置成衰减处于第一接收频带以外的频率的信号；以及将经多路复用器滤波的复合信号的第二部分传达给第二接收滤波器，该第二部分包括不同于第一接收频带的第二接收频带中的第二接收信号，第二接收滤波器配置成衰减处于第二接收频带以外的频率的信号。第一接收频带和第一发射频带中的至少一者处于通带内并混栖在第二接收频带与第二发射频带之间。

此类计算机程序产品的实施例可包括以下特征中的一个或多个。第一接收频带和第一发射频带可在多路复用器的通带内。指令可配置成使处理器：接收来自第一发射机的第一发射信号；接收来自不同于第一发射机的第二发射机的第二发射信号；在用第一接收滤波器进行滤波后将第一接收信号传达给第一接收机；以及在用第二接收滤波器进行滤波后将来自第二接收滤波器的第二接收信号传达给第二接收机。指令可配置成使处理器：接收对应于复合信号的空间分集复合信号；用第三和第四接收滤波器对空间分集复合信号进行滤波以衰减第一和第二接收频带以外的频率；以及将第一和第二接收频带中的经滤波的空间分集信号分别传达给第一和第二接收机。第一和第二接收滤波器以及第一和第二发射滤波器可为带通滤波器。指令可配置成使处理器：用第一接收滤波器对该第一部分进行滤波；以及用第二接收滤波器对该第二部分进行滤波。

本公开的各项目和/或各技术可提供以下能力中的一个或多个。可使用与低成本发射和接收滤波器相组合的较为廉价的多路复用器，例如三工器，以代替高成本双工器。单个天线可被用于经多路复用的多频带移动通信且在具有天线分集的设备中，可使用两个空间分集天线而非四个天线。

附图简要说明

图1是同时与多个无线网络通信的移动站的简化功能框图。

图2是具有频分多路复用设备的移动站的简化功能框图。

图3是频分多路复用设备的简化功能框图。

图4是频分多路复用设备的简化功能框图。

图5是频分多路复用设备中使用的滤波器的简化频率响应的图表。

图6是在频分多路复用设备中对信号进行信号处理的简化流程图。

图7是又一频分多路复用设备的简化功能框图。

图8是在频分多路复用设备中对空间分集接收信号进行信号处理的简化流程图。

实施例的详细描述

提供了用于经由单个天线同时发射和接收混栖频带的频分（FD）多路复用设备。该FD多路复用设备包括多路复用器，诸如三工器。该多路复用器通信耦合至用于接收复合接收信号的天线。该多路复用器包括带通滤波器，其配置成允许处于通带内的频率的信号无衰减地通过并衰减处于通带以外的频率的信号。该多路复用器还包括带阻滤波器，其配置成衰减处于通带的至少一部分中的频率的信号并允许处于通带以外的频率的信号无衰减地通过。该多路复用设备包括第一和第二接收滤波器，其通信耦合至该多路复用器以接收第一接收频带中的第一接收信号并接收第二接收频带中的第二接收信号。该第一和第二接收滤波器配置成分别衰减处于第一和第二接收频带以外的频率的信号。该多路复用设备还包括通信耦合至该多路复用器的第一和第二发射滤波器。第一发射滤波器对第一发射频带中的第一发射信号进行滤波以衰减处于第一发射频带以外的频率的信号。第二发射滤波器对不同于第一发射频带的第二发射频带中的第二发射信号进行滤波以衰减处于第二发射频带以外的频率的信号。经滤波的发射信号被传达给多路复用器，以使得第一和第二发射信号将经由天线被发射。该多路复用器、接收滤波器和发射滤波器配置成使该FD多路复用设备能经由该单个天线同时发射和接收混栖频带中的信号。

移动站（MS）指诸如蜂窝或其他无线通信设备、个人通信系统（PCS）设备、个人导航设备（PND）、个人信息管理器（PIM）、个人数字助理（PDA）、膝上型设备或能够接收无线通信和/或导航信号的其他合适的移动设备之类的设备。

术语“移动站”还包括诸如通过短程无线、红外、有线连接、或其他连接与个人导航设备（PND）通信的设备，不管卫星信号接收、辅助数据接收、和/或定位相关处理是发生在该设备上还是在PND上。另外，“移动站”包括能够诸如经由因特网、Wi-Fi、或其他网络与服务器通信的所有设备，包括无线通信设备、计算机、膝上型设备等，而不管卫星信号接收、辅助数据接收、和/或定位相关处理是发生在该设备上、服务器上、或与网络相关联的另一个设备上。以上的任何可操作组合也是“移动站”。

参照图1，无线网络10的实施例的简化功能框图包括移动站12，其配置成与由基站14和无线接入点16表示的多个无线网络同时通信。基站14可为蜂窝网络的一部分。基站14与电话网络17（例如，公共交换电话网）和基于分组的网络（例如，因特网）19通信耦合。无线接入点16可为无线LAN、MAN、WAN或其它无线网络的一部分。无线接入点16与数字网络21通信耦合。

参照图2，移动站12的实施例包括所示的功能框。移动站包括处理器205和存储器210。存储器210包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。存储器210存储包括处理器可读、处理器可执行软件代码212的非瞬态计算机程序产品，该处理器可读、处理器可执行软件代码212包含配置成在被执行时使处理器205执行本文中所描述的各种功能的指令。替换地，软件可以是不能由处理器205直接执行的，而是被配置成例如在指令被编译和执行时使处理器205执行所描述的这些功能。处理器205耦合至第一收发机220（包括第一发射机和第一接收机）和第二收发机225（包括第二发射机和第二接收机）。处理器205配置成分别使第一和第二收发机220和225同时调制和解调传送至和接收自频分（FD）多路复用器230和单个天线235的数据。要被传送的数据是从数据源/储存库215接收的。接收到的数据被传达给数据源/储存库215，以被存储在存储器中或以一种或多种方式（例如，可听地、图形地等）被显示。

FD多路复用器230配置成提供对第一和第二发射频带以及第一和第二接收机频带中的发射和接收信号的同时FD双工。第一接收和发射频带可为用于与基站14通信的移动无线频带。移动无线频带可包括个人通信服务（PCS）频带中的频率。PCS频带使用两个分段中的频率：从1850MHz到1910MHz的上行链路（从移动站至基站）以及从1930MHz到1990MHz的下行链路（从基站到移动站）。第二接收和发射频带可处于高级无线服务或即AWS频带中。AWS频带使用两个分段中的频率：从1710MHz到1755MHz的上行链路频带以及从2110MHz到2155MHz的下行链路频带。因为PCS频带被AWS频带跨骑，因此这些频带被称为是混栖的。类似PCS和AWS频带的紧靠在一起的混栖频带难以经由单个天线发射/接收，且通常使用两个天线。然而，本文描述的实施例在间隔紧密的混栖频带的情况下使用单个天线235。

参照图3，供与非混栖频带联用的FD多路复用设备300包括包含第一无线电305和第二无线电310的两个无线电、两个FD双工器滤波器315和320、以及共用器325。多路复用设备300的组件305、310、315、320和325可包括由处理器执行的软件、固件、硬件（包括手动控件）、固定逻辑电路系统或其任何组合。

第一无线电305包括通信耦合至第一双工器315的第一发射机307和第一接收机309。第二无线电310包括可通信耦合至第二双工器320的第二发射机312和第二接收机314。发射机307和312分别提供要被传送至双工器315和320的已调制信号，且接收机309和314分别从双工器315和320接收进入的已调制信号。

第一无线电305在第一上行链路或即UL频带上传送信号并在第一下行链路或即DL频带上接收信号。第二无线电310在第二UL频带上传送信号并在第二DL频带上接收信号。第一和第二UL和DL频带是不同的频带，例如，第一无线电可使用从824MHz到894MHz的蜂窝频带，且第二无线电310可使用从1850MHz到1990MHz的PCS频带。蜂窝和PCS频率范围不是混栖的。第一双工器315可使用以位于蜂窝频带中的第一UL和DL频率为中心的带通滤波器，且第二双工器320可使用以第二UL和DL频率为中心的带通滤波器。双工器可使用利用薄膜体声波谐振器（FBAR）和/或表面声波（SAW）技术的滤波器。用于隔离发射和接收信号的抑制参数通常落在从约50dB到约60dB的范围中，但可以从约20dB到约100dB。

共用器325被用于将去往和来自第一和第二无线电305和310的信号耦合至天线330。共用器325可用RF开关来替代并用于单工发射/接收。共用器325用低通滤波器（或高通滤波器）对与第一无线电305相关联的第一发射和接收信号进行滤波并用高通滤波器（或低通滤波器）对与第二无线电310相关联的第二发射和接收信号进行滤波。共用器提供与双工器滤波器相比较为缓渐的信号抑制。共用器滤波器可以是基于陶瓷的且比双工器成本小得多。

尽管诸如共用器325之类的共用器对不是太紧靠在一起的非混栖频带（诸如对蜂窝和PCS频带）工作良好，但共用器325对诸如AWS和PCS频率之类的混栖频率是不理想的。这是因为AWS频带之一在PCS UL和DL频带两者之下且另一AWS频带在PCS频带之上。因为这个问题，具有混栖频率的双重频带无线电通常使用两个天线。然而，一个设备上有两个天线由于尺寸和重量约束而可能是不理想的。另外，一些无线电标准要求两个天线以便提供接收信号的空间分集，这将意味着该设备将具有四个天线。

参照图4，供与混栖频带联用的FD多路复用设备400包括第一无线电405、第二无线电410、FD双工器420、发射滤波器415、接收滤波器425、以及多路复用器430。多路复用设备400的组件405、410、415、420、425和430可包括由处理器执行的软件、固件、硬件（包括手动控件）、固定逻辑电路系统或其任何组合。

第一无线电405和第二无线电410的频带是混栖的。例如，第一无线电405可使用具有在1850MHz到1910MHz范围内的第一UL频带以及在1930MHz到1990MHz范围内的第一DL频带的PCS频带，且第二无线电410可使用具有在1710MHz到1755MHz范围内的第一部分（在此，第二UL频带）以及在2110MHz到2155MHz范围内的第二部分（在此，第二DL频带）的AWS频带。

也参照图5，示出了多路复用设备400的各个滤波器组件的覆盖频率响应的示例。FD双工器420用第一发射滤波器轮廓512对来自第一无线电405的发射机412的第一UL频带中的第一发射信号进行滤波，第一发射滤波器轮廓512基本上衰减第一UL频带（具有标记为UL1的中心频率并在本文中称为UL1频带的频带）以外的第一发射信号。经滤波的第一发射信号被传达给多路复用器430以用于在天线435上发射。

FD双工器420从多路复用器430接收第一DL频带内的第一接收信号。FD双工器420用第一接收滤波器轮廓514对第一接收信号进行滤波，第一接收滤波器轮廓514基本上衰减处于第一DL频带（具有标记为DL1的中心频率并在本文中称为DL1频带的频带）以外的频率的第一接收信号。经滤波的第一接收信号被传达给第一无线电405的第一接收机414以供解调。

第一发射滤波器轮廓512和第一接收滤波器轮廓514被理想地示为具有矩形轮廓的带通滤波器，然而实际轮廓可为其它形状。第一发射滤波器轮廓512可被配置成衰减来自发射机412的处于UL1频带以外的发射信号，以使得处于DL1频带中的频率的信号的振幅、处于第二UL频带（具有中心频率UL2并且在本文中称为UL2频带的频带）中的频率的信号的振幅、以及处于第二DL频带（具有中心频率DL2并在本文中称为DL2频带的频带）中的频率的信号的振幅衰减从约20dB至约80dB。类似地，第一接收滤波器轮廓514可被配置成衰减来自多路复用器430的处于DL1频带以外的接收信号，以使得处于UL1频带中的频率的信号的振幅以及处于UL2频带和DL2频带中的频率的信号的振幅衰减从约20dB至约80dB。

发射滤波器415用第二发射滤波器轮廓507对来自第二无线电410的第二发射机407的第二发射信号进行滤波，第二发射滤波器轮廓507基本上衰减来自第二发射机407的处于UL2频带以外的频率的第二发射信号。经滤波的第二发射信号被传达给多路复用器430以用于在天线435上发射。

接收滤波器425用第二接收滤波器轮廓509对来自复用器430的第二接收信号进行滤波，第二接收滤波器轮廓509基本上衰减处于第二接收频带（具有标记为DL2的中心频率并在本文中称为DL2频带的频带）以外的频率的第二接收信号。经滤波的第二接收信号被传达给第二无线电410的第二接收机409以供解调。

第二发射滤波器轮廓507和第二接收滤波器轮廓509被示为具有矩形轮廓的理想带通滤波器。然而，第二发射滤波器轮廓507可以是并非基本上衰减处于UL2频带之下的频率的信号的低通滤波器。类似地，第二接收滤波器509可以是并非基本上衰减处于DL2频带之上的频率的信号的高通滤波器。在任一种情况下，第二发射和接收滤波器轮廓507和509可配置成将处于UL1和DL1频带中的频率的信号的振幅衰减约20dB至约80dB。

复用器430包括三个滤波器轮廓：低通滤波器轮廓515、带通滤波器轮廓520以及高通滤波器轮廓525。低通滤波器轮廓515是对接收自发射滤波器415和第二发射机407的第二发射信号进行滤波的发射滤波器。带通滤波器轮廓520对接收自第一FD双工器420的第一发射信号以及接收自天线435的第一接收信号两者进行滤波。高通滤波器轮廓525被用于对接收自天线435并提供给第二接收机409的第二接收信号进行滤波。

多路复用器430通信耦合至天线435以经由天线435接收和发射复合信号。带通滤波器轮廓520配置成允许处于通带（在此实施例中包括UL1和DL1频带）中的频率的信号基本无衰减地通过。带通滤波器轮廓520也配置成衰减处于通带以外的频率的信号，在此实施例中包括DL2和UL2频带及以外的部分。低通滤波器轮廓515和高通滤波器轮廓525组合以形成带阻滤波器。通过组合滤波器轮廓515和525形成的带阻滤波器被配置成衰减处于通带的至少一部分（包括UL1和DL1频带的至少一部分）中的频率的信号并允许处于通带以外的频率的信号基本无衰减地通过。

多路复用器430的滤波器轮廓515、520和525与FD双工器420、发射滤波器415以及接收滤波器425的滤波器轮廓507、509、512和514相比较而言所具有的衰减要求不那么严格。例如，滤波器轮廓515、520和525可配置成在其他接收和发射频带中将相应的发射和/或接收信号衰减达约10dB至约20dB。FD双工器420的滤波器、发射滤波器415和接收滤波器425执行关于振幅衰减的大多数滤波。多路复用器430执行允许将多RF路径（例如，本情形中的无线电1UL/DL路径、无线电2UL路径、以及无线电2DL路径）耦合至单路径（例如，本情形中的天线端口）以及防止相对高功率的第一和第二发射信号反馈至接收和/或发射电路系统中的功能。这是通过向接收和发射电路系统提供与去往天线435的路径的阻抗相比较而言很高阻抗的路径来实现的。.

在FD多路复用设备400中，多路复用器430可为三工器。其它更高阶多路复用器可被用于使具有混栖频率的三个或更多无线电在单个天线上同时发射和接收。例如，四工器可与三个无线电结合使用。

参照图6，在诸如FD多路复用设备400之类的频分多路复用设备中进行信号处理的过程600的流程图包括所示阶段。过程600仅是示例性的而不是限定性的。例如，可通过增加、移除或重新安排所示各阶段来修改过程600。

过程600被分为两个主要部分，包括图6中的虚线左边的阶段615-635的接收（RX）部分610，以及包括虚线右边的阶段655-675的发射（TX）部分650。阶段640被包括在RX部分610和TX部分650两者中，因为阶段640包括同时对RX和TX信号处理部分610和650两者分别起作用的功能。现在将参考图4的组件以及图5的混栖频带和滤波器轮廓来描述过程600。

在阶段615，天线435接收复合信号。复合信号包括DL1频带和DL2频带中的接收信号。在阶段620，天线435经由输入端口（未示出）将在阶段615接收的复合信号传达给多路复用器430。

在阶段640，多路复用器430使用以上讨论的滤波器轮廓515、520和525对接收到的复合信号进行滤波。滤波器轮廓520（带通滤波器）被用于通过至少部分地衰减处于UL2和DL2频带中的频率的信号来对复合信号进行滤波以隔离UL1和DL1频带。合而形成带阻滤波器的滤波器轮廓515和525通过至少部分地衰减UL1和DL1频带中的信号来对复合信号进行滤波以隔离UL2和DL2频带。在阶段625，包括DL1和DL2频带的经滤波的复合信号被分别传达给包括在FD双工器420中的第一接收滤波器和第二接收滤波器425。

在阶段630，FD双工器420的第一接收滤波器使用第一接收滤波器轮廓514对经滤波的复合信号中的包括DL1频带中的第一接收信号的那部分进行滤波。第一接收滤波器轮廓514还衰减处于DL1频带以外的频率的信号以进一步隔离DL1频带中的第一接收信号。FD双工器420的第一接收滤波器将DL1频带中的经滤波的第一接收信号传达给第一无线电405的第一接收机414以被解调。在一些实施例中，第一接收滤波器可以是并非FD双工器420的一部分的分开的滤波器。

在阶段635，第二接收滤波器425使用第二接收滤波器轮廓509对经滤波的复合信号中的包括DL2频带的那部分进行滤波。第二接收滤波器轮廓509还衰减处于DL2频带以外的频率的信号以进一步隔离DL2频带中的第二接收信号。第二接收滤波器425将经滤波的第二接收信号传达给第二无线电410的第二接收机409以供解调。一旦在阶段630和635完成滤波，第一和第二经滤波的接收信号就被分别传达给第一无线电405和第二无线电410以供解调。

在阶段655，FD双工器420的第一发射滤波器从第一无线电405的第一发射机412接收UL1频带中的第一发射信号。FD双工器420的第一发射滤波器用第一发射滤波器轮廓512对第一发射信号进行滤波以衰减处于UL1频带以外的频率的信号。在阶段665，FD双工器420的第一发射滤波器将经滤波的第一发射信号传达给多路复用器430以供经由天线435发射。

在阶段660，第二发射滤波器415从第二无线电410的第二发射机407接收UL2频带中的第二发射信号。第二发射滤波器415用第二发射滤波器轮廓507对第二发射信号进行滤波以衰减处于UL2频带以外的频率的信号。在阶段670，第二发射滤波器415将经滤波的第二发射信号传达给多路复用器430以供经由天线435发射。

在阶段640，多路复用器430使用以上讨论的滤波器轮廓515、520和525对UL1和UL2频带中的第一和第二发射信号进行滤波。滤波器轮廓520（带通滤波器）对UL1频带中的第一发射信号进行滤波以衰减处于通带以外的频率的信号。形成带阻滤波器的滤波器轮廓515和525被用于对UL2频带中的第二发射信号进行滤波。多路复用器430组合经滤波的第一和第二发射信号以形成包括UL1频带中的第一发射信号和UL2频带中的第二发射信号在内的复合发射信号。在阶段675，经滤波的复合发射信号被传达给天线435以供发射。

参照图7，供与混栖频带联用的FD多路复用设备700包括第一无线电705、第二无线电710、FD双工器滤波器720、发射滤波器715、接收滤波器725、多路复用器730以及FD共用器745。FD共用器745耦合至与天线735间隔开的空间分集天线750。多路复用设备700的组件705、710、715、720、725、730、745和750可包括由处理器执行的软件、固件、硬件（包括手动控件）、固定逻辑电路系统或其任何组合。

组件705、710、715、720、725、730和735与以上参照图4讨论的FD多路复用设备400的组件405、410、415、420、425、430和435类似。空间分集天线750是唯接收天线，其通过分别允许第一和第二接收机714和709将空间分集收到信号与经由天线735接收的信号相组合来提供改进的接收性能。

FD共用器745可为廉价的陶瓷滤波器封装，其配置成提供高通/低通滤波器以用于隔离DL1和DL2频带中的接收信号。FD共用器745分别耦合至第一和第二接收滤波器755和760。接收滤波器755和760具有类似于接收滤波器425和包含在多路复用器430中的接收滤波器的轮廓（参见图5中的滤波器轮廓514）。接收滤波器755和760可为SAW和/或FBAR滤波器。第一接收滤波器755将DL1频带中的第一接收信号与DL2频带中的第二接收信号隔离开来，且第二接收滤波器760将DL2频带中的第二信号与DL1频带中的第一接收信号隔离开来。第一接收滤波器755将DL1频带中的经滤波信号传达给第一无线电705的第一接收机714，且第二接收滤波器760将DL2频带中的第二接收信号传达给第二无线电710的第二接收机709。接收机714和709将经滤波的空间分集信号与用多路复用器730接收的信号相组合。

参照图8，在诸如FD多路复用设备700之类的频分多路复用设备中的信号处理的过程800的流程图包括所示阶段。过程800仅是示例性的而不是限定性的。例如，可通过增加、移除或重新安排所示各阶段来修改过程800。

以上讨论的过程600可由FD多路复用设备700用于处理经由天线735接收和发射的信号。过程800被用于处理经由空间分集天线750接收的信号。

在阶段805，空间分集天线750接收与经由天线735接收的复合信号呈空间分集的另一复合信号。在阶段810，空间分集复合信号被传达给FD共用器745。在阶段815，第一接收滤波器755对空间分集复合信号进行滤波以隔离DL1频带中的空间分集第一接收信号，且第二接收滤波器760对空间分集的复合信号进行滤波以隔离DL2频带中的空间分集第二接收信号。在阶段820，分别在DL1和DL2频带中的经滤波空间分集第一和第二接收信号被分别传达给第一和第二接收机714和709。第一和第二接收机714和709分别解调DL1和DL2频带中的空间分集接收信号并将经解调信号与第一和第二接收信号组合。将空间分集信号与经由天线735接收的信号组合的已知方法包括相干组合和/或最大比值组合。

本文中所描述的方法体系取决于应用可藉由各种手段来实现。例如，这些方法体系可以在硬件、固件、由处理器执行的软件、或其组合中实现。对于硬件实现，这些处理单元可以在一个或更多个专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）、数字信号处理器件（DSPD）、可编程逻辑器件（PLD）、现场可编程门阵列（FPGA）、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子器件、设计成执行本文中所描述功能的其他电子单元、或其组合内实现。

对于固件和/或软件实现，这些方法体系可用执行本文中描述的功能的模块（例如，规程、函数等等）来实现。有形地实施指令的任何机器可读介质可用于实现本文中所描述的方法体系。例如，软件代码可被存储在或以其他方式编码在存储器中并由处理器执行。存储器可以实现在处理器内部或处理器外部。如本文所使用的，术语“存储器”是指任何类型的长期、短期、易失性、非易失性、或其他存储器，且并不限于任何特定类型的存储器或特定数目的存储器、或记忆存储在其上的介质类型。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可以在硬件、由处理器执行的软件、固件、或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。传输介质包括物理传输介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，此类计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能被用来存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其他介质；如本文中所使用的盘（disk）和碟（disc）包括压缩碟（CD）、激光碟、光碟、数字多用碟（DVD）、软盘和蓝光碟，其中盘常常磁性地再现数据，而碟用激光光学地再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

方法或过程中的各个步骤或动作可以按所示次序执行，或者可以按另一次序执行。此外，一个或以上过程或方法步骤可被省略，或者一个或以上过程或方法步骤可被添加到这些方法和过程中。附加的步骤、框、或动作可被添加在这些方法和过程的开始、结束、或居于现有要素之间。

提供了以上对所公开的实施例的描述是为了使得本领域任何普通技术人员皆能够制作或使用本公开。对这些实施例的各种修改对于本领域普通技术人员而言将是明显的，并且本文中定义的普适原理可被应用于其他实施例而不会脱离本公开的范围。由此，本公开并非被限定于本文中示出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征一致的最广义的范围。

Claims (25)

1.一种频分（FD）多路复用设备，包括：

多路复用器，其包括带通滤波器和带阻滤波器，所述多路复用器配置成通信耦合至天线，所述带通滤波器配置成允许处于通带中的频率的信号无衰减地通过并衰减处于所述通带以外的频率的信号，所述带阻滤波器配置成衰减处于所述通带的至少一部分中的频率的信号并允许所述通带以外的频率无衰减地通过；

第一和第二接收滤波器，其通信耦合至所述多路复用器以接收第一接收频带中的第一接收信号并接收不同于所述第一接收频带的第二接收频带中的第二接收信号，所述第一和第二接收滤波器配置成分别衰减处于所述第一和第二接收频带以外的频率的信号；以及

第一和第二发射滤波器，其通信耦合至所述多路复用器并配置成对第一发射频带中的第一发射信号进行滤波以衰减处于所述第一发射频带以外的频率的信号，并对不同于所述第一发射频带的第二发射频带中的第二发射信号进行滤波以衰减处于所述第二发射频带以外的频率的信号，并将所述第一和第二经滤波的发射信号耦合至所述多路复用器以使得所述第一和第二发射信号将经由所述天线被发射；

其中所述第一接收频带和所述第一发射频带中的至少一者处于所述通带内并混栖在所述第二接收频带与所述第二发射频带之间。

2.如权利要求1所述的FD多路复用设备，其特征在于，所述第一发射滤波器和所述第一接收滤波器被包括在双工器内。

3.如权利要求2所述的FD多路复用设备，其特征在于，所述第一接收频带和所述第一发射频带在所述多路复用器的所述带通滤波器的所述通带内。

4.如权利要求1所述的FD多路复用设备，其特征在于，进一步包括：

第一和第二发射机，其通信耦合至所述第一和第二发射滤波器并配置成分别将所述第一和第二发射信号耦合至所述第一和第二发射滤波器；以及

第一和第二接收机，其通信耦合至所述第一和第二接收滤波器并配置成分别从所述第一和第二接收滤波器接收第一和第二经滤波的接收信号。

5.如权利要求4所述的FD多路复用设备，其特征在于，进一步包括：

FD共用器，其耦合至与所述天线间隔开的空间分集天线；以及

第三和第四接收滤波器，其耦合至所述FD共用器，所述第三和第四接收滤波器配置成接收来自所述空间分集天线的所述第一和第二接收信号的空间分集版本、分别衰减处于所述第一和第二接收频带以外的频率的信号、以及分别将所述第一和第二接收信号的经滤波的空间分集版本耦合至所述第一和第二接收机。

6.如权利要求1所述的FD多路复用设备，其特征在于，所述第一和第二接收滤波器以及所述第一和第二发射滤波器是带通滤波器。

7.一种频分（FD）多路复用的方法，包括：

经由第一输入端接收复合信号，所述第一输入端配置成通信耦合至天线；

对第一发射频带中的第一发射信号进行滤波以衰减处于所述第一发射频带以外的频率的信号；

对不同于所述第一发射频带的第二发射频带中的第二发射信号进行滤波以衰减处于所述第二发射频带以外的频率的信号；

将所述复合信号以及所述第一和第二经滤波的发射信号耦合至多路复用器；

用所述多路复用器对所述复合信号以及所述第一和第二经滤波的发射信号进行多路复用器滤波，所述多路复用器滤波包括：

进行带通滤波以允许通带内的频率无衰减地通过并衰减处于所述通带以外的频率的信号，以及

进行带阻滤波以衰减处于所述通带的至少一部分中的频率的信号并允许所述通带以外的频率无衰减地通过；

将经多路复用器滤波的第一和第二发射信号耦合至输出端，以使得所述第一和第二发射信号将经由所述天线被发射；

将经多路复用器滤波的复合信号的第一部分耦合至第一接收滤波器，所述第一部分包括第一接收频带中的第一接收信号，所述第一接收滤波器配置成衰减处于所述第一接收频带以外的频率的信号；以及

将所述经多路复用器滤波的复合信号的第二部分耦合至第二接收滤波器，所述第二部分包括不同于所述第一接收频带的第二接收频带中的第二接收信号，所述第二接收滤波器配置成衰减处于所述第二接收频带以外的频率的信号；

其中所述第一接收频带和所述第一发射频带中的至少一者处于所述通带内并混栖在所述第二接收频带与所述第二发射频带之间。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一发射滤波器和所述第一接收滤波器被包括在双工器内。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一接收频带和所述第一发射频带在所述通带内。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：

用所述第一发射滤波器从第一发射机接收所述第一发射信号；

用所述第二发射滤波器从不同于所述第一发射机的第二发射机接收所述第二发射信号；

在用所述第一接收滤波器进行滤波后将来自所述第一接收滤波器的所述第一接收信号耦合至第一接收机；以及

在用所述第二接收滤波器进行滤波后将来自所述第二接收滤波器的所述第二接收信号耦合至第二接收机。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括：

经由第二输入端接收另一复合信号，所述第二输入端配置成通信耦合至与所述天线间隔开的空间分集天线；

将所述另一复合信号耦合至FD共用器，所述FD共用器包括第三和第四接收滤波器；

分别用所述第三和第四接收滤波器对所述另一复合信号进行滤波以衰减处于所述第一和第二接收频带以外的频率的信号；以及

将所述第一和第二接收频带中的经滤波的信号分别耦合至所述第一和第二接收机。

12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一和第二接收滤波器以及所述第一和第二发射滤波器是带通滤波器。

13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：

用所述第一接收滤波器对所述第一部分进行滤波；以及

用所述第二接收滤波器对所述第二部分进行滤波。

14.一种用于频分（FD）多路复用的设备，所述设备包括：

用于从天线接收信号的装置；

第一发射滤波器装置，用于对第一发射频带中的第一发射信号进行滤波以衰减处于所述第一发射频带以外的频率的信号；

第二发射滤波器装置，用于对不同于所述第一发射频带的第二发射频带中的第二发射信号进行滤波以衰减处于所述第二发射频带以外的频率的信号；

多路复用滤波器装置，用于对接收自所述天线的复合信号进行滤波，并用于对所述第一和第二经滤波的发射信号进行滤波，以使得所述第一和第二发射信号将经由所述天线被发射，所述多路复用滤波器装置包括：

带通滤波器装置，用于允许通带内的频率无衰减地通过并用于衰减所述通带以外的频率，以及

带阻滤波器装置，用于衰减所述通带的至少一部分中的频率并用于允许所述通带以外的频率无衰减地通过；

第一接收滤波器装置，用于对所述经多路复用滤波的复合信号的第一部分进行滤波，所述第一部分包括第一接收频带中的第一接收信号，所述第一接收滤波器装置配置成衰减处于所述第一接收频带以外的频率的信号；以及

第二接收滤波器装置，用于对所述经多路复用滤波的复合信号的第二部分进行滤波，所述第二部分包括不同于所述第一接收频带的第二接收频带中的第二接收信号，所述第二接收滤波器装置配置成衰减处于所述第二接收频带以外的频率的信号；

其中所述第一接收频带和所述第一发射频带中的至少一者处于所述通带内并混栖在所述第二接收频带与所述第二发射频带之间。

15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述接收装置包括输入端。

16.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述第一和第二发射滤波器装置中的每一者包括带通滤波器、低通滤波器或高通滤波器中的至少一者。

17.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述多路复用滤波器装置包括三工器。

18.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述第一和第二接收滤波器装置中的每一者包括带通滤波器、低通滤波器或高通滤波器中的至少一者。

19.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述第一和第二接收滤波器装置将所述第一和第二部分分别耦合至第一和第二接收机，所述设备进一步包括：

用于经由与所述天线间隔开的空间分集天线接收另一复合信号的装置；

用于对所述另一复合信号进行滤波以衰减处于所述第一和第二接收频带以外的频率的信号的装置；以及

用于将所述第一和第二接收频带中的经滤波的信号分别耦合至所述第一和第二接收机的装置。

20.一种计算机程序产品，包括：

存储处理器可读指令的处理器可读介质，这些处理器可读指令被配置成使处理器：

接收复合信号；

对第一发射频带中的第一发射信号进行滤波以衰减处于所述第一发射频带以外的频率的信号；

对不同于所述第一发射频带的第二发射频带中的第二发射信号进行滤波以衰减处于所述第二发射频带以外的频率的信号；

用多路复用器对所述复合信号以及所述第一和第二经滤波的发射信号进行多路复用器滤波，所述多路复用器配置成：

进行带通滤波，以允许处于通带的频率的信号无衰减地通过并衰减处于所述通带以外的频率的信号，以及

进行带阻滤波，以衰减处于所述阻带的至少一部分中的频率的信号并允许所述阻带以外的频率无衰减地通过；

将经多路复用器滤波的第一和第二发射信号传达给输出端，以使得所述第一和第二发射信号将经由所述天线被发射；

将经多路复用器滤波的复合信号的第一部分传达给第一接收滤波器，所述第一部分包括第一接收频带中的第一接收信号，所述第一接收滤波器配置成衰减处于所述第一接收频带以外的频率的信号；以及

将所述经多路复用器滤波的复合信号的第二部分传达给第二接收滤波器，所述第二部分包括不同于所述第一接收频带的第二接收频带中的第二接收信号，所述第二接收滤波器配置成衰减处于所述第二接收频带以外的频率的信号；

其中所述第一接收频带和所述第一发射频带中的至少一者处于所述通带内并混栖在所述第二接收频带与所述第二发射频带之间。

21.如权利要求20所述的计算机程序产品，其特征在于，所述第一接收频带和所述第一发射频带在多路复用器的所述通带内。

22.如权利要求20所述的计算机程序产品，其特征在于，所述指令配置成使所述处理器：

从第一发射机接收所述第一发射信号；

从不同于所述第一发射机的第二发射机接收所述第二发射信号；

在用所述第一接收滤波器进行滤波后将所述第一接收信号传达给第一接收机；以及

在用所述第二接收滤波器进行滤波后将来自所述第二接收滤波器的所述第二接收信号传达给第二接收机。

23.如权利要求22所述的计算机程序产品，其特征在于，所述指令配置成使所述处理器：

接收对应于所述复合信号的空间分集复合信号；

用第三和第四接收滤波器对所述空间分集复合信号进行滤波以衰减所述第一和第二接收频带以外的频率；以及

将所述第一和第二接收频带中的经滤波的空间分集信号分别传达给所述第一和第二接收机。

24.如权利要求20所述的计算机程序产品，其特征在于，所述第一和第二接收滤波器以及所述第一和第二发射滤波器是带通滤波器。

25.如权利要求20所述的计算机程序产品，其特征在于，所述指令配置成使所述处理器：

用所述第一接收滤波器对所述第一部分进行滤波；以及

用所述第二接收滤波器对所述第二部分进行滤波。

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