CN103812541A - 允许天线由两个调制解调器同时共享的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种允许天线由两个调制解调器同时共享的装置和方法。这允许降低天线个数。在一个实施例中，该装置包括：第一调制解调器和第二调制解调器。开关系统被布置为选择性地将所述第一调制解调器和第二调制解调器之一连接到第一天线，并且选择性地将所述第一调制解调器和第二调制解调器之一连接到第二天线。直通输出端与所述第一调制解调器相关联并且被布置为选择性地将接收信号的至少一部分输出到所述第二调制解调器。直通输出端允许接收信号的一些或者全部被传递到第二调制解调器，因此两个调制解调器可以同时共享同一天线。

Description

允许天线由两个调制解调器同时共享的装置和方法

技术领域

本发明涉及允许天线由多于一个调制解调器共享的装置和方法。 

背景技术

存在有在设备中包括多于一个调制解调器的需求。例如，可能需要多于一个调制解调器以允许设备使用不同的无线标准来通信。为了例如允许天线以分集模式、载波聚合模式、多SIM卡模式或者多入多出模式进行通信，每个调制解调器需要多于一个天线。这些需求的组合造成对更多天线的需要。 

在US2011/025096A1和WO2011/042051A1中建议了在其中可以将天线在针对不同无线通信系统的调制解调器之间切换的系统。这样的系统将天线切换到单个调制解调器，并且因此需要最小天线数目，该最小天线数目由可以同时使用的调制解调器的数目决定。例如，如果有两个调制解调器能够同时使用并且每个调制解调器需要两个天线，则必须提供四根天线。 

US2007/0129104（Sano等人）讨论了一种无线通信装置，其中天线能够同时由蓝牙和无线LAN通信单元所共享。共享天线通过Wilkinson功分器或者定向耦合器连接。该Wilkinson功分器或者定向耦合器在无线LAN和蓝牙之间相等地共享接收信号功率，并且在无线LAN和蓝牙之间提供分离特性。Wilkinson功分器或者耦合器的使用在信号路径中引入大量损耗，至少3dB归因于在端口之间的功率划分。 

发明内容

根据本发明的一个示例性实施例，提供了一种装置，该装置包括第一调制解调器和第二调制解调器。开关系统被布置为选择性地将第一调制解调器和第二调制解调器之一连接到第一天线，并且选择性地将第一调制解调器和第二调制解调器之一连接到第二天线。直通（pass through）输出端与该第一调制解调器相关联并且被布置为选择性地将接收信号的至少一部分输出到第二调制解调器。 

根据本发明的另一示例性实施例，提供一种在第一调制解调器与第二调制解调器之间共享第一天线和第二天线的方法。该方法包括： 

当第一调制解调器在操作中时，将第一天线连接到第一调制解调器，否则将第一天线连接到第二调制解调器； 

当第二调制解调器在操作中时，将第二天线连接到第二调制解调器，否则将第二天线连接到第一调制解调器； 

当第一天线连接到第一调制解调器时，选择性地将在第一天线接收到的信号的至少一部分，通过与第一调制解调器相关联的直通布置，传递到第二调制解调器。 

本发明进一步的特征和优点将在本发明优选实施例的下述描述中变得明显，该优选实施例的描述仅以示例的方式给出并且是参照附图做出的。 

附图说明

图1示出在对应体之间的无线通信的示意性表示； 

图2是第一实施例的图示； 

图3是当仅第一调制解调器操作时图2的实施例中的信号路径的图示； 

图4是当仅第二调制解调器操作时图2的实施例中的信号路径的图示； 

图5是当第一调制解调器和第二调制解调器均使用单个天线操作时图2的实施例中的信号路径的图示； 

图6是当第一调制解调器和第二调制解调器均操作并且第一调制解调器与第二调制解调器共享第二天线时图2的实施例中的信号路径的图示； 

图7是当第一调制解调器和第二调制解调器均操作并且第一调制解调器与第二调制解调器共享第二天线时图2的实施例中的备选信号路径的图示； 

图8是当第一调制解调器和第二调制解调器均操作并且第二调制解调器与第一调制解调器共享第一天线时图2的实施例中的信号路径的图示； 

图9是当第一调制解调器和第二调制解调器均操作并且第二调制解调器与第一调制解调器共享第一天线时图2的实施例中的备选信号路径的图示； 

图10是当第一调制解调器和第二调制解调器均操作并且第一调制解调器与第一调制解调器共享第一天线和第二天线时图2的实施例中的信号路径的图示； 

图11是当第一调制解调器和第二调制解调器均操作并且第一调制解调器与第一调制解调器共享第一天线和第二天线时图2的实施例中的备选信号路径的图示； 

图12是进一步的实施例的图示； 

图13和图14是描绘用于控制图2的实施例中的开关系统的处理流程的流程图；以及 

图15是描绘用于控制直通开关的处理流程的流程图。 

具体实施方式

在本发明的一个示例性实施例中，提供一种装置，该装置包括第一调制解调器和第二调制解调器。开关系统被布置为选择性地将第一调制解调器和第二调制解调器之一连接到第一天线并且选择性地将第一调制解调器和第二调制解调器之一连接到第二天线。直通输出端与该第一调制解调器相关联并且被布置为选择性地将接收信号的至少一部分输出到第二调 制解调器。该直通输出端允许连接到第一调制解调器的天线同时由一个或多个其他调制解调器共享。作为进一步的优点，它在信号中增加相对小的插入损耗。这个实施例不限于仅第一调制解调器和第二调制解调器以及第一天线和第二天线。其他的实施例可以具有多于两个调制解调器和多于两个天线。进一步的实施例可以具有在使用的一个或多个用户识别卡，例如SIM或者USIM，其可以用于定位，数据和语音通信的目的。 

开关系统可以被布置为当第一调制解调器连接到所述第一天线时，将与第一调制解调器相关联的直通输出端连接到第二调制解调器。这保证当需要时第一调制解调器的直通输出端对于第二调制解调器是可用的。该布置还可以保证当第一天线连接到第一调制解调器并且当第一天线处的接收信号的至少一部分在第二调制解调器处被要求/被需要时，开关系统和第一调制解调器的直通输出端使得第一天线处的接收信号的这样的部分对于第二调制解调器是可用的。 

与第二调制解调器相关联的直通输出端也能够被提供，并且被布置为选择性地将接收信号的至少一部分输出到第一调制解调器。这允许连接到第二调制解调器的天线同时由一个或多个其他调制解调器共享。该开关系统则可以被布置为在第二调制解调器连接到所述第一天线时，将与第二调制解调器相关联的直通输出端连接到第一调制解调器。这保证当需要时第二调制解调器的直通输出端对于第一调制解调器是可用的。该布置还可以保证当第二天线连接到第二调制解调器并且当第二天线处的接收信号的至少一部分在第一调制解调器处被要求时，开关系统和第二调制解调器的直通输出端使得在第二天线处的接收信号的这样的部分对于第一调制解调器是可用的。 

第一调制解调器可以包括较高频率的输入/输出以及较低频率的输入/输出。该装置则包括频率选择性部件，该频率选择性部件具有连接到较高频率输入/输出的较高频率端口，连接到较低频率输入/输出的较低频率端口，以及被布置为选择性地连接到所述第一天线的公共端口，由此向较高频率输入/输出和较低频率输入/输出两者提供单个输入/输出。该频率选择 性部件在必要时可以以最小插入损耗分割和/或者合并信号。在一些实施例中，该频率选择性部件可以是双工器、三工器、或者四工器，其也可以由分散的部件来实施。 

与第一调制解调器相关联的直通输出端可以包括较高频率的输出和较低频率的输出。该装置则包括频率选择性部件，该频率选择性部件具有连接到较高频率输出的较高频率端口，连接到较低频率输出的较低频率端口，以及被布置为选择性地连接到第二调制解调器的公共端口，由此为较高频率输出和较低频率输出均提供单个输出。 

第二调制解调器可以包括一个较高频率的输入/输出以及一个较低频率的输入/输出。该装置则包括频率选择性部件，该频率选择性部件具有连接到较高频率输入/输出的较高频率端口，连接到较低频率输入/输出的较低频率端口，以及被布置为选择性地连接到所述第二天线的公共端口，由此向较高频率输入/输出和较低频率输入/输出均提供单个输入/输出。 

与第二调制解调器相关联的直通输出端可以包括一个较高频率的输出和一个较低频率的输出。该装置则包括频率选择性部件，该频率选择性部件具有连接到较高频率输出的较高频率端口，连接到较低频率输出的较低频率端口，以及被布置为选择性地连接到所述第一调制解调器的公共端口，由此为较高频率输出和较低频率输出均提供单个输出。 

第一调制解调器可以包括主部分和次部分，并且第二调制解调器也可以包括主部分和次部分。开关系统则被布置为选择性地将第一调制解调器的主部分或第二调制解调器的次部分连接到所述第一天线，并且选择性地将第二调制解调器的主部分或第一调制解调器的次部分连接到所述第二天线。该主部分和次部分可以将不同的天线用于以一些模式进行操作，例如，以分集模式、载波聚合模式和MIMO模式。 

与第一调制解调器相关联的直通输出端可以被布置为选择性地将接收信号的至少一部分输出到第二调制解调器的次部分。与第二调制解调器相关联的直通输出端可以被布置为选择性地将接收信号的至少一部分输出到第一调制解调器的次部分。因此，由于经由另一调制解调器的直通输 出端来传递信号，产生的任何信号损耗的影响作用于次部分而不是主部分。 

可以提供控制器，该控制器被配置为操作开关系统来执行以下各项：当第一调制解调器在操作中时，将第一调制解调器连接到所述第一天线，否则将第二调制解调器连接到所述第一天线；以及当第二调制解调器在操作中时，将第二调制解调器连接到所述第二天线，否则将第一调制解调器连接到所述第一天线。这一点易于实施并且使得每个调制解调器具有一个与之连接的天线，而针对该一个天线的信号无需经由另一调制解调器的直通而行进。如果该天线之后用于传输，在传输路径中的信号损耗得以降低。 

控制器可以被配置为：取决于第二调制解调器的操作状态的数据来激活或者去激活与第一调制解调器相关联的直通输出端。例如该直通输出端可以仅在第二调制解调器操作时被激活。该控制器可以被配置为：取决于第一调制解调器的操作状态的数据来激活或者去激活与第一调制解调器相关联的直通输出端。例如在第一调制解调器传输时，可以去激活该直通输出端，以避免来自该传输的泄漏被传递到第二调制解调器。出于同样的原因，控制器可以被配置为：取决于第一调制解调器的操作状态的数据来激活或者去激活与第二调制解调器相关联的直通输出端；并且可以被配置为：取决于第二调制解调器的操作状态的数据来激活或者去激活第二调制解调器的直通输出端。 

该装置可以是移动设备的一部分，该移动设备例如商用电子设备、公共安全设备、车辆电话或移动电话。该移动设备可以包括第一天线和第二天线。 

在其他示例性实施例中，该装置可以由用于连接到两个天线的两个调制解调器和一个开关网络构成。在进一步的示例性实施例中，该装置可以恰好由两个调制解调器和一个开关网络以及其他部件、诸如上述双工器一起构成。如果在这样的实施例中提供天线，则恰好有两个天线。 

在另一示例性实施例中，一种在第一调制解调器和第二调制解调器之间共享第一天线和第二天线的方法包括： 

当第一调制解调器在操作中时，将第一天线连接到第一调制解调器，否则将第一天线连接到第二调制解调器； 

当第二调制解调器在操作中时，将第二天线连接到第二调制解调器，否则将第二天线连接到第一调制解调器；以及 

当第一天线连接到第一调制解调器时，通过与第一调制解调器相关联的直通布置将在第一天线处接收到的信号的至少一部分选择性地传递到第二调制解调器。 

这提供了一种简单的实施方式，其允许同时地共享天线。 

该方法还可以包括当第二天线连接到第二调制解调器时，通过与第二调制解调器相关联的直通布置将在第二天线处接收到的信号的至少一部分传递到第一调制解调器。 

将在第一天线处接收到的信号的至少一部分传递到第二调制解调器可以取决于第一调制解调器和第二调制解调器的操作状态。将在第二天线处接收到的信号的至少一部分传递到第一调制解调器可以取决于第一调制解调器和第二调制解调器的操作状态。这允许该直通布置仅在需要时被激活，并且当一个调制解调器在传输时避免泄漏到另一调制解调器。 

图1示意性地示出无线网络，本发明的实施例可以在该无线网络内工作。用户设备（“UE”）或者无线设备，在这种情况下以移动电话/智能电话1的形式，包含必要的无线模块2、（多个）处理器和存储器/多个存储器3、天线4等，以使得能够与该网络进行无线通信。使用中的用户设备1与无线天线杆5、和/或者与作为备选UE9的通信对应体进行通信，该无线天线杆5形成基站的一部分。作为UMTS（通用移动电信系统）背景下的特定示例，可以存在网络控制装置6（其可以由所谓的无线网络控制器构成）与一个或者多个节点B（该节点B在许多方面可以被看作基站）协力进行操作。作为另一示例，LTE（长期演进）利用所谓的演进型节点B（eNB），其中RF收发器和资源管理/控制功能被组合成单个实体。除非上下文另外需要，在本说明书中所使用的术语“基站”用于包括“传统”基站、节点B、演进型节点B（eNB）或者到网络的任何其他接入点。网 络控制装置6（无论何种类型）可以具有自己的（多个）处理器7和存储器/多个存储器8等。在一些实施例中，该网络控制器可以经由两个或者多个小区天线与UE通信。 

虽然上面的无线网络是在移动电话的背景中进行描述，本发明的实施例可以被应用到任何无线网络，包括诸如由IEEE802.11族的标准所定义的无线LAN，诸如由IEEE802.16族的标准所定义的蓝牙和WiMAX，并且可以被应用到其他无线设备。 

移动设备包括移动电话或者蜂窝电话（包括所谓的“智能电话”）、个人数字助理、寻呼机、平板电脑和笔记本电脑、内容消费或生成设备（例如用于音乐和/或视频）、数据卡、USB加密狗（dongle）或其他类型的通信模块等。移动设备还可以包括更大的装置，如车辆，包括但不限于轿车、公共汽车、客车、重型货车、火车和飞机，或者该移动设备可以被插入或附接到任何这样的设备。 

蜂窝无线网络，例如图1中示意性示出的用于在UE1、9和无线天线或者基站5之间通信的蜂窝无线网络，通常包括用户设备（UE），诸如移动电话或其他无线装置，该用户设备可以经由包括无线收发器的网络接口与连接到电信网络的基站网络进行通信。这种蜂窝无线网络已经通过数代无线接入技术而经历了快速发展。使用模拟调制系统的初步部署已经被诸如实施GERAN（GSM增强型数据速率GSM演进无线接入网络）无线接入网络的GSM（全球移动通信系统）的第二代（2G）数字系统所取代，而这些系统本身已被诸如实施UTRAN（通用陆地无线接入网）无线接入网的UMTS（通用移动通信系统）的第三代（3G）的数字系统所取代或扩充。第三代标准提供比第二代系统所提供的更大的数据吞吐量；这个趋势由于高速分组接入（HSPA）的引入得以延续，HSPA的引入可能会扩充第三代系统，提供高容量分组交换下行链路。HSPA通常使用自适应调制和编码，以在信道具有良好质量、例如高信号信噪比时，提供增加的容量。在使用自适应调制和编码的诸如HSPA的系统中，通常从通常在用户设备处的接收机向服务节点反馈一连串的信道质量指示符（CQI），用于确定从 节点到用户设备的下行链路上使用的传输格式，该传输格式可以包括用于调制类型和编码类型。 

在其他实施例中，通信可以从一个UE指向另一UE，例如直接在UE1和UE9之间进行。直接通信的示例包括对等无线网络，诸如根据IEEE802.11标准之一的、以ad-hoc模式进行操作的无线网络。 

多发射机方案，诸如MIMO（多输入、多输出）和MIXO（多输入、任意输出），已经被提议使用HSPA和其他无线传输格式。多发射机方案可以使用多传输天线以提供许多个传输流，其中的一个传输流或者多个传输流或者全部传输流可以在给定用户设备处被接收，潜在地提供比单个发射机方案更大的容量。传输流可以对应于传输波束，并且可以被称为层，并且波束可以空间重叠。多发射机方案，例如在HSPA系统中，可以被用作使用自适应调制和编码的传输格式的一部分。 

现存的HSPA系统可以被指定与多发射机通信链路，诸如MIMO（多输入、多输出）或者MIXO（多输入、任意输出）方案一起使用。例如，MIMO方案已经被指定在基站处使用两个天线以提供两个传输流，该传输流可以被称为层或分量，并且其可以是波束成形的空间波束。波束可以在空间重叠，以便可以在用户设备处接收到一个或者全部两个流，并且如果两个流均被接收到，这可以用于提供与单个流的容量相比的额外数据容量。此外，可以使用自适应调制和编码，并且因而根据信道质量，在传输流的数目以及调制和编码格式方面有大量可能的下行链路配置。这样的MIMO和MIXO方案不限于HSPA，并且也可以用在其它无线通信系统中，例如根据IEEE802.11标准的无线网络。 

MIMO和MIXO要求多个天线以支持不同的传输流。合并在不同频率上的多个不同流的系统有时称为载波聚合。 

其它系统也需要多个天线。示例包括分集系统，诸如天线分集系统和载波分集系统。在天线分集系统中，传输流被从不同天线传输和/或被不同天线接收，以抵消干扰和衰落。天线可以位于不同小区塔上。在载波分集 系统中，传输流在不同载波上传输，例如在不同的频率传输，以抵消干扰和衰落和/或增加信道容量。 

如上面提到的，无线设备的发展朝着需要多天线以支持增加的数据吞吐量和/或更可靠的通信信道的系统前进。还存在对支持多于一个无线通信系统的无线设备的增长的需求。例如无线设备可以支持GSM、UMTS、LTE、WiFi、WiMAX和蓝牙中的一些或者全部。这些系统的每一个可能需要两个或者更多天线。这些无线通信系统中的多于一个无线通信系统可以同时活跃。例如，UMTS、WiFi和蓝牙系统可以同时都活跃。这产生将需要数目的天线安装到无线设备中的设计挑战。这个设计问题即使在更大的移动设备、诸如轿车中也依然存在，因为可能的天线位置的数目很少，并且可能需要复杂的有线路由。 

本发明的实施例示例以框图的形式在图2中示出。在该实施例中，两个天线可以同时由两个调制解调器共享，具有向信号路径引入相对小的额外损耗，并且在天线不被共享时，无额外损耗。 

无线设备可以连接到或者包括第一天线102和第二天线104。例如，如果该无线设备是轿车或者诸如卡车或者火车的其他汽车等，或者该无线设备安装在轿车或其他汽车中，或者安装在轿车或其他汽车上，第一天线102可以被并入侧窗中并且第二天线104可以提供在另一侧窗中或者在车顶上，或者第一和第二天线102、104可以安装在单个单元中、诸如安装在车辆顶部的所谓的鲨鱼鳍天线。在另一实施例中，如果无线设备是移动电话，第一天线102和第二天线104可以提供在移动电话外壳内或者外部的不同的位置。在其他实施例中，根据实施例所实施的地方的无线设备的形式，可以提供两个天线的进一步的配置。在又一进一步的实施例中，该无线设备可以连接到第一天线102和第二天线104。例如，用于移动电话的车载预备可包括用于连接到移动电话的天线。天线也可以提供为车辆的远程信息处理、诸如由欧洲联盟提议的eCall系统的自动无线紧急通报系统、或者车载娱乐系统的一部分或者连接到它们。 

在备选实施例中，天线配置可以不同于图中所示出的。例如，可能需要增加天线个数，诸如3、4或更多天线。这可能例如归因于天线的操作频率、天线之间需要的隔离以及操作的无线电的数目。 

开关系统被布置为允许将第一天线102和第二天线104到第一调制解调器110或者第二调制解调器112的选择性连接。每个调制解调器包括至少一个直通输出端，该直通输出端可以选择性地被激活，以将接收信号的至少一部分传递到另一调制解调器，下面将更详细地描述。 

每个调制解调器包括主部分110A、112A和次部分110B、112B。当以分集、载波聚合或者MIMO模式进行操作时，主部分和次部分分别连接到不同的天线。 

每个调制解调器的主部分和次部分包括较高频率部分110AH、110BH、112AH、112BH和较低频率部分110AL、110BL、112AL、112BL。调制解调器根据它们的操作模式和操作频率使用该较高频率部分和较低频率部分。每个调制解调器的主部分还进一步包括直通输出端，该直通输出端可以选择性地被激活，以将接收信号的至少一部分传递到另一调制解调器。在该实施例中，该直通输出端是调制解调器的一个不可缺少的部分。每个调制解调器具有两个直通输出端（一个用于较高频率部分，而一个用于较低频率部分）并且每个直通输出端110PL、110PH、112PL、112PH被提供为TRX开关110SH、110SL、112SH、112SL的一部分。在其他实施例中，直通输出端可以分离于调制解调器。调制解调器的配置对于技术人员是已知的。 

双工器114、116、118、120、122、124是提供频率选择性部件，其提供用于将信号分割为较高频率分量和较低频率分量，或者用于将较高频率分量和较低频率分量组合成单个信号。每个双工器包括公共端口、高端口和低端口，并且每个双工器连接到调制解调器的较高频率和较低频率输入和/或输出。双工器是具有往复操作的无源设备。低通滤波器连接在公共端口和低端口之间。高通滤波器连接在公共端口和高端口之间。截止频率取决于滤波器的设计。频率的选择根据通信系统中所使用的频率而变化。 例如，双工器可以具有1GHz和2GHz范围的蜂窝频率的通带。进一步的实施例可以使用其他频率选择部件来代替双工器。示例包括三工器或者四工器。 

在这个实施例中，开关系统包括第一开关106和第二开关108。第一开关106和第二开关108均具有四个端子并且具有两个可能的状态。在第一状态，第一端子和第二端子相互连接并且第三端子和第四端子相互连接（这一点在图2中针对第一开关106进行描绘）。在第二状态，第一端子和第四端子相互连接并且第二端子和第三端子相互连接（这一点在图2中针对第二开关108进行描绘）。以这种方式操作的开关可以被称为“中间”或者“四向”开关。这样的开关可以由双刀双掷开关或两个单刀双掷开关来构造。 

第一开关106使其端子连接如下。第一端子连接到第一天线102。第二端子经由双工器116连接到第一调制解调器110的主部分110A的较高频率和较低频率部分的输入/输出。第三端子经由双工器118连接到第一调制解调器110的主部分110A的较高频率和较低频率部分的直通输出端110PL、110PH。第四端子经由双工器120连接到第二调制解调器112的次部分112B的较高频率和较低频率部分。 

第二开关108使其端子连接如下。第一端子连接到第二天线104。第二端子经由双工器122连接到第二调制解调器112的主部分112A的较高频率或者较低频率部分的输入/输出。第三端子经由双工器124连接到第二调制解调器112的主部分112A的较高频率和较低频率部分的直通输出端112PL、112PH。第四端子经由双工器114连接到第一调制解调器110的次部分110B的较高频率和较低频率部分。 

当第一开关106处于第一状态时，第一天线102连接到第一调制解调器110，更具体的地，连接到第一调制解调器110的主部分110A，并且来自第一调制解调器110的直通输出端110PL、110PH与第二调制解调器112连接，更具体地，连接到第二调制解调器112的次部分112B。类似的，当第二开关108处于第一状态时，第二天线104与第二调制解调器112连 接，更具体地，连接到第二调制解调器112的主部分112A，并且来自第二调制解调器112的直通输出端112PL、112PH与第一调制解调器110连接，更具体地，连接到第一调制解调器110的次部分110B。 

当第一开关106处于第二状态时，第一天线102连接到第二调制解调器112，更具体地，连接到第二调制解调器112的次部分112B。第一调制解调器110的直通输出端110PL、110PH还连接回到第一调制解调器110的输入，更具体地，连接到第一调制解调器110的主部分110A。类似的，当第二开关108处于第二状态时，第二天线104连接到第一调制解调器110，更具体地，连接到第一调制解调器110的次部分110B。第二调制解调器112的直通输出端112PL、112PH还连接回到第二调制解调器112的输入，更具体地，连接到第二调制解调器112的主部分112A。 

控制器126控制开关系统以及直通输出端的激活/去激活。直通输出端的简单实施例包括开关布置，其中控制器126控制开关布置以使能/停用（多个）信号的通过。控制器126包括处理器128和存储器130，该存储器130存储用于由处理器128执行的指令。控制连接，如图2中的虚线所示，被提供用于和第一开关106、第二开关108、与第一调制解调器相关联的直通输出端110PL、110PH的开关110SH、110SL以及与第二调制解调器112相关联的直通输出端112PL、112PH的开关112SH、112SL交换数据和命令。控制器126操作以根据第一调制解调器和第二调制解调器的操作模式来控制开关系统和直通输出端110PL、110PH、112PL、112PH。在一些实施例中，可以根据第一和第二调制解调器是否正在传输数据而进一步控制直通输出端110PL、110PH、112PL、112PH。在备选实施例中，控制器可以集成到第一调制解调器110和第二调制解调器112中的一个或者两个。在控制器集成到两个调制解调器的实施例中，一个调制解调器中的控制器可以被指定为主控制器而另一调制解调器中的控制器为从控制器。在一些实施例中，控制器可以考虑实际信号路径损耗和信号相位变化，控制接收算法，传输算法以及到它的通信对应体（例如基站或者另一UE）的报告精度。 

控制器126被配置为根据图13和14中所描绘的下列规则控制开关系统。如果第一调制解调器110在操作中（图13中的步骤200），激活开关106使之处于第一状态，以便第一天线连接到第一调制解调器（图13中的步骤202），否则激活开关106使之处于第二状态，以便第一天线连接到第二调制解调器（图13中的步骤204）。通常，如果调制解调器具有电源施加则处于操作中，并且能够接收和/或者传输数据，但不是必须要接收和/或者传输数据。如果第二调制解调器112在运行中（图14中的步骤206），激活第二开关108使之处于第一状态，以便第二天线104连接到第二调制解调器112（图14中的步骤208），否则激活开关108使之处于第二状态，以便第二天线104连接到第一调制解调器110（图14中的步骤210）。图13和14的过程可以顺序运行或者并行运行，因为他们彼此独立的。 

第一调制解调器的直通输出端110PL、110PH可以根据图15的流程图中的过程，通过配置控制器126以激活或者去激活开关110SL、110SH的直通输出端而进行控制。这个过程针对第一调制解调器的开关110SL、110SH的直通输出端110PL、110PH进行描述，但是同样的方法也可以用于第二调制解调器的开关112SL、112SH的直通输出端112PL、112PH。首先，在步骤212，确定第一调制解调器110是否连接到第一天线104，如果是，则执行进行到步骤214，如果否，则过程循环并且重复步骤212。 

在步骤214，确定第二调制解调器112是否在操作中，如果是，则执行进行到步骤216，否则在步骤218去激活直通输出端110PL、110PH（或者如果它们已经是去激活状态，则维持为去激活），并且执行返回步骤212。 

在步骤216，确定第一调制解调器110是否正在传输数据。如果是，则执行进行到步骤218，并且去激活直通输出端110PL、110PH，否则执行进行到步骤220，并且激活合适的直通输出端110PH，110PL。合适的输出可以通过参考第一调制解调器的操作模式和激活与第一调制解调器未使用的频率相关联的直通输出端110PL、110PH来确定。例如，如果第一调制解调器操作较低频率信号，开关110SH的直通输出端110PH被激活以用于传递较高频率信号。在备选实施例中，合适的直通输出端110PH、 110PL可以通过参考第二调制解调器的操作模式和激活与第二调制解调器112正在使用的频率相关联的直通输出端来确定。 

现在将参照图3-11描述这种控制逻辑的结果和由控制器126所实施的用于激活和去激活直通输出端110PL、110PH、112PL、112PH的控制的进一步细节。图3-11示出取决于第一调制解调器和第二调制解调器的操作模式的信号路径。为清楚起见，控制器126没有在图3-11中示出。 

图3是当仅第一调制解调器110操作时的信号路径的图示。控制器126因此将第一开关106设置到第一状态并且将第二开关108设置到第二状态。这一点将第一天线102连接到第一调制解调器110的主部分110A。主部分110A的较高频率部分和较低频率部分均可以操作用于传输和接收。第二天线104连接到第一调制解调器110的次部分110B，并且较高频率部分和较低频率部分均可用于接收。第一调制解调器110因此可以以所期望的分集模式或者载波聚合模式进行操作。使用仅第一调制解调器110正在操作的信息，控制器还去激活第一调制解调器110的开关110SL、110SH的直通输出端110PL、110PH。 

图4是当仅第二调制解调器112操作时的信号路径的图示。控制器126因此将第一开关106设置到第二状态并且将第二开关108设置到第一状态。这一点将第一天线102连接到第二调制解调器112的次部分112B。较高频率部分和较低频率部分均可用于接收。第二天线104连接到第二调制解调器112的主部分112A，并且较高频率部分和较低频率部分均可用于传输和接收。第一调制解调器112因此可以以所期望的分集模式或者载波聚合模式进行操作。使用仅第二调制解调器112正在操作的信息，控制器还去激活第二调制解调器112的开关112SL、112SH的直通输出端112PL、112PH。 

在图5-11的操作情况下，第一调制解调器110和第二调制解调器112均在操作。控制器126因此将第一开关106设置到第一状态并且将第二开关108设置到第一状态。这一点将第一天线102连接到第一调制解调器110的主部分110A。第二天线104连接到第二调制解调器112的主部分112A。 开关110SL、110SH、112SL、112SH的直通输出端110PL、110PH、112PL、112PH的状态以及其他操作参数将在下面更详细的描述。 

图5是当第一调制解调器和第二调制解调器110、112均在操作并且各使用单个天线时的信号路径的图示。第一天线102或第二天线104均没有被共享，因此第一调制解调器和第二调制解调器110、112的主部分110A、112A可以在需要时将较高频率部分和较低频率部分两者用于接收和传输。第一调制解调器和第二调制解调器110、112可以均使用单个天线而在没有分集或者载波聚合的情况下进行操作。使用第一调制解调器和第二调制解调器110、112均正在使用单个天线的信息，控制器126将两个调制解调器110、112的开关110SL、110SH、112SL、112SH的直通输出端110PL、110PH、112PL、112PH停用。 

图6是当第一调制解调器和第二调制解调器110、112均在操作并且第一调制解调器110与第二调制解调器112共享第二天线时的信号路径的图示。第二天线104被共享，从而较低频率信号由第一调制解调器110所使用而较高频率信号由第二调制解调器112所使用。将来自第二天线104的信号分离成较高频率信号和较低频率信号是由双工器122来执行的。控制器126激活第二调制解调器112的主部分112A的较低频率部分112AL的开关112SL中的直通输出端112PL。来自开关112SL的直通输出端112PL经由双工器124、开关108和双工器114路由到第一调制解调器110的次部分110B的较低频率部分110BL。第一调制解调器110因此可以使用较低频率信号而以例如分集模式进行操作，并且第二调制解调器112可以使用较高频率信号而在没有分集的情况下进行操作。 

在一些实施例中，当第二调制解调器112正在传输时，控制器126可以去激活开关112SL的直通输出端112PL。双工器122的往复特性意味着一些传输信号可能从较高频率端口泄漏到较低频率端口。在第二调制解调器正在传输时去激活该直通，将避免任何泄漏指向在其中可能导致错误或损害的第一调制解调器110。泄漏的量将取决于截止频率和双工器中滤波器的速率，并且在理想设计中，将没有泄漏。 

图7是当第一调制解调器和第二调制解调器110、112均操作并且第一调制解调器110与第二调制解调器112共享第二天线104时图2的实施例中的备选信号路径的图示。在这种情况下，第二天线104被共享，从而较高频率信号由第一调制解调器110所使用而较低频率信号由第二调制解调器112所使用。控制器126激活开关112SH的较高频率直通输出端112PH。这一点将较高频率信号指向第一调制解调器110的次部分110B的较高频率部分110BH。第一调制解调器110因此可以使用较高频率信号而以例如分集模式进行操作，并且第二调制解调器112可以使用较低频率信号而在没有分集的情况下进行操作。如上面所讨论的，在一些实施例中，当第二调制解调器112正在传输时，控制器126可以去激活直通输出端112PH。 

图8是当第一调制解调器和第二调制解调器110、112均操作并且第二调制解调器112与第一调制解调器1102共享第一天线102时图2的实施例中的信号路径的图示。在这种情况下，第一天线102被共享，从而较高频率信号由第一调制解调器110所使用而较低频率信号由第二调制解调器112所使用。控制器126激活开关110SL的直通输出端110PL，以经由双工器118、开关106和双工器120将较低频率信号指向第二调制解调器112的次部分112B的较低频率部分112BL。第二调制解调器112因此可以使用较低频率信号而以例如分集模式进行操作，并且第一调制解调器112可以使用较高频率信号而在没有分集的情况下进行操作。如上面所讨论的，在一些实施例中，当第二调制解调器112正在传输时，控制器126可以去激活直通输出端110PL。 

图9是当第一调制解调器和第二调制解调器110、112均操作并且第二调制解调器112与第一调制解调器110共享第一天线102时图2的实施例中的备选信号路径的图示。在这种情况下，第一天线102被共享，从而较低频率信号由第一调制解调器110所使用而较高频率信号由第二调制解调器112所使用。控制器126激活开关110SH的直通输出端110PH，以经由双工器118、开关106和双工器120将较高频率信号指向第二调制解调 器112的次部分112B中的较高频率部分112BH。第二调制解调器112因此可以使用较高频率信号而以例如分集模式进行操作，并且第一调制解调器110可以使用较低频率信号而在没有分集的情况下进行操作。如上面所讨论的，在一些实施例中，当第二调制解调器112正在传输时，控制器126可以去激活直通输出端110PH。 

图10是当第一调制解调器和第二调制解调器110、112均操作并且第一调制解调器110与第二调制解调器112共享第一天线和第二天线102、104两者时图2的实施例中的信号路径的图示。在这种情况下，第一调制解调器110使用较低频率信号而第二调制解调器112使用较高频率信号。控制器126激活第一调制解调器110中的开关110SH的较高频率直通输出端110PH和第二调制解调器112中的开关112SL的较低频率直通输出端112PL。从第一天线102接收的信号被双工器116分割成较高频率分量和较低频率分量。较高频率分量然后经由双工器118、第一开关106和双工器120，被指向第二调制解调器112的次部分112B的较高频率部分112BH。类似的，从第二天线104接收的信号被双工器122分割成较高频率分量和较低频率分量。较低频率分量然后经由双工器124、第二开关108和双工器114，被指向第一调制解调器110的次部分110B的较低频率部分110BL。第一调制解调器110因此可以使用较低频率信号以例如分集模式进行操作，并且第二调制解调器112可以使用较高频率信号以例如分集模式进行操作。如上面所讨论的，在一些实施例中，当第一调制解调器110正在传输时，控制器126可以去激活与第一调制解调器110相关联的直通输出端110PH，并且当第二调制解调器112正在传输时，控制器126可以去激活与第二调制解调器112相关联的直通输出端112PL。 

图11是当第一调制解调器和第二调制解调器110、112均操作并且第一调制解调器110与第二调制解调器112共享第一天线和第二天线102、104两者时图2的实施例中的备选信号路径的图示。在这种情况下，第一调制解调器110使用较高频率信号而第二调制解调器112使用较低频率信号。控制器126激活第一调制解调器110中的开关110SL的较低频率直通 输出端110PL和第二调制解调器112中的开关112HL的较高频率直通输出端112PH。从第一天线102接收的信号被双工器116分割成较高频率分量和较低频率分量。较低频率分量然后经由双工器118、第一开关106和双工器120被指向第二调制解调器112的次部分112B中的较低频率部分112BL。类似的，从第二天线104接收的信号被双工器122分割成较高频率分量和较低频率分量。较高频率分量然后经由双工器124、第二开关108和双工器114被指向第一调制解调器110的次部分110B中的较高频率部分110BH。第一调制解调器110因此可以使用较高频率信号以例如分集模式进行操作，并且第二调制解调器112可以使用较低频率信号以例如分集模式进行操作。如上面所讨论的，在一些实施例中，当第一调制解调器110正在传输时，控制器126可以去激活与第一调制解调器110相关联的直通输出端110PL，并且当第二调制解调器112正在传输时，控制器126可以去激活与第二调制解调器112相关联的直通输出端112PH。 

在另一实施例中，图2的实施例可以在每个TRX开关110SH、110SL、112SH、112SL中包括额外的元件，以便在如上面参照图10或者11所解释地操作时，调制解调器1和调制解调器2均使用频带间载波聚合。例如，可以扩展每个TRX开关以允许它连接两个节点，或者包括对偶滤波器（dual filter）、双重双工器（duplexed duplexer）或者双工器（diplexer）。 

在更进一步的实施例中，第一调制解调器可以包括一个用于SIM卡的双接口，以允许双SIM操作。在其他实施例中，第一调制解调器和第二调制解调器各自具有它们自己的用于SIM的接口。 

本发明实施例示例因此可以被操作以在由操作模式所需要时允许两个调制解调器同时共享天线。控制器使用关于第一调制解调器和第二调制解调器两者的操作状态的信息来控制开关系统和直通输出端。天线个数得以减少。当仅一个调制解调器正在操作或者两个调制解调器正在使用单个天线进行操作时（图3至5的情况），这个实施例没有来自使用专用天线的额外信号损耗。当天线在两个调制解调器之间共享时，引入了一些额外 信号损耗。下面的表1总结了针对载波频率在1GHz和2GHz的信号的额外损耗。 

表1–天线共享时的额外损耗 

该额外损耗对于所有的共享天线的实施例是同样的，因为信号直通元件具有相同类型（尽管不必要是相同元件）。为给出使用图11的操作模式的示例，第一调制解调器110的次部分110B接收信号并且然后将在第一调制解调器110的次部分110B内要求进一步的开关，该信号额外地经由第二调制解调器112SH的直通输出端、双工器124、双工器114而行进。（该信号也通过开关108，但是这基本上不引入损耗。）类似地，第二调制解调器112的次部分112B接收信号并且然后将在第一调制解调器112的次部分112B内要求进一步的开关，该信号额外地经由第一调制解调器110SL的直通输出端、双工器118、双工器120而行进。 

表1示出在该实施例中归因于共享天线的额外损耗相对小，在1GHz大约1.6dB而在2GHz大约1.9dB。 

图12描绘了进一步的实施例。除了开关系统包括连接在第一和第二天线102、104与第一和第二开关106、108之间的第三开关132之外，这个实施例的结构与图2的实施例相同。第三开关132以与第一和第二开关106、108相同的方式构成。这允许到第一和第二天线102、104的连接被调换。当第三开关132处于第一位置时（未示出），第一天线102连接到该第一开关106，并且第二天线104连接到第二开关108，如在图2的实 施例中一样。当第三开关132处于第二位置时（如在图12中描绘的），第一天线102连接到第二开关108并且第二天线104连接到第一开关106。这允许调制解调器110、112的主部分110A、110B将被连接到第一天线102或者第二天线104。 

虽然本文参照附图描述的实施例的至少一些方面包括在处理系统或者处理器中执行的计算机处理，本发明也扩展到计算机程序，特别是在载体上或者载体内的计算机程序，其被适配为将本发明付诸实践。程序可以是非瞬时源代码、目标代码、代码中间源和部分以部分编译的形式的目标代码、或者适合用在根据本发明的过程实施方式中的任何其他非瞬时形式。该载体可以是能够承载该程序的任何实体或者设备。例如，该载体可以包括存储介质、诸如固态驱动（SSD）或者其他基于半导体的RAM；ROM，例如CD ROM或者半导体ROM；磁记录介质，例如软盘或者硬盘；一般光存储器设备等。 

将理解到，在本文中被称为处理器或者处理系统或者电路系统的可以在实践中由单个芯片或者集成电路或者多个芯片或集成电路来提供，可选地提供为芯片集、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、数字信号处理器（DSP）等。该芯片或多个芯片可以包括电路系统（以及可能的固件），用于体现至少一个或多个数据处理器或多个处理器，一个数字信号处理器或多个数字信号处理器，基带电路系统和射频电路系统，它们是可配置的，以便根据示例性实施例进行操作。就这方面而言，示例性实施例可以至少部分地由存储在（非瞬时）存储器上并且由处理器执行的计算机软件实施、或者由硬件实施，或者由实体存储的软件和硬件（以及实体存储的固件）实施。 

以上实施例将被理解为本发明的说明性示例。应当理解到，可以单独使用关于任何一个实施例描述的任何特征，或者与描述的其他特征组合来使用，并且也可以与任意其他实施例或者任何其他实施的任意组合中的一个或者多个特征组合来使用。另外，也可以采用上面未描述的等价物和修改而不偏离由所附的权利要求所限定的本发明的范围。 

Claims (24)

1.一种装置，包括：

第一调制解调器；

第二调制解调器；

开关系统，被布置为选择性地将所述第一调制解调器和所述第二调制解调器之一连接到第一天线，并且选择性地将所述第一调制解调器和所述第二调制解调器之一连接到第二天线；以及

直通输出端，与所述第一调制解调器相关联并且被布置为选择性地将接收信号的至少一部分输出到所述第二调制解调器。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述开关系统被布置为，当所述第一调制解调器连接到所述第一天线时，将与所述第一调制解调器相关联的所述直通输出端连接到所述第二调制解调器。

3.根据权利要求1或2所述的装置，包括与所述第二调制解调器相关联并且被布置为选择性地将接收信号的至少一部分输出到所述第一调制解调器的直通输出端。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述开关系统被布置为，当所述第二调制解调器连接到所述第一天线时，将与所述第二调制解调器相关联的所述直通输出端连接到所述第一调制解调器。

5.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置，其中所述第一调制解调器包括较高频率输入/输出和较低频率输入/输出；并且所述装置进一步包括：

频率选择性部件，具有连接到所述较高频率输入/输出的较高频率端口、连接到所述较低频率输入/输出的较低频率端口、以及被布置为选择性地连接到所述第一天线的公共端口，由此向所述较高频率输入/输出和所述较低频率输入/输出两者提供单个输入/输出。

6.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置，其中与所述第一调制解调器相关联的所述直通输出端包括较高频率输出和较低频率输出；并且所述装置进一步包括：

频率选择性部件，具有连接到所述较高频率输出的较高频率端口、连接到所述较低频率输出的较低频率端口、以及被布置为选择性地连接到所述第二调制解调器的公共端口，由此向所述较高频率输出和所述较低频率输出两者提供单个输出。

7.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置，其中所述第二调制解调器包括较高频率输入/输出和较低频率输入/输出；并且所述装置进一步包括：

频率选择性部件，具有连接到所述较高频率输入/输出的较高频率端口、连接到所述较低频率输入/输出的较低频率端口、以及被布置为选择性地连接到所述第二天线的公共端口，由此向所述较高频率输入/输出和所述较低频率输入/输出两者提供单个输入/输出。

8.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置，其中与所述第二调制解调器相关联的所述直通输出端包括较高频率输出和较低频率输出；并且所述装置进一步包括：

频率选择性部件，具有连接到所述较高频率输出的较高频率端口、连接到所述较低频率输出的较低频率端口、以及被布置为选择性地连接到所述第一调制解调器的公共端口，由此向所述较高频率输出和所述较低频率输出两者提供单个输出。

9.根据权利要求5-8中任一项权利要求所述的装置，其中所述频率选择性部件包括双工器、三工器和四工器之一。

10.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置，其中：

所述第一调制解调器包括主部分和次部分；

所述第二调制解调器包括主部分和次部分；以及

所述开关系统被布置为，选择性地将所述第一调制解调器的所述主部分或者所述第二调制解调器的所述次部分连接到所述第一天线，并且选择性地将所述第二调制解调器的所述主部分或者所述第一调制解调器的所述次部分连接到所述第二天线。

11.根据权利要求10所述的装置，其中与所述第一调制解调器相关联的所述直通输出端被布置为，选择性地将接收信号的至少一部分输出到所述第二调制解调器的所述次部分。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其中与所述第二调制解调器相关联的所述直通输出端被布置为，选择性地将接收信号的至少一部分输出到所述第一调制解调器的所述次部分。

13.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置，包括控制器，所述控制器被配置为操作所述开关网络：

当所述第一调制解调器在操作中时，将所述第一调制解调器连接到所述第一天线，并且否则将所述第二调制解调器连接到所述第一天线；以及

当所述第二调制解调器在操作中时，将所述第二调制解调器连接到所述第二天线，并且否则将所述第一调制解调器连接到所述第二天线。

14.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置，包括控制器，所述控制器被配置为：取决于所述第二调制解调器的操作状态的数据，来激活或者去激活与所述第一调制解调器相关联的所述直通输出端。

15.根据前述权利要求14所述的装置，其中所述控制器被配置为：取决于所述第一调制解调器的所述操作状态的数据，来激活或者去激活与所述第一调制解调器相关联的所述直通输出端。

16.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置，包括控制器，所述控制器被配置为：取决于所述第一调制解调器的操作状态的数据，来激活或者去激活与所述第二调制解调器相关联的所述直通输出端。

17.根据前述权利要求16所述的装置，其中所述控制器被配置为：取决于所述第二调制解调器的所述操作状态的数据，来激活或者去激活所述第二调制解调器的所述直通输出端。

18.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置，包括开关，所述开关包括所述直通输出端。

19.一种移动设备，所述移动设备包括根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置。

20.根据权利要求19所述的移动设备，其中所述移动设备是车辆，并且包括第一天线和第二天线。

21.一种在第一调制解调器与第二调制解调器之间共享第一天线和第二天线的方法，所述方法包括：

当所述第一调制解调器在操作中时，将所述第一天线连接到所述第一调制解调器，否则将所述第一天线连接到所述第二调制解调器；

当所述第二调制解调器在操作中时，将所述第二天线连接到所述第二调制解调器，否则将所述第二天线连接到所述第一调制解调器；以及

当所述第一天线连接到所述第一调制解调器时，选择性地将在所述第一天线处接收到的信号的至少一部分，通过与所述第一调制解调器相关联的直通布置，传递到所述第二调制解调器。

22.根据权利要求21所述的方法，其中：

所述选择性地将在所述第一天线处接收到的信号的至少一部分传递到所述第二调制解调器，取决于所述第一调制解调器和所述第二调制解调器的操作状态。

23.根据权利要求21或22所述的方法，包括：

当所述第二天线连接到所述第二调制解调器时，选择性地将在所述第二天线处接收到的信号的至少一部分，通过与所述第二调制解调器相关联的直通布置，传递到所述第一调制解调器。

24.根据权利要求23所述的方法，其中：

所述选择性地将在所述第二天线处接收到的信号的至少一部分传递到所述第一调制解调器，取决于所述第一调制解调器和所述第二调制解调器的操作状态。

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