CN104113357A - 手持式电子装置、无线通信装置及其天线的切换方法 - Google Patents

手持式电子装置、无线通信装置及其天线的切换方法 Download PDF

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CN104113357A CN201310733521.3A CN201310733521A CN104113357A CN 104113357 A CN104113357 A CN 104113357A CN 201310733521 A CN201310733521 A CN 201310733521A CN 104113357 A CN104113357 A CN 104113357A
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    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
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    • H04B1/401—Circuits for selecting or indicating operating mode

Abstract

一种手持式电子装置、无线通信装置及其天线切换方法。无线通信装置包括主天线、第一天线、第一天线交换器、第一调制解调器以及第二调制解调器。第一天线交换器选择性地耦接第一调制解调器的第一分集传输端或第二调制解调器的第二收发端至第一天线。其中，当第一调制解调器通过第一分集传输端自第一天线接收分集信号且第二调制解调器通过第二收发端自第一天线传送或接收通讯信号时，第一天线交换器在工作周期内耦接第二收发端至第一天线，且在工作周期外耦接第一分集传输端至第一天线。

Description

手持式电子装置、无线通信装置及其天线的切换方法
技术领域
本发明是有关于一种无线通信装置，且特别是有关于一种支持多种通信标准的无线通信装置。 
背景技术
在已知的技术领域中，无线通信装置为了支持多种通信标准，需要设置多个天线。请参照图1所绘示的已知的无线通信装置的方块图。其中，无线通信装置100中设置有主天线ANT0、天线ANT1、ANT2以及天线交换器110～130。主天线ANT0设置以传送或接收(TRx)对应无线通信装置100中的第一调制解调器的所有通信标准的射频信号，其中包括时分双工长期演进(Time-Division Duplex Long Term Evolution,TDD-LTE)B38/39/40的传收信号、频分双工长期演进(Frequency-Division Duplex Long Term Evolution,FDD-LTE)B3/7的传收信号、时分同步码分多址接入(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access,TD-SCDMA)B34/B38的传收信号、通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System, UMTS)B1/2/5的信号传收以及全球移动系统(global system for mobile,GSM)850/800/1800/1900的传收信号。 
天线ANT1则用以传收对应无线通信装置100中的第二调制解调器，其中天线ANT1接收的射频信号包括GSM850/800/1800/1900的传收信号。天线ANT2则配置以对应无线通信装置100中的第一及第二调制解调器进行分集(diversity receiving)接收的动作，包括TDD-LTE B38/39/40以及FDD-LTE B3/7的分集接收信号。 
也就是说，已知的无线通信装置100，其主天线ANT0所需要的频带介于824～2690百万赫兹间，天线ANT1所需要的频带介于824～1990百万赫兹间，而天线ANT2则需要的一个甚大的频带范围介于1710～2690百万赫兹间。 
发明内容
本发明提供一种无线通信装置及其天线切换的方法，可有效减低天线的数量或降低配置天线所需要的面积。 
本发明提供一种手持式电子装置，有效减低其无线通信装置的天线所需要的面积。 
本发明的无线通信装置可支持多种通信标准，包括主天线、第一天线、第一天线交换器、第一调制解调器以及第二调制解调器。主天线设置于该无线通信装置的第一部分。第一天线设置于移动装置的第二部分。第一调制解调器具有多个第一收发端、对应多个第一收发端的多个第一分集传输端以及多个第二分集传输端。第一调制解调器通过第一收发端自主天线传送或接收通讯信号并通过多个第一分集传输端自第一天线接收分集信号。第二调制解调器具有多个第二收发端，其中，第二调制解调器通过第二收发端自第一天线传送或接收通讯信号。且当第二调制解调器通过第二收发端传送或接收通讯信号时，第二调制解调器在工作周期内启用多个第二收发端。第一天线交换器选择性地耦接第一分集传输端或第二收发端至第一天线。其中，当第一调制解调器通过第一分集传输端自第一天线接收分集信号且当第二调制解调器通过第二收发端自第一天线传送或接收通讯信号时，第一天线交换器在工作周期内耦接第二收发端至第一天线，且在工作周期外耦接第一分集传输端至第一天线。 
本发明还提出一种手持式移动装置包括本体以及上述的无线通信装置。本体具有第一表面、第二表面以及侧面，配置在该本体中，其中，第二天线配置在侧面上。 
本发明还提出一种通信装置的天线切换方法，其步骤包括：当第一调制解调器通过其多个第一或第二分集传输端自第一天线接收分集信号，且当第二调制解调器通过其多个第二收发端自第一天线传送或接收通讯信号时，设定工作周期，并且，在工作周期内耦接多个第二收发端至第一天线，而在工作周期外耦接第一分集传输端或第二分集传输端至第一天线。 
基于上述，本发明针对各种不同的无线通信的标准所属的频带来设定天线与天线交换器间的相对配置关系，并藉此降低天线的总数，或者，降低单一天线所要接收的无线射频信号的频带宽。 
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。 
附图说明
图1所绘示的已知的无线通信装置的方块图。 
图2绘示本发明一实施例的无线通信装置的示意图。 
图3绘示本发明另一实施例的无线通信装置的示意图。 
图4绘示本发明再一实施例的无线通信装置的示意图。 
图5绘示本发明一实施例的手持式电子装置的示意图。 
图6绘示本发明一实施例的无线通信装置的天线切换方式的流程图。 
[标号说明] 
100、200、300、400：无线通信装置 
230、330、430：主天线交换器 
120～130、231～232、331～332、431～432：天线交换器 
291、391、491：第一调制解调器 
292、392、492：第二调制解调器 
221：多工器                    321、322：双工器 
CH1、CH2、CH3、CH4：信道       ANT0：主天线 
ANT1～ANT2：天线               500：手持式电子装置 
S1～S2：表面                   S3：侧面 
TRT1、TRT2：收发端             ORT1、ORT2：分集传输端 
S610～S630：天线切换的步骤 
具体实施方式
请参照图2，图2绘示本发明一实施例的无线通信装置的示意图。在图2中，无线通信装置200包括主天线ANT0、天线ANT1、主天线交换器230、天线交换器231～232、多工器221、第一调制解调器291以及第二调制解调器292。主天线ANT0用以接收无线射频信号，而主天线交换器230耦接在主天线ANT0以及第一调制解调器间，主天线交换器230可传送无线射频信号至第一调制解调器291或将第一调制解调器291发送出的无线射频信号传送至主天线ANT0以进行发送。 
第一调制解调器291具有多个收发端TRT1以及多个分集传输端ORT1以及ORT2。其中，多个收发端TRT1的其中之一耦接至主天线交换器230以与主天线ANT0间进行通讯信号的传送或接收。而主天线交换器230可选择性的耦接至多个收发端TRT1的其中之一，并使被选中的多个收发端TRT1的其中之一与主天线ANT0产生连接。 
在本实施例中，主天线ANT0可支持传送或接收(TRx)第一调制解调器291的所有通信标准的射频信号，其中包括TDD-LTE B38/39/40的传收信号、FDD-LTE B3/7的传收信号、TD-SCDMA B34/B38的传收信号、UMTS B1/2/5的信号传收以GSM850/800/1800/1900的传收信号。 
天线ANT1耦接至多工器221，多工器221并耦接至天线交换器231以及232。天线ANT1用于无线射频信号的传送及接收操作，并可将接收到的无线射频信号传送至多工器221。多工器221具有信道CH1以及CH2，多工器221可依据所接收到的无线射频信号的频率来通过信道CH1或信道CH2来进行无线射频信号的传送操作。 
天线交换器231耦接至多工器221的信道CH1，天线交换器232则耦接至多工器221的信道CH2。天线交换器231可接收通过信道CH1传送的无线射频信号，并将无线射频信号转传送给第一调制解调器291。天线交换器232则可接收通过信道CH2传送的无线射频信号，并将无线射频信号转传送给第一调制解调器291或第二调制解调器292。 
值得注意的是，多工器221的信道CH1以及CH2分别对应不同的第一频带以及第二频带，而当传送至的无线射频信号的频率在第一频带间时，多工器221会通过对应第一频带的信道CH1来进行无线射频信号的传送操作，相对的，当传送至的无线射频信号的频率在第二频带间时，多工器221会通过对应第二频带的信道CH2来进行无线射频信号的传送操作。 
在此，天线交换器231可选择性地耦接至第一调制解调器291的多个分集传输端ORT2的其中之一，并通过信道CH1来使第一调制解调器291及天线ANT1间进行分集信号的传输操作。此外，天线交换器232则可选择性地耦接至第一调制解调器291的多个分集传输端ORT1的其中之一，并通过信道CH2来使第一调制解调器291及天线ANT1间进行分集信号的传输操作。 
第二调制解调器292具有多个收发端TRT2，且天线交换器232可选择性地耦接至多个收发端TRT2的其中之一。如此一来，第二调制解调器292可 通过被选中的多个收发端TRT2的其中之一来通过信道CH2来与天线ANT1进行通讯信号的传送或接收。 
值得注意的是，当第一调制解调器291以及第二调制解调器292同时要与天线ANT1间进行分集信号的传输操作时，天线交换器232可规划出一工作周期。并且，在工作周期中，天线交换器232耦接收发端TRT2的其中之一至天线ANT1，而相对的，在非工作周期中，天线交换器232则耦接分集传输端ORT1的其中之一至天线ANT1。 
为节省功率消耗，上述的工作周期与非工作周期的时间比可以设定为小于一预设临界值。 
在本实施例中，信道CH1所接收的无线射频信号可以为TDD-LTE B38/40分集接收信号或是FDD-LTE B7分集接收信号。也就是说，信道CH1对应的第一频带可介于2300百万赫兹与2690百万赫兹间。此外，信道CH2所接收的无线射频信号可以为TDD-LTE B39分集接收信号或是FDD-LTE B3分集接收信号亦或是GSM850/900/1800/1900的传输信号。也就是说，信道CH2对应的第二频带可介于824百万赫兹与1900百万赫兹间。 
附带一提的，多工器221可利用滤波器来建构，在一实施方式中，多工器221可对应第一及第二频带来分别配置第一及第二滤波器。其中，第一滤波器的可通过频段约等于第一频带，第二滤波器的可通过频段约等于第二频带。多工器221可以是一个双工器。 
另外，本实施例中的天线交换器232可将由信道CH2接收的TDD-LTEB39分集接收信号及FDD-LTE B3分集接收信号传送至第一调制解调器291，另将GSM850/900/1800/1900的传输信号传送至第二调制解调器292。 
以下请参照图3，图3绘示本发明另一实施例的无线通信装置的示意图。在图3中，无线通信装置300包括主天线ANT0、天线ANT1、主天线交换器330、天线交换器331～332、双工器321～322、第一调制解调器391以及第二调制解调器392。其中，双工器321～322组成一多工器。 
在图3中，由双工器321～322组成的多工器除具有信道CH1以及CH2外，还具有信道CH3。双工器321耦接在天线ANT1、双工器322以及第二调制解调器392间。双工器由天线ANT1接收无线射频信号并依据无线射频信号的频率来通过信道CH4或信道CH3以进行无线射频信号的传送操作。其中，信道CH3耦接至第二调制解调器392以将无线射频信号传送至信道 CH3，而信道CH4则耦接在双工器321及322间，以将无线射频信号传送至双工器322。 
举例来说明，在本实施例中，信道CH1可传输TDD-LTE B38/40的分集信号或是FDD-LTE B7的分集信号。信道CH2可传输TDD-LTE B39的分集信号、FDD-LTE B3的分集信号或是GSM1800/1900的传收信号。信道CH3则可传收GSM850/900的传收信号。其中，天线交换器332可将TDD-LTE B39的分集信号及FDD-LTE B3的分集信号传送至第一调制解调器391，并将GSM1800/1900的传收信号传送至第二调制解调器392。 
在本实施例中，信道CH3及信道CH4分别对应不同的频带，其中，对应信道CH3的频带的频率低于对应信道CH4的频带的频率。 
附带一提的，上述多个实施例中的第一及第二调制解调器可以是不同的两个调制解调器，也可以单一个调制解调器来实施。 
以下请参照图4，图4绘示本发明再一实施例的无线通信装置的示意图。无线通信装置400包括主天线ANT0、主天线交换器430、天线ANT1～ANT2、天线交换器430～432、第一调制解调器491以及第二调制解调器492。主天线ANT0耦接至天线交换器430，主天线交换器430并耦接至第一调制解调器491。天线ANT1耦接至天线交换器431，天线交换器431则耦接至第一及第二调制解调器491及492。天线ANT2耦接至天线交换器432，天线交换器432并另耦接至第一调制解调器491。 
主天线交换器430以及天线交换器431及432用以接收无线射频信号，并分别依据无线射频信号的频率分属于不同的频带，来将无线射频信号传送至第一调制解调器491或第二调制解调器492。 
主天线ANT0支持传送或接收(TRx)第一调制解调器291的所有通信标准的射频信号，其中包括TDD-LTE B38/39/40的传收信号、FDD-LTE B3/7的传收信号、TD-SCDMA B34/B38的传收信号、UMTS B1/2/5的信号传收以GSM850/800/1800/1900的传收信号。 
在另一方面，天线交换器431可当无线射频信号的频率介于824百万赫兹与1900百万赫兹间时，将无线射频信号传送至第一或第二调制解调器491或492。天线交换器432则可当无线射频信号的频率介于2300百万赫兹与2690百万赫兹间时，将无线射频信号传送至第一调制解调器491。 
举例来说，当无线射频信号为GSM850/900/1800/1900标准的传收信号 时，天线交换器431可将无线射频信号传送至第二调制解调器492，另外，当无线射频信号为TDD-LTE B39分集信号或是FDD-LTE B3分集信号时，天线交换器431可将无线射频信号传送至第一调制解调器491。 
天线交换器432则可将TDD-LTE B38/40标准的分集信号以及FDD-LTEB7标准的分集信号传送至第一调制解调器491。 
值得一提的是，通过天线交换器431，第一调制解调器491以及第二调制解调器492可以分时共享天线ANT1以进行分集信号或通讯信号的传收动作。并且，天线交换器431可设定一个工作周期，以在工作周期中使天线ANT1与第二调制解调器492相耦接以进行分集信号的传收操作，并在非工作周期中使天线ANT1与第一调制解调器491相耦接以进行通讯信号的传收操作。 
由上述的说明可以得知，本实施例的天线ANT1所需要接收的信号的频带的宽度可以有效地减小，如此一来，天线ANT1的硬件面积也可以有效地被减小。也因此，在将无线通信装置400配置手持式电子装置中，天线ANT1可以有较多的配置位置可以选择。以下请同步参照图4及图5，其中，图5绘示本发明一实施例的手持式电子装置的示意图。 
在图5中，手持式电子装置500具有相对的第一表面S1、第二表片S2以及侧面S3。而主天线ANT0可配置在手持式电子装置500的第一表面S1(例如手机的背面)上，较不易被使用者的守所遮蔽的部位(例如图5所示的下方)。天线ANT2则也可以配置在手持式电子装置500的第一表面S1或第二表面S2的合适的位置上。值得注意的是，天线ANT1由于不需要过大的面积，因此，可以有效地被配置在，手持式电子装置500的侧面S3上。如此一来，手持式电子装置500上的多个天线的配置位置可以有效地获得解决，减低机构设计上的困难。 
请参照图6，图6绘示本发明一实施例的无线通信装置的天线切换方式的流程图。其中，无线通信装置具有主天线、天线、第一调制解调器以及第二调制解调器。天线切换方法的步骤包括：在步骤S610中，当第一调制解调器通过其多个第一分集传输端自天线接收分集信号，且第二调制解调器通过其多个第二收发端自天线传送或接收通讯信号时，设定工作周期；并在步骤S620中，在工作周期内耦接多个第二收发端至天线，且在步骤S630中，以在工作周期外耦接多个分集传输端至天线。 
如此一来，第一以及第二调制解调器可以分时地通过天线来进行信号的 传输操作，提升天线的使用效率。 
综上所述，本发明通过针对各种不同的无线通信的标准所属的频带来设定天线与天线交换器间的相对配置关系，来降低所需要的天线的数量，或是降低天线接收的无线射频信号的频带宽度。如此一来，无线通信装置的硬件设计的困难度可以降低，并有效提升系统的效益。 
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。 

Claims (20)

1.一种无线通信装置，支持多种通信标准，包括：
一主天线，设置于该无线通信装置的一第一部分；
一第一天线，设置于该无线通信装置的一第二部分；
一第一调制解调器，具有多个第一收发端、对应该多个第一收发端的多个第一分集传输端以及多个第二分集传输端，其中该第一调制解调器通过该多个第一收发端自该主天线传送或接收通讯信号并通过该多个第一分集传输端自该第一天线接收分集信号；
一第二调制解调器，具有多个第二收发端，其中该第二调制解调器可通过该多个第二收发端自该第一天线传送或接收通讯信号，且当该第二调制解调器通过该多个第二收发端传送或接收通讯信号时，该第二调制解调器在一工作周期内启用该多个第二收发端；
一第一天线交换器，选择性地耦接该多个第一分集传输端或该多个第二收发端至该第一天线，
其中，当第一调制解调器通过该多个第一分集传输端自该第一天线接收分集信号且当该第二调制解调器通过该多个第二收发端自该第一天线传送或接收通讯信号时，该第一天线交换器在该工作周期内耦接该多个第二收发端至该第一天线，且在该工作周期外耦接该多个第一分集传输端至该第一天线。
2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中该第二调制解调器还具有多个第三收发端，其中该第二调制解调器通过该多个第二收发端或该多个第三收发端自该第一天线传送或接收通讯信号。
3.根据权利要求1所述的无线通信装置，还包含：
一多工器，耦接在该第一天线与该第一天线交换器间，具有一第一信道及一第二信道，其中该第一信道具有一第一频通带，该第二信道具有一第二频通带，该第一频通带、该第二频通带不互相重迭，其中该第一天线交换器选择性地耦接该第二信道至该多个第一分集传输端或该多个第二收发端。
4.根据权利要求3所述的无线通信装置，其中该多工器还具有一第三信道，该第三信道具有一第三频通带，该第一频通带、该第二频通带与该第三频通带不互相重迭，其中该多工器选择性地通过该第三信道耦接至该多个第三收发端。
5.根据权利要求3所述的无线通信装置，还包含：
一主天线交换器，选择性地耦接该主天线至该多个第一收发端的其中之一，其中，该第一调制解调器通过该多个第二分集传输端自该第一天线接收分集信号；以及
一第二天线交换器，选择性地耦接该第一信道至该多个第二分集传输端的其中之一。
6.根据权利要求3所述的无线通信装置，其中，该主天线接收一第一无线射频信号，且该主天线交换器传送一第一无线射频信号至该第一调制解调器，该第一天线接收一第二无线射频信号，且该多工器接收并依据该第二无线射频信号的频率来通过该第一信道或该第二信道以传送该第二无线射频信号，其中，该第二无线射频信号的频率在该第二频带间时，该多工器通过该第二信道以传送该第二无线射频信号。
7.根据权利要求6所述的无线通信装置，其中该第一频带介于2300百万赫兹与2690百万赫兹间，该第二频带介于824百万赫兹与1900百万赫兹间。
8.根据权利要求3所述的无线通信装置，其中该多工器还具有一第三信道，且该多工器包括：
一第一双工器，耦接在该第一天线与该第二调制解调器间，该第一双工器接收该第二无线射频信号并依据该第二无线射频信号的频率来通过一第四信道或该第三信道以传送该第二无线射频信号；以及
一第二双工器，耦接在该第一双工器、该第一天线切换器以及该第二天线切换器间，该第二双工器依据由该第四信道接收的该第二无线射频信号的频率来通过该第一信道或该第二信道以传送该第二无线射频信号。
9.根据权利要求8所述的无线通信装置，其中该第三信道及该第四信道分别对应一第三频带以及一第四频带，且该第三频带的频率低于该第四频带的频率。
10.根据权利要求9所述的无线通信装置，其中当该第二无线射频信号的频率在该第三频带间时，该第一双工器通过该第三信道以传送该第二无线射频信号，其中该第二无线射频信号的频率在该第四频带间时，该第一双工器通过该第四信道以传送该第二无线射频信号。
11.根据权利要求9所述的无线通信装置，其中该第三频带介于1710百万赫兹与1900百万赫兹间，该第四频带介于824百万赫兹与960百万赫兹间。
12.根据权利要求2所述的无线通信装置，还包含：
一第二天线，设置于该无线通信装置的一第三部分，
其中，该第一调制解调器还具有多个第二分集传输端，且该第一调制解调器通过该多个第一分集传输端或该多个第二分集传输端自该第二天线接收分集信号。
13.根据权利要求12所述的无线通信装置，还包含：
一主天线交换器，选择性地耦接该主天线至该多个第一收发端的其中之一；以及
一第二天线交换器，选择性地耦接该第二天线至该多个第一分集传输端及该多个第二分集传输端的其中之一。
14.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中当在该工作周期外时，该第一调制解调器的该多个第一分集传输端接收时分双工长期演进分集信号，或者，该第一调制解调器的该多个第二分集传输端接收频分双工长期演进分集信号。
15.根据权利要求14所述的无线通信装置，其中当在该工作周期内时，该第二调制解调器通过该多个第二收发端自该第一天线传送或接收全球移动系统通讯信号。
16.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中该工作周期与该非工作周期的时间比小于一预设临界值。
17.一种手持式移动装置，包括：
一本体，具有一第一表面、一第二表面以及一侧面；以及
如权利要求12所述的该无线通信装置，配置在该本体中，
其中，该第二天线配置在该侧面上。
18.根据权利要求17所述的手持式移动装置，其中该主天线配置在该第一表面或该第二表面上，该第一天线配置在该第一表面或该第二表面上。
19.一种无线通信装置的天线切换方法，该无线通信装置具有一主天线、一第一天线、一第一调制解调器以及一第二调制解调器，该天线切换方法包括：
当第一调制解调器通过其多个第一分集传输端自该第一天线接收分集信号，且该第二调制解调器通过其多个第二收发端自该第一天线传送或接收通讯信号时，设定一工作周期；
在该工作周期内耦接该多个第二收发端至该第一天线；以及
在该工作周期外耦接该多个第一分集传输端至该第一天线。
20.根据权利要求19所述的无线通信装置的天线切换方法，其中该工作周期与该非工作周期的时间比小于一预设临界值。
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