CN1113484C - 用于高功率发送无线信号的无线设备 - Google Patents

Abstract

无线设备包括一个开关部分，有一个在无线信号的发送和接收中操作的公共开关(4)，和一个仅在信号接收时操作的接收专用开关(3)。无线设备中还包括开关控制器(11)，控制公共开关连接发送部分和一个被选择的天线，并且还控制接收专用开关将接收部分和发送信号的公共开关隔离开。开关控制器还控制公共开关和接收专用开关，连接接收部分和在信号接收时被指定的天线之一。

Description

用于高功率发送无线信号的无线设备

发明领域

本发明涉及用于高功率发送无线信号的无线设备，它被用于一个TDMA(时分多址)系统和分集接收系统。这里，要注意无线设备可以防止本地振荡器特性和发送特性的任何损坏，还能防止诸如晶体管，滤波器或象接收器这样的部件由于高功率发送无线信号而引起的任何泄漏。

背景技术

传统的，用于TDMA系统的无线设备易于产生不希望的串扰或将来自发送部分的发送信号送到接收部分或甚至通过一个接收和发送信号共用的天线公用开关进入到一个本地振荡器中。这样被交叉发送的信号将被称为交叉分量。在多数这样的无线设备中，高功率发送的无线信号由于交叉分量不仅破坏本地振荡器特性还破坏发送器特性。另外，还经常出现发送信号的高功率电平由于其交叉分量损坏构成接收部分的晶体管，滤波器等的情况。

为了克服这样的交叉分量或干扰的影响，无线设备有一个BPF(带通滤波器)，只允许接收信号频率通过。具有这种结构，BPF能衰减高电平的发送信号并制止发送信号的交叉分量。

已经在日本未审查专利公开No.Hei6-6275中描述了另一种无线设备，该专利申请可简称作6275/1994。在这个公开中描述的无线设备能制止这样的发送信号串入接收部分。

参考图1，无线设备包括多个天线101和101N，多个天线公共开关102和102N，一个接收部分，一个发送部分和一个开关控制器111。每个天线公共开关102和102N切换天线101或101N和接收部分之间的连接及天线101或101N和用于无线信号发送部分的混合装置110之间的连接。接收部分执行天线101和101N的分集接收，而发送部分通过使用由接收分集选择的天线101和101N执行分集发送。

接收部分包括RF/IF(无线频率/中频)接收器103和103N，解调器104和104N，电平比较器105，和一个选择器106。为每个天线公共开关102和102N提供RF/IF接收器103和解调器104。电平比较器105比较解调器104和104N测量的信号电平，并通过分集接收确定一个RF/IF接收机103和103N。选择器106根据来自电平比较器105的信息选择解调器104和104N的一个输出。

另一方面，发送部分包括脉冲发生器107，调制器108，和IF/RF发送器109。脉冲发生器107从载波信号产生脉冲信号。调制器108用IF(中频)调制脉冲信号。IF/RF发送器109将IF调制信号转换为RF(射频)被作为无线信号发送到混合装置110。

混合装置110分别给天线101和101N分配RF信号或无线信号。开关控制器111控制天线公共开关102和102N，每一个连接天线101或101N和每个相应的接收部分以分集接收。然后通过开关控制器111，在接收无线信号时，在开关控制器111的控制下天线公共开关102或102N连接RF/IF接收器103或103N和由来自电平比较器105的信息所选择的天线101或101N。发送时，开关控制器111控制天线公共开关102或102N连接发送部分到在无线信号的接收中所用的相同的天线101或101N。这样进行分集发送。

本地振荡器112产生本地振荡信号，用于提供给RF/IF接收机103和IF/RF发送器109的信号的频率转换。然而，在上述公开中，振荡器开关113被置于本地振荡器112和IF/RF发送器109之间。结果，本地振荡器112只在向天线101或101N发送无线信号时和IF/RF发送器109相连接。

在通过上述结构发送无线信号的情况下，从本地振荡器112给发送部分本地振荡信号，并送到被从由接收分集所选择的天线101和101N发送出去的发送无线信号中。

另一方面，在信号接收期间，从发送部分向天线的无线信号的发送停止。因此，在无线信号接收过程中，即使天线，接收部分和发送部分之间的隔离不够充分，也可以保护发送无线信号不会串入信号接收侧。通过这种结构，可以实现良好的信号分集接收。

然而，在无线信号的发送过程中，如果隔离不够充分难以制止发送无线信号串入接收部分。

在上述无线设备中，高功率发送无线信号通过信号接收部分难免不进入本地振荡器。因此，提供BPF衰减预定频带内的发送信号。然而，这样的BPF设计困难并且结构复杂。因此，无线设备在结构和化费上都复杂。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种无线设备，用于高功率发送无线信号，能抑制任何由于高功率发送无线信号引起的结构部件泄漏，并且花费低体积小。

根据本发明的一个方面，用于高功率发送无线信号的无线设备包括多个天线，发送部分，接收部分，开关部分和开关控制器。特别是，第一部分是有一个公共开关和接收专用开关的开关部分。

公共开关被设置在天线和发送部分之间，用于在发送部分和在信号发送时所指定的天线之一之间进行连接。公共开关还在每个天线和接收信号的接收部分之间进行连接。接收专用开关被设置在公共开关和接收部分之间，用于在接收信号时在公共开关和接收部分之间进行连接；和

开关控制器，用于控制公共开关在发送部分和所选定的一个天线之间进行连接，还用于控制接收专用开关在发送信号时将接收部分和公共开关分离开。开关控制器还控制公共开关和接收专用开关在接收部分和接收信号时指定的天线之一之间进行连接。

如上所述的构造可以通过公共开关和接收专用开关两级将接收信号路径和发送信号路径分离开。因此，不需要BPF并且无线设备就变得便宜和体积小。

因此根据本发明的另一方面，无线设备包括接收部分，测量从所有天线连续接收的无线信号的RSSI并将其通知开关控制器。然后开关控制器进一步用于根据先前的分配控制所有开关依次在接收部分和全部天线的每一个之间进行连接。随后开关控制器接收和比较来自接收部分的RSSI，并在脉冲信号接收时隙前选择一个具有最高RSSI的天线。然后开关控制器还控制开关在接收部分和接收信号时的所选天线之间进行连接。这能够分集接收无线信号。

根据本发明的另一个方面，无线设备包括一个为天线之一的接收专用天线，它和接收专用开关连接仅用于信号接收。开关控制器还控制接收专用开关，在整个信号发送时间和信号接收时指定这个天线的时间用于在接收部分和接收专用天线之间进行连接。这能简化用于开关控制器的每个天线的开关控制。

附图说明

图1是传统无线设备的一个例子的框图；

图2是根据本发明第一实施例的无线设备的框图；

图3是图2所示的无线设备的操作的时序流程图；

图4是根据本发明第二实施例的无线设备的框图；

图5是根据本发明第三实施例的无线设备的框图

下面将参考附图描述本发明的实施例。

具体实施方式

参考图2，根据本发明第一实施例的无线设备被用于在TDMA系统和分集接收系统中发送高功率发送无线信号。

无线设备包括一个接收专用天线1，一个公共天线2，无线频率开关部分，接收部分，发送部分，本地振荡器10，和一个开关控制器11。无线频率开关部分包括一个接收专用开关3和一个用于发送和接收的公共开关4。接收部分包括一个RF/IF接收机5和一个解调器6，而发送部分包括一个脉冲发生器7，调制器8和IF/RF发送器9。

和上述传统无线设备的不同点如下。

接收部分只包括一组RF/IF接收机5和一个解调器6用于多个天线1和2。所示开关部分包括两个开关，一个是公共开关4被设置在用于信号发送和接收部分的天线之间，公共开关4将来自被连接的天线的无线信号送到用于接收信号的接收部分一侧，并将来自发送部分的无线信号送到被连接的天线用于信号发送。另一个是接收专用开关3，被设置在公共开关4和接收部分之间。接收专用开关3通过公共开关4连接接收部分和专用于接收的天线或天线之一。因此，在无线信号发送期间，可以将和接收部分相连接的信号路径和发送部分和被用于发送无线信号的天线之间的信号路径分离开。

接收专用天线1和接收专用开关3连接，而公共天线2和公共开关4连接。

接收专用开关3彼此切换两个连接。一个连接在RF/IF接收机5和接收专用天线1之间建立。另一个连接在RF/IF接收机5和公共开关4之间建立。公共开关4也在两个连接之间切换。一个连接位于IF/RF发送机9和公共天线2之间。另一个连接位于公共天线2和接收专用开关3之间。

RF/IF接收机5在接收专用天线1和公共天线2连续接收无线信号。无线信号经接收专用开关3被发送而来自公共天线2的无线信号被经过接收专用开关3和公共开关4发送，从接收专用天线1发送到IF/RF无线接收机。通过利用无线信号和来自本地振荡器10的本地振荡信号之间的频率差，无线信号在频率上被转换为IF信号。

解调器6将从IF/RF接收机5接收的输出信号解调为解调信号。解调器6连续测量和计算从天线1和2接收的无线信号的RSSI，并发送和RSSI对应的RSSI信号给开关控制器11。两个被计算的RSSI之一称为根据接收专用天线1的接收专用RSSI，而另一个被称为根据公共天线2的公共RSSI。同样，两个RSSI信号可以被称作接收专用RSSI信号和公共RSSI信号。

脉冲发生器7产生对应于载波信号的脉冲信号，发送脉冲信号给调制器8，并将脉冲信号的发送时隙通知开关控制器11。调制器8用调制信号调制从脉冲发生器7接收的载波信号，并将经调制的信号发送给IF/RF发送机9。响应从调制器8接收的IF调制信号和从本地振荡器10接收的本地振荡信号，IF/RF发送器9通过公共开关4给公共天线2发送无线信号。

本地振荡器10给RF/IF接收机5和RF/IF发送机9发送本地振荡信号以在RF和IF之间转换。开关控制器11控制两个开关的连接和开关操作。随后将描述开关控制操作。

参考图3和图2，将描述无线设备的操作，主要是开关控制器11的开关控制操作。

脉冲发生器7产生的脉冲信号排列在图3中沿顶部的线所示的天线发送接收信号的时隙中。另外开关控制器11产生两个控制信号，一个是用于控制公共开关4的公共控制信号而另一个是用于控制接收专用开关3的接收专用控制信号。

开关控制器11根据从解调器6发送的两个RSSI信号和由脉冲发生器7指定的时隙向接收专用开关3发送接收专用控制信号。另一方面，开关控制器11向公共开关4发送公共控制信号。

在图3中，时隙“a”位于由脉冲发生器7给出的时隙序列内的发送时隙的尾沿和接收时隙的始沿之间。

在时隙“a”的第一半部分或前半部分，开关控制器11向接收专用开关3发送“L”电平接收专用控制信号，而不影响发送时隙的连接条件。因此，解调器6首先通过接收专用天线1接收来自RF/IF接收机5的接收专用侧的接收信号，并在接收专用侧获得无线信号RSSI。接着解调器6向开关控制器11发送对应于获得的接收专用侧RSSI的接收专用侧的RSSI信号。

另一方面，开关控制器11在发送时隙的尾沿向公共开关4发送“H”电平的公共控制信号，以定义一个时隙“a”的始沿。因此，公共开关4将和公共天线2的连接从IF/RF发送机9切换到接收专用开关。结果，在开关控制器11接收接收专用RSSI信号时，公共天线已经被通过公共开关4连接到接收专用开关3上。

自开关控制器11接收到专用RSSI信号时开始出现时隙“a”的第二部分。响应接收专用RSSI信号，开关控制器11将接收专用控制信号从“L”电平转换到“H”电平。因此，接收专用开关3连接公共天线2到RF/IF接收机5。结果，RF/IF接收机5接收从公共天线2通过公共开关4接收的公共侧无线接收信号。因此，RF/IF接收机5获得公共侧RSSI，并向开关控制器11发送对应于获得的公共侧RSSI的公共侧RSSI信号。

通过上述这样的过程，开关控制器11在时隙“a”的前半部分接收专用RSSI信号，然后在第二部分接收公共侧RSSI信号。接着，开关控制器11比较从接收的RSSI信号获得的两类RSSI的电平，并选择一个有较高电平的RSSI。另外，开关控制器11向接收专用开关3发送接收控制信号，用于将RF/IF接收机5和对应于上述所选RSSI的天线连接。

因此，在接收专用侧RSSI有较高电平时，开关控制器11在接收时隙“b”发送“L”电平接收专用控制信号。结果，在接收专用开关3中，接收专用天线1和RF/IF接收机5相连接。另一方面，在公共侧RSSI有较高电平时，开关控制器11发送“H”电平接收专用控制信号。结果，接收专用开关3连接公共天线2和RF/IF接收机5。

在发送时隙“C”，开关控制器11发送“L”电平接收专用控制信号给接收专用开关3，而不管接收专用天线1或公共天线2的任何电平选择。因此开关控制器11控制接收专用开关3连接RF/IF接收机5和接收专用天线1。另一方面，从开关控制器11发送的公共控制信号被从“H”电平变换到“L”电平，接着公共开关4通过开关操作连接公共天线2和IF/RF发送器9。

结果，从IF/RF发送器9发送的无线信号被以无线波的形式从公共天线2经公共开关4发送。在这种情况下，由于每个接收专用开关3和和公共开关4彼此隔离，发送无线信号不会串入RF/IF接收机5中。

在以上描述中，可以通过将接收专门应用和公共应用分隔开，防止发送信号串入RF/IF接收机5中。公共开关4和接收专用开关3彼此串联被连接在公共天线2和RF/IF接收机5之间。

如同RSSI的多数正确测量序列，来自接收专用天线1的接收信号最初被以上述方法指定和接收。然而，如下所述可以采用不同的结构。

参考图4，将描述有多个公共天线2-2N的无线设备。在这种情况下，在多个天线2-2N和公共开关4之间提供天线开关。和图2所示有相同功能的结构部件(除天线开关20)被包括在所示设备中并以不同的方式操作。

天线开关20连接发送部分到每个公共天线2-2N，它是在信号发送期间在开关控制器的控制下在发送上选择的。在信号接收期间，接收专用开关3在开关控制器的控制下，切换接收部分和被与公共开关4隔离开的接收专用天线1之间的连接。之后，天线开关20以预定顺序通过公共开关4和接收专用开关3顺序连接多个天线2-2N到接收部分。

参考图5，将描述根据另一实施例的无线设备，有多个和上述图4所述不同的天线21-21N，和天线开关22-22N。在所述例子中，分别和公共天线21-21N一一对应的提供天线开关22-22N，并位于公共开关4和公共天线21-21n之间。其它部件以结合图2所示的方法操作。在图5所示的实施例中，还可以象其它实施例一样包括接收专用天线，尽管未在图5中示出。

如上所述，根据本发明的无线设备结构简单，因为接收部分有一对RF接收机和调制器。因为无需BPF，无线设备可以制止任何串入接收部分的发送信号。因为分别为接收部分和和发送部分准备了两个开关。也就是通过这两个开关，每个天线和发送部分之间的连接被从其它的连接路径隔离开，尤其是接收部分。结果，无线设备省去了为标准设计的任何BPF。因此无线设备不贵且体积小，并且可以防止结构部件的泄漏。

因为任何一个天线都是从由开关控制器控制的多个天线中选择的，无线设备可以进行各种接收。

另外，由于接收部分在解调器中计算自两个天线中每一个接收的RSSI并且由所述开关控制器选择获得较高电平RSSI的天线，无线设备能更有效地进行分集接收。

除了分集接收外，无线设备能通过使用在分集接收时所选择的每个天线进行分集发送。

Claims (6)

1.根据无线信号操作的无线设备，包括多个天线，用于发送无线信号的发送设备，用于接收无线信号的接收设备，所述无线设备进一步包括：

公共开关，设置在所述天线和所述发送设备之间，用于在所述发送设备和在信号发送时所指定的所述天线之一之间进行连接，和接收信号时用于在每个所述天线和所述接收设备之间进行连接；

接收专用开关，设置在所述公共开关和所述接收设备之间，用于只在接收信号时在所述公共开关和所述接收设备之间进行连接；

开关控制器，用于控制所述公共开关在所述发送设备和所选定的一个所述天线之间进行连接，用于控制所述接收专用开关在发送信号时将所述接收设备和所述公共开关分离开，并用于控制所述公共开关和所述接收专用开关在所述接收设备和接收信号时指定的所述天线之一之间进行连接；以及

一个天线开关，用于在所述公共开关和被指定的所述天线之一之间进行连接；所述开关控制器被进一步用于控制所述天线开关，在所述公共开关和分别被分配给信号接收和信号发送的时隙所指定的所述天线之一之间进行连接。

2.如权利要求1的无线设备，其特征在于所述天线包括和所述接收专用开关连接的单一接收专用天线，只在信号接收时使用；

所述开关控制器用于控制所述接收专用开关，以在整个信号发送时间和在信号接收时指定这个天线时在所述接收设备和所述接收专用天线之间进行连接。

3.如权利要求1的无线设备，其特征在于所述开关控制器控制所述开关在接收信号时顺序连接每个所述所有天线和所述接收设备。

4.如权利要求1的无线设备，其特征在于：

所述接收设备用于测量从所有所述天线顺序接收的无线信号的RSSI并将其通知所述开关控制器；

所述开关控制器用于根据先前的指定控制所述所有开关依次在所述接收设备和全部所述天线的每一个之间进行连接，用于在信号接收时隙前响应来自所述接收装置的RSSI连接一个具有最高RSSI的天线，并用于在所述接收设备和接收信号时的所述所选天线之间进行连接。

5.如权利要求2的无线设备，其中所述开关控制器还用于控制所述接收专用开关，首先连接在所述接收设备和所述接收专用天线之间，接着在接收信号时隙之前连接在所述接收设备和所述公共开关之间。

6.如权利要求1的无线设备，其特征在于所述天线包括一个和所述接收专用开关相连接的接收专用天线，只在信号接收时使用；

所述天线包括一个公共天线，为接收专用天线的其它天线之一，并被公共使用；

所述接收设备用于测量从所有所述天线连续接收的无线信号的RSSI并将其通知所述开关控制器；和

所述开关控制器首先用于控制所述接收专用开关顺序连接在所述接收设备和所述接收专用天线之间，接着控制所述所有开关根据先前的指定顺序连接在所述接收设备和所述公共天线之间，用于在信号接收时隙之前响应来自所述接收装置的RSSI选择一个具有最高RSSI的天线，并用于在信号接收时连接在所述接收设备和所述选择的天线之间。

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