CN111566955A - 确定要传输的信号的频率范围的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关用于在终端设备和天线或天线连接之间的无线电信号放大的方法和装置。该装置通过电路布置，具有一个放大单元和一个探测单元，该探测单元具有为不同频率范围设计的信号分支和一个功率探测器。从终端设备接收的传输信号至少分为第一信号部分和第二信号部分。第一信号部分应用于探测单元的信号分支。第一信号部分的频率范围由探测单元的信号分支在功率探测器上的时间连续应用来确定，以便评估第一信号部分的功率。对于第二信号部分，在放大单元中根据探测单元确定的频率范围调整信号路由。至少第二信号部分通过放大单元进行放大。

Description

确定要传输的信号的频率范围的方法和装置

背景

本发明涉及一种在终端设备与天线或天线连接之间放大无线电信号的方法，以及用于执行这种方法的电路安排。特别是，在发射和/或接收信号的情况下，该放大装置的作用是补偿终端设备和天线之间的信号传输衰减。

例如，这种电路安排用于机动车辆中的终端设备的操作，例如移动电话等形式的终端设备。电路布置旨在改善车内移动电话的接收效果。

在这样的示例性方案中，手机可以通过电路和无线电频率线与机动车的外部天线连接。在这种情况下，有必要补偿移动电话和机动车辆外部天线之间的信号传输衰减。移动电话与外部天线的连接方式可以是采用有线或无线。在有线连接的情况下，必须补偿电缆、高频线路以及(如果适用)电路组件或连接到该组件的其他部件的衰减。通常情况下，这种衰减是已知的和/或可以明确确定的。在无线连接的情况下，还必须考虑到空气接口上发生的衰减。这通常是可变的，需要对增益进行自适应调整。还可以设想一种示例性的方案，其中电路的任务是在各自的移动电话标准规定的功率范围内放大移动电话信号。

现代移动电话一般支持不同频率范围内的多种通信标准，如全球移动通信系统(GSM)、通用移动通信系统(UMTS)、长距离演进(LTE)等，采用不同的传输方式。为了在使用不同的通信标准时提供可靠的运行，电路布置必须支持这些不同的标准和/或载波频率。这就意味着，这种电路排列必须为不同的频率范围提供经过专门调试的放大器。但是，由于激活的放大器会干扰另一个放大器的频率范围，所以通常只需要对终端设备当前使用的频率范围进行放大。此外，功耗是另一个需要考虑的方面。因此，不应激活未使用的频率范围的放大器。通常情况下，最好只打开当前所需的放大器路径，以尽量减少电路工作量、相互干扰和功耗。还可以通过相应的上行和/或下游开关来关闭需要的信号路径。例如，这意味着当在特定频段检测到发射信号时，相应的发射放大器路径将打开，其他信号路径被关闭和/或其放大器被断电。

因此，为了激活所需的频率范围内的正确放大电路，电路布置必须能够准确识别传输的频率范围，即当前使用的标准和/或载波频率。只有这样，才能为这种频率范围配置电路布置。例如，通过探测单元对频率范围进行检测，该探测单元分析要放大的信号，然后确定相应的频率范围。根据该确定的频率范围，可以对电路布置进行配置，例如，通过切换相应频率范围内包含放大器的各自的信号分支来配置。通常，对终端设备发送的信号进行评估以确定相应的频率范围。然后，该放大电路被配置成发射和接收两种工作方式。在终端设备没有检测到传输信号的情况下，不会对传输信号的特定频率范围进行放大。相反，在这种情况下，所有支持的接收频段都优选地从天线向终端方向放大，发射路径停用。例如，如果需要适合多个频率范围，可以在预设的帮助下完成此操作。还可以设想透明地传输接收信号，即不放大天线到终端设备。

在德国的公开文件DE 10 2006 010 963 A1中描述了电路排列，从而能够探测相应的频率范围和相应的放大电路配置。探测使用多个专为特定频率范围设计的探测器进行。具体来说，GSM技术和UMTS技术都要使用单独的探测器。但是，使用多个探测器的缺点是，特别是在多频段系统中，电路比较复杂，对于较新的无线电标准的传输信号的检测，其扩展的灵活性较差。

为了弥补这一缺点，德国的公开文件DE 10 2009 027 358 A1提出了“轮询操作”的建议，目的是通过只使用一个探测器来降低电路复杂度。此轮询模式允许将针对不同频率范围设计的不同信号分支连接到探测器。这使得所有不同的频率范围，例如不同的手机标准，只需使用一个探测器即可。

然而，本文所描述的轮询操作有一个致命的缺点，即不支持现代切换方法，如带间切换或频率间切换。例如，在这种切换中，移动电话在持续通信期间切换到不同的频率范围。现代移动电话还能够在若干通信标准之间切换，例如通过所谓的RAT间切换(RAT+无线电接入技术)，必要时将更改为另一个频段。移动电话切换到另一频率范围的交接程序，例如，在进行中的通信过程中交接，以下简称为"带间交接"。前述公开文件DE 10 2009 027358 A1中公开的电路布置并不适合于此目的，因为探测单元永久地监视探测到的信号，但只要在信号分支中探测到可用的信号，就会保持在特定的放大配置中。这意味着移动电话使用的信号不会在另一个频率范围内探测到，或者识别得很晚。

但是，电路布置的可靠运行需要可靠确定有源频段，即频率范围。相应地，电路布置必须能够不断地监测和比较各个频率范围内的信号功率水平，也就是说，在运行的传输过程中也是如此。在实践中，事实证明，电路很难在传输过程中检测到频带变化，因为所需的滤波器的去耦频率必须非常大。或者，在德国公开的DE 10 2009 027 358 A1号文件的电路安排中，首先需要为每个频率范围引入一个单独的探测单元，因为通过单一的探测器进行评估将要求连续不断地继续进行轮询操作，然而，这将导致信号传输中断。然而，单独采用几个探测单元并不能提供足够的解决方案，因为每次开关都会中断射频路径，即需要进一步的概念调整。此外，如DE 10 2006 010 963 A1所述，提供多个探测单元又会导致不理想的电路复杂性。

上述电路布置的另一个缺点是，在没有传输信号的情况下，不同的信号分支(对应于不同的频率范围)会持续切换，因此无法同步到传输信号的开始时间。

因此，本发明的任务是提供一种用于在终端和天线之间放大无线电信号的电路布置和相应的方法，该电路布置和相应的方法在操作过程中识别和支持所述现代交接方法，且没有明显的时间延迟。因此，应特别规定，在不干预正在进行的放大操作和不增加交换技术努力的情况下，可以永久监测所有支持的频率范围。

总论

该目的通过独立权利要求的方法和电路来实现。在从属权利要求中要求保护有利的实施例。

根据本发明中提供的用于通过电路布置在终端与天线或天线终端之间放大无线电信号的方法，包括一个放大单元和一个探测单元。该探测单元具有为不同频率范围设计的信号分支和一个功率探测器，并包括接收来自终端的传输信号，将传输的信号分成至少一个第一信号部分和一个第二信号部分。将第一信号部分应用于探测单元的信号分支，通过将探测单元的信号分支按时间顺序应用于功率探测器以评估第一信号部分的功率，确定第一信号部分的一个频率范围；根据探测单元确定的频率范围在放大单元中设置第二信号部分的信号引导，并通过放大单元对至少第二信号部分进行放大。

由于至少分为两个信号部分，因此可以将探测单元与放大单元独立布置。因此，在运行传输过程中，即在放大单元对发射和接收信号进行放大时，可以借助于探测单元进行频率范围的确定。这样一来，终端设备就可以使用切换程序，如带间切换，同时又能接受电路的最佳放大。此外，在放大过程中可以检测到干扰信号，在某些情况下，干扰信号可能会交叉耦合到探测单元的有用频率分支，终端设备的带间载波聚合(不同频段的两个上行信号)。对于按照本发明的安排，最好只使用一个探测单元，即避免使用多个探测单元时产生的电路复杂性。探测单元独立于放大单元的优点还在于探测单元可以调查其他频率范围，以及比放大单元应该放大的频率范围更大的频率范围。因此，可以对有用信号和干扰信号进行可靠的判断。

优选地，终端设备的发射信号通过无线电接口接收。为此，电路布置可能具有信号耦合装置，即接收终端设备的无线无线电信号的传输设备，并用于进一步处理耦合成高频线和/或接收终端设备的信号。这些信号从汽车天线接收，并通过高频线路和电路布置引导到终端设备方向的无线传输。取消了终端设备和电路之间的有线连接，从而取消了天线的连接，使天线具有更大的空间灵活性和额外的舒适性。

另外，终端设备也可以通过电缆与电路连接，这样可以避免无线电连接时产生的干扰。

优选地，分离发射信号包括使用至少一个定向耦合器或分路器对发射信号功率进行分离。

优选地，所述终端设备的传输信号中的第一信号部分的功率低于第二信号部分。这意味着只有一小部分功率被用于检测，第二部分信号可以传递给放大电路和/或天线，而不会有大的功率损失。因此，在进行频率范围确定的同时，支持连续传输，并在高频信号的进一步处理方面具有优势，如降低了对放大器的元件要求。

优选地，为不同频率范围而形成的信号分支，每个信号分支至少有一个带通滤波器。使用带通滤波器可以将信号滤波到功率检测器评估信号的频率范围。

优选地，所确定的频率范围对应于无线电标准的频率范围，特别是移动无线电标准和/或本地无线网络标准。因此，不同频率范围的不同信号分支可以支持不同的标准或载波频率。通过在探测单元中添加另一个信号分支，并在放大单元中增加一个相关的放大电路，也可以相对容易地补充新标准的频率范围，这也是针对新标准的频率范围设计的。

优选地，连续确定第一信号部分的频率范围。这样可以对传入的信号做出快速反应，因为检测是连续进行的。

或者，由于触发事件，开始确定第一信号部分的频率范围。例如，这可以通过与传输信号相对应的触发事件来实现。例如，控制单元在探测单元的帮助下检测发射功率的阈值溢出，该探测单元处于初始状态，其中信号通过宽带，例如在没有带通滤波器的情况下，检测到传输功率阈值已经超过了传输功率阈值，从而可以开始确定频率范围。这样，可以实现从确定频率范围到传输信号开始的时间同步。

优选地，为不同频率范围形成的探测单元的信号分支各包含一个或共同的高频放大器。也可以提供一个或多个信号分支，每个信号分支至少有一个高频放大器，而两个或多个信号分支共享一个共同的高频放大器。在任何情况下，这种实施例都允许更可靠地确定所使用的频率范围。

优选地，确定第一信号部分的频率范围包括将按时间顺序施加到功率检测器上的至少一个信号的信号功率与阈值功率进行比较。通过比较阈值，可以判断出该频率范围内是否有信号存在，因此放大单元应该对该频率范围内的信号进行放大。

或者，确定第一信号部分的频率范围包括将按时间顺序施加到功率检测器的第一信号的信号功率与按时间顺序施加到功率检测器的第二信号的信号功率进行比较。因此，电路布置可以确定信号分支产生的频率范围，具有最大的信号功率。

优选地，按时间顺序施加到功率检测器上的信号分别转换为直流电压。上述比较最好通过转换的信号进行，从而简化信号的后续处理。

优选地，在放大单元中，设置第二信号部分的信号路由涉及切换信号分支，该信号分支具有一个或多个为确定的频率范围设计的放大器。

针对不同的频率范围设计的放大器可以位于不同的信号分支上。因此，只需改变信号分支就可以将放大单元调整到确定的频率范围。这种设计为不同可切换信号分支的设计，具有电路可以轻松集成新信号分支的优点，这种信号分支再次覆盖了新的频率范围。

优选地，从终端设备发送的两个信号和从天线接收的信号都使用放大单元进行放大。

因此，该电路还允许在天线接收到的信号在确定的频率范围内被放大。特别是，传输方法可以由TDD(时分双工)或FDD(频分双工)方法支持。其中在TDD方法中，一次只放大发射或接收信号，而在FDD方法中，传输和接收信号同时被放大。

优选地，至少第二信号部分的放大是通过放大单元设计的，使终端设备与天线或天线连接之间的信号传输衰减得到补偿。因此，该电路布置可以考虑到终端不在室外，而是位于机动车辆内部并连接到外部天线这一事实。

本发明的方法最好进一步设计，在将第二信号部分的信号路由设置在放大单元中，并通过放大单元对至少第二信号部分进行放大后，接收来自终端设备的进一步传输信号，将该进一步传输信号至少分成第一进一步信号部分和第二进一步信号部分。将第一个进一步信号部分应用于信号的至少一个信号分支，以及包括通过连续将探测单元的至少一个信号分支连接到功率探测器，以评估第一进一步信号部分的功率来确定第一进一步信号部分的频率范围。现有信号分支的全部或仅一部分可以用于评估，因此使用了频率范围的子集。连接到信号分支时，如果连接到电源探测器或两者同时连接时，可以选择要分析的频率范围。这意味着可以根据不同的情况使用不同的频率范围进行检测，如根据当前设置的放大值等。

因此，探测单元能够执行移交程序，如频段间切换、频率间切换或RAT间切换，同时通过电路布置进行最佳优化。特别是，运行传输不会因探测单元的连续频率范围测定而中断。此外，在放大过程中可以检测到干扰信号，在某些情况下，干扰信号可能会交叉耦合到探测单元的有用频率分支，终端设备的带间载波聚合(不同频段的两个上行信号)。

探测单元的信号分支的时序应用是通过将探测单元的信号分支切换到功率探测器来进行的。这可确保仅将一个信号分支连接到电源检测器进行评估。

此外，还可以检测到干扰信号的优选配置。这是通过以下事实进行的，即探测单元将应用信号分支的电源与至少一个带通滤波器与应用宽带信号分支的电源进行比较，最好没有带通滤波器。当应用带通滤波器的信号分支时，功率检测器的功率级别比使用没有带通滤波器的信号分支时低得多，因此可以检测到干扰信号。从而提高了所进行的频率范围测定的准确性。

根据本发明对终端装置和天线之间无线电信号的放大进行电路排列、分配传输单元、设置接收来自终端装置的发射信号，即一种分配手段。它设置将发射信号至少分为第一信号部分和第二信号部分、一个探测单元、具有针对不同频率范围信号分支形成的动力检测器。并设置将第一信号部分连接到探测单元的信号分支和第一信号部分的频率范围；并暂时连续放置信号单元的信号单元确定功率检测器，用于评估第一信号部分(控制单元)的功率检测器。该控制单元根据探测单元和放大单元确定的频率范围调整放大单元中第二信号部分的信号制导，该控制单元设置为至少放大第二个信号部分。

按照本发明的电路布置，使得实现已经解释过的有关方法的优点成为可能。

附图

下文将用图纸描述进一步的实施例和设计，其中：

图1示出了根据本发明实施例绘制的用于放大终端与天线之间的无线电信号的电路布置，

图2示出了根据本发明实施例绘制的用于放大终端与天线之间的无线电信号的电路布置，

图3示出了根据本发明的一个实施例的一种在终端和天线之间放大无线电信号的方法的流程图，

图4a至显示了如图2所示的频率范围测定以及在确定的频率范

4c围内的放大的详细电路布置，

图5a示出了根据图2的详细电路布置，在无传输信号的情况下根据本发明的一个实施例的放大，以及

图5b根据图2的详细电路布置示出了根据本发明的另一个实施例在没有传输信号的情况下的放大。

详细描述

图1示出了根据本发明实施例绘制的用于放大终端与天线之间的无线电信号的电路布置。

图1所示的电路布置8连接终端1和天线2，该终端1最好是能够进行无线通信的电子设备，如手机、智能手机、调制解调器或无线电模块等。例如，天线2是外部连接到机动车辆的天线或天线连接。终端1和天线2本身不属于电路的一部分。

电路布置8用于放大由终端1发射的信号，也称为发射信号，和/或由天线2接收的信号，也称为接收信号。电路组件8的放大设计可以补偿天线2和终端设备1之间的信号功率衰减。

电路组件8优选包括探测单元4、放大单元5和控制单元3。探测单元4用于确定要放大的频率范围。控制单元3可根据探测单元4确定的频率范围进行配置，必要时可根据探测单元4确定的频率范围对放大电路进行调整，放大单元5对确定的频带内的信号进行放大，例如在FDD程序中同时发射和接收信号。

电路排列8择优借助于传输单元10接收终端的传输信号，以借助于电路排列进行基于线路的进一步处理。并且在由电路排列进行进一步处理之后将天线单元2的接收信号传输至终端1。但是，传输单元10不是本电路排列必需的部分。

传输信号方向连接耦合器9到传输单元10，该接口用于将终端的传输信号分为(至少)第一信号部分和第二信号部分，并将第一信号部分馈送到传输信号功率探测器4，并将第二信号部分馈送到放大单元5。此外，电路布置8可以设计成这样的方式，使来自天线2的接收信号也通过耦合单元9进行引导。

放大单元5优选地被设计成同时放大接收信号和发射信号。频率范围的检测在首选实施例中，在发射信号的帮助下进行。

图2示出了根据本发明实施例绘制的用于放大终端与天线之间的无线电信号的电路布置。

电路布置8的详细图示，具有探测单元4、放大单元5、传输单元10、耦合单元9和控制单元3。控制单元3显示为一个独立的单元，但它也可以与探测单元4组成控制和探测单元。

如上所述，传输单元10构成与终端装置的接口，耦合单元9用于将终端装置的传输信号分成第一信号部分和第二信号部分，并将第一信号部分送至探测单元4，第二信号部分送至放大单元5。

图2所示的版本是通过耦合器将接收的传输信号分成第一信号部分和第二信号部分。

终端接收的传输信号可以通过无线电接口或电缆在传输单元10处接收。终端和电路布置之间不存在有线连接，因此天线能够支持各种终端设备，无需统一的电缆接口，以及更大的空间灵活性和额外的便利性。这意味着用户在进入车辆时不必通过电缆将终端设备连接到外部天线，但由于无线技术，无需进一步干预即可使用。电缆的优点是避免了无线电接口上可能出现的干扰。

耦合单元9包括，例如，定向耦合器或分流器。此外，可以使用多个耦合器分离信号部件，然后这些部分可以馈送到不同的信号分支，以确定探测单元中的频率范围。图2所示的实例只包含一个耦合器。

耦合单元9实现解耦，其中，终端设备的发射信号的第一信号部分优选具有比第二信号部分更低的功率。这意味着只有一小部分功率被用于检测，第二部分信号可以传递给放大电路和/或天线，而不会有大的功率损失。因此，在进行频率范围确定的同时，支持连续传输。

如上所述，第一个信号部分被路由到探测单元4。例如，这包括第一个信号分配单元41(如开关、电源分频器或交叉)，该单元将第一个信号部分路由到各信号分支42a至42c，必要时还包括信号分支45。信号分支42a至42c分别设计成不同的频率范围和/或不同的传输方式。如果有条件的话，可以将信号分支45设计成宽带。

例如，不同的频率范围对应于不同无线电标准的频率范围。这种无线电标准尤其可以是移动无线电标准和/或本地无线网络标准。不同的频率范围也可以覆盖同一标准的不同载波频率。

在本实施例中，示出了三个不同的信号分支42a至42c。但是，根据电路安排要支持多少个不同的频率范围，可以使用少于或超过三个信号分支。当引入新的无线电标准时，可能会出现新的频率范围。通过在探测单元中增加另一个信号分支，可以很容易地增加新的频率范围。

不过，这也需要在放大单元中加入适当的放大电路，后面会详细介绍。

信号分支42a至42c的数量与要放大的频率范围的数量无关。例如，要检测的频率范围的数量可能超过要放大的频率范围的数量。

为频率范围而形成的信号分支(如信号分支42a)可以过滤掉其设计频率范围内的信号部分，例如900或1800MHz。这可以通过使用52a带通滤波器来实现。

信号分支42a到42c优选通过第二个信号分配单元43连接，特别是开关，连接到功率检测器44。如果开关已用作第一信号分配单元41馈送第一个信号部分，则信号分支42a到42c与电源探测器44的连接也可以通过第二个信号分配单元43进行，例如，该单元设计为交叉。至关重要的是，电路布置提供了将信号分支42a切换到42c的方法。第二个信号分配单元43或第一个信号分配单元(开关)41与第二个信号分配单元(频率交叉)43组合在一起，将不同的信号分支42a连接到电源探测器。顺序创建可以定期完成，也可以由事件控制。因此，只有信号分支的信号部分被引导到功率检测器44。其他信号分支目前未连接到功率检测器44。这种不同信号分支的旋转，使得大量的信号分支只能用一个功率检测器来检测。这就降低了电路的复杂度，节省了元器件。

如果将第一个信号部分作为第一信号分配单元41应用于不同的信号分支，而不是一个分频器，则必须确保它与该开关同步切换。该开关用于第二信号分配单元43(下称也简称：开关43)。这是确保耦合单元9或终端设备发送的信号接收器与功率检测器44之间的闭合信号路径所必需的。

第一信号部分的频率范围的确定可以连续执行或由触发事件启动。相应地，开关43可以通过各个信号分支连续切换，也可以在接收到触发事件时才开始切换。

连续切换各个信号分支的优点是可以对传入的信号做出快速反应，无需等待相应的触发事件。但是，使用触发事件的好处是，可以实现从确定频率范围到传输信号开始的时间同步。

这样的触发事件可以通过使用功率检测器来确定是否收到来自终端设备的发射信号来实现。这可以通过在没有接收到传输信号的操作期间将开关43切换到传输分支45来实现，该传输分支45不是为特定的频率范围而设计的，但至少是足够宽的，因此所有支持的发射频率范围都传递到功率检测器44。为此，发射分支45与为每个特定频率范围形成的信号分支42a到42c不同，其可能没有带通滤波器，或带通滤波器的设计是为了通过所有频率范围内的频率(有用频段)进行评估。

在下一个步骤中，功率检测器44可以将从不同信号分支接收到的信号转换为直流电压信号，从而进行简单的评估，并与其他值(如阈值)进行细微比较。

功率检测器44将转换后的信号传递给控制单元3，控制单元3就可以对信号进行分析。然后，控制单元3可以利用该信号来确定相应的频率范围，或者，如果信号是通过信号路径45路由的，则可以确定信号的存在。

这可以通过将控制单元3接收到的信号与阈值和/或与先前获得的值进行比较来实现。需要保存这些值，与以前记录的值进行比较。例如，可以存储每个信号分支的最后记录值。通过与之前记录的数值比较，可以确定包含最高信号功率的频率范围并进行放大。如果频率范围内也存在信号功率，这与传输信号的载波频率不对应，但是由于噪声、干扰或类似的干扰产生的结果，则这一点特别有利。优选地，这种干扰信号是通过比较至少一个带通滤波器的应用信号路径上的功率与应用宽带信号路径上的功率来检测的。当应用带通滤波器的信号分支时，功率检测器的功率级别比使用没有带通滤波器的信号分支时低得多，因此可以检测到干扰信号。

在各种设计中，如果相应的信号分支的信号都高于预定的阈值，也可以对多个频率范围进行放大。

除了确定频率范围外，探测单元还可以与控制单元一起设计，以测量绝对信号功率电平并分析信号时间进度(连续或时间离散)。例如，为此，可以在控制单元3中的比较器的帮助下确定传输信号是否存在于阈值以上，如果是，可以确定存在传输信号的时间(例如微控制器时钟)。由此，可以确定时间离散信号(TDD)的持续时间和周期。

时间历史记录和频率范围可用于确定无线电标准。而功率测量，则可用于增益调节和传输功率控制。

在确定的频率范围的基础上，可以设置一个信号路由，该信号路由允许使用放大装置对第二信号部分进行放大。此外，在设置信号路由时，可以考虑探测单元确定的发射信号的时间过程。例如，这种信号路由的调整可以由控制单元3来进行。例如，如果控制单元3已确定使用与信号分支42a对应的频率范围，因此应放大，则可以切换相关的放大电路，如放大电路63a。这种切换可以通过信号分配单元61来完成，该信号分配单元用于从终端设备向天线传输的信号，另一个信号分配单元62用于从终端设备向天线传输的信号。信号分配单元61和62各包括一个或多个开关、耦合器和/或交叉。放大电路(如放大电路63a)可能包含进一步信号共享单元71a和74a，例如，每个单元都有一个或多个开关、耦合器或交叉开关，用于分割发射信号和接收信号。但是，所有或某些放大电路的发射和接收信号也可以按顺序进行。这意味着信号在路由到相应的放大电路之前已分为发射信号和接收信号。放大电路63a可进一步包括发射放大器72a和接收放大器73a，该发射放大器72a和接收放大器73a是针对放大电路的特定频率范围设计的。因此，传输信号和接收信号在确定的频率范围内被放大。放大电路的具体设计可能因所使用的标准和/或传输方式不同而不同，如双工方式可分为频率双工(FDD)或时间双工(TDD)。例如，发射放大器72a和接收器放大器73a也可以由控制单元3的控制线控制(如图2所示)，例如打开或关闭或配置。

放大电路的模块化设计，可以由控制单元3进行相应控制，无需大量努力即可为额外的频率范围或移动电话标准补充进一步的放大电路。

此外，控制单元3可以根据探测单元进行的功率测量来控制发射放大器72a和/或接收放大器73a的放大。

在未从终端传输到天线且因此未确定频率范围的情况下，实施例中接收信号和/或将信号从天线传输到终端设备时，可通过信号分支64进行路由，该分支不执行放大。在另一个实施例中，在未从终端传输到天线的传输信号的情况下，所有接收放大电路都可以激活，因此每个支持的接收频率范围都更强烈地传输到终端设备。

通过放大单元对至少第二个信号部分进行放大的设计，可以补偿终端设备和天线之间的信号传输衰减。因此，电路布置可以考虑到终端不在室外，而是与机动车辆内的外部天线耦合这一事实。或者，放大单元还可以放大超出补偿范围的信号，从而通过信号放大导致范围的扩展。

图3示出了根据本发明的一个实施例的一种在终端和天线之间放大无线电信号的方法的流程图。

在步骤301中，从电路组件8的终端设备1接收发射信号。例如，通过电缆或无线电接口完成此操作。随后，在步骤302将发射信号分成第一信号部分和第二信号部分。分频器可以通过定向耦合器、分频器或其他任何能够对高频信号进行功率分割的元件来完成。

然后，第一信号部分在步骤303处应用于探测单元的信号分支，该分支是针对不同频率范围形成。第一信号部分在不同信号分支上的应用可以通过第一信号分配单元41来完成，例如，通过开关(例如，与第二信号分配单元43相结合、或作为交叉或功率分频器)，或通过第一信号分配单元41(例如，与第二信号分配单元43相结合)，该单元设计为开关分配单元。在步骤304中，通过连续将探测单元的信号分支连接到功率探测器来确定第一信号部分的频率范围。相继应用可以通过第二信号分配单元43，特别是开关，来实现。如果将第一信号部分借助于设计成开关的信号分配单元41施加到不同的信号分支上，则设计成开关的第二信号分配单元43必须与开关43同步切换，这一点在图2中已经提到过。频率范围的确定可以通过与阈值或先前记录的功率进行比较来完成，如上文所述。

如果确定频率范围，则可以根据步骤305处的确定频率范围设置扩大单元中第二个信号部分的信号导向。例如，通过切换具有已确定频率范围放大器的信号分支来实现此功能。最后，在步骤306中，至少通过设置为频率范围的放大单元放大第二信号部分。为了完整起见，应当指出，探测单元42a至42c的信号分支的频率范围不必与放大单元支持的频率范围相对应。例如，在探测单元4中连接更多不同频率范围的信号分支可能更有利。例如，这就保证了对有用信号和干扰信号的精确测定。探测单元42a到42c的信号分支的频率范围也可以重叠。

图4a至4c显示了如图2所示的频率范围测定以及在确定的频率范围内的放大的详细电路布置。

在图4a中，探测单元4确定频率范围。探测单元4确定频率范围时，放大单元可以保持不变。例如，如果未连接以前检测到的波段，则最好接收放大器处于活动状态，并在测定期间保持激活状态。成功确定后(如图所示)信号分支42a通过，在这种情况下，控制单元3检测到该信号分支为使用的频率范围。

在图4b中，在控制单元3的帮助下，创建与信号分支42a关联的放大电路63a。传入发射和接收信号现在使用放大电路63a进行放大(与基于FDD的传输方法一样)。

如在图4c中所示出，第二信号分配单元43(开关)，当使用放大电路63a进行传输和放大时，可将不同的信号分支42a至42c按时间顺序应用到功率检测器44。例如，在图中，信号分支42c应用于功率探测器44。因此，连续传输不会阻止同时确定新的频率范围。这在由于带间切换导致运行传输期间使用的频率范围或干扰信号到达探测器时，尤其相关。此外，这对于终端设备的频段载波聚合(不同频段中的两个上行信号)非常有用。

不需要将所有信号分支42a到42c应用于功率探测器，以便同时在放大期间进行检测。相反，只考虑不同信号分支的子集进行检测是有利的。例如，该子集可能被限制在与当前放大频率范围相邻或与当前放大频率范围相关的频率范围。

优选地，干扰信号是通过将功率探测器44检测到的具有应用信号分支42a至42c的功率与具有应用信号分支45的检测功率进行比较来检测。有用的信号可以通过检测到的功率大小大致相同或有已知的功率差来识别，这取决于实现的电路。干扰信号可以通过以下事实来检测，即功率探测器检测到应用信号分支42a到42c的功率级别明显低于应用信号分支45，这是因为信号分支42a到42c中使用的带通滤波器具有滤波效应。因此，例如，确定信号分支42a到42c功率电平处检测到的最大功率电平，并将其与应用的信号分支45的功率级别进行比较可能就足够了。如果此最大功率电平与信号分支45处的功率电平大致相同，或者如果二者仅根据所实施的电路的不同而相差一个已知的功率差，则该电路布置可以将检测到的信号作为有用的信号进行处理。另一方面，如果此最大功率电平明显低于信号分支45处的功率电平，或者两者均偏离多个称为依赖实现的电路功率差，则电路布置可以确定检测到的信号为干扰信号。或者，还可以将应用信号分支42a到42c的所有功率电平与应用信号分支45的功率电平进行比较，以便检测干扰或有用的信号。

如果在信号支路中检测到有用的信号，而该信号支路没有直接参考当前被放大的频率范围，控制单元3可以设置为将放大单元5设置为新的频率范围。但是，控制单元3还可以另外使用其他参数，如有用信号的持续时间或强度，以评估是否应进行切换。此外，控制单元3可以考虑其他频率范围的评估。例如，控制单元3可以确定放大单元5当前设置的频率范围内是否仍存在有用的信号。例如，如果是这种情况，则终端设备可能有带间载波聚合，控制单元3可以检测到它。如果放大单元5设置为可以同时放大多个频率范围，例如通过激活配备带通滤波器的不同放大信号分支，控制单元3可以配置放大单元5，以便放大多个检测到的频率范围。

另一方面，如果放大单元5的设置方式使其一次只能放大一个频率范围，控制单元3必须选择要放大的频率范围。这可以根据不同的标准来完成。例如，仍可以选择主频率范围进行放大。在5G(第五代移动通信标准)的例子中，在5G通信的同时存在4G连接的情况下，可以优先加强4G连接，因为这可能是连接到基站的必要条件。

图5a示出了根据图2的详细电路布置，在无传输信号的情况下根据本发明的一个实施例的放大。

根据该设计，优选地，在没有发射信号从而在没有确定的频率范围的情况下，不对接收信号进行放大。在这种情况下，接收到的信号可以通过信号分支64传送到终端1，而不需要放大。

图5b示出了根据图2的详细电路布置，在无传输信号的情况下根据本发明的另一个实施例的放大。在本实施例中，如果未根据发射信号确定特定频率范围，则所有或至少多个接收放大器都可以处于活动状态。因此，接收信号可以在存在放大电路的所有或更多频率范围内放大。

参考标识概述

1 终端/移动电话

2 天线

3 控制单元

4 探测单元

41 第一信号分配单元(例如交叉、功率分频器和/或开关)

42a 至42c频率范围为a到c的信号分支

43 第二信号分配单元(例如交叉、功率分频器和/或开关)

44 功率探测器

45 宽带信号分支

52a 带通滤波器

5 放大单元

61 信号分配单元(如分频器、功率分配器和/或开关)62信号分配单元(如分频器、功率分配器和/或开关)63a至63c频率范围a至c的放大电路

71a 信号分配单元(如分频器、功率分配器及/或开关)72a接收放大器

73a 发射放大器

74a 信号分配单元(例如交叉、电源分频器和/或开关)

8 电路排列

9 耦合器

10 传输单元

Claims (20)

1.一种通过电路布置，采用放大单元和具有针对不同频率范围的信号分支和功率检测的探测单元，在终端设备与天线或天线连接之间放大无线电信号的方法，包括：

-从终端接收发射信号；

-将发射信号至少分成第一信号部分和第二信号部分；

-第一信号部分连接到探测单元的信号分支，

-通过将探测单元的信号分支连续连接到功率探测器，以评估第一信号部分的功率，确定第一信号部分的频率范围；

-根据探测单元确定的频率范围，调整第二信号部分放大单元中的信号路由。

-使用放大单元至少增强第二个信号部分。

2.根据权利要求1中的方法，其中终端的传输信号通过无线电接口或通过电缆接收。

3.根据权利要求1或2的方法，其中，所述传输信号的分路包括通过至少一个定向耦合器或分路器进行分路。

4.根据权利要求1至3中的一项的方法，其中，所述终端设备的传输信号的第一信号部分的功率比第二信号部分的功率低。

5.根据权利要求1至4中的一项的方法，其中为不同频率范围设计的信号分支各具有至少一个带通滤波器。

6.根据权利要求1至5中的一项的方法，其中，所述确定的频率范围对应于无线电标准的频率范围，特别是移动无线电标准和/或本地无线网络标准。

7.根据权利要求1至6中的一项的方法，其中，第一信号部分的频率范围的确定是连续进行的或由于触发事件而启动。

8.根据权利要求1至7中的一项的方法，其中为不同频率范围形成的探测单元的信号分支各包含一个或共同的高频放大器。

9.根据权利要求1至8中任一项的方法，其中确定第一信号部分的频率范围包括将按时间顺序施加到功率检测器上的至少一个信号的信号功率与阈值功率进行比较。

10.根据权利要求1至9中任一项的方法，其中确定第一信号部分的频率范围包括将按时间顺序施加到功率检测器的第一信号的信号功率与按时间顺序施加到功率检测器的第二信号的信号功率进行比较。

11.根据权利要求9或权利要求10的方法，其中，其中连续应用于电源探测器的信号转换为直流电压，并通过转换的信号进行比较。

12.根据权利要求1至11中的一项的方法，其中调整放大单元中第二信号部分的信号路由包括切换信号分支，该信号分支具有一个或多个为确定的频率范围设计的放大器。

13.根据权利要求1至12中的任何一项的方法，其中，从终端设备传输的信号和由天线或在天线终端接收的信号都通过放大单元放大。

14.根据权利要求1至13中的一项的方法，其中，至少第二信号部分的放大是通过放大单元设计的，使终端设备与天线或天线连接之间的信号传输衰减得到补偿。

15.根据权利要求1至14中的任何一项的方法，其中，在将第二信号部分的信号路由设置为放大单元中的第二信号部分并通过放大单元放大至少第二信号部分后，该方法进一步包括：

-接收来自终端设备的另一个传输信号；

-将进一步传输信号至少分为第一个进一步信号部分和第二个进一步信号部分；

-将第一个附加信号部分连接到探测单元的信号分支，

-通过将探测单元的信号分支按时间顺序应用到功率探测器上，以评估第一进一步信号部分的功率，确定第一进一步信号部分的频率范围。

16.根据权利要求1至15中的一项的方法，其中，所述探测单元的信号分支的时序应用是通过将探测单元的信号分支切换到功率探测器来进行。

17.根据权利要求1至16的方法，其中干扰信号的滤波是通过对应用信号路径中的一个功率与至少一个带通滤波器的应用信号路径中的一个功率的性能进行比较。该功率专为宽带而设计，例如没有带路滤波器。

18.根据权利要求1至17中任何一项所述的方法，进一步包括：

-根据探测单元检测到的功率，在放大单元中设置第二信号部分的信号增益。

19.用于放大终端与天线或天线连接处之间的无线电信号的电路布置，包括：

-一个传输装置，该装置被安排用于接收来自终端的传输信号。

-一种分配手段，用于将传输信号分成至少一个第一信号部分和一个第二信号部分。

-一种探测单元，该探测单元具有为不同频率范围设计的信号分支和功率探测器，并设置将第一个信号部分连接到探测单元的信号分支；并通过连续将探测单元的信号分支连接到功率探测器上，以评估第一信号部分的功率；

-一个控制单元，该控制单元被安排为根据探测单元确定的频率范围调整第二信号部分在放大单元中的信号路由。

-该放大单元被安排为至少放大第二信号部分。

20.根据权利要求19所述的电路装置，其中所述电路还被配置为执行权利要求2至18中的任一所述方法。

Images