CN116192181A - 通信设备 - Google Patents

Abstract

本说明书涉及一种通信设备。一种通信设备，包括耦合到所述通信设备的第一天线端口的第一通信电路；具有第一、第二和第三端子的交换机，所述第一端子耦合到所述通信设备的第二天线端口，所述交换机被配置为在其中所述第一端子耦合到所述第二端子的第一状态与其中所述第一端子耦合到所述第三端子的第二状态之间切换；耦合到所述交换机的所述第二端子的第三端口；以及耦合到所述第三端子的第二通信电路。

Description

通信设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年11月26日提交的法国申请No.2112599的优先权，该申请通过引用的方式并入本文。

技术领域

本发明大体上涉及通信设备，并且在特定实施例中，涉及无线通信设备和系统。

背景技术

通信设备和系统，特别是那些专用于无线应用的通信设备和系统，可以并行地使用多个通信标准。

同时使用当前的通信设备和系统是昂贵的或者不能获得最佳性能。

发明内容

为了并行使用多个通信标准，可以设想通信设备和系统在它们实现的每个通信标准中包括一个天线。这种配置在性能方面具有优势。

通信设备和系统还可以包括它们所实现的不同通信标准所共用的单个天线。这种配置能够节省一个或多个天线的成本。

这些解决方案通常需要选择一种或另一种配置，这限制了使用通信设备和系统的灵活性。

需要一种通信设备和系统，其适于允许根据用户期望的配置使用单个或多个天线，同时优化生产成本和用户友好性。一个实施例克服了已知通信设备和系统的全部或部分缺点。

一个实施例提供了一种通信设备，包括：耦合到所述通信设备的第一天线端口的第一通信电路；具有第一、第二和第三端子的交换机，所述第一端子耦合到所述通信设备的第二天线端口，所述交换机被配置为在第一状态与第二状态之间切换，在第一状态中所述第一端子耦合到所述第二端子，并且在第二状态中所述第一端子耦合到所述第三端子；耦合到所述交换机的所述第二端子的第三端口；以及耦合到所述第三端子的第二通信电路。

根据实施例，第二通信电路经由通信接口电路耦合到第三端子，该通信接口电路被配置为生成用于经由第二天线端口传输的传输信号。

根据实施例，所述交换机还包括第四端子，所述交换机被配置为在所述第一状态、所述第二状态和第三状态之间切换，在第三状态中所述第一端子耦合到所述第四端子；第二通信电路经由通信接口电路耦合到第四端子，该通信接口电路被配置为接收经由天线的第二端口接收的信号。

根据实施例，其中第一通信电路被配置为处理经由第一天线端口接收的位置信息。

根据实施例，第二通信电路被配置为处理经由第二天线端口接收的蜂窝类型信息。

一个实施例提供了一种通信系统，包括：这样的通信设备，其中链接将第一天线端口耦合到第三端口；以及天线，将第一天线耦合到第二天线端口。

根据实施例，天线被配置为接收或传输与第一和第二通信电路兼容的信号。

实施例提供了一种包括这样的通信设备的通信系统，其中第一天线端口和第三端口未被链接；并且其中所述第二天线端口耦合到第一天线，并且所述第一天线端口耦合到第二天线。

实施例提供了一种配置这种通信系统的天线的方法，该方法包括在第一天线端口和第三端口之间放置链接。

附图说明

通过阅读本发明的非限制性实施例和实现方式的详细描述，并且从附图中，本发明的其他优点和特征将变得显而易见，在附图中：

图1是根据本公开的实施例的通信设备的简化视图；

图2是根据本公开的实施例的通信设备的简化视图；

图3是根据本公开的实施例的通信系统的简化视图；以及

图4是根据本公开的实施例配置图3的通信系统的方法的流程图。

具体实施方式

在各个附图中，相同的特征由相同的附图标记表示。特别地，各个实施例中的共同的结构或功能特征可以具有相同的附图标记并且具有相同的结构，尺寸和材料特性。

为了清楚起见，仅示出和详细描述了对理解所述实施例有用的那些步骤和元件。特别地，电子电路的不同功能以方框的形式示出，并且不详细描述能够实现功能的晶体管，存储器和其它元件。以方框形式示出的功能可以根据本领域技术人员的知识以标准方式实现。

除非另有说明，当提及连接在一起的两个元件时，这表示除了导体之外没有任何中间元件的直接连接，并且当提及耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以被连接或者它们可以经由一个或多个其它元件被耦合。

在以下公开中，除非另有说明，当提及绝对位置限定词时，例如术语“前”，“后”，“顶”，“底”，“左”，“右”等，或提及相对位置限定词时，例如术语“上”，“下”，“上”，“下”等，或提及取向限定词时，例如“水平”，“竖直”等，是指图中所示的取向。

除非另有说明，表述“约”，“大约”，“基本上”和“以…量级”表示在10％以内，优选在5％以内。

图1是根据实施例的通信设备100的简化视图。

通信设备100包括第一天线端口PORT1，第二天线端口PORT2和第三端口PORT3。第一和第二天线端口PORT1，PORT2例如被配置为能够例如经由传输射频信号的元件耦合到天线，所述元件诸如波导或在印刷电路板(PCB)中形成的射频波传导轨道。第三端口PORT3例如被配置为连接到传输射频信号的元件，例如形成在印刷电路板中的波导或射频波传导轨道。

通信设备100还包括交换机110。图1的示例的交换机110包括第一、第二和第三端子TERM1、TERM2、TERM3。第二天线端口PORT2耦合到第一端子TERM1。第三端口PORT3耦合到第二端子TERM2。

通信设备100还包括第一通信电路CIRCUIT_1和第二通信电路CIRCUIT_2。第一通信电路CIRCUIT_1耦合到第一天线端口PORT1。第二通信电路CIRCUIT_2耦合到交换机的第三端子TERM3。根据示例，电路CIRCUIT_1包括能够处理经由端口PORT1传输的第一类型或第二类型的信号的组件。根据示例，电路CIRCUIT_2包括能够处理第一类型或第二类型的信号的组件。第一类型的信号例如是与位置相关的信号，例如GPS、GNSS或GALILEO类型的信号。第二类型的信号例如是诸如根据GPRS、EDGE、UMTS、HSDPA、DC－HSPA或LTE协议的蜂窝类型的信号。第一和第二类型的信号例如是模拟或数字的。根据一个实施例，第一或第二类型的信号由源自通信设备100外部的输入信号形成，并且该输入信号旨在用于通信电路CIRCUIT_1或CIRCUIT_2。根据实施例，第一或第二类型的信号例如由输出信号形成，该输出信号旨在例如经由天线被传输到通信设备100的外部。根据实施例，第一类型的信号类似于第二类型的信号。根据一个实施例，通信电路CIRCUIT_1和CIRCUIT_2形成同一数字信号处理器(DSP)的一部分。

根据图1的示例，通信接口电路COM_INTERFACE_1，120布置在第一通信电路CIRCUIT_1和第一天线端口PORT1之间。通信接口电路COM_INTERFACE_1，120例如被配置为处理输入或输出信号，使得输入信号可由第一通信电路CIRCUIT_1使用，或者使得输出信号适于由耦合到第一端口PORT1的天线传输。通信接口电路120例如可以包括阻抗匹配电路，或频率滤波器或放大器或低噪声放大器。根据未示出的实施例，通信接口电路COM_INTERFACE_1，120集成到通信电路CIRCUIT_1。

具有可类似于通信接口电路COM_INTERFACE_1，120的功能的另一通信接口电路COM_INTERFACE_2，130也可设置在第二通信电路CIRCUIT_2和第二天线端口PORT2之间。根据一个示例，通信接口电路COM_INTERFACE_2，130设置在第二通信电路CIRCUIT_2和交换机110的第三端子TERM3之间。根据未示出的实施例，通信接口电路COM_INTERFACE_2，130被集成到通信电路CIRCUIT_2中。

交换机110例如由微控制器(图1中未示出)驱动。特别地，交换机110被配置为能够在第一端子TERM1耦合到第二端子TERM2的第一状态和第一端子TERM1耦合到第三端子TERM3的第二状态之间交替切换。

当交换机110处于第二状态时，信号可以例如以其它方式在第二天线端口PORT2和第二通信电路CIRCUIT_2之间传送。

当交换机110处于第一状态(TERM1耦合到TERM2)且在第三端口PORT3与第一天线端口PORT1之间实施例如可移除的链接(图1中未图示)时，信号可(例如)以其它方式在第二天线端口PORT2与第一通信电路CRCUIT_1之间传递。根据交换机110的状态，然后可以交替地将第二天线端口PORT2耦合到第一和第二通信电路CIRCUIT_1和CIRCUIT_2。在这种具有第一天线端口PORT1和第三端口PORT3之间的链接的配置中，如果天线耦合到第二通信端口PORT2，则第一和第二通信电路CIRCUIT_1，CIRCUIT_2可以根据交换机110的状态交替地从天线接收信号或向天线传输信号。这种配置能够限制成本。

根据一个示例，天线(图1中未示出)可以耦合到第一天线端口PORT1，而另一天线(图1中未示出)可以耦合到第二天线端口PORT2。耦合到第一天线端口PORT1的天线例如与第一类型的信号兼容，而耦合到第二天线端口PORT2的天线例如与第二类型的信号兼容，尽管相反是可能的。在该配置中，在第一天线端口PORT1和第三端口PORT3之间不存在链接。交换机110然后被驱动为仅处于其第二状态。因为避免了天线切换到两个通信电路CIRCUIT_1和CIRCUIT_2以及进一步地由第一和第二通信电路CIRCUIT_1和CIRCUIT_2不同地处理的不同类型的信号，来优化每个所使用的天线，因此该示例允许提高的性能。

由于使用与3个不同端口PORT1，PORT2，PORT3相关联的交换机110，因此可以从单个通信设备100实现多个配置(例如，具有1个或2个天线)，从而增加了使用的灵活性。这进一步能够限制生产成本。

图2示出了通信设备200的实施例的简化视图。通信设备200可以具体实现时分多址模式(TDMA)。

通信设备200与图1的器件100具有某些相似性。特别地，通信设备200包括第一和第二通信电路CIRCUIT_1，CIRCUIT_2以及第一和第二天线端口PORT1和PORT2以及第三端口PORT3。

交换机器件200包括交换机210而不是交换机110，交换机210具有相对于交换机110的附加端子TERM4。交换机210被配置为在第一状态、第二状态和第三状态之间切换。第一和第二状态分别类似于交换机110的第一和第二状态。在第三状态中，第一端子TERM1耦合到第四端子TERM4。

通信设备200还包括由第一信号接收电路230和第二信号传输电路232形成的通信接口电路202。第二通信电路CIRCUIT_2经由第一电路230耦合到第四端子TERM4。第二通信电路CIRCUIT_2还经由第二电路232耦合到第三端子TERM3。

第一电路230例如包括阻抗匹配电路(MATCHING)，该阻抗匹配电路被配置为优化电力传输和输入信号的传输，该输入信号例如源自耦合到第二天线端口PORT2的天线，其中交换机210被设置为第三状态。例如，第一电路230包括设置在阻抗匹配电路的输出处的输入信号的放大器。第一电路230还可以包括接收模块(Rx)，该接收模块具有对信号进行解码和调节的功能，由第二通信电路CIRCUIT_2对其进行解释。

例如，第二电路232包括传输模块Tx，其具有对由第二通信电路CIRCUIT_2生成的输出信号进行编码和变换的功能。在放大之后，该信号例如被谐波滤波器(例如低通滤波器(LPF))滤波，或者被阻抗匹配电路处理，以优化功率传输和输出信号到例如耦合到第二天线端口PORT2的天线的传输，其中交换机210被设置为第二状态。

根据图2的示例，第一通信电路CIRCUIT_1经由通信接口电路240耦合到第一天线端口PORT1。根据图2的示例，通信接口电路240由信号接收电路形成。例如，通信接口电路240包括类似于第一电路230的功能。可以根据耦合到第一天线端口PORT1的可能天线的特性来调整阻抗匹配参数，以优化电力传输和信号传输。

根据未示出的示例，通信接口电路240还可以包括具有类似于第二电路232的功能的信号传输电路。第一通信电路CIRCUIT_1然后可以经由信号传输电路耦合到次级交换机(未示出)。如果实现次级交换机，则可以驱动它，使得它在两个状态之间交替，以向第二天线PORT2传输信号或从第二天线PORT2接收信号。特别地，次级交换机可以占据通信接口电路240的信号接收电路耦合到第一天线端口PORT1的状态。次级交换机还可以占据通信接口电路240的信号传输电路耦合到第一天线端口PORT1的状态。

通信设备200例如包括驱动器电路FCT1，它例如是微控制器。驱动器电路FCT1至少控制交换机210，并且可能控制通信电路或不同的通信接口电路。

根据通信电路CIRCUIT_1和CIRCUIT_2形成同一数字信号处理器DSP的一部分的实例，驱动器电路FCT1可集成到数字信号处理器中。在此实例中，数字信号处理器DSP可经由驱动器电路FCT1控制交换机210，使得其特权化由电路CIRCUIT_1，CIRCUIT_2中的一者处理的信号的接收或传输。举例来说，如果第一通信电路CIRCUIT_1被配置为处理定位信号且如果第二通信电路CIRCUIT_2被配置为处理蜂窝类型信号，则数字信号处理器DSP可经由驱动器电路FCT1控制交换机210，使得其特权化蜂窝式信号的接收或传输。

根据一个示例，当交换机210处于第一状态并且链接(图2中未示出)被实现为耦合第一天线端口PORT1和第三端口PORT3时，第二天线端口PORT2的电平处的输入信号可以被传输到第一通信电路CIRCUIT_1。

交换机210例如被驱动为采取第二状态以将第二通信电路CIRCUIT_2的输出信号传输到第二天线端口PORT2。

当交换机210被驱动以采取第三状态时，第二天线端口PORT2的电平处的输入信号可以由第二通信电路CIRCUIT_2处理。

根据一个示例，交换机210是3分支类型的，例如SP3T类型的。

因此，当在图3的示例中描述的通信系统中实现通信设备210时，通信设备210与具有单个天线和两个天线的配置兼容。

图3是根据本描述的实施例的通信系统300的简化视图。

通信系统300包括诸如先前段落中所描述的通信设备100或通信设备200。

根据图3的实施例，通信系统300还包括电源元件BATT，其例如可以是电池、蓄电池、超级电容器，或者也可以是可通过感应充电的线圈。电源元件BATT被配置为向通信系统300的不同元件供电。

根据图3的示例，通信系统300例如包括微处理器MICRO，以特别地驱动通信设备100，200。

通信系统300还可以包括功能中心FCT2，其被配置为实现通信系统的基本操作所必需的功能，例如，通信设备100，200的存储器(未示出)的管理，电源管理或者连接通信系统300的不同元件的数据总线(未示出)的管理。

在单天线配置中，通信系统300包括耦合到第二天线端口2的第一天线ANT－A和耦合第三端口和第一天线端口PORT1的链接CONNECT1。链接CONNECT1例如是被配置为传输射频信号的元件，诸如波导或在印刷电路板中形成的射频波传导轨道。链接CONNECT1例如可以由固定连接形成，例如由其上布置有通信设备100，200的PCB上的印刷轨迹形成。在另一示例中，链接CONNECT1是可移除的，以容易地从与一个天线兼容的配置切换到与两个天线兼容的配置。在包括链接的配置中，交换机110，210被驱动以例如在第一和第二状态之间切换，并且在交换机210的情况下，在第一、第二和第三状态之间切换。第一天线ANT－A可以例如被配置为接收、传输、或发射与第一和第二通信电路CIRCUIT_1，CIRCUIT_2兼容的信号。这种配置能够优化成本。

在双天线配置中，通信系统300还包括耦合到第一天线端口PORT1的第二天线ANT－B。在这种双天线配置中，不存在链接CONNECT1。然后驱动交换机110保持在第二状态，或者在交换机210的情况下保持在第三状态，或者还在第二和第三状态之间切换。

这样的通信系统300允许与单个天线或与两个天线一起使用，而不需要通信设备100，200外部的附加交换机。

图4是根据本描述的实施例配置图3的通信系统的方法的流程图。

在第一步骤(将端口2耦合到第一天线ANT－A，402)中，第一天线ANT－A被连接到第二天线端口PORT2。

在单天线配置中，在附加步骤(用CONNECT1将PORT1耦合到的PORT3，404)中，安装链接CONNECT1以耦合第一天线端口PORT1和第三端口PORT3。之后，在通信系统的操作期间，交换机110，210被驱动(在TERM2，TERM3和TERM4之间交替切换交换机，406)以在交换机110的情况下在第一和第二状态之间交替，并且在交换机210的情况下在第一和第二状态之间或在第一和第三状态之间或在第二状态和第三状态之间交替。

在双天线配置中，该方法包括将第二天线ANT－B连接到第一天线端口PORT1的步骤(将第二天线ANT－B耦合到PORT1，408)。该步骤可以可选地包括先前移除第一天线端口PORT1和第三端口PORT3之间的链接CONNECT1。在这种双天线配置中，交换机110，210被驱动(仅在TERM3和TERM4之间切换交换机，410)以在交换机110的情况下保持在第二状态，或者在交换机210的情况下，保持在第二状态或第三状态，或者还在第二和第三状态之间交替。

这种方法能够使用具有单个天线或两个天线的通信系统300，这允许很大的灵活性。

已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，这些各种实施例和变型的某些特征可以组合，并且本领域技术人员将想到其它变型。可以使用更多的天线，其将被耦合到通信设备的其它天线端口。本领域技术人员可以从本公开中推断出交换机所需的端子数量。如果通信电路的数量大于2，也可以实现与链接CONNECT1相同类型的多个链接来耦合多个端口。

最后，基于以上给出的功能指示，所描述的实施例和变型的实际实现在本领域技术人员的能力范围内。特别地，通信接口电路对第一和第二类型的信号的处理在本领域技术人员的能力范围内。

尽管已经详细描述了本说明书，但是应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变，替换和变更。在各个附图中，相同的元件用相同的附图标记表示。此外，本公开的范围不旨在限于本文描述的特定实施例，因为本领域的普通技术人员从本公开将容易理解，当前存在的或以后将开发的过程，机器，制造，物质组成，手段，方法或步骤可执行与本文描述的相应实施例基本相同的功能或实现与本文描述的相应实施例基本相同的结果。因此，所附权利要求书旨在将此类过程，机器，制造，物质组成，手段，方法或步骤包括在其范围内。

因此，说明书和附图仅被认为是由所附权利要求限定的本公开的说明，并且被认为覆盖了落入本公开的范围内的任何和所有修改，变化，组合或等同物。

Claims (20)

1.一种通信设备，包括：

第一天线端口、第二天线端口和第三天线端口；

第一通信电路，耦合到所述第一天线端口；

交换机，包括第一端子、第二端子和第三端子，所述第一端子耦合到所述第二天线端口，所述第二端子耦合到所述第三天线端口，所述交换机被配置为在第一状态与第二状态之间切换，在所述第一状态中所述第一端子耦合到所述第二端子，并且在所述第二状态中所述第一端子耦合到所述第三端子；以及

第二通信电路，耦合到所述第三端子。

2.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述第二通信电路经由通信接口电路耦合到所述第三端子，所述通信接口电路被配置为生成用于经由所述第二天线端口传输的传输信号。

3.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述交换机进一步包括耦合到所述第一端子的第四端子，所述交换机被配置为在所述第一状态、所述第二状态与第三状态之间切换，所述第二通信电路经由通信接口耦合到所述第四端子，所述通信接口被配置为接收经由所述第二天线端口接收的信号。

4.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述第一通信电路被配置为处理经由所述第一天线端口接收的位置信息。

5.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述第二通信电路被配置为处理经由所述第二天线端口接收的蜂窝类型信息。

6.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述第二天线端口被配置为与耦合到所述通信设备的天线耦合。

7.根据权利要求6所述的通信设备，其中所述第一天线端口和所述第三天线端口能够经由链接传输线彼此耦合。

8.一种系统，包括：

第一天线；以及

通信电路，包括：

第一天线端口，

第二天线端口，耦合到所述第一天线，

第三天线端口，

第一通信电路，耦合到所述第一天线端口，

交换机，包括第一端子、第二端子和第三端子，所述第一端子耦合到所述第二天线端口，所述第二端子耦合到所述第三天线端口，所述交换机被配置为在第一状态与第二状态之间切换，在所述第一状态中所述第一端子耦合到所述第二端子，并且在所述第二状态中所述第一端子耦合到所述第三端子，以及

第二通信电路，耦合到所述第三端子。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一天线被配置为接收、传输、或接收并且传输与所述第一通信电路和所述第二通信电路兼容的信号，以及其中所述第一天线端口经由链接传输线耦合到所述第三天线端口。

10.根据权利要求8所述的系统，还包括耦合到所述第一天线端口的第二天线，所述第一天线端口和所述第三天线端口是未链接的。

11.根据权利要求8所述的系统，其中所述第二通信电路经由通信接口电路耦合到所述第三端子，所述通信接口电路被配置为生成用于经由所述第二天线端口传输的传输信号。

12.根据权利要求8所述的系统，其中所述交换机进一步包括耦合到所述第一端子的第四端子，所述交换机被配置为在所述第一状态、所述第二状态与第三状态之间切换，所述第二通信电路经由通信接口耦合到所述第四端子，所述通信接口被配置为接收经由所述第二天线端口接收的信号。

13.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一通信电路被配置为处理经由所述第一天线端口接收的位置信息。

14.根据权利要求8所述的系统，其中所述第二通信电路被配置为处理经由所述第二天线端口接收的蜂窝类型信息。

15.一种方法，包括：

在第一状态和第二状态之间切换通信设备的交换机，所述通信设备具有第一天线端口、第二天线端口和第三天线端口，所述通信设备具有耦合到所述第一天线端口的第一通信电路，所述交换机具有第一端子、第二端子和第三端子，所述第一端子耦合到所述第二天线端口，所述第二端子耦合到所述第三天线端口，所述通信设备具有耦合到所述第三端子的第二通信电路，所述第一端子在所述第一状态中耦合到所述第二端子，并且所述第一端子在所述第二状态中耦合到所述第三端子。

16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：

将第一天线与所述第二天线端口耦合；以及

将所述第一天线端口链接到所述第三天线端口。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二通信电路经由通信接口电路耦合到所述第三端子，所述方法进一步包括：

使用所述通信接口电路生成用于经由所述第二天线端口传输的传输信号。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述交换机进一步包括耦合到所述第一端子的第四端子，所述方法进一步包括：

在所述第一状态、所述第二状态和第三状态之间切换所述交换机，所述第二通信电路经由通信接口耦合到所述第四端子；以及

由所述通信接口接收经由所述第二天线端口接收的信号。

19.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：

通过所述第一通信电路从所述第一天线端口接收位置信息；以及

使用所述第一通信电路处理所述位置信息。

20.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：

通过所述第二通信电路从所述第二天线端口接收蜂窝类型信息；以及

使用所述第二通信电路处理所述蜂窝类型信息。

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