CN1208985C - 用于移动通信终端的分集装置和方法 - Google Patents

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Abstract

用于具有GPS功能的移动通信终端的分集装置，该分集装置包括：第一多波段天线，具有第一接收极化特性，用于接收GPS信号和移动通信信号的合成RF信号；第二多波段天线，具有区别于第一接收极化特性的第二接收极化特性，用于接收GPS信号和移动通信信号的合成RF信号；以及切换分集单元，用于选择一个第一和第二多波段天线接收的RF信号。

Description

用于移动通信终端的分集装置和方法
技术领域
本发明通常涉及移动通信终端，特别涉及用于移动通信终端的接收分集装置和方法。
背景技术
诸如CDMA(码分多路访问)蜂窝电话/PCS(个人通信服务)移动终端、手持电话或IMT-2000(国际移动通信2000)终端的移动通信终端，发送和接收使用RF(射频)信号的信息。特别是，先进的移动通信终端装备了GPS(全球卫星定位系统)接收机，用于从GPS卫星接收用于世界时间同步的绝对时间信息和用于计算经度/纬度的定位信息。此外，移动通信终端还具有分立的或共用的天线，用于其进行标准通信和GPS通信。
图1示出了现有技术中具有GPS功能的CDMA移动通信终端接收机的结构。如图1所示，现有技术中的移动通信终端接收机包括合成的GPS和CDMA多波段天线(以下称为GPS/CDMA天线)110，GPS/CDMA RF接收机120和基带处理器130。
参照图1，GPS/CDMA天线110在1575.42MHz或1227.6MHz频带上接收GPS RF导航信号，并且在900MHz、1.8GHz或2GHz频带上接收CDMA RF信号。RF接收机120将接收到的GPS和CDMA RF信号转换成为基带信号。基带处理器130从基带GPS信号中提取时间和定位信息，并处理基带CDMA信号。
在CDMA移动通信系统中，RF信号的质量根据RF载波信号的传播特性在非常短的时间段内能够发生很大变化，例如衰减、回波和干扰。为了解决这种变化，典型的移动通信系统通过提供对应的具有用于发射和接收分集的设备的固定通信部分(即基站)，使移动通信部分(即移动通信终端)获得分集效应。
但是，基站的分集设备不能解决在基站和移动通信终端之间的信号的传播特性。此外，在支持153.6Kbps及以上的高数据传输速率的CDMA2000系统中，现有的具有单独天线的移动通信终端不能充分满足需要的数据传输速率，以及用于由于网络用户的增加而改善网络连接质量的需要。为了解决这些问题，公开了许多在移动通信系统中获得分集效应的技术。其中的一种技术是装备有两个天线和两个RF接收机的移动通信终端，以接收两个信号并在基带处理器上合成这两个接收到的信号。
图2示出了现有技术中具有GPS和分集功能的CDMA移动通信终端的结构。参照图2，该现有技术中的移动通信终端包括GPS天线210、GPS RF接收机220、第一和第二CDMA天线212和214、第一和第二CDMA RF接收机222和224、以及基带处理器230。
参照图2，GPS天线210在1575.42MHz或1227.6MHz频带上接收GPS RF导航信号，而且GPS RF接收机220将接收的GPS RF导航信号转换成基带信号。第一和第二CDMA天线212和214中的每一个都能在900MHz、1.8GHz或2GHz频带上接收CDMA RF信号，而且第一和第二CDMA RF接收机222和224中的每一个都能将接收的CDMA RF导航信号转换成基带信号。基带处理器230从GPS RF接收机220提供的基带GPS信号中提取时间和定位信息，并合成和处理第一和第二CDMA RF接收机222和224提供的第一和第二基带CDMA信号。
使用上述的具有两根天线和两个RF接收机的分集方案，基带处理器230需要用于合成多路基带接收信号的特定的算法。特别是，这种处理在支持高数据传输速率的CDMA2000系统中可被很快的执行。MRC(最大比率合成)分集技术、IRC(干扰抑制合成)分集技术和许多其他的技术已经被用作在需要高速数据处理的移动通信终端中使用的自适应合成分集技术。参照图2，基带处理器230包括用于该自适应合成分集的MRC算法处理器232。
但是，在小型移动通信终端中，即使使用两根天线，以用于分集效应，这也很难获得充足的空间分集效应。此外，在移动通信终端中使用两根天线和两个RF接收机，也妨碍了小型化、集成化，并增加了移动通信终端的成本。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种接收装置和方法，用于降低在移动通信系统中的衰减、干扰和回波现象的影响。
本发明的另一个目的是提供一种移动通信终端的接收分集装置和方法，用于改善在基站和移动通信终端之间的连接质量。
本发明的再一个目的是提供一种用于在移动通信终端中获得GPS分集效应的接收分集装置和方法。
为了实现上述的和其他的目的，提供了一种用于具有GPS功能的移动通信终端的分集装置。该分集装置包括：至少两根多波段天线，每一根用于接收GPS信号和移动通信信号的合成RF信号；以及切换分集单元，用于选择一个该多波段天线接收的RF信号。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于具有GPS功能的移动通信终端的分集装置。该分集装置包括：具有第一接收极化特性的第一多波段天线，用于接收GPS信号和移动通信信号的合成RF信号；具有区别于第一接收极化特性的第二接收极化特性的第二多波段天线，用于接收GPS信号和移动通信信号的合成RF信号；以及切换分集单元，用于选择一个由第一和第二多波段天线接收的RF信号。
还提供了一种在具有GPS功能的移动通信终端中使用的分集方法。该分集方法包括步骤：通过至少两根多波段天线接收至少两个GPS信号和移动通信信号的合成形式的RF信号；检测接收到的RF信号的信号强度；比较检测到的信号强度，并根据比较结果，从接收到的RF信号中选择最强的RF信号；以及在RF波段上处理该选择的RF信号。
附图说明
本发明上述的和其他的目的、特点和优势将通过下面结合附图的描述而变的更加明了，其中：
图1示出了具有GPS功能的现有技术中的CDMA移动通信终端的结构的框图；
图2示出了具有GPS和分集功能的现有技术中的CDMA移动通信终端的结构的框图；以及
图3示出了根据本发明的实施例的具有GPS和分集功能的CDMA移动通信终端的结构的框图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的优选实施例。在下面的描述中，为了简明起见，对于公知的功能或结构将不进行详细的描述。
根据本发明的实施例的移动通信终端包括两根多波段天线，每根天线能接收GPS信号和CDMA信号。该移动通信终端从两根多波段天线接收的两个信号中选择一个强的信号，并将该选择的信号发射到RF接收器。
图3示出了根据本发明的实施例的具有GPS和分集功能的CDMA移动通信终端的结构。如图3所示，该移动通信终端包括第一个第二GPS/CDMA多波段天线310和312，第一和第二功率检测器320和322，比较器330，开关340，GPS/CDMA RF接收器350和基带处理器360。
参照图3，第一和第二GPS/CDMA多波段天线310和312中的每一个在1575.42MHz或1227.6MHz频带上接收GPS RF导航信号并且在900MHz、1.8GHz或2GHz频带上的接收CDMA RF信号。即第一和第二GPS/CDMA多波段天线310和312中的每一个接收GPS信号和CDMA信号的合成RF信号。
第一功率检测器320测量由第一多波段天线310接收的RF信号的第一RSSI(接收到的信号强度指示)，并将该第一RSSI提供给比较器330。同样，第二功率检测器322测量由第二多波段天线312接收的RF信号的第二RSSI(接收到的信号强度指示)，并将该第二RSSI提供给比较器330。比较器330随即将第一RSSI和第二RSSI进行比较，并向开关340提供控制信号，用于根据比较的结果控制开关340。
如果第一RSSI大于第二RSSI，则开关340选择第一多波段天线310提供的RF信号，并将该选择的RF信号发射到RF接收器350。否则，如果第二RSSI大于第一RSSI，则开关340选择第二多波段天线312提供的RF信号，并将该选择的RF信号发射到RF接收器350。在此，开关340可以由根据两个输入的信号的比较结果输出“HIGH”或“LOW”信号的简单的逻辑电路来实现。这种从许多RF接收信号中选择最好的信号的分集技术称为切换分集技术。因此，移动通信终端接收机使用这种分集技术，将接收信号质量保持在高于给定的水平上。
RF接收机350将包括在开关340选择的RF信号内的GPS和CDMA RF信号转换成为基带信号。该基带处理器360从RF接收机350提供的基带GPS信号中提取时间和定位信息，并对RF接收机350提供的基带CDMA信号进行处理。
在上述的根据本发明的分集设备中，第一和第二天线310和312是多波段天线，该天线能够接收GPS RF和CDMA RF信号。这样，就可能通过保持在第一和第二天线310和312间的给定的距离来获得空间分集效应。
此外，第一和第二天线310和312被设计为接收具有不同的极化特性的RF信号。即，第一天线310具有一个或多个第一接收极化特性，而第二天线312具有一个或多个区别于第一接收极化特性的第二接收极化特性。
本发明的原理是基于在接收模式中彼此能够得到并可区分开的若干极化波的合成。对于本领域的普通技术人员来说，极化分集技术提供若干可区分的接收信道是公知的，也就是说，一个或多个用于第一极化波的接收信道和一个或多个用于第二极化波的接收信道。若干极化波的合成增加了移动通信终端接收机将准确地接收基站发射的信号的可能性。这种可能性的增加意味着在接收灵敏度方面的若干dB增益的增加，而且增益的增加抵消掉了在无线电环境中的衰减、干扰和回波现象引发的不利因素。
毫无疑问，第一天线310的第一接收极化特性与第二天线312的第二接收极化特性无关，以使移动通信终端接收机能够获得接收分集效应。在本发明的优选实施例中，第一接收极化波是线性极化波，同时，第二接收极化波是圆形极化波或椭圆形极化波。在此，第二接收极化特性具有对称和双极化特性。在该优选实施例中，该移动通信终端接收机能够获得三种可区分的极化波，从而将接收分集效应最大化。
如上所述，本发明通过向GPS/CDMA移动通信终端天线中加入简单的电路(即，功率检测器和比较器)来将GPS和CDMA接收分集效应最大化。此外，将本发明应用到移动通信终端中，增加了网络信道能力和数据传输速率，因此能够进行高速数据通信。
尽管参照本发明的优选实施例示出并说明了本发明，但是本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的权利要求所限定的精神和范围内，可以对本发明进行各种形式上和细节上的修改。

Claims (7)

1.一种用于具有GPS全球定位系统功能的移动通信终端的分集装置，包括：
至少两根多波段天线，每根都能接收GPS信号和移动通信信号合成的RF射频信号；和
切换分集单元，用于选择一个多波段天线接收的RF信号，
其中，所述的切换分集单元包括：
至少两个功率检测器，用于检测相关联的多波段天线接收的RF信号的信号强度；
比较器，用于比较功率检测器检测到的信号强度，并产生用于根据比较结果从接收到的RF信号中选择最强的RF信号的控制信号；
开关，用于相应于比较器产生的控制信号选择一个接收到的RF信号；以及
RF接收机，用于处理选择到的RF信号。
2.根据权利要求1所述的分集装置，其中第一多波段天线具有第一接收极化特性，而第二多波段天线具有区别于第一接收极化特性的第二接收极化特性。
3.根据权利要求2所述的分集装置，其中，第一接收极化特性是线性极化，而第二接收极化特性是圆形极化。
4.根据权利要求1所述的分集装置，其中，多波段天线以给定距离的间隔设置，以便获得空间分集效应。
5.根据权利要求1所述的分集装置，其中，RF接收机将选择的RF信号分成GPS信号和移动通信信号，并分开处理分出来的GPS信号和分出来的移动通信信号。
6.一种用于具有GPS全球定位系统功能的移动通信终端的分集方法，包括步骤：
通过至少两根多波段天线接收至少两个GPS信号和移动通信信号的合成形式的RF信号；
检测接收到的RF信号的信号强度；
比较检测到的信号强度，并根据比较结果，从接收到的RF信号中选择最强的RF信号；以及
在RF波段上处理该选择的RF信号。
7.根据权利要求6所述的分集方法，其中，将选择的RF信号分成GPS信号和移动通信信号，并分开处理分出来的GPS信号和分出来的移动通信信号。
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