CN1472978A - 隔离增强的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于基于TDD的移动通信系统的终端的收发机。该收发机包括：接收机，用于在接收模式下对接收信号进行处理；发射机，用于在发射模式下对发射信号进行处理；开关机构，其可在发射和接收模式下操作；和接地分隔器，用于将接收机，发射机和开关机构的接地进行隔离。

Description

隔离增强的系统和方法

相关申请

本申请要求2002年6月29号提交的韩国专利申请号2002-37621的专利在先申请日和优先权，该申请的内容完全引入本发明作为参考。

技术领域

本发明涉及移动通信系统，特别涉及用于基于TDD的移动通信系统的移动终端的隔离增强的系统和方法。

背景技术

时分同步CDMA(TD-SCDMA)是由中国率先研发的第三代移动通信标准。该标准于1999年11月被ITU批准，连同SCDMA和CDMA-2000一起作为第三代移动通信标准。

TD-SCDMA通过结合时分双工(TDD)和CDUA的优点，例如上行链路同步和智能天线，旨在提高信道容量和有效地管理资源。

在基于TDD的通信系统比如TD-SCDMA中，发射和接收信道是时分的。因此，移动终端的接收和发射模式是由收发机的开关功能决定的。图1是TD-SCDMA终端的射频收发机的模块图。如图所示，收发机通过操作开关3在控制信号的控制下在接收和发射模式之间进行切换。

在接收模式下，通过天线1接收的RF信号到达收发机的接收部分，从而信号通过低噪声放大器(LNA)4的放大，滤波器5的滤波，然后在中频(IF)混频器中被转换成基带信号。在发射模式下，发射信号在IF混频器中被上变频，通过发射滤波器8的滤波，放大器7的放大，然后经过隔离器6，开关3，双工器2和天线1发送到空中。

通常，在TD-SCDMA的移动终端中，单刀双掷(SPDT)开关3用于在发射和接收模式之间切换收发机，在发射线路中隔离器6恰好位于SPDT开关3的前面，以阻止发射信号的返回。

不幸的是，在传统的收发机里，开关的隔离特性和接收部分的插入损耗之间需要折中，因此具有良好隔离特性的开关会导致接收部分的插入损耗并限制商用隔离器的隔离性能。

另外，如果发射和接收方的元件公共接地到接地面积不够的终端架上，就会通过地线将不想要的发射信号引入到接收部分，尽管不想要的信号的引入值倚赖于PCB的设计。由于TD-SCDMA系统的功率级别A，其最大的输出功率为+33dBm，灵敏度为-108dBm。因此，商用SPDT开关完全地隔离发射和接收信道是受到限制的。

发明内容

依照本发明的一个实施例，用在基于TDD的移动通信系统终端的收发机包括：用于接收模式下处理接收信号的接收机；用于发射模式下处理发射信号的发射机；可在发射模式和接收模式之间操作的开关机构；和用于分隔接收机、发射机和开关机构的接地的接地分隔器。

接收机包括低噪声放大器，用于在接收模式下放大开关机构提供的接收信号；接收滤波器，用于对放大后的接收信号进行滤波并将滤波后的信号提供给中频处理器。权利要求1中的收发机，其中发射机包括：发射滤波器，用于在发射模式下对从中频处理器接收的发射信号进行滤波；放大器，用于放大滤波后的信号。

在一些实施例中，发射机还包括隔离器，用于隔离发射机免受开关机构产生的干涉信号的影响。开关机构包括：天线；  开关，用于选择将天线连接至接收机或发射机；和位于天线和开关之间的双工器。

接地分隔器包括：第一接地分隔元件，用来隔离接收机的接收地和开关机构的公共地；第二接地分隔元件，用来隔离发射机的发射地和公共地。在一个实施例中，第一和第二接地隔离元件的每个都是电感。在另一个实施例中，第一和第二接地隔离元件的每个都例如是铁氧体磁珠(ferrite bead)。

在一些实施例下，开关机构包括天线；连接到天线的双工器，其用来来选择通过天线的发射和接收频率；循环器，用于将接收信号从双工器发送到接收机和将发射信号从发射机发送到天线；开关，位于循环器和接收机之间的信号线上，其中该开关在接收状态下打开。

根据再一个实施例，提供了一种在基于TDD的移动通信系统中进行数据通信的方法。此方法包括：在接收模式下处理接收信号；在发射模式下处理发射信号；其中开关机构可在发射模式和接收模式下操作；分隔接收机，发射机，和开关机构的接地。

在接收模式下对接收信号处理的步骤包括：使用低噪声放大器将开关机构提供的接收信号放大；使用接收滤波器对放大后的接收信号进行滤波；并将滤波后的接收信号提供给中频处理器。

在发射模式下对发射信号处理的步骤包括：使用发射滤波器对从中频处理器接收到的发射信号进行滤波，并放大滤波后的信号。在一个实施例中，在发射模式下对发射信号的处理步骤还包括隔离发射机免受由开关机构产生的干扰信号的影响。隔离步骤包括使用第一接地分隔元件对执行接收步骤的接收机的接收地和用于开关机构的公共地进行隔离。

在一个或多个实施例中，隔离步骤还包括使用第二接地分隔元件将执行发射步骤的发射机的发射地和用于开关机构的公共地进行隔离。第一或第二接地分隔元件可以是电感，也可以是铁氧体磁珠。

本领域专业人员可以通过下面详细的描述并参考附图很容易对本发明的这些和其它实施例有所了解，本发明并不限于任何特定的实施例。

附图说明

附图提供了对本发明的进一步理解并构成了说明书的一部分，附图图示解释了本发明的实施例并和文字说明一起解释了本发明的原理。

图1是移动通信终端的传统接收机的模块图；

图2是包括本发明的实施例的移动通信终端接收机的模块图；

图3是图2中收发机的接地分隔器的示例电路图；

图4是根据本发明的另外一个实施例的的移动通信终端的接收机的模块图。

在不同附图中使用相同附图标记表示的本发明的特点，元件和方面代表根据本发明的一个或多个实施例中相同，等价或相似的特点，元件和方面。

具体实施方式

根据本发明的优选实施例的移动通信终端的收发机将会对照附图来进行说明。

根据本发明第一实施例的接收机包括：发射装置，接收装置和开关装置。所说的元件被分别相互隔离地进行接地以防止干扰。

如图2，根据本发明的一个实施例的移动终端的收发机包括：接收机10，用于在接收模式下处理接收信号；发射机20，用于在发射模式下处理发射信号；开关装置30，用在发射和接收两种模式下。

例如，接收机10包括：低噪声放大器12，用于放大接收的信号；和接收滤波器15，用于对放大的接收信号进行滤波。例如，发射机20包括：发射滤波器22，用于对中频(IF)处理模块(未显示)提供的发射信号进行滤波；放大器24，用于放大滤波后的发射信号；和隔离器26，用于防止发射信号的返回。

开关装置30包括：天线32；单刀双掷(SPDT)开关36，它根据控制信号将天线32连接到接收机10或发射机20来提供发射/接收切换模式。优选地位于天线32和开关36之间的双工器34用于例如选择发射/接收频率。

低噪声放大器12和接收滤波器15连接到接收地(R-GND)。发射滤波器22、放大器24和隔离器26连接到发射地(T-GND)。天线32、双工器34和开关36连接到公共地(C-GND)。为了将接收机10，发射机20，开关装置30的接地连接隔离开，本发明的收发机具有一接地分隔器。

如图3，根据一个实施例，接地分隔器40包括第一接地分隔元件43，优选地介于接收地(R-GND)和公共地(C-GND)之间。第二接地分隔元件45优选地介于公共地(C-GND)和发射地(T-GND)之间。第一和第二接地分隔元件43和45的每个优选是例如具有射频去除特性的电感器，或者是具有固定频率去除特性的铁氧体磁珠。值得提及的是，第一和第二接地隔离元件43和45也可以接在不同的元件之间。

通过将接收机10、发射机20和开关机构30的接地连接相互隔离，可以将发射机20产生的射频信号对接收机10的影响的可能性减到最小。

如图4，根本发明的第二实施例的移动终端的收发机包括：接收机50，用于在接收模式下处理接收信号；发射机60，用于在发射模式下处理发射信号；开关机构70，其可在发射和接收两种模式下操作。

接收机50包括：低噪声放大器53，例如用于放大接收的信号；和接收滤波器55，用于对放大的接收信号进行滤波。例如，发射机60包括发射滤波器62，用于对来自中频处理模块的发射信号进行滤波；和放大器64，用于放大滤波后的发射信号。开关机构70包括：循环器78，用于引导接收到的信号通过天线72；双工器74，用于将发射信号从发射机60引导到天线72；单刀单掷(SPST)开关76，例如位于接收机50和环行电路78之间的接收信号线路上。

低噪声放大器53和接收滤波器55连接到接收地(R-GND)。发射滤波器62和放大器64连接到发射地(T-GND)。而且，天线72、双工器74、循环器78和SPST开关76连接到公共地(C-GND)。如前所述，为了将接收机50、发射机60、开关机构70的接地连接隔离开，收发机还具有一接地分隔器40(见图3)。

在TD-SCDMA的功率级别A中，由于最大的发射输出功率是+33dBm且基准灵敏度是-108dBm，SPDT开关的隔离特性无法达到可靠的发射和接收隔离。在一个实施例中，收发机带有接地隔离器40，用于将发射信号对接收机10的干扰减少到最小。循环器78在发射模式下阻止发射机产生的发射信号对接收机的干扰。SPST开关76介于循环器78和接收机50之间。开关76在接收模式下打开并在发射模式下关闭，例如以增强接收机50和发射机60之间的隔离。

因此，收发机的隔离特性可以通过使用SPST开关76和环行电路78的隔离功能得以提高。在一些实施例中，循环器78作为传统收发机中SPDT开关的替代品。SPST开关位于接收方，因此要在接收模式下考虑开关定时。

这样，在本发明的一个实施例中，将收发机的接收机和发射机的接地连接进行隔离，从而阻止发射信号对接收机的干扰。在另一个实施例中，通过使用循环器和SPST开关以及发射/接收接地机构，阻止了将发射的射频信号引入到接收机的可能性。这样，收发机的整体发射和接收隔离特性就得到了提高。

本发明的收发机通过将发射机和接收机的接地连接相互隔离，阻止了发射信号通过地线对接收机的干扰。这使用隔离器和SPST开关增强了隔离性能。使用图2-4示出的电路，收发机的整体发射和接收隔离特性就得到了增强。

而且，根据一个实施例，SPST开关替代了传统的SPDT开关。这样，开关定时在接收模式下确定，使得开关定时设计变得简单了。

以上所述的发明在任何方面都是示例性的而不是限制性的。只要不违背这里所述的本质特性，所有支持本发明的各个方面的其它示例实施例，系统结构，平台和实现都可以使用。对实施例的特征的这些和各种其它改变和结合都在本发明的范围之内。本发明限定在权利要求书和与之同等范围内的等价物。

Claims (20)

1.一种用于基于TDD的移动通信系统中的终端的收发机，包括：

接收机，用于在接收模式下处理信号；

发射机，用于在发射模式下处理信号；

开关机构，其可在发射模式和接收模式下操作；

接地分隔器，用于对接收机、发射机和开关机构的接地进行隔离。

2.如权利要求1中所述的收发机，其中，接收机包括：

低噪声放大器，用于在接收模式下放大由开关机构提供的接收信号；和

接收滤波器，用于对放大的接收信号进行滤波并将滤波后的信号提供到一中频处理器。

3.如权利要求1中所述的收发机，其中，发射机包括：

发射滤波器，用于在发射模式下对从一中频处理器接收到的发射信号进行滤波；和

放大器，用于放大滤波后的发射信号。

4.如权利要求3中所述的收发机，其中，发射机还包括：

隔离器，用于隔离发射机以免其受开关机构产生的干扰信号的影响。

5.如权利要求1中所述的收发机，其中，开关机构包括：

天线；

开关，用于选择性地将天线连接到接收机和发射机。

双工器，位于天线和开关之间。

6.如权利要求1中所述的收发机，其中，接地分隔器包括：

第一接地分隔元件，用于将接收机的接收地和开关机构的公共地相互隔离开；和

第二接地分隔元件，用于将发射机的发射地和公共地隔离开。

7.如权利要求5中所述的收发机，其中，第一和第二分隔元件的至少一个是电感器。

8.如权利要求5中所述的收发机，其中，第一和第二分隔元件的至少一个是铁氧体磁珠。

9.如权利要求2中所述的收发机，其中，开关机构包括：

天线；

连接到天线的双工器，双工器选择经由天线的发射和接收频率；

循环器，用于将接收信号从双工器发送到接收机并将发射信号从发射机发送到天线；和

开关，安装在循环器和接收机之间的信号线上，其中该开关在接收模式下打开。

10.一种在基于TDD的移动通信系统中进行数据通信的方法，包括：

在接收模式下处理接收信号；

在发射模式下处理发射信号，其中开关机构可在发射模式和接收模式下操作；以及

对接收机、发射机和开关机构的接地进行隔离。

11.如权利要求10所述的方法，其中，在接收模式下处理接收信号的步骤包括：

使用低噪声的放大器对由开关机构提供的接收信号进行放大；

使用接收滤波器对放大后的接收信号进行滤波；以及

将滤波后的接收信号提供到一中频处理器。

12.如权利要求10所述的方法，其中，在发射模式下处理发射信号的步骤包括：

使用发射滤波器对从一中频处理器接收的发射信号进行滤波；以及

对滤波后的发射信号进行放大。

13.如权利要求10所述的方法，其中，在发射模式下处理发射信号的步骤还包括：隔离发射机以免其受开关机构产生的干扰信号的影响。

14.如权利要求10所述的方法，其中，开关机构包括：

天线；

开关，用于选择性地将天线连接到接收机和发射机；以及

双工器，位于天线和开关之间。

15.如权利要求10所述的方法，其中，隔离步骤包括：

使用第一接地分隔元件将执行接收步骤的接收机的接收地和开关机构的公共地进行隔离。

16.如权利要求10所述的方法，其中，隔离步骤包括：

使用第二接地分隔元件将执行发射步骤的发射机的发射地和开关机构的公共地继续隔离。

17.如权利要求16所述的方法，其中第一接地分隔元件是电感器。

18.如权利要求16所述的方法，其中第一接地分隔元件是铁氧体磁珠。

19.如权利要求16所述的方法，其中第二接地分隔元件是铁氧体磁珠。

20.如权利要求10所述的方法，其中开关装置包括：

天线；

连接到天线的双工器，该双工器选择通过天线的发射和接收频率；

循环器，用于将接收信号从双工器发送到接收机，并将发射信号从发射机发送到天线；以及

开关，安装在循环器和接收机之间的信号线上，其中该开关在接收模式下打开。

Images