DE102012105246A1

DE102012105246A1 - RF-Sendeschaltung, elektronisches Gerät sowie Verfahren dazu

Info

Publication number: DE102012105246A1
Application number: DE102012105246A
Authority: DE
Inventors: Yen-Ching Lee; Shang-Ming Chiu
Original assignee: Getac Technology Corp
Current assignee: Getac Technology Corp
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2013-06-27
Also published as: CN103178868A; US20130165057A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radiofrequenz-(RF)-Signalschaltung und ein elektronisches Gerät sowie ein Energie sparendes Verfahren dazu. Die RF-Sendeschaltung umfasst eine Antenne, mindestens einen Controller, einen ersten Pfad, einen zweiten Pfad und eine Signalschalteinheit. Der Controller erzeugt und/oder empfängt ein RF-Signal. Der Controller ermittelt mit seiner Erkennungsfunktion die Leistung des RF-Signals und wählt oder wechselt mit seiner Schaltfunktion den Sendepfad des RF-Signals (erster Pfad oder zweiter Pfad). Der erste Pfad sendet das RF-Signal zur Antenne. Der zweite Pfad hat einen Leistungsverstärker, um die Leistung des RF-Signals zu verstärken und dann das verstärkte RF-Signal zur Antenne zu senden. Die Signalschalteinheit verbindet die Antenne selektiv mit dem ersten Pfad oder dem zweiten Pfad. Wenn der erste Pfad ausgewählt wird, schaltet der Controller den ersten Leistungsverstärker aus.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radiofrequenz-(RF)-Sendeschaltung, insbesondere eine RF-Sendeschaltung, die einen Signal-Sendepfad adaptiv wählt, sowie ein elektronisches Gerät und ein entsprechendes Verfahren.
Im Zuge der jüngsten Entwicklung im Bereich der Kommunikationstechnologien haben RF-Sendeschaltungen stark an Bedeutung gewonnen und finden inzwischen eine breite Anwendung in Produkten der Kommunikationselektronik. Allgemein gesagt, werden in einer RF-Sendeschaltung alle gesendeten Signale von einem Leistungsverstärker verstärkt, bevor sie über eine Antenne übertragen werden. Der Leistungsverstärker ist jedoch ein Bauelement mit hohem Strombzw. Energieverbrauch.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine RF-Sendeschaltung, ein elektronisches Gerät sowie ein Verfahren zu schaffen, die im Vergleich zum Stand der Technik energieeffizienter arbeiten.
Ein Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Erkenntnis, dass beim Stand der Technik auch Signale, die nicht verstärkt werden müssen, auf dem Sendepfad vom Leistungsverstärker verstärkt werden. Dadurch, dass auch Signale mit ausreichender Signalstärke verstärkt werden, verbraucht die RF-Sendeschaltung über den Leistungsverstärker unnötige Energie. Um die gesendeten Signale an den Empfangsbereich des Leistungsverstärkers anzupassen, muss außerdem die Signalstärke vor dem Verstärken häufig mit einer Leistungsdämpfungseinheit gedrosselt werden. Dieser Dämpfungsvorgang auch von starken Signalen erfordert einen unnötigen Energieverbrauch. Hinzu kommt, dass auch der Dynamikbereich der Signalübertragung der RF-Sendeschaltung vom Leistungsverstärker beschränkt wird. Dies bedeutet, dass die RF-Sendeschaltung keine schwachen Signale mit hoher Leistung sowie keine starken Signale mit niedriger Leistung übertragen kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine RF-Sendeschaltung, die aus einer Antenne, mindestens einem Controller, einem ersten Pfad, einem zweiten Pfad und einer Signalschalteinheit besteht. Der mindestens eine Controller empfängt ein erstes RF-Signal und/oder erzeugt ein zweites RF-Signal, und er hat eine Erkennungs- und eine Schaltfunktion. Mit der Erkennungsfunktion ermittelt er die Leistung des ersten RF-Signals, und mit der Schaltfunktion wählt oder wechselt er den Sendepfad des zweiten RF-Signals. Der erste Pfad sendet das vom Controller erzeugte zweite RF-Signal zur Antenne. Der zweite Pfad hat einen ersten Leistungsverstärker, und der zweite Pfad verstärkt die Leistung des vom Controller über den ersten Leistungsverstärker erzeugten zweiten RF-Signals, dann sendet der zweite Pfad das zweite Signal zur Antenne. Die Signalschalteinheit ist elektrisch mit der Antenne, dem ersten Pfad und dem zweiten Pfad verbunden, und die Signalschalteinheit verbindet die Antenne selektiv mit dem ersten oder dem zweiten Pfad. Der Controller ermittelt mit seiner Erkennungsfunktion die Leistung des ersten RF-Signals und wählt oder wechselt mit der Schaltfunktion entsprechend dem Ergebnis aus der Erkennungsfunktion den ersten oder den zweiten Pfad, um dann das zweite RF-Signal zur Antenne zu senden. Wenn der erste Pfad ausgewählt wird, schaltet der Controller den ersten Leistungsverstärker aus.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät mit einer RF-Sendeschaltung. Die RF-Sendeschaltung umfasst eine Antenne, mindestens einen Controller, einen ersten Pfad, einen zweiten Pfad und eine Signalschalteinheit. Der mindestens eine Controller empfängt ein erstes RF-Signal und/oder erzeugt ein zweites RF-Signal, und er hat eine Erkennungs- und eine Schaltfunktion. Mit der Erkennungsfunktion ermittelt er die Leistung des ersten RF-Signals, und mit der Schaltfunktion wählt oder wechselt er den Sendepfad des zweiten RF-Signals. Der erste Pfad sendet das vom Controller erzeugte zweite RF-Signal zur Antenne. Der zweite Pfad hat einen ersten Leistungsverstärker, und der zweite Pfad verstärkt die Leistung des vom Controller erzeugten zweiten RF-Signals über den ersten Leistungsverstärker. Der zweite Pfad sendet dann das zweite RF-Signal zur Antenne. Die Signalschalteinheit ist elektrisch mit der Antenne, dem ersten Pfad und dem zweiten Pfad verbunden, und die Signalschalteinheit verbindet die Antenne selektiv mit dem ersten oder dem zweiten Pfad. Der Controller ermittelt mit seiner Erkennungsfunktion die Leistung des ersten RF-Signals und wählt oder wechselt mit der Schaltfunktion entsprechend dem Ergebnis aus der Erkennungsfunktion den ersten oder den zweiten Pfad, um dann das zweite RF-Signal zur Antenne zu senden. Wenn der erste Pfad ausgewählt wird, schaltet der Controller den ersten Leistungsverstärker aus.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren bereit, mit dem Strom gespart werden kann, und welches an eine RF-Sendeschaltung angepasst wurde. Das Strom sparende Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Empfangen eines ersten RF-Signals; Ermitteln der Leistung des ersten RF-Signals; Auswählen eines ersten Pfads oder eines zweiten Pfads auf der Grundlage der Leistung des ersten RF-Signals; Ausschalten des ersten Leistungsverstärkers, wenn der erste Pfad gewählt wird; Einschalten des ersten Leistungsverstärkers, wenn der zweite Pfad gewählt wird; Senden des zweiten RF-Signals zur Antenne über den ersten oder den zweiten Pfad.
Um die Merkmale und auch weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung verständlich zu machen, werden nachstehend Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren der Zeichnung detailliert beschrieben.
1: ist ein Funktionsblockdiagramm einer RF-Sendeschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2: ist ein Funktionsblockdiagramm einer anderen RF-Sendeschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3A: ist ein Funktionsblockdiagramm eines elektronischen Geräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3B: ist eine schematische Darstellung einer Kommunikationsumgebung eines Drahtlosnetzwerks im Freien.
3C: ist eine schematische Darstellung einer Kommunikationsumgebung eines Drahtlosnetzwerks in Räumen.
4: ist ein Flussdiagramm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
5: ist ein Flussdiagramm gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Verschiedene Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung wurden vorstehend zusammenfassend aufgeführt. Es folgt eine ausführliche Beschreibung der Zeichnung. Zur Beschreibung gleicher oder ähnlicher Teile wurden in der Zeichnung dieselben Referenznummern verwendet. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Aufbau einer RF-Sendeschaltung. Bei bestimmten Ausführungsformen kann der Aufbau der RF-Sendeschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung effektiv den Stromverbrauch von elektronischen Kommunikationsgeräten verringern.
1 ist ein Funktionsblockdiagramm einer RF-Sendeschaltung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die RF-Sendeschaltung 100 gemäß 1 umfasst einen ersten Pfad TP1, einen zweiten Pfad TP2, einen Empfangspfad RP, einen Controller 110, eine Signalschalteinheit 140 und mindestens eine Antenne 150. Der erste Pfad TP1 ist mit einem ersten Ausgang CO1 des Controllers 110 und mit einem ersten Eingang SI1 der Signalschalteinheit 140 verbunden. Der zweite Pfad TP2 ist mit einem zweiten Ausgang CO2 des Controllers 110 und mit der Signalschalteinheit 140 verbunden.
Der Empfangspfad RP ist mit einem Ausgang SO der Signalschalteinheit 140 und mit einem Eingang CI des Controllers 110 verbunden.
Die Signalschalteinheit 140 ist elektrisch mit der Antenne 150, dem ersten Pfad TP1, dem zweiten Pfad TP2 bzw. dem Empfangspfad RP verbunden, und sie verbindet die Antenne 150 selektiv mit dem ersten Pfad TP1, dem zweiten Pfad TP2 und dem Empfangspfad RP. Das Umschalten des ersten Pfads TP1 und des zweiten Pfads TP2 wird durch die Pfad-Schaltfunktion des Controllers 110 geregelt. Die Antenne 150 ist so konfiguriert, dass sie das RF-Signal sendet und empfängt. Wenn die Antenne 150 ein erstes RF-Signal empfängt, verbindet die Signalschalteinheit 140 die Antenne 150 mit dem Empfangspfad RP, um das erste empfangene RF-Signal dem Controller 110 zuzuführen. Wenn der Controller 110 ein zweites RF-Signal zur Antenne 150 senden muss, verbindet die Signalschalteinheit 140 die Antenne 150 selektiv mit dem ersten Pfad TP1 oder dem zweiten Pfad TP2, um das zweite RF-Signal der Antenne 150 zuzuführen.
Die RF-Sendeschaltung aus dem Stand der Technik hat nur einen Sendepfad, der dem zweiten Pfad TP2 entspricht, und einen Leistungsverstärker. Im Gegensatz dazu verfügt die RF-Sendeschaltung 100 gemäß dieser Ausführungsform über einen zusätzlichen ersten Sendepfad TP1. Ein RF-Signal, dessen Signalstärke größer ist als der gegenwärtige Schwellenwert, muss nicht verstärkt werden und kann direkt über den Pfad TP1 zur Signalschalteinheit 140 gesendet werden. Die Signalschalteinheit 140 sendet dann das RF-Signal zum Senden zur Antenne 150.
Da auf dem ersten Pfad TP1 keine Verstärkung durch den Leistungsverstärker 124 erfolgt, wird der dafür notwendige Stromverbrauch reduziert. Die RF-Sendeschaltung 100 kann zudem flexibel bestimmen, ob die ursprüngliche Leistungsübertragung beibehalten oder durch den Wechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Pfad eine Hochleistungsübertragung über den Leistungsverstärker durchgeführt werden soll. Im Vergleich zu einer herkömmlichen RF-Sendeschaltung kann die RF-Sendeschaltung 100 einen breiteren Dynamikbereich der RF-Signalübertragung nutzen.
2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer anderen RF-Sendeschaltung 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf 2 sei bemerkt, dass die RF-Sendeschaltung 200 einen ersten Pfad TP01, einen zweiten Pfad TP02, einen Empfangspfad RP0, eine Signalschalteinheit 140, einen Controller 110 und mindestens eine Antenne 150 hat. Der Controller 110 verfügt über einen Transceiver 112, eine Leistungserkennungseinheit 114, eine Schalteinheit 116 und eine Pfadschalteinheit 118. Der erste Pfad TP01 ist mit der Pfadschalteinheit 118 und mit der Signalschalteinheit 140 verbunden. Der zweite Pfad TP02 ist mit der Pfadschalteinheit 118 und mit der Signalschalteinheit 140 verbunden. Der Empfangspfad RP0 ist mit der Signalschalteinheit 140 und mit dem Transceiver 112 verbunden.
Die Signalschalteinheit 140 ist elektrisch mit der Antenne 150, dem ersten Pfad TP01, dem zweiten Pfad TP02 und dem Empfangspfad RP0 verbunden, und sie verbindet die Antenne 150 selektiv mit dem ersten Pfad TP01, dem zweiten Pfad TP02 und dem Empfangspfad RP0.
Das Umschalten des ersten Pfads TP01 und des zweiten Pfads TP02 wird durch die Pfadschalteinheit 118 des Controllers 110 geregelt. Die Antenne 150 ist so konfiguriert, dass sie das erste RF-Signal empfängt und/oder das zweite RF-Signal sendet. Wenn die Antenne 150 das erste RF-Signal empfängt, verbindet die Signalschalteinheit 140 die Antenne 150 mit dem Empfangspfad RP0, um das erste empfangene RF-Signal dem Controller 110 zuzuführen. Wenn der Controller 110 ein zweites RF-Signal zur Antenne 150 senden muss, verbindet die Signalschalteinheit 140 die Antenne 150 selektiv mit dem ersten Pfad TP1 oder dem zweiten Pfad TP2, um das zweite RF-Signal vom Controller 110 der Antenne 150 zuzuführen.
Der zweite Pfad TP02 hat eine Leistungsdämpfungseinheit 120, ein Tiefpassfilter 122 und einen Leistungsverstärker 124. Wenn der Transceiver 112 das zweite RF-Signal senden möchte, welches verstärkt werden muss, wird das zweite RF-Signal durch die Pfadschalteinheit 118 mit dem zweiten Pfad TP02 verbunden. Zunächst dämpft die Leistungsdämpfungseinheit 120 des zweiten Pfads TP02 das zweite RF-Signal, damit das zweite RF-Signal dem Eingangsdynamikbereich des Leistungsverstärkers 124 entspricht, dann passiert das zweite RF-Signal das Tiefpassfilter 122 und den Leistungsverstärker 124. Abschließend wird das zweite RF-Signal von der Signalschalteinheit 140 mit der Antenne 150 verbunden, um das zweite RF-Signal zu senden.
Der Empfangspfad RP0 hat ein Tiefpassfilter 130 und einen Leistungsverstärker 132. Wenn die Antenne 150 das erste RF-Signal empfängt, verbindet die Signalschalteinheit 140 die Antenne 150 mit dem Empfangspfad RP0. Dann sendet der Empfangspfad RP0 das erste RF-Signal durch das Tiefpassfilter 130 und den Leistungsverstärker 132 zum Transceiver 112.
Mit Bezug auf 2 sei bemerkt, dass der Transceiver 112 mit dem Leistungsverstärker 132, der Leistungserkennungseinheit 114 und der Pfadschalteinheit 118 verbunden ist. Der in 2 dargestellte Transceiver 112 ist so konfiguriert, dass er das erste von der Antenne 150 über den Empfangspfad RP0 empfangene RF-Signal empfängt, das empfangene erste RF-Signal zur Leistungserkennungseinheit 114 sendet und das erste zu sendende RF-Signal zur Pfadschalteinheit 118 sendet.
Die Leistungserkennungseinheit 114 ist mit der Schalteinheit 116 und der Pfadschalteinheit 118 verbunden, und sie dient dazu, festzustellen, ob die Signalstärke des empfangenen ersten RF-Signals über dem vorgegebenen Schwellenwert liegt, und daraus ein Ergebnis zu erzeugen. Sie sendet dieses Ergebnis dann zur Schalteinheit 116 und zur Pfadschalteinheit 118. Dies bedeutet, dass die Leistungserkennungseinheit 114 eine Erkennungsfunktion des Controllers 110 ausführt.
Die Schalteinheit 116 ist mit dem Leistungsverstärker 124 verbunden und dazu vorgesehen, den Leistungsverstärker 124 zu steuern. Dies bedeutet, dass die Schalteinheit 116 den Leistungsverstärker 124 entsprechend dem empfangenen Ergebnis ein- oder ausschaltet. Die Leistungserkennungseinheit 114 kann der Pfadschalteinheit 118 und der Schalteinheit 116 alternativ auch ein Steuersignal mit einem ersten Spannungsniveau oder einem zweiten Spannungsniveau senden. Die Pfadschalteinheit 118 bestimmt entsprechend dem Steuersignal, ob das zweite RF-Signal auf dem ersten Pfad TP01 oder dem zweiten Pfad TP02 gesendet werden soll. Dies bedeutet, dass die Pfadschalteinheit 118 die Schaltfunktion des Controllers 110 ausführt.
Wenn die Leistungserkennungseinheit 114 beispielsweise, wie in 2 dargestellt ist, feststellt, dass die Signalstärke des über den Empfangspfad RP0 empfangenen Signals über dem vorgegebenen Schwellenwert liegt, erzeugt die Leistungserkennungseinheit 114 ein Steuersignal mit einem ersten Spannungsniveau (z.B. ein logisches Niveau "0") und sendet das Steuersignal an die Schalteinheit 116. Die Schalteinheit 116 schaltet den Leistungsverstärker 124 entsprechend dem ersten Spannungsniveau aus, um den Stromverbrauch zu verringern. Die Leistungserkennungseinheit 114 kann weiterhin über das Steuersignal mit dem ersten Spannungsniveau die Pfadschalteinheit 118 so steuern, dass sie zum Senden des Signals den ersten Pfad TP01 verwendet. Wenn die Leistungserkennungseinheit 114 feststellt, dass die Signalstärke des über den Empfangspfad RP0 empfangenen RF-Signals kleiner oder gleich dem vorgegebenen Schwellenwert ist, erzeugt die Leistungserkennungseinheit 114 ein Steuersignal mit einem zweiten Spannungsniveau (z.B. entsprechend einem logischen Niveau "1") und leitet an die Pfadschalteinheit 118 das Steuersignal weiter, so dass diese das zweite RF-Signal über den zweiten Pfad TP02 sendet. Mit dem Steuersignal mit dem zweiten Spannungsniveau kann die Leistungserkennungseinheit 114 weiterhin die Schalteinheit 116 so steuern, dass sie den Leistungsverstärker 124 einschaltet, um das zweite RF-Signal auf dem zweiten Pfad TP02 zu verstärken.
Weiterhin können die Betriebsmodi der Pfadschalteinheit 118 als "Auswahlmodus" und "Wechselmodus" klassifiziert werden. Bei einer Ausführungsform kann die Pfadschalteinheit 118, wenn der "Auswahlmodus" ausgeführt wird, entsprechend dem von der Leistungserkennungseinheit 114 als Ergebnis ausgegebenen Spannungsniveau festlegen, dass der erste Pfad TP01 oder der zweite Pfad TP02 das zweite RF-Signal (das gesendet werden muss) zur Antenne 150 sendet. Wenn die Leistungserkennungseinheit 114 z.B. ein Steuersignal mit dem logischen Niveau "0" an die Pfadschalteinheit 118 ausgibt, wählt die Pfadschalteinheit 118 den ersten Pfad TP01. Wenn die Leistungserkennungseinheit 114 ein Steuersignal mit dem logischen Niveau "1" an die Pfadschalteinheit 118 ausgibt, wählt die Pfadschalteinheit 118 den zweiten Pfad TP02.
Bei einer anderen Ausführungsform, bei der der "Wechselmodus" ausgeführt wird, ändert sich der Betriebsmodus der Pfadschalteinheit 118, um festzustellen, ob der ursprüngliche Sendepfad entsprechend dem von der Leistungserkennungseinheit 114 eingegebenen Spannungsniveau gewechselt werden soll. Wenn die Leistungserkennungseinheit 114 z.B. ein Steuersignal mit dem logischen Niveau "0" an die Pfadschalteinheit 118 ausgibt, behält die Pfadschalteinheit 118 den aktuell gewählten Pfad (z.B. den ersten Pfad TP01) bei. Wenn die Leistungserkennungseinheit 114 ein Steuersignal mit dem logischen Niveau "1" an die Pfadschalteinheit 118 ausgibt, wechselt die Pfadschalteinheit 118 das Signal vom aktuellen Pfad zum anderen Pfad (z.B. vom ersten Pfad TP01 zum zweiten Pfad TP02).
Wenn der aktuell von der Pfadschalteinheit 118 gewählte Pfad der zweite Pfad TP02 ist und die Leistungserkennungseinheit 114 ein Steuersignal mit einem logischen Niveau "0" an die Pfadschalteinheit 118 ausgibt, kann die Pfadschalteinheit 118 alternativ auch den aktuell gewählten Pfad (nämlich den zweiten Pfad TP02) beibehalten. Wenn die Leistungserkennungseinheit 114 ein Steuersignal mit einem logischen Niveau "1" an die Pfadschalteinheit 118 ausgibt, wechselt die Pfadschalteinheit 118 vom aktuellen Pfad zum anderen Pfad (sie wechselt in diesem Fall vom zweiten Pfad TP02 zum ersten Pfad TP01).
3A ist ein Funktionsblockdiagramm eines elektronischen Geräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf 3A sei bemerkt, dass das elektronische Gerät 300 die RF-Sendeschaltung 100 aus 1 enthält. Der sachliche und fachliche Inhalt der RF-Sendeschaltung 100 kann 1 und der entsprechenden Spezifikation entnommen werden, weshalb hier nicht weiter darauf eingegangen wird. Das elektronische Gerät 300 kann konkret ein drahtloses Sendegerät sein, z.B. ein Smartphone, ein PDA (Personal Digital Assistant), ein Notebook-Computer, ein Tablett-Computer oder ein Bluetooth-Gerät, wobei die Einsatzmöglichkeiten nicht auf diese Beispiele beschränkt sind.
3B und 3C sind jeweils schematische Darstellungen einer Kommunikationsumgebung 302 eines Drahtlosnetzwerks im Freien und einer Kommunikationsumgebung 304 eines Drahtlosnetzwerks in Räumen. Mit Bezug auf 3B sei bemerkt, dass die Kommunikationsumgebung 302 eines Drahtlosnetzwerks Smartphones M1–M4 umfasst, wobei die Benutzer die Smartphones M1–M4 mit dem Drahtlosnetzwerk verbinden, sofern die Verbindung über eine von einem Telekommunikationsbetreiber bereitgestellten Basisstation BS (3B) oder über einen Drahtlosnetzwerk-AP (Access Point) in einem Gebäude (3C) hergestellt werden kann. Jedes einzelne Smartphone M1–M4 verfügt über eine eingebaute RF-Sendeschaltung 100.
Wenn sich das Smartphone M1 gemäß 3B in der Nähe der Basisstation BS befindet, mit dem das Smartphone M1 kommuniziert, wird eine gute Kommunikationsqualität normalerweise auch ohne hohe RF-Signalstärke erreicht. In diesem Fall kann das RF-Signal über den von der eingebauten RF-Sendeschaltung 100 des Smartphones M1 bereitgestellten ersten Pfad TP1 gesendet werden, wodurch weniger Strom verbraucht wird. Wenn sich die Smartphones M2 und M3 weit entfernt von der Basisstation BS befinden oder ein Hindernis OB dazwischen liegt, kann die Kommunikationsqualität entsprechend schlecht sein. In diesem Fall können die RF-Sendeschaltungen 100 der Smartphones M2 und M3 den Signal-Sendepfad automatisch als zweiten Pfad TP2 einstellen, um das schwache RF-Signal zu verstärken und die Kommunikationsqualität zu verbessern. Diese Ausführungsform ist ebenso auf das Telefonieren mit einem Mobilfunksystem anwendbar, wobei die Anwendungsmöglichkeiten nicht hierauf beschränkt sind.
Wenn das Smartphone M4 gemäß 3C im Gebäude über einen AP mit einem Drahtlosnetzwerk verbunden ist, befindet sich das Smartphone M4 normalerweise in der Nähe des AP. In diesem Fall kann der Sendepfad für die Übertragung des RF-Signals der RF-Sendeschaltung 100 im Smartphone M4 als erster Pfad TP1 eingestellt werden, um Strom zu sparen. Wenn sich aber ein Hindernis zwischen dem Smartphone M4 und dem AP des Drahtlosnetzwerks befindet und sich die Kommunikationsqualität verringert, kann die RF-Sendeschaltung 100 dann automatisch den Sendepfad als zweiten Pfad TP2 einstellen, um so das schwache RF-Signal zu verstärken und die Kommunikationsqualität zu verbessern.
4 ist ein Flussdiagramm eines Energie sparenden Verfahrens, welches auf eine RF-Sendeschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann. Wie in 4 dargestellt ist, umfasst das Energie sparende Verfahren die folgenden Schritte. Das Energie sparende Verfahren der vorliegenden Ausführungsform kann im Aufbau von 1 angewendet werden.
In Schritt 410 wird ein erstes RF-Signal empfangen. In Schritt 420 wird die Leistung des ersten RF-Signals bestimmt. In Schritt 430 wird entsprechend der Leistung des ersten RF-Signals der erste Pfad oder der zweite Pfad in der RF-Sendeschaltung als Sendepfad gewählt, wobei der erste Pfad und der zweite Pfad zwei Sendepfade sind, über die ein vom Controller an die Antenne in der RF-Sendeschaltung gesendetes zweites RF-Signal gesendet wird. Der zweite Pfad hat einen Leistungsverstärker, und der ursprünglich vorgegebene RF-Signal-Sendepfad ist der zweite Pfad. In Schritt 440 wird der Leistungsverstärker ausgeschaltet, wenn der erste Pfad gewählt wird (d.h. der RF-Signal-Sendepfad wird vom zweiten Pfad zum ersten Pfad gewechselt), und das zweite RF-Signal wird über den ersten Pfad zur Antenne gesendet. In Schritt 450 wird der Leistungsverstärker im zweiten Pfad eingeschaltet, wenn der zweite Pfad ausgewählt wird (d.h. der RF-Signal-Sendepfad wird vom ersten Pfad zum zweiten Pfad gewechselt), und das zweite RF-Signal wird über den zweiten Pfad zur Antenne gesendet.
5 ist ein Flussdiagramm eines anderen Energie sparenden Verfahrens, welches auf eine RF-Sendeschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.
In Schritt 510 wird ein erstes RF-Signal empfangen. In Schritt 520 wird die Leistung eines ersten RF-Signals ermittelt, und es wird ferner festgestellt, ob die Leistung des ersten RF-Signals über dem vorgegebenen Schwellenwert liegt. Wenn in Schritt 520 festgestellt wird, dass die Leistung des ersten RF-Signals über dem Schwellenwert liegt, wird nach Schritt 520 Schritt 532 ausgeführt. Wenn festgestellt wird, dass die Leistung des ersten RF-Signals unter dem Schwellenwert liegt oder gleich diesem ist, wird nach Schritt 520 Schritt 542 ausgeführt.
Da in Schritt 532 der erste Pfad für die Übertragung des zweiten RF-Signals zur Antenne gewählt wird, wird in Schritt 534 der Leistungsverstärker im zweiten Pfad ausgeschaltet, und das zweite RF-Signal wird direkt über den ersten Pfad zur Antenne gesendet, um den Energieverbrauch durch den Leistungsverstärker zu verringern.
Da in Schritt 542 der zweite Pfad für die Übertragung des zweiten RF-Signals zur Antenne gewählt wird, wird der Leistungsverstärker in Schritt 544 im zweiten Pfad eingeschaltet. Danach wird das RF-Signal in Schritt 546 über den zweiten Pfad zur Antenne gesendet, wo das RF-Signal vom Leistungsverstärker verstärkt wird.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die vorliegende Erfindung eine RF-Sendeschaltung und ein elektronisches Gerät und ein Energie sparendes Verfahren dazu offenbart. Im Gegensatz zu einer RF-Sendeschaltung mit einem einzelnen Sendepfad, wie sie im Stand der Technik verwendet wird, bietet eine erfindungsgemäße RF-Sendeschaltung einen zusätzlichen RF-Signal-Sendepfad. RF-Signale, die nicht verstärkt werden müssen, können über den zusätzlichen RF-Signal-Sendepfad direkt zur Antenne gesendet werden. Die für die zuvor unnötige Leistungsverstärkung benötigte Energie kann eingespart werden, indem der Leistungsverstärker situationsbedingt ein- oder ausgeschaltet wird. Ein Sendesignal mit einer Signalstärke, die nicht verstärkt werden muss, kann weiterhin über den RF-Signal-Sendepfad mit dem Leistungsverstärker gesendet und vor dem Senden vom Leistungsverstärker verstärkt werden. Auf diese Weise entspricht die RF-Sendeschaltung den Anforderungen für eine RF-Signal-Übertragung mit hoher und mit niedriger Leistung, und sie weitet den Dynamikbereich der Signalübertragung durch die flexible Auswahl des Sendepfads.
Bezugszeichenliste

100: RF-Sendeschaltung
110: Controller
112: Transceiver
114: Leistungserkennungseinheit
116: Schalteinheit
118: Pfadschalteinheit
120: Leistungsdämpfungseinheit
122: Tiefpassfilter
124: Leistungsverstärker
130: Tiefpassfilter
132: Leistungsverstärker
140: Signalschalteinheit
150: Antenne
300: elektronisches Gerät
302: Kommunikationsumgebung
304: Kommunikationsumgebung
AP: Zugriffspunkt (Access Point)
BS: Basisstation
OB: Hindernis
M1–M4: Smartphone
TP1: erster Pfad
TP01: erster Pfad
TP2: zweiter Pfad
RP: Empfangspfad
RP0: Empfangspfad

Claims

Radiofrequenz-(RF)-Sendeschaltung (100), aufweisend: eine Antenne (150); mindestens einen Controller (110), der ein erstes RF-Signal empfängt und/oder ein zweites RF-Signal erzeugt, der eine Erkennungs- und eine Schaltfunktion hat, mit der er die Leistung des ersten RF-Signals erkennt und den Sendepfad des zweiten RF-Signals wählt oder wechselt, einen ersten Pfad (TP1), auf dem das vom Controller (110) erzeugte zweite RF-Signal zur Antenne (150) übertragen wird, einen zweiten Pfad (TP2) mit einem ersten Leistungsverstärker (124), wobei der zweite Pfad (TP2) die Leistung des vom Controller (110) erzeugten zweiten RF-Signals mit dem ersten Leistungsverstärker (124) verstärkt und über den das zweite RF-Signal zur Antenne (150) gesendet wird, und eine Signalschalteinheit (140), die elektrisch mit der Antenne (150), dem ersten Pfad (TP1) und dem zweiten Pfad verbunden (TP2) ist, wobei die Signalschalteinheit (140) die Antenne (150) selektiv mit dem ersten Pfad (TP1) oder zweiten Pfad (TP2) verbindet, wobei der Controller (110) mit der Erkennungsfunktion die Leistung des ersten RF-Signals ermittelt und der Controller (110) dann entsprechend dem Ergebnis mit der Schaltfunktion den ersten Pfad (TP1) oder den zweiten Pfad (TP2) wählt, über den das zweite RF-Signal zur Antenne (150) gesendet wird, wobei der der Controller (110) bei der Auswahl des ersten Pfads (TP1) den ersten Leistungsverstärker (124) ausschaltet.
RF-Sendeschaltung (100) nach Anspruch 1, wobei die Funktion des Controllers (110), mit der das zweite RF-Signal erzeugt und/oder das erste RF-Signal empfangen wird, von einem Transceiver (112) ausgeführt wird, und/oder eine Funktion des Controllers (110), mit der der erste Leistungsverstärker (124) ausgeschaltet wird, von einer Schalteinheit (116) ausgeführt wird.
RF-Sendeschaltung (100) nach Anspruch 1, wobei die Schaltfunktion des Controllers (110) von einer Schalteinheit (116) ausgeführt wird und/oder die Erkennungsfunktion des Controllers (110) von einer Leistungserkennungseinheit (114) ausgeführt wird.
RF-Sendeschaltung (100) nach Anspruch 1, wobei der Leistungsverstärker (132) eingeschaltet wird, wenn der zweite Pfad (TP2) gewählt wird.
RF-Sendeschaltung (100) nach Anspruch 3, wobei ein Steuersignal mit einem ersten Spannungsniveau von der Leistungserkennungseinheit (114) erzeugt wird, wenn die Leistungserkennungseinheit (114) feststellt, dass die Leistung des ersten RF-Signals über dem vorgegebenen Schwellenwert liegt, und ein Steuersignal mit einem zweiten Spannungsniveau von der Leistungserkennungseinheit (114) erzeugt wird, wenn die Leistungserkennungseinheit feststellt, dass die Leistung des ersten RF-Signals niedriger ist als der vorgegebene Schwellenwert oder gleich diesem ist.
RF-Sendeschaltung (100) nach Anspruch 1, wobei der zweite Pfad (TP2) eine Leistungsdämpfungseinheit (120) oder ein Tiefpassfilter (122) umfasst.
RF-Sendeschaltung (100) nach Anspruch 1, wobei sich zwischen der Signalschalteinheit (140) und dem Controller (110) ein Empfangspfad (RP) befindet, über den das erste von der Antenne (150) empfangene RF-Signal zum Controller (110) gesendet wird.
RF-Sendeschaltung (100) nach Anspruch 7, wobei der Empfangspfad (RP) ein Tiefpassfilter(130) oder einen zweiten Leistungsverstärker (132) umfasst, wobei der zweite Leistungsverstärker (132) die Leistung des von der Antenne (150) empfangenen ersten RF-Signals verstärkt und dann der Empfangspfad (RP) das erste RF-Signal an den Controller (110) ausgibt.
Elektronisches Gerät, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Radiofrequenz-(RF)-Sendeschaltung (100) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Verfahren, das auf eine Radiofrequenz-(RF)-Sendeschaltung (100) angewendet wird, welches die folgenden Schritte aufweist: Empfangen eines ersten RF-Signals; Ermitteln der Leistung des ersten RF-Signals; Auswählen des ersten Pfads (TP1) oder des zweiten Pfads (TP2) als Sendepfad eines zweiten RF-Signals entsprechend der Leistung des ersten RF-Signals; Ausschalten des Leistungsverstärkers (124) des zweiten Pfads (TP2), wenn der erste Pfad (TP1) gewählt wird; Einschalten des Leistungsverstärkers (124), wenn der zweite Pfad (TP2) gewählt wird, und Übertragen des zweiten RF-Signals an die Antenne (150) über den ersten Pfad (TP1) oder den zweiten Pfad (TP2).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Senden des zweiten RF-Signals zur Antenne (150) über den ersten Pfad (TP1) oder den zweiten Pfad (TP2) die folgenden Schritte aufweist: direktes Senden des zweiten RF-Signals über den ersten Pfad (TP1) zur Antenne (150), wenn der erste Pfad (TP1) gewählt wird, Verstärken des zweiten RF-Signals über den Leistungsverstärker (124) und Senden des verstärkten zweiten RF-Signals zur Antenne (150) über den zweiten Pfad (TP2), wenn der zweite Pfad (TP2) gewählt wird, und/oder das Schalten zum ersten Pfad (TP1) oder zum zweiten Pfad (TP2) entsprechend der Leistung des ersten RF-Signals folgenden Schritt aufweist: Wählen des ersten Pfads (TP1) oder des zweiten Pfads (TP2) zum Senden des zweiten RF-Signals entsprechend der Leistung des ersten RF-Signals, und/oder das Verfahren weiterhin folgenden Schritt aufweist: Ermitteln, ob der Leistungsverstärker (124) entsprechend der Leistung des ersten RF-Signals ein- oder auszuschalten ist.