DE102012204737A1

DE102012204737A1 - Drahtloses Multiband-Kommunikationsgerät mit Multiplexer und Verfahren zum Multiplexen von drahtlosen Multiband-Signalen

Info

Publication number: DE102012204737A1
Application number: DE102012204737A
Authority: DE
Inventors: William Carrol Mueller; Ray PARKHURST
Original assignee: Avago Technologies Wireless IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2032-03-24
Also published as: DE102012204737B4; US20120243446A1; US9608749B2

Abstract

Eine Vorrichtung beinhaltet: einen ersten Multiplexer, der eingerichtet ist, um eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über eine erste Mehrzahl von gemultiplexten Kommunikationsbändern zu erlauben, die jedes ein entsprechendes Sendeband und ein entsprechendes Empfangsband beinhalten, wobei keines der Sendebänder des ersten Multiplexers Sendefrequenzen hat, die mit irgendwelchen Empfangsfrequenzen von irgendeinem der Empfangsbänder des ersten Multiplexers überlappt; einen zweiter Multiplexer, der eingerichtet ist, um eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über eine zweite Mehrzahl von gemultiplexten Kommunikationsbändern zu erlauben, die jedes ein entsprechendes Sendeband und ein entsprechendes Empfangsband beinhalten, wobei keines der Sendebänder des zweiten Multiplexers Sendefrequenzen hat, die mit irgendwelchen Empfangsfrequenzen von irgendeinem der Empfangsbänder des zweiten Multiplexers überlappt; und einen elektromechanischer Bandschalter, der eingerichtet ist, um selektiv den ersten und den zweiten Multiplexer mit einer gemeinsamen Antenne zu verbinden.

Description

Hintergrund
Da sich die Anforderungen der mobilen Telekommunikation fortfahren zu erhöhen, wurde eine Anzahl von unterschiedlichen Frequenzbändern für die mobile Telekommunikation in verschiedenen geographischen Regionen zugeteilt.
1 ist eine Beispieltabelle 100 von mobilen Telekommunikationsbändern für das entwickelte UMTS terrestrisches Radio-Zugriffsnetzwerk (Terrestrial Radio Access Network)(E-UTRA) aus dem dritten Generationspartnerschaftsprojekt (3rd Generation Partnership Project) (3GPP). Tabelle 100 zeigt eine Mehrzahl von Kommunikationsbändern 110, wobei jedes Kommunikationsband ein sogenanntes „Up-link”-Frequenzband 120 beinhaltet, auf welchem ein mobiles Telekommunikationsgerät sendet und ein entsprechendes sogenanntes „Down-link”-Frequenzband 130, auf welchem ein mobiles Telekommunikationsgerät empfängt. Nachstehend werden „Uplink”-Frequenzbänder 120 als Sendebänder 120 bezeichnet und „Downlink”-Frequenzbänder 130 werden als Empfangsbänder 130 bezeichnet.
Wie in Tabelle 100 gezeigt, überspannen die Kommunikationsbänder 110 einen RF/Mikrowellenfrequenzbereich von ungefähr 700 MHz bis 2700 MHz. Verbunden mit jedem Kommunikationsband 110 ist eine entsprechende Duplexmode 140 zum Betrieb, entweder Frequenz-Divisions-Duplexen (frequency division duplexing) (FDD) oder Zeit-Divisions-Duplexen (time division duplexing) (TDD). Es kann aus 1 gesehen werden, dass wenn ein Kommunikationsband 110 FDD-Betrieb einsetzt, dann gibt es einen Frequenz-Offset zwischen dem entsprechenden Sendeband 120 und dem entsprechenden Empfangsband 130, und wenn ein Kommunikationsband 110 TDD-Betrieb einsetzt, dann haben das entsprechende Sendeband 120 und das entsprechende Empfangsband 130 den gleichen Frequenzbereich wie einander.
Es wird zu beachten sein, dass in manchen Fällen die Sendebänder 120 und/oder Empfangsbänder 130 von zwei oder mehreren der Kommunikationsbänder 110 überlappende Frequenzen haben. Im Allgemeinen werden Kommunikationsbänder 110 mit überlappenden Frequenzen in unterschiedlichen geographischen Regionen (z. B. US, Europa, Asien, usw.) eingesetzt.
Mittlerweile gibt es einen Wunsch einen nicht-simultanen Betrieb in vielen unterschiedlichen Kommunikationsbändern 110 zu unterstützen, so dass ein mobiles Telekommunikationsgerät mit vielen unterschiedlichen mobilen Telekommunikationssystemen verwendet werden kann, welche in unterschiedlichen Kommunikationsbändern, und in manchen Fällen in unterschiedlichen geographischen Regionen betrieben werden, wenn ein Nutzer von Ort zu Ort reist.
2 stellt ein Beispiel einer Anordnung 200 für einen Sendeempfänger-Frontend (transceiver Front-end) für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar, das einen nicht-simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von verschiedenen Kommunikationsbändern unterstützt. Die Anordnung 200 beinhaltet einen Senden/Empfangen (T/R) und Bandschalter (transmit/receive (T/R) and bandswitch) 210, eine Mehrzahl von Duplexern 220-i (hier, i ∊ (1,6)) und ein Leistungsverstärker (PA) Modul 230.
T/R und Bandschalter 210 hat einen gemeinsamen Anschluss 213, welcher mit einer Antenne 10 verbunden ist und eine Mehrzahl von geschalteten Anschlüssen 215-j (hier, j ∊ (1,8)), die selektiv an den gemeinsamen Anschluss 213 unter Steuerung eines mobilen Telekommunikationsgeräts gekoppelt sind, in welchem die Anordnung 200 bereitgestellt ist. Wie in 2 gezeigt, sind sechs der geschalteten Anschlüsse 215-j mit entsprechenden Duplexern 220-i verbunden und zwei der geschalteten Anschlüsse 215-j für GSM Hi-Bänder (Hi bands) (1800, 1900 MHz) Sendesignal 235 und GSM Lo-Bänder (Lo bands) (850, 950 MHz) Sendesignal 245 sind mit dem PA Modul 213 verbunden.
Im Allgemeinen können Schalter in zwei Kategorien unterteilt werden: (1) mechanische oder elektromechanische Schalter und elektronische Schalter einschließlich Festkörperschalter. Mechanische oder elektromechanische Schalter arbeiten, um eine elektrische Verbindung mittels Verbinden und Trennen einen physikalischen Kontakt zwischen zwei Anschlüssen zu bilden oder zu unterbrechen. Beispiele für mechanische Schalter beinhalten Kippschalter, Drucktasterschalter, Quecksilberschalter und Messerschalter. Beispiele für elektromechanische Schalter beinhalten elektromagnetische Relais, Reed-Schalter und RF Mikro-Elektromechanische Systeme (RF microelectromechanical system)(MEMS)-Schalter. Beispiele für elektronische Schalter beinhalten Dioden, Zweirichtungs-Thyristor (Triac), siliziumgesteuerte Gleichrichter, Transistoren (zum Beispiel Feldeffekttransistoren) und Logiks-Gates. Im Allgemeinen können elektronische Schalter schneller (das heißt höhere Schaltungsgeschwindigkeiten) oder mit einer längeren Lebenszeit (das heißt eine größere Anzahl von Schaltzyklen) arbeiten im Vergleich zu mechanischen oder elektromechanischen Schaltern. Auf der anderen Seite können, in vielen Anwendungen und besonders bei RF- und Mikrowellen-Frequenzen, mechanische oder elektromechanische Schalter signifikant geringere Einfügedämpfungen (insertion losses), falls der Schalter „An” ist, und größere elektrische Isolation bereitstellen, falls der Schalter „Aus” ist, als mit elektronischen Schaltern erreicht werden kann.
In der Anordnung 200 ist der T/R und Bandschalter 210 erforderlich, um sehr rapide und wiederholt zwischen Sende und Empfang geschalteten Anschlüssen 215-j zu schalten, um TDD-Betrieb zu unterstützen, und muss daher für Millionen von rapiden Zustandsänderungen geeignet sein. Demzufolge wird ein elektronischer Schalter für den T/R- und Bandschalter 210 verwendet.
Im Allgemeinen ist ein Duplexer ein Gerät, das eine Zwei-Richtungs(Duplex)-Kommunikation über ein einzelnes Kommunikationsband zur gleichen Zeit erlaubt. In der Anordnung 200 unterstützt jeder Duplexer 220-i ein entsprechendes Kommunikationsband 110 und beinhaltet zwei Filter (zum Beispiel Bandpassfilter) 222: einen Sendefilter 222 für das entsprechende Sendeband 120 und einen Empfangsfilter für das entsprechende Empfangsband 130. Jeder Duplexer 220-i hat einen gemeinsamen Anschluss 223, einen Sendeanschluss 225 und einen Empfangsanschluss 227. Jeder gemeinsame Anschluss 223 ist mit einem entsprechenden geschalteten Anschluss 215-j des T/R und Bandschalters 210 verbunden. Jeder Sendeanschluss 225 ist mit dem PA-Modul 230 verbunden und jeder Empfangsanschluss 227 ist mit einem Empfangsschaltkreis für das mobile Telekommunikationsgerät (nicht in 2 gezeigt) verbunden.
Funktionell unterstützt in der Anordnung 200 jeder geschaltete Anschluss 215-j des T/R- und Bandschalters 210 ein unterschiedliches Kommunikationsband (oder Teil eines unterschiedlichen Kommunikationsbands) und nur ein Kommunikationsband kann zur gleichen Zeit verwendet werden. Ein Verbinden von zwei oder mehreren geschalteten Anschlüssen 215-j zur selben Zeit würde bewirken, dass die Schaltkreise, die mit jedem geschalteten Anschluss 215-j verbunden sind, sich gegenseitig unannehmbar aufladen. Auch die Anordnung 200 kann sowohl TDD- als auch FDD-Betrieb unterstützen, wobei beide typischerweise in vielen mobilen Telekommunikationsgeräten benötigt werden. Da der TDD-Betrieb den T/R- und Bandschalter 210 benötigt, um zwischen Sende- und Empfangszuständen sehr rapide und häufig umzuschalten, wie oben beschrieben, limitiert dies die Technologie, die verwendet werden kann, um T/R- und Bandschalter 210 zu implementieren, und dies resultiert typischerweise in einer signifikanten Einfügedämpfung. Da ein Hauptbeitragender zu einem Verlust eine Ableitung in offene Anschlüsse (open throws) ist, erhöht ein Zufügen von Anschlüssen (throws) zu dem T/R- und Bandschalter 210 weiter die Verluste.
Erhöhungen im Datenverkehr haben ein Interesse an verbesserten Bandbreiten erzeugt. Als ein Weg, um einen höheren Datendurchsatz zu unterstützen, haben neueste Veröffentlichungen der 3GPP-Spezifikation angefangen, das Potential für Multiträger-Anwendungen für Radiozugriffsnetzwerke (Radio Access Networks) (RANs) zu beinhalten.
3 stellt Vorkehrungen für einen Multiträgerbetrieb mittels eines mobilen Telekommunikationsgeräts dar, wie in der Veröffentlichung 8 (Release 8) (linker Teil von 3), der Veröffentlichung 9 (Release 9) (mittlerer Teil von 3) und geplanten zukünftigen Veröffentlichungen (rechter Teil von 3) der 3GPP-Spezifikation bereitgestellt. Wie in 3 gezeigt, sorgt Veröffentlichung 8 für Multiträgerempfang mittels eines mobilen Telekommunikationsgeräts, aber nur für Träger oder Kanäle innerhalb eines einzelnen Kommunikationsbands (aggregiertes Rx, gleiches Band, nur Band A Betrieb). Veröffentlichung 9 sorgt für simultanen Multiträgerempfang mittels eines mobilen Telekommunikationsgeräts von Signalen mit Trägern oder Kanälen in zwei oder mehreren verschiedenen Kommunikationsbändern (aggregiertes Rx, unterschiedliche Bänder, Rx auf Bändern A und B müssen simultan arbeiten). Von den geplanten zukünftigen Veröffentlichungen wird erwartet, für ein simultanes Senden und Empfangen mittels eines mobilen Telekommunikationsgeräts mit Trägern oder Kanälen in zwei oder mehreren unterschiedlichen Kommunikationsbändern zu sorgen (aggregiertes Rx & Tx, unterschiedliche Bänder, Rx auf Bändern A und B und Tx auf Bändern A und B müssen simultan arbeiten).
Wie in 2 gezeigt, kann die Anordnung 200 einen Multiträger oder Multikanalempfang innerhalb eines einzelnen Kommunikationsbands unterstützen, wie in Veröffentlichung 8 der 3GPP-Spezifikation bereitgestellt.
Allerdings ist eine simultane Multibandkommunikation wie in Veröffentlichung 9 bereitgestellt und geplant für zukünftige Veröffentlichungen der 3GPP-Spezifikation nicht mit der Anordnung 200 möglich.
4 stellt ein anderes Beispiel einer Anordnung 400 für ein Sende-Empfänger-Frontend für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar. Die Anordnung 400 beinhaltet zwei T/R- und Bandschalter 210-1 und 210-2, jeder ist mit einer entsprechenden Antenne 20-1 und 20-2 verbunden. Insbesondere ist die Antenne 20-1 eine Hiband- oder Hochfrequenz-Antenne, welche Signale in einem Frequenzbereich von 1700–2200 MHz überreicht, und die Antenne 20-2 ist eine Lowband- oder Niederfrequenz-Antenne, welche Signale in einem Frequenzbereich von 800–1000 MHz überreicht.
In der Anordnung 400 kann mancher simultane Betrieb in unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt werden, solange die unterschiedlichen Kommunikationsbänder mit getrennten Antennen verbunden sind. In der Anordnung 400 können ein Hochfrequenz-Kommunikationsband und ein Niederfrequenz-Kommunikationsband zur gleichen Zeit über die getrennte Hiband-Antenne 20-1 und die Lowband-Antenne 20-2 betrieben werden.
Allerdings mag in der Anordnung 400 die Anzahl der Bänder, welche für simultane Kommunikation zur Verfügung stehen, nicht die Anzahl der Antennen überschreiten. Ferner gibt es eine fundamentale Limitierung für die Flexibilität des Auswählens, welche Kommunikationsbänder zur gleichen Zeit betrieben werden können. Das heißt nur Paare von Kommunikationsbändern, welche mit unterschiedlichen Antennen verbunden sind, können zur gleichen Zeit verwendet werden.
Was gebraucht wird, ist daher eine Anordnung für ein Frontend eines mobilen Kommunikationsgeräts, welches eine simultane Multibandkommunikation erlauben kann, ohne getrennte Antennen für jedes simultan betriebene Kommunikationsband zu benötigen.
Zusammenfassung
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel weist eine Vorrichtung auf: einen ersten Multiplexer, der eingerichtet ist, eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über eine erste Mehrzahl von gemultiplexten Kommunikationsbändern zu erlauben, die jeweils ein entsprechendes Sendeband und ein entsprechendes Empfangsband beinhalten, wobei keines der Sendebänder des ersten Multiplexers Sendefrequenzen hat, die mit irgendwelchen Empfangsfrequenzen von irgendeinem der Empfangsbänder des ersten Multiplexers überlappen, einen zweiten Multiplexer, der eingerichtet ist, eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über eine zweite Mehrzahl von gemultiplexten Kommunikationsbändern zu erlauben, welche jeweils ein entsprechendes Sendeband und ein entsprechendes Empfangsband beinhalten, wobei keines der Sendebänder des zweiten Multiplexers Sendefrequenzen hat, welche mit irgendwelchen Empfangsfrequenzen von irgendeinem der Empfangsbänder des zweiten Multiplexers überlappen, und einen elektromechanischen Bandschalter, welcher eingerichtet ist, um selektiv den ersten und zweiten Multiplexer mit einer gemeinsamen Antenne zu verbinden.
In einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel weist ein Verfahren auf: Multiplexen an einem ersten gemeinsamen Anschluss einer ersten Mehrzahl von Kommunikationsbändern, wobei jedes ein entsprechendes Zwei-Richtungs-Kommunikationssignal unterstützt, welches ein entsprechendes Sendesignal, das in einem entsprechenden Sendeband gesendet wird, und ein entsprechendes Empfangssignal, das in einem entsprechenden Empfangsband empfangen wird, beinhaltet, Multiplexen an einem zweiten gemeinsamen Anschluss einer zweiten Mehrzahl von Kommunikationsbändern, wobei jedes ein entsprechendes Zwei-Richtungs-Kommunikationssignal unterstützt, das ein entsprechendes Sendesignal, welches in einem entsprechenden Sendeband gesendet wird, und ein entsprechendes Empfangssignal, welches in einem entsprechenden Empfangsband empfangen wird, beinhaltet; und selektives Verbinden eines von dem ersten gemeinsamen Anschluss und dem zweiten gemeinsamen Anschluss an einer Antenne.
In noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel weist eine Vorrichtung auf: einen oder mehrere Empfänger; einen oder mehrere Sendeverstärker, einen ersten Multiplexer, der einen gemeinsamen Anschluss hat, eine Mehrzahl von Sendeanschlüssen, die mit dem einen oder mehreren Sendeverstärkern verbunden sind, und eine Mehrzahl von Empfangsanschlüssen, die mit dem einen oder mehreren Empfängern verbunden sind, einen zweiten Multiplexer, der einen gemeinsamen Anschluss hat, eine Mehrzahl von Sendeanschlüssen, die mit dem einen oder mehreren Sendeverstärkern verbunden sind, und eine Mehrzahl von Empfangsanschlüssen, die mit dem einen oder mehreren Empfängern verbunden sind, und einem elektromechanischen Bandschalter, der eingerichtet ist, selektiv den ersten und zweiten Multiplexer an eine Antenne zu verbinden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Die exemplarischen Ausführungsbeispiele werden am Besten aus den folgenden ausführlichen Beschreibungen verstanden, wenn sie mit den dazugehörigen Zeichnungsfiguren gelesen werden. Es wird betont, dass die verschiedenen Merkmale nicht notwendigerweise maßstäblich gezeichnet sind. Tatsächlich mögen die Abmessungen für eine Anschaulichkeit der Diskussion willkürlich vergrößert oder verkleinert sein. Wo immer anwendbar und durchführbar beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente.
1 ist eine Beispieltabelle von mobilen Telekommunikationsbändern für den entwickelten UMTS terrestrisches Radiozugriffsnetzwerk (E-UTRA) von dem dritten Generationspartnerschaftsprojekt (3GPP).
2 stellt ein Beispiel einer Anordnung für ein Sende-Empfänger-Frontend für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar, welches nicht-simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt.
3 stellt Vorkehrungen für Multiträgerbetrieb in Veröffentlichung 8, Veröffentlichung 9 und geplanten zukünftigen Veröffentlichungen der 3GPP-Spezifikation dar.
4 stellt ein anderes Beispiel für eine Anordnung für einen Sende-Empfänger-Frontend für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar.
5A–B stellen ein Multiplexen von Kommunikationskanälen für ein drahtloses Telekommunikationsgerät dar.
6A–C stellen drei beispielhafte Multiplexer dar, die in einem Sende-Empfänger-Frontend für ein mobiles Telekommunikationsgerät eingesetzt werden können, welches einen gleichzeitigen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt.
7 stellt ein erstes exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Sendeempfängers für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar, welches einen simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt.
8 stellt ein zweites exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Anordnung für einen Sende-Empfänger-Frontend für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar, welches einen simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt.
9 stellt ein drittes exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Anordnung für ein Sende-Empfänger-Frontend für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar, welches einen simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt.
10 stellt ein viertes exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Anordnung für ein Sende-Empfänger-Frontend für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar, welches einen simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt.
11 stellt ein fünftes exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Anordnung für ein Sende-Empfänger-Frontend für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar, welches einen simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt.
12 stellt ein sechstes exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Anordnung für ein Sende-Empfänger-Frontend für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar, welches einen simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt.
Ausführliche Beschreibung
In der vorliegenden ausführlichen Beschreibung werden für die Zwecke einer Erklärung und nicht zur Beschränkung beispielhafte Ausführungsbeispiele dargelegt, welche spezifische Details offenbaren, um ein genaues Verständnis eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Lehre bereitzustellen. Allerdings wird es für jemanden mit gewöhnlichen Fähigkeiten auf dem Gebiet offensichtlich sein, der den Vorteil der vorliegenden Offenbarung hat, dass andere Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Lehre, die von spezifischen Details abweichen, die hierin offenbart wurden, innerhalb des Bereichs der angehängten Ansprüche verbleiben. Ferner mögen Beschreibungen von gut bekannten Vorrichtungen und Verfahren weggelassen werden, um nicht die Beschreibung der exemplarischen Ausführungsbeispiele zu verdecken. Solche Verfahren und Vorrichtungen sind eindeutig innerhalb des Bereichs der vorliegenden Lehre.
Im Folgenden betrifft der Begriff „Radiofrequenz” oder „RF” VHF, UHF, SHF, Mikrowellen und sogar Millimeterwellenfrequenzen dermaßen, dass die Technik es den Vorrichtungen und Schaltkreise, die hierin offenbart sind, erlaubt, erzeugt zu werden und auf solchen Frequenzen betrieben zu werden. Ferner, sofern nicht anders angegeben, falls gesagt wird, dass ein erstes Gerät verbunden oder gekoppelt mit einem zweiten Gerät ist, umfasst dies Fälle, wo ein oder mehrere Zwischengeräte verwendet werden können, um die zwei Geräte miteinander zu verbinden. Im Gegensatz dazu, falls gesagt wird, dass ein erstes Gerät direkt verbunden oder direkt gekoppelt mit einem zweiten Gerät ist, umfasst dies Fälle, wo die zwei Geräte zusammen verbunden sind, ohne irgendein eingreifendes Gerät außer irgendwelchen notwendigen elektrischen Drähten. Im Folgenden bedeutet „ungefähr” innerhalb 10% und „im Wesentlichen” bedeutet zumindest 75%.
5A–B stellen ein Multiplexen von Kommunikationskanälen für ein drahtloses Telekommunikationsgerät dar. Insbesondere stellen 5A–B einen Betrieb eines Multiplexers 500 dar. Der Multiplexer 500 beinhaltet einen gemeinsamen Anschluss 510, eine Mehrzahl von Sendeanschlüssen 520-j (hier j ∊ (1,3)) und eine Mehrzahl von Empfangsanschlüssen 530-k (hier k ∊ (1,3)). Jeder der Sendeanschlüsse 520-j ist eingerichtet, um Sendefrequenzen in einem entsprechenden Sendeband an den gemeinsamen Anschluss 510 zu übermitteln, und jeder der Empfangsanschlüsse 530-k ist eingerichtet, um Frequenzen in einem entsprechenden Empfangsband von dem gemeinsamen Anschluss 510 zu empfangen. Ein entsprechender Bandpassfilter 522-i (hier i ∊ (1,6)) ist zwischen jeden Sendeanschluss 520-j und dem gemeinsamen Anschluss 510 verbunden und ein entsprechender Bandpassfilter 522-i ist zwischen jeden Empfangsanschluss 530-k und dem gemeinsamen Anschluss 510 verbunden.
In einem mobilen Telekommunikationsgerät ist der gemeinsame Anschluss des Multiplexers 500 an eine Antenne (zum Beispiel über einen Schalter wie später ausführlich beschrieben) verbunden, die Sendeanschlüsse 520-j sind mit einem oder mehreren Sendeverstärkern verbunden und die Empfangsanschlüsse 530-k sind mit einem oder mehreren Empfängern verbunden.
Betriebsbereit ist der Multiplexer 500 eingerichtet, um eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über eine erste Mehrzahl von gemultiplexten Kommunikationsbändern (zum Beispiel Kommunikationsband A, Kommunikationsband B und Kommunikationsband C) zu erlauben, die jedes ein entsprechendes Sendeband (zum Beispiel Band A Tx, Band B Tx und Band C Tx) und ein entsprechendes Empfangsband (zum Beispiel Band A Rx, Band B Rx und Band C Rx) beinhalten. Ferner, wie in 5A gezeigt, ist ein simultaner Betrieb auf zwei Kommunikationsbändern (zum Beispiel Kommunikationsband A und Kommunikationsband C) zur selben Zeit möglich. Das heißt mit dem Multiplexer 500 ist simultan möglich: Senden eines ersten Sendesignals für Band A Tx, welches an einem ersten der Sendeanschlüsse des ersten Multiplexers bereitgestellt ist, Senden eines zweiten Sendesignals für Band B Tx, welches an einem zweiten der Sendeanschlüsse des ersten Multiplexers bereitgestellt ist, Empfangen eines ersten Empfangssignals für Band A Rx, welches an einem ersten der Empfangsanschlüsse gespeist ist, und Empfangen eines zweiten Empfangssignals für Band B Rx, welches an einem zweiten der Empfangsanschlüsse gespeist ist.
Allerdings kann es ein Problem für den simultanen Betrieb mit dem Multiplexer 500 sein, falls das Kommunikationsband A, das Kommunikationsband B und das Kommunikationsband C nicht sorgfältig ausgewählt werden. Insbesondere ist es eine notwendige Bedingung, dass es keinen Überlapp zwischen den Sendefrequenzen des Sendebands eines Kommunikationsbands und den Empfangsfrequenzen des Empfangsbands eines anderen Kommunikationsbands gibt. Falls das Sendeband (zum Beispiel Band A Tx) eines Kommunikationsbands mit dem Empfangsband (zum Beispiel Band B Rx) eines anderen Kommunikationsbands überlappt, mag ein Multiplexen nicht aufgrund einer Signal-Ableitung (Leckage) aus dem Sendesignal an den Empfänger angewendet werden.
Zum Beispiel, rückbezüglich auf Tabelle 100 in 1, können das Kommunikationsband 1, welches in Europa verwendet wird, und das Kommunikationsband 2, welches in den USA verwendet wird, nicht zusammen in einem einzelnen Multiplexer 500 aufgrund des Frequenzüberlapps zwischen Sendeband 1 (1920–1980 MHz) und Empfangsband 2 (1930–1990 MHz) gemultiplext werden. Ebenso können das Kommunikationsband 5, welches in den USA verwendet wird, und das Kommunikationsband 8, welches in Europa verwendet wird, nicht zusammen in einem einzelnen Multiplexer 500 aufgrund des Frequenzüberlapps zwischen Sendeband 8 (880–915 MHz) und Empfangsband 5 (869–894 MHz) gemultiplext werden.
Eine zusätzliche praktische Bedingung für den Multiplexer 500 ist der Betrag eines effektiven Verlustes, welcher der Multiplexer in einem Sende- und Empfangspfad eines mobilen Telekommunikationsgeräts einbringt. Jeder hinzugefügte Filter für jedes hinzugefügte Sende- oder Empfangsband hat einigen Einfluss auf die effektive Gesamteinfügedämpfung, welche mittels irgendeines gegebenen Bands gesehen wird. Allerdings können mit der heutigen Technologie und abhängig von den Anforderungen eines besonderen mobilen Telekommunikationsgeräts drei oder vier verschiedene Sender gemultiplext werden, bevor die Einfügedämpfungeinbuße anfängt unannehmbar zu werden.
Eine Art, um Nutzen aus einem Multiplexen zu machen, ist Bänder zu kombinieren, welche in einer einzelnen Geographie auf einem gemeinsamen Ausgangsknoten gefunden werden. Entsprechend stellen 6A–C drei Beispiels-Multiplexer 600-1, 600-2 und 600-3 dar, die in einem Sende-Empfänger-Frontend für ein mobiles Telekommunikationsgerät verwendet werden können, welches einen simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt. In 6A–C und weiterführend in 7–12 entsprechen die Sendebandzahlen und Empfangsbandzahlen in den Zeichnungen den Sendebandzahlen und Empfangsbandzahlen, welche in Tabelle 100 von 1 aufgelistet sind. Das heißt, B1 Tx entspricht dem Sendeband 1 in Tabelle 100 (das heißt 1920–1980 MHz), B1 Rx entspricht Empfangsband 1 in Tabelle 100 (das heißt 2110–2170 MHz), B3 Tx entspricht Sendeband 3 in Tabelle 100 (das heißt 1710–1785 MHz) usw.
Wie in 6A gezeigt: Multiplexer 600-1 multiplext die Kommunikationsbänder 2, 4 und 5 zusammen, welche in den USA verwendet werden, Multiplexer 600-2 multiplext die Kommunikationsbänder 1, 3 und 8 zusammen, welche in Europa verwendet werden und Multiplexer 600-1 multiplext die Kommunikationsbänder 1 und 5 zusammen, welche in Asien verwendet werden.
Multiplexer 600-1 unterstützt eine simultane Multibandkommunikation in den USA wie mittels Veröffentlichung 9 (Release 9) und geplanten zukünftigen Veröffentlichungen (Releases) der 3GPP-Spezifikation bereitgestellt wird. Ebenso unterstützt Multiplexer 600-2 eine simultane Multibandkommunikation in Europa und Multiplexer 600-3 unterstützt eine simultane Multibandkommunikation in Asien.
Es sollte verstanden werden, dass die Multiplexer 600-1, 600-2 und 600-3, die in 6A–C gezeigt werden, nur Beispiele sind, und dass Multiplexer, welche unterschiedliche Kombinationen von Kommunikationsbändern kombinieren, möglich sind.
7 stellt ein erstes beispielhaftes Ausführungsbeispiel eines Sendeempfängers 700 für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar, welches einen simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt. Der Sendeempfänger 700 beinhaltet einen Bandschalter 710, einen ersten und zweiten Multiplexer 600-1 und 600-2, ein Sendeverstärkermodul 720 und ein Empfängermodul 730.
Sendeverstärkermodul 720 beinhaltet einen oder mehrere Sendeverstärker (zum Beispiel unterschiedliche Sendeverstärker für unterschiedliche Frequenzbereiche) und Empfängermodul 730 beinhaltet einen oder mehrere Empfänger (zum Beispiel unterschiedliche Empfänger für unterschiedliche Frequenzbereiche, unterschiedliche Empfangssignalformate, usw.). Das Sendeverstärkermodul 720 kann in einer Vielzahl von unterschiedlichen Wegen, als in 7 gezeigt, eingerichtet sein. Zum Beispiel kann in manchen Ausführungsbeispielen das Sendemodul 700 einen konvergierten Leistungsverstärker beinhalten, welcher TDD-GSM plus mehrere FDD-UMTS-Bänder unterstützt. In anderen Ausführungsbeispielen kann das Sendemodul 700 mehrere getrennte Leistungsverstärker (zum Beispiel einen Multiband-UMTS-Leistungsverstärker plus einen GSM-Leistungsverstärker oder mehrere UMTS-Bandleistungsverstärker plus einen GSM-Leistungsverstärker, usw.) beinhalten. Viele andere Anordnungen sind möglich. Ebenso kann in manchen Ausführungsbeispielen das Empfängermodul 730 einen „Empfänger” für jedes Band beinhalten, während in anderen Ausführungsbeispielen Schalter, Duplexer oder ähnliches verwendet werden könnte, um zwei Bändern (üblicherweise von unterschiedlichen Geographien) zu erlauben, einen Empfängeranschluss des Empfängermoduls 700 zu teilen. Wiederum sind viele andere Anordnungen möglich.
Der erste Multiplexer 600-1 hat einen gemeinsamen Anschluss 610, eine Mehrzahl von Sendeanschlüssen 620-j (hier j ∊ (1,3)), die mit dem einen oder mehreren Sendeverstärkern des Sendeverstärkermoduls 720 verbunden sind, und eine Mehrzahl von Empfangsanschlüssen 630-ki (hier k ∊ (1,3)), die mit dem einen oder mehreren Empfängern des Empfängermoduls 730 verbunden sind. Der erste Multiplexer 600-1 beinhaltet eine Mehrzahl von Bandpassfiltern 622-i (hier i ∊ (1,6)), wobei jeder der Bandpassfilter 622-i zu einem der Sendebänder (B2 Tx, B4 Tx oder B5 Tx) des ersten Multiplexers 600-1 oder einem der Empfangsbänder (B2 Rx, B4 Rx oder B5 Rx) des ersten Multiplexers 600-1 korrespondiert. Jeder der Sendeanschlüsse 620-j des ersten Multiplexers 600-1 ist eingerichtet, um Sendefrequenzen in einem entsprechenden Sendeband (B2 Tx, B4 Tx oder B5 Tx) an dem gemeinsamen Anschluss 610 des ersten Multiplexers 600-1 zu übermitteln, und jeder der Empfangsanschlüsse 630-k des ersten Multiplexers 600-1 ist eingerichtet, um Frequenzen in einem entsprechenden Empfangsband (B2 Rx, B4 Rx oder B5 Rx) aus dem gemeinsamen Anschluss 610 des ersten Multiplexers 600-1 zu empfangen. In einem vorteilhaften Merkmal überlappt keine der Sendefrequenzen von irgendeinem der Sendebänder (B2 Tx, B4 Tx oder B5 Tx) des ersten Multiplexers 600-1 irgendeine der Empfangsfrequenzen von irgendeinem der Empfangsbänder (B2 Rx, B4 Rx oder B5 Rx).
Der zweite Multiplexer 600-2 hat auch einen gemeinsamen Anschluss 610, eine Mehrzahl von Sendeanschlüssen 620-j (hier j ∊ (1,3)), die mit dem einen oder mehreren Sendeverstärkern des Sendeverstärkermoduls 720 verbunden sind, und eine Mehrzahl von Empfangsanschlüssen 630-k (hier k ∊ (1,3)), die mit dem einen oder mehreren Empfängern des Empfängermoduls 730 verbunden sind. Der zweite Multiplexer 600-2 beinhaltet auch eine Mehrzahl von Bandpassfiltern 622-i (hier i ∊ (1,6)), wobei jeder der Bandpassfilter 622-i des zweiten Multiplexers 600-2 einem der Sendebänder (B1 Tx, B3 Tx oder B8 Tx) des zweiten Multiplexers 600-2 oder einem der Empfangsbänder (B1 Rx, B3 Rx oder B8 Rx) des zweiten Multiplexers 600-2 entspricht. Jeder der Sendeanschlüsse 620-j des zweiten Multiplexers 600-2 ist eingerichtet, um Sendefrequenzen in einem entsprechenden Sendeband (B1 Tx, B3 Tx oder B8 Tx) an den gemeinsamen Anschluss 610 des zweiten Multiplexers 600-2 zu übermitteln, und jeder der Empfangsanschlüsse 630-k des ersten Multiplexers 600-1 ist eingerichtet, um Frequenzen in einem entsprechenden Empfangsband (B1 Rx, B3 Rx oder B8 Rx) aus dem gemeinsamen Anschluss 610 des zweiten Multiplexers 600-2 zu empfangen. In einem vorteilhaften Merkmal überlappt keine der Sendefrequenzen von irgendeinem der Sendebänder (B1 Tx, B3 Tx oder B8 Tx) des zweiten Multiplexers 600-2 irgendeine der Empfangsfrequenzen von irgendeinem der Empfangsbänder (B1 Rx, B3 Rx oder B8 Rx).
Betriebsbereit ist der erste Multiplexer 600-1 eingerichtet, um eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über eine erste Mehrzahl von gemultiplexten Kommunikationsbändern (Kommunikationsband 2, Kommunikationsband 4 und Kommunikationsband 5) zu erlauben, die jedes ein entsprechendes Sendeband (B2 Tx, B4 Tx und B5 Tx) und ein entsprechendes Empfangsband (B2 Rx, B4 Rx und B5 Rx) beinhalten. In einem vorteilhaften Merkmal ist der erste Multiplexer 600-1 eingerichtet, um eine simultane Kommunikation über zwei oder mehrere von seinen gemultiplexten Kommunikationsbändern zu unterstützen, wie mittels Veröffentlichung 9 und geplanten zukünftigen Veröffentlichungen der 3GPP-Spezifikation bereitgestellt wird. Zum Beispiel ist mit dem erstem Multiplexer 600-1 simultan möglich: Senden über eine Antenne 10 eines ersten Sendesignals, welches mittels Sendeverstärkermodul 720 an einen ersten von den Sendeanschlüssen 620-j des ersten Multiplexers 600-1 gespeist wird, Senden über die Antenne 10 eines zweiten Sendesignals, welches mittels dem Sendeverstärkermodul 720 an einen zweiten von den Sendeanschlüssen 620-j des ersten Multiplexers 600-1 gespeist wird, Empfangen die über Antenne 10 eines ersten Empfangssignals, welches an ein Empfängermodul 730 aus einem ersten der Empfangsanschlüsse 630-k des ersten Multiplexers 600-1 gespeist wird, und Empfangen über die Antenne 10 eines zweiten Empfangssignals, welches an das Empfängermodul 730 aus einem zweiten der Empfangsanschlüsse 630-k des ersten Multiplexers 600-1 gespeist wird.
Ebenso ist der zweite Multiplexer 600-2 eingerichtet, um eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über eine zweite Mehrzahl von gemultiplexten Kommunikationsbändern (Kommunikationsband 1, Kommunikationsband 3 und Kommunikationsband 8) zu erlauben, die jedes ein entsprechendes Sendeband (B1 Tx, B3 Tx und B8 Tx) und ein entsprechendes Empfangsband (B1 Rx, B3 Rx und B8 Rx) beinhalten. In einem vorteilhaften Merkmal ist der zweite Multiplexer 600-2 eingerichtet, um eine simultane Kommunikation über zwei oder mehrere von seinen gemultiplexten Kommunikationsbändern zu unterstützen, wie mittels Veröffentlichung 9 und geplanten zukünftigen Veröffentlichungen der 3GPP-Spezifikation bereitgestellt wird. Zum Beispiel ist mit dem zweiten Multiplexer 600-2 simultan möglich: Senden über die Antenne 10 eines ersten Sendesignals, welches mittels dem Sendeverstärkermodul 720 an einen ersten der Sendeanschlüsse 620-j des zweiten Multiplexers 600-1 gespeist wird, Senden über die Antenne 10 eines zweiten Sendesignals, welches mittels Sendeverstärkermodul 720 an einen zweiten der Sendeanschlüsse 620-j des zweiten Multiplexers 600-2 gespeist wird, Empfangen über die Antenne 10 eines ersten Empfangssignals, welches an das Empfängermodul 730 aus einem ersten der Empfangsanschlüsse 630-k des zweiten Multiplexers 600-2 gespeist wird, und Empfangen über die Antenne 10 eines zweiten Empfangssignals, welches an das Empfängermodul 730 aus einem zweiten der Empfangsanschlüsse 630-k des zweiten Multiplexers 600-2 gespeist wird.
In einem vorteilhaften Merkmal ist in manchen Ausführungsbeispielen die zusätzliche Einfügedämpfung (insertion loss) für den ersten Multiplexer 600-1 und den zweiten Multiplexer 600-2 aus jedem zusätzlichen Bandpassfilter 622-i geringer als 0,15 dB pro Filter, so dass der hinzugefügte Verlust für den ersten Multiplexer 600-1 und den zweiten Multiplexer 600-2 nur ungefähr 0,4–0,6 dB ist, verglichen mit einem konventionellen Duplexer 220-i, wie zum Beispiel in 2 und 4 gezeigt.
Die erste Mehrzahl von Kommunikationsbändern (Kommunikationsband 2, Kommunikationsband 4 und Kommunikationsband 5) des ersten Multiplexers 600-1 sind innerhalb der Vereinigten Staaten für mobile Telekommunikation zugeteilt und die zweite Mehrzahl der Kommunikationsbänder (Kommunikationsband 1, Kommunikationsband 3 und Kommunikationsband 8) des zweiten Multiplexers 600-2 sind in Europa für mobile Telekommunikation zugeteilt. Entsprechend unterstützt der erste Multiplexer 600-1 eine simultane Multibandkommunikation in einer ersten geographischen Region (zum Beispiel die USA) und der zweite Multiplexer 600-2 unterstützt eine simultane Multibandkommunikation in einer zweiten geographischen Region (zum Beispiel Europa).
Weil jeder erste und zweite Multiplexer 600-1 und 620-2 Kommunikationsbänder für getrennte geographische Regionen anhäuft, braucht der Bandschalter 710 nur geschaltet werden, wenn ein Anwender seine geographische Region des Betriebs ändert. Damit muss der Bandschalter 710 nicht für Millionen oder Milliarden von Schaltzyklen ohne Funktionsfehler geeignet sein und die Schaltgeschwindigkeit ist auch kein Faktor. Entsprechend eines anderen vorteilhaften Merkmals ist der Bandschalter 710 ein elektromechanischer Bandschalter, um Einfügedämpfungen in den Sendepfaden und Empfangspfaden des Sendeempfängers 700 zu minimieren. In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der elektromechanische Bandschalter 710 ein RF-Mikroelektromechanisches System(MEMS)-Schalter. In manchen Ausführungsbeispielen kann die Einfügedämpfung eines solchen RF-MEMS-Schalters ungefähr 0,1 dB sein, was bedeutend geringer ist als was zu erwarten wäre (zum Beispiel 0,5–0,7 dB), falls ein elektronischer Schalter verwendet würde.
Der elektromechanische Bandschalter 710 beinhaltet einen gemeinsamen Anschluss 713, der mit der Antenne 10 verbunden ist, und eine Mehrzahl von geschalteten Anschlüssen 715-m (hier m ∊ (1,2)), die jeder mit einem von dem ersten und zweiten Multiplexer 600-1 und 600-2 verbunden sind.
Der elektromechanische Bandschalter 710 ist eingerichtet, um selektiv den ersten und zweiten Multiplexer 600-1 und 600-2 an eine gemeinsame Antenne 10 zu verbinden. Das heißt, der elektromechanische Bandschalter 710 ist eingerichtet, um selektiv die gemeinsame Antenne 10 an nur einen von dem ersten und zweiten Multiplexer 600-1 und 600-2 zu einer gegebenen Zeit zu verbinden.
Das Sendeverstärkermodul 720 beinhaltet einen oder mehrere Sendeverstärker und hat eine Mehrzahl von Ausgängen. Zumindest zwei der Ausgänge des Verstärkermoduls 720 sind mit zwei entsprechenden Bandpassfiltern 622-i des ersten Multiplexers 600-1 für zumindest zwei der Sendebänder (zum Beispiel B2 Tx, B4 Tx und B5 Tx) des ersten Multiplexers 600-1 verbunden. Auch ist zumindest ein erster der Ausgänge des Verstärkermoduls 720 mit einem der Bandpassfilter 622-i des ersten Multiplexers 600-1 für eines der Sendebänder (zum Beispiel B2 Tx) des ersten Multiplexers 600-1 verbunden und zumindest ein zweiter der Ausgänge des Verstärkermoduls 720 ist mit einem der Bandpassfilter 622-i des zweiten Multiplexers 600-2 für eines der Sendebänder (zum Beispiel B1 Tx) des zweiten Multiplexers 600-2 verbunden.
Es sollte verstanden werden, dass die Multiplexer 600-1 und 600-2, die in 7 gezeigt werden, nur Beispielkonfigurationen sind, und dass Multiplexer, welche unterschiedliche Kombinationen der Kommunikationsbänder kombinieren, möglich sind. Auch können in anderen Ausführungsbeispielen mehr als zwei Multiplexer für eine Auswahl mittels des elektromechanischen Bandschalters 710 bereitgestellt sein.
Die Anordnung, die in 7 gezeigt wird, unterstützt nur Frequenz-Divisions-Duplexing(FDD)-Betrieb. Allerdings kann diese Anordnung erweitert werden, um Zeit-Bereichs-Duplexing(Time-Domain-Duplexing)(TDD)-Betrieb mittels eines Hinzufügens eines Senden/Empfangen(T/R)-Schalters abzudecken, wie in 8 gezeigt.
8 stellt ein zweites exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Anordnung 800 für ein Sende-Empfänger-Frontend für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar, das einen simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt und das sowohl FDD- als auch TDD-Betrieb unterstützt. Der Kürze wegen werden nur die Unterschiede zwischen der Anordnung 800 in 8 und der entsprechenden Anordnung in 7 beschrieben.
In der Anordnung 800 beinhaltet ein elektromechanischer Bandschalter 710 drei geschaltete Anschlüsse 715-m und einen Senden/Empfangen(T/R)-Schalter 820 ist mit einem der geschalteten Anschlüsse 715-m verbunden.
Der T/R-Schalter 820 beinhaltet einen gemeinsamen Anschluss 823 und eine Mehrzahl von geschalteten Anschlüssen 825-n (zum Beispiel n ∊ (1,6)). In der Anordnung 800 sind zwei der geschalteten Anschlüsse 825-n des T/R-Schalters 820 mit einem Leistungsverstärkermodul 720 verbunden und eingerichtet, um ein Sendesignal aus dem Sendeverstärkermodul 720 für ein Zeit-Divisions-Duplex(Time-Division-Duplex)(TDD)-Signal zu empfangen, und vier der geschalteten Anschlüsse 825-n des T/R-Schalters 820 sind mit einem Empfänger (zum Beispiel Empfänger 730 gezeigt in 7) für ein Zeit-Divisions-Duplex(TDD)-Signal verbunden. Um den TDD-Betrieb zu unterstützen, ist der /R-Schalter 820 ein elektronischer Schalter, welcher rapide geschaltet werden kann, und welcher eine sehr hohe Zuverlässigkeit hat, um die Millionen von Schaltzyklen zu unterstützen, welche in einem TDD-Modus zum Schalten zwischen einer Sendemode und einer Empfängermode benötigt werden, zum Beispiel zum Schalten zwischen GSM L Tx (1900) und GSM R Tx (1900) für Kommunikationsband 33 in Tabelle 100.
In der Anordnung 800 ist der elektromechanische Bandschalter 710 ferner eingerichtet, um selektiv den gemeinsamen Anschluss 823 des T/R-Schalters 820 mit der Antenne 10 zu verbinden.
9 stellt ein drittes exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Anordnung 900 für einen Sende-Empfänger-Frontend für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar, das simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt und das sowohl FDD- als auch TDD-Betrieb unterstützt. Der Kürze wegen werden nur die Unterschiede zwischen der Anordnung 900 in 9 und den Anordnungen, welche oben beschrieben wurden, beschrieben.
Im Unterschied zu der Anordnung 800, wo der gemeinsamer Anschluss 823 des elektronischen T/R-Schalters 820 mit der Antenne 10 über einen elektromechanischen Bandschalter 710 verbunden ist, ist in der Anordnung 900 ein gemeinsamer Anschluss 823 des elektronischen T/R-Schalters 820 direkt mit der Antenne 10 zusammen mit dem gemeinsamen Anschluss 713 des elektromechanischen Bandschalters 710 verbunden. Auch ist einer der geschalteten Anschlüsse 715-m des elektromechanischen Bandschalters 710 mit einem Impedanzabschluss 910 verbunden, so dass, wenn die Anordnung 900 in einem TDD-Mode betrieben wird, der Pfad zu dem gemeinsamen Anschluss 713 des elektromechanischen Bandschalters 710 ordentlich abgeschlossen sein wird. Allerdings kann in manchen Ausführungsbeispielen der Impedanzabschluss 910 weggelassen werden.
Die Architektur, welche oben mit Bezug auf 7–9 dargestellt ist, kann mittels Hinzufügens eines oder mehreren zusätzlicher elektromechanischer Bandschalter und/oder mittels Hinzufügens zusätzlicher Pole (geschaltete Anschlüsse 715-m) an einen elektromechanischen Bandschalter 710 erweitert werden.
10 stellt ein viertes exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Anordnung 1000 für ein Sende-Empfänger-Frontend für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar, das einen simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt. Der Kürze wegen werden nur die Unterschiede zwischen der Anordnung 1000 in 10 und den Anordnungen, die oben beschrieben wurden, beschrieben.
Die Anordnung 1000 erweitert die Architektur, die oben beschrieben wurde, um Long Term Evolution(LTE)-Kommunikationen zu unterstützen. Insbesondere beinhaltet die Anordnung 1000 Duplexer 1010-p (hier p ∊ (1,3)), die jeder mit einem entsprechenden LTE-Sendeverstärker 1020-p und einem zweiten elektromechanischen Bandschalter 1030 assoziiert sind. Jeder Duplexer 1010-p ist eingerichtet, um eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über ein entsprechendens eine von einer dritten Mehrzahl von Kommunikationsbändern zu erlauben, die jeweils ein entsprechendes Sendeband und ein entsprechendes Empfangsband beinhalten, und ein zweiter elektromechanischer Bandschalter 1030 ist eingerichtet, um selektiv einen der Mehrzahl von Duplexern 1010-p mit einer Antenne 10 zu verbinden. Obwohl die Anordnung 1000 eine Unterstützung für LTE-Kommunikationsbänder LTE 7, LTE 17 und LTE 20 zeigt, können im anderen Ausführungsbeispiel unterschiedliche oder zusätzliche Kommunikationsbänder unterstützt werden.
Eine Alternative zu Anordnung 1000 mit ähnlicher Funktionalität könnte bereitgestellt werden mittels eines Weglassens des zweiten elektromechanischen Bandschalters 1030, und mittels stattdessen eines Hinzufügens von zusätzlichen Polen (zum Beispiel geschalteten Anschlüssen 715-m) an den elektromechanischen Bandschalter 710 und mittels eines Verbindens eines der Duplexer 1010-p mit jedem der hinzugefügten geschalteten Anschlüssen 715-m. In diesem Fall ist der elektromechanische Bandschalter 710 ferner eingerichtet, um selektiv jeden der Duplexer 1010-p mit der Antenne 10 zu verbinden.
11 stellt ein fünftes exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Anordnung 1100 für ein Sende-Empfänger-Frontend (Transceiver front-end) für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar, das simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt. Der Kürze wegen werden nur die Unterschiede zwischen der Anordnung 1100 in 11 und den Anordnungen, die oben beschrieben wurden, beschrieben.
Insbesondere ist die Anordnung 1100 ähnlich zu der Anordnung 1000, außer dass die LTE-Kommunikationsbänder auch gemultiplext werden, ähnlich zu den Kommunikationsbändern 2/4/5 und 1/3/8. Entsprechend werden die Duplexer 1010-p mit einem dritten Multiplexer 1110 ersetzt und der zweite elektromechanische Bandschalter 1030 wird ein Einzelpol Einzel umlegend (single pole, single throw) Schalter. Der dritte Multiplexer 1110 ist eingerichtet, um eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über eine dritte Mehrzahl von gemultiplexten Kommunikationsbändern (zum Beispiel LTE 7, LTE 17 und LTE 20) zu erlauben, die jeweils ein entsprechendes Sendeband und ein entsprechendes Empfangsband beinhalten. Wie mit dem ersten und zweiten Multiplexer 600-1 und 600-2 ist es erforderlich, dass dabei kein Überlapp zwischen den Sendefrequenzen des Sendebands von einem Kommunikationsband (zum Beispiel LTE 17) und den Empfangsfrequenzen des Empfangsbands eines anderen Kommunikationsbands (zum Beispiel LTE 20) in dem dritten Multiplexer 1110 ist. Der zweite elektromechanische Bandschalter 1110 ist eingerichtet, um selektiv einen gemeinsamen Anschluss des dritten Multiplexers 1110 mit der Antenne 10 zu verbinden.
Eine Alternative zur Anordnung 1100 mit ähnlicher Funktionalität könnte bereitgestellt werden mittels eines Weglassens des zweiten elektromechanischen Bandschalters 1030 und stattdessen mittels eines Hinzufügen eines zusätzlichen Pols (zum Beispiel geschalteten Anschluss 715-m) an dem elektromechanischen Bandschalter 710 und mittels eines Verbindens des gemeinsamen Anschlusses des dritten Multiplexers 1110 mit dem hinzugefügten geschalteten Anschluss 715-m. In diesem Fall ist der elektromechanische Bandschalter 710 ferner eingerichtet, um selektiv den dritten Multiplexer 1110 mit der Antenne 10 zu verbinden.
12 stellt ein sechstes exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Anordnung 1200 für ein Sende-Empfänger-Frontend für ein mobiles Telekommunikationsgerät dar, das simultanen Betrieb in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbändern unterstützt. Der Kürze wegen werden nur die Unterschiede zwischen der Anordnung 1200 in 12 und den Anordnungen, welche oben beschrieben wurden, beschrieben.
Insbesondere ist die Anordnung 1200 ähnlich zu der Anordnung 1000 mit dem Hauptunterschied, dass die Anordnung 1200 einen zusätzlichen Schalter 1210 beinhaltet, der einen gemeinsamen Anschluss und eine Mehrzahl von geschalteten Anschlüssen hat, wobei jeder der geschalteten Anschlüsse des zusätzlichen Schalters 1210 mit einem entsprechenden Empfangsbandpassfilter 622-i für ein entsprechendes Empfangsband verbunden ist. Der gemeinsame Anschluss des zusätzlichen Schalters 1210 ist mit einem geschalteten Anschluss 825-n des elektronischen Schalters 820 verbunden.
Während exemplarische Ausführungsbeispiele hierin offenbart werden, erkennt jemand von durchschnittlicher Fähigkeit in der Technik an, dass viele Variationen, in Übereinstimmung mit der vorangehenden Lehre möglich sind und innerhalb des Bereichs der angeführten Ansprüche verbleiben. Die Ausführungsbeispiele sind daher nicht eingeschränkt außer innerhalb des Bereichs der angegebenen Ansprüche.

Claims

Eine Vorrichtung aufweisend: einen ersten Multiplexer, der eingerichtet ist, um eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über eine erste Mehrzahl von gemultiplexten Kommunikationsbändern zu erlauben, die jedes ein entsprechendes Sendeband und ein entsprechendes Empfangsband beinhalten, wobei keines der Sendebänder des ersten Multiplexers Sendefrequenzen hat, die mit irgendwelchen Empfangsfrequenzen von irgendeinem der Empfangsbänder des ersten Multiplexers überlappt; ein zweiter Multiplexer, der eingerichtet ist, um eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über eine zweite Mehrzahl von gemultiplexten Kommunikationsbändern zu erlauben, die jedes ein entsprechendes Sendeband und ein entsprechendes Empfangsband beinhalten, wobei keines der Sendebänder des zweiten Multiplexers Sendefrequenzen hat, die mit irgendwelchen Empfangsfrequenzen von irgendeinem der Empfangsbänder des zweiten Multiplexers überlappt; und ein elektromechanischer Bandschalter, der eingerichtet ist, um selektiv den ersten und den zweiten Multiplexer mit einer gemeinsamen Antenne zu verbinden.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der elektromechanische Schalter ein RF-MEMS-Schalter ist.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der erste Multiplexer eine Mehrzahl von Bandpassfiltern beinhaltet, wobei jeder der Bandpassfilter des ersten Multiplexers einem der Sendebänder des ersten Multiplexers oder einem der Empfangsbänder des ersten Multiplexers entspricht, und wobei der zweite Multiplexer auch eine Mehrzahl von Bandpassfiltern beinhaltet, wobei jeder der Bandpassfilter des zweiten Multiplexers einem der Sendebänder des zweiten Multiplexers oder einem der Empfangsbänder des zweiten Multiplexers entspricht.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 3, ferner aufweisend ein Sendeverstärkermodul, welches eine Mehrzahl von Ausgängen hat, wobei zumindest zwei der Ausgänge mit zwei entsprechenden Bandpassfiltern des ersten Multiplexers für zwei der Sendebänder des ersten Multiplexers verbunden sind.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, ferner aufweisend ein Sendeverstärkermodul, welches eine Mehrzahl von Ausgängen hat, wobei zumindest ein erster der Ausgänge mit einem der Bandpassfilter des ersten Multiplexers für eines der Sendebänder des ersten Multiplexers verbunden ist, und zumindest ein zweiter der Ausgänge mit einem der Bandpassfilter des zweiten Multiplexers für eines der Sendebänder des zweiten Multiplexers verbunden ist.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, welche ferner einen elektronischen Schalter aufweist, welcher einen gemeinsamen Anschluss und eine Mehrzahl von geschalteten Anschlüssen hat, die zumindest einen ersten geschalteten Anschluss beinhalten, der mit einem Leistungsverstärkermodul verbunden ist und konfiguriert ist, um ein Sendesignal zu empfangen, und ferner zumindest einen zweiten geschalteten Anschluss beinhaltet, der mit einem Empfänger für ein Zeit-Divisions-Duplex(TDD)-Signal verbunden ist, und wobei der elektromechanische Bandschalter ferner eingerichtet ist, um selektiv den gemeinsamen Anschluss des elektronischen Schalters mit der gemeinsamen Antenne zu verbinden.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, welche ferner einen elektronischen Schalter aufweist, der einen gemeinsamen Anschluss und eine Mehrzahl von geschalteten Anschlüssen hat, die zumindest einen ersten geschalteten Anschluss beinhalten, der mit einem Empfängerverstärker-Modul verbunden ist und der eingerichtet ist, um ein Sendesignal zu empfangen, und ferner zumindest einen zweiten geschalteten Anschluss beinhaltet, der mit einem Empfänger für ein Zeit-Divisions-Duplex(TDD)-Signal verbunden ist, und wobei der gemeinsame Anschluss des elektronischen Schalters mit der gemeinsamen Antenne verbunden ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 7, ferner aufweisend: eine Mehrzahl von Duplexern, die jeder eingerichtet sind, um eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über ein entsprechends von einer dritten Mehrzahl von Kommunikationsbändern zu erlauben, dass jedes ein entsprechendes Sendeband und ein entsprechendes Empfangsband beinhaltet; und einen zweiten elektromechanischen Bandschalter, der eingerichtet ist, um selektiv einen der Mehrzahl von Duplexern mit einer gemeinsamen Antenne zu verbinden.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, ferner aufweisend: eine Mehrzahl von Duplexern, wobei jeder eingerichtet ist, um eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über ein entsprechendes einer dritten Mehrzahl von Kommunikationsbändern zu erlauben, die jedes ein entsprechendes Sendeband und ein entsprechendes Empfangsband beinhalten, wobei der elektromechanische Bandschalter ferner eingerichtet ist, um selektiv jeden der Mehrzahl der Duplexer mit der gemeinsamen Antenne zu verbinden.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner aufweisend: einen dritten Multiplexer, der eingerichtet ist, um eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über eine dritte Mehrzahl von gemultiplexten Kommunikationsbändern zu erlauben, die jedes ein entsprechendes Sendeband und ein entsprechendes Empfangsband beinhalten, wobei keines der Sendebänder des dritten Multiplexers Sendefrequenzen hat, die mit irgendwelchen Empfangsfrequenzen von irgendeinem der Empfangsbänder des dritten Multiplexers überlappen; und ein zweiter elektromechanischer Bandschalter, der eingerichtet ist, um selektiv den dritten Multiplexer mit der gemeinsamen Antenne zu verbinden.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9 ferner aufweisend: einen dritten Multiplexer, der eingerichtet ist, um eine Zwei-Richtungs-Kommunikation über eine dritte Mehrzahl von gemultiplexten Kommunikationsbändern zu erlauben, die jedes ein entsprechendes Sendeband und ein entsprechendes Empfangsband beinhalten, wobei keines der Sendebänder des dritten Multiplexers Sendefrequenzen hat, die mit irgendwelchen Empfangsfrequenzen von irgendeinem der Empfangsbänder des dritten Multiplexers überlappt, wobei der elektromechanische Bandschalter ferner eingerichtet ist, um selektiv den dritten Multiplexer mit der gemeinsamen Antenne zu verbinden.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, ferner aufweisend: einen zusätzlichen Schalter, der einen gemeinsamen Anschluss und eine Mehrzahl von geschalteten Anschlüssen hat, wobei jeder der geschalteten Anschlüsse des zusätzlichen Schalters mit einem entsprechenden Empfangsbandpassfilter für ein entsprechendes Empfangsband verbunden ist, wobei der elektronische Schalter zumindest einen dritten geschalteten Anschluss beinhaltet, und wobei der gemeinsame Anschluss des zusätzlichen Schalters mit dem dritten geschalteten Anschluss des elektronischen Schalters verbunden ist.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die erste Mehrzahl von Kommunikationsbändern innerhalb der Vereinigten Staaten für mobile Telekommunikation zugeteilt sind, und die zweite Mehrzahl von Kommunikationsbändern in Europa für mobile Telekommunikation zugeteilt sind.
Ein Verfahren aufweisend: Multiplexen an einem ersten gemeinsamen Anschluss einer ersten Mehrzahl von Kommunikationsbändern, wobei jedes ein entsprechendes Zwei-Richtungs-Kommunikationssignal unterstützt, das ein entsprechendes Sendesignal, das in einem entsprechenden Sendeband gesendet wird, und ein entsprechendes Empfangssignal, das in einem entsprechenden Empfangsband empfangen wird, beinhaltet; Multiplexen an einem zweiten gemeinsamen Eingang einer zweiten Mehrzahl von Kommunikationsbändern, wobei jedes ein einsprechendes Zwei-Richtungs-Kommunikationssignal unterstützt, das ein entsprechendes Sendesignal, das in einem entsprechenden Sendeband gesendet wird, und ein entsprechendes Empfangssignal, das in einem entsprechenden Empfangsband empfangen wird, beinhaltet; und selektives Verbinden eines aus dem ersten gemeinsamen Anschluss und dem zweiten gemeinsamen Anschluss an eine Antenne.
Das Verfahren gemäß Anspruch 14, ferner simultan aufweisend: Senden über die Antenne eines ersten Sendesignals auf einem ersten Sendeband der ersten Mehrzahl von Kommunikationsbändern; und Senden über die Antenne eines zweiten Sendesignals auf einem zweiten Sendeband der ersten Mehrzahl von Kommunikationsbändern.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 oder 15, ferner simultan aufweisend: Empfangen eines ersten Empfangssignals auf einem ersten Empfangsband der ersten Mehrzahl von Kommunikationsbändern über die Antenne; und Empfangen eines zweiten Empfangssignals auf einem zweiten Empfangsband der ersten Mehrzahl von Kommunikationsbändern über die Antenne.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, ferner simultan aufweisend: Senden über die Antenne eines ersten Sendesignals auf einem ersten Sendeband der ersten Mehrzahl von Kommunikationsbändern; und Senden über die Antenne eines zweiten Sendesignals auf einem zweiten Sendeband der ersten Mehrzahl von Kommunikationsbändern; Empfangen über die Antenne eines ersten Empfangssignals auf einem ersten Empfangsband der ersten Mehrzahl von Kommunikationsbändern; und Empfangen über die Antenne eines zweiten Empfangssignals auf einem zweiten Empfangsband der ersten Mehrzahl von Kommunikationsbändern.
Eine Vorrichtung aufweisend: einen oder mehrere Empfänger; einen oder mehrere Sendeverstärker; einen ersten Multiplexer, der einen gemeinsamen Anschluss, eine Mehrzahl von Sendeanschlüssen, die verbunden mit einem oder mehreren Sendeverstärkern sind, und eine Mehrzahl von Empfangsanschlüssen hat, die mit dem einem oder mehreren Empfängern verbunden sind; einen zweiten Multiplexer, der einen gemeinsamen Anschluss, eine Mehrzahl von Sendeanschlüssen, die mit einem oder mehreren Sendeverstärkern verbunden sind, und eine Mehrzahl von Empfangsanschlüssen hat, die mit dem einen oder mehreren Empfängern verbunden sind, und ein elektromechanischer Bandschalter, der eingerichtet ist, um selektiv den ersten und den zweiten Multiplexer an die Antenne zu verbinden.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei jeder der Sendeanschlüsse des ersten Multiplexers eingerichtet ist, um Sendefrequenzen in einem entsprechenden Sendeband an den gemeinsamen Anschluss des ersten Multiplexers zu übermitteln, und wobei jeder der Empfangsanschlüsse des ersten Multiplexers eingerichtet ist, um Frequenzen in einem entsprechenden Empfangsband von dem gemeinsamen Anschluss des ersten Multiplexers zu empfangen, wobei keine der Sendefrequenzen von irgendeinem der Sendebänder mit irgendwelchen der Empfangsfrequenzen von irgendeinem der Empfangsbänder überlappt.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 18 oder 19, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, um simultan: Senden über die Antenne eines ersten Sendesignals, das mittels des einen oder mehreren Sendeverstärkern an einen ersten der Sendeanschlüsse des ersten Multiplexers gespeist wird; Senden über die Antenne eines zweiten Sendesignals, das mittels des einen oder mehreren Sendeverstärkern an einem zweiten der Sendeanschlüsse des ersten Multiplexers gespeist wird; Empfangen über die Antenne eines ersten Empfangssignals, das an dem einen oder mehreren Empfängern von einem ersten der Empfangsanschlüsse des ersten Multiplexers gespeist wird; und Empfangen über die Antenne eines zweiten Empfangssignals, das an dem einen oder mehreren Empfängern von einem zweiten der Empfangsanschlüsse des ersten Multiplexers gespeist wird.