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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren, die es einer Antenne ermöglichen, durch mehr als ein Modem gemeinsam genutzt zu werden.
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Hintergrund
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Es gibt das Bedürfnis, mehr als ein Modem in Geräten vorzusehen. Beispielsweise kann mehr als ein Modem benötigt werden, um einem Gerät zu ermöglichen, unter Verwendung von unterschiedlichen drahtlosen Standards zu kommunizieren. Jedes Modem kann mehr als eine Antenne benötigen, um beispielsweise zuzulassen, dass es in einer Diversitätsbetriebsart (diversity mode), einer Trägerbündelungsbetriebsart (carrier aggregation mode), einer Mehrfach-SIM-Betriebsart (multi SIM mode), oder einer Mehrfacheingangsmehrfachausgangsbetriebsart (multiple input multiple output, MIMO) kommuniziert. Die Kombination dieser Bedürfnisse verursacht einen Bedarf an immer mehr Antennen.
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Systeme, in denen Antennen für verschiedene drahtlose Kommunikationssysteme zwischen Modems umgeschaltet werden können, sind in der
US2001/025096A1 und der
WO2001/042051A1 vorgeschlagen. Solche Systeme schalten eine Antenne zu einem einzigen Modem um und benötigen daher eine minimale Anzahl von Antennen, die durch die Anzahl von Modems, die gleichzeitig verwendet werden könnten, vorgeschrieben ist. Beispielsweise müssen, wenn es zwei Modems gibt, die gleichzeitig verwendet werden können, und jedes zwei Antennen benötigt, vier Antennen bereitgestellt werden.
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Die
US2007/0129104 (Sano et al.) erörtert eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, bei der eine Antenne gleichzeitig zwischen einer Bluetooth- und einer Drahtloslokalnetzwerk-Kommunikationseinheit (W-LAN, wireless local area network) gemeinsam genutzt werden kann. Eine gemeinsam genutzte Antenne ist durch eine Wilkinson-Leistungstrenneinrichtung oder einen Richtungskoppler verbunden. Die Wilkinson-Leistungstrenneinrichtung oder der Richtungskoppler teilen empfangene Signalleistung gleich zwischen dem Drahtloslokalnetzwerk und dem Bluetooth auf und stellen eine Isolationseigenschaft zwischen dem Drahtloslokalnetzwerk und dem Bluetooth bereit. Die Verwendung der Wilkinson-Leistungstrenneinrichtung oder des Kopplers bringt eine große Dämpfung, zumindest 3dB, wegen der Aufteilung von Leistung zwischen Anschlüssen in den Signalpfad ein.
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Zusammenfassung
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Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung bereitgestellt, die ein ersten Modem und ein zweites Modem aufweist. Ein Umschaltsystem ist angeordnet, um selektiv eines aus den ersten und zweiten Modems mit einer ersten Antenne zu verbinden, und um selektiv eines aus den ersten und zweiten Modems mit einer zweiten Antenne zu verbinden. Ein Durchleitausgang ist dem ersten Modem zugeordnet, und ist angeordnet, um selektiv zumindest einen Abschnitt eines empfangenen Signals an das zweite Modem auszugeben.
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Gemäß einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren bereitgestellt, um eine erste Antenne und eine zweite Antenne zwischen einem ersten Modem und einem zweiten Modem zu teilen. Das Verfahren umfasst: ein Verbinden der ersten Antenne mit dem ersten Modem, wenn das erste Modem in Betrieb ist, und anderenfalls ein Verbinden der ersten Antenne mit dem zweiten Modem;
ein Verbinden der zweiten Antenne mit dem zweiten Modem, wenn das zweite Modem in Betrieb ist, und anderenfalls ein Verbinden der zweiten Antenne mit dem ersten Modem, und;
ein selektives Durchleiten zumindest eines Abschnitts eines an der ersten Antenne empfangenen Signals zu dem zweiten Modem mittels einer dem ersten Modem zugeordneten Durchleitanordnung, wenn die erste Antenne mit dem ersten Modem verbunden ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden ersichtlich von der folgenden Beschreibung beispielhaft gegebener bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Wiedergabe einer drahtlosen Kommunikation zwischen Gegenstellen;
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2 ist eine schaubildliche Wiedergabe eines ersten Ausführungsbeispiels;
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3 ist eine schaubildliche Wiedergabe von Signalpfaden in dem Ausführungsbeispiel von 2 für den Fall, dass nur das erste Modem in Betrieb ist;
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4 ist eine schaubildliche Wiedergabe von Signalpfaden in dem Ausführungsbeispiel von 2 für den Fall, dass nur das zweite Modem in Betrieb ist;
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5 ist eine schaubildliche Wiedergabe von Signalpfaden in dem Ausführungsbeispiel von 2 für den Fall, dass sowohl das erste Modem als auch das zweite Modem in Betrieb ist unter Verwendung einer einzigen Antenne;
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6 ist eine schaubildliche Wiedergabe von Signalpfaden in dem Ausführungsbeispiel von 2 für den Fall, dass sowohl das erste Modem als auch das zweite Modem in Betrieb ist, und das erste Modem die zweite Antenne mit dem zweiten Modem teilt;
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7 ist eine schaubildliche Wiedergabe von alternativen Signalpfaden in dem Ausführungsbeispiel von 2 für den Fall, dass sowohl das erste Modem als auch das zweite Modem in Betrieb ist, und das erste Modem die zweite Antenne mit dem zweiten Modem teilt;
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8 ist eine schaubildliche Wiedergabe von Signalpfaden in dem Ausführungsbeispiel von 2 für den Fall, dass sowohl das erste Modem als auch das zweite Modem in Betrieb ist, und das zweite Modem die erste Antenne mit dem erste Modem teilt;
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9 ist eine schaubildliche Wiedergabe von alternativen Signalpfaden in dem Ausführungsbeispiel von 2 für den Fall, dass sowohl das erste Modem als auch das zweite Modem in Betrieb ist, und das zweite Modem die erste Antenne mit dem ersten Modem teilt;
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10 ist eine schaubildliche Wiedergabe von Signalpfaden in dem Ausführungsbeispiel von 2 für den Fall, dass sowohl das erste Modem als auch das zweite Modem in Betrieb ist, und das erste Modem die ersten und zweiten Antennen mit dem zweiten Modem teilt;
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11 ist eine schaubildliche Wiedergabe von alternativen Signalpfaden in dem Ausführungsbeispiel von 2 für den Fall, dass sowohl das erste Modem als auch das zweite Modem in Betrieb ist, und das erste Modem die ersten und zweiten Antennen mit dem zweiten Modem teilt;
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12 ist eine schaubildliche Wiedergabe eines weiteren Ausführungsbeispiels;
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13 und 14 sind Flussdiagramme, die Verfahrensabläufe zur Steuerung eines Umschaltsystems in dem Ausführungsbeispiel von 2 abbilden; und
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15 ist ein Flussdiagramm, das Verfahrensabläufe zur Steuerung einer Durchleitumschalteinrichtung abbildet.
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Detaillierte Beschreibung
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In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung bereitgestellt, die ein erstes Modem und ein zweites Modem umfasst. Ein Umschaltsystem ist angeordnet, um selektiv eines aus den ersten und zweiten Modems mit einer ersten Antenne zu verbinden und um eines aus den ersten und zweiten Modems mit einer zweiten Antenne zu verbinden. Ein Durchleitausgang ist dem ersten Modem zugehörig (zugeordnet) und angeordnet, um selektiv zumindest einen Abschnitt eines empfangenen Signals an das zweite Modem auszugeben. Der Durchleitausgang ermöglicht es einer mit dem ersten Modem verbundenen Antenne gleichzeitig mit einem oder mehreren anderen Modem geteilt bzw. gemeinsam genutzt zu werden. Als einen weiteren Vorteil fügt es relativ kleine Einbringungsdämpfung (Einfügedämpfung) in das Signal ein. Dieses Ausführungsbeispiel ist nicht beschränkt auf nur erste und zweite Modems und erste und zweite Antennen. Andere Ausführungsbeispiele können mehr als zwei Modems und mehr als zwei Antennen aufweisen. Weitere Ausführungsbeispiele können eines oder mehrere Teilnehmeridentitätsmodule (subscriber identification module) verwenden, beispielsweise SIM oder USIM, die für Positionierungs-, Daten- und Sprachkommunikationszwecke genutzt werden können.
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Das Umschaltsystem kann angeordnet sein, um den dem ersten Modem zugeordneten Durchleitausgang mit dem zweiten Modem zu verbinden, wenn das erste Modem mit der ersten Antenne verbunden ist. Dies stellt sicher, dass der Durchleitausgang des ersten Modems bei Bedarf für das zweite Modem verfügbar ist. Die Anordnung kann auch sicherstellen, dass das Umschaltsystem und der Durchleitausgang des ersten Modems zumindest einen Abschnitt eines an der ersten Antenne empfangenen Signals für das zweite Modem verfügbar macht, wenn die erste Antenne mit dem ersten Modem verbunden ist und wenn ein solcher Abschnitt des an der ersten Antenne empfangenen Signals an dem zweiten Modem erforderlich/benötigt ist.
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Ein dem zweiten Modem zugeordneter (zugehöriger) Durchleitausgang kann ebenso bereitgestellt und angeordnet sein, um selektiv zumindest einen Abschnitt eines empfangenen Signals an das erste Modem auszugeben. Das ermöglicht es einer mit dem zweiten Modem verbundenen Antenne, gleichzeitig mit einem oder mehreren anderen Modems geteilt/gemeinsam genutzt zu werden. Das Umschaltsystem kann dann angeordnet sein, um den dem zweiten Modem zugeordneten Durchleitausgang mit dem ersten Modem zu verbinden, wenn das zweite Modem mit der ersten Antenne verbunden ist. Das stellt sicher, dass der Durchleitausgang des zweiten Modems bei Bedarf für das erste Modem verfügbar ist. Die Anordnung kann ebenso sicherstellen, dass das Umschaltsystem und der Durchleitausgang des zweiten Modems zumindest einen Abschnitt eines an der zweiten Antenne empfangenen Signals für das erste Modem verfügbar macht, wenn die zweite Antenne mit dem zweiten Modem verbunden ist, und wenn ein solcher Abschnitt des an der zweiten Antenne empfangenen Signals an der ersten Modem benötigt wird.
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Das erste Modem kann einen Höherfrequenzeingang/-ausgang und einen Niedrigerfrequenzeingang/-ausgang aufweisen. Die Vorrichtung weist dann eine frequenzselektive Komponente mit einem mit dem Höherfrequenzeingang/-ausgang verbundenen Höherfrequenzanschluss, mit einem mit dem Niedrigerfrequenzeingang/-ausgang verbundenen Niedrigerfrequenzanschluss, und mit einem gemeinsamen Anschluss auf, der angeordnet ist, um selektiv mit der ersten Antenne verbunden zu sein, wodurch ein einzelner Eingang/Ausgang sowohl dem Höherfrequenzeingang/-ausgang als auch dem Niedrigerfrequenzeingang/-ausgang bereitgestellt wird. Die frequenzselektive Komponente kann nach Notwendigkeit Signale trennen oder kombinieren mit minimaler Einbringdämpfung. In einigen Ausführungsbeispielen kann die frequenzselektive Komponente eine Zweiwegefrequenzweiche (Diplexer), eine Dreiwegefrequenzweiche (Triplexer) oder eine Vierwegefrequenzweiche (Quadplexer) sein, und kann ebenso durch diskrete Komponenten realisiert sein.
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Der dem ersten Modem zugehörige Durchleitausgang kann einen Höherfrequenzausgang und einen Niedrigerfrequenzausgang aufweisen. Die Vorrichtung weist dann eine frequenzselektive Komponente mit einem mit dem Höherfrequenzausgang verbundenen Höherfrequenzanschluss, mit einem mit dem Niedrigerfrequenzausgang verbundenen Niedrigerfrequenzanschluss, und mit einem gemeinsamen Anschluss auf, der angeordnet ist, um selektiv mit dem zweiten Modem verbunden zu sein, wodurch ein einzelner Ausgang sowohl dem Höherfrequenzausgang als auch dem Niedrigerfrequenzausgang bereitgestellt wird.
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Das zweite Modem kann einen Höherfrequenzeingang/-ausgang und einen Niedrigerfrequenzeingang/-ausgang aufweisen. Die Vorrichtung weist dann eine frequenzselektive Komponente mit einem mit dem Höherfrequenzeingang/-ausgang verbundenen Höherfrequenzanschluss, mit einem mit dem Niedrigerfrequenzeingang/-ausgang verbundenen Niedrigerfrequenzanschluss, und mit einem gemeinsamen Anschluss auf, der angeordnet ist, um selektiv mit der zweiten Antenne verbunden zu sein, wodurch ein einzelner Eingang/Ausgang sowohl dem Höherfrequenzeingang/-ausgang als auch dem Niedrigerfrequenzeingang/-ausgang bereitgestellt wird.
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Der dem zweiten Modem zugeordnete Durchleitausgang kann einen Höherfrequenzausgang und einen Niedrigerfrequenzausgang aufweisen. Die Vorrichtung weist dann eine frequenzselektive Komponente mit einem mit dem Höherfrequenzausgang verbundenen Höherfrequenzanschluss, mit einem mit dem Niedrigerfrequenzausgang verbundenen Niedrigerfrequenzanschluss, und mit einem gemeinsamen Anschluss auf, der angeordnet ist, um selektiv mit dem ersten Modem verbunden zu sein, wodurch ein einzelner Ausgang sowohl dem Höherfrequenzausgang als auch dem Niedrigerfrequenzausgang bereitgestellt wird.
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Das erste Modem kann einen Primärabschnitt und einen Sekundärabschnitt aufweisen, und das zweite Modem kann auch einen Primärabschnitt und einen Sekundärabschnitt aufweisen. Das Umschaltsystem ist dann angeordnet, um selektiv den Primärabschnitt des ersten Modems oder den Sekundärabschnitt des zweiten Modems mit der ersten Antenne zu verbinden und um selektiv den Primärabschnitt des zweiten Modems oder den Sekundärabschnitt des ersten Modems mit der zweiten Antenne zu verbinden. Die Primär- und Sekundärabschnitte können unterschiedliche Antennen für einen Betrieb in einigen Betriebsarten, beispielsweise Diversitäts-, Trägerbündelungs-, und MIMO-Betriebsarten, verwenden.
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Der dem ersten Modem zugeordnete Durchleitausgang kann angeordnet sein, um selektiv zumindest einen Abschnitt eines empfangenen Signals an den Sekundärabschnitt des zweiten Modems auszugeben. Der dem zweiten Modem zugeordnete Durchleitausgang kann angeordnet sein, um selektiv zumindest einen Abschnitt eines empfangenen Signals zu dem sekundären Abschnitt des ersten Modems auszugeben. Daher beeinflussen die Auswirkungen von irgendwelchen von Signaldurchleitungen mittels eines Durchleitausgangs eines anderen Modems herrührenden Signalverlusten bzw. -dämpfungen den Sekundärabschnitt eher als den Primärabschnitt.
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Eine Steuereinrichtung kann bereitgestellt sein, die dazu eingerichtet ist, um das Umschaltsystem zu betreiben, um: das erste Modem mit der ersten Antenne zu verbinden, wenn das erste Modem in Betrieb ist, und anderenfalls das zweite Modem mit der ersten Antenne zu verbinden, und das zweite Modem mit der zweiten Antenne zu verbinden, wenn das zweite Modem in Betrieb ist, und anderenfalls das erste Modem mit der zweiten Antenne zu verbinden. Dies ist einfach zu realisieren, und ermöglicht es jedem Modem, eine Antenne mit sich verbunden zu haben, ohne dass sich das Signal für die eine Antenne über eine Durchleitung eines anderen Modems fortbewegen muss. Wenn die Antenne dann für eine Übertragung genutzt wird, sind Signalverluste in dem Übertragungspfad reduziert.
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Eine Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, um den dem ersten Modem zugeordneten Durchleitausgang zu aktivieren oder zu deaktivieren abhängig von Daten des Betriebszustandes des zweiten Modems. Zum Beispiel könnte der Durchleitausgang nur aktiviert werden, wenn das zweite Modem in Betrieb ist. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, um den dem ersten Modem zugeordneten Durchleitausgang zu aktivieren oder zu deaktivieren abhängig von Daten des Betriebszustands des ersten Modems. Zum Beispiel könnte der Durchleitausgang deaktiviert sein, wenn das erste Modem überträgt, um zu vermeiden, dass eine Ableitung von der Übertragung zu dem zweiten Modem durchgeleitet wird. Aus denselben Gründen kann eine Steuereinrichtung auch dazu eingerichtet sein, um den dem zweiten Modem zugeordneten Durchleitausgang zu aktivieren oder zu deaktivieren abhängig von Daten des Betriebszustandes des ersten Modems, und möglicherweise dazu eingerichtet sein, um den Durchleitausgang des zweiten Modems zu aktivieren oder zu deaktivieren abhängig von dem Betriebszustand des zweiten Modems.
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Die Vorrichtung kann Teil eines Mobilgerätes, zum Beispiel eines kommerziellen elektronischen Gerät, eines Geräts öffentlicher Sicherheit, eines Fahrzeugs, oder eines Mobiltelefons sein. Das Mobilgerät kann eine erste Antenne und eine zweite Antenne aufweisen.
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In anderen beispielhaften Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung aus zwei Modems zur Verbindung zu zwei Antennen und einem Umschaltnetzwerk bestehen. In weiteren beispielhaften Ausführungsbeispielen besteht die Vorrichtung aus exakt zwei Modems und einem Umschaltnetzwerk zusammen mit anderen Komponenten wie oben beschriebenen Zweiwegefrequenzweichen. Wenn Antennen in solchen Ausführungsbeispielen bereitgestellt sind, dann gibt es exakt zwei Antennen.
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In einem anderen beispielhaften Ausführungsbeispiel weist ein Verfahren eines Teilens (gemeinsamen Nutzens) einer ersten Antenne und einer zweiten Antenne zwischen einem ersten Modem und einem zweiten Modem auf:
ein Verbinden der ersten Antenne mit dem ersten Modem, wenn das erste Modem in Betrieb ist, und anderenfalls ein Verbinden der ersten Antenne mit dem zweiten Modem;
ein Verbinden der zweiten Antenne mit dem zweiten Modem, wenn das zweite Modem in Betrieb ist, und anderenfalls ein Verbinden der zweiten Antenne mit dem ersten Modem; und
ein selektives Durchleiten zumindest eines Abschnittes eines an der ersten Antenne empfangenen Signals zu dem zweiten Modem mittels einer dem ersten Modem zugeordneten Durchleitanordnung, wenn die erste Antenne mit dem ersten Modem verbunden ist.
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Dies stellt eine einfache Realisierung zu Verfügung, die es einer Antenne ermöglich, gleichzeitig geteilt/gemeinsam genutzt zu werden.
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Das Verfahren kann auch ein Durchleiten zumindest eines Abschnitts eines an der zweiten Antenne empfangenen Signals zu dem ersten Modem mittels einer dem zweiten Modem zugeordneten Durchleitanordnung, wenn die zweite Antenne mit dem zweiten Modem verbunden ist, aufweisen.
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Das Durchleiten zumindest eines an der ersten Antenne empfangenen Signals zu dem zweiten Modem kann abhängen von einem Betriebszustand des ersten Modems und des zweiten Modems. Das Durchleiten zumindest eines Abschnitts eines an dem zweiten Modem empfangenen Signals zu dem ersten Modem kann abhängen von einem Betriebszustand des ersten Modems und des zweiten Modems. Dies ermöglicht es, das Durchleiten nur bei Bedarf zu aktivieren, und vermeidet eine Ableitung zu dem anderen Modem, wenn eines der Modems überträgt.
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1 zeigt schematisch ein drahtloses Netzwerk in dem Ausführungsbeispiele der Erfindung tätig sein können. Eine Benutzerausrüstung („UE“, user equipment) oder ein Drahtlosgerät, in diesem Fall in Form eines Mobiltelefons/Smartphones 1, enthält das notwendige Funkmodul 2, Prozessor(en) und Speicher 3, eine Antenne 4, etc., um drahtlose Kommunikation mit dem Netzwerk zu ermöglichen. Die verwendete Benutzerausrüstung 1 kommuniziert mit einem Funkmast 5, der einen Teil einer Basisstation bildet, und/oder mit einer Kommunikationsgegenstelle wie einem alternativen UE 9. Als ein besonderes Beispiel in dem Kontext von UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) kann eine Netzwerksteuervorrichtung 6 (die gebildet sein kann beispielsweise durch eine sogenannte Funknetzwerksteuereinrichtung (Radio Network Controller)) gemeinsam mit einem oder mehreren Node Bs (das/die in vielerlei Hinsicht als „Basisstation“ betrachtet werden kann/können) betrieben sein. Als weiteres Beispiel verwendet LTE (Long Term Evolution) sogenannte evolved Node B (eNB), bei denen der RF-Transceiver und Resourcenverwaltungs/-steuerfunktionen in einer einzigen Einheit kombiniert sind. Der Begriff „Basisstation“ wird in dieser Spezifikation verwendet, um eine „traditionelle“ Basisstation, einen Node B, einen evolved Node B (eNB), oder irgendeinen anderen Zugriffspunkt zu einem Netzwerk einzuschließen, wenn der Kontext es nicht anders voraussetzt. Die Netzwerksteuervorrichtung 6 (welchen Typs auch immer) kann seine(n) eigene(n) Prozessor(en) 7 und Speicher 8, etc., aufweisen. In einigen Ausführungsbeispielen kann die Netzwerksteuervorrichtung mit einem UE über zwei oder mehrere Zellenmasten kommunizieren.
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Obwohl das obige Drahtlosnetzwerk in dem Kontext eines Mobiltelefons beschrieben ist, können Ausführungsbeispiele der Erfindung angewendet werden auf jedwedes Drahtlosnetzwerk einschließlich Drahtloslokalnetzwerk (W-LAN), wie durch die IEEE 802.11-Standardfamilie definiert, Bluetooth und WiMAX, wie durch die IEEE 802.16-Standardfamilie definiert, und auf andere Drahtlosgeräte.
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Mobilgeräte enthalten Mobiltelefone oder Zellentelefone (einschließlich sogenannter „Smartphones“), persönliche digitale Assistenten (PDA), Funkrufempfänger (Pager), Tablet- und Laptop-Computer, Inhaltverbrauchs-oder -erzeugungsgeräte (zum Beispiel für Musik und/oder Video), Datenkarten, USB-Dongles oder andere Arten von Kommunikationsmodulen, etc.. Mobilgeräte können auch größere Vorrichtungen wie Fahrzeuge einschließlich aber nicht beschränkt auf Autos, Busse, Reisebusse, Schwerlastfahrzeuge, Züge und Flugzeuge sein, oder die Mobilgeräte können in irgendeinem solcher Geräte eingefügt oder an ein solches angebracht sein.
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Zellenartige Drahtlosnetzwerke wie beispielsweise schematisch in 1 gezeigt für eine Kommunikation zwischen dem UE 1, 9 und einem Funkmast oder einer Basisstation 5 umfassen typischerweise eine Benutzerausrüstung (UE) wie mobile Handapparate oder andere Drahtlosgeräte, die mittels einer Netzwerkschnittstelle mit einem Funktransceiver mit einem Netzwerk aus mit einem Telekommunikationsnetzwerk verbundenen Basisstationen kommunizieren können. Solche zellenartigen Drahtlosnetzwerke haben sich einer rapiden Entwicklung unterzogen durch eine Anzahl von Generationen von Funkzugangstechnologien. Die anfänglich eingesetzten Systeme, die analoge Modulation verwenden, wurden durch Digitalsysteme zweiter Generation (2G) wie GSM (Global System for Mobile communications), das GERAN-Funkzugangsnetzwerke (GSM Enhanced Data rates for GSM Evolution Radio Access Network-Funkzugangsnetzwerke) zur Anwendung bringt, verdrängt, und diese Systeme selbst wurden ersetzt oder erweitert durch Digitalsysteme dritter Generation (3G) wie UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), die die UTRAN-Funkzugriffsnetzwerke (Universal Terrestrial Radio Access Network-Funknetzwerke) zur Anwendung bringen. Standards dritter Generation stellen einen höheren Datendurchsatz als durch Systeme zweiter Generation bereitgestellt wurde zur Verfügung.
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Dieser Trend wird fortgesetzt mit der Einführung von Hochgeschwindigkeitspaketzugriff (HSPA, High Speed Packet Access), der Systeme dritter Generation erweitern kann, und der eine paketvermittelte Abwärtsstrecke (downlink) mit hoher Durchlassfähigkeit bereitstellt. HSPA verwendet typischerweise adaptive Modulation und Codierung, um eine erhöhte Durchlassfähigkeit bereitzustellen, wenn ein Kanal eine gute Qualität, beispielsweise ein hohes Signal-zu-Rausch-Verhältnis, aufweist. In einem System wie HSPA, das adaptive Modulation und Codierung verwendet, wird typischerweise eine Reihe von Kanalqualitätsindikatoren (CQI, Channel Quality Indicator) von einem typischerweise bei einer Benutzerausrüstung befindlichen Empfänger zurückgeführt zu einem bedienenden Knoten zur Verwendung bei einer Bestimmung eines Übertragungsformats, das eine Art einer Modulation und eine Art einer Codierung einschließen kann zur Verwendung bei einer Abwärtsstrecke von dem Knoten zu der Benutzerausrüstung.
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In anderen Ausführungsbeispielen kann eine Kommunikation direkt von einem UE zu einem anderen UE stattfinden, beispielsweise direkt zwischen UE 1 und UE 9. Beispiele einer direkten Kommunikation schließen drahtlose Peer-To-Peer-Netzwerke (drahtlose Direktnetzwerke) wie ein in einer Ad-Hoc-Betriebsart arbeitendes Drahtlosnetzwerk nach einem der IEEE 802.11-Standards ein.
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Mehrfachübertragungseinrichtungsschemata wie MIMO (Mehrfacheingang, Mehrfachausgang; multiple input, multiple output) und MIXO (Mehrfacheingang, beliebiger Ausgang; multiple input, any output) wurden vorgeschlagen zur Verwendung mit HSPA und anderen Drahtlosübertragungsformaten. Ein Mehrfachübertragungseinrichtungsschema kann verschiedene Übertragungsantennen verwenden, um eine Anzahl von Übertragungsströmen bereitzustellen, von denen einer oder mehrere oder alle bei einer gegebenen Benutzerausrüstung empfangen werden können, wodurch potentiell eine höhere Durchlassfähigkeit bzw. Transportkapazität als durch ein Einzelübertragungseinrichtungsschema bereitgestellt wird. Ein Übertragungsstrom (stream) kann einem übertragenen Strahl (beam) entsprechen, und kann als eine Schicht referenziert werden, und Strahlen können sich räumlich überlappen. Mehrfachübertragungseinrichtungsschemata können als Teil eines Übertragungsformats, das adaptive Modulation und Codierung verwendet, beispielsweise in einem HSPA-System verwendet werden. Vorhandene HSPA-Systeme können festgelegt werden für eine Verwendung mit einer Mehrfachübertragungseinrichtungskommunikationsverbindung wie einem MIMO-(Mehrfacheingang, Mehrfachausgang) oder MIXO-Schema (Mehrfacheingang, beliebiger Ausgang). Beispielsweise wurde ein MIMO-Schema, das zwei Antennen bei einer Basisstation verwendet, festgelegt, um zwei Übertragungsströme bereitzustellen, die als Schichten oder Komponenten referenziert werden können, und die strahlgeformte räumliche Strahlen sein können. Die Strahlen können sich im Raum überlappen, so dass einer oder beide der Strahlen bei einer Benutzerausrüstung empfangen werden können, und wenn beide empfangen werden, kann das verwendet werden, um zusätzliche Datentransportkapazität verglichen mit der Transportkapazität eines Einzelstrahls bereitzustellen. Zudem kann adaptive Modulation und Codierung verwendet werden, und damit gibt es abhängig von einer Kanalqualität eine Vielzahl von möglichen Konfigurationen der Abwärtstrecke bezüglich einer Anzahl von Übertragungsströmen und Modulations- und Codierungsformaten. Solche MIMO- und MIXO-Schemata sind nicht auf HSPA beschränkt und können auch verwendet werden in anderen drahtlosen Kommunikationssystemen, beispielsweise Drahtlosnetzwerken gemäß den IEEE 802.11-Standards. MIMO und MIXO benötigen mehrere Antennen, um die verschiedenen Übertragungsströme zu unterhalten. Systeme, die mehrere, verschiedene Übertragungsströme auf unterschiedlichen Frequenzen kombinieren, werden manchmal als Trägerbündelung (carrier aggregation) bezeichnet.
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Andere Systeme benötigen auch mehrere Antennen. Beispiele schließen Diversitätssysteme wie Antennendiversitätssysteme und Trägerdiversitätssysteme ein. In einem Antennendiversitätssystem werden Übertragungsströme von verschiedenen Antennen übertragen und/oder durch verschiedene Antennen empfangen, um Interferenz und Verklingen (fading) entgegenzuwirken. Die Antennen können auf verschiedenen Zellentürmen angeordnet sein. In einem Trägerdiversitätssystem werden Übertragungsströme auf verschiedenen Trägern, beispielsweise auf verschiedenen Frequenzen, übertragen, um Interferenz und Verklingen entgegenzuwirken, und/oder eine Kanaldurchlassfähigkeit zu erhöhen.
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Wie oben bemerkt schreitet die Entwicklung von Drahtlosgeräten fort in Richtung von Systemen, die mehrere Antennen benötigen, um erhöhten Datendurchsatz und/oder verlässlichere Kommunikationskanäle zu unterstützen. Es besteht auch ein erhöhter Bedarf, dass Drahtlosgeräte mehr als ein Drahtloskommunikationssystem unterstützen. Beispielsweise kann das Drahtlosgerät einige oder alle aus GSM, UMTS, LTE, WiFi, WiMAX und Bluetooth unterstützen. Jedes dieser kann zwei oder mehr Antennen benötigen. Mehr als eines dieser Drahtloskommunikationssysteme kann zur gleichen Zeit aktiv sein. Beispielsweise können die UMTS-, WiFi- und Bluetooth-Systeme alle gleichzeitig aktiv sein. Dies erzeugt eine Konstruktionsherausforderung, um die benötigte Anzahl von Antennen in das Drahtlosgerät einzupassen. Die Konstruktionsprobleme bleiben selbst bei größeren Mobilgeräten wie Autos bestehen, da die Anzahl von möglichen Antennenstandorten klein ist und komplexe Verdrahtungsführungen nötig werden können.
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Ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels ist in schaubildlicher Form in 2 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel können zwei Antennen gleichzeitig von zwei Modems gemeinsam genutzt werden mit relativ kleinen in den Signalpfad eingeführten zusätzlichen Dämpfungen und mit keinen zusätzlichen Dämpfungen, wenn eine Antenne nicht geteilt wird.
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Ein Drahtlosgerät kann verbunden sein mit oder aufweisen eine erste Antenne 102 und eine zweite Antenne 104. Beispielsweise kann, wenn das Drahtlosgerät ein Auto oder ein anderes Automobil wie ein Lastkraftwagen oder ein Zug, etc. ist, oder in oder an einem Auto oder anderem Automobil montiert ist, die erste Antenne in einem Seitenspiegel integriert sein und die zweite Antenne 104 kann in dem anderen Seitenspiegel oder dem Autodach bereitgestellt sein, oder erste und zweite Antennen 102, 104 können in einer einzelnen Einheit, wie einer auf einem Fahrzeugdach montierten sogenannten Haifischflossenantenne, montiert sein. In einem anderen Beispiel, wenn das Drahtlosgerät ein Mobiltelefon ist, können die erste Antenne 102 und die zweite Antenne 104 an unterschiedlichen Positionen innerhalb oder außerhalb eines Gehäuses des Mobiltelefons bereitgestellt sein. In anderen Ausführungsbeispielen können weitere Konfigurationen von zwei Antennen bereitgestellt sein abhängig von der Form des Drahtlosgeräts, bei dem das Ausführungsbeispiel umgesetzt ist. In weiteren Ausführungsbeispielen kann das Drahtlosgerät mit der ersten Antenne 102 und der zweiten Antenne 104 verbunden sein. Beispielsweise kann eine in einem Fahrzeug angeordnete Vorbereitung für ein Mobiltelefon Antennen zur Verbindung mit dem Mobiltelefon enthalten. Antennen können auch als Teil von oder zur Verbindung mit Fahrzeugtelematiken, einem automatischen drahtlosen Notfallbenachrichtigungssystem wie das durch die Europäische Union vorgeschlagene eCall-System, oder einem in einem Fahrzeug angeordneten Unterhaltungssystem bereitgestellt sein.
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In Alternativen Ausführungsbeispielen kann sich die Antennenkonfiguration unterscheiden von dem in den Figuren Gezeigten. Beispielsweise kann eine erhöhte Antennenanzahl benötigt werden, wie drei, vier oder mehr Antennen. Dies kann beispielsweise benötigt sein wegen Betriebsfrequenzen von Antennen, zwischen Antennen benötigter Isolation, und der Anzahl von betriebsbereiten Funkeinrichtungen.
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Ein Umschaltsystem ist angeordnet, um eine selektive Verbindung der ersten Antenne 102 und der zweiten Antenne 104 zu einem aus einem ersten Modem 110 und einem zweiten Modem 112 zu ermöglichen. Jedes Modem umfasst zumindest einen Durchleitausgang, der selektiv aktiviert werden kann, um zumindest einen Teil eines empfangenen Signals zu dem anderen Modem durchzuleiten, wie unten detaillierter beschrieben wird.
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Jedes Modem umfasst einen Primärabschnitt 110A, 112A und einen Sekundärabschnitt 110B, 112B. Wenn in einer Diversitäts-, Trägerbündelungs- oder MIMO-Betriebsart betrieben, sind die Primär- und Sekundärabschnitte jeweils mit einer verschiedenen Antenne verbunden.
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Die Primär- und Sekundärabschnitte jedes Modems umfassen einen Höherfrequenzabschnitt 110AH, 110BH, 112AH, 112BH und einen Niedrigerfrequenzabschnitt 110AL, 110BL, 112AL, 112BL. Die Modems verwenden die Höher- und Niedrigerfrequenzabschnitte abhängig von ihrer Betriebsart und einer Frequenz eines Betriebs. Der Primärabschnitt jedes Modems umfasst ferner auch einen Durchleitausgang, der selektiv aktiviert werden kann, um zumindest einen Abschnitt eines empfangenen Signals zu dem anderen Modem durchzuleiten. Es gibt zwei Durchleitausgänge für jedes Modem (einen für den Höherfrequenzabschnitt und einen für den Niedrigerfrequenzabschnitt), und jeder Durchleitabschnitt 110PL, 110PH, 112PL, 112PH ist bereitgestellt als Teil eines TRX-Umschalters 110SH, 110SL, 112SH, 112SL. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Durchleitausgang getrennt sein von dem Modem. Die Konstruktion der Modems ist dem Fachmann bekannt.
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Diplexer 114, 116, 118, 120, 122, 124 sind frequenzselektive Komponenten, die bereitgestellt sind, um ein Signal in höherfrequente Komponenten und niedrigerfrequente Komponenten zu teilen, oder um höherfrequente Komponenten und niedrigerfrequente Komponenten in ein einziges Signal zu kombinieren. Jeder Diplexer umfasst einen gemeinsamen Anschluss, einen hohen Anschluss und einen niedrigen Anschluss, und ist mit einem Höher- und Niedrigerfrequenzeingang und/oder -ausgang zu den Modems verbunden. Ein Diplexer ist ein passives Gerät mit wechselseitigem Betrieb. Ein Tiefpassfilter ist zwischen dem gemeinsamen Anschluss und dem niedrigen Anschluss verbunden. Ein Hochpassfilter ist zwischen dem gemeinsamen Anschluss und dem hohen Anschluss verbunden. Die Frequenzabtrennung hängt von der Ausgestaltung der Filter ab. Die Auswahl der Frequenzen variiert abhängig von den in dem Kommunikationssystem verwendeten Frequenzen. Beispielsweise kann ein Diplexer ein Durchlassband von 1GHz- und 2GHz-Bereichszellfrequenzen haben. Weitere Ausführungsbeispiele können andere frequenzselektiven Komponenten anstelle der Diplexer verwenden. Beispiele schließen einen Triplexer oder einen Quadplexer ein.
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In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Umschaltsystem einen ersten Umschalter 106 und einen zweiten Umschalter 108. Sowohl der erste Umschalter 106 als auch der zweite Umschalter 108 weisen vier Anschlussklemmen auf und haben zwei mögliche Zustände. In einem ersten Zustand sind die ersten und zweiten Anschlussklemmen miteinander verbunden und die dritten und vierten Anschlussklemmen sind miteinander verbunden (dies ist für einen ersten Umschalter 106 in 2 dargestellt). In einem zweiten Zustand sind die ersten und vierten Anschlussklemmen miteinander verbunden und die zweiten und dritten Anschlussklemmen miteinander verbunden (dies ist für einen zweiten Umschalter 108 in 2 dargestellt). Umschalter, die auf diese Weise wirken, können als Zwischen- oder Vierwegeumschalter bezeichnet werden. Solch ein Umschalter kann aus einem Zweipolwechselschalter oder aus zwei Einpolwechselschaltern konstruiert sein.
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Der erste Umschalter 106 hat seine Anschlussklemmen wie folgt verbunden. Die erste Anschlussklemme ist mit der ersten Antenne 102 verbunden. Die zweite Anschlussklemme ist über einen Diplexer 116 mit einem Eingang/Ausgang der Höher- und Niedrigerfrequenzabschnitte des Primärabschnitts 110A des ersten Modems 110 verbunden. Die dritte Anschlussklemme ist über einen Diplexer 118 mit den Durchleitausgängen 110PL, 110PH der Höher- und Niedrigerfrequenzabschnitte des Primärabschnitts 110A des ersten Modems 110 verbunden. Die vierte Anschlussklemme ist über einen Diplexer 120 mit den Höher- und Niedrigerfrequenzabschnitten des Sekundärabschnitts 112B des zweiten Modems 112 verbunden.
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Der zweite Umschalter 108 hat seine Anschlussklemmen wie folgt. Die erste Anschlussklemme ist mit der zweiten Antenne 104 verbunden. Die zweite Anschlussklemme ist über den Diplexer 122 mit einem Eingang/Ausgang der Höher- und Niedrigerfrequenzabschnitte des Primärabschnitts 112A des zweiten Modems 112 verbunden. Die dritte Anschlussklemme ist über einen Diplexer 124 mit den Durchleitausgängen 112PL, 112PH der Höher- und Niedrigerfrequenzabschnitte des Primärabschnitts 112A des zweiten Modems 112 verbunden. Die vierte Anschlussklemme ist über einen Diplexer 114 mit den Höher- und Niedrigerfrequenzabschnitten des Sekundärabschnitts 110B des ersten Modems 110 verbunden.
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Wenn sich der erste Umschalter 106 in dem ersten Zustand befindet, ist die erste Antenne 102 mit dem ersten Modem 110 verbunden, insbesondere mit dem Primärabschnitt 110A des ersten Modems 110, und die Durchleitausgänge 110PL, 110PH des ersten Modems 110 sind mit dem zweiten Modem 112 verbunden, insbesondere mit dem Sekundärabschnitt 112B des zweiten Modems 112. Ebenso, wenn sich der zweite Umschalter 108 in dem ersten Zustand befindet, ist die zweite Antenne 104 mit dem zweiten Modem 112 verbunden, insbesondere mit dem Primärabschnitt 112A des zweiten Modems 112, und die Durchleitausgänge 112PL, 112PH des zweiten Modems 112 sind mit dem ersten Modem 110 verbunden, insbesondere mit dem Sekundärabschnitt 110B des ersten Modems 110.
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Wenn sich der erste Umschalter 106 in dem zweiten Zustand befindet, ist die erste Antenne 102 mit dem zweiten Modem 112 verbunden, insbesondere mit dem Sekundärabschnitt 112B des zweiten Modems. Die Durchleitausgänge 110PL, 110PH des ersten Modems 110 sind ebenfalls rückverbunden mit den Eingängen des ersten Modems 110, insbesondere mit dem Primärabschnitt 110A des ersten Modems 110. Ebenso, wenn sich der zweite Umschalter 108 in dem zweiten Zustand befindet, ist die zweite Antenne 104 mit dem ersten Modem 110 verbunden, insbesondere mit dem Sekundärabschnitt 110B des ersten Modems 110. Die Durchleitausgänge 112PL, 112PH des zweiten Modems 112 sind ebenfalls zurückverbunden mit den Eingängen des zweiten Modems 112, insbesondere mit dem Primärabschnitt 112A des zweiten Modems 112.
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Eine Steuereinrichtung 126 steuert das Umschaltsystem und eine Aktivierung/Deaktivierung der Durchleitausgänge. Ein einfaches Ausführungsbeispiel der Durchleitausgänge umfasst eine Umschaltanordnung, wobei die Steuereinrichtung 126 die Umschalteinrichtung steuert, um zu aktivieren/deaktivieren, dass das Signal (die Signale) durchgeleitet werden. Die Steuereinrichtung 126 umfasst einen Prozessor 128 und einen Speicher 130, der Anweisungen speichert zur Ausführung durch den Prozessor 128. In 2 als gestrichelte Linien gezeigte Steuerverbindungen werden bereitgestellt, um Daten und Befehle mit dem ersten Umschalter 106, dem zweiten Umschalter 108, den Durchleitausgängen 110PL, 110PH des ersten Modems zugeordneten Umschaltern 110SH, 110SL und den Durchleitausgängen 112PL, 112PH des zweiten Modems zugeordneten Umschaltern 112SH, 112SL auszutauschen. Die Steuereinrichtung 126 wirkt, um das Umschaltsystem und Durchleitausgänge 110PL, 110PH, 112PL, 112PH zu steuern abhängig von der Betriebsart der ersten und zweiten Modems. In einigen Betriebsarten können die Durchleitausgänge 110PL, 110PH, 112PL, 112PH ferner gesteuert werden abhängig davon, ob die ersten und zweiten Modems Daten übertragen. In alternativen Ausführungsbeispielen kann die Steuereinrichtung integriert sein in eines oder beide des ersten Modems 110 und des zweiten Modems 112. In Ausführungsbeispielen mit einer in beiden Modems integrierter Steuereinrichtung kann die Steuereinrichtung in einem Modem als eine Hauptsteuereinrichtung (Master) benannt und die Steuereinrichtung in dem anderen Modem als eine Zweitsteuereinrichtung (Slave) benannt sein. In einigen Ausführungsbeispielen kann die Steuereinrichtung einen Empfangsalgorithmus, einen Übertragungsalgorithmus und ein Berichten einer Genauigkeit zu dessen Kommunikationsgegenstelle (zum Beispiel einer Basisstation oder einem anderen UE) unter Berücksichtigung einer tatsächlichen Signalpfaddämpfung und einer Phasenänderung von Signalen steuern.
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Die Steuereinrichtung 126 ist dazu eingerichtet, um das Umschaltsystem gemäß den folgenden, in 13 und 14 illustrierten Regeln zu steuern. Wenn das erste Modem 110 in Betrieb ist (Schritt 200 in 13), ist der Umschalter 106 derart zu aktivieren, um in dem ersten Zustand zu sein, so dass die erste Antenne mit dem ersten Modem verbunden ist (Schritt 202 in 13), anderenfalls ist der erste Umschalter 106 derart zu aktivieren, um in dem zweiten Zustand zu sein, so dass die erste Antenne mit dem zweiten Modem verbunden ist (Schritt S204 in 13). Grundsätzlich ist ein Modem in Betrieb, wenn Energie daran angelegt ist, und es in der Lage ist, Daten zu empfangen und/oder zu übertragen, aber es muss keine Daten empfangen und/oder übertragen. Wenn das zweite Modem 112 in Betrieb ist (Schritt 206 in 14), ist der zweite Umschalter 108 derart zu aktivieren, um in dem ersten Zustand zu sein, so dass die zweite Antenne 104 mit dem zweiten Modem 112 verbunden ist (Schritt 208 in 14), anderenfalls ist der zweite Umschalter 108 derart zu aktivieren, um in dem zweiten Zustand zu sein, so dass die zweite Antenne 104 mit dem ersten Modem 110 verbunden ist (Schritt 210 in 14). Die Prozesse von 13 und 14 können der Reihe nach oder nebeneinander ausgeführt werden, da sie voneinander unabhängig sind.
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Die Durchleitausgänge 110PL, 110PH des ersten Modems können gesteuert werden durch Konfigurieren der Steuereinrichtung 126, um den Durchleitausgang des Umschalters 110SL, 110SH zu aktivieren oder deaktivieren gemäß dem Prozess in dem Ablaufdiagramm in 15. Dieser Prozess ist beschrieben für eine Steuerung der Durchleitausgänge 110PL, 110PH des ersten Modems der Umschalter 110SL, 110SH, aber das gleiche Verfahren kann verwendet werden für die Durchleitausgänge 112PL, 112PH des zweiten Modems der Umschalter 112SL, 112SH. Zunächst wird in Schritt 212 bestimmt, ob das erste Modem 110 verbunden ist mit der ersten Antenne 104, wenn dem so ist, schreitet die Ausführung fort zu Schritt 214, wenn nicht, dann vollführt der Prozess eine Schleife und der Schritt 212 wird wiederholt.
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In Schritt 214 wird bestimmt, ob das zweite Modem in Betrieb ist, und wenn dem so ist, dann schreitet der Prozess zu Schritt 216 fort, anderenfalls werden die Durchleitausgänge 110PL, 110PH deaktiviert in Schritt 218 (oder sie werden als deaktiviert beibehalten, wenn sie bereits deaktiviert sind), und die Ausführung kehrt zu Schritt 212 zurück.
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In Schritt 216 wird bestimmt, ob das erste Modem 110 Daten überträgt. Wenn dem so ist, dann schreitet die Ausführung zu Schritt 218 fort und die Durchleitausgänge 110PL, 110PH werden deaktiviert, anderenfalls schreitet die Ausführung zu Schritt 220 fort und ein geeigneter Durchleitausgang 110PH, 110PL wird aktiviert. Der geeignete Ausgang kann bestimmt werden unter Bezugnahme auf die Betriebsart des ersten Modems 110 und einer Aktivierung des Durchleitausgangs 110PL, 110PH, der mit den Frequenzen verbunden ist, die nicht durch das erste Modem verwendet werden. Beispielsweise wird, wenn das erste Modem mit niedrigerfrequenten Signalen arbeitet, der Durchleitausgang 110PH des Umschalters 110SH aktiviert, um höherfrequente Signale durchzuleiten. In alternativen Ausführungsbeispielen kann der geeignete Durchleitausgang 110PH, 110PL bestimmt werden unter Bezugnahme auf den Betrieb des zweiten Modems 112 und einer Aktivierung des Durchleitausgangs, der mit den Frequenzen verbunden ist, die durch das zweite Modem 112 verwendet werde.
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Das Ergebnis dieser Steuerlogik und weitere Details der durch die Steuereinrichtung 126 implementierten Steuerung zur Aktivierung und Deaktivierung der Durchleitausgänge 110PL, 110PH, 112PL, 112PH werden nun unter Bezugnahme auf 3 bis 11 beschrieben. 3 bis 11 zeigen die Signalpfade abhängig von der Betriebsart des ersten Modems und des zweiten Modems. Die Steuereinrichtung 126 ist der Klarheit wegen in 3 bis 11 nicht gezeigt.
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3 ist eine schaubildliche Wiedergabe von Signalpfaden, wenn nur das erste Modem 110 in Betrieb ist. Die Steuereinrichtung 126 stallt dafür den ersten Umschalter 106 auf den ersten Zustand und den zweiten Umschalter 108 auf den zweiten Zustand ein. Das verbinden die erste Antenne 102 mit dem Primärabschnitt 110A des ersten Modems 110. Sowohl die Höher- als auch die Niedrigerfrequenzabschnitte des Primärabschnitts 110A können in Betrieb sein für Übertragung und Empfang. Die zweite Antenne 104 ist mit dem Sekundärabschnitt 110B des ersten Modems 110 verbunden, und sowohl die Höher- als auch die Niedrigerfrequenzabschnitte stehen für einen Empfang zur Verfügung. Das erste Modem 110 kann daher je nach Wunsch in einer Diversitätsbetriebsart oder einer Trägerbündelungsbetriebsart arbeiten. Unter Verwendung der Information, dass nur ein Modem 110 in Betrieb ist, deaktiviert die Steuereinrichtung auch die Durchleitausgänge 110PL, 110PH der Umschalter 110SL, 110SH des ersten Modems 110.
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4 ist eine Schaubildliche Wiedergabe von Signalpfaden, wenn nur das zweite Modem 112 in Betrieb ist. Die Steuereinrichtung 126 stellt dafür den ersten Umschalter 106 auf den zweiten Zustand und den zweiten Umschalter 108 auf den ersten Zustand ein. Das verbindet die erste Antenne 102 mit dem Sekundärabschnitt 112B des zweiten Modems 112. Sowohl die Höher- als auch die Niedrigerfrequenzabschnitte stehen für einen Empfang zur Verfügung. Die zweite Antenne 104 ist mit dem Primärabschnitt 112A des zweiten Modems 112 verbunden, und sowohl die Höher- als auch die Niedrigerfrequenzabschnitte stehen für Empfang und Übertragung zur Verfügung. Das zweite Modem 112 kann daher je nach Wunsch in einer Diversitätsbetriebsart oder einer Trägerbündelungsbetriebsart betrieben werden. Unter Verwendung der Information, dass nur das zweite Moden 112 in Betrieb ist, deaktiviert die Steuereinrichtung auch die Durchleitausgänge 112PL, 112PH der Umschalter 112SL, 112SH des zweiten Modems 112.
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In den Betriebsbedingungen der 5 bis 11 sind sowohl das erste Modem 110 als auch das zweite Modem 112 betriebsbereit. Die Steuereinrichtung 126 stellt daher den ersten Umschalter 106 auf den ersten Zustand und den zweiten Umschalter 108 auf den ersten Zustand ein. Das verbindet die erste Antenne 102 mit dem Primärabschnitt 110A des ersten Modems 110. Die zweite Antenne 104 ist mit dem Primärabschnitt 112A des zweiten Modems 112 verbunden. Der Zustand der Durchleitausgänge 110PL, 110PH, 112PL, 112PH der Umschalter 110SL. 110SH, 112SL, 112SH und andere Betriebsparameter werden unten detaillierter beschrieben.
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5 ist eine schaubildliche Wiedergabe der Signalpfade, wenn sowohl erstes als auch zweites Modem 110, 112 betriebsbereit sind und jedes eine einzige Antenne nutzt. Weder die erste Antenne 102 noch die zweite Antenne 104 werden gemeinsam genutzt (geteilt), so dass je nach Bedarf die Primärabschnitte 110A, 112A der ersten und zweiten Modems 110, 112 sowohl die Höher- als auch die Niedrigerfrequenzabschnitte zu Empfang und Übertragung nutzen können. Die ersten und zweiten Modems 110, 112 können beide ohne Diversität oder Trägerbündelung unter Verwendung einer einzelnen Antenne arbeiten. Unter Verwendung der Information, dass beide Modems 110, 112 eine einzelne Antenne nutzen, deaktiviert die Steuereinrichtung 126 die Durchleitausgänge 110PL, 110PH, 112PL, 112PH der Umschalter 110SL, 110SH, 112SL, 112SH der beiden Modems 110, 112.
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6 ist eine schaubildliche Wiedergabe von Signalpfaden, wenn sowohl das erste als auch das zweite Modem 110, 112 betriebsbereit sind und das erste Modem 110 die zweite Antenne mit dem zweiten Modem 112 gemeinsam nutzt. Die zweite Antenne 104 wird derart gemeinsam genutzt, dass niedrigerfrequente Signale durch das erste Modem 110 genutzt werden und höherfrequente Signale durch das zweite Modem 112 genutzt werde. Eine Trennung der Signale von der zweiten Antenne 104 in höher- und niedrigerfrequente Signale wird durch den Diplexer 122 vorgenommen. Die Steuereinrichtung 126 aktiviert den Durchleitausgang 112PL in Umschalter 112SL des Niedrigerfrequenzabschnitts 112AL des Primärabschnitts 112A des zweiten Modems 112. Der Durchleitausgang 112PL von dem Umschalter 112SL wird über den Diplexer 124, den Umschalter 108 und den Diplexer 114 zu dem Niedrigerfrequenzabschnitt 110BL des Sekundärabschnitts 110B des ersten Modems geleitet. Das erste Modem 110 kann daher beispielsweise in einer Diversitätsbetriebsart unter Verwendung von niedrigerfrequenten Signalen operieren, und das zweite Modem 112 kann ohne Diversitätsbetriebsart unter Verwendung höherfrequenter Signale operieren.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann die Steuereinrichtung 126 den Durchleitausgang 112PL des Umschalters 112SL deaktivieren, wenn das zweite Modem 112 überträgt. Die wechselseitige Eigenschaft des Diplexers 122 bedeutet, dass etwas des übertragenen Signals von dem Höherfrequenzanschluss zu dem Niedrigerfrequenzanschluss abgeleitet werden kann. Ein Deaktivieren der Durchleitung, wenn das zweite Modem 112 überträgt, vermeidet jegliche Ableitung in Richtung des ersten Modems 110, wo diese Ableitung Fehler oder Beschädigung hervorrufen könnte. Das Ausmaß einer Ableitung hängt ab von der Frequenzabtrennung und einem Verhältnis der Filter in dem Diplexer, und in einer idealen Konstruktion gäbe es keine Ableitung.
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7 ist eine schaubildliche Wiedergabe von alternativen Signalpfaden in dem Ausführungsbeispiel von 2, wenn sowohl das erste als auch das zweite Modem 110, 112 betriebsbereit sind und das erste Modem 110 die zweite Antenne 104 gemeinsam mit dem zweiten Modem 112 nutzt. In diesem Fall wird die zweite Antenne 104 derart gemeinsam genutzt, dass die höherfrequenten Signale durch das erste Modem 110 genutzt werden, und die niedrigerfrequenten Signale durch das zweite Modem 112 genutzt werden. Die Steuereinrichtung 126 aktiviert den Höherfrequenzsignaldurchleitausgang 112PH des Umschalters 112SH. Dies führt das höherfrequente Signal zu dem Höherfrequenzabschnitt 110BH des Sekundärabschnitts 110B des ersten Modems 110. Das erste Modem 110 kann daher beispielsweise in einer Diversitätsbetriebsart unter Verwendung von höherfrequenten Signalen arbeiten und das zweite Modem 112 kann ohne Diversität unter Verwendung von niedrigerfrequenten Signalen arbeiten. Wie oben dargelegt kann die Steuereinrichtung 126 den Durchleitausgang 112PH deaktivieren, wenn das zweite Modem überträgt.
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8 ist eine schaubildliche Wiedergabe von Signalpfaden in dem Ausführungsbeispiel von 2, wenn sowohl das erste als auch das zweite Modem 110, 112 betriebsbereit sind und das zweite Modem 112 die erste Antenne 102 mit dem ersten Modem 110 gemeinsam nutzt. In diesem Fall wird die erste Antenne 102 derart gemeinsam genutzt, dass die höherfrequenten Signale durch das erste Modem 110 genutzt werden und die niedrigerfrequenten Signale durch das zweite Modem 112 genutzt werden. Die Steuereinrichtung 126 aktiviert den Durchleitausgang 110PL des Umschalters 110SL, um die niedrigerfrequenten Signale zu dem Niedrigerfrequenzabschnitt 112BL des Sekundärabschnitts 112B des zweiten Modems 112 über den Diplexer 118, den Umschalter 106 und den Diplexer 120 zu führen. Das zweite Modem 112 kann daher beispielsweise in einer Diversitätsbetriebsart unter Verwendung von niedrigerfrequenten Signalen arbeiten, und das erste Modem 110 kann ohne Diversität unter Verwendung von höherfrequenten Signalen funktionieren. Wie oben dargelegt kann in einigen Ausführungsbeispielen die Steuereinrichtung 126 den Durchleitausgang 110PL deaktivieren, wenn das zweite Modem 112 überträgt.
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9 ist eine schaubildliche Wiedergabe von alternativen Signalpfaden in dem Ausführungsbeispiel von 2, wenn sowohl das erste als auch das zweite Modem 110, 112 betriebsbereit sind und das zweite Modem 112 die erste Antenne 102 gemeinsam mit dem ersten Modem 110 nutzt. In diesem Fall wird die erste Antenne 102 derart gemeinsam genutzt, dass die niedrigerfrequenten Signale durch das erste Modem 110 genutzt werden und die höherfrequenten Signale durch das zweite Modem 112 genutzt werden. Die Steuereinrichtung 126 aktiviert den Durchleitausgang 110PH des Umschalters 110SH, um die höherfrequenten Signale zu dem Höherfrequenzabschnitt 112BH des Sekundärabschnitts 112B des zweiten Modems 112 über den Diplexer 118, den Umschalter 106 und den Diplexer 120 führt. Das zweite Modem 112 kann daher beispielsweise in einer Diversitätsbetriebsart unter Verwendung von höherfrequenten Signalen arbeiten, und das erste Modem 110 kann ohne Diversität unter Verwendung von niedrigerfrequenten Signalen arbeiten. Wie oben dargelegt kann die Steuereinrichtung den Durchleitausgang 110PH deaktivieren, wenn das zweite Modem 112 überträgt.
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10 ist eine schaubildliche Wiedergabe von Signalpfaden in dem Ausführungsbeispiel aus 2, wenn sowohl das erste als auch das zweite Modem 110, 112 betriebsbereit sind und das erste Modem 110 sowohl die erste als auch die zweite Antenne 102, 104 gemeinsam mit dem zweiten Modem 112 nutzt. In diesem Fall verwendet das erste Modem 110 niedrigerfrequente Signale, und das zweite Modem 112 nutzt höherfrequente Signale. Die Steuereinrichtung 126 aktiviert den Höherfrequenzdurchleitausgang 110PH des Umschalters 110SH in dem ersten Modem 110 und den Niedrigerfrequenzdurchleitausgang 112PL des Umschalters 112SL in dem zweiten Modem 112. Von der ersten Antenne 102 empfangene Signale werden in höher- und niedrigerfrequente Komponenten durch den Diplexer 116 getrennt. Die höherfrequente Komponente wird dann zu dem Höherfrequenzabschnitt 112BH des Sekundärabschnitts 112B des zweiten Modems über den Diplexer 118, den ersten Umschalter 106 und den Diplexer 120 geführt. Ebenso werden von der zweiten Antenne 104 empfangene Signale in höher- und niedrigerfrequente Komponenten geteilt durch den Diplexer 122. Die niedrigerfrequente Komponente wird dann zu dem Niedrigerfrequenzabschnitt 110BL des Sekundärabschnitts 110B des ersten Modems 110 über den Diplexer 124, den zweiten Umschalter 108 und den Diplexer 114 geführt. Das erste Modem 110 kann daher beispielsweise in einer Diversitätsbetriebsart unter Verwendung niedrigerfrequenter Signale arbeiten, und das zweite Modem 112 kann beispielsweise in einer Diversitätsbetriebsart unter Verwendung von höherfrequenten Signalen arbeiten. Wie oben dargelegt kann in einigen Ausführungsbeispielen die Steuereinrichtung 126 den dem erstem Modem 110 zugeordneten Durchleitausgang 110PH deaktivieren,, wenn das erste Modem überträgt, und den dem zweiten Modem 112 zugeordneten Durchleitausgang 112PL deaktivieren, wenn das zweite Modem 112 überträgt.
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11 ist eine schaubildliche Wiedergabe von alternativen Signalpfaden in dem Ausführungsbeispiel von 2, wenn sowohl das erste als auch das zweite Modem 110, 112 betriebsbereit sind und das erste Modem 110 sowohl die erste als auch die zweite Antenne 102, 104 mit dem zweiten Modem 112 gemeinsam nutzt. In dem Fall verwendet das erste Modem höherfrequente Signale und das zweite Modem 112 verwendet niedrigerfrequente Signale. Die Steuereinrichtung 126 aktiviert den Niedrigerfrequenzdurchleitausgang 110PL des Umschalters 110SL in dem ersten Modem 110 und den Höherfrequenzdurchleitausgang 112PH des Umschalters 112HL in dem zweiten Modem 112. Durch die erste Antenne 102 empfangene Signale werden in höher- und niedrigerfrequente Komponenten durch den Diplexer 116 geteilt. Die niedrigerfrequente Komponente wird dann zu dem Niedrigerfrequenzabschnitt 112BL des Sekundärabschnitts 112B des zweiten Modems 112 über den Diplexer 118, den ersten Umschalter 106 und den Diplexer 120 geführt. Ebenso werden von der zweiten Antenne 104 empfangene Signale in höher- und niedrigerfrequente Komponenten durch den Diplexer 122 geteilt. Die höherfrequente Komponente wird dann zu dem Höherfrequenzabschnitt 110BH des Sekundärabschnitts 110B des ersten Modems 110 über den Diplexer 124, den zweiten Umschalter 108 und den Diplexer 114 geführt. Das erste Modem 110 kann daher beispielsweise in einer Diversitätsbetriebsart unter Verwendung von höherfrequenten Signalen arbeiten und das zweite Modem 112 kann beispielsweise in einer Diversitätsbetriebsart unter Verwendung von niedrigerfrequenten Signalen arbeiten. Wie oben dargelegt kann in einigen Ausführungsbeispielen die Steuereinrichtung 126 den dem ersten Modem 110 zugeordneten Durchleitausgang 110PL deaktivieren, wenn das erste Modem überträgt, und den dem zweiten Modem 112 zugeordneten Durchleitausgang 112PH deaktivieren, wenn das zweite Modem 112 überträgt.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Ausführungsbeispiel aus 2 zusätzliche Elemente in jedem TRX-Umschalter 110SH, 110SL, 112SH, 112SL enthalten, so dass, wenn wie oben unter Bezugnahme auf 10 oder 11 beschrieben, sowohl Modem 1 als auch Modem 2 Zwischenbandträgerbündelung verwendet. Beispielsweise kann jeder TRX-Umschalter erweitert werden um es ihm zu ermöglichen, zwei Knoten zu verbinden, oder kann Dualfilter, doppelte Duplexer oder Diplexer aufweisen.
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In weiteren Ausführungsbeispielen kann das erste Modem eine doppelte Schnittstelle für SIM-Karten aufweisen, um Zweifach-SIM-Betriebe zu ermöglichen. In anderen Ausführungsbeispielen haben das erste Modem und das zweite Modem jeweils deren eigene Schnittstelle für eine SIM-Karte.
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Beispiele von erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen können daher betrieben werden, um es zwei Modems zu ermöglichen, eine Antenne gleichzeitig gemeinsam zu nutzen, wenn dies durch die Betriebsart benötigt ist. Eine Steuereinrichtung verwendet Informationen bezüglich dem Betriebszustand sowohl des ersten als auch des zweiten Modems, um das Umschaltsystem und Durchleitausgänge zu steuern. Die Antennenzahl ist reduziert. Wenn nur ein Modem in Betrieb ist, oder zwei Modems mit jeweils einer einzigen Antenne arbeiten (die Fälle der
3 bis
5), weist dieses Ausführungsbeispiel keine zusätzliche Signaldämpfungen von der Verwendung einer dedizierten Antenne auf. Wenn eine Antenne zwischen zwei Modems gleichzeitig gemeinsam genutzt wird, werden einige zusätzliche Signaldämpfungen eingeführt. Untenstehende Tabelle 1 fasst die zusätzlichen Dämpfungen für Signale von Trägerfrequenzen von 1GHz und 2GHz zusammen.
| Zusätzliches Element | Zusätzliche Einfügedämpfung @1 GHz (dB) | Zusätzliche Einfügedämpfung @2 GHz (dB) |
| Durchleit-TRX-Umschalter | 0,3 | 0,3 |
| Diplexer | 0,4 | 0,5 |
| Diplexer | 0,4 | 0,5 |
| RX-Umschalter | 0,5 | 0,6 |
| Gesamt | 1,6 | 1,9 |
Tabelle 1 – Zusätzliche Dämpfungen (Verluste) wenn eine Antenne gemeinsam genutzt wird
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Die Zusätzlichen Verluste sind gleich für alle der Ausführungsbeispiele mit gemeinsam genutzten Antennen, da das Signal durch Elemente desselben Typs (auch wenn nicht notwendigerweise desselben Typs) durchgeleitet wird. Um ein Beispiel zu geben, das die Betriebsart der 11 verwendet, empfängt der Sekundärabschnitt 110B des ersten Modems 110 ein Signal, welches sich zusätzlich über den Durchleitausgang des zweiten Modems 112SH, den Diplexer 124, und den Diplexer 114 fortbewegt, und dann weiteres Umschalten innerhalb des zweiten Abschnitts 110B des ersten Modems 110 benötigen wird. (Das Signal wird auch durch den Umschalter 108 durchgeleitet, aber des führt im Wesentlichen keine Dämpfungen ein.) Ebenso empfängt der Sekundärabschnitt 112B des zweiten Modems 112 ein Signal, das sich zusätzlich über den Durchleitausgang des ersten Modems 110SL, den Diplexer 118 und den Diplexer 120 fortbewegt und dann ein weiteres Umschalten innerhalb des Sekundärabschnitts 112B des zweiten Modems 112 benötigen wird.
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Tabelle 1 zeigt, dass die zusätzlichen Dämpfungen (Verluste) wegen einer gemeinsamen Nutzung einer Antenne in diesem Ausführungsbeispiel relativ klein sind, nämlich etwa 1,6dB bei 1GHz und 1,9dB bei 2GHz.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in 12 gezeigt. Die Konstruktion dieses Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie in dem Ausführungsbeispiel von 2 mit der Ausnahme, dass das Umschaltsystem einen dritten Umschalter 132 umfasst, der zwischen den ersten und zweiten Antennen 102, 104 und den ersten und zweiten Umschaltern 106, 108 verbunden ist. Der dritte Umschalter ist auf dieselbe Weise aufgebaut wie die ersten und zweiten Umschalter 106, 108. Er erlaubt, dass die Verbindung zu den ersten und zweiten Antennen vertauscht wird. Wenn sich der dritte Umschalter 132 in der ersten (nicht gezeigten) Position befindet, ist die erste Antenne 102 mit dem ersten Umschalter 106 verbunden und die zweite Antenne 104 ist mit dem zweiten Umschalter 108 verbunden wie in dem Ausführungsbeispiel in 2. Wenn der dritte Umschalter 132 sich aber in der zweiten Position (wie in 12 illustriert) befindet, ist die erste Antenne 102 mit dem zweiten Umschalter 108 verbunden und die zweite Antenne 104 ist mit dem ersten Umschalter 106 verbunden. Dies ermöglichst es, dass die Primärabschnitte 110A, 110B der Modems 110, 112 mit jeder der ersten Antenne 102 oder der zweiten Antenne 104 verbunden sein können.
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Obwohl zumindest einige Aspekte der hierin mit Bezug auf die Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispiele Computerprozesse umfassen, die in Verarbeitungssystemen oder Prozessoren durchgeführt werden, erstreckt sich die Erfindung auch auf Computerprogramme, insbesondere auf Computerprogramme auf oder in einem Trägermedium, die dazu eingerichtet sind, um die Erfindung in die Praxis umzusetzen. Das Programm kann in Form von nicht flüchtigem Quellcode, Objektcode, einem Zwischenquellcode und Objektcode wie in teilweise kompilierter Form, oder in irgendeiner anderen nicht flüchtigen Form vorliegen, die geeignet ist für eine Verwendung in einer Umsetzung von Prozessen gemäß der Erfindung. Das Trägermedium kann jegliches Gebilde oder Gerät sein, das in der Lage ist, das Programm aufzunehmen. Beispielsweise kann das Trägermedium ein Speichermedium wie ein Festkörperlaufwerk (Halbleiterlaufwerk, solid state disk) oder ein anderer Halbleiter basierter Schreib-Lese-Speicher (RAM, random access memory), ein Nur-Lese-Speicher (ROM, random access memory), beispielsweise eine CD ROM oder ein Halbleiter-ROM, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, beispielsweise ein Magnetplattenspeicher (floppy disk) oder ein Festplattenspeicher (hard disk), optische Speichergeräte im Allgemeinen, etc. sein.
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Es ist zu verstehen, dass der Prozessor oder das Verarbeitungssystem oder der Schaltkreis, auf die hierin Bezug genommen wurde, in der Praxis als ein einzelner Baustein (chip) oder ein integrierter Schaltkreis oder mehrere Bausteine (chips) oder mehrere integrierte Schaltkreise, die optional als ein Chipsatz bereitgestellt sind, ein anwendungsbezogener integrierter Schaltkreis (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA, field programmable gate array), ein digitaler Signalprozessor (DSP), etc. bereitgestellt sein kann. Der Chip oder die Chips können Schaltkreise (sowie möglicherweise Firmware) zur Verkörperung zumindest eines oder mehrerer Datenprozessoren oder -prozessoren, eines Digitalen Signalprozessors oder -prozessoren, eines Basisbandschaltkreises und Funkschaltkreises aufweisen, die jeweils derart konfigurierbar sind, um gemäß den beispielhaften Ausführungsbeispielen zu funktionieren. Diesbezüglich können die beispielhaften Ausführungsbeispiele realisiert sein zumindest in Teilen durch Software, die in einem (nicht flüchtigen) Speicher gespeichert und durch den Prozessor ausführbar sind, oder durch Hardware, oder durch eine Kombination aus tangibel gespeicherter Software und Hardware (tangibel gespeicherte Hardware).
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Die obigen Ausführungsbeispiele sind zu verstehen als bildhafte Beispiele der Erfindung. Es ist zu verstehen, dass jedes in Bezug auf jegliche Ausführungsbeispiele beschriebene Merkmal allein, oder in Kombination mit anderen beschriebenen Merkmalen, und ebenso in Kombination mit einem oder mehr Merkmalen irgendeines anderen der Ausführungsbeispiele, oder jede Kombination von irgendwelchen anderen Ausführungsbeispielen genutzt werden kann. Ferner können Äquivalente und Abwandlungen, die nicht oben beschrieben sind, auch umgesetzt werden, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2001/025096 A1 [0003]
- WO 2001/042051 A1 [0003]
- US 2007/0129104 [0004]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- IEEE 802.11-Standardfamilie [0040]
- IEEE 802.16-Standardfamilie [0040]
- IEEE 802.11-Standards [0044]
- IEEE 802.11-Standards [0045]
