DE102014018771A1

DE102014018771A1 - Gleichzeitiges Senden und Empfangen

Info

Publication number: DE102014018771A1
Application number: DE102014018771.3A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Jann; Hasnain Lakdawala
Original assignee: Intel IP Corp
Current assignee: Intel IP Corp
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2015-07-16
Also published as: CN104796097B; US20150295611A1; US9544002B2; CN104796097A

Abstract

Die Offenbarung betrifft eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren, die ein effizientes gleichzeitiges Senden und Empfangen, ausschließliches Senden und ausschließliches Empfangen von drahtlosen Signalen bereitstellen. In einer Implementierung ist eine Schaltungsanordnung bereitgestellt, die eine einzelne Antenne aufnimmt, um ein gleichzeitiges Senden und Empfangen, ausschließliches Senden und ausschließliches Empfangen von drahtlosen Signalen zu erzielen. Eine duale Verstärkerstruktur kann bereitgestellt sein und mindestens bei einem der mit der dualen Verstärkerstruktur assoziierten Verstärker ist die Amplitude einstellbar, um sicherzustellen, dass jeder Verstärker der dualen Verstärkerstruktur im Wesentlichen die gleiche oder die gleiche Signalverstärkung bereitstellt. Unerwünschte Sendesignale, die von einer empfangenden Schaltungsanordnung erfasst werden, können verwendet werden, um einen Prozessor dazu zu veranlassen, ein digitales Codewort zu generieren, das verwendet wird, um eine durch mindestens einen der mit der dualen Verstärkerstruktur assoziierten Verstärker bereitgestellte Signalverstärkung zu modifizieren.

Description

HINTERGRUND
Mobilgeräte zur drahtlosen Kommunikation werden heutzutage nicht nur zur Sprachkommunikation verwendet. In der Tat sind heutzutage viele Mobilgeräte zur drahtlosen Kommunikation in der Lage, E-Mails zu senden und zu empfangen, im Internet zu surfen, eine Vielzahl von Anwendungen auszuführen und Mediendateien abzuspielen. Bei den ständig wachsenden Funktionen, die in Mobilgeräten zur drahtlosen Kommunikation vorhanden sind, wird die Abgrenzung zwischen ihnen und traditionellen Desktop-Computern weniger deutlich.
Tatsächlich sind heutzutage einige Mobilgeräte zur drahtlosen Kommunikation in der Lage, drahtlose Kommunikation auszuführen, die kein Mobilfunk-Charakter aufweist, wie z. B. WLAN-Kommunikation (Wireless Local Area Network) und Bluetooth^TM-Kommunikation. Während diese zusätzlichen Funktionalitäten von Benutzern gewünscht sind, stellen sie zusätzliche Anforderungen an die Hardware der Mobilgeräte zur drahtlosen Kommunikation. Um diese mehreren Arten drahtloser Kommunikation zu handhaben, weisen zum Beispiel Mobilgeräte zur drahtlosen Kommunikation in der Regel zusätzliche Antennen und zusätzliche Hardware auf. Diese zusätzlichen Antennen und die zusätzliche Hardware vergrößern die Größe und das Gewicht des Geräts, sowie steigern die Kosten der Herstellung des Geräts.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die ausführliche Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. In den Figuren bezeichnet/bezeichnen die ganz linke(n) Ziffer(n) einer Bezugsnummer die Figur, in der die Bezugsnummer zum ersten Mal auftaucht. Die Verwendung der gleichen Bezugsnummern in verschiedenen Figuren kennzeichnet ähnliche oder identische Elemente.
1 zeigt ein Systembeispiel, das unter Verwendung von einer Vielzahl von Standards zur drahtlosen Kommunikation drahtlose Kommunikation implementiert.
2 zeigt einen Abschnitt eines Frontends, das mit einer Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation assoziiert ist.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bereitstellen eines umschaltbaren gleichzeitigen Sendens und Empfangens, ausschließlichen Sendens und ausschließlichen Empfangens.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Überblick
Die Offenbarung betrifft eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren, die ein effizientes gleichzeitiges Senden und Empfangen, ausschließliches Senden und ausschließliches Empfangen von drahtlosen Signalen bereitstellen. In einer Implementierung ist eine Schaltungsanordnung bereitgestellt, die eine einzelne Antenne aufnimmt, um ein gleichzeitiges Senden und Empfangen, ausschließliches Senden und ausschließliches Empfangen von drahtlosen Signalen zu erzielen. Eine duale Verstärkerstruktur kann bereitgestellt sein und mindestens bei einem der mit der dualen Verstärkerstruktur assoziierten Verstärker ist die Amplitude einstellbar, um sicherzustellen, dass jeder Verstärker der dualen Verstärkerstruktur im Wesentlichen die gleiche oder die gleiche Signalverstärkung bereitstellt. Unerwünschte Sendesignale, die von einer empfangenden Schaltungsanordnung erfasst werden, können verwendet werden, um einen Prozessor dazu zu veranlassen, ein digitales Codewort zu generieren, das verwendet wird, um eine durch mindestens einen der mit der dualen Verstärkerstruktur assoziierten Verstärker bereitgestellte Signalverstärkung zu modifizieren.
Strukturbeispiel
1 zeigt ein Systembeispiel 100, das unter Verwendung einer Vielzahl von Standards zur drahtlosen Kommunikation drahtlose Kommunikation implementiert. Das System 100 umfasst eine Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102, die derart ausgelegt ist, dass sie drahtlose Signale an eine oder mehrere externe Vorrichtungen sendet und drahtlose Signale von einer oder mehreren externen Vorrichtungen empfängt. Die drahtlosen Signale können Sprachverkehr, Daten, Steuerinformationen oder eine Kombination davon umfassen. Die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 kann auf eine beliebige Vielzahl von Weisen implementiert sein, darunter als Smartphone, eine tragbare Rechenvorrichtung (z. B. ein Personal Digital Assistant (PDA)), ein Mobiltelefon, ein Medienabspielgerät, ein tragbares Spielgerät, ein Personal Computer (PC), ein Laptop-Computer, eine andere geeignete Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation oder eine beliebige Kombination davon.
In einer Implementierung kann die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 drahtlose Signale 104 über eine Basisstation 106 senden und/oder empfangen. Die Basisstation 106 kann in einem drahtlosen Weitverkehrskommunikationsnetz eingebunden sein, wie z. B. einem GSM-Netz, einem UMTS-Netz, einem CDMA-Netz (Code Division Multiple Access, Codemultiplexverfahren), einem HSPA-Netz (High Speed Packet Access), einem GPRS-Netz (General Packet Radio Service), ein EDGE-Netz (Enhanced Data Rates for GSM Evolution), einem WiMAX-Netz (Worldwide Interoperability for Microwave Access), einem TDMA-Netz (Time Division Multiple Access, Zeitmultiplexverfahren), einem FDMA-Netz (Frequency Division Multiple Access, Frequenzmultiplexverfahren), einem LTE-Netz (Long Term Evolution), einem LTE-Advanced-Netz oder einer beliebige Kombination davon. In einer anderen Implementierung kann die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 drahtlose Signale 108 über einen Kommunikationssatelliten 110 senden und/oder empfangen. Außerdem kann die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 drahtlose Signale 112 über einen drahtlosen Zugangspunkt (Wireless Access Point) 114 senden und/oder empfangen. Der drahtlose Zugangspunkt 114 kann in einem drahtlosen Weitverkehrsnetz oder einem drahtlosen lokalen Netz, wie z. B. einem Bluetooth-Netz oder einem IEEE 802.11-Protokoll-Netz (Electrical and Electronics Engineers), wie z. B. WLAN-Kommunikation, eingebunden sein. Außerdem kann die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 drahtlose Signale 116 über ein Headset 118, wie z. B. ein Bluetooth-Headset, senden und/oder empfangen.
In einer bestimmten Implementierung umfasst die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 eine oder mehrere Antennen 120. Die Antenne(n) 120 kann (können) an verschiedenen Positionen der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102, wie z. B. in einem unteren Abschnitt oder einem oberen Abschnitt der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102, angeordnet sein. In einigen Implementierungen kann (können) die Antenne(n) 120 sehr klein sein, wie z. B. eine Mikrostreifenleiterantenne. Zum Beispiel kann (können) die Antenne(n) 120 eine PIF-Antenne (Planar Inverted F-Shaped Antenna) oder eine FICA-Antenne (Folded Inverted Conformal Antenna) umfassen. Die Größe der Antenne(n) 120 kann reduziert werden, indem jede der Antenne(n) 120 mit einem dielektrischen Substrat hoher Permittivität gekoppelt wird. Außerdem kann die Größe der Antenne(n) 120 auch reduziert werden, indem der Gütefaktor (Q-Faktor) der Antenne(n) 120 erhöht wird. Zum Beispiel kann der Gütefaktor der Antenne(n) 120 erhöht werden, indem die Bauhöhe der Antenne(n) 120 erniedrigt wird. In einem anderen Beispiel kann der Gütefaktor der Antenne(n) 120 erhöht werden, indem keramische Materialien der Antenne(n) 120 hinzugefügt werden.
Außerdem kann (können) die Antenne(n) 120 ein Schmalband von Frequenzen zu einer gegebenen Zeit abdecken. Insbesondere kann das Band von Frequenzen, das durch die Antenne(n) 120 während einer Kommunikationssitzung abgedeckt wird, kleiner sein als der gesamte Bereich von Frequenzen, der durch Signale abgedeckt wird, die gemäß einer bestimmten drahtlosen Kommunikationstechnologie gesendet und empfangen werden. Zum Beispiel kann die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 derart ausgelegt sein, dass sie Signale gemäß der drahtlosen UMTS-Kommunikationstechnologie in einem Bereich von 1920–1980 MHz sendet. Jedoch kann (können) die Antenne(n) 120 zu einer beliebigen Zeit Signale innerhalb eines oder mehrerer Kanäle senden, die einen Bereich von jeweils 3,84 MHz aufweisen.
Die Frequenz von Signalen, die durch die Antenne(n) 120 empfangen und gesendet werden, ist von einer jeweiligen Resonanzfrequenz der Antenne(n) 120 abhängig. In einigen Implementierungen sind die Antenne(n) 120 Allwellenantennen, die auf verschiedene Resonanzfrequenzen eingestellt sind. Zum Beispiel kann eine bestimmte der Antenne(n) 120 auf eine erste Resonanzfrequenz eingestellt sein, während sie Signale einer bestimmten drahtlosen Kommunikationstechnologie empfängt, und die bestimmte Antenne kann auf eine zweite Resonanzfrequenz eingestellt sein, während sie Signale der bestimmten drahtlosen Kommunikationstechnologie sendet. Außerdem kann eine bestimmte der Antenne(n) 120 auf Resonanzfrequenzen eingestellt sein, um Signale über eine erste drahtlose Kommunikationstechnologie während einer ersten Kommunikationssitzung zu senden, während die bestimmte Antenne in einer zweiten Kommunikationssitzung auf eine andere Resonanzfrequenz eingestellt ist, um Signale mithilfe einer zweiten drahtlosen Kommunikationstechnologie zu senden und zu empfangen.
Außerdem umfasst die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 einen oder mehrere Sende- und Empfangszweige (TX/RX-Zweige) 124, die mit der/den Antenne(n) 120 gekoppelt sind. Die TX/RX-Zweige 124 können eine Vielzahl von Komponenten umfassen, um durch die Antenne(n) 120 gesendete und empfangene Signale zu verarbeiten. Zum Beispiel kann ein Empfangszweig der Tx/Rx-Zweige 124 einen Empfangsverstärker 126 umfassen und ein Sendezweig der Tx/Rx-Zweige 124 kann einen Sendeverstärker 128 umfassen. Der Empfangsverstärker 126 kann ein rauscharmer Verstärker sein und der Sendeverstärker 128 kann ein Leistungsverstärker sein. Die TX/RX-Zweige 124 können außerdem eine Vielzahl von zusätzlichen Komponenten umfassen, wie z. B. einen oder mehrere Schalter, ein oder mehrere Filter, wie z. B. Duplexfilter und Hochpassfilter, oder eine Kombination davon. Außerdem kann jeder Sendezweig der TX/RX-Zweige 124 einen oder mehrere zusätzliche Leistungsverstärker umfassen. Außerdem kann jeder Empfangszweig der TX/RX-Zweige 124 einen oder mehrere zusätzliche rauscharme Verstärker umfassen. Die Kombination der Antenne(n) 120 und der TX/RX-Zweige 124 kann im Allgemeinen als das Frontend 144 der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 betrachtet werden.
Die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 umfasst außerdem einen oder mehrere Transceiver 132, die derart ausgelegt sind, dass sie Signale, die gesendet werden sollen, verarbeiten, und dass sie Signale, die mithilfe von einer oder mehrerer entsprechender drahtloser Kommunikationstechnologien empfangen wurden, verarbeiten. In einigen Implementierungen können der Empfangsverstärker 126 und der Sendeverstärker 128 in den Transceiver 132 anstatt in den TX/RX-Zweigen 124 enthalten sein.
In einer veranschaulichenden Implementierung ist jede der Antenne(n) 120 mit einem entsprechenden Sendezweig, einem entsprechenden Empfangszweig oder einer Kombination davon gekoppelt. Zum Beispiel kann eine bestimmte der Antenne(n) 120 mit einem Sendezweig gekoppelt sein, um Signale von einem bestimmten von den Transceivern 132 an die externen Vorrichtungen 106, 110, 114, 118 zu senden. In einem anderen Beispiel kann die bestimmte Antenne 120 mit einem Empfangszweig gekoppelt sein, um Signale, die an der bestimmten Antenne 120 von den externen Vorrichtungen 106, 110, 114, 118 empfangen wurden, an den bestimmten Transceiver 132 zu kommunizieren. Außerdem kann die bestimmte Antenne 120 mit einem kombinierten Zweig gekoppelt sein, um Signale sowohl an den bestimmten als auch von dem bestimmten Transceiver 132 zu kommunizieren.
Die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 umfasst eine Steuereinheit 134. Die Steuereinheit 134 kann eine Vielzahl von Eingaben von einer Basisbandschaltung 136 sowie von anderen Quellen empfangen. Die Basisbandschaltung 136 kann außerdem die Vorwärtsleistung an den Antenne(n) 120 für Signale, die an externe Vorrichtungen gesendet werden, und auch die reflektierte Leistung an den Antenne(n) 120 bereitstellen. Außerdem kann die Basisbandschaltung 162 einen Anwendungsfall, wie z. B. Spiele, Gespräch, Hörer, an die Steuereinheit 134 bereitstellen, um eine mögliche Einflussnahme einer Benutzerinteraktion mit der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 anzuzeigen. Daten von Sensoren, die eine Benutzerinteraktion mit bestimmten Teilen der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 anzeigen, können auch an die Steuereinheit 134 genauso wie ein Stromverbrauch bereitgestellt werden. Die Steuereinheit 134 kann außerdem eine Empfangssignalstärkeanzeige (Received Signal Strength Indication (RSSI)) empfangen. Die Steuereinheit 134 verarbeitet die von der Basisbandschaltung 136 und anderen Quellen empfangenen Eingaben, um die Einstellung der Impedanzen der Antenne(n) 120 und des Empfangsverstärkers 126 und des Sendeverstärkers 128 zu optimieren. Die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation umfasst außerdem zusätzliche Komponenten, wie z. B. eine Verarbeitungslogik 138 und einen Speicher 140. Die Verarbeitungslogik 138 kann einen oder mehrere Prozessoren umfassen und es kann auf den Speicher 140 von der Verarbeitungslogik 138 zugegriffen werden. Der Speicher 140 kann einen Festwertspeicher (ROM), einen Direktzugriffspeicher (RAM), einen Flash-Speicher, eine Festplatte oder eine beliebige Kombination davon umfassen. Außerdem kann der Speicher 140 eine oder mehrere Anwendungen speichern, die zum Senden und/oder Empfangen von drahtlosen Signalen ausgelegt sind. Zum Beispiel kann der Speicher 140 eine Anwendung speichern, die zum Senden und Empfangen von drahtlosen Signalen ausgelegt ist, die mit Telefongesprächen, wie Sprachverkehr oder Steuerinformationen in Beziehung stehen. In einem anderen Beispiel kann der Speicher 140 eine Anwendung, die zum Anfordern und Empfangen von Website-Daten ausgelegt ist, eine Anwendung, die zum Senden und Empfangen von Textmeldungen ausgelegt ist, eine Anwendung, die zum Senden und Empfangen von Bildnachrichten ausgelegt ist, eine Anwendung, die zum Senden und Empfangen von Video-Nachrichten ausgelegt ist, oder eine beliebige Kombination davon speichern. Die im Speicher 140 gespeicherten Anwendungen können Software-Befehle, Hardware oder eine beliebige Kombination davon umfassen.
Die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 umfasst außerdem ein oder mehrere Eingabe-/Ausgabegeräte 142. In einer veranschaulichenden Ausführungsform können die Eingabe-/Ausgabegeräte 142 ein Mikrofon, einen Lautsprecher, eine Touchpad-Anzeige, ein Cursor-Steuergerät, wie z. B. eine Maus, ein Tastenfeld, oder eine beliebige Kombination davon umfassen. Außerdem umfasst die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 einen Bus 144, um die Kommunikation von Signalen zwischen Komponenten der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 und anderen, nicht dargestellten Komponenten, wie z B. einer Energieversorgung, zu ermöglichen.
2 zeigt einen Abschnitt eines Frontends 200 (z. B. des Frontends 144), das mit der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 102 assoziiert ist. Zum Beispiel kann das Frontend 200 mit den TX/RX-Zweigen 124 und den Antennen 120 assoziiert sein. Das Frontend 200 ist funktionsfähig, um eine Lokaloszillator-Eingabe zu empfangen. Die Lokaloszillator-Eingabe kann durch den Transceiver 132 und/oder die Basisbandschaltung 136 bereitgestellt sein.
Das Frontend 200 kann zumindest eine programmierbare Aufhebungsleistungsverstärkungsstruktur 201 umfassen. Wie dargestellt, kann die Verstärkungsstruktur 201 zwei Phasenmodifikationsvorrichtungen 202 und 204 umfassen. In einer Implementierung sind die Phasenmodifikationsvorrichtungen 202 und 204 Vorrichtungen, die Phasenverschiebung bereitstellen. Zum Beispiel kann die Phasenmodifikationsvorrichtung 202 programmiert sein, um die Phase zu verschieben, die mit einem dadurch empfangenen Signal assoziiert ist. Gleichermaßen kann die Phasenmodifikationsvorrichtung 204 programmiert sein, um die Phase zu verschieben, die mit einem dadurch empfangenen Signal assoziiert ist. In einem bestimmten Beispiel ist das Lokaloszillatorsignal, das durch die Phasenmodifikationsvorrichtungen 202 und 204 empfangen wird, ein Hochfrequenz-Taktsignal. Jede der Phasenmodifikationsvorrichtungen 202 und 204 ist in der Lage, das empfangene Hochfrequenz-Taktsignal vorzurücken oder zu verzögern. Ein Steuersignal 206 (nur eines der Einfachheit halber dargestellt) kann an die Phasenmodifikationsvorrichtungen 202 und 204 bereitgestellt werden, um zu veranlassen, dass das empfangene Hochfrequenz-Taktsignal vorgerückt oder verzögert wird. In einem bestimmten Beispiel veranlasst das Steuersignal 206 die Phasenmodifikationsvorrichtung 202 dazu, das Hochfrequenz-Taktsignal vorzurücken, und veranlasst die Phasenmodifikationsvorrichtung 204 dazu, das Hochfrequenz-Taktsignal zu verzögern. Daher kann in einem bestimmten Beispiel das durch die Phasenmodifikationsvorrichtung 202 ausgegebene Hochfrequenz-Taktsignal eine Versatzversion (z. B. zeitlich vorgerückt oder verzögert) des durch die Phasenmodifikationsvorrichtung 204 ausgegebenen Hochfrequenz-Taktsignals sein. Leistungsverstärker 206 und 208 sind stromabwärts von den Phasenmodifikationsvorrichtungen 202 und 204 bereitgestellt. Insbesondere ist die Phasenmodifikationsvorrichtung 202 mit dem Leistungsverstärker 206 gekoppelt, und die Phasenmodifikationsvorrichtung 204 ist mit dem Leistungsverstärker 208 gekoppelt. Die Leistungsverstärker 206 und 208 sind in der Lage, dadurch empfangene Signale zu verstärken.
In einem besonderen Beispiel können die Leistungsverstärker 206 und 208 digital gesteuert sein. Das heißt, ein Steuersignal 210, wie z. B. ein Steuersignal, das ein Digitalword trägt, kann an einen oder an beide Leistungsverstärker 206 und 208 bereitgestellt werden. Der Einfachheit halber ist lediglich einer der Leistungsverstärker 206 und 208, insbesondere der Leistungsverstärker 208, derart dargestellt, dass er das Steuersignal 210 empfängt. Jedoch versteht es sich, dass beide Leistungsverstärker 206 und 208 digital gesteuert werden können. In einem Beispiel kann ein digitales Steuerwort den Leistungsverstärker 208 dazu veranlassen, das von der Phasenmodifikationsvorrichtung 204 empfangene Hochfrequenz-Taktsignal zu verstärken. In einem Beispiel kann ein größeres digitales Steuerwort den Leistungsverstärker 208 dazu veranlassen, eine höhere Verstärkung des von der Phasenmodifikationsvorrichtung 204 empfangenen Hochfrequenz-Taktsignals bereitzustellen. In einem Beispiel kann ein kleineres digitales Steuerwort den Leistungsverstärker 208 dazu veranlassen, eine kleinere Verstärkung des von der Phasenmodifikationsvorrichtung 208 empfangenen Hochfrequenz-Taktsignals bereitzustellen. Das von dem Steuersignal 210 getragene Steuerwort kann außerdem den Leistungsverstärker 208 dazu veranlassen, eine mit dem dadurch empfangenen Hochfrequenz-Taktsignal assoziierte Amplitude zu reduzieren.
Idealerweise würden die Leistungsverstärker 206 und 208 unter der Annahme, dass sie als solche programmiert sind, eine gleiche Verstärkung der dadurch empfangenen Signale bereitstellen. Mit der Zeit oder aufgrund von Herstellungstoleranzen stellen jedoch die Leistungsverstärker 206 und 208 möglicherweise nicht gleiche Signalverstärkung bereit. Daher kann in einer Implementierung das Steuersignal 210 durch mindestens einen der Leistungsverstärker 206 und 208 empfangen werden, um sicherzustellen, dass beide Leistungsverstärker 206 und 208 eine im Wesentlichen gleiche oder gleich programmierte Signalverstärkung bereitstellen. Das heißt, es kann wünschenswert sein sicherzustellen, dass die mit den Leistungsverstärkern 206 und 208 assoziierten Herstellungstoleranzen nicht verschiedene, durch die Leistungsverstärker 206 und 208 bereitgestellte Leistungsverstärkung veranlassen. Das Steuersignal 210 ist funktionsfähig, die Leistungsverstärkung, die durch mindestens einen der Leistungsverstärker 206 und 208 bereitgestellt ist, zu modifizieren, um sicherzustellen, dass jeder der Leistungsverstärker 206 und 208 die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Leistungsverstärkung bereitstellt. In einer Implementierung ist eine Empfangsstruktur oder Empfangsanordnung 212 (nachstehend ausführlicher beschrieben) bereitgestellt, um zumindest Rückkopplungsinformationen bereitzustellen, die ein ordnungsgemäßes Einstellen des Steuersignals 210 ermöglichen, um sicherzustellen, dass die Leistungsverstärker 206 und 208 im Wesentlichen gleiche oder gleiche Signalverstärkung bereitstellen.
Die Verstärkungsstruktur 201 kann außerdem Induktivitäten 214 und 216 umfassen. Im Allgemeinen kann der hier verwendete Begriff Induktivität eine beliebige Struktur sein, die eine Induktivität bereitstellt (z. B. eine Spule). Die Induktivität 214 empfängt ein Signal, das durch den Leistungsverstärker 206 verstärkt wird. Die Induktivität 216 empfängt ein Signal, das durch den Leistungsverstärker 208 verstärkt wird. Die Induktivität 214 ist in der Lage, ein dadurch empfangenes Signal induktiv zu übermitteln. Gleichermaßen ist die Induktivität 216 in der Lage, ein dadurch empfangenes Signal induktiv zu übermitteln. Im Allgemeinen sind die hier beschriebenen Induktivitäten oder Induktivitätsspulen in der Lage, Signale induktiv zu empfangen und zu übermitteln.
Das Frontend 200 kann außerdem einen Signalkombinationsumformer 218 umfassen. Der Kombinationsumformer 218 kann eine Antennenstruktur 220 umfassen, die mit in Reihe gekoppelten Induktivitäten 222 und 224 gekoppelt ist. Die in Reihe gekoppelten Induktivitäten 222 und 224 können in der Mitte durch einen mit Masse gekoppelten Schalter 226 abgegriffen werden. Ein Widerstand (resistance) oder ein Widerstand (resistor) 228 kann zwischen Masse und der Induktivität 224 gekoppelt sein. Ein Schalter 231 kann parallel mit dem Widerstand 228 gekoppelt sein. Wie vorstehend angedeutet, kann das Frontend 200 auch die Empfangsstruktur 212 umfassen. Die Empfangsstruktur 212 kann in Reihe gekoppelte Induktivitäten 230 und 232 umfassen. Die Induktivität 230 empfängt Signale, die durch die Induktivität 222 übermittelt wurden, und die Induktivität 232 empfängt Signale, die durch die Induktivität 224 übermittelt wurden. Ein Schalter 234 kann parallel mit den Induktivitäten 230 und 232 gekoppelt sein. Ein Verstärker 236, wie z. B. ein rauscharmer Verstärker (LNA) ist stromabwärts von den Induktivitäten 230 und 232 angeordnet. Der Verstärker 236 kann mit verschiedenen Schaltungselementen gekoppelt sein, darunter zum Beispiel einem Mischapparat, einem Analog-Digital-Wandler (ADC) und/oder der Basisbandschaltung 136.
Funktionsbeispiel der Struktur
Das Frontend 200 der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 100 ist zu einer Vielzahl von verschiedenen Betriebsfunktionen fähig. Vor allem ist das Frontend 200 in der Lage, Signale gemäß verschiedenen drahtlosen Standards zu empfangen und zu senden. Zum Beispiel kann das Frontend 200 Bluetooth-Signale senden und empfangen. In einem anderen Beispiel kann das Frontend 200 WLAN-Signale senden und empfangen. In einem noch anderen Beispiel kann das Frontend 200 Bluetooth-Signale senden und WLAN-Signale empfangen und umgekehrt. Außerdem ist das Frontend 200 in der Lage, Bluetooth- und WLAN-Signale gleichzeitig zu empfangen und zu senden.
Ein gleichzeitiges Senden und Empfangen von Signalen durch das Frontend 200 wird folgendermaßen erreicht. Der Schalter 226 ist geschlossen und der Schalter 231 ist geöffnet. Die Leistungsverstärker 206 und 208 stellen jeweils ein gewünschtes verstärktes Signal bereit. Das durch den Leistungsverstärker 206 bereitgestellte verstärkte Signal ist im Vergleich zu dem durch den Leistungsverstärker 208 bereitgestellten verstärkten Signal phasenverschoben. Die Phasenverschiebung ist durch das Steuersignal 206, das durch die Phasenmodifikationsvorrichtung 202 empfangen wird, verursacht. Die verstärkten und phasenverschobenen Signale, die durch die Leistungsverstärker 206 und 208 über die Induktivitäten 214 und 216 bereitgestellt werden, werden durch den Kombinationsumformer 218 empfangen. Die Hälfte der verstärkten und phasenverschobenen Signale, die durch die Leistungsverstärker 206 und 208 bereitgestellt werden, wird durch die Antenne 220 gesendet. Idealerweise wird die andere Hälfte der verstärkten und phasenverschobenen Signale, die durch die Leistungsverstärker 206 und 208 bereitgestellt werden, durch den Widerstand 228 aufgefangen Vorzugsweise weist der Widerstand 228 die gleiche oder im Wesentlichen gleiche Impedanz wie die Antenne 220 auf.
Während des gleichzeitigen Sendens und Empfangens von Signalen ist der Schalter 234 der Empfangsstruktur 212 in einer offenen Stellung gelassen. Daher sind die Induktivitäten 230 und 232 in der Lage, die durch die Antenne 220 bereitgestellten Signale zu empfangen. Diese empfangenen Signale werden stromabwärts an den LNA 236 und darüber hinaus zur weiteren Verarbeitung übermittelt. Im Fall, dass der LNA 236 und/oder die Basisbandschaltung 136 unerwünschte Signallecks von den Leistungsverstärkern 206 und 208 während eines Betriebs des gleichzeitigen Sendens und Empfangens erfasst, kann der LNA 236 und/oder die Basisbandschaltung 136 oder ein anderes geeignetes Funktionselement ein digitales Steuerwort generieren, das auf dem digitalen Signal 210 getragen wird, das mindestens einen oder beide der Leistungsverstärker 206 und 208 derart einstellt, dass die Sendesignalleistung, die durch die Leistungsverstärker 206 und 208 bereitgestellt wird, gleich oder im Wesentlichen gleich ist. Die Amplitudeneinstellung von einem oder mehreren der Leistungsverstärker 206 und 208 mithilfe des digitalen Steuerworts, das durch das digitale Signal 210 bereitgestellt wird, ist bestimmt, jegliche Sendesignallecks, die durch den LNA 236 und/oder die Basisbandschaltung 136 erfasst werden, zu eliminieren.
Ausschließliches Senden (d. h. kein Empfang durch die Antenne 220) durch das Frontend 200 wird folgendermaßen erreicht. Der Schalter 226 wird dazu veranlasst, geöffnet zu sein, und der Schalter 231 wird dazu veranlasst, geschlossen zu sein. Außerdem ist der Schalter 234 geschlossen, wodurch der LNA 236 vor den durch die Leistungsverstärker 206 und 208 bereitgestellten Sendesignalen geschützt wird. Die Leistungsverstärker 206 und 208 stellen jeweils gleichphasige verstärkte Signale bereit. Das heißt, jedes Hochfrequenz-Taktsignal, das jeweils durch die Phasenmodifikationsvorrichtungen 202 und 204 bereitgestellt wird, ist phasengleich. In dem Betriebszustand des ausschließlichen Sendens des Frontends 200, liegt kein Signalverlust in den Widerstand 228 vor. Insbesondere werden die verstärkten Signale, die durch die Leistungsverstärker 206 und 208 bereitgestellt werden, kombiniert und durch die Antenne 220 gesendet.
Ausschließliches Empfangen (d. h. keine Sendesignale werden durch die Leistungsverstärker 206 und 208 bereitgestellt) durch das Frontend 200 wird folgendermaßen erreicht. Der Schalter 226 wird dazu veranlasst, geöffnet zu sein, und der Schalter 231 wird dazu veranlasst, geschlossen zu sein. Außerdem ist der Schalter 234 geöffnet, wodurch ermöglicht wird, dass der LNA 236 Signale von der Antenne 220 über die Induktivitäten 230 und 232 empfängt. Die Leistungsverstärker 206 und 208 sind während des Modus des ausschließlichen Empfangens des Frontends 200 ausgeschaltet.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Bereitstellen eines umschaltbaren gleichzeitigen Sendens und Empfangens, ausschließlichen Sendens und ausschließlichen Empfangens. Das Verfahren 300 kann unter Verwendung des in 1 dargestellten Systems 100 und des in 2 dargestellten Frontends implementiert werden.
Genaue Angaben eines Verfahrensbeispiels sind nachstehend beschrieben. Jedoch sollte verstanden werden, dass bestimmte Vorgänge nicht in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden müssen, und können je nach Umständen modifiziert werden und/oder können vollständig ausgelassen werden. Des Weiteren können die beschriebenen Vorgänge durch einen Computer, einen Prozessor oder eine andere Rechenvorrichtung auf der Grundlage von Befehlen, die in einem oder mehreren computerlesbaren Speichermedien gespeichert sind, implementiert werden. Die computerlesbaren Speichermedien können beliebige erhältliche Medien sein, auf die durch eine Rechenvorrichtung zugegriffen werden kann, um die darauf gespeicherten Befehle zu implementieren.
Das Verfahren 300 beginnt bei 302, indem das Frontend 200 auf einen Modus des gleichzeitigen Sendens und Empfangens, einen Modus des ausschließlichen Sendens oder einen Modus des ausschließlichen Empfangens eingestellt wird. Bei 304 wird bestimmt, dass der Modus des gleichzeitigen Sendens und Empfangens des Frontends 200 aktiviert ist.
Bei 306 wird ein Sendesignalleck durch eine mit dem Frontend 200 assoziierte Empfangsanordnung erfasst. Bei 308 stellt das Frontend 200 auf der Grundlage des erfassten Sendesignallecks eine Signalverstärkung ein, die durch mindestens einen Leistungsverstärker bereitgestellt wird.
SCHLUSSFOLGERUNG
Obwohl der Gegenstand sprachlich spezifisch auf Strukturmerkmale und/oder methodologische Vorgänge beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass der in den beigefügten Ansprüchen definierte Gegenstand nicht notwendigerweise auf die spezifischen, beschriebenen Merkmale oder Vorgänge beschränkt ist. Vielmehr sind die spezifischen Merkmale und Vorgänge als exemplarische Formen der Implementierung der Ansprüche offenbart.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.11 [0009]

Claims

Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation, umfassend: eine Verstärkungsstruktur, die ein erstes Verstärkungselement und ein zweites Verstärkungselement umfasst, und einen gekoppelten Prozessor, um ein Steuersignal an die Verstärkungsstruktur bereitzustellen, wobei das Steuersignal einen Betrag von Signalverstärkung einstellt, die von mindestens einem von dem ersten und dem zweiten Verstärkungselement bereitgestellt wird.
Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation nach Anspruch 1, wobei das Steuersignal veranlasst, dass die durch das mindestens eine von dem ersten und dem zweiten Verstärkungselement bereitgestellte Signalverstärkung gleich oder im Wesentlichen gleich ist wie eine Signalverstärkung, die durch das andere von dem mindestens einem von dem ersten und dem zweiten Verstärkungselement bereitgestellt wird.
Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation nach einem der Ansprüche 1 oder 2, die ferner mindestens eine Phasenmodifikationsvorrichtung umfasst, die mit der Verstärkungsstruktur gekoppelt ist, wobei die mindestens eine Phasenmodifikationsvorrichtung ein Frequenzsignal empfangt und eine mit dem Frequenzsignal assoziierte Phase verschiebt, um ein phasenmodifiziertes Frequenzsignal an die Verstärkungsstruktur bereitzustellen.
Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation nach Anspruch 3, wobei die mindestens eine Phasenmodifikationsvorrichtung eine Vielzahl von Phasenmodifikationsvorrichtungen ist, wobei jede aus der Vielzahl von Phasenmodifikationsvorrichtungen das Frequenzsignal empfängt und die mit dem Frequenzsignal assoziierte Phase verschiebt, um das phasenmodifizierte Frequenzsignal an die Verstärkungsstruktur bereitzustellen.
Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Steuersignal lediglich an eines von dem ersten Verstärkungselement und dem zweiten Verstärkungselement bereitgestellt wird.
Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Steuersignal an mindestens eines von dem ersten Verstärkungselement und dem zweiten Verstärkungselement bereitgestellt wird, um zu veranlassen, dass eine erste Signalverstärkung, die durch das erste Verstärkungselement bereitgestellt wird, und eine zweite Signalverstärkung, die durch das zweite Verstärkungselement bereitgestellt wird, im Wesentlichen gleich sind.
Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ferner eine Empfangsstruktur umfasst, die mit der Verstärkungsstruktur gekoppelt ist, wobei die Empfangsstruktur Rückkoplungsinformationen bereitstellt, um das Steuersignal zu beeinflussen.
Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation nach Anspruch 7, die ferner mindestens eine mit der Verstärkungsstruktur gekoppelte Induktivität umfasst, wobei die mindestens eine Induktivität Signale, die durch die Verstärkungsstruktur bereitgestellt werden, an die Empfangsstruktur übermittelt.
Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ferner einen induktiv mit der Verstärkungsstruktur gekoppelten Signalkombinationsumformer umfasst, wobei der Signalkombinationsumformer eine mit mindestens zwei in Reihe gekoppelten Induktivitäten gekoppelte Antenne umfasst, wobei die mindestens zwei in Reihe gekoppelten Induktivitäten in der Mitte durch einen ersten Schalter abgegriffen werden, und mindestens eine der mindestens zwei in Reihe gekoppelten Induktivitäten mit einer Induktivität gekoppelt ist, die einen damit parallel gekoppelten zweiten Schalter aufweist.
Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation, umfassend: eine Verstärkungsstruktur, eine Signalkombinationsstruktur, die mit der Verstärkungsstruktur gekoppelt ist, wobei die Signalkombinationsstruktur eine Antenne und ein Induktivitätselement umfasst, um mindestens ein verstärktes Signal von der Verstärkungsstruktur zu empfangen, und eine Empfangsstruktur, die mit der Signalkombinationsstruktur gekoppelt ist, wobei die Empfangsstruktur mindestens ein durch die Antenne bereitgestelltes Antennensignal empfängt, wobei die Signalkombinationsstruktur es ermöglicht, dass die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation drahtlose Signale gleichzeitig empfängt und sendet, drahtlose Signale ausschließlich empfängt, und drahtlose Signale ausschließlich sendet.
Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation nach Anspruch 10, wobei die Signalkombinationsstruktur ein erstes und ein zweites Induktivitätselement umfasst, die mit der Antenne gekoppelt sind, wobei das erste und das zweite Induktivitätselement in der Mitte durch einen ersten Schalter abgegriffen werden, wobei das zweite Induktivitätselement mit einer Impedanz, die parallel mit einem zweiten Schalter gekoppelt ist, gekoppelt ist.
Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation nach Anspruch 11, wobei der erste Schalter dazu veranlasst wird, geschlossen zu sein, und der zweite Schalter dazu veranlasst wird, geöffnet zu sein, um die drahtlosen Signale gleichzeitig zu empfangen und zu senden.
Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation nach Anspruch 11, wobei der erste Schalter dazu veranlasst wird, geschlossen zu sein, und der zweite Schalter dazu veranlasst wird, geschlossen zu sein, um drahtlose Signale ausschließlich zu senden.
Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation nach Anspruch 11, wobei der erste Schalter dazu veranlasst wird, geöffnet zu sein, und der zweite Schalter dazu veranlasst wird, geschlossen zu sein, um drahtlose Signale ausschließlich zu empfangen.
Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Empfangsstruktur mindestens zwei in Reihe gekoppelte Induktivitäten und einen parallel mit den zwei in Reihe gekoppelten Induktivitäten gekoppelten dritten Schalter umfasst, wobei der dritte Schalter derart konfiguriert ist, dass er (1) sich in einer offenen Stellung befindet, um zu ermöglichen, dass die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation drahtlose Signale gleichzeitig empfängt und sendet, (2) sich in einer geschlossenen Stellung befindet, um zu ermöglichen, dass die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation drahtlose Signale ausschließlich sendet, (3) sich in einer offenen Stellung befindet, um zu ermöglichen, dass die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation drahtlose Signale ausschließlich empfängt.
Verfahren, umfassend: Konfigurieren einer Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation auf einen Modus des gleichzeitigen Sendens und Empfangens, Bestimmen, dass mindestens ein Abschnitt eines Signals zum Senden unerwünschterweise durch eine Empfangsstruktur der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation empfangen wurde, und Einstellen einer Signalverstärkung, die durch die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation bereitgestellt wird, um das Empfangen des Abschnitts des Signals zum Senden an der Empfangsstruktur der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation zu mildern.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Vorgang des Einstellens einer Signalverstärkung, die durch die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation bereitgestellt wird, ein Generieren eines Steuersignals umfasst, das durch eine Verstärkungsstruktur der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation empfangen wird, wobei das Steuersignal eine durch die Verstärkungsstruktur bereitgestellte Signalverstärkung einstellt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Steuersignal ein digitales Steuerwort umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Signalverstärkung durch mindestens zwei Verstärkungselemente der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation bereitgestellt wird, und der Vorgang des Einstellens der Signalverstärkung ein Generieren eines Steuersignals umfasst, das durch lediglich eines von den mindestens zwei Verstärkungselementen empfangen wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Vorgang des Bestimmens durch mindestens einen von einem rauscharmen Verstärker und einem Basisbandprozessor der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation durchgeführt wird.