JP5798253B2 - 帯域アグリゲーションモードのためのフロントエンド回路 - Google Patents

帯域アグリゲーションモードのためのフロントエンド回路 Download PDF

Info

Publication number
JP5798253B2
JP5798253B2 JP2014531114A JP2014531114A JP5798253B2 JP 5798253 B2 JP5798253 B2 JP 5798253B2 JP 2014531114 A JP2014531114 A JP 2014531114A JP 2014531114 A JP2014531114 A JP 2014531114A JP 5798253 B2 JP5798253 B2 JP 5798253B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
band
antenna
duplexer
frequency
end circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014531114A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014526847A (ja
Inventor
エラ,ユハ
イコネン,ペッカ
シュミットハンマー,エドガー
ティッカ,パシ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epcos AG filed Critical Epcos AG
Publication of JP2014526847A publication Critical patent/JP2014526847A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5798253B2 publication Critical patent/JP5798253B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0053Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band
    • H04B1/006Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band using switches for selecting the desired band
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • H04B1/50Circuits using different frequencies for the two directions of communication
    • H04B1/52Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0064Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with separate antennas for the more than one band

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Description

現在、新たなセルラーモバイル通信規格LTE(long term evolution)が世界的に実現されつつある。主な新しい特徴の1つとして挙げられるのは、この規格が、周波数帯域が異なる2つの受信チャネルを同時に使用することによってダウンリンクデータレートを改善する可能性を含んでいることである。この規格に関する最新のリリースによると、一連の、帯域間の組合せが規定されている。これらの組合せは各々2つのRx周波数帯域を含む。これらの周波数帯域の受信信号は、1つの携帯電話が同時に処理する必要がある。LTE規格において、以下帯域アグリゲーションと呼ぶ、異なる周波数帯域の組合せは、今までFDD(Frequency Division Duplexing(周波数分割複信))周波数帯域に関するものであった。FDD周波数帯域は、単に、送信チャネルおよび受信チャネル用の異なる周波数帯域を含むに過ぎない。モバイルコミュニティが既に定めているFDD周波数帯域は約30であるが、これらのうち帯域アグリゲーション動作モード用として提案されているFDD周波数帯域はわずかしかない。
1つのFDD周波数帯域で送信動作と受信動作を同時に行なうことが可能である。したがって各FDD周波数帯域にデュプレクサが必要であり、LTEのような規格では、2つのデュプレクサをアンテナに同時に接続して帯域間キャリアアグリゲーションをサポートする必要がある。今までのところ、性能が低下することなくまたはデュプレクサに対する必要条件を追加することなく動作させることが可能な、2つのデュプレクサを備えたフロントエンド回路を構築する方法についての技術的な解決策は知られていない。これは特に、2つのデュプレクサの、相互の整合、スイッチに対する整合、およびアンテナ給電線に対する整合を、同時に行なわねばならないからである。現在使用されているフロントエンド回路では、単一給電アンテナに続いてマルチスロースイッチがありこのスイッチが1度に1つのデュプレクサをこのアンテナに接続する。このようなフロントエンドにとって、帯域アグリゲーションをサポートするということは、スイッチが、提案される未来の帯域アグリゲーションモードに応じて2つのアクティブな経路を有することが可能でなければならないことを意味する。この新たな動作モードにスイッチを使用できるようにすることに加えて、より重要なのは、同時に同じアンテナポートに接続しなければならない一対のデュプレクサは、デュプレクサが相互に負荷をかけることがないように整合される必要があることである。このような整合によって、フロントエンドに損失が生じるのは避けられないが、それだけでなく、フロントエンドにおける面積の追加が必要になる。既存のフロントエンドが既に帯域の組合せをいくつかサポートしているのであれば、これは設計が難しく損失を招きやすいものであろう。第2に、シングルデュプレクサは、デュプレクサが相互に負荷をかけることがないよう、帯域外反射率が非常に良好でなければならない。そうでなければRFフロントエンド損失が大幅に増大する。さらに、周知のフロントエンドは1モジュールにおけるフィルタ技術を用いているので、上記損失をモジュール設計で補償することはできない。損失のない整合素子であっても、周知のフロントエンドアーキテクチャを用いているのであれば、この課題を解決できない。
よって、本発明の目的は、帯域アグリゲーション動作モードに使用でき、性能の低下がなく、かつフィルタおよびデュプレクサのような新たな構成要素の開発が不要である、フロントエンド回路を提供することである。
上記目的は、請求項1に記載の、帯域アグリゲーション動作モードを可能にするLTE動作のために準備された携帯電話内で使用できるフロントエンド回路によって、達成される。本発明の有利な実施の形態は、他の請求項から得られる。
本発明に従い、少なくとも2つのアンテナ給電線が設けられる。アンテナ給電線はそれぞれ別々の周波数範囲に割当てられる。各周波数範囲は、フロントエンド回路およびアンテナ給電線が動作するように準備された少なくとも1つの周波数帯域を含む。少なくとも1つのアンテナ給電線にアンテナスイッチが結合される。フロントエンド回路はさらにデュプレクサを備え、デュプレクサの数は、フロントエンド回路が動作するように準備されたFDD周波数帯域の数に応じて決まる。各デュプレクサは、アンテナ給電線のうちの1つに、直接または対応するアンテナスイッチによって結合される。デュプレクサは、選択されたアンテナ給電線に、アンテナ給電線が動作するように割当てられた周波数範囲に応じて、結合される。
フロントエンド回路は一定数のFDD周波数帯域を処理するように準備される。各周波数帯域は、受信信号のためのRx帯域と送信信号のためのTx帯域とを含む。フロントエンド回路はさらに、各周波数帯域のための単一帯域動作モードおよびアグリゲーション帯域動作モードをサポートするように準備され、アグリゲーション帯域動作モードでは、異なる2つのRx信号を、周波数帯域のうちの異なる2つの周波数帯域で同時に受信できる。同時に、Tx信号を、上記異なる2つの周波数帯域のうちの少なくとも一方で送信できる。
上記少なくとも2つのアンテナ給電線は、これら給電線を、それぞれ異なる周波数範囲に対して最適化された異なるアンテナに接続することを可能にする。たとえば一方の帯域を1GHzの周波数範囲から選択し他方の帯域を2GHzの範囲から選択した場合、結果として得られる帯域の組合せ(帯域アグリゲーション)を、さらに整合を行なうことなくサポートできる。よって、1つのハードウェア(フロントエンド回路)が異なる帯域アグリゲーションをサポートすることができ、可能な帯域アグリゲーションの数は、回路が動作するように準備された周波数帯域の数に応じて決まる。好ましい帯域アグリゲーションは、互いに異なる周波数範囲における2つの周波数帯域を組合わせる。提案される回路の場合、帯域アグリゲーションによって挿入損失がさらに生じることはない。デュプレクサの帯域アグリゲーションは、アンテナ給電線およびアンテナ給電線にそれぞれ結合されたアンテナを介して行なわれるので、反射率が大きな影響を及ぼすことはない。そのため、アグリゲートされたデュプレクサが同じアンテナ給電線に同時に結合される周知の解決策と比較すると、RFフロントエンドの挿入損失は少ない。よって、デュプレクサ装置の設計は容易になる。
さらに、別々のアンテナ給電線を使用することによって、追加のRx帯域について、TxとRxの十分なアイソレーションも保証される。所与のFDD周波数帯域を主帯域として使用しこの主帯域を別の周波数範囲の中の所望の他の周波数帯域と組合わせることが好都合である。たとえば、バンド8をTxおよびRx双方について主帯域とするとき、バンド1のRxとのアイソレーションは、デュプレクサのバンド8のTx部分を変更しなくても、十分である。主帯域および追加の帯域はそれぞれ異なるアンテナ給電線に結合される。主帯域は、主に使用される周波数帯域であり、任意で世界の異なる地域で使用される。
アンテナ給電線が1つである周知の解決策と比較すると、各アンテナ給電線のスイッチのスローの数が少ないので、十分の数デシベル損失が少なくなるとともに、線形性が改善される。特に、スイッチのサイズを小さいままに保つことができる。なぜなら、10デシベル単位の範囲にあるアンテナ結合によってブロッカー電力がさらに減衰されるからである。これによってミキシング生成の電力レベルが大幅に低減される。
フロントエンド回路は、望ましいどの環境においても一般的に必要な主帯域と、国またはオペレータ固有の要求に応え得るアグリゲートされたその他の帯域を、柔軟にサポートするように設計できる。上記その他の帯域を、所与の主モジュールと組合わせることができるさらに他のモジュールを与えることによって、処理することが可能である。したがって、主モジュールは、異なる周波数帯域を用いている異なる環境にまたは異なる国に、手間をほとんどかけずに適合させることができる。
本発明のある実施の形態に従うと、アンテナ給電線はそれぞれ別々のアンテナに結合される。この場合、異なる給電線の利点は残したままで、それぞれ異なるアンテナ給電線およびアンテナに結合されたデュプレクサは完全に独立して動作することが可能である。
各アンテナを、所与の周波数範囲で動作するように最適化してもよい。本発明のある実施の形態に従うと、アンテナのうちの少なくとも1つは、最小でも2つの異なる周波数およびその周辺で機能するデュアルバンドまたはマルチバンドアンテナである。上記異なる周波数は各々、デュアルまたはマルチバンドアンテナの基本または高調波の共振周波数に割当てられる。よって、デュアルバンドアンテナの基本波でもしくはその近傍でまたは高調波でもしくはその近傍で動作するデュプレクサすべてを、同一のアンテナ給電線に、したがって、同一のデュアルバンドアンテナに結合することが可能である。
さらに他の実施の形態に従うと、少なくとも1つのマルチバンドアンテナを、マルチバンドアンテナの基本波または高調波から1オクターブ未満シフトされた中心周波数を有する別のアンテナと、組合わせる。たとえば、1GHzの基本波および2GHzの高調波で機能するデュアルバンドアンテナを、1.5GHzで機能する第2のアンテナと組合わせることが可能である。
改善されたある実施の形態では、第2のアンテナもデュアルまたはマルチバンドアンテナであり、よって、これら2つのアンテナを含むフロントエンド回路は、異なる4つの周波数範囲で、したがって、これら4つの周波数範囲に含まれるすべての周波数帯域で動作することができる。現在使用されているアンテナは1GHzまたは2GHzの範囲で機能するように最適化されているので、これらのアンテナを、受動回路によって整合または調整することによって、1もしくは2GHzの範囲に隣接する周波数範囲で、または、1もしくは2GHzの範囲の境界の周波数範囲で機能させることができるようにする必要がある。修正案として、さらに調整または整合する必要がない、たとえば1.5GHzの範囲に対して最適化された別のアンテナを設ける。同時に、デュアルバンドアンテナを使用する場合、約3.0GHzの周波数範囲もこのアンテナの高調波によってカバーされる。
本発明の別の実施の形態に従うと、回路は、TDD周波数帯域で送信および受信を行なうように、したがって、アンテナ給電線のための周波数範囲のうちの1つの周波数範囲内でTDD動作モードで動作するように、準備される。このようなフロントエンド回路は、TDD周波数帯域用であって、TDDTx周波数のそれぞれの周波数に応じてアンテナ給電線のうちの選択されたアンテナ給電線に結合されるTxフィルタを含む。アンテナスイッチは、Txフィルタとアンテナ給電線との間に結合されて、Tx経路のオンとオフを切替えることができる。この実施の形態に従い、任意の数のTDD帯域を、これらの周波数帯域をアンテナが提供する周波数範囲がカバーするという条件で、フロントエンド回路に統合することができる。さらに他のTDD動作モードを実現するために別個のフィルタ、特に別個のRxフィルタを設ける必要はない。各TDDRx信号を伝搬するために、デュプレクサのうちの1つを選択し使用することが可能である。TDD帯域およびFDD帯域が同じアンテナ給電線を使用する場合、Rx動作およびTx動作間の選択にスイッチが必要である。
さらに他の実施の形態に従うと、フロントエンド回路は、アグリゲーション動作モードでの整合を可能にする整合回路を含む。アグリゲートされた2つの周波数帯域が同一の周波数範囲に含まれている場合、整合回路のうちの1つを、当該アグリゲーション動作モードのデュプレクサ各々に結合する。
ある実施の形態において、アンテナ給電線のうちの1つのアンテナ給電線は、FDD周波数バンド7を中心とする周波数範囲に割当てられ、バンド7のデュプレクサはこのアンテナ給電線に結合される。この割当てをバンド7に対して排他的に行なう場合、バンド7に含まれる周波数の信号をスイッチを通してルーティングする必要はないので、このようなバンド7のアンテナスイッチに対する非常に高い線形性の要求はなくなる。この要求は、その周波数帯域がバンド7の周波数に隣接する2.4GHzのWLANとの共存要求によって生じるものである。
セルラー電話がWLANおよびバンド7のLTEで同時にアクティブである場合、WLANのTx信号がセルラーアンテナに存在し得るので、バンド7のRxの感度を低下させる相互変調生成を2つの強い信号が生じさせる状況が発生し得ることになる。バンド7のための別個のアンテナにより、バンド7のデュプレクサのみに、規格に適合するのにかつ最適化された動作を可能にするのに十分な線形性を与えることができる。デュプレクサのような受動フィルタには、バンド7の動作が別のFDD帯域の動作とアンテナ給電線を共有しなければならない場合に必要になるであろう能動スイッチよりも容易に、線形性を与えることができる。
それでもなお、バンド7のデュプレクサとバンド11のデュプレクサを、別のアンテナスイッチまたはダイプレクサを介して、同一のアンテナ給電線に結合できる。これらのバンド7およびバンド11のデュプレクサ、ダイプレクサまたはその他のアンテナスイッチ、ならびに任意で電力増幅器を、別のモジュールに排他的に集積することができる。
その他の帯域も、バンド7のデュプレクサと、所望の組合せに含まれる2つの帯域が共通のアンテナ給電線を共有するように、組合わせることができる。これらの帯域の信号経路およびこれらの信号経路に配置されたそれぞれのデュプレクサを、スイッチまたはダイプレクサを介してアンテナ給電線に結合することができる。後者は、異なる帯域に割当てられた信号を受動的に分離できる。ダイプレクサは通常、低い方の帯域内の最大周波数Aと高い方の帯域内の最小周波数Bとの間隔がBの20%以上であれば、良好に機能する。したがって、少なくともこのような間隔で分離されている帯域同士の、可能なすべての組合せは、ダイプレクサを介してアンテナ給電線に結合することができる。その他の代表的な組合せは、バンド7および21と、バンド7および24である。デュプレクサの組合せ、ダイプレクサまたはその他のアンテナスイッチ、および任意で電力増幅器も同様に、別のモジュールに排他的に集積することができる。
別の実施の形態において、ダイプレクサは、マルチバンドアンテナのアンテナ給電線とアンテナスイッチとの間に結合されて、マルチバンドアンテナに割当てられた2つの周波数範囲間を受動的に分離する。このダイプレクサは、整合を追加せずに済むように、2つの帯域間のアイソレーションを向上させる。
ある実施の形態において、フロントエンド回路はコアフロントエンドモジュールを備え、コアフロントエンドモジュールは、FDD周波数帯域とTDD周波数帯域からなる基本的な組をサポートし、かつ、それぞれのデュプレクサ、フィルタ、異なる周波数範囲に対するアンテナ給電線、および少なくとも1つのアンテナスイッチを含む。可能な周波数帯域からなる組を拡張するために、コアフロントエンドモジュールに、上記スイッチを介してコアフロントエンドモジュールに結合できる補助モジュールを、補充してもよい。そのために、アンテナスイッチは、補助モジュールをアンテナ給電線に結合させることができる少なくとも1つの切替位置を含む。
さらに他の補助モジュールのために、または、外部信号経路をコアフロントエンドモジュールに結合するために、さらに他の切替位置を設けてもよい。よって、コアフロントエンドモジュールと補助モジュールとを含むフロントエンド回路を、アグリゲーション動作モードで動作させることができる。アグリゲーション動作モードでは、コアフロントエンドモジュールの周波数帯域、および、もう1つの、補助モジュールの周波数帯域での動作が、可能である。この外部信号経路内に集積され、フィルタ、デュプレクサ、ダイプレクサ、アンテナスイッチ、および任意で増幅器から選択されたさらに他の構成要素を含めることによって、任意の外部信号経路を補助モジュールに実現してもよい。
以下、本発明を、実施の形態および添付の図面を参照しながらより詳細に説明する。図面は、概略的に描かれているだけで縮尺は正確ではない。細部のうちの一部は理解し易いように拡大して示している場合がある。よって、これらの図面から、何らかの大きさまたは大きさの比率を得ることはできない。同一の部分または対応する機能を有する部分には、すべての図面および各種実施の形態を通して同一の参照符号を付している。
1つのコアフロントエンドモジュールと2つの補助モジュールとを備えたフロントエンド回路の第1の実施の形態を示す図である。 モバイル通信で使用される最も一般的な周波数の区分案の表を示す図である。 バンド7および11での動作をサポートするさらに他のフロントエンドモジュールを含む、フロントエンドモジュールの別の例を示す図である。 帯域分離のためにダイプレクサを用いるフロントエンドモジュールのもう1つの例を示す図である。 2つのTDD周波数帯域における動作のためにさらに他のフィルタを含むバンド7での動作のための補助モジュールを示す図である。 3つのTDD周波数帯域における動作のためにさらに他のフィルタを含むバンド7での動作のための補助モジュールを示す図である。 2つのTDD周波数帯域における動作のためにさらに他のフィルタを含むFDDバンド7およびバンド11での動作のための補助モジュールを示す図である。
図1は、2つのコアアンテナ給電線AFC1およびAFC2を有するコアフロントエンドモジュールCFEMを含む本発明の第1の実施の形態を示す。コアフロントエンドモジュールのアンテナ給電線はそれぞれ、別々のスイッチSSP1、SSP2に接続され、各スイッチは所望の信号経路に接続できる。バンド1用のデュプレクサDU1およびバンド2用のもう1つのデュプレクサDU2が第1のスイッチSSP1に接続されている。さらに、GSM(登録商標)ハイバンド動作のためのTxフィルタTXHBを含むTx経路が第1のスイッチSSP1に結合されている。第2のスイッチSSP2に結合されているのは、バンド5の動作用の第3のデュプレクサDU5およびバンド8の動作用の第4のデュプレクサDU8である。さらに、GSMローバンド動作のためのTxフィルタTXLBが第2のスイッチSSP2に結合されている。2つのデュプレクサDU1、DU2およびGSM用のTxハイバンドフィルタTXHBが、約1.7から2.2GHzの間の周波数範囲を含む通常「ハイバンド」と呼ばれる周波数範囲に割当てられているので、このハイバンド用のTx経路をすべて、第1の共通の電力増幅器に、第1の増幅器スイッチSWP1を介して接続できる。このスイッチは、2つのデュプレクサの1つのTxフィルタまたはGSMハイバンドのためのTxフィルタを第1の電力増幅器PAに接続するように準備されている。
各第2の増幅器スイッチSWP2は、第2の信号経路を第2の電力増幅器に接続する。増幅器スイッチSWP1に接続された1つのPAを使用する代わりに専用の電力増幅器PAを使用することもでき、そうするとスイッチSWP1は不要になるであろう。1つの帯域専用の増幅器と、複数の帯域用の、増幅器スイッチを介してそれぞれの信号経路に接続された増幅器とを組合わせることも可能である。
適切には、図1の太い一点鎖線で示されるように、GSM受信経路がデュプレクサそれぞれのRxフィルタを通してルーティングされる。たとえば、バンド2のデュプレクサDU2のRxフィルタをさらに用いてGSM1900のRx信号をこのフィルタを通してルーティングする。同様に、GSM900Rxに対してバンド8のデュプレクサDU8のRx部分を用いることができる。GSM1800のためのRxフィルタ1800RXが、第1のスイッチSSP1に結合された別の受信経路に設けられる。しかしながら、GSM1800Rx信号をバンド3のデュプレクサDU3を通してルーティングすることも可能である(図示せず)。
2つのデュプレクサDU1およびDU2の各Rxフィルタは、自身の低雑音増幅器LNAに接続される。2つのデュプレクサDU1およびDU2のRxフィルタは差分信号を出力するように準備され、それにより、低雑音増幅器も差分モードで動作し得る。結果として、コアフロントエンドモジュールCFEM内にあり第1のコアスイッチを介して第1のコアアンテナ給電線AFC1に結合されたすべての信号経路によって、バンド1動作、バンド2動作、およびGSM1900動作間の切替えも可能である。
第2のコアアンテナスイッチSSP2を介して第2のコアアンテナ給電線AFC2に接続された信号経路によって、FDDバンド5およびバンド8での動作ならびにGSM850およびGSM900での動作を行なうことができる。コアフロントエンドモジュールCFEMでは2つのアンテナ給電線があり各アンテナ給電線に1つのスイッチが接続されているので、第1の内部スイッチに接続された1つのシステムと第2の内部スイッチに接続された1つのシステムが同時に動作するアグリゲーション動作モードが可能である。本来、このようなアグリゲーション動作モードは、各デュプレクサが第1のアンテナ給電線と第2のアンテナ給電線に接続される、2つのFDDシステムの、組合せである。周波数帯域の整合によって、帯域のさらに他の組合せ(アグリゲーション動作モード)が可能であろう。しかしながら、帯域のこれらの組合せの中にはLTE規格に明記されていないものがある。すなわち、バンド1+バンド5、バンド1+バンド8、バンド2+バンド5、またはバンド2とバンド8のキャリアアグリゲーションは、GSMおよびLTEの組合せとしてはまだ明記されていない(WCDMA(登録商標)またはLTE帯域しか対にされていない)が、同様に可能であろう。
図1に示されるように、補助モジュールSM1は、第1の内部アンテナスイッチSSP1に結合することによってコアフロントエンドモジュールCFEMに接続できる。第1の補助モジュールSM1も、第1の内部アンテナスイッチSSP1の別の切替位置を介して結合される、バンド3のデュプレクサおよび/または任意のGSM1800Rxフィルタを含む。補助モジュールSM1は、第1のスイッチSSP1に接続されたシステムが第2のコアアンテナスイッチSSP2に接続されたシステムと同時に動作できるさらに他の帯域アグリゲーションモードを可能にすることを意図している。各周波数帯域とその周波数帯域での動作を可能にするデュプレクサの選択は任意で行なうことができるが、上記ハイバンド周波数範囲に割当てられた周波数帯域とフィルタのみを第1の内部アンテナ給電線に接合することが好都合である。
したがって、第2の補助モジュールSM2を第2のコアアンテナスイッチSSP2を介してコアフロントエンドモジュールCFEMに接続できる。この第2の補助モジュールSM2は、750と1000MHzの間のローバンド周波数範囲に割当てられたフィルタおよびデュプレクサを含み得る。本実施の形態において、第2の補助モジュールSM2は、バンド20のデュプレクサのみを含む。当然、ローバンドで動作する他のフィルタおよびデュプレクサを第2の補助モジュールSM2に設けてもよい。
コアフロントエンドモジュールCFEMにおいて、方向性結合器DCが、第1のコアアンテナ給電線AFC1と第1のコアアンテナスイッチSSP1との間および第2のコアアンテナ給電線AFC2と第2のコアアンテナスイッチSSP2との間に配置される。方向性結合器は、順方向の電力および反射された電力を測定し比較することによって、アンテナ整合のための基準を提供する。この基準を用い、それに応じて電力増幅器の電力を調整できる。さらに、整合を、コアアンテナ給電線と各信号経路のアンテナとの間のいずれかの場所で結合されたアダプティブ整合回路によって改善することが可能である。一例において使用可能な好ましいアダプティブ整合回路は、1GHzおよび2GHz領域をカバーするデュアルフィードチューナであろう。このアダプティブ整合回路を1GHz領域でのみ使用することも可能である。
本実施の形態のさらに他の選択肢として、信号経路にまだ結合されていないが任意でさらに他の信号経路と結合し得る第1のコアアンテナスイッチSSP1の少なくとも1つの追加の切替位置が挙げられる。
コアフロントエンドモジュールCFEMに結合されていないのは、外部アンテナ給電線AFS1を含みバンド7の動作のためのデュプレクサDU7が結合されている、外部信号経路である。これにより、バンド7を他の帯域から独立して処理することができる。このことは、携帯電話の内部でバンド7と同時にアクティブになり得る2.4GHzのWLANに隣接する、バンド7の周波数帯域の位置に鑑みると、好都合である。よって、WLANのTx信号がセルラー用のアンテナ(コアアンテナ)に存在するので、バンド7のRxの感度を低下させる相互変調生成を2つの強い信号が生じさせ得る状況が発生することになる。提案している本実施の形態によると、バンド7のデュプレクサのみを、各デュプレクサおよびそのデュプレクサ内のフィルタを適応させることによって、十分な線形性を有するようにすればよい。デュプレクサの線形化は、通常容易であり、高い線形性を有する能動スイッチほど大きな面積は必要でない。
コアフロントエンドモジュールの外部にある第3のアンテナ給電線AFS1により、帯域を組合わせることが可能であり、したがって、アグリゲーション帯域動作モードが可能である。このモードでは、バンド7を、コアフロントエンドモジュールまたは補助モジュールSM1、SM2で実現される帯域のうちの任意の1つまたは2つの帯域と組合わせることができる。LTEで明記されているのは2対のキャリアのみであるが、図1の実施の形態によって、それぞれの信号経路が対応する別々のアンテナ給電線に結合される異なる3つの帯域のアグリゲーションが可能である。さらに、コアフロントエンドモジュールまたは第1の補助モジュールSM1で実現されるGSMシステムとの組合せを同時に行なうことが可能である。
GSM850を、コアフロントエンドモジュールCFEMにおける別々のフィルタなしで処理することが可能である。GSM850のTxをGSMローバンドTxフィルタを介してルーティングすることができ、その一方で、GSM850のRx信号をバンド5のデュプレクサDU5およびそのRxフィルタを通してルーティングすることができる。
3GPP規格のリリース9、10および11によると、帯域アグリゲーションモードは表1に示されるように規定される。
周波数範囲に使用される定義および用語(たとえばLB、MB、HB)は異なっていてもよい。さらに、周波数領域の分離および定義は、任意に行なってもよく、通常は回路またはアプリケーションまたは地域にとって望ましい周波数の組合せまたはアグリゲーションに応じて決まる。
図1のフロントエンド回路を、表1に示される規定された帯域アグリゲーションおよびそれぞれの動作モードをサポートするように適応させることができる。
表2は、世界の地域でそれぞれ使用されている、現在規定されているFDD帯域の周波数帯域を示す。世界中すなわち特定されている4つの地域すべてにおいて現在使用されているのは、バンド22のみである。ある地域でしか使用されないセルラー電話は、世界の中のこの地域で使用されている限定された帯域の組のサポートを必要とする。他のFDD帯域は、1つの地域だけに限定される。主またはコアFEMを設計する場合、このコアFEMによって処理する帯域を選択する必要がある。好ましい選択は、「できるだけ多くの地域で共通して使用されている」というルールに従うはずである。セルラー電話用のコアフロントエンドモジュールの設計のもう1つの目的は、地球上のどこでも機能する世界的な電話を実現することである。たとえば、図1は、このような世界的な電話を示している。ここで、バンド1、2、5、および8は、主またはコアFEMが処理できる帯域である。バンド1は、欧州、アジア、および日本で使用され、バンド2は米国で使用され、バンド5は米国およびアジアで使用され、バンド8は欧州およびアジアで使用されている。結果として、各地域で1つのローバンド周波数帯域および1つのハイバンド周波数帯域を利用することができ、電話を、これらの地域のうちの1つにおいて、ローバンドまたはハイバンドいずれでも機能させることができる。
図2は、モバイル通信に使用される最も一般的な周波数範囲を任意に分割する本発明の別の実施の形態を示す。この案によると、600MHzと6GHzの間の全周波数範囲を少なくとも6つの周波数範囲に分割する。各範囲をそれぞれ別のアンテナに割当てて結合することができる。マルチバンドアンテナを使用し、たとえば、これらの範囲のうちで一方が他方の約2倍である2つの周波数範囲を同じアンテナに割当て、アンテナ共振の基本波と2次高調波を使用できるようにすることが可能である。
ローバンド周波数範囲LBは600MHzと1000MHzの間である。中間バンド周波数範囲IBは1000MHzと1700MHzの間である。ミドルバンドMBは1.7GHzと2.3GHzの間にある。
ハイバンド周波数範囲HBは2.3GHzと3.0GHzの間にある。超ハイバンド周波数範囲UBは3GHzと4GHzの間にある。4GHzを超える周波数範囲は、まだ名称が付けられていないが、5GHzのWLANおよびWIMAX3に基づくシステムで使用されている周波数を含む。これは、無線通信およびデータ送信のさらに他の規格で考慮されるであろう新たな周波数についても同じである。
これら新たな周波数範囲は、たとえば図1の実施の形態において通常使用され割当てられている周波数範囲「ハイバンド」および「ローバンド」と完全に一致する訳ではない。しかしながら、それにもかかわらず、ローバンド範囲およびハイバンド範囲に対して別の割当てを使用しているものの、図2で提案されている分割に従って、図1のアンテナ給電線AFC1はMBに使用でき、図1のアンテナ給電線ACF2はLBに使用でき、アンテナ給電線ACF3はIBおよびHBに使用できる。周波数範囲が小さいフィルタ素子がアンテナ給電線および各アンテナに接続されている場合、より小さな周波数範囲によってアンテナの整合をより良くすることができる。アンテナの中心周波数は各周波数範囲の中央にあってもよい。これにより、各周波数範囲内のすべての周波数帯域を、アンテナの最適動作周波数の近傍で処理することができる。ある周波数帯域と周波数範囲の中心との最大の差が、周知のシステムと比較するとい小さいので、すべての部分がブロードバンドである必要はない。
提案されている周波数範囲分割のもう1つの利点は、この新たな分割システムの中の2つの周波数範囲に適応させることができるマルチバンドアンテナの使用である。各周波数範囲の最適周波数の位置は、所与の周波数範囲を後続の周波数範囲のうちの2番目の周波数範囲と組合わせることができるような、位置である。したがって、可能な組合せとして挙げられるのは、ローバンドLBとミドルバンドMB、中間バンドIBとハイバンドHB、またはミドルバンドMBと超ハイバンドUBである。ここで、各アンテナをそれぞれ対応する各周波数範囲に割当てて、図2に示される全範囲を、6つのシングルモードアンテナまたは3つのデュアルバンドアンテナでカバーすることができる。提案されている周波数範囲分割システムは選択肢にすぎず、他の分割をそれぞれのやり方で行なうことができる。提案されているシステムの中のある周波数範囲を除外し、または新たな境界を設けて、外部信号経路におけるまたは補助モジュールにおけるデュプレクサおよびフィルタのような構成要素をそれぞれ実現することも可能である。本発明に従うと、より多くの数の帯域アグリゲーション動作モードが可能である。
図3は、図1に示される実施の形態と同様であるがさらに他の周波数帯域のための信号経路を提供する、外部信号経路と組合されたフロントエンド回路のもう1つの実施の形態を示す。第1のアンテナ給電線AF1に、FDDシステム用の4つのデュプレクサを、GSM1800のRxフィルタおよびGSMのTxハイバンドフィルタとともに結合してもよい。4つのデュプレクサDU1、DU2、DU3、DU4は、バンド1、2、3、4に割当てられる。GSM1900Rxを、バンド2のデュプレクサDU2のRxフィルタを通してルーティングしてもよい。GSMシステム(GSM1800およびGSM1900)はいずれも同じTxフィルタを使用する。
第1のアンテナスイッチASW1とバンド4のデュプレクサDU4の間および第1のアンテナスイッチASW1とバンド2のデュプレクサDU2の間にはそれぞれ整合回路MC(MC1、MC2)があり、これらの整合回路はしたがって、それぞれのデュプレクサをアンテナスイッチおよびアンテナ給電線AF1に適応させる。これにより、周波数が互いに近接しているこれら2つのデュプレクサが、バンド2の動作とバンド4の動作が同時に行なわれるキャリアアグリゲーションモードで動作できるようにしている。
第2のアンテナ給電線AF2には、第2のアンテナスイッチASW2によって、バンド5、バンド8用の3つのデュプレクサおよびバンド12、13、17から選択された1つのバンド用の1つのデュプレクサが、接続される。必要に応じて、さらに他の切替位置をASW2に追加することによって、第2のデュプレクサをバンド12、13、17からルーティングすることができる。一般的に、この実施の形態は例示にすぎず上記3つのデュプレクサに限定されるものではない。1GHzの周波数範囲を使用する他のデュプレクサをここで接続してもよい。バンド12、13、17は、キャリアアグリゲーションに使用されるので、表1に従って選択される。
第2のアンテナスイッチASW2に接続されているさらに他の信号経路は、GSMローバンド用のTx経路である。よって、GSM850Rx信号は、それぞれのデュプレクサのうちのバンド5のデュプレクサのDU5Rxフィルタを通してルーティングされ、GSM900Rx信号は、それぞれのデュプレクサのうちのバンド8のデュプレクサのDU8Rxフィルタを通してルーティングされる。
特定の実施の形態において、1つのデュプレクサがバンド12、13、17から選択されモジュールに配置される(アグリゲートされたバンドを示す表1も参照)。
外部アンテナ給電線AF3が、ダイプレクサDIPを介して、バンド7のデュプレクサDU7およびバンド11のデュプレクサDU11に結合される。このダイプレクサによって、スイッチを使用せずに、バンド7の信号とバンド11の信号の十分なアイソレーションを可能にする。これにより、システム(WLANおよびバンド7)の線形性が大幅に改善される。
フィルタ、デュプレクサ、アンテナスイッチおよび増幅器スイッチ等のすべての構成要素を、同じフロントエンドモジュールに配置し集積してもよい。図1を参照する実施の形態1と同様に、アンテナスイッチのうちの1つによってコアフロントエンドモジュールに電気的に接続された補助モジュールに、信号経路のうちのいくつかを配置することが可能である。どの場合でも、同一の周波数範囲にある構成要素のみが、同じアンテナスイッチにしたがって同じアンテナ給電線に結合される。この実施の形態ではバンド7およびバンド11のデュプレクサに示されているように、他の周波数帯域での動作を妨害する相互変調生成を生じさせ得るシステムは、外部信号経路にあり、別のアンテナに結合される。
第1および第2の実施の形態に従うと、異なるアンテナ給電線に結合されたすべてのシステムを同時に動作させることが可能である。図3に示されるように、同時の動作は、追加の整合回路(たとえばバンド2およびバンド4のキャリアアグリゲーションに必要なMC1およびMC2)の助けも借りて実施することが可能である。したがって、アグリゲーション動作モードが可能であり、異なる周波数範囲(または同様の周波数範囲、図3参照)のRx信号を受けて同時に処理できる。アナログ方式で、異なる周波数範囲でTx送信を同時に行なうことも可能である。LTE規格でのTx帯域アグリゲーションは、まだ規定されていないが、本発明の実施の形態に従って機能できる将来の選択肢であってもよい。
図4は、図1に示される第1の実施の形態と同様であり、1GHzおよび2GHzの周波数範囲に対して1つの共通アンテナ給電線AF1および1つの共通アンテナを含む、第3の実施の形態を示す。ハイバンドおよびローバンドの2つの経路は、アンテナ給電線AF1に直接結合されたダイプレクサDIPによって分離される。
図5は、バンド7に割当てられた外部信号経路に関する変形例を示す。アンテナ給電線AFは、その中心周波数が2.5GHzである、または、1.5GHz領域(IB)および2.7GHz領域(HB)双方をサポートするモードで機能する。後者の場合、ダイプレクサ(図3に示されるダイプレクサDIPと同等)がアンテナ給電線AFに結合されてこれら2つの周波数領域の周波数信号を分離する。HB部分は、図5に示されるように、いくつかの部分にさらに分割される。アンテナ給電線AFは、3つの切替位置を提供するアンテナスイッチASWに結合されている。第1の切替位置で、バンド7用のデュプレクサDU7がアンテナスイッチASWを介してアンテナ給電線AFに接続される。第2の切替位置で、TDDバンド38および40用のTxフィルタをアンテナ給電線AFに接続できる。バンド7のデュプレクサDU7ならびにバンド38および40用のTxフィルタTxFの入力を、バンド7でのTx動作とバンド38および40でのTx動作を切替えることができるRFICワイヤスイッチSWPの出力Txに接続することができる。
図5の変形例において、アンテナスイッチは、図3のアンテナ給電線AF3に結合されたダイプレクサDIPと同様のダイプレクサに結合される。次に、バンド7の周波数からの間隔が十分に大きい周波数の帯域に割当てられた別の信号経路も、このダイプレクサに結合することによって、バンド7と他の帯域を受動的に分離することができる。
アンテナスイッチASWの第3の切替位置で、TDDバンド38およびTDDバンド40用の2つのRxフィルタを、アンテナ給電線AFに、または図3に示されるようなダイプレクサDIPに、接続できる。これら2つのRxフィルタRXF38およびRXF40は、その入力側で受動的に接続されたバンドパスフィルタとして形成される。バンド38とバンド40の間に十分な間隔があるので、これらフィルタはダイプレクサのように機能することができる。さらに他の信号経路を、バンド7、38、および40用の外部信号経路を含むこのサブモジュール内に集積してもよい。
図6は、別の変形例において、その中心周波数が約2.5GHzである、または、1.5GHz領域(IB)および2.7GHz領域(HB)双方をサポートするモードで機能する、アンテナ給電線AFに対し、さらに他の帯域を如何にして接続できるかを示す。後者の場合、(図3に示されるダイプレクサDIPのような)ダイプレクサが、2つの領域IB、HBに従って周波数信号を分離する。HB部分は、図5に示されるように、いくつかの部分にさらに分割される。この実施の形態は、図5に示される実施の形態と同様であるが、アンテナスイッチASWの第4の切替位置を有する。この第4のアンテナ切替位置に接続されるのは、TDDバンド41用のRxフィルタRX41である。バンド41用のTx経路を、その入力がスイッチSWPを介してRFICに結合されるTxフィルタTXFを通してルーティングすることができる。
図5および図6に示される2つの実施の形態は、アグリゲートされた帯域での動作を、これらの図面には示されていないが他の周波数範囲に中心周波数がある他のアンテナ給電線とともに、可能にする。このアグリゲートされた帯域での動作モードは、バンド7のようなFDD帯域での動作、または、バンド38、40、もしくは41のような少ないTDD帯域での動作を含み得る。
中心周波数が2.5GHzであるアンテナ給電線AFのためのさらに他の変形例が図7に示される。FDDバンド7および11用のデュプレクサDU7およびもう1つのデュプレクサDU11が、切替位置1および2を介してアンテナスイッチASWに結合される。アンテナスイッチASWの第3の切替位置によって、TxフィルタTXFがアンテナ給電線AFに接続される。第1のRxフィルタRXF38および第2のRxフィルタRXF40は、バンド38および40でのRx動作のために設けられ、アンテナスイッチASWの第4の切替位置で、HBおよびIB双方で動作しているアンテナ給電線AFに共通に結合される(図2参照)。
すべての実施の形態において、フロントエンド回路は、有機ラミネートまたはLTCC(Low-Temperature Co-fired Ceramic(低温同時焼成セラミック))で実現できる。ラミネートを使用するときは、埋込チップ技術が可能である。この技術では、スイッチダイをラミネートに埋め込むことができ、デュプレクサはこのラミネートの最上部に設ける。第2の変形例では、スイッチに加えて、整合回路も、たとえば集積された受動素子としてラミネートに埋め込むことができる。
図5〜図7に示される実施の形態の各アンテナ給電線にも結合し得る図1、図3、および図4に示される方向性結合器を用いて、アンテナの中に送られている電力またはアンテナ給電線から反射されている電力をモニタする。また、任意で、結合器を、外部アンテナ給電線AFS1とバンド7のデュプレクサDU7の間(図1参照)、アンテナ給電線AF3とダイプレクサDIPの間(図3参照)、アンテナ給電線AF2とデュプレクサDU7の間(図4参照)、図5のアンテナスイッチASWの前、図6のアンテナスイッチASWの前、または、図7のアンテナスイッチASWの前に、含める。結合器は、モジュール基板の最上部または内部の、一体化されたメタライゼーション構造体によって実現できるが、ディスクリート素子によって実現してもよく、または、結合器は、ディスクリート素子としてコアFEMの外部にあってもよい。もう1つの選択肢は、結合器を、モジュールの最上部に設けられた、または、SESUB(silicon embedded substrate(シリコン埋め込み基板))のような立体集積技術を用いてデバイス内に埋め込まれた、集積された受動素子として実現することである。
図7に示される実施の形態では、バンド7とバンド11の切替えを、たとえば図3に示されるダイプレクサによって行なうこともできる。純粋にTDDの帯域がそれぞれのフィルタによって実現される、図5〜図7に示される実施の形態の、さらに他の変形例では、異なるまたは追加のTxフィルタを、バンド38、40および41のようなTDDバンドでのTx動作に使用してもよい。この場合、好ましくはバンドパスフィルタをTDDのTx帯域動作のためのTxフィルタとして用いてもよい。図5〜図7に従う実施の形態を、Tx動作用の電力増幅器を含むことができしたがってPaiD(Power Amplifier with Integrated Duplexers(集積されたデュプレクサを備えた電力増幅器))として実現し得る、補助モジュールとして実現してもよい。コアフロントエンドモジュールは、FDD帯域、GSM帯域およびTDD帯域から選択された最も頻繁に使用される周波数帯域のためのデュプレクサおよびフィルタを含む。
すべての実施の形態は、3GPPのリリース9以降に使用することができ、よって、モバイル通信分野においてこれからさらに規定される規格に対して開放されている。すべての実施の形態は、低損失の利点を優れた線形性および小さなサイズと組合わせている。すべての実施の形態は、コアフロントエンドモジュールを通してさらに補助モジュールを接続することによって、またはフロントエンドモジュールに接続可能である必要がない別のモジュール上のさらに他の外部信号経路を設けることによって、拡張できる。フィルタおよびデュプレクサまたは互いの間隔が十分に離れている周波数帯域を共通のスイッチに接続する場合、このスイッチをダイプレクサに置き換えてもよい。ダイプレクサによって、信号の純粋な受動ルーティングを、その周波数に従って、その他の信号経路を妨害することなく、常に行なうことができる。
コアフロントエンドモジュールおよび補助モジュールは、顧客の要求に応じてさらに他の周波数帯域で動作するさらに他のデュプレクサを含んでもよい。GSMフィルタをコアフロントエンドモジュール内に設けてもよくまたは省略してもよい。GSM信号経路をそれぞれのデュプレクサを通してルーティングすることも可能である。たとえば、GSM1800をバンド2のデュプレクサDU2を通してルーティングし、GSM1900をバンド3のデュプレクサDU3を通してルーティングしてもよい。
たとえば1GHzおよび2GHz動作に対してデュアルまたはマルチバンドアンテナが存在する場合、ダイプレクサを各アンテナ給電線に結合することによって1GHz信号経路と2GHz信号経路を受動的に分離してもよい。
本発明について2、3の例のみを挙げて説明してきたが、本発明は記載された実施の形態に限定されない。すべての拡張およびアグリゲーション帯域動作モードにおけるさらに他の帯域間動作が可能である。すべての実施の形態で最も重要なことは、異なる周波数範囲に割当てられたそれぞれのアンテナに接続された数個のアンテナ給電線を提供することである。これは、各アンテナ給電線の中心周波数が各周波数範囲の中心の周波数にあること、または、各アンテナ給電線が基本波および2次高調波動作アンテナ(たとえば図3に示されるようなIBとHBの組合せ)によってサポートできる周波数範囲を使用することを意味する。
参照記号のリスト
SSP アンテナスイッチ
ASW アンテナスイッチ
DU デュプレクサ(の数)(周波数帯域の数に準ずる)
MC 整合回路(アグリゲーション動作モード内での整合を可能にする)
LAN 低雑音増幅器
PA 電力増幅器
SWP PAに接続されたスイッチ
AF アンテナ給電線
TXHB TXハイバンドフィルタ
TXLB Txローバンドフィルタ
TXF Txフィルタ
RXF Rxフィルタ
DIP ダイプレクサ
SM 別個のモジュール(バンド7および/またはバンド8の構成要素を集積するため)
TXF TXフィルタ
SM1,SM2 補助モジュール
CFEM コアフロントエンドモジュール
AC1,AC2 コアアンテナ結合
AS 補助アンテナ
DC 方向性結合器
PaiD 集積されたデュプレクサを備えた電力増幅器

Claims (13)

  1. 無線通信ユニットのためのフロントエンド回路であって、
    前記フロントエンド回路は、一定数のFDD周波数帯域を処理するように準備され、各FDD周波数帯域は、受信信号のためのRx帯域と送信信号のためのTx帯域とを含み、
    前記フロントエンド回路は、各周波数帯域のための単一帯域動作モードとアグリゲーション帯域動作モードとを提供し、アグリゲーション帯域動作モードでは、同時に、Rx信号を主のRx帯域と追加のRx帯域で受信することができ、Tx信号を主のTx帯域で送信することができ、
    前記フロントエンド回路は、
    少なくとも2つのアンテナ給電線を備え、前記アンテナ給電線はそれぞれ、各々が少なくとも1つの周波数帯域を含む別々の周波数範囲に割当てられ、
    前記アンテナ給電線のうちの1つのアンテナ給電線に結合されたアンテナスイッチと、
    周波数帯域の数に応じた一定数のデュプレクサとを備え、各デュプレクサは、前記アンテナ給電線のうちの1つのアンテナ給電線に、直接または前記アンテナスイッチによって結合され、前記アンテナ給電線は、前記周波数範囲のうちの1つの周波数範囲へのデュプレクサの割当てに従って選択され
    アグリゲーション帯域動作モードでは、第1のデュプレクサが前記主のRx帯域のRx信号を受信するとともに前記主のTx帯域のTx信号を送信することができ、同時に第2のデュプレクサが前記追加のRx帯域のRx信号を受信することができ、
    前記第1のデュプレクサが接続されるアンテナ給電線と、前記第2のデュプレクサが接続されるアンテナ給電線が異なる、フロントエンド回路。
  2. 前記アンテナ給電線はそれぞれ別々のアンテナに結合される、請求項1に記載のフロントエンド回路。
  3. アンテナのうちの1つは、最小2つの異なる周波数で機能するマルチバンドアンテナであり、前記最小2つの周波数は各々、前記マルチバンドアンテナの基本波または高調波に割当てられる、請求項1または2に記載のフロントエンド回路。
  4. 前記フロントエンド回路は、前記周波数範囲のうちの選択された周波数範囲の中のTDD周波数帯域でTDD動作モードで送信および受信を行なうように準備され、前記フロントエンド回路は、前記TDD周波数帯域のためのTxフィルタを備え、前記Txフィルタは、前記アンテナ給電線のうちの1つのアンテナ給電線に前記アンテナスイッチによって結合され、前記アンテナ給電線は前記選択された周波数範囲に割当てられるものとして選択される、請求項1〜3のいずれか1項に記載のフロントエンド回路。
  5. 前記フロントエンド回路および前記アンテナスイッチは、TDDRx信号を伝搬するために前記デュプレクサのうちの1つを選択するように準備される、請求項4に記載のフロントエンド回路。
  6. アグリゲートされた2つの周波数帯域が同一の周波数範囲内にあるアグリゲーション帯域動作モードにおける整合を可能にする整合回路を備え、前記アグリゲーション帯域動作モードのデュプレクサは各々、前記整合回路のうちの1つに結合される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のフロントエンド回路。
  7. 1つのアンテナ給電線が、FDD周波数バンド7を中心とする周波数範囲に割当てられ、バンド7のデュプレクサが前記アンテナ給電線に結合される、請求項1〜6のいずれか1項に記載のフロントエンド回路。
  8. バンド7のデュプレクサ(DU7)およびバンド11のデュプレクサ(DU11)が、同一のアンテナ給電線(AF)に、別のアンテナスイッチ(ASW)またはダイプレクサ(DIP)を介して結合され、前記デュプレクサ、前記ダイプレクサまたは別のアンテナスイッチ、および任意で電力増幅器が、別個のモジュール(SM)で排他的に集積される、請求項7に記載のフロントエンド回路。
  9. バンド7のデュプレクサ(DU7)およびバンド21のデュプレクサ(DU21)が、同一のアンテナ給電線(AF)に、別のアンテナスイッチ(ASW)またはダイプレクサ(DIP)を介して結合され、前記デュプレクサ、前記ダイプレクサまたは別のアンテナスイッチ、および任意で電力増幅器が、別個のモジュール(SM)で排他的に集積される、請求項7に記載のフロントエンド回路。
  10. バンド7のデュプレクサ(DU7)およびバンド24のデュプレクサ(DU24)が、同一のアンテナ給電線(AF)に、別のアンテナスイッチ(ASW)またはダイプレクサ(DIP)を介して結合され、前記デュプレクサ、前記ダイプレクサまたは別のアンテナスイッチ、および任意で電力増幅器が、別個のモジュール(SM)で排他的に集積される、請求項7に記載のフロントエンド回路。
  11. ダイプレクサ、トリプレクサ、クワッドプレクサ、または別のマルチプレクサが、前記マルチバンドアンテナのアンテナ給電線と1つまたは2つのアンテナスイッチとの間に結合されて、前記マルチバンドアンテナに割当てられた周波数範囲間を受動的に分離する、請求項に記載のフロントエンド回路。
  12. コアフロントエンドモジュールを備え、前記コアフロントエンドモジュールは、FDD周波数帯域とTDD周波数帯域からなる基本的な組を含み、かつ、関連する、デュプレクサ、フィルタ、異なる周波数範囲のためのアンテナ給電線、および少なくとも1つのアンテナスイッチを含み、前記アンテナスイッチは、追加の周波数帯域および関連する構成要素のために設計された外部信号経路を、前記コアフロントエンドモジュールの前記アンテナ給電線のうちの1つのアンテナ給電線に結合させることができる少なくとも1つの切替位置を含み、
    前記アグリゲーション帯域動作モードのうちの1つは、前記コアフロントエンドモジュールの周波数帯域および前記外部信号経路の周波数帯域での動作を含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載のフロントエンド回路。
  13. 前記外部信号経路は、前記外部信号経路内に集積されフィルタ、デュプレクサ、ダイプレクサ、アンテナスイッチ、および増幅器から選択されたさらに他の構成要素を含めて、
    追加のモジュールで実現される、請求項12に記載のフロントエンド回路。
JP2014531114A 2011-09-22 2011-09-22 帯域アグリゲーションモードのためのフロントエンド回路 Active JP5798253B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2011/066543 WO2013041146A1 (en) 2011-09-22 2011-09-22 Frontend circuit for band aggregation modes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014526847A JP2014526847A (ja) 2014-10-06
JP5798253B2 true JP5798253B2 (ja) 2015-10-21

Family

ID=44719910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014531114A Active JP5798253B2 (ja) 2011-09-22 2011-09-22 帯域アグリゲーションモードのためのフロントエンド回路

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9660687B2 (ja)
JP (1) JP5798253B2 (ja)
CN (1) CN103814526B (ja)
DE (1) DE112011105649T5 (ja)
WO (1) WO2013041146A1 (ja)

Families Citing this family (76)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102104392B (zh) * 2010-12-15 2013-10-09 华为技术有限公司 多频段多路收发设备及方法、基站系统
US9397721B2 (en) 2012-04-12 2016-07-19 Skyworks Solutions, Inc. Systems and methods for reducing filter insertion loss while maintaining out-of band attenuation
US9496913B2 (en) * 2012-04-12 2016-11-15 Skyworks Solutions, Inc. Systems and methods related to improved isolation between transmit and receive radio-frequency signals
US10009058B2 (en) 2012-06-18 2018-06-26 Qorvo Us, Inc. RF front-end circuitry for receive MIMO signals
US20140015731A1 (en) 2012-07-11 2014-01-16 Rf Micro Devices, Inc. Contact mems architecture for improved cycle count and hot-switching and esd
US9419775B2 (en) 2012-10-02 2016-08-16 Qorvo Us, Inc. Tunable diplexer
US20140169243A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-19 Rf Micro Devices, Inc. Mobile communication circuitry for three or more antennas
US9935760B2 (en) * 2013-04-16 2018-04-03 Qorvo Us, Inc. Tunable filter for LTE bands
CA2814303A1 (en) 2013-04-26 2014-10-26 Cellphone-Mate, Inc. Apparatus and methods for radio frequency signal boosters
US20140376428A1 (en) * 2013-06-20 2014-12-25 Qualcomm Incorporated Multi-frequency range processing for rf front end
US20140378075A1 (en) * 2013-06-20 2014-12-25 Qualcomm Incorporated Multi-frequency range processing for rf front end
US9621327B2 (en) 2013-09-17 2017-04-11 Skyworks Solutions, Inc. Systems and methods related to carrier aggregation front-end module applications
US9948327B2 (en) 2013-12-11 2018-04-17 Snaptrack, Inc. Front end circuit and method of operating a front end circuit
CN105850038B (zh) * 2013-12-27 2019-01-08 株式会社村田制作所 分波装置
JP6330357B2 (ja) * 2014-02-12 2018-05-30 富士通株式会社 アンテナ装置
EP3089262B1 (en) * 2014-02-17 2020-03-18 Huawei Device Co., Ltd. Antenna switching system and method
JP6491242B2 (ja) * 2014-03-14 2019-03-27 スナップトラック・インコーポレーテッド キャリアアグリゲーションモード用フロントエンドモジュール
GB2526197B (en) * 2014-04-11 2020-11-18 Skyworks Solutions Inc Circuits and methods related to radio-frequency receivers having carrier aggregation
KR20170008742A (ko) * 2014-04-12 2017-01-24 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 다이플렉서 경로들에 대한 개선된 분리에 관련된 아키텍처들 및 방법들
US9654169B2 (en) * 2014-04-22 2017-05-16 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for multi-band radio frequency signal routing
US10447458B2 (en) * 2014-08-13 2019-10-15 Skyworks Solutions, Inc. Radio-frequency front-end architecture for carrier aggregation of cellular bands
US20160191085A1 (en) * 2014-08-13 2016-06-30 Skyworks Solutions, Inc. Transmit front end module for dual antenna applications
US10153736B2 (en) 2014-08-17 2018-12-11 Skyworks Solutions, Inc. Circuits and methods for 2G amplification using 3G/4G linear path combination
US9866366B2 (en) 2014-11-06 2018-01-09 Skyworks Solutions, Inc. Mobile device front end architecture for time division duplexing
CN107210775B (zh) 2015-01-21 2019-09-03 株式会社村田制作所 高频功率放大模块以及通信装置
US9929768B2 (en) * 2015-01-26 2018-03-27 Huawei Technologies Co., Ltd. System and method for TDD-FDD duplexing in a radio architecture
WO2016125619A1 (ja) 2015-02-03 2016-08-11 株式会社村田製作所 周波数チャンネル設定方法および基地局装置
JP2016208484A (ja) * 2015-04-27 2016-12-08 太陽誘電株式会社 フロントエンド回路、モジュールおよび通信装置
US9705557B2 (en) 2015-04-27 2017-07-11 Taiyo Yuden Co., Ltd. Front end circuit, module, and communication device
CN106299682A (zh) * 2015-05-26 2017-01-04 西安中兴新软件有限责任公司 一种天线装置及其控制方法
CN107615670B (zh) 2015-06-03 2020-04-07 株式会社村田制作所 高频前置电路
US10432235B2 (en) * 2015-06-09 2019-10-01 Skyworks Solutions, Inc. Carrier aggregation using diplexers
KR101988406B1 (ko) * 2015-06-26 2019-06-12 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 집성된 반송파의 개별 반송파의 전력 검출
WO2017006866A1 (ja) * 2015-07-03 2017-01-12 株式会社村田製作所 フロントエンドモジュール
CN112886972B (zh) * 2015-07-17 2022-08-30 株式会社村田制作所 前端模块
JP6460046B2 (ja) * 2015-08-10 2019-01-30 株式会社村田製作所 スイッチモジュール、フロントエンドモジュールおよびスイッチモジュールの駆動方法
JP6416067B2 (ja) * 2015-09-24 2018-10-31 太陽誘電株式会社 モジュール
JP6322174B2 (ja) * 2015-09-24 2018-05-09 太陽誘電株式会社 モジュール
US20170093442A1 (en) * 2015-09-28 2017-03-30 Skyworks Solutions, Inc. Integrated front-end architecture for carrier aggregation
US9871646B2 (en) * 2015-09-30 2018-01-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Front-end circuitry for multiband frequency management
JP6088025B1 (ja) * 2015-11-11 2017-03-01 ソフトバンク株式会社 通信装置
DE102016102073A1 (de) * 2016-02-05 2017-08-10 Snaptrack, Inc. Frontend-Modul für Carrier-Aggregation-Betrieb
JP6466872B2 (ja) * 2016-03-01 2019-02-06 株式会社東芝 通信回路
US10567012B2 (en) 2016-04-29 2020-02-18 Huawei Technologies Co., Ltd. Radio frequency front end, terminal device, and carrier aggregation method
CN105871410B (zh) * 2016-05-30 2019-08-06 青岛海信移动通信技术股份有限公司 一种载波聚合ca射频电路和移动终端
US10439685B2 (en) * 2016-06-12 2019-10-08 Skyworks Solutions, Inc. Front-end architectures for multiple antennas
CN106130570B (zh) * 2016-06-15 2019-03-08 联想(北京)有限公司 一种载波聚合电路
KR101823270B1 (ko) * 2016-07-07 2018-01-29 삼성전기주식회사 커플러 내장형 고주파 스위치 회로 및 장치
US10044341B2 (en) 2016-07-07 2018-08-07 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Radio frequency switch circuit and apparatus having built-in coupler
CN106230569B (zh) * 2016-07-29 2019-10-25 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置及移动终端
WO2018027538A1 (en) * 2016-08-09 2018-02-15 Tongyu Communication Inc. Antenna unit, multi-array antenna system and base station thereof
JP6870684B2 (ja) * 2016-11-18 2021-05-12 株式会社村田製作所 マルチプレクサ
DE102016123474A1 (de) * 2016-12-05 2018-06-07 Snaptrack, Inc. RF-Modul und Verfahren zum Testen eines RF-Moduls
KR102559978B1 (ko) * 2017-02-21 2023-07-26 삼성전자 주식회사 복수의 주파수 밴드들을 이용한 d2d 통신을 지원하는 프론트 엔드 모듈과 그를 구비한 전자 장치
US10659121B2 (en) 2017-03-15 2020-05-19 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for radio frequency front-ends
US10608603B2 (en) 2017-05-16 2020-03-31 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multi-band power amplifier module
JP2018196104A (ja) 2017-05-16 2018-12-06 株式会社村田製作所 マルチバンド対応電力増幅モジュール
CN107395221A (zh) 2017-08-09 2017-11-24 惠州Tcl移动通信有限公司 一种lte频段切换装置、切换方法及移动终端
WO2019059085A1 (ja) 2017-09-21 2019-03-28 株式会社村田製作所 フィルタ回路および高周波モジュール
WO2019056322A1 (zh) * 2017-09-22 2019-03-28 Oppo广东移动通信有限公司 一种指示ue发射端口数量的方法、ue及网络设备
KR102434001B1 (ko) * 2017-11-15 2022-08-19 현대자동차주식회사 안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법 및 안테나 장치를 포함하는 차량
US10778290B2 (en) 2018-02-06 2020-09-15 Skyworks Solutions, Inc. Radio-frequency front-end systems
CN111869112B (zh) * 2018-03-15 2022-05-17 株式会社村田制作所 前端电路、前端模块、通信装置以及多工器
JP6760537B2 (ja) * 2018-03-15 2020-09-23 株式会社村田製作所 アンテナ装置
US10826543B2 (en) 2018-07-27 2020-11-03 Qualcomm Incorporated Filter circuit configuration for carrier aggregation
KR102662110B1 (ko) 2019-01-23 2024-05-03 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치
JP2020167446A (ja) * 2019-03-28 2020-10-08 株式会社村田製作所 高周波フロントエンド回路および通信装置
WO2020226090A1 (ja) * 2019-05-09 2020-11-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 半導体チップおよび受信装置
WO2021002271A1 (ja) 2019-07-03 2021-01-07 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
US12004134B2 (en) 2019-09-10 2024-06-04 T-Mobile Usa, Inc. Configurable radio frequency filter
JP2021145282A (ja) * 2020-03-13 2021-09-24 株式会社村田製作所 高周波モジュールおよび通信装置
JP2021158554A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 株式会社村田製作所 高周波モジュールおよび通信装置
JP2021158556A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 株式会社村田製作所 高周波モジュールおよび通信装置
CN111817733B (zh) * 2020-07-28 2022-04-22 惠州Tcl移动通信有限公司 射频结构及移动终端
CN116171529A (zh) * 2020-09-25 2023-05-26 株式会社村田制作所 高频电路和通信装置
CN112702074B (zh) * 2020-12-24 2022-11-11 Oppo广东移动通信有限公司 一种射频电路

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6240274B1 (en) * 1999-04-21 2001-05-29 Hrl Laboratories, Llc High-speed broadband wireless communication system architecture
AUPQ204599A0 (en) * 1999-08-05 1999-08-26 R F Industries Pty Ltd Dual band antenna
GB0105440D0 (en) * 2001-03-06 2001-04-25 Koninkl Philips Electronics Nv Antenna arrangement
DE10316719B4 (de) 2003-04-11 2018-08-02 Snaptrack, Inc. Frontendschaltung für drahtlose Übertragungssysteme
US7148751B2 (en) 2003-04-14 2006-12-12 M/A-Com, Inc. Handset radiofrequency front end module in fine pitch quad flat no lead (FQFP-N) package
US7596357B2 (en) 2004-02-27 2009-09-29 Kyocera Corporation High-frequency switching circuit, high-frequency module, and wireless communications device
JP4465286B2 (ja) 2004-02-27 2010-05-19 京セラ株式会社 高周波選択回路、高周波モジュール及び無線通信装置
WO2005088847A1 (en) 2004-03-15 2005-09-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Multimode/multiband mobile station and method for operating the same
US7251499B2 (en) * 2004-06-18 2007-07-31 Nokia Corporation Method and device for selecting between internal and external antennas
US7949341B2 (en) * 2004-12-13 2011-05-24 Broadcom Corporation Method and system for mobile receiver antenna architecture for world band cellular and broadcasting services
JP2007019939A (ja) * 2005-07-08 2007-01-25 Renesas Technology Corp 無線通信装置及びそれを用いた携帯電話端末
US7383024B2 (en) 2005-09-30 2008-06-03 Avago Technologies Wireless Ip Pte Ltd Multi-band handset architecture
US7949344B1 (en) * 2006-02-13 2011-05-24 Wireless Strategies, Inc. Uncoordinated microwave paths in coordinated frequency bands
DE102006015072B4 (de) 2006-03-31 2017-06-01 Epcos Ag Mobilfunkmodul für Multi-Band-Multi-Mode Betrieb
JP4858860B2 (ja) 2007-10-10 2012-01-18 日立金属株式会社 マルチバンドアンテナ
US20090116510A1 (en) * 2007-11-02 2009-05-07 Broadcom Corporation High frequency communication device with minimal off chip components
JP5065956B2 (ja) 2008-03-24 2012-11-07 太陽誘電株式会社 静電気保護回路及びこれを用いたアンテナスイッチモジュール
US20110150050A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-23 Hafedh Trigui Digital integrated antenna array for enhancing coverage and capacity of a wireless network
US8493126B2 (en) * 2010-07-15 2013-07-23 Qualcomm Incorporated Wideband balun having a single primary and multiple secondaries
US8847515B2 (en) 2010-08-24 2014-09-30 Cirrus Logic, Inc. Multi-mode dimmer interfacing including attach state control

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014526847A (ja) 2014-10-06
WO2013041146A1 (en) 2013-03-28
US20140329475A1 (en) 2014-11-06
CN103814526A (zh) 2014-05-21
CN103814526B (zh) 2016-07-06
DE112011105649T5 (de) 2014-08-28
US9660687B2 (en) 2017-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5798253B2 (ja) 帯域アグリゲーションモードのためのフロントエンド回路
US10727878B2 (en) Multi-band radio frequency circuit
US9172441B2 (en) Front end circuitry for carrier aggregation configurations
US9444609B2 (en) RF front end arrangement and method for sharing first and second antennas by different frequency bands
US8768267B2 (en) Switchless band separation for transceivers
JP5356394B2 (ja) 移動無線装置のための回路構成、および、それを動作させる方法
JP5350214B2 (ja) マルチバンドおよびマルチモード方式の移動無線モジュール
US9240811B2 (en) Switched duplexer front end
US9608749B2 (en) Multi-band wireless communication device with multiplexer and method of multiplexing multi-band wireless signals
US20140167877A1 (en) Filter module
EP1673949B1 (en) Multiband multimode communication engines
KR20160058844A (ko) 반송파 집성 프런트 엔드 모듈 응용에 관련된 시스템 및 방법
CN101971511B (zh) 前端电路
KR20130117791A (ko) 안테나 및 rf 프론트 엔드 장치
JP2007511115A (ja) マルチバンド・マルチモード通信エンジンのためのマルチ入力・マルチ出力およびダイバーシティフロントエンド装置
TW201740701A (zh) 具有可切換雙工器的前端架構
US10057902B2 (en) Module with duplexers and filters
JP2011501591A5 (ja)
US7383032B2 (en) Cellular phone and method for receiving and transmitting signals of different frequency bands
US20210273673A1 (en) Front-end module and communication device
US20230020586A1 (en) Carrier aggregation with integrated filters
US9806773B2 (en) Apparatus for a mulitple-input multiple-output (MIMO) architecture
Liu et al. A new architecture design for WCDMA and GSM dual-mode mobile phones
KR20140128126A (ko) 무선통신 네트워크에서 무선 접속 노드 시스템의 안테나 공용화 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140516

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140516

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150317

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150616

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150804

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150820

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5798253

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250