JP7030982B2

JP7030982B2 - マルチウェイスイッチ、無線周波数システム、およびワイヤレス通信装置

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Publication number: JP7030982B2
Application number: JP2020529193A
Authority: JP
Inventors: バイ、ジャン
Original assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Current assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2022-03-07
Anticipated expiration: 2038-10-30
Also published as: AU2018413669B2; KR102367158B1; CN108199726A; JP2021505060A; KR20200108041A; AU2018413669A1; WO2019174250A8; WO2019174250A1; CN108199726B; EP3540962A1; US20190288735A1; US10749562B2; EP3540962B1

Description

本開示は、モバイル端末技術の分野に関し、特に、マルチウェイスイッチ、無線周波数システム、およびワイヤレス通信装置に関する。

スマートフォンなどの電子機器が広く利用されるとともに、スマートフォンはますます多くのアプリケーションをサポートし、ますます強力になっている。スマートフォンは多様化で個性化的に開発されており、ユーザーの生活に不可欠な電子製品となっている。第４世代（４Ｇ）モバイル通信システムでは、電子装置は通常、シングルアンテナまたはデュアルアンテナの無線周波数（ＲＦ）システムアーキテクチャを採用している。現在、第５世代（５Ｇ）モバイル通信システムの新しい無線（ＮＲ）システムでは、４アンテナＲＦシステムアーキテクチャをサポートする電子装置が提案されている。

本開示の実施形態は、第５世代の新しい無線（５ＧＮＲ）における電子装置の２^ｎ個のポートに対応する２ｎ個のアンテナを介して順番にサウンディング基準信号（ＳＲＳ）（すなわち、２^ｎポートＳＲＳ）を送信する機能を実装するためのマルチウェイスイッチ、無線周波数システム、およびワイヤレス通信装置を提供する。

マルチウェイスイッチは、無線周波数回路およびアンテナシステムとカップリングされて、ワイヤレス通信装置のプリセット機能を実装するように構成される。プリセット機能は、２^ｎ個のＰポートに対応する２^ｎ個のアンテナを介してＳＲＳを順番に送信する機能である。

本開示の実施形態の第２の態様によれば、無線周波数システムが提供される。無線周波数システムは、アンテナシステム、無線周波数回路、およびマルチウェイスイッチを備える。

アンテナシステムは２^ｎ個のアンテナを備える。

本開示の実施形態の第３の態様によれば、ワイヤレス通信装置が提供される。ワイヤレス通信装置は、アンテナシステム、無線周波数回路、およびマルチウェイスイッチを備える。

アンテナシステムは２^ｎ個のアンテナを備える。

マルチウェイスイッチは、無線周波数回路およびアンテナシステムとカップリングされ、ワイヤレス通信装置のプリセット機能を実装する。プリセット機能は、２^ｎ個のＰポートに対応する２^ｎ個のアンテナを介してＳＲＳを順番に送信する機能である。

本開示の実施形態では、マルチウェイスイッチが提供される。マルチウェイスイッチは、電子機器に適用される。電子装置は、単一周波数単一送信モードで動作可能である。電子装置は、マルチウェイスイッチ、無線周波数回路、およびアンテナシステムを備える。アンテナシステムは２^ｎ個のアンテナを備える。マルチウェイスイッチは、５つのＴポートと２^ｎ個のＰポートを備える。５つのＴポートのうち１つのＴポートは、２^ｎ個のＰポートと完全とカップリングされる。マルチウェイスイッチは、無線周波数回路とアンテナシステムとカップリングされ、２^ｎ個のＰポートに対応する２^ｎ個のアンテナを介してＳＲＳを順番に送信するプリセット機能を実装する。

本開示の実施形態または関連技術における技術的解決策をより明確に説明するために、以下は、実施形態または関連技術を説明するために必要な添付図面を簡単に紹介する。明らかに、以下の説明における添付図面は、本開示のいくつかの実施形態を例示するだけである。当業者は、創造的な努力なしに、これらの添付図面に基づいて他の図面を入手することもできる。
図１－１は、本開示の実施形態によるマルチウェイスイッチを示す概略構造図である。図１－２は、本開示の実施形態によるマルチウェイスイッチを示す概略構造図である。図２は、本開示の実施形態による４Ｐ４Ｔ完全カップリングスイッチを示す概略構造図である。図３は、本開示の実施形態による４Ｐ４Ｔ簡略化されるスイッチを示す概略構造図である。図４Ａは、本開示の実施形態によるワイヤレス通信装置の無線周波数回路を示す概略構造図である。図４Ｂは、本開示の実施形態によるワイヤレス通信装置のマルチウェイスイッチを示す概略構造図である。図５Ａは、本開示の実施形態によるワイヤレス通信装置を示す概略構造図である。図５Ｂは、本開示の実施形態によるワイヤレス通信装置を示す概略構造図である。図５Ｃは、本開示の実施形態によるワイヤレス通信装置を示す概略構造図である。図５Ｄは、本開示の実施形態によるワイヤレス通信装置を示す概略構造図である。図５Ｅは、本開示の実施形態によるワイヤレス通信装置を示す概略構造図である。図６は、本開示の実施形態によるワイヤレス通信装置のアンテナシステムを示す概略構造図である。図７は、本開示の実施形態によるワイヤレス通信装置の別のアンテナシステムを示す概略構造図である。図８は、本開示の実施形態による無線周波数システムを示す概略構造図である。図９は、本開示の実施形態によるワイヤレス通信装置を示す概略構造図である。図１０は、本開示の実施形態による、ワイヤレス通信装置のアンテナを多重化するためのワイヤレス充電レシーバを示す概略図である。図１１は、本開示の実施形態による４つのアンテナを備えるループアレイアンテナを示す概略構造図である。

本開示の実施形態における技術案は、本開示の実施形態の添付の図面を参照して、以下に明確かつ完全に説明される。明らかに、説明される実施形態は、本開示のすべてではなく、単にいくつかの実施形態である。創造的な努力なしに本開示の実施形態に基づいて当業者によって得られる他のすべての実施形態は、本開示の保護範囲内に含まれるものとする。

本開示の明細書、特許請求の範囲、および添付の図面で使用される「第１」、「第２」などの用語は、特定の順序を説明するのではなく、異なるオブジェクトを区別するために使用される。「含む」、「備える」、および「有する」という用語ならびにそれらの変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図している。例えば、一連のステップまたはユニットを含むプロセス、方法、システム、製品、または設備は、リストされるステップまたはユニットに限定されない。代わりに、リストされていない他のステップまたはユニットをオプションで含めることができる。あるいは、プロセス、方法、製品、または装置に固有の他のステップまたはユニットも含めてもよい。

本明細書で言及される「実施例」または「実施形態」という用語は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれ得ることを意味する。本明細書の様々な場所に現れるフレーズは、必ずしも同じ実施形態を指すものではなく、他の実施形態と相互に排他的な独立または代替の実施形態を指すものでもない。本明細書で説明される実施形態は、他の実施形態と組み合わせることができることが当業者によって明示的および暗黙的に理解される。

本開示の実施形態に係る通信装置は、電子装置またはネットワーク装置を含み、電子装置は、ワイヤレス通信機能を有する様々なハンドヘルド装置、車載装置、ウェアラブル装置、コンピューティング装置、またはワイヤレスモデムに接続される他の処理装置、およびさまざまな形式のユーザー機器（ＵＥ）、移動局（ＭＳ）、端末装置などを含んでもよい。説明を簡単にするために、上記の装置をまとめて電子装置と呼ぶ。

本開示の実施形態で提供されるマルチウェイスイッチおよび関連製品をよりよく理解するために、本開示の以下の実施形態を詳細に説明する。

現在、携帯電話の４つのアンテナでのサウンディング基準信号（ＳＲＳ）の切り替えは、チャイナモバイル通信会社（ＣＭＣＣ）にとって、チャイナモバイル５Ｇスケールテストテクニカルホワイトペーパー＿ターミナルで必須のオプションであり、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）ではオプションではある。その主な目的は、基地局が携帯電話の４つのアンテナのアップリンク信号を測定して４つのチャネルの品質とパラメータを確定し、チャネルのレシプロシティーに応じて、４つのチャネルに対してダウンリンクの大規模多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナアレイのビームフォーミングを実行し、そして最後に、ダウンリンク４ｘ４ＭＩＭＯが最高のデータ伝送パフォーマンスが得られるためのものである。

４つのアンテナにおけるＳＲＳスイッチングの要件を満たすために、本開示の実施形態は、簡略化される４ＰポートおよびｎＴポート（４ＰｎＴ）アンテナスイッチに基づく無線周波数アーキテクチャを提供する。本開示の実施形態では、４ＰｎＴアンテナスイッチは、４つのＰポートおよび５つのＴポート（４Ｐ５Ｔ）アンテナスイッチとして具体化される。本開示の他の実施形態では、４ＰｎＴアンテナスイッチは、本明細書では限定されない、他の数のＴポートを含むことができる。３Ｐ３Ｔ／ＤＰＤＴ／マルチウェイスモールスイッチスイッチングスキームと比較して、現在のスイッチングスキームは、各経路の直列スイッチの数を減らし（スイッチのすべてまたは一部が４Ｐ５Ｔスイッチに集積されている）、リンク損失を減らし、端末全体の送信および受信パフォーマンスを最適化する。以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。

以下は、当業者の理解を容易にするために、本開示のいくつかの用語を説明する。

本開示における「Ｐポート」は、「分極ポート」の略語であり、マルチウェイスイッチのアンテナとカップリングされるポートを指す。本開示における「Ｔポート」は、「スローポート」の略語であり、マルチウェイスイッチの無線周波数回路とカップリングされるポートを指す。マルチウェイスイッチは、たとえば４Ｐ５Ｔスイッチである。つまり、４つのＰポートはアンテナシステムとカップリングされるように構成され、５つのＴポートは無線周波数回路とカップリングされるように構成される。本明細書の「モジュール」は、回路および関連するコンポーネントの任意の組み合わせを指すことができる。

本開示の実施形態で説明されているマルチウェイスイッチのＴポートとＰポートの間の「カップリング」、「完全カップリング（完全にカップリングされる）」、または他の種類のカップリングの概念は、Ｔポートが第１のスイッチトランジスタを介してＰポートとカップリングことを指す。本開示の実施形態で説明されるマルチウェイスイッチのＴポートとＰポートの「完全カップリング」（完全にカップリングされる）の概念は、Ｔポートが第１のスイッチトランジスタを介してすべてのＰポートとカップリングされる状態を指す。たとえば、第１のＴポートが４つのＰポートと完全にカップリングされるということは、第１のＴポートが４つのＰポートのすべてとカップリングされることを意味する。１つのＴポートまたは１つのＰポートは、第２のスイッチトランジスタの１つのポートであってもよい。第１のスイッチトランジスタは、ＴポートとＰポートの間の単方向通信（ＴポートからＰポートへの単方向通信およびＰポートからＴポートへの単方向通信を含む）を制御するように構成される。第１のスイッチトランジスタは、例えば、３つの金属酸化物半導体（ＭＯＳ）トランジスタを含むスイッチアレイであってもよい。第１のスイッチトランジスタがオフされて接地されていない場合、寄生パラメータは他の接続されるポートのパフォーマンスに大きく影響する。したがって、第１のスイッチトランジスタは、３つのＭＯＳトランジスタで実装され、３つのＭＯＳトランジスタは、共通のソース接続、すなわち、共通のソースでカップリングされ得る。第１のスイッチトランジスタがオフされると、両端の２つのＭＯＳトランジスタがオフされ、中央の１つのＭＯＳトランジスタが接地される。第２のスイッチトランジスタは、対応するポート（ＴポートまたはＰポート）を有効にするように構成され、例えば、ＭＯＳトランジスタであってもよい。ここで、第１のスイッチトランジスタおよび第２のスイッチトランジスタの具体的な構成は限定されない。一実施例として、ワイヤレス通信装置は、ＴポートとＰポートの間の経路を制御して、第１のスイッチトランジスタを介してスイッチを入れることができる。一実施例として、ワイヤレス通信装置は、マルチウェイスイッチのスイッチトランジスタとカップリングされる専用のコントローラを備えてもよい。

「第１のＴポート」という用語は、「１対すべてのＴポート」とも呼ばれる。第１のＴポート（１対すべてのＴポート）は、すべてのＰポートとカップリングされるＴポートを指す。「第２のＴポート」という用語は、「１対１のＴポート」とも呼ばれる。第１のＴポート（１対すべてのＴポート）は、対応する１つのＰポートとカップリングされるＴポートを指す。

次に、４つのＰポートに対応する４つのアンテナを介して順番にサウンディング基準信号（ＳＲＳ）を送信することは、ワイヤレス通信装置がポーリングメカニズムに基づいて基地局と対話して、それぞれのアンテナに対応するアップリンクチャネルの品質を決定するプロセスを指す。

「送受信ポート」、「送信ポート」、または「受信ポート」は、対応する送信および／または受信機能を実装し、ネットワークの経路上にあるポート（１つ以上のコンポーネントで構成される場合がある）を指す。受信回路の経路上、１つ以上の送信回路および／または１つ以上の受信回路の集積後の経路上の送信回路。図に示される送信ポート、受信ポート、および送受信ポートなどのポートは例示的なものであり、正確なポート位置を示すことを意図しておらず、制限を課すものではないことに留意される。

以下の本開示の実施形態を詳細に説明する。

マルチウェイスイッチ１０は、無線周波数回路２０およびアンテナシステム３０とカップリングされて、ワイヤレス通信装置１００のプリセット機能を実現するように構成される。プリセット機能は、４つのＰポートに対応する４つのアンテナから順番に４つのアンテナを介してＳＲＳを送信する機能である。これは、２^ｎ個ポートＳＲＳ機能として理解できる。

以下では、例として、ｎ＝２、つまり４つのアンテナと４つのＰポートが構成される場合について説明する。なお、本発明の実施形態において、アンテナおよびＰポートの数は４に限定されず、その数を２^ｎ（ｎは整数、ｎ≧２）に拡張することができる。２^ｎ個のアンテナと２^ｎ個のＰポートが構成される場合、無線周波数回路の論理構成、無線周波数回路の物理構成、独立回路モジュールとＴポート間のカップリング、ＴポートとＰポート、Ｐポートとアンテナとの間のカップリングなどは、以下の実施形態で参照することができる。２^ｎ個のアンテナを介してＳＲＳを順番に送信することを達成する原理および簡略化されるスイッチの構造に関しては、以下の実施形態における関連する説明をさらに参照することができる。

図１－２は、本開示の一実施形態によるマルチウェイスイッチ１０を示す概略構造図である。マルチウェイスイッチ１０は、ワイヤレス通信装置１００に適用可能である。この実施例において、ワイヤレス通信装置１００は、端末装置として具体化することができる。ワイヤレス通信装置１００は、単一周波数単一送信モードで動作可能である。ワイヤレス通信装置１００は、マルチウェイスイッチ１０、無線周波数回路２０、およびアンテナシステム３０を備える。アンテナシステム３０は、４つのアンテナを含む。マルチウェイスイッチ１０は、５つのＴポートおよび４つのＰポートを備える。５つのＴポートは、無線周波数回路２０とカップリングされるように構成される。４つのＰポートは、アンテナシステム３０の４つのアンテナとカップリングされるように構成される。すなわち、４つのアンテナと４つのＰポートは、１対１の対応でカップリングされる。５つのＴポートには、４つのＰポートのすべてとカップリングされる１つの第１のＴポートが含まれる（つまり、５つのＴポートの１つが４つのＰポートのすべてとカップリングされる）。

マルチウェイスイッチ１０は、無線周波数回路２０およびアンテナシステム３０とカップリングされて、ワイヤレス通信装置１００のプリセット機能を実装するように構成される。プリセット機能は、４つのＰポートに対応する４つのアンテナを介してＳＲＳを順番に送信する機能であり、４ポートＳＲＳ機能として理解できる。

実施例として、ワイヤレス通信装置１００は、顧客構内機器（ＣＰＥ）またはモバイルワイヤレス・フィディリティー（ＭＩＦＩ）などの第５世代の新しい無線（５ＧＮＲ）をサポートする携帯電話または他の端末装置であってもよい。

マルチウェイスイッチ１０は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を備える。５つのＴポートの１つのＴポートは４つのＰポートのすべてとカップリングされるが、他の各Ｔポートは１つのＰポートのみとカップリングされ、さらに１つのＰポートを介して受信するために１つの固定アンテナとカップリングされる。４Ｐ４Ｔスイッチの内蔵ＦＥＴ、体積、およびコストを削減でき、パフォーマンスを向上できる。詳細は後述する。

例えば、マルチウェイスイッチ１０の概略構造図の図２に示すように、５つのＴポートのうち、各Ｔポートが４つのＰポートのすべてとカップリングされる場合。マルチウェイスイッチ１０の電界効果トランジスタの数が５＋５＊４＊３＋４＝６９である。マルチウェイスイッチ１０の概略構造図の図３に示すように、５つのＴポートのうちの１つのＴポートのみが４つのＰポートのすべてとカップリングされる場合、マルチウェイスイッチ１０の電界効果トランジスタの数は５＋（１＊４＋（５－１）＊１）＊３＋４＝３３である。

さらに、ワイヤレス通信装置１００は、無線周波数トランシーバをさらに備える。無線周波数トランシーバは、無線周波数回路２０とカップリングされ、無線周波数回路２０、マルチウェイスイッチ１０、およびアンテナシステム３０とともにワイヤレス通信装置１００の無線周波数システムを構成する。

４つのＰポートのすべてとカップリングされるＴポート（すなわち、完全カップリングＴポート）の数を制限することにより、ワイヤレス通信装置の無線周波数システムのスイッチの数を効果的に減らすことができる。つまり、完全カップリングＴポートの数は、無線周波数システムのパフォーマンスに大きな影響を与える。

本開示の実施形態では、ワイヤレス通信装置は、単一周波数単一送信モードで動作可能である。

単一周波数単一送信モードは、ワイヤレス通信装置１００が単一周波数帯域－デュアルアップリンク（ＵＬ）送信経路または単一周波数帯域－４ダウンリンク（ＤＬ）受信経路を最大能力までサポートできる動作モードを指す。

本開示の実施形態によれば、ワイヤレス通信装置は、アンテナシステム、無線周波数回路、およびマルチウェイスイッチを備える。アンテナシステムは４つのアンテナを備える。マルチウェイスイッチは、５つのＴポートと４つのＰポートを備える。５つのＴポートのうちの１つのＴポートは、４つのＰポートのすべてとカップリングされる。マルチウェイスイッチは、無線周波数回路およびアンテナシステムとカップリングしてワイヤレス通信装置のプリセット機能を実装するように構成される。プリセット機能は、ＳＲＳを４つのＰポートに対応する４つのアンテナを介して順番に送信する機能である。

一つの実施例として、５つのＴポートは、１つの第１のＴポートおよび４つの第２のＴポートを含む。１つの第１のＴポートは、４つのＰポートのすべてとカップリングされる。４つの第２のＴポートは、４つのＰポートと１対１で対応している。５つのＴポートの１つの第１のＴポートは少なくとも送信機能をサポートし、５つのＴポートの１つの第１のＴポート以外の４つの第２のＴポートは受信機能のみをサポートする。

この実施例では、マルチウェイスイッチ１０は第１のＴポートと第２のＴポートを備え、すべてのＴポートがすべてのＰポートとカップリングされる構成と比較して、本明細書で提供されるマルチウェイスイッチ１０では、スイッチの数が削減される。すなわち、ワイヤレス通信装置１００の無線周波数システムの送信経路および／または受信経路におけるスイッチの数を減らすことができ、それにより経路損失を減らし、送信電力／感度、５ＧＮＲにおけるデータ伝送速度、および携帯電話のアップリンクカバレッジとダウンリンクカバレッジを改善し、また、消費電力とコストを減らす。

実施例として、マルチウェイスイッチ１０は、３３個のＦＥＴから構成される。

対応する無線周波数回路２０の概略構造である図４Ａに示すように、ワイヤレス通信装置１００が単一周波数単一送信モードで動作可能である場合、ワイヤレス通信装置１００の無線周波数回路２０は、論理的に４つの受信回路と１つの送信回路を備える。ワイヤレス通信装置１００の高周波回路２０は、１つの第１ポートと４つの第２ポートに対応する。対応するマルチウェイスイッチ１０の概略構造である図４Ｂに示すように、マルチウェイスイッチ１０は、５つのＴポートを備える。５つのＴポートには、１つの第１のＴポートと４つの第２のＴポートが含まれる。マルチウェイスイッチ１０の電界効果トランジスタの数は５＋（１＊４＋（５－１）＊１）＊３＋４＝３３である。第１のポートは、第１のＴポートとカップリングされるように構成され、第２のポートは、第２のＴポートとカップリングされるように構成される。１つの送信回路は論理的に送信機能をサポートする第１のポートに対応し、第１のポートはマルチウェイスイッチ１０の１つの第１のＴポートとカップリングされる。さらに、４つの受信回路は４つの第２のポートに対応する（１対１の対応）。４つの第２のポートのそれぞれは受信機能のみをサポートし、４つの第２のポートのそれぞれはマルチウェイスイッチ１０の１つの第２のＴポートとカップリングされる。送信回路と受信回路の特定の構成、およびマルチウェイスイッチ１０に関連する定義は、前述の実施形態と同様であり、本明細書では再度説明しない。さらに、上記の無線周波数回路２０とマルチウェイスイッチ１０とのマッチング方式は、本明細書における単なる例である図面の構造を含むがこれに限定されないことが理解され得る。

本開示の実施形態のマルチウェイスイッチ１０は、ワイヤレス通信装置１００が単一周波数単一送信モードで動作することを可能にすることができる。５ＧＮＲで４ポートＳＲＳスイッチングをサポートするワイヤレス通信装置のＲＦアーキテクチャを簡略化し、送信経路と受信経路のスイッチの数を減らして経路損失を減らし、それにより送信電力／感度、５ＧＮＲにおけるデータ伝送速度、および携帯電話のアップリンクカバレッジとダウンリンクカバレッジを改善し、消費電力を減らす。

実施例として、ワイヤレス通信装置１００の無線周波数回路２０は、論理的に、１つの送信回路（信号を送信および／または処理するための回路として理解してもよい）と４つの受信回路（信号を受信および／または処理するための回路として理解してもよい）を備える。

無線周波数回路２０は、物理的に１つの独立回路モジュールを備える。

１つの独立回路モジュールは、１つの第１のＴポートとカップリングされるように構成される１つの送信ポートを有する。独立回路モジュールは、４つの第２のＴポートとカップリングされるように構成される受信ポートを有し、言い換えると、１つの独立回路モジュールは４つの受信ポートを有し、４つの受信ポートのそれぞれが４つの第２のＴポートの１つとカップリングされるように構成される。

実施例として、ワイヤレス通信装置１００の無線周波数回路２０は、論理的には１つの送信回路と４つの受信回路を備える。

無線周波数回路２０は、物理的に２つの独立回路モジュールを備える。

２つの独立回路モジュールには、１つの第１のＴポートとカップリングされるように構成される１つの送信ポートを有する。２つの第１の独立回路モジュールは４つの受信ポートを有し、４つの受信ポートのそれぞれが３つの第２のＴポートの１つとカップリングされるように構成される。

レシーバ回路の低雑音増幅器（ＬＮＡ）は同時に動作できるので、低電力と低消費電力のため、設計を通じて相互の影響を回避することができる。したがって、同じ周波数帯域の複数の受信回路内の複数のＬＮＡを同じ回路モジュールに配置できる。ただし、同じ周波数帯域の２つのＰＡが同時に動作する場合（ＵＬＭＩＭＯモードに対応）、送信電力が高くなり、２つのＰＡの信号が互いに干渉する。さらに、２つのＰＡが同時に動作すると、放熱効率に影響する。ワイヤレス通信装置１００の無線周波数回路２０は、論理的には１つの送信回路のみを備え、同じ周波数帯域の１つのＰＡのみが動作する。これを考慮すると、１つまたは２つの独立回路モジュールが必要である。

高周波回路２０が物理的に独立した１つの回路モジュールを備える場合、対応するワイヤレス通信装置１００の構成例は、図５Ａを参照してもよく、詳細は後述する。

実施例として、図５Ａに示すように、無線周波数回路２０は、物理的に１つの独立回路モジュールを備える。独立回路モジュールは、１つの送信回路と４つの受信回路を備える。

無線周波数回路２０が物理的に２つの独立回路モジュールを備える場合、対応するワイヤレス通信装置１００の例示的な構造は、図５ないし図５Ｅを参照してもよく、詳細は後述する。

実施例として、図５Ｂに示すように、無線周波数回路２０は、物理的に２つの独立回路モジュールを備える。２つの独立回路モジュールは、第１の独立回路モジュールおよび第２の独立回路モジュールを備える。第１の独立回路モジュールは、１つの送信回路を備える。第２の独立回路モジュールは、４つの受信回路を備える。

実施例として、図５Ｃに示すように、無線周波数回路２０は、物理的に２つの独立回路モジュールを備える。２つの独立回路モジュールは、第１の独立回路モジュールおよび第２の独立回路モジュールを備える。第１の独立回路モジュールは、１つの送信回路および１つの受信回路を備える。第２の独立回路モジュールは、３つの受信回路を備える。

実施例として、図５Ｄに示すように、無線周波数回路２０は、物理的に２つの独立回路モジュールを備える。２つの独立回路モジュールは、第１の独立回路モジュールおよび第２の独立回路モジュールを備える。第１の独立回路モジュールは、１つの送信回路と２つの受信回路を備える。第２の独立回路モジュールは、２つの受信回路を備える。

実施例として、図５Ｅに示すように、無線周波数回路２０は、物理的に２つの独立回路モジュールを備える。２つの独立回路モジュールは、第１の独立回路モジュールおよび第２の独立回路モジュールを備える。第１の独立回路モジュールは、１つの送信回路と３つの受信回路を備える。第２の独立回路モジュールは、１つの受信回路を備える。

本開示の実施形態に係る送信回路は、電力増幅器（ＰＡ）、フィルタ、および電力カップリング器を備える。ＰＡはフィルタとカップリングされる。フィルタは電力カプラとカップリングされる。電力カプラは、マルチウェイスイッチ１０の１つの第１のＴポートとカップリングされる。ＰＡは、無線周波数トランシーバとカップリングされるように構成される。

本開示の実施形態に係る受信回路は、ＬＮＡおよびフィルタを備える。ＬＮＡはＰＡとカップリングされる。フィルタは、マルチウェイスイッチの１つの第２のＴポートとカップリングされる。ＬＮＡは、無線周波数トランシーバとカップリングされるように構成される。

送信回路の送信ポートは、独立回路モジュールの送信ポートに対応する。送信回路の送信ポートは、対応する第１のＴポートとカップリングされるように構成される。受信回路の受信ポートは、独立回路モジュールの受信ポートに対応する。受信回路の受信ポートは、対応する第２のＴポートとカップリングされるように構成される。

図５Ａに示すように、無線周波数回路は、物理的に１つの独立回路モジュールを備え、独立回路モジュールは、送信回路と、第１受信回路、第２受信回路、第３受信回路、第４受信回路などの４つの受信回路とを備える。

送信回路は、マルチウェイスイッチ１０の第１のＴポートとカップリングされる電力カプラ、および無線周波数トランシーバのＴＸ－ＣＨ０－ＮＸポート（ＮＸ周波数帯域の第１の送信ポート）とカップリングされるＰＡを有する。第１の受信回路は、マルチウェイスイッチ１０の１つの（第１の）第２のＴポートとカップリングされるフィルタ、および無線周波数トランシーバのＲＸ１－ＮＸポート（ＮＸ周波数帯域の第１の受信ポート）とカップリングされるＬＮＡを有する。第２の受信回路は、マルチウェイスイッチ１０の別の（第２の）第２のＴポートとカップリングされるフィルタ、および無線周波数トランシーバのＲＸ２－ＮＸポート（ＮＸ周波数帯域の第２の受信ポート）とカップリングされるＬＮＡを有する。第３の受信回路には、マルチウェイスイッチ１０の追加の（第３の）第２のＴポートとカップリングされるフィルタ、および無線周波数トランシーバのＲＸ３－ＮＸポート（ＮＸ周波数帯域の第３の受信ポート）とカップリングされるＬＮＡを有する。第４の受信回路には、マルチウェイスイッチ１０の追加の（第４の）第２のＴポートとカップリングされるフィルタ、および無線周波数トランシーバのＲＸ４－ＮＸポート（ＮＸ周波数帯域の第４の受信ポート）とカップリングされるＬＮＡを有する。

ワイヤレス通信装置１００は、プリセット機能を達成するために、スイッチトランジスタを介して、マルチウェイスイッチ１０のＴポートとＰポートとの間の経路を制御してオンおよびオフに切り替えることができる。プリセット機能は、ワイヤレス通信装置１００により、４つのＰポートに対応する４つのアンテナを介してＳＲＳを順番に送信することである。

図５Ｂ～図５Ｅに示される無線周波数トランシーバ、無線周波数回路２０、およびマルチウェイスイッチ１０のカップリング方式は、図５Ａに示される無線周波数トランシーバ、無線周波数回路２０、およびマルチウェイスイッチ１０と同様であり、ここでは説明しない。

上記の受信回路および送信回路は、様々な方法で実装できることが理解できる。本開示の実施形態は特に限定されない。

１つの可能な実施例では、４つのアンテナは、第１のアンテナ、第２のアンテナ、第３のアンテナ、および第４のアンテナを含む。これらの４つのアンテナはすべて、第５世代の新しい無線（５ＧＮＲ）周波数帯域で動作する。

５ＧＮＲ周波数帯域は、例えば、３．３ＧＨｚから３．８ＧＨｚおよび４．４ＧＨｚから５ＧＨｚを含んでもよい。

１つの可能な実施例では、４つのアンテナは、第１のアンテナ、第２のアンテナ、第３のアンテナ、および第４のアンテナを含む。第１アンテナと第４アンテナは、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）周波数帯域と第５世代の新しい無線（５ＧＮＲ）周波数帯域で動作可能なアンテナである。第２のアンテナと第３のアンテナは、５ＧＮＲ周波数帯域でのみ動作するアンテナである。

第１のアンテナと第４のアンテナは、ＬＴＥ端末の一部の周波数帯域でＤＬ４ｘ４ＭＩＭＯをサポートすることを目的としている。これらの２つのアンテナは、５ＧＮＲのアンテナと共有される（以下、「共有アンテナ」と略する）。ＬＴＥ周波数帯域は、例えば、１８８０～１９２０ＭＨｚおよび２４９６～２６９０ＭＨｚを含んでもよい。

１つの可能な実施例では、図６に示すように、アンテナシステムは、第１のコンバイナおよび第２のコンバイナをさらに備える。第１のコンバイナは、第１のアンテナとカップリングされるように構成される第１のポート、ワイヤレス通信装置１００のＬＴＥ４ｘ４多入力多出力（ＭＩＭＯ）構成で第１の受信経路とカップリングされるように構成される第２のポート、およびマルチウェイスイッチ１０の対応するＰポートとカップリングされるように構成される第３のポートを有する。第２のコンバイナは、第４のアンテナとカップリングされるように構成される第１のポート、ワイヤレス通信装置１００のＬＴＥ４ｘ４ＭＩＭＯの第２の受信経路とカップリングされるように構成される第２のポート、および多機能スイッチ１０の対応するＰポートとカップリングされるように構成される第３のポートを備える。

ＬＴＥ４＊４ＭＩＭＯはダウンリンクＬＴＥ受信回路であり、第３の受信経路として定義できる。ＬＴＥは現在２つの受信経路を有するため、ＬＴＥ４ｘ４ＭＩＭＯをサポートするために、第３の経路と第４の受信経路が追加される。

４つのアンテナの性能に応じて、ワイヤレス通信装置１００は、ＰＲＸ（主受信機）用の回路に対してより良い性能を有する１つのアンテナを配置し、アンテナは待機状態になる。さらに、送受信機能を持つスイッチの第１のＴポートをＴＸ（送信）およびＰＲＸの目的で構成できるため、アンテナを任意に切り替えることができる。このようにして、共有アンテナのポート間のカップリングを制限する必要はない。

実施例として、図７に示すように、アンテナシステム３０は、第１の単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチおよび第２のＳＰＤＴスイッチをさらに備える。第１のＳＰＤＴスイッチは、第１のアンテナとカップリングされるように構成される第１のポート、ワイヤレス通信装置１００のＬＴＥ４ｘ４多入力多出力（ＭＩＭＯ）構成における第１の受信経路とカップリングされるように構成される第２のポート、およびマルチウェイスイッチ１０の対応するＰポートとカップリングされるように構成される第３のポートを有する。第２のＳＰＤＴスイッチは、第４のアンテナとカップリングされるように構成される第１のポート、ＬＴＥの第２の受信経路とカップリングされるように構成される第２のポートワイヤレス通信装置１００の４×４ＭＩＭＯ、およびマルチウェイスイッチ１０の対応するＰポートとカップリングされるように構成される第３のポートを有する。

本開示のスキームは、互いに組み合わせるか、または置き換えることができる。例えば、上記のアンテナシステムおよび／またはマルチウェイスイッチは、以下の無線周波数システムおよびワイヤレス通信装置に適用または組み合わせることができる。なお、本開示の「アンテナシステムおよび／またはマルチウェイスイッチ」は、「アンテナシステム」、「マルチウェイスイッチ」、または「アンテナシステムおよびマルチウェイスイッチ」を意味する。

図８は、本開示の一実施形態による無線周波数システムを示す概略構造図である。無線周波数システムは、アンテナシステム、無線周波数回路、および上記の実施形態のいずれかによるマルチウェイスイッチを備える。

アンテナシステムには４つのアンテナが含まれる。

マルチウェイスイッチには、５つのＴポートと４つのＰポートを有する。５つのＴポートは、無線周波数回路とカップリングされるように構成される。４つのＰポートは、アンテナシステムとカップリングされるように構成される。５つのＴポートには、４つのＰポートのすべてとカップリングされる（つまり、完全にカップリングされる）１つの第１のＴポートが含まれる。

マルチウェイスイッチは、無線周波数回路およびアンテナシステムとカップリングされ、ワイヤレス通信装置のプリセット機能を実装し、プリセット機能は、４つのＰポートに対応する４つのアンテナを介してＳＲＳを順番に送信する機能である。

実施例として、５つのＴポートにはさらに４つの第２のＴポートが含まれる。４つの第２のＴポートのそれぞれは、４つのＰポートの対応する１つのＰポートとカップリングされる。５つのＴポートの第１のＴポートは、少なくとも送信機能をサポートする。５つのＴポートの第１のＴポート以外の４つの第２のＴポートは、受信機能のみをサポートする。

実施例として、ワイヤレス通信装置の無線周波数回路は、論理的には、１つの送信回路と４つの受信回路を備える。無線周波数回路は、物理的に１つの独立回路モジュールを備える。独立回路モジュールは、１つの第１のＴポートとカップリングされるように構成される１つの送信ポートを有する。独立回路モジュールは、４つの第２のＴポートとカップリングされるように構成される受信ポートを有する。

一実施例として、独立回路モジュールは、１つの送信回路と４つの受信回路を備える。送信回路は、１つの第１のＴポートとカップリングされるように構成される１つの送信ポートを有する。４つの受信回路のそれぞれは、４つの第２のＴポートの１つとカップリングされるように構成される１つの受信ポートを有する。

実施例として、ワイヤレス通信装置の無線周波数回路は、論理的には、１つの送信回路と４つの受信回路を備える。無線周波数回路は、物理的に２つの独立回路モジュールを備える。２つの独立回路モジュールには、１つの第１のＴポートとカップリングされるように構成される１つの送信ポートを有する。２つの第１の独立回路モジュールは、３つの第２のＴポートとカップリングされるように構成される受信ポートを有する。

図９は、本開示の一実施形態によるワイヤレス通信装置を示す概略構造図である。ワイヤレス通信装置は、アンテナシステム、無線周波数回路、および上記の実施形態のいずれかで説明されるマルチウェイスイッチを備える。

アンテナシステムには４つのアンテナが含まれる。

マルチウェイスイッチは、５つのＴポートと４つのＰポートを有する。５つのＴポートは、無線周波数回路とカップリングされるように構成される。４つのＰポートは、アンテナシステムとカップリングされるように構成される。５つのＴポートには、４つのＰポートのすべてとカップリングされる（つまり、完全にカップリングされる）１つの第１のＴポートが含まれる。

ワイヤレス通信装置は、電子装置（端末装置など）および基地局のうちの少なくとも１つを含む。

また、図１０に示すように、本開示の実施形態で説明したアンテナシステムの４つのアンテナは、ワイヤレス通信装置１００のワイヤレス充電レシーバによって多重化することもできる。ワイヤレス充電レシーバは、受信アンテナおよび受信制御回路を備える。受信アンテナは、ワイヤレス充電トランスミッターの送信アンテナとマッチする（同じまたは類似の周波数で共振し、放射共鳴磁気カップリングの方法でエネルギーをワイヤレスで転送する）。受信制御回路は、ループアレイアンテナを介して、エネルギーを直流（ＤＣ）に変換し、出力して電池を充電する。受信制御回路は、ループアレイアンテナの周波数を動的に調整し、ループアレイアンテナの周波数をワイヤレス充電トランスミッターの送信アンテナの周波数とマッチさせて、ペアリングされる充電を達成することができる。実施例として、受信制御回路は、周波数変更範囲でリアルタイムでワイヤレス充電トランスミッターと対話して、「排他的暗号化」ワイヤレス充電モードを実装する。

受信アンテナは、４つのアンテナのうちの少なくとも１つを含むアンテナであってもよい（複数のアンテナの場合、複数のアンテナは、スイッチを介してストローブされる）。

例えば、図１１に示すように、受信アンテナは、上述した４つのアンテナを含むループアレイアンテナである。４つのアンテナには、アンテナ１、アンテナ２、アンテナ３、およびアンテナ４が含まれる。アンテナ１およびアンテナ４は、ＬＴＥ周波数帯域と５ＧＮＲ周波数帯域の両方で動作可能であるが、アンテナ２とアンテナ３は５ＧＮＲ周波数帯域でのみ動作する。アンテナ１のポートとアンテナ４のポートは、ループアレイアンテナのポートとして使用される。隣接するアンテナは、分離機能を備えたゲート回路１７０を介してカップリングされる。ゲート回路１７０は、スペーサー１７１およびスイッチ１７２を備え、スペーサー１７１は導体であり、スイッチ１７２はさらにコントローラとカップリングされる。ワイヤレス通信装置１００は、ワイヤレス充電モードで各ゲート回路１７０のスイッチ１７２を導通させて、エネルギーを受信するループアレイアンテナを形成することができる。ゲート回路１７０は、アンテナ間にスペーサー１７１を追加することにより、通常通信モードにおけるワイヤレス通信装置１００の複数のアンテナ間の相互カップリングを低減し、複数のアンテナ間の分離を改善し、アンテナの性能を最適化できる。一方、複数のアンテナを直列にカップリングして、スイッチ１７１を介してループアレイアンテナを形成し、送信アンテナとよりよくマッチしてエネルギーを転送することができる。また、アンテナ１およびアンテナ４は、アンテナ２およびアンテナ３よりも能力が強いため、ループアレイアンテナを配置することにより、送信時のエネルギーロスを極力低減することができる。

本開示は、特定の実施形態に関連して説明されるが、本開示は、開示される実施形態に限定されるべきではなく、逆に、本開示の範囲内に含まれる様々な修正および同等の配置をカバーすることが意図される。法の下で許可されるすべてのそのような変更および同等の構造を添付の請求項の範囲内に包含するように、その範囲は最も広い解釈が与えられるべき。

Claims

単一周波数単一通信モードで動作可能なワイヤレス通信装置に適用可能なマルチウェイスイッチであって、
前記マルチウェイスイッチは５つのＴポートと２^ｎ個のＰポートを備え、前記５つのＴポートは無線周波数回路とカップリングされるように構成され、前記２^ｎ個のＰポートは２^ｎ個のアンテナを備えるアンテナシステムとカップリングされるように構成され、前記５つのＴポートは前記２^ｎ個のＰポートのすべてとカップリングされる１つの第１のＴポートを含み、ここ、ｎは整数であり、かつｎ≧２であり、
前記マルチウェイスイッチは、前記無線周波数回路および前記アンテナシステムとカップリングされ、ワイヤレス通信装置のプリセット機能を実装するように構成され、プリセット機能は、２^ｎ個のＰポートに対応する２^ｎ個のアンテナを介して順番にサウンディング基準信号（ＳＲＳ）を送信する機能であり、
前記５つのＴポートはさらに４つの第２のＴポートを含み、
前記４つの第２のＴポートのそれぞれは、前記２ ^ｎ個のＰポートの１つの対応するＰポートとカップリングされ、
前記第１のＴポートは少なくとも送信機能をサポートし、
前記４つの第２のＴポートは、受信機能のみをサポートする、
ことを特徴とするマルチウェイスイッチ。
アンテナシステム（３０）、無線周波数回路（２０）、およびマルチウェイスイッチ（１０）を備える無線周波数システムであって、
前記マルチウェイスイッチは５つのＴポートと２^ｎ個のＰポートを備え、前記５つのＴポートは無線周波数回路とカップリングされるように構成され、前記２^ｎ個のＰポートは前記アンテナシステムとカップリングされるように構成され、前記５つのＴポートは前記２^ｎ個のＰポートのすべてとカップリングされる１つの第１のＴポートを含み、ここ、ｎは整数であり、かつｎ≧２であり、
前記アンテナシステムは２^ｎ個のアンテナを備え、
前記マルチウェイスイッチは、前記無線周波数回路および前記アンテナシステムとカップリングされ、前記無線周波数システムのプリセット機能を実装し、前記プリセット機能は、前記４つのＰポートに対応する前記２^ｎ個のアンテナを介してサウンディング基準信号（ＳＲＳ）を順番に送信する機能であり、
前記５つのＴポートはさらに４つの第２のＴポートを含み、
前記４つの第２のＴポートのそれぞれは、前記２ ^ｎ個のＰポートの１つの対応するＰポートとカップリングされ、
前記第１のＴポートは少なくとも送信機能をサポートし、
前記４つの第２のＴポートは、受信機能のみをサポートする、
ことを特徴とする無線周波数システム。
請求項２に記載の無線周波数システムであって、
前記無線周波数回路は、ｍ個の独立回路モジュールを物理的に備え、ここで、ｍは整数であり、ｍ≧１であり、
前記ｍ個の独立回路モジュールは、前記４つのＴポートの１つとカップリングされるように構成される１つの送信ポートを有し、
前記２^ｎ個のＰポートの各Ｐポートは、前記２^ｎ個のアンテナの対応するアンテナとカップリングされるように構成される、ことを特徴とする無線周波数システム。
請求項２または３に記載の無線周波数システムであって、
ｎ＝２であり、前記無線周波数回路は物理的に１つの独立回路モジュールを備え、
前記独立回路モジュールは、前記１つの第１のＴポートとカップリングされるように構成される１つの送信ポートを有し、
前記独立回路モジュールは、前記４つの第２のＴポートとカップリングされるように構成される受信ポートを有する、ことを特徴とする無線周波数システム。
請求項４に記載の無線周波数システムであって、
前記独立回路モジュールは、１つの送信回路と４つの受信回路を備え、
前記送信回路は、前記１つの第１のＴポートとカップリングされるように構成される１つの送信ポートを有し、
前記４つの受信回路のそれぞれは、前記４つの第２のＴポートの１つとカップリングされるように構成される１つの受信ポートを有する、ことを特徴とする無線周波数システム。
請求項５に記載の無線周波数システムであって、
前記送信回路は、電力増幅器（ＰＡ）、フィルタ、および電力カプラを備え、
前記ＰＡは前記フィルタとカップリングされ、前記フィルタは前記電力カプラとカップリングされ、前記電力カプラは、前記マルチウェイスイッチの前記１つの第１のＴポートにカップリングされ、前記ＰＡは、無線周波数トランシーバとカップリングされるように構成され、
前記受信回路は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）およびフィルタを備え、前記ＬＮＡ前記はＰＡとカップリングされ、前記フィルタは、前記マルチウェイスイッチの前記１つの第２のＴポートとカップリングされるように構成され、前記ＬＮＡは、前記無線周波数トランシーバとカップリングされるように構成される、ことを特徴とする無線周波数システム。
請求項２または３に記載の無線周波数システムであって、
ｎ＝２であり、前記無線周波数回路は物理的に２つの独立回路モジュールを備え、
前記２つの独立回路モジュールは、前記１つの第１のＴポートとカップリングされるように構成される１つの送信ポートを有し、
前記２つの第１の独立回路モジュールは、前記３つの第２のＴポートとカップリングされるように構成される受信ポートを有する、ことを特徴とする無線周波数システム。
請求項７に記載の無線周波数システムであって、
前記２つの独立回路モジュールは、第１の独立回路モジュールおよび第２の独立回路モジュールを含み、
前記第１の独立回路モジュールは１つの送信回路を備え、前記第２の独立回路モジュールは４つの受信回路を備え、
前記送信回路は、前記１つの第１のＴポートとカップリングされるように構成される１つの送信ポートを有し、
前記４つの受信回路のそれぞれは、前記４つの第２のＴポートの１つとカップリングされるように構成される１つの受信ポートを有する、ことを特徴とする無線周波数システム。
請求項７に記載の無線周波数システムであって、
前記２つの独立回路モジュールは、第１の独立回路モジュールおよび第２の独立回路モジュールを含み、
前記第１の独立回路モジュールは１つの送信回路と１つの受信回路を備え、前記第２の独立回路モジュールは３つの受信回路を備え、
前記送信回路は、前記１つの第１のＴポートとカップリングされるように構成される１つの送信ポートを有し、
前記４つの受信回路のそれぞれは、前記４つの第２のＴポートの１つとカップリングされるように構成される１つの受信ポートを有する、ことを特徴とする無線周波数システム。
請求項７に記載の無線周波数システムであって、
前記２つの独立回路モジュールは、第１の独立回路モジュールおよび第２の独立回路モジュールを含み、
前記第１の独立回路モジュールは１つの送信回路と２つの受信回路を備え、前記第２の独立回路モジュールは２つの受信回路を備え、
前記送信回路は、前記１つの第１のＴポートとカップリングされるように構成される１つの送信ポートを有し、
前記４つの受信回路のそれぞれは、前記４つの第２のＴポートの１つとカップリングされるように構成される１つの受信ポートを有する、ことを特徴とする無線周波数システム。
請求項７に記載の無線周波数システムであって、
前記２つの独立回路モジュールは、第１の独立回路モジュールおよび第２の独立回路モジュールを含み、
前記第１の独立回路モジュールは１つの送信回路と３つの受信回路を備え、前記第２の独立回路モジュールは１つの受信回路を備え、
前記送信回路は、前記１つの第１のＴポートとカップリングされるように構成される１つの送信ポートを有し、
前記４つの受信回路のそれぞれは、前記４つの第２のＴポートの１つとカップリングされるように構成される１つの受信ポートを有する、ことを特徴とする無線周波数システム。
請求項２から１１のいずれか一項に記載の無線周波数システムであって、
ｎ＝２であり、前記２^ｎ個のアンテナは、第１のアンテナ、第２のアンテナ、第３のアンテナ、および第４のアンテナを含み、
前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、前記第３のアンテナ、および前記第４のアンテナは、第５世代の新しい無線（５ＧＮＲ）周波数帯域で動作可能なアンテナである、ことを特徴とする無線周波数システム。
請求項２から１１のいずれか一項に記載の無線周波数システムであって、
ｎ＝２であり、前記２^ｎ個のアンテナは、第１のアンテナ、第２のアンテナ、第３のアンテナ、および第４のアンテナを含み、
前記第１のアンテナおよび前記第４のアンテナは、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）周波数帯域および５ＧＮＲ周波数帯域で動作可能なアンテナであり、
前記第２のアンテナと前記第３のアンテナは、５ＧＮＲ周波数帯域でのみ動作するアンテナである、ことを特徴とする無線周波数システム。