JP7038214B2 - マルチウェイスイッチ、無線周波数システム及び無線通信装置 - Google Patents

マルチウェイスイッチ、無線周波数システム及び無線通信装置 Download PDF

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Description

本発明は、移動端末の技術分野に関し、さらに具体的に、マルチウェイスイッチ、無線周波数システム及び無線通信装置に関する。
スマートフォンなどの電子製品が広く使用されることに伴って、スマートフォンがサポートすることができるアプリケーションはだんだん多くなり、且つ機能も強力になっている。スマートフォンは、多様化、パーソナライズされた方向に向かって発展し、ユーザの生活に不可欠な電子製品になっている。第四世代(the 4th Generation,4G)の移動通信システムにおいて、電子装置は一般的にシングルアンテナ又は二重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、第五世代(the 5th Generation,5G)の移動通信システムの新しいラジオ(New Radio,NR)システムにおいて、4アンテナ無線周波数システムアーキテクチャをサポートする需要が提案されている。
本発明の実施形態は、マルチウェイスイッチ、無線周波数システム及び無線通信装置を提供して、5G NRにおいて、電子装置の4つのポートに対応する4つのアンテナによってサウンディングリファレンス信号(sounding reference signals、SRS)を順番に送信する機能(即ち、4ポートSRS)を実現する。
第一態様において、本発明の実施形態は、マルチウェイスイッチを提供する。マルチウェイスイッチは、n個のTポート及び4つのPポートを含む。各Tポートは4つのPポートに全部結合される。ここで、nは整数であり、4≦nである。
マルチウェイスイッチは、電子装置の無線周波数回路及びアンテナシステムに結合されて、電子装置のプリセット機能を実現するために用いられる。アンテナシステムは、4つのPポートに対応する4つのアンテナを含む。プリセット機能は、4つのアンテナによってSRSを順番に送信する機能である。
第二態様において、本発明の実施形態は、無線周波数システムを提供する。無線周波数システムは、アンテナシステムと、無線周波数回路と、無線周波数回路及びアンテナシステムに結合されたマルチウェイスイッチと、を含む。
マルチウェイスイッチは、n個のTポート及び4つのPポートを含む。各Tポートは4つのPポートに全部結合される。ここで、nは整数であり、4≦nである。アンテナシステムは、4つのPポートに対応する4つのアンテナを含む。マルチウェイスイッチは、プリセット機能を実現するために用いられる。プリセット機能は、4つのアンテナによってSRSを順番に送信する機能である。
第三態様において、本発明の実施形態は、無線通信装置を提供する。無線通信装置は、アンテナシステムと、無線周波数送信機(radio frequency transmitter)と、無線周波数送信機に結合された無線周波数回路と、無線周波数回路及びアンテナシステムに結合されたマルチウェイスイッチと、を含む。
マルチウェイスイッチは、n個のTポート及び4つのPポートを含む。アンテナシステムは、4つのPポートに対応する4つのアンテナを含む。各Tポートは4つのPポートに全部結合され、nは整数であり、4≦n≦12である。各Pポートは、4つのアンテナのうちの1つのアンテナに結合される。4つのPポートのうちのいずれか2つのPポートは、4つのアンテナの異なるアンテナに結合されるように構成される。マルチウェイスイッチは、プリセット機能を実現するために用いられる。プリセット機能は、4つのアンテナによってSRSを順番に送信する機能である。
本発明の実施例において、電子装置は、アンテナシステムと、無線周波数回路と、マルチウェイスイッチと、を含む。アンテナシステムは、4つのアンテナを含む。マルチウェイスイッチは、n個のTポート及び4つのPポートを含む。マルチウェイスイッチは、無線周波数回路及びアンテナシステムに結合されて、4つのPポートに対応する4つのアンテナによってSRSを順番に送信するプリセット機能を実現する。
以下、本発明の実施形態又は従来の技術の技術方案をより明確に説明するために、本発明の実施形態又は従来の技術の説明に使用される図面について簡単に説明する。明らかに、以下説明される図面は、本発明の一部の実施形態だけのものであり、当業者であれば、これらの図面から創造的な努力なしに他の図面を得ることができる。
図1は、本発明の実施形態に係わる電子装置の構造を示す概略図である。 図2は、本発明の実施形態に係わる全部結合された4P4Tスイッチの構造を示す概略図である。 図3Aは、本発明の実施形態に係わる単一周波数単一送信モード(single-frequency single-transmit mode)で動作可能な電子装置の全部結合された4P4Tスイッチ(fully coupled 4P4T switch)に適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図3Bは、本発明の実施形態に係わる単一周波数二重送信モード(single-frequency dual-transmit mode)で動作可能な電子装置の全部結合された4P4Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図3Cは、本発明の実施形態に係わる二重周波数単一送信モード(dual-frequency single-transmit mode)で動作可能な電子装置の全部結合された4P4Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図3Dは、本発明の実施形態に係わる二重周波数二重送信モード(dual-frequency dual-transmit mode)で動作可能な電子装置の全部結合された4P4Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図4Aは、本発明の実施形態に係わる単一周波数単一送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P5Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図4Bは、本発明の実施形態に係わる単一周波数二重送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P5Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図4Cは、本発明の実施形態に係わる二重周波数単一送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P5Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図4Dは、本発明の実施形態に係わる二重周波数二重送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P5Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図5Aは、本発明の実施形態に係わる単一周波数二重送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P6Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図5Bは、本発明の実施形態に係わる二重周波数単一送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P6Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図5Cは、本発明の実施形態に係わる二重周波数二重送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P6Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図6Aは、本発明の実施形態に係わる二重周波数単一送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P7Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図6Bは、本発明の実施形態に係わる二重周波数二重送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P7Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図7Aは、本発明の実施形態に係わる二重周波数単一送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P8Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図7Bは、本発明の実施形態に係わる二重周波数二重送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P8Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図8Aは、本発明の実施形態に係わる二重周波数単一送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P9Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図8Bは、本発明の実施形態に係わる二重周波数二重送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P9Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図9Aは、本発明の実施形態に係わる二重周波数単一送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P10Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図9Bは、本発明の実施形態に係わる二重周波数二重送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P10Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図10は、本発明の実施形態に係わる二重周波数二重送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P11Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図11は、本発明の実施形態に係わる二重周波数二重送信モードで動作可能な電子装置の全部結合された4P12Tスイッチに適合した無線周波数回路の構造を示す概略図である。 図12は、本発明の実施形態に係わる電子装置のアンテナシステムの構造を示す概略図である。 図13は、本発明の実施形態に係わる電子装置のアンテナシステムの構造を示す概略図である。 図14は、本発明の実施形態に係わる無線周波数システムの構造を示す概略図である。 図15は、本発明の実施形態に係わる無線通信装置の構造を示す概略図である。 図16は、本発明の実施形態に係わる無線通信装置のアンテナを再利用するための無線充電受信機を示す概略図である。 図17は、本発明の実施形態に係わる4つのアンテナを含むループアレイアンテナの構造を示す概略図である。
以下、本発明の実施形態の添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態の技術的方案を明確且つ完全に説明する。明らかに、説明される実施形態は、本発明の一部の実施形態だけのものであり、全ての実施形態ではない。本明細書に説明される実施形態から創造的な努力なしに当業者が得ることができるすべての別の実施形態は、本発明の範囲に属する。
本願の明細書、特許請求の範囲及び図面で使用される用語「第一」、「第二」などは、特定の順序を説明するために用いられなく、異なる対象を区別するために用いられる。用語「備える」、「含む」、「有する」及びそれらの変形は、非排他的包含を網羅することを意図する。例えば、一連のステップ又はユニットを含むプロセス、方法、システム、製品、又は装置は、リストされたステップ又はユニットに限定されず、選択的に、リストされていない他のステップ又はユニットを含むことができ、又は、選択的に、これらのプロセス、方法、製品、又はデバイスに固有する他のステップ又はユニットを含むことができる。
本明細書で言及される「実施例」又は「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、又は特性が本願の少なくとも1つの実施形態に含まれ得ることを意味する。本明細書の各々の場所に現れるこの用語は、必ず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した又は代替実施形態を指すものでもない。本明細書に記載された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は、当業者によって明示的及び暗黙的に理解される。
本発明の実施形態に係わる電子装置は、無線通信機能を有する様々なハンドヘルドデバイス、車載デバイス、ウェアラブルデバイス、コンピューティングデバイス又はワイヤレスモデムに接続された他の処理デバイス、及び様々な形態のユーザ装置(User Equipment,UE)、モバイルステーション(Mobile Station,MS)、端末装置(terminal device)などを含むことができる。便利に説明するために、上記のデバイスを総称して電子装置と呼ぶ。
現在、携帯電話の4つのアンテナを切り替えてSRSを送信する機能は、中国移動通信グループ(China Mobile Communications Group Co.,Ltd,CMCC)が「中国移動5G規模試験技術白書-端末」における必須オプションであり、第三世代パートナーシッププロジェクト(3rd Generation Partnership Project,3GPP)ではオプションであり、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することにより、4つのチャネルの品質とパラメータを確認し、チャネルの相互関係に応じて4つのチャネルに対してダウンリンク大規模多入力多出力(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)アンテナアレイのビームフォーミングを実行して、最後にダウンリンク4×4MIMOが最適なデータ伝送性能を獲得するようにすることである。
4つのアンテナを切り替えてSRSを送信する要件を満たすために、3P3T/DPDT/マルチウェイ小型スイッチスイッチングスキームと比較すると、本発明の実施形態によって提供された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は、無線周波数システムの信号送信経路と信号受信経路の直列に接続されたスイッチの数を減らすことができ(全部又は一部のスイッチを4PnTスイッチに統合する)、リンク損失を減らして、端末装置全体の送信及び受信性能を最適化する。以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係わるマルチウェイスイッチ10の構造を示す概略図である。マルチウェイスイッチ10は、n個のTポート及び4つのPポートを含む。n個のTポートのうちの各Tポートは、すべての4つのPポートに結合され(即ち、全部結合される(fully-coupled))、nは整数であり、4≦nである。マルチウェイスイッチ10は、電子装置100に適用可能である。電子装置100は、アンテナシステム20及び無線周波数回路30を含む。アンテナシステム20は4つのアンテナを含む。4つのアンテナは、4つのPポートに対応する。具体的には、4つのアンテナと4つのPポートは1対1で対応される。
マルチウェイスイッチ10は、無線周波数回路30及びアンテナシステム20に結合されて、電子装置100のプリセット機能を実現するために用いられる。プリセット機能は、4つのPポートに対応する4つのアンテナによってSRSを順番に送信する機能であり、4ポートSRS機能であると理解できる。
電子装置は、無線周波数トランシーバをさらに含む。無線周波数トランシーバは、無線周波数回路に結合され、且つ無線周波数回路、マルチウェイスイッチ及びアンテナシステムとともに電子装置の無線周波数システムを構成する。
本発明の「Pポート」は、「極ポート(pole port)」の略語であり、マルチウェイスイッチにおけるアンテナに結合されたポートを指す。本発明の「Tポート」は、「スローポート(throw port)」の略語であり、マルチウェイスイッチにおける無線周波数モジュールに結合されたポートを指す。例えば、マルチウェイスイッチは4P4Tスイッチである。図2に示されたように、4つのPポートは、Pポート1、Pポート2、Pポート3、Pポート4である。本明細書の「モジュール」は、回路及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。
本発明の実施形態で説明するマルチウェイスイッチのTポートとPポートの間の結合(coupling)、全部結合(fully coupled)、又は他の種類の結合の概念は、Tポートが第一スイッチトランジスタによってPポートに結合されることを指す。1つのTポート又は1つのPポートは、第二スイッチトランジスタの1つのポートであることができる。第一スイッチトランジスタは、TポートとPポートとの間の単方向導通状態(TポートからPポートへの単方向導通状態及びPポートからTポートへの単方向導通状態を含む)を制御するために用いられる。第一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)トランジスタからなるスイッチアレイであることができる。第一スイッチトランジスタが切断され且つ接地されていない場合、寄生パラメータは、導通されている他のポートの性能に影響を与える。従って、第一スイッチトランジスタは3つのMOSトランジスタで構成され、3つのMOSトランジスタは共通のソース(common source)に接続され、つまり共通のソースに結合されることができる。第一スイッチトランジスタが切断されると、両側のMOSトランジスタが切断され、中央の1つのMOSトランジスタが接地される。第二スイッチトランジスタは、対応するポート(Tポート又はPポート)を有効にするために用いられる。第二スイッチトランジスタは、例えば、MOSトランジスタであることができる。ここで、第一スイッチトランジスタ及び第二スイッチトランジスタの具体的な形態は限定されない。1つの実施形態において、電子装置は、第一スイッチトランジスタによって、TポートとPポートとの間の経路の導通を制御することができる。1つの実施形態において、電子装置は、マルチウェイスイッチのスイッチトランジスタに結合される専用のコントローラーを設置することができる。
「4つのPポートに対応する4つのアンテナによってSRSを順番に送信する」とは、電子装置はポーリングメカニズムに基づいて基地局と対話して各アンテナに対応するアップリンクチャネルの品質を確定する過程を示す。
電子装置は、第五世代の新しいラジオ(5G NR)をサポートする携帯電話又は他の端末装置であることができ、例えば、CPE(Customer Premise Equipment)又はMIFI(Mobile Wifi)である。
n個のTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されるので、マルチウェイスイッチによって、無線周波数システムの信号受信経路又は信号送信経路における直列に接続された一部又は全てのスイッチの機能を実現することができる。このようにして、信号受信経路又は信号送信経路の直列に接続された独立スイッチの数を減らすことができる。以下、異なる完全結合状態にあるマルチウェイスイッチの内蔵電界効果トランジスタ(FET)の数について詳細に説明する。
例えば、n=4(マルチウェイスイッチは、4つTポート、即ちTポート1、Tポート2、Tポート3、Tポート4を含む)であると仮定し、且つマルチウェイスイッチに電界効果トランジスタが含まれ、4つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合される場合、図2に示されたマルチウェイスイッチの構造を示す概略図のように、マルチウェイスイッチの電界効果トランジスタの数量は4+4*4*3+4=56である。
別の例として、n=5(マルチウェイスイッチは5つのTポートを含む)でると仮定し、且つマルチウェイスイッチに電界効果トランジスタが含まれ、5つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合される場合、マルチウェイスイッチの電界効果トランジスタの数量は5+5*4*3+4=69である。
別の例として、n=12(マルチウェイスイッチは12個のTポートを含む)でると仮定し、且つマルチウェイスイッチに電界効果トランジスタが含まれ、12個のTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合される場合、マルチウェイスイッチの電界効果トランジスタの数量は12+12*4*3+4=160である。
本実施形態において、電子装置は、アンテナシステム、無線周波数回路及びマルチウェイスイッチを含む。アンテナシステムは、4つのアンテナを含む。マルチウェイスイッチは、n個のTポートと4つのPポートを含む。n個のTポートのうちの各Tポートは、4つのPポートに全部結合される。マルチウェイスイッチは、無線周波数回路及びアンテナシステムに結合されて、電子装置のプリセット機能を実現するために用いられる。プリセット機能は、4つのPポートに対応する4つのアンテナによってSRSを順番に送信する機能である。
1つの可能な実施形態において、4≦n≦12である。4つのPポートのうちの各Pポートは対応するアンテナに結合され、具体的には、1つのPポートは1つのアンテナに結合される。いずれか2つのPポートは、異なるアンテナに結合される。
電子装置がダウンリンク(DL)4×4MIMO動作状態にある場合、同じ周波数帯域の4つのダウンリンク経路において、各Tポートは対応するPポートに結合される。
5G NRでは、電子装置はせいぜい二重周波数アップリンクUL2×2MIMO及びダウンリンクDL4×4MIMO(二重周波数二重送信モードと簡略化し、以下、関連する説明も同様に簡略化する)で動作可能であることを考慮すると、即ち、論理的に8つの信号受信経路と4つの信号送信経路に対応し、従ってせいぜい12個のTポートが含まれ、nの値は12以下である。
本実施形態において、マルチウェイスイッチの4つのPポートのうちの各Pポートは対応するアンテナに結合されているので、ダウンリンクDL4×4MIMOが正常な状態にあることを確保することができ、且つ4≦n≦12であるので、冗長ポートを回避でき、コストと構造の複雑さを軽減できる。
上述したように、4≦n≦12であり、本明細書で提供される技術方案の原理はTポートとPポートのいかなる可能な構成にさらに普遍的に適用できることを理解すると、衝突しないかぎり、nは複数の可能な値を取ることができる。本発明の以下の態様は、本発明の利点に寄与し、各態様を詳細に説明する。
以下、本明細書で言及される用語を説明する。
単一周波数単一送信モード(single-frequency single-transmit mode):電子装置が単一周波数帯域-1アップリンク(UL)送信経路又は単一周波数帯域-4ダウンリンク(DL)受信経路をサポートできる動作モードを指す。
単一周波数二重送信モード(single-frequency dual-transmit mode):電子装置が単一周波数帯域-2UL送信経路又は単一周波数帯域-4DL受信経路をサポートできる動作モードを指す。
二重周波数単一送信モード(dual-frequency single-transmit mode):電子装置が二重周波数帯域-1UL送信経路又は二重周波数帯域-4DL受信経路をサポートできる動作モードを指す。
二重周波数二重送信モード(dual-frequency dual-transmit mode):電子装置が二重周波数帯域-2UL送信経路又は二重周波数帯域-4DL受信経路をサポートできる動作モードを指す。
4PnT、nは整数であり、4≦n≦12:マルチウェイスイッチの特定の構成を指し、マルチウェイスイッチは4つのPポートとn個のTポートを有するように構成される。
1つの可能な実施形態において、n=4である(即ち、マルチウェイスイッチは4つのTポートを含む)。電子装置は、単一周波数単一送信モード、単一周波数二重送信モード、二重周波数単一送信モード及び二重周波数二重送信モードのうちの少なくとも1つのモードで動作可能である。
電子装置が単一周波数単一送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に4つの受信回路(信号を受信及び/又は処理するために用いられる回路であると理解することができる)及び1つの送信回路(信号を送信及び/又は処理するために用いられる回路であると理解することができる)を含む。マルチウェイスイッチの4つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、1つの送信回路と4つの受信回路のうちのいずれか1つの受信回路は単極双投(SPDT)スイッチによってトランシーバ回路(信号を送信、受信及び/又は処理するために用いられる回路であると理解することができる)に統合されることができる。トランシーバ回路の1つのポートは4つのTポートのうちの1つのTポートに結合され、残りの3つの受信回路と残りの3つのTポートは1対1で対応して結合される。したがって、電子装置が4つのDL受信経路を含む場合、3つの受信回路に対応する3つのDL受信経路におけるTポートとPポートとの間の結合は1対1で対応することを必要とする。TポートとPポートの間の結合方式はここでは限定されない。TポートとPポートとの間は完全結合されるので、TポートとPポートとの間の結合の柔軟性が大幅に向上することを理解することができる。図3Aに示されたように、受信回路は、低雑音増幅器(LNA)及びフィルターを含むことができ、LNAはフィルターに結合され、フィルターは4つのTポートのうちの1つのTポートに結合され、LNAは無線周波数トランシーバの対応するポートに結合された出力ポートを有する。送信回路は、パワーアンプ(PA)、フィルター及びパワーカプラーを含むことができ、PAはフィルターに結合され、フィルターはパワーカプラーに結合される。受信回路と送信回路は、SPDTスイッチを介してトランシーバ回路に統合されることができる。トランシーバ回路は、LNA、PA、SPDTスイッチ、フィルター及びパワーカプラーを含むことができる。LNAとPAは、SPDTスイッチの2つのポートに並列に結合され、SPDTの残りのポートはフィルターに結合され、フィルターはパワーカプラーに結合され、パワーカプラーは4つのTポートのうちの1つのTポートに結合され、LNAの出力ポート及びPAの入力ポートは無線周波数トランシーバの対応するポートに結合される。
電子装置が単一周波数二重送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に4つの受信回路及び2つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの4つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、2つの送信回路のうちの1つの送信回路と4つの受信回路のうちの1つの受信回路はトランシーバ回路に統合され、2つの送信回路のうちの別の送信回路と4つの受信回路のうちの別の受信回路は別のトランシーバ回路に統合される。2つのトランシーバ回路のポートは、4つのTポートのうちの2つのTポートに結合され(1対1で対応する)、残りの2つの受信回路のポートは、残りの2つのTポートに結合される(1対1で対応する)。さらに、図3Bに示されたように、2つのトランシーバ回路は、異なる独立回路モジュールにある。送信回路及び受信回路の具体的な構成は、前述の実施形態と同様であり、本明細書では再び説明しない。
電子装置が二重周波数単一送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び2つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの4つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、2つの送信回路のうちの1つの送信回路と8つの受信回路のうちの1つの受信回路はトランシーバ回路に統合され、2つの送信回路のうちの別の送信回路と8つの受信回路のうちの別の1つの受信回路は別のトランシーバ回路に統合される。上記の2つのトランシーバ回路は、SPDTスイッチによってトランシーバ集積回路(信号を送信、受信及び/又は処理するために用いられる集積回路であると理解することができる)に統合され、且つ同じパワーカプラーを共有する。SPDTスイッチのポートは4つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。残りの6つの受信回路は3つのグループに分けられる。各グループには異なる周波数帯域の2つの受信回路が含まれ、各グループの2つの受信回路はSPDTスイッチによって受信集積回路(信号を受信及び/又は処理するために用いられる集積回路であると理解することができる)に統合される。図3Cに示されたように、SPDTスイッチのポートは、残りの3つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。本明細書のトランシーバ集積回路は、パワーカプラーを共有する2つのトランシーバ回路を含む。1つの実施形態では、2つのトランシーバ回路と共有するパワーカプラーは統合される。共有パワーカプラーはSPDTスイッチに結合され、SPDTスイッチのポートは4つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。
電子装置が二重周波数二重送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び4つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの4つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、8つの受信回路と4つの送信回路を4つのグループに分けることができる。各グループには、同じ周波数帯域の1つの受信回路及び1つの送信回路と、上記の周波数帯域とは異なる周波数帯域(即ち、異なる周波数帯域にある)の別の1つの受信回路とが含まれる。同じ周波数帯の受信回路と送信回路はトランシーバ回路に統合され、このトランシーバ回路と異なる周波数帯域の別の1つの受信回路はさらに異なる周波数(DF)トランシーバ集積回路(信号を送信、受信及び/又は処理するために用いられる集積回路であると理解することができる)に統合され、対応するTポートに結合される。図3Dに示されたように、Nxは第一周波数帯域を表し、Nyは第二周波数帯域を表す。異なる周波数トランシーバ集積回路では、トランシーバ回路のフィルターと別の1つの受信回路のフィルターはパワーカプラーに並列に結合され、パワーカプラーはSPDTスイッチに結合され、SPDTイッチのポートは4つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。
電子装置の無線周波数システムの送受信統合経路(transmit-receiveintegrated path)にとって、送受信統合経路は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P4Tスイッチ)を含むことができる。受信経路にとって、受信経路は1つの独立スイッチ(4P4Tスイッチ)含むことができるか又は2つの独立スイッチ(4P4TスイッチとSPDTスイッチ)を含むことができる。即ち、送信経路と受信経路のさらに多いスイッチ機能を4P4Tスイッチに統合することにより、送信経路と受信経路の独立スイッチの数量を効果的に減少することができる。
n=4である場合、本発明の実施形態に係わるマルチウェイスイッチは、電子装置が単一周波数単一送信モード、単一周波数二重送信モード、二重周波数単一送信モード又は二重周波数二重送信モードで動作できるようにすることができ、5G NRで4ポートSRSスイッチングをサポートする電子装置のRFアーキテクチャを簡素化し、送信経路と受信経路のスイッチの数量を減少し、経路損失を減らすことに役立ち、従って送信電力/感度を向上させ、5G NRのデータ伝送速度を改善し、携帯電話のアップリンク及びダウンリンクのカバレッジを改善し、消費電力を削減する。
1つの可能な実施形態では、n=5(即ち、マルチウェイスイッチは5つのTポートを含む)である。電子装置は、単一周波数単一送信モード、単一周波数二重送信モード、二重周波数単一送信モード及び二重周波数二重送信モードのうちの少なくとも1つで動作可能である。
電子装置が単一周波数単一送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に4つの受信回路と1つの送信回路を含む。図4Aに示されたように、マルチウェイスイッチの5つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、送信回路と4つの受信回路のポートはマルチウェイスイッチの5つのTポートに1対1で対応して結合される。
電子装置が単一周波数二重送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に4つの受信回路及び2つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの5つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、2つの送信回路のうちの1つの送信回路と4つの受信回路のうちの1つの受信回路はトランシーバ回路に統合されることができ、トランシーバ回路はマルチウェイスイッチの5つのTポートのうちの1つのTポートに結合され、残りの1つの送信回路はマルチウェイスイッチの5つのTポートのうちの別の1つのTポートに結合され、残りの3つの受信回路はそれぞれマルチウェイスイッチの5つのTポートの残りの3つのTポートに結合される(1対1で対応する)。図4Bに示されたように、トランシーバ回路、受信回路及び送信回路の構成は、前述の実施形態と同様であり、本明細書では再び説明しない。
電子装置が二重周波数単一送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び2つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの5つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、2つの送信回路はSPDTスイッチによって送信集積回路に(信号を送信及び/又は処理するために用いられる集積回路であると理解することができる)統合されることができ、同じパワーカプラーを共有する。送信集積回路は、マルチウェイスイッチの5つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。8つの受信回路は4つのグループに分けられる。各グループには、異なる周波数帯域の2つの受信回路が含まれる。図4Cに示されたように、2つの受信回路はSPDTスイッチによって受信集積回路に統合され、受信集積回路はマルチウェイスイッチの残りの4つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。
電子装置が二重周波数二重送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び4つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの5つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、4つの送信回路と8つの受信回路のうちの4つの受信回路を2つのグループに分けることができる。各グループには、異なる周波数帯域の2つの送信回路及び異なる周波数帯域の2つの受信回路が含まれる。2つの送信回路及び2つの受信回路は2つのトランシーバ回路に統合されてから、さらに第一トランシーバ集積回路に統合されることができる。第一トランシーバ集積回路は、図3Cに示されたものと同様であるので、ここでは再び説明しない。あるいは、2つの送信回路は送信集積回路に統合されることができ、2つの受信回路は受信集積回路に統合されることができる。送信集積回路及び受信集積回路は、さらに第二トランシーバ集積回路に統合されることができる。第二トランシーバ集積回路は、SPDTスイッチによって送信集積回路と受信集積回路を統合することによって得られる。第二トランシーバ集積回路のポートは、5つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。残りの4つの受信回路は3つのグループに分けられる。第一グループ及び第二グループはそれぞれ1つの受信回路を含み、第三グループは異なる周波数帯域の2つの受信回路を含む。第一グループの受信回路のポートは、残りの3つのTポートのうちの1つのTポートに結合され、第二グループの受信回路のポートは、残りの2つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。同様に、第三グループの異なる周波数帯域の2つの受信回路はSPDTスイッチによって受信集積回路に統合され、受信集積回路のポートはマルチウェイスイッチの残りの1つのTポートに結合される。図4Dに示されたように、本明細書のNx及びNyは2つの異なる周波数帯域を表す。
電子装置の無線周波数システムの送信経路と受信経路にとって、送信経路は1つの独立スイッチ(4P5Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P5Tスイッチ)を含むことができ、受信経路は1つの独立スイッチ(4P5Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P5Tスイッチ)を含むことができる。即ち、送信経路と受信経路のスイッチ機能を4P5Tスイッチに統合することにより、送信経路と受信経路の独立スイッチの数量を効果的に減少することができる。
n=5である場合、本発明の実施形態に係わるマルチウェイスイッチは、電子装置が単一周波数単一送信モード、単一周波数二重送信モード、二重周波数単一送信モード又は二重周波数二重送信モードで動作できるようにすることができ、5G NRで4ポートSRSスイッチングをサポートする電子装置のRFアーキテクチャを簡素化し、送信経路と受信経路のスイッチの数量を減少し、経路損失を減らすことに役立ち、従って送信電力/感度を向上させ、5G NRのデータ伝送速度を改善し、携帯電話のアップリンク及びダウンリンクのカバレッジを改善し、消費電力を削減する。
1つの可能な実施形態では、n=6(即ち、マルチウェイスイッチは6つのTポートを含む)である場合、電子装置は、単一周波数二重送信モード、二重周波数単一送信モード及び二重周波数二重送信モードのうちの少なくとも1つで動作可能である。
電子装置が単一周波数二重送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に4つの受信回路及び2つの送信回路を含む。図5Aに示されたように、マルチウェイスイッチの6つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、2つの送信回路及び4つの受信回路のポートは、別々にマルチウェイスイッチの6つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。
電子装置が二重周波数単一送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び2つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの6つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、2つの送信回路の各送信回路は、マルチウェイスイッチの6つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。8つの受信回路は4つのグループに分けられる。各グループには、異なる周波数帯域の2つの受信回路が含まれ、2つの受信回路はSPDTスイッチによって受信集積回路に統合される。図5Bに示されたように、受信集積回路は、マルチウェイスイッチの残りの4つのTポートのうちの1つTポートに結合される。なお、電子装置の無線周波数回路の具体的な構成は、本実施形態で説明した構成を含むが、これに限定されない。
電子装置が二重周波数二重送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び4つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの6つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、4つの送信回路は2つのグループに分けられ、各グループには異なる周波数帯域の2つの送信回路が含まれる。異なる周波数帯域の2つの送信回路はSPDTスイッチによって送信集積回路に統合され、送信集積回路はマルチウェイスイッチの6つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。8つの受信回路は4つのグループに分けられ、各グループには異なる周波数帯域の2つの受信回路が含まれる。図5Cに示されたように、異なる周波数帯域の2つの受信回路はSPDTスイッチによって受信集積回路に統合され、受信集積回路はマルチウェイスイッチの残りの4つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。なお、電子装置の無線周波数回路の具体的な構成は、本実施形態で説明した構成を含むが、これに限定されない。
電子装置の無線周波数システムの送信経路と受信経路にとって、送信経路は1つの独立スイッチ(4P6Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P6Tスイッチ)を含むことができ、受信パスは1つの独立スイッチ(4P6Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P6Tスイッチ)を含むことができる。即ち、送信経路と受信経路のスイッチ機能を4P6Tスイッチに統合することにより、送信経路と受信経路の独立スイッチの数量を効果的に減少することができる。
n=6である場合、本発明の実施形態に係わるマルチウェイスイッチは、電子装置が単一周波数二重送信モード、二重周波数単一送信モード又は二重周波数二重送信モードで動作できるようにすることができ、5G NRで4ポートSRSスイッチングをサポートする電子装置のRFアーキテクチャを簡素化し、送信経路と受信経路のスイッチの数量を減少し、経路損失を減らすことに役立ち、従って送信電力/感度を向上させ、5G NRのデータ伝送速度を改善し、携帯電話のアップリンク及びダウンリンクのカバレッジを改善し、消費電力を削減する。
1つの可能な実施形態では、n=7(即ち、マルチウェイスイッチは7つのTポートを含む)である場合、電子装置は、二重周波数単一送信モード及び二重周波数二重送信モードのうちの少なくとも1つで動作可能である。
マルチウェイスイッチのMOSトランジスタの数量は7+7*4*3+4=95である。
電子装置が二重周波数単一送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び2つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの7つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、2つの送信回路のうちの1つの送信回路はマルチウェイスイッチの7つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。2つの送信回路のうちの別の1つの送信回路と8つの受信回路のうちの1つの受信回路はSPDTスイッチによってトランシーバ回路に統合され、このトランシーバ回路はマルチウェイスイッチの7つのTポートのうちの別の1つのTポートに結合される。残りの7つの受信回路は5つのグループに分けられる。図6Aに示されたように、第一グループと第二グループは別々に異なる周波数帯域の2つの受信回路を含み、且つ2つの受信回路はSPDTスイッチによって受信集積回路に統合され、受信集積回路はマルチウェイスイッチの残りの5つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。第三グループ、第四グループ及び第五グループは別々に1つの受信回路を含み、この受信回路はマルチウェイスイッチの残りの3つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。なお、電子装置の無線周波数回路の具体的な構成は、本実施形態で説明した構成を含むが、これに限定されない。
電子装置が二重周波数二重送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び4つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの7つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、4つの送信回路のうちの1つの送信回路はマルチウェイスイッチの7つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。残りの3つの送信回路と8つの受信回路のうちの3つの受信回路はSPDTスイッチによって3つのトランシーバ回路に統合される。3つのトランシーバ回路は残りの6つのTポートのうちの3つのTポートに1対1で対応して結合される。残りの5つの受信回路は3つのグループに分けられる。図6Bに示されたように、第一グループと第二グループは別々に異なる周波数帯域の2つの受信回路を含み、且つ2つの受信回路はSPDTスイッチによって受信集積回路に統合され、受信集積回路はマルチウェイスイッチの残りの3つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。第三グループは1つの受信回路を含み、この受信回路はマルチウェイスイッチの残りの1つのTポートに結合される。なお、電子装置の無線周波数回路の具体的な構成は、本実施形態で説明した構成を含むが、これに限定されない。
電子装置の無線周波数システムの送信経路と受信経路にとって、送信経路は1つの独立スイッチ(4P7Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P7Tスイッチ)を含むことができ、受信パスは1つの独立スイッチ(4P7Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P7Tスイッチ)を含むことができる。即ち、送信経路と受信経路のスイッチ機能を4P7Tスイッチに統合することにより、送信経路と受信経路の独立スイッチの数量を効果的に減少することができる。
n=7である場合、本発明の実施形態に係わるマルチウェイスイッチは、電子装置が二重周波数単一送信モード又は二重周波数二重送信モードで動作できるようにすることができ、5G NRで4ポートSRSスイッチングをサポートする電子装置のRFアーキテクチャを簡素化し、送信経路と受信経路のスイッチの数量を減少し、経路損失を減らすことに役立ち、従って送信電力/感度を向上させ、5G NRのデータ伝送速度を改善し、携帯電話のアップリンク及びダウンリンクのカバレッジを改善し、消費電力を削減する。
1つの可能な実施形態では、n=8(即ち、マルチウェイスイッチは8つのTポートを含む)である場合、電子装置は、二重周波数単一送信モード及び二重周波数二重送信モードのうちの少なくとも1つで動作可能である。
マルチウェイスイッチのMOSトランジスタの数量は8+8*4*3+4=108である。
電子装置が二重周波数単一送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び2つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの8つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、2つの送信回路のうちの各送信回路と8つの受信回路のうちの1つの受信回路は1対1で対応してトランシーバ回路に統合され、このトランシーバ回路はマルチウェイスイッチの8つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。図7Aに示されたように、残りの6つの受信回路はマルチウェイスイッチの残りの6つのTポートに(1対1で対応して)結合される。なお、電子装置の無線周波数回路の具体的な構成は、本実施形態で説明した構成を含むが、これに限定されない。
電子装置が二重周波数二重送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び4つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの8つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、4つの送信回路のうちの各送信回路はマルチウェイスイッチの8つのTポートのうちの1つのTポートに(1対1で対応して)結合される。8つの受信回路は4つのグループに分けられ、各グループには異なる周波数帯域の2つの受信回路が含まれる。図7Bに示されたように、2つの受信回路はSPDTスイッチによって受信集積回路に統合され、受信集積回路はマルチウェイスイッチの残りの4つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。なお、電子装置の無線周波数回路の具体的な構成は、本実施形態で説明した構成を含むが、これに限定されない。
電子装置の無線周波数システムの送信経路と受信経路にとって、送信経路は1つの独立スイッチ(4P8Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P8Tスイッチ)を含むことができ、受信パスは1つの独立スイッチ(4P8Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P8Tスイッチ)を含むことができる。即ち、送信経路と受信経路のスイッチ機能を4P8Tスイッチに統合することにより、送信経路と受信経路の独立スイッチの数量を効果的に減少することができる。
n=8である場合、本発明の実施形態に係わるマルチウェイスイッチは、電子装置が二重周波数単一送信モード又は二重周波数二重送信モードで動作できるようにすることができ、5G NRで4ポートSRSスイッチングをサポートする電子装置のRFアーキテクチャを簡素化し、送信経路と受信経路のスイッチの数量を減少し、経路損失を減らすことに役立ち、従って送信電力/感度を向上させ、5G NRのデータ伝送速度を改善し、携帯電話のアップリンク及びダウンリンクのカバレッジを改善し、消費電力を削減する。
1つの可能な実施形態では、n=9(即ち、マルチウェイスイッチは9つのTポートを含む)である場合、電子装置は、二重周波数単一送信モード及び二重周波数二重送信モードのうちの少なくとも1つで動作可能である。
マルチウェイスイッチのMOSトランジスタの数量は9+9*4*3+4=121である。
電子装置が二重周波数単一送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び2つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの9つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、2つの送信回路はSPDTスイッチによってトランスミッター集積回路に統合され、トランスミッター集積回路はマルチウェイスイッチの9つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。図8Aに示されたように、8つの受信回路はマルチウェイスイッチの残りの8つのTポートに(1対1で対応して)結合される。なお、電子装置の無線周波数回路の具体的な構成は、本実施形態で説明した構成を含むが、これに限定されない。
電子装置が二重周波数二重送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び4つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの9つのTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、4つの送信回路のうちの1つの送信回路はマルチウェイスイッチの9つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。残りの3つの送信回路のうちの各送信回路と同じ周波数帯域の8つの受信回路のうちの対応する受信回路はSPDTスイッチによって1つのトランシーバ回路に統合され、このトランシーバ回路はマルチウェイスイッチの残りの8つのTポートのうちの1つのTポートに結合される。図8Bに示されたように、残りの5つの受信回路は、マルチウェイスイッチの残りの5つのTポートに(1対1で対応して)結合される。なお、電子装置の無線周波数回路の具体的な構成は、本実施形態で説明した構成を含むが、これに限定されない。
電子装置の無線周波数システムの送信経路と受信経路にとって、送信経路は1つの独立スイッチ(4P9Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P9Tスイッチ)を含むことができ、受信パスは1つの独立スイッチ(4P9Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P9Tスイッチ)を含むことができる。即ち、送信経路と受信経路のスイッチ機能を4P9Tスイッチに統合することにより、送信経路と受信経路の独立スイッチの数量を効果的に減少することができる。
n=9である場合、本発明の実施形態に係わるマルチウェイスイッチは、電子装置が二重周波数単一送信モード又は二重周波数二重送信モードで動作できるようにすることができ、5G NRで4ポートSRSスイッチングをサポートする電子装置のRFアーキテクチャを簡素化し、送信経路と受信経路のスイッチの数量を減少し、経路損失を減らすことに役立ち、従って送信電力/感度を向上させ、5G NRのデータ伝送速度を改善し、携帯電話のアップリンク及びダウンリンクのカバレッジを改善し、消費電力を削減する。
1つの可能な実施形態では、n=10(即ち、マルチウェイスイッチは10個のTポートを含む)である場合、電子装置は、二重周波数単一送信モード及び二重周波数二重送信モードのうちの少なくとも1つで動作可能である。
マルチウェイスイッチのMOSトランジスタの数量は10+10*4*3+4=134である。
電子装置が二重周波数単一送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び2つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの10個のTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、2つの送信回路のうちの各送信回路はマルチウェイスイッチの10個のTポートのうちの1つのTポートに(1対1で対応して)結合される。図9Aに示されたように、8つの受信回路のうちの各受信回路はマルチウェイスイッチの残りの8つのTポートのうちの1つのTポートに(1対1で対応して)結合される。なお、電子装置の無線周波数回路の具体的な構成は、本実施形態で説明した構成を含むが、これに限定されない。
電子装置が二重周波数二重送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び4つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの10個のTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、4つの送信回路を2つのグループに分けることができる。各グループには異なる周波数帯域の2つの送信回路が含まれる。異なる周波数帯域の2つの送信回路はSPDTスイッチによって送信集積回路に統合され、送信集積回路はマルチウェイスイッチの10個のTポートのうちの1つのTポートに結合される。図9Bに示されたように、8つの受信回路のうちの各受信回路は、マルチウェイスイッチの残りの8つのTポートのうちの1つのTポートに(1対1で対応して)結合される。なお、電子装置の無線周波数回路の具体的な構成は、本実施形態で説明した構成を含むが、これに限定されない。
電子装置の無線周波数システムの送信経路と受信経路にとって、送信経路は1つの独立スイッチ(4P10Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P10Tスイッチ)を含むことができ、受信パスは1つの独立スイッチ(4P10Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P10Tスイッチ)を含むことができる。即ち、送信経路と受信経路のスイッチ機能を4P10Tスイッチに統合することにより、送信経路と受信経路の独立スイッチの数量を効果的に減少することができる。
n=10である場合、本発明の実施形態に係わるマルチウェイスイッチは、電子装置が二重周波数単一送信モード又は二重周波数二重送信モードで動作できるようにすることができ、5G NRで4ポートSRSスイッチングをサポートする電子装置のRFアーキテクチャを簡素化し、送信経路と受信経路のスイッチの数量を減少し、経路損失を減らすことに役立ち、従って送信電力/感度を向上させ、5G NRのデータ伝送速度を改善し、携帯電話のアップリンク及びダウンリンクのカバレッジを改善し、消費電力を削減する。
1つの可能な実施形態では、n=11(即ち、マルチウェイスイッチは11個のTポートを含む)である場合、電子装置は、二重周波数二重送信モードで動作可能である。
マルチウェイスイッチのMOSトランジスタの数量は11+11*4*3+4=147である。
電子装置が二重周波数二重送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び4つの送信回路を含む。マルチウェイスイッチの11個のTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、4つの送信回路のうちの1つの送信回路と8つの受信回路のうちの1つの受信回路はSPDTスイッチによってトランシーバ回路に統合される。トランシーバ回路は、マルチウェイスイッチの11個のTポートのうちの1つのTポートに結合される。残りの3つの送信回路のうちの各送信回路は、マルチウェイスイッチの残りの10個のTポートのうちの1つのTポートに(1対1で対応して)結合される。図10に示されたように、残りの7つの受信回路は、別々にマルチウェイスイッチの残りの7つのTポートに1対1で対応して結合される。なお、電子装置の無線周波数回路の具体的な構成は、本実施形態で説明した構成を含むが、これに限定されない。
電子装置の無線周波数システムの送信経路と受信経路にとって、送信経路は1つの独立スイッチ(4P11Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P11Tスイッチ)を含むことができ、受信パスは1つの独立スイッチ(4P11Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P11Tスイッチ)を含むことができる。即ち、送信経路と受信経路のスイッチ機能を4P11Tスイッチに統合することにより、送信経路と受信経路の独立スイッチの数量を効果的に減少することができる。
n=11である場合、本発明の実施形態に係わるマルチウェイスイッチは、電子装置が二重周波数二重送信モードで動作できるようにすることができ、5G NRで4ポートSRSスイッチングをサポートする電子装置のRFアーキテクチャを簡素化し、送信経路と受信経路のスイッチの数量を減少し、経路損失を減らすことに役立ち、従って送信電力/感度を向上させ、5G NRのデータ伝送速度を改善し、携帯電話のアップリンク及びダウンリンクのカバレッジを改善し、消費電力を削減する。
1つの可能な実施形態では、n=12(即ち、マルチウェイスイッチは12個のTポートを含む)である場合、電子装置は、二重周波数二重送信モードで動作可能である。
マルチウェイスイッチのMOSトランジスタの数量は12+12*4*3+4=160である。
電子装置が二重周波数二重送信モードで動作可能である場合、電子装置の無線周波数回路は、論理的に8つの受信回路及び4つの送信回路を含む。図11に示されたように、マルチウェイスイッチの12個のTポートのうちの各Tポートは4つのPポートに全部結合されているので、4つの送信回路と8つの受信回路は、マルチウェイスイッチの12個のTポートに1対1で対応して結合される。なお、電子装置の無線周波数回路の具体的な構成は、本実施形態で説明した構成を含むが、これに限定されない。
電子装置の無線周波数システムの送信経路と受信経路にとって、送信経路は1つの独立スイッチ(4P12Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P12Tスイッチ)を含むことができ、受信パスは1つの独立スイッチ(4P12Tスイッチ)を含むことができるか又は2つの独立スイッチ(SPDTスイッチ及び4P12Tスイッチ)を含むことができる。即ち、送信経路と受信経路のスイッチ機能を4P12Tスイッチに統合することにより、送信経路と受信経路の独立スイッチの数量を効果的に減少することができる。
n=12である場合、本発明の実施形態に係わるマルチウェイスイッチは、電子装置が二重周波数二重送信モードで動作できるようにすることができ、5G NRで4ポートSRSスイッチングをサポートする電子装置のRFアーキテクチャを簡素化し、送信経路と受信経路のスイッチの数量を減少し、経路損失を減らすことに役立ち、従って送信電力/感度を向上させ、5G NRのデータ伝送速度を改善し、携帯電話のアップリンク及びダウンリンクのカバレッジを改善し、消費電力を削減する。
上述した受信回路及び送信回路は、様々な方法で実現できることを理解できる。本発明の実施形態は特に限定しない。
1つの可能な実施形態では、電子装置は単一周波数単一送信モードで動作可能であり、無線周波数回路は論理的に1つの送信回路と4つの受信回路を含む。無線周波数回路は、物理的に少なくとも1つの独立回路モジュールを含む。少なくとも1つの独立回路モジュールは、受信ポート(信号受信ポートとも呼ばれる)及び送信-受信ポート(信号送信-受信ポートとも呼ばれる)及び/又は送信ポート(信号送信ポートとも呼ばれる)を含み、これらはTポートに結合されるように構成される。具体的には、少なくとも1つの独立回路モジュールは、1つ以上の送信-受信ポート、1つ以上の送信ポート、又は1つ以上の送信-受信ポート及び1つ以上の送信ポートを有することができる。
独立回路モジュールの送信-受信ポートは、送信回路と受信回路を統合した後のポートに対応する。
本実施形態において、無線周波数回路の物理的形態は様々であり、ここで限定しないことを理解できる。
本実施形態において、単一周波数単一送信モードで動作可能な電子装置に対して、マルチウェイスイッチに適合した無線周波数回路の物理的形態は、少なくとも1つの独立回路モジュールを含み、適合の柔軟性を向上させ、コストの削減することに有益である。
1つの可能な実施形態では、電子装置は単一周波数二重送信モードで動作可能であり、無線周波数回路は論理的に2つの送信回路と4つの受信回路を含む。無線周波数回路は物理的に少なくとも2つの独立回路モジュールを含む。少なくとも2つの独立回路モジュールは、受信ポート及び送信-受信ポート及び/又は送信ポートを含み、これらはTポートに結合される。
低電力及び低消費電力であるので、受信回路の低雑音増幅器(LNA)は同時に動作することができ、設計によって相互の影響を回避することができる。従って同じ周波数帯域の複数の受信回路の複数のLNAは同じ回路モジュールに配置することができる。
見て分かるように、本実施形態では、同じ周波数帯域の2つのパワーアンプ(PA)が同時に動作すると(UL MIMOモードに対応する)、送信電力が高くなり、2つ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、放熱効率を影響する。これを考慮すると、送信回路にPAを設置するために2つの独立回路モジュールが必要である。これは、干渉を減少し、無線周波数システムの信号処理効率と放熱効率を高めることに役立つ。
1つの可能な実施形態では、電子装置は二重周波数単一送信モードで動作可能であり、無線周波数回路は論理的に2つの送信回路及び8つの受信回路を含む。無線周波数回路は物理的に少なくとも1つの独立回路モジュールを含む。少なくとも1つの独立回路モジュールは、受信ポート及び送信-受信ポート及び/又は送信ポートを含み、これらはTポートに結合される。
異なる周波数帯域の送信回路のPAは同時に動作しないので、同じ独立回路モジュールに異なる周波数帯域の2つのPAを設置することができる。
本実施形態において、二重周波数単一送信モードで動作可能な電子装置に対して、マルチウェイスイッチに適合した無線周波数回路の物理的形態は、少なくとも1つの独立回路モジュールを含み、適合の柔軟性を向上させ、コストの削減することに有益である。
1つの可能な実施形態では、電子装置は二重周波数二重送信モードで動作可能であり、無線周波数回路は論理的に4つの送信回路及び8つの受信回路を含む。無線周波数回路は物理的に少なくとも2つの独立回路モジュールを含む。少なくとも2つの独立回路モジュールに2つのパワーアンプ(PA)を含む独立回路モジュールが存在する場合、独立回路モジュールの2つのPAは異なる周波数帯域で動作する。少なくとも2つの独立回路モジュールは、受信ポート及び送信-受信ポート及び/又は送信ポートを含み、これらはTポートに結合される。
見て分かるように、本実施形態では、同じ周波数帯域の2つのパワーアンプ(PA)が同時に動作すると(UL MIMOモードに対応する)、送信電力が高くなり、2つ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、放熱効率を影響する。これを考慮すると、送信回路にPAを設置するために2つの独立回路モジュールが必要である。なお、異なる周波数帯域の送信回路のPAは同時に動作しないので、同じ独立回路モジュールに異なる周波数帯域の2つのPAを設置することができる。これは、干渉を減少し、無線周波数システムの信号処理効率と放熱効率を高めることに役立つ。
1つの可能な実施形態において、4つのアンテナは、第一アンテナ、第二アンテナ、第三アンテナ及び第四アンテナを含む。これらの4つのアンテナは、すべて第五世代の新しいラジオ(5G NR)周波数帯域で使用することができる。5G NR周波数帯域は、例えば、3.3GHz~5GHzを含むことができる。
1つの可能な実施形態において、4つのアンテナは、第一アンテナ、第二アンテナ、第三アンテナ及び第四アンテナを含む。第一アンテナと第四アンテナは、長期進化(Long Term Evolution,LTE)周波数帯域と第五世代の新しいラジオ(5G NR)周波数帯域で作動可能なアンテナである。第二アンテナ及び第三アンテナは、5G NR周波数帯域のみで作動可能なアンテナである。
第一アンテナ及び第四アンテナは、端末上のLTEの一部の周波数帯域でDL 4×4 MIMOをサポートすることを目的とする。この2つのアンテナは5G NRと共有される(以下、「共有アンテナ」と呼ぶ)。LTE周波数帯域は、例えば、1710MHz~2690MHzを含むことができる。
1つの可能な実施形態において、図12に示されたように、アンテナシステムは、第一コンバイナ及び第二コンバイナをさらに含む。第一コンバイナは、第一アンテナに結合するために用いられる第一ポートと、電子装置のLTE 4×4 多入力多出力(MIMO)の第一受信経路に結合するために用いられる第二ポートと、マルチウェイスイッチの対応するPポートに結合するために用いられる第三ポートと、を含む。第二コンバイナは、第四アンテナに結合するために用いられる第一ポートと、電子装置のLTE 4×4 MIMOの第二受信経路に結合するために用いられる第二ポートと、マルチウェイスイッチの対応するPポートに結合するために用いられる第三ポートと、を含む。
LTE 4×4 MIMOはダウンリンクLTE受信回路であり、第三受信経路として定義することができる。LTEには、現在2つの受信経路があるので、LTE 4×4 MIMOをサポートするために、第三受信経路と第四受信経路が追加される。
電子装置は、4つのアンテナの性能に応じて、回路のPRX(プライマリレシーバー(primary receiver))に良い性能を有するアンテナを配置し、アンテナはスタンバイ状態になる。送信機能と受信機能の両方を備えるスイッチのTポートをTX(送信)とPRXとして使用することができ、アンテナを任意に切り替えることができ、共有アンテナのポート間の結合を制限することを必要としない。
1つの可能な実施形態において、図13に示されたように、アンテナシステムは、第一単極双投(SPDT)スイッチ及び第二SPDTスイッチをさらに含む。第一SPDTスイッチは、第一アンテナに結合するために用いられる第一ポートと、電子装置のLTE 4×4 多入力多出力(MIMO)の第一受信経路に結合するために用いられる第二ポートと、マルチウェイスイッチの対応するPポートに結合するために用いられる第三ポートと、を含む。第二SPDTスイッチは、第四アンテナに結合するために用いられる第一ポートと、電子装置のLTE 4×4 MIMOの第二受信経路に結合するために用いられる第二ポートと、マルチウェイスイッチの対応するPポートに結合するために用いられる第三ポートと、を含む。
本発明の方案は、互いに組み合わせるか、又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及び/又はマルチウェイスイッチは、以下の無線周波数システム及び無線通信装置に使用するか又は組み合わせることができる。なお、本発明の「アンテナシステム及び/又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」、又は「アンテナシステム及びマルチウェイスイッチ」を意味する。
図14は、本発明の実施形態に係わる無線周波数システムの構造を示す概略図である。無線周波数システムは、アンテナシステムと、無線周波数回路と、上述したいずれか1つの実施形態に係わるマルチウェイスイッチと、を含む。マルチウェイスイッチは、n個のTポート及び4つのPポートを含む。各Tポートは4つのPポートに全部結合される。nは整数であり、4≦nである。アンテナシステムは、4つのPポートに対応する4つのアンテナを含む。
マルチウェイスイッチは、無線周波数回路及びアンテナシステムに結合されて、無線周波数システムのプリセット機能を実現するために用いられる。プリセット機能は、4つのPポートに対応する4つのアンテナによってSRSを順番に送信する機能である。マルチウェイスイッチの4PnT構成は、前述の説明を参照することができ、ここでは再び詳しく説明しない。
1つの実施形態において、4≦n≦12である。各Pポートは、4つのアンテナのうちの1つのアンテナに結合される。4つのPポートのうちのいずれか2つのPポートは、4つのアンテナのうちの異なるアンテナに結合される。
1つの可能な実施形態において、4つのアンテナは、第一アンテナ、第二アンテナ、第三アンテナ及び第四アンテナを含む。第一アンテナと第四アンテナは、長期進化(LTE)周波数帯域と第五世代の新しいラジオ(5G NR)周波数帯域で作動可能なアンテナである。第二アンテナ及び第三アンテナは、5G NR周波数帯域のみで作動可能なアンテナである。
1つの可能な実施形態において、4つのアンテナに関する上述構造を使用し、アンテナシステムは、第一コンバイナ及び第二コンバイナをさらに含む。第一コンバイナは、第一アンテナに結合するために用いられる第一ポートと、電子装置のLTE 4×4 MIMOの第一受信経路に結合するために用いられる第二ポートと、マルチウェイスイッチの対応するPポートに結合するために用いられる第三ポートと、を含む。第二コンバイナは、第四アンテナに結合するために用いられる第一ポートと、電子装置のLTE 4×4 MIMOの第二受信経路に結合するために用いられる第二ポートと、マルチウェイスイッチの対応するPポートに結合するために用いられる第三ポートと、を含む。
1つの可能な実施形態において、4つのアンテナに関する上述構造において、アンテナシステムは、第一単極双投(SPDT)スイッチ及び第二SPDTスイッチをさらに含む。第一SPDTスイッチは、第一アンテナに結合するために用いられる第一ポートと、電子装置のLTE 4×4 MIMOの第一受信経路に結合するために用いられる第二ポートと、マルチウェイスイッチの対応するPポートに結合するために用いられる第三ポートと、を含む。第二SPDTスイッチは、第四アンテナに結合するために用いられる第一ポートと、電子装置のLTE 4×4 MIMOの第二受信経路に結合するために用いられる第二ポートと、マルチウェイスイッチの対応するPポートに結合するために用いられる第三ポートと、を含む。
図14に示された無線周波数システムに関連する定義は、前述の説明と類似であるので、ここでは繰り返さない。
図15は、本発明の実施形態に係わる無線通信装置の構造を示す概略図である。無線通信装置は、例えば、端末装置、基地局などであることができ、アンテナシステムと、無線周波数トランシーバと、無線周波数トランシーバに結合された無線周波数回路と、 上記のいずれか1つの実施形態に係わるマルチウェイスイッチと、を含む。
マルチウェイスイッチは、n個のTポート及び4つのPポートを含む。各Tポートは4つのPポートに全部結合される。ここで、nは整数であり、4≦n≦12である。各Pポートは4つのアンテナのうちの1つのアンテナに結合される。4つのPポートのうちのいずれか2つのPポートは、4つのアンテナのうちの異なるアンテナに結合される。アンテナシステムは、4つのPポートに対応する4つのアンテナを含む。
マルチウェイスイッチは、無線周波数回路及びアンテナシステムに結合されて、4つのアンテナによってSRSを順番に送信する機能をサポートする。
さらに、図16に示されるように、本発明の実施形態で説明されるアンテナシステムの4つのアンテナは、電子装置の無線充電受信機(wireless charging receiver)によって再利用することもできる。無線充電受信機は、受信アンテナ及び受信制御回路を含む。受信アンテナは、無線充電送信機(wireless charging transmitter)の送信アンテナと一致する(周波数が同じ又は類似している場合に共振し、放射性共振磁気結合方式でエネルギーを無線伝送方式で伝送する)。受信制御回路は、ループアレイアンテナによってエネルギーを直流(DC)に変換してから出力して、バッテリーを充電する。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することにより、ループアレイアンテナの周波数を無線充電送信機の送信アンテナの周波数と一致させて、ペアリングされた充電を達成することができる。あるいは、受信制御回路は、リアルタイムで無線充電送信機と周波数変更範囲について対話して、「排他的な暗号化」無線充電モードを実現することができる。
受信アンテナは、4つのアンテナのうちの少なくとも1つのアンテナからなるアンテナであることができる(複数のアンテナの場合、複数のアンテナはスイッチによってストローブされる)。
例えば、図17に示されたように、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つのアンテナは、アンテナ1、アンテナ2、アンテナ3及びアンテナ4を含む。アンテナ1及びアンテナ4は、LTE周波数帯域と5G NR周波数帯域の両方で動作可能であるが、アンテナ2及びアンテナ3は、5G NR周波数帯域のみで動作可能である。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。隣接するアンテナの間は、絶縁機能を有するゲート回路170によって結合される。ゲート回路170は、スペーサー171及びスイッチ172を含み、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ーに結合される。電子装置は、無線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。アンテナの間にスペーサー171を追加することにより、ゲート回路170は、通常の通信モードにおける電子装置の複数のアンテナの間の相互結合を低減し、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する一方、スイッチ171によって複数のアンテナを直列に結合してループアレイアンテナを形成することにより、送信アンテナとの一致性を高めてエネルギーを伝送することができる。アンテナ1及びアンテナ4の能力はアンテナ2及びアンテナ3の能力よりも強いので、このように配置されたループアレイアンテナは、エネルギー伝送損失を極力低減することができる。

Claims (11)

  1. マルチウェイスイッチ10であって、
    n個のTポート及び4つのPポートを含み、各Tポートは4つのPポートに全部結合され、nは整数であり、4≦nであり、
    前記マルチウェイスイッチは、電子装置の無線周波数回路(30)及びアンテナシステム(20)に結合されて、前記電子装置のプリセット機能を実現するために用いられ、前記アンテナシステムは4つのPポートに対応する4つのアンテナを含み、前記プリセット機能は4つのアンテナによってサウンディングリファレンス信号(SRS)を順番に送信する機能であ
    前記電子装置は単一周波数単一送信モードで動作可能であり、前記無線周波数回路は論理的に1つの送信回路と4つの受信回路を含み、前記無線周波数回路は物理的に少なくとも1つの独立回路モジュールを含み、少なくとも1つの独立回路モジュールは、受信ポート及び送信-受信ポート及び/又は送信ポートを含み、これらはTポートに結合され、又は、
    前記電子装置は単一周波数二重送信モードで動作可能であり、前記無線周波数回路は論理的2つの送信回路と4つの受信回路をに含み、前記無線周波数回路は物理的に少なくとも2つの独立回路モジュールを含み、少なくとも2つの独立回路モジュールは、受信ポート及び送信-受信ポート及び/又は送信ポートを含み、これらはTポートに結合され、又は
    前記電子装置は二重周波数単一送信モードで動作可能であり、前記無線周波数回路は論理的に2つの送信回路及び8つの受信回路を含み、前記無線周波数回路は物理的に少なくとも1つの独立回路モジュールを含み、少なくとも1つの独立回路モジュールは、受信ポート及び送信-受信ポート及び/又は送信ポートを含み、これらはTポートに結合されるように構成され、又は、
    前記電子装置は二重周波数二重送信モードで動作可能であり、前記無線周波数回路は論理的に4つの送信回路及び8つの受信回路を含み、前記無線周波数回路は物理的に少なくとも2つの独立回路モジュールを含み、少なくとも2つの独立回路モジュールに2つのパワーアンプ(PA)を含む独立回路モジュールが存在する場合、独立回路モジュールの2つのPAは異なる周波数帯域で動作し、少なくとも2つの独立回路モジュールは、受信ポート及び送信-受信ポート及び/又は送信ポートを含み、これらはTポートに結合されるように構成される、
    ことを特徴とするマルチウェイスイッチ。
  2. 4≦n≦12であり、
    各Pポートは4つのアンテナのうちの1つのアンテナに結合され、
    前記4つのPポートのうちのいずれか2つのPポートは、前記4つのアンテナの異なるアンテナに結合される、
    ことを特徴とする請求項1に記載のマルチウェイスイッチ。
  3. 前記電子装置は、単一周波数単一送信モード、単一周波数二重送信モード、二重周波数単一送信モード及び二重周波数二重送信モードの少なくとも1つのモードで動作可能であり、n=4又はn=5である、
    ことを特徴とする請求項1に記載のマルチウェイスイッチ。
  4. n=6であり、前記電子装置は、単一周波数二重送信モード、二重周波数単一送信モード及び二重周波数二重送信モードのうちの少なくとも1つで動作可能である、
    ことを特徴とする請求項1に記載のマルチウェイスイッチ。
  5. n=7であり、前記電子装置は、二重周波数単一送信モード及び二重周波数二重送信モードのうちの少なくとも1つで動作可能である、
    ことを特徴とする請求項1に記載のマルチウェイスイッチ。
  6. n=8であり、前記電子装置は、二重周波数単一送信モード及び二重周波数二重送信モードのうちの少なくとも1つで動作可能である、
    ことを特徴とする請求項1に記載のマルチウェイスイッチ。
  7. n=9であり、前記電子装置は、二重周波数単一送信モード及び二重周波数二重送信モードのうちの少なくとも1つで動作可能である、
    ことを特徴とする請求項1に記載のマルチウェイスイッチ。
  8. n=10であり、前記電子装置は、二重周波数単一送信モード及び二重周波数二重送信モードのうちの少なくとも1つで動作可能である、
    ことを特徴とする請求項1に記載のマルチウェイスイッチ。
  9. 前記電子装置は二重周波数二重送信モードで動作可能でり、n=11又はn=12である、
    ことを特徴とする請求項1に記載のマルチウェイスイッチ。
  10. 無線周波数システムであって、
    アンテナシステムと、無線周波数回路と、請求項1~のいずれか一項に記載のマルチウェイスイッチと、を含む、
    ことを特徴とする無線周波数システム。
  11. 無線通信装置であって、
    アンテナシステムと、無線周波数送信機と、前記無線周波数送信機に結合された無線周波数回路と、請求項1~のいずれか一項に記載のマルチウェイスイッチと、を含む、
    ことを特徴とする無線通信装置。
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