TWI516044B - 手持式電子裝置、無線通信裝置及其天線的切換方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種無線通信裝置,且特別是有關於一種支援多種通信標準的無線通信裝置。
在習知的技術領域中,無線通信裝置為了支援多種通信標準,需要設置多個天線。請參照圖1所繪示的習知的無線通信裝置的方塊圖。其中,無線通信裝置100中設置有主天線ANT0、天線ANT1、ANT2以及天線交換器110~130。主天線ANT0設置以傳送或接收(TRx)對應無線通信裝置100中的第一數據機的所有通信標準的射頻信號,其中包括分時雙工長期演進(Time-Division Duplex Long Term Evolution,TDD-LTE)B38/39/40的傳收信號、(Frequency-Division Duplex Long Term Evolution,FDD-LTE)B3/7的傳收信號、分時同步分碼多重取用(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access,TD-SCDMA)B34/B38的傳收信號、通用移動通信系統(Universal
Mobile Telecommunications System,UMTS)B1/2/5的信號傳收以及全球行動系統(global system for mobile,GSM)850/800/1800/1900的傳收信號。
天線ANT1則用以傳收對應無線通信裝置100中的第二數據機,其中天線ANT1接收的射頻信號包括GSM 850/800/1800/1900的傳收信號。天線ANT2則配置以對應無線通信裝置100中的第一及第二數據機進行分集(diversity receiving)接收的動作,包括TDD-LTE B38/39/40以及FDD-LTE B3/7的分集接收信號。
也就是說,習知的無線通信裝置100,其主天線ANT0所需要的頻帶介於824~2690百萬赫茲間,天線ANT1所需要的頻帶介於824~1990百萬赫茲間,而天線ANT2則需要的一個甚大的頻帶範圍介於1710~2690百萬赫茲間。
本發明提供一種無線通信裝置及其天線切換的方法,可有效減低天線的數量或降低配置天線所需要的面積。
本發明提供一種手持式電子裝置,有效減低其無線通信裝置的天線所需要的面積。
本發明的無線通信裝置可支援多種通信標準,包括主天線、第一天線、第一天線交換器、第一數據機以及第二數據機。主天線設置於該無線通信裝置之第一部分。第一天線設置於行動
裝置之第二部分。第一數據機具有複數個第一收發端、對應複數個第一收發端的複數個第一分集傳輸端以及複數個第二分集傳輸端。第一數據機透過第一收發端自主天線傳送或接收通訊信號並透過複數個第一分集傳輸端自第一天線接收分集信號。第二數據機具有複數個第二收發端,其中,第二數據機透過第二收發端自第一天線傳送或接收通訊信號。且當第二數據機透過第二收發端傳送或接收通訊信號時,第二數據機在工作週期內啟用複數個第二收發端。第一天線交換器選擇性地耦接第一分集傳輸端或第二收發端至第一天線。其中,當第一數據機透過第一分集傳輸端自第一天線接收分集信號且當第二數據機透過第二收發端自第一天線傳送或接收通訊信號時,第一天線交換器在工作週期內耦接第二收發端至第一天線,且在工作週期外耦接第一分集傳輸端至第一天線。
本發明另提出一種手持式行動裝置包括本體以及上述的無線通信裝置。本體具有第一表面、第二表面以及側面,配置在該本體中,其中,第二天線配置在側面上。
本發明更提出一種通信裝置的天線切換方法,其步驟包括:當第一數據機透過其複數個第一或第二分集傳輸端自第一天線接收分集信號,且當第二數據機透過其複數個第二收發端自第一天線傳送或接收通訊信號時,設定工作週期,並且,在工作週期內耦接複數個第二收發端至第一天線,而在工作週期外耦接第一分集傳輸端或第二分集傳輸端至第一天線。
基於上述,本發明針對各種不同的無線通信的標準所屬的頻帶來設定天線與天線交換器間的相對配置關係,並藉此降低天線的總數,或者,降低單一天線所要接收的無線射頻信號的頻帶寬。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、200、300、400‧‧‧無線通信裝置
230、330、430‧‧‧主天線交換器
120~130、231~232、331~332、431~432‧‧‧天線交換器
291、391、491‧‧‧第一數據機
292、392、492‧‧‧第二數據機
221‧‧‧多工器
321、322‧‧‧雙工器
CH1、CH2、CH3、CH4‧‧‧通道
ANT0‧‧‧主天線
ANT1~ANT2‧‧‧天線
500‧‧‧手持式電子裝置
S1~S2‧‧‧表面
S3‧‧‧側面
TRT1、TRT2‧‧‧收發端
ORT1、ORT2‧‧‧分集傳輸端
S610~S630‧‧‧天線切換的步驟
圖1所繪示的習知的無線通信裝置的方塊圖。
圖2繪示本發明一實施例的無線通信裝置的示意圖。
圖3繪示本發明另一實施例的無線通信裝置的示意圖。
圖4繪示本發明再一實施例的無線通信裝置的示意圖。
圖5繪示本發明一實施例的手持式電子裝置的示意圖。
圖6繪示本發明一實施例的無線通信裝置的天線切換方式的流程圖。
請參照圖2,圖2繪示本發明一實施例的無線通信裝置的示意圖。在圖2中,無線通信裝置200包括主天線ANT0、天線ANT1、主天線交換器230、天線交換器231~232、多工器221、第一數據機291以及第二數據機292。主天線ANT0用以接收無線射
頻信號,而主天線交換器230耦接在主天線ANT0以及第一數據機間,主天線交換器230可傳送無線射頻信號至第一數據機291或將第一數據機291發送出的無線射頻信號傳送至主天線ANT0以進行發送。
第一數據機291具有多數個收發端TRT1以及多數個分集傳輸端ORT1以及ORT2。其中,多個收發端TRT1的其中之一耦接至主天線交換器230以與主天線ANT0間進行通訊信號的傳送或接收。而主天線交換器230可選擇性的耦接至多個收發端TRT1的其中之一,並使被選中的多個收發端TRT1的其中之一與主天線ANT0產生連接。
在本實施例中,主天線ANT0可支援傳送或接收(TRx)第一數據機291的所有通信標準的射頻信號,其中包括TDD-LTEB38/39/40的傳收信號、FDD-LTE B3/7的傳收信號、TD-SCDMA B34/B38的傳收信號、UMTS B1/2/5的信號傳收以GSM 850/800/1800/1900的傳收信號。
天線ANT1耦接至多工器221,多工器221並耦接至天線交換器231以及232。天線ANT1用於無線射頻信號的傳送及接收動作,並可將接收到的無線射頻信號傳送至多工器221。多工器221具有通道CH1以及CH2,多工器221可依據所接收到的無線射頻信號的頻率來透過通道CH1或通道CH2來進行無線射頻信號的傳送動作。
天線交換器231耦接至多工器221的通道CH1,天線交
換器232則耦接至多工器221的通道CH2。天線交換器231可接收藉由通道CH1傳送的無線射頻信號,並將無線射頻信號轉傳送給第一數據機291。天線交換器232則可接收藉由通道CH2傳送的無線射頻信號,並將無線射頻信號轉傳送給第一數據機291或第二數據機292。
值得注意的是,多工器221的通道CH1以及CH2分別對應不同的第一頻帶以及第二頻帶,而當傳送至的無線射頻信號的頻率在第一頻帶間時,多工器221會透過對應第一頻帶的通道CH1來進行無線射頻信號的傳送動作,相對的,當傳送至的無線射頻信號的頻率在第二頻帶間時,多工器221會透過對應第二頻帶的通道CH2來進行無線射頻信號的傳送動作。
在此,天線交換器231可選擇性的耦接至第一數據機291的多數個分集傳輸端ORT2的其中之一,並藉由通道CH1來使第一數據機291及天線ANT1間進行分集信號的傳輸動作。此外,天線交換器232則可選擇性的耦接至第一數據機291的多數個分集傳輸端ORT1的其中之一,並透過通道CH2來使第一數據機291及天線ANT1間進行分集信號的傳輸動作。
第二數據機292具有多數個收發端TRT2,且天線交換器232可選擇性的耦接至多數個收發端TRT2的其中之一。如此一來,第二數據機292可透過被選中的多數個收發端TRT2的其中之一來藉由通道CH2來與天線ANT1進行通訊信號的傳送或接收。
值得注意的是,當第一數據機291以及第二數據機292
同時要與天線ANT1間進行分集信號的傳輸動作時,天線交換器232可規劃出一工作週期。並且,在工作週期中,天線交換器232耦接收發端TRT2的其中之一至天線ANT1,而相對的,在非工作週期中,天線交換器232則耦接分集傳輸端ORT1的其中之一至天線ANT1。
為節省功率消耗,上述的工作週期與非工作週期的時間比可以設定為小於一預設臨界值。
在本實施例中,通道CH1所接收的無線射頻信號可以為TDD-LTE B38/40分集接收信號或是FDD-LTE B7分集接收信號。也就是說,通道CH1對應的第一頻帶可介於2300百萬赫茲與2690百萬赫茲間。此外,通道CH2所接收的無線射頻信號可以為TDD-LTE B39分集接收信號或是FDD-LTE B3分集接收信號亦或是GSM 850/900/1800/1900的傳輸信號。也就是說,通道CH2對應的第二頻帶可介於824百萬赫茲與1900百萬赫茲間。
附帶一提的,多工器221可利用濾波器來建構,在一實施方式中,多工器221可對應第一及第二頻帶來分別配置第一及第二濾波器。其中,第一濾波器的可通過頻段約等於第一頻帶,第二濾波器的可通過頻段約等於第二頻帶。多工器221可以是一個雙工器。
另外,本實施例中的天線交換器232可將由通道CH2接收的TDD-LTE B39分集接收信號及FDD-LTE B3分集接收信號傳送至第一數據機291,另將GSM 850/900/1800/1900的傳輸信號傳
送至第二數據機292。
以下請參照圖3,圖3繪示本發明另一實施例的無線通信裝置的示意圖。在圖3中,無線通信裝置300包括主天線ANT0、天線ANT1、主天線交換器330、天線交換器331~332、雙工器321~322、第一數據機391以及第二數據機392。其中,雙工器321~322組成一多工器。
在圖3中,由雙工器321~322組成的多工器除具有通道CH1以及CH2外,更具有通道CH3。雙工器321耦接在天線ANT1、雙工器322以及第二數據機392間。雙工器由天線ANT1接收無線射頻信號並依據無線射頻信號的頻率來透過通道CH4或通道CH3以進行無線射頻信號的傳送動作。其中,通道CH3耦接至第二數據機392以將無線射頻信號傳送至通道CH3,而通道CH4則耦接在雙工器321及322間,以將無線射頻信號傳送至雙工器322。
舉例來說明,在本實施例中,通道CH1可傳輸TDD-LTE B38/40的分集信號或是FDD-LTE B7的分集信號。通道CH2可傳輸TDD-LTE B39的分集信號、FDD-LTE B3的分集信號或是GSM 1800/1900的傳收信號。通道CH3則可傳收GSM 850/900的傳收信號。其中,天線交換器332可將TDD-LTE B39的分集信號及FDD-LTE B3的分集信號傳送至第一數據機391,並將GSM 1800/1900的傳收信號傳送至第二數據機392。
在本實施例中,通道CH3及通道CH4分別對應不同的頻
帶,其中,對應通道CH3的頻帶的頻率低於對應通道CH4的頻帶的頻率。
附帶一提的,上述多個實施例中的第一及第二數據機可以是不同的兩個數據機,也可以單一個數據機來實施。
以下請參照圖4,圖4繪示本發明再一實施例的無線通信裝置的示意圖。無線通信裝置400包括主天線ANT0、主天線交換器430、天線ANT1~ANT2、天線交換器430~432、第一數據機491以及第二數據機492。主天線ANT0耦接至天線交換器430,主天線交換器430並耦接至第一數據機491。天線ANT1耦接至天線交換器431,天線交換器431則耦接至第一及第二數據機491及492。天線ANT2耦接至天線交換器432,天線交換器432並另耦接至第一數據機491。
主天線交換器430以及天線交換器431及432用以接收無線射頻信號,並分別依據無線射頻信號的頻率分屬於不同的頻帶,來將無線射頻信號傳送至第一數據機491或第二數據機492。
主天線ANT0支援傳送或接收(TRx)第一數據機291的所有通信標準的射頻信號,其中包括TDD-LTE B38/39/40的傳收信號、FDD-LTE B3/7的傳收信號、TD-SCDMA B34/B38的傳收信號、UMTS B1/2/5的信號傳收以GSM 850/800/1800/1900的傳收信號。
在另一方面,天線交換器431可當無線射頻信號的頻率介於824百萬赫茲與1900百萬赫茲間時,將無線射頻信號傳送至
第一或第二數據機491或492。天線交換器432則可當無線射頻信號的頻率介於2300百萬赫茲與2690百萬赫茲間時,將無線射頻信號傳送至第一數據機491。
舉例來說,當無線射頻信號為GSM 850/900/1800/1900標準的傳收信號時,天線交換器431可將無線射頻信號傳送至第二數據機492,另外,當無線射頻信號為TDD-LTE B39分集信號或是FDD-LTE B3分集信號時,天線交換器431可將無線射頻信號傳送至第一數據機491。
天線交換器432則可將TDD-LTE B38/40標準的分集信號以及FDD-LTE B7標準的分集信號傳送至第一數據機491。
值得一提的是,透過天線交換器431,第一數據機491以及第二數據機492可以分時共用天線ANT1以進行分集信號或通訊信號的傳收動作。並且,天線交換器431可設定一個工作週期,以在工作週期中使天線ANT1與第二數據機492相耦接以進行分集信號的傳收動作,並在非工作週期中使天線ANT1與第一數據機491相耦接以進行通訊信號的傳收動作。
由上述的說明可以得知,本實施例的天線ANT1所需要接收的信號的頻帶的寬度可以有效的減小,如此一來,天線ANT1的硬體面積也可以有效的被減小。也因此,在將無線通信裝置400配置手持式電子裝置中,天線ANT1可以有較多的配置位置可以選擇。以下請同步參照圖4及圖5,其中,圖5繪示本發明一實施例的手持式電子裝置的示意圖。
在圖5中,手持式電子裝置500具有相對的第一表面S1、第二表片S2以及側面S3。而主天線ANT0可配置在手持式電子裝置500的第一表面S1(例如手機的背面)上,較不易被使用者的守所遮蔽的部位(例如圖5所示的下方)。天線ANT2則也可以配置在手持式電子裝置500的第一表面S1或第二表面S2的合適的位置上。值得注意的是,天線ANT1由於不需要過大的面積,因此,可以有效的被配置在,手持式電子裝置500的側面S3上。如此一來,手持式電子裝置500上的多個天線的配置位置可以有效的獲得解決,減低機構設計上的困難。
請參照圖6,圖6繪示本發明一實施例的無線通信裝置的天線切換方式的流程圖。其中,無線通信裝置具有主天線、天線、第一數據機以及第二數據機。天線切換方法的步驟包括:在步驟S610中,當第一數據機透過其複數個第一分集傳輸端自天線接收分集信號,且第二數據機透過其複數個第二收發端自天線傳送或接收通訊信號時,設定工作週期;並在步驟S620中,在工作週期內耦接複數個第二收發端至天線,且在步驟S630中,以在工作週期外耦接複數個分集傳輸端至天線。
如此一來,第一以及第二數據機可以分時的透過天線來進行信號的傳輸動作,提升天線的使用效率。
綜上所述,本發明透過針對各種不同的無線通信的標準所屬的頻帶來設定天線與天線交換器間的相對配置關係,來降低所需要的天線的數量,或是降低天線接收的無線射頻信號的頻帶
寬度。如此一來,無線通信裝置的硬體設計的困難度可以降低,並有效提升系統的效益。
200‧‧‧無線通信裝置
230‧‧‧主天線交換器
231~232‧‧‧天線交換器
291‧‧‧第一數據機
292‧‧‧第二數據機
221‧‧‧多工器
CH1、CH2‧‧‧通道
ANT0‧‧‧主天線
ANT1‧‧‧天線
TRT1、TRT2‧‧‧收發端
ORT1、ORT2‧‧‧分集傳輸端
Claims (20)
- 一種無線通信裝置,支援多種通信標準,包括:一主天線,設置於該無線通信裝置之一第一部分;一第一天線,設置於該行動裝置之一第二部分;一第一數據機,具有複數個第一收發端、對應該複數個第一收發端的複數個第一分集傳輸端以及複數個第二分集傳輸端,其中該第一數據機透過該複數個第一收發端自該主天線傳送或接收通訊信號並透過該複數個第一分集傳輸端自該第一天線接收分集信號;一第二數據機,具有複數個第二收發端,其中該第二數據機可透過該複數個第二收發端自該第一天線傳送或接收通訊信號,且當該第二數據機透過該複數個第二收發端傳送或接收通訊信號時,該第二數據機在一工作週期內啟用該複數個第二收發端;一第一天線交換器,選擇性地耦接該複數個第一分集傳輸端或該複數個第二收發端至該第一天線,其中,當第一數據機透過該複數個第一分集傳輸端自該第一天線接收分集信號且當該第二數據機透過該複數個第二收發端自該第一天線傳送或接收通訊信號時,該第一天線交換器在該工作週期內耦接該複數個第二收發端至該第一天線,且在該工作週期外耦接該複數個第一分集傳輸端至該第一天線。
- 如申請專利範圍第1項所述的無線通信裝置,其中該第二數據機更具有複數個第三收發端,其中該第二數據機透過該複數 個第二收發端或該複數個第三收發端自該第一天線傳送或接收通訊信號。
- 如申請專利範圍第1項所述的無線通信裝置,更包含:一多工器,耦接在該第一天線與該第一天線交換器間,具有一第一通道及一第二通道,其中該第一通道具有一第一頻通帶,該第二通道具有一第二頻通帶,該第一頻通帶、該第二頻通帶不互相重疊,其中該第一天線交換器選擇性地耦接該第二通道至該複數個第一分集傳輸端或該複數個第二收發端。
- 如申請專利範圍第3項所述的無線通信裝置,其中該多工器更具有一第三通道,該第三通道具有一第三頻通帶,該第一頻通帶、該第二頻通帶與該第三頻通帶不互相重疊,其中該多工器選擇性地透過該第三通道耦接至該複數個第三收發端。
- 如申請專利範圍第3項所述的無線通信裝置,更包含:一主天線交換器,選擇性地耦接該主天線至該複數個第一收發端的其中之一,其中,該第一數據機透過該複數個第二分集傳輸端自該第一天線接收分集信號;以及一第二天線交換器,選擇性地耦接該第一通道至該複數個第二分集傳輸端的其中之一。
- 如申請專利範圍第3項所述的無線通信裝置,其中,該主天線接收一第一無線射頻信號,且該主天線交換器傳送一第一無線射頻信號至該第一數據機,該第一天線接收一第二無線射頻信號,且該多工器接收並依據該第二無線射頻信號的頻率來透過該 第一通道或該第二通道以傳送該第二無線射頻信號,其中,該第二無線射頻信號的頻率在該第二頻帶間時,該多工器透過該第二通道以傳送該第二無線射頻信號。
- 如申請專利範圍第6項所述的無線通信裝置,其中該第一頻帶介於2300百萬赫茲與2690百萬赫茲間,該第二頻帶介於824百萬赫茲與1900百萬赫茲間。
- 如申請專利範圍第3項所述的無線通信裝置,其中該多工器更具有一第三通道,且該多工器包括:一第一雙工器,耦接在該第一天線與該第二數據機間,該第一雙工器接收該第二無線射頻信號並依據該第二無線射頻信號的頻率來透過一第四通道或該第三通道以傳送該第二無線射頻信號;以及一第二雙工器,耦接在該第一雙工器、該第一天線切換器以及該第二天線切換器間,該第二雙工器依據由該第四通道接收的該第二無線射頻信號的頻率來透過該第一通道或該第二通道以傳送該第二無線射頻信號。
- 如申請專利範圍第8項所述的無線通信裝置,其中該第三通道及該第四通道分別對應一第三頻帶以及一第四頻帶,且該第三頻帶的頻率低於該第四頻帶的頻率。
- 如申請專利範圍第9項所述的無線通信裝置,其中當該第二無線射頻信號的頻率在該第三頻帶間時,該第一雙工器透過該第三通道以傳送該第二無線射頻信號,其中該第二無線射頻信 號的頻率在該第四頻帶間時,該第一雙工器透過該第四通道以傳送該第二無線射頻信號。
- 如申請專利範圍第9項所述的無線通信裝置,其中該第三頻帶介於1710百萬赫茲與1900百萬赫茲間,該第四頻帶介於824百萬赫茲與960百萬赫茲間。
- 如申請專利範圍第2項所述的無線通信裝置,更包含:一第二天線,設置於該行動裝置之一第三部分,其中,該第一數據機更具有複數個第二分集傳輸端,且該第一數據機透過該複數個第一分集傳輸端或該複數個第二分集傳輸端自該第二天線接收分集信號。
- 如申請專利範圍第12項所述的無線通信裝置,更包含:一主天線交換器,選擇性地耦接該主天線至該複數個第一收發端的其中之一;以及一第二天線交換器,選擇性地耦接該第二天線至該複數個第一分集傳輸端及該複數個第二分集傳輸端的其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述的無線通信裝置,其中當在該工作週期外時,該第一數據機的該複數個第一分集傳輸端接收分時雙工長期演進(Time-Division Duplex Long Term Evolution,TDD-LTE)分集信號,或者,該第一數據機的該複數個第二分集傳輸端接收分頻雙工長期演進(Frequency-Division Duplex Long Term Evolution,FDD-LTE)分集信號。
- 如申請專利範圍第14項所述的無線通信裝置,其中當在 該工作週期內時,該第二數據機透過該複數個第二收發端自該第一天線傳送或接收全球行動系統(Global System for Mobile,GSM)通訊信號。
- 如申請專利範圍第1項所述的無線通信裝置,其中該工作週期與該非工作週期的時間比小於一預設臨界值。
- 一種手持式行動裝置,包括:一本體,具有一第一表面、一第二表面以及一側面;以及如申請專利範圍所述第12項的該無線通信裝置,配置在該本體中,其中,該第二天線配置在該側面上。
- 如申請專利範圍第17項所述的手持式行動裝置,其中該主天線配置在該第一表面或該第二表面上,該第一天線配置在該第一表面或該第二表面上。
- 一種無線通信裝置的天線切換方法,該無線通信裝置具有一主天線、一第一天線、一第一數據機以及一第二數據機,該天線切換方法包括:當第一數據機透過其複數個第一分集傳輸端自該第一天線接收分集信號,且該第二數據機透過其複數個第二收發端自該第一天線傳送或接收通訊信號時,設定一工作週期;在該工作週期內耦接該複數個第二收發端至該第一天線;以及在該工作週期外耦接該複數個第一分集傳輸端至該第一天 線。
- 如申請專利範圍第19項所述的無線通信裝置的天線切換方法,其中該工作週期與該非工作週期的時間比小於一預設臨界值。
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