TWI548247B - 無線通訊裝置 - Google Patents

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TWI548247B
TWI548247B TW103132252A TW103132252A TWI548247B TW I548247 B TWI548247 B TW I548247B TW 103132252 A TW103132252 A TW 103132252A TW 103132252 A TW103132252 A TW 103132252A TW I548247 B TWI548247 B TW I548247B
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王銀財
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緯創資通股份有限公司
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    • H04B1/38—Transceivers, 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
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    • H04B1/50—Circuits using different frequencies for the two directions of communication
    • H04B1/52—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • H04B1/525—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa with means for reducing leakage of transmitter signal into the receiver
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Description

無線通訊裝置
本發明是有關於一種無線通訊技術，且特別是有關於一種可同時透過多個無線通訊協定進行資料傳輸且避免接收因互調變效應而產生之雜訊的通訊裝置。
隨著積體電路製程的演進，同一個電子設備(例如，行動電話)可以同時具備可同時運作之多種無線通訊協定的硬體模組，並且這些無線通訊協定的硬體模組可以同持運作。這些無線通訊協定例如是：第二代行動通訊(2nd-Generation；2G)、第三代行動通訊(3rd-Generation；3G)、第四代行動通訊(fourth-Generation；4G)、長期演進技術(LTE)、無線區域網路(Wi-Fi)、藍芽(blue-tooth)、全球定位系統(GPS)、國際GNSS服務(International GNSS Service；IGS)…等。
為了增加電子設備的資料傳輸速率，電子設備可以同時採用多種無線通訊協定來整合性地傳遞資料。每種無線通訊協定皆有不同的傳送(Tx)及接收(Rx)頻段。當電子設備同時透過多種無線通訊協定來傳輸資訊時，這些發送出去的信號可能因為 互調變(inter-modulation)效應而產生位於正在運作之通訊協定的接收頻段內的尖峰雜訊(spike noise)，導致電子設備可能會將這些尖峰雜訊透過天線而接收，因而影響到信號接收的靈敏度。例如，當電子設備中Wi-Fi及LTE的硬體模組同時在傳輸資料時，Wi-Fi及LTE的傳輸(Tx)信號將可能因互調變(inter-modulation)效應而產生位於Band 7之LTE接收(Rx)頻段上的尖峰雜訊。
上述情況除了可以藉由不使電子設備同時透過多種通訊協定進行資料傳輸的方式來避免以外，廠商也在另外思考如何避免電子設備的接收端接收到由自身天線所發出的多種信號所互調變效應而產生的雜訊。
本發明提供一種無線通訊裝置，此無線通訊裝置藉由在無線通訊協定收發器的接收端設置信號過濾器，藉以避免無線通訊裝置接收自身透過多個無線通訊協定所發出的信號。藉此，這些無線通訊協定所發出的信號便不會因互調變效應而產生雜訊，此無線通訊裝置因此便可避免接收這些雜訊，以增加在接收資訊時的靈敏度。
本發明提出一種無線通訊裝置。無線通訊裝置包括第一無線通訊協定收發器、第二無線通訊協定收發器、信號頻段分離器以及信號過濾器。第一無線通訊協定收發器藉由第一無線通訊協定以收發資訊。第二無線通訊協定收發器具備接收端。信號頻 段分離器藉由第二無線通訊協定的接收頻段及發送頻段來分離經由第二天線所接收的接收信號及所發送的傳輸信號。信號過濾器耦接所述信號頻段分離器及所述第二無線通訊協定收發器的接收端。信號過濾器用以濾除位於第一無線通訊協定中之接收頻段及第二無線通訊協定中之接收頻段的信號。
在本發明的一實施例中，上述的第二無線通訊協定收發器更包括傳輸端。無線通訊裝置更包括表面聲波濾波器以及信號放大器。表面聲波濾波器耦接所述第二無線通訊協定收發器的傳輸端，其用以過濾從所述傳輸端發出的傳輸信號。信號放大器耦接所述表面聲波濾波器以及所述信號頻段分離器的信號接收端。信號放大器用以接收並放大已過濾的傳輸信號。
在本發明的一實施例中，上述的第一無線通訊協定是區域型無線網路系統(Wi-Fi)通訊協定，所述第二無線通訊協定是位於第七頻段的長期演進技術(LTE)通訊協定。
在本發明的一實施例中，上述的信號頻段分離器是雙工器。
在本發明的一實施例中，上述的信號過濾器為高通濾波器或帶通濾波器。
基於上述，本發明的實施例藉由在第二無線通訊協定收發器的接收端設置信號過濾器，且此信號過濾器用以濾除位於第一無線通訊協定(區域型無線網路系統(Wi-Fi))中之接收頻段及第二無線通訊協定(第七頻段的長期演進技術(LTE))中之接 收頻段的信號。如此一來，當無線通訊裝置同時使用上述兩種無線通訊協定進行資料傳遞時，便可避免這兩種無線通訊協定的傳輸信號因互調變效應而產生雜訊。如此一來，上述雜訊便不會被第二無線通訊協定(第七頻段的長期演進技術(LTE))收發器所接收。藉此，無線通訊裝置在第二無線通訊協定(第七頻段的長期演進技術(LTE))的資料接收靈敏度便可提升。
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、300、500‧‧‧無線通訊裝置
110、310‧‧‧第一天線
120、320‧‧‧第二天線
130、330‧‧‧第一無線通訊協定收發器
140、340、540‧‧‧第二無線通訊協定收發器
150‧‧‧中央處理單元
160‧‧‧無線網路基地台
170‧‧‧網路
180‧‧‧基地台
210‧‧‧虛線框
350、370‧‧‧雙工器
355‧‧‧濾波器
360‧‧‧信號頻段分離器
375‧‧‧GNSS濾波器
380、580‧‧‧信號過濾器
390‧‧‧表面聲波濾波器
395‧‧‧信號放大器
585‧‧‧切換器
590‧‧‧四路下變頻器
f1、f2、2f2-f1‧‧‧頻率
Tx1、Tx2‧‧‧傳輸端
Rx1、Rx2‧‧‧接收端
GNSS‧‧‧端點
C1~C4‧‧‧電容
L1~L3‧‧‧電感
IND、OUTD、N1~N3‧‧‧端點
圖1是一種無線通訊裝置的概要示意圖。
圖2為Wi-Fi及位於第七頻段之LTE的傳輸信號及雜訊的頻譜示意圖。
圖3為符合本發明實施例的一種無線通訊裝置的方塊圖。
圖4為符合本發明實施例的一種信號過濾器的電路圖。
圖5為符合本發明另一實施例的一種無線通訊裝置的方塊圖。
圖1是一種無線通訊裝置100的概要示意圖。請參照圖1，無線通訊裝置100包括第一天線110、第二天線120、第一無 線通訊協定收發器130、第二無線通訊協定收發器140以及中央處理單元150。本實施例中所述的第一無線通訊協定可以是區域型無線網路系統(Wi-Fi)通訊協定，而第二無線通訊協定可以是包含位於第七頻段的長期演進技術(LTE)通訊協定。第一天線110可以是符合Wi-Fi通訊協定之收發頻帶的天線。第二天線120可以是符合第二代行動通訊(2nd-Generation；2G)/第三代行動通訊(3rd-Generation；3G)/第四代行動通訊(fourth-Generation；4G)/長期演進技術(LTE)之收發頻帶的天線。中央處理單元150連接及控制第一無線通訊協定收發器130及第二無線通訊協定收發器140，藉以同時利用第一及第二無線通訊協定來傳遞資料。應用本實施例者應可依據其需求而任意調整第一及第二無線通訊協定的種類，並不僅限於本實施例的揭示。
在此舉例以說明本發明所遭遇的問題。圖2為Wi-Fi及位於第七頻段之LTE的傳輸信號及雜訊的頻譜示意圖。請參照圖1及圖2，Wi-Fi的傳輸(Tx)頻段為2412MHz，也就是以2412MHz作為Wi-Fi的傳輸信號的頻率f1。位於第七頻段之LTE的傳輸(Tx)頻段約略為2520MHz到2540MHz之間，在此以2540MHz作為位於第七頻段之LTE的傳輸信號的頻率f2。位於第七頻段之LTE的接收(Rx)頻段則約略在2625MHz到2685MHz之間，在圖2中以虛線框210所示。當無線通訊裝置100中的第一無線通訊協定收發器130藉由第一天線110傳送傳輸頻率f1的傳輸信號至無線網路基地台160到網路170，且與此同時，第二無線通訊協定收發 器140藉由第二天線120傳送傳輸頻率f2的傳輸信號至基地台180時，第一天線110所產生的部分信號S1可能藉由第二天線120所接收，或是由於第一無線通訊協定收發器130及第二無線通訊協定收發器140設置在同一個電路板上，導致第一無線傳輸協定(Wi-Fi)之傳輸頻率f1的傳輸信號與第二無線傳輸協定(LTE,Band 7)之傳輸頻率f2的傳輸信號因互調變效應而在第二無線通訊協定收發器140的接收端處產生頻率為2f2-f1的雜訊N。由於2f2-f1的數值約略為2668Mhz而位於第七頻段之LTE的接收(Rx)頻段(2625MHz~2685MHz)內，因此頻率為2668Mhz的雜訊N將會影響到第二無線通訊協定收發器140的資訊接收靈敏度。
藉此，本發明實施例便在第二無線通訊協定收發器的接收端處設置信號過濾器，藉由此信號過濾器來濾除位於第一無線通訊協定(區域型無線網路系統(Wi-Fi))中之接收頻段及第二無線通訊協定(第七頻段的長期演進技術(LTE))中之接收頻段的信號。如此一來，當無線通訊裝置同時使用上述兩種無線通訊協定進行資料傳遞時，便可避免這兩種無線通訊協定的傳輸信號因互調變效應所產生的雜訊會被第二無線通訊協定(第七頻段的長期演進技術(LTE))收發器所接收。
圖3為符合本發明實施例的一種無線通訊裝置300的方塊圖。無線通訊裝置300可以是智慧型手機、筆記型電腦、平板電腦、或是同時具備且使用兩種無線通訊協定來進行資料傳輸的電子設備。無線通訊裝置300主要包括第一天線310、第二天線 320、第一無線通訊協定收發器330、第二無線通訊協定收發器340、信號頻段分離器360以及信號過濾器380。於本實施例中，第一無線通訊協定是區域型無線網路系統(Wi-Fi)通訊協定，第二無線通訊協定是位於第七頻段的長期演進技術(LTE)通訊協定。因此，第一天線310為符合Wi-Fi通訊協定之收發頻帶的天線，第二天線320為符合第二代行動通訊(2nd-Generation：2G)/第三代行動通訊(3rd-Generation；3G)/第四代行動通訊(fourth-Generation：4G)/長期演進技術(LTE)之收發頻帶的天線。此外，本實施例的第一無線通訊協定收發器330與第二無線通訊協定收發器340分別位於不同晶片上。
無線通訊裝置300還包括第一無線通訊協定(Wi-Fi)所使用的雙工器350、第二無線通訊協定(LTE)所使用的雙工器370、位於Wi-Fi收發器之傳輸端Tx1的濾波器355、位於第七頻段的LTE收發器之傳輸端Tx2的表面聲波濾波器(SAW filter)390以及信號放大器395。於本實施例中，第一無線通訊協定收發器330為Wi-Fi收發器，其晶片型號可以是WCN3660。第一無線通訊協定收發器330具備傳輸端Tx1跟接收端Rx1。Wi-Fi所使用的雙工器350將接收/發送的信號頻段進行分類，藉以分別將接收的接收信號提供給第一無線通訊協定收發器330的接收端Rx1，將從第一無線通訊協定收發器330的傳輸端Tx1所產生、並經由濾波器355所處理的傳輸信號傳送至第一天線310。
另一方面，第二無線通訊協定收發器340為位於Band 7 之LTE收發器，其晶片型號可以是WTR1605L。第二無線通訊協定收發器340亦具備傳輸端Tx2跟接收端Rx2。LTE所使用的雙工器370將可依據2G/3G/4G/LTE各自的接收/傳輸頻段以對信號進行分類並傳遞給不同的無線通訊協定收發器。LTE之Band 7所使用的信號頻段分離器360為一種雙工器，其晶片型號為ACMD-6207，其用以接收/發送符合LTE接收/發送頻段的信號。
特別說明的是，本發明實施例在第二無線通訊協定收發器340的接收端Rx2以及信號頻段分離器360之間設置信號過濾器380。此信號過濾器380用以濾除位於Wi-Fi中之接收頻段及位於Band 7之LTE中接收頻段的信號。換句話說，請參照圖2，由於位於第七頻段之LTE的接收(Rx)頻段約略在2625MHz到2685MHz之間(以虛線框210所示)，為了避免讓圖3中第二無線通訊協定收發器340接收到由頻率f1及頻率f2的傳輸信號經由互調變效應而產生的雜訊，本發明實施例在第二無線通訊協定收發器340的接收端Rx2前方設置可以濾除頻率f1及頻率f2之信號的信號過濾器380。藉此，當圖3的無線通訊裝置300同時以Wi-Fi及位於Band 7之LTE進行資料傳輸時，信號過濾器380便濾除可能從天線接收或經由電路板傳輸且頻率為f1及f2之信號，藉以可避免圖2之雜訊N的產生。由於雜訊N並未產生，第二無線通訊協定收發器340便會提升資料傳輸的靈敏度。
於本實施例中，信號過濾器380可以是高通濾波器或是帶通濾波器，在此以圖4的高通濾波器作為舉例，應用本實施例 者可藉由其他種類的高通濾波器或是帶通濾波器來取代信號過濾器380，藉以濾除位於第一無線通訊協定(區域型無線網路系統(Wi-Fi))中之接收頻段及第二無線通訊協定(第七頻段的長期演進技術(LTE))中之接收頻段的信號。圖4為符合本發明實施例的一種信號過濾器380的電路圖。信號過濾器380包括多個電容C1~C4以及多個電感L1~L3。電容C1~C4相互串接。每個電感L1~L3的第一端分別連接至電容C1~C4相互串接之中的多個接點N1~N3。每個電感L1~L3的第二端則耦接至接地電壓GND。例如，電感L1的第一端連接電容C1~C2相互串接之中的接點N1，電感L2的第一端連接電容C2~C3相互串接之中的接點N2，電感L3的第一端連接電容C3~C4相互串接之中的接點N3。信號過濾器380的輸入端IND耦接圖3的信號頻段分離器360，信號過濾器380的輸出端OUTD則耦接第二無線通訊協定收發器340的接收端Rx2。於本實施例中，由電容C1~C4及電感L1~L3所組成的信號過濾器380可濾除頻率低於2540MHz的信號，藉以將圖2中頻率f1及頻率f2之傳輸信號濾除。
於本實施例中，圖3的信號過濾器380可以設置於電路板上，而沒有設置於第二無線通訊協定收發器340的晶片中。於符合本發明的另一實施例中，信號過濾器亦可以設置於第二無線通訊協定收發器的晶片中。圖5為符合本發明另一實施例的一種無線通訊裝置500的方塊圖。圖3與圖5之間的差異為，圖5的信號過濾器580設置於第二無線通訊協定收發器540的晶片中。 第二無線通訊協定收發器540的接收端Rx2所接收的接收信號將會先行經過信號過濾器580以濾除第一無線傳輸協定(Wi-Fi)之傳輸頻率與第二無線傳輸協定(LTE,Band 7)之傳輸頻率的信號，並經由切換器585以及四路下變頻器(quad downconverter)590來處理已過濾的接收信號。
請回到圖3，為使第二無線通訊協定收發器340的傳輸端Tx2所產生的傳輸信號品質更佳，本發明實施例的無線通訊裝置300在信號頻段分離器360及傳輸端Tx2之間設置信號處理電路。這些信號處理電路可以包括表面聲波濾波器(SAW filter)390以及信號放大器395。表面聲波濾波器390耦接第二無線通訊協定收發器340的傳輸端Tx2，其用以過濾從傳輸端Tx2發出的傳輸信號。信號放大器395耦接表面聲波濾波器390以及信號頻段分離器360的信號接收端。信號放大器395用以接收並放大已過濾的傳輸信號。
於本實施例中，由於晶片型號為ACMD-6207的第二無線通訊協定收發器340還兼具國際GNSS服務的信號處理功能，因此可藉由雙工器370以及GNSS濾波器375來將藉由第二天線320所接收到的GNSS信息傳送到第二無線通訊協定收發器340的端點GNSS，以使無線通訊裝置300可以獲得GNSS信息。
綜上所述，本發明的實施例藉由在第二無線通訊協定收發器的接收端設置信號過濾器，且此信號過濾器用以濾除位於第一無線通訊協定(區域型無線網路系統(Wi-Fi))中之接收頻段 及第二無線通訊協定(第七頻段的長期演進技術(LTE))中之接收頻段的信號。如此一來，當無線通訊裝置同時使用上述兩種無線通訊協定進行資料傳遞時，便可避免這兩種無線通訊協定的傳輸信號因互調變效應而產生雜訊。如此一來，上述雜訊便不會被第二無線通訊協定(第七頻段的長期演進技術(LTE))收發器所接收。藉此，無線通訊裝置在第二無線通訊協定(第七頻段的長期演進技術(LTE))的資料接收靈敏度便可提升。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
300‧‧‧無線通訊裝置
310‧‧‧第一天線
320‧‧‧第二天線
330‧‧‧第一無線通訊協定收發器
340‧‧‧第二無線通訊協定收發器
350、370‧‧‧雙工器
355‧‧‧濾波器
360‧‧‧信號頻段分離器
375‧‧‧GNSS濾波器
380‧‧‧信號過濾器
390‧‧‧表面聲波濾波器
395‧‧‧信號放大器
Tx1、Tx2‧‧‧傳輸端
Rx1、Rx2‧‧‧接收端
GNSS‧‧‧端點

Claims (20)

  1. 一種無線通訊裝置，包括：一第一無線通訊協定收發器，藉由一第一無線通訊協定以收發資訊；一第二無線通訊協定收發器，具備一接收端；一信號頻段分離器，藉由一第二無線通訊協定的一接收頻段及一發送頻段來分離經由一第二天線所接收的一接收信號及所發送的一傳輸信號；以及一信號過濾器，耦接該信號頻段分離器及該第二無線通訊協定收發器的該接收端，用以濾除位於該第一無線通訊協定中之接收頻段及該第二無線通訊協定中之該接收頻段的信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中該第二無線通訊協定收發器更包括一傳輸端，該無線通訊裝置更包括：一表面聲波濾波器，耦接該第二無線通訊協定收發器的該傳輸端，用以過濾從該傳輸端發出的該傳輸信號；以及一信號放大器，耦接該表面聲波濾波器以及該信號頻段分離器的一信號接收端，接收並放大已過濾的該傳輸信號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之無線通訊裝置，其中該第一無線通訊協定是區域型無線網路系統(Wi-Fi)通訊協定，該第二無線通訊協定是位於第七頻段的長期演進技術(LTE)通訊協定。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之無線通訊裝置，其中該信號 頻段分離器是一雙工器。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之無線通訊裝置，其中該信號過濾器為一高通濾波器或一帶通濾波器。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之無線通訊裝置，其中該信號過濾器包括：多個電容，該些電容相互串接；以及多個電感，各該電感的第一端分別耦接至該些電容相互串接的多個接點，各該電感的第二端耦接至一接地電壓。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之無線通訊裝置，其中該信號過濾器設置於該第二無線通訊協定收發器中，並且耦接該第二無線通訊協定收發器的該接收端。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之無線通訊裝置，更包括：一第一天線，耦接該第一無線通訊協定收發器，其中該第一無線通訊協定收發器藉由該第一無線通訊協定以經由該第一天線收發資訊。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之無線通訊裝置，更包括：一中央處理單元，耦接並控制該第一無線通訊協定收發器以及該第二無線通訊協定收發器。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之無線通訊裝置，其中該第一無線通訊協定收發器的晶片型號為WCN3660，該第二無線通訊協定收發器的晶片型號為WTR1605L，且該信號頻段分離器的晶片型號為ACMD 6207。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中該第一無線通訊協定是區域型無線網路系統(Wi-Fi)通訊協定，該第二無線通訊協定是位於第七頻段的長期演進技術(LTE)通訊協定。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中該信號頻段分離器是一雙工器。
  13. 如申請專利範圍第1或2項所述之無線通訊裝置，其中該信號過濾器為一高通濾波器或一帶通濾波器。
  14. 如申請專利範圍第1或2項所述之無線通訊裝置，其中該信號過濾器包括：多個電容，該些電容相互串接；以及多個電感，各該電感的第一端分別耦接至該些電容相互串接的多個接點，各該電感的第二端耦接至一接地電壓。
  15. 如申請專利範圍第1、2或11項所述之無線通訊裝置，其中該信號過濾器設置於該第二無線通訊協定收發器中，並且耦接該第二無線通訊協定收發器的該接收端。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之無線通訊裝置，其中該信號過濾器為一高通濾波器或一帶通濾波器。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之無線通訊裝置，其中該信號過濾器包括：多個電容，該些電容相互串接；以及多個電感，各該電感的第一端分別耦接至該些電容相互串接 的多個接點，各該電感的第二端耦接至一接地電壓。
  18. 如申請專利範圍第1或2項所述之無線通訊裝置，更包括：一第一天線，耦接該第一無線通訊協定收發器，其中該第一無線通訊協定收發器藉由該第一無線通訊協定以經由該第一天線收發資訊。
  19. 如申請專利範圍第1或2項所述之無線通訊裝置，更包括：一中央處理單元，耦接並控制該第一無線通訊協定收發器以及該第二無線通訊協定收發器。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中該第一無線通訊協定收發器的晶片型號為WCN3660，該第二無線通訊協定收發器的晶片型號為WTR1605L，且該信號頻段分離器的晶片型號為ACMD 6207。
TW103132252A 2014-09-18 2014-09-18 無線通訊裝置 TWI548247B (zh)

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