Beschreibungdescription
Schaltungsanordnung für ein Kommunikationsendgerät mit Multi- Mode-BetriebCircuit arrangement for a communication terminal with multi-mode operation
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Verbindung einer Antennenanordnung mit einer Verstärkeranordnung bei einem Kommunikationsendgerät, mit einem Empfangs- pfad, der eine Empfangsfiltereinrichtung zum Selektieren von Empfangssignalen aufweist, und einem Sendepfad, der eine Sendefiltereinrichtung zur Dämpfung von Sendesignalen gegenüber dem Empfangspfad aufweist, die jeweils mit der Antennenanordnung über eine gemeinsame Leitung verbunden sind, sowie auf eine mit einer solchen Schaltungsanordnung ausgestattetes Kommunikationsendgerät.The invention relates to a circuit arrangement for connecting an antenna arrangement to an amplifier arrangement in a communication terminal, having a reception path which has a reception filter device for selecting reception signals, and a transmission path which has a transmission filter device for damping transmission signals with respect to the reception path are each connected to the antenna arrangement via a common line, and to a communication terminal equipped with such a circuit arrangement.
Eine solche Schaltungsanordnung wird allgemein auch mit dem Begriff „Frontend" bezeichnet und beschreibt eine Hardware, die zwischen der Antennenanordnung, die auch mehrere Antennen umfassen kann, und der Verstärkeranordnung mit ggf. mehreren Verstärkern angeordnet ist. Diese Hardware umfasst frequenzfeste Filter, Duplexer und Schalter.Such a circuit arrangement is also generally referred to with the term “front end” and describes a hardware which is arranged between the antenna arrangement, which can also comprise several antennas, and the amplifier arrangement with possibly several amplifiers. This hardware includes frequency-fixed filters, duplexers and switches ,
Allgemein wird bei Kommunikationssystemen zwischen Voll- duplex- und Nicht-Vollduplex-Systemen unterschieden. Beispiele für Vollduplex-Systeme, die sich durch ein gleichzeitiges Senden und Empfangen von Signalen auszeichnen, sind IS95, CDMA2000 und UMTS UTRA FDD. Bei Nicht-Vollduplex-Syste- men ist ein gleichzeitiges Senden und Empfangen nicht vorgesehen. Beispiele hierfür sind UMTS UTRA TDD, GSM und DECT.A general distinction is made in communication systems between full duplex and non-full duplex systems. Examples of full-duplex systems that are characterized by simultaneous transmission and reception of signals are IS95, CDMA2000 and UMTS UTRA FDD. In the case of non-full-duplex systems, simultaneous sending and receiving is not provided. Examples of this are UMTS UTRA TDD, GSM and DECT.
Für Multi-Mode geeignete Kommunikationsendgeräte sollen verschiedene Frequenzbänder benutzen können, wobei sowohl Voll- duplex-Systeme als auch Nicht-Vollduplex-Systeme zur Anwendung kommen können. Bei beiden Arten von Kommunikationssystemen ist der Tatsache Rechnung zu tragen, dass sowohl der
Sende- als auch der Empfangspfad von derselben Antennenanordnung Gebrauch macht, so dass eine Entkopplung von Sende- und Empfangspfad zu bewerkstelligen ist. Dies geschieht in erster Linie mit Hilfe der Sende-Filter-Einrichtung, die vermeidet, dass auszusendende Signale oder Rauschen Störungen verursachen, die den Empfangspfad betreffen.Different frequency bands should be able to use communication terminals suitable for multi-mode, whereby both full-duplex systems and non-full-duplex systems can be used. In both types of communication systems, the fact that both the Transmit as well as the receive path makes use of the same antenna arrangement, so that a decoupling of the transmit and receive path has to be accomplished. This is done primarily with the help of the transmit filter device, which avoids that signals or noise to be emitted cause disturbances which affect the receive path.
Hinsichtlich der Entkopplung von Sende- und Empfangspfad liegen bei Vollduplex- und Nicht-Vollduplex-Systemen unter- schiedliche Anforderungen vor. Um nicht erwünschte Frequenzanteile eines Sendesignals, die außerhalb des eigentlichen Sendebandes liegen, zu unterdrücken und nicht über die Antenne abzustrahlen, benötigen Nich -Vollduplex-Systeme einen Tie pass, wohingegen Vollduplex-Systeme einen Bandpass vorse- hen. Der Tiefpass für den Sendezweig bei einem Nicht-Voll- duplex-Syste dient der Unterdrückung harmonischer Oberwellen eines Sendesignals. In diesem Zusammenhang weist der Empfangspfad des Nicht-Vollduplex-Systems ein Bandpassfilter für eine Blockerunterdrückung auf.With regard to the decoupling of the transmission and reception path, there are different requirements for full-duplex and non-full-duplex systems. In order to suppress unwanted frequency components of a transmission signal that lie outside the actual transmission band and not to transmit them via the antenna, non-full duplex systems require a tie pass, whereas full duplex systems provide a band pass. The low pass for the transmission branch in a non-full-duplex system is used to suppress harmonic harmonics of a transmission signal. In this connection, the reception path of the non-full-duplex system has a bandpass filter for blocker suppression.
Bei dem Vollduplex-System sind an die Sendefiltereinrichtung vergleichsweise höhere Anforderungen zu stellen, und zwar bezüglich der außer Banddämpfungen, als bei einem Nicht-Voll- duplex-System, insbesondere dessen Tiefpassfilter. Der Grund dafür besteht darin, dass bei einem gleichzeitigen Senden und Empfangen auch Interferenzen zu unterdrücken sind. Solche Interferenzen können sich zwischen Sendesignalen und gleichzeitig empfangenen Empfangssignalen ergeben.In the full-duplex system, the transmission filter device has to meet comparatively higher requirements, with regard to the band attenuation, than with a non-full-duplex system, in particular its low-pass filter. The reason for this is that interference can also be suppressed when transmitting and receiving at the same time. Such interference can arise between transmission signals and reception signals received at the same time.
Um einen Multi-Mode-Betrieb bei Kommunikationsendgeräten zu ermöglichen, wurde bisher so vorgegangen, dass für jedes Frequenzband ein Pfad mit zugehörigem Sendefilter und Verstärker zur Verfügung gestellt wurde. Nicht-Vollduplex-Pfade und Vollduplex-Pfade wurden außerdem getrennt. Dies bedeutet einen enormen Aufwand an Hardware um Multi-Mode-Schaltungsan- ordnungen der eingangs genannten Art zu realisieren.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Schaltungsanordnung zur Verbindung einer Antennenanordnung mit einer Verstärkeranordnung bei einem Kommunikationsendgerät bereitzustellen und ein Kommunikati- onsendgerät dafür anzugeben.In order to enable multi-mode operation with communication terminals, the previous procedure was to provide a path with the associated transmit filter and amplifier for each frequency band. Non-full duplex paths and full duplex paths were also separated. This means an enormous amount of hardware to implement multi-mode circuit arrangements of the type mentioned at the beginning. Proceeding from this, the object of the invention is to provide a simplified circuit arrangement for connecting an antenna arrangement to an amplifier arrangement in a communication terminal and to provide a communication terminal therefor.
Die Aufgabe wird hinsichtlich der Schaltungsanordnung gelöst durch eine Schaltungsanordnung zur Verbindung einer Antennenanordnung mit einer Verstärkeranordnung bei einem Kommunika- tionsendgerät, mit einem Empfangspfad, der eine Empfangsfiltereinrichtung zum Selektieren von Empfangssignalen aufweist, und einem Sendepfad, der eine Sendefiltereinrichtung zur Dämpfung von Sendesignalen gegenüber dem Empfangspfad aufweist, die jeweils mit der Antennenanordnung über eine ge- meinsame Leitung verbunden sind, wobei der Sendepfad zum Führen von Sendesignalen von mindestens zwei Mobilfunkstandards ausgebildet ist und ein Abschnitt des Sendepfades zwei sich wieder vereinigende Zweige aufweist, die sich hinsichtlich ihrer Dämpfung der Sendesignale gegenüber dem Empfangspfad unterscheiden, und der Abschnitt des Sendepfades derart mit Schaltern ausgestattet ist, dass für die Sendesignale zwischen den beiden Zweigen umgeschaltet werden kann.With regard to the circuit arrangement, the object is achieved by a circuit arrangement for connecting an antenna arrangement to an amplifier arrangement in a communication terminal, with a reception path which has a reception filter device for selecting reception signals, and a transmission path which has a transmission filter device for damping transmission signals with respect to the reception path has, which are each connected to the antenna arrangement via a common line, the transmission path being designed to carry transmission signals of at least two mobile radio standards and a section of the transmission path having two reuniting branches which differ in terms of their attenuation of the transmission signals compared to the Distinguish the reception path, and the section of the transmission path is equipped with switches in such a way that the transmission signals can be switched between the two branches.
Die Erfindung geht somit davon aus, dass der Sendepfad derThe invention therefore assumes that the transmission path of the
Schaltungsanordnung für mehrere Mobilfunkstandards benutzbar ist. Dabei kann, abhängig von dem gerade benutzten Mobilfunkstandard zwischen zwei Zweigen des Sendepfades umgeschaltet werden, um jeweils die erforderliche Dämpfung gegenüber dem Empfangspfad bereit zu stellen.Circuit arrangement can be used for several mobile radio standards. Depending on the mobile radio standard being used, it is possible to switch between two branches of the transmission path in order to provide the required attenuation in relation to the reception path.
Dieser Vorgehensweise liegt zugrunde, dass die Dämpfungsanforderungen verschiedener Mobilfunkstandards sich voneinander unterscheiden, so dass bei einem Mobilfunkstandard mit gerin- gerer Dämpfungsanforderung der eine und bei einem Mobilfunkstandard mit höherer Dämpfungsanforderung der andere Zweig
des Sendepfades benutzt werden kann. Zu diesem Zweck lässt sich zwischen den zwei Zweigen umschalten.This procedure is based on the fact that the attenuation requirements of different mobile radio standards differ from each other, so that one branch of a mobile radio standard with a lower damping requirement and the other branch of a mobile radio standard with a higher damping requirement of the transmission path can be used. For this purpose, you can switch between the two branches.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der eine Zweig mit höherer Dämpfung für einen Vollduplex-Betrieb und der andere Zweig mit niedriger Dämpfung für einen Nicht-Vollduplex-Betrieb ausgelegt. Dem liegt zugrunde, dass die Dämpfungsanforderungen für den Sendepfad bei einem Nicht-Voll- duplex-System niedriger sind als bei einem Vollduplex-System. Daher liegen geringere Unterdrückungsanforderungen für beispielsweise ein Tiefpassfilter des Zweiges niedrigerer Dämpfung vor, so dass dieses mit deutlich geringerer Passbanddämpfung realisierbar ist. Insofern ergeben sich für den Sendepfad in der Schaltungsanordnung günstige Werte für die Passbanddämpfung. Gerade Verluste, die auf dem Weg von der Verstärkeranordnung zu der Antennenanordnung entstehen, sind als besonders nachteilig anzusehen, da sie zu einem viel höheren Leistungsverbrauch der Verstärkeranordnung führen, was eine deutlich geringere Akkuzeit nach sich zieht. Auch kann es zu Wärmeableitungsproblemen kommen.In a preferred embodiment, one branch with higher attenuation is designed for full duplex operation and the other branch with lower attenuation is designed for non-full duplex operation. This is based on the fact that the attenuation requirements for the transmission path are lower in a non-full-duplex system than in a full-duplex system. There are therefore lower suppression requirements for, for example, a low-pass filter of the branch with lower attenuation, so that this can be implemented with significantly lower passband attenuation. In this respect, there are favorable values for the passband attenuation for the transmission path in the circuit arrangement. Losses that occur on the way from the amplifier arrangement to the antenna arrangement are to be regarded as particularly disadvantageous since they lead to a much higher power consumption of the amplifier arrangement, which results in a significantly shorter battery time. Problems with heat dissipation can also arise.
Bevorzugt weist der Abschnitt des Sendepfades ein sämtlichen Sendesignalen gemeinsames Tiefpassfilter auf. Dies hat den Vorteil, dass Sendesignale eines Mobilfunkstandards mit geringeren Dämpfungsanforderungen ausschließlich durch das Tiefpassfilter geführt werden können, während Sendesignale eines Mobilfunkstandards mit höheren Dämpfungsanforderungen durch weitere Filterelemente laufen, die in Kombination mit dem gemeinsamen Tiefpassfilter die Dämpfungsanforderungen erfüllen. Die beiden Zweige des Sendepfadabschnitts sind an diese Anforderungen anzupassen.The section of the transmission path preferably has a low-pass filter common to all transmission signals. This has the advantage that transmit signals of a mobile radio standard with lower attenuation requirements can only be carried through the low-pass filter, while transmit signals of a mobile radio standard with higher attenuation requirements pass through further filter elements which, in combination with the common low-pass filter, meet the attenuation requirements. The two branches of the transmission path section must be adapted to these requirements.
Der Zweig höherer Dämpfung kann ein Bandsperrenfilter aufweisen, das mit dem gemeinsamen Tiefpassfilter kombiniert ist, d. h. Sendesignale durchlaufen zunächst das gemeinsame Tiefpassfilter und danach das Bandsperrenfilter. Der Einsatz eines Bandsperrenfilters hat insbesondere den Vorteil, dass
Rauschsignale von der Verstärkeranordnung auf einen geeigneten Wert gedämpft werden. Das Bandsperrenfilter ist bevorzugt abstimmbar. Auf diese Weise lässt sich eine Anpassung der Filtereigenschaften desjenigen Zweiges des Sendepfads, der eine höhere Dämpfung aufweist, an verschiedene Mobilfunkstandards bewerkstelligen.The higher attenuation branch can have a bandstop filter which is combined with the common lowpass filter, ie transmission signals first pass through the common lowpass filter and then through the bandstop filter. The use of a bandstop filter has the particular advantage that Noise signals from the amplifier arrangement are attenuated to a suitable value. The bandstop filter is preferably tunable. In this way, the filter properties of the branch of the transmission path which has a higher attenuation can be adapted to different mobile radio standards.
Alternativ zu dem Bandsperrenfilter kann der Zweig höherer Dämpfung auch ein Bandpassfilter aufweisen, das bevorzugt abstimmbar ist.As an alternative to the bandstop filter, the higher attenuation branch can also have a bandpass filter, which can preferably be tuned.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Abschnitt des Sendepfades ein sämtlichen Sendesignalen gemeinsames erstes Bandpassfilter und der Zweig höherer Dämpfung ein zweites Bandpassfilter aufweisen. In diesem Fall kann für das gemeinsame erste Bandpassfilter ein solches Bandpassfilter verwendet werden, das eine niedrigere Dämpfung aufweist als diejenige, die beispielsweise bei einem Vollduplex-Betrieb zur Isolation gegenüber dem Empfangspfad erforderlich ist. Das zweite Bandpassfilter in dem Zweig höherer Dämpfung sorgt dann für die Erfüllung der Dämpfungsanforderungen für beispielsweise ein Vollduplex-System. Beide Bandpassfilter können bevorzugt zur Anpassung an verschiedene Mobilfunkstandards abstimmbar sein.In an alternative embodiment, the section of the transmission path can have a first bandpass filter common to all transmission signals and the branch with higher attenuation can have a second bandpass filter. In this case, such a bandpass filter can be used for the common first bandpass filter, which has a lower attenuation than that which is required, for example, in full-duplex operation for isolation from the reception path. The second bandpass filter in the higher attenuation branch then ensures that the attenuation requirements for a full duplex system, for example, are met. Both bandpass filters can preferably be tuned to adapt to different mobile radio standards.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann der Abschnitt des Sendepfades ein sämtlichen Sendesignalen gemeinsames Tiefpassfilter und der Zweig höherer Dämpfung ein Hochpassfilter aufweisen. Beide Filter können bevorzugt abstimm- bar sein und entsprechen in ihrer Funktion den beiden inIn a further alternative embodiment, the section of the transmission path can have a low-pass filter common to all transmission signals and the branch with higher attenuation can have a high-pass filter. Both filters can preferably be tuned and correspond in function to the two in
Reihe geschalteten Bandpassfiltern der vorstehend erläuterten Ausführungsform.Series switched bandpass filters of the embodiment explained above.
Die zur Umschaltung zwischen den beiden Zweigen des Sendepfa- des vorgesehenen Schalter können außerhalb der gemeinsamen Leitung liegen, die zwischen der Antennenanordnung und den Verbindungspunkt zwischen Sende- und Empfangspfad vorliegt.
In diesem Fall durchlaufen sämtliche Sendesignale unabhängig von dem jeweils benutzten Zweig des Sendepfades wenigstens zwei Schalter und erfahren die jeweils zugehörige Einfügedämpfung der Schalter. Bei einer solchen Schaltungsanordnung liegt eine Optimierung für den Empfangspfad vor, da Empfangssignale keinen Schalter zu passieren haben.The switches provided for switching over between the two branches of the transmission path can lie outside the common line which is present between the antenna arrangement and the connection point between the transmission and reception path. In this case, all transmission signals pass through at least two switches regardless of the branch of the transmission path used in each case and experience the associated insertion loss of the switches. With such a circuit arrangement, there is an optimization for the reception path since reception signals do not have to pass a switch.
Alternativ kann auch einer der Schalter in der gemeinsamen Leitung liegen. Dies eröffnet die Möglichkeit, beispielsweise den Pfad niedrigerer Dämpfung von einem vorgesehenen Duplexer schaltungstechnisch zu trennen, so dass auf Grund dieser Anordnung bereits eine erhebliche Isolation zwischen dem Zweig niedrigerer Dämpfung des Sendepfades und dem Empfangspfad vorliegt. Dies hat den Vorteil, dass etwaige Empfangsfilter hinsichtlich ihrer Dämpfung gegenüber Sendesignalen des Sendepfades geringeren Dämpfungsanforderungen unterliegen.Alternatively, one of the switches can also be in the common line. This opens up the possibility, for example, of separating the path of lower attenuation from an intended duplexer in terms of circuitry, so that due to this arrangement there is already considerable isolation between the branch of lower attenuation of the transmission path and the reception path. This has the advantage that any receive filters are subject to lower attenuation requirements with regard to their attenuation compared to transmit signals of the transmit path.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Kommunikationsendgerät, bei dem es sich um ein mobiles Ko mu- nikationsendgerät oder auch eine Basisstation handeln kann, hinsichtlich der benutzbaren Mobilfunk-Standards flexibel ist. Es wird ein adaptives Frontend bereitgestellt, welches innerhalb praktischer Grenzen, die durch die Frequenzeigenschaften der Filter bestimmt sind, eine Vielzahl von Fre- quenzbändern und Standards unterstützen kann. Ein solchesAnother advantage of the invention is that the communication terminal, which can be a mobile communication terminal or a base station, is flexible with regard to the usable mobile radio standards. An adaptive front end is provided which can support a large number of frequency bands and standards within practical limits, which are determined by the frequency properties of the filters. Such one
Frontend ist besonders günstig im Hinblick auf eine Realisierung von Projekten wie „World Phone" und „Software Defined Radio" .The front end is particularly favorable with regard to the implementation of projects such as "World Phone" and "Software Defined Radio".
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:
Figuren 1 und 2 Schaltungsanordnungen für einen Multi- Mode-Betrieb eines Kommunikationsendgerä- tes mit verzweigtem Sendepfad, wobei jeweils ein erster Schalter im Sendepfad und ein zweiter Schalter in einem gemein-
samen Sende-/Empfangspfad angeordnet sind,1 and 2 circuit arrangements for a multimode operation of a communication terminal with a branched transmission path, a first switch in the transmission path and a second switch in a common seed transmission / reception path are arranged,
Figuren 3, 4, 5, 6 jeweils Schaltungsanordnungen für einen Multi-Mode-Betrieb eines Kommunikationsendgerätes, bei denen ein Sendepfad verzweigt ist und im Sendepfad ein erster und ein zweiter Schalter vorgesehen sind.Figures 3, 4, 5, 6 each have circuit arrangements for a multi-mode operation of a communication terminal, in which a transmission path is branched and a first and a second switch are provided in the transmission path.
Sämtlichen dargestellten Schaltungsanordnungen gemäß den Figuren 1 bis 6 ist gemeinsam, dass ein Bandpassfilter BPl eines Empfangspfades RX mit einem Filter, das einem Sendepfad TX zugehörig ist, zu einem Duplexer kombiniert ist. Dabei ist das Bandpassfilter BPl des Empfangspfades RX abstimmbar aus- gebildet, um einen Empfang von Signalen verschiedener Mobilfunk-Standards und aufgrund dessen verschiedener Frequenz zu ermöglichen.All of the circuit arrangements shown in FIGS. 1 to 6 have in common that a bandpass filter BP1 of a reception path RX is combined with a filter associated with a transmission path TX to form a duplexer. The bandpass filter BP1 of the reception path RX is designed to be tunable in order to enable reception of signals of different mobile radio standards and due to its different frequency.
Der Sendepfad TX sämtlicher Ausführungsbeispiele für Schal- tungsanordnungen liegt zwischen einer VerstärkeranordnungThe transmission path TX of all exemplary embodiments for circuit arrangements lies between an amplifier arrangement
(nicht dargestellt) und einer Antennenanordnung (nicht dargestellt) , die sowohl zum Empfang als auch zum Senden von Signalen verwendet wird.(not shown) and an antenna arrangement (not shown), which is used both for receiving and for transmitting signals.
Bei der Schaltungsanordnung nach Figur 1 ist das Bandpassfilter BPl des Empfangspfades RX mit einem Bandsperrenfilter BS1 des Sendepfades TX zu einem Duplexer kombiniert. Von dem Duplexer aus führt eine gemeinsame Leitung zu der Antennenanordnung. In dieser gemeinsamen Leitung ist ein erster Schal- ter Sl vorgesehen. Ein zweiter Schalter S2 befindet sich im Sendepfad TX. In einer ersten Stellung der Schalter Sl, S2 durchlaufen Sendesignale das Bandsperrenfilter BSl, während in einer zweiten Stellung der Schalter Sl, S2 Sendesignale unmittelbar von dem zweiten Schalter S2 aus zu dem ersten Schalter Sl gelangen und auf diesem Weg keine Filterdämpfung erfahren. Von dem Schalter S2 aus in Richtung entgegen einer Signallaufrichtung des Sendepfades TX ist in dem Sendepfad TX
ein Tiefpassfilter TPl angeordnet, das von sämtlichen Sendesignalen durchlaufen wird. Die Sendesignallaufrichtung ist bei sämtlichen Schaltungsanordnungen in den Figuren von rechts nach links.In the circuit arrangement according to FIG. 1, the bandpass filter BP1 of the reception path RX is combined with a bandstop filter BS1 of the transmission path TX to form a duplexer. A common line leads from the duplexer to the antenna arrangement. A first switch S1 is provided in this common line. A second switch S2 is located in the transmission path TX. In a first position of the switches S1, S2, transmission signals pass through the band-stop filter BS1, while in a second position the switches S1, S2 transmit signals pass directly from the second switch S2 to the first switch S1 and do not experience any filter attenuation in this way. From the switch S2 in the direction opposite to a signal direction of the transmission path TX is in the transmission path TX a low-pass filter TP1 is arranged, which is passed through by all transmission signals. The transmission signal direction is from right to left in all the circuit arrangements in the figures.
Es ergibt sich nach der Figur 1 somit eine Verzweigung des Sendepfades zwischen den Schaltern Sl und S2, wobei der eine Zweig TDD keine Filterdämpfung und der andere Zweig FDD eine Filterdämpfung aufweist, die durch das Bandsperrenfilter BSl bestimmt wird. Der letztgenannte Zweig FDD mit höherer Dämpfung kann für einen Vollduplex-Betrieb eines FDD-Systems benutzt werden, während der Zweig TDD mit niedriger Dämpfung für ein Nicht-Vollduplex-System geeignet ist, da eine erforderliche Dämpfung von Oberwellen eines Sendesignals von dem gemeinsamen Tiefpassfilter TPl bereitgestellt wird. Das Bandsperrenfilter BSl dient in erster Linie zur Unterdrückung von Rauschen der Verstärkereinrichtung im Empfangsband des Empfangspfades RX.According to FIG. 1, this results in a branching of the transmission path between switches S1 and S2, one branch TDD having no filter damping and the other branch FDD having filter damping, which is determined by the band-stop filter BS1. The latter branch FDD with higher attenuation can be used for full-duplex operation of an FDD system, while the branch TDD with low attenuation is suitable for a non-full-duplex system, since a required attenuation of harmonics of a transmission signal from the common low-pass filter TP1 provided. The bandstop filter BS1 is used primarily to suppress noise from the amplifier device in the reception band of the reception path RX.
Die Ausführungsform einer Schaltungsanordnung nach Figur 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Figur 1 dadurch, dass anstelle des Tiefpassfilters TPl ein Tiefpassfilter TP2 vorgesehen ist, dass in dem Zweig TDD niedrigerer Dämpfung von Figur 2 zwischen zwei Schaltern S3, S4 angeordnet ist. Des weiteren ist das Bandsperrenfilter BSl aus Figur 1 in Figur 2 durch ein Bandpassfilter BP2 ersetzt, das über die erforderlichen Dämpfungseigenschaften für einen Vollduplex-Betrieb verfügt und durchstimmbar ist.The embodiment of a circuit arrangement according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that, instead of the low-pass filter TP1, a low-pass filter TP2 is provided, that between two switches S3, S4 is arranged in the branch TDD of lower attenuation from FIG. Furthermore, the bandstop filter BS1 from FIG. 1 in FIG. 2 is replaced by a bandpass filter BP2, which has the necessary damping properties for full-duplex operation and can be tuned.
Die Schalter S3, S4 übernehmen die Funktion der Schalter Sl, S2 aus der Schaltungsanordnung nach Figur 1.The switches S3, S4 take over the function of the switches S1, S2 from the circuit arrangement according to FIG. 1.
Den Figuren 3 bis 6 ist gemeinsam, dass eine Verzweigung des Sendpfads TX mit Hilfe von Schaltern S5, Sβ, ...., S12 und S12 vorgenommen wird, die ausschließlich im Sendepfad TX angeordnet sind.
Bei den Figuren 3 und 4 bilden Tiefpassfilter TP3, TP4 jeweils einen Duplexer mit dem Bandpassfilter BPl, das dieselbe Funktion wie in der Schaltungsanordnung nach Figur 1 hat. Die Tiefpassfilter TP3, TP4 sind für einen Nicht-Voll- duplex-Betrieb vorgesehen und verfügen über die erforderliche Dämpfung von Oberwellen der Sendesignale des Kommunikationsendgeräts. In einer ersten Stellung der Schalter S5, S6 bzw. S7, S8 werden Sendesignale durch ein abstimmbares Filter geführt, das in Figur 3 als Bandpassfilter BP3 und in Figur 4 als Bandsperrenfilter BS2 ausgeführt ist. In einer jeweiligen zweiten Schalterstellung durchlaufen die Sendesignale bei den Schaltungsanordnungen nach den Figuren 3 und 4 keine Filter, so dass der Zweig TDD niedriger Dämpfung für den Sendepfad TX benutzt wird.FIGS. 3 to 6 have in common that the transmission path TX is branched using switches S5, Sβ,... S12 and S12, which are arranged exclusively in the transmission path TX. In FIGS. 3 and 4, low-pass filters TP3, TP4 each form a duplexer with the band-pass filter BP1, which has the same function as in the circuit arrangement according to FIG. 1. The low-pass filters TP3, TP4 are intended for non-full-duplex operation and have the required attenuation of harmonics of the transmission signals of the communication terminal. In a first position of the switches S5, S6 or S7, S8, transmission signals are passed through a tunable filter, which is embodied in FIG. 3 as a bandpass filter BP3 and in FIG. 4 as a bandstop filter BS2. In a respective second switch position, the transmission signals in the circuit arrangements according to FIGS. 3 and 4 do not pass through any filters, so that the TDD branch with low attenuation is used for the transmission path TX.
Die Schaltungsanordnungen nach den Figuren 3 und 4 sind gegenüber den Schaltungsanordnungen nach den Figuren 1 und 2 hinsichtlich der Dämpfung für Empfangssignale günstiger, da die Empfangssignale keinen Schalter durchlaufen und insofern keine zugeordnete Einfügedämpfung erfahren.The circuit arrangements according to FIGS. 3 and 4 are more favorable than the circuit arrangements according to FIGS. 1 and 2 with regard to the attenuation for received signals, since the received signals do not pass through a switch and, in this respect, do not experience any associated insertion loss.
Das Bandsperrenfilter BS2 der Schaltungsanordnung von Figur 4 ist von seiner Funktion her dem Bandsperrenfilter BSl aus Figur 1 gleichzusetzen.The bandstop filter BS2 of the circuit arrangement from FIG. 4 is functionally equivalent to the bandstop filter BSl from FIG.
Die Schaltungsanordnungen nach den Figuren 2 und 3, bei denen die Pfade höherer Dämpfung die Bandpassfilter BP2, BP3 aufweisen, haben den Vorteil, dass ein Empfang von Signalen über den Empfangspfad RX möglich ist, auch wenn deren Frequenz unterhalb der Sendefrequenz eines gerade genutzten Mobilfunkstandards liegt. Mobilfunk-Standards die im unteren Frequenzbereich empfangen werden können, sind beispielsweise DAB, DVB, FM. Beispiele für Kombinationen von niedrigfrequente Empfangsband und hochfrequentem Sendband sind UMTS TX / GSM 900 RX, GSM 1800 TX / GPS RX, GSM 1900 TX / GPS RX, DECT TX / GPS RX, DECT TX / Bluetooth oder DECT TX / WLAN. Diese Vor-
teile gelten auch für die Schaltungsanordnungen nach den Figuren 5 und 6, die nachfolgend erläutert werden.The circuit arrangements according to FIGS. 2 and 3, in which the paths of higher attenuation have the bandpass filters BP2, BP3, have the advantage that signals can be received via the reception path RX, even if their frequency is below the transmission frequency of a currently used mobile radio standard , Mobile radio standards that can be received in the lower frequency range are, for example, DAB, DVB, FM. Examples of combinations of low-frequency reception band and high-frequency transmission band are UMTS TX / GSM 900 RX, GSM 1800 TX / GPS RX, GSM 1900 TX / GPS RX, DECT TX / GPS RX, DECT TX / Bluetooth or DECT TX / WLAN. This pre Parts also apply to the circuit arrangements according to Figures 5 and 6, which are explained below.
In Figur 5 bildet das Bandpassfilter BPl des Empfangspfades RX ein Duplexer mit einem Bandpassfilter BP4 des Sendepfades, das von sämtlichen Signalen durchlaufen wird. Schalter S9, S10 bewirken eine Verzweigung des Sendepfades TX. Ein Zweig höherer Dämpfung FDD weist ein abstimmbares Bandpassfilter BP5 auf, das in Kombination mit dem Bandpassfilter BP4 des Duplexers die erforderlichen Dämpfungseigenschaften für einen Vollduplex-Betrieb bereitstellt. Der Zweig FDD höherer Dämpfung wird bei einer ersten Stellung der Schalter S9, S10 für Sendesignale benutzt. In einer zweiten Schalterstellung durchlaufen die Sendesignale auf dem Weg zwischen den Schal- tern S9, S10 kein Filter, so dass der sich ergebende Zweig eine vergleichsweise niedrigere Dämpfung hat, die für Nicht- Vollduplex-Betrieb geeignet ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass das Bandpassfilter BP5 zwischen den Schaltern S9 und S10 auf dem Zweig FDD höherer Dämpfung, kombiniert mit dem Bandpassfilter BP4 des Duplexers die für Vollduplex-Betrieb benötigte Dämpfung bereitstellt. Daher kann das Bandpassfilter BP4 des Duplexers von seinen Dämpfungswerten her niedriger gewählt werden, als ein Bandpassfilter, das allein eine für Vollduplex-Betrieb geeignete Dämpfung bewirkt. Daher ergeben sich Einfügedämpfungsverminderungen im Nicht-Voll- duplex-Betrieb.In FIG. 5, the bandpass filter BP1 of the reception path RX forms a duplexer with a bandpass filter BP4 of the transmission path, through which all signals pass. Switches S9, S10 cause the transmission path TX to branch. A branch of higher attenuation FDD has a tunable bandpass filter BP5 which, in combination with the bandpass filter BP4 of the duplexer, provides the necessary attenuation properties for full duplex operation. The branch FDD of higher damping is used for transmit signals in a first position of the switches S9, S10. In a second switch position, the transmission signals on the path between switches S9, S10 do not pass through a filter, so that the branch that results has a comparatively lower attenuation that is suitable for non-full-duplex operation. It should be noted that the bandpass filter BP5 between the switches S9 and S10 on the branch FDD of higher attenuation, combined with the bandpass filter BP4 of the duplexer, provides the attenuation required for full-duplex operation. Therefore, the bandpass filter BP4 of the duplexer can be chosen lower in terms of its attenuation values than a bandpass filter which alone effects an attenuation suitable for full duplex operation. This leads to reductions in insertion loss in non-full-duplex operation.
Bei der Schaltungsanordnung nach Figur 6 wird ein Duplexer durch das Bandpassfilter BPl des Empfangspfades und ein Tief- passfilter TP5 gebildet, das von sämtlichen Signalen des Sendepfads TX durchlaufen wird. Die Schalter Sll, S12 entsprechen den Schaltern S9, S10 von Figur 5. Das Bandpassfilter des Zweiges höherer Dämpfung von Figur 5 ist in Figur 6 durch ein Hochpassfilter HP1 ersetzt. Das Hochpassfilter HPl ge- währleistet zusammen mit dem Tiefpassfilter TP5 des Duplexers die für Vollduplex-Betrieb benötigte Dämpfung, während das Tiefpassfilter TP5 für sich allein die erforderliche Dämpfung
von Oberwellen bei Nicht-Vollduplex-Betrieb schafft. Die Umschaltung zwischen den Schaltern Sll, S12 erfolgt in derselben Weise wie bei den zuvor erläuterten Schaltungsanordnungen.In the circuit arrangement according to FIG. 6, a duplexer is formed by the bandpass filter BP1 of the reception path and a lowpass filter TP5, through which all signals of the transmission path TX pass. The switches S11, S12 correspond to the switches S9, S10 of FIG. 5. The bandpass filter of the higher attenuation branch of FIG. 5 is replaced in FIG. 6 by a high-pass filter HP1. The high-pass filter HP1 together with the low-pass filter TP5 of the duplexer ensures the attenuation required for full-duplex operation, while the low-pass filter TP5 alone provides the necessary attenuation of harmonics in non-full-duplex operation. Switching between the switches S11, S12 takes place in the same way as in the circuit arrangements explained above.
Für die Schalter Sl - S12 können auf vorteilhafte Weise MEMS- Schalter eingesetzt werden, deren sehr geringe Einfügedämpfungen im Bereich von 0,1 bis 0,2 dB für die Erfindung besonders geeignet sind. Man erhält für einen Nicht-Vollduplex- Sendemodus gegenüber bekannten Schaltungsanordnungen einen erheblichen Gewinn an Leistungsvermögen bezüglich der Einfügedämpfungen. Zwar wird in Folge der eingesetzten Schalter Sl - S12 ein Verlust von Leistungsvermögen für einen Vollduplex- Modus in Kauf genommen, der sich jedoch durch den Einsatz der erwähnten Art von Schaltern sehr gering halten lässt. Insofern gestattet es die Erfindung, ein Frontend für Multi-Mode- Betrieb eines Kommunikationsendgerätes bereitzustellen. Dabei soll eine Entscheidung, welcher Zweig des Sendepfades TX jeweils zu schalten ist, nicht nur davon abhängen, ob ein Nicht-Vollduplex-Sendepfad oder ein Vollduplex-Sendpfad aktiviert werden soll. Vielmehr soll generell ein Multi-Link- Modus unterstützt werden, bei dem ein gleichzeitiges Empfangen und Senden von verschiedenen Mobilfunksystemen bzw. - Standards vorausgesetzt wird.
MEMS switches can be used in an advantageous manner for the switches S1-S12, whose very low insertion loss in the range from 0.1 to 0.2 dB are particularly suitable for the invention. For a non-full-duplex transmission mode, a considerable gain in performance in terms of insertion loss is obtained compared to known circuit arrangements. A loss of performance for a full-duplex mode is accepted as a result of the switches S1-S12 used, but this can be kept very low by using the type of switches mentioned. In this respect, the invention makes it possible to provide a front end for multi-mode operation of a communication terminal. A decision as to which branch of the transmission path TX is to be switched should not only depend on whether a non-full-duplex transmission path or a full-duplex transmission path should be activated. Rather, a multi-link mode is generally to be supported, in which a simultaneous reception and transmission of different mobile radio systems or standards is required.