專利名稱：隔離增強(qiáng)的系統(tǒng)和方法
相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)要求2002年6月29號(hào)提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?002-37621的專利在先申請(qǐng)日和優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的內(nèi)容完全引入本發(fā)明作為參考。
TD-SCDMA通過(guò)結(jié)合時(shí)分雙工(TDD)和CDUA的優(yōu)點(diǎn)，例如上行鏈路同步和智能天線，旨在提高信道容量和有效地管理資源。
在基于TDD的通信系統(tǒng)比如TD-SCDMA中，發(fā)射和接收信道是時(shí)分的。因此，移動(dòng)終端的接收和發(fā)射模式是由收發(fā)機(jī)的開(kāi)關(guān)功能決定的。

圖1是TD-SCDMA終端的射頻收發(fā)機(jī)的模塊圖。如圖所示，收發(fā)機(jī)通過(guò)操作開(kāi)關(guān)3在控制信號(hào)的控制下在接收和發(fā)射模式之間進(jìn)行切換。
在接收模式下，通過(guò)天線1接收的RF信號(hào)到達(dá)收發(fā)機(jī)的接收部分，從而信號(hào)通過(guò)低噪聲放大器(LNA)4的放大，濾波器5的濾波，然后在中頻(IF)混頻器中被轉(zhuǎn)換成基帶信號(hào)。在發(fā)射模式下，發(fā)射信號(hào)在IF混頻器中被上變頻，通過(guò)發(fā)射濾波器8的濾波，放大器7的放大，然后經(jīng)過(guò)隔離器6，開(kāi)關(guān)3，雙工器2和天線1發(fā)送到空中。
通常，在TD-SCDMA的移動(dòng)終端中，單刀雙擲(SPDT)開(kāi)關(guān)3用于在發(fā)射和接收模式之間切換收發(fā)機(jī)，在發(fā)射線路中隔離器6恰好位于SPDT開(kāi)關(guān)3的前面，以阻止發(fā)射信號(hào)的返回。
不幸的是，在傳統(tǒng)的收發(fā)機(jī)里，開(kāi)關(guān)的隔離特性和接收部分的插入損耗之間需要折中，因此具有良好隔離特性的開(kāi)關(guān)會(huì)導(dǎo)致接收部分的插入損耗并限制商用隔離器的隔離性能。
另外，如果發(fā)射和接收方的元件公共接地到接地面積不夠的終端架上，就會(huì)通過(guò)地線將不想要的發(fā)射信號(hào)引入到接收部分，盡管不想要的信號(hào)的引入值倚賴于PCB的設(shè)計(jì)。由于TD-SCDMA系統(tǒng)的功率級(jí)別A，其最大的輸出功率為+33dBm，靈敏度為-108dBm。因此，商用SPDT開(kāi)關(guān)完全地隔離發(fā)射和接收信道是受到限制的。
接收機(jī)包括低噪聲放大器，用于在接收模式下放大開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)提供的接收信號(hào)；接收濾波器，用于對(duì)放大后的接收信號(hào)進(jìn)行濾波并將濾波后的信號(hào)提供給中頻處理器。權(quán)利要求1中的收發(fā)機(jī)，其中發(fā)射機(jī)包括發(fā)射濾波器，用于在發(fā)射模式下對(duì)從中頻處理器接收的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行濾波；放大器，用于放大濾波后的信號(hào)。
在一些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)還包括隔離器，用于隔離發(fā)射機(jī)免受開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的干涉信號(hào)的影響。開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)包括天線； 開(kāi)關(guān)，用于選擇將天線連接至接收機(jī)或發(fā)射機(jī)；和位于天線和開(kāi)關(guān)之間的雙工器。
接地分隔器包括第一接地分隔元件，用來(lái)隔離接收機(jī)的接收地和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的公共地；第二接地分隔元件，用來(lái)隔離發(fā)射機(jī)的發(fā)射地和公共地。在一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二接地隔離元件的每個(gè)都是電感。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二接地隔離元件的每個(gè)都例如是鐵氧體磁珠(ferrite bead)。
在一些實(shí)施例下，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)包括天線；連接到天線的雙工器，其用來(lái)來(lái)選擇通過(guò)天線的發(fā)射和接收頻率；循環(huán)器，用于將接收信號(hào)從雙工器發(fā)送到接收機(jī)和將發(fā)射信號(hào)從發(fā)射機(jī)發(fā)送到天線；開(kāi)關(guān)，位于循環(huán)器和接收機(jī)之間的信號(hào)線上，其中該開(kāi)關(guān)在接收狀態(tài)下打開(kāi)。
根據(jù)再一個(gè)實(shí)施例，提供了一種在基于TDD的移動(dòng)通信系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方法。此方法包括在接收模式下處理接收信號(hào)；在發(fā)射模式下處理發(fā)射信號(hào)；其中開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)可在發(fā)射模式和接收模式下操作；分隔接收機(jī)，發(fā)射機(jī)，和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的接地。
在接收模式下對(duì)接收信號(hào)處理的步驟包括使用低噪聲放大器將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)提供的接收信號(hào)放大；使用接收濾波器對(duì)放大后的接收信號(hào)進(jìn)行濾波；并將濾波后的接收信號(hào)提供給中頻處理器。
在發(fā)射模式下對(duì)發(fā)射信號(hào)處理的步驟包括使用發(fā)射濾波器對(duì)從中頻處理器接收到的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行濾波，并放大濾波后的信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，在發(fā)射模式下對(duì)發(fā)射信號(hào)的處理步驟還包括隔離發(fā)射機(jī)免受由開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的干擾信號(hào)的影響。隔離步驟包括使用第一接地分隔元件對(duì)執(zhí)行接收步驟的接收機(jī)的接收地和用于開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的公共地進(jìn)行隔離。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，隔離步驟還包括使用第二接地分隔元件將執(zhí)行發(fā)射步驟的發(fā)射機(jī)的發(fā)射地和用于開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的公共地進(jìn)行隔離。第一或第二接地分隔元件可以是電感，也可以是鐵氧體磁珠。
本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員可以通過(guò)下面詳細(xì)的描述并參考附圖很容易對(duì)本發(fā)明的這些和其它實(shí)施例有所了解，本發(fā)明并不限于任何特定的實(shí)施例。
圖1是移動(dòng)通信終端的傳統(tǒng)接收機(jī)的模塊圖；圖2是包括本發(fā)明的實(shí)施例的移動(dòng)通信終端接收機(jī)的模塊圖；圖3是圖2中收發(fā)機(jī)的接地分隔器的示例電路圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例的的移動(dòng)通信終端的接收機(jī)的模塊圖。
在不同附圖中使用相同附圖標(biāo)記表示的本發(fā)明的特點(diǎn)，元件和方面代表根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中相同，等價(jià)或相似的特點(diǎn)，元件和方面。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的接收機(jī)包括發(fā)射裝置，接收裝置和開(kāi)關(guān)裝置。所說(shuō)的元件被分別相互隔離地進(jìn)行接地以防止干擾。
如圖2，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)終端的收發(fā)機(jī)包括接收機(jī)10，用于在接收模式下處理接收信號(hào)；發(fā)射機(jī)20，用于在發(fā)射模式下處理發(fā)射信號(hào)；開(kāi)關(guān)裝置30，用在發(fā)射和接收兩種模式下。
例如，接收機(jī)10包括低噪聲放大器12，用于放大接收的信號(hào)；和接收濾波器15，用于對(duì)放大的接收信號(hào)進(jìn)行濾波。例如，發(fā)射機(jī)20包括發(fā)射濾波器22，用于對(duì)中頻(IF)處理模塊(未顯示)提供的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行濾波；放大器24，用于放大濾波后的發(fā)射信號(hào)；和隔離器26，用于防止發(fā)射信號(hào)的返回。
開(kāi)關(guān)裝置30包括天線32；單刀雙擲(SPDT)開(kāi)關(guān)36，它根據(jù)控制信號(hào)將天線32連接到接收機(jī)10或發(fā)射機(jī)20來(lái)提供發(fā)射/接收切換模式。優(yōu)選地位于天線32和開(kāi)關(guān)36之間的雙工器34用于例如選擇發(fā)射/接收頻率。
低噪聲放大器12和接收濾波器15連接到接收地(R-GND)。發(fā)射濾波器22、放大器24和隔離器26連接到發(fā)射地(T-GND)。天線32、雙工器34和開(kāi)關(guān)36連接到公共地(C-GND)。為了將接收機(jī)10，發(fā)射機(jī)20，開(kāi)關(guān)裝置30的接地連接隔離開(kāi)，本發(fā)明的收發(fā)機(jī)具有一接地分隔器。
如圖3，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，接地分隔器40包括第一接地分隔元件43，優(yōu)選地介于接收地(R-GND)和公共地(C-GND)之間。第二接地分隔元件45優(yōu)選地介于公共地(C-GND)和發(fā)射地(T-GND)之間。第一和第二接地分隔元件43和45的每個(gè)優(yōu)選是例如具有射頻去除特性的電感器，或者是具有固定頻率去除特性的鐵氧體磁珠。值得提及的是，第一和第二接地隔離元件43和45也可以接在不同的元件之間。
通過(guò)將接收機(jī)10、發(fā)射機(jī)20和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)30的接地連接相互隔離，可以將發(fā)射機(jī)20產(chǎn)生的射頻信號(hào)對(duì)接收機(jī)10的影響的可能性減到最小。
如圖4，根本發(fā)明的第二實(shí)施例的移動(dòng)終端的收發(fā)機(jī)包括接收機(jī)50，用于在接收模式下處理接收信號(hào)；發(fā)射機(jī)60，用于在發(fā)射模式下處理發(fā)射信號(hào)；開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)70，其可在發(fā)射和接收兩種模式下操作。
接收機(jī)50包括低噪聲放大器53，例如用于放大接收的信號(hào)；和接收濾波器55，用于對(duì)放大的接收信號(hào)進(jìn)行濾波。例如，發(fā)射機(jī)60包括發(fā)射濾波器62，用于對(duì)來(lái)自中頻處理模塊的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行濾波；和放大器64，用于放大濾波后的發(fā)射信號(hào)。開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)70包括循環(huán)器78，用于引導(dǎo)接收到的信號(hào)通過(guò)天線72；雙工器74，用于將發(fā)射信號(hào)從發(fā)射機(jī)60引導(dǎo)到天線72；單刀單擲(SPST)開(kāi)關(guān)76，例如位于接收機(jī)50和環(huán)行電路78之間的接收信號(hào)線路上。
低噪聲放大器53和接收濾波器55連接到接收地(R-GND)。發(fā)射濾波器62和放大器64連接到發(fā)射地(T-GND)。而且，天線72、雙工器74、循環(huán)器78和SPST開(kāi)關(guān)76連接到公共地(C-GND)。如前所述，為了將接收機(jī)50、發(fā)射機(jī)60、開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)70的接地連接隔離開(kāi)，收發(fā)機(jī)還具有一接地分隔器40(見(jiàn)圖3)。
在TD-SCDMA的功率級(jí)別A中，由于最大的發(fā)射輸出功率是+33dBm且基準(zhǔn)靈敏度是-108dBm，SPDT開(kāi)關(guān)的隔離特性無(wú)法達(dá)到可靠的發(fā)射和接收隔離。在一個(gè)實(shí)施例中，收發(fā)機(jī)帶有接地隔離器40，用于將發(fā)射信號(hào)對(duì)接收機(jī)10的干擾減少到最小。循環(huán)器78在發(fā)射模式下阻止發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)對(duì)接收機(jī)的干擾。SPST開(kāi)關(guān)76介于循環(huán)器78和接收機(jī)50之間。開(kāi)關(guān)76在接收模式下打開(kāi)并在發(fā)射模式下關(guān)閉，例如以增強(qiáng)接收機(jī)50和發(fā)射機(jī)60之間的隔離。
因此，收發(fā)機(jī)的隔離特性可以通過(guò)使用SPST開(kāi)關(guān)76和環(huán)行電路78的隔離功能得以提高。在一些實(shí)施例中，循環(huán)器78作為傳統(tǒng)收發(fā)機(jī)中SPDT開(kāi)關(guān)的替代品。SPST開(kāi)關(guān)位于接收方，因此要在接收模式下考慮開(kāi)關(guān)定時(shí)。
這樣，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，將收發(fā)機(jī)的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的接地連接進(jìn)行隔離，從而阻止發(fā)射信號(hào)對(duì)接收機(jī)的干擾。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)使用循環(huán)器和SPST開(kāi)關(guān)以及發(fā)射/接收接地機(jī)構(gòu)，阻止了將發(fā)射的射頻信號(hào)引入到接收機(jī)的可能性。這樣，收發(fā)機(jī)的整體發(fā)射和接收隔離特性就得到了提高。
本發(fā)明的收發(fā)機(jī)通過(guò)將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的接地連接相互隔離，阻止了發(fā)射信號(hào)通過(guò)地線對(duì)接收機(jī)的干擾。這使用隔離器和SPST開(kāi)關(guān)增強(qiáng)了隔離性能。使用圖2-4示出的電路，收發(fā)機(jī)的整體發(fā)射和接收隔離特性就得到了增強(qiáng)。
而且，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，SPST開(kāi)關(guān)替代了傳統(tǒng)的SPDT開(kāi)關(guān)。這樣，開(kāi)關(guān)定時(shí)在接收模式下確定，使得開(kāi)關(guān)定時(shí)設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單了。
以上所述的發(fā)明在任何方面都是示例性的而不是限制性的。只要不違背這里所述的本質(zhì)特性，所有支持本發(fā)明的各個(gè)方面的其它示例實(shí)施例，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，平臺(tái)和實(shí)現(xiàn)都可以使用。對(duì)實(shí)施例的特征的這些和各種其它改變和結(jié)合都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。本發(fā)明限定在權(quán)利要求書和與之同等范圍內(nèi)的等價(jià)物。
權(quán)利要求
1.一種用于基于TDD的移動(dòng)通信系統(tǒng)中的終端的收發(fā)機(jī)，包括接收機(jī)，用于在接收模式下處理信號(hào)；發(fā)射機(jī)，用于在發(fā)射模式下處理信號(hào)；開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)，其可在發(fā)射模式和接收模式下操作；接地分隔器，用于對(duì)接收機(jī)、發(fā)射機(jī)和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的接地進(jìn)行隔離。
2.如權(quán)利要求1中所述的收發(fā)機(jī)，其中，接收機(jī)包括低噪聲放大器，用于在接收模式下放大由開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)提供的接收信號(hào)；和接收濾波器，用于對(duì)放大的接收信號(hào)進(jìn)行濾波并將濾波后的信號(hào)提供到一中頻處理器。
3.如權(quán)利要求1中所述的收發(fā)機(jī)，其中，發(fā)射機(jī)包括發(fā)射濾波器，用于在發(fā)射模式下對(duì)從一中頻處理器接收到的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行濾波；和放大器，用于放大濾波后的發(fā)射信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3中所述的收發(fā)機(jī)，其中，發(fā)射機(jī)還包括隔離器，用于隔離發(fā)射機(jī)以免其受開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的干擾信號(hào)的影響。
5.如權(quán)利要求1中所述的收發(fā)機(jī)，其中，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)包括天線；開(kāi)關(guān)，用于選擇性地將天線連接到接收機(jī)和發(fā)射機(jī)。雙工器，位于天線和開(kāi)關(guān)之間。
6.如權(quán)利要求1中所述的收發(fā)機(jī)，其中，接地分隔器包括第一接地分隔元件，用于將接收機(jī)的接收地和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的公共地相互隔離開(kāi)；和第二接地分隔元件，用于將發(fā)射機(jī)的發(fā)射地和公共地隔離開(kāi)。
7.如權(quán)利要求5中所述的收發(fā)機(jī)，其中，第一和第二分隔元件的至少一個(gè)是電感器。
8.如權(quán)利要求5中所述的收發(fā)機(jī)，其中，第一和第二分隔元件的至少一個(gè)是鐵氧體磁珠。
9.如權(quán)利要求2中所述的收發(fā)機(jī)，其中，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)包括天線；連接到天線的雙工器，雙工器選擇經(jīng)由天線的發(fā)射和接收頻率；循環(huán)器，用于將接收信號(hào)從雙工器發(fā)送到接收機(jī)并將發(fā)射信號(hào)從發(fā)射機(jī)發(fā)送到天線；和開(kāi)關(guān)，安裝在循環(huán)器和接收機(jī)之間的信號(hào)線上，其中該開(kāi)關(guān)在接收模式下打開(kāi)。
10.一種在基于TDD的移動(dòng)通信系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方法，包括在接收模式下處理接收信號(hào)；在發(fā)射模式下處理發(fā)射信號(hào)，其中開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)可在發(fā)射模式和接收模式下操作；以及對(duì)接收機(jī)、發(fā)射機(jī)和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的接地進(jìn)行隔離。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，在接收模式下處理接收信號(hào)的步驟包括使用低噪聲的放大器對(duì)由開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)提供的接收信號(hào)進(jìn)行放大；使用接收濾波器對(duì)放大后的接收信號(hào)進(jìn)行濾波；以及將濾波后的接收信號(hào)提供到一中頻處理器。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，在發(fā)射模式下處理發(fā)射信號(hào)的步驟包括使用發(fā)射濾波器對(duì)從一中頻處理器接收的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行濾波；以及對(duì)濾波后的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行放大。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，在發(fā)射模式下處理發(fā)射信號(hào)的步驟還包括隔離發(fā)射機(jī)以免其受開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的干擾信號(hào)的影響。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)包括天線；開(kāi)關(guān)，用于選擇性地將天線連接到接收機(jī)和發(fā)射機(jī)；以及雙工器，位于天線和開(kāi)關(guān)之間。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，隔離步驟包括使用第一接地分隔元件將執(zhí)行接收步驟的接收機(jī)的接收地和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的公共地進(jìn)行隔離。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，隔離步驟包括使用第二接地分隔元件將執(zhí)行發(fā)射步驟的發(fā)射機(jī)的發(fā)射地和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的公共地繼續(xù)隔離。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中第一接地分隔元件是電感器。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中第一接地分隔元件是鐵氧體磁珠。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中第二接地分隔元件是鐵氧體磁珠。
20.如權(quán)利要求10所述的方法，其中開(kāi)關(guān)裝置包括天線；連接到天線的雙工器，該雙工器選擇通過(guò)天線的發(fā)射和接收頻率；循環(huán)器，用于將接收信號(hào)從雙工器發(fā)送到接收機(jī)，并將發(fā)射信號(hào)從發(fā)射機(jī)發(fā)送到天線；以及開(kāi)關(guān)，安裝在循環(huán)器和接收機(jī)之間的信號(hào)線上，其中該開(kāi)關(guān)在接收模式下打開(kāi)。
全文摘要
提供了一種用于基于TDD的移動(dòng)通信系統(tǒng)的終端的收發(fā)機(jī)。該收發(fā)機(jī)包括接收機(jī)，用于在接收模式下對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行處理；發(fā)射機(jī)，用于在發(fā)射模式下對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行處理；開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)，其可在發(fā)射和接收模式下操作；和接地分隔器，用于將接收機(jī)，發(fā)射機(jī)和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的接地進(jìn)行隔離。
文檔編號(hào)H04B1/44GK1472978SQ03148968
公開(kāi)日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2003年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月29日
發(fā)明者劉哉旭 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社