[发明专利]用于频带聚合模式的前端电路

说明书

当前，新的蜂窝移动通信标准LTE（长期演进）正在全球性地被实施。作为一个主要的新特征，此标准包括在不同的频带处同时使用两个接收信道来改善下行链路数据速率的可能性。根据此标准的最新发布版本，一系列的频带间组合被定义，每个频带间组合包括两个Rx频带，在所述两个Rx频带中接收信号必须由移动电话同时操作。在所述LTE标准中，所述不同频带的组合（在下面被称为频带聚合）到目前为止涉及FDD（频分双工）频带，仅包括用于发送和接收信道的不同的频带。移动共同体至今定义了大约30个FDD频带，但是它们中很少是针对频带聚合操作模式而被提出的。

在FDD频带中，同时的发送和接收操作是可能的。因此，每个FDD频带需要双工器，并且像LTE的标准需要两个双工器被同时连接到天线以支持频带间载波聚合。到目前为止，如何用两个双工器构建能够在没有任何性能下降的情况下或者在没有对所述双工器的任何附加的要求的情况下而被操作的前端电路的技术方案不是已知的。此缺席是由于所述两个双工器对彼此、对交换机以及对天线馈电的同时匹配。当前所使用的前端电路使用单馈电天线，继之是多掷开关，所述多掷开关每次将一个双工器连接到所述天线。根据所提出的以及未来的频带聚合模式，针对这样的前端，支持频带聚合将意味着所述开关需要能够具有两个有效路径。除了启用针对此新的操作模式的开关外，更重要地，必须被同时地连接到同一天线端口的双工器对需要被匹配以便所述双工器不彼此加载。这样的匹配不可避免地导致所述前端处的损失，而且需要所述前端上的额外的区域。如果现有的前端已经支持若干频带组合，则这将使得设计具有挑战性并且易于产生损失。其次，所述单一双工器需要具有极其良好的带外反射率，以致所述双工器不彼此加载，否则这将显著地增加RF前端损失。此外，由于已知的前端在一个模块中使用不同的滤波器技术，这些损失不能在模块设计中被补偿。如果使用已知的前端架构，则即使无损匹配部件也不能解决此任务。

因此，本发明的目的是提供能够被用于频带聚合操作模式的前端电路，其不提供性能降低并且其不需要开发新的部件，像滤波器和双工器。

这些目的由根据权利要求1的前端电路解决，所述前端电路可以被使用在准备好允许频带聚合操作模式的LTE操作的蜂窝电话中。本发明的有利的实施例由另外的权利要求给出。

根据本发明，提供了至少两个天线馈电，每个天线馈电被分配给独立的频率范围，每个频率范围包括至少一个频带，其中所述前端电路和所述天线馈电准备在其中工作。天线开关被耦接到至少一个天线馈电。所述前端电路进一步包括双工器，其数量取决于所述电路准备在其中工作的FDD频带的数量。直接地或借助于各个天线开关，每个双工器被耦接至所述天线馈电中的一个。将所述双工器耦接至所选择的天线馈电是根据所述天线馈电被分配至其中工作的频率范围而被进行的。

所述前端电路被准备以操作多个FDD频带，每个FDD频带包括用于接收信号的Rx频带和用于发送信号的Tx频带。所述电路被进一步准备以支持针对每个频带的单频带操作模式，并且也支持聚合的频带操作模式，在其中两个不同的Rx信号可以同时在所述频带中的两个不同的频带中被接收。同时，Tx信号可以在所述两个不同的频带中的至少一个中被发送。

所述至少两个天线馈电允许将同一天线馈电与不同的天线相连接，每个针对不同的频率范围而被优化。例如，如果一个频带是从1GHz频率范围中挑选的，并且另一个频带是从2GHz范围中挑选的，则所得到的频带组合（频带聚合）可以被支持而没有任何附加的匹配。因此，一个硬件（前端电路）可以支持不同的频带聚合，可能的频带聚合的数量取决于所述电路正准备在其中工作的频带的数量。优选的频带聚合组合不同的频率范围的两个频带。通过所提出的电路，频带聚合不产生附加的插入损失。因为所述双工器的频带聚合是经由所述天线馈电和被耦接至所述天线馈电的各个天线而被进行的，反射率没有主要影响，因此导致与已知的方案（在其中所述聚合的双工器被同时地耦接至同一天线馈电）相比较更少的RF前端的插入损失。这使得双工器装置的设计更容易。

此外，使用独立的天线馈电也确保了针对所述附加的Rx频带的良好的Tx对Rx的隔离。使用给定的FDD频带作为主频带并且将此主频带与另一频率范围内的所期望的其他频带相组合是有利的。例如，当使用频带8作为关于Tx和Rx两者的主频带时，对频带1Rx的隔离是良好的，而没有任何修改所述双工器的频带8Tx部分的需要。主频带和附加的频带被耦接至不同的天线馈电。所述主频带是主要被使用的频带，并且可选地在世界的不同区域中被使用。