专利名称：多模卫星和地面通信装置的制作方法
背景技术：
发明领域本发明涉及无限通信设备和系统，更具体地说，涉及诸如能够与卫星和地面通信系统进行通信的无线电话或调制解调器。
背景技术：
现在，已经有了许多不同类型的无线电电话或无线通信系统，这些系统可包括不同的基于地面的无线通信系统和不同的基于卫星的无线通信系统。不同的基于地面的无线通信系统可以包括个人通信服务(PCS)和蜂窝式系统。已知的蜂窝式系统包括蜂窝式模拟先进移动电话系统(AMPS)，以及以下数字式蜂窝系统码分多址(CDMA)系统；时分多址(TDMA)系统；和使用TDMA和CDMA两种技术的新型混合数字通信系统。在美国电讯工业协会/美国电子工业协会(TIA/EIA)标准IS-95中讨论了一种CDMA蜂窝式系统。在TIA/EIA标准IS-98中讨论了组合AMPS&CDMA系统。在IMT-2000/UM，或者称之为国际移动电讯系统2000/通用移动电讯系统中讨论了另一种通信系统，该标准覆盖了被称之为宽带CDMA(WCDMA)，cdma2000(例如，cdma2000 1x或3x标准)或TD-SCDMA。
一种举例的CDMA类卫星通信系统包括一群有48个低地球轨道(LEO)卫星的星座图和多个地面站(也称之为地面固定站和网关)。该网关通过多个LEO卫星将一个和多个已知的通信系统和网络与一个或多个卫星用户终端相连接。基于地面的通信系统与网关链接，它包括例如，与公共交换电话网络(PSTN)相耦合的电话地面线、蜂窝和PCSx系统、专用光缆或微波链路，或互联网。卫星用户可以根据需要是移动的，便携的或固定的终端。
典型的是，各个卫星用户终端可以接收多个卫星的信号和向多个卫星发送信号。这就提供了所需程度的卫星或空间上分集。通过避免在卫星用户终端和任意给定卫星之间的位置连接线的阻塞，卫星用户终端就可使用这种卫星分集来提高卫星的通信覆盖。在一些系统中，卫星只是起到了频率变换器和转发器的作用。它们可以不包含或使用改变信号内容、协议或结构所指定的信号调制或解调功能。从用户终端发送到卫星的信号可称之为卫星上行链路信号或频率。从卫星发送给用户终端的信号可称之为卫星下行链路信号或频率。从卫星是一个弯曲的导管或简单的转发器的观点出发，这些从网关传输到用户终端的信号可称之为前向链路(通信)信号，而那些从用户终端传输到网关的信号可称之为反向链路信号(如同从用户终端的观点来看)。
卫星将卫星的上行链路频率(用户终端反向链路)转换成网关—卫星系统的前向链路频率，从卫星发送到网关。同样，卫星将卫星下行链路频率转换成卫星系统的反向链路频率，从卫星发送到用户终端(用户终端前向链路)。例如，如果用户终端的下行链路频率为2500兆赫兹(MHz)和它的上行链路频率为1600MHz，则卫星分别将这些频率上的信号映射到或转换成其它所需链路的频率，例如，5100MHz和6900MHz。各个卫星下行链路或上行链路通信信号图案具有一系列或一组照明在地球的表面上足迹的“波束”(或扇区)。一个典型的卫星可以使用16个波束。有时，还可以使用在不同频率上的多波束来照明在单“波束”图案中的相同给定区域，其中，这些单个“波束”可以称之为“子波束”。
对使用伪噪声(PN)和伪随机码用于调制的CDMA通信系统来说，各个下行链路波束，以及各个卫星一般都使用离散的伪噪声(PN)码的相位偏置值来达到波束的识别的目的。在各个波束中，通常使用诸如Walsh码的正交码进行波束或子波束的信道化，以创建一系列适用于各个用户终端进行通信的独立的编码信道。特别是，来自一个卫星的波束可以形成能够覆盖大的地理区域(例如，类似于美国整个国家的区域)的足迹。卫星也使用典型的为16个的一系列或一组波束(或扇区)的图案来接收来自用户终端的卫星上行链路或反向链路的通信信号。前向和反向链路波束的图案并不一定是相同的。
在举例的CDMA卫星无线通信系统中，由各个网关发送到卫星或通过卫星可以使用一个公共的频率，或定义为不同波束的一组频率。公共射频允许通过多个卫星与一个网关同时相互通信。可以通过在反向通信链路中使用长的或高码片段速率PN码和在前向通信链路中使用正交和Walsh码(以及子波束)来区分各个用户终端。高速率PN码和Walsh码都可以用于调制从网关和用户终端转换器所发送的信号。发送的终端(网关和用户终端)可以使用时间偏置相互不同的PN码(和/或Walsh码)，从而产生能在接收端上被分别接收的发送信号。
各个网关都发送一个导频信号，该导频信号具有一个共同的PN扩展码或PN扩展码对，该码对与其它网关的导频信号的码相位相偏置。PN码中唯一的码对可以用于是识别在特殊轨道平面上的卫星。另外，各个网关都可以具有唯一的可识别的PN码，以及各个下行链路波束(从卫星到用户终端的)可具有与卫星的其它新型链路波束有关的不同PN码的偏置。
在系统的工作过程中，一个用户终端具有一个卫星星座图的模型，并且该用户终端具有进入到或在用户终端的视野范围内的各个卫星的，或者网关的PN码的列表和PN码相位偏置。此外，正如Harms等人在美国专利序列号No.09/169358题为“在多用户通讯系统的中多层PN码的扩展”中所讨论的(该文合并于本文作为参考)，一种外部PN码可以用于识别诸如网关或卫星的特殊信号源。这种PN码可以用于导出在任意时间上所观察到的，或具有相同和/或不同轨道的卫星之间的时间和相位的差异。用户终端可以装备有利于同时采集和追踪来自在多个轨道上的多个卫星波束的部件。
CDMA技术通过改变用于解调和解扩展所接收到的信号的PN码来提供了一种在卫星之间切换的机制。一般来说，这一点可以通过在一组码中使用一种或多种码来实现，以及改变码的相位使之匹配在不同信号源或波束之间所使用不同码的相位偏置。当多个卫星在用户终端的视野范围内时，用户终端就能够通过多个卫星与网关通信。其结果是，在卫星之间的呼叫切换就能在网关上达到，以用于用户终端。这种与多个卫星通信的能力给出了系统卫星(也称之为空间)分集。如果树、山或建筑物阻挡了卫星到用户终端的链路，则用户终端仍可以通过切换到视野范围内的另一个卫星来保持通信链路的工作。
一个举例的卫星通信系统是具有全球漫游功能的全球通信系统。当在用户终端和卫星之间存在着视线时，就能够获得最佳的通信效果。最好是，用户终端在卫星的无障碍的视野下。在城市和市内的环境中，要获得这样的无障碍是很困难。此外，卫星终端用户可以发现它能够在建筑物中更加便利地使用无线电电话和无线通信设备，包括无线调制解调器。
目前，系统用户可获得具有某种程度的全球漫游功能的移动通信，以便于使用INMARSAT卫星终端和蜂窝电话的组合与地球各地的通信。INMARSAT卫星终端不利的是笨重和昂贵，并且难以提供与蜂窝的协同工作。因此，用户就需要携带第二种通信方式，即，蜂窝电话，但它在许多地方不能工作。
另一个系统也能有效地使用卫星电话来获得全球漫游。然而，这种电话很昂贵，相当笨重，并且还需要大量的通信辅助设备。
因此，就需要提供一种小型、廉价的移动无线电电话和无线设备，它能够与卫星系统和与地面PCS系统和/或蜂窝系统，例如，CDMA蜂窝系统，TDMA蜂窝系统或模拟蜂窝系统，一起工作。
也希望能减小体积、重量和功率需求，以及与这类移动无线设备或终端有关的成本。
发明内容
本发明提供了多种带宽的移动无线电电话(也称之为移动电话和无线通信设备(WCD))，它能与卫星通信系统和地面通信系统进行通信。该卫星通信系统可以是LEO卫星系统。该地面通信系统可以是PCS/蜂窝系统，它包括基于模拟和数字的蜂窝系统。WCD可以同时接收地面通信系统和卫星通信系统的信号。更为有用的是，在与地面通信系统进行通信的同时，它能接收来自卫星通信系统的寻呼信号，并且能用于卫星的覆盖监测。
WCD包括卫星通信发送信道(也称之为卫星发送信道)和地面通信发送信道(也称之为地面发送信道)。这些发送信道的每一个都包括了中频(IF)部分，频率上变频器或混频器，以及射频(RF)部分。这两个发送信道的IF部分，混频器和RF部分都包括在发送信道之间共享的公共部分。
WCD包括卫星通信接收信道(也称为卫星接收信道)和地面通信接收信道(也称为地面接收信道)。这些信道中的每一个包括RF部分、下变频器或混频器，以及IF(中频)部分。这两个接收信道中的RF部分、混频器和IF部分包括接收信道之间共享的公共部分。
WCD包括一个第一个信号源，它向卫星或地面通信发送信道提供了一个第一本地振荡器(LO)的基准信号。在几个实施例中，第一信号源也向卫星或地面接收信道提供了一个LO基准信号。一个第二信号源向卫星或地面接收信道提供了一个第二LO基准信号，它与第一LO基准信号无关。
上述公共发送信道部分和公共接收信道部分，以及独立的本地振荡器，都允许WCD有利于构成一个小型的、便携的、手持的无线电电话或无线设备。因此，WCD的用户可以便利地携带单个的、小型的设备，而不再是诸如两种不同的设备，一个地面蜂窝和/或PCS电话，和一个大的昂贵的用于全球电话覆盖的卫星电话。这也适用于无线设备，这些设备可以作为无线调制解调器或数据转发终端来使用，例如，当采用便携式计算机时。
正如以上所提及的，本发明有利的提供了一种小型的、廉价的移动转换器，它可以与一个卫星系统和一个地面PCS/蜂窝系统，例如，CDMA、TDMA或模拟(例如，AMPS)蜂窝系统，一起工作。
本发明利用共享在不同发送信道和不同接收信道之间的移动转换器中的公共信号路径和元件，从而具有降低成本，以及减小提及、重量、和功率需求的优点，以及其它优点和特性。
附图的简要说明正如附图所说明的，以下本发明所举例实施例的详细讨论将使本发明的上述和其它的性能和优点变得更加清晰。
图1说明了一种举例的环境，在该环境中，本发明的无线通信设备(WCD)的实施例能够工作。
图2是用于实现图1所示WCD的高层框图。
图3a是图2所示WCD的详细框图，它包括根据本发明第一实施例的第一发送结构和第一接收结构。
图3b是用于实现图3a和后续的图所示的处理器310的基带处理的详细框图。
图4是图2所示WCD的详细框图，它包括根据第二实施例的第二发送结构和第二接收结构。
图5是图2所示WCD的详细框图，它包括根据第三实施例的第一发送结构和第三接收结构。
图6是图2所示WCD的详细框图，它包括根据第四实施例的第一发送结构和第四接收结构。
图7是图2所示WCD的详细框图，它包括根据第五实施例的第三发送结构和第五接收结构。
图8是图2所示WCD的详细框图，它包括根据第六实施例的第三发送结构和第六接收结构。
图9是图2所示WCD的详细框图，它包括根据第二发送结构。
图10是图2所示WCD的详细框图，它包括根据第八实施例的第四发送结构和第三接收结构。
图11是图2所示WCD的详细框图，它包括根据第九实施例的第五发送结构和第七接收结构。
实施例的详细讨论I.概述图1是一举例环境100的说明，在该环境中，本发明的无线通信设备(WCD)102能够工作。环境100包括一群通信卫星108。通信卫星108是基于卫星的通信系统中的一部分。各个卫星108都占据了一个低的地球轨道，并且可以向地球发送一个或者多个下行链路的RF通信信号110，110b等等(各个信号都可以称之为信号110)。各个卫星可以接收来自与卫星108相兼容的基于地面发送器的一个或多个上行链路RF通信信号112a，112b等等(各个信号都可以称之为信号112)。卫星108与基于地上的网关系统114相通信。该网关系统114与一个或多个各种已知的通信系统和网路，例如，PSTN，互联网，等等相链接。
环境100还包括基于地面的通信系统和网络。例如，基于地面的通信系统可以包括以120所表示的第一多个蜂窝和/或PCS通信单元的位置(例如，基站和天线支撑结构)，以及以122所表示的第二多个蜂窝和/或PCS通信基站。基站120可以与基于地面的CDMA或TDMA(或混合CDMA/TDMA)的数字通信系统相结合。因此，基站120可以向移动站或用户终端(WCD102)发送CDMA或TDMA类型的地面信号123，并且可以接收来自移动单元或终端的TDMA或CDMA的信号124。地面信号的格式可以采用TMT-2000/UMT标准(即，国际移动电讯系统2000/通用移动电讯系统标准)。地面信号可以是宽带CDMA信号(称之为WCDMA信号)，或者是与cdma 2000标准(例如，cdma2000 1x或3x标准)相兼容的信号。
另一方面，基站122可以与以基于模拟的地面通信系统(例如，AMPS)相结合。因此，基站122可以向移动终端发送一个基于模拟的通信信号126，并且可以接收一个来自移动终端的基于模拟的通信信号128。
无线通信设备各自具有或者包括下列装置，但并不限制于，无线手机或电话，蜂窝式电话，数据收发器，或者寻呼器和定位接收器，并且可以是手持的，或者是根据要求可安装在交通工具(包括轿车、卡车、船舶、火车和飞机)上的便携的。然而，虽然一般把无线通信设备看作可移动的，应该理解到，本发明所讲授的内容也适用于相同结构的“固定”单元。另外，本发明所讲授的内容适用于无线设备，例如，可以用于转发数据和/或话音信号话务的一个和多个数据模块和调制解调器，并且可以与其它使用电缆或其它已知无线链路或连接的设备进行通信，例如，用于发送信息、命令和音频信号。另外，命令可以用于使得调制解调器或模块以预定的协调或相关联的方式工作，利用多个通信信道来发送信息。无线通信设备视情况有时也可以称之为用户终端、移动站、移动单元、订户单元、移动无线电或无线电电话、无线单元，或者在一些通信系统中根据其性能而简单地称之为“用户”和“移动”。
图2是根据本发明一个实施例，用于实现WCD 102的一个无线通信设备的高层框图。WCD 102可以构成以下列模式中的至少一种模式进行工作。这些模式包括
1.一种卫星通信模式，它使用卫星108与一个卫星系统进行通信；以及，2.一种地面通信模式，它用于与地面PCS/蜂窝数字/模拟通信系统进行通信。
为了能获得这种多模式的工作，WCD 102包括唯一的多模式收发器202，它与下列多模式收发器天线相耦合1.一个发送天线204，它用于向卫星108发送RF信号112；2.一个接收天线206，它用于接收来自卫星108的RF信号110；以及，3.一个公共的发送/接收天线208，例如，鞭状的或螺旋状的天线，它用于向上述所提及的有关地面通信系统发送RF信号124/128，并且接收来自地面通信系统的RF信号123/126。
多模收发器202包括卫星通信收发器212，它具有卫星通信发送信道214(也称之为卫星发送信道214)和卫星通信接收信道216(也称之为卫星接收信道216)。卫星发送信道214包括RF、IF以及基带信号处理部分(也称之为“路径”)，以产生一个RF发送信号218，并且向天线204提供RF发送信号。接收天线206向卫星接收信道216提供一个RF接收信号220。卫星接收信道216包括RF、IF以及基带信号处理部分，并根据需要来处理所接收的信号。
多模式的收发器202也包括地面模式的收发器222，它可具有一个地面通信发送信道224(也称之为地面发送信道224)和一个地面通信接收信道226(也称之为地面接收信道226)。地面发送信道224包括RF、IF和基带信号的处理元件，以产生RF发送信号227，并且向公共天线208提供该RF信号。卫星发送信道214和地面发送信道224共享在收发器202中的公共的基带、IF和RF部分，正如以下将进一步讨论的那样。公共天线208也向地面接收信道226提供一个RF接收信号228。地面接收信道226包括RF、IF和基带信号的处理部分，以产生所接收到的信号228。在另一实施例中，分离的接收和发送天线可以替代公共的天线208。卫星和地面接收天线216和226共享公共的RF、IF和基带部分，正如以下将进一步所讨论的那样。
II.WCD第一实施例WCD 102可以具有许多不同的特殊实施例。图3a是根据本发明第一实施例，用于实现WCD 102的WCD 300的详细框图。
A.卫星和地面通信发送信道WCD 300包括一个卫星和地面发送信道224和226(如图2所示)的第一发送结构T1，用于产生RF发送信号112和124/128。参考图3a，卫星和地面发送信道214和214包括一个在信道之间共享的公共基带处理器(BBP)310，以产生IF发送信号312，该信号对应于RF卫星信号112和地面发送信号124/128。在任何一个给定的时间上，发送的IF信号312对应于卫星发送信号和地面发送信号中的一个信号，但不是两个信号。BBP310最好产生IF信号312，作为一个具有228.6MHz的示例IF发送频率处的差动发送信号。BBP 310向公共发送IF信号部分或路径311提供了IF发送信号312，其中路径311包括公共IF增益控制放大器314以及后接的公共IF带通滤波器315，该IF带通滤波器是采用声表面波(SAW)滤波器来实现的。IF滤波器315具有与它要滤波的卫星和地面发送信号(例如模拟和数字蜂窝、PCS、cdma2000或WCDMA、以及其他等等)相兼容的频带。增益控制放大器314放大IF信号312，并且向IF BPF 315提供一个放大的IF信号。IF BPF 315向公共频率上变频器(例如，宽带混频器322)的输入提供了一个放大的和滤波之后的IF信号。所有上述所提及的发送IF信号的处理分量和相关的IF接收到的信号，包括混频器322的IF输入，最好是采用信号处理方式中的差动方式，但这并不是必须的。对于将在下文中的IF信号处理分量和信号来说，一般也具有相同的特性。
混频器322根据提供给混频器322的第一LO基准信号326将放大的、滤波之后的IF信号上变频成一个RF发送信号324。混频器322根据所需的是卫星还是地面发送通信将IF信号上变频成一个RF信号(即，信号324)，它具有对应于卫星通信系统或地面通信系统的发送频带。因此，公共混频器322具有足够宽的频带，以适应卫星系统和地面系统两者的频带。
WCD 300包括至少一个LO基准信号源323，以产生LO基准信号326。在一个实施例中，信号源323是一个双频带的频率合成器，例如，双频带锁相环(PLL)。因此，信号源323可以对应于工作的卫星和地面发送模式的频率来提供基准信号326。
混频器322向RF发送部分325的一个输入提供RF发送信号324，以放大和滤波该RF发送信号。RF部分325包括一个第一(输入)RF路由选择机构，例如，双工机326，以及接着的混频器322。双工器326包括一个进行频率选择的功率分离器，在双工器的输入上的RF信号324，路由到下列之一1.一个卫星RF路径325a，以及，2.一个地面RF路径325b，这取决于RF信号324的频率是对应于卫星还是地面的发送频带。
卫星RF路径325a包括下列以串连方式连接的RF信号处理元件一个滤波RF信号324的第一RF BPF 327a；一个放大由BPF 327a所产生的经滤波的RF信号的RF放大器328a；以及一个进一步滤波由RF放大器328a所产生的放大RF信号的第二RF BPF 330a。BPF 330a向一个第二(输出)RF路由选择机构(例如，一个RF双工器332)的第一输入提供了一个RF信号。
类似于卫星路径325a，地面RF路径325b包括下列以串连方式连接的RF信号处理元件一个第一RF BPF 327b；一个RF放大器328b；以及一个第二RF BPF330b。RF BPFs 327b和330b都具有与要由BPF 327b和330b滤波的地面发送信号相兼容的频带，例如，模拟或数字蜂窝、PCS、cdma2000或WCDNA信号等等。BPF 330b向RF双工器332的第二输入提供了一个RF信号。双工器332将来自卫星和地面路径325a和325b的RF信号路由至公共的双频带的功率放大器334。双频带功率放大器334具有足够大的功率放大带宽，以功率放大对应于卫星和地面频率发送带宽的RF信号。
功率放大器334向一个RF开关335提供一个功率放大的RF发送信号。当需要卫星发送通信时，该开关335就构成了将功率放大的发送RF信号路由至卫星发送天线204，正如图3a所示。另一方面，当需要地面发送通信时，开关335就构成了将功率放大的发送RF信号路由至与地面发送和接收信道有关的双工器336的一个输入(下文将作进一步的讨论)，和将从双工器输入的RF信号路由至与该双工器的一个输出相耦合的地面发送天线208。
双工器336包括RF发送和接收滤波器部分，用于相互分离成地面RF发送和接收信号(以下将讨论)。因为在公共地面天线208上组合了地面RF发送和接收信号124/128和123/126，这就达到了上述的目的。双工器336在该双工器处提供了功率放大的地面RF发送信号，输入至公共天线208。在另一例包括分离的地面RF发送和接收天线的实施例中，可以忽略双工器336。
从上述的讨论中，很显然，卫星和地面发送信道214和224各自都具有共享的BBP 310、IF部分311、混频器322、双工器326和332、以及功率放大器334。在本发明中，这类元件的共享有利地减少了元件部件的数量，从而减少了成本、重量和功率需求。
B.卫星和地面通信接收信道WCD 300包括一个卫星和地面接收信道216和226的第一接收结构R1。在卫星接收信道216(正如在图3a的左下部分所示)中，一个天线206a(例如，一个正方形丝状螺旋天线，正如Filipovic等人在1999年11月23申请的美国专利No.5,990,847所讨论的)向一个RF BPF 342提供一个低功率的，所接收到的RF卫星信号。BPF 342滤波器与所接收的RF卫星信号相干扰(例如，图像频带的频率，包括PCS/蜂窝信号的地面信号，以及由卫星发送信道214所产生的RF发送能量)。BPF 342向一个RF开关344的第一输入提供一个经滤波的接收的RF卫星信号。
WCD 300也可以包括一个临时的转接天线206b，用于向RF开关344的第二输入提供低功率的接收到的RF卫星信号。由于这种临时的转接天线206b一般都是相对紧凑的天线，因此，它能够很便利的定位在屋内和WCD 300的外壳内，例如，定位在外壳内的一块RF电路板上。在天线206b装上或去除的情况下，天线206b可以用于接收低数据率的寻呼和短的文本消息。即，天线206b一般可用于检视来自卫星的信号。
RF开关344有选择性地将所接收到的来自天线206a或206bRF卫星信号提供给卫星RF部分，该部分包括一个低噪声放大器(LNA)346和一个连接着LNA的RF BPF 348。BPF 348向RF功率组合器350的第一输入提供了一个放大的、滤波后的所接收到的RF(卫星)信号。
在地面接收信道226中，公共的地面天线208向双工器336提供了一个所接收到的RF地面信号(对应于地面信号123/126)。双工器336向地面接收信道RF部分提供了所接收到的RF地面信号，该地面接收信道部分包括一个LNA360以及一个连接着LNA的RF BPF 362。BPF 362向RF功率组合器350的第二输入提供了一个放大的、滤波后的所接收到的RF(地面)信号。
功率组合器350在功率组合器的各自第一和第二输入上的RF卫星和地面信号路由至与功率组合器的输出相耦合的公共LNA 352。公共LNA 352向公共的下变频器，例如，宽带混频器354，提供一个放大的公共RF信号。混频器354具有足够的宽带来容纳卫星和地面接收RF信号的不同接收频带。混频器354根据提供给混频器的一个LO基准信号356，将所接收到的卫星RF信号和地面信号中的任意一个频率下变频成具有所举例的183.6MHz(适用于WCD工作所感兴趣的典型频率)的IF频率的接收IF信号。WCD 300包括一个第二LO基准信号源357，用于产生LO基准信号356。在一个实施例中，信号源357是一个双带宽的频率合成器，例如，一个双带宽的锁相环(PLL)。因此，信号源357能够以对应于工作的卫星或地面接收模式中的任一模式的频率提供基准信号356，并且与LO源323所提供的基准信号326无关。
混频器354向一个公共的接收IF放大器358提供所接收到的IF信号。放大器358向一个第一(或上游)IF路由选择机构的一个输入，例如，一个IF开关360，提供一个放大的IF信号。开关360可以根据提供给开关的模式选择信号(未显示)，有选择性地将在开关输入处的IF信号路由至耦合到卫星IF路径364a的第一开关的输出362a，或者路由到耦合到地面IF路径364b的第二开关的输出362b，该地面IF路径364b是与卫星IF路径364a相分离的。例如，所提供的这类模式选择信号可以作为用户手动输入方式的结果，在该方式中，可以选择特殊的模式，或者作为处理预先选择的或预先存储的命令或方法步骤的一部分，它又可以根据一定数值或诸如当前的信号质量、服务或性能的有效性或成本的准则来进行模式的选择。
卫星IF路径364a包括一个IF BPF滤波器368a，该滤波器可以是一个SAW滤波器。IF BPF 368a具有与它要滤波的至滤波器的卫星信号的频带相兼容的频带。BPF 368a向第二(或下游)IF路由选择机构的第一输入，例如，一个IF开关370，提供了一个滤波后的IF卫星信号。分离的地面IF路径364b包括一个IF BPF滤波器，它可以是一个SAW滤波器。BPF-368b向IF开关370的第二输入提供一经滤波的IF地面信号。BPF 368b具有与它要滤波器的接收到的地面信号的频带相兼容的频带。例如，对于cdma2000 1x类型的通信信号(具有接近于1.25MHz的带宽)，BPF 368b的带宽接近于1.5MHz；对于WCDMA的通信信号(具有接近于4.96MHz的带宽)则为5MHz；而对cdma2000 3x类型的通信信号(具有接近于3.75MHz的带宽)则为4MHz；(另外5MHz的频带也可以用于对WCDMA和cdma2000 3x信号的滤波。)第二IF开关370可以将在第一和第二IF开关输入处的IF信号分别有选择性地路由到与一个公共IF接收部分374相耦合的一个开关输出。
可以控制开关360和370，使之以下列方式工作。当在开关360的输入的IF信号对应于一个所接收到的卫星信号(即，当WCD 300是处于卫星模式)时，第一和第二开关360和370以图3所示方式构成，以将IF信号转发至卫星IF路径364a，并且随后转发至公共IF路径或部分374。另一方面，当在开关360的输入的IF信号对应于一个所接收到的地面信号(即，当WCD 300是处于地面模式)时，所构成的第一和第二开关360和370将IF信号转发至地面IF路径364b，并且随后转发至公共IF部分374。
公共IF部分374包括一个自动增益控制(AGC)IF放大器376。AGC放大器向BBP310提供了一个放大的IF接收到的信号381。
本发明中的RF开关和差动IF开关(例如，开关335，344，360和370，以及以下将讨论的其它开关)可以采用二极管、晶体管、场效应晶体管(FET)、机械性继电器，和/或其它已知的开关器件或元件。IF开关最好是差动的。开关可以根据合适或要求采用功率分离器和功率组合器以及双工器来取代。
C.本机振荡器在一个实施例中，基准信号源323是一个双带宽的频率合成器，例如，一个双带宽的锁相环路(PLL)。当需要卫星发送通信时，信号源323就提供具有在对应于卫星发送(上行链路)频带的第一RF频带中的频率的LO信号。当需要地面发送通信时，信号源323就提供具有在对应于地面发送(WCD至基站)频带的第二RF频率中的频率的LO信号。
在本实施例中，信号源323和357是相互独立控制的，使得LO基准信号326和356的各自频率是分别作相对应独立的控制。这就不同于一些已知的收发器，这些收发器具有发送和接收LO信号源以产生具有相互独立的频率的发送和接收基准信号。
在本发明中，信号源323和357的独立控制有利于实现与地球的不同地理区域有关的不同的发送和接收频谱的分配。例如，第一国家所分配给卫星接收的频谱从2480至2490MHz，而卫星发送的频谱从1615至1517MHz。第二国家所分配的是不同的。例如，第二国家可以分配卫星接收的频谱从2485至2491MHz，而卫星发送的频谱从1610至1613MHz。在这样的环境下，本发明对全球漫游的通信系统的工作者提供了最大的灵活性，因为可以使用独立的发送和接收LO频率的控制以方便地实现不同频谱的分配。另外，卫星接收器可以独立工作，并且与此同时，可以作为地面接收器和发送信道工作。
同样，源323和357的独立控制可以允许WCD的全球地面工作。例如，源323和357可以产生各自的LO基准信号326和356，这些信号具有与美国、日本、韩国、中国以及欧洲的地面发送和接收的频谱分配相兼容的频率。
D.频率计划WCD 300具有228.6MHz的第一示例发送IF频率(这是所感兴趣的典型频率的例子)，该频率是与卫星和地面发送信道214和216公共的。WCD 300具有183.6MHz的第一举例接收IF频率，该频率低于发送IF频率45MHz。在美国，该45MHz的频率偏置对应于在蜂窝式的发送和接收频带之间的45MHz的频率偏置。另外，WCD 300具有130.8MHz的第二示例发送IF频率。并且对应于85.38MHz的第二示例接收IF频率。其它的发送和接收IF频率对也是可能的，因为信号源323和357是独立控制的。
在卫星的通信模式中，WCD 300与根据一个实施例所举例的CDMA卫星通信系统进行通信。因此，卫星接收信道216接收在2480-2500MHz频率范围内的卫星下行链路信号。卫星发送信道214发送在1610-1622MHz频率范围内的卫星上行链路信号。
假定，例如，卫星系统的反向信道(即，发送/上行链路)的频率为1620.42MHz(或者信道327采用30KHz信道步长的尺寸)，以及发送IF频率为228.6MHz，则LO基准信号326的频率(即，卫星发送LO频率)可以根据以下关系来确定
卫星发送LO＝1620.42-228.6MHz＝1391.82MHz，或者另一关系，卫星发送LO＝1620.42-130.38MHz＝1490.0482MHz。
LO基准信号326也有可能采用其它频率。
在地面通信模式中(或者是数字的或者是模拟的)，在一个实施例中，WCD300可以发送和接收蜂窝信号。正如以上所讨论的，双工器336构成了能将蜂窝发送信号227与蜂窝接收信号228相分离。在一个实施例中，对应于美国蜂窝频谱的分配，蜂窝发送频率(例如，从825至845MHz)比所对应的蜂窝接收频率(例如，从870至890MHz)低45MHz。因此，双工器336包括频率相互偏离45MHz的发送和接收滤波器部分，使得发送和接收滤波器部分分别与蜂窝发送和接收频率相一致。另外，在WCD 300中所使用的发送和接收IF频率是相互偏离45MHz，从而对应于在蜂窝发送和接收频率之间的45Mhz的频率偏置。
本发明的另一实施例可以应用于其它的地面系统，例如，PCS、GSM、ETACS、和TACS系统。例如，在美国，一个示例的PCS发送频带可以对应于上述的蜂窝频率范围，或者只对应于一个PCS的1850至1910MHz的发送频率范围。同样，在美国，一个举例的PCS接收频带可以对应于上述的蜂窝频率范围，以及只对应于一个PCS的1930至1990MHz的接收频率范围。可以通过适当地调整以上所提到的发送/接收IF的频率偏置，或者通过使用具有适当的和对应于在接收和发送滤波器部分之间的频率偏置的双工器，本发明的另一实施例就能够在其它地面系统中实现不同的发送/接收频率偏置。例如，另一实施例可以使用不同于上述所讨论的IF接收和发送频率，只要合适和需要，这是业内的熟练技术人士都能理解的。
E.收发器的发送功率控制发送IF增益控制放大器314和接收IF AGC放大器376都能够应用于WCD 300中的开环和闭环的功率控制。开环的功率控制被认为是WCD 300所专门实施的功率控制。另一方面，闭环功率控制被认为是使用，尤其是，例如，通过网关或地面基站向WCD 300发送命令和反馈信号来实施的功率控制。在Gilhousen等人申请的美国专利序列号No.5,056,109中讨论了CDMA开环功率控制，这是一例地面通信的实例，该文合并于本文作为参考。
1.地面模式功率控制在一个实施例中，本发明使用上述所讨论的发送和接收IF AGC放大器以地面通信模式进行闭环功率控制。以下所举例的处理过程可以应用于实现闭环的功率控制。首先，当WCD 300接收到地面信号123/126时，可以调整接收IF AGC放大器376的增益，使得AGC放大器376能够向BBP 310以适当的功率电平提供IF接收到的信号381。当IF信号381是处在适当的功率电平上时，WCD 300就能够恰当地解调所接收到的信号并且能估计一个接收到的信号的功率电平。
接着，可以调整发送IF AGC放大器314的增益，使得发送RF信号226的功率电平，例如，为小于所建立的接收信号功率电平的预定数量。该发送功率电平可以进一步调整，例如，根据由地面基站发送给WCD 300的发送功率校正数据，增加和减小。在一个实施例中，增益控制放大器314的增益是可以调整的，使得由功率放大器334所提供的RF信号的发送功率电平为高于接收电平73dB。
根据下列表示式就能够实现闭环的功率控制。
平均的发送输出功率＝k-平均接收到的功率+0.5*NOM_PWR+0.5*INIT_PWR+所有接入测试探头功率校正之和+所有闭环功率控制校正的之和式中NOM_PWR和INIT_PWR是系统参数(标称功率和初始功率)，该数值通常设置为0dB。接入测试探头的功率和闭环功率控制校正是接收到的来自基站的数据，该数据分别与从用户终端和移动站请求接入系统的信号的功率电平，和闭环接收到的信号功率电平指示有关。参数k是由下列等式所给出的折返常数k＝(Pt)c-134+(NF)c+10Log(1+ζ1+ζ2)-10·Log(1-X)式中(pt)c是基站的发送功率；(NF)c是基站接收机的噪声指数；
ζ1和ζ2是来自其它基站的干扰功率比；以及，X是小区负载因子。
折返常数k一般是在-73dB的数量级上。
2.卫星模式功率控制卫星通信模式通常使用不同于在地面通信模式中所使用的功率控制机制。在该情况下，设置所发送的上行链路信号112功率电平，使之与接收的下行链路信号110的功率电平无关。发送信号的功率电平一般是由网关114来控制的。网关114可命令WCD 300增加或减小上行链路信号110的功率电平，从而使得网关114可以在所预定的或所希望功率电平上接收上行链路信号(由WCD所发送的)。然而，WCD 300也可以使用所接收到的信号作为基础来调整它所对应的发送功率。
F.基带处理和数字基带部分WCD 300包括BBP 310，用于产生在卫星和地面发送信道中的公共发送IF信号312，以及接收来自在卫星和地面接收信道中公共IF路径374的公共IF信号381。WCD 300也包括了与BBP 310相耦合的数字基带部分(DBS)382，并将在下文中进一步讨论。BBP 310和DBS 382处理沿发送方向(例如从WCD 300到卫星)和接收方向(例如从卫星到WCD 300)的通信信号。因此，BBP 310和DBS382的发送和接收部分可以对应地视为是发送信道214和224以及接收信道216和226的一部分。
图3b更加详细地显示了用于在CDMA和FM类型通信系统或信号处理中并且有利于实现本发明的基带处理器310’。在图3b中，用户的调制解调器387’分别接收I和Q分量的RX数据信号397b和397a，并且分别提供I和Q分量的TX数据信号390b和390a。
对于发送来说，信号390a和390b分别输入到DAC元件392a和392b，它分别向低通滤波器和混频器393a和393b提供模拟信号输出。混频器393a和393b将信号上变频成适当的IF频率并且将其输入至求和器316，以提供累加的差动TX IF输出信号312，该信号的进一步处理如图所示。连接一个相位分离器380a，以接收来自TX IF合成器的输入，以向混频器393b提供一合成器输入394a，并且向两个混频器中的另一混频器393a提供相位相差90度的合成器输入394c。
对FM信号处理来说，一个开关元件391以串连的方式与DAC 392a相连接，将模拟信号传输到滤波器，并随后传输到TX IF合成器，以作为模拟基带用于频率调制。
对于信号接收来说，公共IF信号381输入到分离器378，该分离器向两个混频器395a和395b中每一个提供用于下变频的输入，并依次分别将它们各自的基带模拟信号输出到低通滤波器和模拟数字转换器或ADC元件396a和396b。连接一个相位分离器380b，以接收来自RX IF合成器的输入，以向混频器395b提供一个合成器输入394b，并且向另一混频器395a提供相位相差90度的合成器输入394d。两个相位分离器380a和380b都还可以包括“除法”的功能，可以根据需要，将输入的频率用2或大于2的因子相除，以根据预先所选择的各个IF合成器的输出频率，来产生适当的混频器的输入频率。
ADC元件396a和396b将信号进行适当的数字化，以提供一个I(同相)的RX数据信号397b和一个Q(正交)RX数据信号397b，该信号随后由用户调制解调器进行处理，正如图中所示。
1.发送方向WCD 300的用户能够使用麦克风399a向WCD提供一个音频输入。麦克风399a向DBS382的一个音频处理器384提供一个模拟音频信号383。音频处理器384数字化和处理该音频信号，以产生一个数字音频发送信号。音频处理器384通过双向数字总线386向(DBS 382的)控制器和存储部分385提供数字音频发送信号。控制器和存储部分385通过第二双向数字总线388将数字音频发送信号耦合至(DBS 382的)用户调制解调器387。调制解调器387根据所选择的发送模式(例如，根据卫星发送模式或地面发送模式)来调制数字音频发送信号，以产生调制的、数字基带的发送信号390。信号390可以包括一个I(同相)分量和一个Q(正交)分量。
调制解调器387向BBP 310提供数字基带发送信号390，更具体的说，是向数字模拟转换器(DAC)392提供数字基带发送信号390。DAC 392将数字基带发送信号390转换成一个模拟基带发送信号。DAC 392向混频器393提供了该模拟基带发送信号。混频器393根据提供给混频器393的基准信号394a将模拟基带发送信号下变频成IF发送信号312。
2.接收方向在接收的方向中，AGC放大器376向BBP 310的混频器395提供IF接收信号381。混频器395下变频IF接收信号381，以根据提供给混频器395的基准信号394b来产生一个基带模拟接收信号。混频器395向模拟数字转换器(ADC)396提供一个基带模拟接收信号。ADC 396数字化该基带模拟接收信号，以产生一个数字基带接收信号397。该信号397可以包括一个I(同相)分量和一个Q(正交)分量。BBP 310向用户调制解调器387提供该数字基带接收信号397。用户调制解调器387解调该数字基带接收信号397，以产生一个解调的数字信号。调制解调器387通过数字总线388向控制器和存储部分385提供解调的数字信号。控制器和存储部分385通过数字总线386将解调的数字信号与音频处理器384相耦合。音频处理器384将解调的数字信号转换成一个模拟信号398。音频处理器384向扬声器399b提供模拟信号398。
G.收发器控制器和模式控制用户可以向WCD 300提供信息和模式控制命令，以配置WCD以不同的卫星和地面通信工作模式进行工作(正如以上所讨论的)，或者可以根据预设的服务供应商和制造商所提供的信息或准则来选择这些模式。用户，或者是公司，通过一个输入/输出(I/O)接口385a向控制器和存储部分385(也称之为控制器385)提供这种模式控制信息。响应于由用户所提供的模式控制信息，控制器385相应地配置用户调制解调器387以及收发器信道214、216、224和226。
使用耦合在控制器385和收发器信道之间的由收发器模式控制总线377所集中表示的多个控制线/信号，使控制器385配置收发器信道214、216、224和226。收发器模式控制总线377向各个信号路由开关335、344、360和370(以及将在下文中在WCD实施例中作进一步讨论的开关404、502、和1100)提供一个开关(模式)选择控制信号。因此，控制器385可以根据用户所选择的工作模式来控制这些RF和IF信号的路由开关，从而配置WCD的工作模式。
收发器模式控制总线377也包括上电和掉电的控制线，以根据通过I/O接口385a所接收到的模式控制命令来激活和解除各个收发器信道的各部分。这就允许一种配置当某些部分不处于使用状态时能节省功率。
控制器385也向信号源323和357提供频率调谐的命令，以分别控制基准信号326和356的频率。频率调谐的命令可以使用收发器模式控制总线377，或者使用分离的专用的LO频率调谐控制总线提供给信号源323和357。
控制器385也可以根据通过I/O接口385a输入的用户命令和信息来控制卫星和地面的呼叫的建立和卸下。因此，控制器385能够实现所需的卫星和地面呼叫处理协议，以实现呼叫的建立和清除。
正如结合图2的上述讨论，用户可以配置WCD 300以下列工作模式中的一种模式进行工作1.卫星通信模式，用于通过卫星108与卫星通信系统进行通信；以及，2.地面通信模式(模拟和数字)，用于与上述所讨论的地面通信系统中的一种系统进行通信。
III.WCD第二实施例图4是根据本发明第二实施例的WCD 400的详细框图。
A.卫星和地面通信发送信道WCD 400包括卫星和地面发送信道214和224(如图2所示)的一个第二发送结构T2，以产生RF发送信号112和124/128。在发送信道214和224中，公共发送IF信号部分或路径311(以上结合图3的讨论)将放大的滤波的IF信号提供给IF路由选择机构的一个输入，例如，一个IF开关404。该开关404有选择性将IF部分311所产生的IF信号路由至1.一个卫星信号上变频器，例如，一个混频器406；或，2.一个分离的地面信号上变频器，例如，一个混频器408，它取决于在开关输入的IF信号是否分别对应于卫星或地面发送信号(即，取决于WCD 400是处于卫星还是处于地面发送模式)。
混频器406根据提供给混频器的第一LO基准信号410，将经路由来的IF信号上变频成一个RF发送信号，该信号具有的频率对应于卫星通信系统的发送频带。另一方面，混频器408根据第二LO基准信号412，将经路由来的IF信号上变频成一个RF发送信号，该信号所具有的频率对应于地面通信系统的发送频带。LO参考源323向一个LO双工器414提供一个LO信号。双工器414根据该LO信号是否具有对应于卫星或地面频带，来分别提供基准信号410或412。
卫星发送混频器406向一个RF发送部分416a提供一个RF信号，该部分包括以下配置为在卫星发送频带内工作的元件；一个连接混频器后的第一RF BPF418a；一个连接在BPF后的RF放大器420a，一个连接在RF放大器后的第二BPF 422a，以及一个连接第二BPF后的RF功率放大器424a。RF功率放大器424a向卫星发送天线204提供一个功率放大的RF发送信号。
地面发送混频器408向一个类似于416a的RF发送部分416b提供一个RF信号，除了RF元件构成了以地面发送频带来工作之外。RF发送部分416b向双工器336提供一个功率放大的RF发送信号。
B.卫星和地面通信接收信道WCD 400包括一个卫星和地面接收信道216和226的第二接收结构R2。该第二接收结构忽略了卫星通信天线/临时接收天线选择开关344(因为临时天线206a也被忽略的)以及WCD 300的RF功率组合器350，从而卫星和地面接收信道216和226一直都保持着独立的RF路径并且还包括各个接收信道的第一和第二分离频率的下变频器，现在将进行讨论。
卫星接收信道216包括卫星下变频器，例如，一个混频器430a，紧接在卫星RF接收部分后(包括BPF 342，LNA 346，BPF 348，以及LNA352)。混频器430a根据提供给混频器的参考频率432将所接收到的RF卫星信号频率下变频成一个IF信号。在所示的实施例中，LO信号源357向混频器430a提供信号432。混频器430a向一个IF放大器343a以及随后向BPF 368a提供该IF信号。BPF 368a向IF开关370的第一输入提供滤波后的IF卫星信号。
在地面接收信道226中，混频器430b根据提供给混频器的基准信号436将所接收到的RF地面信号频率下变频成一个IF信号。在所示的实施例中，LO信号源323向混频器提供LO信号436。LO信号源323包括输出功率分离器，它能将源分成为提供给混频器430b的LO信号436，和提供给双工器414(以上所提及的)另一信号。混频器430b向放大器434b并随后向BPF 368b提供该IF信号。BPF 368b向IF开关370的第二输入提供滤波后的IF地面信号。
在卫星接收模式中，开关370的结构如图4所示，用于将IF卫星信号路由到AGC放大器376。相反，在地面接收模式中，开关370配置为将IF地面信号从BPF 368b路由到AGC放大器376的。
IV.WCD第三实施例图5是根据本发明第三实施例的WCD 500的详细框图。
WCD 500包括卫星和地面发送信道214和224的第一发送结构T1，正如结合图3的上述讨论。
WCD 500包括卫星和地面接收信道216和226的第三接收结构R3。该第三接收结构R3类似于上述结合图3所讨论的第一接收结构R1，除了第三结构采用可选择的受控制的RF开关502取代了第一接收结构中的功率组合器350。RF开关502可选择性地向LNA 352路由卫星接收RF信号或地面接收RF信号，这取决于所需接收的是卫星信号还是地面信号。
V.WCD第四实施例图6是根据第四实施例的WCD 600的详细框图。
WCD 600包括卫星和地面发送信道214和224的第一发送结构T1，正如结合图3的上述讨论。
WCD 600包括卫星和地面接收信道216和226的第四接收结构R4。该第四接收结构非常类似于上述结合图4所讨论的第二接收结构R2，除了第四结构R4采用一个差动IF信号双工器602取代了第二接收结构中的IF开关370，以向公共IF部分374路由卫星和地面IF信号。
LO源323通过功率分离器321提供它的输出，使得源能以所需的频率向发送结构T1和接收结构R4提供适当的LO信号。
VI.WCD第五实施例图7是根据本发明第五实施例的WCD 700的详细框图。
WCD 700包括卫星和地面发送信道214和224的第三发送结构T3。该第三发送结构T3包括宽带上变频混频器322和连接在混频器后的双工器326，类似于第一发送结构T1。然而，不同于第一发送结构T1，第三发送结构T3也包括分离的卫星和地面RF发送路径416a和416b，类似于第二发送结构T2。
WCD 700包括卫星和地面接收信道216和226的第五接收结构R5。该第五接收结构R5非常类似于上述结合图5所讨论的第三接收结构R3，除了第五结构采用一个RF信号双工器704，一个第一差动IF信号双工器706以及一个第二差动IF信号双工器708(这可以相同于图6所示的双工器602)取代了第三接收结构中的RF开关502，以及第一和第二IF开关360和370。
同样，WCD 700包括一个LO开关710，用于选择性地向频带下变频混频器354路由来自基准源323，或者来自另一基准源357的一个LO基准信号。基准源323以地面模式向混频器322和354提供了一个公共的基准信号源，即，当只采用地面通信系统进行通信时。
VII.WCD第六实施例图8是根据第六实施例的WCD 800的详细框图。
WCD 800包括卫星和地面发送信道214和224的第三发送结构T3。
WCD 800包括卫星和地面接收信道216和226的第六接收结构R6。该第六接收结构R6非常类似于第二和第四接收结构R2和R4，除了省略了临时天线206b，以及双工器602替代了IF开关370。
VIII.WCD第七实施例图9是根据本发明第七实施例的WCD 900的详细框图。
WCD 900包括卫星和地面发送信道214和224的第二发送结构T2。
WCD 900包括卫星和地面接收信道216和226的第六接收结构R6，正如以上结合图8所提及的。
IX.WCD第八实施例图10是根据第八实施例的WCD 1000的详细框图。
WCD 1000包括卫星和地面发送信道214和224的第四发送结构T4。第四发送结构T4类似于第二发送结构T2，正如以上结合图4所讨论的，除了省略了发送结构T2的IF BPF 315。取而代之，发送结构T4包括1.在开关404的输出1006和卫星混频器406之间的一个IF BPF滤波器1004，用于滤波由开关408路由的卫星发送IF信号，以及，2.在开关404的输出1010和地面混频器404之间的一个IF BPF 1008，用于滤波由开关404路由的地面发送IF信号。
IF BPF1008所具有的频带兼容于所要滤波的地面发送信号，例如，模拟或数字的蜂窝，PCS，cdma2000或WCDMA信号等。在另一结构中，BPF 1008是省略的。
WCD 1000也包括卫星和地面接收信道216和226的第三接收结构R3，正如以上结合图5所讨论的。在另一结构中，第三接收结构R3被上述结合图4所讨论的第二接收结构R2所替代。
X.WCD第九实施例图11是根据本发明第九实施例的WCD 1100的详细框图。
WCD 1100包括卫星和地面发送信道214和224的第五发送结构T5。第五发送结构T5类似于第四发送结构T2，正如以上结合图10所讨论的，除了省略了发送结构T4的IF BPF1008。在WCD 1100的另一结构中，发送结构T5可以采用发送结构T4来替代。
A.卫星和地面接收安排WCD 1100包括卫星和地面接收信道216和226的第七接收结构R7。在接收结构R7中，卫星接收信道216类似于接收结构R3，正如结合图4所讨论的，除了卫星接收信道216包括一个AGC放大器组件376’，形成了一个公共IF部分的一部分，正如以下将进一步讨论的。
B.地面接收信道在接收结构R7中，地面接收信道226包括公共的天线208，双工器336，LNA 360，以及BPF 362，类似于原先所讨论的接收结构。然而，不同于原先所讨论的接收结构，BPF 362向选择性的RF信号路由选择机构1100提供了接收到的RF(地面)信号。路由选择机构1100可以是一个RF开关，用于根据提供给RF开关的选择控制信号(未显示)，将开关输入上的RF信号选择性地路由至一个第一RF信号输出路径1102或一个第二RF信号输出路径1104。
1.地面接收模拟子信道地面接收信道226包括一个第一子信道，它与第一开关RF输出路径1102有关。在一个实施例中，该第一子信道可以接收和处理蜂窝模拟信号，包括频率调制信号，例如AMPS信号。在蜂窝的模拟模式中，RF开关1100向路径1102提供了一个开关的RF信号，并随后提供给第一子信道中的混频器1106。混频器1106根据提供给混频器的LO基准信号326将开关RF信号频率下变频成一个IF信号1108。混频器1106向BPF 1110提供IF信号1108，BPF 1110可以是一个SAW滤波器。BPF 1110所具有的频带与它所要滤波的蜂窝FM接收信号的频带相兼容。BPF 1110向IF AGC放大器组件376’提供滤波后的IF信号。IF AGC放大器组件376’包括一个IF AGC放大器1112和组合IF AGC放大器1113。BPF 1110向AGC放大器1112提供滤波后的IF信号，而AGC放大器1112向AGC组合放大器1113提供了进一步放大的IF信号。依次，AGC组合放大器1113向基带处理器310提供一个放大的IF信号。
2.地面接收器数字子信道地面接收信道226也包括了一个第二子信道，它与第二开关RF输出路径1104有关。在一个实施例中，该第二子信道接收和处理蜂窝CDMA(例如，CDMA2000，CDMA 3x或WCDMA)或TDMA数字信号。在数字蜂窝模式中，RF开关1100向信号路径1104提供一个开关的RF信号，并且随后提供给第二子信道中的混频器1114。混频器1114将开关RF信号频率下变频成所接收到的IF信号1116。混频器1114通过一个IF BPF 1117向IF开关370的第二输入提供一个IF信号1116，IF BPF 1117可以是诸如具有与所接收到的数字蜂窝信号的频带相兼容的频带的SAW滤波器。当在数字蜂窝模式时，开关370向AGC放大器组件376’的一个AGC放大器1118路由IF信号1116。依次，AGC放大器1118向AGC组合放大器1113提供数字蜂窝信号。
XI.结论在以上已经讨论的本发明的各个实施例的同时，应该理解的是，这些只是籍助于实例来说明的，并不是用于限制。很显然，对相关领域中的熟练人士来说，都可以在不脱离本发明的精神和范围的条件下作出形式和细节上的各种变化。
已经在说明特殊功能及其相互关系的功能构成模块的帮助下讨论了本发明。为了便于讨论本文所讨论的这些功能构成模块的边界都是可以任意定义的。也可以定义其它边界条件，只要能够适当地执行其特殊功能及其相互关系。但是，任意这类替换的边界条件都是在所申请发明的范围和精神之内。本领域中的熟练技术人士会意识到这些功能模块的实现可以是分离元件，专用集成电路，可执行合适软件的处理器，以及其它等等，或者其任意组合。于是，本发明的宽度和范围不应该受到以上所讨论的举例实施例的任何限制，并且应该是根据下列权利要求和它们的等效所定义的。
权利要求
1.一种多种模式的无线通信设备(WCD)，用于与卫星通信系统和地面通信系统进行通信，该设备包括卫星发送信道，用于产生要发送到卫星通信系统中至少一个卫星的卫星射频(RF)发送信号；卫星接收信道，用于接收和处理由卫星发送的RF信号；地面发送信道，用于产生要发送到地面通信系统的地面RF发送信号；以及地面接收信道，用于接收和处理由地面通信系统发送的RF信号。
2.如权利要求1所述的WCD，其特征在于，所述卫星通信系统包括一个低地球轨道(LEO)卫星通信系统，所述要发送到所述卫星的RF发送信号具有的频率对应于LEO卫星通信系统地球终端的LEO卫星通信频率的发送带，由卫星发送和由WCD卫星接收信道所接收的所述RF信号具有的频率与LEO卫星通信系统地球终端的LEO卫星通信系统频率接收频带兼容。
3.如权利要求1所述的WCD，其特征在于，所述地面通信系统包括模拟蜂窝通信系统和数字蜂窝通信系统中的一个，所述地面RF发送信号具有的频率对应于蜂窝移动收发器的蜂窝频率发送频带，由蜂窝通信系统所发送的所述RF信号具有的频率对应于蜂窝移动收发器的蜂窝频率接收带。
4.如权利要求1所述的WCD，其特征在于，所述地面通信系统包括一个个人通信服务(PCS)系统，所述地面RF发送信号具有的频率对应于PCS移动收发器的PCS频率发送频带，由PCS系统发送的所述RF信号具有的频率对应于PCS移动收发器的PCS频率接收频带。
5.如权利要求1所述的WCD，其特征在于，所述卫星和地面发送信道中的每一个都包括中频(IF)部分；跟随在所述IF部分后面的上变频器；以及跟随在所述上变频器后面的射频(RF)部分。
6.如权利要求5所述的WCD，其特征在于，所述卫星和地面发送信道IF部分共享一个公共发送IF路径。
7.如权利要求6所述的WCD，其特征在于，所述卫星和地面发送信道的上变频器是一个在所述卫星和地面发送信道之间共享的公共双带混频器，用于将由所述公共发送IF路径所产生的发送IF信号上变频成下列之一卫星RF信号，它所具有的频率对应于所述卫星通信系统；以及地面RF信号，它所具有的频率对应于所述地面通信系统。
8.如权利要求7所述的WCD，其特征在于，它还包括本地振荡器(LO)，用于向所述公共混频器的LO输入提供LO信号。
9.如权利要求7所述的WCD，其特征在于，所述卫星发送信道RF部分包括卫星RF路径；所述地面发送信道RF部分包括与所述卫星RF路径分开的地面RF路径；并且所述卫星和所述地面发送信道包括第一公共路由选择机构，它跟随在所述公共混频器后面，用于有选择地选择卫星和地面RF信号从所述公共混频器分别到所述卫星和地面分离RF路径的路由。
10.如权利要求9所述的WCD，其特征在于，所述卫星和所述地面信道还包括第二公共路由选择机构，用来选择RF信号从所述分离的卫星和地面RF路径分别到所述第二公共路由选择机构的输出；以及跟随在所述第二公共路由选择机构输出后面的公共双频带功率放大器，用于对选择通往所述公共功率放大器的路由的所述RF信号进行功率放大。
11.如权利要求10所述的WCD，其特征在于，它还包括跟随在所述公共功率放大器后面的公共路由选择机构，用于有选择地选择所述公共功率放大器所产生的经功率放大的RF信号到卫星天线或地面天线的路由。
12.如权利要求6所述的WCD，其特征在于，所述卫星上变频器是一个混频器，而所述地面上变频器是一个与所述卫星混频器分离的混频器，所述卫星和地面信道还包括跟随在所述公共发送IF路径后面的公共信号路由选择机构，以有选择地选择从所述公共IF到所述卫星发送信道混频器的卫星IF信号的路由，以及从所述公共IF到所述地面发送信道混频器的地面IF信号的路由。
13.如权利要求12所述的WCD，其特征在于，它还包括一个双频带本地振荡器(LO)，用以向所述卫星和所述地面发送信道混频器中每一个的LO输入端提供LO信号。
14.如权利要求12所述的WCD，其特征在于，所述卫星和地面RF部分相互分离，并且各自包括一个功率放大器，用于向各个卫星和地面天线提供经功率放大的RF信号。
15.如权利要求7所述的WCD，其特征在于，所述卫星和地面发送信道还包括基带混频器，用于将发送基带信号上变频成IF信号，以及向所述公共发送IF路径提供所述IF信号。
16.如权利要求1所述的WCD，其特征在于，所述卫星和地面接收信道各自包括RF部分；跟随在所述RF部分后面的下变频器；以及跟随在所述下变频器后面的中频(IF)部分。
17.如权利要求16所述的WCD，其特征在于，所述卫星和地面接收信道IF部分共享一个公共接收IF路径。
18.如权利要求17所述的WCD，其特征在于，所述卫星和地面接收信道下变频器是一个在所述卫星和地面接收信道之间共享的公共混频器，所述卫星和地面接收信道还包括位于所述公共混频器前面的公共RF路由选择机构，用于选择来自所述卫星接收信道RF部分的接收RF信号和来自所述地面接收信道RF部分的接收RF信号到所述RF路由选择机构的公共输出端的路由。
19.如权利要求17所述的WCD，其特征在于，它还包括本地振荡器(LO)，用于向所述公共混频器的LO输入端提供LO信号。
20.如权利要求18所述的WCD，其特征在于，所述公共RF路由选择机构包括F开关，RF功率组合器以及RF频率选择双工器中的一个。
21.如权利要求20所述的WCD，其特征在于，所述卫星接收信道IF部分包括卫星接收IF路径，以及所述地面接收信道IF部分包括与所述卫星接收IF路径分离的地面接收IF路径，所述卫星和地面接收信道还包括跟随在所述公共混频器后面的公共第一IF路由选择机构，用于有选择地选择IF信号从公共混频器到下述路径的路由(a)当所述IF信号对应于所接收到的卫星信号时，所述卫星IF信号路径；以及(b)当所述IF信号对应于所接收到的地面信号时，所述地面IF信号路径。
22.如权利要求21所述的WCD，其特征在于，所述卫星和地面接收信道还包括跟随在所述卫星和地面分离IF路径后面的第二公共IF路由选择机构，用于选择IF信号从所述卫星或地面分离IF路径到所述公共接收IF路径的路由。
23.如权利要求22所述的WCD，其特征在于，所述公共第一和第二IF路由选择机构各自都包括IF开关和频率选择双工器中的一个。
24.如权利要求17所述的WCD，其特征在于，所述卫星和地面接收信道下变频器包括分离的混频器，所述卫星接收信道IF部分包括在所述卫星信道混频器和所述公共接收IF路径之间的卫星IF路径，所述地面接收信道IF部分包括在所述地面信道混频器和所述公共接收IF路径之间并且与所述卫星IF路径相分离的地面IF路径。
25.如权利要求24所述的WCD，其特征在于，所述卫星和所述地面接收信道还包括公共IF路由选择机构，用于选择IF信号从所述分离卫星和地面IF路径分别至所述公共接收IF路径的路由。
26.如权利要求1所述的WCD，其特征在于，所述卫星和地面发送信道各自包括发送中频(IF)部分；跟随在所述IF部分后面的上变频器；以及跟随在所述上变频器后面的发送射频(RF)部分，其中，所述卫星和地面发送IF部分共享一个公共发送IF路径；以及其中，所述卫星和地面接收信道中的每一个各自都包括接收RF部分；跟随在所述RF部分后面的下变频器；以及跟随在所述下变频器后面的接收IF部分，其中，所述卫星和地面接收IF部分共享一个公共接收IF路径。
27.如权利要求1所述的WCD，其特征在于，所述地面通信系统包括一个或多个地面通信系统，它能够发送使用数字调制技术调制的第一信号，和使用模拟调制技术调制的第二信号，所述地面接收信道包括第一子信道，用于接收使用数字调制技术调制的第一信号；以及第二子信道，用于接收使用模拟调制技术调制的第二信号。
28.如权利要求所27所述的WCD，其特征在于，它还包括路由选择机构，用于有选择地选择所述第一信号到所述第一子信道的路由和所述第二信号到所述第二子信道的路由。
29.如权利要求1所述的WCD，其特征在于，所述第一和第二子信道中的每一个包括RF部分；跟随在所述RF部分后面的下变频器；以及跟随在所述下变频器后面的中频(IF)部分。
30.一种与卫星通信系统和地面通信系统进行通信的方法，其特征在于，它包括产生要发送到所述卫星通信系统中至少一个卫星的卫星射频(RF)发送信号；接收和处理由所述卫星发送的RF信号；产生要发送到所述地面通信系统的地面RF发送信号；以及接收和处理由所述地面通信系统发送的RF信号。
31.一种与卫星通信系统和地面通信系统进行通信的方法，其特征在于，它包括产生要通过卫星发送信道发送到所述卫星通信系统中至少一个卫星的卫星射频(RF)发送信号；接收和处理要通过卫星接收信道发送的RF信号；产生要通过地面发送信道发送到所述地面通信系统的地面RF发送信号；以及接收和处理在地面接收信道上由所述地面通信系统发送的RF信号。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述卫星和所述地面发送和接收信道包括通过公共路由选择机构传送信号，用以分别使到达分离卫星和地面RF路径的RF信号选择通往所述公共路由选择机构的输出端的路由；以及将所述公共路由选择机构的输出输入到公共双频带功率放大器，并且放大所述RF信号。
33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，它还包括一个跟随在所述公共功率放大器后面的公共路由选择机构，用于有选择地选择所述公共功率放大器所产生的经功率放大的RF信号到卫星天线或地面天线的路由。
34.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述卫星和所述地面接收信道包括RF部分；跟随在所述RF部分后面的下变频器；以及跟随在所述下变频器后面的中频(IF)部分。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，所述卫星和所述地面接收信道IF部分共享公共接收IF路径。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，它包括通过在卫星和地面接收信道之间共享的公共混频器，转发所述卫星和所述地面接收信道信号，来执行下变频。
37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，它包括通过位于所述公共混频器前面的公共RF路由选择机构，来转发卫星和地面接收信道信号，从而选择来自所述卫星接收信道RF部分的接收RF信号和来自所述地面接收信道RF部分的接收RF信号到所述RF路由选择机构公共输出端的路由。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，它还包含将本地振荡器的输出提供到所述公共混频器的LO输入端。
39.一种与卫星通信系统和地面通信系统进行通信的装置，其特征在于，该装置包括产生要发送至所述卫星通信系统中至少一个卫星的卫星射频(RF)发送信号的装置；接收和处理要由所述卫星发送的RF信号的装置；产生要发送至所述地面通信系统的地面RF发送信号的装置；以及接收和处理由所述地面通信系统发送的RF信号的装置。
40.一种与卫星通信系统和地面通信系统进行通信的装置，其特征在于，它包括产生要通过卫星发送信道发送到所述卫星通信系统中至少一个卫星的卫星射频(RF)发送信号的装置；接收和处理由所述卫星通过卫星接收信道发送的RF信号的装置；产生要通过地面发送信道发送至所述地面通信系统的地面RF发送信号的装置；以及接收和处理由所述地面通信系统通过地面接收信道发送的RF信号的装置。
41.如权利要求40所述的装置，其特征在于，所述卫星和所述地面发送和接收信道包括通过公共路由选择机构转发信号的装置，用以选择分别通过分离卫星和地面RF路径到达的RF信号至所述公共路由选择机构的输出端的装置；以及将所述公共路由选择机构的输出输入到公共双频带功率放大器并放大所述RF信号的装置。
42.如权利要求41所述的装置，其特征在于，所述卫星和所述地面发送和接收信道包括通过公共路由选择机构转发信号的装置，用以分别通过分离卫星和地面RF路径到达的RF信号至所述公共路由选择机构的输出端的装置；以及将所述公共路由选择机构的输出输入到公共双频带功率放大器并放大所述RF信号的装置。
全文摘要
本发明提供了一种能够与一个卫星通信系统(108，114)和一个地面通信系统(120，122)通信的多带宽移动无线电(也称之为一种无线通信设备(WCD))(102)。卫星通信系统可以是，例如，一个低地球轨道(LEO)卫星系统。地面通信系统可以是一个个人通信系统(PCS)，或者一个蜂窝系统，该系统可包括基于模拟或数字的蜂窝系统。蜂窝模拟系统可以是AMPS。基于数字的蜂窝系统可以是基于CDMA或TDMA的通信系统。WCD(102，300，400，500，600，700，800，900，1000，1100)可以同时接收来自地面通信系统和卫星通信系统的信号。
文档编号H04B1/40GK1526210SQ02813782
公开日2004年9月1日 申请日期2002年5月9日 优先权日2001年5月10日
发明者R·L·罗比尼特, R L 罗比尼特 申请人:高通股份有限公司