专利名称：用于动态多信道选择的开关滤波器模块的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及无线通信系统，尤其是涉及用于在多个无线通信信道之中同时选择具有良好的接收灵敏度的接收无线通信信道的开关滤波器模块。
背景技术：
与用于提供高速移动业务的蜂窝通信方案不同，WLAN(无线局域网)已经适合于满足对从在相对固定的位置上配置的用户的高速数据业务的需要，并且近来已经推进其市场发展。按照迄今为止通常承认的国际WLAN标准，IEEE 802.11a/b/g，对于每个信道使用近似20MHz的带宽。但是，对于提供更高的吞吐量多媒体业务，存在对引进使用更宽带宽的系统的需要。这个宽频带WLAN系统基于现行标准以组合的形式使用一个或多个信道，以便与现存的WLAN系统兼容。
可以同时选择多个信道的模块的实施例需要多个滤波器，每个用于选择相应的信道的信号频率。
图1举例说明用于在四个可用信道之中同时选择一个或者两个信道的常规的开关滤波器模块的结构。虽然示出的该滤波器模块被应用于在WLAN系统中的低频带接收机，其还可以被应用于发射机。
参考图1，接收天线102接收RF(射频)信号。带通滤波器(BPF)104滤波该RF信号和在相对宽的频带中输出经滤波的信号。低噪声放大器(LNA)106放大该滤波的信号。混频器108使用从本地振荡器110产生的本地振荡频率下变换该放大的信号的频率为中频(IF)信号。由于该中频信号在预定的频带范围中包含多个信道信号，开关滤波器模块112选择用于使用的想要的信道信号，并且馈送该选择的信号给解调器(未示出)。
该开关滤波器模块112包括用于通过一个或者二个想要的信道信号的信道选择滤波器116a至116g，同时抑制包含在该中频信号中其他的信道信号。为了便于介绍，在每个信道选择滤波器上提供的数字其表示滤波器通过的信道。启闭开关(114a至114g的一个)被提供在每个信道选择滤波器的前端。
开关滤波器模块112处理四个具有相继的相邻的频带宽度的信道信号。在信道#1和#4被同时选择的情况下，该开关滤波器模块112接通在该第一和第四信道选择滤波器116a和116d的前端上的第一和第四开关114a和114d，同时断开在其他的信道选择滤波器116b、116c、116e、116f和116g的前端上的开关114b、114c、114e、114f和114g。如果相邻信道#1和#2被同时选择，该开关滤波器模块112接通在第一和第二信道选择滤波器116a和116b的前端上的第一和第二开关114a和114b，同时断开其他的开关114c至114g。
该开关滤波器模块112可以通过利用四个信道选择滤波器的二个来选择二个相邻信道，四个信道选择滤波器的每个可以仅选择一个信道。但是，在这种情况下，由于二个独立的信道选择滤波器被并行使用，两个滤波器的每一个抑制其相邻的信道信号。例如，当该开关滤波器模块112按照IEEE802.11aWLAN，对于每个信道使用16.6MHz的有效带宽同时选择二个相邻信道的时候，仅仅33.2MHz(＝16.6×2)的有效带宽是可利用的，如在图2A中举例说明的。
另一方面，如果通过使用信道选择滤波器116e至116g选择的二个相邻信道可以选择二个信道整个的带宽，从较低的信道的开始频率到较高的信道的结束频率，则可以获得36.6MHz的有效带宽，如在图2B中举例说明的。该802.11a方案可以作为有效带宽增加而获得的最大数据速率增益增加到大约11％。
如上所述，通过利用四个可用信道选择滤波器的二个来同时选择二个相邻信道，其中每个信道选择滤波器仅选择一个信道，降低了频率使用的效率。为了克服这个问题，另外需要信道选择滤波器116e、116f和116g以同时选择二个相邻信道。因此，该开关滤波器模块112相对需要很多的，即，7个信道选择滤波器去从四个信道中选择一个或者二个信道。类似地，对于选择8个信道需要15个信道选择滤波器，和对于选择12个信道需要31个信道选择滤波器。
在上述常规的开关滤波器模块中，对于N个可用信道需要(2N-1)个信道选择滤波器。因此，当可用信道的数目增加时，获得想要的响应特性需要的滤波器的数目显著地增加。因此，该模块的尺寸和成本增加。
发明内容
本发明的一个目的是基本解决至少以上所述的问题和/或缺点，并且至少提供下列的优点。因此，本发明的一个目的是提供一种用于在WLAN系统中动态地选择多个信道的开关滤波器模块。
本发明的另一个目的是提供一种用于通过利用数目降低的滤波器来动态地选择具有相邻的带宽的多个信道的开关滤波器模块。
以上所述的目的是通过提供用于动态的多信道选择的开关滤波器模块来实现的。
按照本发明的一个实施例，在用于动态的多信道选择的开关滤波器模块中，2路开关将输入信号切换到第一和第二输出点的一个，该输入信号包含具有预定的频带宽度的第一至第四信道的至少一个；第一双信道选择滤波器具有连接到2路开关的第一输出点的输入端口和连接到2路开关的第二输出点的输出端口，以及通过相邻的第一和第二信道的频带宽度；第一3路开关将第一双信道选择滤波器的输出切换到该第一3路开关的第一、第二和第三输出点的一个；和第二双信道选择滤波器具有连接到该第一3路开关的第一输出点的输入端口，和连接到该第一3路开关的第二输出点的输出端口，以及通过相邻的第二和第三信道的频带宽度。在这里，第二双信道选择滤波器的输出端口是该开关滤波器模块的第一输出节点。第三双信道选择滤波器通过相邻的第三和第四频道的频带宽度，并且第二3路开关将第三双信道选择滤波器的输出切换到第二3路开关的第一、第二和第三输出点的一个。在这里，第二3路开关的第一输出点被连接到第二双信道选择滤波器的输入端口。第四双信道选择滤波器具有连接到该第二3路开关的第二输出点的输入端口和连接到该第二3路开关的第三输出点的输出端口，和通过第一和第四信道的频带宽度。该第四双信道选择滤波器的输出端口是该开关滤波器模块的第二输出节点。
按照本发明的另一个实施例，在用于动态选择N个信道的开关滤波器模块中，N个双信道选择滤波器的每一个通过第一至第N个信道两个相继的频带宽度，第一至第N个信道具有预定的频带宽度，并且一个或多个2路和3路开关相互连接该双信道选择滤波器。N个双信道选择滤波器的每个被顺序地连接到其他的双信道选择滤波器的至少一个和至少一个3路开关。
从下面结合所附的附图的详细说明中，本发明的上述和其他的目的、特点以及优势将变得更明显，其中图1举例说明用于在可用信道之中同时选择一个或者两个信道的常规的滤波器模块的结构；图2A和2B举例说明单信道和双频率选择滤波器的有效带宽；图3举例说明按照本发明一个实施例用于动态地选择多信道的开关滤波器模块的结构；图4至9举例说明按照本发明在选择两个信道的情况下的信号流程；图10举例说明按照本发明另一个实施例包括开关滤波器模块的接收机的结构，该开关滤波器模块被配置具有两个用于8个信道的基本结构；和图11举例说明一个表格，该表列出由在图10中举例说明的开关滤波器模块可选择的信道组合。
具体实施例方式
在此处，下面将参考所附的附图描述本发明的优选实施例。在下面的描述中，公知的功能或者结构不做详细描述，因为不必要的细节可能会使本发明难以理解。
本发明意欲提供一种开关滤波器模块，其允许在按照IEEE 802.11a/b/g，同时使用多个信道的WLAN系统中，基于诸如并行用户的信道状态的信息，没有干扰地并行使用多个信道。
图3举例说明按照本发明一个实施例用于动态的多信道选择的开关滤波器模块的结构。虽然该开关滤波器模块适用于在WLAN系统的接收机中的RF模块和解调器之间，其还可以被应用于发射机。在发射机中，该开关滤波器模块被安排在调制器和RF模块之间。
参考图3，接收天线202接收RF信号。BPF 204滤波该RF信号和在相对宽的频带中输出滤波的信号。LNA 206放大该滤波的信号。混频器208使用从本地振荡器210产生的本地振荡频率下变换该放大的信号的频率为中频(IF)信号。由于在预定的频带范围中该中频信号包含多个信道信号，开关滤波器模块212选择在它们之中使用的信道信号，并且馈送该选择的信号给解调器(未示出)。
为了处理具有相继的预定频带范围的第一至第四信道，该开关滤波器模块212包括一个2路开关214a，两个3路开关214b和214c，和四个双信道选择滤波器216a至216d。在双信道选择滤波器216a至216d的每个中标注的数字表示在该滤波器中通过的信道的标志。滤波器216a至216d的每个起能够通过双信道带宽的频率选择滤波器的作用，因此通过两个信道。
到该开关滤波器模块212的输入信号被在第一节点218上分支为第一路径和第二路径。该2路开关214a通过确定是否旁路围绕双信道选择滤波器216a的信号，连接第一路径信号至双信道选择滤波器216a的输入/输出(第二节点220)。对于输入信号，双信道选择滤波器216a仅使第一和第二相邻信道的频带范围通过到第二节点220。
第二节点220被连接到3路开关214b。该3路开关214b确定是否将信号从围绕双信道选择滤波器216c的第二节点220旁路到第一输出节点226，以按照该确定结果经由第三节点222提供该信号给双信道选择滤波器216c，或者给双信道选择滤波器216d的输入端(经由第四节点224)。对于输入信号，双信道选择滤波器216c仅传送第二和第三相邻信道信号到第一输出节点226。
同时，从第一节点218分支的第二路径信号被提供给双信道选择滤波器216b。对于第二路径信号的输入，双信道选择滤波器216b仅使第三和第四相邻信道的频带范围通过到3路开关214c。3路开关214c确定是否旁路来自双信道选择滤波器216b的信号围绕双信道选择滤波器216d(到第二输出节点228)，以按照该确定结果提供该信号到双信道选择滤波器216c(经由第三节点222)，或者以提供该信号到双信道选择滤波器216d的输入端(经由第四节点224)。该双信道选择滤波器216d仅传送具有最低频带宽度的第一信道信号和具有最高频带宽度的第四信道信号到第二输出节点228。
下面将参考图4至9描述在具有上述的结构的开关滤波器模块212中选择二个期望的信道。特别地，图4、7和8举例说明相邻信道被选择的情况。在这种情况下，鉴于双信道选择的特性获得36.6MHz宽的有效带宽。
图4举例说明在第一和第二信道被选择的情况下的信号流程。如在图4中举例说明的，2路开关214a与其下面的输出点接触，并且双信道选择滤波器216a使第一和第二信道信号通过。3路开关214b与其上面的输出点接触，从而连接来自双信道选择滤波器216a的信号到第一输出节点226。在第二路径中，从第二输出节点228输出的信号不使用，并且该3路开关214c与其中间或者下面的输出点接触。因此，该开关滤波器模块212输出第一和第二信道信号。
图5举例说明在第一和第三信道被选择的情况下的信号流程。如在图5中举例说明的，2路开关214a与其下面的输出点接触，并且双信道选择滤波器216a使第一和第二信道信号通过。3路开关214b与其下面的输出点接触，并且双信道选择滤波器216d使第一和第四信道信号通过。因此，通常从双信道选择滤波器216a和216d输出的第一信道信号被提供给第二输出节点228。在第二路径中，双信道选择滤波器216b使第三和第四信道信号通过。3路开关214c与其上面的输出点接触，和双信道选择滤波器216c仅通过第三信道信号，以及第二信道信号已经被双信道选择滤波器216b阻塞。因此，通常从双信道选择滤波器216b和216c输出的第三信道信号被提供给第一输出节点226。因此，开关滤波器模块212分别地经由第一和第二输出节点226和228输出第三和第一信道信号。
图6举例说明在第一和第四信道被选择的情况下的信号流程。如在图6中举例说明的，2路开关214a与其上面的输出点接触，由此被连接到3路开关214b。3路开关214b与其下面的输出点接触，由此被连接到双信道选择滤波器216d。双信道选择滤波器216d使第一和第四信道信号通过到第二输出节点228。从第一输出节点226输出的信号不使用，并且该3路开关214c与其上面的或者下面的输出点接触。因此，该开关滤波器模块212经由第二输出节点228输出第一和第四信道信号。
图7举例说明在第二和第三信道被选择的情况下的信号流程。如在图7中举例说明的，2路开关214a与其上面的输出点接触，由此被连接到3路开关214b。3路开关214b与其中间的输出点接触，并且从而将来自2路开关214a的信号连接到双信道选择滤波器216c。对于输入信号，双信道选择滤波器216c通过第二和第三信道信号到第一输出节点226。从第二输出节点228输出的信号不使用，并且该3路开关214c与其下面的输出点接触。因此，开关滤波器模块212经由第一输出节点226输出第二和第三信道信号。
图8举例说明在第三和第四信道被选择的情况下的信号流程。如在图8中举例说明的，对于一个信号，该双信道选择滤波器216b使第三和第四信道的带宽通过到3路开关214c。3路开关214c与其下面的输出点接触，从而将来自双信道选择滤波器216b的信号连接到第二输出节点228。因而，第二输出节点228输出第三和第四信道信号。不管开关214a和214b的接触点如何，从第一输出节点226输出的信号不使用。因此，该开关滤波器模块212经由第二输出节点228输出第三和第四信道信号。
图9举例说明在第二和第四信道被选择的情况下的信号流程。如在图9中举例说明的，该双信道选择滤波器216a使第一和第二信道的带宽通过到3路开关214b。3路开关214b与其中间的输出点接触，并且从而将来自3路开关214b的信号连接到双信道选择滤波器216c。双信道选择滤波器216c仅使第二信道的带宽通过到第一输出节点226，并且第一信道信号已经由双信道选择滤波器216a阻塞。因此，第一输出节点226输出通常从双信道选择滤波器216a和216c输出的第二信道信号。
在第二路径中，双信道选择滤波器216b通过第三和第四信道的带宽。3路开关214c与其中间的输出点接触，并且双信道选择滤波器216d通过第四信道的带宽，以及第三信道信号已经被双信道选择滤波器216b阻塞。因此，第二输出节点228输出通常从双信道选择滤波器216b和216d输出的第四信道信号。因此，开关滤波器模块212分别地经由第一和第二输出节点226和228输出第二和第四信道信号。
虽然以上描述的信号流程限制在二个信道选择，本领域技术人员将明白，该开关滤波器模块212可以基于相同的操作原理在四个信道之中选择一个、二个或者三个信道。例如，如果仅一个信道被选择，经由双信道选择滤波器216a和216d来自第二输出节点228的信号被使用，同时来自第一输出节点的信号被忽略。作为另一个例子，如果第一、第二和第三信道被选择，经由双信道选择滤波器216a和216c来自第一输出节点226的信号被使用，同时来自第二输出节点228的信号被忽略。
虽然在图3中举例说明的开关滤波器模块212被以支持四个信道的基本结构实施，也能通过使用两个或更多个基本结构的组合，实现能够动态地选择与4的倍数数量相同的信道的开关滤波器模块。按照IEEE 802.11a，在从5.15到5.35GHz范围的接收频带中使用8个信道，每个信道具有20MHz的带宽。
图10举例说明按照本发明另一个实施例包括开关滤波器模块的接收机的结构，该开关滤波器模块具有两个用于8个信道的基本结构。参考图10，接收机包括接收天线302、BPF 304、LNA 306、混频器308、本地振荡器310和开关滤波器模块312。
该开关滤波器模块312具有开关314a、314b和314c以及双信道选择滤波器316a至316d，用于在具有相继的预定频带宽度的第一至第四信道之中选择想要的信道，和开关318a、318b和318c以及双信道选择滤波器320a至320d，用于在具有相继的预定频带宽度的第五至第八信道之中选择想要的信道。
图11把在图10中举例说明的开关滤波器模块312可利用的信道组合制成表。虽然在这里仅示出等于四个信道的组合，可以使用开关314a至314c和318a至318c组合五个或更多个信道。
如在图11中举例说明的，该开关滤波器模块312可以选择二个相继的信道、二个分离的信道、二个相继的和一个分离的信道、三个分离的信道和二个相继的和二个相继的信道。
按照本发明如上所述，选择N个信道需要的开关和滤波器的数目被降低。因此，RF模块大小和实施成本被显著地降低，并且使想要的信道通过，而当抑制了不必要的频率分量，使保持响应性能成为可能。此外，由于供选择的相邻信道被使用二个信道选择滤波器交迭地滤波，频率选择性被提高。
虽然参考其的一些优选实施例已经示出和描述了本发明，那些本领域技术人员应理解，不脱离在所附的权利要求中所限定的本发明的精神和范围，可以在其中在形式和细节方面进行各种各样的变化。
权利要求
1.一种用于动态的多信道选择的开关滤波器模块，包括2路开关，用于切换输入信号到第一和第二输出点的一个，该输入信号包含具有预定的频带宽度的第一至第四信道的至少一个；第一双信道选择滤波器，用于通过相邻的第一和第二信道的频带宽度，该第一双信道选择滤波器具有连接到2路开关的第一输出点的输入端口，和连接到2路开关的第二输出点的输出端口；第一3路开关，用于将第一双信道选择滤波器的输出切换到该第一3路开关的第一、第二和第三输出点的一个；第二双信道选择滤波器，用于通过相邻的第二和第三信道的频带宽度，该第二双信道选择滤波器具有连接到该第一3路开关的第一输出点的输入端口，和连接到该第一3路开关的第二输出点的输出端口，该第二双信道选择滤波器的输出端口是该开关滤波器模块的第一输出节点；第三双信道选择滤波器，用于接收输入信号和通过相邻的第三和第四信道的频带宽度；第二3路开关，用于将该第三双信道选择滤波器的输出切换到该第二3路开关的第一、第二和第三输出点的一个，该第二3路开关的第一输出点被连接到该第二双信道选择滤波器的输入端口；和第四双信道选择滤波器，具有连接到该第二3路开关的第二输出点的输入端口，和连接到该第二3路开关的第三输出点的输出端口，该第四双信道选择滤波器的输出端口是该开关滤波器模块的第二输出节点。
2.根据权利要求1的开关滤波器模块，其中第一、第二和第三双信道选择滤波器的每个通过二个相邻信道的频带宽度，从二个相邻信道的较低的信道的开始频率到二个相邻信道的较高的信道的结束频率。
3.根据权利要求2的开关滤波器模块，其中第一、第二和第三双信道选择滤波器的每个具有通过40MHz带宽的滤波器，和一个用于WLAN(无线局域网)的无线信道36.6MHz的有效通频带。
4.根据权利要求1的开关滤波器模块，其中该第四双信道选择滤波器通过第一和第四信道的带宽。
5.一种用于动态选择N个信道的开关滤波器模块，包括N个双信道选择滤波器，每个用于通过具有预定频带宽度的相继的第一至第n个信道的二个的频带宽度；和一个或多个2路和3路开关，用于相互连接双信道选择滤波器，其中N个双信道选择滤波器的每个被顺序地连接到其他的双信道选择滤波器的至少一个和至少一个3路开关。
6.根据权利要求5的开关滤波器模块，其中双信道选择滤波器的每个通过二个相邻信道的频带宽度，从二个相邻信道的较低的信道的开始频率到二个相邻信道的较高的信道的结束频率。
7.根据权利要求5的开关滤波器模块，其中N是4的倍数。
8.根据权利要求5的开关滤波器模块，如果N是4，包括2路开关，用于将输入信号切换到第一和第二输出点的一个，该输入信号包含具有预定的频带宽度的第一至第八相邻信道的至少一个；第一双信道选择滤波器，用于通过相邻的第一和第二信道的频带宽度，该第一双信道选择滤波器具有连接到2路开关的第一输出点的输入端口，和连接到2路开关的第二输出点的输出端口；第一3路开关，用于将第一双信道选择滤波器的输出切换到该第一3路开关的第一、第二和第三输出点的一个；第二双信道选择滤波器，用于通过相邻的第二和第三信道的频带宽度，该第二双信道选择滤波器具有连接到该第一3路开关的第一输出点的输入端口，和连接到该第一3路开关的第二输出点的输出端口，该第二双信道选择滤波器的输出端口是该开关滤波器模块的第一输出节点；第三双信道选择滤波器，用于接收输入信号和通过相邻的第三和第四信道的频带宽度；第二3路开关，用于将该第三双信道选择滤波器的输出切换到该第二3路开关的第一、第二和第三输出点的一个，该第二3路开关的第一输出点被连接到该第二双信道选择滤波器的输入端口；和第四双信道选择滤波器，具有连接到该第二3路开关的第二输出点的输入端口，和连接到该第二3路开关的第三输出点的输出端口，该第四双信道选择滤波器的输出端口是该开关滤波器模块的第二输出节点。
9.根据权利要求8的开关滤波器模块，其中第一、第二和第三双信道选择滤波器的每个通过二个相邻信道的频带宽度，从二个相邻信道的较低的信道的开始频率到二个相邻信道的较高的信道的结束频率。
10.根据权利要求9的开关滤波器模块，其中第一、第二和第三双信道选择滤波器的每个具有通过40MHz带宽的滤波器，和一个用于WLAN(无线局域网)的无线信道36.6MHz的有效通频带。
11.根据权利要求8的开关滤波器模块，其中该第四双信道选择滤波器通过第一和第四信道的带宽。
12.根据权利要求5的开关滤波器模块，如果N是8，包括第一2路开关，用于将输入信号切换到第一和第二输出点的一个，该输入信号包含具有预定的频带宽度的第一至第四信道的至少一个；第一双信道选择滤波器，用于通过相邻的第一和第二信道的频带宽度，该第一双信道选择滤波器具有连接到第一2路开关的第一输出点的输入端口，和连接到第一2路开关的第二输出点的输出端口；第一3路开关，用于将第一双信道选择滤波器的输出切换到该第一3路开关的第一、第二和第三输出点的一个；第二双信道选择滤波器，用于通过相邻的第二和第三信道的频带宽度，该第二双信道选择滤波器具有连接到该第一3路开关的第一输出点的输入端口，和连接到该第一3路开关的第二输出点的输出端口，该第二双信道选择滤波器的输出端口是该开关滤波器模块的第一输出节点；第三双信道选择滤波器，用于接收输入信号和通过相邻的第三和第四信道的频带宽度；第二3路开关，用于将该第三双信道选择滤波器的输出切换到该第二3路开关的第一、第二和第三输出点的一个，该第二3路开关的第一输出点被连接到该第二双信道选择滤波器的输入端口；第四双信道选择滤波器，具有连接到该第二3路开关的第二输出点的输入端口，和连接到该第二3路开关的第三输出点的输出端口，用于通过第一和第四信道的频带宽度，该第四双信道选择滤波器的输出端口是该开关滤波器模块的第二输出节点；第二2路开关，用于将包含第五至第八信道的至少一个的输入信号切换到第一和第二输出点的一个，第五至第八信道邻近于第一至第四信道和具有预定的频带宽度；第五双信道选择滤波器，用于通过相邻的第五和第六信道的频带宽度，该第五双信道选择滤波器具有连接到第二2路开关的第一输出点的输入端口，和连接到第二2路开关的第二输出点的输出端口；第三3路开关，用于将第五双信道选择滤波器的输出切换到第三3路开关的第一、第二和第三输出点的一个；第六双信道选择滤波器，具有连接到该第三3路开关的第一输出点的输入端口，和连接到该第三3路开关的第二输出点的输出端口，用于通过相邻的第六和第七信道的频带宽度，该第六双信道选择滤波器的输出端口是该开关滤波器模块的第三输出节点；第七双信道选择滤波器，用于接收该输入信号和通过相邻的第七和第八信道的频带宽度；第四3路开关，用于将第七双信道选择滤波器的输出切换到第四3路开关的第一、第二和第三输出点的一个，该第四3路开关的第一输出点被连接到该第六双信道选择滤波器的输入端口；和第八双信道选择滤波器，具有连接到该第四3路开关的第二输出点的输入端口，和连接到该第四3路开关的第三输出点的输出端口，用于通过第五和第八信道的频带宽度，该第八双信道选择滤波器的输出端口是该开关滤波器模块的第四输出节点。
全文摘要
提供了一种用于动态选择N个信道的开关滤波器模块。在该开关滤波器模块中，N个双信道选择滤波器的每一个通过第一至第N个信道的两个相继的频带宽度，第一至第N个信道具有预定的频带宽度，并且一个或多个2路和3路开关相互连接该双信道选择滤波器。N个双信道选择滤波器的每个被顺序地连接到其他的双信道选择滤波器的至少一个和至少一个3路开关。
文档编号H03H7/01GK1578135SQ20041006181
公开日2005年2月9日 申请日期2004年6月25日 优先权日2003年6月26日
发明者寓相炫, 李东俊 申请人:三星电子株式会社