一种处理全频段蜂窝和广播信道的系统及方法

专利名称：一种处理全频段蜂窝和广播信道的系统及方法
技术领域：
本发明涉及移动接收器，具体地涉及一种用于全频段蜂窝业务和广播业务的移动接收器天线构架的方法和系统。
背景技术：
广播和电信在历史上分属于不同的领域。过去，广播主要是“空中传播”的大众传媒，而电信则通过有线媒介承载。但随着技术的发展，广播和电信都能通过有线或无线传输媒介实现，二者之间的区别已不再那么明显。目前技术的发展可以采用广播技术来提供移动业务。曾经所受到一个局限是广播经常需要高比特率的数据传输速率，而这一高比特率的传输速率比现有移动通信网络所能支持的速率要高。但是，随着无线通信技术的迅速发展，既使这个障碍也将被克服。
地面电视和无线电广播网络利用高功率的发射机来覆盖大范围的业务区域，将信息内容单向发送给用户设备，例如电视机和收音机。相比之下，无线电信网络利用低功率的发射机，覆盖相对小的称作“蜂窝”的区域。与广播网络不同的是，无线网络可用于在用户设备(例如电话和计算机设备)的用户之间提供双向交互业务。
20世纪70年代末和80年代初提出的蜂窝通信系统是移动通信技术发展的重大进步。这个时期的网络通常被称为第一代或者“1G”系统。这些系统是建立于模拟、电路交换技术基础之上，其突出代表是高级移动通信系统(AMPS)。第二代或者“2G”系统在性能方面比1G系统有了开创性的进步，并将数字技术引入移动通信。典型的2G系统包括全球移动通信系统(GSM)、数字AMPS(D-AMPS)和码分多址(CDMA)。这些系统大部分是根据传统电话系统结构的模式来设计的，其业务集中在电路交换业务、语音交换业务，所支持的数据传输率可达14.4kbit/s。通过开发“2.5G”网络，获得了更高的数据速率，2.5G系统中的大部分技术都适用于已有的2G网络构造。2.5G网络开始将分组交换技术引入无线网络。但是，是第三代(或者称为“3G”)技术的演进引入了完全的分组交换网络，这种全分组交换网络支持高速数据通信。
通用分组无线业务(GPRS)是面向数据通信的2.5G网络业务的典型实例，包括提高GSM网络的性能，这需要在现行GSM网络基础构架中增加其它硬件和软件部分。在GSM中，为一个时分多址(TDMA)帧中分配单一时隙，而在GPRS中可分配8个这样的时隙，提供高达115.2kbit/s的数据传输率。另一种2.5G网络，增强型数据速率GSM演进技术(EDGE)，也是对GSM的改进，和GPRS一样，EDGE在一个TDMA帧中分配8个时隙用于分组交换或者分组模式传输。然而，与GPRS不同的是，EDGE使用八进相移键控(8-PSK)调制制，以获得高达384kbits/s的数据传输率。
通用移动电信系统(UMTS)对3G系统进行了改进，为便携式用户设备提供了集语音、多媒体和因特网接入于一体的综合业务。UMTS对宽带CDMA(W-CDMA)进行了改进，改进后的W-CDMA，其数据传输率可达2Mbits/s。同GSM相比，W-CDMA之所以能支持更高的数据传输率，一个重要原因在于W-CDMA信道的带宽为5MHz，而GSM信道带宽只有200kHz。一种相关的3G技术，高速下行分组接入(HSDPA)是一种基于网际协议(IP)的面向数据通信的业务，用于对W-CDMA的性能进行改进，使其所支持的数据传输率可高达10Mbits/s。HSDPA使用多种方法实现上述更高的数据率。例如，许多传输决策可以在基站级上作出，相对于在移动交换中心或局作出，这样就可以更加接近用户设备。这些决策包括对即将发射的数据进行调度，什么时候发射数据，以及评估传输信道的质量。HSDPA还可以在发射数据中使用可变编码率。此外，HSDPA还可以在高速下行共享信道(HS-DSCH)上支持16位正交调幅(16-QAM)，这样一来，多个用户就可以共享同一个空中接口信道。
多个广播/多点传送业务(MBMS)是一种IP数据广播业务，它可以在EDGE和UMTS网络中开展。MBMS主要在网络内部发挥作用，在该网络中，一个应用了MBMS的网络部件-广播多点传送业务中心(BM-SC)与GSM或UMTS系统中的其他网络部件协同工作，管理网络中蜂窝间的数据分发。用户设备需要具备能够激活和终止MBMS承载业务的功能。MBMS可用于在无线网络中向用户设备传送视频和音频信息。MBMS可以同无线网络中的其他业务集成在一起，来实现多媒体业务，例如多点传送，这种业务需要与用户设备实现双向交互。
由于不同地区分别采用了不同的系统，数字电视地面广播(DTTB)的各种标准在全球范围内的发展。在这其中，三种领先的DTTB系统分别是高级标准技术委员会(ATSC)系统、地面数字视频广播(DVB-T)系统和地面综合业务数字广播(ISDB-T)系统。ATSC系统在北美、南美、台湾和韩国得到了广泛的使用。该系统采用了格栅编码和8电平残留边带(8-VSB)调制。DVB-T系统广泛应于欧洲、中东、澳大利亚以及非洲和亚洲的部分地区。该系统采用了编码正交频分复用技术(COFDM)。日本采用的则是ISDB-T系统，该系统使用了频带分段发射正交频分复用技术(BST-OFDM)。各种DTTB系统在许多重要方面存在着差异；有些系统使用6MHz的信道间隔，而另外一些则使用7MHz或8MHz。不同的国家在频谱分配规划方面也存在不同，一些国家将用于DTTB业务的频率分配并入现存的模拟广播系统频率分配规划中。在这种情况下，用于DTTB业务的广播塔可以与用于模拟广播业务的广播塔处于同一位置，而且两种业务具有相似的地理广播覆盖区域。在另外一些国家，频率分配规划可以包括单频网(SFN)的部署，在这种情况下，多个广播塔可能具有相互重叠的地理广播覆盖区域(也称为“中继器(gapfiller)”)，可同时广播相同的数字信号。SFN可以提供非常高效的广播频谱利用率，与某些现有的系统相比，使用一个频率广播可以对很大的覆盖范围进行广播，现有的用于模拟广播的系统，中继器以不同的频率进行发射以避免干扰。
即便是在使用相同DTTB系统的国家之间，在各个国家实施方案中所采用的参数也会存在差异。例如，DVB-T不仅支持包括正交相移键控(QPSK)、16-QAM和64位QAM(64-QAM)在内的多种调制方式，还为使用在COFDM方法中的调制载波数量提供了多种选择。在“2K”模式下，允许存在1705个传送符号的载波频率，每个符号在8MHz信道中的传输时间为224μs。在“8K”模式下，有6817个载波频率，每个有用符号在8MHz信道中的传输时间为896μs。在SFN实施方案中，同8K模式相比，2K模式可以提供相对较高的数据率，但地理覆盖区域相对较小。使用相同系统的不同国家也可能采用不同的信道分隔方法。
3G系统正在演进为一种能够向移动用户设备提供集语音、多媒体和数据业务于一体的综合技术，但要实现此目的，一些原因使得必须使用DTTB系统。这其中，最重要的一个原因在于DTTB系统所能支持的高数据率。例如，在一个较大范围的SFN中，DVB-T可以在一个8MHz的信道中支持15Mbits/s的数据率。而且在向移动用户设备部署广播业务的过程中仍然存在着巨大的挑战。例如，许多手持便携设备要求其承载的业务必须将功耗降到最低，从而使电池的寿命可以延长到用户所能接受的程度。另一个需要考虑的问题在于移动中的用户设备所产生的多普勒效应，它可能在接收信号中导致符号间干扰。在上述三种主要的DTTB系统中，ISDB-T的设计初衷是用来向移动用户设备提供广播业务支持。但DVB-T最初却不是为此目的而设计的，而是在随后通过不断的改进来支持这方面的业务。DVB-T用于支持移动广播方面的改进版通常称为DVB手持版(DVB-H)。
为满足移动广播方面的要求，DVB-H规范可支持时间分片技术，以降低用户设备功耗；额外的4K模式，使网络运营商可以在2K模式和8K模式的各自优势之间进行折衷；在多协议封包-前向误码纠错(MPE-FEC)中结合附加的前向纠错，使得DVB-H的传输在面对来自移动过程中信号接收的问题和手持用户设备天线设计的潜在局限性时具有更强的性能。DVB-H还可以使用DVB-T调制方案，例如QPSK和16位正交调幅(16-QAM)，其在处理传输错误时更具复原力。同数据相比，MPEG音频和视频业务在面对误码时能显示出了更大的复原力，这样一来，在实现DTTB服务目标的过程中，附加的前向纠错就可以不再像以往那样必不可少。
时间分片技术通过增加数据传输的突发性，来降低用户设备功耗。不同于以接收数据的速率来发射数据，在时间分片技术中，发射器将推迟向用户设备发送数据，为的是在稍后的一个时间段内以更高的比特率来发送数据。这将减少整个数据在空中的传输时间，使得在没有数据传输的时候暂时关闭用户设备中的接收器。在用户设备从一个蜂窝移动到另一个蜂窝时，时间分片技术还利于业务的切换，这是因为时间分片技术产生的延迟时间可用于监视相邻蜂窝中的发射器。MPE-FEC可以包括对IP数据分组或使用其他数据协议的分组进行Reed-Solomon编码。DVB-H中的4K模式可以使用3409个载波，每个载波在8MHz信道中的传输时间为448μs。4K模式可以使网络运营商以最小的附加成本，实现网络设计的更大灵活度。更为重要的是，DVB-T和DVB-H可以在同一地理区域内共存。包含在发射消息报头中的传输参数信令(TPS)位，可以指出给定的DVB传输是DVB-T还是DVB-H，以及DVB-H的特殊特征，如时间分片或MPE-FEC是否需要在接收器中执行。因为时间分片是DVB-H的必要特征，所以TPS中的时间分片指示可以显示出接收到的信息来自DVB-H业务。
W-CDMA是优化宽带无线接入的第三代无线接口技术之一，它支持高速多媒体业务，例如视频会议、因特网以及语音呼叫。W-CDMA能够针对每一个呼叫定制无线带宽，无论该呼叫是语音、数据还是多媒体格式，W-CDMA既可以处理分组业务又可以处理电路交换业务。广播信道可以包括几个逻辑通道，在一条通信通道复用，其连续从蜂窝站点广播消息，向移动终端提供系统信息、邻近无线通道的列表及其它的系统配置信息。
比较本发明后续将要结合附图介绍的系统，现有技术的其它局限性和弊端对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

发明内容
一种处理全频段蜂窝和广播信道的天线结构的方法。该方法包括通过第一天线及集成于移动终端内的第一射频集成电路(RFIC)接收第一信号，该第一信号包括2100MHz和1900MHz频段中的至少一个频段的信号。该方法还包括通过第一天线及集成于移动终端内的第二射频集成电路(RFIC)接收第二信号，该第二信号包括1900MHz、1800MHz、900MHz和850MHz频段中的至少一个频段的信号。此外，还可通过第一天线及集成于移动终端内的第三RFIC接收第三信号，该第三信号包括VHF/UHF广播频段的信号。
本发明的另一个实施例中，提供一种处理全频段蜂窝和广播信道的天线结构的系统。该系统包括，集成于移动终端中的第一射频集成电路(RFIC)，该第一射频集成电路与至少一个第一天线相耦合，用于处理2100MHz和1900MHz频段的信号；集成于所述移动终端中的第二射频集成电路，该第二射频集成电路与所述第一天线相耦合，用于处理1900MHz、1800MHz、900MHz和850MHz频段的信号；及集成于所述移动终端中的第三射频集成电路，该第三射频集成电路与所述第一天线相耦合，用于处理VHF/UHF广播频段的信号。所述第一RFIC可以是WCDMA/HSDPA RFIC，第二RFIC可以是GSMRFIC，第三RFIC可以是DVB RFIC。
该系统包括将第一RFIC通过第一切换器及天线共用器与第一天线相耦合的电路。第二RFIC通过第一切换器及天线共用器与第一天线相耦合。第三RFIC通过第二切换器及天线共用器与第一天线相耦合。第二RFIC也通过第二切换器及天线共用器与第一天线相耦合。第一RFIC的输出与第一放大器的输入相耦合。第一放大器的输出与第一多相滤波器的输入相耦合。第一多相滤波器的输出与第一切换器的输入相耦合。第一切换器的输出与第二多相滤波器的输入相耦合。第二多相滤波器的输出与第二放大器的输入相耦合。第二放大器的输出与第三多相滤波器的输入相耦合。第三多相滤波器的输出与第一RFIC的输入相耦合。第一RFIC能够处理2100频段的信号。
第一RFIC的输出与第三放大器的输入相耦合。第三放大器的输出与第四多相滤波器的输入相耦合。第四多相滤波器的输出与第一切换器的输入相耦合。第一切换器的输出与第五多相滤波器的输入相耦合。第五多相滤波器的输出与第四放大器的输入相耦合。第四放大器的输出与第六多相滤波器的输入相耦合。第六多相滤波器的输出与第一除法器的输入相耦合。第一除法器的输出与第一和第二RFIC的输入相耦合。第一和第二RFIC能够处理1900MHz频段的信号。
第一切换器的输出与第一接收通路的带通滤波器的输入相耦合。第一接收通路带通滤波器的输出与第二RFIC的输入相耦合。第二RFIC的输出与第一发送通道带通滤波器的输入相耦合。第一发送通道带通滤波器的输出与第一切换器的输入相耦合。第二RFIC的输出与第二发送通道带通滤波器的输入相耦合。第二发送通道带通滤波器的输出与第二切换器的输入相耦合。第二切换器的输出与第二接收通道带通滤波器的输入相耦合。第二接收通道带通滤波器的输出与第二RFIC的输入相耦合。
第一RFIC的输出与第五放大器的输入相耦合。第五放大器的输出与第七多相滤波器的输入相耦合。第七多相滤波器的输出与第二切换器的输入相耦合。第二切换器的输出与第八多相滤波器的输入相耦合。第八多相滤波器的输出与第六放大器的输入相耦合。第六放大器的输出与第九多相滤波器的输入相耦合。第九多相滤波器的输出与第二除法器的输入相耦合。第二除法器的输出与第一和第二RFIC的输入相耦合。该第一和第二RFIC能够处理850MHz频段的信号。第二切换器的输出与第三RFIC的输入相耦合。第一天线与第三RFIC的输入相耦合。
第二天线可通过第一切换器与第一RFIC相耦合。第二天线也可通过第一切换器与第二RFIC相耦合。第三天线可通过至少一个第二切换器与第三RFIC相耦合。第三天线可通过第二切换器与第二RFIC相耦合。第二天线可与第一切换器的输入相耦合。第三天线可与第二切换器的输入相耦合。第三天线可与第三RFIC的输入相耦合，该第三RFIC能够处理VHF/UHF广播频段的信号。
第四天线可通过在发射通道上的、能够处理850MHz频段信号的第七多相滤波器与第一RFIC相耦合。第四天线可通过在接收通道上的、能够处理850MHz频段信号的第八多相滤波器与第二RFIC相耦合。第四天线可与第八多相滤波器的输入相耦合。第七多相滤波器的输入可与第四天线相耦合。第五天线可通过发射通道上的、能够处理850MHz和900MHz频段信号的第二发射通道带通滤波器与第二RFIC相耦合。第六天线可通过接收通道上的、能够处理900MHz频段信号的第二接收通道带通滤波器与第二RFIC相耦合。第七天线可通过发射通道上的、能够处理1800MHz和1900MHz频段信号的第一发射通道带通滤波器与第二RFIC相耦合。第八天线可通过接收通道上的、能处理1800MHz频段信号的第一接收通道带通滤波器与第二RFIC相耦合。
第九天线可通过在发射通道上的、能够处理1900MHz频段信号的第四多相滤波器与第一RFIC相耦合。第九天线可通过在接收通道上的、能够处理1900MHz频段信号的第五多相滤波器与第二RFIC相耦合。第九天线可与第五多相滤波器的输入相耦合，第四多相滤波器的输出可与第九天线相耦合。第十天线可通过在发射通道上的、能够处理850MHz频段信号的第一多相滤波器与第一RFIC相耦合。第十天线可通过在接收通道上的、能够处理850MHz频段信号的第二多相滤波器与第一RFIC相耦合。第十天线可与第二多相滤波器的输入相耦合，第一多相滤波器的输出可与第十天线相耦合。第十一天线可通过在接收通道上的、能够处理2100MHz频段信号的第二放大器和第三多相滤波器与第一RFIC相耦合，第二放大器可以是低噪声放大器。第十二天线可通过在发射通道上的、能够处理2100MHz频段信号的第一放大器与第一RFIC相耦合，第一放大器可以是功率放大器。第十三天线可通过在接收通道上的、能够处理1900MHz频段信号的第六多相滤波器和一个第四放大器与第一和第二RFIC相耦合。第十四天线可通过在发射通道上的、能够处理1900MHz频段信号的第三放大器与第一RFIC相耦合。
根据本发明的一个方面，提供一种处理全频段蜂窝和广播信道的天线结构系统，该系统包括集成于移动终端中的第一射频集成电路(RFIC)，该第一射频集成电路与至少一个第一天线相耦合，用于处理2100MHz和1900MHz频段的信号；集成于所述移动终端中的第二射频集成电路，该第二射频集成电路与所述第一天线相耦合，用于处理1900MHz、1800MHz、900MHz和850MHz频段的信号；及集成于所述移动终端中的第三射频集成电路，该第三射频集成电路与所述第一天线相耦合，用于处理VHF/UHF广播频段的信号。
优选地，所述第一射频集成电路是WCDMA/HSDPA(宽带码分多址/高速下行分组接入)射频集成电路。
优选地，所述第二射频集成电路是GSM(全球移动通信系统)射频集成电路。
优选地，所述第三射频集成电路是DVB(数字视频广播)射频集成电路。
优选地，所述系统还包括天线共用器和第一切换器，其中所述第一射频集成电路通过所述第一切换器及所述天线共用器耦合到所述第一天线。
优选地，所述第二射频集成电路通过所述第一切换器及所述天线共用器耦合到所述第一天线。
优选地，所述系统还包括第二切换器，其中所述第三射频集成电路通过所述第二切换器及所述天线共用器耦合到所述第一天线。
优选地，所述系统中，所述第二射频集成电路通过所述第二切换器及所述天线共用器耦合到所述第一天线。
优选地，所述系统还包括第一放大器，其中所述第一RFIC的输出耦合到所述第一放大器的输入。
优选地，所述系统还包括第一多相滤波器，其中所述第一放大器的输出耦合到所述第一多相滤波器的输入。
优选地，所述系统中，所述第一多相滤波器的输出与所述第一切换器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第二多相滤波器，其中所述第一切换器的输出与所述第二多相滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第二放大器，其中所述第二多相滤波器的输出与所述第二放大器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第三多相滤波器，其中所述第二放大器的输出与所述第三多相滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第三多相滤波器的输出与所述能够处理2100MHz频段信号的第一RFIC的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第三放大器，其中所述第一RFIC的输出与所述第三放大器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第四多相滤波器，其中所述第三放大器的输出与所述第四多相滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第四多相滤波器的输出与所述第一切换器的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第一切换器的输出与第五多相滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第四放大器，其中所述第五多相滤波器的输出与所述第四放大器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第六多相滤波器，其中所述第四放大器的输出与所述第六多相滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第一除法器，其中所述第六多相滤波器的输出与所述第一除法器的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第一除法器的输出与能够处理1900MHz频段信号的所述第一RFIC的输入及能够处理1900MHz频段信号的所述第二RFIC的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第一接收通道带通滤波器，其中所述第一切换器的所述输出与所述第一接收通道带通滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第一接收通道带通滤波器的输出与所述第二RFIC的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第一发射通道带通滤波器，其中所述第二RFIC的输出与所述第一发射通道带通滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第一发射通道带通滤波器的输出与所述第一切换器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第二发射通道带通滤波器，其中所述第二RFIC的输出与所述第二发射通道带通滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第二切换器，其中所述第二传发射道带通滤波器的输出与所述第二切换器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第二接收通道带通滤波器，其中所述第二切换器的输出与第二接收通道带通滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第二接收通道带通滤波器的输出与所述第二RFIC的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第五放大器，其中所述第二RFIC的输出与所述第五放大器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第七多相滤波器，其中所述第五放大器的输出与所述第七多相滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第七多相滤波器的输出与所述第二切换器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第八多相滤波器，其中所述第二切换器的输出与所述第八多相滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第六放大器，其中所述第八多相滤波器的输出与所述第六放大器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第九多相滤波器，其中所述第六放大器的输出与所述第九多相滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第二除法器，其中所述第九多相滤波器的输出与所述第二除法器的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第二除法器的输出与能够处理所述850MHz频段信号的所述第一RFIC的输入及能够处理所述850MHz频段信号的所述第二RFIC的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第二切换器的输出与所述第三RFIC的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第一天线与所述第三RFIC的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第一切换器和第二天线，其中所述第二天线通过所述第一切换器与所述第一RFIC相耦合。
优选地，所述系统中，所述第二天线通过所述第一切换器与所述第二RFIC相耦合。
优选地，所述系统还包括第二切换器和第三天线，其中所述第三天线通过所述第二切换器与所述第三RFIC相耦合。
优选地，所述系统中，所述第三天线通过所述第二切换器与所述第二RFIC相耦合。
优选地，所述系统中，所述第二天线与所述第一切换器的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第三天线与所述第二切换器的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第三天线与能够处理所述VHF/UHF广播频段信号的第三RFIC的输入相耦合。
优选地，所述系统还包括第四天线和第七多相滤波器，其中所述第四天线经由所述在发射通道上、能够处理所述850MHz频段信号的第七多相滤波器与第一RFIC相耦合。
优选地，所述系统还包括第八多相滤波器，其中所述第四天线通过接收通道上的、能够处理所述850MHz频段信号的所述第八多相滤波器与第二RFIC相耦合。
优选地，所述系统中，所述第四天线与所述第八多相滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第七多相滤波器的输出与第四天线相耦合。
优选地，所述系统还包括第五天线和第二发射通道带通滤波器，其中所述第五天线通过发射通道上的、能够处理所述850MHz和900MHz频段信号的所述第二发射通道带通滤波器与所述第二RFIC相耦合。
优选地，所述系统还包括第六天线和第二接收通道带通滤波器，其中所述第六天线通过接收通道上的、能够处理所述900MHz频段信号的所述第二接收通道带通滤波器与所述第二RFIC相耦合。
优选地，所述系统还包括第七天线和第一发射通道带通滤波器，其中所述第七天线通过发射通道上的、能够处理所述1800MHz和1900MHz频段信号的所述第一发射通道带通滤波器与所述第二RFIC相耦合。
优选地，所述系统还包括第八天线和第一接收通道带通滤波器，其中所述第八接收通道带通滤波器通过接收通道上的、能够处理所述1800MHz频段信号的所述第一接收通道带通滤波器与所述第二RFIC相耦合。
优选地，所述系统还包括第九天线和第四多相滤波器，其中所述第九天线通过发射通道上的、能够处理所述1900MHz频段信号的所述第四多相滤波器与所述第一RFIC相耦合。
优选地，所述系统还包括第五多相滤波器，其中所述第九天线通过接收通道上的、能够处理1900MHz频段信号的所述第五多相滤波器与所述第二RFIC相耦合。
优选地，所述系统中，所述第九天线与所述第五多相滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第四多相滤波器的输出与所述第九天线相耦合。
优选地，所述系统还包括第十天线和第一多相滤波器，其中所述第十天线通过发射通道上的、能够处理所述850MHz频段信号的所述第一多相滤波器与所述第一RFIC相耦合。
优选地，所述系统还包括第二多相滤波器，其中所述第十天线通过接收通道上的、能够处理所述850MHz频段信号的所述第二多相滤波器与所述第一RFIC相耦合。
优选地，所述系统中，所述第十天线与所述第二多相滤波器的输入相耦合。
优选地，所述系统中，所述第一多相滤波器的所述输出与所述第十天线相耦合。
优选地，所述系统还包括第十一天线、第二放大器和第三多相滤波器，其中所述第十一天线通过接收通道上的、能够处理所述2100MHz频段信号的所述第二放大器和所述第三多相滤波器与所述第一RFIC相耦合。
优选地，所述第二放大器是低噪声放大器。
优选地，所述系统还包括第十二天线和第一放大器，其中所述第十二天线通过发射通道上的、能够处理所述2100MHz频段信号的所述第一放大器与所述第一RFIC相耦合。
优选地，所述第一放大器是功率放大器。
优选地，所述系统还包括第十三天线、第六多相滤波器和第四放大器，其中所述第十三天线通过接收通道上的、能够处理所述1900MHz频段信号的所述第六多相滤波器和所述第四放大器与所述第一和第二RFIC相耦合。
优选地，所述系统还包括第十四天线和第三放大器，其中所述第十四天线通过发射通道上的、能够处理所述1900MHz频段信号的所述第三放大器与所述第一RFIC相耦合。
根据本发明的另一方面，提供一种处理全频段蜂窝和广播信道的天线结构的方法，该方法包括在集成于移动终端中的第一射频集成电路通过第一天线接收第一信号，所述第一信号包括2100MHz和1900MHz频段中的至少一个频段的信号；在集成于所述移动终端中的第二射频集成电路通过所述第一天线接收第二信号，所述第二信号包括1900MHz、1800MHz，900MHz和850MHz频段中的至少一个频段的信号；在集成于所述移动终端中的第三射频集成电路通过所述第一天线接收第三信号，所述第三信号包括VHF/UHF广播频段的信号。
优选地，所述第一RFIC是WCDMA/HSDPA射频集成电路。
优选地，所述第二RFIC是GSM射频集成电路。
优选地，所述第三RFIC是DVB射频集成电路。
本发明的各种优点、各个方面和创新特征，以及具体实施例的细节，将在以下的说明书和附图中进行详细介绍。


图1a是根据本发明一个实施例用于在蜂窝网络和数字视频广播网络之间提供综合业务的系统的方框示意图。
图1b是图1a中用于在蜂窝网络和数字视频广播网络之间提供综合服务的系统的另一实施例的方框示意图；图1c是图1a中用于在蜂窝网络和数字视频广播网络之间提供综合服务的系统的再一实施例的方框示意图；图1d是图1a中用于在蜂窝网络和数字视频广播网络之间提供综合服务的系统的又一实施例的方框示意图；图1e是根据本发明一个实施例的移动终端内DVB-H接收器电路的方框示意图；图1f是根据本发明一个实施例的多个MPEG2服务共享一个复用器(MUX)的方框示意图；图2a是根据本发明一个实施例的用于接收VHF/UHF广播和蜂窝通信的移动终端的结构示意图；图2b是根据本发明一个实施例的射频集成电路(RFIC)中的接收处理电路的方框示意图；图3是根据本发明一个实施例的RFIC和基带处理电路的典型配置的示意图。
图4a是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器单个天线结构的示意图。
图4b是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器双天线结构的示意图。
图4c是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器三个天线结构的示意图。
图4d是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器多天线结构的示意图。
图4e是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器多天线结构的示意图。
图4f是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器多天线结构的示意图。
图4g是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器多天线结构的示意图。
图4h是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器多天线结构的示意图。
具体实施例方式
一种处理全频段蜂窝和广播信道的天线结构的方法。该方法包括通过第一天线及集成于移动终端内的第一射频集成电路(RFIC)接收第一信号，该第一信号包括2100MHz和1900MHz频段中的至少一个频段的信号。该方法还包括通过第一天线及集成于移动终端内的第二射频集成电路(RFIC)接收第二信号，该第二信号包括1900MHz、1800MHz、900MHz和850MHz频段中的至少一个频段的信号。此外，还可通过第一天线及集成于移动终端内的第三RFIC接收第三信号，该第三信号包括VHF/UHF广播频段的信号。
图1a是根据本发明一个实施例用于在蜂窝网络和数字视频广播网络之间提供综合业务的系统的方框示意图。图1a中示出了地面广播公司网络102、无线业务提供商网络104、服务提供商106、门户108、公共交换电话网110和移动终端(MT)116a和116b。地面广播公司网络102包括发射器(Tx)102a、复用器(Mux)102b和信息内容源114。内容源114又称为数据转盘(datacarousel)，包括音频、数据和视频内容。地面广播公司网络102还包括VHF/UHF广播天线112a和112b。无线业务提供商网络104包括有移动交换中心(MSC)118a和多个蜂窝基站104a、104b、104c和104d。
地面广播公司网络102包括有适当的设备，用于对数据进行编码和/或加密后通过发射器102a进行发射。地面广播公司网络102中的发射器102a可以利用VHF/UHF广播信道向移动终端116a和116b传送信息。与地面广播公司网络102相关联的复用器102b用于对来自多个内容源的数据进行多路复用。例如，复用器102b可以将例如音频、视频和/或数据等多种类型的信息复用到单个通道以便发射器102a进行发射。来自门户108并由服务提供商106进行处理的内容媒体，也通过复用器102b进行复用。门户108可以是ISP服务提供商。
在本发明的一个实施例中，地面广播公司网络102可向服务提供商106提供一个或多个数字电视(DTV)信道。也就是说，地面广播公司网络102包括有适当的高速或宽带接口，用于实现从地面广播公司网络102到服务提供商的DTV信道的传输。然后，服务提供商106可以使用所述DTV信道的至少一部分向无线服务提供商网络104提供电视(TV)点播或其他类似类型的服务。因此，服务提供商106还包括有适当的高速或宽带接口，用于将相关的点播电视节目传送给MSC 118a。
虽然地面广播公司网络102和服务提供商106之间的通信链路以及服务提供商106和无线服务提供商104之间的通信链路可以是有线通信链路，但是本发明并不局限于此。因此，至少一条所述通信链路可以是无线通信链路。在本发明的一个具体实施例中，至少一条所述通信链路是基于802.x协议的通信链路，例如802.16或Wimax宽带接入通信链路。在本发明的另一个具体实施例中，至少一条所述通信链路是宽带可视(LOS)连接。
无线服务提供商网络104可以是蜂窝或个人通信服务(personalcommunication service，简称PCS)提供商，用于处理广播UMTS(B-UMTS)。本申请中所使用的术语“蜂窝”既指蜂窝频段，也指PCS频段。因此，术语“蜂窝”的使用可包括用于蜂窝通信的频段和/或任何可用于PCS通信的频段。此外，广播UMTS(B-UMTS)也可以指MBMS。MBMS是一种高速数据业务，覆盖在WCDMA上提供比核心WCDMA更高的数据率。因而B-UMTS业务可以叠加到蜂窝或PCS网络中。
无线服务提供商网络104可以使用蜂窝或PCS接入技术，例如GSM、CDMA、CDMA2000、WCDMA、AMPS、N-AMPS和/或TDMA。蜂窝网络可用于通过上行和下行通信信道提供双向业务，而B-UMTS或MBMS网络可以用于通过下行信道提供单向宽带业务。B-UMTS或MBMS单向下行信道用于向移动终端116a和116b广播宽带内容媒体和/或多媒体类型的信息。虽然MBMS仅提供单向下行通信，但本发明并不仅限于此。在这点上，具备上行和下行能力的其他双向通信技术，无论是对称的还是非对称的，也都可以用于本发明。
虽然无线服务提供商网络104在图中所示为基于GSM、CDMA和WCDMA的网络和/或其各种其他版本，但是本发明不限于此。因此，无线服务提供商网络104可以是基于802.11协议的无线网络或无线局域网(WLAN)。除了提供GSM、CDMA、WCDMA、CDMA2000和/或其各种其他版本以外，无线服务提供商网络104还可以提供基于802.11协议的无线通信。在这种情况下，移动终端116a和116b是遵循基于802.11协议无线网络的终端设备。
根据本发明的一个具体实施例，如果移动终端(MT)116a处于VHF/UHF广播天线112a的覆盖范围内，并随后移出其覆盖范围而进入VHF/UHF广播天线112b的覆盖范围，则由VHF/UHF广播天线112b向移动终端116a提供VHF/UHF广播业务。如果移动终端116a随后又返回VHF/UHF广播天线112a的覆盖范围，那么由VHF/UHF广播天线112a向移动终端116a提供VHF/UHF广播服务。类似地，如果移动终端(MT)116b处于VHF/UHF广播天线112b的覆盖范围内，并随后移出其覆盖范围而进入VHF/UHF广播天线112a的覆盖范围，则由VHF/UHF广播天线112a向移动终端116b提供VHF/UHF广播服务。如果移动终端116b随后又返回VHF/UHF广播天线112b的覆盖范围，那么由VHF/UHF广播天线112b向移动终端116b提供VHF/UHF广播业务。
服务提供商106包括有适当的接口、电路、逻辑和/或代码，用于实现地面广播公司网络102与无线服务提供商网络104之间的通信。在本发明的一个具体实施例中，服务提供商106可以使用其接口来实现与地面广播公司网络102之间控制信息的交换，以及与无线服务提供商网络104之间控制信息的交换。服务提供商106与地面广播公司网络102及无线服务提供商网络104之间交换的控制信息可用来控制移动终端、地面广播公司网络102和无线服务提供商网络104的某些操作。
根据本发明的一个实施例，服务提供商106还包括有适当的接口、电路、逻辑和/或代码，用于处理网络策略决定。例如，服务提供商106管理地面广播公司网络102上的载荷和/或无线服务提供商网络104上的负载。该载荷管理可以对整个地面广播公司网络102的信息流和/或无线服务提供商网络104的载荷进行分配。例如，如果有信息将通过无线服务提供商网络104传送给基站104a负责的蜂窝单元内的多个移动终端，且确定这将使无线服务提供商网络104超出负荷，则配置地面广播公司网络102来传送所述信息给移动终端。
服务提供商106还处理移动终端发起的某些类型的服务请求。例如，移动终端116a可请求将信息通过下行VHF/UHF广播信道发送给它。但是，用于传送所请求的信息的下行VHF/UHF广播信道可能难以获得。因此，服务提供商106可经由基站104c通过MBMS信道将所请求的信息路由到移动终端116a。所请求的信息可以从内容源114和/或门户108中获取。在另一个例子中，移动终端116b可请求将信息通过下行蜂窝信道发送给它。但是，服务提供商106确定传送该信息不是当前最紧迫的任务，和/或向移动终端116b传送信息所能使用的最廉价的方式是通过下行VHF/UHF广播信道。因此，服务提供商106可将所请求的信息从门户108或内容服务114路由给移动终端116b。服务提供商106还可将至少一部分将要传送的信息通过VHF/UHF广播信道发送给移动终端(例如移动终端116a)，而将剩余的信息通过蜂窝广播信道发送给该移动终端。
门户108包括有适当的逻辑、电路和/或代码，用于通过一条或多条通信链路向服务提供商106提供媒体内容。尽管没有在图中表示出来，这些通信链路可以是有线和/或无线通信链路。由门户108提供的媒体内容包括音频、数据、视频或它们的任意组合。因而门户108可向服务提供商106提供一个或多个专门的信息服务。
公共交换电话网(PSTN)110可与MSC 118a连接。因此，MSC 118a可将PSTN 110内部发起的呼叫转接给由无线服务提供商104提供服务的一个或多个移动终端。同样地，MSC 118a还可将无线服务提供商104提供服务的移动终端发起的呼叫转接给一个或多个由PSTN 110提供服务的电话机。
信息内容源114包括数据转盘。因而信息内容源114可提供多种信息服务，包括语音、视频和数据内容等在线数据。信息内容源114还具备文件下载和软件下载能力。当移动终端未能从信息内容源114获得所请求的信息或所请求的信息不可用时，在这些情况下，移动终端可通过例如B-UMTS信道从门户108获取所请求的信息。该请求可通过上行蜂窝通信路径发起。
移动终端(MT)116a和116b包括有适当的逻辑、电路和/或代码，用于操纵多种接入技术和广播UHF/VHF技术中的上行链路和下行链路蜂窝信道的处理。在本发明的一个实施例中，移动终端116a和116b可以使用一种或多种蜂窝接入技术，例如GSM、GPRS、EDGE、CDMA、WCDMA、CDMA2000、HSDPA和MBMS(B-UMTS)。该移动终端还可以接收和处理VHF/UHF频带内的VHF/UHF广播信号。例如，移动终端可接收和处理DVB-H信号。移动终端可以通过第一蜂窝服务来请求信息，然后从VHF/UHF广播服务中接收相应的信息。移动终端还可以通过蜂窝服务，向服务提供商请求信息，然后通过由蜂窝服务提供的数据服务接收相应的信息。移动终端还可以从基站104a、104b、104c、104d或VHF/UHF广播天线112a和112b接收VHF/UHF广播信息。某些情况下，移动终端通过下行MBMS通信信道从任何一个基站104a、104b、104c或104d接收广播信息，然后通过上行蜂窝通信信道传送相应的上行信息。
在本发明的一个实施例中，移动终端可以使用多个广播集成电路接收和处理VHF/UHF信道，并使用多个蜂窝集成电路接收和处理蜂窝或PCS信道。因此，所述多个蜂窝集成电路可处理不同的蜂窝接入技术。例如，可使用至少一个蜂窝集成电路处理GSM，使用至少一个蜂窝集成电路处理WCDMA。对广播信道而言，而所述每个广播集成电路可处理至少一条VHF/UHF信道。
另一个实施例中，移动终端可以使用一个单独的广播集成电路接收和处理VHF/UHF信道，并使用一个单独的蜂窝集成电路接收和处理蜂窝或PCS信道。因此，所述单个蜂窝集成电路可处理不同的蜂窝接入技术。例如，可使用该蜂窝集成电路的至少一部分处理GSM，使用该蜂窝集成电路的至少另一部分处理WCDMA。而所述单个广播集成电路可处理至少一条VHF/UHF信道。每个移动终端包括有一个存储器接口，用于实现广播通信信息的处理和蜂窝通信信息的处理。在这点上，可使用上行蜂窝通信路径实现通过广播通信路径传送的广播信息的接收。
另一个实施例中，移动终端可以使用单个集成电路来接收和处理广播VHF/UHF信道，以及接收和处理蜂窝或PCS信道。因此所述单个广播和蜂窝集成电路可处理不同的蜂窝接入技术。例如，所述单个集成电路包括有多个模块，每个模块接收和处理一种特定的蜂窝接入技术或VHF/UHF广播信道。因此，可使用第一模块处理GSM，使用第二模块处理WCDMA，并使用第三模块处理至少一条VHF/UHF信道。
图1b是图1a中用于在蜂窝网络和数字视频广播网络之间提供综合服务的系统的另一实施例的方框示意图。图1b中示出了地面广播公司网络102、无线服务提供商网络104、服务提供商106、门户108、公共交换电话网110和移动终端(MT)116a和116b。地面广播公司网络102包括发射器(Tx)102a、复用器(Mux)102b和VHF/UHF广播天线112a和112b。虽然在图中VHF/UHF广播天线112b与地面广播公司网络102是分开的，但它仍然是地面广播公司网络102的一部分。无线服务提供商网络104包括移动交换中心(MSC)118a和多个蜂窝基站104a、104b、104c和104d。
图1b中的系统有些类似于图1a，区别在于图1b中的内容源114位于地面广播公司网络102的外部。该内容源114也可看作是数据转盘，包括有音频、数据和视频内容。存储在内容源114中的至少一部分音频、数据和/或视频内容是有链接的，这样一来，当信息不能从内容源114中获得时，可从门户108中获得。在图1b中的系统中，内容源114由提供商而不是地面广播公司网络102进行管理。尽管如此，来自内容源114的音频、视频和/或数据仍可由地面广播公司网络102中的复用器102b进行复用。
图1c是图1a中用于在蜂窝网络和数字视频广播网络之间提供综合服务的系统的再一实施例的方框示意图。图1c中示出了地面广播公司网络102、无线服务提供商网络104、门户108、公共交换电话网(PSTN)110和移动终端(MT)116a和116b。地面广播公司网络102包括发射器(Tx)102a、复用器(Mux)102b、服务提供商106和VHF/UHF广播天线112a和112b。无线服务提供商网络104包括移动交换中心(MSC)118a和多个蜂窝基站104a、104b、104c和104d。
图1c中的系统有些类似于图1a，区别在于图1c中的服务提供商106与地面广播公司网络102处于同一位置。因而地面广播公司网络102可以控制服务提供商106的功能。由于地面广播公司网络102控制服务提供商106的功能，所以广播服务可通过无线服务提供商网络104提供的MBMS路径和/或地面广播公司网络102提供的VHF/UHF广播下行路径，更有效地提供给移动终端。因此，这种情况下不必将信息发往位于外部的服务提供商，由地面广播公司网络102和服务提供商106提供的集成控制和逻辑服务可以即刻决定怎样与移动终端之间传送信息是最好的。
图1d是图1a中用于在蜂窝网络和数字视频广播网络之间提供综合服务的系统的又一实施例的方框示意图。图1d中示出了地面广播公司网络102、无线服务提供商网络104、门户108、公共交换电话网(PSTN)110和移动终端(MT)116a和116b。地面广播公司网络102包括发射器(Tx)102a、复用器(Mux)102b和VHF/UHF广播天线112a和112b。无线服务提供商网络104包括服务提供商106、移动交换中心(MSC)118a和多个蜂窝基站104a、104b、104c和104d。
图1d中的系统有些类似于图1a，区别在于图1d中的服务提供商106与无线服务提供商网络104位于同一位置。因此，无线服务提供商网络104可以控制服务提供商106的功能。由于无线服务提供商网络104控制服务提供商106的功能，所以广播服务可通过无线服务提供商网络104提供的MBMS路径或地面广播公司网络102提供的VHF/UHF广播下行路径，更有效地提供给移动终端。因此，由无线服务提供商104和服务提供商106提供的综合控制和逻辑服务可以即刻决定怎样与移动终端之间传输信息最好，而不必将信息发往如图1a所示的位于外部的服务提供商106。
在本发明的另一个实施例中，由于服务提供商106提供的许多服务已集成到无线服务提供商网络104的结构中，所以服务提供商功能的复杂度将明显的降低。例如，无线服务提供商网络104具备相关的适当设施之后，可以处理操作管理维护和资源配置(OAM&P)功能，这些都是服务提供商106所需要的。因为上行链路性能仅为无线服务提供商网络104内所固有，而且服务提供商功能还位于服务提供商网络106内，所以移动基站116a和116b的上行链路性能可由无线服务提供商网络104内部进行更有效的管理。
图1e是根据本发明一个实施例的移动终端内DVB-H接收器电路的方框示意图。在图1e所示的移动终端130中，包括DVB-H解调器模块132和处理电路模块142。DVB-H解调器模块132包括DVB-T解调器134、时间分片模块138和MPE-FEC模块140。
DVB-T解调器134包括有适当的电路、逻辑和/或代码，用于对地面DVB信号进行解调制。在这点上，DVB-T解调器134可以对接收到的DVB-T信号进行下变频转换，将其转换为移动终端130可以处理的适当的比特率。该DVB-T解调器可处理2k、4k和/或8k模式。
时间分片模块138包括有适当的电路、逻辑和/或代码，用于将移动终端130内的功耗降到最低，尤其是降低DVB-T解调器134的功耗。通常来说，通过以突发方式使用更高的即时比特率来发送数据，时间分片技术可以降低移动终端中的平均功耗。为了能在下一个突发串发送之前通知DVB-T解调器134，当前传送的突发串中包含下一个突发串的起始指示符Δ(delta)。在传输过程中，不会发送基本码流(elementary stream)的数据，从而允许其他基本码流可以更好地共享带宽。由于DVB-T解调器134知道何时将收到下一个突发串，所以在突发串之间的间隔时段内，DVB-T解调器134将进入省电模式，以此来降低功耗。附图标号144所示为通过时间分片模块138控制DVB-T解调器134功率的控制机制。DVB-T解调器134还可使用时间分片来监视来自不同信道的不同传输流。例如，DVB-T解调器134可以使用时间分片在突发串之间的间隔时段内监视相邻信道以对切换进行优化。
MPE-FEC模块140包括有适当的电路、逻辑和/或代码，用于在解码过程中进行纠错。在编码时，MPE-FEC编码能提供更好的载噪比(C/N)，更好的多普勒性能和更好的由脉冲噪声导致的噪音容错度。在解码过程中，MPE-FEC模块140可从先前的MPE-FEC编码数据包(datagram)中确定奇偶信息。这样的话，在解码过程中，即便是在接收信道条件很差的情况下，MPE-FEC模块140也可以生成无误码的数据包。处理电路模块142包括有适当的处理器、电路、逻辑和/或代码，用于处理来自MPE-FEC模块140输出的IP数据包。处理电路模块142还处理来自DVB-T解调器134的传输流数据包。
在操作过程中，DVB-T解调器134接收输入DVB-T射频信号，并对接收到的输入DVB-T射频信号进行解调制从而生成更低比特率的数据。在这点上，DVB-T解调器134能从输入DVB-T射频信号中重新获得MPEG-2传输流(TS)数据包。MPE-FEC模块140随后对数据中可能存在的任何误码进行纠正，然后生成的IP数据包将发往处理电路模块142进行处理。来自DVB-T解调器134的传输流数据包也将发往处理电路模块142进行处理。
图1f是根据本发明一个实施例的多个MPEG2服务共享一个复用器(MUX)的方框示意图。图1f中示出了发射器模块150、接收器模块151和信道164。发射器模块150包括DVB-H封包器模块156、复用器158和DVB-T调制器162。图中还示出了与发射器模块150相耦合的以160表示的多个服务数据。接收器模块151包括DVB-H解调器模块166和DVB-H解封包模块168。DVB-H封包器模块156包括MPE模块156a、MPE-FEC模块156b和时间分片模块156c。复用器156包括有适当的逻辑、电路和/或代码，用于处理IP封包的DVB-H数据与服务数据的复用。以160表示的多个服务数据包括MPEG-2格式的数据，例如音频、视频和/或数据。DVB-T调制器162包括有适当的逻辑、电路和/或代码，用于从发射器模块150中生成输出射频信号。
接收器模块151内的DVB-H解调器模块166类似于图1e中的DVB-H解调器模块132。DVB-H解封包模块168包括MPE模块168a、MPE-FEC模块168b和时间分片模块168c。DVB-H解封包模块168包括有适当的逻辑、电路和/或代码，用于对由发射器模块150封包和复用的IP数据进行解封包。DVB-H解调器模块166的输出是传输流数据包，包括由复用器158生成的复用输出。
图2a是根据本发明一个实施例的用于接收VHF/UHF广播和蜂窝通信的移动终端的结构示意图。如图2a所示为移动终端(MT)或手持机202。移动终端202包括复用器(MUX)204和处理电路206。
复用器204包括有合适的逻辑电路和/或代码，用于对输入信号进行复用，所述输入信号来自VHF/UHF广播信道和至少一条蜂窝信道。该蜂窝信道可以处于蜂窝频带以及PCS频带两者的范围内。
处理电路206包括有例如射频集成电路(RFIC)或射频前端(RFEE)。在这点上，处理电路206可包括至少一个接收器前端(RFE)电路。在这些电路中，第一接收器前端电路用于完成VHF/UHF广播信道的处理，第二RFE电路用于完成蜂窝信道的处理。在本发明的一个实施例中，单个的RFIC可以包括有多个RFE处理电路，每个RFE处理一条特定的蜂窝信道。因此，一个包括有多个蜂窝RFE处理电路的单个RFIC可用于处理多条蜂窝信道。在本发明的一个实施例中，多个VHF/UHF RFE处理电路可以集成在一个RFIC内。这种情况下，移动终端可以同时处理多条不同的VHF/UHF信道。例如，移动终端可同时接收承载视频的第一VHF/UHF信道和承载音频的第二VHF/UHF信道。
图2b是根据本发明一个实施例的射频集成电路(RFIC)中的接收处理电路的方框示意图。图2b中示出了天线211、接收器前端(RFE)电路210和基带处理模块224。接收器前端(RFE)电路210包括低噪放大器(LNA)212、混频器214、振荡器216、低噪放大器或放大器218、低通滤波器220和模数转换器(A/D)222。
天线211可以用于接收多个信号中的至少一个信号。例如，天线211可以用于接收GSM频带上的多个信号，WCDMA频带上的多个信号和/或VHF/UHF频带上的多个信号。申请号为11/010,883(代理案号为16343US01)、申请号为11/011,006(代理案号为16344US01)以及申请号为11/010,487(代理案号为16345US01)的美国专利申请(以上申请日均为2004年12月13日)中公开了各种天线结构，可用于多种工作频带。
接收器前端(RFE)电路210包括有适当的电路、逻辑和/或代码，用于将接收到的射频信号转换成基带信号。低噪放大器212的输入端与天线211连接，从而可以从天线211接收射频信号。低噪放大器212包括有适当的逻辑、电路和/或代码，用于从天线211接收输入射频信号，并对接收到的射频信号按照一定方式进行放大，从而使低噪放大器212生成的输出信号包含极少的附加噪音。
RFE电路210中的混频器214包括有适当的电路和/或逻辑，用于将低噪放大器212的输出信号与由振荡器216生成的振荡信号进行混频。振荡器216包括有适当的电路和/或逻辑，用来提供振荡信号，以将低噪放大器212输出的信号混频后转换为基带信号。低噪放大器(LNA)或放大器218包括有适当的电路和/或逻辑，用于低噪放大并输出混频器214生成的信号。低噪放大器或放大器218的输出将发往低通滤波器220。该低通滤波器220包括有适当的逻辑、电路和/或代码，用于对低噪放大器218的输出生成的输出信号进行低通滤波。低通滤波器模块220保留所期望的信号，并滤除不需要的信号成分例如包含噪声的高频信号成分。低通滤波器220的输出将发往模数转换器进行处理。
模数转换器(A/D)222包括有适当的逻辑、电路和/或代码，用于将从低通滤波器220的输出中生成的模拟信号转换为数字信号。模数转换器222对低通过滤信号进行采样产生数字采样信号，并发往基带处理模块224作进一步处理。基带处理模块224包括有适当的逻辑、电路和/或代码，用于对A/D 222输出的数字基带信号进行处理。尽管图中所示的A/D 222为RFE电路210的一部分，但本发明不局限于此。因此，A/D 222可以集成为基带处理模块224的一部分。在操作过程中，RFE电路210可通过天线211接收射频信号，并将接收到的射频信号转换为采样数字信号，然后将其发送给基带处理模块224处理。
图3是根据本发明一个实施例的RFIC和基带处理电路的典型配置示意图。图中示出了RFIC 330和基带处理电路332。RFIC 330包括多个RF处理电路330a、330b、330c和330n。RF处理电路330a、330b、330c和330n可集成在一个单独的集成电路(IC)或者芯片上。基带处理电路332包括多个基带处理电路332a、332b、332c和332n。基带处理电路332a、332b、332c和332n可集成在一个单独的集成电路(IC)或者芯片上。
操作过程中，RFIC 330中的每个RF处理电路都可处理一个单独的信道。例如，每个RF处理电路330a、330b和330c可处理各自独立的蜂窝信道，即，信道1、信道2和信道(n-1)。RF处理电路330n可处理VHF/UHF广播信道n。
基带处理电路332中的每个基带处理电路可处理一个单独的信道。例如，每个基带处理电路332a、332b和332c可处理各自独立的蜂窝信道，即，信道1、信道2和信道(n-1)。基带处理电路332n可处理VHF/UHF广播信道n。利用单独的RFIC和单独的基带处理集成电路减小了处理电路的尺寸，从而使成本显著降低。
图4a是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器单个天线结构的示意图。图4a中示出了WCDMA/HSDPA射频集成电路(RFIC)410，GSM RFIC 412，DVB RFIC 414，多个除法器408a和408b，多个功率放大器416a、416b和416c，多个低噪声放大器418a、418b和418c，多个接收路径基带滤波器BPF 420a和420b，多个发射路径基带滤波器BPF 422a和422b，多个切换器424a和424b，天线共用器(diplexer)426，多个多相滤波器428a、428b、428c、428d、428e、428f、428g、428h和428i以及天线430。
WCDMA/HSDPA RFIC 410包括有适当的逻辑、电路和/或代码，适于接收和发射WCDMA/HSDPA信道以处理RF语音、数据和/或控制信息。该信道可分为重叠的物理和逻辑信道。物理信道可由扩频码唯一定义，而逻辑信道，例如控制、语音和数据信道可包括一系列的位、帧和字段。GSM RFIC 412可包括适当的逻辑、电路和/或代码，例如用于接收和发射多个在900MHz和1800MHz频段的RF信道。例如，GSM移动基站的无线信道结构可以是频分复用(FDD)的。通过利用FDD信道分配，可以用一种频率发射数据而用另外一种频率接收数据，移动手机在不同时间(at different times)接收和发射。例如，900MHz频段的前向(下行链路)和反向(上行链路)的无线频率的间隔可以是45MHz。例如，基站的发射频段可以是935MHz-960MHz，而移动手机的发射频段可以是890MHz-915MHz。
类似地，基站在1800MHz频段的发射频段可以是1805MHz-1880MHz，而移动手机在1800MHz的发射频段可以是1710MHz-1785MHz。在1900MHz频段，例如，下行链路发射机可利用1930MHz-1990MHz频率范围内的子频段，而上行链路利用1850MHz-1910MHz频率范围内的相应子频段。DVB RFIC414可包括逻辑、电路和/或代码，例如，用于经由VHF/UHF广播信道接收和向移动手机传送多媒体和其它数据。DVB-H使用的有效载荷可以是IP数据包(datagrams)或者其它网络层数据包，这些数据包被封装成多协议的封包段。
功率放大器(PA)416a、416b和416c用于提供高输出电流，以驱动低阻抗负载的天线。PA 416a、416b和416c用于放大从WCDMA/HSDPA FRIC 410接收到的信号，并将它们分别发送给多相(polyphase)滤波器428a、428d和428g。低噪声放大器LNA 418a、418b和418c可包括适当的逻辑、电路和/或代码，分别用于放大多相滤波器428b、428e和428h的输出。接收通道带通滤波器420a和420b可包括适当的逻辑、电路和/或代码，分别对接收到的1800MHz频段接收信道和900MHz频段接收信道的蜂窝广播信道进行滤波。例如，接收通道带通滤波器420a可输出数字蜂窝系统(DCS)1800MHz频段内的频率，可提供大约在1805MHz-1880MHz范围内的GSM下行链路；接收通道带通滤波器420b可输出GSM 900MHz频段内的频率，可提供约在925MHz-960MHz范围内的GSM下行链路信号。发射通道带通滤波器422a和422b包括适当的逻辑、电路和/或代码，分别对1800MHz/1900MHz频段和850MHz/900MHz频段发射信道的发射蜂窝广播信道进行滤波。
切换器424a可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于在WCDMA2100MHz发射或者接收信道、GSM 1800MHz频段接收信道、WCDMA/GSM1900MHz频段信道和GSM 1800MHz/1900MHz频段发射信道之间进行切换。切换器424b可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于在GSM850MHz/900MHz频段发射信道、GSM 900MHz频段接收信道、WCDMA/GSM850MHz信道和DVB广播信道的接收信道之间进行切换。天线共用器426可包括适当的逻辑、电路和/或代码，可以将一个单独的天线(例如天线430)并行馈送到相同或者不同频率的两个发射器，且相互之间无发射干扰；天线共用器426也可以将发射器和接收器耦合到同一个天线(例如用于移动通信的天线430)。
多相滤波器428a、428b、428c、428d、428e、428f、428g、428h和428i可以选择性地对信号进行滤波而无需高Q带通部分(sections)。这种选择性是通过利用多相信号和多个低通滤波器部分来保证，其中匹配驱动功耗是可变的。例如，多相滤波器428a用于从功率放大器416a接收经过放大的输出信号，然后通过有选择地滤波WCDMA2100MHz发射信道，产生四分之一波长(λ/4)的输出并传送到切换器424a。例如，多相滤波器428b用于接收切换器424a的四分之一波长(λ/4)的输出，并产生一个至LNA418a的输出。多相滤波器428c用于接收来自LNA 418a的经过放大的输出，并生成一个至WCDMA/HSDPA RFIC 410的输出。
多相滤波器428d用于接收来自功率放大器416b的经过放大的输出，通过有选择地对WCDMA 1900MHz发射信道进行滤波，产生一个至切换器424a的四分之一波长(λ/4)的输出。多相滤波器428e用于接收切换器424a的四分之一波长(λ/4)的输出，产生至LNA418b的输出。多相滤波器428f用于接收来自LNA 418b的经过放大的输出，产生一个至除法器408a的输出。该除法器408a用于将从多相滤波器428f接收到的输出分到两个信道，例如，一个是可以输入到WCDMA/HSDPA RFIC 410的WCDMA 1900MHz频段接收信道；另一个是可以输入到GSM RFIC 412的GSM 1900MHz频段接收信道。
多相滤波器428g用于接收来自功率放大器416c的经过放大的输出，例如，通过对WCDMA 850MHz发射信道的滤波，产生四分之一波长(λ/4)的输出至切换器424b。例如，多相滤波器428h用于接收切换器424b的四分之一波长(λ/4)输出，并生成至LNA 418c的输出。多相滤波器428i用于接收来自LNA 418c的经过放大的输出，并生成一个至除法器408b的输出。除法器408b用于将从多相滤波器428i接收的输出分成两个信号，例如，一个是可以输入到WCDMA/HSDPA RFIC 410的WCDMA 850MHz频段接收信道；另一个是可以输入至GSM RFIC 412的GSM 850MHz频段接收信道。天线430用于向/从天线共用器426发射/接收信号。
天线430与天线共用器426耦合。天线共用器426可与多个切换器例如424a和424b耦合。切换器424a用于在一个或者多个状态之间进行切换。在一种状态下，例如，切换器424a可分别与WCDMA 2100MHz频段发射和接收信道中的多相滤波器428a和428b以及GSM 1800MHz频段接收信道的接收通道带通滤波器420a耦合。在另外一种状态下，例如，切换器424a可分别与WCDMA 1900MHz频段发射和接收信道中的多相滤波器428d和428e耦合。再一种状态下，例如，切换器424a可与GSM 1800MHz/1900MHz频段发射信道中的发射通道带通滤波器422a耦合。切换器424b用于在一种或者多种状态之间进行切换。在一种状态下，例如，切换器424b可与接收通道带通滤波器420b耦合，用于输出GSM 900MHz频段内的频率。另外一种状态下，切换器424b可与GSM 850MHz/900MHz频段发射信道中的发射通道带通滤波器422b耦合。又一种状态下，例如，切换器424b可分别与WCDMA 850MHz频段发射和接收信道中的多相滤波器428g和428h耦合。再一种状态下，切换器424b可经由VHF/UHF广播信道与DVB RFIC 414耦合。
WCDMA/HSDPA RFIC 410可与WCDMA 2100MHz频段信道发射部分中的功率放大器416a以及WCDMA 2100MHz频段信道接收部分的多相滤波器428c耦合。功率放大器416a的输出耦合到多相滤波器428a，LNA418a耦合到多相滤波器428b的输出以及多相滤波器428c的输入。WCDMA/HSDPARFIC 410的输出耦合到功率放大器416b的输入。功率放大器416b的输出耦合到WCDMA 1900MHz频段信道发射部分的多相滤波器428d。多相滤波器428e的输出耦合到低噪声放大器418b的输入。LNA 418b的输出耦合到多相滤波器428f的输入。多相滤波器428f的输出耦合到除法器408a的输入。除法器408a用于将从多相滤波器428f接收的输出分配到两个信道，例如，一个是可以输入至WCDMA/HSDPA RFIC 410的WCDMA 1900MHz频段接收信道；另外一个是可以输入至GSM RFIC 412的GSM 1900MHz频段接收信道。
GSM RFIC 412耦合到GSM 1800MHz频段接收信道中的BPF 420a的输出、以及1800MHz发射信道中的发射通道BPF 422a的输入。GSM RFIC 412还可耦合到GSM 900MHz频段接收信道中的BPF 420b的输出、以及900MHz发射信道中的发射通道BPF 422b的输入。WCDMA/HSDPA RFIC 410的输出可耦合到功率放大器416c的输入。功率放大器416c的输出可耦合到WCDMA850MHz频段信道发射部分中的多相滤波器428g。多相滤波器428h的输出可耦合到低噪声放大器418c的输入。LNA 418c的输出可耦合到多相滤波器428i的输入。多相滤波器428i的输出可耦合到除法器408b。除法器408b用于将从多相滤波器428i接收到的输出分到两个信道，例如，一个是可以输入到WCDMA/HSDPA RFIC 410的WCDMA 850MHz频段接收信道；另外一个是可以输入至GSM RFIC 412的GSM 850MHz频段接收信道。
图4b是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器双天线结构的示意图。除了去掉了天线共用器426以及切换器424a和424b分别直接耦合到天线432和434之外，图4b与图4a相似。
图4c是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器三个天线结构的示意图。除DVB RFIC 414与切换器424分离并直接耦合到天线436外，图4c与图4b相似。
图4d是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器多天线结构的示意图。除WCDMA/GSM 850MHz频段信道与切换器424b分离并耦合到天线438外，图4d与图4c类似。
图4e是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器多天线结构的示意图。除去掉了天线434和切换器424b之外，图4e与图4d相似。天线440可耦合到发射通道带通滤波器422b，天线442可耦合到接收通道带通滤波器420b，GSM 1800MHz/1900MHz频段发射信道与切换器424a分离并耦合到天线444。
图4f是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器多天线结构的示意图。除了去掉了切换器424a和天线432外，图4f与图4e相似。天线450可分别耦合到WCDMA 2100MHz频段发射和接收信道中的多相滤波器428a和428b。天线448可分别耦合到WCDMA 1900MHz频段发射和接收信道中的多相滤波器428d和428e。天线446可耦合到GSM1800MHz频段接收信道中的接收通道带通滤波器420a，天线444可耦合到GSM 1800MHz/1900MHz频段发射信道中的发射通道带通滤波器422a，天线436可经由DVB信道耦合到DVB RFIC 414。
图4g是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器多天线结构的示意图。除天线450由两个天线(例如天线452和454)替代外，图4g与图4f相似。天线452可直接耦合到WCDMA 2100MHz频段发射信道中的功率放大器416a，天线454可直接耦合到WCDMA 2100MHz频段接收信道中的LNA 418a。
图4h是根据本发明一个实施例的用于处理全频段蜂窝和广播业务的典型移动接收器多天线结构的示意图。除天线448由两个天线(例如天线456和458)替代之外，图4h与图4g相似。天线456可直接耦合到WCDMA 1900MHz频段发射信道中的功率放大器416b，天线458可直接耦合到WCDMA 1900MHz频段接收信道中的LNA 418b。
因此，本发明可由硬件、软件或者软硬件的结合来实现。本发明可在至少一个计算机系统中以集中的方式实现，或者以不同部件分布在几个交互连接的计算机系统中的分布式方式实现。任何种类的计算机系统或其他能够实现本发明的方法的设备都是适用的。硬件、软件和固件的一个典型结合是具有计算机程序的通用计算机系统，当该计算机程序被加载并执行时，控制该计算机系统以便实现本发明所述方法。
本发明还可嵌入包括有能够实现所述方法的各种特征的计算机程序产品中，当该程序加载到计算机系统中时能够实现本申请所述方法。本文中所述计算机程序是指，例如，以任何语言、代码或符号表示的一组指令，能够直接使具有信息处理能力的系统执行特定功能，或者经过以下一种或各种处理后使具有信息处理能力的系统执行特定功能a)转换成另一种语言、代码或符号；b)以不同的材料复制。但是，本领域的普通技术人员可知的其他计算机程序的实现方法也可用于本发明。
以上已结合一定的实施例对本发明进行了描述，本领域的普通技术人员可知，可对本发明进行各种改变或等同替换而并不脱离本发明的范围。此外，根据本发明的教导进行的以适应特定的环境或材料的各种修改也并未脱离本发明的范围。因此，本发明并不限于公开的具体实施例，本发明包括落入权利要求范围内的所有实施例。
相关申请的交叉引用本申请参考了以下美国专利申请文件，并在此全文引用其公开的内容美国专利申请号11/010,991(代理案号16330US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请号11/010,847(代理案号16331US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请号11/010,461(代理案号16332US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请号11/010,877(代理案号16333US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请号11/010,914(代理案号16334US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请号11/010,486(代理案号16335US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请号11/010,903(代理案号16336US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请11/011,009(代理案号16337US01)，申请日期，2004年12月13日；美国专利申请号11/010,855(代理案号16338US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请号11/010,743(代理案号16339US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请号11/010,983(代理案号16340US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请号11/011,000(代理案号16341US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请号11/010,681(代理案号16342US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请号11/010,883(代理案号16343US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请号11/010,487(代理案号16345US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请号11/010,481(代理案号16346US01)，申请日为2004年12月13日；美国专利申请号11/010,524(代理案号16348US01)，申请日为2004年12月13日。
权利要求
1.一种处理全频段蜂窝和广播信道的系统，其特征在于，该系统包括集成于移动终端中的第一射频集成电路，该第一射频集成电路与至少一个第一天线相耦合，用于处理2100MHz和1900MHz频段的信号；集成于所述移动终端中的第二射频集成电路，该第二射频集成电路与所述第一天线相耦合，用于处理1900MHz、1800MHz、900MHz和850MHz频段的信号；及集成于所述移动终端中的第三射频集成电路，该第三射频集成电路与所述第一天线相耦合，用于处理VHF/UHF广播频段的信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一射频集成电路是宽带码分多址/高速下行分组接入(WCDMA/HSDPA)射频集成电路。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二射频集成电路是全球移动通信系统(GSM)射频集成电路。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第三射频集成电路是数字视频广播(DVB)射频集成电路。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括天线共用器和第一切换器，其中所述第一射频集成电路通过所述第一切换器及所述天线共用器耦合到所述第一天线。
6.根据权利要求5所述的系统，所述第二射频集成电路通过所述第一切换器及所述天线共用器耦合到所述第一天线。
7.根据权利要求6所述的系统，还包括第二切换器，所述第三射频集成电路通过所述第二切换器及所述天线共用器耦合到所述第一天线。
8.根据权利要求7所述的系统，所述第二射频集成电路通过所述第二切换器及所述天线共用器耦合到所述第一天线。
9.一种处理全频段蜂窝和广播信道的方法，该方法包括在集成于移动终端中的第一射频集成电路通过第一天线接收第一信号，所述第一信号包括2100MHz和1900MHz频段中的至少一个频段的信号；在集成于所述移动终端中的第二射频集成电路通过所述第一天线接收第二信号，所述第二信号包括1900MHz、1800MHz，900MHz和850MHz频段中的至少一个频段的信号；在集成于所述移动终端中的第三射频集成电路通过所述第一天线接收第三信号，所述第三信号包括VHF/UHF广播频段的信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一射频集成电路是宽带码分多址/高速下行分组接入(WCDMA/HSDPA)射频集成电路。
全文摘要
本发明公开了一种处理全频段蜂窝和广播信道的天线结构的方法。该方法包括通过第一天线及集成于移动终端内的第一射频集成电路(RFIC)接收第一信号，该第一信号包括2100MHz和1900MHz频段中的至少一个频段的信号。该方法还包括通过第一天线及集成于移动终端内的第二射频集成电路(RFIC)接收第二信号，该第二信号包括1900MHz、1800MHz、900MHz和850MHz频段中的至少一个频段的信号。此外，还可通过第一天线及集成于移动终端内的第三RFIC接收第三信号，该第三信号包括VHF/UHF广播频段的信号。
文档编号H04Q7/32GK1878011SQ200510131780
公开日2006年12月13日 申请日期2005年12月12日 优先权日2004年12月13日
发明者皮特·范鲁延 申请人:美国博通公司