專利名稱：雙波段全雙工移動(dòng)無(wú)線電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般地，本發(fā)明涉及一種移動(dòng)無(wú)線電裝置，更具體地涉及一種雙波段全雙工移動(dòng)無(wú)線電裝置。
背景技術(shù)：
陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置可以用來提供不同移動(dòng)單元之間的通信。陸地移動(dòng)無(wú)線電波段通信，尤其是公共安全無(wú)線電通信(例如警察局、消防部門等等)，可以在800MHz頻帶內(nèi)使用。該頻帶的一部分由聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)分配給公共安全通信服務(wù)，也被稱為公共安全頻帶。FCC已經(jīng)擴(kuò)展了利用這些移動(dòng)無(wú)線電裝置的、用于公共安全通信服務(wù)的通信，現(xiàn)在可以在部分700MHz頻帶上使用該通信。
已知的陸地移動(dòng)無(wú)線電單元未提供具有全雙工傳送的組合雙波段操作。為了提供全雙工傳送操作，這些陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置利用無(wú)線電裝置外部的帶通濾波器(例如連接到無(wú)線電裝置的分離的單元)。例如，已知的陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置提供單波段操作，其利用連接到無(wú)線電裝置的外部雙工濾波器組合件，以提供全雙工傳送。雙工器將接收器從無(wú)線電裝置中的發(fā)送器隔離開，從而允許無(wú)線電裝置利用同一天線同時(shí)進(jìn)行發(fā)送與接收。由此，使用分離的單元或機(jī)架，以提供單工、半雙工、以及全雙工操作模式。然而，雖然這些利用外部雙工器的、已知的陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置可以提供包括全雙工傳送的、不同的操作模式，但是這些無(wú)線電裝置只能以單一頻帶操作，具體為800MHz集群(trunked)射頻波段。
由此，這些已知的陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置不僅在其操作頻率范圍上有限制，而且需要外部組件，例如雙工器，以提供全雙工通信。這就導(dǎo)致更昂貴、更復(fù)雜的無(wú)線電裝置。另外，這些無(wú)線電裝置未提供在不同公共安全頻帶下的操作，具體為700MHz公共安全頻帶。

發(fā)明內(nèi)容
無(wú)線電裝置提供了一種解決方案，該無(wú)線電裝置包括包含雙波段濾波器的發(fā)送部分，以及包含雙波段濾波器的接收部分。該無(wú)線電裝置還包括連接發(fā)送部分與接收部分的、并且被配置來提供發(fā)送與接收切換的環(huán)行器。
另外，雙波段全雙工陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置也提供了一種解決方案，該無(wú)線電裝置包括被配置來在兩個(gè)頻帶內(nèi)提供帶通濾波的發(fā)送濾波器，以及被配置為同向雙工濾波器以在兩個(gè)頻帶內(nèi)提供濾波的接收濾波器。該雙波段全雙工陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置還包括被配置來提供發(fā)送模式與接收模式之間切換的環(huán)行器，以及連接到發(fā)送濾波器的、并且被配置來在半雙工操作模式與全雙工操作模式之間切換的至少一個(gè)開關(guān)。


現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明。
圖1為根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例構(gòu)造的無(wú)線電裝置。
圖2為顯示700MHz與800MHz公共安全頻帶的、并且可由圖1的無(wú)線電裝置用來發(fā)送與接收的頻帶的圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的無(wú)線電裝置的集成雙工體系結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
優(yōu)選地，本發(fā)明提供一種具有700MHz與800MHz兩個(gè)操作頻率下的全雙工操作的移動(dòng)無(wú)線電裝置，更具體地為這些頻率范圍內(nèi)的公共安全頻帶。在操作中，各種實(shí)施例在單工、半雙工、以及全雙工收發(fā)器模式下提供通信。由此，提供了具有單個(gè)機(jī)架的、集成單工/半雙工/全雙工模式以及多頻帶功能的無(wú)線電裝置。
一般地，本發(fā)明各種實(shí)施例提供通過利用用于無(wú)線電裝置發(fā)送的單個(gè)帶通濾波器以及被配置為雙波段前端濾波器的、用于無(wú)線電裝置接收的同向雙工濾波器來組合700MHz與800MHz發(fā)送波段，來將全雙工操作集成到無(wú)線電裝置機(jī)架中。利用環(huán)行器作為發(fā)送/接收(T/R)接點(diǎn)，來連接發(fā)送與接收濾波器，以允許發(fā)送器與接收器的同時(shí)操作。
更具體地講，如圖1所示，本發(fā)明各種實(shí)施例提供無(wú)線電裝置20(例如陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置)，具有連接到天線24的收發(fā)器22，用來發(fā)送與接收信號(hào)，以提供移動(dòng)無(wú)線通信。應(yīng)該注意在各種實(shí)施例中，設(shè)想了許多修改，例如分離的發(fā)送器與接收器，而非組合單元，例如收發(fā)器22。收發(fā)器22連接到開關(guān)26(例如環(huán)行器)，開關(guān)26用來控制收發(fā)器22在接收濾波器28與發(fā)送濾波器30之間的連接，接收濾波器28與發(fā)送濾波器30分別用來過濾無(wú)線電裝置20接收與發(fā)送的信號(hào)。以下更詳細(xì)地討論無(wú)線電裝置20的各種組件。
無(wú)線電裝置20在700MHz與800MHz頻帶的每一個(gè)中以多調(diào)制模式操作。例如，無(wú)線電裝置20可以被配置來利用OpenSky協(xié)議與APCO互操作模式操作，以及常規(guī)的FM操作。利用這些不同的調(diào)制模式，無(wú)線電裝置20還被配置來以單工、半雙工、以及全雙工通信模式操作?；旧希ㄟ^將700MHz與800MHz發(fā)送波段組合到帶通濾波器(例如發(fā)送濾波器30)以及作為雙波段前端濾波器的同向雙工濾波器(例如接收濾波器28)中，來將全雙工操作集成到無(wú)線電裝置20內(nèi)。由此，提供了發(fā)送器與接收器在700MHz與800MHz頻帶中的全雙工同時(shí)操作。
具體地，無(wú)線電裝置20被配置來在700MHz與800MHz公共安全頻帶中操作。如圖2所示，700MHz與800MHz公共安全頻帶被設(shè)置來分別在700MHz與800MHz頻率范圍中的每一個(gè)中使用一個(gè)頻帶50與56進(jìn)行接收操作，并且分別在700MHz與800MHz頻率范圍中的每一個(gè)中使用固定分離的另一個(gè)頻帶52與54進(jìn)行發(fā)送操作。具體地，800MHz移動(dòng)無(wú)線電接收波段(標(biāo)記為8H(800高)的頻帶56)為851MHz至869MHz，并且800MHz移動(dòng)無(wú)線電發(fā)送波段(標(biāo)記為8L(800低)的頻帶54)為806MHz至824MHz。對(duì)于700MHz頻帶，移動(dòng)無(wú)線電接收波段(標(biāo)記為7L(700低)的頻帶50)為764MHz至776MHz，并且移動(dòng)無(wú)線電發(fā)送波段(標(biāo)記為7H(700高)的頻帶52)為794MHz至806MHz。應(yīng)該注意如圖2中所示，兩個(gè)移動(dòng)發(fā)送波段，即頻帶52與54相鄰。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，其顯示了無(wú)線電裝置20(圖1所示)的集成雙工體系結(jié)構(gòu)80的示范性實(shí)施例，包含天線24，用來接收與發(fā)送信號(hào)，以利用無(wú)線電裝置20提供移動(dòng)無(wú)線射頻通信。體系結(jié)構(gòu)80還包含接收濾波器28與發(fā)送濾波器30。在該示范性實(shí)施例中，接收濾波器28為利用公知的諧振結(jié)構(gòu)耦合的濾波器組合，并且形成了同向雙工濾波器，其作為無(wú)線電裝置20的接收器的雙波段前端濾波器來操作。接收濾波器28包含被配置來讓7L頻帶中的信號(hào)通過第一濾波器82(例如傳送在7L頻帶中接收的信號(hào))，以及被配置來讓8H頻帶中的信號(hào)通過的第二濾波器84(例如傳送在8H頻帶中接收的信號(hào))。由此，接收濾波器28讓7L與8H頻帶中的信號(hào)通過，并且拒斥或?yàn)V除7H與8L頻帶中的信號(hào)。
應(yīng)該注意第一與第二濾波器82與84可以由公知的(例如)內(nèi)部微帶“T”網(wǎng)絡(luò)連接。這就產(chǎn)生了以下單元，其中不需要在輸入時(shí)將濾波器切換到接收器。
將接收濾波器28，更具體地為第一與第二濾波器82與84每一個(gè)的輸出，連接到放大器96(例如低噪聲放大器(LNA)或前置放大器)。每個(gè)放大器96都連接到濾波器98，例如表面聲波(SAW)濾波器，濾波器98連接到開關(guān)100，開關(guān)100用來在經(jīng)濾波的信號(hào)之間選擇，并且連接到公知的頻率混合器(未顯示)。該接收部分102允許在7L或8H頻帶中接收信號(hào)。
在該示范性實(shí)施例中，發(fā)送濾波器30為單個(gè)帶通濾波器，其被配置來讓7H與8L頻帶中的信號(hào)通過(例如傳送待由無(wú)線電裝置20發(fā)送的、7H與8L頻帶中的信號(hào))。由此，發(fā)送濾波器30讓7H與8L頻帶中的信號(hào)通過，并且拒斥或?yàn)V除7L與8H頻帶中的信號(hào)。在示范性實(shí)施例中，發(fā)送濾波器30為陶瓷介質(zhì)諧振濾波器。在該示范性實(shí)施例中，發(fā)送濾波器30被配置來提供近似30MHz寬的通帶，并且在可能近至18MHz的接收頻帶上提供拒斥。
發(fā)送濾波器30的輸入連接到開關(guān)85、連接到第一衰減器88的功率放大器86(提供最終放大級(jí))、放大器90、以及第二衰減器92。開關(guān)85用來在半雙工模式(開關(guān)旁路發(fā)送濾波器30)與全雙工模式(開關(guān)連接到發(fā)送濾波器30)之間選擇。發(fā)送部分94允許在7H或8L頻帶中由無(wú)線電裝置20發(fā)送信號(hào)。
體系結(jié)構(gòu)80還包含環(huán)行器110(例如三端口鐵淦氧環(huán)行器)，其作為允許發(fā)送部分94與接收部分102同時(shí)操作的T/R接點(diǎn)或開關(guān)來操作。環(huán)行器110連接到開關(guān)112，開關(guān)112用來在半雙工模式(開關(guān)112旁路環(huán)行器110與發(fā)送濾波器30)與全雙工模式(開關(guān)112連接到環(huán)行器110)之間選擇。開關(guān)112連接到耦合器114，如公知地，耦合器114采樣信號(hào)，以控制前向與反向信號(hào)功率(例如DC環(huán)路)。耦合器114連接到濾波器116，例如低通濾波器，當(dāng)發(fā)送濾波器30被旁路時(shí)，濾波器116過濾諧波。濾波器116連接到天線?；旧希诎腚p工模式操作期間，開關(guān)85與112隔離發(fā)送部分94。
在示范性實(shí)施例中，發(fā)送部分94連接到環(huán)行器110的第一端口或端口1，第二端口或端口2通過耦合器114與濾波器116連接到天線24，第三端口或端口3連接到接收部分102。這一結(jié)構(gòu)提供了具有全雙工能力的雙波段操作。
在操作中，使用本發(fā)明的各種實(shí)施例，無(wú)線電裝置20可以在單工、半雙工、以及全雙工操作模式下操作。具體地，在單工操作模式下，無(wú)線電裝置20使用一個(gè)信道頻率進(jìn)行發(fā)送或接收。在單工模式下不使用頻率分離，并且無(wú)線電裝置20只在7L或8H頻帶中發(fā)送與接收。該模式經(jīng)常被稱為“脫網(wǎng)工作(talk-around)”模式。例如，在該操作模式下，移動(dòng)無(wú)線電裝置可以利用一般為基站的發(fā)送器輸出的頻率，來進(jìn)行本地通信。
在半雙工操作模式下，無(wú)線電裝置20使用一般為固定分離的兩個(gè)不同的頻率，一個(gè)用于發(fā)送，一個(gè)用于接收。具體地，并且在各種實(shí)施例中，在700MHz波段中，7H/7L發(fā)送/接收頻率對(duì)(例如頻帶52與50)用來發(fā)送與接收，并且在800MHz波段中，8L/8H發(fā)送/接收對(duì)(例如頻帶54與56)用來發(fā)送與接收。應(yīng)該注意在半雙工操作中，無(wú)線電裝置在發(fā)送期間不接收。例如，在OpenSky通信中，無(wú)線電裝置20可以使用該模式進(jìn)行語(yǔ)音與數(shù)據(jù)集群呼叫。另外，在該操作模式下，無(wú)線電裝置20可以允許利用APCO 25協(xié)議的通信和/或常規(guī)的與集群的FM通信。
在全雙工操作模式下，無(wú)線電裝置20的操作與半雙工操作相同，只是無(wú)線電裝置20可同時(shí)發(fā)送與接收。該模式對(duì)于數(shù)據(jù)集群呼叫效率較高，極大地提高了數(shù)據(jù)吞吐量。
在操作中，兩個(gè)開關(guān)85與112，其在示范性實(shí)施例中為單刀雙擲開關(guān)，在全雙工操作模式下(例如OpenSky全雙工模式)，都在下面的位置上，使得所發(fā)送的信號(hào)通過發(fā)送濾波器30，發(fā)送濾波器30在各種實(shí)施例中可以是(例如)多極(multi-pole)電介質(zhì)諧振器，例如五極電介質(zhì)諧振器或限制帶外噪聲的組合濾波器。一旦被濾波，信號(hào)則經(jīng)過環(huán)行器110，并且通過耦合器114與濾波器116向外到天線24，在該示范性實(shí)施例中，耦合器114為功率采樣方向性耦合器(power sampling directional coupler)，濾波器116為諧波拒斥低通濾波器。由此，可以同時(shí)接收700MHz或800MHz下行鏈路波段中的信號(hào)，并且通過環(huán)行器的端口2至端口3，然后到無(wú)線電裝置20的接收器輸入(未顯示)。
在半雙工操作模式下(例如OpenSky 700/800MHz半雙工模式)，開關(guān)85固定在上面的位置上，開關(guān)112切換發(fā)送波形，例如OpenSky TDMA發(fā)送波形。在發(fā)送脈沖串期間，開關(guān)112在上面的位置上。與全雙工操作相比，該半雙工操作模式消除了發(fā)送濾波器30與環(huán)行器110的插入損耗。應(yīng)該注意當(dāng)無(wú)線電裝置20正在TDMA脈沖串之間接收時(shí)，開關(guān)112在下面的位置上，從而將天線24連接到接收部分102。
在單工操作模式以及其他半雙工模式下(例如TIA-102與常規(guī)模擬FM)，無(wú)線電裝置20以傳統(tǒng)的按鍵通話的“鍵控(keyed)”方式操作，并且開關(guān)85再次保持在上面的位置上。當(dāng)被鍵控以發(fā)送時(shí)，開關(guān)112位于上方，從而旁路發(fā)送濾波器30與環(huán)行器110的損耗。當(dāng)無(wú)線電裝置20未被鍵控時(shí)，開關(guān)112位于下方在接收位置上。
應(yīng)該注意來自放大器86的寬帶噪聲會(huì)出現(xiàn)在接收波段中，并且添加了天線24處的熱噪聲，從而提高了接收部分102的噪聲下限(noise floor)。這將增加天線24處所需的信號(hào)量，以維持給定的載波信號(hào)對(duì)噪聲的比例。這稱為“減敏作用(desensitization)”。通過在發(fā)送部分94中利用發(fā)送濾波器30，將接收器減敏作用最小化，發(fā)送濾波器30衰減了接收波段中的噪聲功率。還應(yīng)該注意因?yàn)榘l(fā)送濾波器30被配置來提供在700MHz與800MHz移動(dòng)發(fā)送波段兩者上的濾波，所以不需要切換濾波器。
由此，本發(fā)明的各種實(shí)施例在單個(gè)單元或機(jī)架中提供了具有雙波段全雙工功能的無(wú)線電裝置20，例如移動(dòng)無(wú)線電裝置。因此可以提供提供用于雙波段集群的靈活的700/800MHz操作的無(wú)線電裝置20。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線電裝置(20、80)，包括包含雙波段濾波器(30)的發(fā)送部分(94)；包含雙波段濾波器(28)的接收部分(102)；以及連接發(fā)送部分(94)與接收部分(102)、并且被配置來提供發(fā)送與接收切換的環(huán)行器(110)。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線電裝置，進(jìn)一步包括連接到環(huán)行器(110)的天線(24)。
3.如權(quán)利要求2所述的無(wú)線電裝置，其中發(fā)送部分(94)連接到環(huán)行器(110)的第一端口，天線(24)連接到環(huán)行器(110)的第二端口，接收部分(102)連接到環(huán)行器(110)的第三端口。
4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線電裝置，其中接收部分(102)的雙波段濾波器(28)包含同向雙工濾波器。
5.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線電裝置，進(jìn)一步包括連接到發(fā)送部分的雙波段濾波器的、并且被配置來在半雙工操作模式與全雙工操作模式之間切換的至少一個(gè)開關(guān)(85)。
6.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線電裝置，其中雙波段濾波器(28，30)被配置來過濾在700MHz與800MHz頻帶每個(gè)中的信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線電裝置，其中發(fā)送部分(94)的雙波段濾波器(30)被配置來讓公共安全頻帶的7H與8L頻帶中的信號(hào)通過，并且接收部分(102)的雙波段濾波器(28)被配置來讓公共安全頻帶的7L與8H頻帶中的信號(hào)通過。
8.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線電裝置，其中發(fā)送部分(94)的雙波段濾波器(30)包括陶瓷介質(zhì)諧振濾波器。
9.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線電裝置，其中發(fā)送部分(94)和接收部分(102)被配置來提供在單工模式、半雙工模式和全雙工模式之一下的操作。
10.一種雙波段全雙工陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置包括被配置來在兩個(gè)頻帶內(nèi)提供帶通濾波的發(fā)送濾波器(30)；被配置為同向雙工濾波器以在兩個(gè)頻帶內(nèi)提供濾波的接收濾波器(28)；被配置來提供在發(fā)送模式與接收模式之間切換的環(huán)行器(110)；以及連接到發(fā)送濾波器(30)的、并且被配置來在半雙工操作模式與全雙工操作模式之間切換的至少一個(gè)開關(guān)(85)。
11.如權(quán)利要求10所述的雙波段全雙工陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置，其中所述兩個(gè)頻帶包括700MHz與800MHz頻帶。
12.如權(quán)利要求10所述的雙波段全雙工陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置，其中發(fā)送濾波器(30)被配置來讓(i)在大約794MHz與大約806MHz之間以及(ii)在大約806MHz與大約824MHz之間的發(fā)送波段中的信號(hào)通過，并且接收濾波器(28)被配置來讓(i)在大約764MHz與776MHz之間以及(ii)在大約851MHz與869MHz之間的接收波段中的信號(hào)通過。
13.如權(quán)利要求10所述的雙波段全雙工陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置，進(jìn)一步包括天線(24)，并且其中發(fā)送濾波器(30)連接到環(huán)行器(110)的第一端口，天線(24)連接到環(huán)行器(110)的第二端口，接收濾波器(28)連接到環(huán)行器(110)的第三端口。
14.如權(quán)利要求10所述的雙波段全雙工陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置，進(jìn)一步包括連接到環(huán)行器以提供半雙工與全雙工操作模式的一個(gè)開關(guān)(112)。
15.如權(quán)利要求10所述的雙波段全雙工陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置，其中發(fā)送濾波器(30)包含被配置來在兩個(gè)頻帶中提供帶通濾波的單個(gè)濾波器，并且接收濾波器包含通過諧振結(jié)構(gòu)連接的、兩個(gè)分離的濾波器，以在兩個(gè)頻帶中提供濾波。
16.如權(quán)利要求10所述的雙波段全雙工陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置，其中在半雙工操作模式下，旁路發(fā)送濾波器(30)。
17.如權(quán)利要求10所述的雙波段全雙工陸地移動(dòng)無(wú)線電裝置，進(jìn)一步包含能在半雙工操作模式下操作的低通濾波器(116)。
全文摘要
提供了一種雙波段全雙工移動(dòng)無(wú)線電裝置(20、80)，包括包含雙波段濾波器(30)的發(fā)送部分(94)；以及包含雙波段濾波器(28)的接收部分(102)。該雙波段全雙工移動(dòng)無(wú)線電裝置(20、80)還包括連接發(fā)送部分(94)與接收部分(102)、并且被配置來提供發(fā)送與接收切換的環(huán)行器(110)。
文檔編號(hào)H04B1/50GK1797971SQ20051013755
公開日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者丹尼斯·R·萊恩, 小約翰·A·格林伍德, 小布賴恩·D·賈斯廷 申請(qǐng)人:M/A-Com公司