(57)【要約】  無線通信システムにおけるＴＤＤマルチ帯域動作のための無線ユニット（１００）が開示される。無線ユニットは、マルチ帯域動作のための送信電力増幅器（１１０）と、マルチ帯域動作のための１つまたは複数の受信増幅器（１２１、１２２）と、アンテナエレメント（１３０）とを備える。無線ユニットは、電力増幅器（１１０）とアンテナエレメント（１３０）との間に並列に結合された１つまたは複数のスイッチネットワーク（１４０、１５０）をさらに備える。１つまたは複数のスイッチネットワーク（１４０、１５０）の各々は、送信電力増幅器（１１０）の出力と信号接地との間に結合された１つまたは複数のシャントスイッチを備える。１つまたは複数のスイッチネットワーク（１４０、１５０）の各々は、送信モードまたは受信モードで、ある周波数帯域において動作するように設定され、ユーザデータトラフィックスケジューリング要件に従って設定された非同期ＴＤＤタイムスロットに基づいてスイッチング制御ユニット（１６０）によって別々に制御される。【選択図】図１
2021528900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおける非同期時分割複信（ＴＤＤ）マルチ帯域動作のための無線ユニット（１００、３００、５００）であって、前記無線ユニットが、
マルチ帯域動作のための送信電力増幅器（１１０）と、
マルチ帯域動作のための１つまたは複数の受信増幅器（１２１、１２２）と、
アンテナエレメント（１３０）と、
前記電力増幅器（１１０）と前記アンテナエレメント（１３０）との間に並列に結合された１つまたは複数のスイッチネットワーク（１４０、１５０、３１０、３２０）と
を備え、
前記１つまたは複数のスイッチネットワーク（１４０、１５０、３１０、３２０）の各々が、前記送信電力増幅器（１１０）の出力と信号接地との間に結合された１つまたは複数のシャントスイッチ（Ｋ１、Ｋ３）を備え、
前記１つまたは複数のスイッチネットワーク（１４０、１５０、３１０、３２０）の各々が、送信モードまたは受信モードで、ある周波数帯域において動作するように設定され、ユーザデータトラフィックスケジューリング要件に従って設定された非同期ＴＤＤタイムスロットに基づいてスイッチング制御ユニット（１６０）によって別々に制御されることにより、
送信モードで動作するとき、前記スイッチネットワーク（１４０、１５０、３１０、３２０）が、前記電力増幅器（１１０）を前記アンテナエレメント（１３０）に結合し、前記アンテナエレメント（１３０）から前記１つまたは複数の受信増幅器（１２１、１２２）のうちの１つを結合解除するように制御され、
受信モードで動作するとき、前記スイッチネットワーク（１４０、１５０、３１０、３２０）が、前記１つまたは複数の受信増幅器（１２１、１２２）のうちの１つを前記アンテナエレメント（１３０）に結合し、前記アンテナエレメント（１３０）から前記電力増幅器（１１０）を結合解除するように制御される、無線ユニット（１００、３００、５００）。
【請求項２】
前記スイッチネットワーク（１４０、１５０、３１０、３２０）のいずれか１つが、１／４波長伝送線路（３１１、３２１）とカスケード接続された第１のフィルタ（ＦＵ１ａ、ＦＵ２ａ）と、サーキュレータ（３１２、３２２）と、第２のフィルタ（ＦＵ１ｂ、ＦＵ２ｂ）と、単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチ（Ｋ２、Ｋ４）とをさらに備え、前記１つまたは複数のシャントスイッチ（Ｋ１、Ｋ３）が、ＰＩＮダイオードであり、前記信号接地と、前記１／４波長伝送線路（３１１、３２１）と前記サーキュレータ（３１２、３２２）との相互接続との間に接続され、前記ＳＰＤＴスイッチ（Ｋ２、Ｋ４）が、前記サーキュレータ（３１２、３２２）と前記受信増幅器（ＬＮＡ１、ＬＮＡ２）のうちの１つとの間に接続される、請求項１に記載の無線ユニット（１００、３００、５００）。
【請求項３】
前記１つまたは複数のスイッチネットワークと並列に結合された１つまたは複数の送信受信経路をさらに備え、前記１つまたは複数の送信受信経路の各々が、ある周波数帯域における周波数分割複信（ＦＤＤ）動作のために設定される、請求項１または２に記載の無線ユニット（１００、３００、５００）。
【請求項４】
任意の２つまたはそれ以上のスイッチネットワーク（１４０、１５０、３１０、３２０）および／またはＦＤＤ送信受信経路が、１つの受信増幅器を共有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の無線ユニット（１００）。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の１つまたは複数の無線ユニットを備える無線装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一項に記載の１つまたは複数の無線ユニットを備える電子装置。
【請求項７】
前記電子装置がセルラー通信システムのための無線基地局または無線通信デバイスである、請求項６に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書の実施形態は、無線通信システムにおける非同期時分割複信（ＴＤＤ）マルチ帯域動作のための無線ユニットに関する。詳細には、本明細書の実施形態は、非同期ＴＤＤマルチ帯域動作および／または周波数分割複信（ＦＤＤ）動作のために別々に制御される複数のスイッチネットワークを備える無線ユニット、前記無線ユニットを備える無線装置または電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＤＤマルチ帯域動作は、次世代または第５世代（５Ｇ）無線システムのための、特に高周波数帯域動作のための主要な無線アクセス技術となる。マルチ帯域動作をサポートするために１つの共通無線ハードウェアを使用することは、ユーザ機器（ＵＥ）と基地局の両方にとって、５Ｇマーケットのための主要な要因（ｅｎａｂｌｅｒ）である。ビームフォーミング特徴に関して、プリント基板（ＰＣＢ）サイズが、特に基地局にとって極めて重要である。制約付き物理的空間において６４個、１２８個、２５６個などのアンテナエレメントをどのように製作すべきかは、製品設計者にとって大きい課題である。さらに、総材料表（ＢＯＭ：Ｂｉｌｌ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）も、既存の無線規格と比較して極めて重要なファクタである。
【０００３】
現在、受信機チェーンでは、広帯域低雑音増幅器（ＬＮＡ）および他の無線周波数（ＲＦ）利得ブロックが利用可能である。ＲＦ送信チェーンでは、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）サンプルレートが、５００ＭＨｚを上回る帯域幅をサポートするのに十分に高い。電力増幅器（ＰＡ）トランジスタの拡張の場合、マルチ帯域ＲＦ信号を増幅するために１つのＰＡを使用することが可能である。本質的にＴＤＤシステムでは、ＰＡは、受信機チェーンがアクティブであるタイムスロット中に遮断されなければならない。マルチＴＤＤ周波数帯域をサポートするために１つのＰＡを使用する場合、これは、異なる周波数帯域について、すべての無線ユニットに、同じアップリンク／ダウンリンク（ＵＬ／ＤＬ）ＴＤＤスイッチタイミングを有することを強制することになる。これは、システム全体のための無線リソース管理を制限する。多くの適用例では、オペレータは、異なるトラフィックモデルを最適化するために異なるＵＬ／ＤＬ設定を有することを希望する。
【０００４】
フレキシブルＴＤＤ  ＵＬ／ＤＬスケジューリングは、来たるべき５Ｇ新無線（Ｎｅｗ  Ｒａｄｉｏ：ＮＲ）のための主要な特徴である。総エンドツーエンドネットワークレイテンシを低減するために、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）は、ＴＤＤフレームと、また、タイムスロットとを短縮するための多くの仕様を規定した。それは、異なる使用事例についてのレイテンシを低減し、信頼性を増加させるために、様々なデータレートおよびモビリティをもつ、フレキシブルまたはスケーラブルヌメロロジー、たとえば、サブキャリア間隔（ｓｕｂ−ｃａｒｒｉｅｒ  ｓｐａｃｉｎｇ）、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）を含む。５Ｇ  ＮＲは、フレキシブル時間送信間隔（ＴＴＩ：Ｔｉｍｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）をサポートすることになる。ＴＴＩ制御は、（１つまたは複数の）上位サービスレイヤによって課されるサービス品質（ＱｏＳ）およびＴＴＩ要件のために設計される。これは、異なる周波数帯域が異なるＵＬ／ＤＬ時間スイッチポイントを有することになることを意味する。
【０００５】
異なる周波数帯域が異なるＵＬ／ＤＬタイムスロット設定を有する場合、これらの周波数帯域は、いわゆる非同期ＴＤＤ帯域である。現在、同じＰＡおよびＬＮＡハードウェアを共有することによって非同期ＴＤＤ帯域をハンドリングするための良好なソリューションがない。
【０００６】
同じ無線ユニットにおける２つのキャリアについて異なるＴＤＤスロット設定を有する問題以外に、同じ無線ユニットにおいてＦＤＤとＴＤＤとを組み合わせることに関する問題もある。その理由は、送信機信号が受信機チェーンに漏れ、したがって、受信機回路の阻止または減感を引き起こすことになることである。１つのキャリアにおける送信信号は、このキャリア中に閉じ込められず、また、送信機回路の損傷により、隣接キャリアまたは周波数帯域に漏れることになる。通常、この漏れは送信信号よりもはるかに小さいが、漏れは、依然として、受信機によって潜在的に受信される弱い信号と比較して大きくなり得る。この問題は、ＵＥと無線基地局の両方において存在する。
【０００７】
したがって、特殊で費用がかかる措置なしに、同じハードウェアを用いて同時にＴＤＤ動作とＦＤＤ動作とをサポートし、異なる周波数帯域について異なるＤＬ／ＵＬタイムスロット設定をサポートすることが可能でなくなる。
【発明の概要】
【０００８】
本明細書の実施形態の目的は、無線通信システムにおける非同期ＴＤＤマルチ帯域動作をサポートすることができる無線ユニットを提供することである。
【０００９】
本明細書の実施形態の一態様によれば、上記目的は、無線通信システムにおける非同期ＴＤＤマルチ帯域動作のための無線ユニットによって達成される。無線ユニットは、マルチ帯域動作のための送信電力増幅器を備える。無線ユニットは、マルチ帯域動作のための１つまたは複数の受信増幅器をさらに備える。無線ユニットは、アンテナエレメントをさらに備える。無線ユニットは、電力増幅器とアンテナエレメントとの間に並列に結合された１つまたは複数のスイッチネットワークをさらに備える。１つまたは複数のスイッチネットワークの各々は、送信電力増幅器の出力と信号接地との間に結合された１つまたは複数のシャントスイッチを備える。１つまたは複数のスイッチネットワークの各々は、送信モードまたは受信モードで、ある周波数帯域において動作するように設定される。１つまたは複数のスイッチネットワークの各々は、ユーザデータトラフィックスケジューリング要件に従って設定された非同期ＴＤＤタイムスロットに基づいてスイッチング制御ユニットによって別々に制御されることにより、送信モードで動作するとき、スイッチネットワークは、電力増幅器をアンテナエレメントに結合し、アンテナエレメントから１つまたは複数の受信増幅器のうちの１つを結合解除する（ｄｉｓ−ｃｏｕｐｌｅ）ように制御され、受信モードで動作するとき、スイッチネットワークは、１つまたは複数の受信増幅器のうちの１つをアンテナエレメントに結合し、アンテナエレメントから電力増幅器を結合解除するように制御される。
【００１０】
本明細書の実施形態の一態様によれば、上記目的は、上記で説明された１つまたは複数の無線ユニットを備える無線装置または電子装置によって達成される。無線または電子装置は、セルラー通信システムのための無線基地局または無線通信デバイスであり得る。
【００１１】
言い換えれば、本明細書の実施形態によれば、１つまたは複数のスイッチネットワークは、スイッチネットワークのそれぞれの選択された周波数帯域で設定される。それは、各周波数帯域について、スイッチネットワーク動作モードが別々に制御され得ることを意味する。したがって、各周波数帯域について、スイッチネットワークは、スイッチネットワーク自体のＴＤＤタイムスロット設定を有することができる。無線ユニット全体について、スイッチネットワークは、フレキシブルＵＬ／ＤＬ設定を用いてＴＤＤマルチ帯域を稼働することができる。さらに、１つまたは複数のスイッチネットワークが、ユーザデータトラフィックスケジューリング要件に従って設定された非同期ＴＤＤタイムスロットに基づいてスイッチング制御ユニットによって制御されるので、ＴＤＤタイムスロットは、ユーザデータトラフィックスケジューリング要件に従って動的に設定され得る。これは、本明細書の実施形態による無線ユニットが、マルチ帯域動作とともにフレキシブルＴＴＩをもサポートすることができることを意味する。
【００１２】
本明細書の実施形態による無線ユニットは、異なる周波数帯域が同じハードウェアを共有することを可能にし、特に、ＰＡは、すべてのサポートされる周波数帯域について共有され得る。これは、異なる周波数帯域がＰＡ出力電力容量全体を共有し得ることを意味する。本明細書の実施形態による無線ユニットはまた、同じハードウェアを用いて同時にＴＤＤ動作とＦＤＤ動作とをサポートすることができる。ＰＡ出力電力は帯域ごとにスケジュールされ得、この特徴は、本明細書ではＰＡ電力プーリングと呼ばれる。すべてのＲＦ信号が同じＰＡにおいて増幅されることにより、異なる帯域がＰＡ出力電力を動的に共有し得、それにより、無線ユニットを使用する無線または電子装置製品のサイズ、重量およびコストは低減され得る。さらに、ＤＣ電力消費も低減され得る。
【００１３】
したがって、本明細書の実施形態は、電力消費に関する改善された性能と低減されたコストおよびサイズとをもつ無線通信システムにおける非同期ＴＤＤマルチ帯域動作をサポートすることができる無線ユニットを提供する。
【００１４】
本明細書の実施形態のソリューションが、添付の図面を参照しながらより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本明細書の実施形態による、無線ユニットを示す一般的な概略ブロック図である。
【図２】本明細書の実施形態による、スイッチネットワークの機能ブロック図である。
【図３】本明細書の実施形態による、無線ユニットを示す概略ブロック図である。
【図４】本明細書の実施形態による、ＲＦ  ＰＩＮダイオードを使用するスイッチネットワークを示す概略ブロック図である。
【図５】本明細書の実施形態による、組み合わせられたＦＤＤ動作とＴＤＤ動作とを伴う無線ユニットを示す概略ブロック図である。
【図６】本明細書の実施形態が実装され得る無線または電子装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、無線通信システムにおける非同期ＴＤＤマルチ帯域動作のための、本明細書の実施形態による無線ユニット１００を示す。図１に示されているように、無線ユニット１００は、マルチ帯域動作のための送信電力増幅器ＰＡ１１０、たとえば、マルチ帯域ＲＦまたは広帯域ＰＡと、マルチ帯域動作のための１つまたは複数の受信増幅器ＬＮＡ１２１、１２２と、アンテナエレメント１３０とを備える。
【００１７】
無線ユニット１００は、送信モードまたは受信モードで第１の周波数帯域ｘにおいて動作するための第１のスイッチネットワーク、すなわち、帯域ｘ  Ｔ／Ｒスイッチネットワーク１４０、送信モードまたは受信モードで第２の周波数帯域ｙにおいて動作するための第２のスイッチネットワーク、すなわち、帯域ｙ  Ｔ／Ｒスイッチネットワーク１５０など、電力増幅器１１０とアンテナエレメント１３０との間に並列に結合された１つまたは複数のスイッチネットワークをさらに備える。
【００１８】
１つまたは複数のスイッチネットワーク１４０、１５０の各々は、ユーザデータトラフィックスケジューリング要件に従って設定された非同期ＴＤＤタイムスロットに基づいてスイッチング制御ユニット１６０によって別々に制御される。たとえば、ユーザがオンラインフィルムを見る場合、このユーザは、ＵＬ帯域幅よりも高いＤＬ帯域幅を必要とし、したがって、通常のボイス呼ユーザと比較して、より多くのＤＬタイムスロットがこのユーザに割り振られ得る。次いで、スイッチング制御ユニット１６０は、ＤＬ／ＵＬのための割り振られたタイムスロットに基づいて、送信モードまたは受信モードで動作する１つまたは複数のスイッチネットワーク１４０、１５０を制御する。
【００１９】
図１は、２つの周波数帯域、たとえば、第１の帯域ｘおよび第２の帯域ｙについての一例を与える。ただし、ＰＡ１１０が周波数帯域をハンドリングすることができる限り、本明細書の実施形態に従っていくつの周波数帯域がサポートされ得るかに対する制限はない。
【００２０】
図２は、スイッチネットワーク１４０／１５０がその動作モードに従ってどのように制御されるかを示すためのスイッチネットワーク１４０／１５０の機能ブロック図である。スイッチネットワーク１４０／１５０は、サーキュレータ２１０、第１のフィルタ２２０、スイッチＫ１、Ｋ２および第２のフィルタ２３０など、機能ブロックのチェーンを備える。スイッチＫ１、Ｋ２のいずれか１つが、Ｐ−真性−Ｎ（ＰＩＮ：Ｐ−Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ−Ｎ）ダイオード、ＲＦ窒化ガリウム（ＧａＮ）など、一般的なＲＦスイッチ、および半導体技術に限定されない任意の他のＲＦスイッチによって実装され得る。
【００２１】
送信モードで動作するとき、スイッチネットワーク１４０／１５０は、電力増幅器ＰＡ１１０をアンテナエレメント１３０に結合し、アンテナエレメント１３０からスイッチネットワーク１４０／１５０の受信増幅器ＬＮＡを結合解除するように制御される。すなわち、Ｋ１およびＫ２はポイントａにスイッチされる。
【００２２】
受信モードで動作するとき、スイッチネットワーク１４０／１５０は、スイッチネットワーク１４０／１５０の受信増幅器ＬＮＡをアンテナエレメント１３０に結合し、アンテナエレメント１３０から電力増幅器ＰＡ１１０を結合解除するように制御される。すなわち、スイッチＫ１およびＫ２はポイントｂにスイッチされる。
【００２３】
したがって、第１および第２のスイッチネットワーク１４０／１５０の各々は、その動作中に、２つの動作モード、すなわち送信モードおよび受信モードを有する。スイッチネットワーク１４０／１５０の各々は、そのそれぞれの選択された周波数で設計または設定される。それは、スイッチネットワーク１４０／１５０がスイッチネットワーク１４０／１５０自体の周波数帯域のみについて送信および受信スイッチングを行い、他の周波数帯域に対して影響を及ぼさなくなることを意味する。各周波数帯域において、スイッチングネットワーク１４０／１５０が送信モードで動くとき、スイッチングネットワーク１４０／１５０は、広帯域ＰＡ１１０からアンテナエレメント１３０にＲＦ信号を配信する。同時に、スイッチングネットワーク１４０／１５０は、アンテナエレメント１３０からスイッチングネットワーク１４０／１５０のＬＮＡを結合解除することによって、スイッチングネットワーク１４０／１５０のＬＮＡに十分な分離を与えることができる。このようにして、ＬＮＡは保護され、さもなければ、ＬＮＡは、スイッチングネットワーク１４０／１５０の送信信号によって損傷を与えられ得る。
【００２４】
スイッチ制御は、そのベースバンド同相および直交（ＩＱ）データと同期されなければならず、すなわち、帯域ｘが受信モードにスイッチするとき、ベースバンドＩＱデータを送信する帯域ｙは０でパディングされなければならず、すなわち、ＩＱスイッチオフでなければならない。周波数領域では、ＴＤＤシステム動作プロトコルによって与えられる受信タイムスロット中に出力される現実の送信トラフィックがない。
【００２５】
図２は、スイッチネットワーク１４０／１５０の機能ブロックを与えるにすぎず、現実のハードウェア実装形態を表さない。ハードウェア設計は、分離レベル、電力受け渡し（ｈａｎｄｉｎｇ）、周波数選択性など、主要な設計パラメータに対するトレードオフを行い得る。したがって、同じ機能ブロックが、異なるハードウェア変形態によって実装され得る。いくつかの機能ブロックは、第１のフィルタ２２０または第２のフィルタ２３０など、１つのハードウェアブロックにマージされ得、ＲＦスイッチＫ１、Ｋ２は、１つのブロックに組み合わせられ得る。ＰＡサーキュレータ２１０がＫ２の近くに移動され得るなど、機能ブロックの位置はチェーン内で移動され得る。
【００２６】
図３は、非同期ＴＤＤマルチ帯域動作のためのＲＦ送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチネットワークをもつ無線ユニット３００の例示的な一実施形態を示す。図３に示されているように、無線ユニット３００は、第１のスイッチネットワーク３１０と第２のスイッチネットワーク３２０とを備える。
【００２７】
ＲＦスペクトル仕様を満たすために、スイッチネットワーク３１０、３２０は、ＰＡ１１０を保護するために、キャビティフィルタなど、いくつかのＲＦフィルタを含み得る。本明細書のいくつかの実施形態によれば、ＲＦサーキュレータも、スイッチネットワーク３１０、３２０に組み込まれ得る。スイッチネットワーク３１０、３２０が受信モードで動作するとき、アンテナ１３０からの受信ＲＦ信号は、スイッチネットワーク３１０、３２０のＬＮＡにフォワーディングされる。同時に、Ｔ／Ｒスイッチネットワーク３１０、３２０は、広帯域ＰＡ１１０からＴ／Ｒスイッチネットワーク３１０、３２０のＬＮＡへのすべてのＲＦ信号を阻止する。これは、ＬＮＡ性能がＰＡ出力から認識できる劣化を受けないことを確実にする。ＰＡ１１０からの出力は、ＰＡ雑音フロア、ＰＡ非線形積、すべての他のＲＦ帯域からのＰＡ出力信号などであり得る。通常、ＰＡ出力雑音フロアはＬＮＡ入力雑音よりもはるかに高く、Ｔ／Ｒスイッチネットワーク３１０、３２０内で、受信タイムスロット、たとえば、アップリンクタイムスロット中に、ＬＮＡ回路へのＰＡ出力信号漏れをさらに低減するために、Ｔ／Ｒスイッチネットワーク３１０、３２０は、追加のフィルタチェーン、たとえば、キャビティフィルタまたは他のＲＦフィルタを含み得る。これは、ＰＡ１１０とＬＮＡ回路との間の分離を増加させるのを助けることになる。また、いくつかの高分離ＲＦアナログスイッチが使用され得る。ＬＮＡ観点から、Ｔ／Ｒスイッチネットワーク３１０、３２０は、受信タイムスロット中にＰＡ１１０のためにＲＦミュート機能を行うことになる。
【００２８】
したがって、スイッチネットワーク３１０、３２０の各々は、第１のフィルタ、たとえば、１／４波長伝送線路３１１、３２１とカスケード接続されたキャビティフィルタＦＵ１ａ、ＦＵ２ａを備え得る。スイッチネットワーク３１０、３２０の各々は、ＰＡ１１０とアンテナ１３０との間の方向性分離を与えるサーキュレータ３１２、３２２を備え得る。この実施形態では、ＲＦスイッチＫ１、Ｋ２、Ｋ３およびＫ４は、ＰＩＮダイオード、ＧａＮ、または半導体技術に限定されない任意の他のＲＦスイッチに基づいて実装され得る。したがって、Ｋ１およびＫ３はシャントＰＩＮダイオードスイッチであり得、Ｋ２およびＫ４は、任意の知られている技術によって実装される任意のＲＦマルチプレクサ（ＭＵＸ）スイッチであり得る。
【００２９】
上述のように、ＰＡ１１０出力雑音フロアは、ＬＮＡ入力雑音よりもはるかに高い。ＰＡ出力雑音フロアをさらに低減するために、図３中のシャントＲＦスイッチＫ１およびＫ３は、受信タイムスロット中にＰＡ１１０から来るＲＦ漏れ信号の大部分をミュートすることになる。
【００３０】
スイッチＫ１、Ｋ３は、ＰＩＮダイオードスイッチによって実装され得る。図４は、図１および／または図３のスイッチネットワーク１４０、１５０、３１０、３２０の一部を示す概略図であり、ここで、シャントスイッチＫ１は、ＰＩＮダイオード、いわゆるシャントＰＩＮダイオードスイッチで実装される。キャパシタＣ１およびＣ２は、ＲＦ信号を通しながらＤＣ信号を阻止するための直流（ＤＣ）減結合キャパシタである。インダクタＬ１およびキャパシタＣ３は、ＤＣ信号を通しながら高周波信号またはＲＦ信号を阻止するためのＲＦチョークとして動く。Ｖｄｄ＿ｂｉａｓは、ＰＩＮダイオードに対するＤＣバイアスである。スイッチＫ１がオンにされたとき、２つのＰＩＮダイオードは正バイアスを有し、ＰＡ１１０の出力を接地に結合することになる。したがって、本明細書の実施形態によれば、１つまたは複数のスイッチネットワーク１４０、１５０、３１０、３２０の各々は、たとえば、ＰＩＮダイオードに基づく１つまたは複数のシャントスイッチＫ１、Ｋ３を備える。ＲＦ電力受け渡しに応じて、通常、高電力受け渡しＲＦスイッチは、より高い挿入損失、たとえば、約０．５〜２ｄＢを有する。ＲＦシャントＰＩＮダイオードスイッチを使用して、挿入損失は、たとえば、０．２ｄＢ〜０．３ｄＢに低減され得る。
【００３１】
本明細書の実施形態による無線ユニット１００、３００は、同じＴＤＤ帯域についての送信と受信との間の高い分離を達成することができる。たとえば、第１の帯域ｘにおけるＤＬタイムスロット中に、すなわち、送信モードで動作するとき、スイッチＫ２はスイッチＫ２の位置ａにあり、スイッチＫ１はオフであり、ＰＡ１１０出力ＲＦ信号は、そのサーキュレータとそのフィルタとを通過してアンテナ１３０に至ることができる。ＵＬタイムスロット中に、すなわち、受信モードで動作するとき、スイッチＫ２はスイッチＫ２の位置ｂにあり、ＬＮＡはアクティブにされ、スイッチＫ１はオンである。現在、タイムスロットがＵＬであるので、ＤＬトラフィックがなく、この帯域上のＰＡ出力は、雑音フロアレベルにとどまることになる。スイッチＫ１がオンであるので、すべてのＰＡ雑音は接地にミュートされることになる。したがって、ＬＮＡは、その帯域内ＰＡ雑音を受信しないことになる。第２の帯域（ｙ）のスイッチＫ３およびＫ４は、それぞれ、第２の帯域のＤＬおよびＵＬタイムスロット中に、対応するスイッチＫ１およびＫ２と同様に動作される。通常、単一のＰＩＮダイオードスイッチは、およそ４ＧＨｚにおいて約３０ｄＢ分離を受け得る。帯域分離ターゲットを達成するために、別のシャントＲＦスイッチをそれぞれＫ１およびＫ３と並列に追加すること、またはＦＵ１ａとサーキュレータ３１２との間の直列ＲＦスイッチ、ＦＵ２ａとサーキュレータ３２２との間の直列ＲＦスイッチを追加することが、分離を増加させることになる。通常、分離を増加させることは、挿入損失を増加させることになる。これは、ＰＡ１１０がより高い出力電力を有することを必要とすることになる。現実の適用例では、分離と挿入損失との間でバランスをとるために、設計トレードオフが行われ得る。
【００３２】
異なるＴＤＤ帯域についての分離は、フィルタＦＵ１ｂおよびＦＵ２ｂによって達成され得る。異なるＵＬ／ＤＬ設定において動く異なる帯域について、ＦＤＤ動作の場合のように、ＵＬとＤＬとは同時に動いている。ＦＤＤ動作において、送信するための１つのキャビティフィルタ、および受信するための別のキャビティフィルタ。妥当な設計努力およびコストに関して、異なるＴＤＤ帯域についての分離は、１００ｄＢ〜１３０ｄＢを上回り得、これはＦＤＤキャビティフィルタと同じレベルにある。このようにして、フィルタＦＵ１ａおよびＦＵ２ａは、極めて緩和された仕様を使用して設計され得、フィルタＦＵ１ａおよびＦＵ２ａが各帯域についてＰＡ１１０負荷分離を与えるにすぎないので、２０ｄＢ〜３０ｄＢ分離は十分であり得る。
【００３３】
前述したように、Ｔ／Ｒスイッチネットワークは、選択された周波数帯域を用いて設計される。それは、各周波数帯域について、Ｔ／Ｒスイッチネットワーク１４０、１５０、３１０、３２０動作モードが別々に制御され得ることを意味する。したがって、各周波数帯域について、Ｔ／Ｒスイッチネットワークは、それ自体のＴＤＤタイムスロット設定を有することができる。無線ユニット全体について、スイッチネットワークは、フレキシブルＵＬ／ＤＬ設定を用いてＴＤＤマルチ帯域を稼働することができる。
【００３４】
本明細書の実施形態による無線ユニット１００、３００はまた、ＦＤＤ動作のために使用され得、すなわち、ＦＤＤ動作とＴＤＤ動作とは１つの無線ユニットにおいて組み合わせられ得る。図５は、１つの例示的な無線ユニット５００を示し、ここで、ＴＤＤ周波数帯域のうちの１つ、たとえば、帯域ｙと、ＦＤＤ周波数帯域のうちの１つ、たとえば、帯域ｘとは、同じハードウェアを使用する同じ製品によってサポートされ得る。このソリューションに基づいて、より多くの周波数帯域、すなわち、（１つまたは複数の）ＦＤＤ帯域と（１つまたは複数の）ＴＤＤ帯域の両方が組み合わせられ得る。したがって、本明細書のいくつかの実施形態によれば、無線ユニット１００、３００、５００は、１つまたは複数のスイッチネットワーク１４０、１５０と並列に結合された１つまたは複数の送信受信経路を備え得る。１つまたは複数の送信受信経路の各々は、ある周波数帯域においてＦＤＤ動作のために設定され得る。
【００３５】
図５に示されているように、無線ユニット５００は、ＴＤＤモードで動作するＴ／Ｒスイッチネットワークと並列に結合されたＦＤＤ送信受信経路を備える。無線ユニット５００は、ＦＤＤ周波数帯域とＴＤＤ周波数帯域の両方をサポートすることができる広帯域サーキュレータ５２０を備え得る。サーキュレータ５２０帯域幅が小さすぎる場合、各帯域キャビティフィルタ、たとえばＦＵ（ＦＤＤ）の前に２つのサーキュレータが追加され得る。したがって、各サーキュレータは、サーキュレータ自体の（１つまたは複数の）帯域のみをサポートする。旧来のＦＤＤ無線ハードウェアと比較して、本明細書の実施形態によるいくつかの利点は、ＦＤＤ動作とＴＤＤ動作とが送信するために同じＲＦ  ＰＡを共有し得、受信方向において、ＬＮＡと受信チェーンの残りとが同じく共有され得ることである。これは、総ハードウェアコストをさらに低減することになる。したがって、ＬＮＡが、ＦＤＤ動作周波数帯域とＴＤＤ動作周波数帯域の両方を同時にハンドリングすることができる場合、ＬＮＡは、同じく共有され得るが、図５では、ＬＮＡがＦＤＤ周波数帯域とＴＤＤ周波数帯域との間で共有されないことが示されている。
【００３６】
したがって、本明細書のいくつかの実施形態によれば、任意の２つまたはそれ以上のスイッチネットワーク１４０、１５０、３１０、３２０および／または１つまたは複数のＦＤＤ送信受信経路は、１つの受信増幅器を共有し得る。
【００３７】
本明細書の実施形態による無線ユニット１００、３００、５００は、様々な無線または電子装置において採用され得る。図６は、無線または電子装置６００のためのブロック図を示す。無線または電子装置６００は、１つまたは複数の無線ユニット１００、３００、５００を備える。無線または電子装置６００は、無線基地局または無線通信デバイス、たとえば、セルラー通信システム／ネットワークのためのユーザ機器またはモバイルデバイスであり得る。無線または電子装置６００は他のユニットを備え得、ここで、メモリ６２０、処理ユニット６３０が示されている。
【００３８】
当業者は、本明細書の実施形態による無線ユニット１００、３００、５００が半導体によって制限されない任意の技術によって実装され得ることを理解するであろう。
【００３９】
「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」または「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語を使用するとき、その単語は、非限定的、すなわち、「少なくとも〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔ  ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｆ）」を意味するとして解釈されるものとする。
【００４０】
本明細書の実施形態は、上記で説明された好ましい実施形態に限定されない。様々な代替形態、変更形態および等価物が使用され得る。したがって、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲によって規定される、本発明の範囲を限定するものとしてとられるべきでない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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