HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne sowie eine Schaltungsanordnung zum Ausführen eines solchen Verfahrens.

Beschreibung des Stands der Technik

Hinsichtlich Funksignalen, die von einer in einem Kraftfahrzeug befindlichen

Funkvorrichtung wie beispielsweise einem Mobiltelefon, einem Smartphone, einem Steuergerät oder einem Notfallsender (nachfolgend Mobilfunkgerät) gesendet und empfangen werden, wirkt die Karosserie eines Kraftfahrzeugs als„Faraday'scher Käfig", das heißt sie schirmt die Funksignale ab. Sende- und Empfangssignale des Mobilfunkgeräts werden dadurch abgeschwächt, wobei unter Umständen sogar die Benutzung des Mobilfunkgeräts im Fahrzeug nicht mehr möglich sein kann.

Daher ist es vorteilhaft, das Mobilfunkgerät bei der Benutzung im Fahrzeug kabelgebunden oder über eine Antennenstruktur an eine externe Antenne des

Fahrzeugs anzukoppeln, um einerseits trotz der abschirmenden Wirkung der

Fahrzeugkarosserie einen sicheren Betrieb zu ermöglichen und andererseits die beim Betrieb des Mobilfunkgeräts auftretende Strahlung aus dem Innenraum des Fahrzeugs fernzuhalten. Zu diesem Zweck weist eine entsprechende Verstärkervorrichtung mehrere individuell schaltbare Verstärkerpfade zum Verstärken von Funksignalen in verschiedenen Frequenzbändern auf, die üblicherweise für Uplink- und Downlink- Signalübertragungen in Mobilfunksystemen verwendet werden.

Mobile Endgeräte wie zum Beispiel Mobiltelefone oder Smartphones unterstützen in der Regel eine Vielzahl von Kommunikationsstandards, wie beispielsweise Global System for Mobile Communications (GSM), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), Long Term Evolution (LTE) usw., die unterschiedliche

Übertragungsverfahren und unterschiedliche Frequenzbereiche verwenden. Um einen zuverlässigen Betrieb bei Verwendung unterschiedlicher Kommunikationsstandards und/oder unterschiedlicher Frequenzbereiche bereitstellen zu können, muss eine Schaltungsanordnung zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne diese unterschiedlichen Standards und/oder Frequenzbereiche unterstützen und insbesondere mehrbandfähig sein. Beispielsweise muss eine solche Schaltungsanordnung für die unterschiedlichen Frequenzbereiche spezifisch angepasste Verstärker bereitstellen. Da ein oder mehrere aktivierte Verstärker für einen Frequenzbereich jedoch den Frequenzbereich eines oder mehrerer anderer Verstärker stören können, ist es üblich, nur den vom Endgerät aktuell genutzten Frequenzbereich zu verstärken. Die Verstärker der aktuell nicht verwendeten

Frequenzbereiche sind hingegen in der Regel nicht aktiviert, um ein gegenseitiges Stören zu vermeiden.„Nicht aktiviert" bedeutet dabei beispielsweise, dass die verstärkenden Eigenschaften der Verstärkerpfade der nicht verwendeten

Frequenzbereiche verringert sind. Weiterhin ist ein Deaktivieren von Verstärkern der aktuell nicht verwendeten Frequenzbereiche vorteilhaft, um beispielsweise den Leistungsverbrauch der Schaltungsanordnung zu reduzieren.

Es sind mehrbandfähige Schaltungsanordnungen für bidirektionale Verstärkersysteme bekannt, die entweder eine Kombination aus Frequenzduplexverfahren (Frequency Division Duplex, FDD) und Zeitduplexverfahren (Time Division Duplex, TDD) wie z.B. GSM oder ein reines FDD-Verfahren wie z.B. UMTS, CDMA2000, LTE-FDD unterstützen. Eine Übertragung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne in Empfangsrichtung (im Folgenden auch RX oder downlink) und

Senderichtung (im Folgenden auch TX oder uplink) findet dabei auf unterschiedlichen Trägerfrequenzen statt. Das Vorhandensein eines Uplink-Signals in einem

Frequenzband kann unter bestimmten Voraussetzungen eindeutig durch eine

Frequenzselektion sowie eine anschließende Signalleistungsdetektion bestimmt werden. Um die erforderlichen minimalen TX-Nutzsignalpegel detektieren zu können und gleichzeitig benachbarte RX-Nutzsignalpegel zu unterdrücken, ist eine

entsprechend hohe Filterwirkung der einzelnen Detektorzweige in der

Schaltungsanordnung zu gewährleisten. Dies führt insbesondere bei multibandfähigen Verstärkersystemen zu einer Erhöhung der Komplexität der einzusetzenden

Filtertechnologien in den einzelnen Detektorzweigen. Insbesondere steigt die

Komplexität mit der Anzahl der unterstützten Bänder.

Einen Sonderfall bilden Verfahren nach Übertragungsstandards, bei denen die RX- und TX-Nutzfrequenzbereiche identisch sind. Ein Beispiel für solche Verfahren sind reine TDD-Verfahren wie z.B. LTE-TDD und TD-SCDMA, bei denen ausschließlich TDD verwendet wird und bei denen Funksignale sowohl in Empfangsrichtung (RX) als auch in Senderichtung (TX) zeitversetzt in demselben Frequenzbereich gesendet werden. Da in solchen Verfahren eine frequenzselektive Unterscheidung von TX- und RX-Signalen nicht möglich ist und sich insbesondere der Dynamikbereich der TX- und RX- Leistungspegel überschneidet, können TX- und RX-Signale bei solchen Verfahren nicht in der üblichen Weise unterschieden werden.

Es sind somit verbesserte Verfahren zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne sowie entsprechende Schaltungsanordnungen zum Ausführen eines solchen Verfahrens wünschenswert, die die oben beschriebenen Probleme und Nachteile überwinden. Insbesondere sind entsprechende verbesserte Verfahren und Schaltungsanordnungen wünschenswert, die eine mehrbandfähige Detektion und Verstärkung von Funksignalen in einem bidirektionalen

Zeitmultiplexverfahren mit identischem Sende- und Empfangsfrequenzbereich und somit eine Bestimmung der Richtung der Funksignale ermöglichen.

Ferner sind entsprechende verbesserte Verfahren und Schaltungsanordnungen auch für Frequenzmultiplexverfahren wünschenswert, die insbesondere eine verbesserte Signaldetektion in den jeweiligen Sende- und Empfangsfrequenzbändern ermöglichen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die oben beschriebene Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert ist. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Ausgehend von den oben dargestellten Problemen soll mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung zur Verstärkung von

Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne bereitgestellt werden, wobei die Schaltungsanordnung eine Verstärkungseinheit mit mindestens einem

Sendeverstärkerpfad und mindestens einem Empfangsverstärkerpfad aufweist. Das Verfahren umfasst ein Detektieren einer in Senderichtung, aus Sicht des Endgeräts, in einem ersten Frequenzbereich anliegenden Signalleistung zur Bestimmung einer Sendesignalleistung sowie ein Detektieren einer in Empfangsrichtung, aus Sicht des Endgeräts, in einem zweiten Frequenzbereich anliegenden Signalleistung zur

Bestimmung einer Empfangssignalleistung. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Vergleichen der detektierten Sendesignalleistung mit der detektierten

Empfangssignalleistung. Falls die detektierte Sendesignalleistung stärker ist als die detektierte Empfangssignalleistung, erfolgt ein Aktivieren des Sendeverstärkerpfades zur Verstärkung von Sendesignalen in dem ersten Frequenzbereich. Falls die detektierte Empfangssignalleistung stärker ist als die detektierte Sendesignalleistung, erfolgt ein Aktivieren des Empfangsverstärkerpfades zur Verstärkung von

Empfangssignalen in dem zweiten Frequenzbereich.

Aktivieren eines Verstärkerpfades bedeutet dabei, dass der Verstärkerpfad so geschaltet wird, dass er die Signale des entsprechenden Bandes verstärken kann. Der jeweilige Sendeverstärker bzw. Empfangsverstärker muss entsprechend stromführend geschaltet sein. Dies bedeutet jedoch nicht, dass der jeweilige Verstärker in anderen Zuständen als „aktiviert" stromlos geschaltet sein muss.

Soweit im Vorliegenden von dem„Vergleichen" der detektierten Sendesignalleistung mit der detektierten Empfangssignalleistung gesprochen wird, ist ein derartiges Vergleichen nicht darauf beschränkt, dass die von den Detektoren erkannten

Leistungen unmittelbar verglichen werden. Vielmehr kann dies auch ein Verrechnen der von den Detektoren erkannten Leistungen umfassen, beispielsweise unter

Berücksichtigung, dass die Detektoren hinter entsprechenden Verstärkern platziert sind und/oder unter Berücksichtigung von bei der Kalibrierung der

Schaltungsanordnung erhaltenen Werten. Werden beispielsweise die von den

Detektoren erkannten Leistungen in Form von Gleichspannungssignalen an eine Steuereinheit übermittelt, schließt das erfindungsgemäße Vergleichen auch mit ein, dass die ausgegebenen Gleichspannungssignale, die die von dem Sendesignalleistungs- bzw. Empfangssignalleistungsdetektor erkannten Sende- bzw. Empfangsleistungen repräsentieren, erst mit entsprechenden Korrekturfaktoren verrechnet werden, um schließlich zu bestimmen, ob die detektierte Sendesignalleistung stärker als die detektierte Empfangssignalleistung ist oder nicht.

Das oben beschriebene Verfahren ermöglicht eine Richtungserkennung von

Funksignalen in bidirektionalen Verstärkersystemen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird, falls die detektierte

Empfangssignalleistung stärker ist als die detektierte Sendesignalleistung, zusätzlich der entsprechende Sendeverstärkerpfad deaktiviert. Auf diese Weise werden gegenseitige Störungen der Sende- und Empfangsverstärkerpfade vermieden, und der Leistungsverbrauch der Schaltungsanordnung wird reduziert.

Der Fall, dass die detektierte Empfangssignalleistung stärker ist als die detektierte Sendesignalleistung umfasst auch den Fall, dass kein Sendesignal detektiert werden kann. Falls sowohl die detektierte Sendesignalleistung als auch die detektierte

Empfangssignalleistung unterhalb eines jeweiligen vorgegebenen Schwellwerts liegen und somit weder ein Sende- noch ein Empfangssignal detektiert werden kann, werden ebenfalls der Empfangsverstärkerpfad aktiviert und zusätzlich der Sendeverstärkerpfad deaktiviert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind der erste und der zweite

Frequenzbereich identisch. Ein Beispiel für solche Verfahren sind reine TDD-Verfahren wie z.B. LTE-TDD und TD-SCDMA, bei denen ausschließlich TDD verwendet wird und bei denen Funksignale sowohl in Empfangsrichtung (RX) als auch in Senderichtung (TX) zeitversetzt im demselben Frequenzbereich gesendet werden. Ein weiteres Beispiel sind FDD-Verfahren, bei denen eine Übertragung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne in Empfangsrichtung und Senderichtung in unterschiedlichen Frequenzbereichen, d.h. auf unterschiedlichen Trägerfrequenzen, stattfindet. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der zweite Frequenzbereich eine Vielzahl von Frequenzbereichen. Beispielsweise kann die Sendesignalleistung in dem ersten Frequenzbereich mit der Empfangssignalleistung einer Vielzahl von Empfangs- Frequenzbereichen verglichen werden.

In einer weiteren Ausführungsform findet die Detektion in Senderichtung (110) und die Detektion in Empfangsrichtung (120) im Wesentlichen gleichzeitig statt.„Im

Wesentlichen gleichzeitig" bedeutet hierbei, dass die Detektion in Sende- und

Empfangsrichtung auch zeitlich kurz nacheinander stattfinden kann. Entscheidend ist dabei, dass die Detektion in Senderichtung sowie die Detektion in Empfangsrichtung beide in einem Zeitfenster stattfinden, das sicherstellt, dass beispielsweise im Fall eines TDD-Verfahrens noch kein Umschalten von einer Übertragungsrichtung in die andere stattgefunden hat.

In einer weiteren Ausführungsform werden die Funksignale gemäß einem

Zeitduplexverfahren (Time Division Duplex, TDD) übertragen. In solchen Verfahren ist eine frequenzselektive Unterscheidung von TX- und RX-Signalen nicht möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt hingegen eine Richtungserkennung von

Funksignalen in bidirektionalen Verstärkersystemen auch für den Fall von TDD- Verfahren.

In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Detektion in Senderichtung mittels eines ersten Auskoppeins eines Anteils der in Senderichtung anliegenden Signalleistung an einem ersten Auskopplungspunkt, und die Detektion in Empfangsrichtung erfolgt mittels eines zweiten Auskoppeins eines Anteils der in Empfangsrichtung anliegenden Signalleistung an einem zweiten Auskopplungspunkt. Die auf diese Weise

ausgekoppelten Anteile der Signalleistungen können anderen Elementen der

Schaltungsanordnung zur weiteren Verarbeitung zugeleitet werden.

In einer weiteren Ausführungsform erfolgt das erste Auskoppeln mittels eines

Endgeräte-seitigen Kopplers, der einem Sendesignalleistungsdetektor vorgeschaltet ist, und das zweite Auskoppeln erfolgt mittels eines Antennen-seitigen Kopplers, der einem Empfangssignalleistungsdetektor vorgeschaltet ist. In einer weiteren Ausführungsform sind der Sendesignaldetektor und der

Empfangssignaldetektor zueinander richtungsentkoppelt. Dies stellt sicher, dass bei einem Sendesignal der Sendesignalleistungsdetektor eine höhere Leistung misst als der Empfangssignalleistungsdetektor, und umgekehrt, dass bei einem Empfangssignal der Empfangssignalleistungsdetektor eine höhere Leistung misst als der

Sendesignalleistungsdetektor. Weiterhin ist auf diese Weise sichergestellt, dass bei einem zeitgleichen Anliegen eines Sende- und Empfangssignals die Empfindlichkeit der Sendesignaldetektion hoch ist und somit ein Sendesignal mit einer höheren

Empfindlichkeit detektiert wird als ein Empfangssignal. Je höher dabei die

Entkopplung bezüglich der Signalrichtung ist, desto geringere Sendesignalpegel können bei gleichzeitigem Anliegen eines Empfangssignals an der Antenneneinheit detektiert werden. Mit anderen Worten wird die Desensibilisierung der

Sendesignaldetektion, die durch koexistierende Empfangssignale an der

Antenneneinheit bewirkt werden, durch eine möglichst hohe Entkopplung der

Detektoren vermindert.

In einer weiteren Ausführungsform funktionieren die dem Sendesignaldetektor und dem Empfangssignaldetektor vorgeschalteten Koppler jeweils als Richtkoppler mit hoher Richtwirkung. Dabei ist sichergestellt, dass nur ein geringer Teil der jeweiligen Signalleistung ausgekoppelt wird, um das eigentliche Nutzsignal nicht unnötig zu dämpfen.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Richtungsentkopplung durch eine

Signaldämpfung zwischen den Auskopplungspunkten erhöht, um eine noch bessere Entkopplung der Detektoren zu erreichen.

In einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem Endgeräte-seitigen Koppler und dem Sendesignalleistungsdetektor sowie zwischen dem Antennen-seitigen Koppler und dem Empfangssignalleistungsdetektor jeweils mindestens ein Bandpassfilter geschaltet.

In einer weiteren Ausführungsform werden der ausgekoppelte Anteil der in

Senderichtung anliegenden Signalleistung dem Sendesignalleistungsdetektor und der ausgekoppelte Anteil der in Empfangsrichtung anliegenden Signalleistung dem Empfangssignalleistungsdetektor zugeleitet. Der Sendesignalleistungsdetektor und der Empfangssignalleistungsdetektor erzeugen basierend auf den ausgekoppelten Anteilen jeweils ein Gleichspannungssignal, das jeweils einer Steuereinheit zugeleitet wird.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Auswerten der Gleichspannungssignale durch die Steuereinheit. Basierend auf einem Ergebnis des Auswertens erfolgt ein Aktivieren der jeweiligen Sende- und/oder

Empfangsverstärkerpfade durch die Steuereinheit. Auf diese Weise wird je nach erkannter Signalrichtung der jeweilige Verstärkerpfad aktiviert. Falls es sich bei dem erkannten Sendesignal um ein FDD-Sendesignal handelt wird mit dem jeweiligen FDD- Sendeverstärkerpfad gleichzeitig auch der entsprechende FDD- Empfangsverstärkerpfad aktiviert.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Zuführen der Funksignale an eine Frequenzweiche, einen Leistungsteiler oder einen

Hochfrequenzschalter, um das zugeführte Funksignal in den Sendeverstärkerpfad oder in den Empfangsverstärkerpfad zu leiten.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Sendeverstärkerpfad mindestens einen Sendeverstärker auf, und/oder der Empfangsverstärkerpfad weist mindestens einen Empfangsverstärker auf.

Um das oben genannte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung außerdem eine entsprechende Schaltungsanordnung zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne bereit. Die Vorrichtung umfasst Mittel zum

Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens.

Sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die detaillierte Beschreibung sind als Beispiel aufzufassen und sollen zur Erläuterung der beanspruchten Erfindung dienen. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Patentansprüchen ersichtlich. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Merkmale der Erfindung werden in den beiliegenden Ansprüchen näher erläutert. Die Erfindung selbst wird jedoch am besten anhand der nachstehenden detaillierten Beschreibung verständlich, die unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine exemplarische Ausführungsform der Erfindung beschreibt. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. l ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb einer

Schaltungsanordnung zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 5 eine Schaltungsanordnung zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die beigefügten Zeichnungen, der technische Inhalt und die detaillierte Beschreibung beziehen sich auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, was jedoch nicht als Beschränkung des Erfindungsgegenstands aufzufassen ist. Alle gleichwertigen Variationen und Änderungen, die entsprechend den beigefügten Ansprüchen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, sind durch diese Ansprüche abgedeckt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen detailliert beschrieben.

Fig. l zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zum Betrieb einer

Schaltungsanordnung 200 zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem

Endgerät 9 und einer Antenne 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die entsprechende Schaltungsanordnung 200 ist in Fig. 2 gezeigt und umfasst eine

Verstärkungseinheit 210 mit einem Sendeverstärkerpfad und einem

Empfangsverstärkerpfad. Die Schaltungsanordnung 200 wird unten im Detail beschrieben. Das Verfahren 100 umfasst ein Detektieren 110 einer in einem ersten Frequenzbereich anliegenden Signalleistung zur Bestimmung einer

Sendesignalleistung. Die Signalleistung liegt dabei aus Sicht des Endgeräts 9 (siehe Fig. 2) in Senderichtung an. Weiterhin umfasst das Verfahren 100 ein Detektieren 120 einer in einem zweiten Frequenzbereich anliegenden Signalleistung zur Bestimmung einer Empfangssignalleistung. Die Empfangssignalleistung liegt dabei aus Sicht des Endgeräts 9 in Empfangsrichtung an.

Wie einführend beschrieben ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere dann vorteilhaft, wenn der erste und der zweite Frequenzbereich identisch sind, also bei Verfahren nach Übertragungsstandards, bei denen die RX- und TX- Nutzfrequenzbereiche identisch sind. Ein Beispiel für solche Verfahren sind reine TDD- Verfahren wie z.B. LTE-TDD und TD-SCDMA, bei denen ausschließlich TDD verwendet wird und bei denen Funksignale sowohl in Empfangsrichtung (RX) als auch in Senderichtung (TX) zeitversetzt in demselben Frequenzbereich erfolgt. Für eine zuverlässige Bestimmung der Richtung von Funksignalen bei Verwendung eines Zeitduplexverfahrens ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Detektion in Senderichtung 110 und die Detektion in Empfangsrichtung 120 im Wesentlichen gleichzeitig stattfindet. Wie oben erläutert bedeutet„im Wesentlichen gleichzeitig" hierbei, dass die Detektion in Sende- und Empfangsrichtung auch zeitlich kurz nacheinander stattfinden kann. Entscheidend ist dabei, dass die Detektion in Senderichtung sowie die Detektion in Empfangsrichtung beide in einem Zeitfenster stattfinden, das sicherstellt, dass beispielsweise im Fall eines TDD-Verfahrens noch kein Umschalten von einer Übertragungsrichtung in die andere stattgefunden hat. Die Detektion in Sende- und Empfangsrichtung muss nicht zeitgleich erfolgen, solange sichergestellt ist, dass die Detektion der Richtung und das entsprechende Umschalten der Verstärkerpfade innerhalb der Einschaltzeit des HF-Signals erfolgt, in der noch keine für die

Kommunikation relevanten Informationen enthalten sind. Die zeitgleiche Verarbeitung der Detektoren bietet unter anderem den Vorteil einer schnelleren Verarbeitung von empfangenen und/oder gesendeten Signalen. Weiterhin können mögliche

Amplitudenschwankungen der Detektoren durch Modulationen der Signale von beiden Detektoren direkt miteinander verglichen werden.

Anschließend an das Detektieren und Bestimmen 110, 120 der jeweiligen Sende- und Empfangssignalleistung erfolgt ein Vergleichen 130 der detektierten

Sendesignalleistung mit der detektierten Empfangssignalleistung. Schritt 130 des Verfahrens 100 stellt eine Fallunterscheidung dar. Falls das Vergleichen 130 ergibt, dass die detektierte Sendesignalleistung stärker ist als die detektierte

Empfangssignalleistung, erfolgt ein Aktivieren 140 des Sendeverstärkerpfades zur Verstärkung von Sendesignalen in dem ersten Frequenzbereich in der

Schaltungsanordnung 200. Falls hingegen die Empfangssignalleistung stärker ist als die Sendesignalleistung, erfolgt ein Aktivieren 150 des Empfangsverstärkerpfades zur Verstärkung von Empfangssignalen in dem zweiten Frequenzbereich in der

Schaltungsanordnung 200. Wie oben ausgeführt, umfasst der Fall, dass die detektierte Empfangssignalleistung stärker ist als die detektierte Sendesignalleistung, auch den Fall, dass kein Sendesignal detektiert werden kann. Falls sowohl die detektierte Sendesignalleistung als auch die detektierte Empfangssignalleistung unterhalb eines jeweiligen vorgegebenen Schwellwerts liegen und somit weder ein Sende- noch ein Empfangssignal detektiert werden kann, wird ebenfalls der Empfangsverstärkerpfad aktiviert, und zusätzlich wird der Sendeverstärkerpfad deaktiviert.

Ergänzend oder alternativ zu dem beschriebenen Vergleichen 130 der detektierten Sendesignalleistung mit der detektierten Empfangssignalleistung kann nach der Detektion eines Sendesignals an dem Sendesignalleistungsdetektor 6a der

Empfangspfad in der Schaltungsanordnung unterbrochen bzw. deaktiviert werden, um anschließend über eine wiederholte Signalpegelmessung an dem Sendesignalleistungsdetektor 6a das Vorhandensein eines vom Endgerät 9 ausgehenden Sendesignals zu detektieren. Für den Fall, dass das detektierte Signal ein Antennen- seitiges Signal ist, würde nach dem Unterbrechen bzw. Deaktivieren des

Empfangspfades kein Signalleistungspegel an dem Sendesignalleistungsdetektor 6a mehr detektiert werden können. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass ein

empfangsseitiges Störsignal vom Sendeleistungssignaldetektor 6a ferngehalten werden kann. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass der Empfangspfad unterbrochen wird und unter Umständen Empfangsnutzsignale nicht verstärkt zum Endgerät weitergeleitet werden.

Für den Fall, dass es sich bei dem Sendesignal um ein TDD-Signal handelt, wird gleichzeitig mit dem Aktivieren des TDD-Sendeverstärkers der TDD- Empfangsverstärkerpfad deaktiviert.

Für den Fall, dass es sich bei dem Sendesignal um ein FDD-Signal handelt, wird gleichzeitig mit dem Aktivieren des FDD-Sendeverstärkers der FDD-Empfangsverstärkerpfad aktiviert. Auf diese Weise kann im Fall von FDD basierend auf der erfindungsgemäßen Richtungserkennung beispielsweise ein Überkoppeln von

Empfangssignalen in den Sendedetektorpfad erkannt und somit verhindert werden, dass ein FDD-Empfangssignal fälschlicherweise als FDD-Sendesignal interpretiert wird.

Die Detektion der jeweiligen Signalleistungen in Sende- und Empfangsrichtung no, 120 erfolgt vorzugsweise mittels eines jeweiligen Auskoppeins eines Anteils der in Senderichtung bzw. Empfangsrichtung anliegenden Signalleistung. Dies erfolgt auf Seiten des Endgeräts 9 mittels eines Endgeräte-seitigen Kopplers 8a als erstem

Auskopplungspunkt, der einem Sendesignalleistungsdetektor 6a vorgeschaltet ist. Entsprechend erfolgt das Auskoppeln auf Seiten der Antenne mittels eines Antennen- seitigen Kopplers 8b als zweiten Auskopplungspunkt, der ebenfalls einem

Empfangssignalleistungsdetektor 6b vorgeschaltet ist. Die Koppler 8a und 8b können auch an anderen Stellen in der Schaltungsanordnung 200 angeordnet sein, solange der in Empfangsrichtung wirkende Koppler 8a im Empfangspfad und der in Senderichtung wirkende Koppler 8b im Sendepfad liegt. Das heißt, der in Empfangsrichtung wirkende Koppler 8a muss derart angeordnet sein, dass das empfangene Signal über den Koppler 8a läuft und ein Anteil hiervon von diesem auskoppelbar ist, und der in Senderichtung wirkende Koppler 8b muss derart angeordnet sein, dass das gesendete Signal über den Koppler 8b läuft und ein Anteil hiervon von diesem auskoppelbar ist. Insbesondere ist es möglich, einen oder beide der Koppler 8a, 8b auch hinter einem entsprechenden Verstärker zu platzieren.

Um eine zuverlässige Richtungsbestimmung der Funksignale sicherzustellen, sind dabei der Sendesignalleistungsdetektor 6a und der Empfangssignalleistungsdetektor 6b vorzugsweise richtungsentkoppelt zueinander implementiert. Dies wird in vorteilhaften Ausführungsformen beispielsweise dadurch erreicht, dass die dem

Sendesignaldetektor 6a und dem Empfangssignaldetektor 6b vorgeschalteten Koppler 8a, 8b jeweils als Richtkoppler mit hoher Richtwirkung ausgestaltet sind.

Anstelle der Verwendung der Richtkoppler 8a, 8b können beispielsweise auch Splitter zur Aufteilung der Sende- und Empfangssignale eingesetzt werden. Auch für Splitter gilt das vorstehend zu den Kopplern 8a, 8b ausgeführte, insbesondere auch hinsichtlich der Anordnung in der Schaltungsanordnung.

Das Aktivieren 140, 150 des jeweiligen Verstärkerpfades, also des

Sendeverstärkerpfades oder des Empfangsverstärkerpfades in Abhängigkeit davon, welche der Sendesignalleistung und der Empfangssignalleistung stärker ist (d.h. einen höheren Signalpegel aufweist), wird durch eine Steuereinheit 7 gesteuert. Zu diesem Zweck werden der ausgekoppelte Anteil der in Senderichtung anliegenden

Signalleistung dem Sendesignalleistungsdetektor 6a und der ausgekoppelte Anteil der in Empfangsrichtung anliegenden Signalleistung dem Empfangssignalleistungsdetektor 6b zugeleitet. Der Sendesignalleistungsdetektor 6a und der Empfangssignal- leistungsdetektor 6b erzeugen basierend auf den ausgekoppelten Anteilen jeweils ein Gleichspannungssignal, das proportional zur jeweiligen Signalleistung ist. Diese Gleichspannungssignale werden der Steuereinheit 7 zugeleitet. Die Steuereinheit 7 wertet die ihr zugeleiteten Gleichspannungssignale aus. Die Auswertung erfolgt vorzugsweise durch eine Berechnungsvorschrift, die beispielsweise durch in der Fertigung der Schaltungsanordnung 200 aufgenommene Kalibrierdaten parametriert wird. Basierend auf einem Ergebnis dieser Auswertung aktiviert die Steuereinheit 7 entsprechend den jeweiligen Sende- und/oder Empfangsverstärkerpfad. Für den Fall eines erkannten TDD-Sendesignals wird also der TDD- Sendeverstärkerpfad aktiviert; entsprechend wird für den Fall eines erkannten TDD- Empfangssignals zumindest der TDD-Empfangsverstärkerpfad aktiviert, und der TDD- Sendeverstärkerpfad wird deaktiviert.

Für den Fall eines erkannten FDD-Sendesignals werden sowohl der FDD- Sendeverstärkerpfad als auch der FDD-Empfangsverstärkerpfad aktiviert.

Während das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft für Übertragungen gemäß einem TDD-Verfahren eingesetzt werden kann, ist wie oben beschrieben auch eine Verwendung für Übertragungen gemäß einem FDD-Verfahren oder für eine Kombination aus Übertragungen gemäß TDD- und FDD-Verfahren wie im Fall von GSM möglich. Im Fall von FDD-Verfahren ist beispielsweise denkbar, einfachere Frequenzfilter mit einer geringeren Frequenzselektivität einzusetzen. Das

erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, diese geringere Frequenzselektivität der Filter dadurch auszugleichen, dass die Richtung der Signale auch für FDD-Verfahren bestimmt werden kann.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das Verfahren sowie die entsprechende Schaltungsanordnung robust gegenüber Signalen sind, die an der Antenneneinheit 10 anliegen können, beispielsweise gegenüber Empfangssignalen, die von einer oder mehreren Basisstationen empfangen werden oder auch gegenüber Sendesignalen von in der Nähe befindlichen sonstigen

Endgeräten.

Beispielsweise sendet ein beliebiges sonstiges Endgerät außerhalb eines Fahrzeuges, in dem die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung verbaut ist, ein Funksignal, wobei sich das sonstige Endgerät in der Nähe der Antenneneinheit 10 befindet. Das

Sendesignal des sonstigen Endgeräts liegt als Störsignal an der Antenneneinheit 10 an. Das erfindungsgemäße Verfahren kann das Störsignal durch die erfindungsgemäße Richtungserkennung erkennen.

In einem anderen Szenario sendet eine Basisstation in E-UTRA-Band 3 (FDD) im Downlink. Der Empfangsfrequenzbereich des E-UTRA-Bandes 3 grenzt an das E- UTRA-Band 39 (TDD) an. Durch die erfindungsgemäße Richtungserkennung kann das störende Basisstationssignal erkannt werden und wird somit insbesondere nicht als ein Sendesignal des Endgeräts 9 in Band 39 detektiert.

In einem weiteren Szenario sendet ein weiteres Endgerät oder eine Basisstation, das bzw. die sich in der Nähe der Antenneneinheit 10 befindet, im E-UTRA-Band 7 (FDD Uplink oder Downlink). Das E-UTRA-Band 7 überschneidet sich mit dem E-UTRA- Band 41 (TDD). Durch die erfindungsgemäße Richtungserkennung wird ein

fehlerhaftes Detektieren eines Sendesignals in E-UTRA-Band 41 verhindert.

Zusammenfassend ist es somit möglich, mittels der erfindungsgemäßen

Richtungserkennung einen Störer einer Frequenz in anderen (speziell benachbarten) Bändern zu detektieren. Wie oben ausgeführt, ist dies besonders für den Fall dicht aneinandergrenzender oder sich überschneidender Bänder im Frequenzspektrum vorteilhaft.

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung 200 zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät 9 und einer Antenne 10, umfassend Mittel zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens. Fig. 2 zeigt die oben erwähnten Endgeräte- und Antennen- seitigen Koppler 8a, 8b sowie die an die Koppler 8a, 8b gekoppelten Frequenzweichen 3a und Hochfrequenzschalter 4a. Anstelle von oder zusätzlich zu

Frequenzweichen oder Hochfrequenzschaltern können Leistungsteiler verwendet werden. Ein vom Endgerät 9 kommendes Sendesignal wird über den Koppler 8a (bzw. einem entsprechenden Splitter) in den Sendeverstärkerpfad zur Antenne 10 geleitet und damit durch den Sendeverstärker 1, während ein von der Antenne 10 kommendes Empfangssignal über den Empfangsverstärkerpfad zum Endgerät 9 geleitet wird und damit durch den Empfangsverstärker 2. Sende- und Empfangsverstärker 1 und 2 sind in Fig. 2 als Verstärkungseinheit 210 zusammengefasst. Zwischen den Kopplern 8a, 8b (bzw. den entsprechenden Splittern) und den entsprechenden Sende- bzw.

Empfangssignalleistungsdetektor 6a, 6b ist jeweils ein Hochfrequenzfilter 5a, 5b angeordnet, das zum Filtern der ausgekoppelten Signalanteile entsprechend des zu bestimmenden Frequenzbereiches dient. Die Steuereinheit 7, die zum Steuern (d.h. Aktivieren und Deaktivieren) der Sende- und Empfangsverstärkerpfade eingerichtet ist, ist mit dem Sendesignalleistungsdetektor 6a sowie dem Empfangssignalleistungsdetektor 6b gekoppelt. Das Zuführen der Funksignale, die von dem Endgerät 9 und/oder der Antenne 10 kommen, erfolgt vorzugsweise an eine Frequenzweiche 3, einen Leistungsteiler (Koppler) oder einen Hochfrequenzschalter 4, um auf diese Weise das zugeführte Funksignal in den Sendeverstärkerpfad oder in den Empfangsverstärkerpfad zu leiten. Der Sendeverstärkerpfad weist mindestens einen Sendeverstärker 1 auf, und der Empfangsverstärkerpfad weist entsprechend

mindestens einen Empfangsverstärker 2 auf.

Die Schaltungsanordnung 200 nimmt vorzugsweise mit Hilfe einer

Übertragungseinheit 11 die Sendesignale des Endgeräts 9 zur leitungsbasierten

Weiterverarbeitung mit Hilfe der Schaltungsanordnung 200 auf und überträgt die Empfangssignale der Antenne 10 nach der Weiterverarbeitung durch die

Schaltungsanordnung 200 an das Endgerät 9. Die Übertragungseinheit 11 ist jedoch nicht notwendigerweise Teil der Schaltungsanordnung. In Sendesignalrichtung schließt sich an die Übertragungseinheit 11 der Koppler 8a an, der dazu dient, das Sendesignal des Endgeräts 9 in (zumindest) einen ersten Signalteil und einen zweiten Signalteil aufzuteilen und den ersten Signalteil dem Sendesignalleistungsdetektor 6a und den zweiten Signalteil der Verstärkungseinheit 210 zuzuführen.

Wie in Fig. 2 gezeigt, kann der Sendesignalleistungsdetektor 6a Sendesignale aufnehmen, bevor diese einen Sendeleistungsverstärker durchlaufen, während der Empfangssignalleistungsdetektor 6b Empfangssignale aufnimmt, nachdem diese einen Empfangsleistungsverstärker durchlaufen haben. Diese Anordnung kann jedoch in vielerlei Hinsicht geändert werden: Beispielsweise könnte auch dem

Sendesignalleistungsdetektor 6a ein Signalverstärker vorgeschaltet sein, oder der Empfangssignalleistungsdetektor 6b könnte Empfangssignale aufnehmen, bevor sie einen Empfangsleistungsverstärker durchlaufen. In letzterem Falle könnte auch dem Empfangssignalleistungsdetektor 6b ein gesonderter Vorverstärker vorgeschaltet sein. Der Vorteil, den Empfangssignalleistungsdetektor 6b erst nach dem

Empfangsleistungsverstärker 2, wie in Fig. 2 gezeigt, anzuordnen, ist darin zu sehen, dass auf einen Vorverstärker verzichtet werden kann und der

Empfangssignalleistungsdetektor mit geringerer Empfindlichkeit ausgebildet sein kann. Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung 300 zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät 9 und einer Antenne 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Insbesondere stellt die in Fig. 3 gezeigte Schaltungsanordnung 300 eine Erweiterung der in Fig. 2 gezeigten Schaltungsanordnung 200 auf ein Multi-Band- Verstärkersystem dar.

Aufgrund der Erweiterung auf ein Multi-Band- Verstärkersystem weist die Schaltung 300 entsprechend mehrere Verstärkerpfade auf, die in der Fig. 3 als

Verstärkungseinheit 310 zusammengefasst sind. Für jedes von der

Schaltungsanordnung 300 zu unterstützende Frequenzband ist dabei jeweils mindestens ein Sendeverstärkerpfad und ein Empfangsverstärkerpfad vorgesehen. Je nachdem, ob in dem jeweiligen Frequenzband ein Halbduplex- oder ein Vollduplex- Verfahren zu unterstützt ist, sind die jeweiligen Sende- und Empfangsverstärkerpfade eines Frequenzbandes gleichzeitig bzw. parallel oder unabhängig voneinander schaltbar (d.h. zu aktivieren/deaktivieren). Anstatt nur eines Hochfrequenzfilters 5a wie in der Schaltungsanordnung 200 der Fig. 2 gezeigt sind in der

Schaltungsanordnung 300 der Fig. 3 mehrere Hochfrequenzfilter 5a, 5b, 5x zwischen den Kopplern 8 a, 8b und den entsprechenden Sende- bzw.

Empfangssignalleistungsdetektoren 6a, 6b angebracht, wobei jedes der

Hochfrequenzfilter 5a, 5b, 5x zum Filtern der ausgekoppelten Signalanteile entsprechend der zu bestimmenden Frequenzbereiche dient, die in dem Multi-Band- Verstärkersystem unterstützt werden. Zusätzlich weist die Schaltungsanordnung 300 weitere Frequenzweichen 3c, 3d und/oder weitere Hochfrequenzschalter 4c, 4d auf, die jeweils zwischen den Kopplern 8a, 8b und die mehreren Hochfrequenzfilter 5a, 5b, 5x angeordnet sind und die die ausgekoppelten Sende- und Empfangssignalanteile den Hochfrequenzfiltern 5a, 5b, 5x zuleiten. Zwischen die Sende- und

Empfangssignalleistungsdetektoren 6a, 6b ist jeweils ein entsprechender

Hochfrequenzschalter 4b, 4e gekoppelt, der das jeweilige von den Hochfrequenzfiltern 5a, 5b, 5x gefilterte Signal den Sende- und Empfangssignalleistungsdetektoren 6a, 6b zuleitet. Dabei werden die Hochfrequenzschalter 4b, 4e vorzugsweise parallel geschaltet (d.h. gleichzeitig in gleicher Weise), um sicherzustellen, dass in beiden Detektoren 6a, 6b jeweils derselbe Frequenzbereich detektiert wird. Alternativ zu der Verwendung von Hochfrequenzschaltern 4b, 4e ist auch eine

Verwendung von Frequenzweichen oder Leistungsteilern denkbar. Dies ist in der Fig. 3 nicht gezeigt.

Die Koppler bzw. Leistungsteiler 8 a und 8b können alternativ an anderen Orten in der Schaltungsanordnung 200, 300 angeordnet sein, solange sichergestellt ist, dass sich der Sendesignal-seitige Koppler 8a zumindest im Sendepfad und der Empfangssignal- seitige Koppler 8b zumindest im Empfangspfad befinden und beide Detektoren 6a und 6b zueinander richtungsentkoppelt sind. Insbesondere gelten die zu Fig. 2 getroffenen Ausführungen zur Anordnung vor bzw. nach entsprechenden Verstärkern auch für die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform.

In weiteren Ausführungsformen der Schaltungsanordnung ist nur ein Koppler vorgesehen. Eine entsprechende Schaltungsanordnung ist in der Fig. 5 gezeigt. Dort ist ein Koppler 8a Endgeräte-seitig verbaut. Die zwischen Endgerät 9 und Koppler 8a vorgesehene Übertragungseinheit 11 ist der Übersichtlichkeit halber in Fig. 5 nicht gezeigt. Die Detektorpfade 5a und 5b können alternativ über einen

Hochfrequenzschalter an einen einzigen Detektor 6 zusammengeführt werden. In diesem Fall übernimmt der Detektor 6 je nach Stellung des Schalters entweder die Funktion des Sendesignalleistungsdetektors 6a oder in einer weiteren Schalterstellung die Funktion des Empfangssignalleistungsdetektors 6b. Möglich ist es auch, den Koppler antennenseitig anzubringen, beispielsweise in Empfangsrichtung betrachtet vor der/den oben gezeigten Frequenzweiche(n) 3a und dem/den

Hochfrequenzschalter(n) 4a.

Auch bei der Schaltungsanordnung 300 wie in Fig. 3 gezeigt ist eine Steuereinheit 7 mit den Sende- und Empfangssignalleistungsdetektoren 6a, 6b gekoppelt, die eingerichtet ist, die ihr zugeleiteten ausgekoppelten Signalanteile auszuwerten und basierend auf einem Ergebnis dieser Auswertung entsprechende Sendeverstärkerpfade und/oder Empfangsverstärkerpfade der Verstärkungseinheit 310 zu steuern (d.h. zu

aktivieren/deaktivieren).

Die in Fig. 3 gezeigte Schaltungsanordnung 300 ermöglicht es, die vorliegende

Erfindung auch in Multi-Standard- Verstärkersystemen einzusetzen, die mehrere Funkstandards unterstützen wie beispielsweise TDD- und FDD-Systeme sowie Mischformen aus TDD- und FDD.

Alternativ oder zusätzlich zu einer Implementierung einer Richtungsentkopplung mittels Richtkopplern, wie oben erläutert, wird eine Richtungsentkopplung in einigen Ausführungsformen dadurch erreicht, dass eine Signaldämpfung zwischen den Auskopplungspunkten (in den oben dargestellten Ausführungsbeispielen sind dies die Koppler 8a, 8b) erhöht wird. Durch das Erhöhen der Richtungsentkopplung der Detektoren 6a, 6b kann eine Desensibilisierung der Sendesignaldetektion am Sende- signalleistungsdetektor 6a, wie sie durch ein gleichzeitiges Störsignal an der

Antenneneinheit 10 bewirkt wird, verringert werden.

Fig. 4 zeigt eine entsprechende Ausführungsform der Schaltungsanordnung. Die Schaltungsanordnung 400 entspricht dabei im Wesentlichen der Schaltungsanordnung 200 aus Fig. 2. Im Unterschied zur Schaltungsanordnung 200 der Fig. 2 weist die Schaltungsanordnung 400 der Fig. 4 jedoch zusätzlich zu den Endgeräte-seitig angeordneten Frequenzweichen 3a bzw. Hochfrequenzschaltern 4a ein

Signaldämpfungselement 410 auf, das die oben erwähnte Signaldämpfung zwischen den Kopplern 8a, 8b erhöht. Das Signaldämpfungselement 410 kann auf verschiedene Weise ausgestaltet sein. Das Signaldämpfungselement 410 kann beispielsweise als eine Kombination aus einem Dämpfungsglied und einem Leistungsteiler (Splitter, Koppler) ausgestaltet sein. Anstelle eines Splitters kann auch ein Schalter in Kombination mit einem Dämpfungsglied verwendet werden. Weitere Kombinationen sind denkbar.

Bezugszeichenliste

1 Sendeverstärker

2 Empfangsverstärker

3, 3a Frequenzweiche

4, 4a Hochfrequenzschalter

5 Hochfrequenzfilter

6a Sendesignalleistungsdetektor

6b Empfangssignalleistungsdetektor

7 Steuereinheit

8a, 8b Koppler

9 Endgerät

10 Antenne

11 Übertragungseinheit

100 Verfahren

110-150 Verfahrensschritte

200, 300,

4OO Schaltungsanordnung

210 Verstärkungseinheit

4IO Signaldämpfungselement