Hintergrund

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne oder einem Antennenanschluss sowie eine

Schaltungsanordnung zum Ausführen eines solchen Verfahrens. Insbesondere dient die Verstärkung dazu, eine zwischen dem Endgerät und der Antenne auftretende

Dämpfung der Signalübertragung bei Sende- und/oder Empfangssignalen zu kompensieren.

Solche Schaltungsanordnungen werden beispielsweise bei dem Betrieb von

Endgeräten, beispielsweise in der Form von Mobiltelefonen, in Kraftfahrzeugen genutzt. Durch die Schaltungsanordnung soll der Empfang des Mobiltelefons im Inneren des Kraftfahrzeugs verbessert werden.

Bei einem beispielhaften Szenario ist das Mobiltelefon mit Hilfe der

Schaltungsanordnung und einer Hochfrequenzleitung mit einer externen Antenne des Kraftfahrzeugs verbunden. In dem Fall gilt es die Dämpfung der Signalübertragung zwischen dem Mobiltelefon und der externen Antenne des Kraftfahrzeugs zu kompensieren. Die Anbindung des Mobiltelefons an die externe Antenne kann sowohl kabelgebunden als auch kabellos erfolgen. Bei der kabelgebundenen Anbindung muss die Dämpfung des Kabels, der Hochfrequenzleitung und ggf. weiterer Bauteile der Schaltungsanordnung oder mit ihr verbundener Bauteile ausgeglichen werden.

Üblicherweise ist diese Dämpfung bekannt und/oder eindeutig ermittelbar. Bei der kabellosen Anbindung ist zusätzlich die Dämpfung, die auf der Luftschnittstelle auftritt, zu berücksichtigen. Diese ist üblicherweise variabel und erfordert eine adaptive Anpassung der Verstärkung. Denkbar ist auch ein beispielhaftes Szenario, bei dem es Aufgabe der Schaltungsanordnung ist, Signale des Mobiltelefons zu verstärken, im Rahmen der Leistungsgrenzen, die der jeweilige Mobilfunkstandard vorsieht. Moderne Mobiltelefone unterstützen in der Regel eine Vielzahl von

Kommunikationsstandards in unterschiedlichen Frequenzbereichen, wie beispielsweise Global System for Mobile Communications (GSM), Universal Mobile

Telecommunications System (UMTS), Long Term Evolution (LTE) usw., die unterschiedliche Übertragungsverfahren verwenden. Um einen zuverlässigen Betrieb bei Verwendung unterschiedlicher Kommunikationsstandards bereitstellen zu können, muss die Schaltungsanordnung diese unterschiedlichen Standards und/oder

Trägerfrequenzen unterstützen. Das bedeutet, dass die Schaltungsanordnung für die unterschiedlichen Frequenzbereiche spezifisch angepasste Verstärker bereitstellen muss. Da aktivierte Verstärker jedoch den Frequenzbereich eines anderen Verstärkers stören können, ist es üblicherweise erforderlich, nur den vom Endgerät aktuell genutzten Frequenzbereich zu verstärken. Daneben ist der Leistungsverbrauch ein weiterer Aspekt. Die Verstärker der nicht-verwendeten Frequenzbereiche sollten daher nicht aktiviert sein. Es lässt sich allgemein sagen, dass vorzugsweise nur die gerade benötigten Verstärkerpfade eingeschaltet werden, um den Schaltungsaufwand, gegenseitige Störungen und den Leistungsverbrauch zu minimieren. Möglich ist es auch, den oder die nicht-benötigten Signalpfade durch entsprechende vor- und/oder nachgeschaltete Schalter wegzuschalten. Beispielsweise bedeutet dies, dass wenn ein Sendesignal in einem bestimmten Frequenzband detektiert wird, der entsprechende Sendeverstärkerpfad zugeschaltet wird, und die anderen Signalpfade weggeschaltet und/oder deren Verstärker stromlos geschaltet werden.

Damit die richtige Verstärkungsschaltung für den benötigten Frequenzbereich aktiviert wird, muss die Schaltungsanordnung somit in der Lage sein, erkennen zu können, in welchem Frequenzbereich übertragen wird, also welcher Standard und/oder welche Trägerfrequenz gerade verwendet wird. Erst dann kann die Schaltungsanordnung für diesen Frequenzbereich konfiguriert werden. Die Erkennung des Frequenzbereichs erfolgt beispielsweise durch Detektionseinheiten, die das zu verstärkende Signal analysieren und daraufhin den entsprechenden Frequenzbereich ermitteln. Aufgrund dieses ermittelten Frequenzbereichs kann dann die Schaltungsanordnung konfiguriert werden, beispielsweise durch Schalten von jeweiligen Signalzweigen, welche Verstärker für den entsprechenden Frequenzbereich beinhalten. In der Regel wird für die

Ermittlung des entsprechenden Frequenzbereichs ein von dem Endgerät gesendetes Signal ausgewertet. Die Verstärkungsschaltungen werden daraufhin sowohl für den Sendebetrieb als auch den Empfangsbetrieb konfiguriert. In dem Fall, in dem kein Sendesignal des Endgeräts erfasst wird, findet auch keine Verstärkung spezifischer Frequenzbereiche von Sendesignalen statt. Stattdessen werden in dem Fall

vorzugsweise alle unterstützten Empfangsbänder von der Antenne in Richtung Endgerät verstärkt, bei deaktivierten Sendepfaden. Dies kann z.B. mit Hilfe einer voreingestellten, ggf. für mehrere Frequenzbereiche geeigneten Verstärkung geschehen. Denkbar ist auch, die Empfangssignale transparent, also ohne Verstärkung von der Antenne zu dem Endgerät zu leiten.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2006 010 963 Ai wird eine

Schaltungsanordnung beschrieben, die eine Detektion eines entsprechenden

Frequenzbereichs und eine dazugehörige Konfiguration der Verstärkungsschaltung ermöglicht. Die Detektion erfolgt anhand mehrerer Detektoren, die für spezifische Frequenzbereiche ausgelegt sind. Insbesondere werden getrennte Detektoren für die GSM-Technologie sowie für die UMTS-Technologie verwendet. Die Verwendung von mehreren Detektoren hat insbesondere bei Multiband-Systemen jedoch den Nachteil, dass die Schaltungsanordnung komplex ausgestaltet ist und weniger flexibel für eine Erweiterung im Hinblick auf die Detektion von Sendesignalen neuerer Funkstandards ist.

Zur Behebung dieses Nachteils schlägt die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2009 027358 Ai eine Einführung eines„Pollingbetriebs" vor, der den schaltungstechnischen Aufwand durch Verwendung von nur einem einzigen Detektor reduzieren soll. Dieser Pollingbetrieb ermöglicht unterschiedliche Signalzweige, die für unterschiedliche Frequenzbereiche ausgestaltet sind, mit dem Detektor zu verbinden. Hierdurch wird die Verwendung von nur einem einzigen Detektor für alle unterschiedlichen

Frequenzbereiche, beispielsweise verschiedener Mobilfunkstandards, ermöglicht.

Ein entscheidender Nachteil des in dieser Druckschrift beschriebenen Pollingbetriebs besteht jedoch darin, dass moderne Handover- Verfahren, wie Inter-band Handover oder Inter-frequency Handover unzureichend unterstützt werden. Bei derartigen Handover wechselt das Mobiltelefon beispielsweise während einer laufenden

Kommunikation in einen anderen Frequenzbereich. Auch sind moderne Mobiltelefone in der Lage, zwischen mehreren Kommunikationsstandards zu wechseln, z.B. durch ein sog. Inter-RAT-Handover (RAT = Radio Access Technology), bei denen gegebenenfalls auch ein Wechsel in ein anderes Frequenzband stattfindet. Handover- Verfahren, bei denen das Mobiltelefon beispielsweise während einer laufenden Kommunikation in einen anderen Frequenzbereich wechselt, werden nachfolgend einheitlich als„Inter- band Handover" bezeichnet. Die in der genannten Offenlegungsschrift DE 10 2009 027 358 Ai offenbarte Schaltungsanordnung eignet sich hierfür nicht, da die

Detektionseinheit ein aufgefundenes Signal zwar permanent überwacht, jedoch in der spezifischen Verstärkungskonfiguration solange verharrt, wie ein verwertbares Signal in dem Signalzweig detektiert wird. Damit wird ein vom Mobiltelefon verwendetes Signal in einem anderen Frequenzbereich nicht bzw. erst sehr spät erkannt.

Ein zuverlässiger Betrieb der Schaltungsanordnung setzt jedoch eine zuverlässige Bestimmung des aktiven Bands, also des Frequenzbereichs, voraus. Demnach muss die Schaltungsanordnung in der Lage sein, Signalleistungspegel in den einzelnen

Frequenzbereichen ständig, also auch während einer laufenden Übertragung, zu überwachen und zu vergleichen. In der Praxis hat es sich als schwierig erwiesen, dass die Schaltungsanordnung während der laufenden Übertragung einen Bandwechsel erkennt, da die erforderliche Frequenzentkopplung der Filter hier sehr groß sein muss. Alternativ wäre es bei der Schaltungsanordnung der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 027358 Ai zunächst erforderlich, für jeden Frequenzbereich eine eigene Detektoreinheit einzuführen, da die Auswertung mittels einer einzigen Detektoreinheit die kontinuierliche Fortführung des Pollingbetriebs voraussetzt, was jedoch zu einer Unterbrechung der Signalübertragung führen würde. Die Einführung mehrerer Detektoreinheiten würde jedoch alleine noch keine ausreichende Lösung bieten, da jedes Schalten den HF-Pfad unterbricht, d.h. es wären weitere konzeptionelle

Neuanordnungen erforderlich. Außerdem würde das Vorsehen mehrerer

Detektoreinheiten wiederum zu der unerwünschten Schaltungskomplexität, wie sie in der Druckschrift DE 10 2006 010 963 Ai vorhanden ist, führen.

Ein weiterer Nachteil der oben genannten Schaltungsanordnung besteht darin, dass bei Abwesenheit eines Sendesignals die verschiedenen Signalzweige, die unterschiedlichen Frequenzbereichen entsprechen, fortlaufend durchgeschaltet werden und somit eine Synchronisation auf den Startzeitpunkt des Sendesignals nicht möglich ist. Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung und ein entsprechendes Verfahren zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne bereitzustellen, die die genannten modernen Handover- Verfahren im laufenden Betrieb ohne wesentliche zeitliche Verzögerung erkennen und

unterstützen. Insbesondere ist also die Möglichkeit einer dauerhaften Überwachung aller unterstützen Frequenzbereiche vorzusehen, ohne in den laufenden

Verstärkungsbetrieb einzugreifen und ohne den schaltungstechnischen Aufwand zu erhöhen.

Zusammenfassung

Die Aufgabe wird durch das Verfahren sowie die Schaltung der unabhängigen

Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen beansprucht.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne oder einem Antennenanschluss mithilfe einer

Schaltungsanordnung weist eine Verstärkungseinheit und eine Detektoreinheit, die für unterschiedliche Frequenzbereiche ausgebildete Signalzweige und einen

Leistungsdetektor aufweist, auf und umfasst ein Empfangen eines Sendesignals von dem Endgerät, ein Aufteilen des Sendesignals in zumindest einen ersten Signalteil und einen zweiten Signalteil, ein Anlegen des ersten Signalteils an die Signalzweige der Detektoreinheit, ein Ermitteln eines Frequenzbereichs des ersten Signalteils durch zeitlich aufeinanderfolgendes Anlegen der Signalzweige der Detektoreinheit an den Leistungsdetektor zur Auswertung einer Leistung des ersten Signalteils, ein Einstellen der Signalführung für den zweiten Signalteil in der Verstärkungseinheit basierend auf dem durch die Detektoreinheit ermittelten Frequenzbereich und ein Verstärken von zumindest dem zweiten Signalteil mithilfe der Verstärkungseinheit.

Aufgrund der Aufteilung in zumindest zwei Signalteile ist es möglich, die

Detektoreinheit unabhängig von der Verstärkungseinheit anzuordnen. Somit kann eine Ermittlung des Frequenzbereichs mit Hilfe der Detektoreinheit, während einer laufenden Übertragung, also während die Verstärkungseinheit Sende- und

Empfangssignale verstärkt, durchgeführt werden. Somit wird es dem Endgerät ermöglicht, Handover- Verfahren, wie Inter-band Handover, bei gleichzeitiger optimaler Verstärkung durch die Schaltungsanordnung. Zudem ist somit möglich, dass während der Verstärkung Störsignale, die unter Umständen die Nutzfrequenzzweige der Detektoreinheit überkoppeln, und Inter-Band Carrier Aggregation des Endgeräts (zwei Uplink-Signale in unter-schiedlichen Frequenzbändern) erkannt werden können. Dabei genügt für die erfindungsgemäße Anordnung vorzugsweise die Verwendung von nur einer Detektoreinheit, d.h., die Schaltungskomplexität, wie sie bei der Verwendung mehrerer Detektoreinheiten entstehen würde, wird vermieden. Die Unabhängigkeit der Detektoreinheit von der Verstärkungseinheit hat zudem den Vorteil, dass die

Detektoreinheit sowohl andere Frequenzbereiche als auch eine größere Anzahl an Frequenzbereichen untersuchen kann, als die Verstärkungseinheit verstärken soll. Somit kann eine zuverlässige Bestimmung von Nutzsignalen und Störsignalen erfolgen.

Vorzugsweise wird das Sendesignal des Endgeräts über eine Funkschnittstelle empfangen. Hierfür kann die Schaltungsanordnung über eine

Signalkopplungseinrichtung, also eine Übertragungseinheit, verfügen, die drahtlose Funksendesignale des Endgeräts entgegennimmt und zur weiteren Verarbeitung in eine Hochfrequenzleitung einkoppelt und/oder Empfangssignale des Endgeräts, die z.B. von der Antenne des Autos empfangen werden und über eine Hochfrequenzleitung und die Schaltungsanordnung geführt werden, zur drahtlosen Übertragung in Richtung des Endgeräts auskoppelt. Der Verzicht auf eine kabelgebundene Verbindung zwischen dem Endgerät und der Schaltungsanordnung und damit der Antenne ermöglicht eine größere räumliche Flexibilität und zusätzlichen Komfort.

Alternativ kann das Endgerät auch über ein Kabel mit der Schaltungsanordnung verbunden werden, welches Störungen, die bei einer Funkverbindung auftreten, vermeidet.

Vorzugsweise umfasst das Aufteilen des Sendesignals ein Aufteilen einer

Sendesignalleistung mithilfe zumindest eines Richtkopplers oder Splitters.

Vorzugsweise weist der erste Signalteil des Sendesignals des Endgeräts eine geringere Leistung als der zweite Signalteil auf. Demnach wird nur ein geringer Anteil der Leistung für die Detektion verwendet und der zweite Signalteil kann ohne größeren Leistungsverlust an die Verstärkungsschaltung und/oder die Antenne weitergeleitet werden. Dies unterstützt somit die während der Durchführung der

Frequenzbereichsermittlung andauernde Übertragung und bietet dabei Vorteile in der weiteren Verarbeitung des Hochfrequenzsignals, wie beispielsweise geringere bauteiltechnische Anforderungen an die Verstärker.

Vorzugsweise weisen die für unterschiedliche Frequenzbereiche ausgebildete

Signalzweige jeweils zumindest einen Bandpassfilter auf. Die Verwendung der Bandpassfilter ermöglicht ein Filtern des Signals auf den vom Leistungsdetektor auszuwertenden Frequenzbereich des Signals.

Vorzugsweise entspricht der ermittelte Frequenzbereich einem Frequenzbereich eines Funkstandards, insbesondere eines Mobilfunkstandards und/oder eines Standards für lokale Drahtlosnetze. Somit können durch unterschiedliche Signalzweige mit unterschiedlichen Frequenzbereichen unterschiedliche Standards oder

Trägerfrequenzen unterstützt werden. Neue Standards können zudem relativ leicht durch Hinzufügen eines weiteren Signalzweiges in der Detektionseinheit sowie einer zugehörigen Verstärkungsschaltung in der Verstärkungseinheit, die für den

Frequenzbereich des neuen Standards ausgestaltet sind, ergänzt werden.

Vorzugsweise wird das Ermitteln eines Frequenzbereichs des ersten Signalteils kontinuierlich ausgeführt. Dies ermöglicht schnell auf ein eingehendes Signal zu reagieren, da die Ermittlung ständig ausgeführt wird.

Alternativ wird das Ermitteln eines Frequenzbereichs des ersten Signalteils aufgrund eines Auslöseereignisses gestartet. Dies kann beispielsweise durch ein Auslöseereignis erfolgen, das einem Sendesignal entspricht. Dabei erkennt beispielsweise die

Steuereinheit mit Hilfe der Detektionseinheit, die sich in ihrem initialen Zustand befindet, bei der das Signal breitbandig, beispielsweise ohne Bandpassfilter, durchgeleitet wird, eine Schwellwertüberschreitung der Sendeleistung, wodurch die Ermittlung des Frequenzbereichs beginnen kann. Damit wird eine zeitliche

Synchronisation der Ermittlung des Frequenzbereichs auf den Start des Sendesignals möglich. Vorzugsweise beinhalten die für unterschiedliche Frequenzbereiche ausgebildeten Signalzweige der Detektoreinheit jeweils zumindest einen oder einen gemeinsamen Hochfrequenzverstärker zur Dynamikerweiterung der Leistungsmessung. Es kann auch vorgesehen sein, dass einer oder mehrere der Signalzweige jeweils zumindest einen Hochfrequenzverstärker aufweisen, während zwei oder mehr der Signalzweige sich einen gemeinsamen Hochfrequenzverstärker teilen. In jedem Fall ermöglicht eine derartige Ausgestaltung eine zuverlässigere Ermittlung des verwendeten

Frequenzbereichs.

Vorzugsweise umfasst das Ermitteln eines Frequenzbereichs des ersten Signalteils ein Vergleichen der Signalleistung von zumindest einem der zeitlich aufeinanderfolgend an den Leistungsdetektor angelegten Signale mit einer Schwellwertleistung. Durch den Schwellwertvergleich kann ermittelt werden, ob ein Signal in dem Frequenzbereich vorhanden ist und demnach die Verstärkungseinheit diesen Frequenzbereich verstärken soll.

Alternativ oder ergänzend umfasst das Ermitteln eines Frequenzbereichs des ersten Signalteils ein Vergleichen der Signalleistung eines ersten der zeitlich

aufeinanderfolgend an den Leistungsdetektor angelegten Signale mit zumindest einem zweiten der zeitlich aufeinanderfolgend an den Leistungsdetektor angelegten Signale. Somit ist es der Schaltungsanordnung möglich den Frequenzbereich, der sich aus dem Signalzweig mit der maximalen Signalleistung ergibt, zu ermitteln.

Vorzugsweise werden die an dem Leistungsdetektor zeitlich aufeinanderfolgend angelegten Signale jeweils in eine Gleichspannung umgewandelt. Das oben

beschriebene Vergleichen erfolgt dann vorzugsweise mithilfe der umgewandelten Signale und vereinfacht somit die nachfolgende Bearbeitung der Signale.

Vorzugsweise umfasst das Einstellen der Signalführung für den zweiten Signalteil in der Verstärkungseinheit ein Schalten von Signalzweigen, die einen oder mehrere für den ermittelten Frequenzbereich ausgelegte Verstärker aufweisen.

Die für verschiedene Frequenzbereiche ausgelegten Verstärker können auf

unterschiedlichen Signalzweigen gelegen sein. So kann das Einstellen der

Verstärkungseinheit auf den ermittelten Frequenzbereich durch einfaches Umstellen des Signalzweiges erfolgen. Diese Ausgestaltung als verschiedene schaltbare

Signalzweige hat zudem den Vorteil, dass die Schaltung leicht neue Signalzweige, die wiederrum neue Frequenzbereiche abdecken, einbinden kann.

Vorzugsweise werden sowohl von dem Endgerät gesendete Signale als auch von der Antenne empfangene Signale mithilfe der Verstärkungseinheit verstärkt.

Die Schaltungsordnung erlaubt somit auch, dass die an der Antenne empfangenen Signale in dem ermittelten Frequenzbereich verstärkt werden. Insbesondere können Übertragungsverfahren nach einem TDD (Time Division Duplex) oder FDD (Frequency Division Duplex) Verfahren unterstützt werden, wobei bei den TDD-Verfahren zu einem Zeitpunkt nur Sende- oder Empfangssignale verstärkt werden, während bei den FDD-Verfahren Sende- und Empfangssignale gleichzeitig verstärkt werden.

Vorzugsweise ist die Verstärkung von zumindest dem zweiten Signalteil mithilfe der Verstärkungseinheit derart ausgelegt, dass eine Dämpfung der Signalübertragung zwischen dem Endgerät und der Antenne kompensiert wird. Die Schaltungsanordnung kann so dem Umstand Rechnung tragen, dass sich das Endgerät nicht im Freien befindet, sondern im Inneren eines Kraftfahrzeugs liegt und an eine externe Antenne gekoppelt ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise ferner ausgestaltet, nach dem Einstellen der Signalführung für den zweiten Signalteil in der Verstärkungseinheit und bei dem Verstärken von zumindest dem zweiten Signalteil mithilfe der

Verstärkungseinheit, ein Empfangen eines weiteren Sendesignals von dem Endgerät, ein Aufteilen des weiteren Sendesignals zumindest in einen ersten weiteren Signalteil und einen zweiten weiteren Signalteil, ein Anlegen des ersten weiteren Signalteils an zumindest einen Signalzweig der Signalzweige der Detektoreinheit, sowie ein Ermitteln eines Frequenzbereichs des ersten weiteren Signalteils durch zeitlich

aufeinanderfolgendes Anlegen des zumindest einen Signalzweigs der Detektoreinheit an den Leistungsdetektor zur Auswertung einer Leistung des ersten weiteren

Signalteils, zu umfassen. Es können für die Auswertung alle oder nur eine Untermenge der vorhandenen Signalzweige und demnach eine Untermenge von Frequenzbereichen verwendet werden. Dabei kann die Auswahl der zu analysierenden Frequenzbereiche beim Anlegen an die Signalzweige, beim Anlegen an den Leistungsdetektor oder bei beiden erfolgen. Somit können je nach Situation, z.B. je nach aktuell eingerichteter Verstärkung, unterschiedliche Frequenzbereiche für die Detektion herangezogen werden.

Die Detektoreinheit ist demnach in der Lage Handover- Verfahren, wie Inter-band Handover, Inter-frequency Handover oder Inter-RAT-Handover, bei gleichzeitiger optimaler Verstärkung durch die Schaltungsanordnung, durchzuführen. Insbesondere wird die laufende Übertragung nicht durch die kontinuierliche

Frequenzbereichsermittlung durch die Detektoreinheit unterbrochen. Zudem ist somit möglich, dass Störsignale, die unter Umständen die Nutzfrequenzzweige der

Detektoreinheit überkoppeln, und Inter-Band Carrier Aggregation des Endgeräts (zwei Uplink-Signale in unter-schiedlichen Frequenzbändern) erkannt werden können.

Vorzugsweise wird das zeitlich aufeinanderfolgende Anlegen der Signalzweige der Detektoreinheit durch Schalten der Signalzweige der Detektoreinheit an den

Leistungsdetektor ausgeführt. Somit wird sichergestellt, dass jeweils nur ein

Signalzweig zur Auswertung an dem Leistungsdetektor anliegt.

Weiterhin ist es in einer bevorzugten Ausgestaltung möglich, Störsignale zu erkennen. Dies erfolgt dadurch, dass die Detektoreinheit eine Leistung bei einem angelegten Signalzweig mit zumindest einen Bandpassfilter mit einer Leistung bei einem angelegten breitbandigen Signalzweig, vorzugsweise ohne Bandpassfilter, vergleicht. Störsignale können dadurch erkannt werden, dass der Leistungsdetektor bei angelegtem Signalzweig mit Bandpassfilter einen deutlich geringeren Leistungspegel als bei angelegtem Signalzweig ohne Bandpassfilter aufweist. Dadurch wird die Genauigkeit der ausgeführten Ermittlung des Frequenzbereichs verbessert.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne weist eine Übertragungseinheit, die eingerichtet ist, ein Sendesignal von dem Endgerät zu empfangen, ein

Aufteilungsmittel, das eingerichtet ist, das Sendesignal zumindest in einen ersten Signalteil und einen zweiten Signalteil aufzuteilen, eine Detektoreinheit, die für unterschiedliche Frequenzbereiche ausgebildete Signalzweige einen Leistungsdetektor aufweist, und eingerichtet ist, den ersten Signalteil an die Signalzweige der Detektoreinheit anzulegen und einen Frequenzbereich des ersten Signalteils durch zeitlich aufeinanderfolgendes Anlegen der Signalzweige der Detektoreinheit an den Leistungsdetektor zur Auswertung einer Leistung des ersten Signalteils zu ermitteln, eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, um die Signalführung für den zweiten Signalteil in der Verstärkungseinheit basierend auf dem durch die Detektoreinheit ermittelten Frequenzbereich einzustellen und eine Verstärkungseinheit, die eingerichtet ist, um zumindest den zweiten Signalteil zu verstärken, auf.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ermöglicht die bereits bezüglich des Verfahrens erläuterten Vorteile zu erreichen.

Zeichnungen

Weitere Beispiele und Ausführungsformen werden im Folgenden anhand der

Zeichnung beschrieben, bei der:

Fig. l ein Blockdiagram eines Systems einer Schaltungsanordnung zur

Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer

Antenne gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt, Fig. 2 eine detaillierte Schaltungsanordnung zur Verstärkung von

Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne gemäß einer

Ausführungsform der Erfindung zeigt,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne gemäß einer

Ausführungsform der Erfindung zeigt,

Fig. 4a bis 4c die detaillierte Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 bei einer

Frequenzbereichsermittlung sowie bei einer Verstärkung in einem ermittelten Frequenzbereich zeigen,

Fig. 5a die detaillierte Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 bei einer Verstärkung bei Abwesenheit eines Sendesignals gemäß einer Ausführungsform der

Erfindung zeigt, und

Fig. 5b die detaillierte Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 bei einer Verstärkung bei Abwesenheit eines Sendesignals gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt. Detaillierte Beschreibung

Fig. l zeigt ein Blockdiagram eines Systems, welches eine Schaltungsanordnung zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Die in Fig. l gezeigte Schaltungsanordnung 8 verbindet ein Endgerät l mit einer Antenne 2. Das Endgerät l ist vorzugsweise eine elektronische Vorrichtung, die in der Lage ist Drahtloskommunikationen durchzuführen, wie beispielsweise ein

Mobiltelefon, ein Smartphone, ein Modem oder ein Funkmodul. Die Antenne 2 ist beispielsweise eine an einem Kraftfahrzeug extern angebrachte Antenne oder ein Antennenanschluss. Das Endgerät l und die Antenne 2 sind selbst nicht Teil der Schaltungsanordnung.

Die Schaltungsanordnung 8 dient der Verstärkung der von dem Endgerät l gesendeten Signale, auch Sendesignale genannt, und/oder der von der Antenne 2 empfangenen Signale, auch Empfangssignale genannt. Die Verstärkung der Schaltungsanordnung 8 kann dabei so ausgelegt sein, dass sie die Dämpfung der Signalleistung zwischen der Antenne 2 und dem Endgerät l kompensiert.

Die Schaltungsordnung 8 umfasst vorzugsweise eine Detektoreinheit 4, eine

Verstärkungseinheit 5 sowie eine Steuereinheit 3. Die Detektoreinheit 4 dient der Ermittlung des zu verstärkenden Frequenzbereichs. Die Steuereinheit 3 ermöglicht die Konfiguration ggf. Einstellung der Verstärkungsschaltung basierend auf dem von der Detektoreinheit 4 ermittelten Frequenzbereich und die Verstärkungseinheit 5 verstärkt Signale in dem ermittelten Frequenzband, z.B. bei den FDD-Verfahren Sende- und Empfangssignale gleichzeitig.

Die Schaltungsanordnung 8 nimmt vorzugsweise mit Hilfe einer Übertragungseinheit 10 die Sendesignale des Endgeräts zur leitungsbasierten Weiterverarbeitung mit Hilfe der Schaltungsanordnung auf und überträgt die Empfangssignale der Antenne 2 nach der Weiterverarbeitung durch die Schaltungsanordnung an das Endgerät 1. Die Übertragungseinheit 10 bildet nicht notwendigerweise Teil der Schaltungsanordnung. In Sendesignalrichtung schließt sich an die Übertragungseinheit 10 eine

Kopplungseinheit 9 an, die dazu dient, das Sendesignal des Endgeräts in (zumindest) einen ersten Signalteil und einen zweiten Signalteil aufzuteilen und den ersten Signalteil der Detektoreinheit 4 und den zweiten Signalteil der Verstärkungseinheit 5 zuzuführen. Die Schaltungsanordnung 8 kann weiterhin derart ausgestaltet sein, dass auch Empfangssignale der Antenne 2 über die Kopplungseinheit 9 geführt werden.

Die Verstärkungseinheit 5 ist vorzugsweise dazu ausgelegt, sowohl Empfangs- als auch Sendesignale zu verstärken. Die Detektion des Frequenzbereichs erfolgt jedoch in der bevorzugten Ausführungsform mit Hilfe der Sendesignale.

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

Die detaillierte Darstellung der Schaltungsanordnung 8 weist eine Detektoreinheit 4, eine Verstärkungseinheit 5, eine Übertragungseinheit 10, eine Kopplungseinheit 9 sowie eine Steuereinheit 3 auf. Die Steuereinheit 3 ist als eigene Einheit gezeigt, sie kann jedoch auch mit der Detektoreinheit 4 eine Steuer- und Detektoreinheit bilden.

Wie bereits oben erwähnt, bildet die Übertragungseinheit 10 die Schnittstelle zu dem Endgerät und die Kopplungseinheit 9 dient dazu, ein Sendesignal des Endgeräts in einen ersten Signalteil und einen zweiten Signalteil aufzuteilen und den ersten Signalteil der Detektoreinheit 4 und den zweiten Signalteil der Verstärkungseinheit 5 zuzuführen.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform zeigt ein Aufteilen des empfangenen Sendesignals in einen ersten Signalteil einen zweiten Signalteil durch einen Koppler.

Das von dem Endgerät empfangene Sendesignal kann an der Übertragungseinheit 10 entweder über eine Funkschnittstelle oder ein Kabel empfangen werden. Der Verzicht auf eine kabelgebundene Verbindung zwischen dem Endgerät und der

Schaltungsanordnung und damit der Antenne ermöglicht, eine Vielzahl von

Endgeräten ohne eine einheitliche Kabelschnittstelle zu unterstützten, wie auch eine größere räumliche Flexibilität und zusätzlichen Komfort. Demnach muss der Benutzer das Endgerät beim Einsteigen in das Kraftfahrzeug nicht erst mithilfe eines Kabels mit der externen Antenne verbinden, sondern kann aufgrund der drahtlosen Technologie diese ohne weiteres Zutun verwenden. Ein Kabel hat wiederrum den Vorteil, dass Störungen, die auf der Funkschnittstelle auftreten können, vermieden werden.

Die Kopplungseinheit 9 umfasst beispielsweise einen Richtkoppler oder Splitter. Auch können mehr als ein Koppler verwendet werden, um Signalteile auszukoppeln, die anschließend verschiedenen Signalzweigen zur Ermittlung eines Frequenzbereichs in der Detektoreinheit zugeführt werden können. Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform beinhaltet lediglich einen Koppler.

Die Kopplungseinheit 9 ermöglicht eine Auskopplung, wobei der erste Signalteil des Sendesignals des Endgeräts vorzugsweise eine geringere Leistung aufweist als der zweite Signalteil. Demnach wird nur ein geringer Anteil der Leistung für die Detektion verwendet und der zweite Signalteil kann ohne größeren Leistungsverlust an die Verstärkungsschaltung und/oder die Antenne weitergeleitet werden. Dies unterstützt somit die andauernde Übertragung, während der Durchführung der

Frequenzbereichsermittlung.

Wie bereits oben erwähnt, wird der erste Signalteil an die Detektoreinheit 4 geleitet. Diese umfasst beispielsweise eine erste Signalaufteilungseinheit 41 (wie einen Schalter, Leistungsteiler oder Frequenzweiche), die den ersten Signalteil auf verschiedene Signalzweige 42a bis 42c und ggf. Signalzweig 45 leitet. Die Signalzweige 42a bis 42c sind jeweils für unterschiedliche Frequenzbereiche und/oder unterschiedliche

Übertragungsverfahren ausgestaltet. Der Signalzweig 45 kann, wenn vorhanden, breitbandig ausgestaltet sein.

Die unterschiedlichen Frequenzbereiche entsprechen beispielsweise den

Frequenzbereichen unterschiedlicher Funkstandards. Solche Funkstandards können insbesondere Mobilfunkstandards und/oder Standards für lokale Drahtlosnetze sein. Auch können unterschiedliche Frequenzbereiche unterschiedliche Trägerfrequenzen eines selben Standards abdecken. In der vorliegenden Ausführungsform sind drei unterschiedliche Signalzweige 42a bis 42c gezeigt. Es können jedoch weniger oder mehr als drei Signalzweige verwendet werden, je nachdem wie viele unterschiedliche Frequenzbereiche die

Schaltungsanordnung unterstützen soll. Neue Frequenzbereiche, wie sie ggf. bei der Einführung neuer Funkstandards auftreten, können leicht durch Hinzufügen eines weiteren Signalzweiges in der Detektionseinheit ergänzt werden.

Dies setzt aber zusätzlich auch ein Hinzufügen von entsprechenden

Verstärkungsschaltung in der Verstärkungseinheit voraus, wie später im Detail erläutert werden wird.

Die Anzahl der Signalzweige 42a bis 42c ist unabhängig von der Anzahl der zu verstärkenden Frequenzbereiche. Beispielsweise kann die Anzahl der zu detektierenden Frequenzbereiche die der zu verstärkenden Frequenzbereiche übersteigen.

Ein für einen Frequenzbereich ausgebildeter Signalzweig, wie beispielsweise

Signalzweig 42a, kann den Signalteil in dem Frequenzbereich, für welchen er ausgelegt ist, wie beispielsweise 900 oder 1.800 MHz, herausfiltern. Dies kann mithilfe eines Bandpassfilters 52a erfolgen.

Die Signalzweige 42a bis 42c sind vorzugsweise über eine zweite

Signalaufteilungseinheit 43, insbesondere einen Schalter, mit einem Leistungsdetektor 44 verbunden. Wird für die Zuführung des ersten Signalteils als erste

Signalaufteilungseinheit 41 bereits ein Schalter verwendet, kann die Verbindung der Signalzweige 42a bis 42c mit dem Leistungsdetektor 44 auch über eine zweite

Signalaufteilungseinheit 43 erfolgen, die z.B. als Frequenzweiche ausgestaltet ist.

Entscheidend ist, dass die Schaltungsanordnung Mittel vorsieht, die Signalzweige 42a bis 42c zu schalten. Die zweite Signalaufteilungseinheit 43 (bzw. die erste

Signalaufteilungseinheit (Schalter) 41 in Kombination mit der zweiten

Signalaufteilungseinheit (Frequenzweiche) 43) legt zeitlich aufeinanderfolgend die verschiedenen Signalzweige 42a bis 42c an den Leistungsdetektor an. Das zeitlich aufeinanderfolgende Anlegen kann periodisch erfolgen oder durch ein Ereignis gesteuert werden. Somit wird jeweils nur der Signalteil eines Signalzweiges an den Leistungsdetektor 44 geführt. Die anderen Signalzweige sind in dem Moment nicht mit dem Leistungsdetektor 44 verbunden. Dieses Durchrotieren der verschiedenen

Signalzweige ermöglicht es nur einen Leistungsdetektor für eine Vielzahl von

Signalzweigen zu verwenden. Somit kann der schaltungstechnische Aufwand reduziert und Komponenten eingespart werden.

Falls beim Anlegen des ersten Signalteils an die unterschiedlichen Signalzweige als erste Signalaufteilungseinheit 41 ein Schalter und nicht etwa ein Frequenzteiler verwendet wurde, muss sichergestellt werden, dass dieser synchron mit dem Schalter, der bei der zweiten Signalaufteilungseinheit 43 zum Einsatz kommt (nachfolgend auch kurz: Schalter 43), geschaltet wird. Dies ist erforderlich, um einen geschlossenen Signalpfad zwischen der Kopplungseinheit 9 bzw. dem Empfänger des von dem

Endgerät gesendeten Signals und dem Leistungsdetektor 44 zu gewährleisten.

Das Ermitteln eines Frequenzbereichs des ersten Signalteils kann kontinuierlich ausgeführt oder durch ein Auslöseereignis gestartet werden. Demnach kann der Schalter 43 entweder ständig die einzelnen Signalzweige durchschalten oder erst mit dem Eingang eines Auslöseereignisses mit dem Schalten beginnen.

Ein kontinuierliches Durchschalten der einzelnen Signalzweige hat den Vorteil, dass schnell auf ein eingehendes Signal reagiert werden kann, ohne dass auf ein

entsprechendes Auslöseereignis gewartet werden muss. Die Verwendung eines

Auslöseereignisses hat jedoch wiederum den Vorteil, dass eine zeitliche

Synchronisation der Ermittlung des Frequenzbereichs auf den Start des Sendesignals möglich wird.

Ein solches Auslöseereignis kann dadurch realisiert werden, dass durch einen

Leistungsdetektor ermittelt wird, ob ein Sendesignal von einem Endgerät empfangen wurde. Dies kann dadurch erfolgen, dass während eines Betriebes, indem kein

Sendesignal empfangen wird, der Schalter 43 auf einen Sendezweig 45 geschaltet ist, der nicht für einen bestimmten Frequenzbereich ausgelegt ist, sondern zumindest so breitbandig dimensioniert ist, dass alle unterstützten Sendefrequenzbereiche an den Leistungsdetektor 44 durchleitet werden. Hierfür kann der Sendezweig 45, im

Gegensatz zu den für jeweils einen spezifischen Frequenzbereich ausgebildeten

Signalzweigen 42a bis 42c, keinen Bandpassfilter aufweisen, oder einen Bandpassfilter, der ausgelegt ist, Frequenzen aller auszuwertenden Frequenzbereiche (Nutzbänder) durchzulassen.

Der Leistungsdetektor 44 kann dann in einem nächsten Schritt das von den

unterschiedlichen Signalzweigen empfangene Signal in ein Gleichspannungssignal umwandeln, welches eine einfache Auswertung sowie einen leichten Vergleich mit anderen Werten, wie beispielsweise einem Schwellwert ermöglicht.

Der Leistungsdetektor 44 gibt das umgewandelte Signal an die Steuereinheit 3 weiter, welche das Signal dann analysieren kann. Die Steuereinheit 3 kann anschließend anhand dieses Signals den entsprechenden Frequenzbereich oder falls das Signal über den Signalweg 45 geleitet wurde, das Vorhandensein eines Signals, ermitteln.

Dies kann entweder über den Vergleich des an der Steuereinheit 3 eingegangen Signals mit einem Schwellwert und/oder mit vorher erfassten Werten erfolgen. Der Vergleich mit vorher erfassten Werten setzt ein Speichern dieser Werte voraus. Beispielsweise können die jeweils letzten erfassten Werte jedes Signalzweiges gespeichert werden. Durch den Vergleich mit vorher erfassten Werten kann der Frequenzbereich, der die höchste Signalleistung beinhaltet ermittelt und verstärkt werden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn auch Signalleistung in Frequenzbereichen vorhanden ist, die nicht der Trägerfrequenz des übertragenen Sendesignals entspricht, sondern aus Rauschen, Interferenzen oder Ähnlichem resultiert. Vorzugsweise erfolgt die

Erkennung derartiger Störsignale dadurch, dass eine Leistung bei einem angelegten Signalzweig mit zumindest einen Bandpassfilter mit einer Leistung bei einem angelegten breitbandigen Signalzweig verglichen wird. Störsignale können dadurch erkannt werden, dass der Leistungsdetektor bei angelegtem Signalzweig mit

Bandpassfilter einen deutlich geringeren Leistungspegel als bei angelegtem Signalzweig ohne Bandpassfilter aufweist.

In verschiedenen Ausführungsformen können auch mehrere Frequenzbereiche verstärkt werden, wenn die Signale der entsprechenden Signalzweige alle über einem vorbestimmten Schwellwert liegen. Zusätzlich zur Ermittlung des Frequenzbereichs kann die Detektoreinheit zusammen mit der Steuereinheit ausgestaltet sein, den absoluten Signalleistungspegel zu messen sowie den Signalzeitverlauf (kontinuierlich oder zeitdiskret) zu analysieren.

Beispielsweise kann hierfür z.B. mit Hilfe eines Komparators in der Steuereinheit 3 bestimmt werden, ob Sendesignale oberhalb eines Schwellwerts vorhanden sind, und falls ja, kann die Zeit bestimmt werden (z.B. Mikrokontroller-Takte), in der das Sendesignal vorhanden ist. Hieraus kann die Dauer und auch die Periode von zeitdiskreten Signalen (TDD) ermittelt werden.

Der Zeitverlauf kann ebenso wie der Frequenzbereich zur Ermittlung des

Funkstandards verwendet werden. Die Leistungsmessung hingegen kann der

Verstärkungseinstellung und Sendeleistungsregelung dienen.

Auf der Grundlage des ermittelten Frequenzbereichs oder der ermittelten

Frequenzbereiche kann eine Signalführung eingestellt werden, die es ermöglicht, den zweiten Signalteil mithilfe der Verstärkungseinheit zu verstärken. Auch kann beim Einstellen der Signalführung der von der Detektoreinheit ermittelte Zeitverlauf des Sendesignals berücksichtigt werden. Dieses Einstellen der Signalführung kann beispielsweise durch die Steuereinheit 3 durchgeführt werden. Hat die Steuereinheit 3 beispielsweise ermittelt, dass der Frequenzbereich, der dem Signalzweig 42a entspricht, verwendet wird und demnach verstärkt werden soll, kann sie eine zugehörige Verstärkungsschaltung, wie beispielsweise die Verstärkungsschaltung 63a schalten. Dieses Schalten kann mithilfe einer Signalaufteilungseinheit 61 für die von dem Endgerät an die Antenne übertragenen Signale und einer weiteren

Signalaufteilungseinheit 62 für die von dem Endgerät an die Antenne übertragenen Signale erfolgen. Die Signalaufteilungseinheiten 61 und 62 umfassen jeweils beispielsweise einen oder mehrere Schalter, Koppler und/oder Frequenzweichen. Eine Verstärkungsschaltung, wie beispielsweise die Verstärkungsschaltung 63a, kann weitere Signalaufteilungseinheiten 71a und 74a, jeweils beispielsweise aufweisend einen oder mehrere Schalter, Koppler bzw. Frequenzweichen, zum Aufteilen von Sendesignalen und Empfangssignalen enthalten. Die Aufteilung in Sendesignale und Empfangssignale kann jedoch auch übergeordnet für alle oder einige

Verstärkungsschaltungen stattfinden. Das bedeutet, dass das Signal bereits in

Sendesignale und Empfangssignale aufgeteilt wird, bevor es zu der entsprechenden Verstärkungsschaltung geleitet wird. Die Verstärkungsschaltung 63a kann weiterhin einen Sendeverstärker 72a und einen Empfangsverstärker 73a beinhalten, die für den spezifischen Frequenzbereich der Verstärkungsschaltung ausgelegt sind. Demnach werden sowohl Sendesignale als auch Empfangssignale in dem ermittelten

Frequenzbereich verstärkt. Die genaue Ausgestaltung der Verstärkungsschaltung kann je nach verwendetem Standard und/oder Übertragungsverfahren, wie beispielsweise des Duplexverfahrens, z.B. Frequenzduplex (FDD) oder Zeitduplex (TDD), abweichen. Beispielsweise können auch die Sendeverstärker 72a und Empfangsverstärker 73a über Steuerleitungen von der Steuereinheit 3 (nicht gezeigt in Fig. 2) gesteuert werden, z.B. ein- oder ausgeschaltet oder konfiguriert werden.

Die modulare Ausgestaltung der Verstärkungsschaltungen, die durch die Steuereinheit 3 entsprechend angesteuert werden können, ermöglicht ohne großen Aufwand weitere Verstärkungsschaltungen für zusätzliche Frequenzbereiche oder Mobilfunkstandards zu ergänzen.

Ferner kann die Steuereinheit 3 die Verstärkung des Sendeverstärkers 72a und/oder des Empfangsverstärkers 73a, entsprechend der von der Detektoreinheit

durchgeführten Leistungsmessung steuern.

In dem Fall, in dem kein Sendesignal von dem Endgerät an die Antenne übermittelt und demnach kein Frequenzbereich ermittelt wird, können Empfangssignale und/oder Sendesignale von der Antenne zu dem Endgerät in einer Ausführungsform über den Signalzweig 64 geleitet werden, der keine Verstärkung durchführt. In einer anderen Ausführungsform können in dem Fall, in dem kein Sendesignal von dem Endgerät an die Antenne übermittelt wird, alle Empfangsverstärkungsschaltungen aktiv sein, so dass jeder unterstützte Empfangsfrequenzbereich verstärkt an das Endgerät übermittelt wird.

Die Verstärkung von zumindest dem zweiten Signalteil mithilfe der

Verstärkungseinheit kann derart ausgelegt sein, dass eine Dämpfung der

Signalübertragung zwischen dem Endgerät und der Antenne kompensiert wird.

Demnach ermöglicht die Schaltungsanordnung dem Umstand Rechnung zu tragen, dass sich das Endgerät nicht im Freien befindet, sondern im Inneren eines

Kraftfahrzeugs an eine externe Antenne gekoppelt ist. Alternativ kann die Verstärkungseinheit auch über die Kompensation hinaus das Signal verstärken und dadurch eine Erweiterung der Reichweite durch Signalverstärkung bewirken.

Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Verstärkung von Funksignalen zwischen einem Endgerät und einer Antenne gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Bei Schritt 301 wird ein Sendesignal von dem Endgerät 1 an der Schaltungsanordnung 8 empfangen. Dies erfolgt beispielsweise über ein Kabel oder eine Funkschnittstelle. Darauf folgt bei Schritt 302 ein Aufteilen des Sendesignals in einen ersten Signalteil und einen zweiten Signalteil. Die Aufteilung kann durch einen Richtkoppler, einen Splitter oder eines sonstigen Bauteils, das Hochfrequenzsignale in der Leistung aufteilen kann erfolgen.

Der erste Signalteil wird anschließend bei Schritt 303 an Signalzweige der

Detektoreinheit, die für unterschiedliche Frequenzbereiche ausgebildet sind, angelegt. Das Anlegen des ersten Signalteils auf die verschiedenen Signalzweige kann mithilfe einer ersten Signalaufteilungseinheit 41, beispielsweise mithilfe eines Schalters (z.B. in Kombination mit der zweiten Signalaufteilungseinheit 43, beispielsweise einer

Frequenzweiche oder einem Leistungsteiler), oder mithilfe einer ersten

Signalaufteilungseinheit 41, die als Frequenzweiche oder Leistungsteiler ausgestaltet ist (z.B. in Kombination mit der zweiten Signalaufteilungseinheit 43, die als Schalter ausgestaltet ist), erfolgen. Bei Schritt 304 wird ein Frequenzbereich des ersten

Signalteils durch zeitlich aufeinanderfolgendes Anlegen der Signalzweige der

Detektoreinheit an den Leistungsdetektor ermittelt. Das zeitlich aufeinanderfolgende Anlegen kann mithilfe der zweiten Signalaufteilungseinheit 43, insbesondere eines Schalters, erfolgen. Falls das Anlegen des ersten Signalteils auf verschiedene

Signalzweige mit Hilfe einer als Schalter ausgebildeten Signalaufteilungseinheit 41 erfolgte, muss die als Schalter ausgebildete zweiten Signalaufteilungseinheit 43, wie bereits mit Bezug zu Fig. 2 erwähnt, synchron mit dem Schalter 43 geschaltet werden. Die Ermittlung des Frequenzbereichs kann, wie oben detailliert erläutert, mithilfe von Vergleichen mit Schwellwerten oder vorher aufgenommenen Leistungen erfolgen. Ist der Frequenzbereich ermittelt, kann die Signalführung für den zweiten Signalteil in der Verstärkungseinheit basierend auf dem ermittelten Frequenzbereich bei Schritt 305 eingestellt werden. Dies erfolgt beispielsweise durch Schalten von Signalzweigen, die Verstärker für den ermittelten Frequenzbereich aufweisen. Abschließend wird bei Schritt 306 zumindest das zweite Signalteil mithilfe der auf den Frequenzbereich eingestellten Verstärkungseinheit verstärkt. Vollständigkeitshalber soll angemerkt werden, dass die Frequenzbereiche der Signalzweige der Detektoreinheit 42a bis 42c, nicht mit den durch die Verstärkungseinheit unterstützten Frequenzbereichen übereinstimmen müssen. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, eine größere Anzahl an Signalzweigen unterschiedlicher Frequenzbereiche in der Detektoreinheit 4 anzubringen. Damit kann beispielsweise eine präzise Bestimmung von Nutz- und Störsignalen sichergestellt werden. Die Frequenzbereiche der Signalzweige der Detektoreinheit 42a bis 42c können sich auch überlappen.

Figuren 4a bis 4c zeigen die detaillierte Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 bei einer Frequenzbereichsermittlung sowie bei einer Verstärkung in einem ermittelten

Frequenzbereich.

In Fig. 4a findet die Ermittlung des Frequenzbereichs durch die Detektoreinheit 4 statt. Während die Ermittlung des Frequenzbereichs durch die Detektoreinheit 4 stattfindet, kann die Verstärkereinheit unverändert bleiben. Liegt beispielsweise kein vorher detektiertes Band an, sind vorzugsweise die Empfangsverstärker aktiv und bleiben während der Dauer der Ermittlung aktiv. Nach erfolgreicher Ermittlung wird, wie in der Abbildung gezeigt, der Signalzweig 42a durchlaufen, welcher in diesem Fall von der Steuereinheit 3 als verwendeter Frequenzbereich detektiert wird.

In Fig. 4b wird dann mithilfe der Steuereinheit 3 die zu dem Signalzweig 42a zugehörige Verstärkungsschaltung 63a angelegt. Eingehende Sende- und

Empfangssignale werden nun anhand der Verstärkungsschaltung 63a verstärkt (wie es bei einem FDD-basierten Übertragungsverfahren auftritt).

Wie in Fig. 4c gezeigt, kann die zweite Signalaufteilungseinheit 43 (Schalter), bei einer laufenden Übertragung und Verstärkung mithilfe der Verstärkungsschaltung 63a, die unterschiedlichen Signalzweige 42a bis 42c zeitlich aufeinanderfolgend an den Leistungsdetektor 44 anlegen. In der Abbildung ist beispielsweise gerade der

Signalzweig 42c an den Leistungsdetektor 44 angelegt. Eine laufende Übertragung hindert demnach eine gleichzeitige Ermittlung eines neuen Frequenzbereichs nicht. Dies ist besonders in den Fällen relevant, in denen sich aufgrund eines Inter-band Handovers der verwendete Frequenzbereich bei einer laufenden Übertragung ändert oder Störsignale an den Detektor gelangen. Zudem kann dies bei einer Inter-Band Carrier Aggregation des Endgeräts (zwei Uplink-Signale in unterschiedlichen

Frequenzbändern) hilfreich sein.

Es ist nicht erforderlich, dass für die gleichzeitig während der Verstärkung

durchgeführte Detektion alle Signalzweige 42a bis 42c an den Leistungsdetektor angelegt werden. Vielmehr kann es vorteilhaft sein nur eine Untermenge

unterschiedlicher Signalzweige bei der Detektion zu berücksichtigen. Beispielsweise kann diese Untermenge auf zu dem aktuell verstärkten Frequenzbereich benachbarte Frequenzbereiche oder anderweitig mit diesem in Verbindung stehende

Frequenzbereiche beschränkt sein.

Vorzugsweise erfolgt die Erkennung von Störsignalen dadurch, dass die von dem Leistungsdetektor 44 erkannten Leistungen bei angelegten Signalzweigen 42a bis 42c mit der erkannten Leistung bei angelegtem Signalzweig 45 verglichen werden.

Nutzsignale können dadurch erkannt werden, dass die erkannten Leistungspegel in etwa gleich groß sind oder eine in Abhängigkeit der realisierten Schaltung bekannte Leistungsdifferenz aufweisen. Störsignale können dadurch erkannt werden, dass der Leistungsdetektor bei angelegten Signalzweigen 42a bis 42c deutlich geringere

Leistungspegel als bei angelegtem Signalzweig 45 erkennt, was auf die Filterwirkung der in den Signalzweigen 42a bis 42c verwendeten Bandpässe zurückzuführen ist. Somit kann es beispielsweise genügen, den maximalen Leistungspegel aus den bei angelegten Signalzweigen 42a bis 42c erkannten Leistungspegeln zu bestimmen, und diesen mit dem Leistungspegel bei angelegtem Signalzweig 45 zu vergleichen. Ist dieser maximale Leistungspegel in etwa gleich groß wie der Leistungspegel bei angelegtem Signalzweig 45, oder weichen beide nur durch eine in Abhängigkeit der realisierten Schaltung bekannte Leistungsdifferenz ab, kann die Schaltungsanordnung das erkannte Signal als Nutzsignal verarbeiten. Ist hingegen dieser maximale

Leistungspegel deutlich geringer als der Leistungspegel bei angelegtem Signalzweig 45, oder weichen beide um mehr als eine in Abhängigkeit der realisierten Schaltung bekannte Leistungsdifferenz ab, kann die Schaltungsanordnung das erkannte Signal als Störsignal bestimmen. Alternativ ist es auch denkbar, alle Leistungspegel bei angelegten Signalzweigen 42a bis 42c mit dem Leistungspegel bei angelegtem

Signalzweig 45 zu vergleichen, um die Erkennung von Stör- bzw. Nutzsignalen vorzunehmen.

Wurde ein Nutzsignal in einem Signalzweig erkannt, der keinen direkten Bezug zu dem Frequenzbereich hat, der aktuell verstärkt wird, kann die Steuereinheit 3 eingerichtet sein, die Verstärkungseinheit 5 auf den neuen Frequenzbereich einzustellen. Die Steuereinheit 3 kann jedoch zusätzlich weitere Parameter, wie z.B. die Dauer oder die Stärke des Nutzsignals, für die Beurteilung, ob eine Umschaltung durchgeführt werden soll, heranziehen. Ferner kann die Steuereinheit 3 Auswertungen anderer

Frequenzbereiche berücksichtigen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 3 ermitteln, ob weiterhin ein Nutzsignal auf dem Frequenzbereich, auf den die Verstärkungseinheit 5 aktuell eingestellt ist, vorliegt. Ist dies der Fall, kann beispielsweise eine Inter-Band Carrier Aggregation des Endgeräts vorliegen und die Steuereinheit 3 kann diese erkennen. Falls die Verstärkungseinheit 5 so eingerichtet ist, dass sie mehrere

Frequenzbereiche gleichzeitig verstärken kann, beispielsweise durch Aktivierung verschiedener, mit Bandpassfilter ausgestatteter Verstärkungssignalzweige, kann die Steuereinheit 3 die Verstärkungseinheit 5 so konfigurieren, dass mehrere detektierte Frequenzbereiche verstärkt werden.

Falls hingegen die Verstärkungseinheit 5 so eingerichtet ist, dass sie jeweils nur einen Frequenzbereich gleichzeitig verstärken kann, muss die Steuereinheit 3 sich für einen zu verstärkenden Frequenzbereich entscheiden. Dies kann gemäß unterschiedlicher Kriterien erfolgen. Zum Beispiel kann ein Hauptfrequenzbereich weiterhin zur

Verstärkung ausgewählt werden. Im Beispiel von 5G (Mobilfunkstandard der fünften Generation), bei welchem zusätzlich zu der sG-Kommunikation gleichzeitig auch eine 4G-Verbingung besteht, kann die 4G-Verbindung priorisiert und verstärkt werden, da diese für die Verbindung zur Basisstation erforderlich sein kann.

Fig. 5a zeigt die detaillierte Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 bei einer Verstärkung bei Abwesenheit eines Sendesignals gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Gemäß dieser Ausführungsform wird vorzugsweise bei Abwesenheit eines Sendesignals und demnach bei Abwesenheit eines ermittelten Frequenzbereichs, keine Verstärkung des Empfangssignals durchgeführt. Das Empfangssignal kann in dem Fall über den Signalzweig 64 ohne Verstärkung an das Endgerät 1 übermittelt werden.

Fig. 5b zeigt die detaillierte Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 bei einer Verstärkung bei Abwesenheit eines Sendesignals gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform können alle oder zumindest mehrere

Empfangsverstärker aktiv sein, wenn kein bestimmter Frequenzbereich anhand eines Sendesignals ermittelt wurde. Demnach kann das Empfangssignal in allen oder mehreren Frequenzbereichen, in denen eine Verstärkungsschaltung vorhanden ist, verstärkt werden.

Bezugszeichenübersicht

1 Endgerät/Mobiltelefon

2 Antenne

3 Steuereinheit

4 Detektoreinheit

41 Erste Signalaufteilungseinheit (z.B. Frequenzweiche, Leistungsteiler und/ oder Schalter)

42a bis 42c Signalzweige für Frequenzbereiche a bis c

43 Zweite Signalaufteilungseinheit (z.B. Frequenzweiche, Leistungsteiler und/ oder Schalter)

44 Leistungsdetektor

45 breitbandiger Signalzweig

52a Bandpassfilter

5 Verstärkungseinheit

61 Signalaufteilungseinheit (z.B. Frequenzweiche, Leistungsteiler und/ oder Schalter)

62 Signalaufteilungseinheit (z.B. Frequenzweiche, Leistungsteiler und/ oder Schalter) 63a bis 63c Verstärkungsschaltungen für Frequenzbereiche a bis c

71a Signalaufteilungseinheit (z.B. Frequenzweiche, Leistungsteiler und/ oder Schalter) 72a Empfangsverstärker

73a Sendeverstärker

74a Signalaufteilungseinheit (z.B. Frequenzweiche, Leistungsteiler und/ oder Schalter)

8 Schaltungsanordnung

9 Koppler

10 Übertragungseinheit