用于汽车的移动通信设备以及用于运行移动通信设备的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380038795.9

申请日:

2013.06.26

公开号:

CN104508984A

公开日:

2015.04.08

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H04B 1/00申请日:20130626|||公开

IPC分类号:

H04B1/00

主分类号:

H04B1/00

申请人:

奥迪股份公司

发明人:

H·俄伦特劳特

地址:

德国因戈尔施塔特

优先权:

102012014548.9 2012.07.21 DE

专利代理机构:

北京市中咨律师事务所11247

代理人:

吴鹏; 牛晓玲

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内容摘要

本发明涉及一种用于汽车(10)的移动通信设备,所述移动通信设备具有第一移动通信模块(38)和第二移动通信模块(36)。此外,还提供了用于传输移动通信信号的第一天线(22)和第二天线(26)。应该为汽车提供能以小的电路技术花费实现的鲁棒的语音电话。根据本发明,设置了开关装置(40),所述开关装置与天线(22、26)和移动通信模块(36、38)的相应的信号接头(46、48)连接且所述开关装置设计用于,基于开关信号在第一开关状态和第二开关状态之间进行切换,其中在第一开关状态中第一信号接头(48)和第一天线(22)耦连且第二信号接头(46)和第二天线(26)耦连,在第二开关状态中第一信号接头(48)和第二天线(26)耦连且第二信号接头(46)和第一天线(22)耦连。

权利要求书

权利要求书1.  一种用于汽车(10)的移动通信设备,所述移动通信设备包括:-第一移动通信模块(38),所述第一移动通信模块用于根据第一移动通信标准或多个移动通信标准通过第一移动通信模块(38)的第一信号接头(48)与外部移动通信基站(32)交换第一移动通信信号,-第二移动通信模块(36),所述第二移动通信模块用于根据第二移动通信标准通过第二移动通信模块(36)的第二信号接头(46)与外部移动通信基站(30)交换第二移动通信信号,-第一天线(22)和第二天线(26),用于传输移动通信信号,其特征在于开关装置(40),所述开关装置与天线(22、26)以及第一信号接头(48)和第二信号接头(46)连接且所述开关装置设计用于,基于开关信号在第一开关状态和第二开关状态之间进行切换,在所述第一开关状态中第一信号接头(48)和第一天线(22)耦连且第二信号接头(46)和第二天线(26)耦连,在所述第二开关状态中第一信号接头(48)和第二天线(26)耦连且第二信号接头(46)和第一天线(22)耦连。2.  根据权利要求1所述的移动通信设备,其特征在于,所述第一移动通信模块(38)设计用于,借助于第一移动通信信号交换与语音数据不同的数字用户数据,以及第二移动通信模块(36)设计用于,交换语音电话信号作为第二移动通信信号。3.  根据权利要求1或2所述的移动通信设备,其特征在于,设有切换装置(54),所述切换装置设计用于,通过产生预定的开关信号在语音传输开始时把所述开关装置(40)切换至第二开关状态。4.  根据权利要求3所述的移动通信设备,其特征在于,在所述第二移动通信模块(36)中提供有切换装置,用于输出控制信号的、第二移动通信模块(36)的控制输出端(54)与开关装置(40)的控制输入端(56)耦连。5.  根据前述权利要求中任一项所述的移动通信设备,其特征在于,所述第二移动通信模块(36)是GSM模块。6.  根据前述权利要求中任一项所述的移动通信设备,其特征在于,所述第一移动通信模块(38)设计用于,根据如下移动通信标准中的至少一个移动通信标准交换第一移动通信信号:LTE、HSPA、UMTS。7.  根据前述权利要求中任一项所述的移动通信设备,其特征在于,所述第一移动通信模块(38)具有另外的信号接头(50),所述另外的信号接头与开关装置(40)的开关状态无关地连续地与第二天线(26)连接。8.  根据权利要求7所述的移动通信设备,其特征在于,所述第二天线(26)通过分接件(42)与开关装置(40)和另外的信号接头(50)连接。9.  根据前述权利要求中任一项所述的移动通信设备,其特征在于,所述第一移动通信模块(38)和第二移动通信模块(36)布置在一共同的插入卡上。10.  根据前述权利要求中任一项所述的移动通信设备,其特征在于,设有切换装置(54),所述切换装置设计用于,通过使用仅一个单个的开关在电话通话的情况下使第二移动通信模块的天线损耗最小化。11.  根据前述权利要求中任一项所述的移动通信设备,所述移动通信设备设计用于,在通过第二模块进行GSM发射脉冲的情况下采取用于第一移动通信模块的保护措施。12.  一种具有根据前述权利要求中任一项所述的移动通信设备的汽车(10)。13.  根据权利要求12所述的汽车(10),其特征在于,第一天线(22)具有比第二天线小的方向性因子。14.  根据权利要求12或13所述的汽车(10),其特征在于,第一天线(22)布置在汽车(10)的车顶(24)上。15.  一种用于运行根据权利要求1至11中任一项所述的移动通信设备的方法,其中在传输电话信号期间把开关装置(40)保持在第二开关状 态中而在其它情况下把开关装置(40)保持在第一开关状态中。16.  根据权利要求15所述的方法,其特征在于,在从汽车(10)外部打入电话时,通过产生预定的开关信号把开关装置(40)从第一开关状态切换至第二开关状态。17.  根据权利要求15或16所述的方法,其特征在于,在通过第二移动通信模块(36)为语音连接建立呼叫时,通过产生预定的开关信号把开关装置(40)从第一开关状态切换至第二开关状态。

说明书

说明书用于汽车的移动通信设备以及用于运行移动通信设备的方法
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的移动通信设备,所述移动通信设备具有两个移动通信模块,借助于所述移动通信模块能与外部移动通信基站交换移动通信信号。本发明还涉及一种具有这种移动通信设备的汽车,以及一种用于运行这种移动通信设备的方法。汽车在此尤其理解为乘用车和载货汽车。
背景技术
在这种汽车中,可以通过移动通信模块实现,由汽车的电话通过移动通信运营商的移动通信网络进行电话通话。这种移动通信模块通常包括一个或多个内置的电路(计算机芯片),所述电路由待发射的数字数据产生移动通信信号,所述移动通信信号能通过信号接头发送至天线,以便从那里发送至移动通信基站。相反,由这种移动通信基站接收的移动通信信号可以通过移动通信模块处理,以便如此提取包含在移动通信信号中的语音数据。除了电话通话外通过这种移动通信连接还实现了其它类型的数字有效数据的传输,尤其是用于与互联网进行数据交换的网络数据,也就是说例如E-Mail或浏览器数据。
随着移动通信技术向前发展,在汽车中必须确保,其中设置的移动通信设备也可以与不同移动通信标准的移动通信基站通信。为此,例如已知了,在移动通信设备中提供一种移动通信模块,其设置用于根据GSM标准(global system for mobile communications全球移动通信系统)进行传输或者根据UMTS标准(UMTS-universal mobile telecommunication system通用移动通信系统)进行信号传输。分别通过一种移动通信模块进 行汽车和移动通信网络之间的数据传输,对该移动通信模块来说在汽车的环境中有合适的移动通信基站供使用。
结合移动通信信号的多路接收已知了,在汽车中提供两个或多个天线。
在汽车的研发中,必须结合为新的电信标准提供移动通信设备注意到,这种新的标准在引入之后最初的几年中不是始终可靠地起作用。例如,在新的LTE标准(LTE-long term evolution长期演进)中,设置的用于电话通话VoLTE的传输类型仍未受到移动通信网络的支持。相反,必须切换至较老的标准,例如UMTS或GSM。因此在车辆中执行LTE按照经验在技术上很困难,因此值得期待的是,具有冗余的备选解决方案。
发明内容
因此,本发明的目的在于,为汽车提供能以小的电路技术花费实现的鲁棒的语音电话通话。
该目的通过根据权利要求1所述的移动通信设备、根据权利要求12所述的汽车以及根据权利要求15所述的方法实现。通过从属权利要求得到本发明的有利的改进方案。
根据本发明的移动通信设备具有两个移动通信模块,用于与外部移动通信基站交换移动通信信号。第一移动通信模块设计用于,根据至少一个第一移动通信标准交换移动通信信号,第二移动通信模块根据第二移动通信标准与移动通信基站交换其移动通信信号。在此,对本发明来说不重要的是,两个移动通信模块是与相同的移动通信基站还是与不同的移动通信基站通信。为了接收或发射移动通信信号,每个移动通信模块都具有一相应的信号接头/信号端子(Signalanschluss)。第一模块可以具有标准LTS、UMTS和GSM中的至少一个,而第二模块例如仅具有GSM。根据本发明的移动通信设备还具有用于传输移动通信信号的第一天线和第二天线。两个移动通信模块在此分享了两个天线。为此,提供了开关装置,该开关装置与移动通信模块的相应的信号接头和天线连接。开关装置设置用于,基于开关信号在第一开关状态和第二开关状态之间进行切换。在此如此定义 第一开关状态,即第一移动通信模块的信号接头(下文称为第一信号接头)和第一天线耦连且第二移动通信模块的信号接头(下文称为第二信号接头)和第二天线耦连。而相应地如此定义开关装置的第二开关状态,即第一信号接头和第二天线耦连且第二信号接头和第一天线耦连。
本发明的优点在于:借助于由用于天线多样性冗余的两个或多个天线组成的天线系统可以同时运行两个不同的移动通信模块,且在此不出现对汽车中移动通信设备的使用者来说传输带宽的明显的带减小。在用于天线多样性冗余而提供的第一天线和第二天线中,通常可设定,所述天线之一(在下文中假定,该天线之一是第一天线)具有车辆中对无干扰的信号交换来说更有利的位置,而第二天线表现为用于天线多样性冗余的辅助天线。对仅第一移动通信模块传输移动通信信号且在此为天线多样性冗余使用了两个天线时,可以借助于开关装置把第二移动通信模块切换至第二天线,也就是说辅助天线,从而通过第二天线由第二移动通信模块始终仍能够由移动通信基站接收监控数据。一旦第二移动通信模块应该用于传输移动通信信号,则可以借助于开关装置把第二移动通信模块切换至第一天线,即具有更佳的发射性能的主天线。对这种时间段来说,第一移动通信模块可以与第二天线连接且继续借助于第二天线执行信号传输。
根据本发明的汽车的特征在于,其具有根据本发明的移动通信设备的实施方案。在根据本发明的汽车中尤其不需要的是,两个天线必须以相同的程度适用于无干扰地传输移动通信信号。相应地,根据本发明的汽车的实施方案规定了,第一天线具有比第二天线小的方向性因子。更小的方向性因子说明,与第二天线相比,第一天线通过汽车的其余构件更小程度地相对于环境被屏蔽。借助于第一天线也就更简单地以任意方向在汽车的环境中与移动通信基站交换移动通信信号。该实施方案具有这样的优点:第二天线可以布置在汽车的较少暴露的地点、例如减震器中。相对于第一天线,其优选布置在汽车的车顶上。由此实现了,借助于第一天线在水平的平面中大致围绕汽车得到与移动通信基站的视线连接。
尤其规定了,借助于第一移动通信模块实现了和借助于第二移动通信 模块相比根据更现代的移动通信标准进行信号传输。因此,对应于根据本发明的移动通信设备的改进方案,第一移动通信模块设计用于,借助于第一移动通信信号交换与语音数据不同的数字用户数据,即关于视频传输的数据、E-Mail、关于互联网方面的互联网数据等。相反,第二移动通信模块优选设计用于,交换语音电话信号作为第二移动通信信号。由此得到的优点是,借助于第一移动通信模块提供由数据处理器至数据网络、尤其是互联网的更现代的宽带的连接。可以实时地借助于第二移动通信模块提供鲁棒的、较老的技术用于无干扰的语音传输。尤其在根据本发明的移动通信模块中规定,第一移动通信模块根据如下移动通信标准中的至少一个移动通信标准交换移动通信信号:LTE、UMTS、HSPA(high speed packet access高速分组接入)。相应地,根据移动通信设备的改进方案规定了,第二移动通信模块是GSM模块。
为了根据情况为两个移动通信模块创造尽可能有利的发射和/或接收条件,根据本发明的方法规定了,在传输语音电话信号期间把切换装置保持在第二开关状态中而在其它情况下把切换装置保持在第一开关状态中。换句话说,在传输语音电话信号期间第二移动通信模块与第一天线耦连,由此设定,其涉及具有更有利的发射和/或接收性能的天线。在此期间,第一移动通信模块与第二、较弱的天线耦连。一旦结束通话,即不再传输语音电话信号,则切换装置再次处于第一开关状态中,从而第一移动通信模块再次通过第一天线发射或接收。根据本发明的方法的优点是,使用者在电话期间始终借助于第二移动通信模块提供通话期间的最佳可能的信号连接。相反,如果使用者使用第一移动通信模块,以便例如在互联网上搜索信息,则在此期间同样通常使用第一天线。在这种情况下已经证明的是,对使用者在由互联网下载信息期间打电话的情况而言,数据传输的延迟对使用者来说几乎未察觉。因此,如果在通话期间第一移动通信模块可以仅通过第二天线交换移动通信信号,那么这是不成问题的。
关于对开关装置的控制,根据本发明的移动通信设备的改进方案设置了一种切换装置,该切换装置设计用于,通过产生预定的开关信号在语音 传输开始时把开关装置切换至第二开关状态。由此得到的优点是:第二移动通信模块仅在需要时才使用第一天线且在其它情况下通过第二天线与移动通信基站交换监控数据等。有利地,提供切换装置作为第二移动通信模块的组成部分。在这种情况下,用于输出所述的控制信号的第二移动通信模块的控制输出端与开关装置的控制输入端耦连。由此得到的优点是:当在第二移动通信模块中识别到通过第一天线进行信号传输的需要时,第二移动通信模块可以始终独立地把开关装置从第一开关状态切换至第二开关状态。
在这种情况下,根据本发明的方法的改进方案规定了,在从汽车外部打入电话时,通过产生预定的开关信号把开关装置从第一开关状态切换至第二开关状态。由此得到的优点是,通过第一天线接收拨来的电话呼叫。
根据本发明的方法的另一个改进方案规定了,在通过第二移动通信模块为语音连接建立呼叫时,同样通过产生预定的开关信号把开关装置从第一开关状态切换至第二开关状态。由此得到的优点是,通过第一天线也发射由车辆发出的语音连接。
为了在天线多样性冗余的框架内,对第一移动通信模块来说可使用两个天线,移动设备的改进方案规定了,第一移动通信模块具有另外的信号接头,该另外的信号接头始终与第二天线连接,即连续地且与开关装置的开关状态无关地与第二天线连接。
在此有利地,第二天线通过分接件(Splitter)与开关装置和另外的信号接头连接。由此得到的优点是,在同时使用两个天线时,通过第一移动通信模块仅出现第一移动通信信号的相对较小的功率损耗。换句话说,可以借助于第一移动通信模块和天线多样性冗余在根据本发明的移动通信设备中提供和在传统的移动通信设备中几乎相同的传输质量,该传统的移动通信设备仅具有单个的移动通信模块和配属的天线。
根据本发明的方法还规定了,对第二移动通信模块来说天线信号的减弱通过电路技术方面的措施最小化。在语音连接时,借助于仅一个转换开关把第一天线切换至第二移动通信模块。
在GSM无线网络的运行中,第二接收模块的发射脉冲可以使第一移动通信模块的接收性能变差。根据本发明的方法还规定了,由第二移动通信模块在脉冲发射之前产生一信号。该信号可以用于,在第二模块的发射脉冲的情况下为第一模块采取保护程序。例如,在发射脉冲的情况下天线信号可以短时与第一模块分开。
在电路技术上实现根据本发明的移动通信设备方面,该移动通信设备优选包括插入卡,在插入卡上布置了两个移动通信模块。由此得到优点:根据本发明的移动通信模块可以插入在插入位置中,该插入位置设置用于仅具有移动通信模块的传统的移动通信设备。由此不必在新研发的汽车中也设置其它电路技术上的措施用于使用根据本发明的移动通信模块中的两个移动通信模块。所有电路技术所需的元件可以在插入卡上提供。
附图说明
下面再次根据具体实施例详细地解释本发明。附图示出:
图1示意性示出根据本发明的汽车的优选实施方案;以及
图2示出根据本发明的移动通信设备实施方案的示意性构造,该根据本发明的移动通信设备构造为和其在根据图1的汽车中可以构造的一样。
具体实施方式
在下文所述的例子中,汽车和移动通信设备的所述组件分别表现为本发明的各个可彼此视作独立的特征,所述特征分别彼此独立地改进本发明且进而也单个地或以与示出的组合不同的组合可视作本发明的组成部分。此外,所述实施方案也可以通过其它本发明的已经描述的特征补充。
在图1中示出汽车10,其中其例如可以是乘用车。电话机12位于汽车10中。该电话机12可以固定地安装在汽车10中。在汽车10中还可以设有计算机16,该计算机例如可以是信息娱乐系统14的组成部分且其为汽车10的使用者实现了与互联网交换数据。为了为计算机16以及其它未示出的数据处理装置交换电话数据或与语音数据不同的用户数据,汽车10 具有移动通信单元18。移动通信单元18例如可以通过数字通信总线20与信息娱乐系统14连接。借助于移动通信单元18可以把电话数据和其余的用户数据传输至(未示出的)移动通信网络,并从移动通信网络可以把电话数据传输至另一个终端设备以及例如把用户数据传输至互联网。移动通信单元18具有两个天线,用于发射和接收移动通信信号,其中主天线22可以布置在汽车10的车顶24上且次级天线26例如可以布置在汽车10的减震器28中。主天线22具有比沿水平方向部分地被汽车10的车身钢板屏蔽的次级天线26更小的方向性。移动通信单元18通过天线22、26与移动通信基站30、32交换移动通信信号,所述移动通信基站也与所述的移动通信网络连接。例如,移动通信基站30可以是GSM移动通信基站,移动通信基站32是UMTS或LTE移动通信基站。主天线22的较小的方向性表明,借助于主天线22比借助于部分被屏蔽的次级天线26更可能建立至周围移动通信基站的不受干扰的无线连接。通过仅把主天线22固定在车顶24上,仅需要把汽车10中的连接电缆34从移动通信单元18铺设至车顶24。
移动通信单元18能够借助于两个移动通信基站30、32根据相应的移动通信标准(在此在该例子中即GSM和LTE)交换数据。移动单元18为此具有GSM移动通信模块36和LTE移动通信模块或组合的LTE/UMTS/GSM移动通信模块38。下面根据图2再次更详细说明移动通信单元18的构造。
移动通信模块36和移动通信模块38分别例如可以是ASIC(application specific integrated circuit专用集成电路)、FPGA(field programmable gate array现场可编程门阵列)、DSP(数据信号处理器)或CPU(general purpose processing unit通用处理单元)。像移动通信模块36和移动通信模块38的移动通信模块本身由现有技术已知。移动通信单元18还包括开关装置40和分接件42(Splitter)。主天线22通过主天线接头44连接至移动通信单元18。次级天线26通过次级天线接头46连接至移动通信单元18。
移动通信模块38通过信号接头48为了发射和接收移动通信信号而与开关装置40连接。例如,开关装置40可以是集成电路。移动通信模块36的信号接头50同样与开关装置40的接头S2连接。主天线接头44与开关装置40的接头S3连接,分接件42的接头A3与开关装置40的接头S4连接。分接件42的接头A2与移动通信模块38的另一个信号接头50连接。在分接件42的接头A3和接头A2之间分接件42可以具有例如20dB的阻尼。分接件20的接头A1与次级天线接头46连接。控制导线52连接了移动通信模块36的控制输出端54与开关装置40的控制输入端56。通过在开关输出端54处产生开关信号,移动通信模块36由此可以切换开关装置40的两个开关58、60。在第一开关状态中,接头S1通过开关60与接头S3连接且接头S2通过开关58与接头S4连接。相应地,在第一开关状态中,移动通信模块38的信号接头48通过开关装置40与主天线22耦连,且信号接头46与次级天线26耦连。在图2中示出了第二开关状态中的开关装置40,在第二开关状态中接头S2通过开关60与接头S3连接且接头S1通过开关58与接头S4连接。因此,移动通信模块38通过其信号接头48与次级天线26连接且移动通信模块36通过其信号接头46与主天线22连接。通过分接件42使移动通信模块38的另外的信号接头50始终与次级天线26连接。移动通信模块38设计用于,通过两个信号接头48、50实现基于借助于天线22、26形成的天线多样性冗余的接收。为此,开关装置40必须接通在第一开关状态中。
此外,可以由第二移动通信模块产生用于显示第二模块的发射脉冲的信号62。借助于该信号可以采取用于第一移动通信模块的信号接头50的保护措施。例如,图2中短时中断了至信号接头50的天线信号。
在汽车10中,电话通话借助于电话机12通过移动通信模块36、即GSM移动通信模块传输。其余的有效数据通过LTE移动通信模块38传输。通过构造移动通信单元18,两个移动通信模块36、38分享了天线22、26。像已经描述的那样,主天线22比天线26具有更好的接收性能。在移动通信单元18中,具有较好接收性能的天线、即主天线22根据需要连接至LTE- 或GSM移动通信模块。例如可以规定为,在通话期间主天线22与GSM模块、即移动通信模块36连接。为此,把开关装置40接通至第二开关状态。在图2中示出的例子中,GSM模块控制天线的切换逻辑电路、亦即开关装置14。由此确保,在通话期间GSM移动通信模块可以通过无线电以尽可能小的屏蔽联系到周围的基站、即例如基站30。移动通信单元18优选实现为插入卡,该插入卡例如可以插入在为此设置的信息娱乐系统14的插入板中。在此可以规定,通过移动通信模块38进行对GSM移动通信模块36的控制。由此得到的优点是,信息娱乐系统14的其余组件仅需要设置用于,与移动通信模块38进行通信,也就是说交换待传输的数据或接收的数据。在移动通信模块38和移动通信模块36之间数据的划分可以在移动通信单元18内通过移动通信模块38的相应的信号处理进行。
也可以在移动通信模块38已经与移动通信基站32交换用户数据期间进行开关装置40的切换。移动通信标准通常如此设计,即无线电路段的传输特性的变化不导致连接完全中断。即如果开关装置40从第一开关状态(天线多样性冗余)切换至第二开关状态(信号接头48和50二者都与次级天线26耦连),则以常见的方式进行移动通信模块38的传输行为的适配且能够继续以减小的传输速率进行有效数据的传输。该减小的数据传输速率通常不引起使用者的注意,因为仅当接入电话通话时或由电话机12建立电话连接时,才切换至第二开关状态。换句话说,仅当汽车10的使用者打电话时,才进行切换,这在电话通话期间不引人注意。

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380038795.9(22)申请日 2013.06.26102012014548.9 2012.07.21 DEH04B 1/00(2006.01)(71)申请人 奥迪股份公司地址 德国因戈尔施塔特(72)发明人 H俄伦特劳特(74)专利代理机构 北京市中咨律师事务所 11247代理人 吴鹏 牛晓玲(54) 发明名称用于汽车的移动通信设备以及用于运行移动通信设备的方法(57) 摘要本发明涉及一种用于汽车 (10) 的移动通信设备,所述移动通信设备具有第一移动通信模块(38) 和第二移动通信模块 (36)。此外,还提供了用于传输移动。

2、通信信号的第一天线 (22) 和第二天线 (26)。应该为汽车提供能以小的电路技术花费实现的鲁棒的语音电话。根据本发明,设置了开关装置 (40),所述开关装置与天线 (22、6) 和移动通信模块 (36、38) 的相应的信号接头 (46、48)连接且所述开关装置设计用于,基于开关信号在第一开关状态和第二开关状态之间进行切换,其中在第一开关状态中第一信号接头 (48) 和第一天线 (22) 耦连且第二信号接头 (46) 和第二天线(26) 耦连,在第二开关状态中第一信号接头 (48)和第二天线 (26) 耦连且第二信号接头 (46) 和第一天线 (22) 耦连。(30)优先权数据(85)PCT国。

3、际申请进入国家阶段日2015.01.21(86)PCT国际申请的申请数据PCT/EP2013/001874 2013.06.26(87)PCT国际申请的公布数据WO2014/015933 DE 2014.01.30(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书6页 附图2页(10)申请公布号 CN 104508984 A(43)申请公布日 2015.04.08CN 104508984 A1/2 页21.一种用于汽车 (10) 的移动通信设备,所述移动通信设备包括 :- 第一移动通信模块 (38),所述第一移动通信模块用于根据第一移动通信标准。

4、或多个移动通信标准通过第一移动通信模块(38)的第一信号接头(48)与外部移动通信基站(32)交换第一移动通信信号,- 第二移动通信模块 (36),所述第二移动通信模块用于根据第二移动通信标准通过第二移动通信模块 (36) 的第二信号接头 (46) 与外部移动通信基站 (30) 交换第二移动通信信号,- 第一天线 (22) 和第二天线 (26),用于传输移动通信信号,其特征在于开关装置(40),所述开关装置与天线(22、26)以及第一信号接头(48)和第二信号接头(46) 连接且所述开关装置设计用于,基于开关信号在第一开关状态和第二开关状态之间进行切换,在所述第一开关状态中第一信号接头 (48。

5、) 和第一天线 (22) 耦连且第二信号接头(46)和第二天线(26)耦连,在所述第二开关状态中第一信号接头(48)和第二天线(26)耦连且第二信号接头 (46) 和第一天线 (22) 耦连。2.根据权利要求 1 所述的移动通信设备,其特征在于,所述第一移动通信模块 (38) 设计用于,借助于第一移动通信信号交换与语音数据不同的数字用户数据,以及第二移动通信模块 (36) 设计用于,交换语音电话信号作为第二移动通信信号。3.根据权利要求 1 或 2 所述的移动通信设备,其特征在于,设有切换装置 (54),所述切换装置设计用于,通过产生预定的开关信号在语音传输开始时把所述开关装置 (40) 切换。

6、至第二开关状态。4.根据权利要求 3 所述的移动通信设备,其特征在于,在所述第二移动通信模块 (36)中提供有切换装置,用于输出控制信号的、第二移动通信模块(36)的控制输出端(54)与开关装置 (40) 的控制输入端 (56) 耦连。5.根据前述权利要求中任一项所述的移动通信设备,其特征在于,所述第二移动通信模块 (36) 是 GSM 模块。6.根据前述权利要求中任一项所述的移动通信设备,其特征在于,所述第一移动通信模块 (38) 设计用于,根据如下移动通信标准中的至少一个移动通信标准交换第一移动通信信号 :LTE、HSPA、UMTS。7.根据前述权利要求中任一项所述的移动通信设备,其特征在。

7、于,所述第一移动通信模块 (38) 具有另外的信号接头 (50),所述另外的信号接头与开关装置 (40) 的开关状态无关地连续地与第二天线 (26) 连接。8.根据权利要求 7 所述的移动通信设备,其特征在于,所述第二天线 (26) 通过分接件(42) 与开关装置 (40) 和另外的信号接头 (50) 连接。9.根据前述权利要求中任一项所述的移动通信设备,其特征在于,所述第一移动通信模块 (38) 和第二移动通信模块 (36) 布置在一共同的插入卡上。10.根据前述权利要求中任一项所述的移动通信设备,其特征在于,设有切换装置(54),所述切换装置设计用于,通过使用仅一个单个的开关在电话通话的情。

8、况下使第二移动通信模块的天线损耗最小化。11.根据前述权利要求中任一项所述的移动通信设备,所述移动通信设备设计用于,在权 利 要 求 书CN 104508984 A2/2 页3通过第二模块进行 GSM 发射脉冲的情况下采取用于第一移动通信模块的保护措施。12.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的移动通信设备的汽车 (10)。13.根据权利要求 12 所述的汽车 (10),其特征在于,第一天线 (22) 具有比第二天线小的方向性因子。14.根据权利要求 12 或 13 所述的汽车 (10),其特征在于,第一天线 (22) 布置在汽车(10) 的车顶 (24) 上。15.一种用于运行根据权利要求。

9、 1 至 11 中任一项所述的移动通信设备的方法,其中在传输电话信号期间把开关装置 (40) 保持在第二开关状态中而在其它情况下把开关装置(40) 保持在第一开关状态中。16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,在从汽车(10)外部打入电话时,通过产生预定的开关信号把开关装置 (40) 从第一开关状态切换至第二开关状态。17.根据权利要求15或16所述的方法,其特征在于,在通过第二移动通信模块(36)为语音连接建立呼叫时,通过产生预定的开关信号把开关装置 (40) 从第一开关状态切换至第二开关状态。权 利 要 求 书CN 104508984 A1/6 页4用于汽车的移动通信设备以及用于运行。

10、移动通信设备的方法技术领域0001 本发明涉及一种用于汽车的移动通信设备,所述移动通信设备具有两个移动通信模块,借助于所述移动通信模块能与外部移动通信基站交换移动通信信号。本发明还涉及一种具有这种移动通信设备的汽车,以及一种用于运行这种移动通信设备的方法。汽车在此尤其理解为乘用车和载货汽车。背景技术0002 在这种汽车中,可以通过移动通信模块实现,由汽车的电话通过移动通信运营商的移动通信网络进行电话通话。这种移动通信模块通常包括一个或多个内置的电路 ( 计算机芯片 ),所述电路由待发射的数字数据产生移动通信信号,所述移动通信信号能通过信号接头发送至天线,以便从那里发送至移动通信基站。相反,由这。

11、种移动通信基站接收的移动通信信号可以通过移动通信模块处理,以便如此提取包含在移动通信信号中的语音数据。除了电话通话外通过这种移动通信连接还实现了其它类型的数字有效数据的传输,尤其是用于与互联网进行数据交换的网络数据,也就是说例如 E-Mail 或浏览器数据。0003 随着移动通信技术向前发展,在汽车中必须确保,其中设置的移动通信设备也可以与不同移动通信标准的移动通信基站通信。为此,例如已知了,在移动通信设备中提供一种移动通信模块,其设置用于根据 GSM 标准 (global system for mobile communications 全球移动通信系统 ) 进行传输或者根据 UMTS 标准。

12、 (UMTS-universal mobile telecommunication system 通用移动通信系统 ) 进行信号传输。分别通过一种移动通信模块进行汽车和移动通信网络之间的数据传输,对该移动通信模块来说在汽车的环境中有合适的移动通信基站供使用。0004 结合移动通信信号的多路接收已知了,在汽车中提供两个或多个天线。0005 在汽车的研发中,必须结合为新的电信标准提供移动通信设备注意到这种新的标准在引入之后最初的几年中不是始终可靠地起作用。例如,在新的 LTE 标准 (LTE-long term evolution 长期演进 ) 中,设置的用于电话通话 VoLTE 的传输类型仍未受。

13、到移动通信网络的支持。相反,必须切换至较老的标准,例如 UMTS 或 GSM。因此在车辆中执行 LTE 按照经验在技术上很困难,因此值得期待的是,具有冗余的备选解决方案。发明内容0006 因此,本发明的目的在于,为汽车提供能以小的电路技术花费实现的鲁棒的语音电话通话。0007 该目的通过根据权利要求1所述的移动通信设备、根据权利要求12所述的汽车以及根据权利要求 15 所述的方法实现。通过从属权利要求得到本发明的有利的改进方案。0008 根据本发明的移动通信设备具有两个移动通信模块,用于与外部移动通信基站交换移动通信信号。第一移动通信模块设计用于,根据至少一个第一移动通信标准交换移动说 明 书。

14、CN 104508984 A2/6 页5通信信号,第二移动通信模块根据第二移动通信标准与移动通信基站交换其移动通信信号。在此,对本发明来说不重要的是,两个移动通信模块是与相同的移动通信基站还是与不同的移动通信基站通信。为了接收或发射移动通信信号,每个移动通信模块都具有一相应的信号接头 / 信号端子 (Signalanschluss)。第一模块可以具有标准 LTS、UMTS 和 GSM 中的至少一个,而第二模块例如仅具有GSM。根据本发明的移动通信设备还具有用于传输移动通信信号的第一天线和第二天线。两个移动通信模块在此分享了两个天线。为此,提供了开关装置,该开关装置与移动通信模块的相应的信号接头。

15、和天线连接。开关装置设置用于,基于开关信号在第一开关状态和第二开关状态之间进行切换。在此如此定义第一开关状态,即第一移动通信模块的信号接头(下文称为第一信号接头)和第一天线耦连且第二移动通信模块的信号接头 ( 下文称为第二信号接头 ) 和第二天线耦连。而相应地如此定义开关装置的第二开关状态,即第一信号接头和第二天线耦连且第二信号接头和第一天线耦连。0009 本发明的优点在于 :借助于由用于天线多样性冗余的两个或多个天线组成的天线系统可以同时运行两个不同的移动通信模块,且在此不出现对汽车中移动通信设备的使用者来说传输带宽的明显的带减小。在用于天线多样性冗余而提供的第一天线和第二天线中,通常可设定。

16、,所述天线之一 ( 在下文中假定,该天线之一是第一天线 ) 具有车辆中对无干扰的信号交换来说更有利的位置,而第二天线表现为用于天线多样性冗余的辅助天线。对仅第一移动通信模块传输移动通信信号且在此为天线多样性冗余使用了两个天线时,可以借助于开关装置把第二移动通信模块切换至第二天线,也就是说辅助天线,从而通过第二天线由第二移动通信模块始终仍能够由移动通信基站接收监控数据。一旦第二移动通信模块应该用于传输移动通信信号,则可以借助于开关装置把第二移动通信模块切换至第一天线,即具有更佳的发射性能的主天线。对这种时间段来说,第一移动通信模块可以与第二天线连接且继续借助于第二天线执行信号传输。0010 根据。

17、本发明的汽车的特征在于,其具有根据本发明的移动通信设备的实施方案。在根据本发明的汽车中尤其不需要的是,两个天线必须以相同的程度适用于无干扰地传输移动通信信号。相应地,根据本发明的汽车的实施方案规定了,第一天线具有比第二天线小的方向性因子。更小的方向性因子说明,与第二天线相比,第一天线通过汽车的其余构件更小程度地相对于环境被屏蔽。借助于第一天线也就更简单地以任意方向在汽车的环境中与移动通信基站交换移动通信信号。该实施方案具有这样的优点 :第二天线可以布置在汽车的较少暴露的地点、例如减震器中。相对于第一天线,其优选布置在汽车的车顶上。由此实现了,借助于第一天线在水平的平面中大致围绕汽车得到与移动通。

18、信基站的视线连接。0011 尤其规定了,借助于第一移动通信模块实现了和借助于第二移动通信模块相比根据更现代的移动通信标准进行信号传输。因此,对应于根据本发明的移动通信设备的改进方案,第一移动通信模块设计用于,借助于第一移动通信信号交换与语音数据不同的数字用户数据,即关于视频传输的数据、E-Mail、关于互联网方面的互联网数据等。相反,第二移动通信模块优选设计用于,交换语音电话信号作为第二移动通信信号。由此得到的优点是,借助于第一移动通信模块提供由数据处理器至数据网络、尤其是互联网的更现代的宽带的连接。可以实时地借助于第二移动通信模块提供鲁棒的、较老的技术用于无干扰的语音传输。尤其在根据本发明的。

19、移动通信模块中规定,第一移动通信模块根据如下移动通信标准中的至少一个移动通信标准交换移动通信信号 :LTE、UMTS、HSPA(high speed packet 说 明 书CN 104508984 A3/6 页6access 高速分组接入 )。相应地,根据移动通信设备的改进方案规定了,第二移动通信模块是 GSM 模块。0012 为了根据情况为两个移动通信模块创造尽可能有利的发射和 / 或接收条件,根据本发明的方法规定了,在传输语音电话信号期间把切换装置保持在第二开关状态中而在其它情况下把切换装置保持在第一开关状态中。换句话说,在传输语音电话信号期间第二移动通信模块与第一天线耦连,由此设定,其。

20、涉及具有更有利的发射和 / 或接收性能的天线。在此期间,第一移动通信模块与第二、较弱的天线耦连。一旦结束通话,即不再传输语音电话信号,则切换装置再次处于第一开关状态中,从而第一移动通信模块再次通过第一天线发射或接收。根据本发明的方法的优点是,使用者在电话期间始终借助于第二移动通信模块提供通话期间的最佳可能的信号连接。相反,如果使用者使用第一移动通信模块,以便例如在互联网上搜索信息,则在此期间同样通常使用第一天线。在这种情况下已经证明的是,对使用者在由互联网下载信息期间打电话的情况而言,数据传输的延迟对使用者来说几乎未察觉。因此,如果在通话期间第一移动通信模块可以仅通过第二天线交换移动通信信号,。

21、那么这是不成问题的。0013 关于对开关装置的控制,根据本发明的移动通信设备的改进方案设置了一种切换装置,该切换装置设计用于,通过产生预定的开关信号在语音传输开始时把开关装置切换至第二开关状态。由此得到的优点是 :第二移动通信模块仅在需要时才使用第一天线且在其它情况下通过第二天线与移动通信基站交换监控数据等。有利地,提供切换装置作为第二移动通信模块的组成部分。在这种情况下,用于输出所述的控制信号的第二移动通信模块的控制输出端与开关装置的控制输入端耦连。由此得到的优点是 :当在第二移动通信模块中识别到通过第一天线进行信号传输的需要时,第二移动通信模块可以始终独立地把开关装置从第一开关状态切换至第。

22、二开关状态。0014 在这种情况下,根据本发明的方法的改进方案规定了,在从汽车外部打入电话时,通过产生预定的开关信号把开关装置从第一开关状态切换至第二开关状态。由此得到的优点是,通过第一天线接收拨来的电话呼叫。0015 根据本发明的方法的另一个改进方案规定了,在通过第二移动通信模块为语音连接建立呼叫时,同样通过产生预定的开关信号把开关装置从第一开关状态切换至第二开关状态。由此得到的优点是,通过第一天线也发射由车辆发出的语音连接。0016 为了在天线多样性冗余的框架内,对第一移动通信模块来说可使用两个天线,移动设备的改进方案规定了,第一移动通信模块具有另外的信号接头,该另外的信号接头始终与第二天。

23、线连接,即连续地且与开关装置的开关状态无关地与第二天线连接。0017 在此有利地,第二天线通过分接件 (Splitter) 与开关装置和另外的信号接头连接。由此得到的优点是,在同时使用两个天线时,通过第一移动通信模块仅出现第一移动通信信号的相对较小的功率损耗。换句话说,可以借助于第一移动通信模块和天线多样性冗余在根据本发明的移动通信设备中提供和在传统的移动通信设备中几乎相同的传输质量,该传统的移动通信设备仅具有单个的移动通信模块和配属的天线。0018 根据本发明的方法还规定了,对第二移动通信模块来说天线信号的减弱通过电路技术方面的措施最小化。在语音连接时,借助于仅一个转换开关把第一天线切换至第。

24、二移动通信模块。说 明 书CN 104508984 A4/6 页70019 在 GSM 无线网络的运行中,第二接收模块的发射脉冲可以使第一移动通信模块的接收性能变差。根据本发明的方法还规定了,由第二移动通信模块在脉冲发射之前产生一信号。该信号可以用于,在第二模块的发射脉冲的情况下为第一模块采取保护程序。例如,在发射脉冲的情况下天线信号可以短时与第一模块分开。0020 在电路技术上实现根据本发明的移动通信设备方面,该移动通信设备优选包括插入卡,在插入卡上布置了两个移动通信模块。由此得到优点 :根据本发明的移动通信模块可以插入在插入位置中,该插入位置设置用于仅具有移动通信模块的传统的移动通信设备。。

25、由此不必在新研发的汽车中也设置其它电路技术上的措施用于使用根据本发明的移动通信模块中的两个移动通信模块。所有电路技术所需的元件可以在插入卡上提供。附图说明0021 下面再次根据具体实施例详细地解释本发明。附图示出 :0022 图 1 示意性示出根据本发明的汽车的优选实施方案 ;以及0023 图 2 示出根据本发明的移动通信设备实施方案的示意性构造,该根据本发明的移动通信设备构造为和其在根据图 1 的汽车中可以构造的一样。具体实施方式0024 在下文所述的例子中,汽车和移动通信设备的所述组件分别表现为本发明的各个可彼此视作独立的特征,所述特征分别彼此独立地改进本发明且进而也单个地或以与示出的组合。

26、不同的组合可视作本发明的组成部分。此外,所述实施方案也可以通过其它本发明的已经描述的特征补充。0025 在图 1 中示出汽车 10,其中其例如可以是乘用车。电话机 12 位于汽车 10 中。该电话机 12 可以固定地安装在汽车 10 中。在汽车 10 中还可以设有计算机 16,该计算机例如可以是信息娱乐系统 14 的组成部分且其为汽车 10 的使用者实现了与互联网交换数据。为了为计算机 16 以及其它未示出的数据处理装置交换电话数据或与语音数据不同的用户数据,汽车 10 具有移动通信单元 18。移动通信单元 18 例如可以通过数字通信总线 20 与信息娱乐系统 14 连接。借助于移动通信单元 。

27、18 可以把电话数据和其余的用户数据传输至 ( 未示出的 ) 移动通信网络,并从移动通信网络可以把电话数据传输至另一个终端设备以及例如把用户数据传输至互联网。移动通信单元 18 具有两个天线,用于发射和接收移动通信信号,其中主天线 22 可以布置在汽车 10 的车顶 24 上且次级天线 26 例如可以布置在汽车 10的减震器 28 中。主天线 22 具有比沿水平方向部分地被汽车 10 的车身钢板屏蔽的次级天线 26 更小的方向性。移动通信单元 18 通过天线 22、26 与移动通信基站 30、32 交换移动通信信号,所述移动通信基站也与所述的移动通信网络连接。例如,移动通信基站 30 可以是G。

28、SM 移动通信基站,移动通信基站 32 是 UMTS 或 LTE 移动通信基站。主天线 22 的较小的方向性表明,借助于主天线 22 比借助于部分被屏蔽的次级天线 26 更可能建立至周围移动通信基站的不受干扰的无线连接。通过仅把主天线 22 固定在车顶 24 上,仅需要把汽车 10 中的连接电缆 34 从移动通信单元 18 铺设至车顶 24。0026 移动通信单元 18 能够借助于两个移动通信基站 30、32 根据相应的移动通信标准( 在此在该例子中即 GSM 和 LTE) 交换数据。移动单元 18 为此具有 GSM 移动通信模块 36 和说 明 书CN 104508984 A5/6 页8LT。

29、E 移动通信模块或组合的 LTE/UMTS/GSM 移动通信模块 38。下面根据图 2 再次更详细说明移动通信单元 18 的构造。0027 移动通信模块 36 和移动通信模块 38 分别例如可以是 ASIC(application specific integrated circuit专用集成电路)、FPGA(field programmable gate array现场可编程门阵列 )、DSP( 数据信号处理器 ) 或 CPU(general purpose processing unit 通用处理单元 )。像移动通信模块 36 和移动通信模块 38 的移动通信模块本身由现有技术已知。移动通。

30、信单元 18 还包括开关装置 40 和分接件 42(Splitter)。主天线 22 通过主天线接头 44 连接至移动通信单元 18。次级天线 26 通过次级天线接头 46 连接至移动通信单元18。0028 移动通信模块38通过信号接头48为了发射和接收移动通信信号而与开关装置40连接。例如,开关装置 40 可以是集成电路。移动通信模块 36 的信号接头 50 同样与开关装置 40 的接头 S2 连接。主天线接头 44 与开关装置 40 的接头 S3 连接,分接件 42 的接头 A3与开关装置 40 的接头 S4 连接。分接件 42 的接头 A2 与移动通信模块 38 的另一个信号接头 50 。

31、连接。在分接件 42 的接头 A3 和接头 A2 之间分接件 42 可以具有例如 20dB 的阻尼。分接件 20 的接头 A1 与次级天线接头 46 连接。控制导线 52 连接了移动通信模块 36 的控制输出端 54 与开关装置 40 的控制输入端 56。通过在开关输出端 54 处产生开关信号,移动通信模块 36 由此可以切换开关装置 40 的两个开关 58、60。在第一开关状态中,接头 S1 通过开关 60 与接头 S3 连接且接头 S2 通过开关 58 与接头 S4 连接。相应地,在第一开关状态中,移动通信模块 38 的信号接头 48 通过开关装置 40 与主天线 22 耦连,且信号接头 。

32、46 与次级天线 26 耦连。在图 2 中示出了第二开关状态中的开关装置 40,在第二开关状态中接头 S2 通过开关 60 与接头 S3 连接且接头 S1 通过开关 58 与接头 S4 连接。因此,移动通信模块 38 通过其信号接头 48 与次级天线 26 连接且移动通信模块 36 通过其信号接头 46 与主天线 22 连接。通过分接件 42 使移动通信模块 38 的另外的信号接头 50 始终与次级天线26 连接。移动通信模块 38 设计用于,通过两个信号接头 48、50 实现基于借助于天线 22、26形成的天线多样性冗余的接收。为此,开关装置 40 必须接通在第一开关状态中。0029 此外,。

33、可以由第二移动通信模块产生用于显示第二模块的发射脉冲的信号 62。借助于该信号可以采取用于第一移动通信模块的信号接头 50 的保护措施。例如,图 2 中短时中断了至信号接头 50 的天线信号。0030 在汽车10中,电话通话借助于电话机12通过移动通信模块36、即GSM移动通信模块传输。其余的有效数据通过 LTE 移动通信模块 38 传输。通过构造移动通信单元 18,两个移动通信模块 36、38 分享了天线 22、6。像已经描述的那样,主天线 22 比天线 26 具有更好的接收性能。在移动通信单元 18 中,具有较好接收性能的天线、即主天线 22 根据需要连接至 LTE- 或 GSM 移动通信。

34、模块。例如可以规定为,在通话期间主天线 22 与 GSM 模块、即移动通信模块 36 连接。为此,把开关装置 40 接通至第二开关状态。在图 2 中示出的例子中,GSM 模块控制天线的切换逻辑电路、亦即开关装置 14。由此确保,在通话期间 GSM 移动通信模块可以通过无线电以尽可能小的屏蔽联系到周围的基站、即例如基站 30。移动通信单元18 优选实现为插入卡,该插入卡例如可以插入在为此设置的信息娱乐系统 14 的插入板中。在此可以规定,通过移动通信模块 38 进行对 GSM 移动通信模块 36 的控制。由此得到的优点是,信息娱乐系统 14 的其余组件仅需要设置用于,与移动通信模块 38 进行通。

35、信,也就是说 明 书CN 104508984 A6/6 页9说交换待传输的数据或接收的数据。在移动通信模块 38 和移动通信模块 36 之间数据的划分可以在移动通信单元 18 内通过移动通信模块 38 的相应的信号处理进行。0031 也可以在移动通信模块38已经与移动通信基站32交换用户数据期间进行开关装置 40 的切换。移动通信标准通常如此设计,即无线电路段的传输特性的变化不导致连接完全中断。即如果开关装置40从第一开关状态(天线多样性冗余)切换至第二开关状态(信号接头48和50二者都与次级天线26耦连),则以常见的方式进行移动通信模块38的传输行为的适配且能够继续以减小的传输速率进行有效数据的传输。该减小的数据传输速率通常不引起使用者的注意,因为仅当接入电话通话时或由电话机 12 建立电话连接时,才切换至第二开关状态。换句话说,仅当汽车 10 的使用者打电话时,才进行切换,这在电话通话期间不引人注意。说 明 书CN 104508984 A1/2 页10图1说 明 书 附 图CN 104508984 A。

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