CN100571429C - 一种改善cdma接收灵敏度的gsm/cdma双模终端及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种改善CDMA接收灵敏度的双模终端及方法，该双模终端包含前端射频开关，GSM主控芯片，还包括，滤波单元，与前端射频开关相连，接收数模转换单元的输出信号，进行低通滤波；数模转换单元，其输入端连接至GSM主控芯片，其输出端连接至滤波单元，用于在每次前端射频开关切换前，接收GSM主控芯片输出的电平数据，进行数模转换后输出信号至滤波单元，其中，所述电平数据满足如下要求，在(τ-τ₁)/2的时间内从0线性上升至开关控制电压，维持一个突发Burst的持续时间τ₁，然后在(τ-τ₁)/2的时间内从开关控制电压线性下降至0，其中τ＞τ₁。

Description

一种改善CDMA接收灵敏度的GSM/CDMA双模终端及方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及GSM/CDMA双模手机射频干扰的抑制方法及一种GSM/CDMA双模终端。

背景技术

GSM(全球移动通信系统)/CDMA(码分多址)双模手机是一种新兴的多频并存的移动通信终端，它可以支持GSM、CDMA双卡同时待机乃至同时通信。然而GSM900/1800MHz频段与CDMA800/1900MHz频段一起工作时会出现各种相互干扰的情况。

从GSM端耦合进CDMA接收机前端的频谱随频段不同、功率大小不同，恶化CDMA接收机C/N的方式也不同。GSM发射机大功率发射信号对CDMA接收机前端有较强的阻塞作用；GSM发射机产生的带外噪声落在CDMA接收频段的部分恶化了CDMA接收信号的载噪比。这些都是常见的双模干扰的影响方式。

同时我们在研究中还发现，GSM待机或通话中其前端射频开关切换会对CDMA灵敏度有突发的影响，只要CDMA处于大功率发射状态，即便GSM此时不发射或者发射功率很小，这种突发影响的程度并没有明显的下降。

目前，为减少GSM/CDMA双模手机的相互干扰，设计者们致力于提高天线之间的隔离度。隔离度的提高对于保障双模同时通话的性能是很有必要的。但由于手机尺寸和天线设计技术水平的限制，在某些频段双模手机的天线间隔离度很难提升到理想状态。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种双模手机GSM开关调制影响的抑制方法，解决现有双模手机中CDMA大功率发射GSM待机或通信时，CDMA发射功率受GSM开关调制，影响CDMA接收灵敏度的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种改善CDMA接收灵敏度的GSM/CDMA双模终端，包含前端射频开关，GSM主控芯片，还包括，

滤波单元，与前端射频开关相连，接收数模转换单元的输出信号，进行低通滤波；

数模转换单元，其输入端连接至GSM主控芯片，其输出端连接至滤波单元，用于在每次前端射频开关切换前，接收GSM主控芯片输出的电平数据作为控制射频开关的开关切换信号，通过数模转换后输出至滤波单元，其中，所述电平数据满足如下要求，在(τ-τ₁)/2的时间内从0线性上升至开关控制电压，维持一个突发Burst的持续时间τ₁，然后在(τ-τ₁)/2的时间内从开关控制电压线性下降至0，其中τ＞τ₁。

进一步地，上述双模终端还可具有以下特点，所述滤波单元为一RC滤波电路，包含一电阻和一电容，所述电容一端连接至前端射频开关，一端连接至地，所述电阻一端连接至前端射频开关，一端连接至所述数模转换单元。

进一步地，上述双模终端还可具有以下特点，所述数模转换单元使用脉冲密度调制器PDM实现，所述RC滤波电路的RC时间常数为PDM脉冲周期的20～40倍。

进一步地，上述双模终端还可具有以下特点，所述GSM主控芯片根据基带处理器的定时器，在其接收或发射时隙前(τ-τ₁)/2时间启动所述数模转换单元。

进一步地，上述双模终端还可具有以下特点，所述τ＞τ₁+10us。

一种改善GSM/CDMA双模终端CDMA接收灵敏度的方法，包括：

所述GSM/CDMA双模终端包括前端射频开关和开关控制信号单元；

在前端射频开关上连接一开关控制信号单元，在每次前端射频开关切换前，所述开关控制信号单元输出一开关控制信号至前端射频开关，所述开关控制信号满足如下要求，在(τ-τ₁)/2的时间内从0线性上升至开关控制电压，维持一个突发Burst的持续时间τ₁，然后在(τ-τ₁)/2的时间内从开关控制电压线性下降至0，其中τ＞τ₁。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述开关控制信号单元由所述GSM/CDMA双模终端的GSM主控芯片连接一数模转换单元实现，所述GSM主控芯片连接至所述数模转换单元的输入端，所述数模转换单元的输出端连接至所述前端射频开关。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述开关控制信号还要通过一RC滤波电路进行滤波，输出至所述前端射频开关。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述数模转换单元使用PDM实现，所述RC滤波电路的RC时间常数为所述PDM脉冲周期的20～40倍。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述GSM主控芯片根据基带处理器的定时器，在其接收或发射时隙前(τ-τ₁)/2时间启动所述数模转换单元，输出所述开关控制信号。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述τ＞τ₁+10us。

本发明方法能够有效地抑制双模手机由于天线隔离度偏低而导致的一方灵敏度恶化问题。

附图说明

图1是GSM收发切换示意图。

图2是开关混频示意图。

图3是本发明对现有技术电路部分的改进示意图。

图4是本发明改进的开关控制信号。

图5是射频开关改进波形后对带外频谱的抑制效果图。

图6是本发明实施流程图。

图7是原有开关控制波形和现有开关控制波形的对照示意图。

具体实施方式

现有双模手机中CDMA大功率发射GSM待机或通信时，CDMA发射功率受GSM开关调制，反过来影响CDMA接收灵敏度。

对于这种突发干扰，通过深入细致的实验和分析，我们认为该类型干扰的工作机理为：CDMA发射时有一定的功率通过天线耦合到GSM天线。而根据GSM工作机理，在接收和发射时隙交替时，前端射频开关会对射频通道作一次切换，以保证在对应的接收、发射时隙内天线分别和接收、发射电路连通。开关切换带来了阻抗的跳变如图1所示，阻抗的变化带来射频电流的变化，这种变化就调试在它的载波-CDMA发射信号的频谱上。当开关变化的频谱调制在CDMA发射信号上时，CDMA发射频谱就会被扩展，离CDMA发射频谱45MHz的接收频点的噪声谱功率增加，如图2所示。这样在GSM射频开关处产生的噪声功率通过GSM天线辐射出来，被CDMA天线接收，CDMA弱信号下的接收灵敏度就会受影响。

图1中的波形是GSM前端射频开关切换信号，快速的开关切换会将藕合在该射频前端的CDMA发射信号被开关信号调制。射频开关相当于混频器的作用。

为了解决上述问题，本发明提出一种能改善CDMA接收灵敏度的GSM/CDMA双模终端，在GSM/CDMA双模终端中GSM射频开关切换控制信号上增加D/A(数/模)转换电路和RC滤波电路，如图3所示，其中，

RC滤波电路包含一电阻和一电容，电容一端连接至前端射频开关，一端连接至地，电阻一端连接至前端射频开关，一端连接至D/A转换电路的输出端，RC电路是典型低通滤波器，起到滤波和平滑的作用。

D/A转换电路由GSM主控芯片控制，D/A转换电路的输入端连接至GSM主控芯片。可以采用脉冲密度调制器(PDM)作为D/A转换电路的实现方式。

GSM主控芯片中存储一开关控制曲线，开关控制曲线数据如图4所示。

$f=\left\{\begin{array}{cc}\frac{2E}{\mathrm{\τ}-{\mathrm{\τ}}_1}*t& [0,\frac{\mathrm{\τ}-{\mathrm{\τ}}_1}{2}]\\ E& [\frac{\mathrm{\τ}-{\mathrm{\τ}}_1}{2},\frac{\mathrm{\τ}+{\mathrm{\τ}}_1}{2}]\\ \frac{-2E}{\mathrm{\τ}-{\mathrm{\τ}}_1}*t+\frac{2\mathrm{E\τ}}{\mathrm{\τ}-{\mathrm{\τ}}_1}& [\frac{\mathrm{\τ}+{\mathrm{\τ}}_1}{2},\mathrm{\τ}]\end{array}\right.$

式中：

E为开关控制电压，一般2.3～2.8V左右，

τ₁＝B*48/13us，

τ₁是一个GSM收发burst所持续的时间，随着burst类型不同，长度有所不同。B为该burst(突发)的比特数，Burst有：常规Burst，接入Burst等，不同类型的burst包含不同比特数。

为开关控制脉冲上升时间，上升时间由τ₁和τ共同决定。

τ值可以根据实际抑制效果来调整，假设没采用本方案时开关信号上升时间为1us，可设置本方案开关上升时间(τ-τ₁)/2＝10us，τ＝τ₁+20us。而GSM射频开关pin管从高阻抗到低阻抗的切换时间增大，开关信号切换引发的高频电流切换的速率降低。具体上升时间(τ-τ₁)/2取值可以在10us以上。

开关控制曲线是对原GSM射频开关控制波形的改进，用于抑制原开关频谱中的高频分量。当然有更好的曲线也可以起到抑制高频的作用。

在GSM开关切换前以一定的提前量启动D/A转换，按上述开关控制曲线波形输出。该波形已经对高频分量进行抑制，可以减小开关切换时电流跳变的速率，所以即使开关频谱被调制在CDMA发射频谱上，其对CDMA接收的影响已经得到较大的抑制。

提前量的确定需要根据GSM基带处理器里的定时器确定。也就是GSM基带处理器能确定启动接收、发射的时刻，在此基础上提前即可。

该开关控制曲线不限定于由GSM主控芯片通过D/A转换电路输出，但由于无线通信中对信号同步的要求比较高，最好由GSM主控芯片处理。

图5中虚线部分为现有技术中(符合GSM规范，未作任何改进)的频谱分布，实线(折线)部分表示的是本发明提出的方案的频谱分布，在离f1较远处的频谱有较多抑制。

现有技术单纯依赖天线之间隔离，而天线隔离方面设计难度较大，已很难突破。与现有技术相比，本发明方法能够有效地抑制双模手机由于天线隔离度偏低而导致的一方灵敏度恶化问题。

下面将结合附图及应用实例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

在应用实例中，需要在频段切换控制信号线上增加RC滤波电路和D/A转换电路，如图3所示。D/A转换电路可以使用PDM脉冲密度调制器实现。RC时间常数T的取值要求为20～40倍的PDM脉冲周期ΔT。

本方案适用于控制信号直接控制pin管射频开关的方案。

应用实例的方法流程图如图6所示，需要GSM模块在每次切换收发通道前，通过GSM主控芯片控制，实施以下步骤：

步骤100，获取GSM收发时隙同步时间基准点，以此计算D/A转换的时间基准点。

所述基准点是指GSM接收、发射timeslot(时隙)的准确起始点，是由手机内GSM基带信号处理器通过对接收信号的分析计算产生，一般在软件里获取，但不同的GSM软硬件方案具体实现细节可能会有差别。

D/A输出的起始点比GSM接收、发射时隙提前(τ-τ₁)/2。其输出的开关控制波形与现有开关控制波形的对照如图7所示。

步骤110，设定输出数据的初始点。

数组长度设为n，起始点为0；

步骤120，依次读取对应时序的电平数据。

步骤130，根据预设的电平数据进行D/A输出。

步骤140，判断是否所有电平数据输出完毕，若没有输出完毕，则转到步骤120进行下一电平的输出，已经输出完毕则进入步骤150。

步骤150，结束本次输出。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1、一种改善CDMA接收灵敏度的GSM/CDMA双模终端，包含前端射频开关，GSM主控芯片，其特征在于，还包括，

滤波单元，与前端射频开关相连，接收数模转换单元的输出信号，进行低通滤波；

数模转换单元，其输入端连接至GSM主控芯片，其输出端连接至滤波单元，用于在每次前端射频开关切换前，接收GSM主控芯片输出的电平数据作为控制射频开关的开关切换信号，通过数模转换后输出至滤波单元，其中，所述电平数据满足如下要求，在(τ-τ₁)/2的时间内从0线性上升至开关控制电压，维持一个突发Burst的持续时间τ₁，然后在(τ-τ₁)/2的时间内从开关控制电压线性下降至0，其中τ＞τ₁。

2、如权利要求1所述的双模终端，其特征在于，所述滤波单元为一RC滤波电路，包含一电阻和一电容，所述电容一端连接至前端射频开关，一端连接至地，所述电阻一端连接至前端射频开关，一端连接至所述数模转换单元。

3、如权利要求2所述的双模终端，其特征在于，所述数模转换单元使用脉冲密度调制器PDM实现，所述RC滤波电路的RC时间常数为PDM脉冲周期的20～40倍。

4、如权利要求1所述的双模终端，其特征在于，所述GSM主控芯片根据基带处理器的定时器，在其接收或发射时隙前(τ-τ₁)/2时间启动所述数模转换单元。

5、如权利要求1所述的双模终端，其特征在于，所述τ＞τ₁+10us。

6、一种改善GSM/CDMA双模终端CDMA接收灵敏度的方法，其特征在于：

所述GSM/CDMA双模终端包括前端射频开关和开关控制信号单元；

在前端射频开关上连接一开关控制信号单元，在每次前端射频开关切换前，所述开关控制信号单元输出一开关控制信号至前端射频开关，所述开关控制信号满足如下要求，在(τ-τ₁)/2的时间内从0线性上升至开关控制电压，维持一个突发Burst的持续时间τ₁，然后在(τ-τ₁)/2的时间内从开关控制电压线性下降至0，其中τ＞τ₁。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述开关控制信号单元由所述GSM/CDMA双模终端的GSM主控芯片连接一数模转换单元实现，所述GSM主控芯片连接至所述数模转换单元的输入端，所述数模转换单元的输出端连接至所述前端射频开关。

8、如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述开关控制信号还要通过一RC滤波电路进行滤波，输出至所述前端射频开关。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述数模转换单元使用PDM实现，所述RC滤波电路的RC时间常数为所述PDM脉冲周期的20～40倍。

10、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述GSM主控芯片根据基带处理器的定时器，在其接收或发射时隙前(τ-τ₁)/2时间启动所述数模转换单元，输出所述开关控制信号。

11、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述τ＞τ₁+10us。

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