CN101106390A - 一种射频收发信装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频收发信装置和方法，该装置包括天线，第一开关，射频收信机，射频发信机，还包括第一本振源，第二本振源，控制模块和第二开关，其中，所述第二开关连接的三个端口分别与射频收信机，第一本振源以及第二本振源相连，通过开关导通方向的不同，实现射频收信机分别与第一本振源以及第二本振源相连；所述控制模块用于向第二开关发送开关控制信号，控制第二开关的导通方向，并向第一本振源以及第二本振源发送频率控制信号，设定第一本振源以及第二本振源的频率。通过本发明可以解决相邻时隙异频接收和相邻时隙异频收发的问题，使实现的终端可以完全满足规范和标准的需求。

Description

一种射频收发信装置及方法

技术领域

本发明涉及通信传输领域，特别是涉及一种射频收发信装置和方法。

背景技术

由于时分双工-同步码分多址(TD-SCDMA)通信系统属于时分双工(Time Division Duplex，TDD)的工作方式，基于收发同频的思想，TDD终端一般可以采用射频收发信机公用本振源的架构，简单地说，TD-SCDMA技术属于TDD(时分双工)的工作方式，收发同频因而可以公用本振源，从而降低终端的成本，尺寸和功耗。

图1为现有的射频收发信机公用本振源的TD-SCDMA终端射频架构图，如图1所示，包括天线，开关SW，射频收信机，射频发信机和一个公用本振源。开关SW的导通方向由射频收信机和射频发信机控制，通过开关SW导通到不同方向，控制射频收信机和射频发信机分别与天线连接。射频收信机和射频发信机共同连接到一个公用本振源。

由于历史原因，业界的TD-SCDMA终端用射频收发信机架构也有采用FDD的方式的，即射频收发信机分别采用各自独立本振源的架构。种架构只是在宽带码分多址(Wideband Division Multiple Access，W-CDMA)通信系统中射频集成电路(Radio Frequency integrate circuit，RFIC)的基础上做一些修改，希望其能满足TD-SCDMA系统的要求。

图2为现有的射频收发信机采用各自独立本振源的TD-SCDMA终端射频架构图。与射频收发信机公用本振源的TD-SCDMA终端射频架构的不同之处在于，射频收信机和射频发信机分别连接到本振源1和本振源2。

但是，在TD-SCDMA系统中，当出现对相邻时隙异频接收或相邻时隙异频发收的需求时，这些现有的架构均不能解决相邻时隙异频接收的问题，甚至不能实现相邻时隙异频发收的问题。例如：

情况一：终端在连接模式下，如果业务时隙分配在TD-SCDMA系统的常规时隙TS0～TS6中的TS6时，执行协议3GPP TS 25.215 5.1.9中的SFN-SFN OTD Type 1(小区系统帧号观察时间差异类型1)测量时，需要读取异频邻小区相邻时隙TS0的信息以获取系统帧号(System Frame Number，SFN)信息，此时会出现相邻时隙异频接收的需求。

情况二：对于符合TD-SCDMA国家标准的N频点小区，由于基本公共控制信道(Primary Common Control Physical Channel，P-CCPCH)在本小区的主频点的时隙TS0上，业务时隙可能建立在本小区辅频点的时隙TS6上，而同一小区的辅频点和主频点的载波频率是不同的，因此，业务时隙分配在本小区辅频点的时隙TS6时，存在接收本小区的主频点的时隙TS0的信息的需求，此时会出现相邻时隙异频接收的需求。

情况三：TD-SCDMA系统中，在异频接力切换(Baton Handover)时会出现对相邻时隙异频发送和接收的需求：

在接力切换时，首先将终端的上行链路转移到目标小区，在一段时间内终端的下行链路继续利用原小区进行通信，在确保终端与目标基站建立了有效和可靠的上行链路通信后，再将下行链路转移到目标小区，进而完成接力切换过程。在异频接力切换中，由于，目标小区与原小区的工作频率不同，如果原小区中分配的业务时隙为上行TSn，下行TS4，而在目标小区中分配的业务时隙为上行TS3，下行TSn，此时，将会形成目标小区TS3/原小区TS4相邻时隙异频发、收的情况。

而射频本振源的频率切换需要的稳定时间一般在200us以上，为了确保正常的接收和发送数据，终端必需至少提前相应长度的时间设置好本振频率。根据TD-SCDMA系统的帧结构，相邻时隙保护间隔只有12.5us。由于本振的稳定时间远大于相邻时隙保护间隔，因此，对于公用本振源的架构，将不能实现相邻时隙异频接收以及相邻时隙异频发射和接收的任务；对于射频收发信机分别采用各自独立本振源的架构，虽然不存在相邻时隙异频发送和接收的问题，但是仍无法满足相邻时隙异频接收的需求。

这样，现有的TD-SCDMA射频收发信机架构均不能解决相邻时隙异频接收的问题，甚至不能实现相邻时隙异频发收的问题，这对TD-SCDMA系统的质量及切换成功率等都有一定程度的影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一个目的就是提供一种射频收发信装置，包括天线，第一开关，射频收信机，射频发信机，还包括第一本振源，第二本振源和第二开关，其中，

所述第二开关连接在射频收信机与两个本振源之间，通过开关导通方向的不同，实现射频收信机与第一本振源或第二本振源相连。

所述射频收发信装置还包括控制模块，所述控制模块用于向第二开关发送开关控制信号，控制第二开关的导通方向，并向第一本振源以及第二本振源发送频率控制信号，设定第一本振源以及第二本振源的频率。

所述控制模块还包括定时器，用于控制设定第一本振源或第二本振源的频率的时间，以及开关导通方向的转换时间。

所述控制模块还包括判断模块，用于判断接收频点变化是属于相邻时隙异频发收，还是相邻时隙异频接收。

所述开关为单刀双掷开关。

所述开关控制信号为二进制信号。

本发明的另一目的在于，提供一种射频收发方法，包括以下步骤：

步骤A)控制模块接收到频点变化消息后，根据频点变化消息中的频率，设置本振源的频率；

步骤B)控制开关改变导通方向，切换本振源。

所述步骤A)中，在新频点正式开始工作时刻的前T1时刻设置本振源的频率。

所述T1时刻至少为本振源稳定时间。

所述步骤B)中，在新频点正式开始工作时刻的前T2时刻，控制开关改变导通方向。

所述T2大于开关稳定时间，小于相邻时隙保护间隔。

所述步骤A)之前还包括以下步骤：

步骤A0)控制模块对参数进行初始化。

所述步骤A0)包括以下步骤：

步骤A01)控制模块根据本振器件实际需要的稳定时间长度，设置本振稳定时间；

步骤A02)控制模块对内部定时器时钟进行初始化，使之与系统时钟同步；

步骤A03)控制模块向开关发送控制信号，设定开关的初始导通方向。

本发明的有益效果是：

1.可以解决相邻时隙异频接收和相邻时隙异频接收和发送的问题，使实现的终端可以完全满足规范和标准的需求；

2.使得收发信机可以充分利用两个本振源，而且对终端的功耗，尺寸和成本影响甚小。

3.对终端的省电设计也很有利。

附图说明

图1为现有的射频收发信机公用本振源的TD-SCDMA终端射频架构图；

图2为现有的射频收发信机采用各自独立本振源的TD-SCDMA终端射频架构图；

图3为本发明射频收发信装置的模块图；

图4为本发明的射频收发方法的流程图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：增加一个开关，再加上时序控制方法，使得收发信机可以充分利用两个独立本振源，解决相邻时隙异频接收和相邻时隙异频收发的问题，使实现的终端可以完全满足规范和标准的需求。

本实施例子是以一种可以支持第三代(3G)无线移动通信技术，时分双工-同步码分多址(TD-SCDMA)通信系统的射频收发信装置和方法进行描述，但本发明同样适用除了以上提到的支持第三代(3G)无线移动通信技术的射频收发信装置和方法的情况，如码分多址2000(CDMA2000)通信系统或者宽带码分多址(WCDMA)通信系统和第二代(2G)无线移动通信技术。

下面结合附图3和4及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图3为本发明射频收发信装置的模块图，如图3所示，该射频收发信装置包括天线，开关SW1，射频收信机，射频发信机和两个本振源本振1和本振2。其中，开关SW1的三个端口分别与天线，射频收信机以及射频发信机相连，其导通方向由射频收信机和射频发信机向开关SW1发送开关控制信号进行控制，通过开关SW1导通到不同方向，控制射频收信机和射频发信机分别与天线连接。射频发信机与本振源2相连；射频收信机与本振源1或本振源2相连；本发明的射频收发信装置还包括开关SW2和控制模块。其中，所述开关SW2连接在射频收信机与两个本振源之间，其三个端口分别与射频收信机，本振1以及本振2相连，通过开关SW2导通方向的不同，实现射频收信机分别与本振1或本振2相连。所述控制模块用于向开关SW2发送开关控制信号，控制开关SW2的导通方向，从而控制射频收信机与哪个本振源连接，并通过本振1和本振2的控制接口，分别向本振1以及本振2发送频率控制信号，设定本振1以及本振2的频率。

所述控制模块还包括定时器，用于确定设定本振1或本振2的频率的时间，以及开关SW2导通方向的切换时间。

所述控制模块还包括判断模块，用于判断接收频点变化是属于相邻时隙异频发收，还是相邻时隙异频接收。

所述开关为单刀双掷开关。

所述开关控制信号为高低电平或者脉冲的上升沿/下降沿等其它二进制信号。

射频收信机接收到接收信息触发信号时，向开关SW1发送开关控制信号，使开关SW1打到使射频收信机与天线连接的方向；射频发信机接收到发送信息触发信号时，向开关SW1发控制信号，使开关SW1打到使射频发信机与天线连接的方向。

控制模块在接收到频点变化消息后，判断需要切换到哪个本振源，并设置需要切换到的本振源的频率，然后，向开关SW2发送开关控制信号，改变开关SW2的导通方向，从而完成本振源的切换，使得收发信机可以充分利用两个本振源，由于收发通道的本振源均可以独立控制，暂时不用的通道可以断电或者进入低功耗的待机状态，因此本发明的架构对终端的省电设计也很有利。

图4为本发明的射频收发方法的流程图，如图4所示，具体包括以下步骤：

1)控制模块在上电后对参数进行初始化；

11)控制模块根据本振器件实际需要的稳定时间长度，设置本振1的稳定时间TS1和本振2的稳定时间TS2；

12)控制模块对内部定时器时钟进行初始化，使之与系统时钟同步；

13)控制模块向开关SW2发送控制信号，设定开关SW2的初始导通方向；

通常情况下开关SW2的初始导通方向是使收信机与本振1相连，发信机与本振2相连。对于TDD系统，通常两个本振都设置为相同频率。

开关SW2的导通方向是通过控制模块向开关SW2发送高低电平或者脉冲的上升沿/下降沿等其它二进制信号实现控制的。

2)控制模块接收到频点变化消息后，根据频点变化消息中的频率，在新频点正式开始工作时刻TR之前，设置本振源的频率；

21)控制模块检测网络侧发送的接收频点变化消息；

检测方式可以是轮询方式，也可以是中断方式。

22)控制模块如果检测到网络侧发送的接收频点变化消息，则对该消息根据TD-SCDMA无线通信协议进行解析，得到新的接收频率以及新频点正式开始工作时刻TR；

23)控制模块的判断模块从网络侧发送的系统消息或者广播消息中获得接收频点变化的接收时隙的前一个时隙为发送时隙还是接收时隙；

如果接收频点变化的接收时隙的前一个时隙为发送时隙，则接收频点变化是属于相邻时隙异频发送和接收；如果接收频点变化的接收时隙的前一个时隙为接收时隙，则接收频点变化是属于相邻时隙异频接收。

24)如果接收频点变化属于相邻时隙异频接收，执行步骤25)；否则，执行步骤26)；

25)控制模块在新频点正式开始工作时刻TR提前本振2的稳定时间TS2的时刻向本振2发送控制命令，所述控制命令是根据器件数据表的接口要求设置，一般以二进制数字组合代表一个频率，设定本振2的频率为新的接收频率。

26)控制模块在新频点正式开始工作时刻TR提前本振1的稳定时间TS1的时刻向本振1发送控制命令，设定本振1的频率为新的接收频率。

3)控制模块在新频点正式开始工作时刻TR提前时间T2，向开关SW2发送开关控制信号，改变开关SW2的导通方向。

所述T2大于开关稳定时间，小于相邻时隙保护间隔。

如果开关SW2原来处于本振1与射频收信机连接的方向，则改变开关SW2的导通方向到本振2与射频收信机连接的方向；如果开关SW2原来处于本振2与射频收信机连接的方向，则改变开关SW2的导通方向到本振1与射频收信机连接的方向。

开关SW2的导通方向是通过控制模块向开关SW2发送高低电平或者脉冲的上升沿/下降沿等其它二进制信号实现控制的。

上述是以本发明的射频收发信装置和方法在终端上的应用为例进行说明，本发明的射频收发信装置和方法也可以用于基站等其它系统中。

本发明的射频收发信装置和方法的有益效果有以下几点：

1.可以解决相邻时隙异频接收和相邻时隙异频发送和接收的问题，使实现的终端可以完全满足规范和标准的需求；

2.相对于FDD形式的的收发信机独立使用各自本振的射频架构，本发明的射频收发信装置和方法只增加一个单刀双掷开关，再加上适当的时序控制方法，使得收发信机可以充分利用两个本振源，而且对终端的功耗，尺寸和成本影响甚小。

3.由于收发通道的本振源均可以独立控制，暂时不用的通道可以断电或者进入低功耗的待机状态，因此本发明的架构对终端的省电设计也很有利。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (13)

1.一种射频收发信装置，包括天线，第一开关，射频收信机，射频发信机，其特征在于，还包括第一本振源，第二本振源和第二开关，其中，

所述第二开关连接在射频收信机与两个本振源之间，通过开关导通方向的不同，实现射频收信机与第一本振源或第二本振源相连。

2.如权利要求1所述的射频收发信装置，其特征在于，所述射频收发信装置还包括控制模块，所述控制模块用于向第二开关发送开关控制信号，控制第二开关的导通方向，并向第一本振源以及第二本振源发送频率控制信号，设定第一本振源以及第二本振源的频率。

3.如权利要求2所述的射频收发信装置，其特征在于，所述控制模块还包括定时器，用于控制设定第一本振源或第二本振源的频率的时间，以及开关导通方向的转换时间。

4.如权利要求2或3所述的射频收发信装置，其特征在于，所述控制模块还包括判断模块，用于判断接收频点变化是属于相邻时隙异频发收，还是相邻时隙异频接收。

5.如权利要求1或2或3所述的射频收发信装置，其特征在于，所述开关为单刀双掷开关。

6.如权利要求1或2或3所述的射频收发信装置，其特征在于，所述开关控制信号为二进制信号。

7.一种射频收发方法，包括以下步骤：

步骤A)控制模块接收到频点变化消息后，根据频点变化消息中的频率，设置本振源的频率；

步骤B)控制开关改变导通方向，切换本振源。

8.如权利要求7所述的射频收发方法，其特征在于，所述步骤A)中，在新频点正式开始工作时刻的前T1时刻设置本振源的频率。

9.如权利要求8所述的射频收发方法，其特征在于，所述T1时刻至少为本振源稳定时间。

10.如权利要求7所述的射频收发方法，其特征在于，所述步骤B)中，在新频点正式开始工作时刻的前T2时刻，控制开关改变导通方向。

11.如权利要求10所述的射频收发方法，其特征在于，所述T2大于开关稳定时间，小于相邻时隙保护间隔。

12.如权利要求7所述的射频收发方法，其特征在于，所述步骤A)之前还包括以下步骤：

步骤A0)控制模块对参数进行初始化。

13.如权利要求12所述的射频收发方法，其特征在于，所述步骤A0)包括以下步骤：

步骤A01)控制模块根据本振器件实际需要的稳定时间长度，设置本振稳定时间；

步骤A02)控制模块对内部定时器时钟进行初始化，使之与系统时钟同步；

步骤A03)控制模块向开关发送控制信号，设定开关的初始导通方向。

Images