CN102142872A - 一种用户设备中功放天线的配置装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用户设备中功放天线的配置装置，该装置包括：天线对应驱动单元，用于实现用户设备中的一个功率放大器对应驱动多个天线，使用户设备支持多天线发射。本发明还公开了一种用户设备中功放天线的配置方法，该方法包括：实现用户设备中的一个功率放大器对应驱动多个天线，使用户设备支持多天线发射。采用本发明的装置及方法，不仅能大大降低用户设备的设计复杂度，而且能大大降低用户设备的功耗。

Description

一种用户设备中功放天线的配置装置及方法
技术领域
本发明涉及用户设备中功放天线的配置技术，尤其涉及一种支持多天线发射的用户设备中功放天线的配置装置及方法。
背景技术
近年来，各种理论研究表明，在发送端和接收端利用多天线的多输入多输出系统的空时信号处理技术，可以满足未来的无线移动通信中各种多媒体服务对高数据速率和高频谱性能的要求。多天线技术成为了未来移动通信标准的关键技术之一。这些移动通信标准包括：第三代移动通信伙伴计划的长期演进计划(LTE)、美国电子工程师学会宽带接入标准(802.16e)、和欧洲未来通信标准(Winner)。
目前，现有用户设备的多天线功放配置装置中，每个天线唯一对应一个功率放大器，如图1所示。图1为用户设备支持两天线的功放配置装置示意图，两路射频信号分别经过基带处理单元，射频前端，功率放大器，最后经天线发射。其中，一个功率放大器对应一个天线。这样设计的配置装置，在支持多天线时，局限于每个天线必须唯一对应一个功率放大器，从而通过每个功率放大器唯一驱动一个天线实现对多天线技术的支持。
然而，采用这种现有的一一对应的设计方式，无形中增加了功率放大器的数量，即：用户设备能支持几个天线，就必须在该用户设备中配置相同数量的功率放大器，用户设备能支持的天线数量越多，用户设备中设计的功率放大器就必须对应增加。随着未来移动通信标准的不断演进，用户设备势必能支持越来越多的天线，那么在用户设备中对应增加的数量众多的功率放大器，必然导致用户设备的设计复杂度越来越复杂，和用户设备的功耗大大提高的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用户设备中功放天线的配置装置及方法，不仅能大大降低用户设备的设计复杂度，而且能大大降低用户设备的功耗。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用户设备中功放天线的配置装置，该装置包括：基带处理单元和射频前端；该装置还包括：天线对应驱动单元，用于实现用户设备中的一个功率放大器对应驱动多个天线，使用户设备支持多天线发射。
其中，所述天线对应驱动单元，进一步包括：合路器、功率放大器和分离模块；其中，
所述合路器，用于将来自于多个射频前端的多路射频信号合并成一路后，输入所述功率放大器；
所述功率放大器，用于将来自于合路器的一路合并信号放大后，输入所述分离模块；
所述分离模块，用于将来自于功率放大器的一路放大后的合并信号分离后，对应驱动多个天线。
其中，该装置中仅包括一个功率放大器时，相对应的，所述合路器的数量为一个，所述分离模块的数量为一个；
所述功率放大器，进一步用于与所述合路器和所述分离模块相结合，对应驱动用户设备能支持的所有天线。
其中，所述分离模块，进一步用于对放大后的合并信号分离时所采用的分离方式，与所述合路器对射频信号合并时所采用的合并方式相对应。
其中，所述分离模块，进一步用于采用的分离方式具体为频分方式时，所述合路器采用的合并方式具体为频分方式；
或者，所述分离模块，进一步用于采用的分离方式具体为码分方式时，所述合路器采用的合并方式具体为码分方式。
一种用户设备中功放天线的配置方法，该方法包括：实现用户设备中的一个功率放大器对应驱动多个天线，使用户设备支持多天线发射。
其中，实现所述一个功率放大器对应驱动多个天线具体包括：
一个合路器将来自于多个射频前端的多路射频信号合并成一路后，输入一个功率放大器；
所述功率放大器将来自于所述合路器的一路合并信号放大后，输入一个分离模块；
所述分离模块将来自于所述功率放大器的一路放大后的合并信号分离后，对应驱动多个天线。
其中，所述用户设备中仅包括一个功率放大器时，相对应的，所述合路器的数量为一个，所述分离模块的数量为一个；
实现所述对应驱动多个天线具体包括：一个功率放大器与一个合路器和一个分离模块相结合，对应驱动用户设备能支持的所有天线。
其中，该方法还包括：分离模块对放大后的合并信号分离时所采用的分离方式，与合路器对射频信号合并时所采用的合并方式相对应。
本发明在用户设备中实现一个功率放大器对应驱动多个天线，使用户设备支持多天线发射。
本发明在用户设备中设计功率放大器时，不局限于由每个天线必须唯一对应一个功率放大器，而是将用户设备中的一个功率放大器对应多个天线。采用本发明，在支持多天线发射的用户设备中能节省功率放大器的数量，节省成本，从而，不仅能大大降低用户设备的设计复杂度，而且能大大降低用户设备的功耗。
附图说明
图1为现有用户设备支持两天线的功放配置装置结构示意图；
图2为本发明系统实施例一的配置装置结构示意图；
图3为本发明系统实施例二的配置装置结构示意图；
图4为本发明系统实施例三的配置装置结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：在用户设备中实现一个功率放大器对应驱动多个天线，使用户设备支持多天线发射。
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。
一种用户设备中功放天线的配置装置，该装置包括：该装置包括：现有的基带处理单元和现有的射频前端；该装置还包括：天线对应驱动单元，用于实现用户设备中的一个功率放大器对应驱动多个天线，使用户设备支持多天线发射。
这里，天线对应驱动单元进一步包括：合路器、功率放大器和分离模块。其中，合路器用于将来自于多个射频前端的多路射频信号合并成一路后，输入功率放大器。功率放大器用于将来自于合路器的一路合并信号放大后，输入分离模块。分离模块用于将来自于功率放大器的一路放大后的合并信号分离后，对应驱动多个天线。
这里，该装置中仅包括一个功率放大器时，相对应的，合路器的数量为一个，分离模块的数量为一个。此时，这个功率放大器进一步用于与这个合路器和这个分离模块相结合，对应驱动用户设备能支持的所有多个天线。
这里，分离模块进一步用于对放大后的合并信号分离时所采用的分离方式，与合路器对射频信号合并时所采用的合并方式相对应。
具体来说，分离模块进一步用于采用的分离方式具体为频分方式时，合路器采用的合并方式具体为频分方式；或者，分离模块进一步用于采用的分离方式具体为码分方式时，合路器采用的合并方式具体为码分方式。
一种用户设备中功放天线的配置方法，该方法包括：实现用户设备中的一个功率放大器对应驱动多个天线，使用户设备支持多天线发射。
这里，实现一个功率放大器对应驱动多个天线具体包括：一个合路器将来自于多个射频前端的多路射频信号合并成一路后，输入一个功率放大器；功率放大器将来自于合路器的一路合并信号放大后，输入一个分离模块；分离模块将来自于功率放大器的一路放大后的合并信号分离后，对应驱动多个天线。
这里，用户设备中仅包括一个功率放大器时，相对应的，合路器的数量为一个，分离模块的数量为一个。此时，实现对应驱动多个天线具体包括：一个功率放大器与一个合路器和一个分离模块相结合，对应驱动用户设备能支持的所有多个天线。
这里，分离模块对放大后的合并信号分离时所采用的分离方式，比如频分方式或码分方式，与合路器对射频信号合并时所采用的合并方式相对应。合并方式也可以是频分方式或码分方式。
综上所述，本发明在用户设备中设计功率放大器时，不局限于由每个天线必须唯一对应一个功率放大器，而是将用户设备中的每个功率放大器对应多个天线，通过每个功率放大器驱动多个天线实现多天线技术的支持，从而，采用本发明设计的这种一个功率放大器用于多个发射天线的配置装置，在支持多天线发射的用户设备中能节省功率放大器的数量，节省成本，从而，不仅能大大降低用户设备的设计复杂度，而且能大大降低用户设备的功耗。
本发明主要包括以下内容：
针对装置而言，本发明区别于现有技术，在支持多天线发射的用户设备中增加了合路器，且该合路器作为一个功率放大器的前端设备，用于将来自于射频前端的射频信号合并后，输入这个功率放大器。相应于增加的合路器，在支持多天线发射的用户设备中还增加了分离模块，且该分离模块作为这个功率放大器的后端设备，用于将来自于功率放大器的输出信号分离后，再驱动这个功率放大器所对应的多天线。
其中，针对不同的通信系统而言，对信号的合并和分离所采用的方式可能互相造成影响，因此在实现中可以考虑使用频分或码分的方式对信号进行合并、分离。对于分离模块，相对应于合路器的不同信号合并方式，分离模块使用相对应的分离方式分离信号。比如，当前合路器采用频分的方式对信号进行合并时，分离模块需相对应的也采用频分的方式对信号进行分离；当前合路器采用码分的方式对信号进行合并时，分离模块需相对应的也采用码分的方式对信号进行分离。
总之，采用本发明的配置装置，一个功率放大器对应多个天线，结合使用这个功率放大器前端的合路器，和这个功率放大器后端的分离模块，能将这个功率放大器的输出信号分离，以用于驱动用户设备所支持的多个天线。本发明的配置装置是一种发射装置，可应用于具备多天线发射能力的用户设备中。
针对方法而言，本发明的配置过程包括：多路基带处理单元输出多路基带信号；多路基带信号分别送入多个射频前端；多个射频前端输出的射频信号分别送入一个合路器；一个合路器输出合并信号后送入一个功率放大器；一个功率放大器输出信号进入一个分离模块；一个分离模块对信号分离后分别驱动多个天线。
以下对本发明进行举例阐述。
系统实施例一：
如图2所示，本实施例为用户设备中一个功率放大器对应两个天线的配置装置，该装置包括：两个基带处理单元、两个射频前端、一个合路器、一个功率放大器和一个分离模块。本实施例中，由一个功率放大器对应控制驱动两个天线。装置中仅包括一个功率放大器。
其中，两个基带处理单元用于将输入的两路射频信号分别处理成基带信号后，将两路基带信号分别输入两个射频前端。两个射频前端用于将两路基带信号分别处理成射频信号后，将两路射频信号分别输入同一个合路器。一个合路器用于将两路射频信号合并为合并信号后，将一路合并信号输入同一个功率放大器。一个功率放大器用于将一路合并信号放大后，输入同一个分离模块。一个分离模块用于将一路放大后的合并信号分离成两路信号后，分别驱动两个天线。
系统实施例二：
如图3所示，本实施例为用户设备中一个功率放大器对应四个天线的配置装置，该装置包括：四个基带处理单元、四个射频前端、一个合路器、一个功率放大器和一个分离模块。本实施例中，由一个功率放大器对应控制驱动四个天线。本实施例与上述系统实施例一的一功率放大器对应控制驱动两天线的结构类似，装置中仅包括一个功率放大器。
其中，四个基带处理单元用于将输入的四路射频信号分别处理成基带信号后，将四路基带信号分别输入四个射频前端。四个射频前端用于将四路基带信号分别处理成射频信号后，将四路射频信号分别输入同一个合路器。一个合路器用于将四路射频信号合并为合并信号后，将一路合并信号输入同一个功率放大器。一个功率放大器用于将一路合并信号放大后，输入同一个分离模块。一个分离模块用于将一路放大后的合并信号分离成两路信号后，分别驱动四个天线。
系统实施例三：
如图4所示，本实施例为用户设备中两个双天线叠加时一个功率放大器对应两个天线的配置装置，该装置包括：四个基带处理单元、四个射频前端、两个合路器、两个功率放大器和两个分离模块。本实施例中，由两个功率放大器的每一个功率放大器分别对应控制驱动两个天线。装置中包括两个功率放大器。这样做的好处是：以上系统实施例二仅包括一个功率放大器，一个功率放大器要实现对应控制驱动四个天线时需要使用的功率放大器功率较大，而本实施例采用两个功率放大器，每一个功率放大器分别对应控制驱动两个天线，能减少每一个功率放大器的功率，从而比以上系统实施例二更优化，能避免在用户设备中使用更大功率的功率放大器。而且，用户设备中功率放大器数量上的减少可以减小电流消耗，有利于用户设备的节电。该装置虽然也是支持四天线的发射结构，但是，使用两个发射天线叠加的发射结构，达到优化用户设备设计的目的。本实施例的核心就是：四路基带信号经过射频前端处理后合并到两个独立的功率放大器中，并经过这两个功率放大器去分别驱动两个天线，从而实现用户设备对四天线的支持。
其中，四个基带处理单元用于将输入的四路射频信号分别处理成基带信号后，将四路基带信号分别输入四个射频前端。四个射频前端用于将四路基带信号分别处理成射频信号后，将每两路射频信号分别输入同一个合路器。两个合路器用于将每两路射频信号合并为合并信号后，将每一路合并信号输入同一个功率放大器。两个功率放大器用于将每一路合并信号放大后，输入同一个分离模块。两个分离模块用于将每一路放大后的合并信号分离成两路信号后，分别驱动四个天线。
方法实施例：用户设备中一个功率放大器对应两个天线的情况。
此时，采用的装置包括两个基带处理单元、两个射频前端、一个合路器、一个功率放大器和一个分离模块。由一个功率放大器对应控制驱动两个天线。装置中仅包括一个功率放大器，用户设备为手机，以手机上使用1个23dBm功率放大器为例，与使用2个20dBm功率放大器等效。
本实施例中，频分方式的功率放大器天线配置信号处理流程包括以下步骤：
步骤101、两个基带处理单元输出两路基带信号。
步骤102、两路基带信号分别送入两个射频前端。
步骤103、两个射频前端输出两路射频信号分别送入同一个合路器。
步骤104、这个合路器输出合并信号并送入一个功率放大器。
步骤105、这个功率放大器将输出信号送入一个分离模块。
步骤106、这个分离模块对信号分离后分别驱动两个天线。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用户设备中功放天线的配置装置，该装置包括：基带处理单元和射频前端；其特征在于，该装置还包括：天线对应驱动单元，用于实现用户设备中的一个功率放大器对应驱动多个天线，使用户设备支持多天线发射。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述天线对应驱动单元，进一步包括：合路器、功率放大器和分离模块；其中，
所述合路器，用于将来自于多个射频前端的多路射频信号合并成一路后，输入所述功率放大器；
所述功率放大器，用于将来自于合路器的一路合并信号放大后，输入所述分离模块；
所述分离模块，用于将来自于功率放大器的一路放大后的合并信号分离后，对应驱动多个天线。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，该装置中仅包括一个功率放大器时，相对应的，所述合路器的数量为一个，所述分离模块的数量为一个；
所述功率放大器，进一步用于与所述合路器和所述分离模块相结合，对应驱动用户设备能支持的所有天线。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述分离模块，进一步用于对放大后的合并信号分离时所采用的分离方式，与所述合路器对射频信号合并时所采用的合并方式相对应。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述分离模块，进一步用于采用的分离方式具体为频分方式时，所述合路器采用的合并方式具体为频分方式；
或者，所述分离模块，进一步用于采用的分离方式具体为码分方式时，所述合路器采用的合并方式具体为码分方式。
6.一种用户设备中功放天线的配置方法，其特征在于，该方法包括：实现用户设备中的一个功率放大器对应驱动多个天线，使用户设备支持多天线发射。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，实现所述一个功率放大器对应驱动多个天线具体包括：
一个合路器将来自于多个射频前端的多路射频信号合并成一路后，输入一个功率放大器；
所述功率放大器将来自于所述合路器的一路合并信号放大后，输入一个分离模块；
所述分离模块将来自于所述功率放大器的一路放大后的合并信号分离后，对应驱动多个天线。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述用户设备中仅包括一个功率放大器时，相对应的，所述合路器的数量为一个，所述分离模块的数量为一个；
实现所述对应驱动多个天线具体包括：一个功率放大器与一个合路器和一个分离模块相结合，对应驱动用户设备能支持的所有天线。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，该方法还包括：分离模块对放大后的合并信号分离时所采用的分离方式，与合路器对射频信号合并时所采用的合并方式相对应。
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