CN102332929B - 双模射频模块、双模射频发送、接收方法以及用户终端 - Google Patents

双模射频模块、双模射频发送、接收方法以及用户终端 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双模射频模块，包括GSM射频收发器和TD‑SCDMA射频收发器，连接至天线，其中，4通路天线开关连接GSM射频前端，GSM射频前端连接GSM射频收发器以发送信号；GSM射频前端连接两个单刀双掷射频开关，通过声表滤波器连接GSM射频收发器以接收信号，或者GSM射频前端连接两个单进双出型声表滤波器，通过两个单进双出型声表滤波器连接GSM射频收发器以接收信号，所述GSM射频前端包括低频发射端、高频发射端、低频接收端和高频接收端。本发明还提供了射频接收、发送方法以及用户终端。采用本发明的技术方案，节省了硬件方面的设计成本，提高了资源利用率。

Description

双模射频模块、双模射频发送、接收方法以及用户终端
技术领域
本发明涉及移动通信领域，特别地涉及射频模块、射频接收、发送方法以及用户终端。
背景技术
TD-SCDMA(TimedivisionsynchronousCDMA，时分同步码分多址)简称TD，作为3G三大主流标准之一，其综合了TDD(TimeDivisionDuplexing，时分双工)和CDMA(CodeDivisionMultipleAcess，码分多址)的技术优势，具有灵活的空中接口，并采用了智能天线、联合检测等先进技术，使得TD-SCDMA具有相当高的技术先进性，并且在三个标准中具有最高的频谱效率。随着对大范围覆盖和高速移动等问题的逐步解决，TD-SCDMA将成为可以用最经济的成本获得令人满意的3G解决方案。
根据国家电信管理机构的频谱规划，TD-SCDMA系统可以使用如下频段：
a)1880-1920MHz：上/下行共用
2010-2025MHz：上/下行共用
2300-2400MHz上/下行共用
b)*1850-1910MHz：上/下行共用
1930-1990MHz：上/下行共用
c)*1910-1930MHz：上/下行共用
注：1)*用在ITU定义的区域2，此频段的分配处于研究阶段。
2)其它频段由相关主管部门确定。
目前用户终端上使用到的频段为1880-1920MHz和2010-2025MHz，分收发两个时隙，这样TD一共需要有4个射频切换通路。
时分多址(TDMA)的数字移动通信系统，即GSM(GlobalSystemforMobileCommunications，全球移动通信系统)系统。由于其技术上的先进性和优越的性能已经成为目前世界上最大的蜂窝移动通信网络。
目前使用的第二代数字移动通信系统GSM可以提供话音及低速数据业务，能够基本满足人们信息交流的需要，仍然在移动通信中占据主流地位。GSM常用的频段为850MHZ，900MHZ和1800MHZ，1900MHZ。由于功率放大器PA相近的频段可以共用，所以850MHZ和900MHZ的发射可共用一个通路，1800MHZ和1900MHZ的发射可共用一个通路，但接收需要相互独立，这样GSM需要有6个射频切换通路。
目前的双模用户终端分为单天线模式和双天线模式，根据设计需要一般单卡单待机用户终端都会选择单天线模式，而单天线模式势必牵涉到比较复杂的射频通路切换。即需要一个射频前端连接系统完成信号由单天线至射频收发器的整个流程。如图1所示，是现有双模射频模块结构图，双模用户终端射频前端开关设计方案使用9通路天线开关加一个双路开关实现各个频段的发送，接收，GSM射频收发器Transceiver通过一GSMPA发送GSM850/900MHZ、GSM1800/1900MHZ信号至9通路天线开关，GSM收发器通过一声表滤波器Sawfilter接收GSM850/900/1800/1900MHZ信号，TD射频收发器Transceiver通过两路Sawfilter、一双路开关、一TDPA发送TD1900/TD2000MHZ信号，TD收发器通过一声表滤波器Sawfilter接收TD1900/TD2000MHZ信号。上述方式中实现10路信号切换。
GPIO(Generalpurposeinputandoutput，通用输入输出接口)是在系统中用作信号控制的端口，在射频前端通常会使用到一组GPIO接口来实现各种逻辑控制；在上述方案中，9通路天线开关需要使用到4个GPIO口来实现通路的9种切换逻辑。。
在上述方案中，所采用的9通路天线开关由于生产较少，所以价格比较昂贵。同时该方案用来控制射频器件的通用输入输出GPIO接口使用较多，在现在用户终端系统的GPIO资源紧张的背景下显得浪费资源。
发明内容
本发明技术方案解决的技术问题在于提供了双模射频模块、双模射频接收、发送方法以及用户终端，以优化射频前端设计，节省成本，提高资源利用率。
为解决上述问题，本发明提供了一种双模射频模块，包括GSM射频收发器和TD-SCDMA射频收发器，连接至天线，其中，4通路天线开关连接GSM射频前端，GSM射频前端连接GSM射频收发器以发送信号；GSM射频前端连接两个单刀双掷射频开关，通过声表滤波器连接GSM射频收发器以接收信号，或者GSM射频前端连接两个单进双出型声表滤波器，通过两个单进双出型声表滤波器连接GSM射频收发器以接收信号，所述GSM射频前端包括低频发射端、高频发射端、低频接收端和高频接收端。
上述双模射频模块中，所述GSM射频前端为GSM双频放大器PA。
上述双模射频模块中，所述GSM双频PA与4通路天线开关中的一路连接。
上述双模射频模块中，4、根据权利要求1所述的双模射频模块，其特征在于，TD射频收发器连接两路声表滤波器，通过一双路开关、一TD放大器PA连接至4通路天线开关以发送信号；TD射频收发器通过一声表滤波器连接4通路天线开关以接收信号。
本发明还提供了一种用户终端，其特征在于，包括上述的双模射频模块。
本发明还提供了一种双模射频发送方法，在GSM模式下，所述双模射频发送方法包括，
GSM射频收发器发射信号至GSM射频前端，控制GSM射频前端处于发射模式，GSM双频PA输出放大信号至4通路天线开关，控制4通路天线开关至GSM模式，输出信号至天线。
本发明提供的一种双模射频接收方法，在GSM模式下，双模射频接收方法包括，
天线接收信号后至4通路天线开关，此时将4通路天线开关置于GSM模式，输出接收信号至GSM射频前端，GSM射频前端输出信号至单刀双掷射频开关；
单刀双掷射频开关接收到信号后，判断信号后将信号输出至相应的声表滤波器；
声表滤波器将信号发送至GSM射频收发器。
上述方法中，GSM射频前端输出信号至单刀双掷射频开关具体为，
根据所处小区判断，如是处在850MHZ或900MHZ频段则置GSM射频前端于低频接收模式，信号从低频接收端输出至一单刀双掷射频开关；如处在1800MHZ或1900MHZ频段则置GSM射频前端于高频接收模式，信号从高频接收端输出至另一单刀双掷射频开关；
上述方法中，所述单刀双掷射频开关接收到信号后，判断信号后将信号输出至相应的声表滤波器具体为，
单刀双掷射频开关从低频接收端接收到信号后，，此时判断信号是850MHZ或是900MHZ，控制单刀双掷射频开关输出至850MHZ声表滤波器或900MHZ声表滤波器；单刀双掷射频开关从高频接收端接收信号后，判断信号是1800MHZ或是1900MHZ，控制单刀双掷射频开关输出至1800MHZ声表滤波器或1900MHZ声表滤波器；
本发明提供了另外一种双模射频接收方法，在GSM模式下，双模射频接收方法为，
天线接收信号后至4通路天线开关，将4通路天线开关置于GSM模式，输出接收信号至GSM射频前端，根据所处小区判断，如是处在850MHZ或900MHZ频段则置GSM射频前端于低频接收模式，信号从低频接收端输出至一单进双出声表滤波器；如处在1800MHZ或1900MHZ频段新的GSM射频前端于高频接收模式，信号从高频接收端输出至另一单进双出声表滤波器；
所述单进双出声表滤波器区分不同频段的信号，将所述信号发送至TD射频收发器。
采用本发明的技术方案，通过引入新的射频器件，重新搭建开关电路，原来的前端天线开关可以不用选择9路的切换开关，替换为一颗4路的切换开关，节省了硬件方面的设计成本；另外，通过合理分配GPIO接口实现和平台基带部分的完全潜入，采用单进双出的声表滤波器方式其中4通路天线开关需要2个GPIO口即可实现4种切换逻辑，另外GSM射频前端需要一个GPIO口实现判断低频接收和高频接收，整套方案需要3个GPIO口支持即可，比原方案节省一个GPIO口。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是现有双模射频模块结构图；
图2是本发明第一实施例结构图；
图3是本发明第二实施例结构图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图2所示，是本发明第一实施例结构图，提供了一种双模射频模块，其中TD模式侧，TD射频收发器Transceiver连接两路声表滤波器Sawfilter，通过一双路开关、一TDPA连接至4通路天线开关发送TD1900/TD2000MHZ信号，TD射频收发器通过一声表滤波器Sawfilter连接4通路天线开关接收TD1900/TD2000MHZ信号，由于双路开关作用，需要4通路天线开关中的3路支撑；
在GSM模式，该射频模块包括4通路天线开关、GSM射频前端、两个单刀双掷射频开关、4个单进单出声表滤波器以及GSM射频收发器，其中GSM射频前端包括GSM双频PA，该GSM射频前端可支持GSM的两路发射(低频发射端和高频发射端)和两路接收(低频接收端和高频接收端)；在射频模块中，4通路天线开关连接GSM双频PA，在发送侧，GSM双频PA连接GSM射频收发器；在接收侧，GSM双频PA连接两个单刀双掷射频开关，将GSM850接收与GSM900接收分开，GSM1800接收与GSM1900接收分开，通过4个单进单出声表滤波器连接GSM射频收发器。由于GSM双频PA，需要4通路天线开关中的一路支撑。
GSM双频PA的放大效率和现有的GSMPA相差无几。该GSM双频PA器件的一些关键属性：最大发射功率33.7dBm，2-7谐波-33dBm，效率41％-46％，目前发射GSM需要功率32dBm，谐波小于-30dBm，因此从性能方面来说可以完全替代使用。
如图3所示，是本发明第二实施例结构图，提供了一种双模射频模块，其中TD模式侧与实施例一相同；
在GSM模式，该射频模块包括4通路天线开关、GSM射频前端、两个单进双出型声表滤波器以及GSM射频收发器，其中GSM射频前端包括GSM双频PA，该GSM射频前端可支持GSM的两路发射(低频发射端和高频发射端)和两路接收(低频接收端和高频接收端)；在该射频模块中，4通路天线开关连接GSM双频PA，在发送侧，GSM双频PA连接GSM射频收发器；在接收侧，GSM双频PA连接两个单进双出型声表滤波器，通过两个单进双出型声表滤波器连接GSM射频收发器。由于GSM双频PA，需要4通路天线开关中的一路支撑。一个单进双出型声表滤波器负责850与900频段的接收分开，另外一个单进双出型声表滤波器负责GSM1800接收与GSM1900接收分开。其关键属性为：其一输入频带范围为850MHZ-900MHZ，输出频带范围一端为850MHZ，另一端为900MHZ；其二输入频带范围为1800MHZ-1900MHZ，输出频带范围一端为1800MHZ，另一端为1900MHZ。
本发明第三实施例提供了一种双模射频接收发送方法，基于实施例一的双模射频模块，具体为，
在GSM模式下，双模射频发送方法为，
信号发射通路连接，发射信号从射频收发器出来，经过GSM射频前端，此时控制新的GSM射频前端处于发射模式，GSM双频PA输出放大信号至4通路天线开关，此时再控制4通路天线开关至GSM模式，从而输出信号至天线。
在GSM模式下，双模射频接收方法为，
信号接收通路连接，信号从天线引入，先至4通路天线开关，此时将4通路天线开关置于GSM模式，输出接收信号至GSM射频前端，此时根据所处小区判断，如是处在850MHZ或900MHZ频段则置GSM射频前端于低频接收模式，信号从低频接收端输出至一单刀双掷射频开关；如处在1800MHZ或1900MHZ频段则置GSM射频前端于高频接收模式，信号从高频接收端输出至另一单刀双掷射频开关；
信号从GSM射频前端低频接收端输出至一单刀双掷射频开关后，此时判断信号是850MHZ或是900MHZ，控制单刀双掷射频开关输出至850MHZ的声表滤波器或900MHZ声表滤波器；信号从高频接收端输出至另一单刀双掷射频开关后，此时判断信号是1800MHZ或是1900MHZ，控制单刀双掷射频开关输出至1800MHZ的声表滤波器或1900MHZ声表滤波器；
声表滤波器将信号发送至GSM射频收发器。
在TD模式下，双模射频发送方法为，
信号发射通路连接，直接控制4通路天线开关处于TD发射模式，信号由4路的切换开关送至天线端。
在TD模式下，双模射频接收方法为，
信号接收通路连接，判断此时是处于2010MHZ频段或1900频段，直接控制4路的切换开关将天线信号送入2010MHZ频段或1900频段声表滤波器，声表滤波器将接收信号发送至TD射频收发器。
本发明第四实施例提供了一种双模射频接收发送方法，基于实施例二的双模射频模块，具体为，
在GSM模式下，双模射频接收方法为，
信号接收通路连接，信号从天线引入，先至4通路天线开关，此时将4通路天线开关置于GSM模式，输出接收信号至GSM射频前端，此时根据所处小区判断，如是处在850MHZ或900MHZ频段则置新的GSM射频前端于低频接收模式，信号从低频接收端输出至一单进双出声表滤波器；如处在1800MHZ或1900MHZ频段新的GSM射频前端于高频接收模式，信号从高频接收端输出至另一单进双出声表滤波器；
接收信号切换，单进双出声表滤波器直接区分不同频段的信号，将所述信号发送至TD射频收发器。
在GSM模式下，双模射频发送方法；在TD模式下，双模射频发送、接收方法同实施例三。
上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种双模射频模块，包括GSM射频收发器和TD-SCDMA射频收发器，连接至天线，其特征在于，
4通路天线开关连接GSM射频前端，GSM射频前端连接GSM射频收发器以发送信号；GSM射频前端连接两个单刀双掷射频开关，通过声表滤波器连接GSM射频收发器以接收信号，或者GSM射频前端连接两个单进双出型声表滤波器，通过两个单进双出型声表滤波器连接GSM射频收发器以接收信号，所述GSM射频前端支持低频发射端、高频发射端、低频接收端和高频接收端；
一TD放大器PA连接所述4通路天线开关；
其中，所述GSM射频前端为GSM双频放大器PA。
2.根据权利要求1所述的双模射频模块，其特征在于，所述GSM双频放大器PA与4通路天线开关中的一路连接。
3.根据权利要求1所述的双模射频模块，其特征在于，发送信号时，TD射频收发器连接两路声表滤波器，通过一双路开关、所述TD放大器PA连接至4通路天线开关以发送信号；接收信号时，TD射频收发器通过一声表滤波器连接4通路天线开关以接收信号。
4.一种用户终端，其特征在于，包括权利要求1至3任一所述的双模射频模块。
5.一种双模射频发送方法，其特征在于，
4通路天线开关连接GSM射频前端，GSM射频前端连接GSM射频收发器以发送信号；GSM射频前端连接两个单刀双掷射频开关，通过声表滤波器连接GSM射频收发器以接收信号，或者GSM射频前端连接两个单进双出型声表滤波器，通过两个单进双出型声表滤波器连接GSM射频收发器以接收信号；
在GSM模式下，所述双模射频发送方法包括，
GSM射频收发器发射信号至GSM射频前端，控制GSM射频前端处于发射模式，GSM射频前端输出放大信号至4通路天线开关，控制所述4通路天线开关至GSM模式，输出信号至天线；
在TD模式下，所述双模射频发送方法包括，
信号发射通路连接，直接控制所述4通路天线开关处于TD发射模式，信号由所述4通路天线开关送至天线；
其中，所述GSM射频前端为GSM双频放大器PA。
6.一种双模射频接收方法，其特征在于，在GSM模式下，所述双模射频接收方法包括，
天线接收信号后至4通路天线开关，此时将所述4通路天线开关置于GSM模式，输出所述信号至GSM射频前端，所述GSM射频前端输出所述信号至单刀双掷射频开关；
所述单刀双掷射频开关接收到所述信号后，判断所述信号后将所述信号输出至相应的声表滤波器；
所述声表滤波器将信号发送至所述GSM射频收发器；
在TD模式下，所述双模射频接收方法包括，
信号接收通路连接，判断此时是处于2010MHZ频段或1900频段，直接控制所述4通路天线开关将所述信号送入2010MHZ频段声表滤波器或1900频段声表滤波器，所述2010MHZ频段声表滤波器或所述1900频段声表滤波器将所述信号发送至TD射频收发器；
其中，所述GSM射频前端为GSM双频放大器PA。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，GSM射频前端输出信号至单刀双掷射频开关具体为，
根据所处小区判断，如是处在850MHZ或900MHZ频段则置GSM射频前端于低频接收模式，信号从低频接收端输出至一单刀双掷射频开关；如处在1800MHZ或1900MHZ频段则置GSM射频前端于高频接收模式，信号从高频接收端输出至另一单刀双掷射频开关。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述单刀双掷射频开关接收到信号后，判断信号后将信号输出至相应的声表滤波器具体为，
单刀双掷射频开关从低频接收端接收到信号后，此时判断信号是850MHZ或是900MHZ，控制单刀双掷射频开关输出至850MHZ声表滤波器或900MHZ声表滤波器；单刀双掷射频开关从高频接收端接收信号后，判断信号是1800MHZ或是1900MHZ，控制单刀双掷射频开关输出至1800MHZ声表滤波器或1900MHZ声表滤波器。
9.一种双模射频接收方法，其特征在于，在GSM模式下，所述双模射频接收方法包括，
天线接收信号后至4通路天线开关，将4通路天线开关置于GSM模式，输出接收信号至GSM射频前端，根据所处小区判断，如是处在850MHZ或900MHZ频段则置GSM射频前端于低频接收模式，信号从低频接收端输出至一单进双出声表滤波器；如处在1800MHZ或1900MHZ频段新的GSM射频前端于高频接收模式，信号从高频接收端输出至另一单进双出声表滤波器；
所述单进双出声表滤波器区分不同频段的信号，将所述信号发送至TD射频收发器；
在TD模式下，所述双模射频接收方法包括，
信号接收通路连接，判断此时是处于2010MHZ频段或1900频段，直接控制所述4通路天线开关将所述信号送入2010MHZ频段声表滤波器或1900频段声表滤波器，所述2010MHZ频段声表滤波器或所述1900频段声表滤波器将所述信号发送至TD射频收发器；
其中，所述GSM射频前端为GSM双频放大器PA。
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