CN102448129B - Lte系统的模式切换方法及装置 - Google Patents

Lte系统的模式切换方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种LTE系统的模式切换方法及装置。其中，上述LTE系统的第一天线开关用于将当前工作模式切换为LTE主集通道，该LTE系统的第二天线开关用于将当前工作模式切换为2G通道、3G通道或LTE分集通道，该方法包括：模式控制器根据与上述第一天线开关相连的第一天线和/或与上述第二天线开关相连的第二天线接收的射频信号确定控制策略，上述模式控制器根据确定的控制策略触发上述第一天线开关和/或上述第二天线开关进行工作模式的切换。通过本发明，解决了相关技术中支持多模多频段的LTE系统不能保证良好的射频性能的问题，从而减小天线开关的插入损耗，提高系统的性能和竞争力。

Description

LTE系统的模式切换方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种长期演进(Long-Term Evolution，简称为LTE)系统的模式切换方法及装置。
背景技术
LTE为第四代(4rd Generation，简称为4G)的通信标准，相对于第三代(3rdGeneration，简称为3G)/第二代(2rd Generation，简称为2G)传输速率而言有了质的提高，LTE是未来无线宽带技术的目标和前进方向。LTE 4G的技术目前正处在建网或实验网阶段，因此还需要支持目前相对成熟的2G/3G的通信网络，特别是2G的语音业务是非常成熟和稳定的网络，在数据业务上同时也可以减少LTE的网络的负担。因此对于LTE终端来说是要求同时支持时分双工方式(Time Division Duplex，简称为TDD)-LTE/频分双工方式(Frequency Division Duplex，简称为FDD)-LTE/3G/2G的多模的终端，其中3G包括通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，简称为UMTS)、时分同步码分多址接入(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，简称为TD-SCDMA)技术和码分多址(Code Division Multiple Access，简称为CDMA)技术。LTE宽带射频的实现本身就是一个难题，但是又要求同时支持多模多频段，因此模式与频段的增加，极大的加大了射频系统的设计难度。
图1是根据相关技术的LTE多模射频系统的结构示意图，如图1所示，在与第一天线开关相连的第一天线和/或与第二天线开关相连的第二天线接收到射频信号之后，多模射频(Radio Frequency，简称为RF)收发器(Transceiver)将该射频信号进行下变频调制为基带信号输入到基带处理芯片(Digital Baseband，简称为DBB)，DBB根据该基带信号中的下导频信道信号确定控制策略，然后DBB将该控制策略发送给多模RF Transceiver，从而控制第一天线开关和/或第二天线开关切换工作模式对应的通道。
其中，LTE的分集通道采用第一天线开关进行分集频段的切换，LTE的主集通道、3G通道及2G通道通过第二天线开关进行模式与频段的切换。上述构造使得第二天线开关的路数较多，假设4G模式需要3个频段，3G模式需要2个频段，2G模式需要4个频段，那么第二个天线开关可能需要SP12T(单刀十二制开关)甚至更多的路数开关才能满足多模多频段的切换，这样将导致天线开关的插入损耗很大，LTE的性能受到较大影响。
针对相关技术中支持多模多频段的LTE系统不能保证良好的射频性能的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中支持多模多频段的LTE系统不能保证良好的射频性能的问题，本发明提供了一种LTE系统的模式切换方法及装置，以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种LTE系统的模式切换方法，上述LTE系统的第一天线开关用于将当前工作模式切换为LTE主集通道，该LTE系统的第二天线开关用于将当前工作模式切换为2G通道、3G通道或LTE分集通道，该方法包括：模式控制器根据与上述第一天线开关相连的第一天线和/或与上述第二天线开关相连的第二天线接收的射频信号确定控制策略，上述模式控制器根据确定的控制策略触发上述第一天线开关和/或上述第二天线开关进行工作模式的切换。
上述模式控制器根据上述第一天线和/或上述第二天线接收的射频信号确定控制策略可以包括：上述模式控制器通过上述第一天线和/或上述第二天线接收到射频信号之后，将上述射频信号转换为基带信号，根据上述基带信号确定控制策略。
上述模式控制器根据确定的上述控制策略触发上述第一天线开关和/或上述第二天线开关进行工作模式的切换可以包括以下方式之一：当确定的上述控制策略为LTE模式时，该模式控制器触发该第一天线开关将当前工作模式切换为上述LTE主集通道；该模式控制器触发该第二天线开关将上述当前工作模式切换为上述LTE分集通道；当确定的上述控制策略为2G模式时，该模式控制器触发上述第二天线开关将上述当前工作模式切换为上述2G通道；当确定的上述控制策略为3G模式时，该模式控制器触发上述第二天线开关将上述当前工作模式切换为上述3G通道。
上述模式控制器根据确定的上述控制策略触发上述第一天线开关和/或上述第二天线开关进行工作模式的切换之后，上述方法还可以包括：该模式控制器根据切换后的工作模式，选择上述切换后的工作模式对应的频段。
上述模式控制器根据切换后的工作模式，选择该切换后的工作模式对应的频段之后，上述方法还可以包括：上述模式控制器通过上述切换后的工作模式对应的频段发送数据。
根据本发明的另一方面，提供了一种LTE系统的模式切换装置，该LTE系统的第一天线开关用于将当前工作模式切换为LTE主集通道，第二天线开关用于将当前工作模式切换为2G通道、3G通道或LTE分集通道，该装置包括：控制策略确定模块，用于根据与上述第一天线开关相连的第一天线和/或与上述第二天线开关相连的第二天线接收的射频信号确定控制策略；触发模块，用于根据上述控制策略确定模块确定的上述控制策略触发上述第一天线开关和/或上述第二天线开关进行工作模式的切换。
上述控制策略确定模块可以包括：信号转换单元，用于通过上述第一天线和/或上述第二天线接收到上述射频信号之后，将该射频信号转换为基带信号；控制策略确定单元，用于根据上述信号转换单元转换的该基带信号确定控制策略。
上述触发模块可以包括：第一LTE模式触发单元，用于当上述控制策略确定模块确定的上述控制策略为LTE模式时，触发上述第一天线开关将当前工作模式切换为上述LTE主集通道；第二LTE模式触发单元，用于触发上述第二天线开关将上述当前工作模式切换为上述LTE分集通道；2G模式触发单元，用于当上述控制策略确定模块确定的上述控制策略为2G模式时，触发上述第二天线开关将上述当前工作模式切换为上述2G通道；3G模式触发单元，用于当上述控制策略确定模块确定的上述控制策略为3G模式时，触发上述第二天线开关将上述当前工作模式切换为上述3G通道。
上述装置还可以包括：频段选择模块，用于根据切换后的工作模式，选择该切换后的工作模式对应的频段。
上述装置还可以包括：射频信号发送模块，用于通过上述频段选择模块选择的上述切换后的工作模式对应的频段发送数据。
通过本发明，LTE系统的主集通道采用独立的天线，LTE分集通道与2G通道、3G通道进行天线复用，在此架构下，模式控制器根据第一天线和/或第二天线接收的射频信号确定控制策略，然后根据确定的控制策略触发第一天线开关和/或第二天线开关进行工作模式的切换，解决了相关技术中支持多模多频段的LTE系统不能保证良好的射频性能的问题，从而减小LTE系统的天线开关的插入损耗，提高系统的性能和竞争力。
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，构成本申请的一部分，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是根据相关技术的LTE多模射频系统的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的LTE多模射频系统的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的LTE系统的模式切换方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的LTE系统的模式切换装置的结构框图；
图5是根据本发明实施例的LTE系统的模式切换装置的具体结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在LTE系统中，多模多频段的切换是靠射频前端的天线开关进行的操作，如果LTE系统的模式多频段多，相应的天线开关的路数便随之增多，天线开关和系统前端的插入损耗增大，那么LTE系统的灵敏度与发射功率等射频指标难以满足第三代合作伙伴计划(3rdGeneration Partnership Project，简称为3GPP)的要求。如何让射频系统适应多模多频段同时又能保证射频的性能满足3GPP的规范要求是目前各个厂家面临的挑战和各个厂家都必须解决的问题。
基于此，本发明实施例提供了一种LTE系统的模式切换方法及装置。在该LTE系统中，LTE的主集通道采用第一天线开关进行分集频段的切换，LTE的分集通道、3G通道及2G通道通过第二天线开关进行模式与频段的切换。下面通过实施例进行详细说明。
图2是根据本发明实施例的LTE多模射频系统的结构示意图，该LTE多模射频系统得工作流程与上述图1所示的相关技术中的LTE多模射频系统工作流程一致，只是在系统架构上做了改进，即第一天线开关用于将当前工作模式切换为LTE主集通道，第二天线开关用于将当前工作模式切换为2G通道、3G通道或LTE分集通道。
上述构造使得第一天线开关的路数比第二天线开关的路数少，假设4G模式需要3个频段，3G模式需要2个频段，2G模式需要4个频段，那么第二天线开关可能需要SP12T(单刀十二制开关)甚至更多的路数开关才能满足多模多频段的切换，而第一天线开关可能只需要SP5T(单刀五制开关)甚至更少路数开关就能满足多模多频段的切换。相应的第一天线开关的插入损耗比第二天线开关小，第一天线开关的插入损耗相对于第二天线开关大概减少0.7～1dB，那么LTE的接收灵敏度将提高0.7～1dB，PA可以降低0.7～1dB的发射功率，相应的降低了终端的功耗，提高了信号发射的指标性能。
LTE系统的主集单端采用第一天线开关和第一天线，即第一天线只给LTE的主集使用，这样可以针对LTE单端将天线的无线性能进行优化，提高了LTE主集的接收灵敏度与发射功率，提高LTE系统无线性能，增加了LTE系统的无线吞吐量和性能。
针对上述LTE多模射频系统的架构，本实施例提供了一种LTE系统的模式切换方法，该LTE系统的第一天线开关用于将当前工作模式切换为LTE主集通道，该LTE系统的第二天线开关用于将当前工作模式切换为2G通道、3G通道或LTE分集通道，图3所示的是根据本发明实施例的LTE系统的模式切换方法的流程图，该方法包括以下步骤(步骤S302-步骤S304)：
步骤S302，模式控制器根据与上述第一天线开关相连的第一天线和/或与上述第二天线开关相连的第二天线接收的射频信号确定控制策略；
步骤S304，模式控制器根据确定的上述控制策略触发上述第一天线开关和/或上述第二天线开关进行工作模式的切换。
通过上述方法，模式控制器根据第一天线和/或第二天线接收的射频信号确定控制策略，然后根据确定的控制策略触发第一天线开关和/或第二天线开关进行工作模式的切换，解决了相关技术中支持多模多频段的LTE系统不能保证良好的射频性能的问题，从而减小天线开关的插入损耗，提高系统的性能和竞争力。
在上述步骤S302中，模式控制器根据第一天线和/或第二天线接收的射频信号确定控制策略，具体地，在模式控制器通过上述第一天线和/或上述第二天线接收到射频信号之后，模式控制器将上述射频信号转换为基带信号，然后根据上述基带信号确定控制策略。
在上述步骤S304中，模式控制器根据确定的上述控制策略触发上述第一天线开关和/或上述第二天线开关进行工作模式的切换。因为上述LTE系统的架构是该LTE系统的第一天线开关用于将当前工作模式切换为LTE主集通道，该LTE系统的第二天线开关用于将当前工作模式切换为2G通道、3G通道或LTE分集通道，因此上述模式控制器根据控制策略触发上述第一天线开关和/或上述第二天线开关进行工作模式的切换可以包括以下三种方式之一：
方式一，在以LTE为主模式、3G和2G为辅模式(下面简称为LTE模式)时，第一天线开关和第二天线开关都切换到LTE的相应的频段。针对上述方式，具体可以描述为：当确定的上述控制策略为LTE模式时，模式控制器触发上述第一天线开关将当前工作模式切换为LTE主集通道，模式控制器触发上述第二天线开关将当前工作模式切换为LTE分集通道。
通过上述方式，LTE主集通道和LTE分集通道都进入工作状态，LTE主集通道通过与上述第一天线开关相连的第一天线接收或发送射频信号，LTE分集通道通过与上述第二天线开关相连的第二天线接收射频信号，这样，LTE系统进入LTE模式。
方式二，在以2G为主模式、LTE和3G为辅模式(下面简称为2G模式)时，第一天线开关进入低功耗模式，即第一天线开关和第一天线不工作，第二天线开关切换到2G的相应的频段。针对上述方式，具体可以描述为：
当确定的上述控制策略为2G模式时，模式控制器触发上述第二天线开关将当前工作模式切换为2G通道。通过上述方式，2G通道进入工作状态，2G通道通过与上述第二天线开关相连的第二天线接收或发送射频信号这样，LTE系统进入2G模式。
方式三，在以3G为主模式、LTE和2G为辅模式(下面简称为3G模式)时，第一天线开关进入低功耗模式，即第一天线开关和第一天线不工作，第二天线开关切换到3G的相应的频段。针对该方式，具体可以描述为：当确定的上述控制策略为3G模式时，模式控制器触发上述第二天线开关将当前工作模式切换为3G通道。通过上述方式，3G通道进入工作状态，3G通道通过与上述第二天线开关相连的第二天线接收或发送射频信号，这样，LTE系统进入3G模式。
对于上述三种工作模式的切换方式，如果LTE系统当前工作在LTE模式下，也可以同时对2G通道和3G通道进行测量，当LTE模式下的信号强度变弱，而2G或3G通道的信号强度较强时，可以选择将当前工作模式切换到2G模式或3G模式，在模式切换时，基带物理层进行天线开关的切换控制和模式切换控制的修改，三种模式的切换还需要通过天线开关切换天线，具体的操作过程与上述模式切换流程一样，在此不再赘述。
同样的，如果LTE系统当前工作在2G模式下，也可以同时对3G通道和LTE的主集通道、分集通道进行测量。如果LTE系统当前工作在3G模式下，也可以同时对2G通道和LTE的主集通道、分集通道进行测量。具体操作流程与上述流程一样，在此不再赘述。上述方式可以扩大LTE系统的适应范围，提高LTE系统性能。
在上述步骤S304之后，即LTE系统的模式控制器根据确定的控制策略触发上述第一天线开关和/或上述第二天线开关进行工作模式的切换之后，该模式控制器根据切换后的工作模式，选择上述切换后的工作模式对应的频段。在LTE系统的第一天线开关将当前工作模式切换为LTE主集通道，或者第二天线开关将当前工作模式切换为2G通道、3G通道或LTE分集通道时，该步骤完成了通道的切换，在切换到与当前工作模式对应的通道之后，还要选择该通道合适的频段，通过选择后的频段进行射频信号的发送，这样可以优化信号的传输，提升信号的传输质量。针对上述方式，本实施例在上述模式控制器根据切换后的工作模式，选择上述切换后的工作模式对应的频段之后，该模式控制器通过上述切换后的工作模式对应的频段发送射频信号。
对应于上述LTE系统的模式切换方法，本实施例提供了一种LTE系统的模式切换装置，该LTE系统的第一天线开关用于将当前工作模式切换为LTE主集通道，第二天线开关用于将当前工作模式切换为2G通道、3G通道或LTE分集通道，该装置用于实现上述实施例。图4是根据本发明实施例的LTE系统的模式切换装置的结构框图，如图4所示，该装置包括以下模块：控制策略确定模块40，用于根据与上述第一天线开关相连的第一天线和/或与上述第二天线开关相连的第二天线接收的射频信号确定控制策略；触发模块42，连接至控制策略确定模块40，用于根据控制策略确定模块40确定的上述控制策略触发上述第一天线开关和/或上述第二天线开关进行工作模式的切换。
通过上述装置，控制策略确定模块40根据第一天线和/或第二天线接收的射频信号确定控制策略，然后触发模块42根据上述控制策略触发上述第一天线开关和/或上述第二天线开关进行工作模式的切换，解决了相关技术中支持多模多频段的LTE系统不能保证良好的射频性能的问题，从而减小天线开关的插入损耗，提高系统的性能和竞争力。
控制策略确定模块40根据上述第一天线和/或上述第二天线接收的射频信号确定控制策略，具体地，上述控制策略确定模块40包括：信号转换单元，用于通过上述第一天线和/或上述第二天线接收到所述射频信号之后，将上述射频信号转换为基带信号；控制策略确定单元，用于根据上述信号转换单元转换的上述基带信号确定控制策略。
触发模块42根据控制策略确定模块40确定的上述控制策略触发上述第一天线开关和/或上述第二天线开关进行工作模式的切换，该切换包括三种方式，前面已经进行了详细描述，针对这三种方式，本实施例提供了一种优选实施方式，如图5所示的LTE系统的模式切换装置的具体结构框图，触发模块42包括：第一LTE模式触发单元420、第二LTE模式触发单元422、2G模式触发单元424和3G模式触发单元426。下面对该结构进行说明。
第一LTE模式触发单元420，用于当控制策略确定模块40确定的上述控制策略为LTE模式时，触发上述第一天线开关将当前工作模式切换为上述LTE主集通道；第二LTE模式触发单元422，用于触发上述第二天线开关将当前工作模式切换为上述LTE分集通道；
2G模式触发单元424，用于当控制策略确定模块40确定的上述控制策略为2G模式时，触发上述第二天线开关将当前工作模式切换为上述2G通道；
3G模式触发单元426，用于当控制策略确定模块40确定的上述控制策略为3G模式时，触发上述第二天线开关将当前工作模式切换为上述3G通道。
对于上述三种工作模式的切换方式，如果LTE系统当前工作在LTE模式下，也可以同时对2G通道和3G通道进行测量，当LTE模式下的信号强度变弱，而2G或3G通道的信号强度较强时，可以选择将当前工作模式切换到2G模式或3G模式。同样的，当LTE系统工作在2G、3G模式下，也可执行上述操作，具体的操作过程前面已经进行了介绍，在此不再赘述。
在切换到与当前工作模式对应的通道之后，还要选择该通道合适的频段，通过选择后的频段进行射频信号的发送，针对上述方式，本实施例提供了一种优选实施方式，上述装置还包括：频段选择模块，用于根据切换后的工作模式，选择上述切换后的工作模式对应的频段。射频信号发送模块，用于通过上述频段选择模块选择的上述切换后的工作模式对应的频段发送数据。
从以上的描述中可以看出，本发明实施例通过将LTE主集通道采用独立的天线，LTE分集通道与2G通道、3G通道进行天线复用，从而优化了LTE主集单端的天线性能，提高了LTE主集的接收灵敏度，提高了LTE系统无线性能，增加了LTE系统的无线吞吐量和性能，提高了系统的射频性能和竞争力。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LTE系统的模式切换方法，其特征在于，所述LTE系统的第一天线开关用于将当前工作模式切换为LTE主集通道；所述LTE系统的第二天线开关用于将当前工作模式切换为2G通道、3G通道或LTE分集通道；所述方法包括：
模式控制器根据与所述第一天线开关相连的第一天线和/或与所述第二天线开关相连的第二天线接收的射频信号确定控制策略；
所述模式控制器根据确定的所述控制策略触发所述第一天线开关和所述第二天线开关，或者触发所述第二天线开关进行工作模式的切换。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模式控制器根据所述第一天线和/或所述第二天线接收的射频信号确定控制策略包括：
所述模式控制器通过所述第一天线和/或所述第二天线接收到射频信号之后，将所述射频信号转换为基带信号，根据所述基带信号确定控制策略。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模式控制器根据确定的所述控制策略触发所述第一天线开关和所述第二天线开关，或者触发所述第二天线开关进行工作模式的切换包括以下方式之一：
当确定的所述控制策略为LTE模式时，所述模式控制器触发所述第一天线开关将当前工作模式切换为所述LTE主集通道；所述模式控制器触发所述第二天线开关将所述当前工作模式切换为所述LTE分集通道；
当确定的所述控制策略为2G模式时，所述模式控制器触发所述第二天线开关将所述当前工作模式切换为所述2G通道；
当确定的所述控制策略为3G模式时，所述模式控制器触发所述第二天线开关将所述当前工作模式切换为所述3G通道。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模式控制器根据确定的所述控制策略触发所述第一天线开关和所述第二天线开关，或者触发所述第二天线开关进行工作模式的切换之后，所述方法还包括：
所述模式控制器根据切换后的工作模式，选择所述切换后的工作模式对应的频段。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述模式控制器根据切换后的工作模式，选择所述切换后的工作模式对应的频段之后，所述方法还包括：
所述模式控制器通过所述切换后的工作模式对应的频段发送数据。
6.一种LTE系统的模式切换装置，其特征在于，所述LTE系统的第一天线开关用于将当前工作模式切换为LTE主集通道；所述LTE系统的第二天线开关用于将当前工作模式切换为2G通道、3G通道或LTE分集通道；
所述装置包括：
控制策略确定模块，用于根据与所述第一天线开关相连的第一天线和/或与所述第二天线开关相连的第二天线接收的射频信号确定控制策略；
触发模块，用于根据所述控制策略确定模块确定的所述控制策略触发所述第一天线开关和所述第二天线开关，或者触发所述第二天线开关进行工作模式的切换。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制策略确定模块包括：
信号转换单元，用于通过所述第一天线和/或所述第二天线接收到所述射频信号之后，将所述射频信号转换为基带信号；
控制策略确定单元，用于根据所述信号转换单元转换的所述基带信号确定控制策略。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述触发模块包括：
第一LTE模式触发单元，用于当所述控制策略确定模块确定的所述控制策略为LTE模式时，触发所述第一天线开关将当前工作模式切换为所述LTE主集通道；第二LTE模式触发单元，用于当所述控制策略确定模块确定的所述控制策略为LTE模式时，触发所述第二天线开关将所述当前工作模式切换为所述LTE分集通道；
2G模式触发单元，用于当所述控制策略确定模块确定的所述控制策略为2G模式时，触发所述第二天线开关将所述当前工作模式切换为所述2G通道；
3G模式触发单元，用于当所述控制策略确定模块确定的所述控制策略为3G模式时，触发所述第二天线开关将所述当前工作模式切换为所述3G通道。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
频段选择模块，用于根据切换后的工作模式，选择所述切换后的工作模式对应的频段。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
射频信号发送模块，用于通过所述频段选择模块选择的所述切换后的工作模式对应的频段发送数据。
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