CN102457292A

CN102457292A - 一种终端设备

Info

Publication number: CN102457292A
Application number: CN2010105196157A
Authority: CN
Inventors: 张大伟; 王大鹏; 程广辉; 许灵军; 李男; 王东
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2030-10-19
Also published as: CN102457292B

Abstract

本发明实施例公开了一种终端设备，包括发射机和接收机，所述发射机和所述接收机中分别包括混频器，所述发射机的混频器与发射本振相连接，所述接收机的混频器与接收本振相连接，所述发射本振和所述接收本振共用一个收发控制信号。通过应用本发明实施例所提出的技术方案，实现了通过一个收发信号对发射本振和接收本振进行控制，使得发射本振和接收本振可以交替工作，进行信号收发，从而，可以在不增加终端射频芯片成本和复杂度的前提下，对终端设备控制接收本振和发射本振的能耗实现节约。

Description

一种终端设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种终端设备。

背景技术

现有TDD(Time Division Duplexing，时分双工)系统的基本原理为上下行使用完全相同的频段和频点，在工作时利用不同的时间片(时隙)来传输上下行信息，如TD-SCDMA系统、TD-LTE系统。

如图1所示，为现有技术中TD-SCDMA时隙结构的示意图。

在如图1所示的帧结构中，其下行信号使用TS0、TS4、TS5和TS6，上行信号使用TS1、TS2和TS3，在时间域区分，而上下行使用的频段和频点则相同，如图2所示，为现有技术中TDD独立频谱的示意图。

对于TDD系统的终端硬件而言，射频芯片一般如图3所示的结构。

由图3可以看出，由于目前终端射频芯片上下行都采用零中频结构，对于上下行频谱对称的TDD系统，其上下行信道中心频率完全相同，因此收发混频器的本振频率也是相同的，这样我们只需要一个PLL电路生成一个本振信号，同时输送给收发混频器即可。

但是当TDD系统和FDD(Frequency Division Duplexing，频分双工)系统出现邻频的情况时，如FDD系统band 7为2500～2570M(UL)和2620～2690M(DL)，在其上下行频段中间的TDD系统band38为2570～2620M，这两个频段正好紧邻频，为了实现这两个系统的共存共址要求，在它们的频段间需要预留一定的保护带，从而使得各自的前端滤波器(或双工器)能够利用保护带提供足够的带外抑制，上述情况下的频谱示意图如图4所示。

当TDD上下行信道的中心频点不同时，在图3中的收发本振也需要设置为不同的频率，例如相差40M。这样原终端射频芯片的构架将不能满足非对称TDD系统的需求。

为了满足offset TDD的信道分配需求，TDD终端需要实现对中心频点不同的上下行信号的变频，即需要两个不同频率的本振信号，为此，现有技术可以使用双本振方案，如图5所示，为现有技术中的非对称TDD系统终端射频芯片双本振构架的示意图。

从图5可以看出，双本振方案与原方案相比，增加了一路本振电路，从而具备两个本振电路以支持非对称TDD系统的的上下行信号的变频。当上下行信号中心频点一致时，两个本振信号频率相同；当上下行信号中心频点不一致时，两个本振则分别输出所需上下行频率。

如果原终端射频芯片支持TDD和FDD双模、邻频、共收发通道，例如工作在band7(2500～2570M/2620～2690M)的LTE FDD系统和工作在Band38(2570～2620M)的TD-LTE系统，则射频芯片已具备双本振以支持FDD系统不同的上下行频率，当终端工作于非对称TDD模式时可直接使用现有的两个本振。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：

TDD系统的终端为收发分时、交替工作，即一个时刻只有发射机或接收机工作，而图5中的终端射频芯片内有两个同时工作的本振，TDD工作模式下依然保持两路本振信号输出。

由于终端储存的电量非常受限，节能是需要重点考虑的要素之一，而射频芯片内的本振电路为主要耗电部件，因此在TDD模式下两路本振同时工作则带来巨大的电量损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种终端设备，可以不增加终端射频芯片成本和复杂度的前提下，节约终端设备控制收发本振的能耗，为此，本发明采用如下技术方案：

一种终端设备，包括发射机和接收机，所述发射机和所述接收机中分别包括混频器，所述发射机的混频器与发射本振相连接，所述接收机的混频器与接收本振相连接，所述发射本振和所述接收本振共用一个收发控制信号。

与现有技术相比，本发明实施例所提出的技术方案具有以下优点：

通过应用本发明实施例所提出的技术方案，实现了通过一个收发信号对发射本振和接收本振进行控制，使得发射本振和接收本振可以交替工作，进行信号收发，从而，可以在不增加终端射频芯片成本和复杂度的前提下，对终端设备控制接收本振和发射本振的能耗实现节约。

附图说明

图1为现有技术中TD-SCDMA时隙结构的示意图；

图2为现有技术中TDD独立频谱的示意图；

图3为现有技术中的TDD系统终端设备的射频芯片的结构示意图；

图4为现有技术中的TDD系统和FDD系统邻频时的频谱示意图；

图5为现有技术中的非对称TDD系统终端设备的射频芯片的结构示意图；

图6至图15分别为本发明实施例提供的各种上下行频段配置的示意图；

图16为本发明实施例的终端设备结构示意图；

图17为本发明实施例的终端设备结构示意图；

图18为本发明实施例的非对称TDD系统终端射频芯片双本振全同步时序图；

图19为本发明实施例的非对称TDD系统终端射频芯片双本振预使能时序图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的TDD系统中，上行频段和下行频段是完全相同的。当TDD系统与FDD系统混合部署时，通常在TDD频段与FDD频段之间预留保护带，以避免不同系统之间的上下行干扰，其中，FDD上行频段与TDD频段之间的保护带为低端保护带，FDD下行频段与TDD频段之间的保护带为高端保护带。

为提高通信系统的频谱利用率，本发明实施例提出一种上行频段与下行频段不对称的移动通信系统。所谓上行频段与下行频段对称，是指上行频段和下行频段的带宽相同，且中心点重合。除了上行频段与下行频段对称以外的其他情况均为不对称，即，上行频段与下行频段的带宽不等，和/或上行频段的中心点与下行频段的中心点不重合。

本发明实施例中的上行频段与下行频段不对称的移动通信系统包括offsetTDD系统，该offset TDD系统的上下行频段起止范围不完全相同，上下行频段有重叠。

图6示出了本发明实施例提出的一种典型的offset TDD系统的上下行频段配置，其中，TDD下行频段(图中的TDD DL)利用原高端保护带与FDD下行频段(图中的FDD DL)相邻，由于两者之间不存在交叉时隙干扰，因而可以共存；TDD上行频段(图中的TDD UL)利用原低端保护带与FDD上行频段(图中的FDD UL)相邻，由于两者之间也不存在交叉时隙干扰，因而可以共存。由于上述频段配置方式只需要在单侧预留保护带，提高了频谱利用率。

offset TDD还包括其他几种类似的频谱分配方式，图7至图14分别示出了其他几种类似的频谱分配方式，其中：

如图7所示，上下行频段的带宽仍然相同，但是上行频段的中间频率与下行频段的中间频率不再对齐，而是具有偏移量a，上行频段的中心点与下行频段的中心点不重合。

如图8所示，上下行频段带宽不等，表现为DL的高频部分(右侧)相对于UL具有偏移量c，UL的低频部分相对于DL具有偏移量b，b不等于c，且上行频段的中心点与下行频段的中心点不重合。

如图9所示，上下行频段带宽不等，下行频段扩展(也可看作上行频段收缩)，且上行频段的中心点与下行频段的中心点重合。

如图10所示，上下行频段带宽不等，上行频段扩展(也可看作下行频段收缩)，且上行频段的中心点与下行频段的中心点不重合。

如图11所示，上下行频段带宽不等，下行频段扩展，下行频段所占用的频率中有1个间断点。

如图12所示，上下行频段带宽相等，上行频段扩展，上行频段所占用的频率中有1个间断点。

如图13所示，上下行频段带宽不等，下行频段所占用的频率中有2个间断点。

如图14所示，上下行频段带宽不等，上下行频段所占用的频率中各有1个间断点，且间断点完全重合。当然，在本发明其他的实施方式中，上下行频段所占用的频率中的间断点也可以不完全重合。

本发明实施例中的上行频段与下行频段不对称的移动通信系统中，上下行频段所占用的频率还可以没有重叠部分，即上行频段和下行频段不重合，如图15所示。该上下行频段配置方式可应用于TDD系统，也可以应用于FDD系统。当应用于TDD系统时，采用典型的TDD系统的时隙配置方式，上下行传输需满足时间同步，且上下行频段的宽度不要求相等；当应用于FDD系统时，上下行频段宽度必须相等。

针对本发明实施例中的移动通信系统的上行频段与下行频段不对称的情况，如图3所示的现有的TDD系统的终端设备的工作机制为收发分时、交替工作，即一个时刻只有发射机或接收机工作，而图5中的终端射频芯片内有两个同时工作的本振，TDD工作模式下依然保持两路本振信号输出，产生了不必要的能耗。

为此，本发明实施例提供了一种满足非对称TDD系统不同的上下行频点并尽量减少能耗成本和设备复杂度的终端设备的设计方案，避免TDD模式下两路本振同时工作时所带来的巨大的电量损失。

如图16所示，本发明实施例提供的终端设备可包括发射机和接收机。发射机和接收机中分别包括混频器，发射机的混频器1与发射本振3相连接，接收机的混频器2与接收本振4相连接，发射本振3和接收本振4共用一个收发控制信号。

在上述的结构中，收发控制信号控制发射本振3和接收本振4交替输出，具体的实现包括以下两种方案：

方案一、全同步方案

当终端设备的本振的锁定时间不大于终端设备的本振的收发过渡时间时，收发控制信号直接控制发射本振3和接收本振4交替处于使能状态，进行信号输出。

方案二、预使能方案

当终端设备的本振的锁定时间小于终端设备的本振的收发过渡时间时，收发控制信号经过时序调整后，控制发射本振3和接收本振4交替处于使能状态，进行信号输出，在具体应用中，上述的时序调整可以通过相应的时序调整单元5来实现，具体如图17所示。

在具体的应用场景中，上述的预使能方案的实现过程具体为：

收发控制信号控制发射本振处于使能状态的时间比发射时隙的边沿时间提前Tta，

其中，发射本振3的锁定时间-收发过渡时间≥Tta≥0s；

收发控制信号控制接收本振处于使能状态的时间比接收时隙的边沿时间提前Tta，

其中，接收本振4的锁定时间-收发过渡时间≥Tra≥0s。

结合具体的应用场景，对上述技术方案说明如下：

首先，对前述的方案一进行说明如下：

当终端本振的锁定时间≤收发过渡时间时，可以采用全同步方案，其射频芯片结构如图16所示。

以TD-LTE为例，系统要求收发过度时间为17us。如果终端本振的锁定时间不超过17us，且锁定后所有收发信机的射频指标均满足标准要求，则一路收发控制信号可同时输送给发射本振和接收本振，其时序图如图18所示。

从图18可以看出，发射本振和接收本振交替使能和关闭(这里假设高电平为使能，低电平为关闭，实际芯片也可相反)，并且和发射接收定时信号完全同步，这样可以用一路收发控制信号同时控制两个本振交替输出。当发射本振使能时，接收本振关闭，可节省电量损耗；当接收本振使能时，发射本振关闭，同样可节省电量损耗。

本方案与图3中传统TDD终端射频芯片相比，仅本振电路增加一路，但能耗并无增加；与图5中的方案相比，本振能耗减小一半。

另一方面，对前述的方案二进行说明如下：

当终端本振的锁定时间＞收发过渡时间时，可以采用预使能方案，其射频芯片结构如图17所示。

从图17可以看出，从基带芯片输入的收发控制信号需要通过一定的时序调整才能够去控制收发本振。原始收发控制信号和调整后控制信号的时序关系如图19所示。

从图19可以看出，发射本振使能比发射时隙的边沿(此处为上升沿)提前Tta，其中(发射本振锁定时间-收发过渡时间)≥Tta≥0s，这样才能确保在终端需要发射信号正常输出时刻，发射本振能够完全锁定到相应频率；同样的，接收本振使能比接收时隙的边沿(此处为下降沿)提前Tra，其中(接收本振锁定时间-收发过渡时间)≥Tra≥0s，这样才能确保在终端需要解调接收信号时刻，接收本振能够完全锁定到相应频率。

那么，在图19中，在发射本振关闭周期和接收本振关闭周期，终端可以节省一个本振的功耗，而发射本振关闭周期长度和节省的电量，取决于Tta的大小，接收本振关闭周期长度和节省的电量，取决于Tra的大小。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims

1.一种终端设备，包括发射机和接收机，所述发射机和所述接收机中分别包括混频器，其特征在于，所述发射机的混频器与发射本振相连接，所述接收机的混频器与接收本振相连接，所述发射本振和所述接收本振共用一个收发控制信号。

2.如权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述收发控制信号控制所述发射本振和所述接收本振交替输出。

3.如权利要求2所述的终端设备，其特征在于，所述收发控制信号控制所述发射本振和所述接收本振交替输出，具体为：

当所述终端设备的本振的锁定时间不大于所述终端设备的本振的收发过渡时间时，所述收发控制信号直接控制所述发射本振和所述接收本振交替处于使能状态，进行信号输出；

当所述终端设备的本振的锁定时间小于所述终端设备的本振的收发过渡时间时，所述收发控制信号经过时序调整后，控制所述发射本振和所述接收本振交替处于使能状态，进行信号输出。

4.如权利要求3所述的终端设备，其特征在于，所述收发控制信号经过时序调整后，控制所述发射本振和所述接收本振交替处于使能状态，进行信号输出，具体为：

所述收发控制信号控制所述发射本振处于使能状态的时间比发射时隙的边沿时间提前Tta，

其中，发射本振的锁定时间-收发过渡时间≥Tta≥0s；

所述收发控制信号控制所述接收本振处于使能状态的时间比接收时隙的边沿时间提前Tta，

其中，接收本振的锁定时间-收发过渡时间≥Tra≥0s。

5.如权利要求1至4任一项所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备应用于上行频段与下行频段不对称的通信系统。

6.如权利要求5所述的终端设备，其特征在于，所述上行频段与下行频段不对称的通信系统的上行频段与下行频段的带宽不等，和/或上行频段的中心点与下行频段的中心点不重合。

7.如权利要求5所述的终端设备，其特征在于，所述上行频段与下行频段不对称的通信系统的上行频段和/或下行频段具有至少一个间断点。

8.如权利要求5所述的终端设备，其特征在于，上行频段与下行频段不对称的通信系统的上行频段和下行频段各具有一个间断点，且间断点重合。

9.如权利要求5所述的终端设备，其特征在于，所述上行频段与下行频段不对称的通信系统的上行频段和下行频段不重合。