CN102510582B - 多模射频发射处理芯片和多模终端 - Google Patents

多模射频发射处理芯片和多模终端 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多模射频发射处理芯片、多模终端和多模终端发射信号的方法，其中，该多模射频发射处理芯片包括第一发射处理模块和第二发射处理模块，所述第一发射处理模块，用于对接收的各种模式的信号滤除带外噪声后，经过混频变频处理得到一路中频信号，对所述中频信号滤波后输出至线性功率放大器；所述第二发射处理模块，用于接收来自所述线性功率放大器的放大后的中频信号，对所述放大后的中频信号进行混频变频处理得到各种模式的信号后输出。上述多模终端，相对于现有的多模终端，可以大大减少功率放大器的数量，从而有效减少多模终端占用PCB的面积，有利于实现多模终端的小型化。

Description

多模射频发射处理芯片和多模终端
技术领域
本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种多模射频发射处理芯片、多模终端和多模终端发射信号的方法。
背景技术
当前，电信领域存在很多不同的无线通信系统，分别采用了各自的通信标准，而不同通信标准下各自的工作频率和工作模式均不同，如已经在全世界广泛应用的第二代通信标准全球移动通信系统(Global System for Mobile Communication，GSM)系统，以及正在全球推广的第三代通信标准宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)系统。为了使终端能够在全世界范围使用，其必须同时支持各种不同的通信标准，目前最常用的是同时支持GSM和WCDMA的终端。
如图1所示，是现有的GSM/WCDMA双模终端架构示意图，该多模终端包括基带芯片100、GSM/WCDMA多模射频收发芯片200、至少一个WCDMA线性功率放大器300、GSM功率放大器400、一个双工器500和天线开关模组600。由于WCDMA频谱规划中包含了数十个频段以满足不同国家和地区的需求，所以WCDMA终端如果要同时支持多个频段，就需要对应每个频段设置对应的WCDMA功率放大器和双工器，并且此时天线开关模组也需要相应的增加。
如图2所示，是图1所示终端射频收发芯片发射信号的示意图，它先将IQ信号通过各自的低通滤波器后再经过对应的混频器转变成对应的GSM或WCDMA信号，然后经过对应的低噪声放大器(LNA)放大后输入到相应的功率放大器中进行放大。
在GSM/WCDMA等多模终端的传统架构方案中，射频部分至少需要一个GSM功率放大器、一个WCDMA线性功率放大器和一个双工器。如果要支持WCDMA多频段，就需要增加多个对应频段的WCDMA功率放大器和双工器甚至增加天线开关模组。这样的传统架构中，WCDMA功率放大器和双工器的芯片数量太多，使得电路结构非常复杂，占用了大量的印刷电路板(PCB)面积，不利于降低成本，更不利于提高终端的可靠性以及实现小型化。
发明内容
本发明实施例提供了一种多模射频发射处理芯片、多模终端和多模终端发射信号的方法，以解决现有多模终端占用PCB面积大的缺陷。
本发明实施例提供了一种多模射频发射处理芯片，应用于多模终端的发射通道，该多模射频发射处理芯片包括第一发射处理模块和第二发射处理模块，其中：
所述第一发射处理模块，用于对接收的各种模式的信号滤除带外噪声后，经过混频变频处理得到一路中频信号，对所述中频信号滤波后输出至线性功率放大器；
所述第二发射处理模块，用于接收来自所述线性功率放大器的放大后的中频信号，对所述放大后的中频信号进行混频变频处理得到各种模式的信号后输出。
优选地，所述第一发射处理模块包括低通滤波器和变频处理单元，其中：
所述低通滤波器，用于对接收的各种模式的信号滤除带外噪声；
所述变频处理单元，与所述低通滤波器相连，用于根据基带芯片发送的控制信号，对所述低通滤波器滤除带外噪声后的信号进行混频变频处理得到一路中频信号，对所述中频信号滤波后输出。
优选地，所述变频处理单元包括依次连接的本振电路、混频器和带通滤波器，其中：
所述本振电路，用于根据基带芯片发送的控制信号，调整自己的中心频率，并向所述混频器发送所述中心频率；
所述混频器，用于对接收的滤除带外噪声后的信号和所述本振电路发送的中心频率混频得到一路中频信号；
所述带通滤波器，用于对所述混频器得到的所述中频信号滤除带外噪声后输出。
优选地，所述第一发射处理模块包括一个所述变频处理单元时，所述变频处理单元中的所述混频器与所述低通滤波器相连，所述带通滤波器与所述线性放大器相连；或者
所述第一发射处理模块包括多个依次连接的所述变频处理单元时，第一个变频处理单元中的混频器与所述低通滤波器相连，最后一个变频处理单元中的带通滤波器与所述线性放大器相连，除最后一个变频处理单元之外，其余每个变频处理单元中的带通滤波器与后一个变频处理单元中的混频器相连。
优选地，所述第二发射处理模块包括一个所述变频处理单元时，所述变频处理单元中的所述混频器与所述线性放大器相连；或者
所述第二发射处理模块包括多个依次连接的所述变频处理单元时，第一个变频处理单元中的混频器与所述线性放大器相连，除最后一个变频处理单元之外，其余每个变频处理单元中的带通滤波器与后一个变频处理单元中的混频器相连。
优选地，所述各种模式的信号包括全球移动通讯系统(GSM)信号、宽带码分多址(WCDMA)信号、码分多址(CDMA)信号、时分同步码分多址(TD-SCDMA)信号、长期演进(LTE)信号和增强型数据速率GSM演进技术(EDGE)信号。
本发明实施例还提供了一种多模终端，包括基带芯片、多模射频收发器、双工器和天线开关模组，所述多模终端还包括线性功率放大器，所述多模射频收发器中的多模射频发射处理芯片采用的是上述的多模射频发射处理芯片。
本发明实施例提供了一种多模终端发射信号的方法，该方法包括：
多模射频发射处理芯片根据基带芯片发送的控制信号，对接收的各种模式的信号滤除带外噪声后，经过混频变频处理得到一路中频信号，对所述中频信号滤波后输出至线性功率放大器；
所述多模射频发射处理芯片接收来自所述线性功率放大器的放大后的中频信号，对所述放大后的中频信号进行混频变频处理得到各种模式的信号后输出。
优选地，所述多模射频发射处理芯片对接收的各种模式的信号滤除带外噪声后，经过混频变频处理得到一路中频信号，包括：
所述多模射频发射处理芯片对接收的各种模式的信号滤除带外噪声后，经过直接混频变频处理得到一路中频信号；或者，所述多模射频发射处理芯片对接收的各种模式的信号滤除带外噪声后，经过多级混频变频处理得到一路中频信号；或者
所述多模射频发射处理芯片对所述放大后的中频信号进行混频变频处理得到各种模式的信号后输出，包括：
所述多模射频发射处理芯片对所述放大后的中频信号进行直接混频变频处理得到各种模式的信号后输出；或者，所述多模射频发射处理芯片对所述放大后的中频信号进行多级混频变频处理得到各种模式的信号后输出。
优选地，所述各种模式的信号包括全球移动通讯系统(GSM)信号、宽带码分多址(WCDMA)信号、码分多址(CDMA)信号、时分同步码分多址(TD-SCDMA)信号、长期演进(LTE)信号和增强型数据速率GSM演进技术(EDGE)信号。
包含上述多模射频发射处理芯片的多模终端，相对于现有的多模终端，可以大大减少功率放大器的数量，从而有效减少多模终端占用PCB的面积，有利于实现多模终端的小型化。
附图说明
图1是现有的GSM/WCDMA双模终端架构示意图；
图2是图1所示终端射频收发芯片发射信号的示意图；
图3a是本发明多模射频发射处理芯片实施例一的结构示意图；
图3b是本发明多模射频发射处理芯片实施例二的结构示意图；
图4是本发明双模终端实施例的架构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。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任意组合。
本发明实施例提供了一种多模射频发射处理芯片，应用于多模终端的发射通道，该多模射频发射处理芯片包括第一发射处理模块和第二发射处理模块，其中：
所述第一发射处理模块，用于对接收的各种模式的信号滤除带外噪声后，经过混频变频处理得到一路中频信号，对所述中频信号滤波后输出至线性功率放大器；
所述第二发射处理模块，用于接收来自所述线性功率放大器的放大后的中频信号，对所述放大后的中频信号进行混频变频处理得到各种模式的信号后输出。
具体地，所述第一发射处理模块可以包括低通滤波器和变频处理单元，其中：所述低通滤波器，用于对接收的各种模式的信号滤除带外噪声；所述变频处理单元，与所述低通滤波器相连，用于根据基带芯片发送的控制信号，对所述低通滤波器滤除带外噪声后的信号进行混频变频处理得到一路中频信号，对所述中频信号滤波后输出。
上述变频处理单元可以包括依次连接的本振电路、混频器和带通滤波器，其中：所述本振电路，用于根据基带芯片发送的控制信号，调整自己的中心频率，并向所述混频器发送所述中心频率；所述混频器，用于对接收的滤除带外噪声后的信号和所述本振电路发送的中心频率混频得到一路中频信号；所述带通滤波器，用于对所述混频器得到的所述中频信号滤除带外噪声后输出。
当所述第一发射处理模块包括一个所述变频处理单元时，所述变频处理单元中的所述混频器与所述低通滤波器相连，所述带通滤波器与所述线性放大器相连，第一发射处理模块的结构可参见图3a中的第一发射处理模块；当所述第一发射处理模块包括多个依次连接的所述变频处理单元时，第一个变频处理单元中的混频器与所述低通滤波器相连，最后一个变频处理单元中的带通滤波器与所述线性放大器相连，除最后一个变频处理单元之外，其余每个变频处理单元中的带通滤波器与后一个变频处理单元中的混频器相连；例如，当第一发射处理模块包括两个依次连接的变频处理单元时的结构可参见图3b中的第一发射处理模块。
当所述第二发射处理模块包括一个所述变频处理单元时，所述变频处理单元中的所述混频器与所述线性放大器相连，第二发射处理模块的结构可参见图3a中的第二发射处理模块；当所述第二发射处理模块包括多个依次连接的所述变频处理单元时，第一个变频处理单元中的混频器与所述线性放大器相连，除最后一个变频处理单元之外，其余每个变频处理单元中的带通滤波器与后一个变频处理单元中的混频器相连；例如，当第二发射处理模块包括两个依次连接的变频处理单元时的结构可参见图3b中的第二发射处理模块。
当然，图3a中的第二发射处理模块的结构可以和图3b中的第二发射处理模块的结构相同，同样，图3b中的第二发射处理模块的结构可以和图3a中的第二发射处理模块的结构相同。
进一步地，上述各种模式的信号包括全球移动通讯系统(GSM)信号、宽带码分多址(WCDMA)信号、码分多址(CDMA)信号、时分同步码分多址(TD-SCDMA)信号、长期演进(LTE)信号和增强型数据速率GSM演进技术(EDGE)信号。
如图4所示，是本发明双模终端实施例的架构示意图，该终端包括：基带芯片100、GSM/WCDMA双模射频收发器200、集成在GSM/WCDMA等多模射频收发器200中的多模射频发射处理芯片300、线性功率放大器400、双工器500和天线开关模组600。
上述架构的GSM/WCDMA等多模终端接收电路与传统接收电路基本一致：电磁波信号由天线接收后进入天线开关模块600，在基带芯片100的控制下，天线开关选择相应的接收工作频段，将GSM信号送入GSM/WCDMA等多模射频收发器200中，或将WCDMA信号送入对应的双工器500，然后信号被送入GSM/WCDMA等多模射频收发器200。所述GSM/WCDMA等多模射频收发器200将接收到的射频信号经过处理后变频到低频I/Q信号，送入基带芯片100完成解调、解码等处理。
应用上述架构的多模终端发射信号的过程为：基带芯片100完成原始信号的编码、调制等处理，得到I/Q信号，送入GSM/WCDMA等多模射频收发器200中的多模射频发射处理芯片300，首先经过低通滤波器滤除带外噪声，然后经过直接零中频变换(图3a)或多次变频(图3b)将IQ信号变频到单一频率的中频信号，然后进过线性功率放大器放大后再经过直接零中频变换(图3a)或多次变频(图3b)(根据不同GSM或WCDMA信号，所需的本振频率是不同)将放大后的信号变频成对应的GSM或WCDMA信号，变频处理后的GSM射频信号被直接送入天线开关模块600中的GSM天线开关部分，而功率放大后的WCDMA射频信号先被送入到相应的双工器500中，然后再送到天线开关模块中GSM与WCDMA的开关部分。最终，GSM/WCDMA射频信号都由天线开关模块600送入终端的主天线。
由此可见，多模射频发射处理芯片300(集成在GSM/WCDMA等多模射频收发器200中)不是对每一个GSM或WCDMA频段发射的射频信号进行分别处理(如图2所示)，而是像图3a或图3b所示那样先对IQ信号进行变频处理到中频信号，然后输入到线性功率放大器400对信号进行功率放大，然后将放大后的信号再输入到GSM/WCDMA等多模射频收发器200中进行变频处理到相应的GSM或WCDMA信号，最后将这些信号输出到天线开关模组600或双工器500中。
上述实施例中的线性功率放大器300不同于传统GSM功率放大器或WCDMA功率放大器那样工作在相应的单一GSM或WCDMA频段上，而是工作在单一固定频率模式。由于该线性功率放大器300工作在单一频率，故可以很好的设计功率放大器，提高其效率，从而提高了功率放大器的效率减少了电流的消耗，增加了终端的待机时间，也同时减少了热量的产生。
上述多模终端不限于GSM和WCDMA这两种模式，也可以是GSM/CDMA、GSM/TD-SCDMA、GSM\LTE、GSM/EDGE等其它多模制式。
包含上述多模射频发射处理芯片和线性功率放大器的多模终端，相对于现有的多模终端，可以大大减少功率放大器的数量，从而有效减少多模终端占用PCB的面积，有利于实现多模终端的小型化。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，上述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅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，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种多模射频发射处理芯片，应用于多模终端的发射通道，其特征在于，该多模射频发射处理芯片包括第一发射处理模块和第二发射处理模块，其中：
所述第一发射处理模块，用于对接收的各种模式的信号滤除带外噪声后，经过混频变频处理得到一路中频信号，对所述中频信号滤波后输出至工作在单一固定频率模式的线性功率放大器；
所述第二发射处理模块，用于接收来自所述线性功率放大器的放大后的中频信号，对所述放大后的中频信号进行混频变频处理得到各种模式的信号后输出。
2.根据权利要求1所述的多模射频发射处理芯片，其特征在于，所述第一发射处理模块包括低通滤波器和变频处理单元，其中：
所述低通滤波器，用于对接收的各种模式的信号滤除带外噪声；
所述变频处理单元，与所述低通滤波器相连，用于根据基带芯片发送的控制信号，对所述低通滤波器滤除带外噪声后的信号进行混频变频处理得到一路中频信号，对所述中频信号滤波后输出。
3.根据权利要求2所述的多模射频发射处理芯片，其特征在于：
所述变频处理单元包括依次连接的本振电路、混频器和带通滤波器，其中：
所述本振电路，用于根据基带芯片发送的控制信号，调整自己的中心频率，并向所述混频器发送所述中心频率；
所述混频器，用于对接收的滤除带外噪声后的信号和所述本振电路发送的中心频率混频得到一路中频信号；
所述带通滤波器，用于对所述混频器得到的所述中频信号滤除带外噪声后输出。
4.根据权利要求3所述的多模射频发射处理芯片，其特征在于：
所述第一发射处理模块包括一个所述变频处理单元时，所述变频处理单元中的所述混频器与所述低通滤波器相连，所述带通滤波器与所述线性放大器相连；或者
所述第一发射处理模块包括多个依次连接的所述变频处理单元时，第一个变频处理单元中的混频器与所述低通滤波器相连，最后一个变频处理单元中的带通滤波器与所述线性放大器相连，除最后一个变频处理单元之外，其余每个变频处理单元中的带通滤波器与后一个变频处理单元中的混频器相连。
5.根据权利要求4所述的多模射频发射处理芯片，其特征在于：
所述第二发射处理模块包括一个所述变频处理单元时，所述变频处理单元中的所述混频器与所述线性放大器相连；或者
所述第二发射处理模块包括多个依次连接的所述变频处理单元时，第一个变频处理单元中的混频器与所述线性放大器相连，除最后一个变频处理单元之外，其余每个变频处理单元中的带通滤波器与后一个变频处理单元中的混频器相连。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的多模射频发射处理芯片，其特征在于：
所述各种模式的信号包括全球移动通讯系统(GSM)信号、宽带码分多址(WCDMA)信号、码分多址(CDMA)信号、时分同步码分多址(TD-SCDMA)信号、长期演进(LTE)信号和增强型数据速率GSM演进技术(EDGE)信号。
7.一种多模终端，包括基带芯片、多模射频收发器、双工器和天线开关模组，其特征在于，所述多模终端还包括工作在单一固定频率模式的线性功率放大器，所述多模射频收发器中的多模射频发射处理芯片采用的是如权利要求1-6任一权利要求所述的多模射频发射处理芯片。
8.一种多模终端发射信号的方法，其特征在于，该方法包括：
多模射频发射处理芯片根据基带芯片发送的控制信号，对接收的各种模式的信号滤除带外噪声后，经过混频变频处理得到一路中频信号，对所述中频信号滤波后输出至工作在单一固定频率模式的线性功率放大器；
所述多模射频发射处理芯片接收来自所述线性功率放大器的放大后的中频信号，对所述放大后的中频信号进行混频变频处理得到各种模式的信号后输出。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述多模射频发射处理芯片对接收的各种模式的信号滤除带外噪声后，经过混频变频处理得到一路中频信号，包括：
所述多模射频发射处理芯片对接收的各种模式的信号滤除带外噪声后，经过直接混频变频处理得到一路中频信号；或者，所述多模射频发射处理芯片对接收的各种模式的信号滤除带外噪声后，经过多级混频变频处理得到一路中频信号；或者
所述多模射频发射处理芯片对所述放大后的中频信号进行混频变频处理得到各种模式的信号后输出，包括：
所述多模射频发射处理芯片对所述放大后的中频信号进行直接混频变频处理得到各种模式的信号后输出；或者，所述多模射频发射处理芯片对所述放大后的中频信号进行多级混频变频处理得到各种模式的信号后输出。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于：
所述各种模式的信号包括全球移动通讯系统(GSM)信号、宽带码分多址(WCDMA)信号、码分多址(CDMA)信号、时分同步码分多址(TD-SCDMA)信号、长期演进(LTE)信号和增强型数据速率GSM演进技术(EDGE)信号。
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