CN102684727B - 一种天线复用方法及多模移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线复用方法及多模移动终端，用于解决现有移动终端由于手机天线数量增加导致天线性能下降、设计复杂的技术问题。本发明在天线单元中设置第一辐射单元和第二辐射单元，通过第一辐射单元进行WiFi和BT信号的接收和发射，通过第二辐射单元接收GPS空口信号，分别完成对应空口通信功能；通过相应的带通滤波器分离WiFi、BT信号和GPS信号进入各自的信号通道，然后经过一系列的数据处理单元完成数据通信功能。本发明不仅能够实现WiFi、BT和GPS天线的复用，保证移动终端各功能模块天线的性能，还能够最大程度地减少多模智能移动终端的天线数量，节省了一定的成本，同时对于后续智能化的多模移动终端天线的设计方法也有一定的导向性作用。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种多模移动终端天线复用方法和使用该方法的多模移动终端。
背景技术
随着3G时代的到来，移动通信已全面进入3G时候。目前全球有三大3G通信标准，分别为宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)、码分多址2000(Code Division Multiple Access 2000，CDMA2000)和时分同步码分多址(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess，TD-SCDMA)三种制式。其中，TD-SCDMA是我国提出的并被国际电信标准化组织的国际标准，我国拥有核心自主知识产权。目前中国移动TD-SCDMA网络已经累计获得了85MHz的频率，分别是F频段的20MHz(1880-1900MHz)，A频段的15MHz(2010-2025MHz)和E频段的50MHz(2320-2370MHz)，其中E频段现在只被允许用于室内覆盖。但由于目前TD-SCDMA网络还不完全成熟，不得不面对网络覆盖不够全面的问题。为了解决此问题，考虑通过其他网络来改善覆盖问题，而全球移动通信GSM系统网络正是一种性价比最好的补充，因此，目前TD-SCDMA和GSM双模移动终端的应用已非常普遍。
随着人们对智慧生活的追求和向往，移动智能终端已受到用户广泛的关注和青睐。特别是3G时代的到来更加速了多模智能移动终端的发展。目前集无线上网(如WiFi)、蓝牙(Bluetooth，BT)和全球定位系统GPS于一体的GSM和TD-SCDMA多模移动终端已成为智能移动终端的主流。特别是WiFi、BT和GPS功能已成本用户对智能移动终端的基本需求。人们正广泛地享受着手机移动终端WiFi上网带来的极速体验、随时随地运用GPS导航定位带来的愉悦和BT无线通话带来的方便。
但是，随着人们对智能、时尚、超薄移动终端的追求，手机终端的设计越来越小型化，但功能却越来越强大，特别是手机多功能多业务的应用，天线数量越来越多。比如WiFi、BT、GPS、中国移动多媒体广播(China MobileMultimedia Broadcast，CMMB)、近距离无线通讯(Near Field Communication，NFC)、调频广播FM等集多功能于一体的手机，加上通信主天线，一个手机的天线数量已超过6个，密密麻麻地分布于手机边缘，手机天线的设计越来越困难。因此，在保持手机功能不变的前提下，如何保证各天线的良好性能，如何有效可靠地减少天线数量，也是移动终端天线设计未来面临的重要课题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种天线复用方法及多模移动终端，用于解决现有移动终端由于集多功能于一体，手机天线数量增加导致天线性能下降、设计复杂的技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种多模移动终端，如图1所示，该多模移动终端包括：
天线单元，用于无线局域网WiFi、蓝牙BT和全球定位系统GPS信号的接收和发射；
信号选通单元1，用于对WiFi和BT的工作频段和GPS的工作频段信号进行分离，信号选通单元1与信号选通单元2之间的通路用于传输WiFi和BT信号，信号选通单元1与GPS功能单元之间的通路用于传输GPS信号；
信号选通单元2，用于对WiFi和BT信号进行分离，与WiFi和BT功能单元接口相连；
WiFi和BT功能单元，用于分别对WiFi和BT信号进行处理，与基带处理功能单元接口相连；
GPS功能单元，用于对接收到的GPS射频信号进行处理，与基带处理功能单元接口相连；
基带处理功能单元，用于实现WiFi、BT和GPS功能及3G通信功能的数据处理。
进一步地，所述天线单元包括：第一辐射单元和第二辐射单元，分别谐振在2.4G频段和1.5G频段；第一辐射单元用于WiFi和BT信号的接收和发射，完成对应空口通信功能；第二辐射单元用于接收GPS空口信号；所述第一辐射单元与第二辐射单元共用一个馈点与信号选通单元1连通，完成WiFi、BT和GPS信号的传输。
进一步地，所述信号选通单元1可采用双频段声表面波滤波器SAW，分别对WiFi、BT信号的工作频段和GPS的工作频段进行选通，使分离的信号分别进入两个不同的分支通路，对WiFi、BT信号的工作频段和GPS的工作频段之外的信号进行阻断。
进一步地，所述信号选通单元2对工作频段在2.4G的WiFi和BT信号进行分离，分别进入不同的射频通道。该单元可采用单刀三掷开关，分别用于选通WiFi发射信号、BT发射信号和WiFi/BT接收信号；或采用单刀双掷开关，分别用于选通WiFi/BT发射信号和WiFi/BT接收信号。分离WiFi和BT信号的方法可根据后端WiFi和BT功能单元的方案来进行。
进一步地，所述WiFi和BT功能单元分别对WiFi和BT信号进行处理，实现模拟信号和数字信号互相转换等一系列功能，并通过串行数字输入输出SDIO接口实现与基带处理功能单元的数据通信。
进一步地，所述GPS功能单元对接收到的GPS射频信号进行处理，实现模拟信号和数字信号转换等一系列功能，并通过相应的数据接口，实现与后端的基带处理功能单元的数据通信。所述数据接口可采用通用异步接收/发送UART接口。
进一步地，基带处理功能单元主要完成WiFi、BT和GPS等相应功能模块的数据处理功能和3G通信功能等一系列功能。
本发明实施例还提供一种多模移动终端中的天线复用方法，该方法包括：
WiFi、BT和GPS信号共用一个天线单元，该天线单元分别完成WiFi、BT和GPS信号的接收和发射；
通过信号选通单元1对WiFi和BT的工作频段和GPS的工作频段信号进行分离；
通过信号选通单元2对WiFi和BT信号进行分离，通过WiFi和BT功能单元分别对WiFi和BT信号进行处理；
通过GPS功能单元对接收到的GPS射频信号进行处理；
通过基带处理功能单元实现WiFi、BT和GPS功能及3G通信功能的数据处理。
本发明在保证移动终端功能不变的前提下，提供一种WiFi、BT和GPS天线复用的方法及多模移动终端，在天线单元中设置第一辐射单元和第二辐射单元，通过第一辐射单元进行WiFi和BT信号的接收和发射，通过第二辐射单元接收GPS空口信号，分别完成对应空口通信功能；通过相应的带通滤波器分离WiFi、BT信号和GPS信号进入各自的信号通道，然后经过一系列的数据处理单元完成数据通信功能。本发明不仅能够实现WiFi、BT和GPS天线的复用，减少了天线数量，保证移动终端各功能模块天线的性能，还能够最大程度地减少多模智能移动终端的天线数量，节省了一定的成本，同时对于后续智能化的多模移动终端天线的设计方法也有一定的导向性作用。
附图说明
图1为本发明提供的一种多模移动终端及其通信方法模块框图；
图2为本发明实施例1提供的多模移动终端及其通信方法的结构示意图；
图3为本发明实施例2提供的多模移动终端及其通信方法的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的多模移动终端及其通信方法的天线单元结构示意图。
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，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。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组合。
本发明的带WiFi、BT和GPS功能，支持TD-SCDMA/GSM多模移动终端，主要有WiFi、BT、GPS功能模块，以及TD-SCDMA和GSM通信功能模块组成。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面通过一个具体的实施例来详细阐述本发明所述带WiFi、BT和GPS功能的多模移动终端的实现方法和实现过程。
实施例1
本实施例中带WiFi、BT和GPS功能的智能移动终端以基于TD-SCDMA/GSM双模手机为例进行具体说明。由于WiFi和BT工作频段范围为2400～2483.5MHz，GPS工作的中心频率为1575.42MHz。两者工作频率都相对较高，但他们之间的频率间隔相对较大，在800MHz以上。因此可以通过两个天线辐射单元分别完成各自的空口通信，然后通过相应的带通滤波器分离WiFi、BT信号和GPS信号进入各自的信号通道。然后经过一系列的数据处理单元完成数据通信功能。
如图2所示，本发明实施例1提供的多模移动终端及其通信方法包括天线单元、信号选通单元1、信号选通单元2、WiFi和BT功能单元、GPS功能单元和基带处理功能单元。
如图4所示，所述天线单元包括天线辐射单元1和天线辐射单元2。其中天线辐射单元1谐振在2.4G的WiFi和BT工作频率，天线辐射单元2谐振在1.5G的GPS工作频率，两个天线辐射单元共用一个天线馈点与信号选通单元1相连，天线单元和信号选通单元1之间通道为WiFi、BT和GPS射频信号的共用通路，从而现共用同一天线单元完成空口的无线传输功能。
信号选通单元1用于对WiFi和BT所在2.4G工作频段信号和GPS所在的1.5G工作频段信号进行分离，使WiFi和BT信号进入信号选通单元1和信号选通单元2之间的通路，GPS信号进入信号选通单元1与GPS功能单元之间的通路。本实施例中信号选通单元1使用了一个双频声表面波滤波器，它有三个射频端口，一端为公共端，与天线单元连接，为WiFi、BT和GPS射频信号的共用通路，另两个端口分别与信号选通单元2和GPS功能单元连接，分别为WiFi、BT共用通路和GPS信号通路。
信号选通单元2对WiFi和BT收发信号进行分离，分别作为WiFi和BT各自收发信号通路。根据WiFi和BT功能单元的不同设计方案，信号选通单元对WiFi和BT信号的分离方式不同。如图2所示，该实施例中信号选通单元2有三个端口，一端为公共端，与信号选通单元1连接，为WiFi、BT和GPS射频信号的共用通路，另两个端口分别为分离后的WiFi和BT收发信号。其中一路为WiFi和BT的发射信号通路，仅允许来自WiFi和BT功能单元的发射信号通过；另一路为WiFi和BT的接收信号通路，仅允许来自由信号选通单元1的接收信号通过。
WiFi和BT功能单元主要是对WiFi和BT信号进行处理，并通过SDIO或者UART等接口实现与基带处理功能单元的数据通信。
GPS功能单元主要是对GPS信号进行处理，并通过UART接口实现与基带处理功能单元的数据通信。
基带处理功能单元主要完成WiFi、BT和GPS等相应功能模块的数据处理功能和3G通信功能等一系列功能。
实施例2
图3为本发明提供的多模移动终端的功能结构示意图，该实施例与实施例1不同的是，该实施例信号选通单元2与WiFi和BT功能单元之间采用信号分离方式，信号选通单元2有四个射频端口，一端为公共端，与信号选通单元1连接，为WiFi、BT和GPS射频信号的共用通路，另三个端口分别为分离后的WiFi和BT信号。其中一路为WiFi发射信号通路，仅允许来自WiFi和BT功能单元的WiFi发射信号通过；第二路为WiFi、BT接收信号通路，仅允许来自信号选通单元1的的WiFi、BT接收信号通过；第三路为BT发射信号通路，仅允许来自WiFi和BT功能单元的BT发射信号通过。
实施例3
该实施例提供了一种多模移动终端中的天线复用方法，该方法应用于本发明提供的多模移动终端，各步骤流程与本发明提供的多模移动终端中的模块功能相对应，该方法包括：
步骤1、WiFi、BT和GPS信号共用一个天线单元，该天线单元分别完成WiFi、BT和GPS信号的接收和发射；
在天线单元中设置第一辐射单元和第二辐射单元，通过第一辐射单元，进行WiFi和BT信号的接收和发射，完成对应空口通信功能；通过第二辐射单元接收GPS空口信号；所述第一辐射单元与第二辐射单元共用一个馈点与信号选通单元1连通，完成WiFi、BT和GPS信号的传输。
步骤2、通过信号选通单元1对WiFi和BT的工作频段和GPS的工作频段信号进行分离；
步骤3、通过信号选通单元2对WiFi和BT信号进行分离，通过WiFi和BT功能单元分别对WiFi和BT信号进行处理；
信号选通单元2采用单刀三掷开关，分别选通WiFi发射信号、BT发射信号和WiFi/BT接收信号；或采用单刀双掷开关分别选通WiFi/BT发射信号和WiFi/BT接收信号。
步骤4、通过GPS功能单元对接收到的GPS射频信号进行处理；
步骤5、通过基带处理功能单元实现WiFi、BT和GPS功能及3G通信功能的数据处理。
所述WiFi和BT功能单元与基带处理功能单元之间的接口均为串行数字输入输出SDIO接口；所述GPS功能单元与基带处理功能单元之间的接口采用通用异步接收/发送UART接口。
本发明提供了一种WiFi、BT和GPS三合一天线复用方法和多模移动终端，该WiFi、BT和GPS三合一多模移动终端及其通信方法不仅实现了WiFi、BT和GPS天线复用，方法简单，效果显著，还减少了手机天线及相应的成本。同时对于后续智能化的多模移动终端天线的设计方法也有一定的导向性作用。
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)
1.一种多模移动终端，其特征在于，该多模移动终端包括：
天线单元，用于无线局域网WiFi、蓝牙BT和全球定位系统GPS信号的接收和发射；
信号选通单元1，用于对WiFi和BT的工作频段和GPS的工作频段信号进行分离，信号选通单元1与信号选通单元2之间的通路用于传输WiFi和BT信号，信号选通单元1与GPS功能单元之间的通路用于传输GPS信号；
信号选通单元2，用于对WiFi和BT信号进行分离，与WiFi和BT功能单元接口相连；其中，信号选通单元2有三个端口，一端为公共端，与信号选通单元1连接，为WiFi、BT和GPS射频信号的共用通路，另两个端口分别为分离后的WiFi和BT收发信号；其中一路为WiFi和BT的发射信号通路，仅允许来自WiFi和BT功能单元的发射信号通过；另一路为WiFi和BT的接收信号通路，仅允许来自由信号选通单元1的接收信号通过；
或者，
信号选通单元2有四个射频端口，一端为公共端，与信号选通单元1连接，为WiFi、BT和GPS射频信号的共用通路，另三个端口分别为分离后的WiFi和BT信号；其中一路为WiFi发射信号通路，仅允许来自WiFi和BT功能单元的WiFi发射信号通过；第二路为WiFi、BT接收信号通路，仅允许来自信号选通单元1的的WiFi、BT接收信号通过；第三路为BT发射信号通路，仅允许来自WiFi和BT功能单元的BT发射信号通过；
WiFi和BT功能单元，用于分别对WiFi和BT信号进行处理，与基带处理功能单元接口相连；
GPS功能单元，用于对接收到的GPS射频信号进行处理，与基带处理功能单元接口相连；
基带处理功能单元，用于实现WiFi、BT和GPS功能及3G通信功能的数据处理。
2.根据权利要求1所述的多模移动终端，其特征在于，所述天线单元包括：
第一辐射单元，用于WiFi和BT信号的接收和发射，完成对应空口通信功能；
第二辐射单元，用于接收GPS空口信号；
所述第一辐射单元与第二辐射单元共用一个馈点与信号选通单元1连通，完成WiFi、BT和GPS信号的传输。
3.根据权利要求1所述的多模移动终端，其特征在于，
所述信号选通单元1采用双频段声表面波滤波器SAW，分别对WiFi、BT信号的工作频段和GPS的工作频段进行选通，对WiFi、BT信号的工作频段和GPS的工作频段之外的信号进行阻断。
4.根据权利要求1所述的多模移动终端，其特征在于，
信号选通单元2采用单刀三掷开关，分别用于选通WiFi发射信号、BT发射信号和WiFi/BT接收信号；或采用单刀双掷开关，分别用于选通WiFi/BT发射信号和WiFi/BT接收信号。
5.根据权利要求1所述的多模移动终端，其特征在于，所述WiFi和BT功能单元与基带处理功能单元之间的接口均为串行数字输入输出SDIO接口。
6.根据权利要求1所述的多模移动终端，其特征在于，所述GPS功能单元与基带处理功能单元之间的接口采用通用异步接收/发送UART接口。
7.一种多模移动终端中的天线复用方法，其特征在于，该方法包括：
WiFi、BT和GPS信号共用一个天线单元，该天线单元分别完成WiFi、BT和GPS信号的接收和发射；
通过信号选通单元1对WiFi和BT的工作频段和GPS的工作频段信号进行分离；
通过信号选通单元2对WiFi和BT信号进行分离，通过WiFi和BT功能单元分别对WiFi和BT信号进行处理；其中，信号选通单元2有三个端口，一端为公共端，与信号选通单元1连接，为WiFi、BT和GPS射频信号的共用通路，另两个端口分别为分离后的WiFi和BT收发信号；其中一路为WiFi和BT的发射信号通路，仅允许来自WiFi和BT功能单元的发射信号通过；另一路为WiFi和BT的接收信号通路，仅允许来自由信号选通单元1的接收信号通过；
或者，信号选通单元2有四个射频端口，一端为公共端，与信号选通单元1连接，为WiFi、BT和GPS射频信号的共用通路，另三个端口分别为分离后的WiFi和BT信号；其中一路为WiFi发射信号通路，仅允许来自WiFi和BT功能单元的WiFi发射信号通过；第二路为WiFi、BT接收信号通路，仅允许来自信号选通单元1的的WiFi、BT接收信号通过；第三路为BT发射信号通路，仅允许来自WiFi和BT功能单元的BT发射信号通过；
通过GPS功能单元对接收到的GPS射频信号进行处理；
通过基带处理功能单元实现WiFi、BT和GPS功能及3G通信功能的数据处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
在所述天线单元中设置第一辐射单元和第二辐射单元，通过第一辐射单元，进行WiFi和BT信号的接收和发射，完成对应空口通信功能；通过第二辐射单元接收GPS空口信号；
所述第一辐射单元与第二辐射单元共用一个馈点与信号选通单元1连通，完成WiFi、BT和GPS信号的传输。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述信号选通单元2采用单刀三掷开关，分别选通WiFi发射信号、BT发射信号和WiFi/BT接收信号；或采用单刀双掷开关分别选通WiFi/BT发射信号和WiFi/BT接收信号。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述WiFi和BT功能单元与基带处理功能单元之间的接口均为串行数字输入输出SDIO接口；
所述GPS功能单元与基带处理功能单元之间的接口采用通用异步接收/发送UART接口。
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2012
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