CN102761858A - 一种双模单天线终端及其射频共用控制的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种TD和GSM双模单天线终端射频共用控制的方法，包括：在TD进行业务接收时，提前对GSM的射频频点进行设置，在TD让出天线时开始接收GSM信号。实施例在TD进行业务接收时，提前对GSM的射频频点进行设置，从而使GSM的本振提前稳定，在TD让出天线时就可以立即开始接收到稳定的GSM信号，解决了在TD HSDPA业务下TD提供的空闲时间不足以GSM进行测量的技术问题。本发明还提供了一种单天线双模终端。

Description

一种双模单天线终端及其射频共用控制的方法
所属技术领域
本发明涉及移动通讯领域，尤其涉及一种TD-SCDMA和GSM双模单天线终端及其射频共用控制的方法。
背景技术
在TD-SCDMA和GSM双模终端中，根据协议的要求，在其中一种制式进行业务传输时，需要同时对另外一种制式进行监控，如在TD-SCDMA制式下进行业务传输时，需要对GSM制式进行监控(测量，频率校准，同步收基站识别码Base Station Identity Code即BSIC)，如果GSM信号满足要求的话，会发起向GSM制式的重选或者切换。要满足这个要求，或者是配备两套独立的射频同时接收GSM和TD-SCDMA无线信号，或者是对射频器件进行分时复用来分别接收GSM和TD-SCDMA的无线信号。为了节省成本，现有技术下的双模终端一般采用双射频，单天线，共用射频控制接口的方式，由于两种制式共用同一套天线和射频控制接口，所以两种制式对天线和射频控制接口的协调方法非常关键。尤其在TD-SCDMA制式的HSDPA业务下，由于HSDPA业务占用了所有的专用信道时隙，提供给GSM的空闲时间非常短，按通常的射频复用方法除去射频稳定时间等开销后不足以接收到一个完整的GSM时隙，使GSM很难顺利完成测量、频率校准和同步收BSIC，从而导致TD-SCDMA重选切换到GSM的成功率不高。
GSM测量，频率校准，和同步收BSIC所需要空闲时间要求：
GSM的帧结构如图3所示，一个GSM的公共控制复帧为51帧，每帧长度为4.615毫秒，每帧有8个时隙，每个时隙大概577us。在公共控制复帧中，每帧的TS0为公共控制信道，各帧的TS0所存放的公共控制信道并不完全相同，不同公共控制信道在复帧中的分布如图3所示。
GSM对小区的监控分为三步：测量，接收频率校正突发FrequencyCorrect ion Bur s t即FCB  (在频率校准信道Frequency Correct ionChannel即FCCH信道中)进行频率校准，接收同步突发脉冲序列SB(在Synchroniza t ion channel同步信道SCH信道中)进行同步收BSIC。(为描述方便，在下面的表述中，认为GSM接收FCB、接收FCCH以及进行频率校准为同一任务。把GSM接收SB、接收SCH信道以及进行同步和BSIC校验认为是同一任务。)GSM测量所需要的空闲时间长度为一个GSM时隙的时间，即577us，任意位置接收到577us信号都可以。FCB存在于每个复帧中的帧0，10，20，30，40的时隙0位置，因为FCB是用于频率校准，当接收超过半个时隙的FCCH信道信号时，则能用于频率校准，所以在这些FCB出现的位置接收其中任意超过半个时隙的FCCH信道信号就能进行频率校准。SB存在于每个复帧中的帧1，11，21，31，41位置，必须完整接收到SB所在的时隙，才能接收到BSIC和帧号等信息，所以SB接收必须是在这些位置接收到一个完整的时隙长度(577us)的信号。
TD-SCDMA所能提供的空闲时间：
TD-SCDMA的帧结构如图2，一般TS0为公共信道所在时隙，DW为下行同步信道所在时隙，GP为上下行间隔保护，UP为上行同步信道所在时隙，TS1～TS6为业务时隙。在接收业务时，TS 0，DW，UP这些公共信道时隙可以用来做TD-SCDMA系统的测量和同步等工作，但不需要全部占用，空闲时可以提供给GSM来进行测量等工作。业务时隙TS1～TS6用来传送TD-SCDMA上下行业务，当业务不满时，其余空闲时隙可以提供给GSM来使用。但在TD-SCDMA的HSDPA业务中，TD-SCDMA每子帧的TS1～TS6都要用于HSDPA的业务的接收发送，所以只有部分子帧的TS0，DW，GP，UP所在时间可以用来提供给GSM进行测量。
假设TD-SCDMA的TS0，DW，GP，UP提供给GSM测量的话，最大能提供的空闲gap长度为：TS0+DW+GAP+UP＝675+75+75+125＝950us
TD-SCDMA所能提供的空闲时间与GSM需求的匹配程度
业务的接收和发送，必须在射频器件稳定后，才能进行信号的有效收发。因此TD-SCDMA提供的空闲要去除TD-SCDMA和GSM的开关射频以及射频稳定等开销的时间，才能作为GSM进行测量频率校准同步工作的时间。
时间开销为：GSM的本振稳定时间为280us，TD-SCDMA的本振稳定时间为70us，总线接口如串行外设接口SPI写延迟，射频模块其它稳定时间为78us，GSM正常使用接收信号的时间为950-280-70-78＝522us，而TD-SCDMA提供空闲时间以这种方式来使用的话，还不能满足GSM测量和同步接收收BSIC的基本要求：接收1个时隙(577us)GSM信号。
业界通常采用如下的两种方法：
a.采用双天线和两套射频控制接口结构，每种制式单独配备一套天线和一套射频控制接口，这样的话，增加了成本和体积。
b.利用TD-SCDMA的两段空闲时间来完成一次任务，即第一段空闲时间用来稳定射频本振，第二段用来进行测量，频率校准，同步收BS I C，这样的话效率比较低下，系统间小区重选的速度比较慢。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种双模单天线终端及其射频共用控制的方法，可提高TD-SCDMA制式重选切换到GSM制式成功率。
本发明提供了一种双模单天线终端射频共用控制的方法，包括：
在需要进行接收GSM信号时，提前对GSM射频的频点进行设置，在TD射频让出天线时GSM射频开始接收GSM信号。
进一步的，所述接收GSM信号包括：进行GSM测量和/或进行GSM的FCB接收。
进一步的，进行GSM测量的步骤包括：
第一步：在需要进行GSM测量时，通知TD控制器上报空闲时间；
第二步：TD控制器规划TD-SCDMA和GSM分别占用子帧的比例；
第三步：TD控制器将提供给GSM的空闲时间信息发送给总控CPU；
第四步：总控CPU在空闲时间前开始设置GSM射频的频点，GSM射频本振开始稳定；
第五步：在TD控制器提供的空闲时间起始位置，GSM射频进行GSM测量。
进一步的，进行GSM的同步信道FCB接收包括：
第一步：在需要进行GSM的FCB接收时，通知TD控制器上报空闲时间；
第二步：TD控制器规划TD-SCDMA和GSM分别占用子帧的比例；
第三步：TD控制器将提供给GSM的空闲时间信息发送给总控CPU；
第四步：总控CPU在空闲时间前开始设置GSM射频的频点，GSM射频本振开始稳定；
第五步：GSM射频在TD提供的空闲时间起始位置，进行GSM的FCB接收。
本发明提供了一种单天线双模终端，包括：GSM射频、TD控制器、和总控CPU，所述TD控制器，用于规划并上报接收GSM信号所需的空闲时间给总控CPU；所述总控CPU，用于在空闲时间前开始设置GSM射频的频点，使GSM射频本振开始稳定；GSM射频，用于空闲时间起始位置进行GSM信号接收。
进一步的还包括，TD射频和天线，TD射频通过天线接收TD-SCDMA信号；所述GSM射频通过天线接收GSM信号。
本发明实施例单天线双模终端在TD-SCDMA制式下进行业务接收时，提前对GSM制式的射频频点进行设置，从而使GSM的本振提前稳定，在TD-SCDMA制式向GSM制式切换时，单天线可以立即开始接收到稳定的GSM信号，满足切换时进行GSM测量所需的空闲时间，提高切换成功率。
附图说明
图1为双射频单天线TD GSM双模手机架构图；
图2为TD-SCDMA时隙结构图；
图3为GSM帧结构示意图；
图4为TD-SCDMA空闲时间上报和射频控制；
图5为GSM提前稳定本振的射频控制时序图。
具体实施方式
GSM测量需要的空闲时间解决方法：
如图1，双射频单天线TD-SCDMA和GSM双模终端架构图，可以看到各模块的关系以及控制和数据流向。
总体控制流程如图4和图5所示。
第一步：总控CPU10在需要进行GSM测量时，通知TD控制器105上报空闲时间。
第二步：TD控制器105规划好TD-SCDMA和GSM分别占用多少个子帧的TS0，DW，GP，UP，即多少个子帧的用作TD-SCDMA测量，多少个子帧提供给GSM。TD-SCDMA和GSM占用比例，可以根据硬件能力和测量的需求来定。例如当TD-SCDMA硬件测量能力弱，测量小区比较多时，则TD-SCDMA测量可以多占一些比例。如可设8个TD-SCDMA子帧为一个周期，TD-SCDMA占用5个子帧，GSM占用3个子帧。
第三步：TD控制器105提前将提供给GSM的空闲时间信息发送给总控CPU 101。提前量根据TD控制器交互延时和射频控制提前量来决定，其中TD控制器交互延时和射频控制提前量是由TD-SCMDA网络系统本身决定的。如设为提前4个子帧在第9子帧TD控制器将空闲时间上报给总控CPU，通知TD-SCDMA将13、14、15子帧的TS 0，DW，GP，UP让给GSM使用。
第四步：总控CPU 101在TD控制器提供的空闲时间前0.5TD-SCDMA时隙左右，开始设置GSM射频108的频点，GSM射频108本振提前开始稳定。如在空闲时间位置前0.5TD-SCDMA时隙(337us左右)开始设置GSM射频108的频点，空闲时间前0.5TD-SCDMA时隙处TD射频108确定不会操作SPI射频控制接口，而且337us也足以使GSM本振得以稳定。另外，优选的，也可以在空闲时间位置前350us开始设置GSM射频108的频点。总之，只要保证开始设置GSM射频108的频点时TD射频确定不会操作SPI射频控制接口即可。
第五步：总控CPU 101在TD控制器提供的空闲时间起始位置，开始设置GSM射频108，并使用天线106来接收GSM信号，进行GSM测量等操作
第六步：TD控制器在空闲时间结束后，将TD射频107打开，供TD-SCDMA业务时隙使用
第七步：在TD-SCDMA让出空闲时间期间内(例如图4的第13、14、15子帧)，TD-SCDMA让出TS0附近的空闲时间给GSM来接收信号。
在上述第五步之前还包括TD控制器105在让出射频前，将TD-SCDMA的测量或者同步工作暂停，并将TD射频107关闭，保证在空闲时间起始位置，TD射频不再操作SP I接口。
在上述第五步之后还包括总控CPU 101在TD控制器提供的空闲时间结束前，关闭TD射频，让出天线，保证在空闲时间结束前，GSM射频不再操作SPI接口。
如果还需要进行GSM测量，则重复第一步到第七步，TD和GSM以一定的周期交替使用TS0附近的射频，直到GSM不再需要空闲时间。通过这样的方式在TD接收业务的同时，GSM完成测量。
GSM FCB接收需要的空闲时间解决方法：
GSM的FCB接收和GSM测量一样，同样是需要通过射频接收GSM无线信号才能FCB的接收。GSM FCB接收时的双模射频复用方法与GSM测量时的双模射频共用方法是一样的，GSM FCB需要接收时，则通知TD控制器上报空闲时间，根据FCB的接收需求以及TD-SCDMA本身的测量能力，TD控制器分配GSM与TD-SCDMA占用TS0的比例，TD控制器以一定的周期将空闲时间上报给GSM，GSM得到空闲时间信息后，用提前稳定本振的方法来接收一个时隙的信号。具体如下：
第一步：在需要进行GSM的FCB接收时，通知TD控制器上报空闲时间；
第二步：TD控制器规划TD-SCDMA和GSM分别占用子帧的比例；
第三步：TD控制器将提供给GSM的空闲时间信息发送给总控CPU；
第四步：总控CPU在TD控制器提供的空闲时间前开始设置GSM射频的频点，GSM射频本振提前开始稳定。
第五步：总控CPU在TD提供的空闲时间起始位置，开始设置GSM射频，进行GSM的FCB接收。
第六步：TD控制器在空闲时间结束后，将TD射频打开，供TD-SCDMA业务时隙使用。
第七步：在TD让出空闲时间期间内重复第四步到第六步。
在上述第五步之前还包括TD控制器105在让出射频前，必须将TD-SCDMA的测量或者同步工作暂停，并将TD射频107关闭，保证在空闲时间起始位置，TD射频不再操作SPI接口。
在上述第五步之后还包括总控CPU 101在TD控制器提供的空闲时间结束前，关闭GSM射频，让出天线，保证在空闲时间结束前，GSM射频不再操作SPI接口。
GSM多次接收到每次一个时隙的GSM无线信号，通过滑窗的方式来不断尝试接收FCCH信道，相当于一个时隙长度的空闲时间窗口在GSM子帧内滑动，经过一定时间的尝试接收后，就能接收到半个时隙的FCCH信道的信号，从而完成频率校准。
GSM SB接收(BSIC校验)需要的空闲时间解决方法：
在上述步骤中通过尝试收到FCB后，要接着收SB。通过GSM的帧结构图可以看出，SB所在子帧是跟在FCB所在子帧后面的。因此找到FCB后，就能知道SB的位置。虽然滑窗也可能收到，但由于需要接收一个完整子帧的信号，收全的功率比较低，尝试时间比较长，影响重选的成功率。可以根据SB的位置，通知TD控制器让出整个子帧的时间来让GSM射频接收SB。最恶劣情况，GSM的SB跨在了TD-SCDMA的帧边界，因此简化起见，可以让TD控制器在此位置让出2个子帧的射频来接收GSM信号，这样GSM就一定能收到SB。由于双模重选进行SB接收的次数是很有限的，因此牺牲的HSDPA的性能比较有限
具体的方法是，在GSM射频收到FCB后，就确知了SB的位置，GSM射频通知TD控制器在指定位置(SB所在的位置)让出2个子帧的射频。
操作步骤如下：
第一步：通过得到GSM的FCB的位置，推算SB的位置，并根据SB的位置提前通知TD控制器在T1时刻开始让出2个整子帧的时间来让GSM射频接收SB。其中T1时刻即SB起始点之前的TD子帧头开始的时刻。
第二步：TD控制器收到消息后，在T1时刻之前，将TD-SCDMA的测量，下行同步跟踪，自动频率跟踪关闭，并将射频关闭；
第三步：在T1时刻开始后，打开GSM射频进行进行SB的接收，在T1+2个帧之前，将TD射频关闭；
第五步：在T1+2子帧后，将TD射频打开，重新进行业务的接收。
这样通过这样三个方法，就可以较快地速度完成GSM测量、FCB和SB的接收，从而提高了TD-SCDMA制式重选到GSM制式的成功率。
上述SPI射频控制接口仅为总线接口的示例，可以替换为其他总线接口。
本发明实施例中，上述GSM测量、FCB和SB的接收的方法相对独立，可以分开单独使用，或者全部组合使用。例如GSM测量采用本发明方法，FCB和SB的接收采用现有技术方法，或者GSM测量和FCB采用本发明方法，SB的接收采用现有技术方法等。
本发明实施例中，解决了TD-SCDMA的HSDPA业务下GSM测量无法完成的问题，提高了FCB接收的速度。还解决了TD-SCDMA的HSDPA业务下SB的接收概率非常低甚至接收不到的问题。因此，提高了TD-SCDMA重选切换到GSM的成功率。
本发明实施例先尝试接收FCB，获知SB的位置，然后对TD-SCDMA的业务进行短暂的停止，将整子帧的射频让给GSM进行SB的接收，从而使GSM能快速接收到SB，提高了TD-SCDMA制式切换到GSM制式的成功率。本发明实施例最大限度地利用单天线，完成TD-SCDMA的HSDPA的业务接收和GSM的测量频率校准同步等工作，既降低了成本，又满足了双模终端的功能性能要求，提高了TD-SCDMA制式重选到GSM制式的成功率。
同时，本发明还提供了一种单天线双模终端，包括：GSM射频、TD控制器、和总控CPU，所述TD控制器，用于规划并上报接收GSM信号所需的空闲时间给总控CPU；所述总控CPU，用于在空闲时间前开始设置GSM射频的频点，使GSM射频本振开始稳定；GSM射频，用于空闲时间起始位置进行GSM信号接收。
优选的还包括，TD射频和天线，TD射频通过天线接收TD-SCDMA信号；所述GSM射频通过天线接收GSM信号。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种双模单天线终端射频共用控制的方法，包括：
在需要进行接收GSM信号时，提前对GSM射频的频点进行设置，在TD射频让出天线时GSM射频开始接收GSM信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收GSM信号包括：进行GSM测量和/或进行GSM的FCB接收。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进行GSM测量的步骤包括：
第一步：在需要进行GSM测量时，通知TD控制器上报空闲时间；
第二步：TD控制器规划TD-SCDMA和GSM分别占用子帧的比例；
第三步：TD控制器将提供给GSM的空闲时间信息发送给总控CPU；
第四步：总控CPU在空闲时间前开始设置GSM射频的频点，GSM射频本振开始稳定；
第五步：在TD控制器提供的空闲时间起始位置，GSM射频进行GSM测量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第五步之前还包括在空闲时间起始位置，关闭TD射频。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，第五步之后还包括在空闲时间结束时，关闭GSM射频，打开TD射频。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：第四步中的空闲时间前的提前量大小根据TD控制器交互延时和射频控制提前量来确定。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进行GSM的同步信道FCB接收包括：
第一步：在需要进行GSM的FCB接收时，通知TD控制器上报空闲时间；
第二步：TD控制器规划TD-SCDMA和GSM分别占用子帧的比例；
第三步：TD控制器将提供给GSM的空闲时间信息发送给总控CPU；
第四步：总控CPU在空闲时间前开始设置GSM射频的频点，GSM射频本振开始稳定；
第五步：GSM射频在TD提供的空闲时间起始位置，进行GSM的FCB接收。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：根据接收到的FCB确定SB的位置，并根据同步突发脉冲序列SB的位置提前通知TD控制器在T1时刻开始让出2个子帧来接收GSM信号，其中T1时刻即SB起始点之前的TD子帧头开始的时刻。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
在T1时刻之前，关闭TD射频；
在T1时刻开始时，打开GSM射频进行SB的接收，在T1+2子帧时，将GSM射频关闭；
在T1+2子帧后，将TD射频打开，重新进行TD-SCDMA业务的接收。
10.一种单天线双模终端，包括：GSM射频、TD控制器、和总控CPU，其中：
所述TD控制器，用于规划并上报接收GSM信号所需的空闲时间给总控CPU；
所述总控CPU，用于在空闲时间前开始设置GSM射频的频点，使GSM射频本振开始稳定；
所述GSM射频，用于空闲时间起始位置进行GSM信号接收。
11.如权利要求10所述的单天线双模终端，其特征在于，还包括，TD射频和天线，TD射频通过天线接收TD-SCDMA信号；所述GSM射频通过天线接收GSM信号。
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