CN102946257B - 一种多模接收机及其接收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多模接收机，包括天线系统，用于接收基站信号，并根据信号的频段选择接收电路前端；一个以上接收电路前端，用于对天线系统发送的信号进行下变频处理，并将处理后的信号发送至I/Q解调器；I/Q解调器，用于对接收电路前端发送的信号进行解调，并将解调后的信号发送至基带单元；基带单元，用于对解调后的信号进行解码；本发明公开了一种多模接收机接收方法，采用本发明，同频段不同模式的信号能利用一套接收电路前端，减少了射频芯片的数量，降低了成本。

Description

一种多模接收机及其接收方法
技术领域
本发明涉及多模接收领域，尤其涉及一种多模接收机及其接收方法。
背景技术
随着电路集成技术日新月异的发展，射频电路也趋向于集成化、模块化，这对于小型化移动终端的开发、应用是特别有利的。目前，移动终端如手机的射频电路是以射频集成电路为中心结合外围辅助、控制电路构成的。射频集成电路是移动终端射频电路的主要部分，包括信号接收电路和信号发射电路。其中，信号接收电路包括天线、声表面滤波器(SAW)、低噪声放大器(LNA)、混频器、中频滤波器和中频放大器等。
移动终端接收信号时，蜂窝小区基站发出的信号，如全球移动通信系统(GSM)900MHz，通过无线接口传到移动终端的天线端；信号经过天线后进入SAW中，将带宽以外信号及噪声滤除；滤波后的信号进入LNA中进行信号放大；LNA放大后的信号被送到混频器中，在此与压控振荡器(VCO)输出的本振(LO)信号相混频，产生中频信号；该中频信号经过中频滤波器，以滤除带外噪声；再将滤波后的中频信号送至中频放大器进行放大。之后，输出信号进入I/Q解调器中进行解调，解调出的I/Q信号送至基带部分作数字处理。
现有技术中，移动终端接收机为了能够接收不同频段的信号，如GSM900MHz和GSM1800MHz，为每种频段信号分别设计接收电路，然后将这些平行的接收电路集成到一个总集成电路中。除此之外，在天线的后端添置有天线开关，负责将接收到的信号按照频段的不同分别传送至与该频段对应的接收电路中。在此基础上，移动终端接收机为了能够接收不同模式的信号，如GSM800MHz/1900MHz和时分同步码分多址(TD-SCDMA)1880MHz-1920MHz，又为每种模式信号分别设计接收电路。
由于射频电路利用时分复用技术，接收和发射不会同时工作，同频段不同模式信号的接收电路前端完全等效。如此，对于同频段不同模式的信号，集成电路内部的接收电路前端被重复使用，这就会造成集成电路中具有多个等效的射频芯片，增加了电路设计面积，也增加了成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多模接收机及其接收方法，能简化移动终端的接收电路前端，进而降低芯片数量、减少电路设计面积、降低成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种多模接收机，包括天线系统、一个以上接收电路前端、I/Q解调器、基带单元；其中，
所述天线系统，用于接收基站信号，根据信号的频段将信号发送至相应的接收电路前端；
所述接收电路前端，用于接收天线系统发送的信号，并对信号进行下变频处理，将处理后的信号发送至I/Q解调器；
所述I/Q解调器，用于接收接收电路前端发送的信号，对信号进行解调，并将解调后的信号发送至基带单元；
所述基带单元，用于对解调后的信号进行解码。
上述方案中，所述多模接收机还包括协议检测装置；
所述天线系统，还用于将信号发送至协议检测装置进行检测；
所述协议检测装置，用于接收天线系统发送的信号，并根据信号基站侧的同步信息，为解调后的信号选择传输方式和解码方式；
相应的，所述I/Q解调器，根据协议检测装置的传输方式将解调后的信号发送至基带单元；
所述基带单元，根据协议检测装置的解码方式对解调后的信号进行解码。
上述方案中，所述天线系统包括：天线、天线开关；其中，
所述天线，用于接收基站信号，并将信号传送至天线开关；
所述天线开关，用于接收天线发来的信号，根据信号的频段选择相应的接收电路前端对信号进行处理，并将基站信号发送至协议检测装置进行信号检测。
上述方案中，所述接收电路前端包括：第一接收电路前端、第二接收电路前端、第三接收电路前端；其中，
所述第一接收电路前端，用于接收天线系统发送的第一频段信号，并对信号进行下变频处理，将处理后的信号发送至I/Q解调器；
所述第二接收电路前端，用于接收天线系统发送的第二频段信号，并对信号进行下变频处理，将处理后的信号发送至I/Q解调器；
所述第三接收电路前端，用于接收天线系统发送的第三频段信号，并对信号进行下变频处理，将处理后的信号发送至I/Q解调器；
上述方案中，所述第一频段信号、所述第二频段信号、所述第三频段信号分别为三组同频段不同模式的信号，且三组频段不同。
本发明提供了一种多模接收机接收方法，该方法包括：
根据所接收基站信号的频段选择相应的接收电路前端，所选择的接收电路前端对信号进行变频处理；
对变频后的信号进行I/Q解调，并对解调后的信号进行解码处理。
上述方案中，所述对信号进行变频处理包括：滤波、放大、下变频、中频滤波、中频放大。
上述方案中，该方法还包括：对基站信号进行信号检测。
上述方案中，所述信号检测包括：根据信号基站侧的同步信息，为解调后的I/Q信号选择传输方式和解码方式；
相应的，所述对解调后的信号进行解码处理为：采用所选择的解码方式对解调后的信号进行解码处理。
上述方案中，所述传输方式和解码方式分别为：
为GSM信号自动匹配DigRF接口协议的传输方式；为TD-SCDMA信号自动匹配10bit的并口数据传输方式；为TD-LTE信号自动匹配12bit的并口数据传输方式；
为GSM信号、TD-SCDMA信号、TD-LTE信号选择相应的数据处理单元进行解码。
本发明提供的多模接收机及其接收方法，将天线开关内置到多模接收机中，能够根据不同频段的信号选择与其对应的接收电路前端；将协议检测装置内置到多模接收机中，能够检测出同频段信号的模式，从而为I/Q解调后的信号提供相应的传输模式、为传输到基带的I/Q信号提供相应的解码处理单元；如此，对于同频段不同模式的信号，可以利用同一套接收电路前端，从而减少了射频芯片的数量，缩小了电路设计面积，也降低了成本。
附图说明
图1为本发明多模接收机的组成结构示意图；
图2为本发明多模接收机实现接收方法的流程示意图；
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本发明的特点与技术内容，下面结合附图对本发明的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明。
图1为本发明多模接收机的组成结构示意图，如图1所示，该多模接收机包括：天线系统11、一个以上接收电路前端12、I/Q解调器14、基带单元15；其中，
所述天线系统11，用于接收基站发来的信号，并根据信号的频段选择相应的接收电路前端12对信号进行处理；
这里，所述基站发来的信号可以是不同模式的信号，如GSM信号、TD-SCDMA信号、时分长期演进(TD-LTE)信号等；
进一步的，所述不同模式信号中的任一种模式信号可以有不同频段的信号，如GSM信号包括：GSM850MHz/900MHz、GSM1800MHz/1900MHz等；TD-SCDMA信号包括：TD-SCDMA1880MHz-1920MHz、TD-SCDMA2300MHz-2400MHz等；TD-LTE信号包括：TD-LTE1880MHz-1920MHz、TD-LTE2300MHz-2400MHz等；
这里，所述根据信号频段选择具体为：相同或相近频段的信号选择同一路接收电路前端12，如GSM1800MHz/1900MHz、TD-SCDMA1880MHz-1920MHz、TD-LTE1880MHz-1920MHz采用同一路接收电路前端12；TD-SCDMA2300MHz-2400MHz和TD-LTE2300MHz-2400MHz采用同一路接收电路前端12；GSM850MHz/900MHz采用同一路接收电路前端12；
所述接收电路前端12，用于接收天线系统11发送的信号，并对信号进行下变频处理，将处理后的信号发送至I/Q解调器14中进行I/Q解调；
这里，所述对信号进行变频处理包括：滤波、放大、下变频、中频滤波、中频放大；
具体的，所述滤波是将带外信号滤除；所述放大是将滤波后的信号放大；所述下变频是将放大后的信号混频成中频信号；所述中频滤波是将中频信号的带外信号滤除；所述中频放大是将滤除后的中频信号放大；
所述I/Q解调器14，用于接收接收电路前端12发送的下变频信号，对该信号进行I/Q解调，并将解调后的I/Q信号发送至基带单元15进行处理；
所述基带单元15，用于对I/Q解调器14发送的I/Q信号进行解码处理；
进一步的，该多模接收机还包括协议检测装置13，用于接收天线系统11发送的基站信号，并根据信号基站侧的同步信息，为解调后的I/Q信号选择传输方式和解码方式；
这里，所述基站侧的同步信息包括：导频信号、调制方式、下行同步码等；
这里，所述为解调后的I/Q信号选择传输方式具体为：当同步信息如高斯滤波最小频移键控(GMSK)调制方式，显示基站信号为GSM信号时，则为I/Q解调器14自动匹配数字射频(DigRF)接口协议的传输方式，将解调后的I/Q信号传输至基带单元15进行处理；当同步信息如下行同步码，显示基站信号为TD-SCDMA信号时，则为I/Q解调器14自动匹配10bit的并口数据传输方式，将解调后的I/Q信号传输至基带单元15进行处理；当同步信息如下行同步码，显示基站信号为TD-LTE信号时，则为I/Q解调器14自动匹配12bit的并口数据传输方式，将解调后的I/Q信号传输至基带单元15进行处理；
进一步的，所述为解调后的I/Q信号选择解码方式具体为：根据信号模式，在基带单元15中选择相应的精简指令集(RISC)处理器、数字信号处理(DSP)等数据处理单元进行解码处理；
相应的，所述天线系统，还用于将信号发送至协议检测装置进行检测；
所述I/Q解调器，根据协议检测装置的传输方式将解调后的信号发送至基带单元；所述传输方式为：为GSM信号时自动匹配DigRF接口协议的传输方式；为TD-SCDMA信号自动匹配10bit的并口数据传输方式；为TD-LTE信号自动匹配12bit的并口数据传输方式；
所述基带单元，根据协议检测装置的解码方式对解调后的信号进行解码；所述解码是：根据信号模式，在基带单元15中选择相应的RISC处理器、DSP等数据处理单元进行解码处理。
所述天线系统11包括：天线111、天线开关112；其中，
天线111，用于接收基站发来的信号，并将信号传送至天线开关112，选择相应的接收电路前端12；
这里，所述基站发来的信号可以是不同模式的信号，如GSM信号、TD-SCDMA信号、TD-LTE信号等；
进一步的，所述不同模式信号中的任一种模式信号可以有不同频段的信号，如GSM信号包括：GSM850MHz/900MHz、GSM1800MHz/1900MHz等；TD-SCDMA信号包括：TD-SCDMA1880MHz-1920MHz、TD-SCDMA2300MHz-2400MHz等；TD-LTE信号包括：TD-LTE1880MHz-1920MHz、TD-LTE2300MHz-2400MHz等；
天线开关112，用于接收天线111发来的信号，根据信号频段选择相应的接收电路前端12对信号进行处理，并将基站信号发送至协议检测装置13进行信号检测；
这里，所述根据信号频段选择具体为：相同或相近频段的信号选择同一路接收电路前端12，如GSM1800MHz/1900MHz、TD-SCDMA1880MHz-1920MHz、TD-LTE1880MHz-1920MHz采用同一路接收电路前端12；TD-SCDMA2300MHz-2400MHz和TD-LTE2300MHz-2400MHz采用同一路接收电路前端12；GSM850MHz/900MHz采用同一路接收电路前端12。
所述接收电路前端12，包括第一接收电路前端、第二接收电路前端、第三接收电路前端；其中，
第一接收电路前端，用于接收天线系统11中的天线开关111发送的第一频段信号，并对信号进行下变频处理，将处理后的信号发送至I/Q解调器14中进行I/Q解调；
所述第一频段信号是指相同或相近频段的信号，如GSM1800MHz/1900MHz、TD-SCDMA1880MHz-1920MHz、TD-LTE1880MHz-1920MHz；
第二接收电路前端，用于接收天线系统11中的天线开关111发送的第二频段信号，并对信号进行下变频处理，将处理后的信号发送至I/Q解调器14中进行I/Q解调；
所述第二频段信号是指相同或相近频段的信号，如TD-SCDMA2300MHz-2400MHz和TD-LTE2300MHz-2400MHz；
第三接收电路前端，用于接收天线系统11中的天线开关111发送的第三频段信号，并对信号进行下变频处理，将处理后的信号发送至I/Q解调器14中进行I/Q解调；
所述第三频段信号是指相同或相近频段的信号，如GSM850MHz/900MHz；
这里，所述对信号进行变频处理包括：滤波、放大、下变频、中频滤波、中频放大；所述滤波是将带外信号滤除；所述放大是将滤波后的信号放大；所述下变频是将放大后的信号混频成中频信号；所述中频滤波是将中频信号的带外信号滤除；所述中频放大是将滤除后的中频信号放大；
具体的，第一接收电路前端，对1800MHz附近频段进行变频处理；第二接收电路前端，对2300MHz附近频段进行变频处理；第三接收电路前端，对900MHz附近频段进行变频处理。
这里，仅以三种频段划分为例，实际应用中，如果有更少或更多频段的划分，可采用少于三路或多于三路的接收电路前端，如：采用两路接收电路前端、四路接收电路前端、五路接收电路前端等等，分别对不同频段的信号进行处理；处理过程和方式均与上面描述类似。
图2为本发明多模接收机实现接收方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括：
步骤201：根据所接收基站信号的频段选择相应的接收电路前端；
这里，由天线系统接收基站发来的信号，并根据信号频段选择相应的接收电路前端，将基站信号送至所选接收电路前端进行处理；
其中，所述基站发来的信号可以是任意模式任意频段的信号，如GSM1800MHz；所述根据信号频段选择相应的接收电路前端是：相同或相近频段的信号选择同一路接收电路前端，如GSM1800MHz选择1800MHz附近频段的接收电路前端，选择第一接收电路前端。
步骤202：所选择的接收电路前端对收到的信号进行变频处理，并将变频后的信号输出；
这里，所述对信号进行变频处理包括：滤波、放大、下变频、中频滤波、中频放大；如GSM1800MHz，所述滤波是将1800MHz带外信号滤除；所述放大是将滤波后的GSM信号放大；所述下变频是将放大后的GSM信号混频成中频信号；所述中频滤波是将GSM中频信号的带外信号滤除；所述中频放大是将滤除后的GSM中频信号放大；
步骤203：对变频后的信号进行I/Q解调，并对解调后的信号进行解码处理；
这里，所述I/Q解调由I/Q解调器完成，所述解码处理由基带单元完成；I/Q解调器对信号进行I/Q解调后，会将解调后信号送至基带单元进行解码处理。
本步骤还包括：对基站信号进行信号检测，具体是：根据信号基站侧的同步信息，为解调后的I/Q信号选择传输方式和解码方式；其中，所述基站侧的同步信息包括：导频信号、调制方式、下行同步码等；
所述信号检测由协议检测装置完成，且协议检测装置会将选择的解码方式发送至基带单元；相应的，基带单元选择相应的RISC处理器、DSP等数据处理单元对信号进行解码处理；
这里，所述为解调后的I/Q信号选择传输方式具体为：当同步信息如GMSK调制方式，显示基站信号为GSM信号时，则为I/Q解调器自动匹配DigRF接口协议的传输方式，将解调后的I/Q信号传输至基带进行处理；当同步信息如下行同步码，显示基站信号为TD-SCDMA信号时，则为I/Q解调器自动匹配10bit的并口数据传输方式，将解调后的I/Q信号传输至基带进行处理；当同步信息如下行同步码，显示基站信号为TD-LTE信号时，则为I/Q解调器自动匹配12bit的并口数据传输方式，将解调后的I/Q信号传输至基带进行处理；
进一步的，所述为解调后的I/Q信号选择解码方式具体为：根据信号模式，在基带中选择相应的RISC处理器、DSP等数据处理单元进行解码处理。
这里，所述将解调后的信号发送至基带之前还包括：协议检测装置将检测到的传输方式发送至I/Q解调器；相应的，I/Q解调器根据传输方式将信号发送至基带；如GSM1800MHz信号，自动匹配DigRF接口协议的传输方式，将解调后的I/Q信号传输至基带进行处理。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种多模接收机，其特征在于，包括天线系统、一个以上接收电路前端、I/Q解调器、基带单元；其中，
所述天线系统，用于接收基站信号，根据信号的频段将信号发送至相应的接收电路前端；
所述接收电路前端，用于接收天线系统发送的信号，并对信号进行下变频处理，将处理后的信号发送至I/Q解调器；
所述I/Q解调器，用于接收接收电路前端发送的信号，对信号进行解调，并将解调后的信号发送至基带单元；
所述基带单元，用于对解调后的信号进行解码；
所述多模接收机还包括协议检测装置；
所述天线系统，还用于将信号发送至协议检测装置进行检测；
所述协议检测装置，用于接收天线系统发送的信号，并根据信号基站侧的同步信息，为解调后的信号选择传输方式和解码方式；
相应的，所述I/Q解调器，根据协议检测装置的传输方式将解调后的信号发送至基带单元；
所述基带单元，根据协议检测装置的解码方式对解调后的信号进行解码。
2.根据权利要求1所述的多模接收机，其特征在于，所述天线系统包括：天线、天线开关；其中，
所述天线，用于接收基站信号，并将信号传送至天线开关；
所述天线开关，用于接收天线发来的信号，根据信号的频段选择相应的接收电路前端对信号进行处理，并将基站信号发送至协议检测装置进行信号检测。
3.根据权利要求1或2所述的多模接收机，其特征在于，所述接收电路前端包括：第一接收电路前端、第二接收电路前端、第三接收电路前端；其中，
所述第一接收电路前端，用于接收天线系统发送的第一频段信号，并对信号进行下变频处理，将处理后的信号发送至I/Q解调器；
所述第二接收电路前端，用于接收天线系统发送的第二频段信号，并对信号进行下变频处理，将处理后的信号发送至I/Q解调器；
所述第三接收电路前端，用于接收天线系统发送的第三频段信号，并对信号进行下变频处理，将处理后的信号发送至I/Q解调器。
4.根据权利要求3所述的多模接收机，其特征在于，所述第一频段信号为一组同频段不同模式的信号，所述第二频段信号为一组同频段不同模式的信号、所述第三频段信号为一组同频段不同模式的信号，且所述第一频段信号、所述第二频段信号及所述第三频段信号的频段不同。
5.一种多模接收机接收方法，其特征在于，该方法包括：
根据所接收基站信号的频段选择相应的接收电路前端，所选择的接收电路前端对信号进行变频处理；
对变频后的信号进行I/Q解调，并对解调后的信号进行解码处理；
所述方法还包括：根据信号基站侧的同步信息，为解调后的I/Q信号选择传输方式和解码方式；
相应的，所述对解调后的信号进行解码处理为：采用所选择的解码方式对解调后的信号进行解码处理。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对信号进行变频处理包括：滤波、放大、下变频、中频滤波、中频放大。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述传输方式和解码方式分别为：
为GSM信号自动匹配DigRF接口协议的传输方式；为TD-SCDMA信号自动匹配10bit的并口数据传输方式；为TD-LTE信号自动匹配12bit的并口数据传输方式；
为GSM信号、TD-SCDMA信号、TD-LTE信号选择相应的数据处理单元进行解码。
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