CN103246216B - 一种射频模块和射频模块的负载模式切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种射频模块和射频模块的负载模式切换方法，避免通过检测到负载变化后再进行相应负载模式切换导致的延迟，以及避免过程中产生的应力超标或电压跌落的问题。本发明实施例包括：电源变换单元、负载模式预测单元和射频发射单元，负载模式预测单元连接于电源变换单元和射频发射单元之间；射频发射单元，用于输出射频载波信号；负载模式预测单元，用于从射频发射单元中获取射频载波信号，根据射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号；电源变换单元，用于获取负载控制信号，根据负载控制信号进行负载模式切换。
Description
技术领域
本发明涉及射频模块负载效率领域技术，尤其是涉及一种射频模块和射频模块的负载模式切换方法。
背景技术
目前，针对无线时分系统，包括时分多址(TDMA，TimeDivisionMultipleAccess)/时分双工(TDD，TimeDivisionDuplexing)制式的无线通信产品中，射频模块一天的负载模型为：4小时满负载，12小时半负载，8小时轻载；其中，满负载、半负载、轻载均是指电子电路代载能力的情况，而轻载是相对于全载来说的，指的是在电路的负载范围内负载率很小(如负载率在30％以下)；通常，射频模块在正常工作情况下全负载范围内都有轻载工作情况，而提升轻载效率，对设备长期运行能效提升有非常重要的意义。
当前提升设备轻载效率的技术较多，普遍采用的都是通过检测负载电流来控制电源变换模块中功率变换单元的工作状态或开关频率，其工作原理为：当由重载切换到轻载时，负载减小，功率变换单元检测到负载变换信号，产生轻载控制信号并实施轻载模式控制；当由轻载切换到重载时，负载增大，功率变换单元检测到负载变换信号，产生重载控制信号并实施重载模式控制。
但是从工作原理看，无论是从轻载切换到重载，还是从重载切换到轻载，由于先有负载变化，才能检测到信号，从而进行状态的切换，必然存在控制滞后环节；那么在由轻载向重载切换的过程中，由于工作状态或频率延迟一段时间才能进入重载状态，导致切换时可能会存在实际是重载负载时，电源却处于轻载模式的情况，从而会出现应力超标或输出电压跌落等不稳定状态。
发明内容
本发明实施例提供了一种射频模块和射频模块的负载模式切换方法，避免通过检测到负载变化后再进行相应负载模式切换导致的延迟，以及避免过程中产生的应力超标或电压跌落的问题。
有鉴于此，本发明第一方面提供一种射频模块，可包括：
电源变换单元、负载模式预测单元和射频发射单元，
所述负载模式预测单元连接于所述电源变换单元和所述射频发射单元之间；
所述射频发射单元，用于输出射频载波信号；
所述负载模式预测单元，用于从所述射频发射单元中获取射频载波信号，根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号；
所述电源变换单元，用于获取所述负载控制信号，根据所述负载控制信号进行负载模式切换。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述负载模式预测单元包括：
第一解析子单元，用于从所述射频发射单元中获取射频载波信号，并对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；
第一负载模式预测子单元，用于根据所述射频时隙信号获取第一时刻和第二时刻，确定第一时间段和第二时间段，所述第一时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载的时刻；
第一负载模式控制子单元，用于根据所述第一时刻、第二时刻、第一时间段和第二时间段，生成并输出负载控制信号，所述负载控制信号为在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载。
在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述负载模式预测单元包括：
第二解析子单元，用于从所述射频发射单元中获取射频载波信号，并对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；
第二负载模式预测子单元，用于在预置时隙信息编码中获取与所述射频时隙信号相对应的负载控制模式；
第二负载模式控制子单元，用于根据所述负载控制模式输出负载控制信号。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第二负载模式控制子单元，具体用于根据所述负载控制模式获取第一时刻和第二时刻，确定第一时间段和第二时间段，在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载，所述第一时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载的时刻。
结合第一方面的第一种或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述电源变换单元，具体用于获取所述负载控制信号，在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，控制将其输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，控制将其输出负载由轻载切换到重载。
结合第一方面或第一方面第一种至第三种任一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述射频模块中的电源变换单元为多开关管并联的大功率电路或谐振开关电源。
本发明第二方面提供一种射频模块的负载模式切换方法，应用于第一方面或第一方面第一种至第五种任一种可能的实现方式中所述的射频模块，所述方法可包括：
射频发射单元输出射频载波信号；
负载模式预测单元从所述射频发射单元中获取射频载波信号，根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号；
电源变换单元获取所述负载控制信号，根据所述负载控制信号进行负载模式切换。
在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号包括：
对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；
根据所述射频时隙信号获取第一时刻和第二时刻，确定第一时间段和第二时间段，所述第一时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载的时刻；
根据所述第一时刻、第二时刻、第一时间段和第二时间段，生成并输出负载控制信号，所述负载控制信号为在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载。
在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号包括：
从所述射频发射单元中获取射频载波信号，并对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；
在预置时隙信息编码中获取与所述射频时隙信号相对应的负载控制模式；
根据所述负载控制模式输出负载控制信号。
结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述根据所述负载控制模式输出负载控制信号为：
根据所述负载控制模式获取第一时刻和第二时刻，确定第一时间段和第二时间段，在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载，所述第一时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载的时刻。
结合第二方面的第一种或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述电源变换单元获取所述负载控制信号，根据所述负载控制信号进行负载模式切换为：
所述电源变换单元获取所述负载控制信号，在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，控制将其输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，控制将其输出负载由轻载切换到重载。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种射频模块和射频模块的负载模式切换方法，在负载模式切换之前进行负载模式预测，通过对负载的提前检测和预判，实现在时间上的提前控制，从而避免通过检测到负载变化后再进行相应负载模式切换导致的延迟，以及避免过程中产生的应力超标或电压跌落的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种射频模块的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的射频模块的另一结构示意图；
图3为本发明实施例提供的射频模块的工作时序示意图；
图4为本发明实施例提供的射频模块的另一结构示意图；
图5为本发明实施例提供的射频模块的另一结构示意图；
图6为本发明实施例提供的射频模块的另一结构示意图；
图7为本发明实施例提供的射频模块的另一结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种射频模块的负载模式切换方法的流程示意图；
图9为本发明实施例提供的射频模块的负载模式切换方法的另一流程示意图；
图10为本发明实施例提供的射频模块的负载模式切换方法的另一流程示意图；
图11为本发明实施例提供的一种射频模块的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种射频模块和射频模块的负载模式切换方法，避免通过检测到负载变化后再进行相应负载模式切换导致的延迟，以及避免过程中产生的应力超标或电压跌落问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
以下分别进行详细说明。
可以理解的是，针对TDMA/TDD的时分制式设备，射频模块一般可以分为电源变换部分和射频发射部分，射频发射部分可以作为电源的负载；而射频发射部分可以包括射频控制单元和射频发射单元。射频控制单元作为电源变换模块的固定负载，其负载较小，可对应射频模块的空载运行，而射频发射单元功率的大小决定了电源变换部分的负载大小。
请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种射频模块100的结构示意图，其中，所述射频模块100包括：
电源变换单元101、负载模式预测单元102和射频发射单元103，
所述负载模式预测单元102连接于所述电源变换单元101和所述射频发射单元103之间；
所述射频发射单元103，用于输出射频载波信号；
所述负载模式预测单元102，用于从所述射频发射单元103中获取射频载波信号，根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号；
所述电源变换单元101，用于从负载模式预测单元102中获取负载控制信号，根据所述负载控制信号进行负载模式切换。
可以理解的是，所述射频发射单元103中可以包括功率输入、功率变换、功放漏压、变换控制和反馈这几个子单元，所述电源变换单元101中可以包括射频制式、射频载波信号输出、功放栅压信号输出和功放管(即负载输出)这几个子单元；其中，所述射频发射单元103是一个由射频制式输入到功放发射的过程，所述电源变换单元101是一个由电源功率输入到功率变换后功放漏压输出的过程，向所述射频发射单元103漏压供电，所述电源变换单元101和所述射频发射单元103之间控制部分并不互相影响，电源负载便后只由射频发射功率进行控制；而本发明实施例中，所述负载模式预测单元102连接于所述电源变换单元101和所述射频发射单元103之间，用于在负载模式切换之前进行负载模式预测。
由上述可知，本发明实施例提供的一种射频模块100，负载模式预测单元102在负载模式切换之前进行负载模式预测，通过对负载的提前检测和预判，实现在时间上的提前控制，从而避免通过检测到负载变化后再进行相应负载模式切换导致的延迟，以及避免过程中产生的应力超标或电压跌落的问题。
可选地，在本发明一实施方式中，所述射频模块100中的所述负载模式预测单元102可以基于以下方式进行具体实现：所述负载模式预测单元102可以包括第一解析子单元1021、第一负载模式预测子单元1022和第一负载模式控制子单元1023，可参考图2，图2为本发明该实施例中提供的射频模块100的结构示意图；
其中，所述第一解析子单元1021，用于从所述射频发射单元103中获取射频载波信号，并对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；
所述第一负载模式预测子单元1022，用于根据所述射频时隙信号获取第一时刻T1和第二时刻T2，确定第一时间段Ta和第二时间段Tb，所述第一时刻T1为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元101的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻T2为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元101的输出负载由轻载切换到重载的时刻；
所述第一负载模式控制子单元1023，用于根据所述第一时刻T1、所述第二时刻T2、所述第一时间段Ta和所述第二时间段Tb，生成并输出负载控制信号，所述负载控制信号为在所述第一时刻T1延迟所述第一时间段Ta时，将所述电源变换单元101的输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻T2提前所述第二时间段Tb时，将所述电源变换单元101的输出负载由轻载切换到重载。
所述射频发射单元103的射频载波信号输出子单元作为所述负载模式预测单元102的输入，可以理解的是，射频载波信号与射频设备负载变化信号是对应关系，因此所述负载模式预测单元102接收到的射频载波信号可以反映射频设备负载变化信号；本实施方式中，所述第一解析子单元1021获取所述射频载波信号，对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；
其中，射频时隙信号决定了实际的负载信号，其时间波形一致；所述第一负载模式预测子单元1022根据所述射频时隙信号获取第一时刻T1和第二时刻T2，得到第一时间段Ta和第二时间段Tb；需要说明的是，本发明实施方式中，第一时刻T1和第二时刻T2，为射频时隙周期信息，由射频载波解码给出；第一时间段Ta和第二时间段Tb由开关电源控制策略和功率器件决定，直接由电源频率设置逻辑控制时预设定。
在本发明实施方式中，所述第一时刻T1为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元101的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻T2为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元101的输出负载由轻载切换到重载的时刻；其后，所述第一负载模式控制子单元1023，用于根据所述第一时刻T1、所述第二时刻T2、所述第一时间段Ta和所述第二时间段Tb，生成并输出负载控制信号，可以理解的是，实际负载控制信号相对于射频时隙信号有两个变化：第一，在所述第一时刻T1延迟所述第一时间段Ta时，即在T1+Ta时刻，所述负载控制信号控制由高电平转换成低电平，将所述电源变换单元101的输出负载由重载切换到轻载，第二，所述负载控制信号控制在所述第二时刻T2提前所述第二时间段Tb时，即在T2-Tb时刻，所述负载控制信号控制由低电平转换成高电平，将所述电源变换单元101的输出负载由轻载切换到重载。可一并参考图3，图3为本发明实施例提供的射频模块100的工作时序示意图；
进一步地，在该实施方式中，所述电源变换单元101，可以具体用于获取所述负载控制信号，在所述第一时刻T1延迟所述第一时间段Ta时，即在T1+Ta时刻控制将其输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻T2提前所述第二时间段Tb时，即在T2-Tb时刻控制将其输出负载由轻载切换到重载。
可以理解的是，所述射频模块100中的电源变换单元101可以为多开关管并联的大功率电路或谐振开关电源。
需要说明的是，该实施方式是通过初始配置传递载波解码信息，即利用射频发射单元103的初始配置，将负载模式预测单元102所需要的两个信号(时隙周期和高低电平)作为初始配置项，在射频模块100启动时，将该配置信息通过第一解析子单元1021和第一负载模式预测子单元1022输入到第一负载模式控制子单元1023，该单元即产生负载控制信号输入到传统电源变换单元101的变换控制子单元，执行负载模式切换，即控制重载、轻载两种模式交替工作。
由上述可知，本发明实施例提供的一种射频模块100，在输出负载要切换到重载之前，提前第二时间段Tb，先将电源调整到重载模式控制状态，避免重载来临时的切换问题。同样，在输出负载进入轻载之后延迟第一时间段Ta后，再切换为轻载模式，从而电源系统始终工作在需要的不同负载工作状态，可以避免通过检测到负载变化后再进行相应负载模式切换导致的延迟，以及避免过程中产生的应力超标或电压跌落的问题。
可选地，在本发明另一实施方式中，所述射频模块100中的所述负载模式预测单元102可以基于以下方式进行具体实现：所述负载模式预测单元102可以包括第二解析子单元1024、第二负载模式预测子单元1025和第二负载模式控制子单元1026，可参考图4，图4为本发明该实施例中提供的射频模块100的结构示意图；
其中，所述第二解析子单元1024，用于从所述射频发射单元103中获取射频载波信号，并对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；
所述第二负载模式预测子单元1025，用于在预置时隙信息编码中获取与所述射频时隙信号相对应的负载控制模式；
所述第二负载模式控制子单元1026，用于根据所述负载控制模式输出负载控制信号。
进一步地，在该实施方式中，所述射频模块100中的所述第二负载模式控制子单元1025，可以具体用于根据所述负载控制模式获取第一时刻T1和第二时刻T2，确定第一时间段Ta和第二时间段Tb，在所述第一时刻T1延迟所述第一时间段Ta时，将所述电源变换单元101的输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻T2提前所述第二时间段Tb时，将所述电源变换单元101的输出负载由轻载切换到重载，所述第一时刻T1为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元101的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻T2为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元101的输出负载由轻载切换到重载的时刻。
在该实施方式中，在所述第一时刻T1延迟所述第一时间段Ta时，即在T1+Ta时刻，所述负载控制信号控制由高电平转换成低电平，将所述电源变换单元101的输出负载由重载切换到轻载，第二，所述负载控制信号控制在所述第二时刻T2提前所述第二时间段Tb时，即在T2-Tb时刻，所述负载控制信号控制由低电平转换成高电平，将所述电源变换单元101的输出负载由轻载切换到重载。可一并参考图3，图3为本发明实施例提供的射频模块100的工作时序示意图；
可以理解的是，射频载波信号与射频设备负载变化信号是对应关系，因此所述负载模式预测单元102接收到的射频载波信号可以反映射频设备负载变化信号；本实施方式中，所述第二解析子单元1024获取所述射频载波信号，对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；
其中，射频时隙信号决定了实际的负载信号，其时间波形一致；所述第二负载模式控制子单元1026根据所述负载控制模式获取第一时刻T1和第二时刻T2，得到第一时间段Ta和第二时间段Tb；另需要说明的是，本发明实施方式中，第一时刻T1和第二时刻T2，为射频时隙周期信息，由射频载波解码给出；第一时间段Ta和第二时间段Tb由开关电源控制策略和功率器件决定，直接由电源频率设置逻辑控制时预设定。
更进一步地，在该实施方式中，所述电源变换单元101，可以具体用于获取所述负载控制信号，在所述第一时刻T1延迟所述第一时间段Ta时，即在T1+Ta时刻控制将其输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻T2提前所述第二时间段Tb时，即在T2-Tb时刻控制将其输出负载由轻载切换到重载。
可以理解的是，所述射频模块100中的电源变换单元101可以为多开关管并联的大功率电路或谐振开关电源。
需要说明的是，该实施方式是通过预存时隙信息编码再查询方式传递载波解码信息，即在第二负载模式预测子单元1025中，预存储各类的负载控制模式对应的时隙信息，并对时隙信息进行编码，在第二负载模式控制子单元1026初始配置时，对应给出负载控制模式判断编码，电源变换单元101的变换控制子单元即可以启动相应的负载控制模式工作。
由上述可知，本发明实施例提供的一种射频模块100，在输出负载要切换到重载之前，提前第二时间段Tb，先将电源调整到重载模式控制状态，避免重载来临时的切换问题。同样，在输出负载进入轻载之后延迟第一时间段Ta后，再切换为轻载模式，从而电源系统始终工作在需要的不同负载工作状态，可以避免通过检测到负载变化后再进行相应负载模式切换导致的延迟，以及避免过程中产生的应力超标或电压跌落的问题。
为了更好地方便理解本发明技术方案，下面实施例以具体应用场景对本发明提供的射频模块进行具体分析：
可参考图5，图5为该应用场景下的射频模块结构示意图，该应用场景下通过调整开关电源开关频率提升轻载效率的；可以理解的是，如图5，在传统射频模块(包含射频发射单元103和电源变换单元101)之间加入一条载波解码支路(即本发明实施例中的负载模式预测单元102)，先进行载波解码，解析出载波时隙信号，负载模式预测单元102中的负载模式预测子单元给脉冲宽度调制PWM(PulseWidthModulation)频率设置逻辑控制器(即负载模式预测单元102中的负载模式控制子单元)输入两个信号，一个是时隙周期信息(包括第一时刻T1和第二时刻T2的时刻信息)，一个是高低电平信号信息；在PWM频率设置逻辑控制器接收到这两个信息后，按照如下工作逻辑设置电源的PWM开关频率，可一并参考图3的所示的工作时序：
初始设置开关频率工作在重载f1，即开关电源工作在较高的开关频率f1，确保开关器件工作在重载模式以满足功率输出；在第一时刻T1，延迟第一时间段Ta，如果此时电平信号同时为低电平，则会将电源开关频率设置为开关频率f2(f2＜f1)，即开关电源工作频率降低为f2工作，减少开关器件的开关损耗，从而提升开关电源轻载效率。当运行到T2-Tb时刻，重新将PWM控制器的开关频率设置为开关频率f1，使开关电源工作在重载模式。按照此周期运行，可以根据射频模块发射制式，控制开关电源工作在轻载和重载两种模式下，提升了轻载模式下的效率，耶可以提升整个射频模块的变换效率，降低射频模块能耗。其中，第一时刻T1和第二时刻T2为射频时隙周期信息，由射频载波解码给出；第一时间段Ta和第二时间段Tb由开关电源控制策略和功率器件决定，直接由电源频率设置逻辑控制时设定。
可以理解的是，针对负载模式预测单元102，可以通过初始配置传递载波解码信息，也可以通过预存时隙信息编码再查询方式传递载波解码信息，其具体实现可参考上述实施例内容，此处不再赘述。
可参考图6，图6为本发明实施例一种通过关断冗余开关管提升轻载效率的射频模块结构示意图；对于多开关管并联的大功率电路，可以在轻载情况下，关闭部分功率开关管，降低功率开关管的开关损耗，达到提升开关电源轻载下的变换效率，针对本发明实施例中的负载模式控制子单元，在上一实施例中是采用的一种降低开关电源的开关频率的方法实现，在该实施例中则采用的是一种在轻载模式下关断大功率并联功率开关管的冗余开关管，只有单个开关管工作，减小在轻载模式下的冗余器件开关损耗，提升开关电源的在轻载模式下的变换效率。
可参考图7，图7为本发明实施例一种通过调整谐振参数提升轻载效率的射频模块结构示意图；对于部分谐振工作的开关电源，可以在轻载情况下，改变谐振参数，使其在轻载模式下，也能实现软开关(零电压或零电流开关)，从而达到提升轻载变换效率的目的。针对本发明实施例中的负载模式控制子单元，该实施例中采用的是一种在轻载模式下增大或减少谐振电感或电容的方式，使得开关电源能够在较轻的负载范围能也能实现软开关，从而提升开关电源的在轻载模式下的变换效率。
可以理解的是，图6与图7所示射频模块的射频发射单元103目的是为所述负载模式预测单元102输入射频载波信号，此处对射频发射单元103的内部设置不作具体阐述。
进一步地，如果提升射频模块的电源变换的轻载效率为2％(85％提升到87％)，对于该类TDMA/TDD制式负载设备运行能效提升效果显著，电源部分损耗可降低8-10％，设备总能效提升约2％-3％左右。
由上述可知，本发明实施例提供的一种射频模块100，在负载模式切换之前进行负载模式预测，通过对负载的提前检测和预判，实现在时间上的提前控制，从而避免通过检测到负载变化后再进行相应负载模式切换导致的延迟，以及避免过程中产生的应力超标或电压跌落的问题。
为便于更好的实施本发明实施例的技术方案，本发明实施例还提供用于实施上述射频模块100的负载模式切换方法。其中射频模块的负载模式切换方法中的名词的含义与上述射频模块100中相同，具体实现细节可以参考装置实施例中的说明。
请参考图8，图8为本发明实施例提供的射频模块的负载模式切换方法的流程示意图，应用于上述实施例中的射频模块100，其中，所述方法包括：
S801、射频发射单元103输出射频载波信号；
S802、负载模式预测单元102从所述射频发射单元103中获取射频载波信号，根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号；
S803、电源变换单元101获取所述负载控制信号，根据所述负载控制信号进行负载模式切换。
可以理解的是，所述射频发射单元103中可以包括功率输入、功率变换、功放漏压、变换控制和反馈这几个子单元，所述电源变换单元101中可以包括射频制式、射频载波信号输出、功放栅压信号输出和功放发射(即负载输出)这几个子单元；其中，所述射频发射单元103是一个由射频制式输入到功放发射的过程，所述电源变换单元101是一个由电源功率输入到功率变换后功放漏压输出的过程，向所述射频发射单元103漏压供电，所述电源变换单元101和所述射频发射单元103之间控制部分并不互相影响，电源负载便后只由射频发射功率进行控制；而本发明实施例中，所述负载模式预测单元102连接于所述电源变换单元101和所述射频发射单元103之间，用于在负载模式切换之前进行负载模式预测。
由上述可知，本发明实施例提供的一种射频模块的负载模式切换方法，在负载模式切换之前进行负载模式预测，通过对负载的提前检测和预判，实现在时间上的提前控制，从而避免通过检测到负载变化后再进行相应负载模式切换导致的延迟，以及避免过程中产生的应力超标或电压跌落的问题。
可选地，在本发明一实施方式中，(电源变换单元101)根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号(S802)可以基于以下步骤具体实现，可一并参考图9，图9为本发明实施例提供的射频模块的负载模式切换方法的另一流程示意图，其中，S802可以包括：
S8021、对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；
S8022、根据所述射频时隙信号获取第一时刻T1和第二时刻T2，确定第一时间段Ta和第二时间段Tb；
所述第一时刻T1为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元101的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻T2为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元101的输出负载由轻载切换到重载的时刻；
本发明实施方式中，第一时刻T1和第二时刻T2，为射频时隙周期信息，由射频载波解码给出；第一时间段Ta和第二时间段Tb由开关电源控制策略和功率器件决定，直接由电源频率设置逻辑控制时预设定。
S8023、根据所述第一时刻T1、所述第二时刻T2、第一时间段Ta和所述第二时间段Tb，生成并输出负载控制信号；
所述负载控制信号为在所述第一时刻T1延迟所述第一时间段Ta时，即在T1+Ta时刻，将所述电源变换单元101的输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻T2提前所述第二时间段Tb时，即在T2-Tb时刻，将所述电源变换单元101的输出负载由轻载切换到重载。可一并参考图3，图3为本发明实施例提供的负载模式切换方法中射频模块100的工作时序示意图；
进一步地，所述电源变换单元101获取所述负载控制信号，根据所述负载控制信号进行负载模式切换(S803)可以具体为：
所述电源变换单元101获取所述负载控制信号，在所述第一时刻T1延迟所述第一时间段Ta时，控制将其输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻T2提前所述第二时间段Tb时，控制将其输出负载由轻载切换到重载。
可以理解的是，所述射频模块100中的电源变换单元101可以为多开关管并联的大功率电路或谐振开关电源。
需要说明的是，该实施方式是通过初始配置传递载波解码信息，即利用射频发射单元103的初始配置，将负载模式预测单元102所需要的两个信号(时隙周期和高低电平)作为初始配置项，在射频模块100启动时，将该配置信息通过第一解析子单元1021和第一负载模式预测子单元1022输入到第一负载模式控制子单元1023，该单元即产生负载控制信号输入到传统电源变换单元101的变换控制子单元，执行负载模式切换，即控制重载、轻载两种模式交替工作。
由上述可知，本发明实施例提供的一种射频模块的负载模式切换方法，在输出负载要切换到重载之前，提前第二时间段Tb，先将电源调整到重载模式控制状态，避免重载来临时的切换问题。同样，在输出负载进入轻载之后延迟第一时间段Ta后，再切换为轻载模式，从而电源系统始终工作在需要的不同负载工作状态，可以避免通过检测到负载变化后再进行相应负载模式切换导致的延迟，以及避免过程中产生的应力超标或电压跌落的问题。
可选地，在本发明另一实施方式中，(电源变换单元101)根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号(S802)可以基于以下步骤具体实现，可一并参考图10，图10为本发明实施例提供的射频模块的负载模式切换方法的另一流程示意图，其中，S802可以包括：
S8024、从所述射频发射单元103中获取射频载波信号，并对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；
S8025、在预置时隙信息编码中获取与所述射频时隙信号相对应的负载控制模式；
S8026、根据所述负载控制模式输出负载控制信号。
进一步地，所述根据所述负载控制模式输出负载控制信号(S8026)可以具体为：
根据所述负载控制模式获取第一时刻T1和第二时刻T2，确定第一时间段Ta和第二时间段Tb，在所述第一时刻T1延迟所述第一时间段Ta时，即在T1+Ta时刻，将所述电源变换单元101的输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻T2提前所述第二时间段Tb时，即在T2-Tb时刻，将所述电源变换单元101的输出负载由轻载切换到重载，可一并参考图3，图3为本发明实施例提供的负载模式切换方法中射频模块100的工作时序示意图；其中，所述第一时刻T1为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元101的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻T2为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元101的输出负载由轻载切换到重载的时刻。
进一步地，所述电源变换单元101获取所述负载控制信号，根据所述负载控制信号进行负载模式切换(S803)可以具体为：
所述电源变换单元101获取所述负载控制信号，在所述第一时刻T1延迟所述第一时间段Ta时，控制将其输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻T2提前所述第二时间段Tb时，控制将其输出负载由轻载切换到重载。
可以理解的是，所述射频模块100中的电源变换单元101可以为多开关管并联的大功率电路或谐振开关电源。
需要说明的是，该实施方式是通过预存时隙信息编码再查询方式传递载波解码信息，即在第二负载模式预测子单元1025中，预存储各类的负载控制模式对应的时隙信息，并对时隙信息进行编码，在第二负载模式控制子单元1026初始配置时，对应给出负载控制模式判断编码，电源变换单元101的变换控制子单元即可以启动相应的负载控制模式工作。
由上述可知，本发明实施例提供的一种射频模块的负载模式切换方法，在输出负载要切换到重载之前，提前第二时间段Tb，先将电源调整到重载模式控制状态，避免重载来临时的切换问题。同样，在输出负载进入轻载之后延迟第一时间段Ta后，再切换为轻载模式，从而电源系统始终工作在需要的不同负载工作状态，可以避免通过检测到负载变化后再进行相应负载模式切换导致的延迟，以及避免过程中产生的应力超标或电压跌落的问题。
另容易想到的是，本发明实施例提供的射频模块的负载模式切换方法，同样适用于上述装置实施例中的各应用场景中的射频模块，包括通过调整开关电源开关频率提升轻载效率的射频模块、通过关断冗余开关管提升轻载效率的射频模块和通过调整谐振参数提升轻载效率的射频模块；
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法实施例的具体工作过程，可以参考前述装置及装置中的单元模块实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种射频模块200，适用于上述实施例中的射频模块的负载模式切换方法，请参考图11，图11为本发明实施例提供的一种射频模块的结构示意图，其中，该射频模块200包括：输入装置201、输出装置203、处理器202；其中，所述处理器202执行如下步骤：输出射频载波信号；根据射频载波信号，根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号；根据所述负载控制信号进行负载模式切换。
在某些实施方式中，所述处理器202根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号可以具体包括：对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；根据所述射频时隙信号获取第一时刻和第二时刻，确定第一时间段和第二时间段，所述第一时刻为所述射频时隙信号指示的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻为所述射频时隙信号指示的输出负载由轻载切换到重载的时刻；根据所述第一时刻、第二时刻、第一时间段和第二时间段，生成并输出负载控制信号，所述负载控制信号为在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，将输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，将所述输出负载由轻载切换到重载。
在某些实施方式中，所述处理器202根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号可以具体包括：对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；在预置时隙信息编码中获取与所述射频时隙信号相对应的负载控制模式；根据所述负载控制模式输出负载控制信号。
在该实施方式中，所述处理器202根据所述负载控制模式输出负载控制信号可以具体为：根据所述负载控制模式获取第一时刻和第二时刻，确定第一时间段和第二时间段，在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，将输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，将输出负载由轻载切换到重载，所述第一时刻为所述射频时隙信号指示的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻为所述射频时隙信号指示的输出负载由轻载切换到重载的时刻。
在该实施方式中，所述处理器202根据所述负载控制信号进行负载模式切换可以具体为：根据所述负载控制信号，在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，控制将其输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，控制将其输出负载由轻载切换到重载。
由上述可知，本发明实施例提供的一种射频模块，在输出负载要切换到重载之前，提前第二时间段，先将电源调整到重载模式控制状态，避免重载来临时的切换问题。同样，在输出负载进入轻载之后延迟第一时间段后，再切换为轻载模式，从而电源系统始终工作在需要的不同负载工作状态，可以避免通过检测到负载变化后再进行相应负载模式切换导致的延迟，以及避免过程中产生的应力超标或电压跌落的问题。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的射频模块200的具体工作过程，可以参考前述方法中的各步骤对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或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计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上对本发明所提供的一种射频模块和射频模块的负载模式切换方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (11)
1.一种射频模块，其特征在于，包括：
电源变换单元、负载模式预测单元和射频发射单元，
所述负载模式预测单元连接于所述电源变换单元和所述射频发射单元之间；
所述射频发射单元，用于输出射频载波信号；
所述负载模式预测单元，用于从所述射频发射单元中获取射频载波信号，根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号；
所述电源变换单元，用于获取所述负载控制信号，根据所述负载控制信号进行负载模式切换。
2.根据权利要求1所述的射频模块，其特征在于，所述负载模式预测单元包括：
第一解析子单元，用于从所述射频发射单元中获取射频载波信号，并对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；
第一负载模式预测子单元，用于根据所述射频时隙信号获取第一时刻和第二时刻，确定第一时间段和第二时间段，所述第一时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载的时刻；
第一负载模式控制子单元，用于根据所述第一时刻、第二时刻、第一时间段和第二时间段，生成并输出负载控制信号，所述负载控制信号为在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载。
3.根据权利要求1所述的射频模块，其特征在于，所述负载模式预测单元包括：
第二解析子单元，用于从所述射频发射单元中获取射频载波信号，并对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；
第二负载模式预测子单元，用于在预置时隙信息编码中获取与所述射频时隙信号相对应的负载控制模式；
第二负载模式控制子单元，用于根据所述负载控制模式输出负载控制信号。
4.根据权利要求3所述的射频模块，其特征在于，所述第二负载模式控制子单元，具体用于根据所述负载控制模式获取第一时刻和第二时刻，确定第一时间段和第二时间段，在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载，所述第一时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载的时刻。
5.根据权利要求2或4所述的射频模块，其特征在于，所述电源变换单元，具体用于获取所述负载控制信号，在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，控制将所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，控制将所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载。
6.根据权利要求1至4任一项所述的射频模块，其特征在于，所述射频模块中的电源变换单元为多开关管并联的大功率电路或谐振开关电源。
7.一种射频模块的负载模式切换方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6任一项所述的射频模块，所述方法包括：
射频发射单元输出射频载波信号；
负载模式预测单元从所述射频发射单元中获取射频载波信号，根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号；
电源变换单元获取所述负载控制信号，根据所述负载控制信号进行负载模式切换。
8.根据权利要求7所述的切换方法，其特征在于，所述根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号包括：
对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；
根据所述射频时隙信号获取第一时刻和第二时刻，确定第一时间段和第二时间段，所述第一时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载的时刻；
根据所述第一时刻、第二时刻、第一时间段和第二时间段，生成并输出负载控制信号，所述负载控制信号为在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载。
9.根据权利要求7所述的切换方法，其特征在于，所述根据所述射频载波信号进行负载模式预测，并输出负载控制信号包括：
从所述射频发射单元中获取射频载波信号，并对所述射频载波信号进行解析，得到射频时隙信号；
在预置时隙信息编码中获取与所述射频时隙信号相对应的负载控制模式；
根据所述负载控制模式输出负载控制信号。
10.根据权利要求9所述的切换方法，其特征在于，所述根据所述负载控制模式输出负载控制信号为：
根据所述负载控制模式获取第一时刻和第二时刻，确定第一时间段和第二时间段，在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，将所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载，所述第一时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载的时刻，所述第二时刻为所述射频时隙信号指示的所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载的时刻。
11.根据权利要求8或10所述的切换方法，其特征在于，所述电源变换单元获取所述负载控制信号，根据所述负载控制信号进行负载模式切换为：
所述电源变换单元获取所述负载控制信号，在所述第一时刻延迟所述第一时间段时，控制将所述电源变换单元的输出负载由重载切换到轻载，在所述第二时刻提前所述第二时间段时，控制将所述电源变换单元的输出负载由轻载切换到重载。
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