CN104348509B

CN104348509B - 射频前端器件以及射频前端控制接口的复用方法

Info

Publication number: CN104348509B
Application number: CN201310334536.2A
Authority: CN
Inventors: 杜艳丽
Original assignee: Nanjing ZTE New Software Co Ltd
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2018-08-28
Anticipated expiration: 2033-08-02
Also published as: WO2014161340A1; CN104348509A

Abstract

本发明公开了一种射频前端器件以及射频前端控制接口的复用方法，在上述方法中，根据在射频前端控制接口上待连接的相同的射频前端器件的数量获取在每个射频前端器件中增加的管脚的数量；采用增加的管脚对射频前端控制接口进行复用。根据本发明提供的技术方案，可以节省在多模多频段移动终端的射频前端电路设计过程中所使用的RFFE接口，提高移动终端PCB的设计空间和尺寸利用率，降低电路设计的复杂度。

Description

射频前端器件以及射频前端控制接口的复用方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种射频前端器件以及射频前端控制接口的复用方法。

背景技术

随着移动通讯技术的高速发展，长期演进（Long Term Evolution，简称为LTE）/时分同步码分多址接入（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA）/无线码分多址接入（Wireless Code Division Multiple Access，简称为WCDMA）等技术日趋成熟。在同一时间，用户对于各种通信模式和频段的需求以及移动终端工作的各种场景的需求越来越大。因此，终端的复杂性也日趋提升，从纯语音的第二代移动通信技术（2G）终端转移到第三代移动通信技术（3G），最近则进展到了第四代移动通信技术（4G）多功能智能终端。上述不断加入的无线标准构建出了一种能涵盖10个或更多频段的无线电解决方案。运营商必须支持他们所选定的模式和频段。因此，几乎全部移动终端都必须支持多种模式和多个频段，移动终端所需的射频前端数量及其架构复杂度也因此大大增加。对于移动终端制造商而言，如何能够良好地控制这些复杂的前端器件已经成为亟待解决的难题。

对于该问题，移动产业处理器接口（Mobile Industry Processor Interface，简称为MIPI）联盟提出的射频前端（RFFE）协议提供了良好的解决方法。RFFE标准能够为射频前端提供一种一致控制的方法，以便大幅减少所需的封装接脚和电路板布线。在RFFE标准中，最多可以支持15个从设备，其类型可以包括但不限于：天线调谐器、天线开关、低噪声放大器（Low Noise Amplifier，简称为LNA）、功率放大器（power amplifier，简称为PA）。

在RFFE标准中，RFFE接口的器件连接在一组控制线上，通过制造商标识（Manufacturer ID）、产品商标识（Product ID）或者从设备标识（USID）来区分不同的器件。当出现两个同一厂商同一型号的器件时，由于这两个器件具有相同的Manufacturer ID、Product ID和USID，故而无法区分，只能使用两组RFFE总线。

图1是根据相关技术的使用两组RFFE接口控制射频前端器件的连接示意图。如图1所示，该场景为通常使用的多模多频段支持分集接收的射频前端架构，其中，主集和分集使用了完全相同的LNA器件，假设其他前端器件均不同。使用两组RFFE接口的射频前端，由于主集通路和分集通路采用了完全相同的LNA器件，故需使用两组RFFE接口，相同的LNA器件必须接在不同的RFFE接口上，其他器件既可以连接在RFFE1上，当然也可以连接在RFFE2上。

发明内容

本发明提供了一种射频前端器件以及射频前端控制接口的复用方法，以至少解决相关技术中在射频前端器件相同的情况下每个射频前端器件需要分别使用一组射频前端控制接口的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种射频前端控制接口的复用方法。

根据本发明的射频前端控制接口的复用方法包括：根据在射频前端控制接口上待连接的相同的射频前端器件的数量获取在每个射频前端器件中增加的管脚的数量；采用增加的管脚对射频前端控制接口进行复用。

优选地，根据相同的射频前端器件的数量获取增加的管脚的数量包括：确定在每个射频前端器件中的标识元件所包含的比特位的数量；采用如下公式计算增加的管脚的数量：X=2^Y，其中，Y为增加的管脚的数量，X为相同的射频前端器件的数量，并且X≤2^N，N为标识元件所包含的比特位的数量，X、Y、N均为正整数。

优选地，采用增加的管脚对射频前端控制接口进行复用包括：获取增加的管脚与标识元件所包含的比特位中的待连接的比特位的连接关系信息以及待连接的比特位中每个比特位所表示的状态信息；按照连接关系信息和状态信息对射频前端控制接口进行复用。

优选地，获取连接关系信息包括：根据增加的管脚的数量确定待连接的比特位的数量；在待连接的比特位中查找最低比特位；从最低比特位开始将增加的每个管脚与待连接的每个比特位进行连接，其中，增加的每个管脚与待连接的每个比特位为一一映射关系。

优选地，获取状态信息包括以下之一：对每个比特位所连接的管脚进行悬空处理，获取该比特位所表示的第一状态；对每个比特位所连接的管脚进行接地处理，获取该比特位所表示的第二状态。

根据本发明的另一方面，提供了一种射频前端器件。

根据本发明的射频前端器件包括：Y个管脚；每个管脚，均用于对射频前端控制接口进行复用，其中，Y是根据在射频前端控制接口上待连接的相同的射频前端器件的数量计算得到的，Y为正整数。

优选地，上述器件还包括：标识元件；标识元件，与Y个管脚相连接，用于在采用Y个管脚对射频前端控制接口进行复用之后，对相同的射频前端器件进行区分。

优选地，采用如下公式计算管脚的数量：X=2^Y，其中，X为相同的射频前端器件的数量，并且X≤2^N，N为标识元件所包含的比特位的数量，X、N均为正整数。

优选地，每个管脚，均用于与标识元件中的一个比特位相连接，其中，每个管脚所连接的比特位互异。

优选地，每个管脚，均用于在进行悬空处理后，与该管脚相连接的比特位表示为第一状态；在进行接地处理后，与该管脚相连接的比特位表示为第二状态。

通过本发明，根据在射频前端控制接口上待连接的相同的射频前端器件的数量获取在每个射频前端器件中增加的管脚的数量；采用增加的管脚对射频前端控制接口进行复用，即通过在相同的射频前端器件中的每个射频前端器件上均添加相同数量的管脚，实现多个相同的射频前端器件共用一组射频前端控制接口，由此，解决了相关技术中在射频前端器件相同的情况下每个射频前端器件需要分别使用一组射频前端控制接口的问题，进而可以节省在多模多频段移动终端的射频前端电路设计过程中所使用的RFFE接口，提高移动终端印制电路板（PCB）的设计空间和尺寸利用率，降低电路设计的复杂度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的使用两组RFFE接口控制射频前端器件的连接示意图；

图2是根据本发明实施例的射频前端控制接口的复用方法的流程图；

图3是根据本发明优选实施例的相同器件的ID_SEL管脚设计方法的示意图；

图4是根据本发明实施例的射频前端器件的结构示意图；

图5是根据本发明优选实施例的射频前端器件的结构示意图；

图6是根据本发明优选实施例的使用一组RFFE接口控制射频前端器件的连接示意图；

图7是根据本发明优选实施例的射频前端器件的USID设计方法示意图；

图8是根据本发明实施例的射频前端控制接口的复用装置的结构框图；

图9是根据本发明优选实施例的射频前端控制接口的复用装置的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。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。

图2是根据本发明实施例的射频前端控制接口的复用方法的流程图。如图2所示，该方法可以包括以下处理步骤：

步骤S202：根据在射频前端控制接口上待连接的相同的射频前端器件的数量获取在每个射频前端器件中增加的管脚的数量；

步骤S204：采用增加的管脚对每个射频前端控制接口进行复用。

相关技术中，在射频前端器件相同的情况下每个射频前端器件需要分别使用一组射频前端控制接口。在分时长期演进（TD-LTE）、频分双工长期演进（FDD-LTE）、WCDMA、TD-SCDMA（包括：高速下行分组接入（High Speed Downlink Packet Access，简称为HSDPA）或者高速上行链路分组接入（high speed uplink packet access，简称为HSUPA））和全球移动通信（Global system for Mobile Communication，简称为GSM）的多模多频段方案中，会存在使用两个相同射频前端器件的情形。如果使用两个天线，那么需要使用两个相同的天线调谐模块；而在分集接收时，则需要使用两个以上相同的LNA；多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Out-put，简称为MIMO）情况下需要使用两个相同的PA器件以及相同的开关器件等。若全部器件均为MIPI RFFE接口，由于在一组RFFE接口上只能与一个完全相同的器件相连接，因此控制上述前端器件需要两组以上的RFFE接口。采用如图2所示的方法，根据在射频前端控制接口上待连接的相同的射频前端器件的数量获取在每个射频前端器件中增加的管脚的数量；采用增加的管脚对射频前端控制接口进行复用，即通过在相同的射频前端器件中的每个射频前端器件上均添加相同数量的管脚，实现多个相同的射频前端器件共用一组射频前端控制接口，由此，解决了相关技术中在射频前端器件相同的情况下每个射频前端器件需要分别使用一组射频前端控制接口的问题，进而可以节省在多模多频段移动终端的射频前端电路设计过程中所使用的RFFE接口，提高移动终端PCB的设计空间和尺寸利用率，降低电路设计的复杂度。

在优选实施过程中，上述射频前端器件可以包括但不限于以下至少之一：

PA类器件、开关类产品、天线调谐产品、LNA产品。

优选地，在步骤S202中，根据相同的射频前端器件的数量获取增加的管脚的数量可以包括以下操作步骤：

步骤S1：确定在每个射频前端器件中的标识元件所包含的比特位的数量；

步骤S2：采用如下公式计算增加的管脚的数量：X=2^Y，其中，Y为增加的管脚的数量，X为相同的射频前端器件的数量，并且X≤2^N，N为标识元件所包含的比特位的数量，X、Y、N均为正整数。

在优选实施例中，上述管脚可以为ID_SEL管脚，对于ID_SEL管脚的设计，可以考虑此类器件同时使用多个器件的概率，1个ID_SEL管脚可以同时支持2个相同的器件同时工作，2个ID_SEL管脚可以支持4个相同的器件同时工作，以此类推，Y个ID_SEL管脚可以同时支持2^Y个相同的器件同时工作。但是，同时工作的相同器件的数量并不可以无限制地增加，其需要受到射频前端器件的标识（例如：USID）元件所包含的比特位的数量的限制。假设USID元件有4个bit位，那么同时工作的相同器件的数量最多为2⁴个，即16个。

在优选实施例中，PA类器件优选最多可以设置2个ID_SEL管脚，开关类产品优选最多可以支持2个ID_SEL管脚，天线调谐产品优选最多可以设置1个ID_SEL管脚，LNA产品优选最多可以设置1个ID_SEL管脚。

优选地，在步骤S204中，采用增加的管脚对射频前端控制接口进行复用可以包括以下步骤：

步骤S3：获取增加的管脚与标识元件所包含的比特位中的待连接的比特位的连接关系信息以及待连接的比特位中每个比特位所表示的状态信息；

步骤S4：按照连接关系信息和状态信息对射频前端控制接口进行复用。

在优选实施例中，需要获知在射频前端器件中添加的一个或多个管脚与该射频前端器件的标识元件所包含的比特位中的部分或者全部比特位相互之间的连接关系；同时还需要获知与每个比特位相连接的管脚采用了何种处理方式（悬空或者接地）从而确定每个比特位所表示的状态信息。通过获取到的连接关系信息以及状态信息可以对当前同时工作的相同的射频前端器件加以区分，对射频前端控制接口进行复用。

优选地，在步骤S3中，获取连接关系信息可以包括以下操作：

步骤S31：根据增加的管脚的数量确定待连接的比特位的数量；

步骤S32：在待连接的比特位中查找最低比特位；

步骤S33：从最低比特位开始将增加的每个管脚与待连接的每个比特位进行连接，其中，增加的每个管脚与待连接的每个比特位为一一映射关系。

在优选实施例中，通过当前同时工作的相同的射频前端器件的数量可以计算出每个射频前端器件所需添加管脚的数量。其次，通过所需添加管脚的数量又可以进一步确定所需连接的比特位的数量。然后，可以在标识元件中查找到最低比特位依次进行连接，每个管脚与每个比特位一一对应。

例如：当前同时工作的完全相同的射频前端器件有4个，按照相关技术中所采用的技术方案，4个完全相同的射频前端器件需要各自与一组RFFE接口相连接，即需要RFFE1、RFFE2、RFFE3和RFFE4。而采用本发明所提供的技术方案，假设射频前端器件的标识元件有4个bit位，根据上面分析得到的结论可知，若想实现4个完全相同的射频前端器件复用，则需要在每个射频前端器件上增加2个管脚（例如：管脚1和管脚2），而根据需要添加2个管脚又可以进一步确定需要使用标识元件其中的2个bit位。在该实例中，可以选取最低比特位（第0bit位）和次低比特位（第1bit位），其连接方式为2个管脚与2个bit位进行一一对应的连接，既可以采用将管脚1与第0bit位连接、管脚2与第1bit位连接；也可以采用将管脚1与第1bit位连接、管脚2与第0bit位连接。然后采用对上述2个管脚进行悬空或者接地处理以区分4个完全相同的射频前端器件，以将管脚1与第0bit位连接、管脚2与第1bit位连接为例，具体如下：

（1）第1个射频前端器件：对管脚1和管脚2均进行接地处理，因此，第0bit位和第1bit位均为低电平，即00；

（2）第2个射频前端器件：对管脚1进行悬空处理，而对管脚2进行接地处理，因此，第0bit位为高电平，而第1bit位为低电平，即01；

（3）第3个射频前端器件：对管脚1进行接地处理，而对管脚2进行悬空处理，因此，第0bit位为低电平，而第1bit位为高电平，即10；

（4）第4个射频前端器件：对管脚1和管脚2均进行悬空处理，因此，第0bit位和第1bit位均为高电平，即11。

优选地，在步骤S3中，获取状态信息可以包括以下处理方式之一：

方式一、对每个比特位所连接的管脚进行悬空处理，获取该比特位所表示的第一状态；

方式二、对每个比特位所连接的管脚进行接地处理，获取该比特位所表示的第二状态。

在优选实施例中，图3是根据本发明优选实施例的相同器件的ID_SEL管脚设计方法的示意图。如图3所示，假设在射频前端器件上添加了1个ID_SEL管脚，其内部既可以通过上拉的方式将该管脚上拉至高电平，使其默认状态设置为高，即与该ID_SEL管脚连接的bit位默认设置为1；也可以通过接地的方式将该管脚变换至低电平，使其默认状态设置为低，即与该ID_SEL管脚连接的bit位默认设置为0。当需要使用两个完全相同的器件时，第一个器件的ID_SEL管脚可以悬空，保持其状态为高；而第二个器件的ID_SEL管脚可接地，保持其状态为低。由此两个器件的USID元件的其中一个bit位就分别为1和0，即可在同一组RFFE接口上加以区分。

图4是根据本发明实施例的射频前端器件的结构示意图。如图4所示，该射频前端器件可以包括：Y个管脚10；每个管脚10，均用于对射频前端控制接口进行复用，其中，Y是根据在射频前端控制接口上待连接的相同的射频前端器件的数量计算得到的，Y为正整数。

采用如图4所示的器件，解决了相关技术中在射频前端器件相同的情况下每个射频前端器件需要分别使用一组射频前端控制接口的问题，进而可以节省在多模多频段移动终端的射频前端电路设计过程中所使用的RFFE接口，提高移动终端PCB的设计空间和尺寸利用率，降低电路设计的复杂度。

优选地，如图5所示，上述器件还可以包括：标识元件；标识元件20，与Y个管脚10相连接，用于在采用Y个管脚对射频前端控制接口进行复用之后，对相同的射频前端器件进行区分。

优选地，每个管脚10，均用于与标识元件中的一个比特位相连接，其中，每个管脚所连接的比特位互异。

优选地，每个管脚10，均用于在进行悬空处理后，与该管脚相连接的比特位表示为第一状态；在进行接地处理后，与该管脚相连接的比特位表示为第二状态。

下面结合图6至图7所示优选实施方式对上述优选过程作进一步的描述。

图6是根据本发明优选实施例的使用一组RFFE接口控制射频前端器件的连接示意图。如图6所示，在RFFE射频前端电路设计的方案中，全部RFFE射频前端器件均连接在一组RFFE接口上，对于完全相同（同厂商同规格型号）的器件而言，可以通过ID_SEL管脚的不同设计方法加以区分，以此实现完全相同的MIPI RFFE器件在一组RFFE接口同时工作的方案。在该优选实施例中，通过在RFFE接口上添加ID_SEL管脚的方式，即可实现相同器件使用一组RFFE接口。对于主集的LNA而言，其ID_SEL管脚可以采用悬空的设计，使其USID被设置为默认值（高电平），而对于分集的LNA而言，其ID_SEL管脚可以采用接地的设计，保持该管脚为低电平，进而使其USID与主集相区分，这样就可以区分出两颗相同的LNA。采用此方案，可以节省一组RFFE接口，提高终端PCB设计空间和尺寸利用率，降低电路设计成本复杂度。

图7是根据本发明优选实施例的前端器件的USID设计方法示意图。如图7所示，在射频前端器件中可以添加一个或两个管脚（即ID_SEL），如果设计为两个管脚，则可分别称之为ID_SEL0和ID_SEL1。使该管脚与USID寄存器的低bit位（Bit0）相连接，同时，这两个管脚在器件内部进行上拉处理。当该管脚悬空时，由于内部已经进行了上拉处理，呈现高电平状态，此时，可以设置高电平为器件USID的默认值。当该管脚接地时，呈现低电平状态，此时，器件USID的低bit位被标识为0，与USID的默认值不同。通过该优选实施例，可以实现两个相同的器件具有不同的USID。

需要说明的是，为了增加本发明的实用性，射频前端器件中ID_SEL管脚的添加可以考虑器件重复使用的概率以及RFFE接口规范对USID的考虑。例如：对PA和LNA这类器件可以预留2个ID_SEL管脚，对于天线开关和天线调谐模块这类器件可以预留1个ID_SEL管脚。如果添加2个管脚，则可以实现在同一射频方案中同时使用四个完全相同的器件。如果添加1个管脚，则可以实现在同一射频方案中同时使用两个完全相同的器件。

图8是根据本发明实施例的射频前端控制接口的复用装置的结构框图。如图8所示，该射频前端控制接口的复用装置可以包括：获取模块10，用于根据在射频前端控制接口上待连接的相同的射频前端器件的数量获取在每个射频前端器件中增加的管脚的数量；复用模块20，用于采用增加的管脚对射频前端控制接口进行复用。

优选地，如图9所示，获取模块10可以包括：确定单元100，用于确定在每个射频前端器件中的标识元件所包含的比特位的数量；计算单元102，用于采用如下公式计算增加的管脚的数量：X=2^Y，其中，Y为增加的管脚的数量，X为相同的射频前端器件的数量，并且X≤2^N，N为标识元件所包含的比特位的数量，X、Y、N均为正整数。

优选地，如图9所示，复用模块20可以包括：获取单元200，用于获取增加的管脚与标识元件所包含的比特位中的待连接的比特位的连接关系信息以及待连接的比特位中每个比特位所表示的状态信息；复用单元202，用于按照连接关系信息和状态信息对射频前端控制接口进行复用。

优选地，获取单元200可以包括：确定子单元（图中未示出），用于根据增加的管脚的数量确定待连接的比特位的数量；查找子单元（图中未示出），用于在待连接的比特位中查找最低比特位；连接子单元（图中未示出），从最低比特位开始将增加的每个管脚与待连接的每个比特位进行连接，其中，增加的每个管脚与待连接的每个比特位为一一映射关系。

优选地，获取单元200还可以包括：第一获取子单元（图中未示出），用于对每个比特位所连接的管脚进行悬空处理，获取该比特位所表示的第一状态；第二获取子单元（图中未示出），用于对每个比特位所连接的管脚进行接地处理，获取该比特位所表示的第二状态。

从以上的描述中，可以看出，上述实施例实现了如下技术效果（需要说明的是这些效果是某些优选实施例可以达到的效果）：通过本发明提供的能够同时使用多个完全相同的MIPI RFFE接口器件的射频前端控制方案可以在射频前端存在两个或者两个以上同一厂商同一型号的器件的情况下，仍然可以使用一组RFFE接口来实现对所有前端器件的控制。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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

1.一种射频前端控制接口的复用方法，其特征在于，包括：

根据在射频前端控制接口上待连接的相同的射频前端器件的数量获取在每个射频前端器件中增加的管脚的数量；

采用所述增加的管脚对所述射频前端控制接口进行复用；

其中，根据所述相同的射频前端器件的数量获取所述增加的管脚的数量包括：

确定在所述每个射频前端器件中的标识元件所包含的比特位的数量；

采用如下公式计算所述增加的管脚的数量：

X＝2^Y，其中，Y为所述增加的管脚的数量，X为所述相同的射频前端器件的数量，并且X≤2^N，N为所述标识元件所包含的比特位的数量，X、Y、N均为正整数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用所述增加的管脚对所述射频前端控制接口进行复用包括：

获取所述增加的管脚与所述标识元件所包含的比特位中的待连接的比特位的连接关系信息以及所述待连接的比特位中每个比特位所表示的状态信息；

按照所述连接关系信息和所述状态信息对所述射频前端控制接口进行复用。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述连接关系信息包括：

根据所述增加的管脚的数量确定所述待连接的比特位的数量；

在所述待连接的比特位中查找最低比特位；

从所述最低比特位开始将增加的每个管脚与待连接的每个比特位进行连接，其中，所述增加的每个管脚与所述待连接的每个比特位为一一映射关系。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取所述状态信息包括以下之一：

对所述每个比特位所连接的管脚进行悬空处理，获取该比特位所表示的第一状态；

对所述每个比特位所连接的管脚进行接地处理，获取该比特位所表示的第二状态。

5.一种射频前端器件，其特征在于，包括：Y个管脚；

每个所述管脚，均用于对射频前端控制接口进行复用，其中，Y是根据在所述射频前端控制接口上待连接的相同的射频前端器件的数量计算得到的，Y为正整数；

其中，所述器件还包括：标识元件；

所述标识元件，与Y个所述管脚相连接，用于在采用Y个所述管脚对所述射频前端控制接口进行复用之后，对相同的所述射频前端器件进行区分；

采用如下公式计算所述管脚的数量：

X＝2^Y，其中，X为相同的所述射频前端器件的数量，并且X≤2^N，N为所述标识元件所包含的比特位的数量，X、N均为正整数。

6.根据权利要求5所述的器件，其特征在于，

每个所述管脚，均用于与所述标识元件中的一个比特位相连接，其中，每个所述管脚所连接的比特位互异。

7.根据权利要求6所述的器件，其特征在于，

每个所述管脚，均用于在进行悬空处理后，与该管脚相连接的比特位表示为第一状态；在进行接地处理后，与该管脚相连接的比特位表示为第二状态。