CN104579376A - 一种复用一个功放模组的信号发射系统及发射方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复用一个功放模组的信号发射系统及发射方法，属于移动通信领域；其中发射系统包括发射装置和功放模组；发射装置连接功放模组；发射装置通过多个发射单元发射信号；功放模组将发射的信号放大并输出；发射装置和功放模组之间设置有一个选择装置；选择装置包括选择前端和选择后端。发射方法包括：选择前端选通一个发射单元用于发射信号；选择后端选通对应的功放单元；对应的功放单元将信号放大至不同输出频率并输出；上述技术方案的有益效果是：采用一个功放模组即可以实现多个频段相同或相近的发射通道的共存，设计简单，且成本较低。

Description

一种复用一个功放模组的信号发射系统及发射方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种复用一个功放模组的信号发射系统及发射方法。

背景技术

传统的移动通信协议包括TD-SCDMA和GSM。

GSM（Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统）是当前应用最为广泛的移动电话制式。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。GSM较之它以前的标准最大的不同是他的信令和语音信道都是数字的，因此GSM被看作是第二代（2G）移动电话系统。GSM系统在无线接口上采用TDMA技术，语音或数据信号采用高斯最小频移键控（GMSK）方式进行调制。信道编码主要采用卷积码。每个GSM载频的带宽为200KHz，在时间上以4.615ms(更准确的说是60/13ms）为一帧，每一帧又顺序划分为8个时隙。时隙是GSM无线接口上资源的最小单位。

TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址）是中国提出的第三代移动通信制式（简称3G），TD-SCDMA由于采用时分双工（TDD，Time Division Duplexing），上行和下行信道特性基本一致，因此，基站根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。此外，TD-SCDMA使用智能天线技术有先天的优势，而智能天线技术的使用又引入了SDMA的优点，可以减少用户间干扰，从而提高频谱利用率。TD-SCDMA还具有TDMA（Time Division Multiple Access，时分多址）的特点，可以灵活设置上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的数据速率的比例，特别适合因特网业务中上行数据少而下行数据多的场合。

上述两种移动通信制式，当然还有其他未提到的一些移动通信制式，如今均频繁地交叉应用于移动通信领域，但是由于通信制式的不同，多种移动通信制式无法在现有设备结构的基础上同时应用在同一台移动通信终端上。为了满足不同3GPP协议的无线传输，需要在有限的空间内设置数个功率放大器（PA，Power Amplifier）才能使得多种移动通信制式在同一台设备上共存。但这样一来使得电路和PCB板的设计变得非常困难，相应的成本也会提高。因此我们应着力于研究如何在控制成本、降低制作难度的情况下解决不同通信制式共存的问题。

中国专利（CN1272247）公开了一种用于射频收发信机的功率放大器电路，该功率放大电路具有线性模式放大器和饱和(非线性)模式放大器，被连接到线性模式放大器、用于阻抗匹配和用于分开在多个频段中发送的信号的同向双工匹配电路，被连接到饱和模式放大器的低通匹配电路，以及用于把功率放大器电路选择地设置为线性模式或饱和模式的装置，分别相应于蜂窝无线电话的运行的数字和模拟模式，在线性或数字模式下，线性放大器被偏置为接通状态以及饱和模式放大器可被偏置为断开状态。同样地，在饱和或模拟模式下，饱和模式放大器被偏置为接通状态以及线性放大器可被偏置为断开状态。放大器电路可包括开关或电路，被连接到同向双工匹配电路的输出端和低通匹配电路的输出端，当放大器电路被分别设置成线性模式或饱和模式时，用于把第一同向双工匹配电路输出或低通匹配电路输出选择地连接到输出线路上。上述技术方案中，实际包括了两个功率放大器，应用成本较高。

中国专利（CN1191422）公开了一种双波段发射机，在双级功率放大器的输入端、在功率放大器的第一级和第二级之间、在功率放大器的输出端，由激励匹配电路、级间匹配电路和谐波滤波器匹配电路匹配阻抗，用于在一个以上感兴趣的波段。在GSM/DCS双波段无线电话中，当激励匹配电路运行于GSM模式时，匹配电路在900MHZ提供低回波损耗，滤出谐波信号；当激励匹配电路运行于DCS模式中时，匹配电路在1800MHZ提供低回波损耗，滤出谐波信号。上述技术方案中的发射单元的波段并不相同或相近，其不可能采用一个功率放大器完成对两个发射单元发射的信号的输出。

发明内容

根据现有技术中存在的缺陷，现提供一种复用一个功放模组的信号发射系统及发射方法的技术方案，具体包括：

一种复用一个功放模组的信号发射系统，其中，包括发射装置和功放模组；所述发射装置的输出端连接至所述功放模组的输入端；所述发射装置内包括多个发射单元；所述功放模组将发射的所述信号放大并输出；所述功放模组包括至少两个功放单元；

在所述发射装置的输出端和所述功放模组的输入端之间设置一个选择装置；

每个所述功放单元的输入端连接所述选择装置的输出端，每个所述功放单元的输出端连接所述功放模组的输出端；每个所述功放单元的工作频率不同；每个所述发射单元对应一个所述功放单元；

所述选择装置用于根据所述发射装置当前使用的所述发射单元选择不同的所述功放单元。

优选的，该复用一个功放模组的信号发射系统，其中，每个所述发射单元采用一个通信制式发射信号。

优选的，该复用一个功放模组的信号发射系统，其中，所述通信制式的发射频段相同或相近。

优选的，该复用一个功放模组的信号发射系统，其中，所述功放模组是线性功放模组。

优选的，该复用一个功放模组的信号发射系统，其中，所述选择装置包括选择前端和选择后端；所述选择前端的输入端连接至所述发射装置，输出端连接至所述选择后端的输入端；所述选择后端的输出端连接所述功放模组的输入端；所述选择前端包括多个所述输入端，每个所述输入端唯一对应连接于一个所述发射单元；所述选择后端包括多个所述输出端，每个所述输出端唯一对应连接于一个所述功放单元。

优选的，该复用一个功放模组的信号发射系统，其中，所述选择前端设置于所述发射装置内。

优选的，该复用一个功放模组的信号发射系统，其中，所述选择后端设置于所述功放模组内。

优选的，该复用一个功放模组的信号发射系统，其中，至少两个所述功放单元包括第一功放单元和第二功放单元；所述第一功放单元的输出频率大于所述第二功放单元。

优选的，该复用一个功放模组的信号发射系统，其中，所述第一功放单元包括功率补偿组件和功放组件；所述功率补偿组件的控制端连接至所述第一功放单元的输入端，输出端连接至所述功放组件的输入端，所述功放组件的输出端连接至所述第一功放单元的输出端；所述功率补偿组件用于对所述功放组件的工作功率进行补偿。

优选的，该复用一个功放模组的信号发射系统，其中，所述功放模组还包括第三功放单元；所述第三功放单元的工作频率与所述第二功放单元的工作频率相同。

优选的，该复用一个功放模组的信号发射系统，其中，还包括一个判断装置；所述判断装置连接所述选择装置；所述判断装置控制所述选择装置根据当前使用的所述发射单元选择对应的所述功放单元。

优选的，该复用一个功放模组的信号发射系统，其中，所述判断装置设置于所述功放模组内部。

优选的，该复用一个功放模组的信号发射系统，其中，所述判断装置中预置有所述发射单元和所述功放单元的一一对应关系。

一种复用一个功放模组的信号发射系统的发射方法，其中，采用上述的信号发射系统，具体包括：

所述选择装置包括选择前端和选择后端；所述选择前端的输入端连接至所述发射装置，输出端连接至所述选择后端；所述选择后端的输出端连接所述功放模组的输入端；所述选择前端包括多个所述输入端；每个所述输入端唯一对应连接一个所述发射单元；所述选择后端包括多个所述输出端，每个所述输出端唯一对应连接一个所述功放单元的输入端；

所述发射系统还包括一个判断装置；所述判断装置连接所述选择装置；所述判断装置控制所述选择装置根据正在启用的所述发射单元选择对应的所述功放单元；所述判断装置中预置有所述发射单元和所述功放单元的对应关系；

所述选择前端选通一个所述发射单元发射信号；

所述判断装置根据预置的所述发射单元和所述功放单元的一一对应关系，控制所述选择后端选通对应的所述功放单元；

对应的所述功放单元放大所述信号并输出。

上述技术方案的有益效果是：采用一个功放模组即可以实现多个频段相同或相近的发射单元的共存，设计简单，且成本较低。

附图说明

图1是本发明的实施例中，一种复用一个功放模组的信号发射系统的结构示意图；

图2是本发明的实施例中，一种复用一个功放模组的信号发射方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明的实施例中，一种复用一个功放模组的信号发射系统包括集成于一个收发信机中的发射装置，以及一个功放模组；发射装置连接功放模组，功放模组接入外部的天线；发射装置中包括多个发射单元，每个发射单元通过一种通信制式发射信号，不同发射单元的工作频段相同或者相近。

如图1所示，在本发明的第一个实施例中，发射装置通过两个发射单元发射信号，该两个发射单元分别采用TD-SCDMA通信制式和GSM通信制式发射信号。由于TD-SCDMA的A频段（频段范围为2010MHz-2025MHz）和F频段（频段范围为1880MHz-1920MHz）与GSM通信制式的DCS（DigitalCellular Service，数字蜂窝服务）频段（1710MHz-1785MHz）和PCS（PersonalCommunication Service，个人通讯服务）频段（1850MHz-1910MHz）相近，甚至上述频段中有相交叉的部分，因此可以在本发明的发射系统中采用上述两种通信制式在规定的频段发射信号。

本发明的第一个实施例中，功放模组中包括两个功放单元：第一功放单元和第二功放单元；上述两个功放单元的输出端均接至功放模组的输出端；第一功放单元对应于采用GSM DCS/PCS通信制式发射信号的发射单元；第二功放单元对应于采用TD-SCDMA通信制式发射信号的发射单元；由于GSM DCS/PCS的最大发射功率大于TD-SCDMA的最大发射功率（GSMDCS/PCS的发射功率为30dBm及以上，TD-SCDMA的发射功率为24dBm及以上）。因此，为了对发射功率进行补偿，在第一功放单元中增加一个增益功率为6dB及以上的功率补偿组件，该功率补偿组件通过第一功放单元中用于放大信号的功放组件连接至功放模组的输出端。因此，第一功放单元包括了功率补偿组件和功放组件，其中功率补偿组件通过功放组件连接至功放模组的输出端。

在功放模组和发射装置之间设置一个选择装置，该选择装置是一个多对多的复选开关，包括选择前端和选择后端；选择前端可以设置于发射装置内部，选择后端可以设置于功放模组内部。选择前端的输出端与选择后端的输入端通过唯一的线路连接；选择前端的输入端连接至发射装置的输出端，选择后端的输出端连接至功放模组的输入端。在本发明的第一个实施例中，选择前端包括；两个输入端，每个输入端对应连接一个发射单元（即分别对应TD-SCDMA和GSM）；选择后端对应地包括两个输出端；每个输出端对应连接一个功放单元。当选择装置选通一个输入端时，便确定了其应该选通的输出端（即发射单元和功放单元是一一对应的）。

实际上，在本发明的实施例中，功放模组的上述结构可以看作是包括多个功放单元的PA，其中多个功放单元依次连接，末级的功放单元作为功率补偿单元，补偿不同通信制式之间最大输出功率的差异（即可将接通末级功放单元接入的信号传输线路看作是第一功放单元，将未接通末级功放单元接入的信号传输线路看作是第二功放单元）。选择装置的选择后端设置在末级功放单元与之前的多个功放单元之间，用于选择是否接通该末级功放单元以使其工作。

在该发射系统中还包括一个判断装置，判断装置可集成在功放模组中，并连接至选择装置，用于控制选择装置的选通情况；判断装置中预置有发射单元和功放单元的对应关系。在本发明的第一个实施例中，当选择前端选择TD-SCDMA通信制式发射信号时，判断装置根据选择前端的选择结果，控制选择后端接通第二功放单元，由于TD-SCDMA通信制式下的发射功率较小，因此不用进行功率补偿，第二功放单元放大该信号并输出；同理，当选择前端选择GSM通信制式发射信号时，判断装置根据选择前端的选择结果，控制选择后端接通第一功放单元，进入第一功放单元的发射信号经功率补偿组件进行功率补偿，并以发射功率为30dBm及以上输出。

在本发明的第二个实施例中，采用GSM通信制式和位于第一频段（1920MHz-1980MHz）的WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址）通信制式作为本发明中的发射系统发射信号的通道。本发明的第二个实施例与第一个实施例类似，采用的选择前端包括两个输入端，分别对应连接包括GSM通信制式和第一频段WCDMA通信制式的两个发射单元；选择后端包括两个输出端，分别对应连接两个功放单元。其选择过程与本发明的第一个实施例类似，以GSM通信制式发射的信号经第一功放单元进行功率补偿，并以30dBm及以上的发射功率输出；以第一频段WCDMA通信制式发射的信号经第二功放单元，以24dBm及以上的发射功率输出。

在本发明的第三个实施例中，采用GSM通信制式和位于第二频段（1850MHz-1910MHz）的WCDMA通信制式作为本发明中的发射系统发射信号的通道。本发明的第三个实施例与之前两个实施例类似，以GSM通信制式发射的信号经第一功放单元进行功率补偿，并以30dBm及以上的发射功率输出；以第二频段WCDMA通信制式发射的信号经第二功放单元，以24dBm及以上的发射功率输出。

在本发明的第四个实施例中，发射系统采用GSM、TD-SCDMA和第一频段的WCDMA发射信号。则该实施例中，选择装置的选择前端包括三个分别对应上述发射单元的输入端；功放模组中包括三个功放单元：一个如之前实施例中所述的包括功率补偿组件的第一功放单元，其最大发射功率为30dBm及以上，一个如之前实施例中所述的第二功放单元，其最大发射功率为24dBm及以上，还包括一个第三功放单元，该第三功放单元的最大发射功率与第二功放单元同为24dBm及以上。由于TD-SCDMA和第一频段的WCDMA的最大发射功率均为24dBm及以上，低于GSM的30dBm及以上，因此，第一功放单元对应于GSM发射单元，第二功放单元对应于TD-SCDMA发射单元，第三功放单元对应于第一频段的WCDMA发射单元。

在发射信号时，选择前端选通一个输入端，以选定一个发射单元。判断装置根据该发射单元控制选择后端选通对应的一个输出端，以接入对应的功放单元。对于在GSM通信制式下发射的信号，需要经过第一功放单元中的功率补偿组件进行功率补偿，以使发射功率维持在30dBm及以上；而对于在TD-SCDMA和第一频段的WCDMA通信制式下发射的信号，只需要进行对应的第二/第三功放单元，以发射功率为24dBm及以上输出信号。

在本发明的第五个实施例中，发射系统采用GSM、TD-SCDMA和第二频段的WCDMA发射信号，其发射信号的过程类似于本发明的第四个实施例，即由于第二频段的WCDMA发射信号的最大输出功率同样为24dBm及以上，因此采用第二频段WCDMA发射的信号经第三功放单元直接输出即可。

在本发明的其他实施例中，采用TD-SCDMA通信制式下的HSPA（High-Speed Packet Access，高速链路分组技术）或HSPA+（演进式HSPA），以及GSM通信制式下的GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术）或EDGE（Enhanced Data Rate for GSM Evolution，增强型数据速率GSM演进技术），或其他具有相同或相近频段的通信制式，在不超出本发明核心思想的范围内作为上述所有实施例中的相应发射单元的通信制式的替代，而演变出的其他技术方案均处于本发明的保护范围内。

图2为本发明的实施例中，采用判断装置控制选择装置选通发射信号传输线路的流程示意图，其中包括：

步骤1，选择装置的选择前端选通一个输入端，以连接对应的发射单元；

步骤2，判断装置根据所选择的发射单元控制选择后端选通一个对应的输出端，以连接对应的功放单元，形成连接一个发射单元和一个对应的功放单元的信号传输线路；

步骤3，发射装置发出的信号通过上述线路送至对应的功放单元进行信号放大，功放单元将被放大的信号发送至功放模组的输出端输出。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种复用一个功放模组的信号发射系统，其特征在于，包括发射装置和功放模组；所述发射装置的输出端连接至所述功放模组的输入端；所述发射装置内包括多个发射单元；所述功放模组将发射的所述信号放大并输出；所述功放模组包括至少两个功放单元；

在所述发射装置的输出端和所述功放模组的输入端之间设置一个选择装置；

每个所述功放单元的输入端连接所述选择装置的输出端，每个所述功放单元的输出端连接所述功放模组的输出端；每个所述功放单元的工作频率不同；每个所述发射单元对应一个所述功放单元；

所述选择装置用于根据所述发射装置当前使用的所述发射单元选择不同的所述功放单元。

2.如权利要求1所述的复用一个功放模组的信号发射系统，其特征在于，每个所述发射单元采用一个通信制式发射信号。

3.如权利要求2所述的复用一个功放模组的信号发射系统，其特征在于，所述通信制式的发射频段相同或相近。

4.如权利要求1所述的复用一个功放模组的信号发射系统，其特征在于，所述功放模组是线性功放模组。

5.如权利要求1所述的复用一个功放模组的信号发射系统，其特征在于，所述选择装置包括选择前端和选择后端；所述选择前端的输入端连接至所述发射装置，输出端连接至所述选择后端的输入端；所述选择后端的输出端连接所述功放模组的输入端；所述选择前端包括多个所述输入端，每个所述输入端唯一对应连接于一个所述发射单元；所述选择后端包括多个所述输出端，每个所述输出端唯一对应连接于一个所述功放单元。

6.如权利要求5所述的复用一个功放模组的信号发射系统，其特征在于，所述选择前端设置于所述发射装置内。

7.如权利要求5所述的复用一个功放模组的信号发射系统，其特征在于，所述选择后端设置于所述功放模组内。

8.如权利要求1所述的复用一个功放模组的信号发射系统，其特征在于，至少两个所述功放单元包括第一功放单元和第二功放单元；所述第一功放单元的输出频率大于所述第二功放单元。

9.如权利要求8所述的复用一个功放模组的信号发射系统，其特征在于，所述第一功放单元包括功率补偿组件和功放组件；所述功率补偿组件的控制端连接至所述第一功放单元的输入端，输出端连接至所述功放组件的输入端，所述功放组件的输出端连接至所述第一功放单元的输出端；所述功率补偿组件用于对所述功放组件的工作功率进行补偿。

10.如权利要求8所述的复用一个功放模组的信号发射系统，其特征在于，所述功放模组还包括第三功放单元；所述第三功放单元的工作频率与所述第二功放单元的工作频率相同。

11.如权利要求1所述的复用一个功放模组的信号发射系统，其特征在于，还包括一个判断装置；所述判断装置连接所述选择装置；所述判断装置控制所述选择装置根据当前使用的所述发射单元选择对应的所述功放单元。

12.如权利要求11所述的复用一个功放模组的信号发射系统，其特征在于，所述判断装置设置于所述功放模组内部。

13.如权利要求11所述的复用一个功放模组的信号发射系统，其特征在于，所述判断装置中预置有所述发射单元和所述功放单元的一一对应关系。

14.一种复用一个功放模组的信号发射系统的发射方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的信号发射系统，具体包括：

所述选择装置包括选择前端和选择后端；所述选择前端的输入端连接至所述发射装置，输出端连接至所述选择后端；所述选择后端的输出端连接所述功放模组的输入端；所述选择前端包括多个所述输入端；每个所述输入端唯一对应连接一个所述发射单元；所述选择后端包括多个所述输出端，每个所述输出端唯一对应连接一个所述功放单元的输入端；

所述发射系统还包括一个判断装置；所述判断装置连接所述选择装置；所述判断装置控制所述选择装置根据正在启用的所述发射单元选择对应的所述功放单元；所述判断装置中预置有所述发射单元和所述功放单元的对应关系；

所述选择前端选通一个所述发射单元发射信号；

所述判断装置根据预置的所述发射单元和所述功放单元的一一对应关系，控制所述选择后端选通对应的所述功放单元；

对应的所述功放单元放大所述信号并输出。