CN105264791B

CN105264791B - 射频设备和用户系统

Info

Publication number: CN105264791B
Application number: CN201480000449.6A
Authority: CN
Inventors: 官磊; 薛丽霞; 刘烨
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2014-01-15
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2018-10-12
Anticipated expiration: 2034-01-15
Also published as: WO2015106407A1; CN105264791A

Abstract

本发明公开了一种射频设备和用户系统，该射频设备(200)包括：天线(210)、天线转换器(220)、第一支路(230)和第二支路(240)，其中，该天线转换器用于导通该天线与该第一支路之间的第一信号传输链路或导通该天线与该第二支路之间的第二信号传输链路；该第一支路包括TDD信号接收支路、FDD信号收发支路和合路器，该合路器分别与该TDD信号接收支路和该FDD信号收发支路连接；该第二支路包括TDD信号发射支路，用于发射TDD信号，该TDD信号经过该天线转换器被传输至该天线。根据本发明实施例的射频设备，能够在实现FDD载波与TDD载波的聚合的同时降低信号的差损，提高射频性能和用户体验。

Description

射频设备和用户系统

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，并且更具体地，涉及射频设备和用户系统。

背景技术

在长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统中，具有两种双工结构：频分双工(Frequency Division Duplex，FDD)和时分双工(Time Division Duplex，TDD)。对于FDD，上行传输和下行传输在不同的载波上进行；而对于TDD，上行传输和下行传输在相同的载波上的不同子帧上进行。用户设备(User Equipment，UE)在接入基站后，同一时刻只能工作在一个TDD载波上或是一对系统关联的FDD载波对上。增强长期演进(Advanced Long TermEvolution，LTE-A)系统引入了FDD载波和TDD载波的载波聚合(Carrier Aggregation，简称为“CA”)技术，即基站为UE配置至少一个FDD上行载波和/或至少一个FDD下行载波、以及至少一个TDD载波。

图1示出了一种较为直接的用户设备100的射频架构示意图，该用户设备100包括天线110、天线转换器120、合路器130、FDD信号收发支路140和TDD信号收发支路150，其中，FDD信号收发支路140包括双工器141、放大器142、FDD信号发射器和FDD信号接收器，FDD信号发射器发射的FDD信号依次经过放大器142和双工器141传输至合路器130，而从合路器130传输至FDD信号收发支路140的FDD信号经过双工器141直接传输至FDD信号接收器；TDD信号收发支路150包括开关转换器151、滤波器152、放大器153、TDD信号发射器和TDD信号接收器，其中，开关转换器151用于导通合路器130与TDD信号发射器之间的TDD信号发射链路或导通合路器130与TDD信号接收器之间的TDD信号接收链路，且在同一时刻该TDD信号发射链路和TDD信号接收链路中只能有一个链路导通，若TDD信号发射链路导通，则TDD信号发射器发射的信号依次经过放大器153、滤波器152和开关转换器151传输至合路器130，而若TDD信号接收链路导通，则合路器130传输的TDD信号依次经过开关转换器151、滤波器152传输至TDD信号接收器；合路器130用于将从FDD信号收发支路140和TDD信号收发支路150上接收的信号合并，并将合并后的信号通过天线转换器120传输至天线110，或用于将通过天线转换器120从天线110接收的信号进行分离，并将分离后的信号分别传输至FDD信号收发支路140和TDD信号收发支路150。

上述用户设备能够支持FDD载波和TDD载波的聚合，但由于该射频设备中传输的信号经过的中间设备较多，使得信号的差损较大，且该差损在单载波配置的情况下依然存在，从而降低射频性能和用户体验。

发明内容

本发明实施例提供一种射频设备和用户系统，能够在实现FDD载波与TDD载波的聚合的同时降低信号的差损。

一方面，本发明实施例提供了一种射频设备，包括：天线、天线转换器、第一支路和第二支路，其中，该天线转换器用于导通该天线与该第一支路之间的第一信号传输链路或导通该天线与该第二支路之间的第二信号传输链路；该第一支路包括TDD信号接收支路、FDD信号收发支路和合路器，该合路器分别与该TDD信号接收支路和该FDD信号收发支路连接，用于分离从该天线转换器接收的信号并将分离后的信号分别传输至该TDD信号接收支路和该FDD信号收发支路，以及将从该FDD信号收发支路接收的信号传输至该天线转换器；该第二支路包括TDD信号发射支路，用于发射TDD信号，该TDD信号经过该天线转换器被传输至该天线。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，若该天线转换器导通该第一信号传输链路，该天线转换器的两端分别与该天线和该第一支路的合路器连接。

结合第一方面或结合第一方面的上述可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，该FDD信号收发支路包括：FDD信号接收支路、FDD信号发射支路和双工器，其中，该双工器与该合路器连接，用于将该FDD信号发射支路发射的FDD信号传输至该合路器，或将该合路器传输的FDD信号传输至该FDD信号接收支路。

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，该FDD信号发射支路包括FDD信号发射器和放大器，该FDD信号发射器发射的信号经该放大器放大后传输至该双工器；该FDD信号接收支路包括FDD信号接收器。

结合第一方面或结合第一方面的上述可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，该TDD信号接收支路包括：TDD信号接收器和滤波器，其中，该滤波器用于将从该合路器接收的信号进行过滤，并将过滤后的信号传输至该TDD信号接收器。

结合第一方面或结合第一方面的上述可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，该TDD信号发射支路包括TDD信号发射器、放大器和滤波器，其中，该TDD信号发射器发射的TDD信号依次经过该放大器放大以及该滤波器滤波后被传输至该天线转换器。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，若该天线转换器导通该第二信号传输链路，该天线转换器的两端分别与该天线和该TDD信号发射支路的滤波器连接。

结合第一方面或结合第一方面的上述可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，该合路器还用于将从该天线转换器接收的TDD信号和从该FDD信号收发支路接收的FDD信号分离。

第二方面，提供了一种用户系统，包括第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中的射频设备。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的射频设备和用户系统，FDD信号收发支路与TDD信号接收支路通过合路器聚合为第一支路，第二支路包括TDD信号发射支路，且天线转换器导通天线与第一支路或天线与第二支路之间的信号传输链路，从而在省去了开关转换器的同时能够实现FDD载波与TDD载波的聚合，降低信号的差损，提高射频性能和用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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是现有技术的用户设备的射频架构示意图。

图2是本发明实施例的射频设备的架构示意图。

图3是本发明实施例的子帧配置示意图。

图4是本发明实施例的用户系统的示意性框图。

具体实施方式

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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

应理解，本发明实施例的技术方案可以应用于各种通信系统，例如：全球移动通讯(Global System of Mobile communication，简称为“GSM”)系统、码分多址(CodeDivision Multiple Access，简称为“CDMA”)系统、宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access，简称为“WCDMA”)系统、通用分组无线业务(General PacketRadio Service，简称为“GPRS”)、长期演进(Long Term Evolution，简称为“LTE”)系统、LTE频分双工(Frequency Division Duplex，简称为“FDD”)系统、LTE时分双工(Time DivisionDuplex，简称为“TDD”)、通用移动通信系统(Universal Mobile TelecommunicationSystem，简称为“UMTS”)、全球互联微波接入(Worldwide Interoperability forMicrowave Access，简称为“WiMAX”)通信系统等。

还应理解，在本发明实施例中，用户设备(User Equipment，简称为“UE”)可称之为终端(Terminal)、移动台(Mobile Station，简称为“MS”)、移动终端(Mobile Terminal)等，该用户设备可以经无线接入网(Radio Access Network，简称为“RAN”)与一个或多个核心网进行通信，例如，用户设备可以是移动电话(或称为“蜂窝”电话)、具有移动终端的计算机等，例如，用户设备还可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语音和/或数据。

图2示出了根据本发明实施例的射频设备200的架构示意图，其中，该射频设备可以为独立装置，也可以为独立装置的一部分，本发明实施例对此不做限定。如图2所示，该射频设备200包括：天线210、天线转换器220、第一支路230和第二支路240，其中，

该天线转换器220用于导通该天线210与该第一支路230之间的第一信号传输链路或导通该天线210与该第二支路240之间的第二信号传输链路；

该第一支路230包括FDD信号收发支路232、TDD信号接收支路233和合路器231，

该合路器231分别与该TDD信号接收支路233和该FDD信号收发支路232连接，用于分离从该天线转换器220接收的信号并将分离后的信号分别传输至该TDD信号接收支路233和该FDD信号收发支路232，以及将从该FDD信号收发支路接收232的信号传输至该天线转换器220；

该第二支路240包括TDD信号发射支路，用于发射TDD信号，该TDD信号经过该天线转换器220被传输至该天线210。

与图1所示的用户设备100相比，本发明实施例的射频设备200省去了开关转换器，使得该天线与该第一支路之间传输的信号无需经过开关转换器，且该TDD发射支路发射的信号可以直接被传输至天线转换器而无需依次合路器和开关转换器，从而能够降低信号的差损。

因此，根据本发明实施例的射频设备，FDD信号收发支路与TDD信号接收支路通过合路器聚合为第一支路，第二支路包括TDD信号发射支路，且天线转换器导通天线与第一支路或天线与第二支路之间的信号传输链路，从而在省去了开关转换器的同时能够实现FDD载波与TDD载波的聚合，降低信号的差损，提高射频性能和用户体验。

在本发明实施例中，该FDD信号收发支路232用于收发FDD信号，即用于接收合路器231分离的FDD信号，以及发射FDD信号并将该FDD信号传输至合路器231。可选地，如图2所示，该FDD信号收发支路包括双工器2321、FDD信号接收支路和FDD信号发射支路，其中，该双工器2321与合路器231连接，用于将FDD信号发射支路发射的FDD信号传输至该合路器231，或将该合路器231传输的FDD信号传输至FDD信号接收支路。可选地，该双工器2321还可以用于将从该合路器231接收的FDD信号与从该FDD信号发射支路接收的FDD信号分离，但本发明实施例对此不做限定。

具体地，该FDD信号发射支路用于发射FDD信号并将该FDD信号传输至双工器2321，该FDD信号接收支路用于接收从该双工器2321传输的FDD信号，该FDD信号发射支路和该FDD信号接收支路可以包括任意能够实现上述功能的元器件或元器件组合。可选地，如图2所示，该FDD信号发射支路包括FDD信号发射器和放大器2322，该FDD信号发射器发射的FDD信号经放大器2322放大后传输至该双工器2321；相应地，该FDD信号接收支路可以包括FDD信号接收器，该FDD信号接收器可以直接从该双工器2321接收FDD信号，但本发明实施例不限于此。

在本发明实施例中，TDD信号接收支路用于接收从该合路器231传输的TDD信号，该TDD信号接收支路可以包括任意能够实现上述功能的元器件或元器件组合。可选地，如图2所示，该TDD信号接收支路包括：TDD信号接收器和滤波器2331，其中，该滤波器2331用于将从该合路器231接收的信号进行过滤，并将过滤后的信号传输至该TDD信号接收器，但本发明实施例不限于此。

在本发明实施例中，该TDD信号发射支路用于发射TDD信号，并将该发射的TDD信号传输至该天线转换器220，该TDD信号发射支路可以包括任意能够实现上述功能的元器件或元器件组合。可选地，如图2所示，该TDD信号发射支路可以包括TDD信号发射器、放大器和滤波器，其中，该TDD信号发射器发射的TDD信号依次经过该放大器242放大以及该滤波器241滤波后被传输至该天线转换器220，但本发明实施例不限于此。

可选地，作为另一实施例，该合路器220还可以用于将从天线转换器接收的信号与从FDD信号发射支路接收的信号分离，具体地，该合路器231还用于将从该天线转换器220接收的TDD信号和从该FDD信号收发支路232接收的FDD信号分离，该分离后的TDD信号被传输至该TDD信号接收支路233，且该分离后的FDD信号被传输至该天线转换器220，其中，该从FDD信号收发支路232接收的FDD信号可以具体为从该FDD信号发射支路接收的信号，但本发明实施例不限于此。

在本发明实施例中，该天线转换器220用于导通该第一支路230与天线210之间的第一信号传输链路或导通该第二支路240与天线210之间的第二信号传输链路，即该天线转换器220在第一信号传输链路导通状态和第二信号传输链路导通状态之间进行切换，其中，在同一时刻，该第一传输链路和该第二传输链路中只有一个传输链路导通，而另一个传输链路断开。可选地，若该天线转换器220导通该第一信号传输链路，则该天线转换器220的两端分别与该天线210和该第一支路230的合路器231连接。可选地，作为另一实施例，若该天线转换器220导通该第二信号传输链路，则该天线转换器220的两端分别与该天线210和该TDD信号发射支路的输出端连接，其中，可选地，如图2所示，该TDD信号发射支路的输出端可以为滤波器241，但本发明实施例不限于此。

在本发明实施例中，FDD信号收发支路与TDD信号接收支路通过合路器合并为第一支路，而由TDD发射支路单独构成第二支路，该第一支路与该第二支路通过天线转换器分别与天线导通。当该第一支路与天线之间的第一信号传输链路导通时，该射频设备通过该FDD信号收发支路和该TDD信号接收支路与其它设备进行通信，此时，该TDD信号发射支路不可用；而当该第二支路与天线之间的第二信号传输链路导通时，该射频设备通过该TDD信号发射支路与其它设备进行通信，此时，该FDD信号收发支路和该TDD信号接收支路不可用。

图3示出了本发明实施例的第一信号传输链路导通时对应的子帧配置示意图。如图3所示，该TDD载波包括上行子帧(U)、下行子帧(D)和特殊子帧(S)，其中，特殊子帧(S)包括三部分：下行部分(DwPTS)、上下行转换部分(GP)和上行部分(UpPTS)。当该第一信号传输链路导通时，该TDD载波的下行链路、该FDD下行载波提供的下行链路(Downlink，DL)和该FDD上行载波提供的上行链路(Uplink，UL)可用，而该TDD载波的上行链路不可用；类似地，当该第二信号传输链路导通时，该TDD载波的上行链路可用，而该TDD载波的下行链路、该FDD下行载波和该FDD上行载波均不可用，但本发明实施例不限于此。

图4示出了根据本发明实施例的用户系统300的示意性框图，其中，该用户系统300包括图2所示的射频设备310，可选地，该用户系统300还可以包括其它设备和器件，本发明实施例对此不做限定。

可选地，该用户系统300可以为用户设备，相应地，该射频设备310为该用户设备中的一个模块，但本发明实施例不限于此。

因此，根据本发明实施例的用户系统，FDD信号收发支路与TDD信号接收支路通过合路器聚合为第一支路，第二支路包括TDD信号发射支路，且天线转换器导通天线与第一支路或天线与第二支路之间的信号传输链路，从而在省去了开关转换器的同时能够实现FDD载波与TDD载波的聚合，降低信号的差损，提高射频性能和用户体验。

应理解，在本发明实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例中描述的各方法步骤和单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各实施例的步骤及组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域普通技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，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，所揭露的系统、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。另外，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，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

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发明实施例方案的目的。

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，也可以是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(Read-Only Memory，简称为“ROM”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为“RAM”)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种射频设备，其特征在于，包括：

天线、天线转换器、第一支路和第二支路，其中，

所述天线转换器用于导通所述天线与所述第一支路之间的第一信号传输链路或导通所述天线与所述第二支路之间的第二信号传输链路；

所述第一支路包括时分复用TDD信号接收支路、频分复用FDD信号收发支路和合路器，

所述合路器分别与所述TDD信号接收支路和所述FDD信号收发支路连接，用于分离从所述天线转换器接收的信号并将分离后的信号分别传输至所述TDD信号接收支路和所述FDD信号收发支路，以及将从所述FDD信号收发支路接收的信号传输至所述天线转换器；

所述第二支路包括TDD信号发射支路，用于发射TDD信号，所述TDD信号经过所述天线转换器被传输至所述天线。

2.根据权利要求1所述的射频设备，其特征在于，若所述天线转换器导通所述第一信号传输链路，所述天线转换器的两端分别与所述天线和所述第一支路的合路器连接。

3.根据权利要求1所述的射频设备，其特征在于，所述FDD信号收发支路包括：FDD信号接收支路、FDD信号发射支路和双工器，其中，

所述双工器与所述合路器连接，用于将所述FDD信号发射支路发射的FDD信号传输至所述合路器，或将所述合路器传输的FDD信号传输至所述FDD信号接收支路。

4.根据权利要求3所述的射频设备，其特征在于，

所述FDD信号发射支路包括FDD信号发射器和放大器，所述FDD信号发射器发射的信号经所述放大器放大后传输至所述双工器；

所述FDD信号接收支路包括FDD信号接收器。

5.根据权利要求1所述的射频设备，其特征在于，所述TDD信号接收支路包括：TDD信号接收器和滤波器，其中，所述滤波器用于将从所述合路器接收的信号进行过滤，并将过滤后的信号传输至所述TDD信号接收器。

6.根据权利要求1所述的射频设备，其特征在于，所述TDD信号发射支路包括TDD信号发射器、放大器和滤波器，其中，所述TDD信号发射器发射的TDD信号依次经过所述放大器放大以及所述滤波器滤波后被传输至所述天线转换器。

7.根据权利要求6所述的射频设备，其特征在于，若所述天线转换器导通所述第二信号传输链路，所述天线转换器的两端分别与所述天线和所述TDD信号发射支路的滤波器连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的射频设备，其特征在于，所述合路器还用于将从所述天线转换器接收的TDD信号和从所述FDD信号收发支路接收的FDD信号分离。

9.一种用户系统，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的射频设备。