CN105634569B - 实现载波聚合和wifi双频mimo的控制电路、终端 - Google Patents
实现载波聚合和wifi双频mimo的控制电路、终端 Download PDFInfo
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，具体而言，涉及一种实现载波聚合和WIFI双频MIMO的控制电路和一种终端。
背景技术
目前，中国移动、中国联通、中国电信三大运营商都在积极升级网络，部署CA(Carrier Aggregation，载波聚合)，目前由于中国移动CA要求是B39(Band39)和B41(Band41)的载波聚合，所以采用双工滤波器的方案进行载波聚合，而中国联通和中国电信属于FDD-LTE(Frequency Division Duplexing-Long Term Evolution，频分双工-长期演进)，要求B1(Band1)+B3(Band3)的载波聚合，而FDD-LTE的方案目前是采用四工器的方案，实现下行同时接受B1和B3两种FDD-LTE信号。
另外，目前实现载波聚合的终端(比如手机)实现WIFI(Wireless Fidelity，无线宽带)双频的SISO(Single Input Single Out，单入单出)的方式居多，实现WIFI MIMO(Multiple Input Multiple Out，多入多出)的比较少，主要是由于终端空间有限，导致增加天线数使得终端设计难度增加。
上述现有的技术方案，采用四工器器件成本非常高，而且插损过大,使得PA(PowerAmplifier，功率放大器)输出更多的功率弥补四工器带来的插损，而且PA的ACLR(AdjacentChannel Leakage Ratio，相邻频道泄漏比)发射功率越大，电流偏大，效率低下。且当终端处于在非CA状态下，PA的发射功率仍然按照更大的功率值发射，造成不必要电流消耗。
因此，如何在不增加系统整体天线个数的情况下，同时实现载波聚合功能和WIFI双频MIMO功能，且不额外增加PA的输出功率，从而降低终端功耗成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明正是基于上述技术问题，提出了一种新的技术方案，可以在不增加系统整体天线个数的情况下，同时实现了载波聚合功能和WIFI双频MIMO功能，且不额外增加PA的输出功率，从而降低终端功耗。
有鉴于此，本发明的第一方面，提出了一种实现载波聚合和WIFI双频MIMO的控制电路，包括：第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、收发器、WIFI收发器、第一滤波器组件、第二滤波器组件、第一分频器和第二分频器；其中，所述第一开关的一端连接至所述第一天线、另一端通过所述第一滤波组件连接至所述收发器，所述第一天线用于实现第一频段信号和第二频段信号的发射和主集接收；所述第二开关的一端连接至所述第二天线、另一端通过所述第二滤波组件连接至所述收发器，所述第二天线用于实现第三频段信号和第四频段信号的发射和主集接收；所述第三天线通过所述第一分频器分别连接至所述第三开关和所述WIFI收发器，用于实现所述第一频段信号和所述第二频段信号的分集接收；所述第四天线通过所述第二分频器分别连接至所述第四开关和所述WIFI收发器，用于实现所述第三频段信号和所述第四频段信号的分集接收；以及所述第三天线和第四天线还用于实现WIFI双频MIMO功能。
在该技术方案中，第一天线通过第一开关的选通以及第一滤波器组件的滤波处理可以实现对第一频段信号和第二频段信号的发射和主集接收，第二天线通过第二开关的选通以及第二滤波器组件的滤波处理可以实现对第三频段信号和第四频段信号的发射和主集接收，其中，第一滤波器组件和第二滤波器组件优选地为双工器，且通过该控制电路，可以确保收发器可以同时接收到第一频段信号和第三频段信号以及可以同时接收到第二频段信号和第四频段信号，以实现载波聚合；而第三天线连接至第一分频器，以将第一频段信号、第二频段信号、第一频段WIFI信号(比如，2.4G低频)与第二频段WIFI信号(比如，5.8G高频)分开，进一步将第一频段信号、第二频段信号和低频WIFI信号传送至第三开关并使高频WIFI信号进入WIFI收发器，同样地，第四天线连接至第二分频器，以将第三频段信号、第四频段信号、第一频段WIFI信号(比如，2.4G低频)与第二频段WIFI信号(比如，5.8G高频)分开，进一步将第三频段信号、第四频段信号和低频WIFI信号传送至第四开关并使高频WIFI信号进入WIFI收发器，进而实现第一频段信号和第二频段信号、第三频段信号和第四频段信号的分集接收，以及不同频段的WIFI信号的MIMO功能。如此，在不增加系统整体天线个数的情况下，同时实现了载波聚合功能和WIFI双频MIMO功能，而且无需使用成本较高的四工器以及增加新的CA元器件，降低了生产成本，同时不额外增加PA的输出功率，从而降低终端功耗。
在上述技术方案中，优选地，所述第一开关通过所述第一滤波器组件分别连接至所述收发器的第一发射端口、第一主集接收端口和第二主集接收端口；所述第二开关通过所述第二滤波器组件分别连接至所述收发器的第二发射端口、所述第一主集接收端口和所述第二主集接收端口；所述第三天线通过所述第一分频器连接至所述WIFI收发器的第一端口；所述第四天线通过所述第二分频器连接至所述WIFI收发器的第二端口。
在该技术方案中，通过将第一天线经第一开关和第一滤波器组件分别连接至收发器的第一发射端口、第一主集接收端口和第二主集接收端口，以及通过将第二天线经第二开关和第二滤波器组件分别连接至收发器的第二发射端口、第一主集接收端口和第二主集接收端口，如此，可以确保收发器通过第一天线实现对第一频段信号和第二频段信号的发射以及通过第二天线可以实现对第三频段信号和第四频段信号的发射，同时可以确保收发器通过第一主集接收端口可以同时接收到第一频段信号和第三频段信号以及通过第二主集接收端口可以同时接收到第二频段信号和第四频段信号，以实现载波聚合；通过将第三天线通过第一分频器连接至WIFI收发器的第一端口、将第四天线通过第二分频器连接至WIFI收发器的第二端口，以使高频WIFI信号通过对应端口进入WIFI收发器。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：第一功率放大器和第二功率放大器；以及所述第一滤波器组件通过所述第一功率放大器连接至所述第一发射端口；所述第二滤波器组件通过所述第二功率放大器连接至所述第二发射端口。
在该技术方案中，当收发器通过不同的发射端口将第一频段信号和第二频段信号、第三频段信号和第四频段信号分别经由对应链路的滤波器组件、开关和天线发出时，可以先分别通过功率放大器将第一频段信号和第二频段信号、第三频段信号和第四频段信号进行功率放大后在经由滤波器组件、开关和天线发出。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第一分频器通过所述第三开关分别连接至所述收发器的第一分集接收端口、第二分集接收端口和所述WIFI收发器的第三端口；所述第二分频器通过所述第四开关分别连接至所述收发器的第三分集接收端口、第四分集接收端口和所述WIFI收发器的第四端口。
在该技术方案中，经第三天线接收的第一频段信号、第二频段信号和WIFI信号再经分频器分频后，第一频段信号、第二频段信号和第一频段WIFI信号(比如，2.4G低频)通过第三开关的选通以分别通过对应的端口进入对应的收发器，同样地，经第四天线接收的第三频段信号、第四频段信号和WIFI信号再经分频器分频后，第三频段信号、第四频段信号和第一频段WIFI信号(比如，2.4G低频)通过第四开关的选通以分别通过对应的端口进入对应的收发器，以实现第一频段信号和第二频段信号、第三频段信号和第四频段信号的分集接收以及WIFI双频MIMO功能。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器和第四滤波器；以及所述第三开关通过所述第一滤波器和所述第二滤波器分别连接至所述第一分集接收端口和所述第二分集接收端口；所述第四开关通过所述第三滤波器和所述第四滤波器分别连接至所述第三分集接收端口和所述第四分集接收端口。
在该技术方案中，第一频段信号和第二频段信号经过第三开关选通后，可以分别经过不同的滤波器的滤波处理后再分别经过各自的分集接收端口进入收发器。而第三频段信号和第四频段信号经过第四开关选通后，可以分别经过不同的滤波器的滤波处理后再分别经过各自的分集接收端口进入收发器。如此，在实现对不同的频段信号的分集接收的同时，还可以实现第一频段信号和第三频段信号、第二频段信号和第四频段信号的载波聚合。
在上述任一技术方案中，优选地，第一频段信号为B3频段信号，第二频段信号为B39频段信号，第三频段信号为B1频段信号以及第四频段信号为B41频段信号。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：第三分频器；所述第三分频器的一端连接至所述第四天线，另一端分别连接至所述第二分频器和所述收发器的GPS端口。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：第五滤波器和低噪声放大器；其中，所述第五滤波器的一端连接至所述第三分频器，另一端连接至所述低噪声放大器。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：第六滤波器，所述第六滤波器的一端连接至所述低噪声放大器，另一端连接至所述GPS端口。
在该技术方案中，还可以首先对第四天线接收的信号进行分频以提取GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)信号，然后依次经过滤波器和低噪声放大器(LNA，LowNoise Amplifier)的滤波和放大，以实现GPS信号的提取接收，进而实现定位功能。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关为单刀多掷开关。
在该技术方案中，第一开关至第四开关优选地可以为单刀多掷开关，以通过一个开关实现不同的信道选择，比如：当第一天线用于收发B3频段信号和B39频段信号以及第二天线用于收发B1频段信号和B41频段信号时，通过第一开关和第二开关的开合状态即可实现不同频段信号的收发，以进一步实现B3频段信号和B1频段信号的载波聚合、B39频段信号和B41频段信号的载波信号；当第三天线用于分集接收B3频段信号、B39频段信号和WIFI信号以及第四天线用于分集接收B1频段信号、B41频段信号和WIFI信号时，通过第三开关和第四开关的开合状态即可实现不同频段信号和经过分频器分频后的WIFI信号(比如2.4G频段的低频WIFI信号)的分集接收，以进一步实现WIFI双频MIMO功能。
本发明的第二方面，提出了一种终端，包括上述技术方案中任一项所述的实现载波聚合和WIFI双频MIMO的控制电路，因此，该终端具有和上述技术方案中任一项所述的实现载波聚合和WIFI双频MIMO的控制电路相同的技术效果，在此不再赘述。
通过以上技术方案，可以在不增加系统整体天线个数的情况下，同时实现了载波聚合功能和WIFI双频MIMO功能，且不额外增加PA的输出功率，从而降低终端功耗。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的实现载波聚合和WIFI双频MIMO的控制电路的连接图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的终端的框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的一个实施例的实现载波聚合和WIFI双频MIMO的控制电路的连接图。
如图1所示，根据本发明的一个实施例的实现载波聚合和WIFI双频MIMO的控制电路100，包括：第一天线102、第二天线110、第三天线116、第四天线124、第一开关104、第二开关112、第三开关120、第四开关128、收发器108、WIFI收发器122、第一滤波器组件106、第二滤波器组件114、第一分频器118和第二分频器142。
其中，所述第一开关104的一端连接至所述第一天线102、另一端通过所述第一滤波器组件106连接至所述收发器108，所述第一天线102用于实现第一频段信号和第二频段信号的发射和主集接收；所述第二开关112的一端连接至所述第二天线110、另一端通过所述第二滤波器组件114连接至所述收发器108，所述第二天线110用于实现第三频段信号和第四频段信号的发射和主集接收；所述第三天线116通过所述第一分频器118分别连接至所述第三开关120和所述WIFI收发器122，用于实现所述第一频段信号和所述第二频段信号的分集接收；所述第四天线124通过所述第二分频器142分别连接至所述第四开关128和所述WIFI收发器122，用于实现所述第三频段信号和所述第四频段信号的分集接收；以及所述第三天线116和第四天线124还用于实现WIFI双频MIMO功能。
在该技术方案中，第一天线102通过第一开关104的选通以及第一滤波器组件106的滤波处理可以实现对第一频段信号和第二频段信号的发射和主集接收，第二天线110通过第二开关112的选通以及第二滤波器组件114的滤波处理可以实现对第三频段信号和第四频段信号的发射和主集接收，其中，第一滤波器组件106和第二滤波器组件114优选地为双工器，且通过该控制电路100，可以确保收发器108通过第一主集接收端口1083可以同时接收到第一频段信号和第三频段信号以及通过第二主集接收端口1084可以同时接收到第二频段信号和第四频段信号，以实现载波聚合；而第三天线116连接至第一分频器118，以将第一频段信号、第二频段信号、第一频段WIFI信号(比如，2.4G低频)与第二频段WIFI信号(比如，5.8G高频)分开，进一步将第一频段信号、第二频段信号和低频WIFI信号传送至第三开关120并使高频WIFI信号进入WIFI收发器122，同样地，第四天线124连接至第二分频器126，以将第三频段信号、第四频段信号、第一频段WIFI信号(比如，2.4G低频)与第二频段WIFI信号(比如，5.8G高频)分开，进一步将第三频段信号、第四频段信号和低频WIFI信号传送至第四开关128并使高频WIFI信号进入WIFI收发器122，进而实现第一频段信号和第二频段信号、第三频段信号和第四频段信号的分集接收，以及不同频段的WIFI信号的MIMO功能。如此，在不增加系统整体天线个数的情况下，同时实现了载波聚合功能和WIFI双频MIMO功能，而且无需使用成本较高的四工器以及增加新的CA元器件，降低了生产成本，同时不额外增加PA的输出功率，从而降低终端功耗。
在上述技术方案中，优选地，所述第一开关104通过所述第一滤波器组件106分别连接至所述收发器108的第一发射端口1081、第一主集接收端口1083和第二主集接收端口1084；所述第二开关112通过所述第二滤波器组件114分别连接至所述收发器108的第二发射端口1082、所述第一主集接收端口1083和所述第二主集接收端口1084；所述第三天线116通过所述第一分频器118连接至所述WIFI收发器108的第一端口1222；所述第四天线124通过所述第二分频器126连接至所述WIFI收发器108的第二端口1224。
在该技术方案中，通过将第一天线102经第一开关104和第一滤波器组件106分别连接至收发器108的第一发射端口1081、第一主集接收端口1083和第二主集接收端口1084，以及通过将第二天线110经第二开关112和第二滤波器组件114分别连接至收发器108的第二发射端口1082、第一主集接收端口1083和第二主集接收端口1084，如此，可以确保收发器108通过第一天线102实现对第一频段信号和第二频段信号的发射以及通过第二天线110可以实现对第三频段信号和第四频段信号的发射，同时可以确保收发器108通过第一主集接收端口1083可以同时接收到第一频段信号和第三频段信号以及通过第二主集接收端口1084可以同时接收到第二频段信号和第四频段信号，以实现载波聚合；通过将第三天线116通过第一分频器118连接至WIFI收发器108的第一端口1222、将第四天线124通过第二分频器126连接至WIFI收发器108的第二端口1224，以使高频WIFI信号通过对应端口进入WIFI收发器108。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：第一功率放大器130和第二功率放大器132；以及所述第一滤波器组件106通过所述第一功率放大器130连接至所述第一发射端口1081；所述第二滤波器组件114通过所述第二功率放大器132连接至所述第二发射端口1082。
在该技术方案中，当收发器108通过不同的发射端口将第一频段信号和第二频段信号、第三频段信号和第四频段信号分别经由对应链路的滤波器组件、开关和天线发出时，可以先分别通过功率放大器将第一频段信号和第二频段信号、第三频段信号和第四频段信号进行功率放大后在经由滤波器组件、开关和天线发出。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第一分频器118通过所述第三开关120分别连接至所述收发器108的第一分集接收端口1085、第二分集接收端口1086和所述WIFI收发器122的第三端口1226；所述第二分频器126通过所述第四开关128分别连接至所述收发器108的第三分集接收端口1087、第四分集接收端口1088和所述WIFI收发器122的第四端口1228。
在该技术方案中，经第三天线116接收的第一频段信号、第二频段信号和WIFI信号再经分频器分频后，第一频段信号、第二频段信号和第一频段WIFI信号(比如，2.4G低频)通过第三开关116的选通以分别通过对应的端口进入对应的收发器，同样地，经第四天线124接收的第三频段信号、第四频段信号和WIFI信号再经分频器分频后，第三频段信号、第四频段信号和第一频段WIFI信号(比如，2.4G低频)通过第四开关128的选通以分别通过对应的端口进入对应的收发器，以实现第一频段信号和第二频段信号、第三频段信号和第四频段信号的分集接收以及WIFI双频MIMO功能。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：第一滤波器134、第二滤波器136、第三滤波器138和第四滤波器140。
其中，所述第三开关116通过所述第一滤波器134和所述第二滤波器136分别连接至所述第一分集接收端口1085和所述第二分集接收端口1086；所述第四开关128通过所述第三滤波器138和所述第四滤波器140分别连接至所述第三分集接收端口1087和所述第四分集接收端口1088。
在该技术方案中，第一频段信号和第二频段信号经过第三开关120选通后，可以分别经过不同的滤波器的滤波处理后再分别经过各自的分集接收端口进入收发器。而第三频段信号和第四频段信号经过第四开关128选通后，可以分别经过不同的滤波器的滤波处理后再分别经过各自的分集接收端口进入收发器。如此，在实现对不同的频段信号的分集接收的同时，还可以实现第一频段信号和第三频段信号、第二频段信号和第四频段信号的载波聚合。
在上述任一技术方案中，优选地，第一频段信号为B3频段信号，第二频段信号为B39频段信号，第三频段信号为B1频段信号以及第四频段信号为B41频段信号。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：第三分频器142；所述第三分频器142的一端连接至所述第四天线124，另一端分别连接至所述第二分频器126和所述收发器108的GPS端口1089。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：第五滤波器144和低噪声放大器146；其中，所述第五滤波器144的一端连接至所述第三分频器142，另一端连接至所述低噪声放大器146。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：第六滤波器148，所述第六滤波器148的一端连接至所述低噪声放大器146，另一端连接至所述GPS端口1089。
在该技术方案中，还可以首先对第四天线124接收的信号进行分频以提取GPS(Global Positioning System，全球定位系统)信号，然后依次经过滤波器和低噪声放大器146(LNA，Low Noise Amplifier)的滤波和放大，以实现GPS信号的提取接收，进而实现定位功能。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第一开关104、所述第二开关112、所述第三开关120和所述第四开关128为单刀多掷开关。
在该技术方案中，第一开关104至第四开关128优选地可以为单刀多掷开关，以通过一个开关实现不同的信道选择，比如：当第一天线102用于收发B3频段信号和B39频段信号以及第二天线110用于收发B1频段信号和B41频段信号时，通过第一开关104和第二开关112的开合状态即可实现不同频段信号的收发，以进一步实现B3频段信号和B1频段信号的载波聚合、B39频段信号和B41频段信号的载波信号；当第三天线116用于分集接收B3频段信号、B39频段信号和WIFI信号以及第四天线124用于分集接收B1频段信号、B41频段信号和WIFI信号时，通过第三开关120和第四开关128的开合状态即可实现不同频段信号和经过分频器分频后的WIFI信号(比如2.4G频段的低频WIFI信号)的分集接收，以进一步实现WIFI双频MIMO功能。
图2示出了根据本发明的一个实施例的终端的框图。
如图2所示，根据本发明的一个实施例的终端200，包括上述技术方案中任一项所述的实现载波聚合和WIFI双频MIMO的控制电路100，因此，该终端200具有和上述技术方案中任一项所述的实现载波聚合和WIFI双频MIMO的控制电路100相同的技术效果，在此不再赘述。
综上，通过本发明的技术方案，还可以在载波聚合状态下，降低终端(比如，手机、平板电脑等)的反射功率，进而降低终端功耗，以延长待机时间，提升用户的使用体验。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，可以在不增加系统整体天线个数的情况下，同时实现了载波聚合功能和WIFI双频MIMO功能，且不额外增加PA的输出功率，从而降低终端功耗。
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。
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