CN105871399A - 射频通信模块、射频前端模块及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于射频技术领域，提供射频通信模块、射频前端模块及其控制方法，射频前端模块包括射频收发器、开关模块、功率耦合器、控制器以及天线；控制器通过控制开关模块使射频收发器发射或者接收射频信号；功率耦合器实时检测射频收发器发射或者接收射频信号的功率，并将功率发送给控制器；控制器判断功率是否低于预设值，当判定结果为否时，驱动功率耦合器继续检测，当判定结果为是时，通过控制总线重新启动外挂设备，可以不用重新开关机即可恢复通信，特别是在通话过程中监测发生异常时，重启外挂设备不会导致通信功能中断，能够让手机受到的影响最小化。

Description

射频通信模块、射频前端模块及其控制方法

技术领域

本发明涉及射频技术领域，尤其涉及射频通信模块、射频前端模块及其控制方法。

背景技术

以前，在3G时代全球采用的频段数量约二十多个，当前技术以迈入LTE时代，电信商采用的频段数量总计上大约四十个，而且还须兼顾4G对3G系统的向下相容性，使行动通讯系统的设计更趋复杂，导致主天线、分集天线、天线开关以及天线调谐开关等射频元件用量都将大幅增加。因此，通常舍弃通用型的输入输出(GPIO)控制方式，改成采用MIPI RFFE的控制方式，可大幅减少系统绕线数量。随着载波聚合时代的来临，射频前端系统设计复杂度随之攀升，亦加速MIPI RFFE控制方式成为射频前端系统的主流。过去每个射频元件须透过三条走线以形成GPIO的控制方式，换言之，若射频前端系统有八个天线开关，则至少须设计八组GPIO控制方式；而MIPI RFFE控制方式则只须一组走线，即可相容于所有射频元件，不仅能减少I/O介面及接脚数量，亦让PCB绕线更容易，简化载波聚合射频前端系统设计复杂度。

MIPI(Mobile Industry Processor Interface，移动产业处理器接口)联盟发布的MIPI RFFE(射频前端)规范定义了具有RFFE功能设备之间的控制方式，在RFFE控制总线上有一个主设备以及多达15个从设备，它使用两条信号线，一个由主设备控制的时钟信号(SCLK)，一个单/双向数据信号(SDATA)，以及一个I/O电源/参考电压(VIO)。SDATA属性的选择是根据从设备是否为仅写入，或是可支持读/写能力。RFFE总线各器件之间以并行方式连接SCLK和SDATA线路。主设备中永远存在着针对SCLK和SDATA的线路驱动器；而仅从设备支援回读功能，它需要一个SDATA专用的线路驱动器。每一个实体从设备都必须有一个SCLK输入引脚、一个SDATA输入或双向引脚以及一个VIO引脚，以确保设备间的信号相容，其中，VIO电压信号可从外部提供。

MIPI RFFE规范目前仍然存在一些问题，在控制过程中可能会出现概率性控制失效，对手机的通信功能造成一定的影响，导致通话掉话以及电话无法接通的问题，更严重的还会出现通信功能失效的死故障，需要重启手机才能恢复，综上所述，现有技术中存在采用MIPI RFFE标准协议时出现通信功能失效时需要重启手机的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供射频通信模块、射频前端模块及其控制方法，以解决现有技术中存在采用MIPI RFFE标准协议时出现通信功能失效时需要重启手机的问题。

本发明第一方面提供一种射频前端模块，所述射频前端模块包括射频收发器、开关模块、功率耦合器、控制器以及天线；

所述射频收发器连接所述开关模块，所述控制器通过控制总线连接所述射频收发器、所述开关模块以及外挂设备，所述功率耦合器分别与所述射频收发器、所述开关模块、所述控制器以及所述天线依次相连；

所述控制器通过控制所述开关模块使所述射频收发器发射或者接收射频信号；

所述功率耦合器实时检测所述射频收发器发射或者接收射频信号的功率，并将所述功率发送给所述控制器；

所述控制器判断所述功率是否低于预设值，当判定结果为否时，驱动所述功率耦合器继续检测，当判定结果为是时，通过所述控制总线重新启动所述外挂设备。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述控制器通过所述控制总线重新启动所述外挂设备的过程为：

所述控制器通过控制输出给所述外挂设备的电压使所述外挂设备进入启动状态；

所述控制器通过所述控制总线输出控制命令给所述外挂设备，使所述外挂设备进入正常工作状态。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述控制器通过控制输出给所述外挂设备的电压使所述外挂设备进入启动状态的过程为：

所述控制器降低输出给所述外挂设备的电压以关断所述外挂设备；

所述控制器升高输出给所述外挂设备的电压以启动所述外挂设备。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述控制器通过所述控制总线输出控制命令给所述外挂设备的过程为：

所述控制器通过所述控制总线向所述外挂设备配置新的USID值。

结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述射频收发器包括射频收发模块、发射信号处理模块以及接收信号处理模块；

所述射频收发模块连接所述功率耦合器和所述控制器，并通过所述发射信号处理模块和所述接收信号处理模块连接所述开关模块的第一选通端和第二选通端；

所述控制器控制所述开关模块选通所述发射信号处理模块或者接收信号处理模块，使所述射频收发模块发射或者接收射频信号；

本发明第二方面提供一种射频通信模块，所述射频通信模块包括上述第一方面第一种至第三种中任一种可能的实现方式提供的射频前端模块和外挂设备，所述射频前端模块通过控制总线与所述外挂设备连接。

本发明第三方面提供一种基于上述第一方面所述的一种射频前端模块的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

所述控制器通过控制所述开关模块使所述射频收发器发射或者接收射频信号；

所述功率耦合器实时检测所述射频收发器发射或者接收射频信号的功率，并将所述功率发送给所述控制器；

所述控制器判断所述功率是否低于预设值，当判定结果为否时，驱动所述功率耦合器继续检测，当判定结果为是时，通过所述控制总线重新启动所述外挂设备。

结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述控制器通过所述控制总线重新启动所述外挂设备的步骤具体为：

所述控制器通过控制输出给所述外挂设备的电压使所述外挂设备进入启动状态；

所述控制器通过所述控制总线输出控制命令给所述外挂设备，使所述外挂设备进入正常工作状态。

结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第二种可能的实现方式中，所述控制器通过控制输出给所述外挂设备的电压使所述外挂设备进入启动状态的步骤具体为：

所述控制器降低输出给所述外挂设备的电压以关断所述外挂设备；

所述控制器升高输出给所述外挂设备的电压以启动所述外挂设备。

结合第三方面的第二种可能的实现方式，在第三方面的第三种可能的实现方式中，所述控制器通过所述控制总线输出控制命令给所述外挂设备的步骤具体为：

所述控制器通过所述控制总线向所述外挂设备配置新的USID值。

本发明提出射频通信模块、射频前端模块及其控制方法，在射频收发器发射射频信号或者接收射频信号的时候，通过功率耦合器实时监测射频收发器发射或者接收射频信号的功率，根据功率判断是否发生异常，当监测到发生异常时，通过控制总线重新启动外挂设备，可以不用重新开关机即可恢复通信，特别是在通话过程中监测发生异常时，重启外挂设备不会导致通信功能中断，能够让手机受到的影响最小化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将组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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，组于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施例提供的一种射频前端模块的结构示意图；

图2是本发明另一种实施例提供的一种射频前端模块的结构示意图；

图3是本发明另一种实施例提供的一种射频前端模块的结构示意图；

图4是本发明另一种实施例提供的一种射频通信模块的结构示意图；

图5是本发明另一种实施例提供的一种射频前端模块的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，组本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明实施例提供一种射频前端模块，如图1所示，射频前端模块包括射频收发器130、开关模块104、功率耦合器105、控制器107以及天线106；

射频收发器连接开关模块130，控制器107通过控制总线连接射频收发器103、开关模块104以及外挂设备，功率耦合器105分别与射频收发器130、开关模块104、控制器107以及天线106依次相连；

控制器107通过控制开关模块104使射频收发器130发射或者接收射频信号；

功率耦合器105实时检测射频收发模块101发射或者接收射频信号的功率，并将功率发送给控制器107；

控制器107判断功率是否低于预设值，当判定结果为否时，驱动功率耦合器105继续检测，当判定结果为是时，通过控制总线重新启动外挂设备。

具体的，如图2所示，射频收发器130包括射频收发模块101、发射信号处理模块102以及接收信号处理模块103；射频收发模块101的信号输出端连接发射信号处理模块102的信号输入端，射频收发模块101的信号输入端连接接收信号处理模块103的信号输出端，射频收发模块101的输出端连接功率耦合器105的检测端，发射信号处理模块102的信号输出端连接开关模块104的第一选通端，接收信号处理模块103的信号输入端连接开关模块104的第二选通端，功率耦合器105的第一信号输入输出端连接开关模块104的公共端，功率耦合器105的第二信号输入输出端连接天线106，功率耦合器105的信号输出端连接控制器107的输入端，控制器107通过控制总线108连接发射信号处理模块102的控制端、接收信号处理模块103的控制端、开关模块104的控制端、射频收发模块101的控制端以及外挂设备的控制端。

其中，控制器107控制开关模块104选通发射信号处理模块102或者接收信号处理模块103，使射频收发模块101发射或者接收射频信号。

具体的，射频收发模块101可以用于通过发射信号处理模块102、开关模块104、功率耦合器105以及天线106发射射频信号，也可以用于通过天线106、功率耦合器105、开关模块104以及接收信号处理模块103接收射频信号，射频收发模块101发射射频信号或者接收射频信号的过程如下：

当射频收发模块101发射射频信号时，控制器107控制开关模块104选通发射信号处理模块102，射频收发模块101向发射信号处理模块102发射射频信号，发射信号处理模块102对所发射的射频信号进行放大滤波后通过开关模块104发送给功率耦合器105，功率耦合器105通过天线106将处理后的射频信号发射出去。

当射频收发模块101接收射频信号时，控制器107控制开关模块104选通接收信号处理模块103，天线106接收射频信号并通过功率耦合器105将所接收的射频信号发送给接收信号处理模块103，接收信号处理模块103对射频信号进行放大滤波后发送给射频收发模块101。

作为一种具体的实施方式，如图3所示，发射信号处理模块102包括第一功率放大器1021和第一滤波器1022，第一功率放大器1021的信号输入端为发射信号处理模块102的信号输入端，第一功率放大器1021的信号输出端连接第一滤波器1022的信号输入端，第一滤波器1022的信号输出端为发射信号处理模块102的信号输出端；接收信号处理模块103包括第二功率放大器1031和第二滤波器1032，第二功率放大器1031的信号输入端为接收信号处理模块103的信号输入端，第二功率放大器1031的信号输出端连接第二滤波器1032的信号输入端，第二滤波器1032的信号输出端为接收信号处理模块1032的信号输出端。

在射频收发模块101进行发送射频信号或者接收射频信号的过程中，功率耦合器105同时检测射频信号的功率值，并将功率值发送给控制器107，控制器107判定该功率值不低于预设值时，判定功率正常，则说明MIPI总线是正常工作状态；如果检测到功率值低于某一设定限值，则说明MIPI总线是工作状态异常，控制器107通过控制总线重新启动外挂设备。

进一步的，控制器107通过控制总线108重新启动外挂设备的过程为：

控制器107通过控制输出给外挂设备的电压使外挂设备进入启动状态；

控制器107通过控制总线108输出控制命令给外挂设备，使外挂设备进入正常工作状态。

具体的，在控制总线108上连接一个主设备和多个从设备，控制器107通过控制输出给外挂设备的电压实现对外挂设备的开启和关断。

其中，控制器107通过控制输出给外挂设备的电压使外挂设备进入启动状态的过程为：

控制器107降低输出给外挂设备的电压以关断外挂设备；

控制器107升高输出给外挂设备的电压以启动外挂设备。

具体的，判定控制总线工作异常的时候，控制器107将控制总线108的VIO电压拉低，使外挂的RFFE设备进入关闭模，此时通信功能会短暂性中断；然后将控制总线108的VIO电压设定为高电压，让外挂的RFFE设备进入启动模式，启动后寄存器进入到默认设置。

其中，控制器107通过控制总线输出控制命令给外挂设备的过程为：

控制器107通过控制总线108向外挂设备配置新的USID值。

具体的，控制器107通过控制总线108重新向外挂的RFFE设备写入新的USID值(user service identification用户服务标志值)，该USID值为用户自定义的值，使外挂RFFE设备进入正常工作状态，此时，手机的通信功能恢复正常。

本发明实施例提出一种射频前端模块，在射频收发器发射射频信号或者接收射频信号的时候，通过功率耦合器实时监测射频收发器发射或者接收射频信号的功率，根据功率判断是否发生异常，当监测到发生异常时，通过控制总线重新启动外挂设备，可以不用重新开关机即可恢复通信，特别是在通话过程中监测发生异常时，重启外挂设备不会导致通信功能中断，能够让手机受到的影响最小化。

本发明另一种实施例提供一种射频通信模块，如图4所示，射频通信模块包括上述的射频前端模块和外挂设备120，射频前端模块通过控制总线108与外挂设备120连接。

本发明另一种实施例提供一种基于上述射频前端模块的控制方法，如图4所示，控制方法包括以下步骤：

步骤S201.控制器通过控制开关模块使射频收发器发射或者接收射频信号。

在步骤S201，具体的，射频收发器可以用于通过发射信号处理模块、开关模块、功率耦合器以及天线发射射频信号，也可以用于通过天线、功率耦合器、开关模块以及接收信号处理模块接收射频信号，射频收发器发射射频信号或者接收射频信号的过程如下：

当射频收发器发射射频信号时，控制器控制开关模块选通发射信号处理模块，射频收发器向发射信号处理模块发射射频信号，发射信号处理模块对所发射的射频信号进行放大滤波后通过开关模块发送给功率耦合器，功率耦合器通过天线将处理后的射频信号发射出去。

当射频收发器接收射频信号时，控制器控制开关模块选通接收信号处理模块，天线接收射频信号并通过功率耦合器将所接收的射频信号发送给接收信号处理模块，接收信号处理模块对射频信号进行放大滤波后发送给射频收发器。

步骤S202.功率耦合器实时检测射频收发器发射或者接收射频信号的功率，并将功率发送给控制器。

步骤S203.控制器判断功率是否低于预设值，当判定结果为否时，执行步骤S204，当判定结果为是时，执行步骤S205.

步骤S204.驱动功率耦合器继续检测，并返回执行步骤S202。

步骤S205.通过控制总线重新启动外挂设备。

在步骤S205中，具体的，控制器通过控制总线重新启动外挂设备的步骤还包括以下步骤：

步骤S2051.控制器通过控制输出给外挂设备的电压使外挂设备进入启动状态；

步骤S2052.控制器通过控制总线输出控制命令给外挂设备，使外挂设备进入正常工作状态。

具体的，在步骤S2051中，在控制总线上连接一个主设备和多个从设备，控制器通过控制输出给外挂设备的电压实现对外挂设备的开启和关断。

其中，控制器通过控制输出给外挂设备的电压使外挂设备进入启动状态的步骤具体为：

控制器降低输出给外挂设备的电压以关断外挂设备；

控制器升高输出给外挂设备的电压以启动外挂设备。

其中，控制器通过控制总线输出控制命令给外挂设备的步骤具体为：

控制器通过控制总线向外挂设备配置新的USID值。

具体的，控制器通过控制总线重新向外挂的RFFE设备写入新的USID值(user service identification用户服务标志值)，该USID值为用户自定义的值，使外挂RFFE设备进入正常工作状态，此时，手机的通信功能恢复正常。

本发明实施例提出一种射频前端模块的控制方法，在射频收发器发射射频信号或者接收射频信号的时候，通过功率耦合器实时监测射频收发器发射或者接收射频信号的功率，根据功率判断是否发生异常，当监测到发生异常时，通过控制总线重新启动外挂设备，可以不用重新开关机即可恢复通信，特别是在通话过程中监测发生异常时，重启外挂设备不会导致通信功能中断，能够让手机受到的影响最小化。

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描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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。专业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。

所述功能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-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种射频前端模块，其特征在于，所述射频前端模块包括射频收发器、开关模块、功率耦合器、控制器以及天线；

所述射频收发器连接所述开关模块，所述控制器通过控制总线连接所述射频收发器、所述开关模块以及外挂设备，所述功率耦合器分别与所述射频收发器、所述开关模块、所述控制器以及所述天线依次相连；

所述控制器通过控制所述开关模块使所述射频收发器发射或者接收射频信号；

所述功率耦合器实时检测所述射频收发器发射或者接收射频信号的功率，并将所述功率发送给所述控制器；

所述控制器判断所述功率是否低于预设值，当判定结果为否时，驱动所述功率耦合器继续检测，当判定结果为是时，通过所述控制总线重新启动所述外挂设备。

2.如权利要求1所述的射频前端模块，其特征在于，所述控制器通过所述控制总线重新启动所述外挂设备的过程为：

所述控制器通过控制输出给所述外挂设备的电压使所述外挂设备进入启动状态；

所述控制器通过所述控制总线输出控制命令给所述外挂设备，使所述外挂设备进入正常工作状态。

3.如权利要求2所述的射频前端模块，其特征在于，所述控制器通过控制输出给所述外挂设备的电压使所述外挂设备进入启动状态的过程为：

所述控制器降低输出给所述外挂设备的电压以关断所述外挂设备；

所述控制器升高输出给所述外挂设备的电压以启动所述外挂设备。

4.如权利要求3所述的射频前端模块，其特征在于，所述控制器通过所述控制总线输出控制命令给所述外挂设备的过程为：

所述控制器通过所述控制总线向所述外挂设备配置新的USID值。

5.如权利要求1所述的射频前端模块，其特征在于，所述射频收发器包括射频收发模块、发射信号处理模块以及接收信号处理模块；

所述射频收发模块连接所述功率耦合器和所述控制器，并通过所述发射信号处理模块和所述接收信号处理模块连接所述开关模块的第一选通端和第二选通端；

所述控制器控制所述开关模块选通所述发射信号处理模块或者接收信号处理模块，使所述射频收发模块发射或者接收射频信号。

6.一种射频通信模块，其特征在于，所述射频通信模块包括权利要求1至5任一项所述的射频前端模块和外挂设备，所述射频前端模块通过控制总线与所述外挂设备连接。

7.一种基于权利要求1所述的一种射频前端模块的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

所述控制器通过控制所述开关模块使所述射频收发器发射或者接收射频信号；

所述功率耦合器实时检测所述射频收发器发射或者接收射频信号的功率，并将所述功率发送给所述控制器；

所述控制器判断所述功率是否低于预设值，当判定结果为否时，驱动所述功率耦合器继续检测，当判定结果为是时，通过所述控制总线重新启动所述外挂设备。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制器通过所述控制总线重新启动所述外挂设备的步骤具体为：

所述控制器通过控制输出给所述外挂设备的电压使所述外挂设备进入启动状态；

所述控制器通过所述控制总线输出控制命令给所述外挂设备，使所述外挂设备进入正常工作状态。

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述控制器通过控制输出 给所述外挂设备的电压使所述外挂设备进入启动状态的步骤具体为：

所述控制器降低输出给所述外挂设备的电压以关断所述外挂设备；

所述控制器升高输出给所述外挂设备的电压以启动所述外挂设备。

10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制器通过所述控制总线输出控制命令给所述外挂设备的步骤具体为：

所述控制器通过所述控制总线向所述外挂设备配置新的USID值。