CN105940760B - 射频前端系统、终端设备和基站 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的射频前端系统、终端设备和基站，包括：主卡RFIC，副卡RFIC，第一、第二切换开关，单刀N掷开关，N为不小于5的正整数，多模天线和多模多频段功率放大器MMPA，MMPA中包含GSM‑PA；其中，通过控制第一切换开关和第二切换开关的切换，选择性地使副卡RFIC或主卡RFIC利用MMPA中的GSM‑PA来发射GSM低频和高频信号；GSM‑PA的低频和高频输出端与单刀N掷开关的两个不动端对应相连，单刀N掷开关的动端与多模天线相连，用于选通MMPA与多模天线之间的信号通道。本发明能够解决成本较高以及PCB布局紧张的问题。

Description

射频前端系统、终端设备和基站
技术领域
本发明实施例涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种射频前端系统、终端设备和基站。
背景技术
目前，随着第四代移动通信技术(英语：fourth generation of mobile phonemobile communications standards，缩写：4G)的不断发展，越来越多的终端设备与基站之间可以支持多种通信制式进行通信，其中，多种通信制式可以包括：时分双工长期演进(英文：Time Division Duplexing Long Term Evolution，缩写：TDD-LTE)、频分双工长期演进(英文：Frequency Division Duplexing Long Term Evolution，缩写：FDD-LTE)、全球移动通信系统(英文：Global System for Mobile Communication，缩写：GSM)、时分同步码分多址(英文：Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，缩写：TD-SCDMA)和宽带码分多址(英文：Wideband Code Division Multiple Access，缩写：WCDMA)。目前4G终端多采用语音回落(英文：Circuit Switched Fallback，缩写：CSFB)方案，采用CSFB方案的终端，用户在语音通话时质量不佳以及在通话时无法使用LTE制式的网络上网。为了解决这样的问题，提出了一种语音和数据并发(英文：Simultaneous GSM and LTE，缩写：SG-LTE)方案，即语音使用GSM制式传输，同时数据使用TD-SCDMA、WCDMA、TDD-LTE或FDD-LTE制式传输。
现有的SG-LTE技术方案中，如图1所示，对于射频前端系统而言，主要采用器件为：两个射频集成电路芯片(英文：Radio Frequency Integrated Circuit，缩写：RFIC)即图1中主卡RFIC1和副卡RFIC2，一个多模多频段功率放大器(英文：Multi-mode Multi-bandPower Amplifier，缩写：MMPA)即图1中PA2，1个附带开关的功率放大器即图1中PA1，两个单刀十二掷开关即图1中两个SP12T，一个单刀六掷开关即图1中SP6T，两个主卡多模天线和一个副卡天线。
现有的技术方案存在以下问题：成本比较高：需要使用两个PA；印制电路板(英文：Printed Circuit Board，缩写：PCB)布局紧张：使用两个PA增加了PCB布局压力，副卡天线尺寸较大，占用较大的PCB空间以及设备中的空间。
发明内容
本发明实施例提供的射频前端系统、终端设备和基站，能够解决成本较高以及PCB布局紧张的问题。
第一方面，本发明实施例提供的射频前端系统，包括：主卡射频集成电路芯片RFIC，副卡射频集成电路芯片RFIC，第一切换开关，第二切换开关以及单刀N掷开关，N为不小于5的正整数，用于收发多模无线射频信号的多模天线，多模多频段功率放大器MMPA，所述MMPA中包含用于全球移动通信系统GSM的功率放大器GSM-PA；
其中，所述第一切换开关耦合至所述副卡RFIC中用于发射GSM低频信号的发射端、所述主卡RFIC中用于发射GSM低频信号的发射端以及所述GSM-PA的低频信号输入端，通过控制所述第一切换开关的切换，选择性地使所述副卡RFIC中用于发射GSM低频信号的发射端或所述主卡RFIC中用于发射GSM低频信号的发射端耦合至所述GSM-PA的低频信号输入端；
所述第二切换开关耦合至所述副卡RFIC中用于发射GSM高频信号的发射端、所述主卡RFIC中用于发射GSM高频信号的发射端以及所述GSM-PA的高频信号输入端，通过控制所述第二切换开关的切换，选择性地使所述副卡RFIC中用于发射GSM高频信号的发射端或所述主卡RFIC中用于发射GSM高频信号的发射端耦合至所述GSM-PA的高频信号输入端；
所述GSM-PA的低频信号输出端和高频信号输出端与所述单刀N掷开关N个不动端中的两个对应相连，所述单刀N掷开关的动端与所述多模天线相连，用于选通所述MMPA与所述多模天线之间的信号通道。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述副卡RFIC中用于接收GSM第一预设频段的信号的接收端、所述副卡RFIC中用于接收GSM第二预设频段的信号的接收端以及所述副卡RFIC中用于接收GSM第三预设频段的信号的接收端分别通过各自对应的频带滤波器与所述单刀N掷开关其余的任意三个不动端相连，所述频带滤波器用于对符合自身频段的接收的信号通过并屏蔽其他频段接收的信号。
结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述第一切换开关和所述第二切换开关均为单刀双掷开关。
结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述MMPA支持的频段包括：
时分双工长期演进TDD-LTE标准频段、频分双工长期演进FDD-LTE标准频段、宽带码分多址WCDMA标准频段以及时分同步码分多址TD-SCDMA标准频段中的至少一种和GSM标准频段。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述GSM第一预设频段为GSM900MHz频段，所述GSM第二预设频段为GSM1800MHz频段，所述GSM第三预设频段为GSM1900MHz频段。
第二方面，本发明实施例提供的终端设备，包括第一方面中任一可能的实现方式对应的射频前端系统和逻辑控制芯片，其中，所述单刀N掷开关的控制端与所述射频前端装置之外的逻辑控制芯片相连。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述逻辑控制芯片包括处理器CPU。
第三方面，本发明实施例提供的基站，包括第一方面中任一可能的实现方式对应的射频前端系统和逻辑控制芯片，其中，所述单刀N掷开关的控制端与所述射频前端装置之外的逻辑控制芯片相连。
结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述逻辑控制芯片包括处理器CPU。
本发明实施例提供的射频前端系统、终端设备和基站，包括：主卡RFIC，副卡RFIC，第一、第二切换开关，单刀N掷开关，N为不小于5的正整数，多模天线和多模多频段功率放大器MMPA，MMPA中包含GSM-PA；其中，通过控制第一切换开关和第二切换开关的切换，选择性地使副卡RFIC或主卡RFIC利用MMPA中的GSM-PA来发射GSM低频和高频信号；GSM-PA的低频和高频输出端与单刀N掷开关的两个不动端对应相连，单刀N掷开关的动端与多模天线相连，用于选通MMPA与多模天线之间的信号通道。本发明能够解决成本较高以及PCB布局紧张的问题。相比现有技术，在PCB上减少一个PA以及副卡天线，本发明能够解决成本较高以及PCB布局紧张的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的SG-LTE方案的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的射频前端系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的终端设备的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的基站的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本发明实施例提供的技术方案，在介绍本发明实施例提供的技术方案前，先对图1所示的现有的SG-LTE方案的结构示意图进行详细介绍。
需要说明的是，图1中TX表示接收，RX表示发送，TRX表示收/发，DP4T为双刀四掷开关，DP6T为双刀六掷开关，SP2T表示单刀双掷开关，SP12T表示单刀十二掷开关，Band缩写为B，例如B7表示Band7，逻辑控制芯片可以为CPU，另外，在图1中仅对一个频带滤波器做了标记，为了简化标记，对其余的频带滤波器未做标记。
如图1所示的结构可以是在终端设备中的实现方式也可以是在基站中实现方式，其中，包含有该结构的终端设备或者基站可以同时支持TDD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM五种通信模式，支持TDD-LTE Band38/39/40，TD-SCDMA Band 34/39/41，WCDMABand 1/2/5，FDD-LTE Band 1/3/7以及GSM Band 2/3/5/8等十几个频段。
如图1所示，主卡RFIC使用的频段分为三部分：主卡的WCDMA/GSM部分，主卡的TD-SCDMA/LTE主集部分，以及主卡LTE分集部分。主卡的WCDMA/GSM部分，包括WCDMA Band1/2/5，GSM Band2/3/8六个频段；主卡的TD-SCDMA/LTE主集部分，包括TDD-LTE Band38/39/40，FDD-LTE Band7，TD-SCDMA Band34/39五个频段；主卡LTE分集部分，包括TDD-LTE Band38/39/40，FDD-LTE Band3/7五个频段。副卡RFIC使用的频段为GSM Band3/8两个频段。
对于图1中副卡GSM的发射和接收通道的射频前端部分：副卡RFIC从发射端口TX-LB以及TX-HB分别发射GSM的低频信号和高频信号，该GSM低频信号和高频信号分别进入副卡PA1的低频输入端GSM-LB和高频输入端GSM-HB，该GSM低频信号和高频信号经PA1功率放大之后，再经由PA1中的开关到达副卡天线，由副卡天线将信号发射出去；相应的，副卡天线接收的GSM信号，经过PA1中的开关，通过对应的频带滤波器滤除带外信号，再进入副卡RFIC。从图1中可以看出，副卡RFIC发射和接收GSM信号的通道跟主卡RFIC发射和接收GSM信号的通道都是彼此独立的，主卡RFIC和副卡RFIC分别使用PA2(MMPA)和PA1。值得一提的是，PA1中的开关还可以实现共用副卡天线接收主卡LTE分集部分TDD-LTE Band38/39/40以及FDD-LTE Band3/7五个频段的信号。
下面通过具体的实施例，对本发明的实施例提供的射频前端系统进行详细说明，示例性的，选取单刀十二掷开关SP12T作为单刀N掷开关，单刀双掷开关SP2T-1以及SP2T-2分别作为第一切换开关和第二切换开关，如图2所示，该射频前端系统包括：
主卡RFIC，副卡RFIC，SP2T-1，SP2T-2，SP12T，用于收发多模无线射频信号的多模天线以及多模多频段功率放大器MMPA，MMPA中包含用于GSM的功率放大器GSM-PA；
其中，SP2T-1耦合至副卡RFIC中用于发射GSM低频信号的发射端、主卡RFIC中用于发射GSM低频信号的发射端以及GSM-PA的低频信号输入端，通过控制SP2T-1的切换，选择性地使副卡RFIC中用于发射GSM低频信号的发射端或主卡RFIC中用于发射GSM低频信号的发射端耦合至GSM-PA的低频信号输入端；
SP2T-2耦合至副卡RFIC中用于发射GSM高频信号的发射端、主卡RFIC中用于发射GSM高频信号的发射端以及GSM-PA的高频信号输入端，通过控制SP2T-2的切换，选择性地使副卡RFIC中用于发射GSM高频信号的发射端或主卡RFIC中用于发射GSM高频信号的发射端耦合至GSM-PA的高频信号输入端；
GSM-PA的低频信号输出端和高频信号输出端与SP12T的两个不动端对应相连，SP12T的动端与多模天线相连，用于选通MMPA与多模天线之间的信号通道。
需要说明的是，图2中TX表示接收，RX表示发送，TRX表示收/发，DP4T为双刀四掷开关，DP6T为双刀六掷开关，SP2T表示单刀双掷开关，SP12T表示单刀十二掷开关，Band缩写为B，例如B7表示Band7，逻辑控制芯片可以为CPU，另外，在图2中仅对一个频带滤波器做了标记，为了简化标记，对其余的频带滤波器未做标记。
可选的，如图2所示，副卡RFIC中用于接收GSM第一预设频段的信号的接收端、副卡RFIC中用于接收GSM第二预设频段的信号的接收端以及副卡RFIC中用于接收GSM第三预设频段的信号的接收端分别通过各自对应的频带滤波器与SP12T的不动端TRX9、TRX10、TRX11相连，频带滤波器用于对符合自身频段的接收的信号通过并屏蔽其他频段接收的信号，其中，GSM第一预设频段为GSM900MHz频段，GSM第二预设频段为GSM1800MHz频段，GSM第三预设频段为GSM1900MHz频段。
可选的，MMPA支持的频段包括：
时分双工长期演进TDD-LTE标准频段、频分双工长期演进FDD-LTE标准频段、宽带码分多址WCDMA标准频段以及时分同步码分多址TD-SCDMA标准频段中的至少一种和GSM标准频段。
示例性的，如图2中所示，MMPA支持的频段包括：WCDMA Band1/2/5以及GSM Band2/3。
对于图2中副卡GSM的发射和接收通道的射频前端部分：RFIC从发射端口TX-LB以及TX-HB分别发射GSM的低频信号和高频信号，该GSM低频信号和高频信号通过SP2T-1和SP2T-1分别进入进入主卡GSM PA进行功率放大，再经过SP12T中的TRX6和TRX5由多模天线发射出去；相应的，由多模天线接收的GSM信号，经过SP12T中的TRX9、TRX10以及TRX11，通过对应的频带滤波器滤除带外信号，再进入副卡RFIC。从图1中可以看出，副卡RFIC发射和接收GSM信号的通道跟主卡RFIC发射和接收GSM信号的通道是共用MMPA中的GSM-PA，通过控制SP2T-1和SP2T-2的切换，就可以实现主卡RFIC发射和接收GSM信号与副卡RFIC发射和接收GSM信号之间的切换。
本发明实施例提供的射频前端系统，包括：主卡RFIC，副卡RFIC，第一、第二切换开关，单刀N掷开关，N为不小于5的正整数，多模天线和多模多频段功率放大器MMPA，MMPA中包含GSM-PA；其中，通过控制第一切换开关和第二切换开关的切换，选择性地使副卡RFIC或主卡RFIC利用MMPA中的GSM-PA来发射GSM低频和高频信号；GSM-PA的低频和高频输出端与单刀N掷开关的两个不动端对应相连，单刀N掷开关的动端与多模天线相连，用于选通MMPA与多模天线之间的信号通道。本发明能够解决成本较高以及PCB布局紧张的问题。相比现有技术，在PCB上减少一个PA以及副卡天线，本发明能够解决成本较高以及PCB布局紧张的问题。
本发明实施例提供一种终端设备，如图3所示，该终端设备包括如图2所示的射频前端系统和逻辑控制芯片，其中，单刀N掷开关与射频前端装置之外的逻辑控制芯片相连，示例性的，如图3所示，单刀N掷开关可以是SP12T，逻辑控制芯片可以是处理器CPU。
需要说明的是，图3中TX表示接收，RX表示发送，TRX表示收/发，DP4T为双刀四掷开关，DP6T为双刀六掷开关，SP2T表示单刀双掷开关，SP12T表示单刀十二掷开关，Band缩写为B，例如B7表示Band7，逻辑控制芯片可以为CPU，另外，在图3中仅对一个频带滤波器做了标记，为了简化标记，对其余的频带滤波器未做标记。
本发明实施例提供的终端设备，在终端设备的射频前端系统中，副卡RFIC和主卡RFIC通过控制两个切换开关共用一个MMPA中的GSM-PA以及多模天线来发射GSM低频信号和高频信号，相比现有技术，在PCB上减少一个PA以及副卡天线，本发明能够解决成本较高以及PCB布局紧张的问题。
本发明实施例提供一种基站，如图4所示，该基站包括如图2所示的射频前端系统和逻辑控制芯片，其中，单刀N掷开关与射频前端装置之外的逻辑控制芯片相连，示例性的，如图4所示，单刀N掷开关可以是SP12T，逻辑控制芯片可以是处理器CPU。
需要说明的是，图4中TX表示接收，RX表示发送，TRX表示收/发，DP4T为双刀四掷开关，DP6T为双刀六掷开关，SP2T表示单刀双掷开关，SP12T表示单刀十二掷开关，Band缩写为B，例如B7表示Band7，逻辑控制芯片可以为CPU，另外，在图4中仅对一个频带滤波器做了标记，为了简化标记，对其余的频带滤波器未做标记。
本发明实施例提供的基站，在基站的射频前端系统中，副卡RFIC和主卡RFIC通过控制两个切换开关共用一个MMPA中的GSM-PA以及多模天线来发射GSM低频信号和高频信号，相比现有技术，在PCB上减少一个PA以及副卡天线，本发明能够解决成本较高以及PCB布局紧张的问题。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元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)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种射频前端系统，其特征在于，包括：主卡射频集成电路芯片RFIC，副卡射频集成电路芯片RFIC，第一切换开关，第二切换开关，单刀N掷开关，N为不小于5的正整数，用于收发多模无线射频信号的多模天线以及多模多频段功率放大器MMPA，所述MMPA中包含用于全球移动通信系统GSM的功率放大器GSM-PA；
其中，所述第一切换开关耦合至所述副卡RFIC中用于发射GSM低频信号的发射端、所述主卡RFIC中用于发射GSM低频信号的发射端以及所述GSM-PA的低频信号输入端，通过控制所述第一切换开关的切换，选择性地使所述副卡RFIC中用于发射GSM低频信号的发射端或所述主卡RFIC中用于发射GSM低频信号的发射端耦合至所述GSM-PA的低频信号输入端；
所述第二切换开关耦合至所述副卡RFIC中用于发射GSM高频信号的发射端、所述主卡RFIC中用于发射GSM高频信号的发射端以及所述GSM-PA的高频信号输入端，通过控制所述第二切换开关的切换，选择性地使所述副卡RFIC中用于发射GSM高频信号的发射端或所述主卡RFIC中用于发射GSM高频信号的发射端耦合至所述GSM-PA的高频信号输入端；
所述GSM-PA的低频信号输出端和高频信号输出端与所述单刀N掷开关N个不动端中的两个对应相连，所述单刀N掷开关的动端与所述多模天线相连，用于选通所述MMPA与所述多模天线之间的信号通道。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述副卡RFIC中用于接收GSM第一预设频段的信号的接收端、所述副卡RFIC中用于接收GSM第二预设频段的信号的接收端以及所述副卡RFIC中用于接收GSM第三预设频段的信号的接收端分别通过各自对应的频带滤波器与所述单刀N掷开关其余的任意三个不动端相连，所述频带滤波器用于对符合自身频段的接收的信号通过并屏蔽其他频段接收的信号。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一切换开关和所述第二切换开关均为单刀双掷开关。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述MMPA支持的频段包括：
时分双工长期演进TDD-LTE标准频段、频分双工长期演进FDD-LTE标准频段以及时分同步码分多址TD-SCDMA标准频段中的至少一种和GSM标准频段。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述GSM第一预设频段为GSM900MHz频段，所述GSM第二预设频段为GSM1800MHz频段，所述GSM第三预设频段为GSM1900MHz频段。
6.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求1-5任一所述的射频前端系统和逻辑控制芯片，其中，所述单刀N掷开关的控制端与所述射频前端装置之外的逻辑控制芯片相连。
7.根据权利要求6所述的终端设备，其特征在于，所述逻辑控制芯片包括处理器CPU。
8.一种基站，其特征在于，包括如权利要求1-5任一所述的射频前端系统和逻辑控制芯片，其中，所述单刀N掷开关的控制端与所述射频前端装置之外的逻辑控制芯片相连。
9.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，所述逻辑控制芯片包括处理器CPU。
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