CN106033978A - 信号处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号处理方法和装置。其中，信号处理装置包括：天线模块；基带处理器，用于将待发送的信源信息通过基带处理生成基带信号；射频收发机，与基带处理器相连接，用于将基带处理器生成的基带信号转化为射频信号；第一开关，与天线模块相连接，第一开关用于从多路射频通道中选择输出的射频信号；第二开关，与天线模块相连接，第二开关为针对目标频率的射频信号设计的开关；混频器，连接在射频收发机和第二开关之间，使得射频收发机与第二开关之间形成一条射频通道，混频器用于对射频收发机生成的射频信号进行频谱搬移形成具有目标频率的射频信号。通过本发明，解决了现有技术中采用不同于常用频带进行通信的终端成本高的问题。

Description

信号处理方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种信号处理方法和装置。

背景技术

在移动通信系统中，终端(也称UE、UT等)向基站发送或接收来自基站在某一频带的无线信号，实现无线通信。终端的部分结构如图1所示，其中基带处理器将待发送的信源信息通过基带处理生成支持通信协议的基带信号，并对收到的基带信号进行处理；射频收发机将收到的基带信号转化为射频信号从而实现频谱搬移(例如把基带信号搬移到1800MHz或/2600MHz附近频带)，就将无线信号调制到特定频带进行通信，并能够将收到的射频信号解调生成基带信号至基带处理器进行处理，还原信源信息从而实现通信。由于目前通信市场上共存的2G、3G、4G系统存在各种不同的制式(GSM/TD-SCDMA/TD-LTE)，并且各个运营商也拥有多个频段(例如对于TDD支持频段39、频段40、频段41)，在射频收发机和天线模块之间，往往还包括一个主开关，用于在射频收发机可以支持的多路射频信号之间进行选择，决定发送给天线模块的是哪一路(收发射链路band 40或者收发射频链路band 40)射频信息。在上述描述中虽然仅针对终端侧，但是基站侧也具有类似的结构，在此不再赘述。

在现有技术中，终端能支持何种频带的无线通信，取决于终端芯片(如图1中的基带处理器和射频收发机)的能力，因此对于市场需求巨大的频带来说，对应的终端芯片成熟并且便宜，例如在900MHz和1800MHz频带附近工作的3G系统(采用WCDMA通信协议)所对应的终端芯片价廉质优，在2600MHz频带附近工作的4G系统(采用LTE通信协议)所对应的终端芯片同样如此。而对于市场需求较小的频带来说，对应的终端芯片需要专门定制，这样就导致在一些专用网络中所使用的终端的成本较高，甚至没有生产线提供类似产品，例如在公安、消防、煤矿等专用网络中，可使用的频带不同于民用频带(例如1400MHz附近)，然而目前少有终端芯片能够支持在这些频带上运行LTE通信协议，只能向终端芯片厂商(例如，美国高通公司，台湾联发科技股份有限公司等)定制芯片，这样做一方面会导致终端成本高。

针对现有技术中采用不同于常用频带进行通信的终端成本高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种信号处理方法和装置，以解决现有技术中采用不同于常用频带进行通信的终端成本高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种信号处理装置。根据本发明的信号处理装置包括：天线模块；基带处理器，用于将待发送的信源信息通过基带处理生成基带信号；射频收发机，与所述基带处理器相连接，用于将所述基带处理器生成的基带信号转化为射频信号；第一开关，与所述天线模块相连接，所述第一开关与所述射频收发机设置有多路射频通道，所述第一开关用于从所述多路射频通道中选择输出的射频信号；第二开关，与所述天线模块相连接，所述第二开关为针对目标频率的射频信号设计的开关；以及混频器，连接在所述射频收发机和所述第二开关之间，使得所述射频收发机与所述第二开关之间形成一条射频通道，所述射频通道通过所述第二开关与所述天线模块相连接，所述混频器用于对所述射频收发机生成的射频信号进行频谱搬移形成具有所述目标频率的射频信号。

进一步地，所述基带处理器与所述第一开关相连接，所述基带处理器还用于控制所述第一开关从所述多路射频通道中选择输出的射频信号。

进一步地，所述基带处理器与所述第二开关相连接，所述基带处理器还用于对所述第二开关进行控制。

进一步地，所述第一开关通过所述第二开关与所述天线模块相连接，所述第二开关还用于控制所述第一开关与所述天线模块之间的连接。

进一步地，所述基带处理器包括通用输入/输出接口，所述基带处理器通过所述通用输入/输出接口与所述第一开关和所述第二开关分别相连接，所述基带处理器还用于通过控制所述第一开关和所述第二开关来控制所述基带处理器与所述天线模块之间的通路。

进一步地，所述信号处理装置还包括译码电路，所述通用输入/输出接口通过所述译码电路与所述第一开关和所述第二开关分别相连接，所述译码电路用于对所述基带处理器输出的信号进行译码处理或者用于对已经译码的信号进行修改。

进一步地，所述天线模块包括：与所述第一开关和所述第二开关均相连接的一个天线模块；或者，所述天线模块包括：与所述第一开关和所述第二开关一一对应相连接的两个天线模块。

进一步地，所述基带处理器和所述射频收发机为两个独立的芯片，或者，所述基带处理器和所述射频收发机集成在一个芯片上。

进一步地，所述多路射频通道中断开一条通道，通过所述混频器形成的射频通道用于代替所述多路射频通道中断开的通道。

为了实现上述目的，根据本发明实施例的另一方面，提供了一种信号处理方法。根据本发明的信号处理方法包括：基带处理器将待发送的信源信息通过基带处理生成基带信号；射频收发机将所述基带处理器生成的基带信号转化为射频信号；混频器对所述射频收发机生成的基带信号进行频谱搬移形成具有目标频率的射频信号；以及所述具有目标频率的射频信号通过第二开关传输到天线模块，其中，所述第二开关为针对所述目标频率的射频信号设计的开关。

根据本发明实施例，通过在现有的信号处理装置中增加混频器和第二开关即可实现目标频率的射频信号的传输，无需向芯片厂商定制芯片，只需对现有的芯片稍加改进即可实现达到目标频率，解决了现有技术中采用不同于常用频带进行通信的终端成本高的问题，达到了降低采用不同于常用频带进行通信的终端的成本的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据现有技术的信号处理装置的示意图；

图2是根据本发明实施例的信号处理装置的示意图；

图3是根据本发明实施例一种可选的信号处理装置的示意图；

图4是根据本发明实施例另一种可选的信号处理装置的示意图；

图5是根据本发明实施例又一种可选的信号处理装置的示意图；

图6是根据本发明实施例的信号处理方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在描述本发明实施例之前，先介绍本发明实施例的技术应用产品及术语解释，如表1所示。

表1技术应用产品及术语解释：

本发明实施例提供了一种信号处理装置。该信号处理装置可以用于通信系统中。

图2是根据本发明实施例的信号处理装置的示意图。如图2所示，该信号处理装置包括：天线模块105、基带处理器101、射频收发机102、第一开关103、第二开关104和混频器106。

基带处理器101用于将待发送的信源信息通过基带处理生成基带信号。该基带处理器101还用于对接收到的基带信号进行处理。

射频收发机102与基带处理器101相连接，用于将基带处理器101生成的基带信号转化为射频信号。该射频收发机102还用于将接收到的射频信号转化为基带信号传输给基带处理器101。

第一开关103与天线模块105相连接，第一开关103与射频收发机102设置有多路射频通道，第一开关103用于从多路射频通道中选择输出的射频信号。该第一开关103即为信号处理器中的主开关，其作用是在射频收发机102可以支持的多路射频信号之间选择发送给天线模块105的哪一路射频信息。需要说明的是，本发明实施例中的第一开关103与射频收发机102之间的射频通道也可以称为收发射频链路。

第二开关104与天线模块105相连接，该第二开关104为针对目标频率的射频信号设计的开关。目标频率为信号处理装置的目标工作频率，第二开关104为针对该目标频率进行性能优化的而设计的开关，即第二开关104可以在目标频率下实现更高性能的工作，从而减少信号的损耗。

优选地，第一开关103通过第二开关104与天线模块105相连接，第二开关104还用于控制第一开关103与天线模块105之间的连接。

混频器106连接在射频收发机102和第二开关104之间，使得射频收发机102与第二开关104之间形成一条射频通道，该射频通道通过第二开关104与天线模块105相连接，混频器106用于对射频收发机102生成的射频信号进行频谱搬移形成具有目标频率的射频信号。

混频器106将射频收发机102生成的射频信号进行频谱搬移，形成具有目标频率的射频信号，并通过第二开关104传输到天线模块105，由于第二开关是针对目标频率设计的开关，因此，从而减少目标频率的射频信号通过第二开关104传输到天线模块105的损耗。

需要说明的是，本发明实施例中，天线模块可以是一个也可以是多个，第一开关和第二开关分别与天线模块相连接，可以是第一开关和第二开关与同一个天线模块相连接，也可以是第一开关连接一个天线模块，第二开关连接第二个天线模块。上述情况均使用于本发明实施例，这里并没有不当限定。

根据本发明实施例，通过在现有的信号处理装置中增加混频器和第二开关即可实现目标频率的射频信号的传输，无需向芯片厂商定制芯片，只需对现有的芯片稍加改进即可实现达到目标频率，解决了现有技术中采用不同于常用频带进行通信的终端成本高的问题，达到了降低采用不同于常用频带进行通信的终端的成本的效果。

另外，如果仅使用混频器而不采用第二开关的情况下，虽然可以实现将工作频谱搬移的目的，但是如果搬移的目标工作频率不在原有主开关的正常工作频率内，则会带来较大的插入损耗，从而影响信号的发送、接收性能，例如，现有的芯片基本上工作在2GHz的频率附近，有部分工作在1GHz的频率范围，当需要使用5GHz的频率的信号时，仅使用混频器连接到主开关会产生很大的插入损耗。本发明实施例通过工作在混频器目标操作频率的专用开关来降低需要通过混频器的信号的插入损耗。混频器不与主开关(即第一开关)相连，而是直接和新的工作在目标频率上的专用开关(即第二开关)直接连接。混频器发送的、接收的信号在上述结构下，则不需要通过主开关，而仅仅通过专有开关即可与天线模块相连。这样的架构带来的技术效果是避免射频收发链路通过主开关后，再通过专有开关和天线模块相连，需要经过两次损耗(其中由于主开关是针对其本来的射频链路设计的，所以原有射频链路在通过主开关时的损耗较小，而通过专有开关的损耗可能较大)；而通过混频装置的射频链路直接和专有开关相连，仅需要经过一次损耗。由于增加混频器的目标主要在于使用经过了混频的射频链路，因此，达到了提高目标射频链路性能的目的。

优选地，多路射频通道中断开一条通道，通过混频器形成的射频通道用于代替多路射频通道中断开的通道，本发明实施例中，将混频器形成的射频通道代替可以是由将射频收发机102与第一开关103之间的一条射频通道，也即是，将射频收发机102与第一开关103之间的一条射频通道切断，由混频器形成的射频通道来代替该射频通道。

在上述的方案中，容易看出，如果第一开关103选择了已经断开的射频通道(即射频收发链路)，而新安装的第二开关104选择了主开关的链路，则实际上会导致天线模块105和基带处理器101之间形成了断路。为了避免上述的情况出现，并且实现两个开关的完美协同合作，需要一个控制器对两个开关的工作进行控制。该控制器可以是基带处理器，也可以是设置单独的控制器，也即是，控制信号可以通过基带处理器生成，也可以是通过独立的电路生成，用以对各开关进行控制。

进一步地，本发明实施例优选采用基带处理器101作为控制器，对第一开关103和第二开关104进行控制，如图1所示，基带处理器与第一开关103相连接，基带处理器101还用于控制第一开关从多路射频通道中选择输出的射频信号。基带处理器101还与第二开关104相连接，基带处理器还用于对第二开关104进行控制。

具体地，图1所示基带处理器101和第一开关103、第二开关104之间标记有VCTL的连线(基带处理器101和第一开关103之间的连线包括VCTL1和VCTL2，基带处理器101和第二开关104之间的连线包括VCTL1-M和VCTL2-M)，VCTL表示电压驱动控制信号(Voltage ConTroL)，即基带处理器101可以通过在所示连线上设置不同的电压值从而控制各开关。

可选地，基带处理器101可以分为两种，一种是可以支持开发者编写软件，通过GPIO口(通用输入/输出、总线控制器、General Purpose Input Output)和第一开关103进行连接，从而控制第一开关103的基带芯片；另外一种是通过已经集成的控制程序对第一开关103进行控制，而仅仅输出标准化的MIPI(移动产业处理器接口，MobileIndustry Processor Interface)信号的基带芯片。

进一步地，如图3所示，对于第一种基带芯片，基带处理器101包括通用输入/输出接口，基带处理器101通过通用输入/输出接口与第一开关103和第二开关104分别相连接，基带处理器101还用于通过控制第一开关103和第二开关104来控制基带处理器101与天线模块105之间的通路。

具体地，在信号处理装置中，原有的所有射频通道都通过第一开关103，而需要混频的射频通道通过第二开关104，第二开关104还负责第一开关103和天线模块105的连接，第二开关104需要切换的仅仅为第一开关103和混频通道两个。基带处理器101可以通过编写控制程序，通过GPIO口和第一开关103、第二开关104分别相连进行控制的方式，控制当前基带处理器101和天线模块105的通路。

可选地，如图4所示，信号处理装置还包括译码电路107，通用输入/输出接口通过译码电路与第一开关103和第二开关104分别相连接，译码电路107用于对基带处理器101输出的信号进行译码处理或者用于对已经译码的信号进行修改。

具体地，对于上述中的第二种基带芯片，由于其对于开关的控制是确定的，并且通过标准化的MIPI信号来承载的，所以不能通过直接编程的方式来进行控制。对于此类基带芯片，可以通过对其输出的MIPI信号增加译码电路，解析其MIPI信号的内容，然后通过将解析过的信号内容进行重新编辑，生成适应新增加专有开关的电路结构的控制信号，然后重新编译为MIPI信号发送给相应的开关模块。

可选地，天线模块包括：与第一开关和第二开关均相连接的一个天线模块。该实施例即是图2至图4中任一个所示的实施例，即第一开关103和第二开关104与同一个天线模块相连接。

可选地，在另一个实施例中，天线模块包括：与第一开关和第二开关一一对应相连接的两个天线模块。也即是，每一个开关连接一个天线模块，如图5所示，第一开关103与第一天线模块1051相连接，第二开关104与第二天线模块1052相连接。

由于本发明实施例的信号处理装置是在原有的方案中增加混频器和第二开关，而原有天线模块的设计是针对原有的工作频率进行优化的，不一定能够保证目标频率下的性能。如果在某些情况下，仍然需要使用原有基带的其他射频链路，则由于该射频链路需要通过第一开关和第二开关的两次损耗，性能也会受到影响。

本发明实施例中，通过增加一个新的针对于混频器目标操作频率的天线模块，从而实现对目标频率发射、接收的性能优化。同时，通过将专有开关(即第二开关)和专有天线模块(即第二天线模块)相连，原有主开关(即第一开关)和原有天线模块(即第一天线模块)相连，使得全部的射频链路均仅通过针对其工作频率优化过的开关器件，避免了不必要的插入损耗。

优选地，基带处理器和射频收发机为两个独立的芯片，或者，基带处理器和射频收发机集成在一个芯片上。

本发明实施例还提供了一种信号处理方法。该信号处理方法可以用于本发明实施例的信号处理装置。

图6是根据本发明实施例的信号处理方法的流程图。如图6所示，该信号处理方法包括：

步骤S602，基带处理器将待发送的信源信息通过基带处理生成基带信号。

步骤S604，射频收发机将基带处理器生成的基带信号转化为射频信号。

步骤S606，混频器对射频收发机生成的基带信号进行频谱搬移形成具有目标频率的射频信号。

步骤S608，具有目标频率的射频信号通过第二开关传输到天线模块。第二开关为针对所述目标频率的射频信号设计的开关。

根据本发明实施例，通过增加混频器对信号进行频谱搬移，得到目标频率的射频信号，并增加第二开关来控制目标频率的射频信号传输到天线模块，由于第二开关是针对目标频率设计的开关，因此，从而减少目标频率的射频信号通过第二开关传输到天线模块的插入损耗。

本发明实施例中，包括信号处理装置和方法中描述的通信系统具体技术不限，可以为GSM、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMax、LTE/LTE-A以及后续可能出现的第五代、第六代、第N代移动通信技术，也可以为WiFi、BlueTooth、NFC、Zigbee这样的近距离通信技术，所述混频器可以应用在终端、或者基站上，本发明以终端作为举例，同样的方案也包括基站侧。

综上所述，本发明实施例能够达到如下效果：

在使用混频器修改工作频率的电路中，通过增加专有开关，从而提高了通过混频器的射频链路的信号质量，并且有效的保证了原有射频链路的信号质量。

通过对基带处理器控制信号的编程、或者解码+编程+译码，有效的实现对各开关模块的控制。

此外，新增加一个天线模块可以作为本发明实施例的进一步优化，从而提高通过混频器的射频信号以及其他原有射频信号的发送、接收质量。

本发明要解决的主要问题在于经过混频器搬移的工作频率和原有主开关的目标工作频率差别较大带来的插入损耗过大的问题。其中的一个目标使用场景即通过混频器将原有授权频段(如2GHz附近的频段)上的信号混频到非授权频段(如5GHz附近的频段)上，从而实现降低运营费用的目的。

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。

Claims (10)

1.一种信号处理装置，其特征在于，包括：

天线模块；

基带处理器，用于将待发送的信源信息通过基带处理生成基带信号；

射频收发机，与所述基带处理器相连接，用于将所述基带处理器生成的基带信号转化为射频信号；

第一开关，与所述天线模块相连接，所述第一开关与所述射频收发机设置有多路射频通道，所述第一开关用于从所述多路射频通道中选择输出的射频信号；

第二开关，与所述天线模块相连接，所述第二开关为针对目标频率的射频信号设计的开关；以及

混频器，连接在所述射频收发机和所述第二开关之间，使得所述射频收发机与所述第二开关之间形成一条射频通道，所述射频通道通过所述第二开关与所述天线模块相连接，所述混频器用于对所述射频收发机生成的射频信号进行频谱搬移形成具有所述目标频率的射频信号。

2.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述基带处理器与所述第一开关相连接，所述基带处理器还用于控制所述第一开关从所述多路射频通道中选择输出的射频信号。

3.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述基带处理器与所述第二开关相连接，所述基带处理器还用于对所述第二开关进行控制。

4.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述第一开关通过所述第二开关与所述天线模块相连接，所述第二开关还用于控制所述第一开关与所述天线模块之间的连接。

5.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，

所述基带处理器包括通用输入/输出接口，所述基带处理器通过所述通用输入/输出接口与所述第一开关和所述第二开关分别相连接，所述基带处理器还用于通过控制所述第一开关和所述第二开关来控制所述基带处理器与所述天线模块之间的通路。

6.根据权利要求5所述的信号处理装置，其特征在于，所述信号处理装置还包括译码电路，所述通用输入/输出接口通过所述译码电路与所述第一开关和所述第二开关分别相连接，所述译码电路用于对所述基带处理器输出的信号进行译码处理或者用于对已经译码的信号进行修改。

7.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，

所述天线模块包括：与所述第一开关和所述第二开关均相连接的一个天线模块；

或者，

所述天线模块包括：与所述第一开关和所述第二开关一一对应相连接的两个天线模块。

8.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述基带处理器和所述射频收发机为两个独立的芯片，或者，所述基带处理器和所述射频收发机集成在一个芯片上。

9.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述多路射频通道中断开一条通道，通过所述混频器形成的射频通道用于代替所述多路射频通道中断开的通道。

10.一种信号处理方法，其特征在于，包括：

基带处理器将待发送的信源信息通过基带处理生成基带信号；

射频收发机将所述基带处理器生成的基带信号转化为射频信号；

混频器对所述射频收发机生成的基带信号进行频谱搬移形成具有目标频率的射频信号；以及

所述具有目标频率的射频信号通过第二开关传输到天线模块，其中，所述第二开关为针对所述目标频率的射频信号设计的开关。