CN106301400A - 一种射频前端装置以及电路信号控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频前端装置以及电路信号控制方法，该射频前端包括多个单频段收发单元以及开关单元，各所述单频段收发单元所支持的频段各不相同，将各所述单频段收发单元与所述各开关单元一一对应连接，所述开关与所述控制通道连接，由控制信号控制所述开关的打开与闭合，以实现针对不同运营商的CA需求灵活进行频段的设计和搭配，在单一频段和多频段之间的切换的目的，降低了设计成本。

Description

一种射频前端装置以及电路信号控制方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种射频前端装置。本申请同时还涉及一种电路信号控制方法。

背景技术

随着移动通信技术的不断发展，世界范围的移动通信普遍在从LTE(Long TermEvolution，长期演进)向LTE-A(LTE-Advanced)发展，LTE-A的主要实现方式就是CA(载波聚合，Carrier Aggregation)。

在众多CA的实现类型中，FDD(Frequency Division Duplexing，频分双工)制式Inter-band DL CA(带间下行载波聚合)是目前阶段国内外比较主流的一种CA，其原理是从技术上把多个(通常为2～5个)不同频段的下行CC(子载波)聚合在一起，使得从基站向单个终端的信号传输带宽和速率大大增加。

目前，不同的运营商会根据自己频段资源的不同定义不同频段组合的CA规格，例如中国某运营商的CA规格是B1+B3，美国某运营商的CA规格是B2+B4，欧洲某运营商的CA规格是B3+B7，这些都是2CCs的CA组合。随着移动终端的技术更新，甚至还有运营商采用B3+B7+B20等3CCs的CA组合。

为了支持上述不同的CA规格，通常需要采用专用的多工器(四工器，六工器及以上等)。如图1所示，为一种支持B1+B3的CA组合终端产品的射频主收发电路示意图，其中U101是用于B1+B3CA的专用四工器，支持B1和B3的同时接收，以及B1或B3的发射；U102和U103是普通无源双工器，仅支持一个频段B2或B5的收发；且U2201是MMMB PAM(多模多频的射频功率放大器)，进行发射信号的功率放大；U2401是SPnT(单开多掷开关)，进行各频段的收发信号的端口切换合并，连接到天线端Primary ANT。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下技术问题：

(1)两个频段组合的Bx+By(x,y分别是不同的频段号)2CCs CA四工器型号繁多，有些型号因受限于元器件厂商的研发水平，普遍价格昂贵，还有很多型号尚在研发中没有量产，导致目前没有合适的部品型号可用。

(2)三个频段Bx+By+Bz(x,y,z分别是不同的频段号)3CCs CA六工器，因受限于元器件厂商的研发水平，目前还没有部品型号研发出来。

(3)如果用以上多工器方案进行DL CA规格不支持和支持的移动终端硬件兼容设计，那么在不支持CA规格的场景下，使用Bx+By四工器来实现Bx或者By，就比普通的Bx或者By双工器，成本浪费较多。

由此可见，如何在节省硬件资源以及生产成本的前提下实现多频段支持，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种射频前端装置以及电路信号控制方法，以实现针对不同运营商的CA需求灵活进行频段的设计和搭配，在单一频段和多频段之间的切换，降低设计成本。

为了达到上述目的，本发明提供一种射频前端装置，包括多个单频段收发单元以及开关单元，其特征在于，各所述单频段收发单元所支持的频段各不相同，其中：

各所述单频段收发单元与所述各开关单元一一对应连接；

所述开关与所述控制通道连接。

优选的，还包括可调谐匹配网络，其中：

所述可调谐匹配网络分别与各所述单频段收发单元以及所述开关单元连接。

本发明还提供一种电路信号控制方法，应用于上述射频前端装置的移动终端，其特征在于，该方法包括：

所述移动终端根据网络参数判断当前接入的网络所支持的工作模式；

若支持单频段工作模式，所述移动终端通过控制对应的所述开关单元，将其所支持的单频段完整射频通路打开，进行单频段搜网伺服工作；

若支持多频段工作模式，所述移动终端通过控制对应的所述开关单元，将其所支持的多频段完整射频通路打开，进行多频段搜网伺服工作。

优选的，将其所支持的单频段或多频段完整射频通路打开，进行单频段或多频段搜网伺服工作，具体为：

通过将所支持的频段通路的开关控制信号置高，将所述支持的频段通路的开关闭合；

通过将其他不支持的频段通路的开关控制信号置低，将所述不支持的频段通路的开关打开；

进行单频段或多频段搜网伺服工作。

优选的，所述单频段或多频段完整射频通路还包括可调谐匹配网络，具体为：

若支持单频段工作模式，将所述可调谐匹配网络调谐到高隔离度的匹配状态；

若支持多频段工作模式，将所述可调谐匹配网络调谐到低隔离度的匹配状态。

与现有技术相比，本发明实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：

本发明公开了一种射频前端装置以及电路信号控制方法，该射频前端包括多个单频段收发单元以及开关单元，各所述单频段收发单元所支持的频段各不相同，将各所述单频段收发单元与所述各开关单元一一对应连接，所述开关与所述控制通道连接，由控制信号控制所述开关的打开与闭合，以实现针对不同运营商的CA需求灵活进行频段的设计和搭配，在单一频段和多频段之间的切换的目的，降低了设计成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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，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为一种支持B1+B3的CA组合终端产品的射频主收发电路示意图；

图2为一种支持B3+B7、B3+B20、B7+B20等2CCs的CA组合，以及B3+B7+B20 3CCs的CA组合的终端产品的射频主收发电路示意图；

图3为一种支持Bx+By(x，y分别是不同的频段号)2CCs的CA组合的射频前端电路设计示意图；

图4为一种支持Bx+By+Bz(x，y，z分别是不同的频段号)3CCs的DL CA组合的射频前端电路设计示意图。

图5为一种支持Bx+By+Bz+Bm(x，y，z，m分别是不同的频段号)4CCs的DL CA组合的射频前端电路设计示意图。

图6为本发明具体实施例所提供的一种支持Bx+By(x，y分别是不同的频段号)2CCs的CA组合的射频方法示意图。

具体实施方式

正如本发明背景技术所陈述的，现有技术无法针对不同运营商的CA需求灵活进行频段的设计和搭配，否则将耗费较多的硬件成本。为了解决多工器型号无法选用的问题，现有技术所采取的技术手段是将一个天线按照不同频段进行拆分，或者是利用Diplexer/Triplexer(频段合并器，Diplexer实现2个频段合并，Triplexer实现3个频段合并)把多个不同的频段合并从而实现多频段并发。

以图2为例，为一种支持B3+B7、B3+B20、B7+B20等2CCs的CA组合，以及B3+B7+B203CCs的CA组合的终端产品的射频主收发电路示意图，其中主天线分为两个，一个是高频天线Primary ANT_HB，该高频天线用来支持B7，另外一个则是中低频天线Primary ANT_HB，该中低频天线用来支持B3和B20；U101～U105是普通无源双工器，仅支持一个频段信号的收发；而U106则为Diplexer，它的MB端口连接U103B3双工器，LB端口连接U104B20双工器。

基于以上思路，B3+B20CA的方式就是基于B3和B20的普通无源双工器，再加上U106Diplexer来实现；而B3+B7CA的方式以及B7+B20CA的方式则是通过两个天线同时工作来实现；B3+B7+B20CA的方式是通过这两个机制同时作用来实现。

然而，上述方法是基于天线以及频段合并器等外部因素实现的，并且这些设计方案也有不足，比如拆分天线的方法会增加终端天线布局的复杂度和终端尺寸，通常会牺牲外观，Diplexer方法只适用于频率相差较远的两个频段，像中频+高频，中频+低频，低频+高频，不适用于两个频率接近的频段组合CA，像同为中频的B1+B3，B2+B4，以及同为低频的B5+B12，B8+B20等，这是由Diplexer/Triplexer的器件特性所决定的。

有鉴于以上问题，本申请提出了一种射频前端装置，包括多个单频段收发单元以及开关单元，各所述单频段收发单元所支持的频段各不相同，还包括如下特征：

各所述单频段收发单元与所述各开关单元一一对应连接；所述开关与所述控制通道连接。

在如图3所示的支持Bx+By(x，y分别是不同的频段号)2CCs的CA组合的射频前端电路设计示意图中，普通无源双工器Bx DPX与对应的开关SPST连接，该开关SPST与控制通道相连接，普通无源双工器By DPX与对应的开关SPST连接，该开关SPST与控制通道相连接。

其中，U101和U102代表是普通无源双工器，且仅支持一个频段Bx或By的接收与发送；U201和U202代表是普通开关SPST，开关SPST外接控制信号，实现所在射频通路的开关闭合，该普通开关SPST可以是单刀单掷开关也可以是单刀多掷开关，但考虑到初始状态的使用场景可能是未知的，为了兼顾各个场景的使用效果，可以将开关SPST默认设置成单刀单掷开关，具体选择方式的变化并不会影响本申请的保护范围。

在本申请的优选实施例中，该通路中还包含MN装置，该MN为可调谐的匹配网络，目的是为了增加Bx与By频段之间的隔离度，降低两路信号之间的干扰。

具体的，开关SPST外接控制信号，当它闭合时，会把所在的Bx或By射频通路连通，当它打开时，会把所在的Bx或By射频通路切断，在具体实施场景中，当终端设备支持Bx+By的2CCs的CA组合时，可以通过控制信号把U201和U202同时闭合，实现Bx和By射频通路同时工作；当终端设备不支持Bx+By CA的2CCs的CA组合时，可以通过控制信号把U201和U202分别闭合，即工作在Bx单一频段下时把U201闭合，工作在By单一频段下时把U202闭合，以实现Bx射频或By射频通路分别工作。

与现有技术相比，本发明实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：

本发明公开了一种射频前端装置以及电路信号控制方法，该射频前端包括多个单频段收发单元以及开关单元，各所述单频段收发单元所支持的频段各不相同，将各所述单频段收发单元与所述各开关单元一一对应连接，所述开关与所述控制通道连接，由控制信号控制所述开关的打开与闭合，以实现针对不同运营商的CA需求灵活进行频段的设计和搭配，在单一频段和多频段之间的切换的目的，降低了设计成本。

下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的具体实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

如图4所示，为一种支持Bx+By+Bz(x，y，z分别是不同的频段号)3CCs的DL CA组合的射频前端电路设计示意图，在实际应用中，可以支持Bx+By+Bz以及更高数目的DL CA组合，该电路特征如下：

U101代表是普通无源双工器Bx DPX，U102代表是普通无源双工器By DPX，U103代表是普通无源双工器Bz DPX，U201代表是普通无源双工器Bx DPX对应的普通开关SPST，该普通开关SPST与外部控制信号相连，U202代表是普通无源双工器By DPX对应的普通开关SPST，该普通开关SPST同样与外部控制信号相连，U203代表是普通无源双工器Bz DPX对应的普通开关SPST，该普通开关SPST同样与外部控制信号相连，该普通开关SPST可以是单刀单掷开关也可以是单刀多掷开关，具体选择方式的变化并不会影响本申请的保护范围。

具体的，U201是Bx DPX的普通开关SPST，当它打开时会把所在的Bx射频通路切断，当它闭合时，会把所在的Bx射频通路连通，同样的U202是By DPX的普通开关SPST，当它打开时会把所在的By射频通路切断，当它闭合时，会把所在的By射频通路连通，同样的U203是BzDPX的普通开关SPST，当它打开时会把所在的Bz射频通路切断，当它闭合时，会把所在的Bz射频通路连通。由于普通无源双工器和SPST开关成本比专用四工器和Diplexer/Triplexer要低很多，在CA规格不支持和支持的移动终端硬件兼容设计上，有利于大幅节省设计成本。

基于应用上述方案的终端，移动终端根据不同的开关设置频段组合如下：

当移动终端设备仅支持Bx+By射频的CA组合时，可以通过控制信号把U201和U202同时闭合，将U203打开的方式实现Bx+By射频的CA组合；

当移动终端设备仅支持Bx+Bz射频的CA组合时，可以通过控制信号把U201和U203同时闭合，将U202打开的方式实现Bx+Bz射频的CA组合；

当移动终端设备仅支持By+Bz射频的CA组合时，可以通过控制信号把U202和U203同时闭合，将U201打开的方式实现By+Bz射频的CA组合；

当移动终端设备支持Bx+By+Bz射频的CA组合时，可以通过控制信号把U201、U202和U203同时闭合的方式实现Bx+By+Bz射频的CA组合；

当移动终端设备不支持多射频的CA组合，仅支持单一射频的CA组合时，可以通过控制信号把U201或U202或U203分别闭合的方式实现单一射频的CA组合。

优选的，在Bx射频通路、By射频通路以及Bz射频通路中还可以设置MN装置，该MN为可调谐的匹配网络，使得本通路的射频信号通过，同时对另外一个通路的射频信号增大衰减，从而增大各路信号之间的隔离度。

结合图3所述的射频装置，以图6为例，为本发明具体实施例所提供的一种支持Bx+By(x，y分别是不同的频段号)2CCs的CA组合的射频方法示意图，包括如下步骤：

步骤600，装置根据当前网络参数进行判断，判断当前的网络是否支持Bx+By的CA工作模式。

如果判断当前网络支持Bx+By的CA工作模式，跳转至步骤601，否则跳转至步骤604.

步骤601，根据步骤600判断的结果执行终端进入CA工作模式。

步骤602，根据指令把开关U201和开关U202的控制信号置高，从而令两个SPST开关闭合，同时把两个通路中的MN调谐到Bx和By高隔离度的匹配状态，以使每个通路高插损。

步骤603，把Bx+By完整射频通路打开，进行CA工作模式搜网伺服工作。

步骤604，根据步骤600判断的结果执行终端进入非CA工作模式。其中，分为Bx射频通路单独工作并进行Bx搜网伺服工作和By射频通路单独工作并进行By搜网伺服工作。

步骤605，根据指令把开关U201的控制信号置高，把开关U202的控制信号置低，从而令开关U201闭合开关U202打开，同时把开关U201所在通路中的MN调谐到Bx和By低隔离度的匹配状态，以使每个通路低插损。

步骤606，把Bx完整射频通路打开，进行非CA工作模式的Bx搜网伺服工作。

步骤607，根据指令把开关U201的控制信号置低，把开关U202的控制信号置高，从而令开关U201打开开关U202闭合，同时把开关U202所在通路中的MN调谐到Bx和By低隔离度的匹配状态，以使每个通路低插损。

步骤608，把By完整射频通路打开，进行非CA工作模式的By搜网伺服工作。

在本申请的优选实施例中，若在图4的基础上如果再增加一路信号，包括一个普通无源双工器U104和一个普通开关SPST U204，就可以支持Bx+By+Bz+Bm的4CCs的DL CA组合，如图5所示。依次类推，可以实现更高数目的DL CA的组合，这些都属于本申请的保护范围。

在以上具体实施例的方案中，所采用的FDD制式的各个频段的普通无源双工器和SPST开关都是元器件厂商的成熟部品，可以直接使用。在此基础上，移动终端可以不受CA频段组合的高低频率限制，高频/中频/低频中的任意2～3个频段可以自由组合，易于扩展。并且也不需要把终端的主天线按频段拆分为2～3个，从而有利于产品天线布局和整机外观。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)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场景所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种射频前端装置，包括多个单频段收发单元以及开关单元，其特征在于，各所述单频段收发单元所支持的频段各不相同，其中：

各所述单频段收发单元与所述各开关单元一一对应连接；

所述开关与所述控制通道连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括可调谐匹配网络，其中：

所述可调谐匹配网络分别与各所述单频段收发单元以及所述开关单元连接。

3.一种电路信号控制方法，应用于包含权利要求1-2任一项所述的射频前端装置的移动终端，其特征在于，该方法包括：

所述移动终端根据网络参数判断当前接入的网络所支持的工作模式；

若支持单频段工作模式，所述移动终端通过控制对应的所述开关单元，将其所支持的单频段完整射频通路打开，进行单频段搜网伺服工作；

若支持多频段工作模式，所述移动终端通过控制对应的所述开关单元，将其所支持的多频段完整射频通路打开，进行多频段搜网伺服工作。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将其所支持的单频段或多频段完整射频通路打开，进行单频段或多频段搜网伺服工作，具体为：

通过将所支持的频段通路的开关控制信号置高，将所述支持的频段通路的开关闭合；

通过将其他不支持的频段通路的开关控制信号置低，将所述不支持的频段通路的开关打开；

进行单频段或多频段搜网伺服工作。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述单频段或多频段完整射频通路还包括可调谐匹配网络，具体为：

若支持单频段工作模式，将所述可调谐匹配网络调谐到高隔离度的匹配状态；

若支持多频段工作模式，将所述可调谐匹配网络调谐到低隔离度的匹配状态。