CN106411331B - 下行载波聚合系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种下行载波聚合系统及电子设备，其中下行载波聚合系统包括多输入多输出单刀多掷开关及多个多工器；多输入多输出单刀多掷开关包括N个动端和N个不动端，N个动端均与天线开关连接，N个不动端相互连接，N为大于或等于2的正整数；多输入多输出单刀多掷开关的各个不动端均与连接至对应的多工器的公用端。本发明利用多输入多输出单刀多掷开关实现下行载波聚合，可以减少或避免使用四工器、六工器、八工器等造价昂贵的器件，有效降低了成本，满足市场需求，而且可以降低插入损耗，优化性能指标。

Description

下行载波聚合系统及电子设备

技术领域

本发明涉及载波聚合领域，特别是涉及一种下行载波聚合系统及电子设备。

背景技术

目前的手机，对于下行载波聚合(DLCA)功能的要求已经越来越普遍。载波聚合(CA)是LTE技术中的关键技术点之一，它能够有效地解决目前系统带宽扩展的问题。所谓下行载波聚合(DLCA)就是在进行下行通信的时候，通过载波聚合技术将单个频段内多个子带进行聚合或者将多个频段的子带进行聚合。

目前由于技术的缘故，对于载波聚合技术的使用主要在下行通信，也就是在进行下载的时候对带宽进行增强。而目前下行载波聚合主要由四工器、六工器等实现。如图1所示，如使用LTE的Bx频段与By频段进行载波聚合，就会通过一个四工器将Bx频段与By频段的TX(发射)信号与RX(接收)信号通过一个公用端口进行发射与接收。现有这种利用四工器进行下行载波聚合的方案，存在着几大缺点：第一就是差损大，造成相应频段的灵敏度极差；第二则是成本高，四工器的价格在行业中普遍都比较贵；第三则是目前能够生产四工器的厂家很少，无法满足市场需求。

发明内容

基于此，为解决现有技术中的问题，本发明提供一种下行载波聚合系统，通过多输入多输出单刀多掷开关实现下行载波聚合，极大地降低成本，降低插入损耗，优化性能指标，且满足市场需求。

为实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一种下行载波聚合系统，包括多输入多输出单刀多掷开关及N个多工器，N为正整数；

所述多输入多输出单刀多掷开关包括N个动端和N个不动端，N个动端均与天线开关连接，N个不动端相互连接；

所述多输入多输出单刀多掷开关的各个不动端均与对应的多工器的公用端连接。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括上述的下行载波聚合系统。

相较于传统技术，本发明利用多输入多输出单刀多掷开关实现下行载波聚合，当天线接收包含多个频段的信号后，经过天线开关可传输至多输入多输出单刀多掷开关的任意一个动端，控制该动端与不动端导通，然后各个频段的信号经过各个不动端送入相应的多工器(如双工器)进行后续处理。而在进行上行通信时，则可控制多输入多输出单刀多掷开关切换到相应的动端，使得多工器(如双工器)输出的各个频段的信号单独进行上行通信。本发明利用多输入多输出单刀多掷开关实现下行载波聚合，可以减少或避免使用四工器、六工器、八工器等造价昂贵的器件，有效降低了成本，满足市场需求，而且可以降低插入损耗，优化性能指标。另外，本发明中的多输入多输出单刀多掷开关工作时只需要使用一个通路，不用考虑多路通道的隔离度，容易实现，而且本发明中的多输入多输出单刀多掷开关只需使用一路控制信号便能控制开关的导通与关断，在系统控制端口有限的情况下更易于设计。

附图说明

图1为传统技术中利用四工器实现下行载波聚合的示意图；

图2为本发明的下行载波聚合系统在第一种实施方式中的结构示意图；

图3为本发明的下行载波聚合系统在第二种实施方式中的结构示意图；

图4为本发明的下行载波聚合系统在第三种实施方式中的结构示意图；

图5为本发明的下行载波聚合系统在第四种实施方式中的结构示意图；

图6为本发明的下行载波聚合系统在第五种实施方式中的结构示意图；

图7为本发明的下行载波聚合系统在第六种实施方式中的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合较佳实施例及附图对本发明的内容作进一步详细描述。显然，下文所描述的实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。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，都属于本发明保护的范围。应当理解的是，尽管在下文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

图2是本发明的下行载波聚合系统在一个实施例中的结构示意图，如图2所示，本实施例中的下行载波聚合系统包括多输入多输出单刀多掷开关1及多个多工器2。其中，多输入多输出单刀多掷开关1包括N个动端a和N个不动端b，N为大于或等于2的正整数。N个动端a均与天线开关3连接，N个不动端b相互连接。且多输入多输出单刀多掷开关1的各个不动端b均与连接至对应的多工器2的公用端Ant。

本实施例一中的下行载波聚合系统利用多输入多输出单刀多掷开关实现下行载波聚合，天线4接收包含多个频段的信号，经过天线开关3后，可传输至多输入多输出单刀多掷开关1的任意一个动端a，控制该动端a与不动端b导通，然后各个频段的信号经过各个不动端b送入相应的多工器进行后续处理。而在进行上行通信时，则可控制多输入多输出单刀多掷开关切换到相应的动端a，使得多工器2输出的各个频段的信号单独进行上行通信。

本实施例中的下行载波聚合系统利用多输入多输出单刀多掷开关实现下行载波聚合，可以减少或避免使用四工器、六工器、八工器等造价昂贵的器件，降低成本，而且可以降低插入损耗(以下简称插损)，优化性能指标。另外，本实施例中的多输入多输出单刀多掷开关与多个开关的并联结构不同，多输入多输出单刀多掷开关工作时只需要使用一个通路，不用考虑多路通道的隔离度，容易实现，而且本实施例中的多输入多输出单刀多掷开关只需使用一路控制信号便能控制开关的导通与关断，在系统控制端口有限的情况下更易于设计。

本实施例中多输入多输出单刀多掷开关1的端口数量以及多工器2的选择可以根据实际情况来确定。例如，由于双工器造价低，且插损低，多工器2可以使用双工器，且双工器的数量与多输入多输出单刀多掷开关1的不动端b的数量相同，均为N，参照图3所示，多输入多输出单刀多掷开关1的各个不动端b与其对应的双工器的公用端Ant连接，天线4接收包含多个频段的信号，经过天线开关3传输至多输入多输出单刀多掷开关1的任意一个动端a，控制该动端a与不动端b导通，然后各个频段的信号经过各个不动端b送入相应的双工器进行后续处理。而在多个频段的信号进行上行发射时，不需要进行上行聚合，不同频段的信号就会分开，控制多输入多输出单刀多掷开关切换至不同频段的信号对应的动端进行传输。另外，如不考虑成本，多工器也可以使用四工器，四工器的个数为N/2，N为大于或等于4的偶数，这样通过多输入多输出单刀多掷开关1和多个四工器可以实现八工器的功能。

进一步的，也可以根据实际使用需求组合使用双工器、三工器、四工器等多工器。为了体现本发明的下行载波聚合系统的优势，下面再结合几个可选的实施方式来对本发明所提供的下行载波聚合系统进行说明。

参照图4所示，且一并参照图2，在一种可选的实施方式中，多输入多输出单刀多掷开关1为双输入双输出单刀双掷开关11。双输入双输出单刀双掷开关11包括第一动端a1、第二动端a2、第一不动端b1以及第二不动端b2。其中，第一动端a1、第二动端a2均与天线开关3连接，第一不动端b1和第二不动端b2连接。

多工器2为双工器，双工器的个数为2，两个双工器分别为第一双工器221和第二双工器222。双输入双输出单刀双掷开关11的第一不动端b1与第一双工器221的公用端Ant连接，第二不动端b2与第二双工器222的公用端Ant连接。

在该可选的实施方式中，利用双输入双输出单刀双掷开关11和两个双工器实现两个频段的下行载波聚合，假设第一双工器221用于处理Bx频段的信号，第二双工器222用于处理By频段的信号，当LTE系统传输的Bx频段信号与By频段信号进行载波聚合时，天线4同时接收Bx频段的信号与By频段的信号，信号通过天线开关3后输入至双输入双输出单刀双掷开关11的动端a1(或a2，视具体情况切换)，然后从不动端b1输出Bx频段的信号至第一双工器221进行后续处理，从不动端b2输出By频段的信号至第二双工器222进行后续处理。

参照图4所示，当对Bx频段的信号与By频段的信号进行发射时，因为不需要进行上行聚合，不同频段的信号就会分开，故控制双输入双输出单刀双掷开关11切换至对应的动端进行处理，例如第一双工器221输出的Bx频段的信号经动端a1输出至天线4发射，第二双工器222输出的By频段的信号经动端a2输出至天线发射，各个频段的信号单独上行通信。

在传统技术中使用四工器来实现两个频段的下行载波聚合，以B1频段为例，四工器的RX接收插损普遍在2.6dB左右，而双工器的插损只有1.9dB，加上双输入双输出单刀双掷开关11的差损0.2dB，故本实施例中的下行载波聚合系统相比于传统技术中基于四工器的设计方案，可降低0.5dB的插损，而且使用双工器的成本会比使用四工器的成本低很多，双工器跟单刀双掷开关目前市场上都比较多，能够满足需求，且有利于厂家集中设计。

参照图5、6所示，且一并参照图2，在一种可选的实施方式中，多输入多输出单刀多掷开关1为三输入三输出单刀三掷开关12；三输入三输出单刀三掷开关12包括第一动端a1、第二动端a2、第三动端a3、第一不动端b1、第二不动端b1以及第三不动端b2。其中，第一动端a1、第二动端a2以及第三动端a3均与天线开关3连接；第一不动端b1、第二不动端b2以及第三不动端b3相互连接。

可选的，参照图5所示，多个多工器2为三个双工器，分别为第一双工器241、第二双工器242以及第三双工器243。三输入三输出单刀三掷开关12的第一不动端b1与第一双工器241的公用端Ant连接，第二不动端b2与第二双工器242的公用端Ant连接，第三不动端b3与第三双工器243的公用端Ant连接。

可选的，参照图6所示，多个多工器2也可以是四工器231和双工器232，此时三输入三输出单刀三掷开关12的第一不动端b1和第二不动端b2均与四工器231的公用端Ant连接，第三不动端b3与双工器232的公用端Ant连接。

请参照图5，假设第一双工器241用于处理Bx频段的信号发射与接收、第二双工器242用于处理By频段的信号发射与接收，第三双工器243用于处理Bz频段的信号发射与接收。当天线4接收到Bx频段、By频段及Bz频段的信号时，经天线开关3输入至三输入三输出单刀三掷开关12的动端a3(也可以是a1或a2)，不同频段的信号再分别从不同的不动端输出，如图5所示，Bx频段的信号经不动端b1输入至第一工器241进行后续处理，By频段的信号经不动端b2输入至第二双工器241进行后续处理，而Bz频段的信号经不动端b3输入至第三双工器243进行后续处理。由此可见，通过本实施例中三输入三输出单刀四掷开关12与第一双工器241、第二双工器242、第三双工器243的组合使用，实现了传统技术中六工器的效果，而且成本和插损更低。

当对Bx频段、By频段及Bz频段的信号进行发射时，由于不需要进行上行聚合，不同频段的信号就会分开发射，故将三输入三输出单刀双掷开关12切换至对应的不动端进行处理，例如第一工器241输出的Bx频段的信号经动端a1输出至天线4发射，第二双工器242输出的By频段的信号经动端a2输出至天线4发射，第三双工器243输出的Bz频段的信号经动端a3输出至天线4发射，各个频段的信号单独进行上行通信。

请参照图6，假设四工器231用于处理Bx频段的信号发射与接收、By频段的信号发射与接收，双工器232用于处理Bz频段的信号发射与接收，当天线4接收到Bx频段、By频段及Bz频段的信号时，经天线开关3输入至三输入三输出单刀三掷开关12的动端a3(也可以是a1或a2)，不同频段的信号再分别从不同的不动端输出，如Bx频段的信号经不动端b1输入至四工器231进行后续处理，By频段的信号经不动端b2输入至四工器231进行后续处理，而Bz频段的信号经不动端b3输入至双工器232进行后续处理。由此可见，通过本实施例中三输入三输出单刀四掷开关12与四工器231、双工器232组合使用，也能实现传统技术中六工器的效果，而且成本和插损低。

当对Bx频段、By频段及Bz频段的信号进行发射时，由于不需要进行上行聚合，不同频段的信号就会分开发射，故将三输入三输出单刀三掷开关12切换至对应的不动端进行处理，例如四工器231输出的Bx频段的信号经动端a1输出至天线4发射，四工器231输出的By频段的信号经动端a2输出至天线4发射，双工器232输出的Bz频段的信号经动端a3输出至天线4发射，各个频段的信号单独进行上行通信。

参照图7所示，且一并参照图2，在一种可选的实施方式中，多输入多输出单刀多掷开关1为四输入四输出单刀四掷开关13。四输入四输出单刀四掷开关14包括第一动端a1、第二动端a2、第三动端a3、第四动端a4、第一不动端b1、第二不动端b2、第三不动端b3以及第四不动端b4。四输入四输出单刀四掷开关14的第一动端a1、第二动端a2、第三动端a3以及第四动端a4均与所天线开关3连接。四输入四输出单刀四掷开关14的第一不动端b1、第二不动端b2、第三不动端b3以及第四不动端b4相互连接。

多个双工器2为两个四工器，分别为第一四工器251和第二四工器252。四输入四输出单刀四掷开关14的第一不动端b1和第二不动端b2均与第一四工器251的公用端Ant连接，第三不动端b3和第四不动端b4均与第二四工器252的公用端Ant连接。

请参照图7，假设第一四工器251用于处理Bx频段的信号发射与接收、By频段的信号发射与接收，第二四工器252用于处理Bm频段的信号发射与接收、Bn频段的信号发射与接收。当天线4接收到Bx频段、By频段、Bm频段及Bn频段的信号时，经天线开关3输入至四输入四输出单刀四掷开关13的动端a4(也可以是a1或a2或a3)，不同频段的信号再分别从不同的不动端输出，如Bx频段的信号经不动端b1输入至第一四工器251进行后续处理，By频段的信号经不动端b2输入至第一四工器251进行后续处理，Bm频段的信号经不动端b3输入至第二四工器252进行后续处理，而Bn频段的信号经不动端b4输入至第二四工器252进行后续处理。由此可见，通过本实施例中四输入四输出单刀四掷开关13与第一四工器251、第二四工器252的组合使用，实现了传统技术中八工器的效果，而且成本和插损更低。

当对Bx频段、By频段、Bm频段及Bn频段的信号进行发射时，由于不需要进行上行聚合，不同频段的信号就会分开发射，故将四输入四输出单刀四掷开关13切换至对应的不动端进行处理，例如第一四工器251输出的Bx频段的信号经动端a1输出至天线4发射，第一四工器251输出的By频段的信号经动端a2输出至天线4发射，第二四工器252输出的Bm频段的信号经动端a3输出至天线4发射，而第二四工器252输出的Bn频段的信号经动端a4输出至天线4发射，各个频段的信号单独进行上行通信。

另外，还可以根据实际的需求将本发明实施例中的多输入多输出单刀多掷开关1与各种多工器2组合使用，构造不同的下行载波聚合系统，均能实现低降低成本和插损以及优化性能指标的目的，此处不再对各种实施方式一一解释说明。

本发明还提供一种电子设备，包括上述的下行载波聚合系统。该电子设备可以是手机、平板电脑、POS机等移动终端。该电子设备还包括处理器，处理器输出控制信号至下行载波聚合系统中的多输入多输出单刀多掷开关1，从而控制多输入多输出单刀多掷开关1的切换，例如图4所示，当第一双工器221输出Bx频段信号时，控制双输入双输出单刀双掷开关11切换至动端a1，这样Bx频段的信号就通过动端a1输出至天线4发射；当第二双工器222输出By频段信号时，控制双输入双输出单刀双掷开关11切换至动端a2，这样By频段信号经动端a2输出至天线4发射。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种下行载波聚合系统，其特征在于，包括天线、多输入多输出单刀多掷开关及多个多工器；

所述多输入多输出单刀多掷开关包括N个动端和N个不动端，N个动端均与天线开关连接，N个不动端相互连接，N为大于或等于2的正整数；

所述多输入多输出单刀多掷开关的各个不动端均与连接至对应的多工器的公用端；

所述天线与所述天线开关连接。

2.根据权利要求1所述的下行载波聚合系统，其特征在于，多个所述多工器均为双工器，所述双工器的个数为N。

3.根据权利要求2所述的下行载波聚合系统，其特征在于，所述多输入多输出单刀多掷开关为双输入双输出单刀双掷开关；所述双输入双输出单刀双掷开关包括第一动端、第二动端、第一不动端以及第二不动端；所述第一动端、所述第二动端均与所述天线开关连接，所述第一不动端和所述第二不动端连接；

所述双工器的个数为2，两个双工器分别为第一双工器和第二双工器；

所述第一不动端与所述第一双工器的公用端连接，所述第二不动端与所述第二双工器的公用端连接。

4.根据权利要求1所述的下行载波聚合系统，其特征在于，多个所述多工器为四工器，所述四工器的个数为N/2，N为大于或等于4的偶数。

5.根据权利要求4所述的下行载波聚合系统，其特征在于，所述多输入多输出单刀多掷开关为四输入四输出单刀四掷开关；所述四输入四输出单刀四掷开关包括第一动端、第二动端、第三动端、第四动端、第一不动端、第二不动端、第三不动端以及第四不动端；所述第一动端、所述第二动端、所述第三动端以及所述第四动端均与所述天线开关连接；所述第一不动端、所述第二不动端、所述第三不动端以及所述第四不动端相互连接；

所述四工器的个数为2，两个四工器分别为第一四工器和第二四工器；

所述第一不动端和所述第二不动端均与所述第一四工器的公用端连接，所述第三不动端和所述第四不动端均与所述第二四工器的公用端连接。

6.根据权利要求1所述的下行载波聚合系统，其特征在于，所述多输入多输出单刀多掷开关为三输入三输出单刀三掷开关；所述三输入三输出单刀三掷开关包括第一动端、第二动端、第三动端、第一不动端、第二不动端以及第三不动端；所述第一动端、所述第二动端以及所述第三动端均与所述天线开关连接；所述第一不动端、所述第二不动端以及所述第三不动端相互连接；

多个所述多工器分别为四工器和双工器；所述第一不动端和所述第二不动端均与所述四工器的公用端连接，所述第三不动端与所述双工器的公用端连接。

7.根据权利要求1所述的下行载波聚合系统，其特征在于，所述多输入多输出单刀多掷开关为三输入三输出单刀三掷开关，所述三输入三输出单刀三掷开关包括第一动端、第二动端、第三动端、第一不动端、第二不动端以及第三不动端；所述第一动端、所述第二动端以及所述第三动端均与所述天线开关连接，所述第一不动端、所述第二不动端和所述第三不动端相互连接；

多个所述多工器为三个双工器，分别为第一双工器、第二双工器以及第三双工器；

所述第一不动端与第一双工器的公用端连接，所述第二不动端与所述第二双工器的公用端连接，所述第三不动端与所述第三双工器的公用端连接。

8.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的下行载波聚合系统。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，还包括处理器，所述处理器输出控制信号至所述多输入多输出单刀多掷开关，控制所述多输入多输出单刀多掷开关的切换。

10.根据权利要求8或9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为移动终端。