CN107733451A - 射频前端电路和移动终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种射频前端电路和移动终端设备，其中，射频前端电路包括：WCN天线、分集接收天线、第一射频通路、第二射频通路和WCN收发器；其中，WCN天线通过第一射频通路连接至WCN收发器，分集接收天线通过第二射频通路连接至WCN收发器，当移动终端设备的GPS定位打开时，WCN天线和分集接收天线同时接收GPS信号，并通过第一射频通路和第二射频通路将接收到的GPS信号分别传输至WCN收发器。该技术方案，通过复用移动终端设备的分集接收天线接收GPS信号，有效地改善了GPS信号的方向性，从而提高了GPS信号的接收质量。

Description

射频前端电路和移动终端设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及射频前端电路和移动终端设备。
背景技术
目前，随着手机等移动终端设备的大量普及以及定位信息日趋广泛的应用，在复杂场景下对卫星定位系统的定位速度与精度的要求也越来越高，同时也对移动终端设备的天线与前端射频通路所接收到的GPS(Global Position System，全球定位系统)信号的强度和质量提出了挑战。
GPS卫星信号的特点为强度弱、信噪比低以及存在多径效应，接收机对信号损耗与噪声比较敏感，而当天线方向性不好时，极易造成GPS信号的强度与信噪比动辄几dB的下降，从而对定位质量造成很大影响。
现有的移动终端设备通常情况下只有一根GPS天线，且多与2.4G&5G WiFi(Wireless Fidelity，无线局域网)天线共用，而当将这种设计方案应用于金属机身时，无法保证GPS天线很好的方向性，例如当用户变换一下手持移动终端设备的姿势，或周围环境的变化导致在天线较强的方向上GPS信号质量变差时，用户便只能接受这种情况，没有更多的选择。
但是，一般地移动终端设备通常有多根天线，方向性也各不相同，而只使用一根天线实现GPS信号的接收对资源造成很大浪费，因此，如何利用移动终端设备具有多根天线的优势改善GPS信号的方向性，从而提高GPS信号的接收质量。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种新的技术方案，通过复用移动终端设备的分集接收天线接收GPS信号，有效地改善了GPS信号的方向性，从而提高了GPS信号的接收质量。
有鉴于此，根据本发明第一方面的技术方案，提出了一种射频前端电路，用于移动终端设备，包括：WCN天线、分集接收天线、第一射频通路、第二射频通路和WCN收发器；其中，WCN天线通过第一射频通路连接至WCN收发器，分集接收天线通过第二射频通路连接至WCN收发器，当移动终端设备的GPS定位打开时，WCN天线和分集接收天线同时接收GPS信号，并通过第一射频通路和第二射频通路将接收到的GPS信号分别传输至WCN收发器。
在该射频前端电路中，当移动终端设备的GPS定位打开时，除了通过WCN(WirelessConnectivity Network，无线连接网络)天线及其对应的第一射频通路接收GPS信号外，还可以通过分集接收天线及其对应的第二射频通路接收GPS信号，具体地，分集接收天线可以为移动终端设备的Cellular DRX天线(即蜂窝网络分集接收天线)，如此通过在仅用于接收的分集接收天线上增加对GPS信号的接收，使进入WCN收发器的GPS信号由一路增加为两路，不仅可以通过实现对GPS信号的分集接收，有效地改善GPS信号的方向性，同时还可以避免由于GPS信号对干扰比较敏感使移动终端设备自身的发射信号对GPS信号造成比较大的灵敏度下降，即实现GPS信号接收与移动终端设备自身发射信号的有效隔离，从而有效地提高GPS信号的接收质量。
另外，本发明上述技术方案提供的射频前端电路还具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，优选地，第二射频通路包括：选通开关、双信器、第一GPS射频子通路和Cellular射频子通路，以及分集接收天线通过选通开关分别连接至双信器的第一端和Cellular射频子通路，双信器的第二端和第三端分别连接至第一GPS射频子通路和Cellular射频子通路。
在该技术方案中，为了确保实现对移动终端设备的分集接收天线的复用，具体地，第二射频通路包括用于传输分集接收天线接收到的GPS信号传输的第一GPS射频子通路和用于传输分集接收天线接收到的Cellular信号的Cellular射频子通路，进一步地该第一GPS射频子通路依次通过双信器和选通开关连接至分集接收天线，以实现通过分集接收天线接收GPS信号，以及Cellular射频子通路一方面依次通过双信器和选通开关连接至分集接收天线，另一方面通过选通开关直接连接至分集接收天线，则当选通开关切换连接至该Cellular射频子通路时分集接收天线只进行Cellular信号的接收，而当选通开关切换连接至双信器时分集接收天线同时进行GPS信号和Cellular信号的接收，并通过在第二射频通路中增加的双信器实现对两个信号的区分，以使GPS信号和Cellular信号分别通过第一GPS射频子通路和Cellular射频子通路进入WCN收发器和Cellular收发器，从而有效地将两个不同频段信号分开，实现对GPS信号和Cellular信号的分集接收。
在上述任一技术方案中，优选地，第一GPS射频子通路包括第一声表滤波器和第一外置低噪声放大器，以及双信器的第二端依次通过第一声表滤波器和第一外置低噪声放大器连接至WCN收发器；Cellular射频子通路包括分集接收射频前端模组和Cellular收发器，以及分集接收射频前端模组的第一端、第二端和第三端分别连接至双信器的第三端、选通开关和Cellular收发器。
在该技术方案中，用于传输分集接收天线接收到的GPS信号的第一GPS射频子通路主要包括用于对信号进行滤波处理和放大处理的第一声表滤波器和第一外置低噪声放大器，以将经过处理提高信号质量的GPS信号传输至WCN收发器；而Cellular射频子通路具体主要包括对分集接收天线接收到的Cellular信号进行滤波、频段选择等处理的分集接收射频前端模组以及对Cellular信号进行进一步处理的Cellular收发器。
在上述任一技术方案中，优选地，第一射频通路包括：三工器、网络连接射频子通路和第二GPS射频子通路，WCN天线连接至三工器的第一端，三工器的第二端和第三端分别连接至网络连接射频子通路和第二GPS射频子通路，分别实现对网络连接信号和GPS信号的接收。
在该技术方案中，除了上述新增的第一射频子通路，该射频前端电路还包括用于实现对WCN天线接收到的GPS信号进行传输的第二GPS射频子通路，进一步地还包括用于实现对WCN天线接收到的网络连接信号进行传输的网络连接射频子通路，即主要由第二射频子通路和网络连接射频子通路构成该射频前端电路的第一射频通路，可以同时实现对网络连接信号和GPS信号的接收，具体地该第二射频子通路和网络连接射频子通路通过三工器与WCN天线实现连通。
在上述任一技术方案中，优选地，网络连接射频子通路包括WiFi射频前端模组，以及三工器的第二端通过WiFi射频前端模组连接至WCN收发器；第二GPS射频子通路包括第二声表滤波器和第二外置低噪声放大器，以及三工器的第三端依次通过第二声表滤波器和第二外置低噪声放大器连接至WCN收发器。
在该技术方案中，网络连接射频子通路具体主要包括对WCN天线接收到的网络连接信号进行滤波、频段选择等处理的WiFi射频前端模组，以将网络连接信号转化为WCN收发器可以进一步处理的形式；而用于传输WCN接收天线接收到的GPS信号的第二GPS射频子通路主要包括用于对信号进行滤波处理和放大处理的第二声表滤波器和第二外置低噪声放大器，以将经过处理提高信号质量的GPS信号传输至WCN收发器。
在上述任一技术方案中，优选地，当移动终端设备的GPS定位打开，且WCN天线和分集接收天线同时接收GPS信号时，第一GPS射频子通路在WCN天线接收的GPS信号的第一信号质量优于分集接收天线接收的GPS信号的第二信号质量时关闭，仅通过第二GPS射频子通路接收GPS信号，其中，第二信号质量优于设定阈值；以及第二GPS射频子通路在第二信号质量优于第一信号质量时关闭，仅通过第一GPS射频子通路接收GPS信号，其中，第一信号质量优于设定阈值。
在该技术方案中，当移动终端设备的GPS定位打开且第一射频通路和第二射频通路均开通可以通过WCN天线和分集接收天线同时接收GPS信号时，此时分集接收天线通过选通开关连接至双信器，具体可以采用接收到的GPS信号的信号质量更好的天线单独进行GPS信号的接收，此时，WCN天线和分集接收天线分别接收到的GPS信号的信号质量均优于设定阈值，即说明任一天线单独接收到的GPS信号的信号质量已足以满足移动终端设备的定位需求，其中信号质量的设定阈值具体可以根据移动终端设备及其使用环境等实际情况确定。
在上述任一技术方案中，优选地，当单独通过WCN天线或分集接收天线接收的GPS信号的信号质量低于设定阈值时，第一GPS射频子通路和第二GPS射频子通路均打开，以使WCN天线和分集接收天线同时接收GPS信号。
在该技术方案中，当WCN天线或分集接收天线接收单独接收到的GPS信号的信号质量均低于设定阈值时，即说明任一天线单独接收到的GPS信号的信号质量已无法满足移动终端设备的定位需求，此时则可以同时打开第一GPS射频子通路和第二GPS射频子通路均打开，以通过WCN天线和分集接收天线同时接收GPS信号，从而有效地改善GPS信号的方向性，提高GPS信号的接收质量。
在上述任一技术方案中，优选地，选通开关包括双刀双掷开关。
在该技术方案中，第二射频通路中的选通开关包括但不限于双刀双掷开关，可以根据实际使用需求更换为其他类型的开关，以满足不同的用户需求。
根据本发明第二方面的技术方案，提出了一种移动终端设备，包括如上技术方案中任一项所述的射频前端电路。因此，该移动终端设备具有上述技术方案中任一项所述的射频前端电路的所有有益效果，在此不再赘述。
进一步优选地，移动终端设备为智能手机或者掌上电脑。
本发明的上述技术方案，通过复用移动终端设备的分集接收天线接收GPS信号，有效地改善了GPS信号的方向性，从而提高了GPS信号的接收质量。
附图说明
图1示出了本发明实施例的射频前端电路的示意框图；
图2示出了本发明实施例的射频前端电路的架构示意图；
图3示出了本发明实施例的射频前端电路的工作流程示意图。
具体实施方式
为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面结合图1至图3对本发明的实施例的射频前端电路进行详细说明。
如图1所示，根据本发明实施例的射频前端电路，用于移动终端设备，该射频前端电路包括：WCN天线10、分集接收天线30、第一射频通路20、第二射频通路40和WCN收发器50。
其中，WCN天线10通过第一射频通路20连接至WCN收发器50，分集接收天线30通过第二射频通路40连接至WCN收发器50，当移动终端设备的GPS定位打开时，WCN天线10和分集接收天线30同时接收GPS信号，并通过第一射频通路20和第二射频通路40将接收到的GPS信号分别传输至WCN收发器50。
在该射频前端电路中，当移动终端设备的GPS定位打开时，除了通过WCN天线(即WiFi&BT&GPS天线)及其对应的第一射频通路20接收GPS信号外，还可以通过分集接收天线30及其对应的第二射频通路40接收GPS信号，具体地，分集接收天线30可以为移动终端设备的Cellular DRX天线(即蜂窝网络分集接收天线)，如此通过在仅用于接收的分集接收天线30上增加对GPS信号的接收，使进入WCN收发器50的GPS信号由一路增加为两路，不仅可以通过实现对GPS信号的分集接收，有效地改善GPS信号的方向性，同时还可以避免由于GPS信号对干扰比较敏感使移动终端设备自身的发射信号对GPS信号造成比较大的灵敏度下降，即实现GPS信号接收与移动终端设备自身发射信号的有效隔离，从而有效地提高GPS信号的接收质量。
进一步地，如图2所示，上述实施例中所述的第二射频通路40包括：选通开关402、双信器404、第一GPS射频子通路和Cellular射频子通路，以及分集接收天线30通过选通开关402分别连接至双信器404的第一端和Cellular射频子通路，双信器404的第二端和第三端分别连接至第一GPS射频子通路和Cellular射频子通路。
在该实施例中，为了确保实现对移动终端设备的分集接收天线30的复用，具体地，第二射频通路40包括用于传输分集接收天线30接收到的GPS信号传输的第一GPS射频子通路和用于传输分集接收天线30接收到的Cellular信号的Cellular射频子通路，进一步地该第一GPS射频子通路依次通过双信器404(即Diplexer)和选通开关402连接至分集接收天线30，以实现通过分集接收天线30接收GPS信号，以及Cellular射频子通路一方面依次通过双信器404和选通开关402连接至分集接收天线30，另一方面通过选通开关402直接连接至分集接收天线30，则当选通开关402切换连接至该Cellular射频子通路时分集接收天线30只进行Cellular信号的接收，而当选通开关402切换连接至双信器404时分集接收天线30同时进行GPS信号和Cellular信号的接收，并通过在第二射频通路的40中增加双信器404实现对两个信号的区分，以使GPS信号和Cellular信号分别通过第一GPS射频子通路和Cellular射频子通路进入WCN收发器50和Cellular收发器412，从而有效地将两个不同频段信号分开，实现对GPS信号和Cellular信号的分集接收。
进一步地，如图2所示，第一GPS射频子通路包括第一声表滤波器406和第一外置低噪声放大器408，以及双信器404的第二端依次通过第一声表滤波器406和第一外置低噪声放大器408连接至WCN收发器50；Cellular射频子通路包括分集接收射频前端模组410和Cellular收发器412，以及分集接收射频前端模组410的第一端、第二端和第三端分别连接至双信器404的第三端、选通开关402和Cellular收发器412。
在该实施例中，用于传输分集接收天线30接收到的GPS信号的第一GPS射频子通路主要包括用于对信号进行滤波处理和放大处理的第一声表滤波器406(即SAW Filter，声表面波滤波器)和第一外置低噪声放大器408(即eLNA)，以将经过处理提高信号质量的GPS信号传输至WCN收发器50；而Cellular射频子通路具体主要包括对分集接收天线30接收到的Cellular信号进行滤波、频段选择等处理的分集接收射频前端模组410(即FEM，Front EndModule)以及对Cellular信号进行进一步处理的Cellular收发器412。
进一步地，如图2所示，上述实施例中所述的第一射频通路20包括：三工器202、网络连接射频子通路和第二GPS射频子通路，WCN天线10连接至三工器202的第一端，三工器202的第二端和第三端分别连接至网络连接射频子通路和第二GPS射频子通路，分别实现对网络连接信号和GPS信号的接收。
在该实施例中，除了上述新增的第一射频子通路，该射频前端电路还包括用于实现对WCN天线10接收到的GPS信号进行传输的第二GPS射频子通路，进一步地还包括用于实现对WCN天线10接收到的网络连接信号进行传输的网络连接射频子通路，即主要由第二射频子通路和网络连接射频子通路构成该射频前端电路的第一射频通路20，可以同时实现对网络连接信号和GPS信号的接收，具体地该第二射频子通路和网络连接射频子通路通过三工器202(即Triplexer)与WCN天线10实现连通。
进一步地，如图2所示，网络连接射频子通路包括WiFi射频前端模组204，以及三工器202的第二端通过WiFi射频前端模组204连接至WCN收发器50；第二GPS射频子通路包括第二声表滤波器206和第二外置低噪声放大器208，以及三工器202的第三端依次通过第二声表滤波器206和第二外置低噪声放大器208连接至WCN收发器50。
在该实施例中，网络连接射频子通路具体主要包括对WCN天线10接收到的网络连接信号进行滤波、频段选择等处理的WiFi射频前端模组204，以将网络连接信号转化为WCN收发器50可以进一步处理的形式；而用于传输WCN接收天线接收到的GPS信号的第二GPS射频子通路主要包括用于对信号进行滤波处理和放大处理的第二声表滤波器206和第二外置低噪声放大器208，以将经过处理提高信号质量的GPS信号传输至WCN收发器50。
进一步地，在上述实施例中，当移动终端设备的GPS定位打开，且WCN天线10和分集接收天线30同时接收GPS信号时，此时分集接收天线30通过选通开关402连接至双信器404，第一GPS射频子通路在WCN天线10接收的GPS信号的第一信号质量优于分集接收天线30接收的GPS信号的第二信号质量时关闭，仅通过第二GPS射频子通路接收GPS信号，其中，第二信号质量优于设定阈值；以及第二GPS射频子通路在第二信号质量优于第一信号质量时关闭，仅通过第一GPS射频子通路接收GPS信号，其中，第一信号质量优于设定阈值。
在该实施例中，当移动终端设备的GPS定位打开且第一射频通路20和第二射频通路40均开通可以通过WCN天线10和分集接收天线30同时接收GPS信号时，具体可以采用接收到的GPS信号的信号质量更好的天线单独进行GPS信号的接收，此时，WCN天线10和分集接收天线30分别接收到的GPS信号的信号质量均优于设定阈值，即说明任一天线单独接收到的GPS信号的信号质量已足以满足移动终端设备的定位需求，其中信号质量的设定阈值具体可以根据移动终端设备及其使用环境等实际情况确定。
可以理解的是，具体可以依据GPS信号的信号强度和/或载噪比衡量其信号质量。
进一步地，在上述实施例中，当单独通过WCN天线10或分集接收天线30接收的GPS信号的信号质量低于设定阈值时，第一GPS射频子通路和第二GPS射频子通路均打开，以使WCN天线10和分集接收天线30同时接收GPS信号。
当WCN天线10或分集接收天线30接收单独接收到的GPS信号的信号质量均低于设定阈值，即说明任一天线单独接收到的GPS信号的信号质量已无法满足移动终端设备的定位需求，此时则可以同时打开第一GPS射频子通路和第二GPS射频子通路均打开，以通过WCN天线10和分集接收天线30同时接收GPS信号，从而有效地改善GPS信号的方向性，提高GPS信号的接收质量。
具体地，该射频前端电路的工作流程如图3所示，具体包括以下流程步骤：
步骤302，控制分集接收天线30通过选通开关402切换至双信器404，即使第一GPS射频子通路和第二GPS射频子通路同时打开，通过WCN天线10和分集接收天线30同时接收GPS信号；
步骤304，判断是否通过WCN天线10接收到的GPS信号的第一信号质量优于分集接收天线30接收的GPS信号的第二信号质量，若是执行步骤306，否则执行步骤308；
步骤306，控制分集接收天线30通过选通开关402切换至分集接收射频前端模组410，以关闭第一GPS射频子通路(即关闭通过分集接收天线30接收GPS信号的通路)，仅采用WCN天线10接收GPS信号进行定位；
步骤308，控制分集接收天线30通过选通开关402保持连接在双信器404，并关闭第二GPS射频子通路(即关闭通过WCN天线10接收GPS信号的通路)，仅采用分集接收天线30接收GPS信号进行定位；
步骤310，判断单独通过WCN天线10接收到的GPS信号的第一信号质量或单独通过分集接收天线30接收的GPS信号的第二信号质量是否低于设定阈值，若是则返回步骤302，控制同时通过WCN天线10和分集接收天线30接收GPS信号。
进一步地，在上述实施例中，选通开关402包括双刀双掷开关(即Double PoleDouble Throw，双刀双掷开关)。
在该实施例中，第二射频通路40中的选通开关402包括但不限于双刀双掷开关，可以根据实际使用需求更换为其他类型的开关，以满足不同的用户需求。
作为本发明的一个实施例，还提出了一种移动终端设备，包括如上实施例所述的射频前端电路。因此，该移动终端设备具有上述实施例所述的射频前端电路的所有有益效果，通过在仅用于接收的分集接收天线上增加对GPS信号的接收，使进入WCN收发器的GPS信号由一路增加为两路，不仅可以通过实现对GPS信号的分集接收，有效地改善GPS信号的方向性，同时还可以避免由于GPS信号对干扰比较敏感使移动终端设备自身的发射信号对GPS信号造成比较大的灵敏度下降，即实现GPS信号接收与移动终端设备自身发射信号的有效隔离，从而有效地提高GPS信号的接收质量。
进一步地，在上述实施例中，移动终端设备为智能手机或者掌上电脑等。
以上结合附图详细说明了本发明的实施例的技术方案，通过复用移动终端设备的分集接收天线接收GPS信号，有效地改善了GPS信号的方向性，从而提高了GPS信号的接收质量。
在本发明的实施例中，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。
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)

1.一种射频前端电路，用于移动终端设备，其特征在于，包括：WCN天线、分集接收天线、第一射频通路、第二射频通路和WCN收发器；
其中，所述WCN天线通过所述第一射频通路连接至所述WCN收发器，所述分集接收天线通过所述第二射频通路连接至所述WCN收发器，
当所述移动终端设备的GPS定位打开时，所述WCN天线和所述分集接收天线同时接收GPS信号，并通过所述第一射频通路和所述第二射频通路将接收到的GPS信号分别传输至所述WCN收发器。
2.根据权利要求1所述的射频前端电路，其特征在于，
所述第二射频通路包括：选通开关、双信器、第一GPS射频子通路和Cellular射频子通路，以及
所述分集接收天线通过所述选通开关分别连接至所述双信器的第一端和所述Cellular射频子通路，所述双信器的第二端和第三端分别连接至所述第一GPS射频子通路和所述Cellular射频子通路。
3.根据权利要求2所述的射频前端电路，其特征在于，
所述第一GPS射频子通路包括第一声表滤波器和第一外置低噪声放大器，以及所述双信器的第二端依次通过所述第一声表滤波器和所述第一外置低噪声放大器连接至所述WCN收发器；
所述Cellular射频子通路包括分集接收射频前端模组和Cellular收发器，以及所述分集接收射频前端模组的第一端、第二端和第三端分别连接至所述双信器的第三端、所述选通开关和所述Cellular收发器。
4.根据权利要求3所述的射频前端电路，其特征在于，所述第一射频通路包括：三工器、网络连接射频子通路和第二GPS射频子通路，
所述WCN天线连接至所述三工器的第一端，所述三工器的第二端和第三端分别连接至所述网络连接射频子通路和所述第二GPS射频子通路，分别实现对网络连接信号和GPS信号的接收。
5.根据权利要求4所述的射频前端电路，其特征在于，
所述网络连接射频子通路包括WiFi射频前端模组，以及所述三工器的第二端通过所述WiFi射频前端模组连接至所述WCN收发器；
所述第二GPS射频子通路包括第二声表滤波器和第二外置低噪声放大器，以及所述三工器的第三端依次通过所述第二声表滤波器和所述第二外置低噪声放大器连接至所述WCN收发器。
6.根据权利要求5所述的射频前端电路，其特征在于，当所述移动终端设备的GPS定位打开，且所述WCN天线和所述分集接收天线同时接收GPS信号时，
所述第一GPS射频子通路在所述WCN天线接收的GPS信号的第一信号质量优于所述分集接收天线接收的GPS信号的第二信号质量时关闭，仅通过所述第二GPS射频子通路接收GPS信号，其中，所述第二信号质量优于设定阈值；以及
所述第二GPS射频子通路在所述第二信号质量优于所述第一信号质量时关闭，仅通过所述第一GPS射频子通路接收GPS信号，其中，所述第一信号质量优于所述设定阈值。
7.根据权利要求6所述的射频前端电路，其特征在于，
当单独通过所述WCN天线或所述分集接收天线接收的GPS信号的信号质量低于所述设定阈值时，所述第一GPS射频子通路和所述第二GPS射频子通路均打开，以使所述WCN天线和所述分集接收天线同时接收GPS信号。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的射频前端电路，其特征在于，所述选通开关包括双刀双掷开关。
9.一种移动终端设备，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的射频前端电路。
10.根据权利要求9所述的移动终端设备，所述移动终端设备为智能手机或者掌上电脑。
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