CN108390691A - 一种上行载波聚合装置及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种上行载波聚合装置及移动终端，其中，上行载波聚合装置包括：射频收发器、至少两个功率放大器、一个功放供电模块、控制芯片、多工器以及天线开关；射频收发器分别与至少两个功率放大器连接；至少两个功率放大器分别与多工器连接；多工器与天线开关连接；控制芯片分别与射频收发器和功放供电模块连接，用于确定每一功率放大器所需的供电电压，根据供电电压中的最大值确定功放供电模块需要输出的目标电压，向功放供电模块发送供电指令；功放供电模块分别与至少两个功率放大器连接，用于根据供电指令调节目标电压，向至少两个功率放大器输出目标电压。本发明能够减少上行载波聚合装置在射频印制电路板上的占用空间并节省成本。

Description

一种上行载波聚合装置及移动终端

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种上行载波聚合装置及移动终端。

背景技术

随着移动通信技术的飞速发展及移动终端的普及，人们正无时无刻使用移动终端通过通信网络进行信息的交流。日常生活中移动通信应用已无处不在(在线视频聊天，看电影视频，在线直播等等)，人们对移动通信数据传输速率也提出越来越高的要求。

4G LTE载波聚合(Carrier Aggregation，CA)技术正是为了满足日益高速的数据传输要求应运而生。目前LTE载波聚合技术分为上行载波聚合(ULCA)及下行载波聚合(DLCA)，分别对应于移动终端的发射及接收。载波聚合(CA)是将2个或更多的载波单元(Component Carrier，CC)聚合在一起以支持更大的传输带宽。而带间上行CA(Inter-bandULCA)指的是同时聚合多个不同频段的不同信道载波进行同时发射。由于要同时对不同频段信号进行发射，射频电路上通常需要同时工作两个支持不同频段的射频信号的功率放大器(Power Amplifier，PA)。目前带间上行CA的电路设计中一般同时工作两个PA，需要同时运用2个供电模块分别对应两个PA进行供电，这样，导致PA的供电模块占用射频印制电路板较大的布局空间，并且将在一定程度上造成设计成本的浪费。

发明内容

本发明提供一种上行载波聚合装置及移动终端，以解决现有技术中功率放大器的供电模块占用射频印制电路板较大的布局空间的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种上行载波聚合装置，包括：

射频收发器、至少两个功率放大器、一个功放供电模块、控制芯片、多工器以及天线开关；

射频收发器分别与至少两个功率放大器连接，用于将调制转化的不同频段的第一射频信号发射至对应的功率放大器；

至少两个功率放大器分别与多工器连接，用于将接收到的不同频段的第一射频信号分别放大，得到对应的第二射频信号并传输至多工器；

多工器与天线开关连接，用于将至少两个功率放大器传输的第二射频信号进行聚合，并传输至天线开关；

控制芯片分别与射频收发器和功放供电模块连接，用于确定每一功率放大器所需的供电电压，根据供电电压中的最大值确定功放供电模块需要输出的目标电压，并向功放供电模块发送供电指令；

功放供电模块分别与至少两个功率放大器连接，用于根据供电指令调节目标电压，向至少两个功率放大器输出目标电压。

第二方面，本发明实施例提供一种移动终端，包括上述的上行载波聚合装置。

本发明实施例中，通过利用一个功放供电模块为至少两个功率放大器供电，能够在满足至少两个功率放大器的供电需求的基础上，能够减少上行载波聚合装置在射频印制电路板上的占用空间，使射频印制电路板达到更好的布局效果并节省成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本发明实施例提供的上行载波聚合装置的结构示意图之一；

图2表示本发明实施例提供的上行载波聚合装置的结构示意图之二；

图3表示本发明实施例提供的上行载波聚合装置的结构示意图之三；

图4表示本发明实施例提供的上行载波聚合装置的结构示意图之四。

具体实施方式

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。

请参见图1，其示出的是本发明实施例提供的上行载波聚合装置的结构示意图。

本发明实施例提供一种上行载波聚合装置，可以包括：射频收发器110、至少两个功率放大器120、一个功放供电模块130、控制芯片140、多工器150以及天线开关160。

其中，射频收发器110分别与至少两个功率放大器120连接，用于将调制转化的不同频段的第一射频信号发射至对应的功率放大器120；至少两个功率放大器120分别与多工器150连接，用于将接收到的不同频段的第一射频信号分别放大，得到对应的第二射频信号并传输至多工器150；多工器150与天线开关160连接，用于将至少两个功率放大器120传输的第二射频信号进行聚合，并传输至天线开关160；控制芯片140分别与射频收发器110和功放供电模块130连接，用于确定每一功率放大器120所需的供电电压，根据供电电压中的最大值确定功放供电模块130需要输出的目标电压，并向功放供电模块130发送供电指令；功放供电模块130分别与至少两个功率放大器120连接，用于根据供电指令调节目标电压，向至少两个功率放大器120输出目标电压。

本发明实施例中，通过射频收发器110接收倍频基带传输的低频信号并进行调制转化，得到至少两个不同频段的第一射频信号，并发送至对应的功率放大器120，这里，不同频段的第一射频信息经射频收发器110分别传输至不同的功率放大器；不同频段的第一射频信号分别经对应的功率放大器120放大后，得到对应的第二射频信号并被传输至多工器150，经多工器150聚合后传输至天线开关160，从而实现射频信号发射。本发明实施例中，为使至少两个功率放大器120正常工作，通过一个功放供电模块130同时向至少两个功率放大器120进行供电，其中，控制芯片140根据每一功率放大器120所对应频段的发射功率，即每一功率放大器120所需发射功率的大小，确定每一功率放大器120所需的供电电压，这里，不同的功率放大器120所需的供电电压可以是相同的，也可以是不同的；然后根据所确定的多个供电电压中的最大值确定功放供电模块130需要输出的目标电压，并向功放供电模块130发送相应的供电指令，该供电指令包括功放供电模块130输出目标电压的指令信息，使得功放供电模块130根据该供电指令调节目标电压，同时向至少两个功率放大器120输出相同大小的电压，即目标电压，同时为至少两个功率放大器120供电。在一优选实施例中，该控制芯片140可以用于将所确定的多个供电电压中的最大值确定为目标电压。

本发明实施例中，利用一个功放供电模块130为至少两个功率放大器120供电，能够在满足至少两个功率放大器120的供电需求的基础上，能够减少上行载波聚合装置在射频印制电路板上的占用空间，使射频印制电路板达到更好的布局效果并节省成本。

需要说明的是，为达到良好的省电效果，上述实施例提供的上行载波聚合装置主要适用于至少两个功率放大器120的一致性较好或小功率发射的情形，即功率放大器120工作在线性区，其射频性能及一致性较好，此时至少两个功率放大器120所需的供电电压相近的情形。

在一优选实施例中，该上行载波聚合装置包括射频收发器110、至少两个功率放大器120、一个功放供电模块130、控制芯片140、多工器150以及天线开关160。这里，控制芯片140在至少两个供电电压均小于第一阈值，或者，至少两个供电电压中每两个供电电压的差值小于或等于第二阈值时，根据供电电压中的最大值确定功放供电模块130需要输出的第一目标电压，向功放供电模块130发送供电指令，使所述功放供电模块130输出所述第一目标电压为至少两个所述功率放大器120供电。这样，本发明实施例中，能够在至少两个功率放大器的一致性较好或小功率发射的情形下，利用一个功放供电模块同时为该至少两个功率放大器同时供电，能够满足该至少两个功率放大器的供电需求，并能够避免功放供电模块占用太大的射频印制电路板布局空间，进而减少上行载波聚合装置在射频印制电路板上的占用空间，使射频印制电路板达到更好的布局效果并节省成本。

请参见图2，在本发明实施例中，至少两个功率放大器120可以包括第一功率放大器121和第二功率放大器122。具体的，控制芯片140用于在两个供电电压均小于第一阈值，或者，两个供电电压之间的差值小于第二阈值时，将两个供电电压中的最大值确定为功放供电模块130需要输出的第一目标电压，并向功放供电模块130发送供电指令；功放供电模块130根据供电指令调节目标电压，分别向第一功率放大器121和第二功率放大器122输出第一目标电压。其中，优选的，多工器150可以为四工器151。

另外，若至少两个功率放大器的一致性不好且在大功率情况下，即功率放大器120工作接近饱和区，此时至少两个功率放大器120的射频性能显现一定的差异性，该至少两个功率放大器120所需的供电电压之间将存在较大差别。因此，请参见图3，本发明一个优选的实施例中，该上行载波聚合装置还可以包括：电池模块170以及至少两个切换开关180。

其中，每一切换开关180分别与控制芯片140通信连接，且每一切换开关180的第一输入端与功放供电模块130连接，第二输入端与电池模块170连接，输出端对应连接于一个功率放大器120。本发明实施例中，该切换开关180的设置数量与功率放大器120的设置数量相对应，即一个切换开关180对应连接一个功率放大器120。在一示例中，该切换开关180可以为单刀双掷开关。

本发明实施例中，控制芯片140在至少两个供电电压中的任一个大于第一阈值，且其中两个供电电压之间的差值大于第二阈值时，根据供电电压确定功放供电模块130需要输出的第二目标电压，向功放供电模块130发送供电指令，并控制至少两个切换开关180导通对应的输入端，使电池模块170为供电电压大于第一阈值的功率放大器120供电，功放供电模块130输出第二目标电压为供电电压小于或等于第一阈值的功率放大器120供电。其中，用于确定第二目标电压的供电电压为小于或等于第一阈值的供电电压中的最大值。这里，在控制芯片140确定至少两个供电电压中的任一个大于第一阈值，且其中两个供电电压之间的差值大于第二阈值时，即至少两个功率放大器120的一致性不好且在大功率情况下，控制芯片140根据小于或等于第一阈值的供电电压中的最大值确定功放供电模块130需要输出的第二目标电压，向功放供电模块130发送供电指令，并控制与供电电压大于第一阈值的功率放大器120对应连接的切换开关180导通第二输入端，使电池模块170向供电电压大于第一阈值的功率放大器120供电，控制与供电电压小于或等于第一阈值的功率放大器120对应连接的切换开关180导通第一输入端，使功放供电模块130输出第二目标电压，为供电电压小于或等于第一阈值的功率放大器120供电。本发明实施例中，在至少两个功率放大器120的一致性不好且在大功率情况下，直接利用移动终端的电池模块170为供电电压大于第一阈值的功率放大器120供电，利用功放供电模块130为供电电压小于或等于第一阈值的功率放大器120供电，既能够满足各功率放大器120的供电需求，并且能够避免功放供电模块130占用太大的射频印制电路板布局空间，减少上行载波聚合装置在射频印制电路板上的占用空间，使射频印制电路板达到更好的布局效果并节省成本。

本发明实施例中，控制芯片140在至少两个供电电压均小于第一阈值，或者，至少两个供电电压中每两个供电电压的差值小于或等于第二阈值时，根据供电电压中的最大值确定功放供电模块130需要输出的第一目标电压，向功放供电模块130发送供电指令，并控制至少两个切换开关180导通第一输入端，使功放供电模块130输出第一目标电压为至少两个功率放大器120供电。这里，在控制芯片140确定至少两个供电电压均小于第一阈值，或者，至少两个供电电压之间的差值小于第二阈值时，即至少两个功率放大器120在小功率发射情况或其一致性较好的情况下，控制芯片140根据供电电压中的最大值确定需要输出的第一目标电压，向功放供电模块130发送供电指令，并控制至少两个切换开关180导通第一输入端，使功放供电模块130输出第一目标电压，为供电电压小于或等于第一阈值的功率放大器120供电，此时，电池模块170不为功率放大器120供电。

请参见图4，在本发明一个优选的实施例中，该上行载波聚合装置包括射频收发器110、至少两个功率放大器120、一个功放供电模块130、控制芯片140、多工器150以及天线开关160，还包括电池模块170以及至少两个切换开关180，其中，至少两个功率放大器120可以包括第一功率放大器121和第二功率放大器122。控制芯片140用于在两个供电电压均小于第一阈值，或者，两个供电电压之间的差值小于第二阈值时，将两个供电电压中的最大值确定为功放供电模块130需要输出的第一目标电压，并向功放供电模块130发送供电指令；功放供电模块130根据供电指令调节目标电压，分别向第一功率放大器121和第二功率放大器122输出第一目标电压。

进一步的，至少两个切换开关180可以包括第一切换开关181和第二切换开关182；第一切换开关181的输出端连接于第一功率放大器121，第二切换开关182的输出端连接于第二功率放大器122。其中，控制芯片140在两个供电电压中的任一个大于第一阈值，且两个供电电压之间的差值大于第二阈值时，若第一功率放大器所需的供电电压大于第二功率放大器所需的供电电压，将第二功率放大器所需的供电电压确定为功放供电模块需要输出的第二目标电压，并控制第一切换开关的第二输入端导通，控制第二切换开关的第一输入端导通；控制芯片140在两个供电电压中的任一个大于第一阈值，且两个供电电压之间的差值大于第二阈值时，若第一功率放大器121所需的供电电压小于第二功率放大器122所需的供电电压，将第一功率放大器121所需的供电电压确定为功放供电模块130需要输出的第二目标电压，并控制第一切换开关181的第一输入端导通，控制第二切换开关182的第二输入端导通。

本发明实施例中，在两个功率放大器的一致性不好且在大功率情况下，直接利用移动终端的电池模块170为所需供电电压较大的功率放大器供电，利用功放供电模块130为所需供电电压较小的功率放大器供电，既能够满足两个功率放大器的供电需求，并且能够避免功放供电模块130占用太大的射频印制电路板布局空间，减少上行载波聚合装置在射频印制电路板上的占用空间，使射频印制电路板达到更好的布局效果并节省成本。其中，优选的，多工器150可以为四工器151。

另外，本发明一个优选实施例中，为保证该上行载波聚合装置的省电性能，该功放供电模块130可以为平均功率跟踪模块。

本发明实施例提供的上行载波聚合装置，通过利用一个功放供电模块为至少两个功率放大器供电，能够在满足至少两个功率放大器的供电需求的基础上，能够减少上行载波聚合装置在射频印制电路板上的占用空间，使射频印制电路板达到更好的布局效果并节省成本。

本发明实施例还提供一种移动终端，包括上述的上行载波聚合装置。

其中，由于移动终端本体的结构是现有技术，上行载波聚合装置的结构原理在上述实施例中已进行详细说明，因此，本实施例中对于具体的移动终端的结构不再赘述。

另外，该移动终端可以为手机、平板电脑、膝上型电脑或个人数字助理等。

本发明实施例中，带有上述上行载波聚合装置的移动终端，由于上行载波聚合装置能够减少上行载波聚合装置在射频印制电路板上的占用空间，使射频印制电路板达到更好的布局效果并节省成本，因此能够提高移动终端控件利用率，并减少移动终端的设计成本。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

应理解，说明书的描述中，提到的参考术语“一实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例或示例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一实施例中”、“在一个实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

此外，在发明实施例中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种上行载波聚合装置，其特征在于，包括：

射频收发器、至少两个功率放大器、一个功放供电模块、控制芯片、多工器以及天线开关；

所述射频收发器分别与至少两个所述功率放大器连接，用于将调制转化的不同频段的第一射频信号发射至对应的所述功率放大器；

至少两个所述功率放大器分别与所述多工器连接，用于将接收到的不同频段的第一射频信号分别放大，得到对应的第二射频信号并传输至所述多工器；

所述多工器与所述天线开关连接，用于将至少两个所述功率放大器传输的所述第二射频信号进行聚合，并传输至所述天线开关；

所述控制芯片分别与所述射频收发器和功放供电模块连接，用于确定每一所述功率放大器所需的供电电压，根据所述供电电压中的最大值确定所述功放供电模块需要输出的目标电压，并向所述功放供电模块发送供电指令；

所述功放供电模块分别与至少两个所述功率放大器连接，用于根据所述供电指令调节目标电压，向至少两个所述功率放大器输出所述目标电压。

2.根据权利要求1所述的上行载波聚合装置，其特征在于，所述控制芯片在至少两个所述供电电压均小于第一阈值，或者，至少两个所述供电电压中每两个供电电压的差值小于或等于第二阈值时，根据所述供电电压中的最大值确定所述功放供电模块需要输出的第一目标电压，向所述功放供电模块发送供电指令，使所述功放供电模块输出所述第一目标电压为至少两个所述功率放大器供电。

3.根据权利要求1或2所述的上行载波聚合装置，其特征在于，所述上行载波聚合装置还包括：

电池模块以及至少两个切换开关；

每一所述切换开关分别与所述控制芯片通信连接，且每一所述切换开关的第一输入端与所述功放供电模块连接，第二输入端与电池模块连接，输出端对应连接于一个所述功率放大器；

所述控制芯片在至少两个所述供电电压中的任一个大于第一阈值，且其中两个所述供电电压之间的差值大于第二阈值时，根据所述供电电压确定所述功放供电模块需要输出的第二目标电压，向所述功放供电模块发送供电指令，并控制至少两个所述切换开关导通对应的输入端，使所述电池模块为所述供电电压大于第一阈值的功率放大器供电，所述功放供电模块输出所述第二目标电压为所述供电电压小于或等于第一阈值的功率放大器供电，其中，用于确定所述第二目标电压的供电电压为小于或等于第一阈值的供电电压中的最大值。

4.根据权利要求3所述的上行载波聚合装置，其特征在于，所述功放供电模块为平均功率跟踪模块。

5.根据权利要求3所述的上行载波聚合装置，其特征在于，至少两个所述功率放大器包括第一功率放大器和第二功率放大器。

6.根据权利要求5所述的上行载波聚合装置，其特征在于，至少两个切换开关包括第一切换开关和第二切换开关；

所述第一切换开关的输出端连接于第一功率放大器，所述第二切换开关的输出端连接于所述第二功率放大器；

所述控制芯片在两个所述供电电压中的任一个大于所述第一阈值，且两个所述供电电压之间的差值大于所述第二阈值时，若第一功率放大器所需的供电电压大于第二功率放大器所需的供电电压，将第二功率放大器所需的供电电压确定为所述功放供电模块需要输出的第二目标电压，并控制所述第一切换开关的第二输入端导通，控制所述第二切换开关的第一输入端导通；

所述控制芯片在两个所述供电电压中的任一个大于所述第一阈值，且两个所述供电电压之间的差值大于所述第二阈值时，若第一功率放大器所需的供电电压小于第二功率放大器所需的供电电压，将第一功率放大器所需的供电电压确定为所述功放供电模块需要输出的第二目标电压，并控制所述第一切换开关的第一输入端导通，控制所述第二切换开关的第二输入端导通。

7.根据权利要求6所述的上行载波聚合装置，其特征在于，所述多工器为四工器。

8.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的上行载波聚合装置。

9.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端为手机或平板电脑。