CN110289879B - 射频单元和终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种射频单元和终端设备。该射频单元包括：主天线、M个发射通路、N个第一接收通路和射频芯片；其中，所述M个发射通路连接在所述主天线和所述射频芯片之间，所述M个发射通路用于将所述射频芯片发出的T个频段的上行信号传输至所述主天线；所述主天线用于发射所述上行信号和接收N个频段的下行信号；所述T个频段和所述N个频段不同，T≥M，M和T为正整数；所述N个第一接收通路连接在所述主天线和所述射频芯片之间，所述N个第一接收通路用于将所述N个频段的下行信号传输至所述射频芯片，其中，N<T，N为正整数。上述射频单元可支持非对称补充上行频段的发射，提高了系统上行业务的吞吐量。

Description

射频单元和终端设备

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种射频单元和终端设备。

背景技术

在现有的长期演进(Long Term Evolution，简称LTE)系统中，单载波最大支持20M的系统带宽，若需要更大的带宽，则需要采用载波聚合技术。在第三代合作伙伴计划协议(3rd Generation Partnership Project，简称3GPP)中，支持最大5个载波的聚合，且要求下行载波数大于等于上行载波数。在公共网运营商网络中，一般下行业务需求大于上行业务需求，3GPP定义的下行载波聚合可以较好地满足运营商网络。但是，与普通公共网需求不同，在部分行业的无线通信网络中，例如公共安全的无线通信网络中，上行的吞吐量会大于下行的吞吐量。因此，提升用户上行吞吐量成为亟待解决的问题。

非对称补充上行频段可以提升用户设备上行吞吐量，但是，现有的3GPP终端，可支持的是下行载波聚合的发射，没有可以支持非对称补充上行频段的发射的终端设备。

发明内容

本发明提供一种射频单元和终端设备，用于支持非对称补充上行频段的发射。

本发明提供一种射频单元，包括：

主天线、M个发射通路、N个第一接收通路和射频芯片；

其中，所述M个发射通路连接在所述主天线和所述射频芯片之间，所述M个发射通路用于将所述射频芯片发出的T个频段的上行信号传输至所述主天线；所述主天线用于发射所述上行信号和接收N个频段的下行信号；所述T个频段和所述N个频段不同，T≥M，M和T为正整数；

所述N个第一接收通路连接在所述主天线和所述射频芯片之间，所述N个第一接收通路用于将所述N个频段的下行信号传输至所述射频芯片，所述N个第一接收通路与所述N个频段一一对应，其中，N<T，N为正整数。

可选的，M＝N＝1，T＝2。

可选的，M＝T＝2，N＝1。

可选的，所述射频单元，还包括：辅天线和第二接收通路；

所述辅天线、所述第二接收通路和所述射频芯片依次连接，所述辅天线用于接收所述N个频段的下行信号，所述第二接收通路用于将所述N个频段的下行信号传输至所述射频芯片。

可选的，所述射频单元还包括：多/双工器；

所述M个发射通路和所述N个第一接收通路通过所述多工器和所述主天线连接。

可选的，所述射频单元还包括：功率放大器；

所述功率放大器连接在所述M个发射通道上，用于放大所述T个频段的上行信号。

可选的，所述射频单元还包括：低噪音放大器；

所述低噪音放大器连接在所述N个第一接收通路和所述第二接收通道上，用于放大所述N个频段的下行信号。

可选的，所述射频单元还包括：带通滤波器；

所述带通滤波器连接在所述辅天线和所述低噪音放大器之间，所述带通滤波器用于过滤所述下行信号中的干扰信号。

可选的，所述射频单元还包括：：主天线开关和辅天线开关；

所述主天线开关连接在所述多工器和所述主天线之间，用于控制所述M个发射通路和所述N个第一接收通路的开闭；

所述辅天线开关连接在所述带通滤波器和所述辅天线之间，用于控制所述第二接收通路的开闭。

本发明提供一种终端设备，包括上述射频单元。

本发明提供的射频单元，通过设置主天线，M个发射通路、N个第一接收通路和射频芯片；将M个发射通路连接在主天线和射频芯片之间，用于将射频芯片发出的T个频段的上行信号传输至主天线；主天线用于发射上行信号和接收N个频段的下行信号；T个频段和所述N个频段不同，T≥M，且M和T为正整数；同时，将N个第一接收通路连接在主天线和射频芯片之间，用于将N个频段的下行信号传输至射频芯片，该N个第一接收通路与N个频段一一对应，N<T，且N为正整数；使得上述射频单元可支持非对称补充上行频段的发射，提高了上行业务的吞吐量。

附图说明

图1为本发明提供的射频单元的应用场景图；

图2a为本发明提供的射频单元的实施例一的结构示意图；

图2b为本发明提供的射频单元的实施例一的另一结构示意图；

图3a为本发明提供的射频单元的实施例二的结构示意图；

图3b为本发明提供的射频单元的实施例二的另一结构示意图；

图4为图1所示场景对应的结构示意图；

图5为本发明提供的射频单元的实施例二的又一结构示意图；

图6a为本发明提供的射频单元的实施例三的结构示意图；

图6b为本发明提供的射频单元的实施例三的另一结构示意图；

图7为本发明提供的射频单元的实施例三的又一结构示意图；

图8为本发明提供的射频单元的实施例四的结构示意图；

图9为本发明提供的射频单元的实施例五的结构示意图。

附图标记说明：

10：主天线；

11：射频芯片；

12：第一双工器；

13：第二双工器；

14：多工器；

15：辅天线；

16：带通滤波器；

17：低噪音放大器；

18：功率放大器；

19：主天线开关；

20：辅天线开关。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在部分行业的无线通信网络中，例如公安部门的无线通信网络，上行业务的吞吐量会大于下行业务的吞吐量，因此，对这些行业的无线通信网络来说，提高上行吞吐量尤其重要。非对称补充上行频段可以提升用户设备上行吞吐量，但是，现有技术中没有可以支持非对称补充上行频段的发射的终端设备。

本发明提供一种射频单元和终端设备，可支持非对称补充上行频段的发射，进而提高上行业务的吞吐量。

首先对本发明涉及到的名词进行解释：

射频：表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围在300KHz～300GHz之间。

载波聚合技术：可将2～5个LTE成员载波(ComponentCarrier，简称CC)聚合在一起，实现最大100MHz的传输带宽。

非对称下行载波聚合：下行链路和上行链路聚合的分量载波数目可以不同,下行分量载波数大于上行分量载波数。

非对称上行载波聚合：上行链路和下行链路聚合的分量载波数目可以不同,上行分量载波数大于下行分量载波数。

功率放大器：简称“功放”，是指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载(例如扬声器)的放大器。

双工器：双工器是异频双工电台，中继台的主要配件，其作用是将发射信号和接收信号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作。它是由两组不同频率的带阻滤波器组成，避免本机发射信号传输到接收机。

低噪声放大器：噪声系数很低的放大器，一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器。

带通滤波器：是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

图1为本发明提供的射频单元的应用场景图，如图1所示，本发明提供的射频单元可应用于公共安全频谱，在图1所示的频谱中，351～368MHz为现有的警用数字集群(PoliceDigital Trunking，简称PDT)频段，具体的，在该频段范围内，351～358MHz属于频分双工(Frequency Division Duplexing，简称FDD)上行业务传输频段，361～368MHz属于FDD下行业务传输频段；336～340MHz为图传频段。

由于非对称补充上行频段可以提升用户设备上行吞吐量，因此，为了提高公安部门通信网络的上行业务的吞吐量，可将图传频段336～340MHz作为全上行频段，按照非对称上行发射处理，下面的描述中将全上行频段用SUL UL频段表示。

可选的，可将PDT频段重耕到长期演进(Long Term Evolution，简称LTE)制式。

需要说明的是，图1所示的各频段范围仅是一种示意，本发明提供的射频单元也可用于其他频段范围，只要满足用于上行发射的频段数大于下行接收的频段数即可。

图2a为本发明提供的射频单元的实施例一的结构示意图；图2b为本发明提供的射频单元的实施例一的另一结构示意图。需要说明的是：图2a和图2b所示的结构是属于长期演进LTE的同一个小区内的收发通道。

如图2a和图2b所示，本实施例提供的射频单元，包括：主天线10、M个发射通路、N个第一接收通路和射频芯片11。

其中，所述M个发射通路连接在所述主天线10和所述射频芯片11之间，所述M个发射通路用于将所述射频芯片11发出的T个频段的上行信号传输至所述主天线10；所述主天线10用于发射所述上行信号和接收N个频段的下行信号；所述T个频段和所述N个频段不同，T≥M，M和T为正整数；所述N个第一接收通路连接在所述主天线10和所述射频芯片11之间，所述N个第一接收通路用于将所述N个频段的下行信号传输至所述射频芯片11，所述N个第一接收通路与所述N个频段一一对应，其中，N<T，N为正整数。

参见图2a和图2b所示，M个发射通路分别用M(1)～M(M)表示，N个第一接收通路分别用N(1)～N(N)表示。T个频段包括全上行SUL UL频段和FDD上行频段；N个下行频段均为FDD下行频段。

图2a和图2b中，M个发射通路和N个第一接收通路通过多/双工器和主天线10连接；

图2a中，第一双工器12对应连接一个发射通路M(1)和一个接收通路N(1)，其中发射通路M(1)用于发射全上行SUL UL频段和FDD上行频段的信号，接收通路N(1)用于接收FDD下行频段的信号。第二双工器13均对应连接一个发射通路和一个接收通路，其中发射通路用于发射FDD上行频段的信号，接收通路用于接收FDD下行频段的信号。

需要说明的是，图2a中仅示意出有一个全上行SUL UL频段的情况，故仅使用了一个第一双工器12，全上行SUL UL频段还可以为多个，当全上行SUL UL频段为多个时，可设置多个对应的第一双工器12。

图2b中，多工器14对应连接两个发射通路和一个接收通路，其中一个发射通路M(1)用于发射全上行SUL UL频段的信号，另一个发射通路M(2)用于发射FDD上行频段的信号，接收通路N(1)用于接收FDD下行频段的信号；第二双工器13均对应连接一个发射通路和一个接收通路，其中发射通路用于发射FDD上行频段的信号，接收通路用于接收FDD下行频段的信号。

需要说明的是，图2b中仅示意出有一个全上行SUL UL频段的情况，故仅使用了一个多工器14，全上行SUL UL频段还可以为多个，当全上行SUL UL频段为多个时，可设置多个对应多工器14。

需要说明的是，M个发射通路用于将所述射频芯片11发出的T个频段的上行信号传输至所述主天线10，T≥M；N个第一接收通路用于将所述N个频段的下行信号传输至所述射频芯片11，N个第一接收通路与所述N个频段一一对应，N<T；每个频段的宽度是相同的，每个频段的宽度可根据实际情况设定。

由于，N<T，且每个频段的宽度相同，因此用于发射上行信号的T个频段的总宽度大于用于接收下行信号的N个频段的总宽度，可见，上述射频单元支持非对称上行发射过程，大大提升了上行业务的吞吐量；

又由于，如图2a和图2b所示，射频芯片11分别和M个发射通路和N个第一接收通路连接，利用该射频芯片11即可完成全上行SUL UL频段的发射、FDD上行频段的发射和FDD下行频段的接收，降低了终端射频单元的复杂度和成本。

其中，可在全上行SUL UL频段发射过程中，将射频芯片11通路的接收通路切换至FDD下行频段，实现了非对称补充上行频段发射时下行业务、控制或同步等信号的处理。

本实施例提供的射频单元，通过设置主天线，M个发射通路、N个第一接收通路和射频芯片；将M个发射通路连接在主天线和射频芯片之间，用于将射频芯片发出的T个频段的上行信号传输至主天线；主天线用于发射上行信号和接收N个频段的下行信号；T个频段和所述N个频段不同，T≥M，且M和T为正整数；同时，将N个第一接收通路连接在主天线和射频芯片之间，用于将N个频段的下行信号传输至射频芯片，该N个第一接收通路与N个频段一一对应，N<T，且N为正整数；使得上述射频单元可支持非对称补充上行频段的发射，提高了上行业务的吞吐量。

当全上行SUL UL频段和FDD上行频段相近时，可将相近的频段合为一路发射，具体分为两种情况：

图3a为本发明提供的射频单元的实施例二的结构示意图；图3a中M＝N＝1，T＝2；图3a对应上述两种情况中的第一种情况，即仅有一个SUL UL频段的情况。

参见图3a所示，上行信号包括2个频段，分别为T(1)频段和T(2)频段；T(1)频段和T(2)频段相近，其中，T(1)为SUL UL频段，T(2)为FDD中的上行频段；下行信号包括1个频段，为N(1)频段；由于T(1)频段和T(2)频段相近时，可将两个频段合在一条发射通路上进行发射；即图3中的发射通路用于传输T(1)和T(2)两个频段的信号，接收通路用于传输N(1)这一个频段的信号。

图3b为本发明提供的射频单元的实施例二的另一结构示意图；图3b在图3a所示实施例的基础上增加了FDD发射通路和接收通路，用于发射FDD上行频段的信号和接收FDD下行频段的信号，其中，FDD上行频段用FDD UL表示，FDD下行频段用FDD DL表示。

在图1所示场景下，将图传频段336～340MHz作为全上行SUL UL频段后，由于336～340MHz和FDD上行业务传输频段351～358MHz相距较近，可将该全上行SUL UL频段和该FDD上行业务传输频段合为一条发射通路进行发射。

具体参见图4所示，频段336～340MHz和频段351～358MHz通过一条发射通路与第一双工器12连接，并通过主天线10发射；其余发射通路均用于发射FDD上行频段的信号，接收通路用于接收FDD下行频段的信号。

需要说明的是，在实际应用过程中，常用的上行信号的频段是351～358MHz中的351～356MHz这一频段范围；常用的下行信号的频段是361～366MHz这一频段范围。

需要说明的是，判断两个频段之间是否相距较近时，可根据实际情况建立标准，本发明对此不做限定。

图5为本发明提供的射频单元的实施例二的又一结构示意图；图5对应上述两种情况中的另一种情况，即有多个SUL UL频段的情况。

以SUL UL频段数为3个为例，参见图5所示，发射通路M(1)用于传输T(1)和T(2)两个频段的上行信号，发射通路M(2)用于传输T(3)和T(4)两个频段的上行信号，发射通路M(M用于传输T(5)和T(6)两个频段的上行信号；发射通路N(1)、N(2)和N(N)分别用于传输一个频段的下行信号。

其余发射通路用于传输FDD上行频段的信号，接收通路用于传输FDD下行频段的信号。

本实施例提供的射频单元可在全上行SUL UL频段和FDD上行频段相近时，将相近的频段合为一路发射，简化了电路，节约了资源。

当上述全上行SUL UL频段和FDD上行频段相距较远时，将全上行SUL UL频段和FDD上行频段的信号独立发射，这种实现方式也可分为两种情况：

图6a为本发明提供的射频单元的实施例三的结构示意图；图6a中M＝T＝2，N＝1；图6a对应上述两种情况中的第一种情况，即仅有一个SUL UL频段的情况。

参见图6a所示，上行信号包括2个频段，分别为T(1)和T(2)；T(1)频段和T(2)频段相距较远，其中，T(1)为SUL UL频段，T(2)为FDD上行频段；下行信号包括1个频段，为为N(1)频段；由于T(1)频段和T(2)频段相距较远时，可将两个频段分为两条发射通路独立发射；即图6a中的发射通路分别用于传输T(1)和T(2)两个频段的信号，接收通路用于传输N(1)这一个频段的信号。

图6b为本发明提供的射频单元的实施例三的另一结构示意图；图6b在图6a所示实施例的基础上增加了FDD发射通路和接收通路，用于发射FDD上行频段的信号和接收FDD下行频段的信号，其中，FDD上行频段用FDD UL表示，FDD下行频段用FDD DL表示。

需要说明的是，判断两个频段之间是否相距较远时，可根据实际情况建立标准，本发明对此不做限定。

图7为本发明提供的射频单元的实施例三的又一结构示意图；图7对应上述两种情况中的另一种情况，即有多个SUL UL频段的情况。

以SUL UL频段数为3个为例，参见图7所示，发射通路M(1)用于传输T(1)频段的上行信号，发射通路M(2)用于传输T(2)频段的上行信号，发射通路M(3)用于传输T(3)频段的上行信号，发射通路M(4)用于传输T(4)频段的上行信号，发射通路M(M-1)用于传输T(5)频段的上行信号，发射通路M(M)用于传输T(6)频段的上行信号，接收通路N(1)、N(2)和N(3)分别用于传输FDD下行频段的信号。

其余发射通路用于传输FDD上行频段的信号，接收通路用于传输FDD下行频段的信号。

本实施例提供的射频单元可在全上行SUL UL频段和FDD上行频段相距较远时，也可支持非对称补充上行频段的发射，提高了上行业务的吞吐量。

图8为本发明提供的射频单元的实施例四的结构示意图，在上述实施例的基础上，本实施例提供的射频单元，还包括：辅天线15和第二接收通路；

其中，所述辅天线15、所述第二接收通路和所述射频芯片11依次连接，所述辅天线15用于接收所述N个频段的下行信号，所述第二接收通路用于将所述N个频段的下行信号传输至所述射频芯片11。

可选的，可在辅天线15和每个第二接收通路之间设置带通滤波器16，用于过滤每个第二接收通路中下行信号的干扰信号。

由于，主天线10和射频芯片11之间连接了N个第一接收通路，该N个第一接收通路用于传输N个频段的下行信号，N个第一接收通路和N个频段一一对应，可选的，可在辅天线15和射频芯片11之间连接N个第二接收通路，该第二接收通路也用于传输上述N个频段的下行信号，该第二接收通路和该N个频段也一一对应。

由上述描述可知，对于N个频段的下行信号中的每个频段的下行信号来说，均有两个接收通路来接收该频段的下行信号，该两个接收通路为第一接收通路和第二接收通路，当两个接收通路中有一个传输的下行信号的信号质量不高时，可参考另一条接收通路所传输的下行信号，提高了下行信号准确度。

可选的，为了放大接收通路中所传输的下行信号，可在每条第一接收通路和每条第二接收通路上设置低噪音放大器17。

本实施例提供的射频单元，通过设置辅天线和第二接收通路，将辅天线、第二接收通路和射频芯片依次连接，辅天线用于接收N个频段的下行信号，第二接收通路用于将N个频段的下行信号传输至射频芯片；使得对于每个频段的下行信号来说，均有两个接收通路来接收该频段的下行信号，当两个接收通路中有一个传输的下行信号的信号质量不高时，可参考另一条接收通路所传输的信号，提高了下行信号准确度。

图9为本发明提供的射频单元的实施例五的结构示意图，在上述实施例的基础上，本实施例提供的射频单元，还包括：功率放大器18；所述功率放大器18连接在所述M个发射通道上，用于放大所述T个频段的上行信号。

其中，功率放大器18的输入端和射频芯片11连接，功率放大器18的输出端和多/双工器连接，用于放大由射频芯片11发出的T个频段的上行信号。

可选的，为了控制所述M个发射通路和所述N个第一接收通路的开闭，可在所述多/双工器和所述主天线10之间设置主天线开关19。

可选的，为了控制所述第二接收通路的开闭，可在所述带通滤波器16和所述辅天线15之间设置辅天线开关20。

本实施例提供的射频单元，通过设置功率放大器，将该功率放大器连接在所述M个发射通道上，可放大所述T个频段的上行信号。同时，通过设置主天线开关，可控制所述M个发射通路和所述N个第一接收通路的开闭。通过设置辅天线开关，可控制所述第二接收通路的开闭。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种射频单元，其特征在于，包括：

主天线、M个发射通路、N个第一接收通路和射频芯片；

其中，所述M个发射通路连接在所述主天线和所述射频芯片之间，所述M个发射通路用于将所述射频芯片发出的T个频段的上行信号传输至所述主天线；所述主天线用于发射所述上行信号和接收N个频段的下行信号；所述T个频段和所述N个频段不同，T≥M，M和T为正整数，所述T个频段包括全上行SUL UL频段和FDD上行频段，所述N个频段均为FDD下行频段；

所述N个第一接收通路连接在所述主天线和所述射频芯片之间，所述N个第一接收通路用于将所述N个频段的下行信号传输至所述射频芯片，所述N个第一接收通路与所述N个频段一一对应，其中，N<T，N为正整数；

M=T=2，N=1。

2.根据权利要求1所述的射频单元，其特征在于，还包括：辅天线和第二接收通路；

所述辅天线、所述第二接收通路和所述射频芯片依次连接，所述辅天线用于接收所述N个频段的下行信号，所述第二接收通路用于将所述N个频段的下行信号传输至所述射频芯片。

3.根据权利要求2所述的射频单元，其特征在于，还包括：多/双工器；

所述M个发射通路和所述N个第一接收通路通过所述多/双工器和所述主天线连接。

4.根据权利要求3所述的射频单元，其特征在于，还包括：功率放大器；

所述功率放大器连接在所述M个发射通道上，用于放大所述T个频段的上行信号。

5.根据权利要求4所述的射频单元，其特征在于，还包括：低噪音放大器；

所述低噪音放大器连接在所述N个第一接收通路和所述第二接收通道上，用于放大所述N个频段的下行信号。

6.根据权利要求5所述的射频单元，其特征在于，还包括：带通滤波器；

所述带通滤波器连接在所述辅天线和所述低噪音放大器之间，所述带通滤波器用于过滤所述下行信号中的干扰信号。

7.根据权利要求6所述的射频单元，其特征在于，还包括：主天线开关和辅天线开关；

所述主天线开关连接在所述多工器和所述主天线之间，用于控制所述M个发射通路和所述N个第一接收通路的开闭；

所述辅天线开关连接在所述带通滤波器和所述辅天线之间，用于控制所述第二接收通路的开闭。

8.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括如权利要求1-7任一项所述的射频单元。

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