CN112187311A - 射频系统和通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种射频系统和通信设备，其中，射频系统包括射频收发器、第一收发模块、接收模块、第一MIMO接收模块、第二MIMO接收模块、第一天线、第二天线、第三天线和第四天线；射频收发器经第一收发模块与第一天线连接，构成5G信号的第一MIMO接收通道；射频收发器经接收模块与第二天线连接，构成5G信号的第二MIMO接收通道；射频收发器经第一MIMO接收模块与第三天线连接，构成5G信号的第三MIMO接收通道；射频收发器经第二MIMO接收模块与第四天线连接，构成5G信号的第四MIMO接收通道。该射频系统可支持四个预设频段的5G信号的4*4MIMO功能，提高了第一MIMO接收模块和第二MIMO接收模块的使用效率，降低了成本，还可以减小器件占用的空间，同时还可以减少接收通路的链路损耗。

Description

射频系统和通信设备

技术领域

本申请涉及射频技术领域，特别是涉及一种射频系统和通信设备。

背景技术

随着技术的发展和进步，为了应对日益增加的各种网络制式的需求，同时兼顾解决PCB布局紧张的问题，器件的高度集成化和小型化俨然成为了发展趋势。从最初仅支持单频段的Phase2产品，再到支持各制式集成的Phase7产品，器件的集成度越来越高，同时器件的封装尺寸也越来越小。当将该Phase7产品，例如，用于支持LTE信号中高频段的分集接收器件应用到射频收发系统中以支持5G NR信号的MIMO功能时，其成本高、占用空间大。

发明内容

本申请实施例提供了一种射频系统和通信设备，可以降低成本和占用面积。

一种射频系统，包括：射频收发器、第一收发模块、接收模块、第一MIMO接收模块、第二MIMO接收模块、第一天线、第二天线、第三天线和第四天线；其中，

所述射频收发器经所述第一收发模块与所述第一天线连接，构成5G信号的第一MIMO接收通道；

所述射频收发器经所述接收模块与所述第二天线连接，构成5G信号的第二MIMO接收通道；其中，所述第一收发模块、接收模块均至少配置有四路接收通路，用于支持对四个预设频段的5G信号的接收；

所述射频收发器经所述第一MIMO接收模块与所述第三天线连接，构成5G信号的第三MIMO接收通道；

所述射频收发器经所述第二MIMO接收模块与所述第四天线连接，构成5G信号的第四MIMO接收通道；其中，所述第一MIMO接收模块和第二MIMO接收模块均配置有四路接收通路，用于支持对四个预设频段的5G信号的接收。

一种通信设备，包括如上述的射频系统。

上述射频系统和通信设备，通过第一收发模块、接收模块、第一MIMO接收模块和第二MIMO接收模块以及四个天线可以构成四个MIMO接收通道，进而使得该射频系统可支持四个预设频段的5G信号的4*4MIMO功能，进而满足海内外的通信需求，同时，该第一MIMO接收模块和第二MIMO接收模块均仅配置有四路接收通路，以用于支持对四个预设频段的5G信号的接收，使得每一路接收通路均得到了利用，提高了第一MIMO接收模块和第二MIMO接收模块的使用效率，降低了成本，相对于支持LTE信号中高频段的分集接收器件，还可以减小器件占用的空间，同时还可以减少接收通路的链路损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，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为一实施例的射频系统的框架示意图之一；

图2为一实施例的第一MIMO接收模块的示意图之一；

图3为一实施例的第一MIMO接收模块的示意图之二；

图4为一实施例的第一MIMO接收模块的示意图之三；

图5为一实施例的第一MIMO接收模块的示意图之四；

图6a为图4中第一MIMO接收模块的引脚示意图；

图6b为图4中第一MIMO接收模块的封装结构示意图；

图7a为图5中第一MIMO接收模块的引脚示意图；

图7b为图5中第一MIMO接收模块的封装结构示意图；；

图8为一实施例的射频系统的架构示意图之二；

图9为一实施例的第一收发模块的框架示意图；

图10为一实施例的接收模块的框架示意图；

图11为一实施例的射频系统的框架示意图之三；

图12为一实施例的射频系统的框架示意图之四；

图13为一实施例的射频系统的框架示意图之五；

图14为一实施例的射频系统的框架示意图之六。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一收发模块称为第二收发模块，且类似地，可将第二收发模块称为第一收发模块。第一收发模块和第二收发模块两者都是收发模块，但其不是同一收发模块。

此外，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“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。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。

本申请实施例涉及的射频系统可以应用到具有无线通信功能的通信设备，其通信设备可以为手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备，以及各种形式的用户设备(User Equipment，UE)(例如，手机)，移动台(MobileStation，MS)等等。为方便描述，上面提到的设备统称为通信设备。网络设备可以包括基站、接入点等。

如图1所示，本申请实施例提供一种射频系统。该射频系统可以支持4*4MIMO功能。其中，MIMO功能指在发射端口和接收端口分别使用多个发射天线和接收天线，充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量。其中，通信设备和基站可以构成2*2MIMO或者4*4MIMO，以4*4MIMO为例，接收通路天线端口的配置如表1所示。需要说明的是，在泰尔协议测试接收性能时，也是将4个接收通道全部连接到射频收发器。4个通道构成MIMO的下行，全部接收上行基站发出的信号，提高射频系统的性能。

表1接收天线端口配置

通道	Channel0	Channel1	Channel2	Channel3
					天线端口	PRX	DRX	PRX MIMO	DRX MIMO

表中，Channel0、Channel1、Channel2、Channel3可以一一对应理解为第一MIMO接收通道、第二MIMO接收通道、第三MIMO接收通道、第四MIMO接收通道，其中，天线端口PRX(主集接收端口)可以理解为第一收发模块的天线端口；天线端口DRX(分集接收端口)可以理解为接收模块的天线端口；天线端口PRX MIMO(主集MIMO接收端口)可以理解为第一MIMO接收模块的天线端口；天线端口DRX MIMO(分集MIMO接收端口)可以理解为第二MIMO接收模块的天线端口。

目前中国移动5G频段主要为N41，因此，通信设备均支持N41频段的MIMO。而本申请实施例中的射频系统除了可以支持N41频段的MIMO，还可以同时支持国外运营商针对N1、N3、和N7等频段的4*4MIMO。

在其中一个实施例中，射频系统包括：射频收发器100、第一收发模块200、接收模块300、第一MIMO接收模块400、第二MIMO接收模块500、第一天线Ant1、第二天线Ant2、第三天线Ant3和第四天线Ant4。

第一天线Ant1、第二天线Ant2、第三天线Ant3和第四天线Ant4可以用于支持不同频段的射频信号的接收和发射。该射频信号可以包括5G信号、4G信号、3G信号和2G信号等。第一天线Ant1、第二天线Ant2、第三天线Ant3和第四天线Ant4可以使用任何合适类型的天线形成。例如，第一天线Ant1、第二天线Ant2、第三天线Ant3和第四天线Ant4可以包括由以下天线结构形成的具有谐振元件的天线：阵列天线结构、环形天线结构、贴片天线结构、缝隙天线结构、螺旋形天线结构、带状天线、单极天线、偶极天线中的至少一种等。不同类型的天线可以用于不同的频段和频段组合。在本申请实施例中，对第一天线Ant1、第二天线Ant2、第三天线Ant3和第四天线Ant4的类型不做进一步的限定。

第一收发模块200可至少配置四条接收通路，以支持对四个预设频段的5G信号的接收。在其中一个实施例中，该第一收发模块200可以为一个集成器件，例如，可以为内置低噪放的中高频功率放大器模块(Middle and High Band Power Amplifier Modulesincluding Duplexers With LNA，MHB L-PA Mid)，也即射频L-PA Mid器件。该第一收发模块200还可以支持对多个不同频段的中频信号和高频信号的接收和发射。

接收模块300也至少配置有四条接收通路，以用于支持对四个预设频段的5G信号的接收。在其中一个实施例中，该接收模块300可以为一个集成器件，例如，可以为分集接收(Diversity Receive，DRX)模块，也即射频DRX器件。该接收模块300还可以支持对多个不同频段的低频信号、中频信号和高频信号的接收。

其中，第一收发模块200和接收模块300中均配置的四条接收通路也可以实现对多个中高频频段的4G LTE信号的接收控制。例如，可以实现对频段B1、B3、B7、B41的信号的接收控制。其中，部分4G LTE信号与5G NR信号的频段(例如，N1、N3、N7、N41)范围相同，也即，该第一收发模块200可以实现对部分5G NR信号的接收控制。其中，5G NR信号和4G LTE信号的关系如表2所示，其中，5G NR信号频段N1、N3、N7、N41的接收通道分别一一对应与4G LTE信号频段B1、B3、B7、B41的接收通道共用。

表2 4G LTE和5G NR基本信息

可以理解的是，第一收发模块200、接收模块300中配置的四条接收通路为可以实现对B1、B3、B7、B41、N1、N3、N7、N41的接收控制，其中，B1和N1共用同一接收通路，例如，B1接收通路；B3和N3共用同一接收通路，例如，B3接收通路；B7和N7共用同一接收通路，例如，B7接收通路；B41和N41共用同一接收通路，例如，B41接收通路。

射频收发器100经第一收发模块200与第一天线Ant1连接，构成5G信号的第一MIMO接收通道，该第一MIMO接收通道可以支持对四个预设频段的5G信号的接收。射频收发器100经接收模块300与第二天线Ant2连接，构成5G信号的第二MIMO接收通道，该第二MIMO接收通道可以支持对四个预设频段的5G信号的接收。射频收发器100经第一MIMO接收模块400与第三天线Ant3连接，构成5G信号的第三MIMO接收通道；射频收发器100经第二MIMO接收模块500与第四天线Ant4连接，构成5G信号的第四MIMO接收通道。其中，第一MIMO接收通道和第二MIMO接收通道均可包括B1接收通路、B3接收通路、B7接收通路、B41接收通路这四个子接收通路。

第一MIMO接收模块400和第二MIMO接收模块500均配置有四路接收通路，用于支持对四个预设频段的5G信号的接收。例如，第一MIMO接收模块400和第二MIMO接收模块500均配置的四路接收通路可分别为N1接收通路、N3接收通路、N7接收通路、N41这四个子接收通路，可用于支持对N1、N3、N7、N41这四个5G频段的接收。

上述射频系统，通过第一收发模块200、接收模块300、第一MIMO接收模块400和第二MIMO接收模块500以及四个天线可以构成四个MIMO接收通道，进而使得该射频系统可支持四个预设频段的5G信号的4*4MIMO功能，进而满足海内外的通信需求，同时，该第一MIMO接收模块400和第二MIMO接收模块500均仅配置有四路接收通路，以用于支持对四个预设频段的5G信号的接收，使得每一路接收通路均得到了利用，提高了第一MIMO接收模块400和第二MIMO接收模块500的使用效率，降低了成本，相对于支持LTE信号中高频段的分集接收器件，还可以减小器件占用的空间，同时还可以减少接收通路的链路损耗。

在其中一个实施例中，第一MIMO接收模块400、第二MIMO接收模块500均被配置有天线端口MHB ANT和四个接收端口LNA OUT(1、2、3、4)。其中，第一MIMO接收模块400、第二MIMO接收模块500均包括：第一开关单元和四个滤波单元。如图2所示，以第一MIMO接收模块400为例进行说明。第一MIMO接收模块400包括：第一开关单元410和四个滤波单元420。其中，第一开关单元410包括第一端和四个第二端，其中，第一端与天线端口MHB ANT连接，各第二端分别经一滤波单元420与一接收端口LNA OUT连接，用于导通天线端口MHB ANT与任一接收端口LNA OUT之间的接收通路。也即，该滤波单元420设置在各接收通路上，用于对接收的5G信号进行滤波处理，且各滤波单元420输出的5G信号的频段各不相同。

在其中一个实施例中，滤波单元420可对应包括一个滤波器，该滤波器仅允许预设频段的5G信号通过。若多个中频段的5G信号包括N1、N3、N7、N41这四个不同频段，其可对应设置四个滤波单元420(也即，四个滤波器)，以实现对着四个5G信号的滤波处理。该射频系统可以通过控制第一开关单元410的通断状态，以使多个频段的5G信号导通至任一滤波单元420。具体的，滤波器可以为带通滤波器、高通滤波器等。需要说明的是，在本申请实施例中，对每个滤波单元420中的滤波器的类型不做进一步的限定，可以根据待滤波处理的5G信号的频段来选择合适的滤波器。

在其中一个实施例中，第一开关单元410为SP4T开关，四个滤波单元420可分别记为第一滤波单元420、第二滤波单元420、第三滤波单元420和第四滤波单元420。具体的，该SP4T开关的触点(1)作为该第一开关单元410的第一端与天线端口MHB ANT连接，该SP4T开关的触点(2)、(3)、(4)、(5)可作为该第一开关单元410的四个第二端。其中，该天线端口MHBANT经触点(1)、触点(2)、第一滤波单元420与一接收端口LNA OUT1连接，以构成N1接收通路；该天线端口MHB ANT经触点(1)、触点(3)、第二滤波单元420与另一接收端口LNA OUT2连接，以构成N3接收通路；该天线端口MHB ANT经触点(1)、触点(2)、第三滤波单元420与再一接收端口LNA OUT3连接，以构成N7接收通路；该天线端口MHB ANT经触点(1)、触点(2)、第四滤波单元420与再一接收端口LNA OUT4连接，以构成N41接收通路。

可选的，该第一开关单元410还可以包括多个SPDT开关，可以通过分时控制多个SPDT开关以在同一时刻能够导通N1、N3、N7和N41接收通路中的任一路。

需要说明的是，在本申请实施例中，对第一开关单元410的具体组成形式不做进一步的限定，可以根据实际需求来设定。同时，第一MIMO接收模块400、第二MIMO接收模块500的结构可以完全相同，也可以不同。

本实施例中，第一MIMO接收模块400、第二MIMO接收模块500中仅配置有四个接收通路，例如，N1接收通路、N3接收通路、N7接收通路和N41接收通路，以适用于支持对N1、N3、N7和N41这四个频段的5G信号的接收，进而可以使该射频系统支持多频段的5G信号的4*4MIMO功能。

在其中一个实施例中，第一MIMO接收模块400、第二MIMO接收模块500均被配置有天线端口MHB ANT、轮射端口以及四个接收端口LNA OUT。如图3所示，以第一MIMO接收模块400为例进行说明，其中，第一开关单元410可包括第一端和五个第二端。在其中一个实施例中，第一开关单元410可以为SP5T开关。具体的，该SP5T开关的触点(1)作为该第一开关单元410的第一端与天线端口MHB ANT连接，该SP4T开关的触点(2)、(3)、(4)、(5)、(6)可作为该第一开关单元410的四个第二端。其中，该天线端口MHB ANT经触点(1)、触点(2)、第一滤波单元420与一接收端口LNA OUT1连接，以构成N1接收通路；该天线端口MHB ANT经触点(1)、触点(3)、第二滤波单元420与另一接收端口LNA OUT2连接，以构成N3接收通路；该天线端口MHB ANT经触点(1)、触点(2)、第三滤波单元420与再一接收端口LNA OUT3连接，以构成N7接收通路；该天线端口MHB ANT经触点(1)、触点(2)、第四滤波单元420与再一接收端口LNAOUT4连接，以构成N41接收通路。其中，轮射端口SRS经触点(6)、触点(1)与天线端口MHB ANT连接，以构成发射通路。其中，该轮射端口SRS可以与前述实施例中的第一收发模块200连接，用于接收第一收发模块200发射的各频段的5G信号，以将接收的5G信号经过该发射通路传输至与该天线端口MHB ANT连接的天线，以实现对5G信号的发射。

在其中一个实施例中，第一MIMO接收模块400、第二MIMO接收模块500还包括第二开关单元。如图4和图5所示，以第一MIMO接收模块400为例进行说明，第一MIMO接收模块400的第二开关单元430包括四个第一端和四个第二端，其中，四个第一端分别一一对应与四个滤波单元420连接，四个第二端分别一一对应与四个接收端口LNA OUT(1、2、3、4)连接。示例性的，该第二开关单元430可以为4P4T开关，通过控制该开关可以灵活的控制该第一MIMO接收模块400、第二MIMO接收模块500输出N1、N3、N7和N41这四个频段中的至少一个的5G信号至射频收发器100。

在其中一个实施例中，该第一MIMO接收模块400、第二MIMO接收模块500还包括控制单元。如图4和图5所示，以第一MIMO接收模块400为例进行说明，第一MIMO接收模块400的控制单元440可分别与第一开关单元410、第二开关单元430连接，可用于控制第一开关单元410、第二开关单元430号以选择导通任一接收通路。具体的，控制单元440可以为移动行业处理器接口(Mobile Industry Processor Interface，MIPI)—射频前端控制接口(RFFront End Control Interface，RFFE)控制单元或射频前端控制接口(RF Front EndControl Interface，RFFE)控制单元，其符合RFFE总线的控制协议。当控制单元为MIPI-RFFE控制单元时，其第一MIMO接收模块400、第二MIMO接收模块500还被配置有时钟信号的输入引脚CLK、单/双向数据信号的输入或双向引脚SDATAS、电源引脚VDD、参考电压引脚VIO等等。

在其中一个实施例中，第一MIMO接收模块400、第二MIMO接收模块500中的第一开关单元、四个滤波单元、第二开关单元以及控制单元都可以集成在同一器件中，形成一个5GNR DRX器件。也即，该第一MIMO接收模块400可以理解为第一5G NR DRX器件，第二MIMO接收模块500可以理解为第二5G NR DRX器件。示例性的，以第一MIMO接收模块400为例进行说明。基于如图4所示的5G NR DRX器件中的各个器件均可集成封装在同一封装模组中，如图6a所示，该第一MIMO接收模块400(封装芯片)中的各个引脚与第一MIMO接收模块400配置的多个端口一一对应。通过封装集成，第一MIMO接收模块400的封装规格如图6b所示。相应的，基于如图5所示的MIMO接收模块300中的各个器件均可集成封装在同一封装模组中，如图7a所示，该第一MIMO接收模块400(封装芯片)中的各个引脚与第一MIMO接收模块400配置的多个端口一一对应。通过封装集成，第一MIMO接收模块400的封装规格如图7b所示。

本申请实施例中的第一MIMO接收模块400和第二MIMO接收模块500的集成度高，可以减小各器件所占用的空间，便于第一MIMO接收模块400和第二MIMO接收模块500的小型化，同时，还可以节约成本，提供各器件的利用率。

基于如图8所示的射频系统，简述N41频段的4*4MIMO的MIMO工作路径(例如，Channel0路径、Channel1、Channel2和Channel3)的接收控制：

Channel0路径：第一天线Ant1→第一收发模块200的天线端口ANT2→N41接收通路→射频收发器100。

Channel1路径：第二天线Ant2→接收模块300的天线端口MHB ANT→N41接收通路→射频收发器100。

Channel2路径：第三天线Ant3→第一MIMO接收模块400的天线端口MHB ANT→第一开关单元410→滤波单元420→第二开关单元430→射频收发器100。

Channel3路径：第四天线Ant4→第二MIMO接收模块500的天线端口MHB ANT→第一开关单元510→滤波单元520→第二开关单元530→射频收发器100。

其中，N1、N3、N7的MIMO工作原理与N41类似，这里不再详细叙述。

上述实施例中的射频系统，其可以支持N1、N3、N7和N41这四个频段的4*4MIMO，同时，该第一MIMO接收模块400和第二MIMO接收模块500均仅配置有四路接收通路，以用于支持对四个预设频段的5G信号的接收，使得每一路接收通路均得到了利用，提高了第一MIMO接收模块400和第二MIMO接收模块500的使用效率，降低成本，同时还可以减少接收通路的链路损耗。

如图9所示，在其中一个实施例中，第一收发模块200还被配置有多路发射通道，用于支持多个预设频段的5G信号的发射。其中，该多路发射通路和多路接收通路可以相对应设置，具体的，多路发射通路可以实现对B1、B3、B7、B41、N1、N3、N7、N41的发射控制，其中，B1和N1共用同一发射通路，例如，B1发射通路；B3和N3共用同一发射通路，例如，B3发射通路；B7和N7共用同一发射通路，例如，B7发射通路；B41和N41共用同一发射通路，例如，B41发射通路。在其中一个实施例中，该第一收发模块200中配置有一个多通道选择开关，以选择切换该第一收发模块200中的任一发射通路或任一发射通路。

在其中一个实施例中，该第一收发模块200中配置两个天线端口ANT1、ANT2，每个天线端口ANT1、ANT2用于传输不同频段的4G/5G信号。示例性的，B1/N1、B3/N3频段的4G/5G信号可通过天线端口ANT1传输，其B7/N7、B41/N41频段的4G/5G信号可通过天线端口ANT2传输。该多通道选择开关210可包括两个第一端和多个第二端。其中，多通道选择开关210的两个第一端可分别一一对应与第一收发模块200的两个天线端口ANT1、ANT2对应连接，该多通道选择开关210的多个第二端可对应与该多路发射通路和多路接收通路连接，以实现对多个预设频段的4G/5G信号的收发控制。

在其中一个实施例中，各发射通路中可包括功率放大器PA、滤波器、射频开关等器件，以实现对不同频段的4G/5G信号的放大、滤波以及切换发射控制。各接收通路中可包括射频开关、滤波器和低噪声放大器等，以对天线端口MHB ANT接收的不同频段的4G/5G信号的放大、滤波以及切换接收控制。

在其中一个实施例中，第一收发模块200还用于收发其他中高频频段的4G信号。具体的，第一收发模块200还可以用于实现对B25、B30、B32、B66、B39等频段的4G信号的收发控制。

如图10所示，在其中一个实施例中，接收模块300被配置有天线端口MHB ANT、发射端口MHB TRX1，其中，接收模块300包括第七开关单元310和多个接收电路，其中，第七开关单元310包括第一端和多个第二端，第七开关单元310的第一端与天线端口MHB ANT连接，第七开关单元310的部分第二端分别一一对应与多个接收电路连接，第七开关单元310单的另一第二端与发射端口MHB TRX1连接。各接收电路可包括射频开关、滤波器和低噪声放大器等，以对天线端口MHB ANT接收的不同频段的4G/5G信号的放大、滤波以及切换接收控制。其中，第七开关单元310可以为SP7T开关。

在其中一个实施例中，该接收模块300还用于接收其他低中高频频段的4G信号。具体的，接收模块300还可以用于实现对B8、B26、B25、B39、B4、B34、B66、B40等频段的4G信号的收发控制。

射频系统反馈信道信息有预编码矩阵指示符(Precoding Matrix Indicator，PMI)和信道探测参考信号(Sounding Reference Signal，SRS)这两种不同的模式。从标准定义上看，PMI是所有5G通信设备必须支持的功能，SRS则是可选功能。PMI是基站通过一种预先设定的机制，依靠终端测量后辅以各种量化算法，来估计信道信息和资源要求，并上报给基站；而SRS则是利用信道互易性让包括射频系统的通信设备直接将信道信息上报给基站，显然后者更加精确。通信设备发送SRS信息即是用于基站探测终端位置和信道质量的方式；其中SRS天线轮发具体说明如下：

其一，1T1R：固定在第一天线Ant1向基站反馈信息，不支持SRS轮发；

其一，1T4R：在第一天线Ant1到第四天线Ant4轮流发射SRS信息，每次只选择一个天线发射，目前非独立组网采用这种模式；

其三，2T4R：在第一天线Ant1到第四天线Ant4轮流发射SRS信息，每次选择两个天线同时发射，目前独立组网采用这种模式。

在SRS模式下，能够参与发送参考信号的天线数量越多，信道估计就越准，进而能获得的速率越高；天线数量相同时，独立组网(Standalone，SA)模式比非独立组网(Non-Standalone，NSA)模式更快地完成信道估计，提高网络信道估计速度。

如图11和图12所示，在其中一个实施例中，基于如图9所示的第一收发模块200和如图10所示的接收模块300，射频系统还包括开关模块600。其中，开关模块600分别与第一收发模块200、接收模块300、第一MIMO接收模块400、第二MIMO接收模块500、第一天线Ant1、第二天线Ant2、第三天线Ant3和第四天线Ant4、第三天线Ant3、第四天线Ant4连接。其中，该开关模块600用于导通射频收发器100分别与第一天线Ant1、第二天线Ant2、第三天线Ant3和第四天线Ant4之间的发射通路导通，以使射频系统支持1T4R的SRS功能，也即，可以使得该射频系统能够支持独立组网模式下的SRS功能。

在其中一个实施例中，当该第一MIMO接收模块400、第二MIMO接收模块500中的第一开关单元410为SP5T开关，且被配置有该轮射端口SRS时，其该射频系统对应的开关模块600可包括第三开关单元610，参考图11。其中，第三开关单元610包括两个第一端和四个第二端，其中，第三开关单元610的两个第一端分别一一对应与第一收发模块200的两个天线端口ANT1、ANT2连接；第三开关单元610的一第二端与第一天线Ant1连接，第三开关单元610的另一第二端经接收模块300与第二天线Ant2连接，第三开关单元610的再一第二端与第一MIMO接收模块400的轮射端口SRS连接，第一MIMO接收模块400的天线端口MHB ANT与第三天线Ant3连接，第三开关单元610的又一第二端经与第二MIMO接收模块500的轮射端口SRS连接，第二MIMO接收模块500的天线端口MHB ANT与第四天线Ant4连接，以使射频系统支持1T4R的SRS功能。

在其中一个实施例中，第三开关单元610可以为DP4T开关，该DP4T开关的触点(1)、(2)作为第三开关单元610的两个第一端，该DP4T开关的触点(3)、(4)、(5)、(6)作为第三开关单元610的四个第二端。其中，DP4T开关的触点(1)、(2)分别对应与第一接收模块300的两个天线端口ANT1、ANT2连接，DP4T开关的触点(3)与第一天线Ant1连接；DP4T开关的触点(4)与接收模块300的发射端口MHB TRX1连接，该接收模块300的天线端口MHB ANT与第二天线Ant2连接，DP4T开关的触点(5)与第一MIMO接收模块400的轮射端口SRS连接，该第一MIMO接收模块400的天线端口MHB ANT与第三天线Ant3连接，DP4T开关的触点(6)与第二MIMO接收模块500的轮射端口SRS连接，该第二MIMO接收模块500的天线端口MHB ANT与第四天线Ant4连接。

上述射频系统，可以支持N1、N3、N7和N41频段的4*4MIMO功能，同时还可以支持N1、N3、N7和N41频段SA制式下的SRS功能。基于如图11所示的射频系统，分析N41 RX MIMO的Channel0、Channel1、Channel2、Channel3的路径的工作原理，具体如下：

Channel0路径：第一天线Ant1→path3→第三开关单元610→path1→第一收发模块200的天线端口ANT2→多通路选择开关210→N41接收通路(滤波器、开关、低噪声放大器)→射频收发器100。

Channel1路径：第二天线Ant2→path7→接收模块300的天线端口MHB ANT→N41接收通路(滤波器、开关、低噪声放大器)→射频收发器100。

Channel2路径：第三天线Ant3→path8→第一MIMO接收模块400的天线端口MHBANT→第一开关单元410→滤波单元420→第二开关单元430→射频收发器100。

Channel3路径：第四天线Ant4→path9→第二MIMO接收模块500的天线端口MHBANT→第一开关单元510→滤波单元520→第二开关单元530→射频收发器100。

其中，N1、N3、N7的MIMO工作原理与N41类似，在此，不再赘述；其中，各频段的工作路径如表3所示。

表3 5G NR MIMO工作路径

基于如图11所示的射频系统，简述N41频段SA制式的SRS工作原理：

射频收发器100→第一收发模块200的高频发射端口MHB TRX14G HB RFIN→N41发射通路(功率放大器PA、4P4T#1开关、滤波器)→多通道选择开关210→天线端口ANT2→path2→第三开关单元610→path3→第一天线Ant1，实现SRS功能；由第三开关单元610→path4→接收模块300的发射端口MHB TRX1→接收模块300的SP7T开关310→接收模块300的天线端口MHB ANT→path7→第二天线Ant2，实现SRS功能；由第三开关单元610→path5→第一MIMO接收模块400的轮射端口SRS→第一开关单元410→第一MIMO接收模块400的天线端口MHB ANT→path8→第三天线Ant3，实现SRS功能；由第三开关单元610→path6→第二MIMO接收模块500的轮射端口SRS→第一开关单元510→第二MIMO接收模块500的天线端口MHBANT→path9→第四天线Ant4，实现SRS功能。

其中，N1、N3、N7的SRS工作原理与N41类似，在此，不再赘述，相关的SRS工作路径如表4所示。

表4 SRS详细路径配置表

	N1/N3	N7/N41
			Channel0’	Path1->Path3	Path2->Path3
Channel1’	Path1->Path4->Path7	Path2->Path4->Path7
			Channel2’	Path1->Path5->Path8	Path2->Path5->Path8
Channel3’	Path1->Path6->Path9	Path2->Path6->Path9

其中，表中的Channel0’、Channel1’、Channel2’、Channel3’可分别理解为SRS工作路径。

参考图12，在其中一个实施例中，第一MIMO接收模块400和第二MIMO接收模块500中的第一开关单元410为SP4T开关，也即，基于如图4所示的第一MIMO接收模块400和第二MIMO接收模块500，该射频系统的中的开关模块600可包括第四开关单元620、第五开关单元630和第六开关单元640。其中，第四开关单元620包括两个端和四个第二端，其中第四开关单元620的两个第一端分别一一对应与第一收发模块200的两个天线端口ANT1、ANT2连接；第四开关单元620的一第二端与第一天线Ant1连接，第四开关单元620的另一第二端经接收模块300与第二天线Ant2连接，第四开关单元620的再一第二端经第五开关单元630与第三天线Ant3连接，第四开关单元620的又一第二端经第六开关单元640与第四天线Ant4连接；其中，第五开关单元630还设置在第四MIMO接收通道上，与第一MIMO接收模块400连接，第六开关单元640还设置在第四MIMO接收通道上，与第二MIMO接收模块500连接。

具体的，该第四开关单元620可以为DP4T开关，第五开关单元630和第六开关单元640均为SPDT开关。该DP4T开关的触点(1)、(2)作为第四开关单元620的两个第一端，该DP4T开关的触点(3)、(4)、(5)、(6)作为第四开关单元620的四个第二端。其中，DP4T开关的触点(1)、(2)分别对应与第一接收模块300的两个天线端口ANT1、ANT2连接，DP4T开关的触点(3)与第一天线Ant1连接；DP4T开关的触点(4)与接收模块300的发射端口MHB TRX1连接，该接收模块300的天线端口MHB ANT与第二天线Ant2连接，DP4T开关的触点(5)与SPDT开关#1的触点(2)连接，SPDT开关#1的触点(3)与第一MIMO接收模块400的天线端口MHB ANT连接，SPDT开关#1的触点(1)与第三天线Ant3连接，DP4T开关的触点(6)与SPDT开关#2的触点(2)连接，SPDT开关#2的触点(3)与第二MIMO接收模块500的天线端口MHB ANT连接，SPDT开关#2的触点(1)与第四天线Ant4连接。

上述射频系统，可以支持N1、N3、N7和N41频段的4*4MIMO功能，同时还可以支持N1、N3、N7和N41频段SA制式下的SRS功能。基于如图12所示的射频系统，分析N41 RX MIMO的Channel0、Channel1、Channel2、Channel3的路径的工作原理，具体如下：

Channel0路径：第一天线Ant1→path3→第四开关单元620→path1→第一收发模块200的天线端口ANT2→多通路选择开关210→N41接收通路(滤波器、开关、低噪声放大器)→射频收发器100。

Channel1路径：第二天线Ant2→path7→接收模块300的天线端口MHB ANT→N41接收通路(滤波器、开关、低噪声放大器)→射频收发器100。

Channel2路径：第三天线Ant3→path8→SPDT开关#1→path10→第一MIMO接收模块400的天线端口MHB ANT→第一开关单元410→滤波单元420→第二开关单元430→射频收发器100。

Channel3路径：第四天线Ant4→path9→SPDT开关#2→path11→第二MIMO接收模块500的天线端口MHB ANT→第一开关单元510→滤波单元520→第二开关单元530→射频收发器100。

其中，N1、N3、N7的MIMO工作原理与N41类似，在此，不再赘述；其中，各频段的工作路径如表5所示。

表5 5G NR MIMO工作路径

	N1/N3	N7/N41
			Channel0	Path3->Path1	Path3->Path2
Channel1	Path7	Path7
			Channel2	Path8->Path10	Path8->Path10
Channel3	Path9->Path11	Path9->Path11

基于如图12所示的射频系统，简述N41频段SA制式的SRS工作原理：

射频收发器100→第一收发模块200的高频发射端口MHB TRX14G HB RFIN→N41发射通路(功率放大器PA、4P4T#1开关、滤波器)→多通道选择开关210→天线端口MHBANTANT2→path2→第四开关单元620→path3→第一天线Ant1，实现SRS功能；由第四开关单元620→path4→接收模块300的发射端口MHB TRX1→接收模块300的SP7T开关310→接收模块300的天线端口MHB ANT→path7→第二天线Ant2，实现SRS功能；由第四开关单元620→path5→SPDT开关#1→path8→第三天线Ant3，实现SRS功能；由第四开关单元620→path6→SPDT开关#2→第四天线Ant4，实现SRS功能。

其中，N1、N3、N7的SRS工作原理与N41类似，在此，不再赘述，相关的SRS工作路径如表6所示。

表6 SRS详细路径配置表

其中，表中的Channel0’、Channel1’、Channel2’、Channel3’可分别理解为SRS工作路径。

需要说明的是，若本申请实施例中的第一收发模块200为MHB L-PA Mid器件，该器件仅支持SA制式，则对应射频系统也仅支持SA制式下的SRS功能。若本申请实施例中的第一收发模块200可支持NSA制式和SA制式，则对应射频系统也可以支持NSA制式和SA制式下的SRS功能。

基于如图11和12所示的射频系统均可以支持N1、N3、N7和N41频段的4*4MIMO功能，同时还可以支持N1、N3、N7和N41频段SA制式下的SRS功能。同时，如图11所示的射频系统中，通过在第一MIMO接收模块400和第二MIMO接收模块500中配置了轮射端口SRS，可以简少开关模块600中的开关数量，例如，可以省略如图12中的第五开关单元630和第六开关单元640，如图11所示的射频系统的结构更为简单，同时也简化了射频系统中的布线复杂度；占用面积小，有利于射频系统的小型化以及降低了成本。

如图13和图14所示，在其中一个实施例中，前述任一实施例中的射频系统中还可以包括：第二收发模块700、第一合路器800和第二合路器900。第一合路器800，分别与第二收发模块700、开关模块600、第二天线Ant2连接；第二合路器900，分别与接收模块300、第三天线Ant3连接。

其中，第二收发模块700，与第一收发模块200连接，用于支持多个低频频段的射频信号的收发。具体的，该第一收发模块200可用于支持对低频频段的4G信号的收发控制。示例性的，第一收发模块200可以为内置低噪放的低频功率放大器PA模块(Low Band PowerAmplifier Modules including Duplexers With LNA，LB L-PA Mid)，可以将该LB L-PAMid理解为以封装芯片，其集成了多频段的发射和接收通道，包含B8、B12、B20、B26，以及2GLB和2G HB GSM。此外，还有4个AUX端口用于外置频段的扩展。

本实例中的射频系统，除了能支持N1、N3、N7和N41频段的4*4MIMO功能，同时还可以支持N1、N3、N7和N41频段SA制式下的SRS功能，还可以通过第一收发模块200和第一天线Ant1实现对B8、B12、B20、B26，以及2G LB和2G HB GSM信号的收发控制，拓展了该射频系统的通信频段，以及提高了该射频系统的通信性能。

本申请实施例还提供一种通信设备，该通信设备上设置有上述任一实施例中的射频系统，均可以支持N1、N3、N7和N41频段的4*4MIMO功能，同时还可以支持N1、N3、N7和N41频段SA制式下的SRS功能。同时，该第一MIMO接收模块400和第二MIMO接收模块500均仅配置有四路接收通路，以用于支持对四个预设频段的5G信号的接收，使得每一路接收通路均得到了利用，提高了第一MIMO接收模块400和第二MIMO接收模块500的使用效率，降低了成本，同时还可以减少接收通路的链路损耗。

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

Claims (12)

1.一种射频系统，其特征在于，包括：射频收发器、第一收发模块、接收模块、第一MIMO接收模块、第二MIMO接收模块、第一天线、第二天线、第三天线和第四天线；其中，

所述射频收发器经所述第一收发模块与所述第一天线连接，构成5G信号的第一MIMO接收通道；

所述射频收发器经所述接收模块与所述第二天线连接，构成5G信号的第二MIMO接收通道；其中，所述第一收发模块、接收模块均至少配置有四路接收通路，用于支持对四个预设频段的5G信号的接收；

所述射频收发器经所述第一MIMO接收模块与所述第三天线连接，构成5G信号的第三MIMO接收通道；

所述射频收发器经所述第二MIMO接收模块与所述第四天线连接，构成5G信号的第四MIMO接收通道；其中，所述第一MIMO接收模块和第二MIMO接收模块均配置有四路接收通路，用于支持对所述四个预设频段的5G信号的接收。

2.根据权利要求1所述的射频系统，其特征在于，所述第一MIMO接收模块、第二MIMO接收模块均被配置有天线端口和四个接收端口，其中，所述第一MIMO接收模块、第二MIMO接收模块均包括：第一开关单元和四个滤波单元，其中，所述第一开关单元包括第一端和多个第二端，其中，所述第一端与所述天线端口连接，至少部分各所述第二端分别经一所述滤波单元与一所述接收端口连接，其中，各所述滤波单元输出的射频信号的频段各不相同。

3.根据权利要求2所述的射频系统，其特征在于，所述第一MIMO接收模块、第二MIMO接收模块还均被配置有轮射端口，其中，所述第一开关单元的剩余所述第二端与所述轮射端口连接。

4.根据权利要求3所述的射频系统，其特征在于，所述第一开关单元为SP5T开关。

5.根据权利要求2所述的射频系统，其特征在于，所述第一MIMO接收模块、第二MIMO接收模块还均包括：

第二开关单元，所述第二开关单元包括四个第一端和四个第二端，其中，四个第一端分别一一对应与所述四个滤波单元连接，所述四个第二端分别一一对应与所述四个接收端口连接。

6.根据权利要求1所述的射频系统，其特征在于，所述第一收发模块还被配置有多路发射通道，用于支持多个预设频段的5G信号的发射；其中，所述射频系统还包括开关模块，所述开关模块分别与所述第一收发模块、接收模块、第一MIMO接收模块、第二MIMO接收模块、第一天线、第二天线、第三天线、第四天线连接，所述开关模块用于导通所述射频收发器分别与所述第一天线、第二天线、第三天线、第四天线之间的发射通路导通，以使所述射频系统支持1T4R的SRS功能。

7.根据权利要求6所述的射频系统，其特征在于，所述第一MIMO接收模块、第二MIMO接收模块均被配置有轮射端口，所述开关模块包括第三开关单元，其中，所述第三开关单元包括两个第一端和四个第二端，其中，所述第三开关单元的两个第一端分别一一对应与所述第一收发模块的两个天线端口连接；所述第三开关单元的一第二端与所述第一天线连接，所述第三开关单元的另一第二端经所述接收模块与所述第二天线连接，所述第三开关单元的再一第二端与所述第一MIMO接收模块的轮射端口连接，所述第一MIMO接收模块的天线端口与所述第三天线连接，所述第三开关单元的又一第二端经与所述第二MIMO接收模块的轮射端口连接，所述第二MIMO接收模块的天线端口与所述第四天线连接，以使所述射频系统支持1T4R的SRS功能。

8.根据权利要求6所述的射频系统，其特征在于，所述开关模块包括第四开关单元、第五开关单元和第六开关单元，其中，所述第四开关单元包括两个端和四个第二端，其中所述第四开关单元的两个第一端分别一一对应与所述第一收发模块的两个天线端口连接；所述第四开关单元的一第二端与所述第一天线连接，所述第四开关单元的另一第二端经所述接收模块与所述第二天线连接，所述第四开关单元的再一第二端经所述第五开关单元与所述第三天线连接，所述第四开关单元的又一第二端经所述第六开关单元与所述第四天线连接；其中，所述第五开关单元设置在所述第四MIMO接收通道上，与所述第一MIMO接收模块连接，所述第六开关单元设置在所述第四MIMO接收通道上，与所述第二MIMO接收模块连接。

9.根据权利要求7或8所述的射频系统，其特征在于，所述接收模块被配置有天线端口、发射端口，其中，所述接收模块包括第七开关单元和多个接收电路，其中，所述第七开关单元包括第一端和多个第二端，所述第七开关单元的第一端经所述天线端口与所述第二天线连接，所述第七开关单元的部分第二端分别一一对应与多个接收电路连接，所述第七开关单元单的另一第二端与所述发射端口连接。

10.根据权利要求6所述的射频系统，其特征在于，所述接收模块还用于支持多个低频频段的射频信号的接收；其中，所述射频系统还包括：

第二收发模块，与所述第一收发模块连接，用于支持多个低频频段的射频信号的收发；

第一合路器，分别与所述第二收发模块、开关模块、第二天线连接；

第二合路器，分别与所述接收模块、第三天线连接。

11.根据权利要求1所述的射频系统，其特征在于，所述四个预设频段包括N1、N3、N7和N41。

12.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的射频系统。

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