CN112821919B

CN112821919B - 射频系统及电子设备

Info

Publication number: CN112821919B
Application number: CN202110057234.XA
Authority: CN
Inventors: 胡凯凯
Original assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Current assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2022-10-18
Anticipated expiration: 2041-01-15
Also published as: CN112821919A

Abstract

本申请提供了一种射频系统及电子设备，包括射频收发器、射频处理芯片、第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组、第四开关模组、第一天线、第二天线、第三天线和第四天线；所述射频收发器通过所述射频处理芯片、所述第一开关模组、所述第二开关模组、所述第三开关模组、所述第四开关模组连接所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线；所述射频处理芯片包括第一低噪声放大器、功率放大器、第五开关模组、滤波器、定向耦合器和前端控制模组；可以实现将前端控制模组内置在射频处理芯片中，大大降低了布线难度，同时降低了成本。

Description

射频系统及电子设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别是一种射频系统及电子设备。

背景技术

第五代移动通信技术(5th generation mobile networks，5G)支持波束赋形技术，基站可以向电子设备定向发射信号。而基站要想定向发射，首先得探测到电子设备的位置、传输通路的质量等，从而使基站的资源更加精准地分配给每一个电子设备。目前，电子设备反馈信道信息有预编码矩阵指示(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电子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，依靠电子设备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电子设备直接将信道信息上报给基站，显然后者更加精确，SRS的信号传输如图1所示。

目前的SRS需要配置多个射频前端模组(LNA Front-end Modules，LFEM)，但电子设备的主板面积有限，容易出现布线困难的情况。

发明内容

基于上述问题，本申请提出了一种射频系统及电子设备，可以将前端控制模组内置在射频处理芯片中，大大降低了布线难度，同时降低了成本。

第一方面，本申请实施例提供了一种射频系统，所述射频系统包括射频收发器、射频处理芯片、第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组、第四开关模组、第一天线、第二天线、第三天线和第四天线；所述射频收发器通过所述射频处理芯片、所述第一开关模组、所述第二开关模组、所述第三开关模组、所述第四开关模组连接所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线；

所述射频处理芯片包括第一低噪声放大器、功率放大器、第五开关模组、滤波器、定向耦合器和前端控制模组；

所述射频收发器的第一输入端口连接所述功率放大器的第一端口，所述功率放大器的第二端口连接所述第二开关模组，所述第二开关模组分别连接所述第一低噪声放大器的第一端口和所述滤波器的第一端口，所述第一低噪声放大器的第二端口连接所述射频收发器的第一输出端口，所述滤波器的第二端口连接所述定向耦合器，所述定向耦合器连接所述第一开关模组，所述第一开关模组分别连接所述第一天线、所述第二开关模组、所述第三开关模组和所述第四开关模组，所述第二开关模组分别连接所述第二天线和所述前端控制模组，所述第三开关模组分别连接所述第三天线和所述前端控制模组，所述第四开关模组分别连接所述第四天线和所述前端控制模组，所述前端控制模组连接所述射频收发器。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括第一方面任一项所述的射频系统，当所述射频系统处于独立组网模式时，所述射频系统用于向基站轮发信道探测参考信号进行交互，以及，所述射频系统用于接收所述基站反馈的接收信号。

可见，上述射频系统及电子设备，包括射频收发器、射频处理芯片、第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组、第四开关模组、第一天线、第二天线、第三天线和第四天线；所述射频收发器通过所述射频处理芯片、所述第一开关模组、所述第二开关模组、所述第三开关模组、所述第四开关模组连接所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线；所述射频处理芯片包括第一低噪声放大器、功率放大器、第五开关模组、滤波器、定向耦合器和前端控制模组；可以实现将前端控制模组内置在射频处理芯片中，大大降低了布线难度，同时降低了成本。

附图说明

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

图1为本申请实施例提供的一种射频系统的应用场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种射频系统的结构示意图；

图3A为本申请实施例提供的一种基于SRS的天线轮发示意图；

图3B为本申请实施例提供的另一种基于SRS的天线轮发示意图；

图4为本申请实施例提供的一种射频处理芯片的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请实施例所涉及到的电子设备可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、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(Mobile Station，MS)，终端设备(terminal device)等等。为方便描述，上面提到的设备统称为电子设备。

下面结合图2对本申请实施例中的射频系统进行说明，图2为本申请实施例提供的一种射频系统的结构示意图，该射频系统100包括射频收发器11、射频处理芯片12、第一开关模组131、第二开关模组132、第三开关模组133、第四开关模组134、第一天线141、第二天线142、第三天线143和第四天线144；所述射频收发器11通过所述射频处理芯片12、所述第一开关模组131、所述第二开关模组132、所述第三开关模组133、所述第四开关模组134连接所述第一天线141、所述第二天线142、所述第三天线143和所述第四天线144；

所述射频处理芯片12包括第一低噪声放大器121、功率放大器122、第五开关模组135、滤波器123、定向耦合器124和前端控制模组125；

所述射频收发器11的第一输入端口111连接所述功率放大器122的第一端口1221，所述功率放大器122的第二端口1222连接所述第五开关模组135，所述第五开关模组135分别连接所述第一低噪声放大器121的第一端口1211和所述滤波器123的第一端口1231，所述第一低噪声放大器121的第二端口1212连接所述射频收发器11的第一输出端口112，所述滤波器123的第二端口1232连接所述定向耦合器124，所述定向耦合器124连接所述第一开关模组131，所述第一开关模组131分别连接所述第一天线141、所述第二开关模组132、所述第三开关模组133和所述第四开关模组134，所述第二开关模组132分别连接所述第二天线142和所述前端控制模组125，所述第三开关模组133分别连接所述第三天线143和所述前端控制模组125，所述第四开关模组134分别连接所述第四天线144和所述前端控制模组125，所述前端控制模组125连接所述射频收发器11。

其中，所述前端控制模组125包括第一射频前端模组1251、第二射频前端模组1252和第三射频前端模组1253，其中，第一射频前端模组1251的接收信号输入端RX-in1连接第二开关模组132，接收信号输出端RX-out1连接射频收发器11的第二输出端口113，所述第二射频前端模组1252的接收信号输入端RX-in2连接第三开关模组133，接收信号输出端RX-out2连接射频收发器11的第三输出端口114，所述第三射频前端模组1253的接收信号输入端RX-in3连接第四开关模组134，接收信号输出端RX-out3连接射频收发器11的第四输出端口115。

通过上述射频系统，当所述射频系统处于独立组网SA模式时，可以选择所述第一天线141、所述第二天线142、所述第三天线143以及所述第四天线144中的任意两根或任意一根天线向基站轮发信道探测参考信号进行交互，以及，可以选择所述第一天线141、所述第二天线142、所述第三天线143以及所述第四天线144中的任意两根或任意一根天线接收所述基站反馈的接收信号。

当所述射频系统处于所述非独立组网NSA模式时，可以选择所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线中的任意一根天线向基站轮发信道探测参考信号进行交互，以及，选择所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线中的任意一根天线接收所述基站反馈的接收信号。

具体的，发射信号的流通路径可以包括四种，分别为：

射频收发器11→功率放大器122→第五开关模组135→滤波器123→定向耦合器124→第一开关模组131→第一天线141；

射频收发器11→功率放大器122→第五开关模组135→滤波器123→定向耦合器124→第一开关模组131→第二天线142；

射频收发器11→功率放大器122→第五开关模组135→滤波器123→定向耦合器124→第一开关模组131→第三天线143；

射频收发器11→功率放大器122→第五开关模组135→滤波器123→定向耦合器124→第一开关模组131→第四天线144。

接收信号的流通路径可以包括以下几种：

在所述第一天线用于接收所述基站反馈的接收信号时，所述接收信号的流通路径依次为：第一天线141→第一开关模组131→定向耦合器124→滤波器123→第五开关模组135→第一低噪声放大器121→射频收发器11；

在所述第二天线用于接收所述基站反馈的接收信号时，所述接收信号的流通路径依次为：第二天线142→第二开关模组132→第一射频前端模组1251→射频收发器11；

在所述第三天线用于接收所述基站反馈的接收信号时，所述接收信号的流通路径依次为：第三天线143→第三开关模组133→第二射频前端模组1252→射频收发器11；

在所述第四天线用于接收所述基站反馈的接收信号时，所述接收信号的流通路径依次为：第四天线144→第四开关模组134→第三射频前端模组1253→射频收发器11。

其中，所述第一开关模组131为单刀四掷开关，所述第二开关模组132为单刀双掷开关，所述第三开关模组133为单刀双掷开关，所述第四开关模组134为单刀双掷开关，所述第五开关模组135为单刀双掷开关。

所述第一低噪声放大器121连接所述第五开关模组135的T1端口，所述功率放大器122连接所述第五开关模组135的T2端口，所述第五开关模组135的P端口连接所述滤波器123的第一端口1231，所述定向耦合器124的第二端口1242连接所述第一开关模组131的P端口，所述第一开关模组131的T1端口连接第一天线141，所述第一开关模组131的T2端口连接第二开关模组132的T1端口，所述第一开关模组131的T3端口连接所述第三开关模组133的T1端口，所述第一开关模组131的T4端口连接所述第四开关模组134的T1端口，所述第二开关模组132的T2端口连接所述第一射频前端模组1251的RX-in1端口，所述第二开关模组132的P端口连接所述第二天线142，所述第三开关模组133的T2端口连接所述第二射频前端模组1252的RX-in2端口，所述第三开关模组133的P端口连接所述第三天线143，所述第四开关模组134的T2端口连接所述第三射频前端模组1253的RX-in3端口，所述第四开关模组134的P端口连接所述第四天线144。

本申请实施例中的定向耦合器124可以将两路射频信号进行混合后输出。可选的，定向耦合器124还可以具有功率分配的功能，用于将输入的信号的功率分为几路反馈到射频收发器11对应的接收端口，以便于射频收发器11调整其发射的射频信号的功率。

可以理解的是，上述射频处理芯片为内置有LFEM的5G L-PAMID器件，所述射频系统向所述基站发送所述信道探测参考信号以及接收所述基站反馈的接收信号，以使所述基站确定搭载所述射频系统的电子设备的位置信息和信道质量信息。且本申请实施例中的射频系统可以应用于N41频段、N77频段以及N79频段。

如图3A所示，图3A为本申请实施例提供的一种基于SRS的天线轮发示意图，此时轮发模式为1T4R，即只支持上行单发，即在同一时刻，只能在第一天线、第二天线、第三天线和第四天线中，选择任意一个天线来轮流发射SRS信息；NSA和SA模式均可支持；如图3B所示，图3B为本申请实施例提供的另一种基于SRS的天线轮发示意图，此时轮发模式为2T4R，即在同一时刻，可以在第一天线、第二天线、第三天线和第四天线中选择两个天线来轮流发射SRS；目前只有SA模式支持；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，SA模式比NSA模式更快地完成信道估计，提高网络体验感。

可见，上述射频系统将前端控制模组内置进射频处理芯片中，可以在实现SRS时降低布线难度，降低成本。

为便于理解，下面结合图4对本申请实施例中的一种射频处理芯片进行说明，图4为本申请实施例提供的一种射频处理芯片的结构示意图，该射频处理芯片12包括第一低噪声放大器121、功率放大器122、第五开关模组135、滤波器123、定向耦合器124和前端控制模组125；其中，前端控制模组125包括第一射频前端模组1251、第二射频前端模组1252和第三射频前端模组1253，第一前端模组1251包括RX-in1、RX-out1，第二前端模组1252包括RX-in2、RX-out2，第三前端模组1253包括RX-in3、RX-out3。

其中，该前端控制模组125还包括第二低噪声放大器、天线控制开关PA+ASM RFFE，第一射频前端模组1251还包括RX-DATA1端口、RX-CLK1端口，第二射频前端模组1252还包括RX-DATA2端口、RX-CLK2端口，第三射频前端模组1253还包括RX-DATA3端口、RX-CLK3端口，所述第二低噪声放大器包括RX-DATA端口、RX-CLK端口，所述PA+ASM RFFE包括TX-DATA端口、TX-CLK端口。

可见，上述射频处理芯片构成射频系统，所述射频系统包括射频收发器、射频处理芯片、第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组、第四开关模组、第一天线、第二天线、第三天线和第四天线；所述射频收发器通过所述射频处理芯片、所述第一开关模组、所述第二开关模组、所述第三开关模组、所述第四开关模组连接所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线；所述射频处理芯片包括第一低噪声放大器、功率放大器、第五开关模组、滤波器、定向耦合器和前端控制模组；所述射频收发器的第一输入端口连接所述功率放大器的第一端口，所述功率放大器的第二端口连接所述第五开关模组，所述第五开关模组分别连接所述第一低噪声放大器的第一端口和所述滤波器的第一端口，所述第一低噪声放大器的第二端口连接所述射频收发器的第一输出端口，所述滤波器的第二端口连接所述定向耦合器，所述定向耦合器连接所述第一开关模组，所述第一开关模组分别连接所述第一天线、所述第二开关模组、所述第三开关模组和所述第四开关模组，所述第二开关模组分别连接所述第二天线和所述前端控制模组，所述第三开关模组分别连接所述第三天线和所述前端控制模组，所述第四开关模组分别连接所述第四天线和所述前端控制模组，所述前端控制模组连接所述射频收发器。当所述射频系统处于独立组网模式时，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线中的任意两根或任意一根天线用于向基站轮发信道探测参考信号进行交互，以及，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线中的任意两根或任意一根天线用于接收所述基站反馈的接收信号。当所述射频系统处于所述非独立组网模式时，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线中的任意一根天线用于向基站轮发信道探测参考信号进行交互，以及，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线中的任意一根天线用于接收所述基站反馈的接收信号。

可以将前端控制模组内置在射频处理芯片中，大大降低了布线难度，同时降低了成本。

下面结合图5对本申请实施例中的一种电子设备进行说明，图5是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备10可以包括射频系统100，该射频系统100包括射频收发器11、射频处理芯片12、第一开关模组131、第二开关模组132、第三开关模组133、第四开关模组134、第一天线141、第二天线142、第三天线143和第四天线144；所述射频收发器11通过所述射频处理芯片12、所述第一开关模组131、所述第二开关模组132、所述第三开关模组133、所述第四开关模组134连接所述第一天线141、所述第二天线142、所述第三天线143和所述第四天线144；

当所述射频系统处于所述非独立组网NSA模式时，可以选择所述第一天线141、所述第二天线142、所述第三天线143以及所述第四天线144中的任意一根天线向基站轮发信道探测参考信号进行交互，以及，选择所述第一天线141、所述第二天线142、所述第三天线143以及所述第四天线144中的任意一根天线接收所述基站反馈的接收信号。

以上是本申请实施例的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种射频系统，其特征在于，所述射频系统包括射频收发器、射频处理芯片、第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组、第四开关模组、第一天线、第二天线、第三天线和第四天线；所述射频收发器通过所述射频处理芯片、所述第一开关模组、所述第二开关模组、所述第三开关模组、所述第四开关模组连接所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线；

所述射频处理芯片包括第一低噪声放大器、功率放大器、第五开关模组、滤波器、定向耦合器和前端控制模组，所述前端控制模组包括第一射频前端模组、第二射频前端模组和第三射频前端模组；

所述射频收发器的第一输入端口连接所述功率放大器的第一端口，所述功率放大器的第二端口连接所述第五开关模组，所述第五开关模组分别连接所述第一低噪声放大器的第一端口和所述滤波器的第一端口，所述第一低噪声放大器的第二端口连接所述射频收发器的第一输出端口，所述滤波器的第二端口连接所述定向耦合器，所述定向耦合器连接所述第一开关模组，所述第一开关模组分别连接所述第一天线、所述第二开关模组、所述第三开关模组和所述第四开关模组，所述第二开关模组分别连接所述第二天线和所述前端控制模组，所述第三开关模组分别连接所述第三天线和所述前端控制模组，所述第四开关模组分别连接所述第四天线和所述前端控制模组，所述前端控制模组连接所述射频收发器。

2.根据权利要求1所述的射频系统，其特征在于，

当所述射频系统处于独立组网模式时，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线中的任意两根或任意一根天线用于向基站轮发信道探测参考信号进行交互，以及，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线中的任意两根或任意一根天线用于接收所述基站反馈的接收信号。

3.根据权利要求1所述的射频系统，其特征在于，

当所述射频系统处于非独立组网模式时，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线中的任意一根天线用于向基站轮发信道探测参考信号进行交互，以及，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线中的任意一根天线用于接收所述基站反馈的接收信号。

4.根据权利要求2或3所述的射频系统，其特征在于，所述信道探测参考信号的流通路径依次为：所述射频收发器、所述功率放大器、所述第五开关模组、所述滤波器、所述定向耦合器、所述第一开关模组、所述第一天线；或，

所述射频收发器、所述功率放大器、所述第五开关模组、所述滤波器、所述定向耦合器、所述第二开关模组、所述第二天线；或，

所述射频收发器、所述功率放大器、所述第五开关模组、所述滤波器、所述定向耦合器、所述第三开关模组、所述第三天线；或，

所述射频收发器、所述功率放大器、所述第五开关模组、所述滤波器、所述定向耦合器、所述第四开关模组、所述第四天线。

5.根据权利要求2或3所述的射频系统，其特征在于，在所述第一天线用于接收所述基站反馈的接收信号时，所述接收信号的流通路径依次为：所述第一天线、所述第一开关模组、所述定向耦合器、所述滤波器、所述第五开关模组、所述第一低噪声放大器、所述射频收发器；

在所述第二天线用于接收所述基站反馈的接收信号时，所述接收信号的流通路径依次为：所述第二天线、所述第二开关模组、所述第一射频前端模组、所述射频收发器；

在所述第三天线用于接收所述基站反馈的接收信号时，所述接收信号的流通路径依次为：所述第三天线、所述第三开关模组、所述第二射频前端模组、所述射频收发器；

在所述第四天线用于接收所述基站反馈的接收信号时，所述接收信号的流通路径依次为：所述第四天线、所述第四开关模组、所述第三射频前端模组、所述射频收发器。

6.根据权利要求1所述的射频系统，其特征在于，所述第一开关模组为单刀四掷开关，所述第二开关模组、所述第三开关模组、所述第四开关模组以及所述第五开关模组为单刀双掷开关。

7.根据权利要求1所述的射频系统，其特征在于，所述射频处理芯片为配置带有低噪声放大器的射频前端模组的5G L-PAMID器件。

8.根据权利要求2或3所述的射频系统，其特征在于，所述射频系统向所述基站发送所述信道探测参考信号以及接收所述基站反馈的接收信号，以使所述基站确定搭载所述射频系统的电子设备的位置信息和信道质量信息。

9.根据权利要求1所述的射频系统，其特征在于，所述射频系统应用于N41频段、N77频段以及N79频段。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1～9任一项所述的射频系统，当所述射频系统处于独立组网模式时，所述射频系统用于向基站轮发信道探测参考信号进行交互，以及，所述射频系统用于接收所述基站反馈的接收信号。