CN116601882A - 射频电路、通道切换方法和通信装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种射频电路、通道切换方法和通信装置，涉及波束成形领域，用于扩展混合波束成形的射频架构的实现灵活性。射频电路包括：第一模拟通道、第二模拟通道、第一数字通道、第二数字通道和切换电路；第一模拟通道和第二模拟通道用于进行模拟波束成形，第一数字通道和第二数字通道用于进行数字波束成形；在第一模式下，切换电路用于将第一模拟通道和第二模拟通道合路耦合至第一数字通道；在第二模式下，切换电路用于将第一模拟通道耦合至第一数字通道，将第二模拟通道耦合至第二数字通道。

Description

射频电路、通道切换方法和通信装置 技术领域

本申请涉及射频技术领域，尤其涉及一种射频电路、通道切换方法和通信装置。

背景技术

波束成形(beamforming)技术包括模拟波束成形(analog beamforming)、数字波束成形(digital beamforming)和混合波束成形。模拟波束成形指在模拟域实现对天线阵元的增益和相位的控制；数字波束成形指在数字域实现对天线阵列和相位的控制，混合波束成形即包括模拟波束成形和数字波束成形。

目前混合波束成形中进行数字波束成形的数字通道和进行模拟波束成形的射频通道之间的配置是固定的，射频架构的实现不够灵活，限制了其应用场景。

发明内容

本申请实施例提供一种射频电路、通道切换方法和通信装置，用于扩展混合波束成形的射频架构的实现灵活性。为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案。

第一方面，提供了一种射频电路，包括：第一模拟通道、第二模拟通道、第一数字通道、第二数字通道和切换电路；第一模拟通道和第二模拟通道用于在模拟域做相位调整以实现模拟波束成形，第一数字通道和第二数字通道用于在数字域做相位调整以实现数字波束成形；在第一模式下，切换电路用于将第一模拟通道和第二模拟通道耦合至第一数字通道；其中，第一模拟通道输出的模拟信号以及第二模拟通道输出的模拟信号被合路提供给第一数字通道；或者，第一数字通道输出的模拟信号被分路提供给第一模拟通道和第二模拟通道；在第二模式下，切换电路用于将第一模拟通道耦合至第一数字通道，将第二模拟通道耦合至第二数字通道；其中，第一模拟通道输出的模拟信号被提供给第一数字通道，第二模拟通道输出的模拟信号被提供给第二数字通道；或者，第一数字通道输出的模拟信号被提供给第一模拟通道，第二数字通道输出的模拟信号被提供给第二模拟通道。

本申请实施例提供的射频电路，射频电路中包括第一模拟通道、第二模拟通道、第一数字通道、第二数字通道和切换电路。在第一模式下，切换电路将第一模拟通道和第二模拟通道耦合至第一数字通道，同一数字基带信号通过更多天线来传输，在发射信号或接收信号时可以获得更好的通信质量；在第二模式下，切换电路将第一模拟通道耦合至第一数字通道，将第二模拟通道耦合至第二数字通道，两个数字通道传输独立的数字基带信号，可以通过MIMO获得更大的数据流量，扩展了混合波束成形的射频架构的实现灵活性。

在一种可能的实施方式中，切换电路包括功分合路器和双掷开关，第一数字通道耦合至功分合路器的合路端，功分合路器的第一分路端耦合至第一模拟通道，功分合路器的第二分路端耦合至双掷开关的第一端，第二数字通道耦合至双掷开关的第二端，第二模拟通道耦合至双掷开关的第三端；在第一模式下，双掷开关用于将第一端耦合至第三端，以将功分合路器的第二分路端耦合至第二模拟通道，使得第一模拟通道和 第二模拟通道通过功分合路器合路耦合至第一数字通道；在第二模式下，双掷开关用于将第二端耦合至第三端，以将第二模拟通道至第二数字通道耦合。该实施方式提供了切换电路的一种可能结构。

在一种可能的实施方式中，切换电路还包括用于接地的匹配电路，双掷开关的第四端耦合至匹配电路；在第一模式下，双掷开关还用于将第二端耦合至第四端，以将第二数字通道耦合至匹配电路；在第二模式下，双掷开关还用于将第一端耦合至第四端，以将功分合路器的第二分路端耦合至匹配电路。匹配电路的作用是解决系统通带外噪声大的问题，从而保证信号质量。

在一种可能的实施方式中，功分合路器为可重构功分合路器；在第一模式下，可重构功分合路器工作在功分合路状态，以将合路端与第一分路端和第二分路端相耦合；在第二模式下，可重构功分合路器工作在开关状态，以将第一分路端耦合至合路端，并断开第二分路端与合路端之间的耦合。该实施方式提供了切换电路的另一种可能结构。

在一种可能的实施方式中，模拟信号为毫米波信号、中频信号或模拟基带信号。切换电路可以射频电路中的不同位置，从而传输不同的模拟信号。

在一种可能的实施方式中，还包括处理器，在满足以下条件中的至少一个时，控制切换电路切换至第一模式：接收信号的参考信号接收功率RSRP小于第一RSRP门限，接收信号的信噪比SNR小于第一SNR门限，或发射信号的发射功率控制TPC大于第一TPC门限。也就是说，在信号质量较差时，将多路模拟通道耦合至一路数字通道，同一数字基带信号通过更多天线来传输，在发射信号或接收信号时可以获得更好的通信质量。

在一种可能的实施方式中，还包括处理器，在满足以下条件中的至少一个时，控制切换电路切换至第二模式：接收信号的RSRP大于第二RSRP门限，接收信号的SNR大于第二SNR门限，或发射信号的TPC小于第二TPC门限。也就是说，在信号质量较好时，将一路模拟通道至一路数字通道，此时处于MIMO模式，两个数字通道传输独立的数字基带信号，可以获得更大的数据流量，或者，可以关闭其中一路数字通道和模拟通道，以降低功耗。

第二方面，提供了一种通道切换方法，该方法包括：在第一模式下，控制切换电路将第一模拟通道和第二模拟通道合路耦合至第一数字通道；其中，所述第一模拟通道输出的模拟信号以及所述第二模拟通道输出的模拟信号被合路提供给所述第一数字通道；或者，所述第一数字通道输出的模拟信号被分路提供给所述第一模拟通道和所述第二模拟通道。在第二模式下，控制切换电路将第一模拟通道耦合至第一数字通道，将第二模拟通道耦合至第二数字通道；其中，所述第一模拟通道输出的模拟信号被提供给所述第一数字通道，所述第二模拟通道输出的模拟信号被提供给所述第二数字通道；或者，所述第一数字通道输出的模拟信号被提供给所述第一模拟通道，所述第二数字通道输出的模拟信号被提供给所述第二模拟通道；其中，第一模拟通道和第二模拟通道用于在模拟域做相位调整以实现模拟波束成形，第一数字通道和第二数字通道用于在数字域做相位调整以实现数字波束成形。

在一种可能的实施方式中，控制切换电路将第一模拟通道和第二模拟通道合路耦 合至第一数字通道，包括：将切换电路中的双掷开关的第一端耦合至双掷开关的第三端，以将功分合路器的第二分路端耦合至第二模拟通道；控制切换电路将第一模拟通道耦合至第一数字通道，将第二模拟通道耦合至第二数字通道，包括：将切换电路中的双掷开关的第二端耦合至第三端，以将第二模拟通道耦合至第二数字通道。其中，所述第一数字通道耦合至所述功分合路器的合路端，所述功分合路器的第一分路端耦合至所述第一模拟通道，所述功分合路器的第二分路端耦合至所述双掷开关的第一端，所述第二数字通道耦合至所述双掷开关的第二端，所述第二模拟通道耦合至所述双掷开关的第三端。

在一种可能的实施方式中，还包括：在第一模式下，将双掷开关的第二端耦合至双掷开关的第四端，以将第二数字通道耦合至切换电路中的用于接地的匹配电路；在第二模式下，将双掷开关的第一端耦合至第四端，以将功分合路器的第二分路端耦合至匹配电路。其中，双掷开关的第四端耦合至匹配电路。

在一种可能的实施方式中，功分合路器为可重构功分合路器；该还包括：在第一模式下，控制可重构功分合路器工作在功分合路状态，以将合路端与第一分路端和第二分路端相耦合；在第二模式下，控制可重构功分合路器工作在开关状态，以将第一分路端耦合至合路端，并断开第二分路端与合路端之间的耦合。

在一种可能的实施方式中，模拟信号为毫米波信号、中频信号或模拟基带信号。

在一种可能的实施方式中，在满足以下条件中的至少一个时，控制切换电路切换至第一模式：接收信号的参考信号接收功率RSRP小于第一RSRP门限，接收信号的信噪比SNR小于第一SNR门限，或发射信号的发射功率控制TPC大于第一TPC门限。

在一种可能的实施方式中，在满足以下条件中的至少一个时，控制切换电路切换至第二模式：接收信号的RSRP大于第二RSRP门限，接收信号的SNR大于第二SNR门限，或发射信号的TPC小于第二TPC门限。

第三方面，提供了一种通信装置，包括数字基带处理器和如第一方面及其任一实施方式的射频电路，数字基带处理器耦合至射频电路的第一数字通道和第二数字通道。

第四方面，提供了一种通信装置，包括第一模拟通道、第二模拟通道和切换电路，第一模拟通道和第二模拟通道耦合至切换电路。

第五方面，提供了一种通信装置，包括第一数字通道、第二数字通道和切换电路，第一数字通道和第二数字通道耦合至切换电路。

第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，所述指令在通信装置的处理器上运行，使得通信装置可以执行上述第二方面及其任一实施方式所述的方法。

第七方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，所述指令在通信装置的处理器上运行，使得所述通信装置可以执行上述第二方面及其任一实施方式所述的方法。

第八方面，提供了一种通信装置，包括处理器，用于存储指令，所述指令在所述处理器上运行，可以使得通信装置执行上述第二方面及其任一实施方式的所述的方法。可选地，该装置可包括存储器，耦合至所述处理器，用于存储所述指令。

关于第二方面至第八方面的具体方案和技术效果，参照第一方面及其任一实施方式的技术效果，在此不再重复。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种模拟波束成形的发射端和接收端的射频电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种数字波束成形的发射端和接收端的射频电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种混合波束成形的发射端和接收端的射频电路的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图一；

图5为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图二；

图6为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图三；

图7为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图四；

图8为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图五；

图9为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图六；

图10为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图七；

图11为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图八；

图12为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图九；

图13为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图十；

图14为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图十一；

图15为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图十二；

图16为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图十三；

图17为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图十四；

图18为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图十五；

图19为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图十六；

图20为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图十七；

图21为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图十八；

图22为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图十九；

图23为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图二十；

图24为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图二十一；

图25为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图二十二；

图26为本申请实施例提供的一种通信装置的射频电路的结构示意图二十三；

图27为本申请实施例提供的一种通道切换方法的流程示意图；

图28为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图。

具体实施方式

波束成形，源于自适应天线。接收端进行信号处理时，可以通过对多天线阵元接收到的多路信号进行加权合成，形成所需的理想信号，表现在接收方向图即相当于形成了特定方向的波束，例如，将原来全方位的接收方向图转换成了有零点、有最大指向的波瓣方向图。同样的原理也适用于发射端，通过对天线阵元增益和相位进行调整，可形成特定的发射方向图。如前文所述的，波束成形技术包括模拟波束成形、数字波束成形和混合波束成形。

首先结合图1对模拟波束成形进行说明。如图1所示，发射端包括多个发射天线101、与多个发射天线101一一对应的多个发射组件(Tx element)102、功率分配器(power spliter)103、射频发射链路(RF Tx chain)104和第一数字基带处理器(digital baseband processor)105。

接收端包括多个接收天线111、与多个接收天线111一一对应的多个接收组件(Rx element)112、合路器(power combiner)113、射频接收链路(RF Rx chain)114和第二数字基带处理器115。

每个发射组件102或接收组件112包括放大器(或低噪声放大器)、模拟移相器。放大器(或低噪声放大器)实现射频信号，例如毫米波信号的放大功能，模拟移相器用于对模拟信号的相位进行调整。发射组件102或接收组件112的个数也代表了射频通道的个数，即一个发射组件102或接收组件112对应一条射频通道。

功率分配器(power spliter)103实现功率分路功能，合路器(power combiner)113实现合路功能。射频发射链路104或射频接收链路114实现信号的混频、放大、滤波等功能。第一数字基带处理器105和第二数字基带处理器115用于信号的数字域处理，例如，第一数字基带处理器105用于发射信号在数字域的调制，第二数字基带处理器115用于接收信号在数字域的解调。

发射端的功率分配器103和发射组件102中在发射端的模拟域对天线阵元的增益和相位进行控制，实现了在发射端的模拟波束成形功能。类似地，接收端的合路器113和接收组件112在接收端的模拟域对天线阵元的增益和相位进行控制，实现了在接收端的模拟波束成形功能。

下面结合图2对数字波束成形进行说明。如图2所示，发射端包括多个发射天线201、第一数字基带处理器207，以及，与多个发射天线201一一对应的多个发射组件202、多个射频发射链路203、多个数模转换器(digital to analog converter，DAC)204、多个数字上变频器(digital up conversion，DUC)205和多个数字移相器206，数字移相器206用于对数字信号的相位进行调整。

接收端包括多个接收天线211、第二数字基带处理器217，以及，与多个接收天线211一一对应的多个接收组件212、多个射频接收链路213、多个模数转换器(analog to digital converter，ADC)214、多个数字下变频器(digital down conversion，DDC)215和多个数字移相器216，数字移相器216用于对数字信号的相位进行调整。

DAC 204用于实现数模转换。ADC 214用于实现模数转换。DUC 205用于在数字域进行频率小范围的向上搬移。DDC 215用于在数字域进行频率小范围的向下搬移。

与图1相比，发射组件202或接收组件212不包括模拟移相器、合路器、功率分配器，发射端的数字移相器206在发射端的数字域对天线阵元的相位进行控制，实现了在发射端的数字波束成形功能，接收端的数字移相器216在接收端的数字域对天线阵元的相位进行控制，实现了接收端的数字波束成形功能。其他结构的功能内容参照图1中描述。

混合波束成形是模拟波束成形和数字波束成形的结合，包括部分连接混合波束成形和全连接混合波束成形。部分连接混合波束成形也叫“子阵列混合波束成形”，一个子阵列对应一条射频链路。

下面结合图3对部分连接混合波束成形进行说明。如图3所示，发射端包括多条射频发射链路304和第一数字基带处理器308，每条射频发射链路304通过功率分配器303耦合至一个天线子阵列，每个天线子阵列包括多组发射组件302和发射天线301。

接收端包括多条射频接收链路314和第二数字基带处理器318，每条射频接收链路314通过合路器313耦合至一个天线子阵列，每个天线子阵列包括多组接收组件312和接收天线311。

发射端的功率分配器303和发射组件302中的模拟移相器实现在发射端的模拟波束成形功能。接收端的合路器313和接收组件312中的模拟移相器实现在接收端的模拟波束成形功能。发射端的数字移相器307实现发射端的数字波束成形功能，接收端的数字移相器311实现接收端的数字波束成形功能。其他结构的功能内容参照图1和图2中描述。

模拟波束成形、数字波束成形和部分连接混合波束成形的差异主要在于数字通道的数量和射频通道的数量(天线的数量)之间的关系，具体如表1所示：

表1

目前终端设备(例如手机)通常采用部分连接混合波束成形，例如数字通道的数量可以为1个或2个，射频通道的数量(天线的数量)可以为4、8、16、32、64等。

将发射端和接收端的射频电路合并到在一起可以得到如图4或图5所示的通信装置中的射频电路，包括发射/接收天线401、发射/接收组件402、功分合路器403、射频发射/接收链路404、DAC/ADC 405、DUC/DDC 406、数字移相器407和数字基带处理器408。

其中，发射/接收天线401可以参照前文关于发射天线和接收天线的描述，发射/接收组件402可以参照前文关于发射组件和接收组件的描述，功分合路器403可以参照前文关于合路器和功率分配器的描述，射频发射/接收链路404可以参照前文关于射频发射链路和射频接收链路的描述、DAC/ADC 405可以参照前文关于射频发射链路和射频接收链路的描述、DUC/DDC 406可以参照前文关于DUC和DDC的描述、数字移相器407可以参照前文关于数字移相器的描述，数字基带处理器408可以参照前文关于数字基带处理器的描述，在此不再重复。

如图4所示，以数字通道的数量为2个，射频通道的数量(天线的数量)为8个为例，通信装置可以具有两条数字通道，每条数字通道可以耦合四条射频通道，该实施方式中，两条数字通道可以独立控制，相对灵活。或者，如图5所示，终端设备可以具有一条数字通道，但是在射频发射/接收链路404中通过功分合路器4041将一条数字通道耦合至两条射频通道，该实施方式中，由于仅需要一条数字通道，所以数字通道的功耗更低。但是由于数字通道与射频通道的配置是固定的，目前无法通过一套 射频电路获得上述两种配置的优点。

为此，如图6所示，本申请实施例提供了一种射频电路，包括：第一模拟通道601、第二模拟通道602、第一数字通道603、第二数字通道604、切换电路605和数字基带处理器606。该射频电路还可以包括与第一模拟通道601耦合的多个第一发射/接收天线607，以及，与第二模拟通道602耦合的多个第二发射/接收天线608。数字基带处理器606耦合至第一数字通道603和第二数字通道604，第一模拟通道601、第二模拟通道602、第一数字通道603和第二数字通道604耦合至切换电路605。

需要说明的是，本申请实施例中虽然以两个数字通道两个模拟通道为例进行说明，但并不意在限定于此，同样可以应用于多个数字通道和多个模拟通道的情况。

如图7所示，第一模拟通道601包括耦合的多个第一发射/接收组件6011和第一功分合路器6012；多个第一发射/接收组件6011还分别耦合至多个第一发射/接收天线607。第二模拟通道602至少包括耦合的多个第二发射/接收组件6021、第二功分合路器6022，多个第二发射/接收组件6021还分别耦合至多个第二发射/接收天线608。如前文所述的，一个发射/接收组件对应一条射频通道，因此可以认为射频通道包括所述发射/接收组件，一条模拟通道包括的一个功分合路器和多条射频通道的发射/接收组件，可以在模拟域做相位调整(例如对天线阵元的增益和相位进行控制)，以实现模拟波束成形，即第一模拟通道601和第二模拟通道602分别可以通过多条射频通道进行模拟波束成形。

如图7所示，第一数字通道603至少包括耦合的第一数字移相器6031、第一DUC/DDC 6032、第一DAC/ADC 6033；第一数字移相器6031耦合至数字基带处理器606。第二数字通道604至少包括耦合的第二数字移相器6041、第二DUC/DDC 6042、第二DAC/ADC 6043；第二数字移相器6041耦合至数字基带处理器606。如前文所述的，数字移相器在数字域做相位调整(例如对天线阵元的相位进行控制)，第一数字移相器6031和第二数字移相器6041可以实现数字波束成形功能，即第一数字通道603和第二数字通道604可以在数字域对天线阵元的相位进行控制，以实现数字波束成形。可选地，数字移相器、DUC/DDC、DAC/ADC可以集成在模拟基带(analog baseband)处理器中，用于模拟基带信号和数字基带信号之间的转换。数字基带处理器606用于执行数字基带信号处理，可包括数字逻辑电路，也可包运行必要的软件，所述数字基带处理包括但不限于调制、解调、信道编码、信道解码、或物理层通信处理等。

图7中省略号表示还可以耦合其他器件。下面结合图8-图10说明图7中模拟通道和数字通道还可以耦合的器件。如图8所示，第一数字通道603还可以包括与第一DAC/ADC 6033相耦合的第一中频电路6034和第一毫米波电路6035。第二数字通道604还可以包括与第二DAC/ADC 6043相耦合的第二中频电路6044和第二毫米波电路6045。此时切换电路605传输的模拟信号为毫米波信号。中频电路(第一中频电路6034和第二中频电路6044)可以集成在射频芯片中，毫米波电路(第一毫米波电路6035和第二毫米波电路6045)可以集成在毫米波芯片中，可选的，切换电路605、第一模拟通道601、第二模拟通道602、第一发射/接收天线607、第二发射/接收天线608也可以集成在毫米波芯片中。

其中，中频电路用于模拟基带信号与中频信号之间的频谱搬移、滤波及放大，毫 米波电路用于中频信号与毫米波信号之间的频谱搬移、滤波及放大。例如，在发射信号时，模拟基带处理器将来自数字基带处理器的数字基带信号通过数模转换后得到模拟基带信号；中频电路进行第一次混频将模拟基带信号的频谱搬移至中频频段，得到中频信号；毫米波电路进行第二次混频将中频信号的频谱搬移至毫米波频段，得到毫米波信号；功率分配器将毫米波信号分配到各个发射/接收组件上，发射/接收组件进行信号放大、移相后将射频信号通过天线辐射到空间中。在接收信号时，发射/接收组件对信号进行放大移相后得到毫米波信号；毫米波电路进行第一次混频将毫米波信号的频谱搬移至中频频段，得到中频信号；中频电路进行第二次混频将中频信号的频谱搬移至低频频段，得到模拟基带信号，模拟基带处理器将模拟基带信号通过数模转换后得到数字基带信号。输出给数字基带处理器。

如图9所示，第一数字通道603还可以包括与第一DAC/ADC 6033相耦合的第一中频电路6034，第二数字通道604还可以包括与第二DAC/ADC 6043相耦合的第二中频电路6044。第一模拟通道601还可以包括与第一功分合路器6012相耦合的第一毫米波电路6013，第二模拟通道602还可以包括与第二功分合路器6022相耦合的第二毫米波电路6023。此时，切换电路605传输的模拟信号为中频信号。中频电路和切换电路可以集成在射频芯片中，毫米波电路可以集成在毫米波芯片中。

如图10所示，第一模拟通道601还可以包括与第一功分合路器6012相耦合的第一毫米波电路6013和第一中频电路6014，第二模拟通道602还可以包括与第二功分合路器6022相耦合的第二毫米波电路6023和第二中频电路6024。此时，切换电路605传输的模拟信号为模拟基带信号。中频电路和切换电路可以集成在射频芯片中，毫米波电路可以集成在毫米波芯片中。

在图7的基础上，如图11-图14所示，切换电路605包括第三功分合路器6051和双掷开关6052，第一数字通道603耦合至第三功分合路器6051的合路端，第三功分合路器6051的第一分路端耦合至第一模拟通道601，第三功分合路器6051的第二分路端耦合至双掷开关6052的第一端，第二数字通道604耦合至双掷开关6052的第二端，第二模拟通道604耦合至双掷开关6032的第三端。双掷开关6052可以为双刀双掷开关或单刀双掷开关。双掷开关6052可以在两种状态之间切换，在第一状态下，双掷开关6052的第一端可以与第三端相耦合，使得第三功分合路器6051的第二分路端耦合至第二模拟通道604；或者，在第二状态下，双掷开关6052的第二端可以与第三端相耦合，使得第二数字通道604耦合至第二模拟通道604。

可选的，如图11和图12所示，切换电路605还可以包括接地的匹配电路6053(例如电阻R，该电阻R可以为50欧姆)，双掷开关6052的第四端耦合至用于接地的匹配电路6053，即通过匹配电路6053接地，匹配电路6053的作用是防止管脚悬空产生回波干扰，从而保证信号质量。此时，双掷开关6052为双刀双掷开关，如图11所示，在第一状态下，双掷开关6052的第四端耦合至第二端，使得第二数字通道604耦合至匹配电路6053；或者，如图12所示，在第二状态下，双掷开关6052的第四端耦合至第一端，以将第三功分合路器6051的第二分路端耦合至匹配电路6053。

可选的，如图13和图14所示，第三功分合路器6051为可重构功分合路器(或称功分开关器、功分合路开关)，此时，双掷开关6052为单刀双掷开关，相对于图11 可以节约匹配电路。第三功分合路器6051可以在两种状态之间切换，如图13所示，在第一状态(功分合路状态)下，第三功分合路器6051(可重构功分合路器)的合路端与第一分路端和第二分路端相耦合；如图14所示，在第二状态(开关状态)下，第三功分合路器6051(可重构功分合路器)将第一分路端耦合至合路端，并断开第二分路端与合路端之间的耦合。

需要说明的是，图11-图14中的切换电路的结构可以应用于图8-图10中任一附图中。例如，将图11中的切换电路的结构应用于图8中可以得到图15所示的通信装置及其射频电路，图12中的切换电路的结构应用于图8中可以得到图16所示的通信装置及其射频电路；将图11中的切换电路的结构应用于图9中可以得到图17所示的通信装置及其射频电路，图12中的切换电路的结构应用于图9中可以得到图18所示的通信装置及其射频电路；将图11中的切换电路的结构应用于图10中可以得到图19所示的通信装置及其射频电路，图12中的切换电路的结构应用于图10中可以得到图20所示的通信装置及其射频电路。将图13中的切换电路的结构应用于图8中可以得到图21所示的通信装置及其射频电路，图14中的切换电路的结构应用于图8中可以得到图22所示的通信装置及其射频电路；将图13中的切换电路的结构应用于图9中可以得到图23所示的通信装置及其射频电路，图14中的切换电路的结构应用于图9中可以得到图24所示的通信装置及其射频电路；将图13中的切换电路的结构应用于图10中可以得到图25所示的通信装置及其射频电路，图14中的切换电路的结构应用于图10中可以得到图26所示的通信装置及其射频电路。

下面结合图27说明图6-图26中所示的射频电路的工作原理，即该射频电路可以执行如图27所示的通道切换方法，如图27所示，该通道切换方法包括：

S2701、在第一模式下，切换电路605将第一模拟通道601和第二模拟通道602耦合至第一数字通道603。换言之，在第一模式下，当接收信号时，切换电路605将第一模拟通道601输出的模拟信号以及第二模拟通道602输出的模拟信号，合路提供给第一数字通道603；或者，当发射信号时，切换电路605将第一数字通道603输出的模拟信号，分路提供给第一模拟通道601和第二模拟通道602。该模拟信号可以为图8中所示的毫米波信号、图9中所示的中频信号，或者，图10中所示的模拟基带信号。

具体的，如图11、图13所示，在第一模式下，双掷开关6052处于第一状态，即将第一端耦合至第三端，以将第三功分合路器6051的第二分路端耦合至第二模拟通道602。如图13所示，第三功分合路器6051工作在第一状态(功分合路状态)。此时，第一模拟通道601和第二模拟通道602通过第三功分合路器6051合路耦合至第一数字通道603。可选的，如图11所示，在第一模式下，双掷开关6052还可以将第二端耦合至第四端，以将第二数字通道604耦合至匹配电路6053。

在满足以下条件中的至少一个时，处理器(图中未示出)控制切换电路605切换至第一模式：接收信号的参考信号接收功率(reference signal receiving power，RSRP)小于第一RSRP门限，接收信号的信噪比(signal noise ratio，SNR)小于第一SNR门限，或发射信号的发射功率控制(transmit power control，TPC)大于第一TPC门限。也就是说，在信号质量较差时，将多路模拟通道耦合至一路数字通道，以两个数字通 道8个射频通道为例，只有一个数字通道工作，工作的数字通道与射频通道的比例为1：8，同一数字基带信号通过更多天线来传输，在发射信号或接收信号时可以获得更好的通信质量。

S2702、在第二模式下，切换电路605将第一模拟通道601耦合至第一数字通道603，将第二模拟通道602耦合至第二数字通道604。换言之，在第二模式下，当接收信号时，切换电路605将第一模拟通道601输出的模拟信号提供给第一数字通道603，将第二模拟通道602输出的模拟信号提供给第二数字通道604；或者，当发射信号时，切换电路605将第一数字通道603输出的模拟信号提供给第一模拟通道601，将第二数字通道604输出的模拟信号提供给第二模拟通道602。该模拟信号可以为图8中所示的毫米波信号、图9中所示的中频信号，或者，图10中所示的模拟基带信号。

具体的，如图12、图14所示，在第二模式下，双掷开关6052处于第二状态，即将第二端耦合至第三端，以将第二模拟通道602耦合至第二数字通道604。如图14所示，第三功分合路器6051工作在第二状态(开关状态)，以将第一模拟通道601耦合至第一数字通道603。可选的，如图12所示，在第一模式下，双掷开关6052还可以将第一端耦合至第四端，以将第三功分合路器6051的第二分路端耦合至匹配电路6053。

在满足以下条件中的至少一个时，处理器(图中未示出)控制切换电路605切换至第二模式：接收信号的RSRP大于第二RSRP门限，接收信号的SNR大于第二SNR门限，或发射信号的TPC小于第二TPC门限。第二RSRP门限可以大于第一RSRP门限，第二SNR门限可以大于第一SNR门限，第二TPC门限可以小于第一TPC门限，以增加迟滞范围，防止第一条件和第二条件之间来回频繁切换。也就是说，在信号质量较好时，将一路模拟通道至一路数字通道，以两个数字通道8个射频通道为例，两个数字通道均工作，工作的数字通道与射频通道的比例为2:8，此时处于多入多出(multiple input multiple output，MIMO)模式，两个数字通道传输独立的数字基带信号，可以获得更大的数据流量，或者，可以关闭其中一路数字通道和模拟通道，以降低功耗。

该通道切换方法的其他内容可以参照前面关于图6-图14的描述，在此不再重复。

本申请实施例提供的射频电路、通道切换方法和通信装置，在第一模式下，切换电路将第一模拟通道和第二模拟通道耦合至第一数字通道，同一数字基带信号通过更多天线来传输，在发射信号或接收信号时可以获得更好的通信质量；在第二模式下，切换电路将第一模拟通道耦合至第一数字通道，将第二模拟通道耦合至第二数字通道，两个数字通道传输独立的数字基带信号，可以通过MIMO获得更大的数据流量，扩展了混合波束成形的射频架构的实现灵活性。

如图28所示，本申请实施例还提供了一种通信装置28，包括处理器2801，用于存储指令，指令在处理器2801上运行，可以使得通信装置执行图27所示的通道切换方法。可选地，该通信装置可包括存储器2802，耦合(例如通过总线2803)至处理器2801，用于存储上述指令。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，指令在通信装置的处理器(图中未示出)上运行，使得通信装置执行图27中对应的方法。本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，指令在通信 装置的处理器上运行，使得通信装置执行图27中对应的方法。也就是说，软件指令用于执行上述通道切换方法，以操控图6至图26中任一射频电路，完成对其中切换电路的切换控制。软件指令可以存储于上述计算机可读存储介质，例如一个非易失性存储器内，当然该非易失性存储器可以用易失性存储器代替，本实施例不限定。通信装置的处理器用于执行所述软件指令，该处理器可以包括中央处理单元(central process unit，CPU)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、微处理器或微控制器(micro-control unit，MCU)等至少一个。该处理器还可进一步控制操控图6至图26中除了切换电路外的其他部分，例如控制任一模拟通道或任一射频通道的增益和相位，或控制数字基带处理器的工作模式等。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

在上述实施例中，控制方法的实现装置可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1. 一种射频电路，其特征在于，包括：第一模拟通道、第二模拟通道、第一数字通道、第二数字通道和切换电路；所述第一模拟通道和所述第二模拟通道用于在模拟域做相位调整以实现模拟波束成形，所述第一数字通道和所述第二数字通道用于在数字域做相位调整以实现数字波束成形；

   在第一模式下，所述切换电路用于将所述第一模拟通道和所述第二模拟通道耦合至所述第一数字通道；其中，所述第一模拟通道输出的模拟信号以及所述第二模拟通道输出的模拟信号被合路提供给所述第一数字通道；或者，所述第一数字通道输出的模拟信号被分路提供给所述第一模拟通道和所述第二模拟通道；

   在第二模式下，所述切换电路用于将所述第一模拟通道耦合至所述第一数字通道，将所述第二模拟通道耦合至所述第二数字通道；其中，所述第一模拟通道输出的模拟信号被提供给所述第一数字通道，所述第二模拟通道输出的模拟信号被提供给所述第二数字通道；或者，所述第一数字通道输出的模拟信号被提供给所述第一模拟通道，所述第二数字通道输出的模拟信号被提供给所述第二模拟通道。
2. 根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述切换电路包括功分合路器和双掷开关，所述第一数字通道耦合至所述功分合路器的合路端，所述功分合路器的第一分路端耦合至所述第一模拟通道，所述功分合路器的第二分路端耦合至所述双掷开关的第一端，所述第二数字通道耦合至所述双掷开关的第二端，所述第二模拟通道耦合至所述双掷开关的第三端；

   在所述第一模式下，所述双掷开关用于将所述第一端耦合至所述第三端，以将所述功分合路器的第二分路端耦合至所述第二模拟通道；

   在所述第二模式下，所述双掷开关用于将所述第二端耦合至所述第三端，以将所述第二模拟通道至所述第二数字通道耦合。
3. 根据权利要求2所述的射频电路，其特征在于，所述切换电路还包括用于接地的匹配电路，所述双掷开关的第四端耦合至所述匹配电路；

   在所述第一模式下，所述双掷开关还用于将所述第二端耦合至所述第四端，以将所述第二数字通道耦合至所述匹配电路；

   在所述第二模式下，所述双掷开关还用于将所述第一端耦合至所述第四端，以将所述功分合路器的第二分路端耦合至所述匹配电路。
4. 根据权利要求2或3所述的射频电路，其特征在于，所述功分合路器为可重构功分合路器；

   在所述第一模式下，所述可重构功分合路器工作在功分合路状态，以将所述合路端与所述第一分路端和所述第二分路端相耦合；

   在所述第二模式下，所述可重构功分合路器工作在开关状态，以将所述第一分路端耦合至所述合路端，并断开所述第二分路端与所述合路端之间的耦合。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的射频电路，其特征在于，所述模拟信号为毫米波信号、中频信号或模拟基带信号。
6. 根据权利要求1-5任一项所述的射频电路，其特征在于，还包括：处理器：在满足以下条件中的至少一个时，控制所述切换电路切换至所述第一模式：

   接收信号的参考信号接收功率RSRP小于第一RSRP门限，接收信号的信噪比SNR小于第一SNR门限，或发射信号的发射功率控制TPC大于第一TPC门限。
7. 根据权利要求1-5任一项所述的射频电路，其特征在于，还包括：处理器：在满足以下条件中的至少一个时，控制所述切换电路切换至所述第二模式：

   接收信号的RSRP大于第二RSRP门限，接收信号的SNR大于第二SNR门限，或发射信号的TPC小于第二TPC门限。
8. 一种通道切换方法，其特征在于，包括：

   在第一模式下，控制切换电路将第一模拟通道和第二模拟通道合路耦合至第一数字通道；其中，所述第一模拟通道输出的模拟信号以及所述第二模拟通道输出的模拟信号被合路提供给所述第一数字通道；或者，所述第一数字通道输出的模拟信号被分路提供给所述第一模拟通道和所述第二模拟通道；

   在第二模式下，控制所述切换电路将所述第一模拟通道耦合至所述第一数字通道，将所述第二模拟通道耦合至第二数字通道；其中，所述第一模拟通道输出的模拟信号被提供给所述第一数字通道，所述第二模拟通道输出的模拟信号被提供给所述第二数字通道；或者，所述第一数字通道输出的模拟信号被提供给所述第一模拟通道，所述第二数字通道输出的模拟信号被提供给所述第二模拟通道；

   其中，所述第一模拟通道和所述第二模拟通道用于在模拟域做相位调整以实现模拟波束成形，所述第一数字通道和所述第二数字通道用于在数字域做相位调整以实现数字波束成形。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

   所述控制切换电路将第一模拟通道和第二模拟通道合路耦合至第一数字通道，包括：将所述切换电路中的双掷开关的第一端耦合至所述双掷开关的第三端，以将所述切换电路中的功分合路器的第二分路端耦合至所述第二模拟通道；

   所述控制所述切换电路将所述第一模拟通道耦合至所述第一数字通道，将所述第二模拟通道耦合至第二数字通道，包括：将所述双掷开关的第二端耦合至所述第三端，以将所述第二模拟通道耦合至所述第二数字通道；

   其中，所述第一数字通道耦合至所述功分合路器的合路端，所述功分合路器的第一分路端耦合至所述第一模拟通道，所述功分合路器的第二分路端耦合至所述双掷开关的第一端，所述第二数字通道耦合至所述双掷开关的第二端，所述第二模拟通道耦合至所述双掷开关的第三端。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

    在所述第一模式下，将所述双掷开关的第二端耦合至所述双掷开关的第四端，以将所述第二数字通道耦合至所述切换电路中的用于接地的匹配电路；

    在所述第二模式下，将所述双掷开关的第一端耦合至所述第四端，以将所述功分合路器的第二分路端耦合至所述匹配电路；

    其中，所述双掷开关的第四端耦合至所述匹配电路。
11. 根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述功分合路器为可重构功分合路器；所述方法还包括：

    在所述第一模式下，控制所述可重构功分合路器工作在功分合路状态，以将所述 合路端与所述第一分路端和所述第二分路端相耦合；

    在所述第二模式下，控制所述可重构功分合路器工作在开关状态，以将所述第一分路端耦合至所述合路端，并断开所述第二分路端与所述合路端之间的耦合。
12. 根据权利要求8-11任一项所述的方法，其特征在于，所述模拟信号为毫米波信号、中频信号或模拟基带信号。
13. 根据权利要求8-12任一项所述的方法，其特征在于，在满足以下条件中的至少一个时，控制所述切换电路切换至所述第一模式：

    接收信号的参考信号接收功率RSRP小于第一RSRP门限，接收信号的信噪比SNR小于第一SNR门限，或发射信号的发射功率控制TPC大于第一TPC门限。
14. 根据权利要求8-12任一项所述的方法，其特征在于，在满足以下条件中的至少一个时，控制所述切换电路切换至所述第二模式：

    接收信号的RSRP大于第二RSRP门限，接收信号的SNR大于第二SNR门限，或发射信号的TPC小于第二TPC门限。
15. 一种通信装置，其特征在于，包括数字基带处理器和如权利要求1-7任一项所述的射频电路，所述数字基带处理器耦合至所述射频电路的第一数字通道和第二数字通道。