CN1795616A - 无线通信体系中的多频段和多模式移动终端 - Google Patents

无线通信体系中的多频段和多模式移动终端 Download PDF

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Abstract

一种用于无线通信体系中的移动终端，包括：一个控制单元，用于根据所接收的信号和待发射的信号对应的频段和模式，产生控制信息；一个频段切换单元，用于根据控制信息，切换到该对应频段的传输路径以传送相应的信号；一个模式切换单元，用于根据控制信息，切换到对应模式的传输路径，以在对应频段和对应模式的传输路径中传送信号；一个射频处理单元，用于对经由对应模式的传输路径所传送来的信号进行相应频段的射频处理，和将待发送的信号在进行相应频段的射频处理后传送到该对应模式的传输路径中；及一个基带处理单元，用于将来自该射频处理单元的射频信号转换为基带信号，和将待发送的基带信号传送到射频处理单元。该移动终端在多模式和多频段的通信体系中可以灵活地选择工作的模式与工作频段。

Description

无线通信体系中的多频段和多模式移动终端
技术领域
本发明涉及一种用于无线通信体系中的移动终端，尤其涉及一种用于无线通信体系中的可工作在多种频段和多种通信模式下的移动终端。
技术背景
迄今仍然在运行的第二代移动通信网络，比如GSM、CDMA(IS95)，它们的工作频率大约为900MHz或1800MHz，其中GSM工作在TDD模式，CDMA(IS95)工作在FDD模式。出于对系统性能和系统容量的更高要求，现有的第二代移动通信系统正逐渐向第三代移动通信系统演进。
第三代通信系统工作频率大约为2000MHz，主流系统分为WCDMA、CDMA2000以及TD-SCDMA。其中WCDMA和CDMA2000工作于FDD模式，TD-SCDMA工作于TDD模式。TD-SCDMA现已成为第三代合作伙伴计划(3GPP)中时分双工模式的一个低码片速率方案，其综合性能现在已和高码片速率方案的WCDMA相提并论。
在网络演进过程中，因为老的网络系统已经建立了很长时间，它们能够比新的网络系统提供更好的覆盖，所以新老网络系统将会共存很长一段时间，因此，对于一个新的移动终端，有必要既能够在新网络的覆盖区域正常工作，而且也能够在旧的网络中进行通信。但由于各个通信系统的无线空中接口协议、工作模式和工作频段不尽相同，因此现有的移动终端不经过改进是无法满足这种要求的。
现在已经出现了一种双模移动终端。但是这种双模移动终端没有考虑2001年成为第三代通信标准的TD-SCDMA，尤其没有考虑到在不同通信模式和不同频段下进行工作的问题。因此有必要提供一种能工作于第二代和第三代移动通信体系中的移动终端。
发明内容
本发明的目的之一是提出一种用于无线通信体系中的多模式和多频段移动终端。在该移动终端中，通过包含能用于与第二代和第三代各个通信网络进行通信的组件，使其可以与这些通信体系进行通信，尤其是能够与GSM、CDMA(IS95)、TDD模式的TD-SCDMA以及FDD模式的WCDMA进行通信。
本发明的目的之二是提出一种用于无线通信体系中的多模式和多频段移动终端。在该移动终端中，通过在不同模式和不同频段下共享一部分相同的组件，降低制造成本，提高集成度；同时使用切换单元、双工单元和控制单元，使得多频段和多模式选择更灵活。
按照本发明的一种用于无线通信体系中的移动终端，包括：一个控制单元，用于根据所接收的信号和待发射的信号对应的频段，产生控制信息；一个频段切换单元，用于根据该控制信息，切换到该对应频段的传输路径，以传送相应的信号；一个射频处理单元，用于根据该控制信息，对经由该对应频段的传输路径所传送来的信号进行相应的射频处理，和将待发射的信号在进行射频处理后经由该频段切换单元发射出去；及一个基带处理单元，用于根据该控制信息，将来自该射频处理单元的射频信号转换为基带信号，和将待发射的基带信号传送到该射频处理单元以进行射频处理。
按照本发明的一种用于无线通信体系中的移动终端，包括：一个控制单元，用于根据所接收的信号和待发射的信号对应的频段，产生控制信息；一个频段切换单元，用于根据该控制信息，切换到该对应频段的传输路径，以传送相应的信号；一个射频处理单元，用于对经由该频段切换单元传送的信号进行射频处理，和根据该控制信息将待发射的信号进行对应频段的射频处理，以经由该频段切换单元发射该射频信号；及一个基带处理单元，用于将来自该射频处理单元的射频信号转换为基带信号，和根据该控制信息将待发射的基带信号传送到该射频处理单元以进行射频处理。
一种用于无线通信体系中的移动终端，包括：一个控制单元，用于根据所接收的信号和待发射的信号对应的模式，产生控制信息；一个模式切换单元，用于根据该控制信息，切换到该对应模式的传输路径，以传送相应的信号；一个射频处理单元，用于对经由该对应模式的传输路径传送的信号进行射频处理，和将待发射的信号在进行射频处理后经由该对应模式的传输路径发射该射频信号；及一个基带处理单元，用于将来自该射频处理单元的射频信号转换为基带信号，和将待发射的基带信号传送到该射频处理单元以进行射频处理。
按照本发明的一种在无线通信体系中由移动终端进行的通信方法，包括步骤：根据所接收的无线信号，确定接收信号所对应的频段；根据确定的频段，对所接收的信号进行对应频段的射频处理；及对经过射频处理的信号进行基带信号处理。
按照本发明实施例，该方法还包括步骤：确定待发射信号所对应的频段；根据确定的频段，将经过基带处理的信号进行相应频段的射频处理；及发射该对应频段的射频信号。
按照本发明实施例，该方法还包括步骤：确定所接收信号和待发射信号对应的模式；及根据确定的模式，传送该接收和待发射信号。
附图简述
图1是本发明提出的移动终端在接收发送信号时的一个具体实施例。
发明详述
图1是本发明提出的移动终端的一个实施例。
如图1所示，当接收信号时，经由天线10接收的射频信号首先被传送到频段切换单元20；该频段切换单元20包括一个高通滤波器和一个低通滤波器，当来自控制单元180的指示表明所接收的信号是高频段信号时，如该接收信号的频率大于1500MHz，则接收信号经由频段切换单元20被传送到高频段模式切换单元30；而当来自控制单元180的指示表明所接收的信号是低频段信号时，如该接收信号的频率小于1000MHz，则接收信号经由频段切换单元20被传送到低频段模式切换单元40。
然后，根据来自控制单元180的控制指令，接收信号被分别传送到相应的模式选择切换单元，即：若输入信号是高频段信号，则当控制指令指示当前接收信号的工作模式为TDD模式时，该接收信号被传送到高频段TDD模式收发切换单元50，而当控制指令指示当前接收信号的工作模式为FDD模式时，该接收信号被传送到高频段FDD模式双工单元60；若输入信号是低频段信号，则当控制指令指示当前接收信号的工作模式为TDD模式时，该接收信号被传送到低频段TDD模式收发切换单元70，而当控制指令指示当前接收信号的工作模式为FDD模式时，该接收信号被传送到低频段FDD模式双工单元80。
若接收信号是经过高频段TDD模式收发切换单元50或高频段FDD模式双工单元60输入的，则接收信号被输入到由射频滤波器8、低噪声放大器14和带通滤波器18组成的高频段接收射频处理单元110中，在经过射频滤波器8的滤波、低噪声放大器14的放大和带通滤波器18的滤波之后，经过高频段接收射频处理单元110处理后的输入信号被传送到接收频段切换单元140；若接收信号是经过低频段TDD模式收发切换单元70或低频段FDD模式双工单元80输入的，则接收信号被输入到由射频滤波器12、低噪声放大器16和带通滤波器21组成的低频段接收射频处理单元120中，在经过射频滤波器12的滤波、低噪声放大器16的放大和带通滤波器21的滤波之后，经过低频段接收射频处理单元120处理后的输入信号被传送到接收频段切换单元140。
在来自控制单元180的控制指令的指示下，经过高频段接收射频处理单元110或低频段接收射频处理单元120处理后的信号，经由接收频段切换单元140，被传送到自动增益放大器270。
在来自控制单元180的控制指令的指示下，经过自动增益放大器270放大后的信号被输入到由解调单元230、接收本振生成单元250和接收基带单元210组成的接收处理单元160中。接收处理单元160可以由不同模式和不同频段的接收信号共用。在接收处理单元160中，经过自动增益放大器270放大后的输入信号被传送到由混频器28和29、分路器37以及移相器32组成的解调单元230中进行解调。其中：该解调单元230使用的本振(LO)由接收本振生成单元250提供，在接收本振生成单元250中，基于参考时钟39，频率合成器36输出的频率信号，在经过受控制单元180控制的分频器34的分频后，向移相器32提供与接收信号对应的本振(LO)信号。解调后的信号，即：正交的I和Q信号，依次分别经过接收基带单元210中的模拟低通滤波器43和44、自动增益控制器48和49、模数转换器52和53，输入到数字处理单元170。
在数字处理单元170中，经过接收处理单元160得到的基带数字同相路和正交路信号，在分别经过数字滤波器56和57的滤波后，被进行进一步的处理。
以上参照附图1，对本发明所提供的移动终端在接收信号时的各组成部分的协作关系进行了描述，下面，将参照附图1，对该移动终端在发送信号时的各组成部分的协作关系进行描述。
如图1所示，当发送信号时，首先，由控制单元180确定待发送信号采用的工作模式和工作频段，即：采用2G的低频段载波信号或3G的高频段载波信号，采用TDD模式或FDD模式进行通信。
然后，待发送的基带数字同相路和正交路信号，即：I信号和Q信号，经过数字处理单元170中的数字滤波器54和55的滤波，被传送到由发射基带单元200、调制单元220和发射本振生成单元240组成的发射处理单元150中。
发射处理单元150可以由不同模式和不同频段的发射信号共用。在发射处理单元150中，基带数字同相正交信号依次分别经由发射基带单元200中的数模转换器71和51、自动增益控制器46和47、基带滤波器41和42进行处理以生成基带模拟同相路和正交路信号；然后，同相路和正交路基带模拟信号被输入到调制单元220进行调制，该调制单元220由混频器25和26、合并器27以及移相器31组成。其中：该调制单元220使用的本振(LO)由发射本振生成单元240提供，在发射本振生成单元240中，基于参考时钟39，频率合成器35输出频率信号，在经过受控制单元180控制的分频器33的分频后，向移相器31输出高频段或低频段的本振(LO)信号。经调制单元220调制后的信号，传送到自动增益放大器260。
在控制单元180的控制指令的指示下，经过自动增益放大器260放大后的信号被传送到发射频段切换单元130，根据调制信号的所属频段，待发送的信号经由发射频段切换单元130被传送到高频段发射射频处理单元90或低频段发射射频处理单元100。
若调制后的待发送的信号是高频段信号，则在依次经过高频段发射射频处理单元90中的发射带通滤波器17的滤波、功率放大器13的放大和射频带通滤波器9的滤波后，根据待发送信号采用的工作模式，待发送的信号被传送到高频段TDD模式收发切换单元50或高频段FDD模式双工单元60，即：当待发送的信号为TDD模式时，在控制单元180的控制下，该信号被传送到高频段TDD模式收发切换单元50；而当待发送的信号为FDD模式时，在控制单元180的控制下，该信号被传送到高频段FDD模式双工单元60。经由高频段TDD模式收发切换单元50或高频段FDD模式双工单元60传送的信号，在经过高频段模式切换单元30后，经由频段切换单元20，由天线单元10将信号发送出去。
若调制后的待发送的信号是低频段信号，则在依次经过低频段发射射频处理单元100中的发射带通滤波器19的滤波、功率放大器15的放大和射频带通滤波器11的滤波后，根据待发送信号采用的工作模式，待发送的信号被传送到低频段TDD模式收发切换单元70或低频段FDD模式双工单元80，即：当待发送的信号为TDD模式时，在控制单元180的控制下，该信号被传送到低频段TDD模式收发切换单元70；而当待发送的信号为FDD模式时，在控制单元180的控制下，该信号被传送到低频段FDD模式双工单元80。经由低频段TDD模式收发切换单元70或低频段FDD模式双工单元80传送的信号，在经过低频段模式切换单元40后，经由频段切换单元20，由天线单元10将信号发送出去。
在本发明的实施例中，控制单元180可以是一个独立的模块，也可以位于数字处理单元170中的一个组成部分，在发送信号和接收信号的通信过程中，该控制单元180通过控制接口190控制其它单元的工作。
在本发明的实施例中，高频段TDD模式收发切换单元与低频段TDD模式收发切换单元，在接收和发送无线信号的过程中，在不同时间切换到相应的接收路径和发送路径中；高频段FDD模式双工单元与低频段FDD模式双工单元，在接收和发送无线信号的过程中，将所接收的无线信号和待发送的无线信号分别传送到相应的接收路径和发送路径中。
此外，在本发明的实施例中，频率合成器35和36可以生成频率大约为4GHz的信号，分频器33和34，通过对该4GHz的信号进行二分频，可以得到正交的频率约为2GHz的载频信号，而若进行四分频，则可以提供正交的频率约为900MHz的载频信号，采用这种方式，可以有效地解决载波泄露问题，并提供良好的载波信号。
有益效果
以上结合附图1描述了本发明的移动终端在信号接收和信号发送过程中的操作，其中：在靠近天线的前端，通过控制由高频段模式切换单元30、低频段模式切换单元40、高频段TDD模式收发切换单元50、低频段TDD模式收发切换单元70、高频段FDD模式双工单元60以及低频段FDD模式双工单元80组成的模式切换单元，可以切换到对应于不同工作模式的信号传输路径，这使得本发明的移动终端在多模式的通信体系中可以灵活地选择工作的模式。而且，通过频段切换单元20、以及由高频段接收射频处理单元110、低频段接收射频处理单元120、接收频段切换单元140、解调单元230、接收本振生成单元250组成的射频处理单元的接收信号处理模块，本发明提供的移动终端可以接收不同频段的无线信号；通过频段切换单元20、以及由高频段发射射频处理单元90、低频段发射射频处理单元100、发射频段切换单元130、调制单元220、发射本振生成单元240组成的射频处理单元的发射信号处理模块，本发明提供的移动终端还可以发射不同频段的无线信号。
此外，由于在本发明描述的移动终端中，基带处理单元可以为不同频段和不同工作模式的无线信号所共享，射频处理单元可以为不同模式的无线信号所共用，因此，本发明所提供的移动终端，可以最大程度地降低制造成本，提高集成度。

Claims (23)

1、一种用于无线通信体系中的移动终端，包括：
一个控制单元，用于根据要接收的信号和待发射的信号对应的频段，产生控制信息；
一个频段切换单元，用于根据该控制信息，切换到该对应频段的传输路径，以传送相应的信号；
一个射频处理单元，用于根据该控制信息，对经由该对应频段的传输路径所传送来的接收信号进行相应的射频处理，和将待发射的信号在进行射频处理后经由该频段切换单元发射出去；及
一个基带处理单元，用于根据该控制信息，将来自该射频处理单元的射频信号转换为基带信号，和将待发射的基带信号传送到该射频处理单元以进行射频处理。
2、如权利要求1所述的移动终端，其中所述射频处理单元，包括：
一个发射信号处理模块，用于对来自所述基带处理单元的待发射的信号进行射频处理，以经由所述频段切换单元发射该射频信号；
对应不同频段的多个接收射频处理单元，以对经由所述对应频段的传输路径所传送来的接收信号进行射频处理；
一个接收频段切换单元，用于根据所述控制信息，接收来自该对应频段的接收射频处理单元的射频信号；
一个解调模块，用于根据所述控制信息，解调来自该接收频段切换单元的射频信号，并将解调后的信号输出到所述基带处理单元。
3、如权利要求2所述的移动终端，其中所述发射信号处理模块，包括：
一个调制模块，用于根据所述控制信息，将来自所述基带处理单元的待发射的信号调制成射频信号；
一个发射频段切换单元，用于根据所述控制信息，将该调制后的信号切换到对应频段的发射路径；及
对应不同频段的多个发射射频处理单元，用于对来自该发射频段切换单元的调制后的信号进行对应频段的射频处理，以经由所述频段切换单元发射该射频信号。
4、一种用于无线通信体系中的移动终端，包括：
一个控制单元，用于根据要接收的信号和待发射的信号对应的频段，产生控制信息；
一个频段切换单元，用于根据该控制信息，切换到该对应频段的传输路径，以传送相应的信号；
一个射频处理单元，用于对经由该频段切换单元传送来的接收信号进行射频处理，和根据该控制信息将待发射的信号进行对应频段的射频处理，以经由该频段切换单元发射该射频信号；及
一个基带处理单元，用于将来自该射频处理单元的射频信号转换为基带信号，和根据该控制信息将待发射的基带信号传送到该射频处理单元以进行射频处理。
5、如权利要求4所述的移动终端，其中所述射频处理单元，包括：
一个接收信号处理模块，用于对经由所述频段切换单元传送来的接收信号进行射频处理，以输出到所述基带处理单元；
一个调制模块，用于根据所述控制信息，将来自所述基带处理单元的待发射的信号调制成射频信号；
一个发射频段切换单元，用于根据所述控制信息，将该调制后的信号切换到对应频段的发射路径；及
对应不同频段的多个发射射频处理单元，用于对来自该发射频段切换单元的调制后的信号进行对应频段的射频处理，以经由所述频段切换单元发射该射频信号。
6、如权利要求5所述的移动终端，其中所述接收信号处理模块，包括：
对应不同频段的多个接收射频处理单元，以对经由所述对应频段的传输路径所传送来的信号进行射频处理；
一个接收频段切换单元，用于根据所述控制信息，接收来自该对应频段的接收射频处理单元的射频信号；
一个解调模块，用于根据所述控制信息，解调来自该接收频段切换单元的射频信号，并将解调后的信号输出到所述基带处理单元。
7、如权利要求1至6中任意权利所述的移动终端，其中，所述控制单元基于要接收的信号和待发射的信号产生对应模式的控制信息，该移动终端还包括：
一个模式切换单元，用于根据该控制信息，将所述对应频段的传输路径切换到对应模式的传输路径，以在所述频段切换单元和所述射频处理单元之间传送相应信号。
8、如权利要求7所述的移动终端，其中所述模式切换单元，包括：
对应频段的模式切换单元，用于根据所述控制信息，将所述对应频段的传输路径切换到对应模式的传输路径；及
多个模式收发处理单元，用于根据所述控制信息，对来自该对应模式的传输路径的相应信号进行相应模式的处理，以在所述频段切换单元和所述射频处理单元之间传送相应信号。
9、如权利要求8所述的移动终端，其中所述多个模式收发处理单元至少包括：TDD模式收发切换单元和FDD模式双工单元。
10、一种用于无线通信体系中的移动终端，包括：
一个控制单元，用于根据要接收的信号和待发射的信号对应的模式，产生控制信息；
一个模式切换单元，用于根据该控制信息，切换到该对应模式的传输路径，以传送相应的信号；
一个射频处理单元，用于对经由该对应模式的传输路径传送来的接收信号进行射频处理，和将待发射的信号在进行射频处理后经由该对应模式的传输路径发射该射频信号；及
一个基带处理单元，用于将来自该射频处理单元的射频信号转换为基带信号，和将待发射的基带信号传送到该射频处理单元以进行射频处理。
11、如权利要求10所述的移动终端，其中所述控制单元基于要接收的信号和待发射的信号产生对应频段的控制信息，该移动终端还包括：
一个频段切换单元，用于根据该控制信息，切换到该对应频段的传输路径，从而在该对应频段的传输路径与所述对应模式的传输路径之间传送所述相应信号；及
所述射频处理单元，根据该控制信息，对经由该对应频段的传输路径所传送来的信号进行相应的射频处理。
12、如权利要求11所述的移动终端，其中所述射频处理单元，包括：
一个发射信号处理模块，用于对来自所述基带处理单元的待发射的信号进行射频处理，以经由所述频段切换单元发射该射频信号；
对应不同频段的多个接收射频处理单元，以对经由所述对应模式的传输路径所传送来的接收信号进行射频处理；
一个接收频段切换单元，用于根据所述控制信息，接收来自该对应频段的接收射频处理单元的射频信号；
一个解调模块，用于根据所述控制信息，解调来自该接收频段切换单元的射频信号，并将解调后的信号输出到所述基带处理单元。
13、如权利要求10所述的移动终端，其中所述控制单元基于要接收的信号和待发射的信号产生对应频段的控制信息，该移动终端还包括：
一个频段切换单元，用于根据该控制信息，切换到该对应频段的传输路径，从而在该对应频段的传输路径与所述对应模式的传输路径之间传送所述相应信号；及
所述射频处理单元，根据该控制信息，将待发射的信号进行对应频段的射频处理，以经由该频段切换单元发射该射频信号。
14、如权利要求13所述的移动终端，其中所述射频处理单元，包括：
一个接收信号处理模块，用于对经由所述频段切换单元传送来的接收信号进行射频处理，以输出到所述基带处理单元；
一个调制模块，用于根据所述控制信息，将来自所述基带处理单元的待发射的信号调制成射频信号；
一个发射频段切换单元，用于根据所述控制信息，将该调制后的信号切换到对应频段的发射路径；及
对应不同频段的多个发射射频处理单元，用于对来自该发射频段切换单元的调制后的信号进行对应频段的射频处理，以经由所述频段切换单元发射该射频信号。
15、如权利要求2、6和12中任意权利要求所述的移动终端，其中所述解调模块，包括：
一个本振生成单元，用于根据所述控制信息，产生对应频段的本振信号；及
一个解调单元，用于利用该本振信号，解调来自该接收频段切换单元的射频信号，并将解调后的信号输出到所述基带处理单元。
16、如权利要求3、5和14中任意权利要求所述的移动终端，其中所述调制模块，包括：
一个本振生成单元，用于根据所述控制信息，产生对应频段的本振信号；
一个调制单元，用于利用该本振信号，将来自所述基带处理单元的待发射的信号调制成射频信号。
17、如权利要求15或16中任意权利要求所述的移动终端，其中所述本振生成单元包括：
一个频率合成器，用于产生频率信号；及
一个分频器，用于根据所述控制单元的控制信息，对该频率信号进行分频，以得到对应频段的本振信号。
18、如权利要求17所述的移动终端，其中所述频率合成器产生的信号频率约为4GHz。
19、如权利要求11至14中任意权利要求所述的移动终端，其中所述模式切换单元，包括：
对应频段的模式切换单元，用于根据所述控制信息，将所述对应频段的传输路径切换到对应模式的传输路径；及
多个模式收发处理单元，用于根据所述控制信息，对来自该对应模式的传输路径的相应信号进行相应模式的处理，以在所述频段切换单元和所述射频处理单元之间传送相应信号。
20、如权利要求19所述的移动终端，其中所述多个模式收发处理单元至少包括：TDD模式收发切换单元和FDD模式双工单元。
21、一种在无线通信体系中由移动终端进行的通信方法，包括步骤：
根据要接收的无线信号，确定接收信号所对应的频段；
根据确定的频段，对所接收的信号进行对应频段的射频处理；及
对经过射频处理的信号进行基带信号处理。
22、如权利要求21所述的方法，还包括步骤：
确定待发射信号所对应的频段；
根据确定的频段，将经过基带处理的信号进行相应频段的射频处理；及
发射该对应频段的射频信号。
23、如权利要求21或22所述的方法，还包括步骤：
确定要接收信号和待发射信号对应的模式；及
根据确定的模式，传送该接收和待发射信号。
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