CN202873080U - 支持三种通信模式的通信电路及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种支持三种通信模式的通信电路以及移动终端，通信电路包括主天线、支持三种通信模式的射频前端模块和三个基于不同通信模式的射频收发模块；所述主天线从空间无线信道上接收射频信号，输出至射频前端模块进行信道切换和滤波处理后，传输至与该射频信号的通信模式相对应的射频收发模块；所述射频收发模块将发射信号通过射频前端模块进行功率放大及信道切换后，传输至主天线，通过主天线发射到空间无线信道。本实用新型在能兼容多种通信模式的同时，减少配件及元器件数、降低调试难度、降低各模式之间的互相干扰、缩小PCB设计空间，实现移动终端的小型化。
Description
技术领域
本实用新型属于移动通信技术领域，具体地说，是涉及一种能够兼容三种通信模式的通信电路以及采用所述通信电路设计的移动终端。
背景技术
第三代移动通信标准主要有三个：TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000。而移动终端的发展趋势必定是需要兼容多种模式，同时，能够实现终端的小型化。
目前已有一些支持多种模式的移动终端，种类也较多，比如支持GSM/GPRS和CDMA2000的双模移动终端、支持WCDMA和GSM/GPRS的双模移动终端、支持TD-SCDMA和GSM/GPRS的双模终端等。
对上述应用，基本有两种方案能够实现：一种是各模式分别单独工作，采用不同的天线系统，如图1所示。但是这样会造成配件的增加，同时调试难度加大，各模式之间的相互干扰很大，对PCB的空间要求很高，也增加了费用，无法满足终端的小型化设计。另一种方式是天线系统的共享，使用一进多出的射频开关，对由天线接收/发射的各种模式的信号进行分离。为了对通过天线接收/发射的各种模式的信号进行分离，需要使用单刀多掷的射频开关，但这样增加了元器件，而此元器件的增加会造成终端的射频部分插入损耗的加大，降低了终端的接收灵敏度及发射效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种支持三种通信模式的通信电路，在兼容三种通信模式的同时，减少了配件及元器件的数量，降低了调试难度以及各模式之间的互相干扰，提高了通信质量。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种支持三种通信模式的通信电路，包括主天线、支持三种通信模式的射频前端模块和三个基于不同通信模式的射频收发模块；所述主天线从空间无线信道上接收射频信号，输出至射频前端模块进行信道切换和滤波处理后，传输至与该射频信号的通信模式相对应的射频收发模块；所述射频收发模块将发射信号通过射频前端模块进行功放处理及信道切换后，传输至主天线，通过主天线发射到空间无线信道。
进一步的，所述通信电路至少支持GSM通信模式，在所述射频前端模块中设置有GSM射频前端芯片、GSM带通滤波器以及基于其他两种通信模式的带通滤波器和功率放大器；所述GSM射频前端芯片接收主天线从空间无线信道接收的射频信号，GSM通信模式的射频信号通过GSM带通滤波器后传输至GSM射频收发模块，其他两种通信模式的射频信号分别通过带通滤波器滤波后传输至与该通信模式相对应的射频收发模块；GSM射频收发模块将发射信号传输至GSM射频前端芯片，其他两种通信模式的射频收发模块将发射信号通过功率放大器进行功放处理后传输至GSM射频前端芯片，GSM射频前端芯片通过主天线将该发射信号发射到空间无线信道。将GSM射频前端芯片、GSM带通滤波器以及基于其他两种通信模式的带通滤波器和功率放大器集成为射频前端模块，减小了PCB的设计空间。
优选的，所述GSM带通滤波器为一进一出的带通滤波器，设置有两路，每路GSM带通滤波器接收GSM射频前端芯片输出的GSM射频信号，进行滤波处理后传输至GSM射频收发模块。
优选的，所述GSM带通滤波器为一进两出的带通滤波器，设置有两路且截止频率不同，每路GSM带通滤波器接收GSM射频前端芯片输出的GSM射频信号，进行滤波处理后输出不同频段的GSM信号，分别传输至GSM射频收发模块。
优选的，所述GSM带通滤波器为一个一进两出的带通滤波器和两个一进一出的带通滤波器，设置为三路，每路GSM带通滤波器接收GSM射频前端芯片输出的GSM射频信号，进行滤波处理后输出不同频段的GSM信号，分别传输至GSM射频收发模块。
优选的，所述的其他两种通信模式为TD-SCDMA通信模式、CDMA通信模式和WCDMA通信模式中的任意两种。
为了适应CDMA模式的特性，所述其他两种通信模式中的一种为CDMA模式，在所述射频前端模块中设置有GSM射频前端芯片、GSM带通滤波器、CDMA带通滤波器、CDMA功率放大器以及基于另外一种通信模式的带通滤波器和功率放大器；GSM射频前端芯片与CDMA带通滤波器和CDMA功率放大器之间通过CDMA双工器连接。
优选的，所述三个基于不同通信模式的射频收发模块分别对应连接相应通信模式的基带处理器。
为了满足某种模式需要工作在多个频段的要求，所述的射频前端模块通过SPDT射频开关与主天线相接。
为了满足不同模式和不同频段信号的切换，所述GSM射频前端芯片内置有单刀多掷射频开关，所述单刀多掷射频开关为宽频段开关，频段在100MHz-3.5GHz之间。
基于上述支持三种模式通信方式的通信电路的设计，本实用新型提供了一种采用上述电路的移动终端，该移动终端的通信电路包括主天线、支持三种通信模式的射频前端模块和三个基于不同通信模式的射频收发模块；所述主天线从空间无线信道上接收射频信号，输出至射频前端模块进行信道切换和滤波处理后，传输至与该射频信号的通信模式相对应的射频收发模块；所述射频收发模块将发射信号通过射频前端模块进行功放处理及信道切换后，传输至主天线，通过主天线发射到空间无线信道。
本实用新型的有益效果为：本实用新型在能兼容三种模式的同时，减少配件及元器件数、降低调试难度、降低各模式之间的互相干扰、缩小PCB设计空间，实现移动终端的小型化。利用GSM射频前端芯片的内置开关，减小终端射频部分的插入损耗，提高了终端的接收灵敏度及发射功率的效率。通信电路可以利用GSM射频前端芯片在不影响GSM的正常工作同时完成其它模式的收发切换功能，降低设计成本。
附图说明
图1是现有技术中支持CDMA和GSM双模移动终端的原理框图；
图2是本实用新型具体实施例一支持TD-SCDMA/GSM/CDMA的三模移动终端的原理框图；
图3是本实用新型具体实施例二支持TD-SCDMA/GSM/CDMA的三模移动终端的原理框图；
图4是本实用新型针对图2和图3的GSM射频前端芯片原理框图；
图5是本实用新型具体实施例三支持TD-SCDMA/GSM/CDMA的三模移动终端的原理框图；
图6是本实用新型具体实施例三支持TD-SCDMA/GSM/ CDMA射频前端模块的原理框图；
图7是本实用新型针对图5和图6的GSM射频前端芯片原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的描述：
本实用新型为了实现三种通信模式的兼容，提出了一种支持三种模式通信方式的通信电路，该通信电路主要包括一个主天线、一个支持三种通信模式的射频前端模块和三个基于不同通信模式的射频收发模块；主天线通过射频前端模块与三个基于不同通信模式的射频收发模块相接，主天线进行信号的发射和接收，射频前端模块完成信号传输过程中的切换、带通滤波和功率放大的功能，射频收发模块完成射频信号和基带信号的转换。接收模式时，主天线从空间无线信道上接收射频信号后，将高频电磁波转换至高频信号电流并输出至射频前端模块，射频前端模块根据高频信号电流进行信道切换以及滤波处理后传输至与该射频信号的通信模式相对应的射频收发模块。发射模式时，射频收发模块将发射信号传输至射频前端模块，射频前端模块对发射信号进行功率放大处理及信道切换后，传输至主天线，主天线将发射信号转换为高频电磁波后发射到空间无线信道。
本实用新型的通信电路可以实现多种模式的组合，例如：支持GSM/TD-SCDMA/CDMA的三种通信模式的通信电路、支持GSM/TD-SCDMA/WCDMA的三种通信模式的通信电路和支持GSM/CDMA/WCDMA的三种通信模式的通信电路。
下面以支持GSM/TD-SCDMA/CDMA的三种通信模式的通信电路为例，对本实用新型进行具体的说明，基于GSM通信模式所需工作频段及实现方式的不同，具体描述了如下三个实施例：
实施例一，如图2所示，该实施例适用于GSM通信模式对工作频段要求不多的情况下，例如，GSM通信模式满足GSM两频工作：
本实施例具体包括如下部分：
GSM/TD-SCDMA/CDMA主天线301，用于完成将调制到射频频率的TD-SCDMA/GSM/CDMA信号发射到空间无线信道，或者从空间无线信道接收调制在射频频率上的TD-SCDMA/GSM/CDMA信号的功能，完成高频电磁波和高频信号电流的转换功能。
GSM/TD-SCDMA/CDMA射频前端模块302，当是TD-SCDMA/GSM/CDMA模式接收信号时，完成带通滤波和信号切换功能，当是TD-SCDMA/GSM/CDMA模式发射信号时，完成信号功率放大及信号切换功能。GSM/TD-SCDMA/CDMA射频前端模块302包括：GSM射频前端芯片402、GSM带通滤波器401、408、TD-SCDMA带通滤波器404、TD-SCDMA功率放大器403、CDMA双工器406、 CDMA带通滤波器405和 CDMA功率放大器407。
本实施例中射频收发模块分别为GSM收发RF模块303、TD-SCDMA收发RF模块308和CDMA收发RF模块309。
GSM收发RF模块303，用于GSM基带信号和射频信号的相互转换；当是GSM模式接收时，完成GSM射频信号低噪声放大、混频、滤波、解调、放大等功能，将射频信号转换成基带信号。当是GSM模式发射时，完成GSM射频信号的放大、混频、滤波、调制等功能，将基带信号转换成射频信号。
TD-SCDMA收发RF模块308，用于TD-SCDMA基带信号和射频信号的相互转换；当是TD-SCDMA模式接收时，完成TD-SCDMA射频信号低噪声放大、混频、滤波、解调、放大等功能，将射频信号转换成基带信号。当是TD-SCDMA模式发射时，完成TD-SCDMA射频信号的放大、混频、滤波、调制等功能，将基带信号转换成射频信号。
CDMA收发RF模块309，用于CDMA基带信号和射频信号的相互转换；当是CDMA模式接收时，完成CDMA射频信号低噪声放大、混频、滤波、解调、放大等功能，将射频信号转换成基带信号。当是CDMA模式发射时，完成CDMA射频信号的放大、混频、滤波、调制等功能，将基带信号转换成射频信号。
如图4所示，本实施例GSM射频前端芯片的原理框图。它主要由如下几部分组成：（1）单刀多掷射频开关，当是接收模式时，按照GSM、TD-SCDMA及CDMA模式切换开关并通过主天线接收信号，单刀多掷射频开关分时在三种模式的信号传输通路之间进行循环切换，以实现三待功能，当是发射模式时，按照当前所选用的通信模式（即GSM、TD-SCDMA或者CDMA）进行开关切换，使调制过的射频信号通过主天线发射出去；（2）逻辑控制电路，根据接收或发射信号的模式控制单刀多掷射频开关切换到正确的通路；（3）GSM功率放大电路完成对GSM调制的射频信号放大，以使其以合适的功率发射。
首先，当本实施例处于接收状态时，主天线从空间无线信道上接收射频信号，该射频信号通过GSM射频前端芯片的单刀多掷射频开关传输至不同通路，单刀多掷射频开关分时在GSM、TD-SCDMA及CDMA模式三种模式的信号传输通路之间进行循环切换。如果该射频信号为TD-SCDMA模式，则通过TD-SCDMA带通滤波器404进行滤波处理后，将信号传输至TD-SCDMA收发RF模块进行解调处理。如果该射频信号为GSM模式，则GSM接收信号1通过GSM带通滤波器408进行滤波处理，GSM接收信号2通过GSM带通滤波器401进行滤波处理后，将信号传输至GSM收发RF模块进行解调处理。如果该射频信号是CDMA模式，则该信号通过CDMA双工器406进行信号功分处理后，将信号送到CDMA带通滤波器405进行滤波处理后，传输至CDMA收发RF模块进行解调处理。
另外，当本实施例处于发射状态时，如是TD-SCDMA模式，则单刀多掷射频开关切换到TD发射信号一侧，TD-SCDMA调制信号通过TD-SCDMA功率放大器403进行放大处理后，信号通过开关和主天线以合适的功率发射到TD-SCDMA基站。如是GSM模式，则单刀多掷射频开关根据GSM频段切换到GSM发射信号一侧，GSM调制信号通过GSM射频前端芯片402内置的GSM功率放大器进行放大处理后，信号通过开关和主天线以合适的功率发射到GSM基站。如是CDMA模式，则单刀多掷射频开关将开关切换到CDMA信号一侧，CDMA调制信号通过CDMA功率放大器407进行放大处理后，信号通过开关和主天线以合适的功率发射到CDMA基站。
实施例二，如图3所示，该实施例适用于GSM通信模式对工作频段要求较多的情况下，例如，GSM通信模式满足GSM四频工作，分别为GSM850频段、GSM900频段、GSM1800频段和GSM1900频段。
本实施例的实现方式为将实施例一中的GSM带通滤波器401、408更换成支持一进两出的带通滤波器601、602，使GSM850频段和GSM900频段共用一个滤波器，如带通滤波器601，GSM1800频段和GSM1900频段共用一个滤波器，如带通滤波器602。其余技术方案与实施例1相同，此处不再详细描述。这样，即可以达到GSM通信模式实现GSM四频的方案，本实施例采用的带通滤波器有多种型号可以选择，可以节省PCB空间。
实施例三，如图5-7所示，该实施例适用于GSM通信模式对工作频段要求较多的情况下，例如，GSM通信模式满足GSM四频工作，分别为GSM850频段、GSM900频段、GSM1800频段和GSM1900频段。在本实施例中，射频前端模块通过SPDT射频开关304与主天线相连接。
如图7所示的GSM射频前端芯片402原理框图，本实施例的GSM射频前端芯片主要由如下几部分组成：（1）单刀多掷射频开关，当是接收模式时，按照GSM、TD-SCDMA模式切换开关并通过主天线接收信号，单刀多掷射频开关分时在两种模式的信号传输通路之间进行循环切换，当是发射模式时，按照当前所选用的通信模式（即GSM或者TD-SCDMA）进行开关切换，使调制过的射频信号通过主天线发射出去；（2）逻辑控制电路，根据接收或发射信号的模式控制单刀多掷射频开关切换到正确的通路；（3）GSM功率放大电路完成对GSM调制的射频信号放大，以使其以合适的功率发射。
首先，当本实施例处于接收状态时，主天线从空间无线信道上接收射频信号，该射频信号通过GSM射频前端芯片的单刀多掷射频开关传输至相应通路，单刀多掷射频开关分时在GSM和TD-SCDMA两种模式的信号传输通路之间进行循环切换。如果该射频信号为TD-SCDMA模式，则通过TD-SCDMA带通滤波器404进行滤波处理后，将信号传输至TD-SCDMA收发RF模块进行解调处理。如果该射频信号为GSM模式，则GSM接收信号1通过GSM带通滤波器409进行滤波处理，GSM接收信号2通过GSM带通滤波器408进行滤波处理，GSM接收信号3通过GSM带通滤波器401进行滤波处理后，将信号传输至GSM收发RF模块进行解调处理。
本实施例中，GSM850/GSM900可以共用一条GSM接收信号通路，通过一进两出带通滤波器409滤波，GSM1800和GSM1900分别使用一条GSM接收信号通路，通过一进一出带通滤波器401、408滤波；或者GSM1800/GSM1900可以共用一条GSM接收信号通路，通过一进两出带通滤波器409滤波，GSM850和GSM900分别使用一条GSM接收信号通路，通过一进一出带通滤波器401、408滤波。
另外，当本实施例处于发射状态时，如是TD-SCDMA模式，则单刀多掷射频开关切换到TD-SCDMA发射信号一侧，TD-SCDMA调制信号通过TD-SCDMA功率放大器403进行放大处理后，信号通过开关和主天线以合适的功率发射到TD-SCDMA基站。如是GSM模式，则单刀多掷射频开关根据GSM频段将开关切换到GSM发射信号一侧，GSM调制信号通过GSM射频前端芯片402内置的GSM功率放大器进行放大处理后，信号通过开关和主天线以合适的功率发射到GSM基站。
如是CDMA模式，则利用外部SPDT射频开关304切换到CDMA信号一侧，CDMA调制信号通过双工器406进行信号功分处理后，将信号送到CDMA收发RF模块进行处理。CDMA收发RF模块通过CDMA功率放大器407后将发射信号传输给CDMA双工器406，信号通过SPDT射频开关304和主天线以合适的功率发射到CDMA基站。
基于上述三种通信模式的通信电路，本实施例还提供了一种移动终端，该移动终端包括上述通信电路。
其它需支持多种通信模式的移动终端，如支持TD-SCDMA/GSM/WCDMA的三种通信模式的移动终端、支持CDMA/GSM/WCDMA的三种通信模是的移动终端等，均可利用本实用新型实现，都可以利用GSM射频前端芯片其内置的射频开关属于宽频段开关的特性，在不影响GSM的正常工作同时完成其它模式的收发切换功能。工作原理与GSM/TD-SCDMA/CDMA三种通信模式的移动终端相同，此处不再赘述。
本实用新型的支持三种通信模式的移动终端可以为手机、上网卡、IPAD等移动终端。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种支持三种通信模式的通信电路，其特征在于：包括主天线、支持三种通信模式的射频前端模块和三个基于不同通信模式的射频收发模块；所述主天线从空间无线信道上接收射频信号，输出至射频前端模块进行信道切换和滤波处理后，传输至与该射频信号的通信模式相对应的射频收发模块；所述射频收发模块将发射信号通过射频前端模块进行功放处理及信道切换后，传输至主天线，通过主天线发射到空间无线信道。
2.根据权利要求1所述的支持三种通信模式的通信电路，其特征在于：所述通信电路至少支持GSM通信模式，在所述射频前端模块中设置有GSM射频前端芯片、GSM带通滤波器以及基于其他两种通信模式的带通滤波器和功率放大器；所述GSM射频前端芯片接收主天线从空间无线信道接收的射频信号，GSM通信模式的射频信号通过GSM带通滤波器后传输至GSM射频收发模块，其他两种通信模式的射频信号分别通过带通滤波器滤波后传输至与该通信模式相对应的射频收发模块；GSM射频收发模块将发射信号传输至GSM射频前端芯片，其他两种通信模式的射频收发模块将发射信号分别通过功率放大器进行功放处理后传输至GSM射频前端芯片，GSM射频前端芯片通过主天线将该发射信号发射到空间无线信道。
3.根据权利要求2所述的支持三种通信模式的通信电路，其特征在于：所述GSM带通滤波器为一进一出的带通滤波器，设置有两路，每路GSM带通滤波器接收GSM射频前端芯片输出的GSM射频信号，进行滤波处理后传输至GSM射频收发模块。
4.根据权利要求2所述的支持三种通信模式的通信电路，其特征在于：所述GSM带通滤波器为一进两出的带通滤波器，设置有两路且截止频率不同，每路GSM带通滤波器接收GSM射频前端芯片输出的GSM射频信号，进行滤波处理后输出不同频段的GSM信号，分别传输至GSM射频收发模块。
5.根据权利要求2所述的支持三种通信模式的通信电路，其特征在于：所述GSM带通滤波器为一个一进两出的带通滤波器和两个一进一出的带通滤波器，设置为三路，每路GSM带通滤波器接收GSM射频前端芯片输出的GSM射频信号，进行滤波处理后输出不同频段的GSM信号，分别传输至GSM射频收发模块。
6.根据权利要求2所述的支持三种通信模式的通信电路，其特征在于：所述的其他两种通信模式为TD-SCDMA通信模式、CDMA通信模式和WCDMA通信模式中的任意两种。
7.根据权利要求6所述的支持三种通信模式的通信电路，其特征在于：所述其他两种通信模式中的一种为CDMA模式，在所述射频前端模块中设置有GSM射频前端芯片、GSM带通滤波器、CDMA带通滤波器、CDMA功率放大器以及基于另外一种通信模式的带通滤波器和功率放大器；GSM射频前端芯片与CDMA带通滤波器和CDMA功率放大器之间通过CDMA双工器连接。
8.根据权利要求2所述的支持三种通信模式的通信电路，其特征在于：所述三个基于不同通信模式的射频收发模块分别对应连接相应通信模式的基带处理器。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的支持三种通信模式的通信电路，其特征在于：所述射频前端模块通过SPDT射频开关与主天线相连接。
10.一种移动终端，其特征在于：设置有如权利要求1-9中任一项所述的支持三种通信模式的通信电路。
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Cited By (2)
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