CN203482410U - 一种4g多频多模移动通信模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于通信模块技术领域，提供了一种4G多频多模移动通信模块，包括：接口模块、基带信号处理模块和可支持TDD和FDD两种双工模式的LTE射频收发模块；所述接口模块连接于所述基带信号处理模块与带有同样接口的移动接入终端之间，用于相互间的信号交换；所述基带信号处理模块与所述LTE射频收发模块相连接，用于解调处理接收到的信号，并把处理好的信号进行发送。所述的LTE射频收发模块能支持多频段多模式信号的接收和发送，且制造成本低于传统的单频段单模块应用于不同频段不同模式的成本，使所述的4G多频多模移动通信模块实现了低成本高集成度，性能优越及稳定的特点。

Description

一种4G多频多模移动通信模块

技术领域

本实用新型属于通信模块技术领域，尤其涉及一种4G多频多模移动通信模块。

背景技术

随着MBB（Mobile Broad band，移动宽带）时代的发展，运营商选择不断扩容、升级、新建网络以满足日益增长的数据流量需求。无线接入网络呈现出多制式、多频段、多层的特征，同时网络部署也面临站址获取困难的问题。目前，不同国家运营商运营的LTE（3GPP Long Term Evolution，3GPP长期演进技术）网络分为两种双工模式（TDD-LTE/FDD-LTE）及多达40种不同的无线频段运营。

对于运营商而言，LTE引入后不但要求其终端在原有多模的基础上增加支持LTE模式及相应的工作频段，还要增加可以确保用户实现国际漫游的工作频段。不同于2G/3G时代。目前全球分配的LTE频谱众多且相对离散，为更好地支持国际漫游，终端需要支持较多的频段。以中国移动为例，TD-LTE引入后，为满足自身的运营需求，终端至少需要支持TD-LTE，TD-SCDMA，GSM三种模式和八个频段来确保业务的连续性。为提升用户的国际漫游体验，终端还要支持FDD LTE模式，结合全球FDD LTE部署现状，目前NGMN建议终端至少需支持Band1/7/17（或13）3个频段才能实现通过FDD LTE漫游到日本、欧洲、美国的部分地区，而且随着FDD LTE在全球部署规模的逐步扩大，终端还要增加新的FDD LTE频段才能实现全球漫游。国内、国际的移动接入终端厂家迫切需要支持4G LTE多频段多模的综合接入解决方案来满足用户的需求。

面对高速发展的移动通信市场的巨大诱惑和大量低成本，高带宽的无线技术快速普及，众多移动接入终端厂商（智能手机、平板电脑、笔记本电脑、嵌入型网络应用设备等）纷纷引入最新的4G移动无线接入技术LTE，小于20ms的低系统传输延迟，在高移动速率环境下的全网无缝覆盖。而最重要的一点是在保证4G LTE无线接入性能和稳定性的前提下能有效降低终端厂商的硬件研发生产成本，为广大用户带来负担得起的高质量终端设备和网络服务。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种4G多频多模移动通信模块，旨在解决现有的移动通信模块只能支持一个频段一种模式的信号的问题。

本实用新型是这样实现的，一种4G多频多模移动通信模块，包括：接口模块、基带信号处理模块和可支持TDD和FDD两种双工模式的LTE射频收发模块；

所述接口模块连接于所述基带信号处理模块与带有同样接口的移动接入终端之间，用于相互间的信号交换；

所述基带信号处理模块与所述LTE射频收发模块相连接，用于解调处理从所述接口模块或所述LTE射频收发模块接收到的信号，并把处理好的信号进行发送。

进一步地，所述接口模块为Mini-PCIE接口。

进一步地，所述基带信号处理模块包括基带处理器，分别与所述基带处理器相连接的温度补偿晶振、电源和闪存；所述基带处理器与所述LTE射频收发模块相连接，且通过所述接口模块与所述移动接入终端相连接，把从所述移动接入终端接收到的原始链路层数据处理成基带信号后发送给所述LTE射频收发模块，或把从所述LTE射频收发模块接收到的基带信号处理成原始链路层数据后发送给所述移动接入终端。

进一步地，所述LTE射频收发模块的TDD双工模式支持B38频段，所述B38频段包含有两个接收通道和一个发射通道，用于接收或发送B38频段的信号。

进一步地，所述B38频段的发射通道包括：依次顺序相连的LTE射频收发芯片、射频模块第三功率放大器、射频模块第二射频开关、射频模块第二带通滤波器、射频模块第一射频开关和射频模块第一天线；所述射频模块第二射频开关还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片相连接，所述射频模块第三功率放大器还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片相连接；

所述B38频段的一个接收通道包括：射频模块第一巴伦滤波器和射频模块第一低噪声放大器；所述射频模块第一巴伦滤波器与所述射频模块第一射频开关相连接，所述射频模块第一低噪声放大器分别与所述射频模块第一巴伦滤波器和所述LTE射频收发芯片相连接，所述射频模块第一低噪声放大器还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片相连；

所述B38频段的另一个接收通道包括：依次顺序相连接的射频模块第二天线、射频模块第三射频开关、射频模块第五巴伦滤波器和射频模块第二低噪声放大器，所述射频模块第二低噪声放大器的输出端与所述LTE射频收发芯片相连接，所述射频模块第二低噪声放大器还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片相连接。

进一步地，所述LTE射频收发模块的FDD双工模式支持三个频段，分别为B3频段、B7频段和B20频段，每个频段均有两个接收通道和一个发射通道，所述B3频段、B7频段和B20频段分别用于接收或发送各自频段的信号。

进一步地，所述B3频段的发射通道包括：依次顺序相连的LTE射频收发芯片、射频模块第二功率放大器、射频模块第二双工器、射频模块第一射频开关和射频模块第一天线，所述射频模块第二功率放大器还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片相连接；

所述B3频段的一个接收通道为所述射频模块第二双工器与所述LTE射频收发芯片相连接；

所述B3频段的另一个接收通道包括依次顺序相连的射频模块第二天线、射频模块第三射频开关、射频模块第三巴伦滤波器，所述射频模块第三巴伦滤波器与所述LTE射频收发芯片相连接。

进一步地，所述B7频段的发射通道包括：依次顺序相连的LTE射频收发芯片、射频模块第三功率放大器、射频模块第二射频开关、射频模块第三双工器、射频模块第一射频开关和射频模块第一天线；

所述B7频段的一个接收通道包括：射频模块第一低噪声放大器，所述射频模块第一低噪声放大器分别与所述射频模块第三双工器和所述LTE射频收发芯片相连接；

所述B7频段的另一个接收通道包括：依次顺序相连接的射频模块第二天线、射频模块第三射频开关、射频模块第四巴伦滤波器和射频模块第二低噪声放大器，所述射频模块第二低噪声放大器的输出端与所述LTE射频收发芯片相连接。

进一步地，所述B20频段的发射通道包括：依次顺序相连接的LTE射频收发芯片、射频模块第一带通滤波器、射频模块第一功率放大器、射频模块第一双工器、射频模块第一射频开关和射频模块第一天线；

所述B20频段的一个接收通道为所述射频模块第一双工器与所述LTE射频收发芯片相连接；

所述B20频段的另一个接收通道包括：依次顺序相连接的射频模块第二天线、射频模块第三射频开关和射频模块第二巴伦滤波器，所述射频模块第二巴伦滤波器的输出端与所述LTE射频收发芯片相连接。

进一步地，所述射频模块第一射频开关和所述射频模块第三射频开关均通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片相连接。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：所述的LTE射频收发模块支持TDD和FDD两种双工模式，每种双工模式有一个或多个频段用于信号的接收和发送，从而保证了射频模块有更大的适应性，可同时适用于更多的运营商和地区，且使用的方案技术的硬件成本低于传统的单频段单模块应用于不同频段不同模式的成本，使所述的4G多频多模移动通信模块实现了低成本高集成度，性能优越及稳定的特点，同时提供相应的国际通用的标准接口。

附图说明

图1是本实用新型4G多频多模移动通信模块的系统框图；

图2是4G多频多模移动通信模块中基带信号处理模块的结构示意图；

图3是4G多频多模移动通信模块中LTE射频收发模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型所述的4G多频多模移动通信模块采用最新技术的BB+RF两芯片方案，在与传统模块大小相近的前提下，通过高密度布线设计和器件选型的高集成方式，实现多频段多模式的硬件支持，所述的LTE射频收发模块能使TDD和FDD两种工作模式的自动识别转换、4个主流LTE频段的同时支持和智能切换，且高密度PCB布局布线，同时保障射频和电磁屏蔽性能。

所述的4G多频多模移动通信模块，如图1所示，包括：接口模块1、基带信号处理模块2和LTE射频收发模块3。所述接口模块1连接于所述基带信号处理模块2与带有同样接口的移动接入终端之间，用于相互间的信号交换。所述基带信号处理模块2与所述LTE射频收发模块3相连接，用于解调处理从所述接口模块1或所述LTE射频收发模块3接收到的信号，并把处理好的信号进行发送。所述LTE射频收发模块3支持TDD和FDD两种双工模式，能适用于不同的运营商和地区的信号发送和接收。

与上述实施例相结合，所述接口模块1为国际通用的标准接口Mini-PCIE接口。如图2所示，所述基带信号处理模块2包括基带处理器201，分别与所述基带处理器201相连接的温度补偿晶振202、电源203和闪存204。所述基带处理器201与所述LTE射频收发模块3相连接，且通过所述接口模块1与所述移动接入终端相连接，把从所述移动接入终端接收到的原始链路层数据处理成基带信号后发送给所述LTE射频收发模块3，或把从所述LTE射频收发模块3接收到的基带信号处理成原始链路层数据后发送给所述移动接入终端。所述移动接入终端可以为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、嵌入型网络应用设备等。所述原始链路层数据可以承载于USB、SDIO、以太网等接口。所述基带信号是指基带处理器201与LTE射频收发模块3之间交换的未经调制的信号，因为基带信号在近距离传输时衰减比较小，所以基带处理器201与LTE射频收发模块3之间采用基带信号交换信息。

与上述各实施例相结合，如图3所示，所述LTE射频收发模块3支持TDD和FDD两种双工模式。所述TDD双工模式支持B38频段，所述FDD双工模式支持三个频段，分别为B3频段、B7频段和B20频段，每个频段均有两个接收通道和一个发射通道，分别用于接收或发送各自频段的信号。所述发送通道定义为由LTE射频收发模块3中LTE射频收发芯片301发出的信号所经过的路径，所述接收通道定义为回到LTE射频收发模块3中LTE射频收发芯片301的信号所经过的路径。这样可以保证LTE射频收发模块3有更大的适应性，可以同时适用于更多的运营商和地区。所述4G多频多模移动通信模块可以根据网络情况自动选择合适的模式和频段，屏蔽其他模式和频段。

所述B38频段的发射通道包括：依次顺序相连的LTE射频收发芯片301、射频模块第三功率放大器308、射频模块第二射频开关309、射频模块第二带通滤波器310、射频模块第一射频开关305和射频模块第一天线311。所述射频模块第二射频开关309还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连接，所述射频模块第三功率放大器308还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连接。所述B38频段的一个接收通道包括：射频模块第一巴伦滤波器314和射频模块第一低噪声放大器312；所述射频模块第一巴伦滤波器314与所述射频模块第一射频开关305相连接，所述射频模块第一低噪声放大器312分别与所述射频模块第一巴伦滤波器314和所述LTE射频收发芯片301相连接。所述射频模块第一低噪声放大器312还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连。所述B38频段的另一个接收通道包括：依次顺序相连接的射频模块第二天线318、射频模块第三射频开关316、射频模块第五巴伦滤波器321和射频模块第二低噪声放大器319，所述射频模块第二低噪声放大器319的输出端与所述LTE射频收发芯片301相连接。所述射频模块第二低噪声放大器319还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连接。所述射频模块第一射频开关305和所述射频模块第三射频开关316均通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连接。

所述LTE射频收发模块3发送信号时，LTE射频收发芯片301控制射频模块第一射频开关305、射频模块第二射频开关309和射频模块第三功率放大器308打开B38的发射通道，同时将射频模块第一低噪声放大器312、射频模块第二低噪声放大器319以及其他与LTE射频收发芯片301存在控制关系的射频芯片关闭。LTE射频收发模块3接收信号时，LTE射频收发芯片301控制射频模块第一射频开关305及射频模块第三射频开关316切换到接收通道，同时将射频模块第一低噪声放大器312、射频模块第二低噪声放大器319打开，将射频模块第二射频开关309、射频模块第三功率放大器308及其他与LTE射频收发芯片301存在控制关系的射频芯片关闭。这样可以避免LTE射频收发模块3在收发信号时产生干扰。

所述B3频段的发射通道包括：依次顺序相连的LTE射频收发芯片301、射频模块第二功率放大器306、射频模块第二双工器307、射频模块第一射频开关305和射频模块第一天线311，所述射频模块第二功率放大器306还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连接。所述B3频段的一个接收通道为所述射频模块第二双工器307与所述LTE射频收发芯片301相连接。所述B3频段的另一个接收通道包括依次顺序相连的射频模块第二天线318、射频模块第三射频开关316、射频模块第三巴伦滤波器317，所述射频模块第三巴伦滤波器317与所述LTE射频收发芯片301相连接。所述射频模块第二功率放大器306通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连接，所述射频模块第一射频开关305和所述射频模块第三射频开关316均通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连接。

由于FDD模式收发同时进行，故运行FDD模式B3频段时LTE射频收发芯片301打开射频模块第一射频开关305、射频模块第三射频开关316以及射频模块第二功率放大器306，使通道进入工作状态，同时将其他与LTE射频收发芯片301存在控制关系的射频芯片关闭。

所述B7频段的发射通道包括：依次顺序相连的LTE射频收发芯片301、射频模块第三功率放大器308、射频模块第二射频开关309、射频模块第三双工器313、射频模块第一射频开关305和射频模块第一天线311。所述B7频段的一个接收通道包括：射频模块第一低噪声放大器312，所述射频模块第一低噪声放大器312分别与所述射频模块第三双工器313和所述LTE射频收发芯片301相连接。所述B7频段的另一个接收通道包括：依次顺序相连接的射频模块第二天线318、射频模块第三射频开关316、射频模块第四巴伦滤波器320和射频模块第二低噪声放大器319，所述射频模块第二低噪声放大器319的输出端与所述LTE射频收发芯片301相连接。所述射频模块第二射频开关309还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连接。所述射频模块第三功率放大器308还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连接。所述射频模块第一低噪声放大器312还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连。所述射频模块第二低噪声放大器319还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连接。所述射频模块第一射频开关305和所述射频模块第三射频开关316均通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连接。

由于FDD模式收发同时进行，故运行FDD模式B7频段时LTE射频收发芯片301打开射频模块第一射频开关305、射频模块第二射频开关309、射频模块第三射频开关316、射频模块第三功率放大器308、射频模块第一低噪声放大器312和射频模块第二低噪声放大器319，使通道进入工作状态，同时将其他与LTE射频收发芯片301存在控制关系的射频芯片关闭。

所述B20频段的发射通道包括：依次顺序相连接的LTE射频收发芯片301、射频模块第一带通滤波器302、射频模块第一功率放大器303、射频模块第一双工器304、射频模块第一射频开关305和射频模块第一天线311。所述B20频段的一个接收通道为所述射频模块第一双工器304与所述LTE射频收发芯片301相连接。所述B20频段的另一个接收通道包括：依次顺序相连接的射频模块第二天线318、射频模块第三射频开关316和射频模块第二巴伦滤波器315，所述射频模块第二巴伦滤波器315的输出端与所述LTE射频收发芯片301相连接。所述射频模块第一功率放大器303通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连接，所述射频模块第一射频开关305和所述射频模块第三射频开关316均通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片301相连接。

由于FDD模式收发同时进行，故运行FDD模式B20频段时LTE射频收发芯片301打开射频模块第一射频开关305、射频模块第三射频开关316以及射频模块第一功率放大器303，使通道进入工作状态，同时将其他与LTE射频收发芯片301存在控制关系的射频芯片关闭。

本实用新型所述的4G多频多模移动通信模块可以采用Sequans SQN3110或Altair3100的芯片，所述的芯片支持LTE TDD/FDD模式和3GPP release9LTE频段（400-2700MHz），具备SDIO和USB接口，能兼容目前智能终端流行的操作系统。射频调制解调芯片可以采用Fujitsu MB86L13或Altair ALT6200芯片，可覆盖400-2700MHz频带内的应用，最大可支持6个频段应用。基带芯片和调制芯片提供数字或模拟I/Q互联，加上外围的内存和Flash储存芯片器件，形成SDIO的最小模块封装。模块的PCB布局布线，采用8－10层板高密度的设计。整个模块设计为标准MiniPCIe尺寸30mm×50mm，适用于嵌入式网络设备和笔记本电脑，后续可改设计为更小的尺寸25mm×25mm左右，以满足手机和平板等手持终端设备的设计生产的要求。

所述的4G多频多模移动通信的模块可灵活地支持2种LTE模式（FDD和TDD）和多个频段的LTE接口需求，能为即将到来的4G网络提供优越性能、低成本的4G新一代LTE多频段多模接入模块产品，特别适合4G智能手机、平板电脑、笔记本电脑、嵌入型网络设备应用。4G多频多模移动通信模块的模块化和低成本设计能快速为国内下游移动终端厂商提供LTE无线接入集成，在中国和国际市场上具有广阔的应用前景。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种4G多频多模移动通信模块，其特征在于，包括：接口模块、基带信号处理模块和可支持TDD和FDD两种双工模式的LTE射频收发模块；

所述接口模块连接于所述基带信号处理模块与带有同样接口的移动接入终端之间，用于相互间的信号交换；

所述基带信号处理模块与所述LTE射频收发模块相连接，用于解调处理从所述接口模块或所述LTE射频收发模块接收到的信号，并把处理好的信号进行发送。

2.根据权利要求1所述的4G多频多模移动通信模块，其特征在于，所述接口模块为Mini-PCIE接口。

3.根据权利要求1所述的4G多频多模移动通信模块，其特征在于，所述基带信号处理模块包括基带处理器，分别与所述基带处理器相连接的温度补偿晶振、电源和闪存；所述基带处理器与所述LTE射频收发模块相连接，且通过所述接口模块与所述移动接入终端相连接，把从所述移动接入终端接收到的原始链路层数据处理成基带信号后发送给所述LTE射频收发模块，或把从所述LTE射频收发模块接收到的基带信号处理成原始链路层数据后发送给所述移动接入终端。

4.根据权利要求1所述的4G多频多模移动通信模块，其特征在于，所述LTE射频收发模块的TDD双工模式支持B38频段，所述B38频段包含有两个接收通道和一个发射通道，用于接收或发送B38频段的信号。

5.根据权利要求4所述的4G多频多模移动通信模块，其特征在于，所述B38频段的发射通道包括：依次顺序相连的LTE射频收发芯片、射频模块第三功率放大器、射频模块第二射频开关、射频模块第二带通滤波器、射频模块第一射频开关和射频模块第一天线；所述射频模块第二射频开关还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片相连接，所述射频模块第三功率放大器还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片相连接；

所述B38频段的一个接收通道包括：射频模块第一巴伦滤波器和射频模块第一低噪声放大器；所述射频模块第一巴伦滤波器与所述射频模块第一射频开关相连接，所述射频模块第一低噪声放大器分别与所述射频模块第一巴伦滤波器和所述LTE射频收发芯片相连接，所述射频模块第一低噪声放大器还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片相连；

所述B38频段的另一个接收通道包括：依次顺序相连接的射频模块第二天线、射频模块第三射频开关、射频模块第五巴伦滤波器和射频模块第二低噪声放大器，所述射频模块第二低噪声放大器的输出端与所述LTE射频收发芯片相连接，所述射频模块第二低噪声放大器还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片相连接。

6.根据权利要求1所述的4G多频多模移动通信模块，其特征在于，所述LTE射频收发模块的FDD双工模式支持三个频段，分别为B3频段、B7频段和B20频段，每个频段均有两个接收通道和一个发射通道，所述B3频段、B7频段和B20频段分别用于接收或发送各自频段的信号。

7.根据权利要求6所述的4G多频多模移动通信模块，其特征在于，所述B3频段的发射通道包括：依次顺序相连的LTE射频收发芯片、射频模块第二功率放大器、射频模块第二双工器、射频模块第一射频开关和射频模块第一天线，所述射频模块第二功率放大器还通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片相连接；

所述B3频段的一个接收通道为所述射频模块第二双工器与所述LTE射频收发芯片相连接；

所述B3频段的另一个接收通道包括依次顺序相连的射频模块第二天线、射频模块第三射频开关、射频模块第三巴伦滤波器，所述射频模块第三巴伦滤波器与所述LTE射频收发芯片相连接。

8.根据权利要求6所述的4G多频多模移动通信模块，其特征在于，所述B7频段的发射通道包括：依次顺序相连的LTE射频收发芯片、射频模块第三功率放大器、射频模块第二射频开关、射频模块第三双工器、射频模块第一射频开关和射频模块第一天线；

所述B7频段的一个接收通道包括：射频模块第一低噪声放大器，所述射频模块第一低噪声放大器分别与所述射频模块第三双工器和所述LTE射频收发芯片相连接；

所述B7频段的另一个接收通道包括：依次顺序相连接的射频模块第二天线、射频模块第三射频开关、射频模块第四巴伦滤波器和射频模块第二低噪声放大器，所述射频模块第二低噪声放大器的输出端与所述LTE射频收发芯片相连接。

9.根据权利要求6所述的4G多频多模移动通信模块，其特征在于，所述B20频段的发射通道包括：依次顺序相连接的LTE射频收发芯片、射频模块第一带通滤波器、射频模块第一功率放大器、射频模块第一双工器、射频模块第一射频开关和射频模块第一天线；

所述B20频段的一个接收通道为所述射频模块第一双工器与所述LTE射频收发芯片相连接；

所述B20频段的另一个接收通道包括：依次顺序相连接的射频模块第二天线、射频模块第三射频开关和射频模块第二巴伦滤波器，所述射频模块第二巴伦滤波器的输出端与所述LTE射频收发芯片相连接。

10.根据权利要求5、7、8或9所述的4G多频多模移动通信模块，其特征在于，所述射频模块第一射频开关和所述射频模块第三射频开关均通过控制信号线与所述LTE射频收发芯片相连接。

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