WO2013063926A1

WO2013063926A1 - 功率放大模块、多模射频收发器和多模终端

Info

Publication number: WO2013063926A1
Application number: PCT/CN2012/076057
Authority: WO
Inventors: 徐杰
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-05-10
Also published as: CN102404020A

Abstract

本发明公开了一种功率放大模块、多模射频收发器、射频前端模块、多模终端和多模终端发送信号的方法，该功率放大模块包括控制模块以及与该控制模块相连的低频放大器和高频放大器，该控制模块，用于根据来自基带芯片的控制信号向该低频放大器或该高频放大器发送工作模式指示信号；该低频放大器，用于接收低频发射信号和该控制模块发送的工作模式指示信号，在该工作模式指示信号的工作模式下对该低频发射信号进行放大后输出；该高频放大器，用于接收高频发射信号和该控制模块发送的工作模式指示信号，在该工作模式指示信号指示的工作模式下对该高频发射信号进行放大后输出。包含上述功率放大模块的多模终端，有效地减少了占用印刷电路板（PCB）的面积。

Description

功率放大模块、多模射频收发器和多模终端

技术领域

本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种功率放大模块、多模射频收发器、射频前端模块、多模终端和多模终端发送信号的方法。

背景技术

当前，在时分同步码分多址（TD-SCDMA ) /全球移动通讯系统（Global System for Mobile Communication, GSM )双模手机的架构方案中，普遍的实现方法是，如图 1所示，需要基带芯片 100、天线开关模组 200、 GSM射频收发器 300、 GSM功率放大器 310、 TD-SCDMA射频收发器 400、 TD-SCDMA 功率放大器 410、至少一个 GSM接收滤波器（RX SAW ) 500 和至少一个 TD-SCDMA接收滤波器 510。

以上架构方案需要使用八颗以上的芯片，这使得电路结构复杂，占用了大量的印刷电路板（PCB ) 面积，不利于降低成本，也不利于实现终端的小型化。

发明内容

本发明实施例提供了一种功率放大模块、多模射频收发器、射频前端模块、多模终端和多模终端发送信号的方法，以解决现有的多模终端占用 PCB 面积大的问题。

本发明实施例提供了一种功率放大模块，应用于多模终端的发射通道，该功率放大模块包括控制模块以及与所述控制模块相连的低频放大器和高频放大器，其中：

所述控制模块，设置为：根据来自基带芯片的控制信号向所述低频放大器或所述高频放大器发送工作模式指示信号；

所述低频放大器，设置为：接收低频发射信号和所述控制模块发送的工作模式指示信号，在所述工作模式指示信号指示的工作模式下对所述低频发射信号进行放大后输出；

所述高频放大器，设置为：接收高频发射信号和所述控制模块发送的工作模式指示信号，在所述工作模式指示信号指示的工作模式下对所述高频发射信号进行放大后输出。

优选地，所述控制模块，是设置为：当所述控制信号指示当前发射通道中的信号为第一模式信号的低频发射信号时，向所述低频放大器发送饱和工作模式指示信号；当所述控制信号指示当前发射通道中的信号为第二模式信号时，向所述高频放大器发送线性工作模式指示信号；或者，当所述控制信号指示当前发射通道中的信号为第一模式信号的高频发射信号时，向所述高频放大器发送饱和工作模式指示信号。

优选地，所述第一模式信号为全球移动通讯系统（GSM )信号；所述第二模式信号为时分同步码分多址（TD-SCDMA )信号或个人手持式电话系统（PHS )信号。

本发明实施例还提供了一种多模射频收发器，应用于多模终端，该多模射频收发器包括：

频率变换模块，设置为：在所述基带芯片的控制下，将所述基带芯片发送的第一模式信号的基带发射信号变换成低频发射信号或高频发射信号，将所述基带芯片发送的第二模式信号的基带发射信号变换成高频发射信号；输出模块，设置为：将所述频率变换模块变换成的所述低频发射信号通过低频段发射端口输出，将所述频率变换模块变换成的所述高频发射信号通过高频段发射端口输出。

优选地，所述第一模式信号为全球移动通讯系统（GSM )信号；所述第二模式信号为时分同步码分多址（TD-SCDMA )信号或个人手持式电话系统 ( PHS )信号。

本发明实施例还提供了一种射频前端模块，应用于多模终端，所述射频前端模块包括天线开关模组、第一滤波器和第二滤波器，其中：

所述第一滤波器，设置为：接收所述天线开关模组发送的第一模式接收信号，对所述第一模式接收信号进行滤波后输出；所述第二滤波器，设置为：接收所述天线开关模组发送的第二模式接收信号，对所述第二模式接收信号进行滤波后输出；

所述天线开关模组，设置为：接收第一模式信号的低频发射信号或第一模式信号的高频发射信号或第二模式信号，以及向所述第一滤波器发送所述第一模式接收信号和向所述第二滤波器发送所述第二模式接收信号。

优选地，所述第一模式接收信号为全球移动通讯系统 ( GSM )接收信号；所述第二模式接收信号为时分同步码分多址（TD-SCDMA )接收信号或个人手持式电话系统（PHS )接收信号；和 /或

所述第一模式信号为全球移动通讯系统（GSM )信号；所述第二模式信号为时分同步码分多址（TD-SCDMA )信号或个人手持式电话系统（PHS ) 信号。

本发明实施例提供了一种多模终端，包括依次连接的基带芯片、多模射频收发器、功率放大模块和射频前端模块，其中：

所述多模射频收发器釆用的是上述的多模射频收发器；

所述功率放大模块釆用的是上述的功率放大模块；

所述射频前端模块釆用的是上述的射频前端模块。

本发明实施例还提供了一种多模终端，包括依次连接的基带芯片、多模射频收发器、功率放大模块和射频前端模块，所述多模终端还包括位于所述多模射频收发器和功率放大模块之间的开关电路；

所述功率放大模块釆用的是上述的功率放大模块；

所述射频前端模块釆用的是上述的射频前端模块；

所述开关电路，设置为：将所述多模射频收发器发送的第一模式信号的低频发射信号切换至所述功率放大模块中的低频放大器，或者，将所述多模射频收发器发送的第一模式信号的高频发射信号或第二模式信号切换至所述功率放大模块中的高频放大器。

本发明实施例还提供了一种多模终端发送信号的方法，该方法包括：功率放大模块在基带芯片的控制下，在饱和工作模式对接收的第一模式信号的低频发射信号或第一模式信号的高频发射信号进行放大后输出至射频前端模块；或者，功率放大模块在基带芯片的控制下，在线性工作模式对接收的第二模式信号进行放大后输出至射频前端模块；所述射频前端模块发送接收到的信号。

优选地，所述功率放大模块在基带芯片的控制下，在线性工作模式对接收的第二模式信号进行放大后输出至射频前端模块，包括：

所述功率放大模块中的高频放大器在基带芯片的控制下，在线性工作模式对接收的第二模式信号进行放大后输出至射频前端模块；或者，

所述功率放大模块在基带芯片的控制下，在饱和工作模式对接收的第一模式信号的低频发射信号或第一模式信号的高频发射信号进行放大后输出至射频前端模块，包括：

所述功率放大模块中的低频放大器在基带芯片的控制下，在饱和工作模式对接收的第一模式信号的低频发射信号进行放大后输出至射频前端模块；或者

所述功率放大模块中的高频放大器在基带芯片的控制下，在饱和工作模式对接收的第一模式信号的高频发射信号进行放大后输出至射频前端模块。

优选地，所述低频放大器对接收的信号进行放大之前，所述方法还包括：多模射频收发器将所述基带芯片发送的第一模式基带发射信号变换成对应的低频发射信号，然后输出至所述低频放大器；或者，开关电路将多模射频收发器发送的第一模式信号的低频发射信号切换至所述低频放大器；或者所述高频放大器对接收的信号进行放大之前，所述方法还包括：多模射频收发器将所述基带芯片发送的第一模式基带发射信号或第二模式基带发射信号变换成对应的高频发射信号，然后输出至所述高频放大器；或者，开关电路将所述多模射频收发器发送的第一模式信号的高频发射信号或第二模式信号切换至所述高频放大器。

优选地，所述第一模式信号为全球移动通讯系统（GSM )信号；所述第二模式信号为时分同步码分多址（TD-SCDMA )信号或个人手持式电话系统 ( PHS )信号。上述包含低频放大器和高频放大器的功率放大模块，通过将各种模式和各种频带的射频信号只分为低频信号和高频信号，并由对应的放大器对其进行放大，有效地节省了功率放大器的数量；进而有效地减少了包含上述功率放大模块的多模终端所占用的 PCB的面积。

附图概述

图 1为现有的 TD-SCDMA/GSM双模手机架构示意图；

图 2为本发明双模终端实施例一的架构示意图；

图 3为本发明实施例的双模功率放大模块和射频前端模块的内部架构及其信号连接示意图；

图 4为本发明双模终端实施例二的架构示意图。

本发明的较佳实施方式

下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

其中，所述控制模块，是设置为：当所述控制信号指示当前发射通道中的信号为第一模式信号的低频发射信号时，向所述低频放大器发送饱和工作模式指示信号；当所述控制信号指示当前发射通道中的信号为第二模式信号时，向所述高频放大器发送线性工作模式指示信号；或者，当所述控制信号指示当前发射通道中的信号为第一模式信号的高频发射信号时，向所述高频放大器发送饱和工作模式指示信号。上述低频放大器，是用于接收第一模式信号的低频发射信号和所述控制模块发送的饱和工作模式指示信号，在饱和工作模式下对所述第一模式信号的低频发射信号进行放大后输出。上述高频放大器，是用于接收第一模式信号的高频发射信号和所述控制模块发送的饱和工作模式指示信号，在饱和工作模式下对所述第一模式信号的高频发射信号进行放大后输出；或者，接收第二模式信号和所述控制模块发送的线性工作模式指示信号，在线性工作模式下对所述第二模式信号进行放大后输出。

需要说明的是，上述第一模式信号例如 TD-SCDMA信号只有高频信号没有低频信号，因此，对于 TD-SCDMA发射信号而言，只能通过高频放大器在线性工作模式下，对其进行放大；而第二模式信号例如 GSM信号既有高频信号，又有低频信号，则需分别通过高频放大器和低频放大器对对应的信号进行放大。

另外，本领域的技术人员均知道，本发明实施例中提到的低频发射信号和高频发射信号是一个相对的概念，即低频发射信号覆盖的频段频点低于高频发射信号覆盖的频段频点。

该功率放大模块可以为 GSM/TD-SCDMA功率放大模块，该模块不是将传统的 GSM和 TD-SCDMA功率放大器简单地集成封装在一个芯片中，而是只包括低频和高频两个功率放大器及一个控制模块。即该双模功率放大模块的信号输入端口不按照 GSM和 TD-SCDMA信号分配，而是分为低频和高频两个信号端口；同样，输出端口也只分为低频和高频两个信号端口。此功率放大器在放大 TD-SCDMA信号时，被控制在线性工作模式；在放大 GSM信号时，被控制在饱和工作模式。

上述包含低频放大器和高频放大器的功率放大模块，通过将各种模式和各种频带的射频信号只分为低频信号和高频信号，并由对应的放大器对其进行放大，有效地节省了功率放大器的数量，有效地减少了功率放大模块占用

PCB的面积。

为了实现上述功率放大器的功能，本发明实施例还提供了一种多模射频收发器，应用于多模终端，该多模射频收发器包括：

其中，所述第一模式信号为全球移动通讯系统（GSM )信号；所述第二模式信号为时分同步码分多址（TD-SCDMA )信号或个人手持式电话系统 ( PHS )信号。

所述第一滤波器，设置为：接收所述天线开关模组发送的第一模式接收信号，对所述第一模式接收信号进行滤波后输出；

所述第二滤波器，设置为：接收所述天线开关模组发送的第二模式接收信号，对所述第二模式接收信号进行滤波后输出；

其中，所述第一模式接收信号为全球移动通讯系统（GSM )接收信号；所述第二模式接收信号为时分同步码分多址（TD-SCDMA )接收信号或个人手持式电话系统（PHS )接收信号；所述第一模式信号为全球移动通讯系统 ( GSM )信号；所述第二模式信号为时分同步码分多址（TD-SCDMA )信号或个人手持式电话系统（PHS )信号。

如图 2所示，为本发明双模终端实施例一的架构示意图，该双模终端包括：基带芯片 100、 TD-SCDMA/GSM双模射频收发器 200、 TD-SCDMA/GSM 双模功率放大模块 300和上述射频前端模块 400; 其中 TD-SCDMA/GSM双模射频收发器 200和 TD-SCDMA/GSM双模功率放大模块 300的结构如图 3 所示。

与此双模功率放大模块搭配的双模射频收发器与现有技术方案也有不同，其输出端口按照低频 LB和高频 HB来划分，不再因信号不同而区分。

如图 3所示，为本发明实施例的双模功率放大模块和射频前端模块的内部架构及其信号连接示意图，其中，射频前端模块 400主要由三个部分组成：天线开关模组 401、GSM接收声表面波滤波器（RX SAW ) 402和 TD-SCDMA RX SAW 403。

在上述架构的双模终端的接收链路中，电磁波信号由天线接收后进入射频前端模块 400中的天线开关模组 401 , 在基带芯片 100的控制下，天线开关模组选择相应的接收通络，将 GSM射频信号送入 GSM接收滤波器（GSM RX SAW ) 402 ; 将 TD-SCDMA射频信号送入 TD-SCDMA接收滤波器 ( TD-SCDMA RX SAW ) 403。滤波后的射频信号进入双模射频收发器 200。所述双模射频收发器 200釆用零中频接收方案，将接收到的射频信号直接变频到基带 I/Q信号，送入基带芯片 100, 并由基带芯片 100完成解调、解码等处理，还原出原始信号。

而在上述架构双模终端的发射链路中，基带芯片 100完成原始信号的编码、调制等处理，得到 GSM或 TD-SCDMA的 I/Q信号，送入双模射频收发器 200中，双模射频收发器 200中的发射部分釆用直接变换的上变频方案，对输入的 I/Q信号完成变化处理后得到射频调制信号。双模射频收发器 200 的输出端口不按照 GSM和 TD-SCDMA信号不同而区分，只分为低频和高频两个输出端口。低频（ Low band, LB )或高频（ high band, HB )射频调制信号经过发射滤波器之后，分别进入双模功率放大器 300的低频或高频输入端。 LB发射信号的频率范围从 824MHz到 915MHz , HB发射信号的频率范围从 1710MHz到 2025MHz。同时，基带芯片送出控制信号，在放大 GSM信号时，调节功率放大器的静态工作点，使其工作在 C类，同时调节射频收发器的射频输出功率，驱动功率放大器进入饱和工作状态，这样可以保证放大器在放大 GSM信号时达到高效率；在放大 TD-SCDMA信号时，控制信号调节功率放大器的静态工作点，使其工作在 AB类，同时调节射频收发器的射频输出功率，此时功率放大器工作在线性状态，可以保证 TD-SCDMA各项射频指标满足要求。

具体地，上述多模终端发送信号的方法包括：

步骤一、功率放大模块在基带芯片的控制下，在饱和工作模式对接收的第一模式信号的低频发射信号或第一模式信号的高频发射信号进行放大后输出至射频前端模块；或者，功率放大模块在基带芯片的控制下，在线性工作模式对接收的第二模式信号进行放大后输出至射频前端模块；

具体地，所述功率放大模块中的高频放大器在基带芯片的控制下，在线性工作模式对接收的第二模式信号进行放大后输出至射频前端模块；或者，所述功率放大模块中的低频放大器在基带芯片的控制下，在饱和工作模式对接收的第一模式信号的低频发射信号进行放大后输出至射频前端模块；或者所述功率放大模块中的高频放大器在基带芯片的控制下，在饱和工作模式对接收的第一模式信号的高频发射信号进行放大后输出至射频前端模块。

另外，所述低频放大器对接收的信号进行放大之前，所述方法还包括：多模射频收发器将所述基带芯片发送的第一模式基带发射信号变换成对应的低频发射信号，然后输出至所述低频放大器；或者，开关电路将多模射频收发器发送的第一模式信号的低频发射信号切换至所述低频放大器；或者所述高频放大器对接收的信号进行放大之前，所述方法还包括：多模射频收发器将所述基带芯片发送的第一模式基带发射信号或第二模式基带发射信号变换成对应的高频发射信号，然后输出至所述高频放大器；或者，开关电路将所述多模射频收发器发送的第一模式信号的高频发射信号或第二模式信号切换至所述高频放大器。步骤二、所述射频前端模块发送接收的信号，该接收到的信号为所述第一模式信号的低频发射信号、第一模式信号的高频发射信号、或第二模式信号。

具体地，功率放大后的射频信号被送入射频前端模块 400中的天线开关模组 401 , 天线开关模组 401受基带芯片 100的控制，选择相应的发射通路，将射频信号送入手机的主天线。

如图 4所示，为本发明双模终端实施例二的架构示意图，其与图 2所示双模终端的不同之处在于， TD-SCDMA/GSM双模射频收发器 200仍沿用现有技术的收发器方案，即输出端口依然按照 TD-SCDMA和 GSM信号来划分。 TD-SCDMA/GSM 双模射频收发器 200 的射频输出端先通过一个开关电路 500 , 该开关电路将发射信号切换到低频 LB 或高频 HB 两路输出，送到 TD-SCDMA/GSM双模功率放大模块 300中。

包含上述功率放大模块的多模终端，相比于现在使用的架构，至少减少了两个大芯片，同时电路连接大为简化，有效地减少了占用 PCB的面积，有利于实现终端的小型化。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，上述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块 /单元可以釆用硬件的形式实现，也可以釆用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

工业实用性上述包含低频放大器和高频放大器的功率放大模块，通过将各种模式和各种频带的射频信号只分为低频信号和高频信号，并由对应的放大器对其进行放大，有效地节省了功率放大器的数量；进而有效地减少了包含上述功率放大模块的多模终端所占用的 PCB的面积。

Claims

权利要求书

1、一种功率放大模块，应用于多模终端的发射通道，该功率放大模块包括控制模块以及与所述控制模块相连的低频放大器和高频放大器，其中：所述控制模块设置为：根据来自基带芯片的控制信号向所述低频放大器或所述高频放大器发送工作模式指示信号；

所述低频放大器设置为：接收低频发射信号和所述控制模块发送的工作模式指示信号，在所述工作模式指示信号指示的工作模式下对所述低频发射信号进行放大后输出；

所述高频放大器设置为：接收高频发射信号和所述控制模块发送的工作模式指示信号，在所述工作模式指示信号指示的工作模式下对所述高频发射信号进行放大后输出。

2、根据权利要求 1所述的功率放大模块，其中：

所述控制模块是设置为：

当所述控制信号指示当前发射通道中的信号为第一模式低频发射信号时，向所述低频放大器发送饱和工作模式指示信号；

当所述控制信号指示当前发射通道中的信号为第二模式信号时，向所述高频放大器发送线性工作模式指示信号；或者，

当所述控制信号指示当前发射通道中的信号为第一模式高频发射信号时，向所述高频放大器发送饱和工作模式指示信号。

3、根据权利要求 2所述的功率放大模块，其中：

所述第一模式为全球移动通讯系统（GSM ) ；

所述第二模式为时分同步码分多址（TD-SCDMA )或个人手持式电话系统 ( PHS ) 。

4、一种多模射频收发器，应用于多模终端，该多模射频收发器包括：频率变换模块，其设置为：在所述基带芯片的控制下，将所述基带芯片发送的第一模式基带发射信号变换成低频发射信号或高频发射信号，将所述基带芯片发送的第二模式基带发射信号变换成高频发射信号；以及输出模块，其设置为：将所述频率变换模块变换成的所述低频发射信号通过低频段发射端口输出，将所述频率变换模块变换成的所述高频发射信号通过高频段发射端口输出。

5、根据权利要求 4所述的多模射频收发器，其中：

所述第一模式为全球移动通讯系统（GSM ) ；所述第二模式为时分同步码分多址（TD-SCDMA )或个人手持式电话系统（PHS ) 。

6、一种射频前端模块，应用于多模终端，所述射频前端模块包括天线开关模组、第一滤波器和第二滤波器，其中：

所述第一滤波器设置为：接收所述天线开关模组发送的第一模式接收信号，对所述第一模式接收信号进行滤波后输出；

所述第二滤波器设置为：接收所述天线开关模组发送的第二模式接收信号，对所述第二模式接收信号进行滤波后输出；

所述天线开关模组设置为：接收第一模式低频发射信号或第一模式高频发射信号，或第二模式信号，以及向所述第一滤波器发送所述第一模式接收信号和向所述第二滤波器发送所述第二模式接收信号。

7、根据权利要求 6所述的射频前端模块，其中：

8、一种多模终端，包括依次连接的基带芯片、多模射频收发器、功率放大模块和射频前端模块，其中：

所述多模射频收发器釆用的是如权利要求 4或 5所述的多模射频收发器；所述功率放大模块釆用的是如权利要求 1或 2或 3所述的功率放大模块；所述射频前端模块釆用的是如权利要求 6或 7所述的射频前端模块。

9、一种多模终端，包括依次连接的基带芯片、多模射频收发器、功率放大模块和射频前端模块，所述多模终端还包括位于所述多模射频收发器和功率放大模块之间的开关电路；

所述功率放大模块釆用的是如权利要求 1或 2或 3所述的功率放大模块；所述射频前端模块釆用的是如权利要求 6或 7所述的射频前端模块；所述开关电路设置为：将所述多模射频收发器发送的第一模式低频发射信号切换至所述功率放大模块中的低频放大器，或者，将所述多模射频收发器发送的第一模式高频发射信号或第二模式信号切换至所述功率放大模块中的高频放大器。

10、一种多模终端发送信号的方法，该方法包括：

功率放大模块在基带芯片的控制下，在饱和工作模式对接收的第一模式低频发射信号或第一模式高频发射信号进行放大后输出至射频前端模块；或者，功率放大模块在基带芯片的控制下，在线性工作模式对接收的第二模式信号进行放大后输出至射频前端模块；

所述射频前端模块发送接收到的信号。

11、根据权利要求 10所述的方法，其中：

所述功率放大模块在基带芯片的控制下，在线性工作模式对接收的第二模式信号进行放大后输出至射频前端模块，包括：

所述功率放大模块在基带芯片的控制下，在饱和工作模式对接收的第一模式低频发射信号或第一模式高频发射信号进行放大后输出至射频前端模块，包括：

所述功率放大模块中的低频放大器在基带芯片的控制下，在饱和工作模式对接收的第一模式低频发射信号进行放大后输出至射频前端模块；或者所述功率放大模块中的高频放大器在基带芯片的控制下，在饱和工作模式对接收的第一模式高频发射信号进行放大后输出至射频前端模块。

12、根据权利要求 11所述的方法，其中：

所述低频放大器对接收的信号进行放大之前，所述方法还包括：多模射频收发器将所述基带芯片发送的第一模式基带发射信号变换成对应的低频发射信号，然后输出至所述低频放大器；或者，开关电路将多模射频收发器发送的第一模式低频发射信号切换至所述低频放大器；或者所述高频放大器对接收的信号进行放大之前，所述方法还包括：多模射频收发器将所述基带芯片发送的第一模式基带发射信号或第二模式基带发射信号变换成对应的高频发射信号，然后输出至所述高频放大器；或者，开关电路将所述多模射频收发器发送的第一模式高频发射信号或第二模式信号切换至所述高频放大器。

13、根据权利要求 10-12任一权利要求所述的方法，其中：

所述第一模式为全球移动通讯系统（GSM ) ；