一種射頻收發信裝置及方法
2023-07-09 15:04:11 1
專利名稱：一種射頻收發信裝置及方法
技術領域：
本發明涉及通信傳輸領域，特別是涉及一種射頻收發信裝置和方法。
背景技術：
由於時分雙工一同步碼分多址(TD-SCDMA)通信系統屬於時分雙工 (Time Division Duplex ， TDD)的工作方式，基於收發同頻的思想，TDD 終端一般可以採用射頻收發信機公用本振源的架構，簡單地說，TD-SCDMA 技術屬於TDD (時分雙工)的工作方式，收發同頻因而可以公用本振源，從 而降低終端的成本，尺寸和功耗。
圖1為現有的射頻收發信機公用本振源的TD-SCDMA終端射頻架構圖， 如圖1所示，包括天線，開關SW，射頻收信機，射頻發信機和一個公用本 振源。開關SW的導通方向由射頻收信機和射頻發信機控制，通過開關SW 導通到不同方向，控制射頻收信機和射頻發信機分別與天線連接。射頻收信 機和射頻發信機共同連接到一個公用本振源。
由於歷史原因，業界的TD-SCDMA終端用射頻收發信機架構也有採用 FDD的方式的，即射頻收發信機分別採用各自獨立本振源的架構。種架構只 是在寬帶碼分多址(Wideband Division Multiple Access, W-CDMA)通信系 統中射頻集成電路(Radio Frequency integrate circuit, RFIC)的基礎上做一 些修改，希望其能滿足TD-SCDMA系統的要求。
圖2為現有的射頻收發信機採用各自獨立本振源的TD-SCDMA終端射 頻架構圖。與射頻收發信機公用本振源的TD-SCDMA終端射頻架構的不同 之處在於，射頻收信機和射頻發信機分別連接到本振源1和本振源2。
但是，在TD-SCDMA系統中，當出現對相鄰時隙異頻接收或相鄰時隙 異頻發收的需求時，這些現有的架構均不能解決相鄰時隙異頻接收的問題， 甚至不能實現相鄰時隙異頻發收的問題。例如
情況一終端在連接模式下，如果業務時隙分配在TD-SCDMA系統的
常規時隙TS0 TS6中的TS6時，執行協議3GPP TS 25.215 5.1.9中的 SFN-SFN OTD Type 1 (小區系統幀號觀察時間差異類型1)測量時，需要讀 取異頻鄰小區相鄰時隙TS0的信息以獲取系統幀號(System Frame Number, SFN)信息，此時會出現相鄰時隙異頻接收的需求。
情況二對於符合TD-SCDMA國家標準的N頻點小區，由於基本公共 控制信道(Primary Common Control Physical Channel ， P-CCPCH)在本小區的 主頻點的時隙TSO上，業務時隙可能建立在本小區輔頻點的時隙TS6上，而 同一小區的輔頻點和主頻點的載波頻率是不同的，因此，業務時隙分配在本 小區輔頻點的時隙TS6時，存在接收本小區的主頻點的時隙TSO的信息的需 求，此時會出現相鄰時隙異頻接收的需求。
情況三TD-SCDMA系統中，在異頻接力切換(Baton Handover)時會 出現對相鄰時隙異頻發送和接收的需求
在接力切換時，首先將終端的上行鏈路轉移到目標小區，在一段時間內 終端的下行鏈路繼續利用原小區進行通信，在確保終端與目標基站建立了有 效和可靠的上行鏈路通信後，再將下行鏈路轉移到目標小區，進而完成接力 切換過程。在異頻接力切換中，由於，目標小區與原小區的工作頻率不同， 如果原小區中分配的業務時隙為上行TSn，下行TS4，而在目標小區中分配 的業務時隙為上行TS3，下行TSn，此時，將會形成目標小區TS3/原小區TS4
相鄰時隙異頻發、收的情況。
而射頻本振源的頻率切換需要的穩定時間一般在200ns以上，為了確保
正常的接收和發送數據，終端必需至少提前相應長度的時間設置好本振頻率。 根據TD-SCDMA系統的幀結構，相鄰時隙保護間隔只有12.5us。由於本振的
穩定時間遠大於相鄰時隙保護間隔，因此，對於公用本振源的架構，將不能 實現相鄰時隙異頻接收以及相鄰時隙異頻發射和接收的任務；對於射頻收發 信機分別採用各自獨立本振源的架構，雖然不存在相鄰時隙異頻發送和接收 的問題，但是仍無法滿足相鄰時隙異頻接收的需求。
這樣，現有的TD-SCDMA射頻收發信機架構均不能解決相鄰時隙異頻 接收的問題，甚至不能實現相鄰時隙異頻發收的問題，這對TD-SCDMA系 統的質量及切換成功率等都有一定程度的影響。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的一個目的就是提供一種射頻收發信裝置， 包括天線，第一開關，射頻收信機，射頻發信機，還包括第一本振源，第二 本振源和第二開關，其中，
所述第二開關連接在射頻收信機與兩個本振源之間，通過開關導通方向 的不同，實現射頻收信機與第一本振源或第二本振源相連。
所述射頻收發信裝置還包括控制模塊，所述控制模塊用於向第二開關發 送開關控制信號，控制第二開關的導通方向，並向第一本振源以及第二本振 源發送頻率控制信號，設定第一本振源以及第二本振源的頻率。
所述控制模塊還包括定時器，用於控制設定第一本振源或第二本振源的 頻率的時間，以及開關導通方向的轉換時間。
所述控制模塊還包括判斷模塊，用於判斷接收頻點變化是屬於相鄰時隙 異頻發收，還是相鄰時隙異頻接收。
所述開關為單刀雙擲幵關。
所述開關控制信號為二進位信號。
本發明的另一目的在於，提供一種射頻收發方法，包括以下步驟 步驟A)控制模塊接收到頻點變化消息後，根據頻點變化消息中的頻率， 設置本振源的頻率；
步驟B)控制開關改變導通方向，切換本振源。
所述步驟A)中，在新頻點正式開始工作時刻的前T1時刻設置本振源的 頻率。
所述T1時刻至少為本振源穩定時間。
所述步驟B)中，在新頻點正式開始工作時刻的前T2時刻，控制開關改 變導通方向。
所述T2大於開關穩定時間，小於相鄰時隙保護間隔。 所述步驟A)之前還包括以下步驟 步驟A0)控制模塊對參數進行初始化。 所述步驟A0)包括以下步驟
步驟A01)控制模塊根據本振器件實際需要的穩定時間長度，設置本振
穩定時間；
步驟A02)控制模塊對內部定時器時鐘進行初始化，使之與系統時鐘同
步；
步驟A03)控制模塊向開關發送控制信號，設定開關的初始導通方向。 本發明的有益效果是
1. 可以解決相鄰時隙異頻接收和相鄰時隙異頻接收和發送的問題，使實 現的終端可以完全滿足規範和標準的需求；
2. 使得收發信機可以充分利用兩個本振源，而且對終端的功耗，尺寸和 成本影響甚小。
3. 對終端的省電設計也很有利。
圖1為現有的射頻收發信機公用本振源的TD-SCDMA終端射頻架構圖； 圖2為現有的射頻收發信機採用各自獨立本振源的TD-SCDMA終端射 頻架構圖3為本發明射頻收發信裝置的模塊圖； 圖4為本發明的射頻收發方法的流程圖。
具體實施例方式
本發明的基本思想是增加一個開關，再加上時序控制方法，使得收發 信機可以充分利用兩個獨立本振源，解決相鄰時隙異頻接收和相鄰時隙異頻 收發的問題，使實現的終端可以完全滿足規範和標準的需求。
本實施例子是以一種可以支持第三代(3G)無線移動通信技術，時分雙工 一同步碼分多址(TD-SCDMA)通信系統的射頻收發信裝置和方法進行描述， 但本發明同樣適用除了以上提到的支持第三代(3G)無線移動通信技術的射頻 收發信裝置和方法的情況，如碼分多址2000(CDMA2000)通信系統或者寬帶 碼分多址(WCDMA)通信系統和第二代(2G)無線移動通信技術。
下面結合附圖3和4及具體實施例對本發明再作進一步詳細的說明。
圖3為本發明射頻收發信裝置的模塊圖，如圖3所示，該射頻收發信裝 置包括天線，開關SW1，射頻收信機，射頻發信機和兩個本振源本振1和本 振2。其中，開關SW1的三個埠分別與天線，射頻收信機以及射頻發信機
相連，其導通方向由射頻收信機和射頻發信機向開關SW1發送開關控制信號
進行控制，通過開關SW1導通到不同方向，控制射頻收信機和射頻發信機分
別與天線連接。射頻發信機與本振源2相連；射頻收信機與本振源1或本振
源2相連；本發明的射頻收發信裝置還包括開關SW2和控制模塊。其中，所 述開關SW2連接在射頻收信機與兩個本振源之間，其三個埠分別與射頻收 信機，本振1以及本振2相連，通過開關SW2導通方向的不同，實現射頻收 信機分別與本振1或本振2相連。所述控制模塊用於向開關SW2發送開關控 制信號，控制開關SW2的導通方向，從而控制射頻收信機與哪個本振源連接， 並通過本振1和本振2的控制接口，分別向本振1以及本振2發送頻率控制 信號，設定本振l以及本振2的頻率。
所述控制模塊還包括定時器，用於確定設定本振1或本振2的頻率的時 間，以及開關SW2導通方向的切換時間。
所述控制模塊還包括判斷模塊，用於判斷接收頻點變化是屬於相鄰時隙 異頻發收，還是相鄰時隙異頻接收。
所述開關為單刀雙擲開關。
所述開關控制信號為高低電平或者脈衝的上升沿/下降沿等其它二進位
/士 口
射頻收信機接收到接收信息觸發信號時，向開關swi發送開關控制信
號，使開關SW1打到使射頻收信機與天線連接的方向；射頻發信機接收到發
送信息觸發信號時，向開關SW1發控制信號，使開關SW1打到使射頻發信
機與天線連接的方向。
控制模塊在接收到頻點變化消息後，判斷需要切換到哪個本振源，並設
置需要切換到的本振源的頻率，然後，向開關SW2發送開關控制信號，改變 開關SW2的導通方向，從而完成本振源的切換，使得收發信機可以充分利用 兩個本振源，由於收發通道的本振源均可以獨立控制，暫時不用的通道可以 斷電或者進入低功耗的待機狀態，因此本發明的架構對終端的省電設計也很 有利。
圖4為本發明的射頻收發方法的流程圖，如圖4所示，具體包括以下步
驟
1) 控制模塊在上電後對參數進行初始化；
11) 控制模塊根據本振器件實際需要的穩定時間長度，設置本振1的穩 定時間TS1和本振2的穩定時間TS2;
12) 控制模塊對內部定時器時鐘進行初始化，使之與系統時鐘同步；
13) 控制模塊向開關SW2發送控制信號，設定開關SW2的初始導通方
向；
通常情況下開關SW2的初始導通方向是使收信機與本振1相連，發信機 與本振2相連。對於TDD系統，通常兩個本振都設置為相同頻率。
開關SW2的導通方向是通過控制模塊向開關SW2發送高低電平或者脈 衝的上升沿/下降沿等其它二進位信號實現控制的。
2) 控制模塊接收到頻點變化消息後，根據頻點變化消息中的頻率，在新 頻點正式開始工作時刻TR之前，設置本振源的頻率；
21) 控制模塊檢測網絡側發送的接收頻點變化消息； 檢測方式可以是輪詢方式，也可以是中斷方式。
22) 控制模塊如果檢測到網絡側發送的接收頻點變化消息，則對該消息 根據TD-SCDMA無線通信協議進行解析，得到新的接收頻率以及新頻點正 式開始工作時刻TR;
23) 控制模塊的判斷模塊從網絡側發送的系統消息或者廣播消息中獲得 接收頻點變化的接收時隙的前一個時隙為發送時隙還是接收時隙；
如果接收頻點變化的接收時隙的前一個時隙為發送時隙，則接收頻點變 化是屬於相鄰時隙異頻發送和接收；如果接收頻點變化的接收時隙的前一個 時隙為接收時隙，則接收頻點變化是屬於相鄰時隙異頻接收。
24) 如果接收頻點變化屬於相鄰時隙異頻接收，執行步驟25);否則， 執行步驟26);
25) 控制模塊在新頻點正式開始工作時刻TR提前本振2的穩定時間TS2 的時刻向本振2發送控制命令，所述控制命令是根據器件數據表的接口要求 設置， 一般以二進位數字組合代表一個頻率，設定本振2的頻率為新的接收 頻率。
26) 控制模塊在新頻點正式開始工作時刻TR提前本振1的穩定時間TS1
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的時刻向本振1發送控制命令，設定本振1的頻率為新的接收頻率。
3)控制模塊在新頻點正式開始工作時刻TR提前時間T2，向開關SW2 發送開關控制信號，改變開關SW2的導通方向。
所述T2大於開關穩定時間，小於相鄰時隙保護間隔。
如果開關SW2原來處於本振1與射頻收信機連接的方向，則改變開關 SW2的導通方向到本振2與射頻收信機連接的方向；如果開關SW2原來處 於本振2與射頻收信機連接的方向，則改變開關SW2的導通方向到本振1與 射頻收信機連接的方向。
開關SW2的導通方向是通過控制模塊向開關SW2發送高低電平或者脈 衝的上升沿/下降沿等其它二進位信號實現控制的。
上述是以本發明的射頻收發信裝置和方法在終端上的應用為例進行說 明，本發明的射頻收發信裝置和方法也可以用於基站等其它系統中。
本發明的射頻收發信裝置和方法的有益效果有以下幾點-
1. 可以解決相鄰時隙異頻接收和相鄰時隙異頻發送和接收的問題，使實 現的終端可以完全滿足規範和標準的需求；
2. 相對於FDD形式的的收發信機獨立使用各自本振的射頻架構，本發 明的射頻收發信裝置和方法只增加一個單刀雙擲開關，再加上適當的時序控 制方法，使得收發信機可以充分利用兩個本振源，而且對終端的功耗，尺寸 和成本影響甚小。
3. 由於收發通道的本振源均可以獨立控制，暫時不用的通道可以斷電或 者進入低功耗的待機狀態，因此本發明的架構對終端的省電設計也很有利。
最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡 管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理 解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術 方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種射頻收發信裝置，包括天線，第一開關，射頻收信機，射頻發信機，其特徵在於，還包括第一本振源，第二本振源和第二開關，其中，所述第二開關連接在射頻收信機與兩個本振源之間，通過開關導通方向的不同，實現射頻收信機與第一本振源或第二本振源相連。
2. 如權利要求1所述的射頻收發信裝置，其特徵在於，所述射頻收發信裝置還包括控制模塊，所述控制模塊用於向第二開關發送開關控制信號，控 制第二開關的導通方向，並向第一本振源以及第二本振源發送頻率控制信號， 設定第一本振源以及第二本振源的頻率。
3. 如權利要求2所述的射頻收發信裝置，其特徵在於，所述控制模塊還 包括定時器，用於控制設定第一本振源或第二本振源的頻率的時間，以及開 關導通方向的轉換時間。
4. 如權利要求2或3所述的射頻收發信裝置，其特徵在於，所述控制模 塊還包括判斷模塊，用於判斷接收頻點變化是屬於相鄰時隙異頻發收，還是 相鄰時隙異頻接收。
5. 如權利要求1或2或3所述的射頻收發信裝置，其特徵在於，所述開 關為單刀雙擲開關。
6. 如權利要求1或2或3所述的射頻收發信裝置，其特徵在於，所述開 關控制信號為二進位信號。
7. —種射頻收發方法，包括以下步驟步驟A)控制模塊接收到頻點變化消息後，根據頻點變化消息中的頻率， 設置本振源的頻率；步驟B)控制開關改變導通方向，切換本振源。
8. 如權利要求7所述的射頻收發方法，其特徵在於，所述步驟A)中， 在新頻點正式開始工作時刻的前Tl時刻設置本振源的頻率。
9. 如權利要求8所述的射頻收發方法，其特徵在於，所述Tl時刻至少 為本振源穩定時間。
10. 如權利要求7所述的射頻收發方法，其特徵在於，所述步驟B)中， 在新頻點正式開始工作時刻的前T2時刻，控制開關改變導通方向。
11. 如權利要求10所述的射頻收發方法，其特徵在於，所述T2大於開 關穩定時間，小於相鄰時隙保護間隔。
12. 如權利要求7所述的射頻收發方法，其特徵在於，所述步驟A)之 前還包括以下步驟步驟A0)控制模塊對參數進行初始化。
13. 如權利要求12所述的射頻收發方法，其特徵在於，所述步驟A0) 包括以下步驟-步驟A01)控制模塊根據本振器件實際需要的穩定時間長度，設置本振 穩定時間；步驟A02)控制模塊對內部定時器時鐘進行初始化，使之與系統時鐘同步；步驟A03)控制模塊向開關發送控制信號，設定開關的初始導通方向。
全文摘要
本發明公開了一種射頻收發信裝置和方法，該裝置包括天線，第一開關，射頻收信機，射頻發信機，還包括第一本振源，第二本振源，控制模塊和第二開關，其中，所述第二開關連接的三個埠分別與射頻收信機，第一本振源以及第二本振源相連，通過開關導通方向的不同，實現射頻收信機分別與第一本振源以及第二本振源相連；所述控制模塊用於向第二開關發送開關控制信號，控制第二開關的導通方向，並向第一本振源以及第二本振源發送頻率控制信號，設定第一本振源以及第二本振源的頻率。通過本發明可以解決相鄰時隙異頻接收和相鄰時隙異頻收發的問題，使實現的終端可以完全滿足規範和標準的需求。
文檔編號H04B1/40GK101106390SQ200610089669
公開日2008年1月16日 申請日期2006年7月10日 優先權日2006年7月10日
發明者波 戎 申請人:大唐移動通信設備有限公司;上海大唐移動通信設備有限公司