專利名稱：多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端收發(fā)系統(tǒng)及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及四代移動通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端收發(fā)系統(tǒng)及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著智能手機(jī)和平板電腦的發(fā)展，移動數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)量大幅增長。分時長期演進(jìn)(Time Division Long Term Evolution,簡稱TD-LTE,是由阿爾卡特-朗訊、諾基亞西門子
通信、大唐電信、華為技術(shù)、中興通訊、中國移動等業(yè)者，所共同開發(fā)的第四代即4G移動通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn))提高了頻譜利用率，增加了傳輸速率和可處理的數(shù)據(jù)的容量。LTE技術(shù)的成功與否取決于它所存在的生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，與基礎(chǔ)設(shè)施的實施到位相比，收發(fā)機(jī)技術(shù)必須以同樣或更快的速度發(fā)展。由于預(yù)期到的數(shù)據(jù)使用量的爆炸性增長，這促使運(yùn)營商必須有效使用頻譜資源的和盡快實施頻段超多的LTE技術(shù)。這是一個收發(fā)器設(shè)計的挑戰(zhàn)。第三代合作伙伴項目(3GPP)已經(jīng)用統(tǒng)一頻分雙工(Frequency Division Duplexing ,簡稱FDD)和時分雙工(Time Division Duplexing,簡稱TDD)技術(shù)的方法來回應(yīng)這個挑戰(zhàn)。目前,無線通信頻譜(高達(dá)3. 8 GHz)分為43頻帶，I到33頻段被列為LTE-FDD,而33至43被列為的LTE-TDD0從收發(fā)機(jī)的角度來講，存在的挑戰(zhàn)是⑴多頻段如此眾多的LTE頻帶，必須要求多波段收發(fā)器；⑵多模式在傳統(tǒng)的經(jīng)營網(wǎng)絡(luò)，如寬帶碼分多址(Wideband Code DivisionMultiple Access,簡稱 WCDMA), EVDO即 EV-D0,是三 Evolution (演進(jìn))與 Data Only 的縮寫，全稱為CDMA2000 lxEV-DO的時分同步碼分多址(Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access,簡稱 TD-SCDMA),以及碼分多址(Code Division MultipleAccess,簡稱CDMA)和全球移動通訊系統(tǒng)(Global System of Mobile communication,簡稱GSM)等的漫游，要求多模式收發(fā)器；⑶雙技術(shù)雙技術(shù)收發(fā)器需要同時支持TDD和FDD技術(shù)。0. 7至2. 7 GHz頻段的收發(fā)器需要同時處理FDD和TDD技術(shù)，如表1，以支持1_21的FDD頻段和33-41的TDD頻段。這里，需要大量的數(shù)字計算處理能力的問題，通過分配基帶處理器和收發(fā)器處理器之間運(yùn)算負(fù)荷來解決。例如，收發(fā)器配戴嵌入式ARM 處理器，來降低對基帶處理的要求。同時降低功耗，提高動態(tài)調(diào)整能力和加快了響應(yīng)時間。除了多模式，多頻段的要求外，當(dāng)前的多功能射頻收發(fā)器還需要以下特色低功耗、小尺寸、標(biāo)準(zhǔn)化的基帶接口、靈活的射頻接口、載波聚合能力、以及與3GPP標(biāo)準(zhǔn)兼容。表I :四代無線通信頻譜分配表
權(quán)利要求1.多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，包括 LTE多樣化接收機(jī)，用于對預(yù)設(shè)頻譜的射頻信號，進(jìn)行至少包括跟蹤濾波、混頻、可變增益中頻和/或低噪聲放大、功率探測與AD轉(zhuǎn)換操作中任意多種的前端處理； 單一頻率合成器，用于基于所述LTE多樣化接收機(jī)進(jìn)行前端處理所得前端處理結(jié)果，進(jìn)行至少包括多模數(shù)分頻、鑒相、振蕩、低通濾波與調(diào)制操作中任意多種的頻率合成處理； 所述發(fā)射機(jī)，用于基于所述單一頻率合成器進(jìn)行頻率合成處理所得頻率合成結(jié)果，進(jìn)行至少包括射頻DA轉(zhuǎn)換、信號衰減與變頻操作中任意多種的頻率轉(zhuǎn)換處理，并將頻率轉(zhuǎn)換處理所得頻率轉(zhuǎn)換結(jié)果，分別從高頻輸出端、中頻輸出端及低頻輸出端進(jìn)行三端輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述LTE多樣化接收機(jī)，包括并行設(shè)置的兩個信號處理通道、以及配合設(shè)置在所述兩個信號處理通道之間的功率探測器； 每個信號處理通道，包括依次信號連接的LNA/ VGA、混頻器、PGA/ LPF、以及并行設(shè)置的兩個ADC，以及信號連接在LNA/ VGA輸出端的至少為Q增強(qiáng)型和/或Q可調(diào)型的跟蹤濾波器； 所述兩個ADC的第一輸出端，分別用作LTE多樣化接收機(jī)的多樣化正交I輸出端RXI_diversity與多樣化正交Q輸出端RXQ_diVersity、或者用作LTE接收機(jī)的正交I輸出端IRXI與接收機(jī)正交Q輸出端RXQ ;兩個ADC的第二輸出端相連，用于接收從頻率合成器來的信號作為采樣頻率； 所述功率探測器，連接在兩個信號處理通道中LNA/VGA輸出端之間；功率探測器的輸出端，用于輸出功率探測結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，在所述跟蹤濾波器內(nèi)部，設(shè)有片內(nèi)Q值矯正單元；所述片內(nèi)Q值矯正單元，包括LNA、濾波模塊、本振產(chǎn)生器、比較器與數(shù)字矯正中央控制器；其中 所述LNA的輸出端，分別與濾波模塊的輸入端、以及比較器的第一輸入端連接；本振產(chǎn)生器的輸出端與比較器的第二輸入端連接，比較器的輸出端與數(shù)字矯正中央控制器的輸入端連接，數(shù)字矯正中央控制器的輸出端與濾波模塊的控制端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述單一頻率合成器，包括與每個信號處理通道中的兩個ADC連接的MMD，與每個信號處理通道中的混頻器連接的接收本振產(chǎn)生器，分別與所述MMD及接收本振產(chǎn)生器連接的發(fā)射本振產(chǎn)生器，依次與發(fā)射本振產(chǎn)生器連接的自動頻率控制器、PFD/CP、以及數(shù)控晶振，以及分別與自動頻率控制器及PFD/CP連接的調(diào)制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射機(jī)包括與發(fā)射本振產(chǎn)生器的1880-2025MHZ射頻信號輸出端連接的中頻發(fā)射單元，與發(fā)射本振產(chǎn)生器的2300-2620MHZ射頻信號輸出端連接的高頻發(fā)射單元，以及與發(fā)射本振產(chǎn)生器的低頻射頻信號輸出端連接的低頻發(fā)射單元； 所述高頻發(fā)射單元的第一輸入端與中頻發(fā)射單元的第一輸入端，為發(fā)射機(jī)正交輸入端TXI ;高頻發(fā)射單元的第二輸入端與中頻發(fā)射單元的第二輸入端，為發(fā)射機(jī)正交輸入端TXQ。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述高頻發(fā)射單元，包括并行設(shè)置的兩個RFDAC，以及原邊與所述兩個RFDAC的輸出端交叉連接的高波段變壓器； 所述中頻發(fā)射單元，包括并行設(shè)置的兩個RFDAC，以及原邊與所述兩個RFDAC的輸出端交叉連接的中波段變壓器； 所述低頻發(fā)射單元，包括功放驅(qū)動器PAD，以及與所述PAD的輸出端連接的低波段變壓器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端收發(fā)系統(tǒng)，其特 征在于，每個RFDAC，用于接收由BBIC提供的時鐘為ClockBB的數(shù)據(jù)，包括依次與BBIC信號連接的DAC及混頻器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，每個RFDAC單元還包括數(shù)字控制單元，所述數(shù)字控制單元分別與DAC及混頻器信號連接； 在Quad-GSM模式，所述數(shù)字控制單元，用于采用編程的方式，將TD-LTD模式與TD-SCDMA模式的數(shù)據(jù)線斷開，使RFDAC的混頻及DA轉(zhuǎn)換功能暫停，僅實現(xiàn)對LOGEN來到信號Lop和Lon的緩沖放大功能。
9.基于根據(jù)權(quán)利要求I所述的多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端收發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用，其特征在于，至少包括多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端系統(tǒng)； 該多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端系統(tǒng)，包括基帶處理芯片BBIC，與所述BBIC信號連接、用于實現(xiàn)多頻段信號收發(fā)、且基于所述射頻前端收發(fā)系統(tǒng)的射頻集成電路RFIC，分別與所述RFIC信號連接的多頻段功率放大器PA，分別與RFIC及多頻段PA信號連接的高功率RF開關(guān)，以及分別與RFIC及高功率RF開關(guān)信號連接的天線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端收發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用，其特征在于，所述高功率RF開關(guān)，至少包括高功率單刀5擲開關(guān)SP5T ;所述多頻段PA，包括并行信號連接在RFIC與SP5T之間的34及49波段PA、38及40波段PA、以及800-900MHz 波段 PA。
專利摘要本實用新型公開了多標(biāo)準(zhǔn)全兼容移動用戶終端芯片的射頻前端收發(fā)系統(tǒng)及其應(yīng)用，包括LTE多樣化接收機(jī)，用于對預(yù)設(shè)頻譜的射頻信號，進(jìn)行至少包括跟蹤濾波、混頻、可變增益中頻和/或低噪聲放大、功率探測與AD轉(zhuǎn)換的前端處理；單一頻率合成器，用于對所得前端處理結(jié)果，進(jìn)行至少包括多模數(shù)分頻、鑒相、振蕩、低通濾波與調(diào)制的頻率合成處理；發(fā)射機(jī)，用于對所得頻率合成結(jié)果，進(jìn)行至少包括射頻DA轉(zhuǎn)換、信號衰減與變頻的頻率轉(zhuǎn)換處理，并進(jìn)行高、中、低三端輸出。本實用新型所述系統(tǒng)，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中成本高、系統(tǒng)復(fù)雜度高、兼容性差與占用空間大等缺陷，以實現(xiàn)成本低、系統(tǒng)復(fù)雜度低、兼容性好與占用空間小的優(yōu)點。
文檔編號H04B1/40GK202772878SQ201220273828
公開日2013年3月6日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者栗強(qiáng) 申請人:天津里外科技有限公司