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CN102404882A - 多模射频接收处理芯片和多模终端 - Google Patents

多模射频接收处理芯片和多模终端 Download PDF

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CN102404882A CN2011103476340A CN201110347634A CN102404882A CN 102404882 A CN102404882 A CN 102404882A CN 2011103476340 A CN2011103476340 A CN 2011103476340A CN 201110347634 A CN201110347634 A CN 201110347634A CN 102404882 A CN102404882 A CN 102404882A
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Abstract

本发明提供了一种多模射频接收处理芯片、多模终端和多模终端接收信号的方法，该多模射频接收处理芯片应用于多模终端的接收通道，该多模射频接收处理芯片包括依次连接的滤波模块、变频处理模块和放大模块，其中：所述滤波模块，用于接收各种模式的信号，滤除所述信号的带外噪声；所述变频处理模块，用于对所述滤波模块滤除带外噪声的信号进行混频变频后，滤除变频产生的噪声；所述放大模块，用于对所述变频处理模块滤除变频产生的噪声的信号进行放大处理后输出。上述架构的多模射频接收处理芯片及包含该多模射频接收处理芯片的多模终端，有效地减少了该芯片内部器件的数量，大大减少了所占用PCB的面积。

Description

多模射频接收处理芯片和多模终端
技术领域
本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种多模射频接收处理芯片、多模终端和多模终端接收信号的方法。
背景技术
当前，电信领域存在很多不同的无线通信系统，分别采用了各自的通信标准，而不同通信标准下各自的工作频率和工作模式均不同，如已经在全世界广泛应用的第二代通信标准全球移动通讯系统(Global System for MobileCommunication，GSM)，以及正在全球推广的第三代通信标准宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)系统。为了使终端能够在全世界范围使用，其必须同时支持各种不同的通信标准，目前最常用的是同时支持GSM和WCDMA的终端。
如图1所示，是现有的GSM/WCDMA等多模终端的架构示意图，该多模终端包括基带芯片100、GSM/WCDMA多模射频收发芯片200、GSM接收声表面滤波器(SAW)组300、GSM功率放大器400、天线开关模组500、WCDMA线性功率放大器组600和WCDMA双工器组700。
图1所示架构的终端对接收信号的处理是：电磁波信号由天线接收后进入天线开关模块500，在基带芯片100的控制下，天线开关选择相应的接收工作频段，然后经过GSMSAW的滤波处理后信号被送入到GSM/WCDMA等多模射频收发器200中进行GSM接收信号处理，或将每个WCDMA信号送入对应的双工器700，然后信号被送入GSM/WCDMA等多模射频收发器200进行WCDMA接收信号处理。
图2所示是图1所示终端射频接收芯片处理接收信号的示意图，每一路信号均需要经过各自的低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)进行放大，然后再被送进对应的混频器中进行变频处理到中频信号，接着经过一组带通滤波器滤除带外噪声，最后再经过一组LNA放大后被送到基带芯片100进行解调、解码等处理；由此可见，该射频接收芯片至少具有两路IQ信号。
在GSM/WCDMA等多模终端使用的传统架构方案中有一个现象：由于GSM/WCDMA等多模终端包括多个接收频段，故需要多个GSM接收SAW且GSM/WCDMA多模射频收发芯片200中处理接收的模块也比较复杂，特别是WCDMA频谱规划中包含了数十个频段以满足不同国家和地区的需求，所以WCDMA终端如果要同时支持多个频段，就需要在GSM/WCDMA多模射频收发芯片200中设置图2所示的接收信号处理芯片，使得电路结构非常复杂，占用了大量的印刷电路板(PCB)面积，不利于降低成本更不利于提高终端的可靠性以及实现小型化。
发明内容
本发明实施例提供了一种多模射频接收处理芯片、多模终端和多模终端接收信号的方法，以解决现有多模终端射频接收处理芯片占用PCB面积大的缺陷。
本发明实施例提供了一种多模射频接收处理芯片，应用于多模终端的接收通道，该多模射频接收处理芯片包括依次连接的滤波模块、变频处理模块和放大模块，其中：
所述滤波模块，用于接收各种模式的信号，滤除所述信号的带外噪声；
所述变频处理模块，用于对所述滤波模块滤除带外噪声的信号进行混频变频后，滤除变频产生的噪声；
所述放大模块，用于对所述变频处理模块滤除变频产生的噪声的信号进行放大处理后输出。
优选地，所述滤波模块包括可变滤波器；所述可变滤波器，用于根据基带芯片发送的控制信号，调整自己的中心频率和带宽，滤除所述信号的带外噪声。
优选地，所述变频处理模块包括依次相连的本振电路、混频器和带通滤波器，其中：
所述本振电路，用于根据基带芯片发送的控制信号，调整自己的中心频率，并向所述混频器发送所述中心频率；
所述混频器，用于对滤除带外噪声的信号和所述本振电路发送的中心频率混频后得到一路中频信号；
所述带通滤波器，用于对所述混频器得到的所述中频信号进行滤除带外噪声处理。
优选地，所述多模射频接收处理芯片包括一个所述变频处理模块时，所述变频处理模块中的所述混频器与所述滤波模块相连，所述变频处理模块中的所述带通滤波器与所述放大模块相连；或者
所述多模射频接收处理芯片包括多个依次连接的变频处理模块时，第一个变频处理模块中的所述混频器与所述滤波模块相连，最后一个变频处理模块中的所述带通滤波器与所述放大模块相连，除最后一个变频处理模块之外，其余每个变频处理模块中的所述带通滤波器与后一个变频处理模块中的所述混频器相连。
优选地，所述放大模块包括低噪声放大器；所述低噪声放大器，与所述变频处理模块相连，用于对所述变频处理模块滤除变频产生的噪声的信号进行放大后输出。
优选地，所述多模射频接收处理芯片位于所述多模终端的多模射频收发器中。
优选地，所述各种模式的信号包括全球移动通讯系统(GSM)信号、宽带码分多址(WCDMA)信号、码分多址(CDMA)信号、时分同步码分多址(TD-SCDMA)信号和长期演进(LTE)信号。
本发明实施例还提供了一种多模终端，包括基带芯片、天线开关模组、双工器和多模射频收发器，所述多模射频收发器中的多模射频接收处理芯片采用的是上述的多模射频接收处理芯片。
本发明实施例还提供了一种多模终端接收信号的方法，该方法包括：
所述多模射频接收处理芯片接收各种模式的信号；
所述多模射频接收处理芯片根据所述基带芯片发送的控制信号，滤除接收到的各种模式的信号的带外噪声；对滤除带外噪声的各种模式的信号进行混频变频后，滤除变频产生的噪声；对滤除变频产生的噪声的信号进行放大处理；
所述多模射频接收处理芯片向所述基带芯片发送进行放大处理后的信号。
优选地，所述多模射频接收处理芯片对滤除带外噪声的各种模式的信号进行混频变频，包括：
所述多模射频接收处理芯片对滤除带外噪声的各种模式的信号进行直接混频变频；或者
所述多模射频接收处理芯片对滤除带外噪声的各种模式的信号进行多级混频变频。
优选地，所述各种模式的信号包括全球移动通讯系统(GSM)信号、宽带码分多址(WCDMA)信号、码分多址(CDMA)信号、时分同步码分多址(TD-SCDMA)信号和长期演进(LTE)信号。
上述架构的多模射频接收处理芯片及包含该多模射频接收处理芯片的多模终端，有效地减少了该芯片内部器件的数量，大大减少了所占用PCB的面积。
附图说明
图1是现有的GSM/WCDMA双模终端架构示意图；
图2是图1所示终端射频收发芯片处理接收信号的示意图；
图3a是本发明多模射频接收处理芯片实施例一的结构示意图；
图3b是本发明多模射频接收处理芯片实施例二的结构示意图；
图4是本发明双模终端实施例的架构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，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。
本发明实施例提供了一种多模射频接收处理芯片，应用于多模终端的接收通道，该多模射频接收处理芯片包括依次连接的滤波模块、变频处理模块和放大模块，其中：
所述滤波模块，用于接收各种模式的信号，滤除所述信号的带外噪声；
所述变频处理模块，用于对所述滤波模块滤除带外噪声的信号进行混频变频后，滤除变频产生的噪声；
所述放大模块，用于对所述变频处理模块滤除变频产生的噪声的信号进行放大处理后输出。
其中，所述滤波模块包括可变滤波器；所述可变滤波器，用于根据基带芯片发送的控制信号，调整自己的中心频率和带宽，滤除所述信号的带外噪声。所述变频处理模块包括依次相连的本振电路、混频器和带通滤波器，其中：所述本振电路，用于根据基带芯片发送的控制信号，调整自己的中心频率，并向所述混频器发送所述中心频率；所述混频器，用于对滤除带外噪声的信号和所述本振电路发送的中心频率混频后得到一路中频信号；所述带通滤波器，用于对所述混频器得到的所述中频信号进行滤除带外噪声处理。所述放大模块包括低噪声放大器；所述低噪声放大器，与所述变频处理模块相连，用于对所述变频处理模块滤波处理后的信号放大后输出。
当所述多模射频接收处理芯片包括一个所述变频处理模块时，所述变频处理模块中的所述混频器与所述滤波模块相连，所述变频处理模块中的所述带通滤波器与所述放大模块相连，具体结构如图3a所示；当所述多模射频接收处理芯片包括多个依次连接的变频处理模块时，第一个变频处理模块中的混频器与所述滤波模块相连，最后一个变频处理模块中的带通滤波器与所述放大模块相连，除最后一个变频处理模块之外，其余每个变频处理模块中的带通滤波器与后一个变频处理模块中的混频器相连。例如，当其包括两个变频处理模块时，其内部器件的连接关系如图3b所示。
图3a所示的结构为采用直接变频技术对接收信号进行处理的结构示意图，采用图3a所示结构进行处理的过程包括：基带处理芯片100根据接收到信号的频率范围改变可变滤波器的中心频率和带宽，滤除接收信号的带外噪声，并更改本振电路的中心频率，接收信号与本振混频后得到一个固定频率的中频信号，然后再经过一个窄带带通滤波器滤除混频器产生的谐波信号和电路噪声等，最后经过LNA放大后送到GSM/WCDMA等多模射频收发芯片200中进行解调成IQ信号后送到基带处理芯片100进行处理。如对于GSM900的65信道其接收频率是948MHz，基带处理芯片100根据GSM900的接收频率更改可变滤波器的中心工作频率为948MHz，然后再更改本振的中心频率为877MHz，经过混频后输出一个71MHz的中频信号，该中频信号经过带宽为200kHz的窄带带通滤波器滤除带外噪声后，再经过LNA放大处理，最后送到GSM/WCDMA等多模射频收发芯片200中解调成IQ信号。
图3b所示的结构为采用二次变频技术对接收信号进行处理的结构示意图，采用图3b所示结构进行处理的过程与采用图3a所示结构进行处理的不同之处在于：增加了几次变频处理，这样做的好处是可以很好地控制变频时产生的镜像频率，并且带通滤波器等器件也比较容易实现。
上述架构的多模射频接收处理芯片，由于未对不同模式的信号进行放大，而是直接对不同模式的信号进行混频变频处理，有效地减少了该芯片内部器件的数量，大大减少了所占用PCB的面积。
本发明实施例还提供了一种多模终端，该多模终端包含上述多模射频接收处理芯片，如图4所示，是本发明双模终端实施例的架构示意图，该终端包括：基带芯片100、GSM/WCDMA双模射频收发器200(其中集成有多模射频接收处理芯片300)、GSM功率放大器400、天线开关模组500、WCDMA功率放大器组600和WCDMA双工器组700等。
在上述实施例的GSM/WCDMA等多模终端的发射电路中，GSM/WCDMA等多模射频收发器200(集成接收处理芯片300)，与传统射频收发器的发射功能相同，同样是将IQ信号经过滤波、混频出对应的GSM或WCDMA频段，然后分别进行低噪声放大，再输入到相应的GSM或WCDMA功率放大器中，GSM信号送入到天线开关模组500，而WCDMA经过WCDMA双工器组700后再送入到天线开关模组500，最后发射信号经过天线开关模组送入到天线发射出去。
在上述实施例的GSM/WCDMA等多模终端的接收电路中，电磁波信号由天线接收后进入天线开关模组500，在基带芯片100的控制下，将接收到的GSM信号直接送到多模射频接收处理芯片300(集成在GSM/WCDMA等多模射频收发芯片200中)，而WCDMA接收信号则需要经过相应双工器组700后再送到多模射频接收处理芯片300(集成在GSM/WCDMA等多模射频收发芯片200中)，首先对接收到的射频信号经过滤波器滤除接收信号的带外噪声，经过直接变频或多级混频变频(根据不同GSM或WCDMA信号，所需的本振频率是不同)，然后再经过滤波器滤除变频产生的噪声，最后经过低噪声放大器放大后送入到GSM/WCDMA等多模射频收发芯片200中解调成IQ信号，然后送入基带芯片100完成解调、解码等处理。
基带芯片100用于分析处理射频信号，并控制GSM/WCDMA等多模射频收发器200(包括多模射频接收处理芯片300)、GSM/WCDMA功率放大器400、天线开关模组500等工作在对应的模式。
上述GSM/WCDMA多模终端不限于GSM和WCDMA这两种模式，也可以是GSM/CDMA、GSM/TD-SCDMA、GSM/LTE等其它多模制式。
包含上述多模射频接收处理芯片的多模终端，克服了现有方案占用PCB面积大的缺陷，提高了多模终端射频电路的集成度。
本发明实施例还提供了一种应用图4所示的多模终端接收信号的方法，该方法包括：
步骤一、所述多模射频接收处理芯片接收各种模式的信号；
多模射频接收处理芯片接收来自所述天线开关模组的第一信号和来自双工器的第二模式信号，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宽带码分多址(WCDMA)信号、码分多址(CDMA)信号、时分同步码分多址(TD-SCDMA)信号或LTE信号；
步骤二、所述多模射频接收处理芯片根据所述基带芯片发送的控制信号，滤除接收到的各种模式的信号的带外噪声；对滤除带外噪声的各种模式的信号进行混频变频后，滤除变频产生的噪声；对滤除变频产生的噪声的信号进行放大处理；
该步骤中，对滤除带外噪声的各种模式的信号进行混频变频包括：对滤除带外噪声的各种模式的信号进行直接混频变频或多级混频变频；
步骤三、所述多模射频接收处理芯片向所述基带芯片发送进行放大处理后的信号。
上述架构的多模终端，在实现小型化的同时不影响使用。
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/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采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。

Claims (11)

1.一种多模射频接收处理芯片，应用于多模终端的接收通道，其特征在于，该多模射频接收处理芯片包括依次连接的滤波模块、变频处理模块和放大模块，其中：
所述滤波模块，用于接收各种模式的信号，滤除所述信号的带外噪声；
所述变频处理模块，用于对所述滤波模块滤除带外噪声的信号进行混频变频后，滤除变频产生的噪声；
所述放大模块，用于对所述变频处理模块滤除变频产生的噪声的信号进行放大处理后输出。
2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于：
所述滤波模块包括可变滤波器；
所述可变滤波器，用于根据基带芯片发送的控制信号，调整自己的中心频率和带宽，滤除所述信号的带外噪声。
3.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于：
所述变频处理模块包括依次相连的本振电路、混频器和带通滤波器，其中：
所述本振电路，用于根据基带芯片发送的控制信号，调整自己的中心频率，并向所述混频器发送所述中心频率；
所述混频器，用于对滤除带外噪声的信号和所述本振电路发送的中心频率混频后得到一路中频信号；
所述带通滤波器，用于对所述混频器得到的所述中频信号进行滤除带外噪声处理。
4.根据权利要求3所述的芯片，其特征在于：
所述多模射频接收处理芯片包括一个所述变频处理模块时，所述变频处理模块中的所述混频器与所述滤波模块相连，所述变频处理模块中的所述带通滤波器与所述放大模块相连；或者
所述多模射频接收处理芯片包括多个依次连接的变频处理模块时，第一个变频处理模块中的所述混频器与所述滤波模块相连，最后一个变频处理模块中的所述带通滤波器与所述放大模块相连，除最后一个变频处理模块之外，其余每个变频处理模块中的所述带通滤波器与后一个变频处理模块中的所述混频器相连。
5.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于：
所述放大模块包括低噪声放大器；
所述低噪声放大器，与所述变频处理模块相连，用于对所述变频处理模块滤除变频产生的噪声的信号进行放大后输出。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的芯片，其特征在于：
所述多模射频接收处理芯片位于所述多模终端的多模射频收发器中。
7.根据权利要求6所述的芯片，其特征在于：
所述各种模式的信号包括全球移动通讯系统(GSM)信号、宽带码分多址(WCDMA)信号、码分多址(CDMA)信号、时分同步码分多址(TD-SCDMA)信号和长期演进(LTE)信号。
8.一种多模终端，包括基带芯片、天线开关模组、双工器和多模射频收发器，其特征在于，所述多模射频收发器中的多模射频接收处理芯片采用的是如权利要求1-7任一权利要求所述的多模射频接收处理芯片。
9.一种多模终端接收信号的方法，该方法包括：
所述多模射频接收处理芯片接收各种模式的信号；
所述多模射频接收处理芯片根据所述基带芯片发送的控制信号，滤除接收到的各种模式的信号的带外噪声；对滤除带外噪声的各种模式的信号进行混频变频后，滤除变频产生的噪声；对滤除变频产生的噪声的信号进行放大处理；
所述多模射频接收处理芯片向所述基带芯片发送进行放大处理后的信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述多模射频接收处理芯片对滤除带外噪声的各种模式的信号进行混频变频，包括：
所述多模射频接收处理芯片对滤除带外噪声的各种模式的信号进行直接混频变频；或者
所述多模射频接收处理芯片对滤除带外噪声的各种模式的信号进行多级混频变频。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于：
所述各种模式的信号包括全球移动通讯系统(GSM)信号、宽带码分多址(WCDMA)信号、码分多址(CDMA)信号、时分同步码分多址(TD-SCDMA)信号和长期演进(LTE)信号。
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