CN104349514B - 多模无线终端 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种多模无线终端，包括：通用中央处理单元、可重构的基带处理模块、可重构的中射频模块和可重构的天线模块；所述通用中央处理单元，用于确定至少一个无线通信制式的配置信息并处理所述至少一个无线通信制式除物理层以外各协议层的数据，所述可重构的基带处理模块，用于重构所述至少一个无线通信制式物理层数据的处理能力并处理所述至少一个无线通信制式的物理层数据，所述可重构的中射频模块，用于重构与所述至少一个无线通信制式对应的射频通道的中心频率和带宽并提供与所述至少一个无线通信制式对应的射频通道，所述可重构的天线模块，用于重构与所述至少一个射频通道对应的天线组合。

Description

多模无线终端

技术领域

本发明实施例涉及无线通信技术，尤其涉及一种多模无线终端。

背景技术

随着移动通信技术的发展，移动通信技术发展为第四代移动通信技术（FourthGeneration，4G），但目前的移动通信网络为第二代移动通信技术（Second Generation，2G）、第三代移动通信技术（Third Generation，3G）、4G共存的情况，并且每一代的移动通信技术都存在多种制式，这导致目前的移动通信系统为多种不同制式的无线通信网络并存，例如全球移动通讯系统（Global System of Mobile communication，GSM）、宽带码多分址（Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA）、时分同步码分多址（TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA）、长期演进（LongTerm Evolution，LTE）等。

多模无线终端可以在不同制式的无线通信网络中进行通信，但现有的多模无线终端中，需要针对不同制式的无线通信网络设置相应的硬件模块，例如天线模块、射频收发信机模块、基带模块等，才能在相应的无线通信网络中进行工作。不同制式对应的各种硬件模块分别形成独立的系统，各独立的系统仅能根据硬件模块固设的网络制式、频段、带宽等参数进行工作。因此现有的多模无线终端仅能针对不同网络环境设置不同的硬件模块，不同的网络环境下，均需要不同的多模无线终端。

发明内容

本发明实施例提供一种多模无线终端，用于提供一种适用于在各种网络环境中使用的无线终端设备。

第一方面提供一种多模无线终端，包括：通用中央处理单元、可重构的基带处理模块、可重构的中射频模块和可重构的天线模块；

所述通用中央处理单元，用于确定至少一个无线通信制式的配置信息，处理所述至少一个无线通信制式除物理层以外各协议层的数据，所述至少一个无线通信制式的配置信息包括所述至少一个无线通信制式各协议层的配置信息、与所述至少一个无线通信制式对应的射频通道的配置信息、与所述至少一个射频通道对应的天线组合的配置信息；

所述可重构的基带处理模块，用于根据所述通用中央处理单元确定的所述至少一个无线通信制式物理层的配置信息重构所述至少一个无线通信制式物理层数据的处理能力，处理所述至少一个无线通信制式的物理层数据，将所述通用中央处理单元发送的上行数据处理为上行物理层数据并发送至所述可重构的中射频模块，将所述可重构的中射频模块发送的下行物理层数据处理为下行数据并发送至所述通用中央处理单元；

所述可重构的中射频模块，用于根据所述通用中央处理单元确定的与所述至少一个无线通信制式对应的射频通道的配置信息重构与所述至少一个无线通信制式对应的射频通道的中心频率和带宽，提供与所述至少一个无线通信制式对应的射频通道，将所述可重构的基带处理模块发送的上行物理层数据转换为上行射频信号并发送至所述可重构的天线模块，将所述可重构的天线模块发送的下行射频信号转换为下行物理层数据并发送至所述可重构的基带处理模块；

所述可重构的天线模块，用于根据所述通用中央处理单元确定的与所述至少一个射频通道对应的天线组合的配置信息重构与所述至少一个射频通道对应的天线组合，发射所述可重构的基带处理模块转换后的上行射频信号，将接收到的所述下行射频信号发送给所述可重构的中射频模块。

在第一方面第一种可能的实现方式中，所述多模无线终端还包括：

可编程的用户卡，用于对所述至少一个无线通信制式进行用户识别处理。

结合第一方面或第一方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述可重构的基带处理模块包括参考时钟同步单元，所述时钟同步单元用于同步所述可重构的基带处理模块和所述可重构的中射频模块之间的参考时钟信息。

结合第一方面至第一方面第二种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，若所述可重构的基带处理模块用于处理至少两个无线通信制式的物理层数据，则所述可重构的基带处理模块还用于进行至少两个无线通信制式间物理层数据的交换。

结合第一方面至第一方面第三种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述可重构的基带处理模块包括至少一个数字信号处理DSP芯片。

结合第一方面至第一方面第四种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述可重构的中射频模块包括至少一个频率和带宽可调的射频收发信机或射频集成电路RFIC。

结合第一方面第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述时钟同步单元具体用于同步所述至少一个DSP芯片和所述至少一个频率和带宽可调的射频收发信机或RFIC之间的参考时钟信息。

结合第一方面第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述参考时钟同步单元位于所述可重构的基带处理模块中的任一DSP芯片中。

结合第一方面至第一方面第七种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述通用中央处理单元和所述可重构的基带处理模块封装为一个专用集成电路ASIC。

本发明实施例提供的多模无线终端，通过在多模无线终端中设置通用中央处理单元、可重构的基带处理模块、可重构的中射频模块和可重构的天线模块，使多模无线终端可以工作在至少一个无线通信制式中，由于各模块都可以根据无线通信制式的配置信息重构各自的处理能力和配置，所以该多模无线终端可以工作在一个或多个任意无线通信制式中，因此本发明实施例提供的多模无线终端适用于任意网络环境中，当网络环境发生改变时无需更换多模无线终端，节约了更换设备的费用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种多模无线终端的结构示意图；

图2为现有技术中另一种多模无线终端的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的多模无线终端实施例一的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的多模无线终端实施例二的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的多模无线终端实施例三的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的多模无线终端实施例四的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的多模无线终端实施例五的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为现有技术中一种多模无线终端的结构示意图，例如该多模无线终端为TD-SCDMA/GSM双模手机，如图1所示：

TD-SCDMA基带单元+中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）模块101中包括TD-SCDMA基带处理单元部分和CPU部分，其中CPU部分用于进行TD-SCDMA和GSM制式中除了物理层以外其它各协议层的数据处理，TD-SCDMA基带处理单元部分用于处理TD-SCDMA制式中的物理层数据，TD-SCDMA基带处理单元部分和CPU部分整合为一个专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）芯片；GSM基带模块102用于处理GSM制式中的物理层数据，GSM基带模块102与TD-SCDMA基带单元+中央处理单元模块101连接，通过输入/输出（Input/Output，I/O）接口进行数据传输；TD-SCDMA射频（Radio Frequency，RF）模块103与TD-SCDMA基带单元+中央处理单元模块101连接，用于在TD-SCDMA的物理层数据和TD-SCDMA射频信号之间进行转换；GSM RF模块104与GSM基带模块102连接，用于在GSM的物理层数据和GSM射频信号之间进行转换；TD-SCDMA天线模块105用于收发TD-SCDMA射频信号、GSM天线模块106用于收发GSM射频信号。

图1中的TD-SCDMA/GSM双模手机还包括用户卡模块107，用于进行TD-SCDMA和GSM制式中的用户识别处理，其中TD-SCDMA需使用全球用户识别模块（Universal SubscriberIdentity Module，USIM），GSM需使用用户识别模块（Subscriber Identity Module，SIM），用户卡模块107与TD-SCDMA基带单元+中央处理单元模块101连接，通过CPU的处理进行用户识别处理；存储单元108，与TD-SCDMA基带单元+中央处理单元模块101连接；外部设备109与TD-SCDMA基带单元+中央处理单元模块101连接；电源管理单元（Power Management Unit，PMU）110用于为上述各模块进行供电。

图1所示TD-SCDMA/GSM双模手机可以同时工作在TD-SCDMA制式和GSM制式下，但由于其为TD-SCDMA和GSM分别固设了独立的基带模块和射频模块，使其仅能用于在TD-SCDMA和GSM制式下工作，而无法在如LTE、WCDMA等其他制式下工作。

图2为现有技术中另一种多模无线终端的结构示意图，仍以该多模无线终端为TD-SCDMA/GSM双模手机为例，如图2所示：

基带单元+CPU模块201中包括TD-SCDMA基带处理单元部分、GSM基带处理单元部分和CPU部分，其中CPU部分用于进行TD-SCDMA和GSM制式中除了物理层以外其它各协议层的数据处理，TD-SCDMA基带处理单元部分用于处理TD-SCDMA制式中的物理层数据，GSM基带处理单元部分用于处理GSM制式中的物理层数据，TD-SCDMA基带处理单元部分、GSM基带处理单元部分和CPU部分整合为一个专用集成电路（Application Specific IntegratedCircuit，ASIC）芯片；TD-SCDMA RF模块202与基带单元+CPU模块201连接，用于在TD-SCDMA的物理层数据和TD-SCDMA射频信号之间进行转换；GSM RF模块203与基带单元+CPU模块201连接，用于在GSM的物理层数据和GSM射频信号之间进行转换；天线模块204通过天线开关205分别与TD-SCDMA RF模块202和GSM RF模块203连接，用于收发TD-SCDMA射频信号和GSM射频信号。

图2中的TD-SCDMA/GSM双模手机还包括用户卡模块206，用于进行TD-SCDMA和GSM制式中的用户识别处理，其中TD-SCDMA需使用全球用户识别模块（Universal SubscriberIdentity Module，USIM），GSM需使用用户识别模块（Subscriber Identity Module，SIM），用户卡模块206与基带单元+CPU模块201连接，通过CPU的处理进行用户识别处理；存储单元207，与基带单元+CPU模块201连接；外部设备208与基带单元+CPU模块201连接；电源管理单元（Power Management Unit，PMU）209用于为上述各模块进行供电。

图2所示TD-SCDMA/GSM双模手机中，基带单元+CPU模块201中的TD-SCDMA基带部分、TD-SCDMA RF模块202和天线模块204组成TD-SCDMA链路通道；基带单元+CPU模块201中的GSM基带部分、GSM RF模块203和天线模块204组成GSM链路通道。但TD-SCDMA链路通道和GSM链路通道是采用分时复用的方法进行工作的，也就是说图2所示TD-SCDMA/GSM双模手机在同一时间仅能工作在一种无线通信制式下，并且由于其为TD-SCDMA和GSM分别固设了基带模块和射频模块，使其仅能用于在TD-SCDMA和GSM制式下工作，而无法在如LTE、WCDMA等其他制式下工作。

从图1和图2所示多模无线终端中可以看出，现有技术的多模无线终端仅能工作在其固设的硬件模块所支持的无线通信制式下，但目前的无线通信网络中存在多种制式，并且随着无线通信技术的发展，会发展出更多种类的无线通信制式，不同的网络环境下就需要部署不同的多模无线终端，当无线通信网络的环境发生变化时，必须更换已部署的无线终端设备，这样无疑会同时增加运营商和用户购置新的终端设备的成本。

为了解决现有技术的多模无线终端仅能在固设的硬件模块支持的网络制式下工作的问题，本发明实施例提供了一种多模无线终端，其采用了通用中央处理单元、可重构的基带模块、可重构的中射频模块和可重构的天线模块的系统架构，使该多模无线终端可以工作在不同的无线通信制式下，提供了一种普适性的多模无线终端，适用于在各种无线通信网络环境下使用。

图3为本发明实施例提供的多模无线终端实施例一的结构示意图，如图3所示，本实施例的多模无线终端包括：通用中央处理单元301、可重构的基带处理模块302、可重构的中射频模块303和可重构的天线模块304。

通用中央处理单元301，用于确定至少一个无线通信制式的配置信息，处理至少一个无线通信制式除物理层以外各协议层的数据，所述至少一个无线通信制式的配置信息包括至少一个无线通信制式各协议层的配置信息、与至少一个无线通信制式对应的射频通道的配置信息、与至少一个射频通道对应的天线组合的配置信息。

具体地，通用中央处理单元301一般为多模无线终端的中央处理器，具有高计算能力。根据多模无线终端对当前无线网络环境的自动识别或者根据用户的设置，通用中央处理单元301可以确定在当前网络环境下至少一个无线通信制式的配置信息。当多模无线终端当前所处的环境下只有一个无线通信制式，则通用中央处理单元301确定该无线通信制式的配置信息；当多模无线终端当前所处的环境下存在多个无线通信制式，则通用中央处理单元301分别确定每一无线通信制式的配置信息。通用中央处理单元301所需确定的至少一个无线通信制式的配置信息包括至少一个无线通信制式各协议层的配置信息、与至少一个无线通信制式对应的射频通道的配置信息、与至少一个射频通道对应的天线组合的配置信息。也就是说中央处理单元301需要确定的至少一个无线通信制式的配置信息包括至少一个无线通信制式通信链路上的全部配置信息。可重构的基带处理模块302、可重构的中射频模块303和可重构的天线模块304根据中央处理单元301所确定的配置信息调整相应地配置，从而使多模无线终端工作在相应地无线通信制式中。例如多模无线终端当前所处的环境下仅有TD-SCDMA网络覆盖，则通用中央处理单元301仅需确定该TD-SCDMA网络各协议层的配置信息、TD-SCDMA射频通道的配置信息和TD-SCDMA天线配置信息。再例如多模无线终端当前所处的环境下存在TD-SCDMA、GSM、无线高保真（Wireless Fidelity，WiFi）三种无线通信网络，该多模无线终端需要工作在TD-SCDMA和GSM两个网络中，则通用中央处理单元301需确定该TD-SCDMA网络各协议层的配置信息、TD-SCDMA射频通道的配置信息和TD-SCDMA天线配置信息；还需确定该GSM网络各协议层的配置信息、GSM射频通道的配置信息和GSM天线配置信息。

通用中央处理单元301确定了至少一个无线通信制式的配置信息后，根据至少一个无线通信制式各协议层的配置信息，对至少一个无线通信制式除了物理层外各协议层的数据进行处理。目前的通信网络都采用开放式系统互联（Open System Interconnect，OSI）的七层网络协议架构，通用中央处理单元301用于处理至少一个无线通信制式除了物理层外各协议层的数据。由于通用中央处理单元301一般为多模无线终端的主处理器，具有高计算能力，因此无论多模无线终端工作在几个无线通信制式的网络中，中央处理单元301都有能力对多个无线通信制式除物理层外各协议层的数据进行处理。

可重构的基带处理模块302，用于根据通用中央处理单元301确定的至少一个无线通信制式物理层的配置信息重构至少一个无线通信制式物理层数据的处理能力，处理至少一个无线通信制式的物理层数据，将通用中央处理单元301发送的上行数据处理为上行物理层数据并发送至可重构的中射频模块303，将可重构的中射频模块303发送的下行物理层数据处理为下行数据并发送至通用中央处理单元301。

具体地，可重构的基带处理模块302可以为通用X86处理器、高级精简指令集处理器（Advanced RISC Machines，ARM）、数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）芯片等具有高计算能力的处理器，本实施例中以DSP芯片为例进行说明。可重构的基带处理模块302可以由一个或多个DSP芯片构成，其中DSP芯片可以是单核的也可以是多核的。通用中央处理单元301确定至少一个无线通信制式各协议层的配置信息包括确定了物理层的配置信息，可重构的基带处理模块302根据至少一个无线通信制式物理层的配置信息，可以将可重构的基带处理模块302的处理能力进行重构，为每个无线通信制式的物理层配置相应地处理能力，并对每个无线通信制式的物理层数据进行处理。若通用中央处理单元301确定多模无线终端仅工作在一个无线通信制式中，则可重构的基带处理模块302的全部处理能力都可以用于处理该无线通信制式物理层的数据；若通用中央处理单元301确定多模无线终端工作在多个无线通信制式中，则可重构的基带处理模块302根据通用中央处理单元301确定的各无线通信制式物理层的配置信息，为各无线通信制式分别分配不同的处理能力。

对于无线通信的上行链路，可重构的基带处理模块302将通用中央处理单元301发送的上行数据处理为上行物理层数据并发送至可重构的中射频模块303。对于无线通信的下行链路，可重构的基带处理模块302将可重构的中射频模块303发送的下行物理层数据处理为下行数据并发送至通用中央处理单元301。

可重构的中射频模块303，用于根据通用中央处理单元301确定的与至少一个无线通信制式对应的射频通道的配置信息重构与至少一个无线通信制式对应的射频通道的中心频率和带宽，提供与至少一个无线通信制式对应的射频通道，将可重构的基带处理模块302发送的上行物理层数据转换为上行射频信号并发送至可重构的天线模块304，将可重构的天线模块304发送的下行射频信号转换为下行物理层数据并发送至可重构的基带处理模块302。

具体地，可重构的中射频模块303可以由至少一个频率和带宽可变的射频收发信机或射频集成电路（Radio Frequency Integrated Circuit，RFIC）组成。通用中央处理单元301确定了与至少一个无线通信制式对应射频通道的配置信息后，将该配置信息发送至可重构的中射频模块303，或者通过可重构的基带处理模块302将该配置信息发送至可重构的中射频模块303。可重构的中射频模块303提供多个射频通道，根据该配置信息为至少一个无线通信制式分配射频通道并将射频通道重构为与至少一个无线通信制式对应的频率和带宽。当多模无线终端仅工作在一个无线通信制式中时，可重构的中射频模块303的全部射频通道均可以工作在该无线通信制式中，此时根据该无线通信制式所需的工作频率和带宽将射频通道配置为与该无线通信制式对应地射频通道即可；当多模无线终端工作在多个无线通信制式中时，可重构的中射频模块303需要将射频通道按照每一无线通信制式的需要分配至每一无线通信制式，并根据每一无线通信制式所需的工作频率和带宽将射频通道配置为与每一无线通信制式对应地射频通道，但所有无线通信制式对应的射频通道之和不能超过可重构的中射频模块303能够提供的射频通道总数。例如，多模无线终端同时工作在TD-SCDMA和GSM制式中，可重构的中射频模块303总共可以提供4个射频通道，可以为TD-SCDMA和GSM分别分配两个射频通道，并且将射频通道的频率和带宽分别设置在TD-SCDMA和GSM制式的相应频段。

进行完射频通道的分配后，对于无线通信的上行链路，可重构的中射频模块303将可重构的基带处理模块302发送的上行物理层数据通过数模转换、射频调制、上变频、放大、滤波等处理，转换为上行射频信号并发送至可重构的天线模块304；对于无线通信的下行链路，可重构的中射频模块303将可重构的天线模块304发送的下行射频信号通过滤波、放大、下变频、射频解调、模数转换等处理转换为下行物理层数据并发送至可重构的基带处理模块302。

为了使多模无线终端适用于各无线通信制式，可重构的中射频模块303的每个射频通道需要至少具有0～6GHz的可调频段，至少具有20MHz的带宽，至少支持两发两收（2Transmit2Receive，2T2R）多入多出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）的处理能力。

可重构的天线模块304，用于根据通用中央处理单元301确定的与至少一个射频通道对应的天线组合的配置信息重构与至少一个射频通道对应的天线组合，发射可重构的基带处理模块303转换后的上行射频信号，将接收到的下行射频信号发送给可重构的中射频模块303。

具体地，可重构的天线模块304包括多个天线单元和天线开关模块。通用中央处理单元301确定与至少一个射频通道对应的天线组合的配置信息后，向可重构的天线模块304发送该配置信息，可重构的天线模块304中的天线开关模块根据该配置信息将多个天线单元重构为与至少一个射频通道相对应的天线组合。当多模无线终端进工作在一个无线通信制式中时，可重构的天线模块304中的所有天线单元都可以为与该无线通信制式对应的射频通道工作；当多模无线终端进工作在多个无线通信制式中时，可重构的天线模块304需要根据与每个无线通信制式对应的射频通道所需的天线数量，将多个天线单元重构为与每个射频通道对应的天线组合，一个天线组合为一个射频通道进行射频数据收发。

对于无线通信的上行链路，可重构的天线模块304发射可重构的基带处理模块303转换后的上行射频信号；对于无线通信的下行链路，可重构的基带处理模块303将接收到的下行射频信号发送给可重构的中射频模块303。

另外，多模无线终端还可以包括存储单元305、外部设备306、电源管理单元307等模块，其中存储单元305与通用中央处理单元301和可重构的基带处理模块302连接，提供数据存储服务；外部设备306包括键盘、摄像头、麦克风、扬声器、显示屏等设备，外部设备306与通用中央处理单元301连接，提供输入/输出、外部存储等服务；电源管理单元307与其他各模块连接，用于为其他各模块供电。

本实施例中，通用中央处理单元301、可重构的基带处理模块302、可重构的中射频模块303和可重构的天线模块304都可以根据多模无线终端当前所处的环境调整配置信息，从而使多模无线终端可以工作在任意的无线通信网络中。由于单一的处理单元或模块的处理能力有限，可重构的基带处理模块302和可重构的中射频模块303都可以由多个独立的处理单元或模块组合而成。本实施例的多模无线终端有两种工作模式，分别为异步并发模式和通道同步聚合模式。当多模无线终端需要同时工作在多个无线通信制式中时使用异步并发模式，此时多模无线终端中的各模块通过调整配置信息构成多个通信链路，每个通信链路独立工作，互相不受影响。当多模无线终端仅工作在一个无线通信制式中时使用通道同步聚合模式，此时多模无线终端中的各模块共同构成一个通信链路，各模块中的子处理单元进行联合处理。

本实施例，通过在多模无线终端中设置通用中央处理单元、可重构的基带处理模块、可重构的中射频模块和可重构的天线模块，使多模无线终端可以工作在至少一个无线通信制式中，由于各模块都可以根据无线通信制式的配置信息重构各自的处理能力和配置，所以该多模无线终端可以工作在一个或多个任意无线通信制式中，因此本实施例提供的多模无线终端适用于任意网络环境中，当网络环境发生改变时无需更换多模无线终端，节约了更换设备的费用。

图4为本发明实施例提供的多模无线终端实施例二的结构示意图，如图4所示，本实施例的多模无线终端在图3的基础上，还包括：可编程的用户卡401。

可编程的用户卡401，用于对至少一个无线通信制式进行用户识别处理。

具体地，对于每种无线通信制式而言，运营商都需要对用户进行识别，从而才能够对用户进行权限分配、计费等处理。可编程的用户卡401与通用中央处理单元301连接，对通用中央处理单元301确定的各无线通信制式进行用户识别处理。可编程的用户卡401可以同时对多个无线通信制式进行用户识别处理。

现有技术的用户卡一般为独立的用户卡，每个用户卡只能对一个无线通信制式进行用户识别处理，并且不同的无线通信制式还可能使用不同标准的用户卡。例如TD-SCDMA需使用USIM卡，GSM需使用SIM卡，这样就需要为每种网络制式分别配置独立的用户卡，如果要使多模无线终端适于在任意无线通信制式中工作，则需要配置与现有的无线通信制式数量相同的用户卡。而本实施例中，设置了可编程的用户卡401，可以配置为同时对多个无线通信制式进行用户识别处理，使多模无线终端无需配置数量众多的用户卡，节约了系统资源。

图5为本发明实施例提供的多模无线终端实施例三的结构示意图，如图5所示，本实施例的多模无线终端在图4的基础上，可重构的基带处理模块302包括参考时钟同步单元501，时钟同步单元501用于同步可重构的基带处理模块302和可重构的中射频模块303之间的参考时钟信息。

具体地，为了使一个无线通信链路正常工作，该链路的基带信号和射频信号必须使用相同的时钟信号，为了保证通信链路的时钟同步，各模块需要使用同一个参考时钟源。本实施例中，可重构的基带处理模块302包括参考时钟同步单元501，参考时钟同步单元501用于产生一个参考时钟信号，可重构的基带处理模块302需要将该参考时钟信号发送给可重构的中射频模块303，使可重构的基带处理模块302和可重构的中射频模块303使用相同的参考时钟信号。这样无论多模无线终端工作在异步并发模式还是通道同步聚合模式，其构成的无线通信链路都可以保证时钟同步，从而可以保证工作的正常。

当可重构的基带处理模块302和可重构的中射频模块303需要同步参考时钟信息时，参考时钟同步单元501向可重构的中射频模块303发送同步脉冲，当可重构的中射频模块303的时钟信号的某个上升沿与参考时钟同步单元501发送的同步脉冲对齐后，可重构的中射频模块303向参考时钟同步单元501发送反馈信息，完成同步操作。

图6为本发明实施例提供的多模无线终端实施例四的结构示意图，如图6所示，本实施例的多模无线终端在图5的基础上，可重构的基带处理模块302由多个基带处理单元601构成，可重构的中射频模块303由多个频率和带宽可变的射频收发信机602构成，可重构的天线模块304由天线开关603和多根天线604构成。

一般地，独立的基带处理单元601和独立的射频收发信机602的处理能力有限，为了使多模无线终端适用于各种网络覆盖场景，需要将多个独立的基带处理单元601组合为可重构的基带处理模块302，将多个独立的射频收发信机602组合为可重构的中射频模块303。各基带处理单元601与通用中央处理单元301通过高速输入输出（Input Output，IO）接口相连，高速IO接口例如是串行高速IO（Serial Rapid I/O，SRIO）接口或千兆媒体独立接口（Gigabit Medium Independent Interface，GMII）等；各基带处理单元601之间通过高速IO接口相连。各基带处理单元601与各射频收发信机602通过同相正交（In-phase/Quadrature，I/Q）数据接口、串行外设接口（Serial Peripheral Interface，SPI）、同步接口等接口相连，其中I/Q数据接口用于传输射频/基带信号，包括如电子器件工程联合委员会标准（Joint Electron Device Engineering Council Standards，JESD）207或数字射频（Digital Radio Frequency，DigRF）等标准的射频/基带接口；SPI用于传输操作控制信息；同步接口用于传输同步信息。各射频收发信机602分别与天线开关603通过射频接口连接。参考时钟同步单元501位于任一个基带处理单元601中。

当多模无线终端工作在异步并发模式中时，假设每个基带处理单元601能够独立进行一个无线通信制式的物理层数据处理，每个射频收发信机602能够独立为一个无线通信制式提供射频通道，则每个基带处理单元601可以分别与通用中央处理单元301进行一个无线通信制式的数据交互，所有基带处理单元601都通过一个时钟同步单元501同步参考时钟信息；每个射频收发信机602分别于一个基带处理单元601连接，通过I/Q数据接口接收基带数据，通过SPI接口接收控制信息，通过同步接口接收同步信息，所有射频收发信机602的参考时钟信息都是由一个时钟同步单元501发出的；每个射频收发信机602通过天线开关603分别连接所需数量的天线604。这样一个基带处理单元601、一个射频收发信机602和多根天线604组成了一个无线通信链路，每个无线通信链路独立工作，互不影响。多模无线终端可以同时工作在多个无线通信制式中。

当多模无线终端工作在通道同步聚合模式中时，假设多模无线终端工作在一个无线通信制式中，需要将所有基带处理单元601的处理能力组合起来共同进行物理层数据处理，需要将所有射频收发信机602的通道组合起来共同形成射频通道，所有天线需要同时在该无线通信制式中工作。此时每个基带处理单元601分别与通用中央处理单元301连接，各个基带处理单元601通过高速IO接口相互传输物理层数据，所有基带处理单元601都通过一个时钟同步单元501同步参考时钟信息，相当于将多个基带处理单元601的能力整合为一个高处理能力的基带处理单元，共同处理一个无线通信制式的物理层数据。每个射频收发信机602分别与一个基带处理单元601连接，通过I/Q数据接口接收基带数据，通过SPI接口接收控制信息，通过同步接口接收同步信息，所有射频收发信机602的参考时钟信息都是由一个时钟同步单元501发出的，所有射频收发信机602都将频率设置在一个无线通信制式中，相当于将每个射频收发信机602的带宽相加成为一个无线通信制式的带宽。每个射频收发信机602通过天线开关603分别连接所有天线604。这样每个基带处理单元601、每个射频收发信机602和每根天线604共同组成了一个无线通信链路，各单元共同工作，使多模无线终端工作在一个无线通信制式中。该无线通信制式的处理能力为所有基带处理单元601的处理能力之和，该无线通信制式的带宽为所有射频收发信机602的带宽之和，并且可以使用所有天线604。

例如，多模无线终端中的可重构的基带处理模块302包括2个DSP芯片，每个芯片均能够独立完成一个无线通信制式中物理层数据的处理，可重构的中射频模块303包括2个射频收发信机，每个射频收发信机最大支持2个带宽为20MHz的射频通道，可重构的天线模块304包括4根天线。当多模无线终端需要同时工作在LTE和TD-WCDMA模式中时，可以由一个DSP芯片、一个射频收发信机和2根天线组成一个2天线2T2R20MHz带宽的LTE通信链路；由另一个DSP芯片、另一个射频收发信机和另2根天线组成一个2T2R20MHz带宽的TD-WCDMA通信链路，两个通信链路可以实现同步并行工作。若此多模无线终端所处的网络环境发生改变，此时仅需要工作在LTE网络中，则可以对各模块进行重构，由2个DSP芯片、2个射频收发信机和4根天线共同组成LTE通信链路，新的LTE通信链路的处理能力和带宽为所有单元能力之和，此时即为通道同步聚合模式。新构成的LTE通信链路最大可以为4天线4T4R40MHz带宽的LTE通信链路，从而提高了新的LTE通信链路的数据吞吐能力。表1为2通道和4通道的数据吞吐率对比表。

表1

由表1中可以看出，相同调制方式下，2通道，带宽各为20MHz，保护间隔（GuardInterval，GI）为400ns时的数据吞吐率为144.4Mbps；4通道，带宽各为40MHz，保护间隔（Guard Interval，GI）为400ns时的数据吞吐率为600Mbps。也就是说，若不采用通道同步聚合模式，多模无线终端各模块中独立的单元组成的2个独立的无线通信链路仅能达到144.4Mbps*2=288.8Mbps的数据吞吐率，而在相同的配置下，若采用通道同步聚合模式，则多模无线终端可以提供600Mbps的数据吞吐率。

图7为本发明实施例提供的多模无线终端实施例五的结构示意图，如图7所示，本实施例的多模无线终端在图5的基础上，基带处理模块302由一个多核DSP芯片构成，通用中央处理单元301和可重构的基带处理模块302构成一个ASIC701，可重构的中射频模块303中的多个频率和带宽可变的射频收发信机共同构成一个RFIC。

具体地，由于通用中央处理单元301和可重构的基带处理模块302构成一个ASIC701，因此通用中央处理单元301和可重构的基带处理模块302可以通过直接内存存取（Direct Memory Access，DMA）方式交互数据，当可重构的基带处理模块302需要处理多个无线通信制式的物理层数据时，多个物理层数据之间的交互也可以通过DMA方式进行。由于通过DMA方式存取数据速度很快，因此通过DMA方式进行数据交互可以节约数据交互消耗的时间。可重构的中射频模块303中的多个射频收发信机共同构成一个RFIC，这样可重构的基带处理模块302和可重构的中射频模块303之间只需要一组接口，也可以节约系统资源。

进一步地，上述各实施例中，若可重构的基带处理模块302用于处理至少两个无线通信制式的物理层数据，则可重构的基带处理模块302还用于进行至少两个无线通信制式间物理层数据的交换。具体地，现有技术中，多个无线通信制式之间的数据交换都需要在上层协议层中进行，例如应用层或网络层等，但这样数据需要进行协议转换后再进行交换，数据交换过程存在一定的延迟并且会消耗系统资源。本发明提供的多模无线终端中，可重构的基带处理模块302可以实现多个无线通信制式间物理层数据的交换，这样就节省了数据进行协议转换所需的时间，并且节约了协议转换所需使用的系统资源。例如，多模无线终端为Relay节点，同时工作在LTE网络和WiFi网络中，该多模无线终端可以接收LTE的信号，将接收到的LTE信号转换为物理层数据后，通过物理层数据交换将LTE物理层数据交换到WiFi链路中，从而使WiFi网络中的用户使用LTE网络进行数据上传或下载业务，这样可以降低将数据进行上层协议转换后再进行无线网络制式转换而消耗的时间和系统资源。

进一步地，上述各实施例中，可重构的基带处理模块302包括至少一个DSP芯片。具体地，DSP芯片具有高运算速度、低价格、小尺寸等优点，因此使用多个DSP芯片组成的可重构的基带处理模块302同样具有高运算速度、低价格、小尺寸等优点。可重构的基带处理模块302中可以包括单核DSP芯片，也可以包括多核DSP芯片，但可重构的基带处理模块302中包括的至少一个DSP芯片需要为相同型号的DSP芯片，以便于进行多个无线通信制式的基带处理部分的重构。

进一步地，上述各实施例中，可重构的中射频模块303包括至少一个频率和带宽可调的射频收发信机或射频集成电路RFIC。

进一步地，上述各实施例中，时钟同步单元501具体用于同步至少一个DSP芯片和至少一个频率和带宽可调的射频收发信机或RFIC之间的参考时钟信息。具体地，若可重构的基带处理模块302由多个DSP芯片构成，可重构的中射频模块303由多个频率和带宽可调的射频收发信机或RFIC构成，则时钟同步单元501位于任一个DSP芯片中，其它各DSP芯片和射频收发信机或RFIC均需要通过该时钟同步单元501同步参考时钟信息，这样才能保证整个多模无线终端的参考时钟同步。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种多模无线终端，其特征在于，包括：通用中央处理单元、可重构的基带处理模块、可重构的中射频模块和可重构的天线模块；

所述通用中央处理单元，用于确定至少一个无线通信制式的配置信息，处理所述至少一个无线通信制式除物理层以外各协议层的数据，所述至少一个无线通信制式的配置信息包括所述至少一个无线通信制式各协议层的配置信息、与所述至少一个无线通信制式对应的射频通道的配置信息、与所述至少一个射频通道对应的天线组合的配置信息；若所述多模无线终端当前所处的环境下存在多个无线通信制式，则所述通用中央处理单元分别确定每一无线通信制式的配置信息；

所述可重构的基带处理模块，用于根据所述通用中央处理单元确定的所述至少一个无线通信制式物理层的配置信息重构所述至少一个无线通信制式物理层数据的处理能力，处理所述至少一个无线通信制式的物理层数据，将所述通用中央处理单元发送的上行数据处理为上行物理层数据并发送至所述可重构的中射频模块，将所述可重构的中射频模块发送的下行物理层数据处理为下行数据并发送至所述通用中央处理单元；若所述通用中央处理单元确定所述多模无线终端工作在多个无线通信制式中，则所述可重构的基带处理模块根据所述通用中央处理单元确定的各无线通信制式物理层的配置信息，为各无线通信制式分别分配不同的处理能力；

所述可重构的中射频模块，用于根据所述通用中央处理单元确定的与所述至少一个无线通信制式对应的射频通道的配置信息重构与所述至少一个无线通信制式对应的射频通道的中心频率和带宽，提供与所述至少一个无线通信制式对应的射频通道，将所述可重构的基带处理模块发送的上行物理层数据转换为上行射频信号并发送至所述可重构的天线模块，将所述可重构的天线模块发送的下行射频信号转换为下行物理层数据并发送至所述可重构的基带处理模块；若所述多模无线终端工作在多个无线通信制式中，则所述可重构的中射频模块将射频通道按照每一无线通信制式的需要分配至每一无线通信制式，并根据每一无线通信制式所需的工作频率和带宽将射频通道配置为与每一无线通信制式对应地射频通道；

所述可重构的天线模块，用于根据所述通用中央处理单元确定的与所述至少一个射频通道对应的天线组合的配置信息重构与所述至少一个射频通道对应的天线组合，发射所述可重构的基带处理模块转换后的上行射频信号，将接收到的所述下行射频信号发送给所述可重构的中射频模块；若所述多模无线终端工作在多个无线通信制式中，所述可重构的天线模块根据与每个无线通信制式对应的射频通道所需的天线数量，将多个天线单元重构为与每个射频通道对应的天线组合；

所述可重构的基带处理模块用于处理至少两个无线通信制式的物理层数据，则所述可重构的基带处理模块还用于进行至少两个无线通信制式间物理层数据的交换。

2.根据权利要求1所述的多模无线终端，其特征在于，还包括：

可编程的用户卡，用于对所述至少一个无线通信制式进行用户识别处理。

3.根据权利要求1所述的多模无线终端，其特征在于，所述可重构的基带处理模块包括参考时钟同步单元，所述参考时钟同步单元用于同步所述可重构的基带处理模块和所述可重构的中射频模块之间的参考时钟信息。

4.根据权利要求3所述的多模无线终端，其特征在于，所述可重构的基带处理模块包括至少一个数字信号处理DSP芯片。

5.根据权利要求4所述的多模无线终端，其特征在于，所述可重构的中射频模块包括至少一个频率和带宽可调的射频收发信机或射频集成电路RFIC。

6.根据权利要求5所述的多模无线终端，其特征在于，所述参考时钟同步单元具体用于同步所述至少一个DSP芯片和所述至少一个频率和带宽可调的射频收发信机或RFIC之间的参考时钟信息。

7.根据权利要求6所述的多模无线终端，其特征在于，所述参考时钟同步单元位于所述可重构的基带处理模块中的任一DSP芯片中。

8.根据权利要求1～3任一项所述的多模无线终端，其特征在于，所述通用中央处理单元和所述可重构的基带处理模块封装为一个专用集成电路ASIC。