CN105490714B - 终端、终端的多载波发送及接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种终端、终端的多载波发送及接收方法，其中，上述终端包括：多频带天线，设置有多个天线结构，用于通过天线结构发送或接收多载波中与天线结构对应的载波，其中，不同的天线结构对应不同的频段；基带芯片，用于输出基带信号，并根据多载波中每个载波的频段配置与每个载波的频段对应的天线结构；射频模块，用于将基带信号调制到多载波上，并将多载波发送至多频带天线，或者，将多频带天线接收的载波发送至基带芯片。采用本发明提供的上述方案，在实现终端多频带需求的同时，也兼顾了天线的可用空间，并且，由于省去了多工器，也减少了无线链路的路径损耗。

Description

终端、终端的多载波发送及接收方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种终端、终端的多载波发送及接收方法。

背景技术

随着无线通信技术的进步和智能终端发展，丰富的多媒体内容已可以递送给行进中的用户，移动终端对吞吐量的需求也在日益增加。为向移动用户提供更高的数据速率，第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称3GPP)在高级长期演进系统(Long-Term Evolution Advance，简称为LTE-Advance)系统中，提出了载波聚合(Carrier Aggregation，简称为CA)技术。载波聚合技术可为具有相应能力的用户设备提供更大宽带，提高UE的峰值速率。

但载波聚合在扩宽带宽、提高频谱利用率的同时，也带来了无线链路路径损耗增大和各载波间干扰的问题。无线链路路径损耗的增大主要来源为目前支持载波聚合技术的终端在射频链路上增加的多工器(Diplexer)；而对多载波聚合时频段间干扰的抑制则受到目前天线技术的影响——为满足消费者对于小型无线设备的需求，移动终端天线的可用空间越来越小，因此，无法兼顾多频带和天线可用空间的要求。

发明内容

本发明提供了一种终端、终端的多载波发送及接收方法，以至少解决相关技术中无法同时满足终端的多频带需求和终端天线的可用空间要求等技术问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种终端，包括：多频带天线，设置有多个天线结构，用于通过所述天线结构发送或接收多载波中与所述天线结构对应的载波，其中，不同的所述天线结构对应不同的频段；基带芯片，用于输出基带信号，并根据所述多载波中每个载波的频段配置与所述每个载波的频段对应的天线结构；射频模块，用于将所述基带信号调制到所述多载波上，并将所述多载波发送至所述多频带天线，或者，将所述多频带天线接收的载波发送至所述基带芯片。

优选地，上述终端还包括：调谐模块，设置于所述射频模块和所述多频带天线之间，用于对所述多载波进行频率调谐。

优选地，所述调谐模块为一个。

优选地，上述终端还包括：天线开关，设置有多个端口，每个所述端口仅允许与所述端口对应的载波输入；所述天线开关一端与所述射频模块连接，另一端与所述调谐模块连接。

优选地，所述多频带天线为一个。

优选地，所述天线结构包括：多个馈电点和/或短路点，与载波对应的匹配网络电路以及辐射体走线。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种终端的多载波发送方法，包括：获取终端待发送的多载波中各个载波的频段；对于每个载波，从多个天线结构中选择与所述频段对应的天线结构，其中，所述多个天线结构设置于所述终端的多频带天线中；在选择的所述天线结构上发送与所述天线结构对应频段的载波。

优选地，在选择的所述天线结构上发送与所述天线结构对应频段的载波之前，还包括：对所述多载波中的各个载波进行发送频率的调谐处理。

根据本发明的再一个实施例，提供了一种终端的多载波接收方法，包括：接收来自网络侧的多载波；对于所述多载波中的每个载波，选择与所述每个载波的频段对应的天线结构将所述每个载波发送终端中的基带芯片进行处理，其中，所述天线结构设置于所述终端的多频带天线中。

优选地，将所述每个载波发送终端中的基带芯片进行处理之前，还包括：对所述多载波中的各个载波进行接收频率的调谐处理。

通过本发明，利用多频带天线中与频段对应的天线结构实现对多载波的发送或接收，解决了相关技术中无法同时满足终端的多频带需求和终端天线的可用空间要求等技术问题，从而在实现终端多频带需求的同时，也兼顾了天线的可用空间，并且，由于省去了多工器，也减少了无线链路的路径损耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1a是根据本发明实施例的终端的结构框图；

图1b是根据本发明优选实施例的终端的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的终端的多载波发送方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的终端的多载波接收方法的流程图；

图4是根据本发明优选实施例的支持载波聚合的终端的结构示意图；

图5是根据本发明优选实施例的终端的多载波发送或接收方法的流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。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组合。

图1a是根据本发明实施例的终端的结构框图。如图1a所示，该终端包括：

多频带天线10，设置有多个天线结构，用于通过上述天线结构发送或接收多载波中与上述天线结构对应的载波，其中，不同的上述天线结构对应不同的频段；

基带芯片20，用于输出基带信号，并根据上述多载波中每个载波的频段配置与上述每个载波的频段对应的天线结构；

射频模块30，用于将上述基带信号调制到上述多载波上，并将上述多载波发送至上述多频带天线，或者，将上述多频带天线接收的载波发送至上述基带芯片。

采用包括上述各个模块的终端，由于利用多频带天线中与频段对应的天线结构实现对多载波的发送或接收，因此，可以解决无法同时满足终端的多频带需求和终端天线的可用空间要求等技术问题，从而在实现终端多频带需求的同时，也兼顾了天线的可用空间，并且，由于省去了多工器，也减少了无线链路的路径损耗。

在一个优选实施过程中，如图4所示，射频模块可以包括以下硬件处理模块，但不限于此：

射频芯片模组，用于通过多个分量载波向基站发射，以及从基站接收无线信号；即主要完成对发射数字基带信号的调制，使其满足发射所需求的射频指标以便于在空间传输；同时对空间接收的射频信号进行解调，使之变换成数字基带信号由基带芯片模块来完成相关数据操作。

射频前端器件，主要包括滤波器、功率放大器和双工器等，完成对发射信号的放大、滤波，并经过天线开关后由天线发射出去；完成对天线接收到的信号的滤波，然后进入射频芯片模块进行解调。

在本实施例的一个优选实施例中，如图1b所示，终端还可以包括：调谐模块40(又称为天线调谐模块)，设置于射频模块30和上述多频带天线10之间，用于对上述多载波进行频率调谐。

在一个优选实施例中，调谐模块40的数量为一个，这样可以有效保证终端天线的可用空间。

为了实现多频带的支持，在本实施例中，如图1b所示，终端还包括：天线开关50，设置有多个端口，每个上述端口仅允许与上述端口对应的载波输入；上述天线开关50一端与上述射频模块连接，另一端与上述调谐模块连接。

为进一步保证终端内部的可用空间，上述多频带天线10数量也可以设置为一个。

在本实施例的一个优选实施例中，上述天线结构可以包括但不限于:多个馈电点和/或短路点，与载波对应的匹配网络电路以及辐射体走线。

本发明实施例还提供一种终端的多载波发送方法，如图2所示，该方法包括：

步骤S202，获取终端待发送的多载波中各个载波的频段；

步骤S204，对于每个载波，从多个天线结构中选择与上述频段对应的天线结构，其中，上述多个天线结构设置于上述终端的多频带天线中；

步骤S206，在选择的上述天线结构上发送与上述天线结构对应频段的载波。

在选择的上述天线结构上发送与上述天线结构对应频段的载波之前，还可以对上述多载波中的各个载波进行发生频率的调谐处理。

本发明实施例还提供一种终端的多载波接收方法，如图3所示，该方法包括：

步骤S302，接收来自网络侧的多载波；

步骤S304，对于上述多载波中的每个载波，选择与上述每个载波的频段对应的天线结构将上述每个载波发送终端中的基带芯片进行处理，其中，上述天线结构设置于上述终端的多频带天线中。

在一个优选实施例中，将上述每个载波发送终端中的基带芯片进行处理之前，还需要对上述多载波中的各个载波进行接收频率的调谐处理。

为了更好地理解上述实施例，以下结合优选实施例详细说明。

本发明实施例提出了一种支持载波聚合的终端及实现方法，能够减小无线链路的路径损耗，以及通过优化天线性能降低载波聚合时可能引起的干扰，从而提高通信系统的质量。

以下实施例的设计思想在于，利用可调谐多频带天线的设计，通过在多频带天线中实现Diplexer的功能，减小无线链路的路径损耗，从而降低终端功耗；通过天线调谐模块调整一个或一个以上的天线参数以优化天线性能，从而降低载波聚合的干扰。

本实施例还提供一种终端，如图4所示，包括：基带芯片10，电源管理芯片60，射频芯片模组300，射频前端器件302，天线开关50、天线调谐模块40和多频带天线10等。

其中，基带芯片10用来合成即将发射的基带信号，或对从射频模块30接收到的基带信号进行解码；同时，也负责对整个终端进行控制和管理，包括定时控制、数字系统控制，人机接口的管理和控制以及射频器件控制等。

电源管理芯片60用于为基带芯片、射频芯片、射频前端器件，天线开关及天线调谐模块等提供供电。

射频芯片模组300，用于通过多个分量载波向基站发射，以及从基站接收无线信号；即主要完成对发射数字基带信号的调制，使其满足发射所需求的射频指标以便于在空间传输；同时对空间接收的射频信号进行解调，使之变换成数字基带信号由基带芯片模块来完成相关数据操作。

射频前端器件302，主要包括滤波器、功率放大器和双工器等，完成对发射信号的放大、滤波，并经过天线开关后由天线发射出去；完成对天线接收到的信号的滤波，然后进入射频芯片模块进行解调。

天线开关50和天线调谐模块40(即天线调节系统)，用以针对传输线结构、匹配网络、天线谐振元件、天线地以及天线馈电进行调节，即根据载波聚合的频段选择相应的匹配电路、馈电点和短路点等，亦即是选择了载波聚合的各频段各自相应的天线结构。

此处，天线调谐模块40有多个输入和多个输出端。以下以发射链路为例说明。在发射链路中，天线调谐模块的多个输入端分别对应天线开关的多载波输出，天线调谐模块的多个输出端分别对应多频带天线的多个馈电点和短路点。当需要进行多个载波聚合时(比如载波2、载波5和载波L的三载波聚合)，各载波发射信号从天线开关输出至天线调谐模块后，基带芯片控制天线调谐模块根据所需发射的各载波信号的频率，选择适合载波2、载波5和载波L的匹配电路、馈电点以及短路点等；然后各载波发射信号经由相应馈电点送至天线，辐射至自由空间，与基站系统进行无线通信。对于接收信号，反之亦然。

多频带天线10，除了包括根据实际需要设计的辐射体走线外，还包括多个天线馈电点、多个短路点及各自相应的匹配网络等。当从多个馈电点和馈源组成的调谐通路中选择导通至少一个导通路径时，谐振频率改变，因此天线的工作频带改变。除天线的基本尺寸之外，在天线设计中，每个馈电点到辐射体中的其它馈电点和可能短路点的距离，以及属于馈电点与开关之间的电抗电路匹配网络的值，及接地平面距辐射体的距离都是变量。通过使用多频带天线，使得该天线的功能类似于包含了支持不同频带的天线。

基于上述结构特征，终端的一个工作流程如下：

在发射链路上，射频芯片模组将基带芯片输出的基带信号调制到高频载波信号上，并输出较小功率的射频信号至射频前端器件进行滤波和放大，然后到达天线开关；经过天线开关时，在基带芯片的控制下，各载波信号分别经过载波1、载波2……载波L端口输出至天线调谐模块；此时基带芯片根据所需发射信号的频率控制天线调谐模块选择相应的匹配电路、馈电点和短路点等；然后发射信号经由馈电点送至天线，辐射至自由空间，与基站系统进行无线通信。

在接收链路上，天线将接收到的基站天线发射的下行信号，送至天线调谐模块，此时基带芯片同步获得接收到的各频段的信息；基带芯片根据接收到的各频段的频率，控制天线调谐模块选择相应的匹配电路、馈电点和短路点等，之后各频段信号经过各自合适的调谐通路进入天线开关，然后再送至双工器，通过接收链路到达射频收发芯片接收端，在射频芯片内部进行下变频，解调成为基带信号，并传送至基带芯片进行信息处理。

需要说明的是，天线在不同的工作要求下，可以选择一个短路点通过调谐组件来与地连接，也可以选择与地直接连接，也可以在两个及以上短路点与地之间都选择使用。即，根据天线工作的不同环境，确定合适位置的天线接入馈电点和合适位置及数量的短路点，

与相关技术相比，这里仍只需一根天线，而且不需要使用多工器。通过包含多馈电点和多短路点的多频带天线、天线调谐模块以及开关切换来支持所有频段，在省去了多工器的同时也不会增大天线的体积。在性能方面，现有使用宽频带天线的方案中，在当需要支持多个频段的载波聚合时，比如一个中频，一个低频，宽频天线存在当低频发射的带外抑制不好，谐波刚好落入中频带内时，天线就无法提供较好的抑制度。但是，当使用多频带天线去支持这两个频段时，中频部分可单独提高在中频带内的效率及带外的抑制度，低频部分也可同时提高在低频带内的效率以及带外抑制度，带内效率提高意味着天线性能的提升，而带外抑制度提高则意味着对其他频段干扰的降低，从而降低载波聚合的干扰，优化载波聚合时终端的性能。

图5是根据本发明的一个实施例的示意性步骤的工作流程图，如图5所示，具体实施方式为：当终端工作于载波聚合模式时，基带芯片首先确定要使用哪些频段进行载波聚合；然后根据载波聚合的各频段，配置天线开关、天线调谐模块以及选择相应的匹配电路、馈电点和短路点等，即选择各频段相应的天线结构；上述配置和选择完成后，即完成了对各频段相应的天线结构进行调谐，使得相应的天线结构工作在所期望的工作频段上；然后，使用各频段已调谐的天线结构进行发送/接收信号即可。

综上所述，本发明实施例实现了以下有益效果：

首先，由于使用多频带天线，从而可以将射频链路上的Diplexer省去，这样能够明显降低无线链路的路径损耗，提高终端的射频性能；其次，利用对多频带天线进行频率调谐，优化了天线性能，从而降低多载波聚合时的干扰，进而提高通信系统的质量

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种终端，其特征在于，包括：

多频带天线，设置有多个天线结构，用于通过所述天线结构发送或接收多载波中与所述天线结构对应的载波，其中，不同的所述天线结构对应不同的频段；

基带芯片，用于输出基带信号，并根据所述多载波中每个载波的频段配置与所述每个载波的频段对应的天线结构；

射频模块，用于将所述基带信号调制到所述多载波上，并将所述多载波发送至所述多频带天线，或者，将所述多频带天线接收的载波发送至所述基带芯片；

其中，所述天线结构包括：多个馈电点和/或短路点，与载波对应的匹配网络电路以及辐射体走线。

2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，还包括：

调谐模块，设置于所述射频模块和所述多频带天线之间，用于对所述多载波进行频率调谐。

3.根据权利要求2所述的终端，其特征在于，所述调谐模块为一个。

4.根据权利要求2所述的终端，其特征在于，还包括：天线开关，设置有多个端口，每个所述端口仅允许与所述端口对应的载波输入；所述天线开关一端与所述射频模块连接，另一端与所述调谐模块连接。

5.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述多频带天线为一个。

6.一种终端的多载波发送方法，其特征在于，包括：

获取终端待发送的多载波中各个载波的频段；

对于每个载波，从多个天线结构中选择与所述频段对应的天线结构，其中，所述多个天线结构设置于所述终端的多频带天线中；

在选择的所述天线结构上发送与所述天线结构对应频段的载波。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在选择的所述天线结构上发送与所述天线结构对应频段的载波之前，还包括：

对所述多载波中的各个载波进行发送频率的调谐处理。

8.一种终端的多载波接收方法，其特征在于，包括：

接收来自网络侧的多载波；

对于所述多载波中的每个载波，选择与所述每个载波的频段对应的天线结构将所述每个载波发送终端中的基带芯片进行处理，其中，所述天线结构设置于所述终端的多频带天线中；

其中，所述天线结构包括：多个馈电点和/或短路点，与载波对应的匹配网络电路以及辐射体走线。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述每个载波发送终端中的基带芯片进行处理之前，还包括：

对所述多载波中的各个载波进行接收频率的调谐处理。