專利名稱：Td-lte/td-scdma射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種射頻前端收發(fā)器。特別是涉及一種設計成本低和性能優(yōu)化的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)。
背景技術：
隨著智能手機和平板電腦的發(fā)展，移動數(shù)據(jù)的業(yè)務量大幅增長。LTE(Long TermEvolution)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，與基礎設施的實施到位相比，收發(fā)機技術必須以同樣或更快的速度發(fā)展。由于預期到的數(shù)據(jù)使用量的爆炸性增長，這促使運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。這是一個收發(fā)器設計的挑戰(zhàn)。第三代合作伙伴項目 (3GPP)已經(jīng)用統(tǒng)一 FDD和TDD技術的方法來回應這個挑戰(zhàn)。目前，無線通信頻譜(高達
3.8GHz)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)機設計的角度來講，存在的挑戰(zhàn)是I、多頻段如此眾多的LTE頻帶，必須要求多波段收發(fā)器。2、多模式在傳統(tǒng)的經(jīng)營網(wǎng)絡(WCDMA，EVD0的TD-SCDMA，CDMA和GSM)的漫游要求多模式收發(fā)器。3、雙技術雙技術收發(fā)器需要同時支持TDD和FDD技術。O. 7至2. 7GHz頻段的收發(fā)器需要同時處理FDD和TDD技術，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)器處理器之間運算負荷來解決。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)調整能力和加快了響應時間。除了多模式，多頻段的要求外，今天的多功能射頻收發(fā)器還需要以下特色·低功耗 小尺寸 標準化的基帶接口 靈活的射頻接口·載波聚合能力 與3GPP標準兼容中國移動已經(jīng)開始在手機上支持四頻段的GMSK/GPRS/EDGE (GGE)，TD-SCDMA，和TD-LTE標準，預期在2012年開始大規(guī)模使用。為了有競爭力的面對這個正在開發(fā)的市場，一些技術方面的問題必須解決。在考慮這個市場上競爭的最佳策略時，必須權衡頻段分配，同步的語音和數(shù)據(jù)傳輸，BOM成本，性能指標。雖然智能手機是進入中國4G LTE市場的一開始的主要目標，硬件和軟件開發(fā)計劃也要考慮其他的細分市場?？紤]因素還包括像歐洲和北美這樣的成熟市場，區(qū)域共享的也以TD-LTE為焦點的區(qū)域性的新興市場如印度，還有像加密狗，數(shù)據(jù)卡這樣的不需要語音服務的其他的硬件產(chǎn)品。這些額外的因素會影響的硬件和軟件的設計，必須與針對中國移動的設計目標權衡考量。必須避免以高端世界級電話平臺為目標的極端狀況，比如像能應用于所有地區(qū)的高通，富士通和ST愛立信的芯片組。可以有效地解決任何和所有地區(qū)的芯片組。這些芯片作為中端產(chǎn)品不符合成本效益。初步的市場調研和技術討論的結論是優(yōu)化的區(qū)域性的手機，具有成本低，高性能，低電流。如包絡跟蹤DCDC轉換器，天線調諧/駐波補償電路和閉環(huán)功率控制等特色，將差異化 所設計的產(chǎn)品及解決方案。如富士通Fu jitsu MB86LXXX系列芯片系統(tǒng)，八路發(fā)射器輸出來驅動片外功率放大器，九路主要輸入和五路次要輸入支持GSM (GSM850, EGSM900, DCS 1800, PCS1900)，WCDMA(頻段 I, II，III，IV, V, VI，VIII，IX，X，和 XI)，LTE (FDD 頻段 1,3,4,6,7,8,9，10，11，13，17 和 TDD 頻段 38 或 40)。雖然上述解決方法聲稱與世界范圍的工業(yè)標準兼容，手機持有者可以在世界范圍內(nèi)漫游，但是在世界標準還沒有完全確定的情況下，如此設計的主要問題是成本太高，不適用于中底檔的手機、平板電腦和數(shù)據(jù)卡中。成本高的主要原因有二，首先由于射頻輸入輸出較多(27個)，導致芯片封裝較大(6. 5mmx9. 0_xl. 0_)，而且設計受制于接口數(shù)量。其次因為眾多的射頻前端放大器導致芯片面積較大，價格沒有競爭優(yōu)勢。由于2G第二代手機市場已經(jīng)非常成熟，從硬件和軟件的重復利用，以及產(chǎn)品上市時間的角度考慮，手機的系統(tǒng)方案是在原來的2G語音方案的基礎上增加LTE/3G的寬帶數(shù)據(jù)功能，所以手機解決方案通常包括6個功能模塊LTE/3G射頻前端收發(fā)器，2G射頻前端收發(fā)器，基帶處理器(Baseband),應用處理器(Application Processor),存儲器(Memory),電源管理模塊(Power Management Unit)。當前TD-SCDMA功耗和性能等技術問題不能大規(guī)模上市和推廣，就是因為設計不夠專一和細化，片面追求多標準而犧牲芯片性能。為了覆蓋TD-LTE和TD-SCDMA所有頻段，傳統(tǒng)的實現(xiàn)方法如圖I所示，接收機前端必須使用聲表面濾波器(SAW filter)來減小頻段之間的互相干擾，34波段，38波段，39波段和40波段，四個波段需要四個聲表面濾波器，LTE接收機要求多樣化(diversity)來提高數(shù)據(jù)率和靈敏度，所以另外三個聲表面濾波器給三個LTE波段38波段，39波段和40波段。所以接收機需要一共7個輸入端，7個聲表面濾波器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種設計成本和性能優(yōu)化，能夠集中注意頻譜相對集中的TDD頻段，從1850MHz到2660MHz，同時支持TD-SCDMA (3G)和LTE-TDD (4G)的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)。本發(fā)明所采用的技術方案是一種TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，包括基帶處理器和射頻前端電路，所述的射頻前端電路的一側輸出連接所述的基帶處理器，另一側的輸出分別通過第一功率放大器和第二功率放大器連接單刀4擲開關的信號輸入端，所述的射頻前端電路一側的輸入端分別連接單刀4擲開關的信號輸出端，以及連接第二天線，另一側的輸入連接基帶處理器，所述的單刀4擲開關還連接第一天線。所述的射頻前端電路包括有接收機、發(fā)射機以及分別連接接收機和發(fā)射機的頻率合成器，其中，所述的接收機的信號輸入端分別連接單刀4擲開關的信號輸出端、第二天線和頻率合成器的輸出端，所述的接收機的信號輸出端連接基帶處理器；所述的發(fā)射機的信號輸入端分別連接基帶處理器和頻率合成器，所述的發(fā)射機的信號輸出端分別通過第一功率放大器和第二功率放大器連接單刀4擲開關的信號輸入端。所述的頻率合成器包括有依次相串連的數(shù)控晶振、鑒相器/電壓泵、低通濾波器、壓控振蕩器和除法器，所述的鑒相器/電壓泵和除法器之間連接有第一多模數(shù)分頻器，所述的多模數(shù)分頻器還連接調制器，所述的壓控振蕩器還連接自動頻率控制器，所述的除法器的輸出分別通過接收本振產(chǎn)生器連接接收機、通過發(fā)射本振產(chǎn)生器連接發(fā)射機以及通過第二多模數(shù)分頻器連接接收機。所述的接收機是由兩路分別對應連接單刀4擲開關的信號輸出端和第二天線的兩個結構完全相同的電路構成，所述的一個電路包括有可變增益低噪聲放大器，分別連接在可變增益低噪聲放大器輸出端的跟蹤濾波器和混頻器，所述混頻器的輸入端還連接頻率合成器中的接收本振產(chǎn)生器，輸出端連接可變增益中頻放大及低通濾波器，所述可變增益中頻放大及低通濾波器的輸入端還分別通過第一數(shù)模轉換器和第二數(shù)模轉換器連接頻率合成器中的第二多模數(shù)分頻器，所述可變增益中頻放大及低通濾波器的輸出端分別通過第一數(shù)模轉換器和第二數(shù)模轉換器連接基帶處理器，其中，所述的兩個結構完全相同的電路中的可變增益低噪聲放大器的輸出共同通過一個功率探測器連接基帶處理器。所述的發(fā)射機包括有第一射頻數(shù)模轉換器、第二射頻數(shù)模轉換器、第三射頻數(shù)模轉換器和第四射頻數(shù)模轉換器，所述的第一射頻數(shù)模轉換器、第二射頻數(shù)模轉換器、第三射頻數(shù)模轉換器和第四射頻數(shù)模轉換器的輸入端分別連接基帶處理器和頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器，所述的第一射頻數(shù)模轉換器和第二射頻數(shù)模轉換器通過第一變壓器至輸出端連接第二功率放大器，所述的第三射頻數(shù)模轉換器和第四射頻數(shù)模轉換器通過第二變壓器至輸出端連接第一功率放大器，所述的第一變壓器的波段頻率為1880 2025MHz，所述的第二變壓器的波段頻率為2300 2620MHz。所述的射頻前端電路當用于片內(nèi)射頻濾波器的校正時，只激活接收機中結構完全相同的電路中的一路以及與該路電路相連接的頻率合成器，頻率合成器產(chǎn)生的本振信號頻 率范圍為1880-2620MHZ，壓控振蕩器的振蕩頻率為3760_5240MHz。所述的射頻前端電路當用于實現(xiàn)TD-SCDMAMA模式34波段和39波段時，激活接收機中結構完全相同的電路中的一路和與該路電路相連接的頻率合成器，以及與頻率合成器相連的發(fā)射機中的第一射頻數(shù)模轉換器、第二射頻數(shù)模轉換器和第一變壓器，頻率合成器產(chǎn)生的本振信號頻率范圍、接收機接收頻率范圍和發(fā)射機發(fā)射頻率范圍均為1900-2025MHZ，壓控振蕩器的振蕩頻率為3800_4050ΜΗζ。所述的射頻前端電路當用于實現(xiàn)TD-SCDMAMA模式40波段時，激活接收機中結構完全相同的電路中的一路和與該路電路相連接的頻率合成器，以及與頻率合成器相連的發(fā)射機中的第三射頻數(shù)模轉換器和第四射頻數(shù)模轉換器和第二變壓器，頻率合成器產(chǎn)生的本振信號頻率范圍、接收機接收頻率范圍和發(fā)射機發(fā)射頻率范圍均為2300-2400MHZ，壓控振蕩器的振蕩頻率為4600-4800MHZ。所述的射頻前端電路當用于實現(xiàn)TD-LTE模式38波段時，激活接收機、與接收機相連的頻率合成器，以及頻率合成器相連的發(fā)射機中第三射頻數(shù)模轉換器和第四射頻數(shù)模轉換器和第二變壓器，頻率合成器產(chǎn)生的本振信號頻率范圍、接收機接收頻率范圍和發(fā)射機發(fā)射頻率范圍均為2570-2620MHZ，壓控振蕩器的振蕩頻率為5140_5240ΜΗζ。所述的射頻前端電路當用于實現(xiàn)TD-LTE模式39波段時，激活接收機、與接收機相連的頻率合成器，以及頻率合成器相連的發(fā)射機中第一射頻數(shù)模轉換器、第二射頻數(shù)模轉換器和第一變壓器，頻率合成器產(chǎn)生的本振信號頻率范圍、接收機接收頻率范圍和發(fā)射機發(fā)射頻率范圍均為1880-1900ΜΗΖ，壓控振蕩器的振蕩頻率為3760_3800ΜΗζ。本發(fā)明的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，具有如下特點I、要求片外器件少，降低系統(tǒng)方案成本；2、芯片管腳少，減小系統(tǒng)復雜度，降低成本3、個性化，專一 TD設計，優(yōu)化了性能，單一頻率合成器方案，減少成本而減少復雜 度；4、接收機前端現(xiàn)場校正，提高了性能；5、系統(tǒng)方案與現(xiàn)有2G系統(tǒng)兼容，縮短上市時間。設計成本和性能優(yōu)化的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端系統(tǒng)架構，集中注意頻譜相對集中的 TDD 頻段，從 1850MHz 到 2660MHz,同時支持 TD-SCDMA (3G)和 LTE-TDD (4G)。


圖I是現(xiàn)有技術的射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)框；圖2是本發(fā)明的射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)框；圖3是TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端的實現(xiàn)系統(tǒng)框圖；圖4是片內(nèi)射頻濾波器校正框圖；圖5是TD-SCDMA模式34和39波段的實現(xiàn)系統(tǒng)框圖；圖6是TD-SCDMA模式40波段的實現(xiàn)系統(tǒng)框圖圖7是TD-LTE模式38波段的實現(xiàn)系統(tǒng)框圖；圖8是TD-LTE模式39波段的實現(xiàn)系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式下面結合實施例和附圖對本發(fā)明的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)做出詳細說明。本發(fā)明采用單輸入雙輸出單一頻率合成器TD-LTE/TD-SCDMA的技術方案，如圖2所示，本發(fā)明的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，包括基帶處理器2和射頻前端電路1，所述的射頻前端電路I的一側輸出連接所述的基帶處理器2，另一側的輸出分別通過第一功率放大器3和第二功率放大器4連接單刀4擲開關5的信號輸入端，所述的射頻前端電路I一側的輸入端分別連接單刀4擲開關5的信號輸出端，以及連接第二天線7，另一側的輸入連接基帶處理器2，所述的單刀4擲開關5還連接第一天線6。圖2中所示的B34，B39PA,為第一功率放大器3，是34，49波段功率放大器，型號為SKY77712，廠家為 Skyworks ；所示的B38，B40PA，為第二功率放大器4，是38，40波段功率放大器，型號為SKY77441,廠家為 Skyworks ；所不的SP4T 為高功率單刀 4 擲開關 5, High-Power Single Pole FourThrow (SP4T)，型號為 SKY14151-350LF 廠家為 Skyworks，所示的BBIC, LTE 基帶芯片為基帶處理器 2，TD-LTE/TD-SCDMA/GSM BasebandModem,廠家為 Spreadtrum,型號為 SC9610,如圖3所示，所述的射頻前端電路I包括有接收機11、發(fā)射機12以及分別連接接收機11和發(fā)射機12的頻率合成器13，其中，所述的接收機11的信號輸入端分別連接單刀4擲開關5的信號輸出端、第二天線7和頻率合成器13的輸出端，所述的接收機11的信號輸出端連接基帶處理器2 ;所述的發(fā)射機12的信號輸入端分別連接基帶處理器2和頻率合成器13，所述的發(fā)射機12的信號輸出端分別通過第一功率放大器3和第二功率放大器4連接單刀4擲開關5的信號輸入端。所述的頻率合成器13包括有依次相串連的數(shù)控晶振131、鑒相器/電壓泵133、低通濾波器135、壓控振蕩器138和除法器139，所述的鑒相器/電壓泵133和除法器139之 間連接有第一多模數(shù)分頻器136，所述的多模數(shù)分頻器136還連接調制器134，所述的壓控振蕩器138還連接自動頻率控制器137，所述的除法器139的輸出分別通過接收本振產(chǎn)生器414連接接收機11、通過發(fā)射本振產(chǎn)生器140連接發(fā)射機12以及通過第二多模數(shù)分頻器132連接接收機11。所述的接收機11是由兩路分別對應連接單刀4擲開關5的信號輸出端和第二天線7的兩個結構完全相同的電路構成，所述的一個電路包括有可變增益低噪聲放大器111/112，分別連接在可變增益低噪聲放大器111/112輸出端的跟蹤濾波器113/114和混頻器116/117，所述混頻器116/117的輸入端還連接頻率合成器13中的接收本振產(chǎn)生器414，輸出端連接可變增益中頻放大及低通濾波器118/119，所述可變增益中頻放大及低通濾波器118/119的輸入端還分別通過第一數(shù)模轉換器1110/1112和第二數(shù)模轉換器1111/1113連接頻率合成器13中的第二多模數(shù)分頻器132，所述可變增益中頻放大及低通濾波器118/119的輸出端分別通過第一數(shù)模轉換器1110/1112和第二數(shù)模轉換器1111/1113連接基帶處理器2，其中，所述的兩個結構完全相同的電路中的可變增益低噪聲放大器111、112的輸出共同通過一個功率探測器115連接基帶處理器2。所述的發(fā)射機12包括有第一射頻數(shù)模轉換器121、第二射頻數(shù)模轉換器122、第三射頻數(shù)模轉換器123和第四射頻數(shù)模轉換器124，所述的第一射頻數(shù)模轉換器121、第二射頻數(shù)模轉換器122、第三射頻數(shù)模轉換器123和第四射頻數(shù)模轉換器124的輸入端分別連接基帶處理器2和頻率合成器13中的發(fā)射本振產(chǎn)生器140，所述的第一射頻數(shù)模轉換器121和第二射頻數(shù)模轉換器122通過第一變壓器125至輸出端連接第二功率放大器4，所述的第三射頻數(shù)模轉換器123和第四射頻數(shù)模轉換器124通過第二變壓器126至輸出端連接第一功率放大器3，所述的第一變壓器125的波段頻率為1880 2025MHz，所述的第二變壓器126的波段頻率為2300 2620MHz。接收機(Receiver)包括兩路，兩路結構完全相同，上面接收機標有多樣化(Divercity)標識，是專門為實現(xiàn)LTE的標準要求，利用多樣化、多信道來提高數(shù)據(jù)率和靈敏度。接收機部分第一模塊為低噪聲放大器(Low Noise Amplifier, LNA),在保證本身低噪聲的同時，通過其增益一致后端模塊的噪聲。其后的可變增益模塊(Varibl GainAmplifier, VGA)，用于控制低噪聲放大器的增益，來滿足接收機動態(tài)范圍的要求，也就是根據(jù)使接收機可以根據(jù)輸入信號的大小來調節(jié)其增益的大小。跟蹤濾波器(TrackingFilter)根據(jù)接收頻道信息，調整濾波器中心頻率，濾除帶外干擾，保護之后的混頻器工作在它的線性度范圍。功率探測器感知濾波后的信號功率大小，為基帶處理器提供信號功率信息來設置接收機?；祛l器把本振發(fā)生器的頻率信號與接收頻率混頻，把接收到的頻率信號轉化為低頻信號，中頻可編程增益放大器(Programmable Gain Amplifier, PGA),進一步把小信號放大到模數(shù)轉換器可處理的幅度，同時控制增益來適應不同的輸入信號幅度。低通濾波器(Low Pass Filter, LPF)進一步在中頻濾除帶外干擾信號,確保信號處于數(shù)模轉換器(Analog to Digital Converter, ADC)可處理的信號動態(tài)范圍內(nèi)。數(shù)模轉換器把模擬信號轉換為數(shù)字信號，以供數(shù)字基帶處理器(Baseband，BB)處理。數(shù)字控制晶振(DigitalControled Controlled Crystal OscilatorOscillator, DCXO)利用較為精確片外晶振，與片內(nèi)振蕩電路結合產(chǎn)生精確的26MHz頻率信號作為頻率合成器的參考源，壓控振蕩器(Voltage Controled Ocsilator，VCO)產(chǎn)生的頻率信號經(jīng)過模擬除發(fā)器除2后由多模式除發(fā)器(Multi-Modulas Divider1MMD)后的26MHz頻率信號，通過鑒相器(Phase Frequency Detector, PFD)與數(shù)控晶振產(chǎn)生的參考源比較，它們的頻率和相位的不同之處通過電壓泵(Charge Pump, CP)轉化為電壓,來反饋調整壓控振蕩器的電壓，從而輸出穩(wěn)定精確的頻率信號，為抑制數(shù)字多磨分頻器引入的雜擾，在電壓泵和壓控振蕩器之間加環(huán)路濾波器(Loop Filter, LP)。自動頻率控制(AutomaticFrequency Control, AFC),對壓控振蕩器在鎖定之前的頻率進行粗調。Delta-Sigma調制器(Delat-Sigma Modulator, DSM)通過調整多模分頻器的分頻倍數(shù)，引入調制信號。為GMSK的頻率合成器直接調制模式使用。發(fā)射機按照輸出頻率分為高波段(TX_HB)和低波段(TX_LB)，高波段覆蓋頻率波段從1880MHz到2025MHz，低波段覆蓋頻率波段從2300MHz到2620MHz，為取得最佳峰值相應，分別有相應的高波段變壓器和低波段變壓器。高波段的正交I輸出和Q輸出在高波段變壓器處相加，取消鏡像信號，由于是差分設計，本振泄漏也在此處取消。低波段的正交I輸出和Q輸出在低波段變壓器處相加，取消鏡像信號，由于是差分設計，本振泄漏也在此處取消。低波段的本振正交I和Q輸入信號頻率為1880MHz到2025MHz，高波段的本振正交I和Q輸入信號頻率為23000MHz到2620MHz.高波段和低波段部分分別接受由基帶處理器而來的正交輸入信號TXI和TXQ。RFDAC為射頻數(shù)模轉換器，后面有詳細描述。本發(fā)明的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，接收機使用片內(nèi)可校正，可重構的濾波器，這樣波段34，38，39和40，頻率信號從1880MHz到2620MHz共用同一個輸入端，經(jīng)由片內(nèi)Q增強型的濾波器根據(jù)接收頻段不同對信號進行選擇，這樣的系統(tǒng)方案減小了七個聲表面濾波器，從而減小了成本，芯片包裝減小了 6個接收機輸入端，從而減小了系統(tǒng)的復雜度和提高了系統(tǒng)的可行性。然而這樣的接收機需要面對高線性前端器件和片內(nèi)濾波的問題。本發(fā)明的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，工作于不同狀態(tài)的特點如下I、單端輸入的多頻段接收機的實現(xiàn)由于沒有前端的濾波器，可變增益低噪聲放大器111/112的前端跨導級(Gm)不僅能夠放大微弱信號，同時在面對功率高達OdBm的帶外干擾信號(Blocker)時，不能失真。 為此，本發(fā)明采取AB類和A類復合型跨導級，當帶外干擾信號來臨是，由AB類提供更多的電流來保證不失真，而由A類跨導級來保證小信號線性度和靈敏度?？勺冊鲆娴驮肼暦糯笃?11/112用來保證接收機的動態(tài)范圍。跟蹤濾波器113/114位于可變增益低噪聲放大器111/112的輸出端，由輸出電感，電容庫和負跨導三部分組成，1880 2620MHz目標頻段比較有利于較高Q值片內(nèi)電感的實現(xiàn)，頻率不是很高而且電感值不用太大以至于需要很大的芯片面積，電容庫用來調整目標頻段，負跨導可以把整體Q值提高到20以上。同時結合占空比25%本地振蕩器 信號被動混頻器和之后的中頻濾波，整體達到20dBc的20MHz帶外信號抑制能力，能夠達到系統(tǒng)指標要求。如圖4所示，所述的射頻前端電路1，當只用于片內(nèi)射頻濾波器的校正時，只激活接收機11中結構完全相同的電路中的一路以及與該路電路相連接的頻率合成器13。頻率合成器13產(chǎn)生的本振信號頻率范圍為1880-2620MHZ，壓控振蕩器138的振蕩頻率為3760-5240MHZ。圖4中涂實的模塊為在校正過程中激活的功能模塊，此時前端模塊通過增加負跨導值編程為振蕩器，振蕩器頻率與頻率合成器信號混頻后輸出基帶中頻信號，由基帶電路來檢測頻率，通過調整前端的電容庫來設定射頻濾波器，設定后通過減小負跨導使iu端器件尚開震蕩狀態(tài)，進入放大狀態(tài)。此時射頻濾波器Q值最聞。2、單一頻率合成器的實現(xiàn)因為TD-LTE 和 TD-SCDMA 都是時分雙工(time division duplex TDD)的系統(tǒng)，接收發(fā)射分時(不同時)進行，所以接收器和發(fā)射器可以使用同一頻率合成器，與雙頻率合成器系統(tǒng)相比減少系統(tǒng)復雜程度，同時由于減少芯片面積減少了成本。3、雙輸出發(fā)射器如圖2所示，由于發(fā)射機輸出頻譜純凈度，效率和線性度的要求，片外分為獨立高頻和低頻兩路，高頻的B38和B40，低頻的B34和39。同樣道理片內(nèi)的RFDAC和片內(nèi)變壓及單雙端轉換器也分為獨立高頻和低頻通路，以便單獨優(yōu)化。如圖5所示，所述的射頻前端電路I當用于實現(xiàn)TD-SCDMA模式34波段和39波段時，激活接收機11中結構完全相同的電路中的一路和與該路電路相連接的頻率合成器13，以及與頻率合成器13相連的發(fā)射機12中的第一射頻數(shù)模轉換器121、第二射頻數(shù)模轉換器122和第一變壓器125。頻率合成器13產(chǎn)生的本振信號頻率范圍、接收機11接收頻率范圍和發(fā)射機發(fā)射頻率范圍均為1900-2025MHZ。壓控振蕩器138的振蕩頻率為3800_4050ΜΗζ。如圖6所示，所述的射頻前端電路I當用于實現(xiàn)TD-SCDMA模式40波段時，激活接收機11中結構完全相同的電路中的一路和與該路電路相連接的頻率合成器13，以及與頻率合成器13相連的發(fā)射機12中的第三射頻數(shù)模轉換器123和第四射頻數(shù)模轉換器124和第二變壓器126。頻率合成器13產(chǎn)生的本振信號頻率范圍、接收機11接收頻率范圍和發(fā)射機發(fā)射頻率范圍均為2300-2400ΜΗΖ。壓控振蕩器138的振蕩頻率為4600_4800ΜΗζ。如圖7所示，所述的射頻前端電路I當用于實現(xiàn)TD-LTE模式38波段時，激活接收機11、與接收機11相連的頻率合成器13，以及頻率合成器13相連的發(fā)射機12中第三射頻數(shù)模轉換器123和第四射頻數(shù)模轉換器124和第二變壓器126。頻率合成器13產(chǎn)生的本振信號頻率范圍、接收機11接收頻率范圍和發(fā)射機發(fā)射頻率范圍均為2570-2620ΜΗΖ。壓控振蕩器138的振蕩頻率為5140-5240ΜΗΖ。如圖8所示，所述的射頻前端電路I當用于實現(xiàn)TD-LTE模式39波段時，激活接收機11、與接收機11相連的頻率合成器13，以及頻率合成器13相連的發(fā)射機12中第一射頻數(shù)模轉換器121、第二射頻數(shù)模轉換器122和第一變壓器125。頻率合成器13產(chǎn)生的本振信號頻率范圍、接收機11接收頻率范圍和發(fā)射機發(fā)射頻率范圍均為1 880-1900MHZ。壓控振蕩器138的振蕩頻率為3760-3800MHZ。
權利要求
1.一種TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，包括基帶處理器(2)和射頻前端電路(1)，其特征在于，所述的射頻前端電路(I)的一側輸出連接所述的基帶處理器(2)，另一側的輸出分別通過第一功率放大器(3)和第二功率放大器(4)連接單刀4擲開關(5)的信號輸入端，所述的射頻前端電路(I) 一側的輸入端分別連接單刀4擲開關(5)的信號輸出端，以及連接第二天線(7 )，另一側的輸入連接基帶處理器(2 )，所述的單刀4擲開關(5 )還連接第一天線(6)。
2.根據(jù)權利要求I所述的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，其特征在于，所述的射頻前端電路(I)包括有接收機(11 )、發(fā)射機(12 )以及分別連接接收機(11)和發(fā)射機(12 )的頻率合成器(13)，其中，所述的接收機(11)的信號輸入端分別連接單刀4擲開關(5)的信號輸出端、第二天線(7)和頻率合成器(13)的輸出端，所述的接收機(11)的信號輸出端連接基帶處理器(2);所述的發(fā)射機(12)的信號輸入端分別連接基帶處理器(2)和頻率合成器(13)，所述的發(fā)射機(12)的信號輸出端分別通過第一功率放大器(3)和第二功率放大器(4)連接單刀4擲開關(5)的信號輸入端。
3.根據(jù)權利要求2所述的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，其特征在于，所述的頻率合成器(13)包括有依次相串連的數(shù)控晶振(131)、鑒相器/電壓泵(133)、低通濾波器(135)、壓控振蕩器(138)和除法器(139)，所述的鑒相器/電壓泵(133)和除法器(139)之間連接有第一多模數(shù)分頻器(136)，所述的多模數(shù)分頻器(136)還連接調制器(134)，所述的壓控振蕩器(138)還連接自動頻率控制器(137)，所述的除法器(139)的輸出分別通過接收本振產(chǎn)生器(414)連接接收機(11)、通過發(fā)射本振產(chǎn)生器(140)連接發(fā)射機(12)以及通過第二多模數(shù)分頻器(132)連接接收機(11)。
4.根據(jù)權利要求2所述的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，其特征在于，所述的接收機(11)是由兩路分別對應連接單刀4擲開關(5)的信號輸出端和第二天線(7)的兩個結構完全相同的電路構成，所述的一個電路包括有可變增益低噪聲放大器(111/112)，分別連接在可變增益低噪聲放大器(111/112)輸出端的跟蹤濾波器(113/114)和混頻器(116/117)，所述混頻器(116/117)的輸入端還連接頻率合成器(13)中的接收本振產(chǎn)生器(414)，輸出端連接可變增益中頻放大及低通濾波器(118/119)，所述可變增益中頻放大及低通濾波器(118/119)的輸入端還分別通過第一數(shù)模轉換器(1110/1112)和第二數(shù)模轉換器(1111/1113)連接頻率合成器(13)中的第二多模數(shù)分頻器(132)，所述可變增益中頻放大及低通濾波器(118/119)的輸出端分別通過第一數(shù)模轉換器(1110/1112)和第二數(shù)模轉換器(1111/1113)連接基帶處理器(2)，其中，所述的兩個結構完全相同的電路中的可變增益低噪聲放大器(111、112)的輸出共同通過一個功率探測器(115)連接基帶處理器(2)。
5.根據(jù)權利要求2所述的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，其特征在于，所述的發(fā)射機(12)包括有第一射頻數(shù)模轉換器(121)、第二射頻數(shù)模轉換器(122)、第三射頻數(shù)模轉換器(123)和第四射頻數(shù)模轉換器(124)，所述的第一射頻數(shù)模轉換器(121)、第二射頻數(shù)模轉換器(122)、第三射頻數(shù)模轉換器(123)和第四射頻數(shù)模轉換器(124)的輸入端分別連接基帶處理器(2)和頻率合成器(13)中的發(fā)射本振產(chǎn)生器(140)，所述的第一射頻數(shù)模轉換器(121)和第二射頻數(shù)模轉換器(122)通過第一變壓器(125)至輸出端連接第二功率放大器(4)，所述的第三射頻數(shù)模轉換器(123)和第四射頻數(shù)模轉換器(124)通過第二變壓器(126)至輸出端連接第一功率放大器(3)，所述的第一變壓器(125)的波段頻率為1880 2025MHz，所述的第二變壓器(126)的波段頻率為2300 2620MHz。
6.根據(jù)權利要求2所述的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，其特征在于，所述的射頻前端電路(I)當用于片內(nèi)射頻濾波器的校正時，只激活接收機(11)中結構完全相同的電路中的一路以及與該路電路相連接的頻率合成器(13)，頻率合成器(13)產(chǎn)生的本振信號頻率范圍為1880-2620MHZ，壓控振蕩器(138)的振蕩頻率為3760_5240MHz。
7.根據(jù)權利要求2所述的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，其特征在于，所述的射頻前端電路(I)當用于實現(xiàn)TD-SCDMAMA模式34波段和39波段時，激活接收機(11)中結構完全相同的電路中的一路和與該路電路相連接的頻率合成器(13)，以及與頻率合成器(13)相連的發(fā)射機(12)中的第一射頻數(shù)模轉換器(121 )、第二射頻數(shù)模轉換器(122)和第一變壓器(125)，頻率合成器(13)產(chǎn)生的本振信號頻率范圍、接收機(11)接收頻率范圍和發(fā)射機發(fā)射頻率范圍均為1900-2025MHZ，壓控振蕩器(138)的振蕩頻率為3800_4050ΜΗζ。
8.根據(jù)權利要求2所述的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，其特征在于，所述的射頻前端電路(I)當用于實現(xiàn)TD-SCDMAMA模式40波段時，激活接收機(11)中結構完全相同的電路中的一路和與該路電路相連接的頻率合成器(13)，以及與頻率合成器(13)相連的發(fā)射機(12 )中的第三射頻數(shù)模轉換器(123 )和第四射頻數(shù)模轉換器(124)和第二變壓器(126)，頻率合成器(13)產(chǎn)生的本振信號頻率范圍、接收機(11)接收頻率范圍和發(fā)射機發(fā)射頻率范圍均為2300-2400MHZ，壓控振蕩器(138)的振蕩頻率為4600_4800MHz。
9.根據(jù)權利要求2所述的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，其特征在于，所述的射頻前端電路(I)當用于實現(xiàn)TD-LTE模式38波段時，激活接收機(11 )、與接收機(11)相連的頻率合成器(13)，以及頻率合成器(13)相連的發(fā)射機(12)中第三射頻數(shù)模轉換器(123)和第四射頻數(shù)模轉換器(124)和第二變壓器(126)，頻率合成器(13)產(chǎn)生的本振信號頻率范圍、接收機(11)接收頻率范圍和發(fā)射機發(fā)射頻率范圍均為2570-2620MHZ，壓控振蕩器(138)的振蕩頻率為5140-5240MHZ。
10.根據(jù)權利要求2所述的TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)，其特征在于，所述的射頻前端電路(I)當用于實現(xiàn)TD-LTE模式39波段時，激活接收機(11 )、與接收機(11)相連的頻率合成器(13)，以及頻率合成器(13)相連的發(fā)射機(12)中第一射頻數(shù)模轉換器(121 )、第二射頻數(shù)模轉換器(122)和第一變壓器(125)，頻率合成器(13)產(chǎn)生的本振信號頻率范圍、接收機(11)接收頻率范圍和發(fā)射機發(fā)射頻率范圍均為1880-1900MHZ，壓控振蕩器(138)的振蕩頻率為3760-3800MHZ。
全文摘要
一種TD-LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器系統(tǒng)射頻前端電路的一側輸出連接基帶處理器，另一側的輸出分別通過第一功率放大器和第二功率放大器連接單刀4擲開關的信號輸入端，射頻前端電路一側的輸入端連接單刀4擲開關的信號輸出端，以及連接第二天線，另一側的輸入連接基帶處理器，單刀4擲開關連接第一天線。射頻前端電路是，接收機的信號輸入端分別連接單刀4擲開關的信號輸出端、第二天線和頻率合成器的輸出端，接收機的信號輸出端連接基帶處理器；發(fā)射機的信號輸入端連接基帶處理器和頻率合成器，發(fā)射機的信號輸出端分別通過第一功率放大器和第二功率放大器連接單刀4擲開關的信號輸入端。本發(fā)明減小了系統(tǒng)復雜度，降低系統(tǒng)成本，提高了性能。
文檔編號H04B1/40GK102710278SQ20121017905
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權日2012年6月1日
發(fā)明者栗強 申請人:天津里外科技有限公司