专利名称：一种全球移动通讯系统四频收发的装置及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及全球移动通讯系统(GSM)信号收发领域，特别是指一种GSM四频的收 发装置及设备。
背景技术：
由于GSM手机的普及以及低成本的优势，其市场占有率较高。GSM手机的成本主要 集中在射频收发芯片、功率放大器(PA)、天线开关。目前较为常见的低端手机基本都是GSM 双频手机，这是由于目前进行GSM四频手机的设计会带来更高的成本。所述GSM四频手机 是指支持四种频段包括850Mhz频段、900Mhz频段、1800Mhz频段及1900Mhz频段的手机。如图1所示，为GSM四频手机发射与接收的硬件架构图，包括天线开关101、滤波 器102、PA104、射频收发芯片103，其中，天线开关101将从天线接收的信号发送给滤波器 102滤波后，发送给射频收发芯片103;射频收发芯片103将要发送的信号发送给PA104进 行功率放大后，发送给天线开关101，然后通过天线发送。其中，天线开关101通过四条信 号线与滤波器102相连，所述滤波器102包括GSM850滤波器、GSM900滤波器、GSM1800滤 波器、GSM1900滤波器，滤波器102对不同频段的信号进行滤波是由通过其内部的谐振器实 现，与所述谐振器的谐振频率同一频段的信号为通带信号，会被滤波器通过，谐振频率以外 的信号为阻带信号，会被滤波器滤除，同时，滤波器102的输出信号为了有效的抑制信号的 误差，输出差分信号；所述射频收发芯片103包括四个接收机与四个发射机，其中四个接收 机分别用于接收四个滤波器发送的差分信号，并对接收的差分信号进行功率放大，四个发 射机分别用于将各自接收号转换为射频信号后，发送给PA 104 ；PA104通过传输四个频段 的四条信号线同天线开关101相连；四频天线开关成本较高，且天线开关通过八条线路同 滤波器102及PA104相连，需要通过三条逻辑控制线控制开关的状态；同时，滤波器102通 过四组差分信号线与射频收发芯片103相连，PA104也需要通过四条线路与射频收发芯片 103相连，在提高成本的同时，线路也比较复杂，线路较多造成布线困难。目前，随着接收机、PA放大能力的提高，通常采用图2所示的GSM四频收发硬件 架构，与图1不同之处在于，GSM850滤波器与GSM900滤波器共用一组差分信号线与射频收 发芯片的接收机相连，GSM1800与GSM1900共用一组差分信号线与射频收发芯片的接收机 相连，GSM850频段与GSM900频段共用一个发射机发送信号，GSM1800频段与GSM1900频段 共用一个发射机发送信号，PA通过两条信号线路与天线开关相连，其中一条线路用于传送 GSM850、GSM900频段的信号，一条线路用于传送GSM1800、GSM1900频段的信号，这样简化了 发射线路与接收线路，减少了两个发射机与接收机，但天线开关通过六条信号线同滤波器 及PA相连，仍需要通过三条逻辑控制线控制，四频天线开关的成本仍然没有降低。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种GSM四频收发的装置及设备，简化线 路，降低生产成本，使频率间的切换更加灵活。
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为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明提供了一种全球移动通讯系统GSM四频收发的装置，包括功率放大器PA、 射频收发芯片、基带控制芯片、该装置还包括双频天线开关，与基带控制芯片相连，接收基带控制芯片发送的控制信号，与PA 相连，与GSM低频滤波器及GSM高频滤波器相连，根据控制信号与PA的GSM低频频段输出 线路、或PA的GSM高频频段输出线路、或GSM低频滤波器、或GSM高频滤波器相连，传输天 线与所连接线路之间的信号；GSM低频滤波器，与双频天线开关及射频收发芯片相连，接收双频天线开关传输的 第一频段或第二频段的信号，使第一频段或第二频段的信号通过并发送给射频收发芯片， 将第一频段或第二频段以外的信号滤除；GSM高频滤波器，与双频天线开关及射频收发芯片相连，接收双频天线开关传输的 第三频段或第四频段的信号，使第三频段或第四频段的信号通过并发送给射频收发芯片， 将第三频段或第四频段以外的信号滤除。 上述方案中，所述GSM低频滤波器，包括GSM第一频段滤波器、GSM第二频段滤波 器，且两者并联；或者所述GSM低频滤波器为GSM低频宽频滤波器，内置两个谐振器，且两者 并联，所述两个谐振器的谐振频率分别为第一频段的第一频率、第二频段的第一频率；或内 置一个谐振器，通过扰动扩展谐振器的带通，所述带通为第一频段的第一频率至第二频段 的第一频率之间的频段。上述方案中，所述GSM高频滤波器，具体包括GSM第三频段滤波器、GSM第四频段 滤波器，且两者并联；或者所述GSM高频滤波器为GSM高频宽频滤波器，内置两个谐振器，且 两者并联，所述两个谐振器的谐振频率分别为第三频段的第一频率、第四频段的第一频率; 或内置一个谐振器，通过扰动扩展谐振器的带通，所述带通为第三频段的第一频率至第四 频段的第一频率之间频段。上述方案中，双频天线开关，通过两条控制信号线与基带控制芯片相连，接收控制信号。本发明还提供了一种GSM四频收发的设备，该设备包括输入输出装置、信号处理 装置，GSM四频收发装置，所述GSM四频收发装置包括PA、射频收发芯片、基带控制芯片，还 包括双频天线开关，与基带控制芯片相连，接收基带控制芯片发送的控制信号；与PA 相连，与GSM低频滤波器及GSM高频滤波器相连，根据控制信号与PA的低频频段输出线路、 或PA的高频频段输出线路、或GSM低频滤波器、或GSM高频滤波器相连，传输天线与所连接 线路之间的信号；GSM低频滤波器，与双频天线开关及射频收发芯片相连，接收双频天线开关传送的 第一频段或第二频段的信号，使第一频段或第二频段的信号通过并发送给射频收发芯片， 将第一频段或第二频段以外的信号滤除；GSM高频滤波器，与双频天线开关及射频收发芯片相连，用于接收双频天线开关传 送的第三频段或第四频段的信号，使第三频段或第四频段的信号通过并发送给射频收发芯 片，将第三频段或第四频段以外的信号滤除。上述方案中，所述GSM低频滤波器，包括GSM第一频段滤波器、GSM第二频段滤波器，且两者并联；或者所述GSM低频滤波器为GSM低频宽频滤波器，内置两个谐振器，且两者 并联，所述两个谐振器的谐振频率分别为第一频段的第一频率、第二频段的第一频率；或内 置一个谐振器，通过扰动扩展谐振器的带通，所述带通为第一频段的第一频率至第二频段 的第一频率之间的频段。上述方案中，所述GSM高频滤波器，具体包括GSM第三频段滤波器、GSM第四频段 滤波器，且两者并联；或者所述GSM高频滤波器为GSM高频宽频滤波器，内置两个谐振器，且 两者并联，所述两个谐振器的谐振频率分别为第三频段的第一频率、第四频段的第一频率; 或内置一个谐振器，通过扰动扩展谐振器的带通，所述带通为第三频段的第一频率至第四 频段的第一频率之间频段。上述方案中，双频天线开关，通过两条控制信号线与基带控制芯片相连，接收控制信号。由此可见，采用本发明所述的GSM四频收发的装置及设备，GSM低频滤波器可同时 对第一频段及第二频段进行滤波，GSM高频滤波器可同时对第三频段及第四频段进行滤波， 通过双频天线开关与GSM低频滤波器、GSM高频滤波器及PA相连，降低了产品成本，简化线 路；移动终端在第一频段及第二频段、第三频段及第四频段之间切换，不需要天线开关进行 切换，简化了切换过程。
图1为现有技术中GSM四频收发的装置；图2为简化后的现有技术中GSM四频收发的装置；图3为本发明实现GSM四频收发的装置组成示意图；图4为本发明中GSM低频滤波器、GSM高频滤波器结构图；图5为本发明中另一种GSM低频滤波器、GSM高频滤波器结构图；图6为本发明实现GSM四频收发的设备组成示意图。
具体实施例方式本发明的基本思想是双频天线开关根据基带控制芯片发送的控制信号连接相应 线路，GSM低频滤波器或GSM高频滤波器将双频天线开关传送的信号滤波后发送给射频收 发芯片，PA的GSM低频频段输出线路或GSM高频频段输出线路将射频收发芯片发送的输出 信号进行功率放大后，发送给双频天线开关，通过双频天线开关实现四频信号的收发；所述相应线路包括连接GSM低频滤波器的线路、或连接GSM高频滤波器的线路、或 连接PA的GSM低频频段输出端的线路、或连接PA的GSM高频频段输出端的线路。所述GSM 低频滤波器为使第一频段及第二频段信号通过的滤波器，所述GSM高频滤波器为使第三频 段及第四频段信号通过的滤波器，所述PA的GSM低频频段输出端为输出第一频段及第二频 段的输出端，所述PA的GSM高频频段输出端为输出第二频段及第三频段的输出端。其中所 述的第一频段及第二频段的频率低于第三频段及第四频段的频率。下面通过附图与具体实施方式
对本发明进行详细说明。其中以第一频段为850Mhz 频段、第二频段为900Mhz频段、第三频段为ISOOMhz频段、第四频段为1900Mhz频段为例对 本发明进行说明。
一种GSM四频收发的装置，如图3所示，该装置包括双频天线开关301、GSM低频 滤波器302、GSM高频滤波器303、射频收发芯片304、PA 305、基带控制芯片306 ；基带控制芯片306，与双频天线开关301相连，用于根据移动终端当前网络的频 段查询数据库中的码表，获取当前频段输入信号及输出信号对应的控制信号；将控制信号 发送给双频天线开关301 ；所述移动终端当前网络的频段由基带控制芯片306保存；所述 码表包含频段及控制信号，其中，频段的输入信号或输出信号与控制信号唯一对应；例如 850Mhz及900Mhz频段输入信号对应的控制信号为00，输出信号对应的控制信号为01，那么 向双频天线开关301发送控制信号00，就会连接GSM低频滤波器302，向双频天线开关301 发送控制信号01，就会连接PA的GSM850及900输出线路；双频天线开关301，与基带控制芯片306、GSM低频滤波器302、GSM高频滤波器303 及PA305相连，用于根据接收的控制信号，与PA305的GSM1800及1900输出线路，或PA305 的GSM850及900输出线路，或GSM低频滤波器302，或GSM高频滤波器303相连，传输天线 与所连接线路之间的信号；GSM低频滤波器302，与双频天线开关301及射频收发芯片304相连，用于接收双 频天线开关301传输的天线接收的GSM850频段或者GSM900频段的信号，带通在850Mhz频 段及900Mhz频段，使850Mhz频段或900Mhz频段的信号通过并发送给射频收发芯片304 ； 将900Mhz频段或850Mhz频段以外的信号滤除；滤波损耗小于_3dBm属于可接收的范围；GSM高频滤波器303，与双频天线开关301及射频收发芯片304相连，用于接收双 频天线开关301传输的天线接收的GSM1800频段或者GSM1900频段的信号，带通在ISOOMhz 频段及1900Mhz频段，使ISOOMhz频段或1900Mhz频段的信号通过并发送给射频收发芯片 304，将ISOOMhz频段或1900频段以外的信号滤除；滤波损耗小于_3dBm属于可接收的范 围；射频收发芯片304，与GSM低频滤波器302、GSM高频滤波器303及PA305相连，用 于接收GSM低频滤波器302或者GSM高频滤波器303滤波后的信号，对信号进行功率放大； 用于接收要发送的低频数字信号，转换为射频信号发送给PA305;所述转换为将要发送的 低频数字信号调制为GSM1800及1900频段或GSM850及900频段的信号；PA305，与射频收发芯片304、双频天线开关301相连，用于将接收的GSM850及900 频段的射频信号功率放大后经由GSM850及900与双频天线开关301相连的输出线路，传送 给天线并发送，或者将接收的GSM1800及1900频段的射频信号放大后经由GSM1800及1900 与双频天线开关301相连的输出线路，传送给天线并发送。双频天线开关301，具体包括四条线路，即四种状态，一路与GSM低频滤波器302相 连，一路与GSM高频滤波器303相连，一路与PA 305的GSM850及900输出线路相连，一路 与PA305的GSM1800及1900输出线路相连；相应的，基带控制芯片306，通过两条控制信号线与双频天线开关301相连，用于 传输控制信号。GSM低频滤波器302，具体包括GSM850滤波器、GSM900滤波器，结构如图4中的 401所示，且GSM850滤波器与GSM900滤波器并联，其中GSM850滤波器内置一个谐振器，所 述谐振器的谐振频率为850Mhz，也可以称之为第一频段的第一频率，使850Mhz频段的信号 通过，将850Mhz频段以外的信号滤除，GSM900滤波器内置一个谐振器，所述谐振器的谐振频率为900Mhz，也可以称之为第二频段的第一频率，使900Mhz频段的信号通过，将900Mhz 频段的信号滤除；或者GSM低频滤波器为GSM低频宽频滤波器，通过扰动扩展其内部谐振器带通频段，使 带通为850频段至900频段的范围，所述扰动扩展是指使谐振器有两个谐振频率，可以采用 现有技术中的任意一种进行扩展，只要达到扩展后的两个谐振频率分别为850Mhz、900Mhz 即可，这样所述谐振器的带通为850Mhz至900Mhz频段，使频率为850Mhz至900Mhz频段的 信号通过，将850Mhz至900Mhz频段以外的信号滤除；或者如图5中的501所示，通过两个 谐振器并联，滤波后的信号通过巴伦输出；所述巴伦用于产生差分信号，所述两个谐振器的 谐振频率分别为850Mhz、900Mhz。GSM高频滤波器，具体包括GSM1800滤波器、GSM1900滤波器，结构如图4中的402 所示，且GSM1800滤波器与GSM1900滤波器并联，其中GSM1800滤波器内置一个谐振器，所 述谐振器的谐振频率为ISOOMhz，也可以称之为第三频段的第一频率，使ISOOMhz频段的信 号通过，将ISOOMhz频段以外的信号滤除，GSM1900滤波器内置一个谐振器，所述谐振器的 谐振频率为1900Mhz，也可以称之为第四频段的第一频率，使1900Mhz频段的信号通过，将 1900Mhz频段的信号滤除；或者GSM高频滤波器为GSM高频宽频滤波器，通过扰动扩展其内部谐振器带通频段，使 带通到1800至1900频段的范围，所述通过扰动扩展是指使谐振器有两个谐振频率，可以采 用现有技术中的任意一种进行扩展，只要扩展后的两个谐振频率分别为ISOOMhz、1900Mhz 即可；这样所述谐振器的带通为1800Mhz至1900Mhz频段，使频率为1800Mhz至1900Mhz频段内 的信号通过，将ISOOMhz至1900Mhz频段以外的信号滤除，或者如图5中的502所示，两个谐振 器并联，滤波后的信号通过巴伦输出，所述两个谐振器的谐振频率分别为ISOOMhz、1900Mhz。上述装置中，若GSM低频滤波器302或GSM高频滤波器303损耗过大，可在双频天 线开关301与GSM低频滤波器302或GSM高频滤波器303之间放置电感及电容，使GSM低 频滤波器302或GSM高频滤波器303的输入阻抗保持在50欧姆。采用上述装置，若移动终端的网络频段在850Mhz频段与900Mhz频段之间切换，或 者在1800Mhz或1900Mhz之间切换，双频天线开关不需要进行切换，简化了切换过程。基于以上装置，本发明还提供了一种GSM四频收发的设备，如图6所示，包括信号 处理装置603、GSM四频收发装置601、输入输出装置602 ；GSM四频收发装置601，用于接收四个频段的信号，进行滤波、功率放大后发送给 信号处理装置603;接收信号处理装置603发送的相应频段的信号，转换为射频信号，并对 射频信号进行功率放大后发送；信号处理装置603，用于对接收的信号进行处理，转换为可被输入输出装置602识 别的信号；接收输入输出装置602输入的信号，经过信号处理，转换为数字信号发送给GSM 四频收发装置601。所述GSM四频收发装置601与图3所述的GSM四频收发的装置的结构及各部分功 能均相同，在此不再赘述。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。
权利要求
一种全球移动通讯系统GSM四频收发的装置，该装置包括功率放大器PA、射频收发芯片、基带控制芯片、其特征在于，该装置还包括双频天线开关，与基带控制芯片相连，接收基带控制芯片发送的控制信号，与PA相连，与GSM低频滤波器及GSM高频滤波器相连，根据控制信号与PA的GSM低频频段输出线路、或PA的GSM高频频段输出线路、或GSM低频滤波器、或GSM高频滤波器相连，传输天线与所连接线路之间的信号；GSM低频滤波器，与双频天线开关及射频收发芯片相连，接收双频天线开关传输的第一频段或第二频段的信号，使第一频段或第二频段的信号通过并发送给射频收发芯片，将第一频段或第二频段以外的信号滤除；GSM高频滤波器，与双频天线开关及射频收发芯片相连，接收双频天线开关传输的第三频段或第四频段的信号，使第三频段或第四频段的信号通过并发送给射频收发芯片，将第三频段或第四频段以外的信号滤除。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述GSM低频滤波器，包括GSM第一频段滤波器、GSM第二频段滤波器，且两者并联；或者所述GSM低频滤波器为GSM低频宽频滤波器，内置两个谐振器，且两者并联，所述两个 谐振器的谐振频率分别为第一频段的第一频率、第二频段的第一频率；或内置一个谐振器， 通过扰动扩展谐振器的带通，所述带通为第一频段的第一频率至第二频段的第一频率之间 的频段。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述GSM高频滤波器，具体包括GSM第三频段滤波器、GSM第四频段滤波器，且两者并 联；或者所述GSM高频滤波器为GSM高频宽频滤波器，内置两个谐振器，且两者并联，所述两个 谐振器的谐振频率分别为第三频段的第一频率、第四频段的第一频率；或内置一个谐振器， 通过扰动扩展谐振器的带通，所述带通为第三频段的第一频率至第四频段的第一频率之间 频段。
4.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，双频天线开关，通过两条控制信号线与基带控制芯片相连，接收控制信号。
5.一种GSM四频收发的设备，该设备包括输入输出装置、信号处理装置，GSM四频收发 装置，所述GSM四频收发装置包括PA、射频收发芯片、基带控制芯片、其特征在于，该GSM四 频收发装置还包括双频天线开关，与基带控制芯片相连，接收基带控制芯片发送的控制信号；与PA相连， 与GSM低频滤波器及GSM高频滤波器相连，根据控制信号与PA的低频频段输出线路、或PA 的高频频段输出线路、或GSM低频滤波器、或GSM高频滤波器相连，传输天线与所连接线路 之间的信号；GSM低频滤波器，与双频天线开关及射频收发芯片相连，接收双频天线开关传送的第一 频段或第二频段的信号，使第一频段或第二频段的信号通过并发送给射频收发芯片，将第 一频段或第二频段以外的信号滤除；GSM高频滤波器，与双频天线开关及射频收发芯片相连，用于接收双频天线开关传送的第三频段或第四频段的信号，使第三频段或第四频段的信号通过并发送给射频收发芯片， 将第三频段或第四频段以外的信号滤除。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述GSM低频滤波器，包括GSM第一频段滤波器、GSM第二频段滤波器，且两者并联；或者所述GSM低频滤波器为GSM低频宽频滤波器，内置两个谐振器，且两者并联，所述两个 谐振器的谐振频率分别为第一频段的第一频率、第二频段的第一频率；或内置一个谐振器， 通过扰动扩展谐振器的带通，所述带通为第一频段的第一频率至第二频段的第一频率之间 的频段。
7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述GSM高频滤波器，具体包括GSM第三频段滤波器、GSM第四频段滤波器，且两者并 联；或者所述GSM高频滤波器为GSM高频宽频滤波器，内置两个谐振器，且两者并联，所述两个 谐振器的谐振频率分别为第三频段的第一频率、第四频段的第一频率；或内置一个谐振器， 通过扰动扩展谐振器的带通，所述带通为第三频段的第一频率至第四频段的第一频率之间 频段。
8.根据权利要求5至7任一项所述的设备，其特征在于，双频天线开关，通过两条控制信号线与基带控制芯片相连，接收控制信号。
全文摘要
本发明公开了一种GSM四频收发的装置，包括PA、射频收发芯片、基带控制芯片、天线开关，接收基带控制芯片发送的控制信号，根据控制信号与相应线路相连，传输天线与所连接线路之间的信号；GSM低频滤波器，接收天线开关发送的第一频段或第二频段的信号，将第一频段或第二频段的信号通过；GSM高频滤波器，接收天线开关传输的第三频段或第四频段的信号，将第三频段或第四频段的信号通过。本发明还公开了一种GSM四频收发的设备，采用本发明所述的装置及设备，可简化线路，降低成本。
文档编号H04B1/38GK101882941SQ20101022352
公开日2010年11月10日 申请日期2010年7月7日 优先权日2010年7月7日
发明者于娟, 何文卿, 葛虎 申请人:中兴通讯股份有限公司