一种多发射通道选择的射频系统及射频发射方法与流程

本发明涉及射频通信，特别涉及了一种多发射通道选择的射频系统及射频发射方法。

背景技术：

1、4g、5g通信制式下，为了提高发射上行速率，都会支持上行发射上行链路多入多出（ul mimo）状态，一般有2条以上发射通路，对应的通路分别由功率放大器、滤波器、开关和天线组成，这两条通路的射频组件基本完全相同。如图1所示，当工作在n78 sa单路模式的时候，n78 tx1通路打开：放大器pa1->s1开关->z1滤波器->天线ant1；当工作在n78 sa ulmimo模式时，n78 tx1和tx2通路同时打开；其中tx2通路：放大器pa2->s2开关->z2滤波器->天线ant2。

2、由于n78支持双发射工作，当在单路发射模式时，始终走tx1通路，tx2通路仅在ulmimo下才会打开，并且tx2也不会单独工作在n78单路发射的模式，虽然这样方案上可以实现，但是会产生以下几个问题：当n78在单路模式sa工作较多的时候，会对tx1通路上的器件频繁使用，尤其是放大器pa长时间工作在放大模式下，发热和老化都会加速，可靠性降低；当n78在endc双链接下工作时，比如lte和n78同时发射，主板上发射功耗增加，迅速变热时，n78性能会随着主板发热后下降，比如pa线性下降，伴随着aclr、evm、杂散等发射指标恶化；同时发射饱和功率也会下降，天线辐射trp降低，进一步影响通信的信号质量，这两方面均会影响认证法规和产品竞争力。当n78 的tx1主路发射出现异常，则n78无法注册连接，单频段和ul mimo均失效无法使用。

3、综上可知，当存在上行两路发射时，如果不能协调处理好单路发射和双路发射之间的均衡，就无法最大化发挥出两路tx通路的性能。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中上行两路发射时，单路发射和双路发射不均衡，导致两路tx通路的性能低的问题，提供了一种多发射通道选择的射频系统及射频发射方法，实现多条tx通路串行复用，当主发射tx通路满足切换条件时，随时可切换至其他通路上，使产品的发射功能、性能、可靠性达到最优。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种多发射通道选择的射频系统，包括射频收发单元以及与射频收发单元连接的检测单元、功率放大器，所述功率放大器连接有多级切换单元，所述多级切换单元连接有无源射频前端单元，所述多级切换单元用于在功率放大器之间和功率放大器之后的无源射频前端单元之间切换。

4、无源射频前端单元与功率放大器组成射频前端通路单元，功率放大器是有源器件，在功率放大器之后由多级切换单元的存在可以交换功率放大器之后的无源射频前端单元。即通过在多通路的功率放大器之间增加多级切换单元，并通过检测单元实现功率检测、温度检测、性能检测、均衡检测等，判断在发射时满足触发因素后，使前端射频发射单元通过多级切换单元可以在不同的功率放大器pa之间或串联的功率放大器pa组合之间进行切换，同时功率放大器pa后的无源通路也可以根据需要切换。本发明具有较高的灵活性和健壮性，适用在上行多发射场景下，能极大的提升产品的性能和使用寿命，提高产品的竞争力。

5、作为优选，所述多级切换单元包括设置在相邻功率放大器之间的多刀多掷开关，所述射频发射通路末端的多刀多掷开关还与无源射频前端单元连接。

6、通过在上行多路tx的功率放大器和射频收发器之间增加多个多刀多掷开关切换不同的射频通路，实现多条tx通路串行复用。如两条tx通路中无源通路对等完全复用时，采用双刀双掷开关；三条三条tx通路中无源通路对等完全复用时，采用三刀三掷开关。

7、作为优选，所述检测单元包括与射频收发单元连接的发射信号检测单元以及功率检测单元，所述发射信号检测单元连接有判断单元，所述判断单元连接有温度检测单元，所述判断单元还与功率检测单元连接。

8、功率检测单元是检测发射信号的功率，功率检测单元是由串联在发射通路上的器件组成，内部含有功率耦合电路；温度检测单元检测的是功率放大器的温度，通过检测某个正在工作功率放大器的温度，如果温度过高，可选择切换其他功率放大器工作，以达到优化功率放大器在极限工作下的时间，提高可靠性和寿命。通过功率检测、温度检测、性能检测、均衡检测等方法，实时检测当主发射tx通路满足切换条件时，随时可切换至其他通路上，使产品的发射功能、性能、可靠性达到最优。

9、作为优选，所述检测单元还包括与射频收发单元连接的定时器。

10、在射频系统只有一条发射通路工作时，定时器可以设置在单路工作一段时间后，主动切换到两个功率放大器串联的通路上，保证前端器件的使用时长均等，同时降低单个功率放大器的极限使用，提高可靠性寿命。

11、作为优选，所述多刀多掷开关由若干单刀单掷开关串联而成。如在两条发射tx通路中，dpdt开关可任意切换两条输入输出通路。

12、作为优选，所述无源射频前端单元包括与功率放大器连接的天线，所述功率放大器与天线之间还设有滤波器。

13、用于发射时，滤波器可以将有用信号从众多噪声信号中过滤出来；用于接收时，滤波器可以将有用信号之外的干扰信号过滤干净。无源射频前端单元还包括合路器。

14、一种多发射通道选择的射频发射方法，包括以下步骤：

15、s1：在多通路的功率放大器之间设置开关切换单元；

16、s2：检测射频系统工作数据，判断是否需要进行射频通路切换；

17、s3：根据判断结果，进行相应的射频通道切换。

18、在多通路的功率放大器之间增加开关切换单元，在射频系统开始工作后，目标频段进入发射状态时，检测射频系统工作数据确认是否满足通路切换条件，如果是，多级切换单元动作，射频通路启动切换。解决了由于上行多条发射通路间使用不均衡很大程度上限制了产品的发射功能、性能和可靠性寿命的问题。

19、作为优选，所述步骤s3进一步包括：

20、若标频段工作sa 单路模式，在达到单路工作阈值时，主动切换到两个功率放大器串联的通路上；

21、若目标频段在endc双链接下工作，且发射信号质量变差，主动切换到两个功率放大器串联的通路上；

22、若射频系统在极限状态下发射最大功率，调整发射通路状态为多级功率放大器串联。

23、实现两条tx通路中无源通路对等完全复用，同时在极限单路场景下，通过两个功率放大器串联组合，分担发射功率的最大输出。保证当目标频段工作sa 单路模式时，前端器件的使用时长均等，同时降低单个功率放大器的极限使用，提高可靠性寿命；保证当目标频段在endc双链接下工作时，前端发射信号的发射质量最优，发射质量包含饱和功率、aclr、evm、频率误差、发射杂散等；保证当射频系统在极限状态下发射最大功率时，降低单个功率放大器的输出，从而避免放大器在恶劣环境下长时间工作，提高功率放大器可靠性。

24、作为优选，所述步骤s3中，还包括：

25、若射频系统tx1主路发射出现异常，无法注册连接，切换后端无源通路。

26、射频系统tx1主路发射出现异常，无法注册连接具体包括后端器件失效，通过该通路的功率检测返回异常。能够根据需要对功率放大器后的无源通路进行切换，增加后端通路的健壮性，保证发射正常，可注册连接，提升了产品寿命。

27、因此，本发明具有如下有益效果：

28、1、当存在上行两路或多路同频tx发射通路时，通过在上行多路tx的放大器pa和射频收发器之间增加多个开关切换单元切换不同的射频通路，实现多条tx通路串行复用；

29、2、通过功率检测、温度检测、性能检测、均衡检测等方法，实时检测当主发射tx通路满足切换条件时，随时可切换至其他通路上，使产品的发射功能、性能、可靠性达到最优。