CN110311705A - 一种信号处理电路、终端设备及信号处理方法 - Google Patents

一种信号处理电路、终端设备及信号处理方法 Download PDF

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CN110311705A CN201910573810.9A CN201910573810A CN110311705A CN 110311705 A CN110311705 A CN 110311705A CN 201910573810 A CN201910573810 A CN 201910573810A CN 110311705 A CN110311705 A CN 110311705A
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Abstract

本发明实施例提供一种信号处理电路、终端设备及信号处理方法，该信号处理电路包括：射频收发器、第一开关、滤波器、第一天线和第二天线；其中，所述射频收发器的信号接收端与所述第一开关的第一触点连接，所述第一开关的第二触点与所述第一天线连接，所述第一开关的第三触点与所述滤波器的第一端连接，所述滤波器的第二端与所述第二天线连接；在所述射频收发器的发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，所述射频收发器与所述第二天线连通，所述射频收发器的发射信号的功率值小于预设阈值的情况下，所述射频收发器与所述第一天线连通。本发明实施例能够提升终端设备的通信质量。

Description

一种信号处理电路、终端设备及信号处理方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号处理电路、终端设备及信号处理方法。
背景技术
频分双工(Frequency Division Duplexing，FDD)使移动通信***中使用的全双工通信技术的一种，FDD通过同一天线同时实现信号接收与信号发送。
相关技术中，FDD对于在接收信号带内的噪声，无法通过双工器滤除。例如：无源互调(Passive Inter-Modulation，PIM)噪声，若发射信号的频率为f1和f2，在将该频率信号f1和f2混合输入到无源器件中时，由于无源器件的非线性特征，将产生新的频率产物f1+f2+PIM。该无源互调导致的新频率产物：发射信号+PIM，很可能落入接收信号的频带内，从而在双工器中不能过滤该新频率产物，造成对接收信号造成干扰，降低了终端设备的接收性能。
由此可知，相关技术中终端设备的接收性能差，导致终端设备的整体竞争力比较低。
发明内容
本发明实施例提供一种信号处理电路、终端设备及信号处理方法，以解决关技术中的终端设备存在的接收性能差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种信号处理电路，包括：射频收发器、第一开关、滤波器、第一天线和第二天线；
其中，所述射频收发器的信号接收端与所述第一开关的第一触点连接，所述第一开关的第二触点与所述第一天线连接，所述第一开关的第三触点与所述滤波器的第一端连接，所述滤波器的第二端与所述第二天线连接；
在所述射频收发器的发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，所述射频收发器与所述第二天线连通，所述射频收发器的发射信号的功率值小于预设阈值的情况下，所述射频收发器与所述第一天线连通。
第二方面，本发明实施例还提供了一种终端设备，包括：本发明实施例提供的信号处理电路。
第三方面，本发明实施例还提供了一种信号处理方法，应用于终端设备，所述终端设备包括：射频收发器、与所述射频收发器连接的第一天线和第二天线，所述方法包括：
获取所述射频收发器的发射信号的功率值；
在所述发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，控制所述射频收发器通过所述第一天线发射信号且通过所述第二天线接收信号；
在所述发射信号的功率值小于所述预设阈值的情况下，控制所述射频收发器通过所述第一天线进行发射信号与接收信号。
本发明实施例的一种信号处理电路，包括：射频收发器、第一开关、滤波器、第一天线和第二天线；其中，所述射频收发器的信号接收端与所述第一开关的第一触点连接，所述第一开关的第二触点与所述第一天线连接，所述第一开关的第三触点与所述滤波器的第一端连接，所述滤波器的第二端与所述第二天线连接；在所述射频收发器的发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，所述射频收发器与所述第二天线连通，所述射频收发器的发射信号的功率值小于预设阈值的情况下，所述射频收发器与所述第一天线连通。这样，可以在发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，通过第一开关控制第二天线与射频收发器的信号接收端连通，从而通过第二天线接收信号，避免了发射信号的功率值较大时，通过同一天线进行信号发射与信号接收造成该发射信号对接收信号产生干扰的问题，从而提升了终端设备的通信质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明实施例提供的信号处理电路的结构图之一；
图2是本发明实施例提供的信号处理电路的结构图之二；
图3是发射信号与PIM的综合产物的形成过程的示意图；
图4是本发明实施例提供的信号处理电路的工作流程图；
图5是本发明实施例提供的终端设备的结构图；
图6是本发明实施例提供的信号处理方法的流程图；
图7是发射信号的载波功率与PIM的关系图。
具体实施方式
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。
请参见图1，图1是本发明实施例提供的信号处理电路的结构图之一，如图1所示，信号处理电路100包括：射频收发器1、第一开关2、滤波器3、第一天线4和第二天线5。
其中，射频收发器1的信号接收端与第一开关2的第一触点连接，第一开关2的第二触点与第一天线4连接，第一开关2的第三触点与滤波器3的第一端连接，滤波器3的第二端与第二天线5连接。
在射频收发器1的发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，第一开关2的所述第一触点与所述第三触点连通，以使射频收发器1与第二天线5连通，射频收发器1的发射信号的功率值小于预设阈值的情况下，第一开关2的所述第一触点与所述第二触点连通，以使射频收发器1与第一天线4连通。
在具体实施中，射频收发器1的信号接收端也可以称之为“RX端”，射频收发器1还包括信号发射端，该信号发射端也可以称之为“TX端”，在此不作具体限定。
需要说明的是，在具体实施中，第一天线4可以还与射频收发器1的信号发射端连接，例如：第一开关2的第二触点和射频收发器1的信号发射端分别连接。当然，第一天线4还可以通过其他结构和元器件实现与射频收发器1的信号发射端连接，或者通过除了第一天线4和第二天线5之外的其他天线与射频收发器1的信号发射端连接，用于发射射频收发器1的发射信号，在此不作具体限定。
另外，如图1中所示的信号处理电路100中第一开关2的第一触点与第二触点连通，在此仅作为示例，在具体实施中，还可以通过第一开关2连通第一触点和第三触点。在具体实施中，在第一开关2的第一触点与第二触点连通的情况下，第一开关2的第一触点与第三触点不连通；在第一开关2的第一触点与第三触点连通的情况下，第一开关2的第一触点与第二触点不连通。
在具体实施中，所述预设阈值可以根据所述射频收发器1的发射信号与接收信号的强度、种类、精确度等确定，例如：在该射频收发器1的发射信号的功率小于所述预设阈值的情况下，该发射信号对射频收发器1的接收信号不产生干扰或者干扰较小，从而使接收信号的通信质量满足需求。
另外，本实施方式中，采用滤波器3对第二天线5接收到的接收信号进行滤波处理，以提升该接收信号的通信质量和可靠程度。需要说明的是，在第一开关2的第一触点与第二触点连通的情况下，射频收发器1通过第一天线4接收信号，并且可以通过与第一天线4连接的另一滤波器对该接收信号进行滤波处理，例如：如图2中所示，通过与第一天线4连接的双工器6对第一天线4接收到的接收信号进行滤波处理。
在现有技术中，射频收发器通过同一天线进行信号发射与信号接收，并通过连接于天线和射频收发器之间的双工器分别过滤接收信号和发射信号。但是跟随发射信号的功率值的增长，在无源器件的非线性作用下，发射信号与PIM的综合产物很可能与接收信号处于同一频段内，造成双工器不能过滤该发射信号与PIM的综合产物，从而使射频收发器接收到的接收信号中含有噪声，降低了该接收信号的通信质量。例如：如图3所示，若射频收发器发射的发射信号的频率为f1和f2(如图3中“发射信号的频率值”)，在该频率信号f1和f2混合输入到无源器件中时，由于无源器件的非线性特征，将产生新的频率产物f1+f2+PIM(如图3中“传输信号的频率值”和“反射信号的频率值”)，该f1+f2+PIM的频率处于射频收发器的接收频段内，则会使双工器不能过滤f1+f2+PIM，从而使其成为射频收发器的接收信号的噪声，降低了接收信号的通信质量。
本实施方式中，可以在射频收发器1的发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，控制第一开关2连通射频收发器1的信号接收端与第二天线5，以通过第一天线4发射信号，并通过第二天线5接收信号，这样可以大大减小第一天线4发射的信号对第二天线5的接收信号的干扰，从而确保射频收发器1的接收信号的通信质量满足需求。
作为一种可选的实施方式，如图2所示，信号处理电路100还包括：双工器6，双工器6的第一端与射频收发器1的信号发射端连接，双工器6的第二端与第一天线4连接，双工器6的第三端与第一开关2的第二触点连接。
具体实施中，在射频收发器1的发射信号的功率值小于预设阈值的情况下，控制第一开关2连通射频收发器1的信号接收端与第一天线4，以通过第一天线4进行发射信号与接收信号，并通过双工器6分别过滤发射信号与接收信号。
当然，在射频收发器1的发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，第一开关2连通射频收发器1的信号接收端与第二天线5，该情况下，第一天线4仅用于发射信号，且双工器6仅用于对第一天线4发射的发射信号进行过滤处理，而第二天线5接收的接收信号在过滤器3中进行过滤处理。
本实施方式中，可以在确保射频收发器1的发射信号不会降低接收信号的通信质量的情况下，避免通过两个天线分别进行发射信号与接收信号造成的资源浪费的缺陷。
作为一种可选的实施方式，如图2所示，信号处理电路100还包括：功率放大器7和耦合器8，射频收发器1的信号发射端与功率放大器7的第一端连接，功率放大器7的第二端与双工器6的第一端连接，双工器6的第二端与耦合器8的第一端连接，耦合器8的第二端与第一天线4连接，耦合器8的信号输出端与射频收发器1的信号输入端连接。
在具体实施中，功率放大器7用于对射频收发器1的发射信号进行功率放大处理，以提升该发射信号的可靠性和传播距离等。
在具体实施中，通过耦合器8能够获取到射频收发器1的发射信号的功率值，并通过耦合器8的信号输出端将该功率值从射频收发器1的信号输入端反馈至射频收发器1，其中，射频收发器1的信号输入端可以是射频收发器1上的便携式数据输入端(Portable DataEntry Terminal，PDET)。在具体实现时，信号处理电路100还包括：调制调节器9和基带处理器10，其中，如图2所示，射频收发器1还与调制调节器9连接，且调制调节器9与基带处理器10连接，基带处理器10从射频收发器1上获取到发射信号的功率值时，判断该功率值是否小于预设阈值，并根据判断结果向第一开关2发送相应的控制信号，以使第一开关2根据该控制信号连通相应的触点，从而实现根据该功率值控制第一开关2的连通方向。
作为一种可选的实施方式，如图2所示，信号处理电路100还包括：天线开关11，天线开关11的第一端与双工器6的第二端连接，天线开关11的第二端与耦合器8的第一端连接。
在具体实施中，天线开关11可以实现对射频收发器1的接收信号和发射信号所处频段的选择，从而提升了终端设备的接收信号与发射信号的频段选择范围。
作为一种可选的实施方式，第一开关2为单刀双掷(Single Pole Double Throw，SPDT)开关。
在具体实施中，SPDT开关具有两种状态，即：第一触点与第二触点连通，且第一触点与第三触点断开的第一状态；第一触点与第三触点连通，且第一触点与第二触点断开的第二状态。在实施中，SPDT开关可以根据其连接的电信号的值进行相应状态之间的切换，例如：在SPDT开关上具有高电压的情况下，SPDT开关处于第一状态下，在SPDT开关上具有低电压的情况下，SPDT开关切换至第二状态下。
本实施方式中，SPDT开关的结构简单，能够通过SPDT开关简便的实现射频收发器1的信号接收端分别与第一天线4或者第二天线5之间连接关系的切换。
需要说明的是，在SPDT开关切换至第二状态之后，若检测到发射信号的频率值减小至小于所述预设阈值，则控制SPDT开关切换至第一状态。
例如：如图4所示，在实际应用中，信号处理电路100执行以下控制流程：
步骤401、搜索、驻网。
本步骤中，终端设备与基站等网络设备或者其他终端设备之间建立网络通信连接。
步骤402、第一开关连通第一触点与第二触点。
在实际应用中，第一开关可以默认连通第一触点与第二触点，第一开关仅在接收到连通第一触点与第三触点的控制信号时，才连通第一触点与第三触点。
步骤403、判断射频收发器的发射信号的功率值是否大于或者等于预设阈值。
若步骤403的判断结果为“是”，则执行步骤404，若步骤403的判断结果为“否”，则再次执行步骤402。
步骤404、第一开关连通第一触点与第三触点。
步骤405、若检测到所述功率值小于所述预设阈值的情况下，再次执行步骤402。
本步骤中，在第一开关连通第一触点与第三触点的情况下，若射频收发器的发射信号的功率值减小至小于所述预设阈值，则控制第一开关连通第一触点与第二触点。
本实施方式中，在射频收发器的发射信号的功率值减小至小于所述预设阈值的情况下，第一开关连通第一天线与射频收发器的信号接收端，以通过该第一天线进行信号发射与信号接收，避免两个天线同时运行而造成的资源浪费。
作为一种可选的实施方式，第一天线4与第二天线5之间的距离大于或者等于预设距离。
在具体实施中，所述预设距离可以根据第一天线4与第二天线5的结构特征、射频收发器1的发射信号与接收信号的功率、通信质量的需求等确定，例如：若根据用户的需求，射频收发器1的发射信号与接收信号之间的相互干扰需要小于或者等于-20dBm(分贝毫瓦)，据此计算出第一天线4与第二天线5之间的距离应大于或者等于4cm(厘米)，则该4cm便为预设距离。
本实施方式中，将第一天线4与第二天线5之间的距离设置为大于或者等于预设距离，可以提升第一天线4与第二天线5之间的隔离度，从而减小了第一天线4与第二天线5之间的相互干扰，达到提升通信质量的效果。
需要说明的是，上述实施方式可以单独实现，或者也可以结合实现，对此本发明实施例不作限定。
本发明实施例的一种信号处理电路，包括：射频收发器、第一开关、滤波器、第一天线和第二天线；其中，所述射频收发器的信号接收端与所述第一开关的第一触点连接，所述第一开关的第二触点与所述第一天线连接，所述第一开关的第三触点与所述滤波器的第一端连接，所述滤波器的第二端与所述第二天线连接；在所述射频收发器的发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，所述射频收发器与所述第二天线连通，所述射频收发器的发射信号的功率值小于预设阈值的情况下，所述射频收发器与所述第一天线连通。这样，可以在发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，通过第一开关控制第二天线与射频收发器的信号接收端连通，从而通过第二天线接收信号，避免了发射信号的功率值较大时，通过同一天线进行信号发射与信号接收造成该发射信号对接收信号产生干扰的问题，从而提升了终端设备的通信质量。
本发明实施例还提供一种终端设备，包括上述信号处理电路。
本实施例中，上述终端设备可以是手机、平板电脑(Tablet Personal Computer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、移动上网装置(Mobile Internet Device，MID)或可穿戴式设备(Wearable Device)等等。
作为一种可选的实施方式，如图5所示，终端设备还包括：金属中框50，第一天线4设置于金属中框50的第一侧边框，第二天线5设置于金属中框50的第二侧边框中的远离所述第一侧边框的一端，其中，所述第一侧边框与所述第二侧边框相连。
如图5所示，本实施方式中，第一侧边框为金属中框50的右侧边框，第二侧边框为金属中框50的顶边框。在具体实施中，第一侧边框和第二侧边框还可以是金属中框50上的任意侧边，在此不做具体限定。
本实施方式下，第一天线与第二天线之间的距离相隔较远，从而在第一天线与第二天线分别进行信号的发射与接收时，能够降低两者之间的相互干扰，达到提升第一天线与第二天线的通信质量的效果。
本发明实施例提供的终端设备，可以通过上一实施例中提供的信号处理电路避免射频收发器的发射信号干扰接收信号，并取得与上一实施例中提供的信号处理电路相同的有益效果，为避免重复，在此不再赘述。
参阅图6，图6为本发明实施例提供的信号处理方法的流程图，该方法应用于终端设备，所述终端设备包括：射频收发器、与所述射频收发器连接的第一天线和第二天线。如图6所示，所述信号处理方法可以包括以下步骤：
步骤601、获取所述射频收发器的发射信号的功率值。
步骤602、在所述发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，控制所述射频收发器通过所述第一天线发射信号且通过所述第二天线接收信号。
步骤603、在所述发射信号的功率值小于所述预设阈值的情况下，控制所述射频收发器通过所述第一天线进行发射信号与接收信号。
在具体实施中，所述信号处理方法仅执行步骤602与步骤603中的一项，图6所示流程图仅作为一种示例。
在具体实施中，本发明实施例提供的信号处理方法可以应用于上一发明实施例提供的具有信号处理电路100的终端设备，本实施方式下，可以通过如图1或者图2中所述的信号处理电路100中的第一开关2根据发射信号的功率值的大小将第一天线4或者第二天线5与射频收发器1的信号接收端连接，以实现在所述发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，使第二天线5与射频收发器1的信号接收端连接，从而控制所述射频收发器1通过所述第一天线4发射信号且通过第二天线5接收信号；并且实现在所述发射信号的功率值小于所述预设阈值的情况下，使第一天线4与射频收发器1的信号接收端连接，从而控制射频收发器1通过第一天线4进行发射信号与接收信号。
需要说明的是，上述信号处理方法还可以应用于其他具有射频收发器、与所述射频收发器连接的第一天线和第二天线的任意终端设备，并根据发射信号的功率值预设阈值之间的大小关系控制射频收发器具体通过第一天线或者第二天线进行信号接收，在此不作具体限定。
作为一种可选的实施方式，所述预设阈值根据第一接收灵敏度与第二接收灵敏度之间的差值确定，其中，所述第一接收灵敏度为所述射频收发器发射第一预设功率的发射信号时的接收灵敏度，所述第二接收灵敏度为所述射频收发器发射第二预设功率的发射信号时的接收灵敏度，所述第二预设功率小于所述第一预设功率。
在具体实施中，发射信号的功率值越大，则其与PIM的综合产物越有可能落入接收信号的频段内，从而更加容易对接收信号产生干扰。例如：如下表1所示，所述表1用于表示FDD-LTE B3(全双工-长期演进-频段3)中第一接收灵敏度、第二接收灵敏度与第一预设功率之间的关系：
表1
第一发射功率/dBm 22 20 18 15
第一接收灵敏度/dBm -96.8 -97.5 -97.8 -98.5
第二接收灵敏度/dBm -98.8 -98.8 -98.8 -98.8
差值/dB 2 1.3 1 0.3
需要说明的是，表1中的第二预设功率为-45dBm，在该射频收发器的发射功率等于-45dBm时，射频收发器的接收灵敏达到-98.8，其数值已经非常接近于-100，从而可以认为该发射信号对射频收发器的接收信号的干扰很小，可以忽略不计。
在具体实施中，若根据用户的需求或者通信标准等确地第一接收灵敏度与第二接收灵敏度之间的差值需要小于或者等于1dB，则可以确定所述预设阈值等于18dBm，即射频收发器的发射功率小于或者等于18dBm时，其对接收信号产生的干扰较小，满足接收信号的通信需求。
需要说明的是，在具体实施中，所述预设阈值还可以射频收发器的发射信号及其产生的PIM的功率值确定，例如：如图7所示，射频收发器的发射信号的载波功率越大则其输入至无源器件后产生的PIM的功率值也越大，若取PIM的功率值小于或者等于-120dBm时，确定该PIM与发射信号的综合产物对接收信号的干扰较小，则可以确定所述预设阈值等于26dBm。
本发明实施例中，可以在所述发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，控制所述射频收发器通过所述第一天线发射信号且通过所述第二天线接收信号，从而通过两个不同的天线分别进行射频信号的接收与发送，避免了发射信号对接收信号产生干扰，达到提升终端设备的通信质量的效果。另外，在所述发射信号的功率值小于所述预设阈值的情况下，控制所述射频收发器通过所述第一天线进行发射信号与接收信号，可以在确定发射信号不对接收信号产生较大干扰的情况下，通过同一天线进行信号发射与信号接收，避免资源浪费。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种信号处理电路，其特征在于，包括：射频收发器、第一开关、滤波器、第一天线和第二天线；
其中，所述射频收发器的信号接收端与所述第一开关的第一触点连接，所述第一开关的第二触点与所述第一天线连接，所述第一开关的第三触点与所述滤波器的第一端连接，所述滤波器的第二端与所述第二天线连接；
在所述射频收发器的发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，所述射频收发器与所述第二天线连通，所述射频收发器的发射信号的功率值小于预设阈值的情况下，所述射频收发器与所述第一天线连通。
2.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，还包括：双工器，所述双工器的第一端与所述射频收发器的信号发射端连接，所述双工器的第二端与所述第一天线连接，所述双工器的第三端与所述第一开关的第二触点连接。
3.如权利要求2所述的信号处理电路，其特征在于，还包括：功率放大器和耦合器，所述射频收发器的信号发射端与所述功率放大器的第一端连接，所述功率放大器的第二端与所述双工器的第一端连接，所述双工器的第二端与所述耦合器的第一端连接，所述耦合器的第二端与所述第一天线连接，所述耦合器的信号输出端与所述射频收发器的信号输入端连接。
4.如权利要求3所述的信号处理电路，其特征在于，还包括：天线开关，所述天线开关的第一端与所述双工器的第二端连接，所述天线开关的第二端与所述耦合器的第一端连接。
5.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，所述第一开关为单刀双掷SPDT开关。
6.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，所述第一天线与所述第二天线之间的距离大于或者等于预设距离。
7.一种终端设备，其特征在于，包括：如权利要求1至6中任意一项所述的信号处理电路。
8.如权利要求7所述的终端设备，其特征在于，还包括：金属中框，所述第一天线设置于所述金属中框的第一侧边框，所述第二天线设置于所述金属中框的第二侧边框中的远离所述第一侧边框的一端，其中，所述第一侧边框与所述第二侧边框相连。
9.一种信号处理方法，其特征在于，应用于终端设备，所述终端设备包括：射频收发器、与所述射频收发器连接的第一天线和第二天线，所述方法包括：
获取所述射频收发器的发射信号的功率值；
在所述发射信号的功率值大于或者等于预设阈值的情况下，控制所述射频收发器通过所述第一天线发射信号且通过所述第二天线接收信号；
在所述发射信号的功率值小于所述预设阈值的情况下，控制所述射频收发器通过所述第一天线进行发射信号与接收信号。
10.如权利要求9所述的信号处理方法，其特征在于，所述预设阈值根据第一接收灵敏度与第二接收灵敏度之间的差值确定，其中，所述第一接收灵敏度为所述射频收发器发射第一预设功率的发射信号时的接收灵敏度，所述第二接收灵敏度为所述射频收发器发射第二预设功率的发射信号时的接收灵敏度，所述第二预设功率小于所述第一预设功率。
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