射频前端及芯片、无线通信设备的制作方法

1.本技术实施例涉及通信技术，涉及但不限于射频前端及芯片、无线通信设备。


背景技术：

2.由于全球范围内经济发展不均，以及各国不同的第四代移动通信技术(the4th generation mobile communication technology，4g)到第五代移动通信技术(5th-generation，5g)演进策略，因此，全球范围内演进型通用移动电信系统陆地无线电接入网络和新无线电双连接(e-utra nr dual connectivity，en-dc)方案，将会在相当长的一段时间内成为重要的5g覆盖方案。即，采用4g和5g双连接技术保证在5g信号不稳定或者未覆盖区域的信号连续性。
3.5g非独立组网(non-standalone，nsa)依赖于长期演进技术(long term evolution，lte)和新无线电(new radio，nr)双连接(en-dc)技术实现。也就是说，手机同时跟4g和5g都进行通信。在射频前端的层面，en-dc技术的实现通常是通过4g功率放大器(power amplifier，pa)和外挂的5g功率放大器同时工作来实现。
4.而目前全球范围内lte存在低频(low band，lb)、中频(middle band，mb)和高频(high band，hb)等多个频段，5g也存在lb、mb、hb和sub-6g等多个频段，所以，二者之间任意组合会出现多种en-dc组合。若手机需要支持多种en-dc组合方案，则射频前端就必须设置更多pa功率放大器，这意味着相应需要更多的直流变直流电源(direct current source，dcdc)转换器支持pa工作。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术实施例提供的射频前端及芯片、无线通信设备，能够节约射偏前端的dcdc数量，从而节约dcdc的占用面积，进而减小射偏前端电路面积和节约射偏前端成本。本技术实施例提供的射频前端及芯片、通信设备是这样实现的：
6.本技术实施例提供的射频前端，至少包括一个第一功放模块，所述第一功放模块包括：一个第一dcdc转换器、一个开关模组和至少两个pa模组；其中，所述开关模组，连接在所述第一dcdc转换器与所述至少两个pa模组之间，用于根据控制信号，导通所述第一dcdc转换器与所述至少两个pa模组中任一pa模组之间的供电电路；所述第一dcdc转换器，用于通过所述供电电路为所述任一pa模组供电，以支持所述任一pa模组工作；所述至少两个pa模组，不同时工作在任一en-dc组合下，用于在工作时对对应输入的射频信号进行功率放大。
7.本技术实施例提供的芯片，所述芯片包括本技术实施例任一所述的射频前端。
8.本技术实施例提供的无线通信设备，所述无线通信设备包括本技术实施例任一所述的射频前端。
9.在本技术实施例中，提供的射频前端，至少包括一个第一功放模块，所述第一功放模块中的至少两个不同时工作在任何en-dc组合下的pa模组，共用一个dcdc转换器；如此，
不必每一pa模组均对应连接一个dcdc转换器，而是两个pa模组甚至更多个pa模组共用一个dcdc转换器，这样在不影响通信性能的前提下，节约了dcdc转换器在射频前端的占用面积，并降低了射频前端的产品成本。
附图说明
10.图1为本技术实施例射频前端的结构示意图；
11.图2为本技术实施例射频前端的另一结构示意图；
12.图3为本技术实施例射频前端的又一结构示意图；
13.图4为相关技术中射频前端的一结构示意图；
14.图5为本技术实施例射频前端的再一结构示意图。
具体实施方式
15.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
16.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本技术实施例的目的，不是旨在限制本技术。
17.在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
18.需要指出，本技术实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似或不同的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本技术实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
19.本技术实施例提供一种射频前端，图1为本技术实施例射频前端的结构示意图，如图1所示，射频前端1至少包括：一个第一功放模块10，该模块10包括：一个第一dcdc转换器101、一个开关模组102和至少两个pa模组，图中示出pa模组103和pa模组104；其中，
20.开关模组102，连接在第一dcdc转换器101与所述至少两个pa模组之间，用于根据控制信号，导通第一dcdc转换器101与所述至少两个pa模组中任一pa模组之间的供电电路；
21.第一dcdc转换器101，用于通过所述供电电路为所述任一pa模组供电，以支持所述任一pa模组工作；
22.所述至少两个pa模组，不同时工作在任一en-dc组合下，用于在工作时对对应输入的射频信号进行功率放大。
23.在一些实施例中，如下表1所示，所述任一en-dc组合包括但不限于：支持lte的mb和nr的mb/hb的第一en-dc组合，支持lte的lb和nr的lb的第二en-dc组合，支持lte的lb和nr的sub 6g的第三en-dc组合，支持lte的mb/hb和nr的sub 6g的第四en-dc组合，以及支持lte的mb/hb和nr的lb的第五en-dc组合。
24.表1
25.第一en-dc组合mb mb/hb第二en-dc组合lb lb第三en-dc组合lb sub 6g第四en-dc组合mb/hb sub 6g第五en-dc组合mb/hb lb
26.在本技术实施例中，提供的射频前端，至少包括一个第一功放模块，所述第一功放模块中的至少两个不同时工作在任何en-dc组合下的pa模组，共用一个dcdc转换器；如此，不必每一pa模组均对应连接一个dcdc转换器，而是两个pa模组甚至更多个pa模组共用一个dcdc转换器，这样在不影响通信性能的前提下，节约了dcdc转换器在射频前端的占用面积，并降低了射频前端的产品成本。
27.需要说明的是，在本技术中，所述第一功放模块指的是其中至少两个pa模组能够共用一个dcdc转换器的模块，这是与第二、第三、以及第四功放模块不同之处。在本技术中，第一dcdc转换器至第四dcdc转换器，可以是相同型号的转换器，也可以是不同型号的转换器，对此本技术不做限定。
28.在本技术实施例中，射频前端可以是无线通信系统中终端设备的射频前端，也可以是无线通信系统中网络设备中的射频前端。其中，终端设备可以是各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备，以及各种形式的用户终端设备或移动台。用户终端设备，例如，可以是手机、电话手表或平板电脑等。
29.本技术实施例所涉及到的网络设备是一种部署在无线接入网中用以为终端设备提供无线通信功能的设备。在本技术实施例中，该网络设备可以是基站设备，该基站设备可以包括各种形式的宏基站、微基站、中继站或接入点等等。
30.本技术实施例再提供一种射频前端，图2为本技术实施例射频前端的另一结构示意图，如图2所示，该射频前端2可以包括：一个第一功放模块20、控制器21、天线22；射频前端2还包括一个第二功放模块23和/或一个第三功放模块24；其中，第一功放模块20，包括一个第一dcdc转换器201、一个开关模组202和至少两个pa模组；
31.控制器21，用于根据射频前端2当前所处的目标en-dc组合，生成控制信号，以触发开关模组202根据所述控制信号，导通第一dcdc转换器201与工作在所述目标en-dc组合下的pa模组之间的供电电路。
32.在实际应用中，控制器21可以根据网络配置来确定射频前端2当前所处的目标en-dc组合，即当前通信所在的lte频段和nr频段。
33.开关模组202，连接在第一dcdc转换器201与所述至少两个pa模组之间，用于根据所述控制信号，导通第一dcdc转换器201与所述至少两个pa模组中任一pa模组之间的供电电路；
34.第一dcdc转换器201，用于通过所述供电电路为所述任一pa模组供电，以支持所述任一pa模组工作；
35.所述至少两个pa模组，至少包括以下之二：第一pa模组203、第二pa模组204、第三pa模组205，这些pa模组不同时工作在任一en-dc组合下；其中，
36.第一pa模组203，工作在所述第一en-dc组合下，用于对属于lte或nr的mb的射频信
dc组合下的pa模组之间的供电电路；
48.开关模组302，连接在第一dcdc转换器301与第二pa模组303和第四pa模组304之间，用于根据所述第一控制信号，导通第一dcdc转换器301与第二pa模组303和第四pa模组304中的任一pa模组之间的供电电路；
49.第一dcdc转换器301，用于通过所述供电电路为所述任一pa模组供电，以支持所述任一pa模组工作；
50.第二pa模组303，工作在所述第二en-dc组合下，用于对属于lte或nr的lb的射频信号进行功率放大；
51.第四pa模组304，工作在所述第一en-dc组合、所述第四en-dc组合或所述第五en-dc组合下，用于对属于lte或nr的mb/hb的射频信号进行功率放大。
52.如图3所示，第一功放模块31，包括：一个第一dcdc转换器311、一个开关模组312、第一pa模组313和第五pa模组314；其中，
53.控制器32，还用于根据射频前端3当前所处的目标en-dc组合，生成第二控制信号，以触发开关模组312根据所述第二控制信号，导通第一dc-dc转换器311与工作在所述目标en-dc组合下的pa模组之间的供电电路；
54.开关模组312，连接在第一dcdc转换器311与第一pa模组313和第五pa模组314之间，用于根据所述第二控制信号，导通第一dcdc转换器311与第一pa模组313和第五pa模组314中的任一pa模组之间的供电电路；
55.第一dcdc转换器311，用于通过所述供电电路为所述任一pa模组供电，以支持所述任一pa模组工作；
56.第一pa模组313，工作在所述第一en-dc组合下，用于对属于lte或nr的mb的射频信号进行功率放大；
57.第五pa模组314，工作在所述第二en-dc组合、所述第三en-dc组合或所述第五en-dc组合下，用于对属于lte或nr的lb的射频信号进行功率放大。
58.在一些实施例中，如图3所示，射频前端3还包括第四功放模块33，该模块33包括第三pa模组331和第四dcdc转换器332，该转换器332与第三pa模组331连接，用于为第三pa模组供电，以使第三pa模组在所述第三en-dc组合或所述第四en-dc组合下工作时，对属于nr的sub 6g的射频信号进行功率放大。
59.在一些实施例中，如图3所示，射频前端3还包括天线34，每一所述pa模组连接一天线34，该天线34用于发射对应pa模组输出的射频信号。
60.第五代移动通信技术(5th-generation，5g)的移动带宽增强(enhanced mobile broadband，embb)应用场景下，几何式增加的海量数据需求，对个人移动终端数据通信能力提出了前所未有的要求。5g非独立组网(non-standalone，nsa)和独立组网(standalone，sa)两大部署方案在提升通信速率方面都有关键方案加持，比如，nsa下的1t4r(1路发射4路接收)和sa下的2t4r(2路发射4路接收)，都是为了提升通信速率，尤其是下行通信速率。这是因为，个人大数据应用(比如短视频和视频电影等应用)，对于下行速率要求更高。
61.由于目前5g基站覆盖范围小，所以覆盖lte相同面积，需要的5g基站数量在前者的3倍以上，建网成本骤然增加。而因为全球范围内经济发展不均，以及各国不同的4g到5g演进策略，所以，全球范围内en-dc方案将会在相当长的一段时间内成为重要的5g覆盖方案，
即采用en-dc方案保证在5g信号不稳定或者未覆盖区域情况下信号的连续性。
62.en-dc是4g和5g双连接，目前全球范围内lte存在多个频段，5g也存在多个频段，所以，二者之间任意组合会出现多种en-dc方案。比如，lb和lb、lb和mb、lb和hb、mb和hb、lb和sub-6g、mb和sub-6g、hb和sub-6g。
63.要支持以上en-dc方案，手机射频前端就需要包括两个用于支持lb的功率放大器(power amplifier，pa)，即lb pa(即所述第五pa模组)、一个用于支持mhb的pa，即mhb pa(即所述第四pa模组)、一个用于支持hb的pa，即hb pa和一个用于支持sub-6g的pa，即sub-6g pa(即所述第三pa模组)。
64.综合考虑成本，一般会在手机中设计一个支持b1/b3的pa来作为其中一路mb pa，以及一个采用b20 pa(即所述第二pa模组)作为另一路lb pa。
65.由于以上pa存在任意两个同时工作的场景，而相关手机方案的dcdc电源只能给一路pa供电，所以每一路都需要单独使用一路电源。例如，图4所示的射频前端40，包括：5个dcdc转换器(即dcdc1至dcdc5)、5个天线ant(即ant1至ant5)、与dcdc1连接的mhb pamid(即所述第四pa模组)、与dcdc2连接的lb pamid(即所述第五pa模组)、与dcdc3连接的b1/b3 pa(即所述第一pa模组)、以及与dcdc4连接的b20 pa(即所述第二pa模组)、与dcdc5连接的sub 6g pa(即所述第三pa模组)；其中，dcdc转换器用于对对应的pa模组供电，ant用于发送对应的pa模组输出的射频信号。由图4可以看出，在射频前端40中，5个pa就需要5个独立的dcdc。
66.然而，5个dcdc导致手机成本和占用面积大大增加等问题，每个dcdc目前成本约0.4美元(usa dollar，usd)，5个dcdc预计2.0usd。
67.基于此，下面将说明本技术实施例在一个实际的应用场景中的示例性应用。
68.举例来说，如下表3所示，lb pa支持lb，dcdc2为lb pa供电；sub-6g pa支持sub-6g，dcdc5为sub-6g pa供电；mhb pa支持mb/hb，dcdc1为mhb pa供电；b1/b3 pa支持mb，dcdc3为b1/b3 pa供电；b20 pa支持lb，dcdc4为b20 pa供电。
69.需要说明的是，本技术实施例中所述的dcdc1至dcdc5转换器可以是同一型号的转换器，也可以是不同型号的转换器，对此不做限定。
70.表3
[0071][0072]
如上表所示，在每一组en-dc组合下，dcdc3、dcdc4、dcdc5都不会出现其中两个共同工作的场景，所以可以采用图5所示的射频前端50，即，使用一个dcdc通过开关模组同时连接b1/b3 pa、b20 pa和sug 6g pa的供电端，在实际中，可以根据场景要求，控制开关模组导通dcdc2与其中一路pa的供电电路，从而实现给该路pa供电。
[0073]
如图5所示，三个dcdc电源合理分配，达到了原来5个dcdc的同样的效果，满足了各
种en-dc场景的频段组合需求，带来电路成本和电路面积都降低40％的有益效果。例如，单个5g终端成本降低0.8usd。
[0074]
发明人在研究过程中，对各种en-dc组合场景下的电源网络进行分析发现，有两个或两个以上的pa模组不会同时工作在任何一个en-dc组合场景下。基于此，在本技术实施例中，提出通过外部电源整合方式，即两个或多个pa模组共用一个dcdc，从而用更低的成本解决更多en-dc组合能力的支持。
[0075]
需要说明的是，把mb pa(b1/b3)和lb pa合成一个同时支持lb和mb的pa，也可以减少射频前端dcdc的数量，从而降低射频前端的硬件成本和节约dcdc的占用面积。
[0076]
基于前述的实施例，本技术实施例提供一种芯片，该芯片包括上述任一实施例所述的射频前端。
[0077]
基于前述的实施例，本技术实施例还提供一种无线通信设备，该设备可以包括上述任一实施例所述的射频前端。
[0078]
以上芯片实施例和无线通信设备实施例的描述，与上述射频前端实施例的描述是类似的，具有同射偏前端实施例相似的有益效果。对于本技术芯片实施例和无线通信设备实施例中未披露的技术细节，请参照本技术射频前端实施例的描述而理解。
[0079]
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”或者“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本技术的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0080]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的射频前端、芯片或者无线通信设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种射频前端、芯片或者无线通信设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的射频前端、芯片或者无线通信设备中还存在另外的要素。
[0081]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的射频前端，可以通过其它的方式实现。以上所描述的射频前端实施例仅仅是示意性的，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
[0082]
本技术所提供的几个射频前端实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的射频前端实施例。
[0083]
本技术所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
[0084]
本技术所提供的几个射频前端或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的射频前端实施例或设备实施例。
[0085]
以上所述，仅为本技术的实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在
本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。