[发明专利]一种基于射频收发芯片模块的卫星移动通信终端

权利要求书

1.一种基于射频收发芯片模块的卫星移动通信终端，包括射频开关(A)、发端声表滤波器(B)、功放芯片(C)、收端声表滤波器(D)、基带处理芯片(F)、外部存储器(G)、电源管理和CODEC芯片(H)、卫通晶振(I)、接口模块(J)、导航接收声表滤波器(K)和导航晶振(L)；其特征在于：还包括射频收发芯片模块(E)；其中，

射频开关(A)的输入输出端口(A1)与外部射频天线连接，射频开关(A)的第一输入端口(A2)与发端声表滤波器(B)的输出端口(B1)连接，射频开关(A)的第二输入端口(A4)与基带处理芯片(F)的输出端口(F4)连接，射频开关(A)的输出端口(A3)与收端声表滤波器(D)的输入端口(D1)连接，

发端声表滤波器(B)的输入端口(B2)与功放芯片(C)的输出端口(C1)连接，

功放芯片(C)的第一输入端口(C2)与射频收发芯片模块(E)的第一输出端口(E1)连接，功放芯片(C)的第二输入端口(C3)与射频收发芯片模块(E)的第二输出端口(E12)连接，

收端声表滤波器(D)的输出端口(D2)与射频收发芯片模块(E)的第一输入端口(E2)连接，

导航接收声表滤波器(K)的输入端口(K1)与外部GNSS天线连接，导航接收声表滤波器(K)的输出端口(K2)与射频收发芯片模块(E)的第二输入端口(E3)连接，

导航晶振(L)的输出端口(L1)与射频收发芯片模块(E)的第三输入端口(E8)连接，

卫通晶振(I)的输出端口(I1)与射频收发芯片模块(E)的第四输入端口(E5)连接，卫通晶振(I)的第一输入端口(I3)与射频收发芯片模块(E)的第三输出端口(E7)连接，卫通晶振(I)的第二输入端口(I2)与电源管理和CODEC芯片(H)的第一输出端口(H4)连接，

射频收发芯片模块(E)的第五输入端口(E6)与电源管理和CODEC芯片(H)的第二输出端口(H2)连接，射频收发芯片模块(E)的第一、第二、第四输入输出端口(E4、E9、E11)通过数据总线分别与基带处理芯片(F)的第一、第二、第四输入输出端口(F1、F6、F8)连接，射频收发芯片模块(E)的第三输出端口(E10)通过数据总线与基带处理芯片(F)的第三输入端口(F7)连接，

电源管理和CODEC芯片(H)的第三输出端口(H3)与外部存储器(G)的输入端口(G2)连接，

接口模块(J)的第一输入输出接口(J1)与基带处理芯片(F)的第六输入输出端口(F5)连接，接口模块(J)的第二输入输出端口(J2)与外部主机连接，

射频发送时，接口模块(J)接收外部主机输入的业务或信令数据，并把业务或信令数据输出至基带处理芯片(F)的第六输入输出端口(F5)，基带处理芯片(F)根据卫星移动通信物理层协议栈的规范，完成输入的业务或信令数据的组帧、编码调制和成形滤波和并/串转换，得到数字基带串行信号，并经基带处理芯片(F)第一输入输出端口(F1)输出至射频收发芯片模块(E)，射频收发芯片模块(E)在基带处理芯片(F)第二输入输出端口(F6)输入的发射频率、发射时间和功率的控制下，把来自基带处理芯片(F)第一输入输出端口(F1)的数字基带串行信号进行串/并变换、数/模变换以及正交调制，得到S频段射频信号，并将该射频信号通过射频收发芯片模块(E)第一输出端口(E1)输出至功放芯片(C),功放芯片(C)在射频收发芯片模块(E)第二输出端口(E12)输入的功放开关使能和功率模拟电压的控制下，对输入的射频信号进行功率放大，并将放大后的射频信号经功放芯片(C)输出端口(C1)输出至发端声表滤波器(B)，发端声表滤波器(B)将输入的射频信号进行模拟带通滤波后，通过发端声表滤波器(B)输出端口(B1)输出至射频开关(A)，射频开关(A)在基带处理芯片(F)输入的收/发切换控制信号的控制下，打开发送通道，将来自发端声表滤波器(B)的射频信号输出至外部射频天线的输入输出端口，从而将射频信号发射出去；

射频接收时，射频开关(A)在基带处理芯片(F)输入的收/发切换控制信号控制下，打开接收通道，将来自外部射频天线输入输出端口的S频段射频信号输入至收端声表滤波器(D)，收端声表滤波器(D)对输入的S频段射频信号进行模拟带通滤波后，经收端声表滤波器(D)输出端口(D2)输出至射频收发芯片模块(E)，射频收发芯片模块(E)在基带处理芯片(F)第二输入输出端口(F6)输入的接收频率控制信号、接收时间控制信号以及接收增益控制信号的控制下，把来自收端声表滤波器(D)的S频段射频信号进行正交解调、模/数变换、并/串转换，得到数字基带串行信号，并经射频收发芯片模块(E)第一输入输出端口(E4)输出至基带处理芯片(F)，基带处理芯片(F)对输入的数字基带串行信号进行串/并变换、定时和载波同步、解调、译码、解密、解帧和数据解析，恢复出业务或信令数据，并将业务或信令数据经接口模块(J)输出至外部主机；

导航定位时，导航接收声表滤波器(K)对自外部GNSS天线的导航射频信号进行模拟带通滤波后，经导航接收声表滤波器(K)输出端口(K2)输出至射频收发芯片模块(E)，射频收发芯片模块(E)在来自基带处理芯片(F)第四输入输出端口(F8)的导航应用模式控制信号的控制下，把导航接收声表滤波器(K)输入的导航射频信号进行正交解调、模/数变换，得到低中频数字信号，并经射频收发芯片模块(E)第三输出端口(E10)输出至基带处理芯片(F)，基带处理芯片(F)对输入的低中频数字信号进行快速捕获、跟踪以及位置、速度和时间解算，得到导航定位信息，并将导航定位信息经接口模块(J)输出至外部主机；

此外，基带处理芯片(F)的第七输入输出端口(F2)与外部存储器(G)的输入输出端口(G1)连接，用于实现基带处理芯片(F)与外部存储器(G)的数据交换；基带处理芯片(F)的第五输入输出端口(F3)与电源管理和CODEC芯片(H)的输入输出端口(H1)连接，基带处理芯片(F)通过I2C总线对电源管理和CODEC芯片(H)进行电源管理参数配置，电源管理和CODEC芯片(H)在基带处理芯片(F)输入的电源管理参数控制下，生成相应模块所需的工作电压，并分别输出至外部存储器(G)的输入端口(G2)、卫通晶振(I)的第二输入端口(I2)、射频收发芯片模块(E)的第五输入端口(E6)以及基带处理芯片(F)的第五输入输出端口(F3)，同时，电源管理和CODEC芯片(H)将主机的电池电量、电池充电状态参数经电源管理和CODEC芯片(H)输入输出端口(H1)输出至基带处理芯片(F)；另外，电源管理和CODEC芯片(H)对业务信道的话音数据进行音频编码，将编码后的音频数据经电源管理和CODEC芯片(H)输入输出端口(H1)输出至基带处理芯片(F)，同时，电源管理和CODEC芯片(H)对自基带处理芯片(F)第五输入输出端口(F3)输入的恢复后的话音编码数据进行音频译码，恢复出话音数据流；

卫通晶振(I)用于产生卫星移动通信所需的参考频率源，并经卫通晶振(I)输出端口(I1)输出至射频收发芯片模块(E)；导航晶振(L)用于产生导航信号接收处理所需的参考频率源，并经导航晶振(L)输出端口(L1)输出至射频收发芯片模块(E)；

所述射频收发芯片模块(E)包括导航信号低噪声放大器(Ea)、导航信号下变频混频器(Eb)、导航信号频率合成器(Ec)、导航信号带通滤波器(Ed)、导航信号可变增益放大器(Ee)、导航信号A/D变换器(Ef)、卫星通信信号低噪声放大器(Eg)、下变频混频器(Eh)、收频率合成器(Ei)、收带通滤波器(Ej)、卫星通信信号A/D变换器(Ek)、数字低中频/基带信号变换器(El)、信道滤波器(Em)、数字AGC及直流偏移校正器(En)、I/Q数据复接器(Eo)、控制逻辑单元(Ep)、D/A变换器(Eq)、发低通滤波器(Er)、上变频混频器(Es)、发频率合成器(Et)、卫星通信信号可变增益放大器(Eu)、变压器(Ev)、PA功率控制器(Ew)和AFC控制器(Ex)；其中，

导航信号低噪声放大器(Ea)将自导航接收声表滤波器(K)输出端口(K2)输入的模拟带通滤波后的微弱导航射频信号进行放大，并输出至导航信号下变频混频器(Eb)，导航信号频率合成器(Ec)在来自基带处理芯片(F)第四输入输出端口(F8)的定位模式参数的控制下，对导航晶振(L)输入的参考频率源进行频率合成得到本振信号，并将该本振信号输出至导航信号下变频混频器(Eb)，导航信号下变频混频器(Eb)把导航信号低噪声放大器(Ea)输入的放大后的射频信号与导航信号频率合成器(Ec)输入的本振信号进行正交混频，将信号频谱搬移到低频段，得到解调后的低中频导航信号，并将解调后的低中频导航信号输出至导航信号带通滤波器(Ed)，导航信号带通滤波器(Ed)对输入的低中频导航信号进行模拟带通滤波，然后输出至导航信号可变增益放大器(Ee)，导航信号可变增益放大器(Ee)将输入的带通滤波后的信号进行线性放大，将线性放大后的信号输出至导航信号A/D变换器(Ef)，导航信号A/D变换器(Ef)对输入的线性放大后的信号进行模/数变换，得到低中频数字信号，并将该低中频数字信号经数据总线送至基带处理芯片(F)的第三输入端口(F7)；卫星通信信号低噪声放大器(Eg)将自收端声表滤波器(D)输入的模拟带通滤波后的微弱卫星射频信号放大后输出至下变频混频器(Eh)，收频率合成器(Ei)在控制逻辑单元(Ep)输入的卫星通信信号接收频率参数的控制下，对来自卫通晶振(I)的参考频率源进行频率合成得到本振信号，并将该本振信号送至下变频混频器(Eh)，下变频混频器(Eh)把卫星通信信号低噪声放大器(Eg)输入的放大后的射频信号与收频率合成器(Ei)输入的本振信号进行正交混频，将信号频谱搬移到低频段，得到解调后的低中频卫星通信信号，并将解调后的低中频卫星通信信号送至收带通滤波器(Ej)，收带通滤波器(Ej)在控制逻辑单元(Ep)输入的模拟滤波器带宽参数的控制下，选择相对应的滤波器带宽，对输入的低中频卫星通信信号进行模拟带通滤波，然后输出至卫星通信信号A/D变换器(Ek)，卫星通信信号A/D变换器(Ek)对输入的低中频卫星通信信号进行模/数变换得到低中频数字信号，并将该低中频数字信号送至数字低中频/基带信号变换器(El)，数字低中频/基带信号变换器(El)在控制逻辑单元(Ep)输入的变频模式参数的控制下，对卫星通信信号A/D变换器(Ek)输入的低中频数字信号进行直通或低中频/基带变换，从而得到数字基带或低中频信号，并将数字基带或低中频信号输出至信道滤波器(Em)，信道滤波器(Em)在控制逻辑单元(Ep)输入的信道滤波器带宽参数的控制下，选择相对应的信道滤波器带宽，对输入的数字基带或低中频信号进行低通滤波，然后输出至数字AGC及直流偏移校正器(En)，数字AGC及直流偏移校正器(En)对输入的低通滤波后的数字信号进行自动增益调整以及直流偏移校正处理，得到便于后级基带正确处理的数字信号，并将增益调整及直流偏移校正后的信号输出至I/Q数据复接器(Eo)，I/Q数据复接器(Eo)在控制逻辑单元(Ep)输入的接收信号带宽参数的控制下，选择相对应的I、Q数据复接格式，对输入的增益调整及直流偏移校正后的数字并行信号进行I/Q数据复接，得到串行的复接信号，I/Q数据复接器(Eo)在自基带处理芯片(F)第一输入输出端口(F1)输入的数据时钟信号的驱动下，将复接后的I/Q串行数据输出至基带处理芯片(F)的第一输入输出端口(F1)；I/Q数据复接器(Eo)在控制逻辑单元(Ep)输入的发送信号带宽参数的控制下，选择相对应的I、Q数据复接格式，对自基带处理芯片(F)第一输入输出端口(F1)输入的串行复接数据进行I/Q分接，得到数字基带I、Q并行数据，并将并行数据输出至D/A变换器(Eq)，D/A变换器(Eq)对输入的数字基带信号进行数/模变换，将数/模变换后的模拟信号输出至发低通滤波器(Er)，发低通滤波器(Er)将数/模变换后的基带信号进行模拟低通滤波，将低通滤波后的信号输出至上变频混频器(Es)，发频率合成器(Et)在控制逻辑单元(Ep)输入的卫星通信信号发送频率参数的控制下，对来自卫通晶振(I)输出端口(I1)的参考频率源进行频率合成得到本振信号，并将该本振信号输出至上变频混频器(Es)，上变频混频器(Es)把发低通滤波器(Er)输入的低通滤波后的模拟基带信号与发频率合成器(Et)输入的本振信号进行正交混频，将信号频谱搬移到高频段，得到调制后的射频信号，把调制后的射频信号输出至卫星通信信号可变增益放大器(Eu)，卫星通信信号可变增益放大器(Eu)将输入的射频信号进行线性放大，将放大后的射频信号输出至变压器(Ev)，变压器(Ev)对输入的放大后的射频信号进行输出阻抗变换，然后输出至功放芯片(C)的第一输入端口(C2)，PA功率控制器(Ew)对来自控制逻辑单元(Ep)的功放功率控制参数进行数/模变换，将控制逻辑单元(Ep)输入的数字控制信号转换为模拟电平，把模拟电平输出至功放芯片(C)的第二输入端口(C3),功放芯片(C)在PA功率控制器(Ew)输入的功率模拟电压的控制下，对变压器(Ev)输入的阻抗变换后的射频信号进行功率放大，AFC控制器(Ex)对来自控制逻辑单元(Ep)的晶振自动频率校准参数进行数/模变换，将控制逻辑单元(Ep)输入的数字校准信号转换为模拟电平，把模拟电平输出至卫通晶振(I)的第一输入端口(I3),卫通晶振(I)在AFC控制器(Ex)输入的校准模拟电压控制下，对晶振频率进行调节，控制逻辑单元(Ep)接收来自基带处理芯片(F)第二输入输出端口(F6)的频率、功率、滤波器带宽和信号带宽控制参数，并对控制参数进行相关变换，把变换后的控制参数经不同的输出端口分别输送至射频收发芯片模块(E)内部相应的工作模块中进行模式控制，同时，控制逻辑单元(Ep)将射频收发芯片模块(E)内部的工作状态信号传送到基带处理芯片(F)中。