專利名稱：半雙工集成電路中的功放旁路的制作方法
相關(guān)申請本申請要求2002年8月30日提交的美國臨時申請第60/407,409號的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般涉及無線通信設(shè)備，尤其涉及局域網(wǎng)(LAN)中和接入點通信的無線通信設(shè)備中的功放旁路。
無線通信設(shè)備，例如使用射頻信號傳輸?shù)脑O(shè)備，一般必須符合規(guī)定限制，例如射頻輻射、發(fā)射功率以及設(shè)備的操作模式。例如，這種規(guī)定在美國可以由(聯(lián)邦)通信委員會(FCC)強制，或者在歐洲由歐洲電信標準協(xié)會(ETSI)強制。無線LAN通信網(wǎng)絡(luò)從屬于，例如，802.11標準，它包括802.11a、802.11b和802.11g標準。在美國802.11b標準對無線LAN通信設(shè)備的發(fā)射功率限制是相對1毫瓦(dBm)30分貝，在歐洲是20dBm，在日本是10dBm每兆赫(dBm/MHz)。這些無線LAN通信設(shè)備可以被描述為站或接入點。站一般可以在膝上型計算機、蜂窩電話、便攜式調(diào)制解調(diào)器或個人數(shù)字助理(PDA)中被發(fā)現(xiàn)，它們被用來通過接入點和有線LAN通信，接入點通?？梢员幻枋龀蛇B接到有線LAN的無線發(fā)射機/接收機為有線LAN至無線通信設(shè)備的接口。站也可以在對等網(wǎng)絡(luò)中和其它站通信，而不需要存在接入點，在802.11標準被描述為“特定”模式。
802.11標準詳細說明包含在無線LAN通信設(shè)備中的無線發(fā)射機-接收機通常也被稱為“收發(fā)器”的半雙工操作模式。半雙工操作以收發(fā)器在任何時刻發(fā)射信號或者接收信號但不能兩者同時進行為特征。半雙工操作有別于收發(fā)器在接收第二信號的同時可以發(fā)射一個信號的全雙工操作。半雙工操作通常需要由通信設(shè)備控制以致發(fā)射機或接收機在操作或訪問通信信道。例如，如

圖1所示，對通信信道訪問的控制可以通過切換無線通信設(shè)備的天線到設(shè)備的接收機和發(fā)射機之間來完成。
圖1示出按照802.11標準開發(fā)的無線LAN通信設(shè)備100的例子。通信設(shè)備100包括接收和發(fā)射信號的天線101。天線101連接到射頻濾波器103以濾去干擾信號。射頻濾波器103耦合到在信號路徑104a和104b之間切換的開關(guān)104。在通信設(shè)備100正在接收信號時開關(guān)104選擇信號路徑104a。所收到的信號從開關(guān)104傳播到放大所收到的信號的低噪聲放大器(LNA)106。LNA106的輸出信號由射頻接收機109處理。處理后的信號傳輸?shù)秸{(diào)制解調(diào)器111。射頻收發(fā)器芯片112包含LNA106、射頻接收機109、功放107、開關(guān)108和射頻發(fā)射機110。
在另一方面，在通信設(shè)備100發(fā)射信號時，開關(guān)104切換到連接到開關(guān)105的信號路徑104b。在通信設(shè)備100發(fā)射信號時開關(guān)105和開關(guān)108協(xié)同工作以旁路功放107。在通信設(shè)備100發(fā)射信號時，來自射頻發(fā)射機110的信號由開關(guān)108接收，而如果功放107被旁路開關(guān)108就切換到信號路徑105a，但如果來自射頻發(fā)射機110的信號需要由功放107放大就切換到信號路徑107a。功放107的輸出連接到信號路徑105b。在某些情況下，功放107需要被旁路，因為功放107的放大可能產(chǎn)生因為信號的強度而干擾其它信號的信號。如果通信設(shè)備100離接入點或基站近這種情況就可能發(fā)生。在其它情況下，功放107被旁路以保存電池電力。
如果來自射頻發(fā)射機110的信號需要被放大，開關(guān)108切換到信號路徑107a，而功放107接收并放大信號。放大后的信號通過信號路徑105b由開關(guān)105接收。
由于開關(guān)105可以接收并傳播所放大的信號到開關(guān)104，開關(guān)105必須達到某種嚴格的線性要求否則所放大的信號將因開關(guān)105而變得失真。為了達到這種嚴格的線性要求，開關(guān)105不能集成到射頻收發(fā)器芯片112中，因為開關(guān)105可能需要不同的制作過程(例如用在射頻收發(fā)器芯片112的砷化鎵過程與鍺化硅過程不同)。由于開關(guān)105在射頻收發(fā)器芯片112外邊并需要和射頻收發(fā)器112不同的制作過程，開關(guān)105的制作招致額外的成本和額外的板空間。

發(fā)明內(nèi)容
本揭示內(nèi)容集中在具有使用最少數(shù)量的開關(guān)旁路通信設(shè)備中的功放的結(jié)構(gòu)的通信設(shè)備。
在一個實施例中，通信設(shè)備利用通信設(shè)備半雙工操作的優(yōu)勢使所需要的用來旁路通信設(shè)備中的功放的開關(guān)的數(shù)量最小化。在通過使用耦合到功放的開關(guān)發(fā)射信號以把信號導(dǎo)向接收機路徑而不是發(fā)射機路徑時通信設(shè)備旁路功放。因為接收機路徑在發(fā)射信號時是不使用的，信號能夠旁路功效而不被破壞。然后信號被導(dǎo)向位于通信設(shè)備中射頻收發(fā)器之外的開關(guān)。然后位于通信設(shè)備中射頻收發(fā)器之外的開關(guān)把信號導(dǎo)入天線作傳輸。
在通信設(shè)備中以軟件、硬件、固件或它們的組合，各種實施例可以予以實現(xiàn)。如果以軟件來實現(xiàn)，該技術(shù)可包含在由使無線設(shè)備完成該技術(shù)的指令組成的計算機可讀媒體中。各種實施例的額外細節(jié)在下面附圖及描述中得到闡明。其它特征、目的和優(yōu)勢從描述、附圖和權(quán)利要求中將變得清楚。
附圖簡述圖1是以半雙工模式操作的無線通信設(shè)備的一個例子的方框圖。
圖2是按照本發(fā)明的實施例的對有線LAN訪問的無線LAN的方框圖。
圖3是按照本發(fā)明的實施例的示例性無線通信設(shè)備的方框圖。
發(fā)明詳述能夠從本發(fā)明的實施例的應(yīng)用中受益的無線通信設(shè)備的一個例子是可以在膝上型計算機、蜂窩電話、便攜式調(diào)制解調(diào)器或個人數(shù)字助理(PDA)中被發(fā)現(xiàn)的無線局域網(wǎng)(LAN)通信設(shè)備，在其中它們被用在符合802.11標準的無線LAN中的通信，或者是符合802.11標準的通過接入點和有線LAN通信。例如，圖2示出無線LAN200，它包含無線通信設(shè)備202，其中至少一個無線通信設(shè)備202，例如無線通信設(shè)備204，可以包括按照如下更完整描述的本發(fā)明的實施例的功放旁路。如圖2所示，通信設(shè)備204可以包括在例如膝上型計算機205中，提供膝上型計算機205和無線LAN200之間的無線通信。
無線LAN200可以在特別模式中操作，如上所述，這樣，例如，無線通信設(shè)備202在對等網(wǎng)絡(luò)中操作，而不需要接入點的存在，或者無線LAN200可以通過一個或多個接入點206連接到有線LAN208。如接入點206可按照802.11標準在無線LAN200和有線LAN208之間提供無線通信。有線LAN208可用來，例如，連接各種設(shè)備，例如本領(lǐng)域內(nèi)已知的網(wǎng)絡(luò)打印機210、個人計算機212和文件服務(wù)器214。有線LAN208也可用來，例如，連接各種設(shè)備，例如網(wǎng)絡(luò)打印機210、個人計算機212和文件服務(wù)器214到接入點206從而到無線LAN200。一個或多個接入點，例如，接入點216，可以包括按照本發(fā)明的實施例的功放旁路。
本發(fā)明的某些實施例可以按照802.11標準操作，而其它實施例可以按照其它支持半雙工操作模式的無線通信標準操作。
圖3說明按照本發(fā)明的實施例的無線LAN通信設(shè)備300。通信設(shè)備300按照半雙工操作模式操作。通信設(shè)備300包括接收和發(fā)射信號的天線301。天線301耦合到射頻濾波器303以濾去干擾信號。射頻濾波器303耦合到在信號路徑304a和304b之間切換的開關(guān)304。開關(guān)304的第一接端304(i)耦合到射頻濾波器303，第二接端304(ii)耦合到信號路徑304a，而第三接端304(iii)耦合到信號路徑304b。開關(guān)304在第二接端304(ii)和連接至第一接端304(i)的第三接端304(iii)之間切換。
在通信設(shè)備300正在接收信號時調(diào)制解調(diào)器304命令開關(guān)304選擇信號路徑304a。信號路徑304a形成用來把在天線301接收的信號傳播到射頻接收機312的接收機路徑的一部分。開關(guān)304耦合到包含低噪聲放大器(LNA)311、射頻接收機312、射頻發(fā)射機315、開關(guān)314和功放313的射頻收發(fā)器IC310。在本發(fā)明的某些實施例中，功放313可以在射頻收發(fā)器IC310之外。所收到的信號從開關(guān)304傳輸?shù)椒糯笏盏降男盘柕牡驮肼暦糯笃?LNA)311。LNA311的輸出信號由射頻接收機312處理。射頻接收機312把來自LNA311的所收到的射頻信號下變頻成基帶信號。射頻接收機312也濾去任何噪聲或不必要的信號。射頻接收機312輸出基帶信號到調(diào)制解調(diào)器320作進一步處理。在接收模式期間，調(diào)制解調(diào)器320關(guān)閉射頻發(fā)射機315和功放313。
當(dāng)通信設(shè)備300正在發(fā)射信號時，調(diào)制解調(diào)器輸出基帶信號到射頻發(fā)射機315。射頻發(fā)射機315把所收到的基帶信號上變頻成射頻信號(即要發(fā)射的射頻信號)。射頻發(fā)射機315輸出要發(fā)射的射頻信號到開關(guān)314。開關(guān)314的第一接端314(i)耦合到射頻發(fā)射機315，第二接端314(ii)耦合到信號路徑314a，而第三接端314(iii)耦合到信號路徑314b。開關(guān)314在第二接端314(ii)和以連接到第一接端314(i)的第三接端314(iii)之間切換。開關(guān)314在信號路徑314a和314b之間切換取決于功放313是否被旁路。如果功放313的放大可能產(chǎn)生可能干擾LAN中其它信號的過強信號調(diào)制解調(diào)器320可以決定旁路功放313。如果通信設(shè)備300離接入點太近這種情況就可能發(fā)生。如果電池電力需要被節(jié)省調(diào)制解調(diào)器320也可以決定旁路功放313。
如果調(diào)制解調(diào)器320決定旁路功放313，調(diào)制解調(diào)器320命令開關(guān)314選擇連接到信號路徑304a的信號路徑314a。這樣，如果功放313被旁路，來自開關(guān)314的信號下到信號路徑314a并通過信號路徑304a進入開關(guān)304。這樣，通信設(shè)備300使用接收機路徑的一部分(即信號路徑304a)來旁路功放313。由于半雙工操作模式通信設(shè)備300能夠使用信號路徑304a來旁路功放313。通信設(shè)備正在發(fā)射信號時來自開關(guān)314的信號不進入LNA311因為調(diào)制解調(diào)器320關(guān)閉了LNA311和射頻接收機312。在LNA311關(guān)閉時，LNA311的輸入阻抗接近無限大，所以來自開關(guān)314的信號不進入LNA311。在功放313要被旁路時調(diào)制解調(diào)器320命令開關(guān)304選擇信號路徑304a。然后信號傳輸?shù)缴漕l濾波器303然后到天線301作傳輸。
如果調(diào)制解調(diào)器320決定不旁路功放313，開關(guān)314選擇314b，而來自射頻發(fā)射機315的信號由按照來自調(diào)制解調(diào)器320的命令放大信號的功放313所接收。功放313的輸出由選擇信號路徑304b以接收來自功放313的信號的開關(guān)304所接收。然后如上所述信號通過射頻濾波器傳播到天線301。
上面的結(jié)構(gòu)使通信設(shè)備300以比圖1所示的結(jié)構(gòu)少一個開關(guān)來旁路功放。通信設(shè)備30使用開關(guān)314和304旁路功放313而不需要另一個射頻收發(fā)器310之外的額外的開關(guān)來旁路功放313。通過比圖1所示的結(jié)構(gòu)少使用一個開關(guān)，通信設(shè)備300使用較少板空間并節(jié)省成本。
可以理解雖然本發(fā)明的各種實施例和優(yōu)勢在上面的描述中得到闡明，上面的揭示只是示例性的，而在細節(jié)上可以改變，但仍然在本發(fā)明廣義的原理之內(nèi)。所以，本發(fā)明將只受所附權(quán)利要求限制。
權(quán)利要求
1.一種通信設(shè)備，包括控制通信設(shè)備的操作的調(diào)制解調(diào)器；耦合到所述調(diào)制解調(diào)器把來自所述調(diào)制解調(diào)器的基帶信號轉(zhuǎn)換成要發(fā)射的射頻信號的射頻發(fā)射機；接收和指引來自所述射頻發(fā)射機的要發(fā)射的射頻信號的第一開關(guān)，所述第一開關(guān)有耦合到所述射頻發(fā)射機的第一接端、第二接端和耦合到接收機信號路徑的第三接端，而所述第一開關(guān)在所述第二接端和所述第三接端之間切換以便連接到所述第一接端；以及輸入端耦合到所述第一開關(guān)的第二接端用于放大所述要發(fā)射的射頻信號的放大器，其中所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送命令到所述第一開關(guān)以切換到所述第三接端使所述要發(fā)射的射頻信號旁路所述放大器。
2.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其特征在于，還包括用于發(fā)射或接收信號的天線；以及用于指引所收到的信號的第二開關(guān)，所述第二開關(guān)有耦合到所述天線的第一接端、耦合到所述接收機信號路徑的第二接端以及耦合到所述放大器的輸出的第三接端，所述第二開關(guān)在所述第二接端和所述第三接端之間切換連接到所述第一接端。
3.如權(quán)利要求2所述的通信設(shè)備，其特征在于，如果所述調(diào)制解調(diào)器確定旁路所述放大器，則所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送命令到所述第二開關(guān)以切換到所述第二接端。
4.如權(quán)利要求2所述的通信設(shè)備，其特征在于，如果所述調(diào)制解調(diào)器確定使用所述放大器放大所述要發(fā)射的射頻信號，則所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送命令到所述第二開關(guān)以切換到所述第三接端。
5.如權(quán)利要求2所述的通信設(shè)備，其特征在于，還包括耦合到所述調(diào)制解調(diào)器用于把所收到的射頻信號轉(zhuǎn)換成要傳輸?shù)剿稣{(diào)制解調(diào)器的基帶信號的射頻接收機。
6.如權(quán)利要求5所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述射頻接收機有耦合到所述接收機信號路徑的輸入。
7.如權(quán)利要求6所述的通信設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述射頻接收機正在接收來自所述天線的信號時，所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送命令到所述第二開關(guān)以切換到所述第二接端。
8.如權(quán)利要求2所述的通信設(shè)備，其特征在于，還包括耦合到所述天線和所述第二開關(guān)用于濾除干擾信號的射頻濾波器。
9.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述通信設(shè)備按照802.11標準操作。
10.如權(quán)利要求5所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述通信設(shè)備提供所述射頻發(fā)射機和所述射頻接收機的半雙工操作。
11.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其特征在于，如果由所述放大器放大的信號可能干擾由其它通信設(shè)備產(chǎn)生的信號，則所述調(diào)制解調(diào)器確定旁路所述放大器。
12.一種通信設(shè)備，包括控制通信設(shè)備的操作的控制裝置；耦合到所述控制裝置把來自所述控制裝置的基帶信號轉(zhuǎn)換成要發(fā)射的射頻信號的射頻發(fā)射裝置；接收和指引來自所述射頻發(fā)射裝置的要發(fā)射的射頻信號的第一開關(guān)裝置，所述第一開關(guān)裝置有耦合到所述射頻發(fā)射裝置的第一接端、第二接端和耦合到接收機信號路徑的第三接端，而所述第一開關(guān)裝置在所述第二接端和所述第三接端之間切換連接到所述第一接端；以及有耦合到所述第一開關(guān)裝置的所述第二接端的輸入、用于放大所述要發(fā)射的射頻信號的放大裝置，其中所述控制裝置發(fā)送命令到所述第一開關(guān)裝置以切換到所述第三接端使所述要發(fā)射的射頻信號旁路所述放大裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的通信設(shè)備，其特征在于，還包括發(fā)射或接收信號的天線裝置；以及指引所收到的信號的第二開關(guān)裝置，所述第二開關(guān)有耦合到所述天線裝置的第一接端、耦合到所述接收機信號路徑的第二接端以及耦合到所述放大裝置的輸出的第三接端，所述第二開關(guān)裝置在所述第二接端和所述第三接端之間切換以連接到所述第一接端。
14.如權(quán)利要求13所述的通信設(shè)備，其特征在于，如果所述控制裝置決定旁路所述放大裝置，則所述控制裝置發(fā)送命令到所述第二開關(guān)裝置以切換到所述第二接端。
15.如權(quán)利要求13所述的通信設(shè)備，其特征在于，如果所述控制裝置決定使用所述放大裝置放大所述要發(fā)射的射頻信號，則所述控制裝置發(fā)送命令到所述第二開關(guān)裝置以切換到所述第三接端。
16.如權(quán)利要求13所述的通信設(shè)備，其特征在于，還包括把所收到的射頻信號轉(zhuǎn)換成要傳輸?shù)剿隹刂蒲b置的基帶信號的射頻接收機裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述射頻接收機裝置有耦合到所述接收機信號路徑的輸入。
18.如權(quán)利要求17所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述射頻接收機裝置正在接收來自所述天線裝置的信號時，所述控制裝置發(fā)送命令到所述第二開關(guān)裝置以切換到所述第二接端。
19.如權(quán)利要求13所述的通信設(shè)備，其特征在于，還包括耦合到所述天線裝置和所述第二開關(guān)裝置用于濾除干擾信號的射頻濾波器。
20.如權(quán)利要求12所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述通信設(shè)備按照802.11標準操作。
21.如權(quán)利要求16所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述通信設(shè)備提供所述射頻發(fā)射機裝置和所述射頻接收機裝置的半雙工操作。
22.如權(quán)利要求12所述的通信設(shè)備，其特征在于，如果由所述放大裝置放大的信號可能干擾由其它通信設(shè)備產(chǎn)生的信號則所述控制裝置決定旁路所述放大裝置。
23.一種通信設(shè)備，包括控制通信設(shè)備的操作的調(diào)制解調(diào)器；耦合到所述調(diào)制解調(diào)器用于把來自所述調(diào)制解調(diào)器的基帶信號轉(zhuǎn)換成要發(fā)射的射頻信號的射頻發(fā)射機；接收和指引來自所述射頻發(fā)射機的要發(fā)射的射頻信號的第一開關(guān)，所述第一開關(guān)有耦合到所述射頻發(fā)射機的第一接端、第二接端和耦合到接收機信號路徑的第三接端，而所述第一開關(guān)在所述第二接端和所述第三接端之間切換以連接到所述第一接端；有耦合到所述第一開關(guān)的所述第二接端的輸入、用于放大所述要發(fā)射的射頻信號的放大器；用于發(fā)射或接收信號的天線；有耦合到所述天線的第一接端、耦合到所述接收機信號路徑的第二接端以及耦合到所述放大器的輸出的第三接端的第二開關(guān)，所述第二開關(guān)在所述第二接端和所述第三接端之間切換以連接到所述第一接端，其中如果所述調(diào)制解調(diào)器決定使所述要發(fā)射的射頻信號旁路所述放大器，所述調(diào)制解調(diào)器就發(fā)送第一命令到所述第一開關(guān)以切換到所述第三接端、并發(fā)第二送命令到所述第二開關(guān)以切換到所述第二接端。
24.如權(quán)利要求23所述的通信設(shè)備，其特征在于，如果所述調(diào)制解調(diào)器決定使用所述放大器放大所述要發(fā)射的射頻信號，則所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送命令到所述第二開關(guān)以切換到所述第三接端。
25.如權(quán)利要求23所述的通信設(shè)備，其特征在于，還包括把所收到的射頻信號轉(zhuǎn)換成要傳輸?shù)剿稣{(diào)制解調(diào)器的基帶信號的射頻接收機。
26.如權(quán)利要求25所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述射頻接收機有耦合到所述接收機信號路徑的輸入。
27.如權(quán)利要求26所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述射頻接收機正在接收來自所述天線的信號時，所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送第三命令到所述第二開關(guān)以切換到所述第二接端。
28.如權(quán)利要求23所述的通信設(shè)備，其特征在于，還包括耦合到所述天線和所述第二開關(guān)用于濾除干擾信號的射頻濾波器。
29.如權(quán)利要求23所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述通信設(shè)備按照802.11標準操作。
30.如權(quán)利要求25所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述通信設(shè)備提供所述射頻發(fā)射機和所述射頻接收機的半雙工操作。
31.如權(quán)利要求23所述的通信設(shè)備，其特征在于，如果由所述放大器放大的信號可能干擾由其它通信設(shè)備產(chǎn)生的信號，則所述調(diào)制解調(diào)器決定旁路所述放大器。
32.一種射頻收發(fā)器，包括用來接收射頻輸入信號的接收機信號路徑；耦合到所述接收機信號路徑把所收到的射頻輸入信號轉(zhuǎn)換到基帶信號的射頻接收機；把所收到的輸入基帶信號轉(zhuǎn)換到要發(fā)射的射頻信號的射頻發(fā)射機；接收和指引要發(fā)射的射頻信號的開關(guān)，所述開關(guān)有耦合到所述射頻發(fā)射機的第一接端、耦合到接收機信號路徑的第二接端、和第三接端，而所述開關(guān)在所述第二接端和所述第三接端之間切換以連接到所述第一接端；用來發(fā)射所述要發(fā)射的射頻信號的發(fā)射機信號路徑，所述發(fā)射機信號路徑耦合到所述開關(guān)的第三接端，其中所述開關(guān)響應(yīng)第一命令切換到所述第二接端以指引要發(fā)射的射頻信號到所述接收機信號路徑。
33.如權(quán)利要求32所述的射頻收發(fā)器，其特征在于，還包括放大所述要發(fā)射的射頻信號的放大器，所述放大器有耦合到所述發(fā)射機信號路徑的輸入。
34.如權(quán)利要求33所述的射頻收發(fā)器，其特征在于，所述第一命令使所述要發(fā)射的射頻信號旁路所述放大器。
35.如權(quán)利要求33所述的射頻收發(fā)器，其特征在于，所述開關(guān)響應(yīng)第二命令切換到所述第三接端以指引所述要發(fā)射的射頻信號到所述放大器。
36.如權(quán)利要求35所述的射頻收發(fā)器，其特征在于，所述第二命令使所述要發(fā)射的射頻信號由所述放大器放大。
全文摘要
具有使用最小數(shù)量的開關(guān)旁路通信設(shè)備中的功放的結(jié)構(gòu)的通信設(shè)備予以描述。所述通信設(shè)備利用所述通信設(shè)備中射頻發(fā)射機和接收機的半雙工操作的優(yōu)勢來最小化開關(guān)的數(shù)量以旁路所述通信設(shè)備中的功放。
文檔編號H04B1/44GK1679250SQ03820599
公開日2005年10月5日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月30日
發(fā)明者熊煒 申請人:高通股份有限公司