專利名稱：具有減少的耦合的多路傳輸設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如多輸入多輸出(MIMO)發(fā)射器、接收器或收發(fā)器的傳輸設(shè)備，該傳輸設(shè)備具有用于以基本上相同的頻率傳輸相應(yīng)的傳輸信號(hào)的至少兩個(gè)傳輸分支。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于多路發(fā)射(Tx)和多路接收(Rx)系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的單輸入單輸出 (SISO)系統(tǒng)提供了實(shí)質(zhì)上的能力改進(jìn)，其已經(jīng)受到相當(dāng)大的關(guān)注。希望它們實(shí)現(xiàn)更高的數(shù) 據(jù)率(例如在無(wú)線通信系統(tǒng)中)而不會(huì)在功率或者帶寬上帶來(lái)不利后果。將多路發(fā)射(Tx) 和多路接收(Rx)天線系統(tǒng)稱作多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)。圖1示出了傳統(tǒng)笛卡爾發(fā)射器裝置的示意性框圖，其中由數(shù)字處理單元或者類似 的裝置輸出的數(shù)字I數(shù)據(jù)和Q數(shù)據(jù)在相應(yīng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 12、14處進(jìn)行數(shù)模(DA)轉(zhuǎn)換， 在相應(yīng)的(可以由調(diào)諧信號(hào)調(diào)諧的)低通濾波器(LPF) 22、24處進(jìn)行低通濾波，并且由相應(yīng) 的I混合器和Q混合器32、34向上變換。在射頻(RF)級(jí)別，經(jīng)過(guò)向上變換的I流和Q流由 結(jié)合元件38 (例如加法器電路或者類似的裝置)結(jié)合，并且在天線50處發(fā)射之前由功率放 大器(PA) 40放大。因此在圖1的結(jié)構(gòu)中，I信號(hào)和Q信號(hào)在單個(gè)傳輸路徑、分支或者鏈中從數(shù)字信號(hào) 轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)、被低通濾波以便去除混疊分量、并且與I-LO(本機(jī)振蕩器)信號(hào)和Q-LO 信號(hào)混合。在相加并且放大后，該信號(hào)在天線50處發(fā)射?；谶@種笛卡爾發(fā)射器，可以通過(guò)增加另一個(gè)傳輸路徑、分支或者鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)雙發(fā) 射結(jié)構(gòu)(例如2*ΤΧ ΜΙΜΟ)，于是該結(jié)構(gòu)包括另外兩個(gè)DAC、LPF、混合器和另一個(gè)ΡΑ?？梢?重復(fù)使用提供用于產(chǎn)生I-LO信號(hào)和Q-LO信號(hào)的壓控振蕩器(VCO)和/或鎖相回路(PLL) 電路(未在圖1中示出)，這是因?yàn)橛糜趦蓚€(gè)發(fā)射器鏈的Tx頻率是一樣的。然而，笛卡爾發(fā)射器具有這樣的缺點(diǎn)它不是最節(jié)能的結(jié)構(gòu)。因此，對(duì)發(fā)射器結(jié)構(gòu) 進(jìn)行研究以便提供更加有效的發(fā)射器實(shí)現(xiàn)方案。圖2示出了比上述笛卡爾發(fā)射器結(jié)構(gòu)具有更高功效的極性發(fā)射器結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在以極 性信號(hào)(即(瞬時(shí)的)幅度信號(hào)Ht)和(瞬時(shí)的)相位信號(hào)phi (t))的形式提供基帶信 息。通過(guò)用相位分量對(duì)振蕩器電路60 (例如PLL/VC0電路)進(jìn)行調(diào)制，并且例如通過(guò)控制 PA 42在RF傳輸路徑、分支或者鏈中的其他地方增加幅度分量，可以在天線50處發(fā)射(數(shù) 據(jù))調(diào)制信號(hào)?？梢酝ㄟ^(guò)下列等式從I信號(hào)和Q信號(hào)得到包絡(luò)以及相位信息r(t) = sqrt[si2(t)+sq2(t)]and (1)phi(t) = tan_1[Sq(t)/Si(t)](2)因此，雙發(fā)射極性發(fā)射器(例如2*ΤΧ ΜΙΜΟ極性發(fā)射器)包括具有兩個(gè)振蕩器(例 如VC0/PLL)以及兩個(gè)幅度調(diào)制器的兩個(gè)傳輸路徑、分支或者鏈。由于兩個(gè)傳輸頻率是相同 的，盡管在第一振蕩器處的調(diào)制可能完全不同于在第二振蕩器處的調(diào)制，各振蕩器的瞬時(shí) 頻率也可能非常接近。當(dāng)這兩個(gè)振蕩器集成在相同的硅片上時(shí)，將出現(xiàn)兩個(gè)振蕩器之間的 耦合，并會(huì)引起非常大的問(wèn)題。來(lái)自第一振蕩器的信號(hào)可能會(huì)被耦合到第二振蕩器之中，反之亦然。因此，可能達(dá)不到關(guān)于誤差向量幅值(EVM)以及相鄰耦合功率定量(ACPR)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種具有減少的振蕩器耦合的改進(jìn)的多路Tx/ Rx系統(tǒng)。這個(gè)目的是通過(guò)如權(quán)利要求1所要求保護(hù)的傳輸設(shè)備以及如權(quán)利要求10所要求 保護(hù)的方法得以實(shí)現(xiàn)的。因此，可以在不同的頻率處操作多路Tx傳輸系統(tǒng)中的振蕩器電路，從而使得能夠 減少它們的互耦合。更具體而言，可以為每個(gè)發(fā)射器(例如極性發(fā)射器)中的VC0/PLL使 用不同的頻率，從而將多路VC0/PLL之間耦合的可能性或者數(shù)量最小化。這對(duì)于當(dāng)在一個(gè) 硅片上實(shí)現(xiàn)兩個(gè)極性發(fā)射器或者其他多路Tx發(fā)射器時(shí)發(fā)生的串?dāng)_問(wèn)題提供了有利的解決 方案，例如對(duì)于多輸入多輸出(MIMO)發(fā)射器或者LINC (具有非線性部件的線性放大)發(fā)射器。根據(jù)一個(gè)具體的非限定性實(shí)施例，至少一個(gè)分頻器或者倍頻器可以包括設(shè)置在第 一傳輸分支中的第一分頻器以及設(shè)置在第二傳輸分支中的第二分頻器，其中第一與第二頻 率之間的比率對(duì)應(yīng)于第一分頻器的相應(yīng)的預(yù)定系數(shù)與第二分頻器的相應(yīng)的預(yù)定系數(shù)之間 的比率。因此，傳輸分支的振蕩器電路可以被設(shè)置為各自的所期望的頻率。舉例來(lái)說(shuō)，第一 分頻器的相應(yīng)的預(yù)定系數(shù)可以是2，并且第二分頻器的相應(yīng)的預(yù)定系數(shù)可以是1.5。當(dāng)然， 基于所期望的振蕩器頻率可以使用各種其他分頻(dividing)或者倍頻(multiplying)系 數(shù)，其中不存在倍頻器或者分頻器的情況對(duì)應(yīng)于系數(shù)1。在該設(shè)備的發(fā)射器部分中，從至少一個(gè)分頻器或者倍頻器的輸出信號(hào)可以產(chǎn)生至 少一個(gè)傳輸信號(hào)。在此，相應(yīng)的振蕩器電路可以直接用作用于產(chǎn)生傳輸信號(hào)的調(diào)制器。這 使得具有很少電路改變的實(shí)現(xiàn)方案成為可能。作為另外的選擇，所產(chǎn)生的信號(hào)可以在該設(shè)備的接收器部分中使用。然后，將至少 一個(gè)分頻器或者倍頻器的輸出信號(hào)用作接收分支的本機(jī)振蕩器信號(hào)。因此，還有利地提供 了用于雙接收器(在MIMO中也同樣需要)的解決方案。在這種情況中，當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí)，可 以切斷第一和第二傳輸分支中的與所述輸出信號(hào)不相關(guān)的那一個(gè)分支。另外，可以提供至少一個(gè)校正器單元，以用于根據(jù)相應(yīng)的預(yù)定系數(shù)校正傳輸信號(hào) 的調(diào)制數(shù)據(jù)。因此可以減少分頻(division)或者倍頻(multiplication)對(duì)調(diào)制指數(shù)的影 響?？梢詮莫?dú)立權(quán)利要求獲取這些實(shí)施例的進(jìn)一步的改變。


現(xiàn)在將參照附圖基于實(shí)施例描述本發(fā)明，其中圖1示出了傳統(tǒng)的笛卡爾發(fā)射器結(jié)構(gòu)的示意性框圖；圖2示出了傳統(tǒng)的極性發(fā)射器結(jié)構(gòu)的示意性框圖；以及圖3示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的雙Tx極性發(fā)射器結(jié)構(gòu)的示意性框圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將基于雙Tx極性發(fā)射器結(jié)構(gòu)描述一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該實(shí)施例可以在 MIMO系統(tǒng)或者LINC (具有非線性部件的線性放大)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。圖3示出了根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例的極性發(fā)射器結(jié)構(gòu)的示意性框圖。為每個(gè)極性發(fā)射器路徑、分支或者鏈中的VC0/PLL 62、64使用不同的頻率，從而 使多路VC0/PLL之間耦合的可能性最小化。同時(shí)為了使用雙接收器的最佳方案而提出了一 個(gè)解決方案，在包括發(fā)射器部分與接收器部分兩者的收發(fā)器系統(tǒng)(例如ΜΙΜΟ)中也會(huì)需要 該雙接收器。在圖3的上部的路徑、分支或者鏈中，PHl數(shù)據(jù)表示第一極性發(fā)射器的相位信息。 其經(jīng)過(guò)第一校正級(jí)92并且被用作第一可控振蕩器電路(例如VC01/PLL1)62的調(diào)制輸入， 該第一可控振蕩器電路62作為相位調(diào)制器。在η分頻(divide-by-n)電路72之后，用該 經(jīng)過(guò)相位調(diào)制的信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一 PA 82以便實(shí)現(xiàn)第一傳輸鏈。第一 PA 82自身具有第二控制 輸入端，向該第二控制輸入端提供ENVl數(shù)據(jù)，表示與極性相位數(shù)據(jù)PHl相關(guān)的極性包絡(luò)數(shù) 據(jù)。第一 PA 82的第二控制輸入端可以適合于控制第一 PA 82的放大，從而產(chǎn)生另外的幅 度調(diào)制。將第一 PA 82的輸出提供到第一天線52。在第二路徑、分支或者鏈中，PH2數(shù)據(jù)(經(jīng)過(guò)第二校正級(jí)94校正)和ENV2數(shù)據(jù)分 別調(diào)制作為相位調(diào)制器的第二可控振蕩器電路(例如VC02/PLL2)64和第二PA2 84，以便實(shí) 現(xiàn)第二傳輸鏈。在此，在提供給第二 PA 84之前，第二振蕩器電路64的輸出信號(hào)的頻率在 m分頻電路74中被校正或者改變。將第二 PA 84的輸出信號(hào)提供到第二天線54。根據(jù)一個(gè)非限定性范例，對(duì)于η = 2并且m = 1. 5的情況，假設(shè)發(fā)射天線信號(hào)具有 頻率fa = 5GHz。這要求第一振蕩器電路(VC01/PLL1)運(yùn)行于頻率fl = IOGHz處，這是因 為其將在η分頻電路72中以η = 2進(jìn)行分頻。于是，第二振蕩器電路(VC02/PLL2) 64將必 須運(yùn)行于頻率f2 = 7.5GHz處，這是因?yàn)槠鋵⒃趍分頻電路74中以m= 1.5進(jìn)行分頻。由 于這兩個(gè)頻率距離很遠(yuǎn)，將大大減少第一和第二振蕩器電路62、64之間的注入信號(hào)和耦合 信號(hào)的危險(xiǎn)(例如一個(gè)VC0/PLL結(jié)合到另一個(gè)之中，反之亦然)。通常，可以如下表達(dá)頻率與分頻系數(shù)之間的關(guān)系fl/n = f2/m = fa (3)需要注意的是，在天線52、54處的頻率也可以大于振蕩器頻率。在這種情況中，系 數(shù)η和m將小于1，并且必須由倍頻電路取代分頻電路72、74。通常，可以基于本領(lǐng)域中已 知的任何類型的傳統(tǒng)分頻或者倍頻電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電路72、72。然而，由于分頻或者倍頻行為(例如在第一鏈中的η分頻以及在第二鏈中的m分 頻)，減少了相位調(diào)制。因此，PHl數(shù)據(jù)和PH2數(shù)據(jù)需要在校正級(jí)92、94中進(jìn)行校正，校正的 量與分頻器72、74稍后將使其減少的量相同。對(duì)于第一傳輸鏈，可以如下表達(dá)校正PHl-data(t) = 2*tan_1 [sql (t)/sn (t) ]. (4)對(duì)于PH2數(shù)據(jù)有類似的等式PH2-data(t) = 1. 5*tan_1 [sq2 (t)/si2 (t) ]. (5)在等式⑵和(3)中，S(ll (t)/\2 (t)表示相應(yīng)的振蕩器信號(hào)的正交分量，而Sil(t)/ si2 (t)表示相應(yīng)的振蕩器信號(hào)的同相分量。可以從例如US 5，552，732中獲取關(guān)于1. 5分頻的實(shí)現(xiàn)方案的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。
當(dāng)然，頻率的各種其他組合也是可能的。例如，第二振蕩器電路(VC02/PLL2)64可以運(yùn)行于頻率f2 = 15GHz處，并且通過(guò)使用m = 3的m分頻電路74，導(dǎo)致發(fā)射信號(hào)具有fa =5GHz?？商鎿Q地，第二振蕩器電路(VC02/PLL2)可以運(yùn)行于12. 5GHZ處，從而需要m = 2. 5的m分頻電路74。如果提供另外的接收器部分，該可選的(MIMO)接收器可以包括通過(guò)相應(yīng)的Rx/Tx 開(kāi)關(guān)102、104分出來(lái)的兩個(gè)接收器鏈112、114，該Rx/Tx開(kāi)關(guān)102、104用于選擇性地將天線 52和54在接收器模式中切換到接收器鏈112、114以及在發(fā)射器模式中切換到發(fā)射器鏈。 接收器鏈112、114的每一個(gè)具有其自己的前端、向下變換混合器以及IF區(qū)、解調(diào)等(未示 出)。如圖3中的虛線部分所示，圖3的η分頻電路72的I輸出信號(hào)和Q輸出信號(hào)則可以 被用作兩個(gè)接收器鏈112、114的LO信號(hào)。當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí)，可以切斷第二傳輸鏈(包括第二 振蕩器64 (例如VC02/PLL2)、m分頻電路74等)。如上所述的優(yōu)選實(shí)施例還可以擴(kuò)展到具有三個(gè)傳輸鏈的3*3MIM0，或者一般而言 擴(kuò)展到具有η個(gè)傳輸鏈的η*η ΜΙΜΟ。以三個(gè)傳輸鏈為例，頻率分配可以是在圖3的第一振 蕩器電路62之后使用2分頻電路72，在第二振蕩器電路64之后使用1. 5分頻電路74，而 對(duì)于具有第三振蕩器電路的第三傳輸鏈(未示出)不進(jìn)行分頻。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明并不局限于上述特定的范例，而是可以被用在所有可能的無(wú)線 以及有線標(biāo)準(zhǔn)(CDMA、EDGE、WLAN 802. lla/b/g、802. 16、BT_EDR等)中，這些標(biāo)準(zhǔn)要求與多 路Tx系統(tǒng)(例如ΜΙΜΟ)相結(jié)合的有效的信號(hào)傳輸，以及減少的多路芯片內(nèi)振蕩器和/或 PLL的耦合的可能風(fēng)險(xiǎn)。另外，本發(fā)明可以在LINC發(fā)射器中實(shí)現(xiàn)，在該發(fā)射器中將原始信號(hào) 分解成兩個(gè)恒定幅度包絡(luò)、相位變化的信號(hào)，當(dāng)結(jié)合時(shí)這兩個(gè)信號(hào)相長(zhǎng)地和相消地干涉來(lái) 重新形成原始信號(hào)。總而言之，已經(jīng)描述了一種具有至少兩個(gè)傳輸分支的傳輸設(shè)備，該傳輸分支用于 以基本上相同的頻率傳輸相應(yīng)的傳輸信號(hào)，并且描述了控制這種傳輸設(shè)備的方法。提供第 一振蕩器電路62，用于在第一頻率處產(chǎn)生要在第一傳輸分支中使用的第一信號(hào)。另外，提供 第二振蕩器電路64，用于在第二頻率處產(chǎn)生要在第二傳輸分支中使用的第二信號(hào)，該第二 頻率不同于第一頻率。為了能夠使得以所述基本上相同的頻率傳輸各傳輸信號(hào)，提供至少 一個(gè)分頻器或者倍頻器72、74，用于以相應(yīng)的預(yù)定系數(shù)分頻或者分別地倍頻所述第一和第 二頻率中的至少一個(gè)頻率。因此，第一和第二振蕩器電路能夠以不同的頻率進(jìn)行操作，從而 能夠減少互耦合。最終地但仍是重要地，應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)在包括權(quán)利要求的申請(qǐng)文件中使用術(shù)語(yǔ)“包 括”或者“包含”時(shí)是為了說(shuō)明所記載的特征、裝置、步驟或者部件的存在，并不排除一個(gè)或 者多個(gè)其他特征、裝置、步驟、部件或者它們的組的存在或者增加。此外，在權(quán)利要求中的元 件之前的詞語(yǔ)“一”或者“一個(gè)”并不排除存在多個(gè)這種元件。另外，任何附圖標(biāo)記都沒(méi)有 限制權(quán)利要求書(shū)的范圍。
權(quán)利要求
一種具有至少兩個(gè)傳輸分支的傳輸設(shè)備，該傳輸分支用于以基本上相同的頻率傳輸相應(yīng)的傳輸信號(hào)，所述設(shè)備包括a)第一振蕩器電路(62)，用于在第一頻率處產(chǎn)生要在第一傳輸分支中使用的第一信號(hào)；b)第二振蕩器電路(64)，用于在第二頻率處產(chǎn)生要在第二傳輸分支中使用的第二信號(hào)，所述第二頻率不同于所述第一頻率；以及c)至少一個(gè)分頻器或者倍頻器(72、74)，用于以相應(yīng)的預(yù)定系數(shù)分頻或者分別地倍頻所述第一和第二頻率中的至少一個(gè)頻率，以便使得能夠以所述基本上相同的頻率傳輸所述傳輸信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)分頻器或者倍頻器包括設(shè)置在所述 第一傳輸分支中的第一分頻器(72)以及設(shè)置在所述第二傳輸分支中的第二分頻器(74)， 并且其中所述第一與第二頻率之間的比率對(duì)應(yīng)于所述第一分頻器(72)的相應(yīng)的預(yù)定系數(shù) 與所述第二分頻器(74)的相應(yīng)的的預(yù)定系數(shù)之間的比率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述第一分頻器(72)的所述相應(yīng)的預(yù)定系數(shù)是 2，并且所述第二分頻器(74)的所述相應(yīng)的預(yù)定系數(shù)是1.5。
4.根據(jù)任一項(xiàng)在前權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中從所述至少一個(gè)分頻器或者倍頻器 (72,74)的輸出信號(hào)產(chǎn)生所述傳輸信號(hào)中的至少一個(gè)傳輸信號(hào)。
5.根據(jù)任一項(xiàng)在前權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中將所述至少一個(gè)分頻器或者倍頻器 (72,74)的輸出信號(hào)用作接收分支(112、114)的本機(jī)振蕩器信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備適合于當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí)切斷所述第一和第 二傳輸分支中的與所述輸出信號(hào)不相關(guān)的那一個(gè)分支。
7.根據(jù)任一項(xiàng)在前權(quán)利要求所述的設(shè)備，還包括至少一個(gè)校正器單元(92，94)，用于 根據(jù)所述相應(yīng)的預(yù)定系數(shù)校正所述傳輸信號(hào)的調(diào)制數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括多輸入多輸出發(fā)射器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括具有非線性部件的線性放大發(fā)射器。
10.一種操作具有至少兩個(gè)傳輸分支的傳輸設(shè)備的方法，該傳輸分支用于以基本上相 同的頻率傳輸相應(yīng)的傳輸信號(hào)，所述設(shè)備包括步驟a)在第一頻率處產(chǎn)生要在第一傳輸分支中使用的第一信號(hào)；b)在第二頻率處產(chǎn)生要在第二傳輸分支中使用的第二信號(hào)，所述第二頻率不同于所述 第一頻率；以及c)以相應(yīng)的預(yù)定系數(shù)分頻或者倍頻所述第一和第二頻率中的至少一個(gè)頻率，以便使得 能夠以所述基本上相同的頻率傳輸所述傳輸信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有至少兩個(gè)傳輸分支的傳輸設(shè)備，該傳輸分支用于以基本上相同的頻率傳輸相應(yīng)的傳輸信號(hào)，并且涉及控制這種傳輸設(shè)備的方法。提供第一振蕩器電路(62)，用于在第一頻率處產(chǎn)生要在第一傳輸分支中使用的第一信號(hào)。另外，提供第二振蕩器電路(64)，用于在第二頻率處產(chǎn)生要在第二傳輸分支中使用的第二信號(hào)，該第二頻率不同于第一頻率。為了能夠使得以所述基本上相同的頻率傳輸各傳輸信號(hào)，提供至少一個(gè)分頻器或者倍頻器(72、74)，用于以相應(yīng)的預(yù)定系數(shù)分頻或者分別地倍頻所述第一和第二頻率中的至少一個(gè)頻率。因此，第一和第二振蕩器電路能夠以不同的頻率進(jìn)行操作，從而能夠減少互耦合。
文檔編號(hào)H04B1/04GK101816129SQ200880102893
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2008年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者D·B·D·杜珀雷, M·科拉多斯阿森西奧, P·T·M·范澤伊爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司