專利名稱：半雙工集成電路中的功率放大器旁路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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)備中的功率放大器旁路。
背景技術(shù)：
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(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ETSI)強制。無線LAN通信網(wǎng)絡(luò)從屬于，例 如，802. 11標(biāo)準(zhǔn)，它包括802. lla、802. lib和802. llg標(biāo)準(zhǔn)。在美國802. lib標(biāo)準(zhǔn)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 接入點與有線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， 用于有線LAN至無線通信設(shè)備的接口。站也可以在對等網(wǎng)絡(luò)中與其它站通信，而不需要存 在接入點，在802. 11標(biāo)準(zhǔn)被描述為"特定"模式。 802. 11標(biāo)準(zhǔn)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l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(biāo)準(zhǔn)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IOI。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、功率放大器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正在發(fā)射信號時，開關(guān)105和開關(guān)108協(xié)同工作，以旁路功率 放大器107。在通信設(shè)備100正在發(fā)射信號時，來自射頻發(fā)射機110的信號由開關(guān)108接收，而如果功率放大器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的信號需要由功率放大器107放大，就切換到信號路徑107a。功率放大器107的輸 出連接到信號路徑105b。在某些情況下，功率放大器107需要被旁路，因為功率放大器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ioo離接入點或基 站近這種情況就可能發(fā)生。在其它情況下，功率放大器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 率放大器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(yán)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(yán)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)備中的功率放大器的結(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)備中的功率放大器的開關(guān)的數(shù)量最小化。在通過使用耦合到功率放大器的開關(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)備旁路功率放大器。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。


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。
具體實施例方式
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(biāo)準(zhǔn)的無線LAN中的通信，或者是符合 802. 11標(biāo)準(zhǔn)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
5整描述的本發(fā)明的實施例的功率放大器旁路。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(biāo)準(zhǔn)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)明的實施例的功率放大器旁路。 本發(fā)明的某些實施例可以按照802. ll標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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) 和第三接端304(iii)之間切換，以連接至第一接端304(i)。 在通信設(shè)備300正在接收信號時，調(diào)制解調(diào)器320命令開關(guān)304選擇信號路徑 304a。信號路徑304a形成接收機路徑的一部分，用來把在天線301接收的信號傳播到射 頻接收機312。開關(guān)304耦合到射頻收發(fā)器IC 310，射頻收發(fā)器IC 310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和功率放大器313。在本發(fā)明的某些 實施例中，功率放大器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 到低噪聲放大器(LNA)311，以放大所收到的信號。LNA 311的輸出信號由射頻接收機312 處理。射頻接收機312把來自LNA 311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和功率放大器313。
當(dāng)通信設(shè)備300正在發(fā)射信號時，調(diào)制解調(diào)器輸出一基帶信號到射頻發(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)和第三接端314(iii)之間切換，以連接到第一接端314(i)。 根據(jù)功率放大器313是否被旁路，開關(guān)314在信號路徑314a和314b之間切換。如果功率 放大器313的放大會產(chǎn)生干擾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 功率放大器313。如果通信設(shè)備300離接入點太近，就會發(fā)生這種情況。如果電池電力需要 被節(jié)省，調(diào)制解調(diào)器320也可以決定旁路功率放大器313。 如果調(diào)制解調(diào)器320決定旁路功率放大器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，如果功率放大器313被旁路，來自開關(guān) 314的信號行進到信號路徑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)來旁路功率放大器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來旁路功率放大器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。在功率放大器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，隨后再到天線301作傳輸。 如果調(diào)制解調(diào)器320決定不旁路功率放大器313，開關(guān)314選擇314b，而來自射頻 發(fā)射機315的信號則按照來自調(diào)制解調(diào)器320的命令由用于放大信號的功率放大器313來 接收。功率放大器313的輸出由用于選擇信號路徑304b以接收來自功率放大器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)來旁路功率放大器。 通信設(shè)備30使用開關(guān)314和304旁路功率放大器313，不需要射頻收發(fā)器310之外的另一 個額外開關(guān)來旁路功率放大器313。通過比圖l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
一種用于控制半雙工收發(fā)器的操作模式的方法，所述方法包括下述步驟在第一開關(guān)，接收來自調(diào)制解調(diào)器的控制信號，其中所述控制信號啟動所述半雙工收發(fā)器的操作模式，所述操作模式選自由接收、發(fā)射和旁路所組成的組；響應(yīng)于接收到的、啟動接收操作模式的控制信號，將所述第一開關(guān)的第一端耦合至所述第一開關(guān)的第二端；響應(yīng)于接收到的、啟動發(fā)射操作模式的控制信號，將所述第一開關(guān)的第一端耦合至所述第一開關(guān)的第三端；響應(yīng)于啟動旁路操作模式的控制信號，將所述第一開關(guān)的第一端耦合至所述第一開關(guān)的第二端，并且關(guān)閉低噪聲放大器。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括響應(yīng)于啟動接收操作模式的控制信號，給射頻接收器和低噪聲放大器提供能量。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，還包括 在天線處，接收射頻信號； 對接收到的射頻信號進行濾波；將所述接收到的射頻信號耦合至所述第一開關(guān)的第一端。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括響應(yīng)于啟動發(fā)射操作模式的控制信號，給射頻發(fā)射器和功率放大器提供能量； 響應(yīng)于啟動發(fā)射操作模式的控制信號，將第二開關(guān)的第一端耦合至所述第二開關(guān)的第~"丄山二順。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，還包括 在所述射頻發(fā)射器，接收來自所述調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)信號； 用所述功率放大器放大在所述射頻發(fā)射器處接收到的所述數(shù)據(jù)信號；以及 將經(jīng)放大的數(shù)據(jù)信號耦合至天線，以供發(fā)送。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括響應(yīng)于啟動旁路操作模式的控制信號，給射頻發(fā)射器提供能量；響應(yīng)于啟動旁路操作模式的控制信號，將第二開關(guān)的第一端耦合至所述第二開關(guān)的第■~ 丄山一順。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，還包括 用所述射頻放大器接收來自所述調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)信號； 將接收到的數(shù)據(jù)信號耦合至天線，以供發(fā)送。
8. —種能夠在多個半雙工收發(fā)器操作模式中有選擇地進行操作的通信設(shè)備，所述通信設(shè)備包括調(diào)制解調(diào)器；第一開關(guān)，其具有第一立詣、第二立詣禾口第三立詣；用于將來自所述了調(diào)制解調(diào)器的控制信號發(fā)送至所述第一開關(guān)，以啟動一操作模式的 裝置，所述操作模式選自由接收、發(fā)射和旁路所組成的組； 用于在第一開關(guān)接收所述控制信號的裝置；用于響應(yīng)于接收到的、啟動接收操作模式的控制信號，將所述第一開關(guān)的第一端耦合 至所述第一開關(guān)的第二端的裝置；勝于響應(yīng)于接收到的、啟動發(fā)射操作模式的控制信號，將所述第一開關(guān)的第一端耦合 至所述第一開關(guān)的第三端的裝置；用于響應(yīng)于啟動旁路操作模式的控制信號，將所述第一開關(guān)的第一端耦合至所述第一 開關(guān)的第二端并且關(guān)閉低噪聲放大器的裝置。
9. 如權(quán)利要求8所述的通信設(shè)備，還包括用于響應(yīng)于啟動接收操作模式的控制信號，給射頻接收器和低噪聲放大器提供能量的 裝置。
10. 如權(quán)利要求9所述的通信設(shè)備，還包括 用于在天線處接收射頻信號的裝置； 用于對接收到的射頻信號進行濾波的裝置； 用于將所述接收到的射頻信號耦合至所述第一開關(guān)的第一端的裝置。
11. 如權(quán)利要求8所述的通信設(shè)備，還包括用于響應(yīng)于啟動發(fā)射操作模式的控制信號，給射頻發(fā)射器和功率放大器提供能量的裝置；用于響應(yīng)于啟動發(fā)射操作模式的控制信號，將第二開關(guān)的第一端耦合至所述第二開關(guān) 的第三端的裝置。
12. 如權(quán)利要求ll所述的通信設(shè)備，還包括 在所述射頻發(fā)射器接收來自所述調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)信號的裝置； 用所述功率放大器放大由所述射頻發(fā)射器接收到的所述數(shù)據(jù)信號的裝置；以及 用于將經(jīng)放大的數(shù)據(jù)信號耦合至天線以供發(fā)送的裝置。
13. 如權(quán)利要求8所述的通信設(shè)備，還包括用于響應(yīng)于啟動旁路操作模式的控制信號，給射頻發(fā)射器提供能量的裝置； 用于響應(yīng)于啟動旁路操作模式的控制信號，將第二開關(guān)的第一端耦合至所述第二開關(guān) 的第二端的裝置。
14. 如權(quán)利要求13所述的通信設(shè)備，還包括 用所述射頻放大器接收來自所述調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)信號的裝置； 用于將接收到的數(shù)據(jù)信號耦合至天線以供發(fā)送的裝置。
15. 如權(quán)利要求8所述的通信設(shè)備，其中所述通信設(shè)備按照802. 11a標(biāo)準(zhǔn)、802. llb標(biāo) 準(zhǔn)和802. llg標(biāo)準(zhǔn)中的一個或多個標(biāo)準(zhǔn)來操作。
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H04B1/44GK101714878SQ20091020708
公開日2010年5月26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