在不使用雙工器的情況下在全雙工系統(tǒng)中減少發(fā)射機(jī)接收機(jī)泄漏的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及一種收發(fā)機(jī)、一種操作收發(fā)機(jī)的方法、以及一種用于實(shí)現(xiàn)該方法的計(jì)算機(jī)程序。本發(fā)明還涉及一種能夠進(jìn)行頻分雙工通信的通信設(shè)備，包括這樣的收發(fā)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]收發(fā)機(jī)包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，并且通常在各種通信裝置中使用。收發(fā)機(jī)可以被布置為以半雙工操作，即接收機(jī)和發(fā)射機(jī)在同一頻率上操作但在時(shí)間上分離，以防止發(fā)射機(jī)信號(hào)隱藏接收的信號(hào)。該方法由此通常被稱作時(shí)分雙工(TDD)。收發(fā)機(jī)還能夠以全雙工操作，即接收機(jī)和發(fā)射機(jī)同時(shí)操作，其中提供了一些特殊裝置用來防止發(fā)射機(jī)隱藏接收的信號(hào)。實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容的一種方法是針對(duì)傳輸和接收分配不同的頻率。由此，該方法通常被稱作頻分雙工(FDD)。
[0003]通常，接收機(jī)和發(fā)射機(jī)使用同一天線或可以包括若干天線的天線系統(tǒng)，這意味著人們期望一些類型的電路能夠與天線適當(dāng)?shù)南嗷プ饔谩Ｓ捎诎l(fā)射機(jī)信號(hào)，當(dāng)以全雙工操作收發(fā)機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別注意這樣的電路，盡管使用FDD可以干擾接收的信號(hào)。圖1示出了通信裝置100的示例，該通信裝置100包括收發(fā)機(jī)102、連接到收發(fā)機(jī)102的天線104、以及其它電路106，例如處理裝置、輸入和輸出電路以及存儲(chǔ)裝置。收發(fā)機(jī)102包括發(fā)射機(jī)108、接收機(jī)110、以及連接到發(fā)射機(jī)102、接收機(jī)110和天線104的的雙工器112。雙工器112被布置為將射頻(RF)能量從發(fā)射機(jī)指向到天線(如箭頭114所示)，并且將射頻(RF)能量從天線指向到接收機(jī)(如箭頭116所示)，并且例如可以包括循環(huán)器。雙工器在本領(lǐng)域中是已知的，并且例如在US 4，325，140中描述。然而，雙工器并不理想，并且至少在一定程度上存在從發(fā)射機(jī)向接收機(jī)的發(fā)射機(jī)信號(hào)的泄漏(如箭頭118所示)。此外，雙工器通常是昂貴、消耗空間的，并且不能在芯片上實(shí)現(xiàn)。由此，在本領(lǐng)域中已經(jīng)致力于使用芯片上的解決方案來實(shí)現(xiàn)類似效果。這些是基于通過使用假負(fù)載的電平衡，該假負(fù)載被布置為等于天線阻抗。因此，將能量的第一部分指向天線用于發(fā)射，并且將能量的第二部分指向假負(fù)載，該能量的第二部分作為熱量來耗散。如果假負(fù)載被配置為具有與天線相同的阻抗，則第一和第二部分相等，并且當(dāng)向接收機(jī)使用差分輸入時(shí)，可以抑制發(fā)射信號(hào)在接收機(jī)輸出處的貢獻(xiàn)。在US2011/0064004 Al中公開了這樣的方法的示例。然而，這里可以看出，在假負(fù)載中的熱耗散中丟失了一半的發(fā)射能量。
[0004]由此，期望提供一種減小上述缺點(diǎn)的針對(duì)收發(fā)機(jī)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是至少減輕上述問題。本發(fā)明是基于以下理解:通過提供針對(duì)發(fā)射機(jī)的功率放大器在收發(fā)機(jī)裝置中的接收機(jī)的輸入處的貢獻(xiàn)的反貢獻(xiàn)，能夠抑制該貢獻(xiàn)。輔助功率放大器提供具有特定幅度和相移的發(fā)射信號(hào)，以提供該反貢獻(xiàn)。如下文將要說明的，該反貢獻(xiàn)能夠以不同的方式來施加。為了進(jìn)一步減小功率放大器在接收頻率的輸出對(duì)接收機(jī)的輸入的影響，以及輔助功率放大的影響，提供了對(duì)功率放大器和輔助功率放大器的輸出的濾波，由此減小在接收機(jī)的輸入處的發(fā)射機(jī)噪聲。
[0006]根據(jù)第一方案，提供了適于頻分雙工通信的收發(fā)機(jī)。該收發(fā)機(jī)包括發(fā)射機(jī)，其中該發(fā)射機(jī)包括功率放大器；接收機(jī)；輔助功率放大器，該輔助功率放大器被布置為提供可控相移和增益輸出；第一濾波器，被布置在所述功率放大器的輸出處，并且被布置為在接收機(jī)的接收頻率處進(jìn)行頻率衰減；第二濾波器，被布置在輔助功率放大器的輸出處，并且被布置為在接收機(jī)的接收頻率處進(jìn)行頻率衰減；以及信號(hào)傳輸裝置。該信號(hào)傳輸裝置被布置為:將從發(fā)射機(jī)通過其功率放大器所提供的信號(hào)通過所述第二濾波器傳輸?shù)缴漕lRF連接點(diǎn)；從所述RF連接點(diǎn)接收信號(hào)，并將信號(hào)提供給所述接收機(jī)；以及從所述輔助功率放大器向所述接收機(jī)的輸入提供信號(hào)。收發(fā)機(jī)還包括控制器，其中該控制器被布置為控制輔助功率放大器的輸出以提供具有與發(fā)射機(jī)的功率放大器的輸出有關(guān)的相位和幅度的信號(hào)，以使得發(fā)射機(jī)對(duì)于所述接收機(jī)的輸入處的信號(hào)的貢獻(xiàn)被抑制。
[0007]接收機(jī)的接收頻率可以低于發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻率，其中，第一濾波器可以是高通濾波器或帶通濾波器，并且第二濾波器可以是高通濾波器或帶通濾波器。所述第一濾波器和第二濾波器各自的帶通濾波器均包括并聯(lián)耦合的電容和第一電感，所述并聯(lián)耦合與第二電感串聯(lián)耦合。根據(jù)一種選擇，所述第一濾波器和第二濾波器各自的第一電感和第二電感以及電容中的至少一個(gè)是可控的，并且是由所述控制器控制的。
[0008]接收機(jī)的接收頻率可以高于發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻率，其中，第一濾波器可以是低通濾波器或帶通濾波器，并且第二濾波器可以是低通濾波器或帶通濾波器。所述第一濾波器和第二濾波器各自的的帶通濾波器均包括并聯(lián)耦合的第一電容和電感，所述并聯(lián)耦合與第二電容串聯(lián)親合。根據(jù)一種選擇，所述第一濾波器和第二濾波器各自的第一電容和第二電容以及電感中的至少一個(gè)是可控的，并且是由控制器控制的。
[0009]被布置為控制所述輔助功率放大器的輸入，使得所述輔助功率放大器能夠提供所述可控相移和增益輸出。對(duì)所述輔助功率放大器的輸入的控制是連接到所述收發(fā)機(jī)的基帶電路的控制。
[0010]所述控制器被布置為控制所述輔助功率放大器，使得所述輔助功率放大器能夠提供所述可控相移和增益輸出。
[0011]信號(hào)傳輸裝置可以包括第一阻抗元件，連接在所述輔助功率放大器的濾波器的輸出與所述接收機(jī)的輸入之間；以及第二阻抗元件，連接在所述發(fā)射機(jī)的功率放大器的濾波器的輸出與所述接收機(jī)的輸入之間，其中，所述第二阻抗元件還連接在RF連接點(diǎn)與所述接收機(jī)的輸入之間。所述第一阻抗元件具有可控阻抗，所述第二阻抗元件具有可控阻抗，并且所述控制器被布置為還控制所述第一阻抗元件和所述第二阻抗元件的阻抗?？刂扑鲚o助功率放大器的輸出，以使其具有與所述發(fā)射機(jī)的所述功率放大器的輸出有關(guān)的相位并且具有與所述發(fā)射機(jī)的所述功率放大器的輸出有關(guān)的幅度，以及控制所述第一阻抗元件和第二阻抗元件使其阻抗具有對(duì)應(yīng)關(guān)系?？梢钥刂扑鲚o助功率放大器的輸出，以使其具有與所述發(fā)射機(jī)的所述功率放大器的輸出相反的相位并且具有與所述發(fā)射機(jī)的所述功率放大器的輸出相等的幅度，以及所述第一阻抗元件和第二阻抗元件具有相同的阻抗。
[0012]所述第二阻抗元件包括串聯(lián)連接的第一和第二阻抗，并且所述控制器被布置為通過反饋結(jié)構(gòu)來提供所述控制器的控制，以及在所述第二阻抗元件的所述第一與第二阻抗與所述輔助功率放大器的輸出之間的點(diǎn)處進(jìn)行測(cè)量，其中反饋基于所述測(cè)量。
[0013]收發(fā)機(jī)還可以包括并聯(lián)諧振儲(chǔ)能電路，該并聯(lián)諧振儲(chǔ)能電路包括第一阻抗元件和第二阻抗元件以及第三阻抗元件，所述第三阻抗元件連接在所述輔助功率放大器的所述第二濾波器與所述收發(fā)機(jī)的所述功率放大器的所述第一濾波器的輸出之間，其中所述并聯(lián)諧振儲(chǔ)能電路被調(diào)諧到所述信號(hào)傳輸裝置所接收的信號(hào)分量期望被抑制的頻率。
[0014]所述接收機(jī)還包括在所述接收機(jī)的輸入處的接收機(jī)阻抗元件，所述接收機(jī)阻抗元件具有可控阻抗，并且所述控制器被布置為控制所述接收機(jī)阻抗元件，使得所述第二阻抗元件和所述接收機(jī)阻抗元件一起具有等于期望由所述接收機(jī)接收的信號(hào)的頻率的諧振頻率。
[0015]第一阻抗元件和第二阻抗元件可以包括電感器。第一阻抗元件和第二阻抗元件可以包括電容器。
[0016]信號(hào)傳輸裝置可以包括:將所述第一濾波器的輸出信號(hào)耦合到所述RF連接點(diǎn)的連接；初級(jí)繞組，通過電容將來自所述RF連接點(diǎn)的信號(hào)耦合到所述接收機(jī)；以及次級(jí)繞組，與所述初級(jí)繞組相互作用，并且耦合到所述輔助功率放大器的所述第二濾波器的輸出，使得能夠提供來自所述輔助功率放大器的信號(hào)。
[0017]所述信號(hào)傳輸裝置包括連接到所述RF連接點(diǎn)的初級(jí)繞組和與所述初級(jí)繞組相互作用的次級(jí)繞組，所述次級(jí)繞組將來自所述RF連接點(diǎn)的信號(hào)耦合到所述接收機(jī)，所述初級(jí)繞組耦合到所述輔助功率放大器的所述第二濾波器的輸出，使得能夠提供來自所述輔助功率放大器的信號(hào)，并且所述初級(jí)繞組耦合到連接到基準(zhǔn)電壓的第三濾波器，使得能夠在所述初級(jí)繞組中實(shí)現(xiàn)在接收頻率處的電流擺動(dòng)。
[0018]信號(hào)傳輸裝置可以包括連接到所述RF連接點(diǎn)的初級(jí)繞組和與所述初級(jí)繞組相互作用的次級(jí)繞組，所述次級(jí)繞組將來自所述RF連接點(diǎn)的信號(hào)耦合到所述接收機(jī)，所述初級(jí)繞組耦合到連接到基準(zhǔn)電壓的第三濾波器，使得能夠在初級(jí)繞組兩端實(shí)現(xiàn)在所述接收頻率處的電流擺動(dòng)，所述第三濾波器包括另一初級(jí)繞組，與所述另一初級(jí)繞組相互作用的另一次級(jí)繞組耦合到所述輔助功率放大器的第二濾波器的輸出，使得能夠提供來自所述輔助功率放大器的信號(hào)。
[0019]信號(hào)傳輸裝置可以包括連接到所述RF連接點(diǎn)的第一初級(jí)繞組、第二初級(jí)繞組、以及與所述第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組相互作用的次級(jí)繞組，所述次級(jí)繞組將來自所述RF連接點(diǎn)的信號(hào)耦合到所述接收機(jī)，所述第一初級(jí)繞組耦合到連接到基準(zhǔn)電壓的第三濾波器，使得能夠在所述第一初級(jí)繞組中實(shí)現(xiàn)在所述接收頻率處的電流擺動(dòng)，并且所述第二初級(jí)繞組耦合到所述輔助功率放大器的所述第二濾波器的輸出，使得能夠提供來自所述輔助功率放大器的信號(hào)。
[0020]信號(hào)傳輸裝置可以包括:將所述第一濾波器的輸出信號(hào)耦合到所述RF連接點(diǎn)的連接；以及第三濾波器，將來自所述RF連接點(diǎn)的信號(hào)耦合到所述接收機(jī)，其中第二濾波器的輸出直接連接到接收機(jī)的輸入。
[0021]接收機(jī)的接收頻率可以低于發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻率，并且然后第三濾波器可以是低通濾波器或帶通濾波器。第三濾波器的帶通濾波器可以包括并聯(lián)耦合的電容和第一電感，該并聯(lián)耦合與第二電容串聯(lián)耦合。根據(jù)一種選擇，所述第三濾波器的所述第一電容和第二電容以及所述電感中的至少一個(gè)是可控的，并且是由控制器控制的。
[0022]接收機(jī)的接收頻率可以高于發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻率，并且然后第三濾波器可以是高通濾波器或帶通濾波器。第三濾波器的帶通濾波器可以包括并聯(lián)耦合的第一電容和電感，該并聯(lián)耦合與第二電感串聯(lián)耦合。根據(jù)一種選擇，所述第三濾波器(921)的所述第一電感和第二電感以及所述電容中的至少一個(gè)是可控的，并且是由控制器控制的。
[0023]控制器可以被布置為通過反饋結(jié)構(gòu)來提供所述控制器的控制，以及測(cè)量所述發(fā)射機(jī)的功率放大器的輸出以及所述輔助功率放大器的輸出，其中反饋基于所述測(cè)量。
[0024]控制器可以被布置為通過反饋結(jié)構(gòu)來提供所述控制器的控制，以及測(cè)量所述發(fā)射機(jī)在所述接收機(jī)的輸入處的貢獻(xiàn)，其中反饋基于所述測(cè)量。
[0025]根據(jù)第二方案，提供了能夠在通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行頻分雙工通信的通信設(shè)備，該通信設(shè)備包括根據(jù)第一方面的收發(fā)機(jī)。
[0026]根據(jù)第三方面，提供了用于控制收發(fā)機(jī)的方法。所述收發(fā)機(jī)包括:發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)包括功率放大器；接收機(jī)；輔助功率放大器，所述輔助功率放大器具有可控相移和增益輸出；第一濾波器，被布置在所述功率放大器的輸出處；第二濾波器，被布置在所述輔助功率放大器的輸出處；信號(hào)傳輸裝置，被布置為將從發(fā)射機(jī)通過其功率放大器所提供的信號(hào)傳輸?shù)缴漕lRF連接點(diǎn)，從所述RF連接點(diǎn)接收信號(hào)并將信號(hào)提供給所述接收機(jī)，以