且提供半雙工能力。在一些實(shí)施例中，滿足LTE Cat-Ο標(biāo)準(zhǔn)的緊湊低功耗RF前端架構(gòu)被提供用于M2M應(yīng)用。
[0032]圖3呈現(xiàn)了圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、用于在機(jī)器到機(jī)器應(yīng)用中使用的RF前端的示例性架構(gòu)的示圖。注意，在本公開內(nèi)容中，術(shù)語(yǔ)“RF前端”被寬泛地用于包括在天線和基帶處理器之間的任何電路。在圖3中，M2M RF前端模塊300包括1C芯片320和壓控振蕩器(VC0)340。
[0033]M2M前端1C 320包括多個(gè)功能塊，比如RF接收(RX)模塊302、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)模塊304、RF發(fā)射(TX)模塊306、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)模塊308、數(shù)字接口 310、功率檢測(cè)器312、移動(dòng)行業(yè)處理器接口(MIPI)RF前端接口 314、通用輸入/輸出(GP10)接口 316、CF0(載波頻率振蕩器)DAC318、鎖相環(huán)(PLL)合成器(SYN)模塊322、SPI(串行外圍接口)324以及溫度傳感器326。
[0034]RF RX模塊302和ADC模塊304形成單個(gè)RX鏈。更具體地，RX模塊302可以包括多個(gè)輸入。在一些實(shí)施例中，RX模塊302可以包括能夠在上至4個(gè)通道中接收RF信號(hào)的上至4個(gè)輸入。取決于調(diào)制方案，RX模塊302可以包括不同類型的解調(diào)器。例如，如果接收的RF信號(hào)是經(jīng)正交調(diào)制的，則RX模塊302可以包括正交解調(diào)器。在一些實(shí)施例中，RX模塊302正交解調(diào)器，并且經(jīng)解調(diào)的同相(I)信號(hào)和正交(Q)信號(hào)被分離地饋送給ADC模塊304，ADC模塊304可以包括上至8個(gè)ADC (對(duì)于每個(gè)RX通道兩個(gè)ADC)。
[0035]類似地，RF TX模塊306和DAC模塊308形成單個(gè)TX鏈。TX模塊306可以包括多個(gè)輸出。在一些實(shí)施例中，TX模塊306包括兩個(gè)輸出以用于在兩個(gè)不同通道中輸出RF信號(hào)。在一些實(shí)施例中，TX模塊306包括從DAC模塊308接收I信號(hào)和Q信號(hào)并且將I信號(hào)和Q信號(hào)調(diào)制到RF域的正交調(diào)制器。注意，DAC模塊308可以包括上至4個(gè)DAC，其中兩個(gè)DAC服務(wù)于一個(gè)TX通道。在圖3中所示的示例中，M2M前端模塊302提供比發(fā)射通道更多的接收通道，因?yàn)樗c向中央控制器發(fā)送數(shù)據(jù)相比更可能從中央控制器接收復(fù)雜的控制信號(hào)。功率檢測(cè)器312負(fù)責(zé)檢測(cè)發(fā)射的信號(hào)以便提供TX輸出功率控制。在一些實(shí)施例中，功率檢測(cè)器312包括耦合到RF TX模塊306的兩個(gè)輸出的兩個(gè)輸入。
[0036]在一些實(shí)施例中，RX模塊和TX模塊的帶寬的范圍可以從若干Kbps到若干Mbps。在另外的實(shí)施例中，RX模塊和TX模塊的帶寬可以在1Mbps左右。在一些實(shí)施例中，RX模塊和TX模塊在半雙工模式中工作，即，RX模塊和TX模塊按照不同時(shí)隙操作。在另外的實(shí)施例中，RX鏈和TX鏈遵從LTE Cat-Ο標(biāo)準(zhǔn)。
[0037]在圖3中，ADC模塊304和DAC模塊308經(jīng)由數(shù)字接口 310耦合到基帶處理器(在圖3中未示出)。在一些實(shí)施例中，數(shù)字接口 310是串行接口，比如JESD20X串行接口，其中ADC模塊304的8n比特的輸出被串行地發(fā)送給基帶處理器。類似地，對(duì)DAC模塊308的4m比特的輸入也被串行地接收。除了串行輸入/輸出之外，數(shù)字接口 310還從/向基帶處理器接收/發(fā)送控制信號(hào)。
[0038]除了 RX路徑和TX路徑之外，M2M前端模塊300還包括多個(gè)接口以用于與其他前端組件對(duì)接，該其他前端組件可以包括離散組件，比如濾波器或者開關(guān)。在一些實(shí)施例中，M2M前端模塊300可以包括一個(gè)或者多個(gè)MIPI RF前端(RFFE)接口，比如MIPI RFFE接口314，MIPI RFFE接口 314使得M2M前端模塊300能夠與MIPI就緒前端組件交互。然而，并非所有RFFE器件都是MIPI就緒的。為了與其他非MIPI就緒RFFE器件交互，M2M前端模塊300包括一個(gè)或者多個(gè)GP10接口，比如GP10接口 316。附加地，M2M前端模塊300還可以包括SPI 324以用于與其他片外組件(比如可編程邏輯器件(CPLD))對(duì)接。
[0039]CFO DAC 318負(fù)責(zé)輸出可以控制VC0 340的電壓信號(hào)，VC0 340向PLL合成器322提供正弦波。在一些實(shí)施例中，PLL合成器322包括向被包括在RX模塊302/TX模塊306中的調(diào)制器/解調(diào)器提供本地振蕩器(L0)信號(hào)的兩個(gè)合成器。另外，合成器模塊322還可以向ADC模塊304和DAC模塊308提供時(shí)鐘信號(hào)。
[0040]溫度傳感器326負(fù)責(zé)測(cè)量溫度。
[0041]從圖3可見，標(biāo)準(zhǔn)RF前端組件中的大部分組件被集成到單個(gè)1C上，除了 VC0 340和其他離散組件，比如濾波器和開關(guān)。這樣的高級(jí)別的集成不僅確保了緊湊器件尺寸，還降低了制造成本。另外，具有數(shù)字接口的片上集成的ADC和DAC還減少了所需板面積和管腳數(shù)目。
[0042]與傳統(tǒng)無(wú)線接口相比，圖3中所示的M2M前端模塊向RFIC上集成了盡可能多的離散組件，比如功率檢測(cè)器、CFO DAC、合成器、溫度傳感器等，從而因此最小化了外部組件的數(shù)目。這樣的途徑可以將無(wú)線接口的制造成本和總功耗減少至最小。
[0043]除了高級(jí)別的集成之外，在M2M RFFE模塊中包括的1C還包括多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，比如MIP1、GP10、SPI等以用于與其他外部片外組件對(duì)接。這一簡(jiǎn)化的外部接口還可以導(dǎo)致減少的器件尺寸和功耗。
[0044]注意，在圖3中所示的架構(gòu)僅為示例。在實(shí)踐中，緊湊低成本低功耗M2M RFFE模塊可以具有不同配置。例如，被集成到1C上的組件的數(shù)目可以多于或者少于圖3中所示的數(shù)目，RX模塊和TX模塊的輸入和輸出的數(shù)目可以多于或者少于圖3中所示的數(shù)目，并且外部接口的數(shù)目和類型也可以不同于圖3中所示的數(shù)目和類型。取決于外部RFFE組件的類型，1C可以包括其他類型的接口，比如集成電路間(I2C)接口、單線總線或者三線總線。
[0045]已經(jīng)僅處于例示和描述的目的而呈現(xiàn)了本發(fā)明的各實(shí)施例的前述描述。它們并非旨在于是窮盡的或者限于本公開內(nèi)容。因此，對(duì)于本領(lǐng)域中的從業(yè)者而言許多修改和變型將是顯而易見的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于機(jī)器到機(jī)器應(yīng)用的RF前端模塊，包括: 集成電路(1C)芯片，所述集成電路(1C)芯片包括多個(gè)功能塊，其中所述多個(gè)功能塊至少包括: 發(fā)射鏈， 接收鏈， 合成器，以及 用于與其他片外前端組件對(duì)接的一個(gè)或者多個(gè)接口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF前端模塊，其中所述接收鏈包括接收器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)以及用于與基帶處理器對(duì)接的數(shù)字接口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的RF前端模塊，其中所述數(shù)字接口是串行接口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF前端模塊，其中所述發(fā)射鏈包括發(fā)射器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)以及用于與基帶處理器對(duì)接的數(shù)字接口。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的RF前端模塊，其中所述數(shù)字接口是串行接口。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF前端模塊，其中所述功能塊還包括耦合到所述發(fā)射鏈的功率檢測(cè)器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF前端模塊，其中所述功能塊還包括溫度傳感器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF前端模塊，其中所述一個(gè)或者多個(gè)接口包括以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或者多項(xiàng): 移動(dòng)行業(yè)處理器接口(MIPI)RF前端接口 ； 通用輸入/輸出(GP1)接口 ；以及 串行外圍接口(SPI)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF前端模塊，其中所述功能塊還包括被配置用于向振蕩器提供控制信號(hào)的第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的RF前端模塊，其中所述振蕩器位于片外，并且其中所述振蕩器是壓控振蕩器。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF前端模塊，其中所述其他片外前端組件包括以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或者多項(xiàng): 濾波器； 開關(guān)；以及 放大器。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF前端模塊，其中所述發(fā)射鏈和所述接收鏈被配置用于遵從長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)分類0 (Cat-Ο)標(biāo)準(zhǔn)操作。
【專利摘要】本發(fā)明的各實(shí)施例涉及用于機(jī)器到機(jī)器應(yīng)用的RF前端架構(gòu)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于機(jī)器到機(jī)器應(yīng)用的RF前端模塊。RF前端模塊包括集成電路(IC)芯片，該集成電路(IC)芯片包括多個(gè)功能塊。該多個(gè)功能塊至少包括發(fā)射鏈、接收鏈、合成器以及用于與其他片外前端組件對(duì)接的一個(gè)或者多個(gè)接口。
【IPC分類】H04B1/40
【公開號(hào)】CN105375945
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510487768
【發(fā)明人】王航, 李濤, 張丙雷, 莫世雄
【申請(qǐng)人】美國(guó)頻順通訊科技公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月10日
【公告號(hào)】US20160050513