CN100544217C - 射频收发器集成电路及其本振电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于射频(RF)收发器集成电路(IC)中的本振电路。所述本振电路包括用于产生本振的本振产生电路以及本振分配电路。本振分配电路包括分割电路、第一分配部分和第二分配部分。分割电路接收本振和产生该本振的多个拷贝。第一分配部分产生与第一RF频段对应的第一本振和与第二RF频段对应的第二本振，并将第一本振和第二本振提供给第一RF收发器组。第二分配部分产生与第一RF频段对应的第一本振和与第二RF频段对应的第二本振，并将第一本振和第二本振提供给第二RF收发器组。

Description

射频收发器集成电路及其本振电路

技术领域

本发明涉及通信电路，更具体地说，涉及一种无线通信设备中使用的射频集成电路。

背景技术

我们知道，通信系统支持无线和/或有线通信设备间的无线和有线通信。这种通信系统包括国内和/或国际蜂窝电话系统、因特网、点对点的室内无线网络等。每一种类型的通信系统都是根据一种或多种通信标准构建及运行的。例如，无线通信系统可以根据但不限于以下一个或多个标准来运行：IEEE802.11(无线局域网，简称“WLAN”)、蓝牙(无线个人局域网)、高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、本地多点分配业务(LMDS)、多信道多点分配业务(MMDS)，和/或相关的变种。

根据无线通信系统的类型，无线通信设备如蜂窝电话、双向无线收发装置、个人数字助理(PDA)、个人电脑(PC)、膝上型电脑、家庭娱乐设备等直接或间接地与其他通信设备进行通信。对于直接通信(也称为点对点通信)，参与通信的无线通信设备将其发射器和接收器调到相同的信道(如无线通信系统中多个射频载波中的某一个)，然后通过该信道进行通信。对于间接无线通信，每个无线通信设备通过已分配的信道直接与关联的基站(如蜂窝服务)和/或关联的接入点(如室内或楼宇内的无线网络)通信。要完成无线通信设备间的通信连接，关联的基站和/或关联的接入点互相间通过系统控制器、公共交换电话网、因特网，和/或一些其他的广域网直接通信。

每个参与无线通信的无线通信设备都包含内置的无线收发器(即发射器和接收器)或者连接到关联的无线收发器(如室内和/或楼宇内无线通信网络站、RF调制解调器等)。如业内人士所知，发射器包括数据调制级(stage)、一个或多个IF级，和功率放大器。数据调制级根据特定的无线通信标准将原始数据转换为基带信号。所述一个或多个IF级将基带信号与一个或多个本振混合以生成RF信号。在通过天线发射RF信号前，功率放大器将RF信号放大。

如业内人士所知，接收器连接有天线，接收器包含低噪声放大器、一个或多个中频级、滤波级，和数据恢复级。低噪音放大器通过天线接收入站RF信号接着把所接收到的RF信号放大。所述一个或多个中频级将放大后的RF信号与一个或多个本振相混合以将RF信号转换成基带信号或中频(IF)信号。滤波级滤波基带信号或IF信号以削减无用的带外信号从而生成滤波后的信号。数据恢复级根据特定的无线通信标准从滤波后的信号中恢复原始数据。

在很多无线通信系统中，希望能在多个RF频段上运作。例如，IEEE 802.11涵盖了2.4GHz频段和5GHz频段上的运作。这种运作要求在相邻时间内在不同的RF频段上运作。因此，支持这种运作的RF收发器必须能够迅速地从一个频段转换到另一个频段。各种观点认为，构建支持多RF频段操作的收发器是一个困难的任务。目前开发的操作标准需要多入多出(MIMO)操作，在该多入多出操作中，RF收发器的多个接收器或发射器同时运作在公共频段上。因此，需要对多RF频段收发器的构造进行改进。

发明内容

本发明涉及的操作方法与装置在附图说明、具体实施方式和权利要求中有充分的说明。

根据本发明的一方面，提供一种射频(RF)收发器集成电路(IC)，包括：

第一RF收发器组(group)，可操作地服务于第一RF频段和第二RF频段；

第二RF收发器组，可操作地服务于第一RF频段和第二RF频段；

本振产生电路，用于产生本振；和

本振分配电路，可操作地连接到本振产生电路、第一RF收发器组和第二RF收发器组，该本振分配电路包括：

分割(spliting)电路，该分割电路用于从本振产生电路接收本振及产生该本振的多个拷贝；

第一分配部分，连接于分割电路，用于基于所述本振产生与第一RF频段对应的第一本振及与第二RF频段对应的第二本振，并将第一本振和第二本振提供给第一RF收发器组；和

第二分配部分，连接于分割电路，用于基于所述本振产生与第一RF频段对应的第一本振及与第二RF频段对应的第二本振，并将第一本振和第二本振提供给第二RF收发器组；

第一基带部件，其与所述第一射频收发器组相对于所述第一分配部分基本对称布置；

第二基带部件，其与所述第二射频收发器组相对于所述第二分配部分基本对称布置。

优选地，所述本振产生电路基本上位于RF收发器IC的对称中心线上。

优选地，所述本振分配电路中的分割电路基本上位于RF收发器IC的对称中心线上。

优选地，所述本振分配电路的第一分配部分与第二分配部分相对于RF收发器IC的对称中心线基本对称。

优选地，所述第一分配部分和第二分配部分都包括多个驱动器和至少一个除法器。

优选地，所述RF收发器IC中：

所述第一基带部件具在第一接收(Rx)基带部件和第一发射(Tx)基带部件；和

所述第二基带部件具有第二Rx基带部件和第二Tx基带部件；

且所述第一基带部件和第二基带部件相对于RF收发器IC的对称中心线基本对称。

优选地：

所述第一RF收发器组包括第一RF频段发射器、第一RF频段接收器、第二RF频段发射器和第二RF频段接收器；和

所述第二RF收发器组包括第一RF频段发射器、第一RF频段接收器、第二RF频段发射器、第二RF频段接收器。

优选地：

所述第一RF收发器组的第一RF频段发射器与第二RF收发器组的第一RF频段发射器相对于RF收发器IC的对称中心线基本对称；

所述第一RF收发器组的第二RF频段发射器与第二RF收发器组的第二RF频段发射器相对于RF收发器IC的对称中心线基本对称；

所述第一RF收发器组的第一RF频段接收器与第二RF收发器组的第一RF频段接收器相对于RF收发器IC的对称中心线基本对称；和

所述第一RF收发器组的第二RF频段接收器与第二RF收发器组的第二RF频段接收器相对于RF收发器IC的对称中心线基本对称。

优选地：

从所述RF收发器IC的对称中心线往外，所述第一RF收发器组的组件位置顺序是：第二RF频段发射器、第一RF频段发射器、第二RF频段接收器和第一RF频段接收器；和

从所述RF收发器IC的对称中心线往外，所述第二RR收发器组的组件位置顺序是：第二RF频段发射器、第一RF频段发射器、第二RF频段接收器和第一RF频段接收器。

优选地：

从所述RF收发器IC的对称中心线往外，所述第一RF收发器组的组件位置顺序是：第二RF频段发射器、第二RF频段接收器、第一RF频段发射器和第一RF频段接收器；和

从所述RF收发器IC的对称中心线往外，所述第二RR收发器组的组件位置顺序是：第二RF频段发射器、第二RF频段接收器、第一RF频段发射器和第一RF频段接收器。

优选地：

所述本振分配电路的第一分配部分位于第一基带部件和第一RF收发器组之间；和

所述本振分配电路的第二分配部分位于第二基带部件和第二RF收发器组之间。

优选地：

当第一RF收发器组和/或第二RF收发器组服务于第二RF频段的通信时，本振对应于第二本振；和

当第一RF收发器组和/或第二RF收发器组服务于第一RF频段的通信时，本振对应于第一本振。

根据本发明的一方面，提供一种射频(RF)收发器集成电路(IC)中的本振电路，所述RF收发器IC包括第一RF收发器组和第二RF收发器组，其中第一RF收发器组可操作地服务于第一RF频段和第二RF频段，第二RF收发器组可操作地服务于第一RF频段和第二RF频段；以及第一基带部件和第二基带部件；所述本振电路包括：

本振产生电路，用于产生本振；和

本振分配电路，该本振分配电路可操作地连接到本振产生电路、第一RF收发器组和第二RF收发器组，该本振分配电路包括：

分割电路，该分割电路用于从本振产生电路接收本振及产生该本振的多个拷贝；

第一分配部分，该第一分配部分连接于分割电路，用于基于所述本振产生与第一RF频段对应的第一本振及与第二RF频段对应的第二本振，并将第一本振和第二本振提供给第一RF收发器组；和

第二分配部分，该第二分配部分连接于分割电路，用于基于所述本振产生与第一RF频段对应的第一本振及与第二RF频段对应的第二本振，并将第一本振和第二本振提供给第二RF收发器组；其中，

所述第一分配部分位于第一基带部件和第一射频收发器组之间，以使所述第一基带部件与所述第一射频收发器组相对于所述第一分配部分基本对称布置；

所述第二分配部分位于第二基带部件和第二射频收发器组之间，以使所述第二基带部件与所述第二射频收发器组相对于所述第二分配部分基本对称布置。

优选地，所述本振产生电路基本上位于RF收发器IC的对称中心线上。

优选地，所述本振分配电路的分割电路基本上位于RF收发器IC的对称中心线上。

优选地，所述本振分配电路的第一分配部分与第二分配部分相对于RF收发器IC的对称中心线基本对称。

优选地，所述第一分配部分和第二分配部分都包括多个驱动器或至少一个除法器。

优选地：

从所述RF收发器IC的对称中心线往外，所述第一RF收发器组的组件位置顺序是：第二RF频段发射器、第一RF频段发射器、第二RF频段接收器和第一RF频段接收器；

从所述RF收发器IC的对称中心线往外，所述第二RR收发器组的组件位置顺序是：第二RF频段发射器、第一RF频段发射器、第二RF频段接收器和第一RF频段接收器；

所述第一分配部分可操作地将第二振荡提供给所述第一RF收发器组的第二RF频段发射器、第二RF频段接收器，将第一振荡提供给所述第一RF收发器组的第一RF频段发射器、第一频段RF接收器；和

所述第二分配部分可操作地将第二振荡提供给所述第二RF收发器组的第二RF频段发射器、第二RF频段接收器，将第一振荡提供给所述第二RF收发器组的第一RF频段发射器、第一RF接收器。

优选地：

从所述RF收发器IC的对称中心线往外，所述第一RF收发器组的组件位置顺序是：第二RF频段发射器、第二RF频段接收器、第一RF频段发射器和第一RF频段接收器；

从所述RF收发器IC的对称中心线往外，所述第二RR收发器组的组件位置顺序是：第二RF频段发射器、第二RF频段接收器、第一RF频段发射器和第一RF频段接收器；

所述第一分配部分可操作地将第二振荡提供给所述第一RF收发器组的第二RF频段发射器、第二RF频段接收器，将第一振荡提供给所述第一RF收发器组的第一RF频段发射器、第一RF接收器；和

所述第二分配部分可操作地将第二振荡提供给所述第二RF收发器组的第二RF频段发射器、第二RF频段接收器，将第一振荡提供给所述第二RF收发器组的第一RF频段发射器、第一RF接收器。

优选地：

当第一RF收发器组和/或第二RF收发器组服务于第二RF频段的通信时，本振对应于第二本振；和

当第一RF收发器组和/或第二RF收发器组服务于第一RF频段的通信时，本振对应于第一本振。

从以下的描述和附图中，可以得到对本发明的各种优点、各个方面、创新特征、及其实施例细节的更深入的理解。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是根据本发明的无线通信系统的示意框图；

图2是根据本发明的无线通信设备的示意框图；

图3是根据本发明的另一种无线通信设备的示意框图；

图4是根据本发明的射频(RF)收发器集成电路(IC)的示意框图；

图5是根据本发明一个实施例的、图4所示的RF收发器IC的局部示意框图；

图6是根据本发明另一个实施例的、图4所示的RF收发器IC的局部示意框图；

图7是根据本发明再一个实施例的一个RF收发器IC或多个RF收发器IC的局部示意框图；

图8是根据本发明又一个实施例的一个RF收发器IC或多个RF收发器IC的局部示意框图；

图9是根据本发明的实施例的另一个RF收发器IC的示意框图；和

图10是RF收发器IC或多个RF收发器IC的局部示意框图。

具体实施方式

图1是通信系统5的示意框图。通信系统5包括基本服务集(BSS)区7和9、独立型基本服务集(IBSS)11和网络硬件设备15。BSS区7包括基站和/或接入点17和多个无线通信设备21-23；BSS区9包括基站和/或接入点19和多个无线通信设备25-31。IBSS11包括多个无线通信设备33-37。无线通信设备21-37可以是膝上型计算机主机21和25、个人数字助理主机23和29、个人计算机主机31和33，和/或蜂窝电话主机27和35。

基站或接入点17和19经由局域网连接39和43可操作地连接到网络硬件15。网络硬件15可以是路由器、交换机、网桥、调制解调器、系统控制器等，它为通信系统5提供广域网连接41。基站或接入点17、19都有关联的天线或天线阵，用于与自身区域内的无线通信设备通信。典型地，无线通信设备向特定的基站或接入点17、19登记以接收来自通信系统5的服务。对于IBSS内的直接通信(即点对点通信)无线通信设备33-37通过分配的信道直接通信。

典型地，基站用于蜂窝电话系统和相似类型的系统，而接入点用于室内或楼宇内无线网络。无论通信系统的类型如何，每个无线通信设备都包括内置无线收发器和/或连接到无线收发器以易于在通信系统5内进行直接和/或间接无线通信。

图2是无线通信设备的示意框图，该无线通信设备包括主机设备18-32和无线收发装置60。对于蜂窝电话系统，无线收发装置60是内置的组件。对于个人数字助理主机、膝上型主机和/或个人计算机主机，无线收发装置60可以是内置的，也可以是在外部连接的组件。

如图所示，主机设备18-32包括至少一个处理模块50、存储器52、无线接口54、输入接口58和输出接口56。处理模块50和存储器52执行相应的通常由主机设备执行的指令。例如，对于蜂窝电话主机设备，处理模块50根据特定的蜂窝电话标准执行相应的通信功能。

无线接口54允许从无线收发装置60中接收数据和将数据发送给无线收发装置60。对于从无线收发装置60中接收数据(如入站数据)，无线接口54将数据提供给处理模块50以进行进一步的处理和/或将数据路由到输出接口56。输出接口56提供到输出显示设备如显示器、监视器、扬声器等的连通性，这样，就可以显示接收数据。无线接口54也将来自处理模块50的数据提供给无线收发装置60。处理模块50可通过输入接口58接收来自输入设备(如键盘、键区、麦克风等)的出站数据，或自身产生数据。对于通过输入接口58接收的数据，处理模块50在该数据上执行相应的主机功能和/或通过无线接口54将该数据路由给无线收发装置60。

无线收发装置60包括主机接口62、数字接收器处理模块64、模拟-数字转换器66、滤波/增益模块68、下变频模块70、低噪声放大器72、本振模块74、存储器75、数字发射器处理模块76、数字-模拟转换器78、滤波/增益模块80、上变频模块82、功率放大器84、天线86。天线86可以是由发射路径和接收路径共享的单个天线，也可以是包括用于发射路径和接收路径的分离的天线。无线的实施取决于无线通信设备遵循的特定标准。

数字接收器处理模块64和数字发射器处理模块76结合存储在存储器75中的操作指令，分别执行数字接收器功能和数字发射器功能。所述数字接收器功能包括但不限于：数字中频-基带转换、解调、星群解映射、解码，和/或解扰(descrambling)。数字发射器功能包括但不限于：加扰(scrambling)、编码、星群映射、调制，和/或数字基带-IF转换。数字接收器处理模块64和数字发射器处理模块76可用共享的处理设备、独立的处理设备或多个处理设备实现。所述处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路，和/或任何基于操作指令处理信号的设备。存储器75可以是单个存储装置或多个存储装置。所述存储装置可以是只读存储器、随机存储器、易失性存储器、永久性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存，和/或任何存储数字信息的装置。要注意的是，当处理模块64和/或76通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路执行它的一个或多个功能时，存储着相应操作指令的存储器被嵌入到包括状态机、模拟电路、数字电路，和/或逻辑电路的电路中。

在操作上，无线收发装置60通过主机接口62从主机设备上接收出站数据94。主机接口62将出站数据94路由给数字发射器处理模块76。数字发射器处理模块76根据特定的无线通信标准(例如，IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE 802.11n、IEEE 802.15、蓝牙等)处理出站数据94以产生数字发射格式的数据96。数字发射格式的数据96可以是数字基带信号或数字低IF信号，其中，低IF信号频率范围是0至几MHz。

数字-模拟转换器78将数字发射格式的数据96从数字域(domain)转换成模拟域(domain)。滤波/增益模块80在将模拟信号提供给上变频模块82之前，滤波模拟信号和/或调整模拟信号的增益。上变频模块82基于本振模块74提供的发射器本振，将模拟基带信号或低IF信号直接转换成RF信号。功率放大器84放大RF信号以产生出站RF信号98。天线86将出站RF信号98发射给目标设备如基站、接入点和/或另一个无线通信设备。

无线收发装置60也通过天线86接收由基站、接入点或另一个无线通信设备发射的入站RF信号88。天线86将入站RF信号88提供给低噪声放大器72，低噪声放大器72对信号88进行放大以产生放大的入站RF信号。低噪声放大器72将放大后的入站RF信号提供给下变频模块70。下变频模块70基于本振模块74提供的接收器本振，将放大后的入站RF信号直接转换成入站低IF信号(或基带信号)。下变频转换模块70将入站低IF信号(或基带信号)提供给滤波/增益模块68。滤波/增益模块68在将信号提供给模拟-数字转换器66之前，滤波信号和/或调整信号的增益。

模拟-数字转换器66将滤波后的入站低IF信号(或基带信号)从模拟域转换成数字域以产生数字接收格式的数据90。数字接收器处理模块64根据无线收发装置60执行的特定无线通信标准将数字接收格式的数据90解码、解扰、解映射和/或解调以取回入站数据92。主机接口62通过无线接口54将取回的入站数据92提供给主机设备18-32。

图3是无线通信设备的示意框图，该无线通信设备包括主机设备18-32和关联的无线收发装置60。对于蜂窝电话主机，无线收发装置60是内置的组件。对于个人数字助理主机、膝上型主机和/或个人计算机主机，无线收发装置60可以是内置的，也可以是在外部连接的组件。

如图所示，主机设备18-32包括处理模块50、存储器52、无线接口54、输入接口58和输出接口56。处理模块50和存储器52执行相应的通常由主机设备执行的指令。例如，对于蜂窝电话主机设备，处理模块50根据特定的蜂窝电话标准执行相应的通信功能。

无线接口54允许从无线收发装置60中接收数据和将数据发送给无线收发装置60。对于从无线收发装置60中接收数据(如入站数据)，无线接口54将数据提供给处理模块50以进行进一步的处理和/或将数据路由到输出接口56。输出接口56提供到输出显示设备入显示器、监视器、扬声器等的连通性，这样，就可以显示接收数据。无线接口54也将来自处理模块50的数据提供给无线收发装置60。处理模块50可通过输入接口58接收来自输入设备(如键盘、键区、麦克风等)的出站数据，或自身产生数据。对于通过输入接口58接收的数据，处理模块50在该数据上执行相应的主机功能和/或通过无线接口54将该数据路由给无线收发装置60。

无线收发装置60包括主机接口62、基带处理模块100、存储器65、多个射频(RF)发射器106-110、发射/接收(T/R)模块114、多个天线81-85、多个RF接收器118-120、信道带宽调节模块87和本振模块74。基带处理模块100结合存储在存储器65中的操作指令，分别执行数字接收器功能和数字发射器功能。所述数字接收器功能包括但不限于：数字中频-基带转换、解调、星群解映射、解码，解交错、快速傅立叶转换、循环前缀移除、时空解码和/或解扰。数字发射器功能包括但不限于：加扰、编码、交错、星群映射、调制、快速傅立叶反变换、循环前缀添加、时空编码和数字基带-IF转换。基带处理模块100可用一个或多个处理设备实现。所述处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路，和/或任何基于操作指令处理信号(数字信号和/或模拟信号)的设备。存储器65可以是单个存储装置或多个存储装置。所述存储装置可以是只读存储器、随机存储器、易失性存储器、永久性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存，和/或任何存储数字信息的装置。要注意的是，当基带处理模块100通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路执行它的一个或多个功能时，存储着相应操作指令的存储器被嵌入到包括状态机、模拟电路、数字电路，和/或逻辑电路的电路中。

在操作上，无线收发装置60通过主机接口62从主机设备上接收出站数据94。基带处理模块100接收出站数据94并基于模式选择信号102产生一个或多个出站符号码流104。模式选择信号102指明一种特定操作模式，该操作模式符合各种IEEE 802.11标准的一种或多种规定模式。例如，模式选择信号102指明频段为2.4GHz、信道带宽为20或22MHz、最大数据速率为54兆比特每秒(Mbit/s)。在该总分类下，模式选择信号进一步指明特定数据速率从1Mbit/s到54Mbit/s。另外，模式选择信号会指明特定的调制类型，所述调制类型包括但不限于：巴克码(Barker Coder)调制、BPSK、QPSK、CCK、16QAM和/或64QAM。模式选择信号102还包括编码率、每个子载波上已编码比特的个数(NBPSC)、每个OFDM符号中的已编码比特(NCBPS)和/或每个OFDM符号中的数据比特数(NDBPS)。模式选择信号102也为对应的模式指明特定的信息化信息，提供信道号和对应的中心频率。模式选择信号102还为MIMO通信指明功率频谱密度掩码值和将要启用的天线数目。

基带处理模块100基于模式选择信号102用出站数据94生成一个或多个出站符号码流104。例如，如果模式选择信号102指明所选择的特定模式当前使用单个天线，基带处理模块100就生成单个出站符号码流104。作为选择，如果模式选择信号102显示所选择的特定模式当前使用2、3或4个天线，基带处理模块100就用出站数据94生成2、3或4个出站符号码流。

基于基带处理模块100产生的出站(符号)码流104的数目，启用对应数目的RF收发器106-110将出站符号码流104转换成出站RF信号112。通常，每个发射器106-110都包括数字滤波器和向上采样模块、数字-模式转换模块、模拟滤波器模块、上变频转换模块、功率放大器和射频段通滤滤波器。RF发射器106-110将出站RF信号112提供给发射/接收模块114，发射/接收模块114将出站RF信号提供给对应的天线81-85。

当无线收发装置60处于接收模式时，发射/接收模块114通过天线81-85接收一个或多个入站RF信号116并将该入站RF信号116提供给一个或多个RF接收器118-122。RF接收器118-122基于信道带宽调节模块87提供的设定将入站RF信号116转换成对应数目的入站符号码流124。入站符号码流124的数目对应于数据被接收的特定模式。基带处理模块100将入站符号码流124转换成入站数据92。接着，入站数据92被通过主机接口62提供给主机设备18-32。

本领域技术人员应当知晓，图3所示的无线通信设备可用一个或多个集成电路实现。例如，主机设备可在一个集成电路上实现，基带处理模块100和存储器65可用另一个集成电路实现，无线收发装置60的其他组件除了天线81-85外，可在第三个集成电路上实现。作为一个替换实施例，无线收发装置60可在单个集成电路上实现。作为另一个实施例，主机设备的处理模块50和基带处理模块100可以是在单个集成电路上实现的公用处理设备。另外，存储器52和存储器65可以在单个集成电路上实现，和/或在作为处理模块50和基带处理模块100的公用处理模块的同一个集成电路上实现。

图4是根据本发明的RF(射频)收发器IC(集成电路)的示意框图。RF收发器IC300包括第一收发器组(group)302、第二收发器组304、第一基带部件(section)352、第二基带部件354、本振产生电路307和本振分配电路306。后续部分会对RF收发器IC 300的其他组件进行说明。

第一基带部件352通信地连接到第一RF收发器组302。第二基带部件354通信地连接到第二RF收发器组304。本振产生电路307生成本振并将本振连接到本振分配电路306。本振分配电路306可操作地连接到本振产生电路307、第一RF收发器组302、第二RF收发器组304。

根据本发明的第一方面，相对于RF收发器IC 300的对称中心线350，第二RF收发器组304与第一RF收发器组302基本对称。读者应该知晓，RF收发器IC 300的对称中心线350不是由RF收发器IC 300形成，而是与RF收发器IC 300的组件的布局有关。另外，RF收发器IC 300的对称中心线350涉及的是基本对称关系，而不是组件的绝对对称关系。因此，虽然第一RF收发器组302和第二RF收发器组304相对于RF收发器IC 300的对称中心线350基本对称，但是这种对称仅仅是基本对称，不是绝对的或精确的对称。另外，RF收发器IC 300的对称中心线350与RF收发器IC 300的组件对称关系有关，而不需要位于RF收发器IC 300的中心位置上。

第一基带部件352包括第一接收(Rx)基带部件320和第一发射(Tx)基带部件324。另外，第二基带部件354包括第二Rx基带部件322和第二Tx基带部件326。根据本发明的另一方面，第二基带部件354相对于RF收发器IC 300的对称中心线350与第一基带部件352基本对称。与第一RF收发器组302、第二RF收发器组304的对称一样，根据本发明的基带部件352和354的对称是基本对称，不是绝对的或精确的。根据这种对称的另一方面，第一Tx基带部件324和第二Tx基带部件326相对于RF收发器IC 300的对称中心线350基本对称。另外，第一Rx基带部件320和第二Rx基带部件322相对于RF收发器IC 300的对称中心线350基本相互对称。

如图4所示，显然RF收发器IC 300的功能模块之间存在其他的对称和空间关系。例如，本振产生电路307基本上位于沿RF收发器IC 300的对称中心线350上。本振产生电路307所在的位置以及LO(本振)分配电路306的结构，利于将本振信号一致地分发到第一RF收发器组302和第二RF收发器组304。第一RF收发器组302和第二RF收发器组304对RF信号进行时间和相位校准，当RF收发器IC 300支持多入多出(MIMO)通信时，这种时间和相位校准很重要。因此，LO分配电路306相对于RF收发器IC 300的中心线对称这种结构，支持精确相位校准的本振的分配。

RF收发器IC 300的其他组件包括锁相环(PLL)312、PLL缓冲电路308、压控振荡器(VCO)/自动调谐电路310、VCO缓冲电路311和晶体振荡器电路314。VCO/自动调谐电路310和晶体振荡器电路314结合PLL 312以生成PLL缓冲电路308和VCO缓冲电路312的输入。VCO缓冲电路311为LO产生电路提供输入，而PLL缓冲电路为PLL 312提供输入。由于产生本振的电路的结构及工作原理是公知技术，不在本发明的教导范围之内，在此不作过多阐述。

RF收发器IC 300还包括数字控制处理器338、综合基带/IF处理模块340、综合电路344、综合基带/IF处理模块342和各种输入和输出结构。读者应当知晓，图4的功能块方框图没有明确地显示RF收发器IC 300各功能块之间的连接关系。基于每个功能块的操作和功能，每个功能块都连接到各种其他的功能块以支持在各功能块之间传送通信信号、控制信号、功率和接地。读者应该知晓，各种功能块之间的连接是直接连接，不需要在此进行更详细的阐述。

RF收发器IC 300包括静态数字接口332。静态数字接口332位于RF收发器IC 300的边缘，该边缘与RF收发器IC 300的对称中心线350基本垂直。RF收发器IC 300还包括第一动态数字接口334。第一动态数字接口334位于RF收发器IC 300上与RF收发器IC 300的对称中心线350基本平行的第一边缘。另外，RF收发器IC300包括第二动态数字接口336。第二动态数字接口336位于RF收发器IC 300上与RF收发器IC 300的对称中心线350基本平行的第二边缘。根据本发明的一方面，数字控制处理器338也位于RF收发器IC300的对称中心线350上，并通信地连接到静态数字接口332。

RF收发器IC 300包括第一基带模拟接口316。第一基带模拟接口316位于RF收发器IC 300上与RF收发器IC 300的对称中心线350基本垂直的第一边缘，并通信地连接到第一基带部件352。RF收发器IC 300还包括第二基带模拟接口318。第二基带模拟接口318位于RF收发器IC 300的所述第一边缘，并通信地连接到第二基带部件354。另外，RF收发器IC 300包括第一RF模拟接口328。第一RF模拟接口328位于RF收发器IC 300上与RF收发器IC 300的对称中心线350基本垂直的第二边缘，并通信地连接到第一收发器组302。所述第二边缘与第一边缘相对。最后，RF收发器IC 300包括第二RF模拟接口330。第二RF模拟接口330位于RF收发器IC 300的所述第二边缘，并通信地连接到第二收发器组304。

图5是根据本发明的一个实施例的图4的RF收发器IC的局部示意框图。图5所示的局部图中，第一RF收发器组302包括第一RF频段发射器506、第一RF频段接收器502、第二RF频段发射器508和第二RF频段接收器504。同样，第二RF收发器组304包括第一RF频段发射器512、第一RF频段接收器516、第二RF频段发射器510和第二RF频段接收器514。根据图5所示的特定实施例，第二RF频段是5GHz频段，第一RF频段是2.4GHz频段。读者应当知晓，现在业内呼吁无线局域网(WLAN)RF收发器能支持5GHz和2.4GHz频段。因此，本发明的RF收发器IC300通过使用每个频段上相应的发射器和接收器来支持各频段上的通信。

如图5所示，第一收发器组302的第一RF频段发射器506与第二收发器组304的第一RF频段发射器512相对于RF收发器IC 300的对称中心线350基本对称。另外，第一收发器组302的第二RF频段发射器508与第二收发器组304的第二RF频段发射器510相对于RF收发器IC 300的对称中心线350基本对称。再，第一收发器组302的第一RF频段接收器502与第二收发器组304的第一RF频段接收器516相对于RF收发器IC 300的对称中心线350基本对称。最后，第一收发器组302的第二RF频段接收器504与第二收发器组304的第二RF频段接收器514相对于RF收发器IC 300的对称中心线350基本对称。

图5所示的结构中，从RF收发器IC 300的对称中心线350往外，第一RF收发器组302的组件位置顺序是：第二RF频段发射器508、第一RF频段发射器506、第二RF频段接收器504和第一RF频段接收器502。同样，从RF收发器IC 300的对称中心线350往外，第二RR收发器组304的组件位置顺序是：第二RF频段发射器510、第一RF频段发射器512、第二RF频段接收器514和第一RF频段接收器516。这种结构下，共同频段上的发射器/接收器对没有互相毗邻。这样，这些部件件之间隔着一定的空间，这就减小了Tx/Rx信号在共同频段上从发射器到接收器的耦合度(coupling)。但是，与后续将介绍的图6中的结构相比，这种结构导致本振分配变得稍加复杂。

图5还显示了晶体振荡器314、VCO/自动调谐电路310、VCO缓冲电路311、PLL 312、PLL缓冲电路308、本振产生电路307和本振分配电路306。根据本发明的另一方面，本振产生电路307能在其输出端产生本振。另外，本振分配电路306可操作地连接到本振产生电路307、第一RF收发器组302、第二RF收发器组304。本振分配电路306包括分割电路(splitting circuit)550。分割电路550能从本振产生电路307上接收本振和产生该本振的多个拷贝。特别地，分割电路550包括驱动器518、528和538。本振产生电路307产生的本振作为驱动器530的输入。另外，驱动器518和528都对驱动器530接收的本振进行复制。如图所示，分割电路550以及本振产生电路307基本位于RF收发器IC 300的对称中心线350上。

本振分配电路306还包括第一分配部分552和第二分配部分554。第一分配部分552连接到分割电路550，能基于本振产生与第一RF频段对应的第一本振，能基于本振产生与第二RF频段对应的第二本振，能够将该第一本振和第二本振提供给第一RF收发器组302。同样，第二分配部分554连接到分割电路550，能基于本振产生与第一RF频段对应的第一本振，能基于本振产生与第二RF频段对应的第二本振。另外，第二分配部分554能够将该第一本振和第二本振提供给第二RF收发器组304。将本振产生电路307、分割电路550基本置于RF收发器IC 300的对称中心线350上，并相对于RF收发器IC 300的对称中心线350对称地构造分割电路550，使得本振的多个拷贝被第一分配部分552和第二分配部分554接收时，相位是匹配的。

如图所示，第一分配部分552的组件和第二分配部分554的组件包括驱动器以及除以2元件(divide-by-two elements)。具体地，第一分配部分552包括除以2元件520和驱动器522、524和526。另外，第二分配部分554包括除以2元件530和驱动器532、534和536。如图所示，第一分配部分552和第二分配部分554的组件相对于RF收发器IC 300的对称中心线350基本对称。因为第一RF收发器组302的组件和第二RF收发器组304的组件也相对于RF收发器IC 300的对称中心线350基本对称，所以分配给RF收发器组302和304的各个组件的第一本振和第二本振在时间上、相位上都是校准的。

图6是根据本发明的另一个实施例的、图4所示的RF收发器IC的局部示意框图。图6的实施例中，第一RF收发器组302和第二RF收发器组304的组件的位置与图5中对应的组件的位置不同。图6中除了L0产生电路307和LO分配电路306之外，未包括其它本振电路组件。当然，读者应当知晓，为了简洁，图6中未示出这些组件，但RF收发器IC 300的完整结构是需要这些组件的。

图6的实施例中，从RF收发器IC 300的对称中心线350往外，第一RF收发器组302的组件位置顺序是：第二RF频段发射器608、第二RF频段接收器606、第一RF频段发射器604和第一RF频段接收器602。同样，从RF收发器IC 300的对称中心线350往外，第二RR收发器组304的组件位置顺序是：第二RF频段发射器610、第二RF频段接收器612、第一RF频段发射器614和第一RF频段接收器616。这种结构下，在共同频段上运行的发射器/接收器对互相毗邻而不是被居间组件分开。

由于这种结构增加了将发射信号到毗邻共同RF频段接收器的耦合度(coupling)，这种结构降低了所使用的本振分配电路306的复杂度。如图所示，本振分割电路650包括驱动器618、620和630。分配电路650的结构可以与图5的分割电路550的相同。分割电路650最好位于RF收发器IC 300的对称中心线350上。另外，驱动器620和630对称地位于RF收发器IC 300的对称中心线350的两侧。第一分配部分652包括驱动器622、除以2元件624、驱动器626、驱动器628。第二分配部分654包括驱动器632、除以2元件634、驱动器636、驱动器638。与图5所示的分割电路552比较，图6的分割电路652的结构更简单、能耗更小、构造和布线所需的布局空间更小。

图7是根据本发明又一个实施例的一个RF收发器IC或多个RF收发器IC的局部示意框图。具体地，图7显示了如何扩展第一RF收发器组302的结构以包括附加的RF接收器和RF收发器。在两个RF频段上的RF发射器和RF接收器的方位方面，图7中的结构与图5中的结构是相似的。这种情形下，第一RF收发器组302包括第二RF频段发射器702、第一RF频段发射器704、第二RF频段接收器706、第一RF频段接收器708、第二RF频段发射器710、第一RF频段发射器712、第二RF频段接收器714和第一RF频段接收器716。第一RF收发器组302的组件可以存在于单个RF收发器IC上，该IC被线717分成左分割区(在线717左边的元件)和右分割区(在线717右边的元件)。作为选择，第一RF收发器组302的组件可以设计在沿着线717分开的多个RF收发器IC上。将图7的结构扩展到第二RF收发器组上，可以包括第二RF收发器组的附加的和对应的发射器和接收器组件。第一RF收发器组302和第二RF收发器组(图中未示出)相对于RF收发器IC 300的对称中心线350基本对称。

本振分配电路306包括分割电路750和第一分配部分752。这种情形下，分割电路750包括驱动器718、720和722。第一分配部分752包括除以2元件724和驱动器726、728、730、732、736、738和740。当第一RF收发器组302位于单个RF收发器IC上时，该第一分配部分752的所有元件都位于该单个RF收发器IC上。但是，如果第一RF收发器组302的组件跨越多个IC，那么第一分配部分752的组件将位于从线717分开的多个RF收发器IC上。

图8是根据本发明再一个实施例的一个RF收发器IC或多个RF收发器IC的局部示意框图。图8的结构可位于单个RF收发器IC上或位于多个RF收发器IC上，并且，通常与图6的结构对应。当图8的结构位于单个RF收发器IC上时，第一RF收发器组302的所有组件都位于该单个RF收发器IC上，线817将该单个RF收发器IC分成左分割区和右分割区。但是，当图8所示的组件位于多个RF收发器IC(如，沿着线817分开)时，第一RF收发器IC 302和分配部分852的一些组件位于第一RF收发器IC上，而第一RF收发器IC 302和分配部分852的其他组件则位于第二RF收发器IC上。

图8的结构显示了第一RF收发器组302的Tx和Rx模块的不同顺序。这种情形下，第一RF收发器组302包括第二RF频段发射器802、第二RF频段接收器804、第一RF频段发射器806、第一RF频段接收器808、第二RF频段发射器810、第二RF频段接收器812、第一RF频段发射器814和第一RF频段接收器816。图8中还显示了本振产生电路307和本振分配电路306。与第一RF收发器组302对应的本振分配电路306包括分割电路850和第一分配部分852。分割电路850包括驱动器816、820、840。第一分配部分852包括驱动器822、826、828、830、832、836和838。第一分配部分852还包括除以2元件824。当然，因为图8所示的组件仅仅对应于RF收发器的一半，所以第二分配部分(图中未示出)对称地位于该RF收发器IC的对称中心线350的另一侧。

图9是根据本发明的实施例的另一个RF收发器IC的示意框图。图9所示的RF收发器IC引伸了图4-8所述的原理。RF收发器IC 900包括第一RF收发器组902、第二RF收发器组904、第三RF收发器组906和第四RF收发器组908。RF收发器IC 900还包括第一基带部件962、第二基带部件964、第三基带部件966和第四基带部件968。第一基带部件962包括第一接收基带部件910和第一发射基带部件912。第二基带部件964包括第二发射基带部件916和第二接收基带部件914。第三基带部件966包括第三接收基带部件918和第三发射基带部件920。第四基带部件968包括第四发射基带部件922和第四接收基带部件924。

图9所示的RF收发器IC 900包括XO/VCO/LO电路，一起被称为本振产生电路940。RF收发器IC 900还包括本振分配电路942和本振分配电路944。本振分配电路942为第一RF收发器组902和第二RF收发器组904服务。本振分配电路944为第三RF收发器组906和第四RF收发器组908服务。图9还示出了PLL 938。PLL 938结合本振产生电路940以产生至少一个本振。

RF收发器IC 900的输入和输出结构包括RF模拟接口926、928、930和932，该4个接口分别为第一RF收发器组902、第二RF收发器组904、第三RF收发器组906、第四RF收发器组908服务。RF收发器IC 900的输入和输出结构还包括静态数字接口946、动态数字接口954和956。基带/IF模拟接口934和936为RF收发器IC 900的基带部件962、964、966和968服务。因为基带/IF模拟接口934和936不在RF收发器IC 900的边缘上，所以不能采用标准焊接(bonding)技术。因此，这种结构下，需使用非标准的引线终端(lead termination)和装配技术(packaging technique)。

图9中显示了RF收发器IC 900的组件的各种对称关系。根据图9的教导的一方面，第二RF收发器组904与第一RF收发器组902相对于RF收发器IC 900的第一对称中心线950基本对称。根据另一方面，第三RF收发器组906与第一RF收发器组902相对于RF收发器IC 900的第二对称中心线952基本对称。其中，RF收发器IC 900的第二对称中心线952与RF收发器IC 900的第一对称中心线950基本垂直。

根据图9所教导的另一方面，第四RF收发器组908与第三RF收发器组906相对于RF收发器IC 900的第一对称中心线950基本对称。另外，第四RF收发器组908与第二RF收发器组904相对于RF收发器IC 900的第二对称中心线952基本对称。

根据图9所示的结构的其他对称关系，第二基带部件964与第一基带部件962相对于RF收发器IC 900的第一对称中心线950基本对称。根据图9所示的结构的另一对称关系，第四基带部件968与第三基带部件966相对于RF收发器IC 900的第一对称中心线950基本对称。另外，第三基带部件966与第一基带部件962相对于RF收发器IC 900的第二对称中心线952基本对称。最后，第四基带部件968与第二基带部件964相对于RF收发器IC 900的第二对称中心线952基本对称。基带部件的这种对称关系延伸到基带部件的组件，这样，基带部件的各种组件也具有对称关系。

图10是根据本发明的再一个实施例的单个RF收发器IC或多个RF收发器IC的局部示意框图。图10所示的结构可位于单个RF收发器IC上或位于多个发射器IC上，并且通常对应于图6所示的结构。图10所示的结构显示了第一RF收发器组302的Tx和Rx模块的不同顺序。这种情形下，第一RF收发器组302包括第二RF频段发射器1002、第二RF频段接收器1004、第二RF频段发射器1006、第二RF频段接收器1008、第一RF频段发射器1010、第一RF频段接收器1012、第一RF频段发射器1014和第一RF频段接收器1016。图10中还显示了本振产生电路307和本振分配电路306。与第一RF收发器组302对应的本振分配电路306包括分割电路1050和第一分配部分1052。分割电路1050包括驱动器1016、1020、1040。第一分配部分1052包括驱动器1022、1024、1026、1028、1030和1032。第一分配部分1052还包括除以2元件1034。当然，因为图10所示的组件仅仅对应于RF收发器的一半，所以第二分配部分(图中未示出)对称地位于该RF收发器IC的对称中心线350的另一侧。

本专业普通技术人员会意识到，术语“基本上”或“大约”，正如这里可能用到的，对相应的术语提供一种业内可接受的公差。这种业内可接受的公差从小于1％到20％，并对应于，但不限于，组件值、集成电路处理波动、温度波动、上升和下降时间和/或热噪声。本专业普通技术人员还会意识到，术语“可操作地连接”，正如这里可能用到的，包括通过另一个组件、元件、电路或模块直接连接和间接连接，其中对于间接连接，中间插入组件、元件、电路或模块并不改变信号的信息，但可以调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。正如本专业普通技术人员会意识到的，推断连接(亦即，一个元件根据推论连接到另一个元件)包括两个元件之间用相同于“可操作地连接”的方法直接和间接连接。正如本专业普通技术人员还会意识到的，术语“比较结果有利”，正如这里可能用的，指两个或多个元件、项目、信号等之间的比较提供一个想要的关系。例如，当想要的关系是信号1具有大于信号2的振幅时，当信号1的振幅大于信号2的振幅或信号2的振幅小于信号1振幅时，可以得到有利的比较结果。

虽然以上描述了本发明的各种实施例，应当理解，其目的仅在于举例说明，而没有限制性。本领域的技术人员知悉，在不离开本发明的精神和范围情况下，在形式上和细节上还可做各种的改变。因此，本发明的保护范围不当仅局限于以上描述的任一实施例，而应该依照权利要求及其等同来限定。

本发明要求申请号为60/668,050、申请日期为2005年4月4日的美国临时专利申请的优先权，本发明全文参考了该专利。

Claims (10)

1、一种射频收发器集成电路，包括：

第一射频收发器组，可操作地服务于第一射频频段和第二射频频段；

第二射频收发器组，可操作地服务于第一射频频段和第二射频频段；

本振产生电路，用于产生本振；和

本振分配电路，可操作地连接到本振产生电路、第一射频收发器组和第二射频收发器组，该本振分配电路包括：

分割电路，用于从本振产生电路接收本振及产生该本振的多个拷贝；

第一分配部分，连接于分割电路，用于基于所述本振产生与第一射频频段对应的第一本振及与第二射频频段对应的第二本振，并将第一本振和第二本振提供给第一射频收发器组；和

第二分配部分，连接于分割电路，用于基于所述本振产生与第一射频频段对应的第一本振及与第二射频频段对应的第二本振，并将第一本振和第二本振提供给第二射频收发器组；

第一基带部件，其与所述第一射频收发器组相对于所述第一分配部分基本对称布置；

第二基带部件，其与所述第二射频收发器组相对于所述第二分配部分基本对称布置。

2、根据权利要求1所述的射频收发器集成电路，其中，所述本振产生电路基本上位于射频收发器集成电路的对称中心线上。

3、根据权利要求1所述的射频收发器集成电路，其中，所述本振分配电路中的分割电路基本上位于射频收发器集成电路的对称中心线上。

4、根据权利要求1所述的射频收发器集成电路，其中，所述本振分配电路中的第一分配部分与第二分配部分相对于射频收发器集成电路的对称中心线基本对称。

5、根据权利要求1所述的射频收发器集成电路，其中，所述第一分配部分和第二分配部分都包括多个驱动器和至少一个除法器。

6、根据权利要求1所述的射频收发器集成电路，其中，

所述第一基带部件具有第一接收基带部件和第一发射基带部件；

所述第二基带部件具有第二接收基带部件和第二发射基带部件；

且所述第一基带部件和第二基带部件相对于射频收发器集成电路的对称中心线基本对称。

7、一种射频收发器集成电路中的本振电路，所述射频收发器集成电路包括第一射频收发器组和第二射频收发器组，其中第一射频收发器组可操作地服务于第一射频频段和第二射频频段，第二射频收发器组可操作地服务于第一射频频段和第二射频频段；以及第一基带部件和第二基带部件；所述本振电路包括：

本振产生电路，用于产生本振；和

本振分配电路，可操作地连接到本振产生电路、第一射频收发器组和第二射频收发器组，该本振分配电路包括：

分割电路，用于从本振产生电路接收本振及产生该本振的多个拷贝；

第一分配部分，连接于分割电路，用于基于所述本振产生与第一射频频段对应的第一本振及与第二射频频段对应的第二本振，并将第一本振和第二本振提供给第一射频收发器组；和

第二分配部分，连接于分割电路，用于基于所述本振产生与第一射频频段对应的第一本振及与第二射频频段对应的第二本振，并将第一本振和第二本振提供给第二射频收发器组；其中，

所述第一分配部分位于第一基带部件和第一射频收发器组之间，以使所述第一基带部件与所述第一射频收发器组相对于所述第一分配部分基本对称布置；

所述第二分配部分位于第二基带部件和第二射频收发器组之间，以使所述第二基带部件与所述第二射频收发器组相对于所述第二分配部分基本对称布置。

8、根据权利要求7所述的本振电路，其中，所述本振产生电路基本上位于射频收发器集成电路的对称中心线上。

9、根据权利要求7所述的本振电路，其中，所述本振分配电路的分割电路基本上位于射频收发器集成电路的对称中心线上。

10、根据权利要求7所述的本振电路，其中，所述本振分配电路的第一分配部分与第二分配部分相对于射频收发器集成电路的对称中心线基本对称。

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