CN101159465A - 射频发射器、射频收发器和射频前端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种射频发射器、射频收发器和射频前端，所述包括发射调节模块、功率放大模块、天线耦合电路、低噪放大器模块以及接收调节模块。当处于第一发射模式时，发射调节模块调节上变频模拟信号的坐标，当处于第二发射模式时，发射调节模块调节多个上变频模拟信号的坐标，以分别以生成复式被调节的上变频信号和多个被调节的上变频信号。天线耦合电路将复式或多个出站RF信号提供给多个天线的至少一些，这取决于发射模式；并根据接收模式、通过多个天线的至少一些将复式或多个入站RF信号提供给低噪放大器模块。接收调节模块根据接收模式调节复式或多个被放大的入站RF信号的坐标。

Description

射频发射器、射频收发器和射频前端
技术领域
本发明涉及无线通信系统，更具体地说，涉及这种无线通信系统内的射频(RF)发射器和/或接收器。
背景技术
通信系统用于支持无线和/或有线通信设备之间的无线和有线通信。这样的通信系统包括国内和/或国际蜂窝电话系统到互联网、点对点的内部无线网络到射频识别(RDIF)系统。每种类型的通信系统都根据一种或多种通信标准构造和操作。例如，无线通信系统可根据一种或多种标准操作，包括但不限于，IEEE 802.11、蓝牙、高级移动电话业务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、本地多点分配系统(LMDS)、多信道多点分配系统(MMDS)、射频识别(RFID)、和/或其变化形式。
根据无线通信系统的类型，例如蜂窝电话、对讲机、个人数字助理(PDA)、个人电脑(PC)、膝上电脑、家庭娱乐设备、RDIF阅读器、RDIF标签等之类的无线通信设备直接或间接地与其它无线通信设备通信。对于直接通信(也被称为点对点通信)，参与的无线通信设备将它们的接收器和发射器调谐到相同的一个或多个信道(例如，无线通信系统的多个射频(RF)载波中的一个)，并通过该信道通信。对于间接无线通信系统，每个无线通信设备都通过指定的信道直接与相关的基站(例如，对于蜂窝电话)和/或相关的接入点(例如，对于室内或者建筑内的无线网络)通信。为了完成无线通信设备之间的通信连接，相关的基站和/或相关的接入点通过系统控制器、公共交换电话网络、互联网、和/或某些其它的广域网与彼此直接通信。
对于参与无线通信的每个无线通信设备，它包括内置无线电收发器(也就是，接收器和发射器)，或者连接到相关的无线电收发器(例如，室内和/或建筑内无线通信网络的站点，RF调制解调器等)。众所周知，接收器连接到天线，包括低噪放大器、一个或多个中频级、滤波级、以及数据恢复级。低噪放大器通过天线接收入站RF信号，然后放大。所述一个或多个中频级将被放大的RF信号与一个或多个本地振荡混合，从而将被放大的RF信号转换为基带信号或者中频(IF)信号。滤波级对基带信号或者中频信号滤波，以削弱不期望的带外信号，生成滤波信号。数据恢复级根据特定的无线通信标准从被滤波信号中恢复原始数据。
众所周知，发射器包括数据调制级、一个或多个中频级、以及功率放大器。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。所述一个或多个中频级将基带信号与一个或多个本地振荡混合，从而生成RF信号。功率放大器在通过天线传输之前，放大RF信号。
在许多系统中，发射器将会包括一个天线，用于发射RF信号，所述信号被接收器的单个或多个天线接收。当接收器包括两个或多个天线时，接收器将会选择其中的一个来接收输入的RF信号。在这种情况下，发射器和接收器之间的无线通信系统是单出单入(SISO)通信，即使接收器包括用作分集天线的多个天线(也就是，选择其中的一个来接收输入的RF信号)。对于SISO无线通信，收发器包括一个发射器和一个接收器。目前，遵照IEEE 802.11、802.11a、802.11b或者802.11g或者遵照RFID标准的大多数无线局域网(WLAN)使用SISO无线通信。
其它类型的无线通信包括单入多出(SIMO)、多入单出(MISO)、以及多入多出(MIMO)。在SIMO无线通信中，单个发射器处理发射给接收器的射频信号中的数据。接收器包括两个或多个天线、以及两个或多个接收路径。每个天线接收RF信号，并将它们提供给对应的接收器路径(例如，LAN、下变频模块、滤波器和ADC)。每个接收器路径处理所接收的RF信号，以生成数字信号，该数字信号被合并、处理，以重新得到所发射的数据。
对于多入单出(MISO)无线通信，发射器包括两个或多个发射路径(例如，数模转换器、滤波器、上变频模块、以及功率放大器)，每个都将对应的部分基带信号转换为RF信号，该RF信号通过对应的天线发送给接收器。接收器包括单个接收器路径，从发射器接收多个RF信号。在这种情况下，接收器使用波束赋性将多个RF信号组合为一个信号进行处理。
对于多入多出(MIMO)无线通信，发射器和接收器每个都包括多个路径。在这样的通信中，发射器利用空间和时间编码功能并行处理数据，以生成两个或多个数据流。发射器包括多个发射路径，将每个数据流转换成多个RF信号。接收器通过多个接收器路径接收多个RF信号，所述接收器路径利用空间和时间解码功能重新获取数据流。重新获取的数据流被合并并接下来被处理，以恢复初始数据。这样，MIMO无线通信提供了比单入和/或单出无线通信以更高的数据率收发数据的机会。但是，当MIMO无线通信的信号强度较弱时，数据率减小，从而否定了MIMO系统的优点。
为了提供定向无线通信(也就是，通过集中特定方向上的发射RF信号的能量来增加信号强度)，收发器可合并波束赋形。通常，波束赋形是通过在时间或相位上移位信号来生成集中的天线波束的基带处理技术，以在期望的方向上提供信号增益并在其他方向削弱信号。现有技术文件(1)Digital beamformingbasics(antennas)，Steyskal，Hans著，Journal of electronic Defense，7/1/1996；(2)Utilizing Digital Downconverters for Efficient Digital Beamforming，ClintSchreiner著，Red River Engineering，无出版日期；以及(3)Interpolation BasedTransmit Beamforming for MIMO-OFMD with partial Feedback，Jihoon Choi和Robert W.Heath著，University of Texas，Department of Electrical and ComputerEngineering，Wireless Networking and Communications Group，2003年9月13日，都讨论了波束赋形的概念。
在已知的波束赋形发射器实施例中，波束赋形发射器包括数据调制级、一个或多个中频(IF)级、功率放大器以及多个相位模块。数据调制级、一个或多个中频级以及功率放大器按照如上所述的方式操作，以生成被放大的出站RF信号。多个相位模块根据波束赋形矩阵调节被放大出站RF信号的相位，以生成多个信号，这多个信号随后被一组天线发射。
虽然这样的波束赋形发射器提供了功能发射器(functioning transmitter)，但是它要求多个高频和高精度的相位模块。因为相位模块调节相同的信号，导致被调节相位的信号的振幅相同。要注意的是，可增加增益调节模块，与相位模块串联，但是也增加了波束赋形发射器的复杂度和组件数量。
因此，射频收发器需要结合MIMO和/或波束赋形的优点，但是其完成方式能充分克服一个或多个上述缺点。
发明内容
本发明涉及的设备和操作方法在以下的附图说明、具体实施方式以及权利要求中有进一步的描述。
根据本发明的一方面，一种射频(RF)收发器，包括：
发射基带处理模块，用于：
当RF收发器处于第一发射模式时，将出站数据转换为出站符号流；以及
当RF收发器处于第二发射模式时，将出站数据转换为多个出站符号的分组编码流；
数模转换模块，当RF收发器处于第一发射模式时，将出站符号流转换为模拟信号，当RF收发器处于第二发射模式时，将多个出站符号的分组编码流转换为多个模拟信号；
上变频模块，当RF收发器处于第一发射模式时，将模拟信号转换为上变频信号，当RF收发器处于第二发射模式时，将多个模拟信号转换成多个上变频信号；
RF前端，包括：
发射调节模块，当RF收发器处于第一发射模式时，调节上变频模拟信号的坐标，以生成复式被调节的上变频信号，当RF收发器处于第二发射模式时，调节多个上变频模拟信号的坐标，以生成多个被调节的上变频信号；
功率放大模块，当RF收发器处于第一发射模式时，放大复式被调节的上变频信号，以生成多个出站RF信号，当RF收发器处于第二发射模式时，放大被调节的上变频信号，以生成多个出站RF信号；
天线耦合电路，用于：
当RF收发器处于第一发射模式时，将复式出站RF信号提供给多个天线中的至少一些；
当RF收发器处于第二发射模式时，将多个出站RF信号提供给多个天线中的至少一些；
当RF收发器处于第一接收模式时，将来自多个天线的其它至少一些的复式入站RF信号提供给低噪放大器；以及
当RF收发器处于第二接收模式时，将来自多个天线的其它至少一些的多个入站RF信号提供给低噪放大器；
所述低噪放大器模块用于当RF收发器处于第一接收模式时，放大复式入站RF信号，以生成复式被放大的入站RF信号，当RF收发器处于第二接收模式时，放大多个入站RF信号，以生成多个被放大的入站RF信号；
接收调节模块，当RF收发器处于第一接收模式时，调节复式被放大的入站RF信号的坐标，以生成被调节的入站RF信号，当RF收发器处于第二接收模式时，调节多个被放大的入站RF信号的坐标，以生成多个被调节的入站RF信号；
下变频模块，当RF收发器处于第一接收模式时，将被调节的入站RF信号转换为模拟入站信号，当RF收发器处于第二接收模式时，将多个被调节的入站RF信号转换为多个模拟入站信号；
模数转换模块，当RF收发器处于接收模式时，将模拟入站信号转换为入站符号流，并将多个模拟入站信号转换为多个入站分组编码符号流；以及
接收基带处理模块，用于：
当RF收发器处于第一接收模式时，将入站符号流转换为入站数据；以及
当RF收发器处于第二接收模式时，将入站分组编码符号流转换为入站数据。
优选地，所述RF收发器还包括：
发射基带处理模块，当RF收发器处于第三发射模式时，将出站数据转换为多个波束赋形的出站符号流；
数模转换模块，当RF收发器处于第三发射模式时，将多个波束赋形的出站符号流转换为第二多个模拟信号；
当RF收发器处于第三发射模式时，上变频模块将第二多个模拟信号转换为第二多个上变频信号；
当RF收发器处于第三发射模式时，发射调节模块调节第二多个上变频模拟信号的坐标，以生成第二多个被调节的上变频信号；
当RF收发器处于第三发射模式时，功率放大模块放大所述第二多个被调节的上变频信号，以生成第二多个出站RF信号；
天线耦合电路用于：
当RF收发器处于第三发射模式时，将第二多个出站RF信号提供给多个天线中的至少一些；
当RF收发器处于第三接收模式时，将来自多个天线的其它至少一些的第二多个入站RF信号提供给低噪放大器；
所述低噪放大器模块用于当RF收发器处于第三接收模式时，放大第二多个入站RF信号，以生成第二多个被放大的入站RF信号；
所述接收调节模块用于当RF收发器处于第三接收模式时，调节第二多个被放大的入站RF信号的坐标，以生成第二多个被调节的入站RF信号；
所述下变频模块用于当RF收发器处于第三接收模式时，将第二多个被调节的入站RF信号转换为第二多个模拟入站信号；
所述模数转换模块用于将第二多个模拟入站信号转换为多个入站波束赋形符号流；以及
所述接收基带处理模块用于当RF收发器处于第三接收模式时，将多个入站波束赋形符号流转换为入站数据。
优选地，所述RF收发器还包括：
所述发射基带处理模块用于当RF收发器处于第三发射模式时，将出站数据转换成多个出站符号的波束赋形和分组编码流；
所述数模转换模块用于当RF收发器处于第三发射模式时，将多个出站符号的波束赋形和分组编码流转换为第二多个模拟信号；
所述上变频模块用于当RF收发器处于第三发射模式时，将第二多个模拟信号转换为第二多个上变频信号；
所述发射调节模块用于当RF收发器处于第三发射模式时，调节第二多个上变频模拟信号的坐标，以生成第二多个被调节的上变频信号；
所述功率放大器用于当RF收发器处于第三发射模式时，放大第二多个被调节的上变频信号，以生成第二多个出站RF信号；
天线耦合电路用于：
当RF收发器处于第三发射模式时，将第二多个出站RF信号提供给多个天线中的至少一些；
当RF收发器处于第三接收模式时，将来自多个天线的其它至少一些的第二多个入站RF信号提供给低噪放大器；
所述低噪放大器模块用于当RF收发器处于第三接收模式时，放大第二多个入站RF信号，以生成第二多个被放大的入站RF信号；
所述接收调节模块用于当RF收发器处于第三接收模式时，调节第二多个被放大的入站RF信号的坐标，以生成第二多个被调节的入站RF信号；
所述下变频模块用于当RF收发器处于第三接收模式时，将第二多个被调节的入站RF信号转换为第二多个模拟入站信号；
所述模数转换模块用于将第二多个模拟入站信号转换为多个入站波束赋形和分组编码的符号流；以及
所述接收基带处理模块用于当RF收发器处于第三接收模式时，将多个入站波束赋形和分组编码的符号流转换为入站数据。
优选地，所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成复式被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成复式被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有完全类似的极化。
优选地，所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述多个上变频模拟信号的第一个的相位角，以生成多个被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述多个上变频模拟信号的第二个的相位角，以生成多个被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有完全类似的极化。
优选地，所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成所述复式被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成所述复式被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有不同的极化。
优选地，所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述多个上变频模拟信号的第一个的相位角，以生成多个被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述多个上变频模拟信号的第二个的相位角，以生成多个被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有不同的极化。
优选地，所述RF收发器还包括：
所述多个天线，其中所述多个天线的至少一些是多个天线中的发射天线，所述多个天线中的其它至少一些是接收天线。
优选地，所述RF收发器还包括：
所述多个天线，其中，当所述RF收发器处于第一或第二发射模式时，多个天线组成所述多个天线中的至少一些，当所述RF收发器处于第一或第二接收模式时，多个天线组成所述多个天线中的其它至少一些。
优选地，所述RF收发器还包括：
所述数模转换模块、所述上变频模块、所述RF前端、以及下变频模块，所述数模转换模块位于集成电路的公共晶片上。
根据本发明的一方面，一种射频(RF)前端，包括：
发射调节模块，当处于第一发射模式时，调节上变频模拟信号的坐标，以生成复式被调节的上变频信号，当处于第二发射模式时，调节多个上变频模拟信号的坐标，以生成多个被调节的上变频信号；
功率放大模块，当处于第一发射模式时，放大复式被调节的上变频信号，以生成多个出站RF信号，当处于第二发射模式时，放大被调节的上变频信号，以生成多个出站RF信号；
天线耦合电路，用于：
当处于第一发射模式时，将复式出站RF信号提供给多个天线中的至少一些；
当处于第二发射模式时，将多个出站RF信号提供给多个天线中的至少一些；
当处于第一接收模式时，将来自多个天线的其它至少一些的复式入站RF信号提供给低噪放大器模块；以及
当处于第二接收模式时，将来自多个天线的其它至少一些的多个入站RF信号提供给低噪放大器模块；
低噪放大器模块，用于当处于第一接收模式时，放大复式入站RF信号，以生成复式被放大的入站RF信号，当处于第二接收模式时，放大多个入站RF信号，以生成多个被放大的入站RF信号；以及
接收调节模块，当处于第一接收模式时，调节复式被放大的入站RF信号的坐标，以生成被调节的入站RF信号，当处于第二接收模式时，调节多个被放大的入站RF信号的坐标，以生成多个被调节的入站RF信号。
优选地，所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成复式被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成复式被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有完全类似的极化。
优选地，所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述多个上变频模拟信号的第一个的相位角，以生成多个被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述多个上变频模拟信号的第二个的相位角，以生成多个被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有完全类似的极化。
优选地，所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成所述复式被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成所述复式被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有不同的极化。
优选地，所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述多个上变频模拟信号的第一个的相位角，以生成多个被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述多个上变频模拟信号的第二个的相位角，以生成多个被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有不同的极化。
优选地，所述RF前端还包括：
多个天线，其中，当处于第一或第二发射模式时，多个天线组成所述多个天线中的至少一些，当所述RF收发器处于第一或第二接收模式时，多个天线组成所述多个天线中的其它至少一些。
优选地，所述RF收发器还包括：
位于集成电路的公共晶片上的所述发射调节模块、所述功率放大模块、所述天线耦合电路、所述低噪放大器模块、以及所述接收调节模块。
根据本发明的一方面，一种射频(RF)发射器，包括：
发射基带处理模块，用于：
当RF收发器处于第一发射模式时，将出站数据转换为出站符号流；以及
当RF收发器处于第二发射模式时，将出站数据转换为多个出站符号的分组编码流；
数模转换模块，当RF收发器处于第一发射模式时，将出站符号流转换为模拟信号，当RF收发器处于第二发射模式时，将多个出站符号的分组编码流转换为多个模拟信号；
上变频模块，当RF收发器处于第一发射模式时，将模拟信号转换为上变频信号，当RF收发器处于第二发射模式时，将多个模拟信号转换成多个上变频信号；
RF前端，包括：
发射调节模块，当RF收发器处于第一发射模式时，调节上变频模拟信号的坐标，以生成复式被调节的上变频信号，当RF收发器处于第二发射模式时，调节多个上变频模拟信号的坐标，以生成多个被调节的上变频信号；
功率放大模块，当RF收发器处于第一发射模式时，放大复式被调节的上变频信号，以生成多个出站RF信号，当RF收发器处于第二发射模式时，放大被调节的上变频信号，以生成多个出站RF信号；
天线耦合电路，用于：
当RF收发器处于第一发射模式时，将复式出站RF信号提供给多个天线中的至少一些；
当RF收发器处于第二发射模式时，将多个出站RF信号提供给多个天线中的至少一些。
优选地，所述RF发射器还包括：
所述发射基带处理模块用于当RF收发器处于第三发射模式时，将出站数据转换成多个出站符号的波束赋形流；
所述数模转换模块用于当RF收发器处于第三发射模式时，将多个出站符号的波束赋形流转换为第二多个模拟信号；
所述上变频模块用于当RF收发器处于第三发射模式时，将第二多个模拟信号转换为第二多个上变频信号；
所述发射调节模块用于当RF收发器处于第三发射模式时，调节第二多个上变频模拟信号的坐标，以生成第二多个被调节的上变频信号；
所述功率放大器用于当RF收发器处于第三发射模式时，放大第二多个被调节的上变频信号，以生成第二多个出站RF信号；
所述天线耦合电路用于：
当RF收发器处于第三发射模式时，将第二多个出站RF信号提供给多个天线中的至少一些。
优选地，所述RF发射器还包括：
所述发射基带处理模块用于当RF收发器处于第三发射模式时，将出站数据转换成多个出站符号的波束赋形和分组编码流；
所述数模转换模块用于当RF收发器处于第三发射模式时，将多个出站符号的波束赋形和分组编码流转换为第二多个模拟信号；
所述上变频模块用于当RF收发器处于第三发射模式时，将第二多个模拟信号转换为第二多个上变频信号；
所述发射调节模块用于当RF收发器处于第三发射模式时，调节第二多个上变频模拟信号的坐标，以生成第二多个被调节的上变频信号；
所述功率放大器用于当RF收发器处于第三发射模式时，放大第二多个被调节的上变频信号，以生成第二多个出站RF信号；
所述天线耦合电路用于：
当RF收发器处于第三发射模式时，将第二多个出站RF信号提供给多个天线中的至少一些。
优选地，所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成复式被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成复式被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有完全类似的极化。
优选地，所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述多个上变频模拟信号的第一个的相位角，以生成多个被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述多个上变频模拟信号的第二个的相位角，以生成多个被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有完全类似的极化。
优选地，所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成所述复式被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成所述复式被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有不同的极化。
优选地，所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述多个上变频模拟信号的第一个的相位角，以生成多个被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述多个上变频模拟信号的第二个的相位角，以生成多个被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有不同的极化。
优选地，所述RF发射器还包括：
所述多个天线，其中所述多个天线的至少一些是多个天线中的发射天线，所述多个天线中的其它至少一些是接收天线。
通过以下参照附图对本发明进行的详细描述，本发明的其他特征和优点将会变得明显。
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系统的示意框图；
图3是根据本发明的射频(RF)收发器的实施例的示意框图；
图4是根据本发明的射频(RF)收发器的另一个实施例的示意框图；
图5是根据本发明的发射处理模块的实施例的示意框图；
图6是根据本发明的接收处理模块的实施例的示意框图；
图7是根据本发明的RF前端的实施例的示意框图；
图8是根据本发明的发射调节模块和功率放大模块的实施例的示意框图；
图9是根据本发明的发射调节模块和功率放大模块的实施例的示意框图；
图10是根据本发明的RF前端的另一个实施例的示意框图；
图11是根据本发明的发射调节模块和功率放大模块的另一个实施例的示意框图；
图12是根据本发明的发射调节模块和功率放大模块的另一个实施例的示意框图；
图13是根据本发明的发射调节模块和功率放大模块的另一个实施例的示意框图。
具体实施方式
图1是通信系统10的示意框图，通信系统10包括多个基站和/或接入点12、16、多个无线通信设备18-32以及网络硬件组件34。要注意的是网络硬件34可以是路由器、交换机、桥接器、调制解调器、系统控制器等，为通信系统10提供广域网通信42。还要注意的是，无线通信设备18-32可以是膝上主机电脑18和26、个人数字助理主机20和30、个人电脑主机24和32和/或蜂窝电话主机22和28。无线通信设备的细节将会参照图2-13中的一个或多个进行更详细的描述。
无线通信设备22、23和24位于独立基础服务集(IBSS)区域内，并直接通信(也就是，点对点)。在这种配置中，这些设备22、23和24只可彼此通信。为了与系统10内的其它无线通信设备通信或者与系统10外部通信，设备22、23和/或24需要与基站或接入点12或16中的一个建立联系。
基站或接入点12或16分别位于基础服务集(BSS)区域11和13内，用于通过局域网连接36、38连接到网络硬件34。这样的连接使基站或接入点12、16可连接到系统10内的其它设备，并通过WAN连接42连接到其它网络。为了与它的BSS11或13内的无线通信设备通信，每个基站或接入点12-16都有相关的天线或天线阵列。例如，基站或接入点12与无线通信设备18和20无线通信，而基站或接入点16与无线通信设备26-32无线通信。通常，无线通信设备向特定的基站或接入点12、16登记，以接收来自通信系统10的服务。
通常基站用于蜂窝电话系统和类似的系统，而接入点用于室内或建筑内无线网络(例如，IEEE 802.11及其各种版本、蓝牙和/或任何其它类型的基于射频的网络协议)。不论何种特定类型的通信系统，每种无线通信设备包括内置无线电装置和/或连接到无线电装置。
图2是无线通信设备的示意框图，包括主机18-32以及相关的无线电装置60。对于蜂窝电话主机、RFID阅读器主机、无线电话机主机，无线电装置60是内置部件。对于个人数字助理主机、膝上主机和/或个人电脑主机，无线电装置60是内置或外部连接的部件。
如图所示，主机设备18-32包括处理模块50、存储器52、无线电接口54、输入接口58、以及输出接口56。处理模块50和52执行通常由主机完成的对应指令。例如，对于蜂窝电话主机，处理模块50根据特定的蜂窝电话标准执行对应的通信功能。
无线电接口54允许从无线电装置60接收并向其发送数据。对于从无线电装置60接收的数据(例如，入站数据)，无线电接口54将数据提供给处理模块50供进一步处理和/或路由到输出接口56。输出接口56可连接到输出显示设备，例如显示器、监视器、扬声器等，从而显示所接收的数据。无线电接口54还将来自处理模块50的数据提供给无线电装置60。处理模块50可通过输入接口58从输入设备(例如，键盘、键区、麦克风等)接收入站数据，或者自己生成数据。对于通过输入接口58接收的数据，处理模块50可对数据执行对应的主机功能和/或通过无线电接口54将其路由到无线电装置60。
无线电装置60包括主机接口62、发射处理模块64、数模转换(DAC)模块66、上变频模块68、连接到多个天线72的RF前端70、下变频模块76、模数转换(ADC)模块78、以及接收处理模块80。接收和发射处理模块80和64可使用共享处理设备、单个处理设备或多个处理设备来实施。这样的处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微电脑、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/或根据操作指令处理(模拟和/或数字)信号的任何设备。此外，处理模块64和80包括存储器，所述存储器可以是单个存储设备或多个存储设备。这样的存储设备可以是只读存储器、随机存取存储器、易失存储器、非易失存储器、静态存储器、动态存储器、闪存和/或任何存储数字信息的设备。要注意的是，当处理模块64和/或80通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路实施它的一个或多个功能时，存储对应的操作指令的存储器嵌入在包括所述状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中。
在操作中，无线电装置60通过主机接口62从主机设备接收出站数据82。主机接口62将出站数据82路由到发射处理模块64。在第一发射模式下(例如，RF波束赋形单个出站RF信号)，发射处理模块64将出站数据82转换为出站符号流84。根据特定无线通信标准(例如，IEEE 802.11、蓝牙、RFID、CDMA、GSM等)的转换包括以下中的一个或多个：加扰、编码、星座映射、调制和/或数字基带至IF转换。要注意的是，出站符号流84可处于基带(例如，零中频(IF))，或者处于100千赫兹至几兆赫兹的低中频。
在第二种发射模式下(例如，MIMO)，发射处理模块64将出站数据82转换为多个出站分组编码符号流86。在一个实施例中，发射处理模块64通过将出站数据82编码为出站编码数据，从而出站数据82转换为多个出站分组编码符号流86。然后发射处理模块64将出站编码数据交错处理为多个交错出站数据流。然后发射处理模块64将多个交错出站数据流映射为多个出站符号流。然后发射处理模块64对每个出站符号流在空间或频率上分组编码(例如，空时分组编码和/或频时分组编码)，以生成多个出站分组编码的符号流。接下来发射处理模块64将多个出站分组编码的符号流的域从频率域转换为时间域，以生成多个出站符号的分组编码流86。
数模转换(DAC)模块66包括一个或多个数模转换器，当RF收发器处于第一发射模式时(例如，RF波束赋形)，将出站符号流转换为模拟信号。要注意的是，如果出站符号流包括同相分量和积分分量，DAC模块66使用两个数模转换器(也就是，一个用于同相分量，第二个用于积分分量)，以生成模拟信号。当RF收发器处于第二发射模式时(例如，MIMO)，DAC模块66将多个出站符号的分组编码流转换为多个模拟信号。要注意的是如果每个出站符号的分组编码流都包括同相分量和积分分量，DAC模块66为每个分组编码流使用两个数模转换器(也就是，一个用于同相分量，第二个用于积分分量)。因此，如果有四个出站符号的分组编码流86，那么DAC模块包括八个数模转换器。
当RF收发器处于第一发射模式时，上变频模块68将模拟信号转换为上变频信号88，当RF收发器处于第二发射模式时，将多个模拟信号转换成多个上变频信号90。在一个实施例中，上变频模块68通过将模拟信号与本地振荡器(LO)模块74提供的本地振荡混合，将模拟信号转换为上变频信号88。这可直接完成(例如，本地振荡近似等于出站RF信号的载波频率)，或者使用两个或多个中频级以超外差方式完成。在一个实施例中，上变频模块68通过将模拟信号与本地振荡器(LO)模块74提供的本地振荡混合，将多个模拟信号转换为多个上变频信号90。这可直接完成(例如，本地振荡近似等于出站RF信号的载波频率)，或者使用两个或多个中频级以超外差方式完成。
以下将参照图7-13中的一个或多个更详细地描述RF前端70，当RF收发器处于第一发射模式时，RF前端70调节上变频信号88的坐标(例如，相位、频率和振幅中的一个或多个)，以生成复式(multiple)被调节的上变频信号。接下来，RF前端70放大复式被调节的上变频信号，以生成复式出站RF信号92。RF前端70将复式出站RF信号92提供给多个天线72中的至少一些。在一个实施例中，多个天线72包括发射天线组和接收天线组，因此RF收发器可以以双工通信模式工作，发射路径使用一个频带，接收路径使用另一个频带。因此，在这个实施例中，多个天线72的至少一些对应发射天线组。
在另一个实施例中，RF收发器以半双工通信模式工作，其中发射和接收路径共用多个天线72。在这种情况下，多个天线72的至少一些包括所有的天线72或者一些天线72，这取决于天线的数量和期望的波束赋形。例如，如果多个天线中有四个天线，每个都有不同的极化，那么可生成四个RF信号92，因此使用了所有的四个天线。选择性的，可仅生成两个RF信号92，因此只使用了四个天线中的两个。
当RF收发器处于第二发射模式时，RF前端70调节多个上变频模拟信号的坐标(例如，相位、频率和振幅中的一个或多个)，以生成多个被调节的上变频信号。接下来，RF前端70放大多个被调节的上变频信号，以生成多个出站RF信号94。然后RF前端70将多个出站RF信号94提供给多个天线72中的至少一些。
当RF收发器处于第一接收模式(例如，RF波束赋形)，RF前端接收来自多个天线72的其它至少一些的复式入站RF信号96。要注意的是多个天线72的其它至少一些对应多个天线72的接收天线组，这样RF收发器可以以双工通信模式工作，发射路径使用一个频带，接收路径使用另一个频带。
然后RF前端70放大复式入站RF信号96，以生成复式被放大的入站RF信号。然后RF前端70调节复式被放大的入站RF信号96的坐标(例如，相位、频率和振幅中的一个或多个)，以生成被调节的入站RF信号。
当RF收发器处于第二接收模式(例如，MIMO)，RF前端接收来自多个天线72的其它至少一些的多个入站RF信号98。然后RF前端放大多个入站RF信号98，以生成多个被放大的入站RF信号。然后RF前端70调节多个被放大的入站RF信号的坐标(例如，相位、频率和振幅中的一个或多个)，以生成多个被调节的入站RF信号。
当RF收发器处于第一接收模式时(例如，RF波束赋形)，下变频模块78将被调节的入站RF信号96转换为模拟入站信号100，当RF收发器处于第二接收模式时(例如，MIMO)，将多个被调节的入站RF信号98转换为多个模拟入站信号102。在一个实施例中，下变频模块76通过将被调节的入站RF信号96与本地振荡(LO)模块74提供的本地振荡混合，将被调节的入站RF信号96转换为模拟入站信号100。这可直接完成(例如，本地振荡近似等于出站RF信号的载波频率)，或者使用两个或多个中频级以超外差方式完成。在一个实施例中，下变频模块76通过将多个被调节的入站RF信号98中的每一个与本地振荡器(LO)模块74提供的本地振荡混合，将多个被调节的入站RF信号98转换为多个模拟入站信号102。这可直接完成(例如，本地振荡近似等于出站RF信号的载波频率)，或者使用两个或多个中频级以超外差方式完成。
当RF收发器处于第一接收模式时(例如，RF波束赋形)，模数转换(ADC)模块78将模拟入站信号100转换为入站符号流，当RF收发器处于第二接收模式时(例如，MIMO)，将多个模拟入站信号102转换为多个入站分组编码的符号流。要注意的是，如果模拟入站信号100包括同相分量和积分分量，ADC模块78使用两个模数转换器(也就是，一个用于同相分量，第二个用于积分分量)，以生成入站符号流。还要注意的是如果多个模拟入站信号102中的每一个都包括同相分量和积分分量，ADC模块78为每个模拟入站信号使用两个模数转换器(也就是，一个用于同相分量，第二个用于积分分量)。因此，如果有四个模拟入站信号102，那么ADC模块78包括八个模数转换器。
当RF收发器处于第一接收模式(例如，RF波束赋形)，接收处理模块80将入站符号流转换成入站数据104，当RF收发器处于第二接收模式(例如，MIMO)，将多个入站分组编码符号流转换为入站数据104。在一个实施例中，根据特定无线通信标准的(例如，IEEE 802.11、蓝牙、RFID、CDMA、GSM等)的转换包括以下中的一个或多个：数字中频至基带的转换、解调、星座解映射、解码和/或解扰。要注意的是，入站符号流可处于基带(例如，零中频(IF))，或者处于100千赫兹至几兆赫兹的低中频。
在另一个实施例中，转换包括空间/时间和/或频率/时间解码，以根据接收器的P输入生成M输出路径。M输出路径从时间域转换为频率域，以生成频率域符号。然后，接收处理模块80将频率域符号解映射为被解映射的符号流。被解映射的符号流合并到单个路径，然后解交错，以生成解交错数据。然后接收处理模块80解码解交错数据，以生成入站数据104。
图3是处于第三发射和接收模式的射频(RF)收发器的实施例的示意框图。在这个实施例中，当RF收发器处于第三发射模式时，发射基带处理模块64将出站数据64转换为多个出站符号的波束赋形流110。在这个实施例中，发射处理模块64通过将出站数据82编码为出站编码数据，将出站数据82转换为多个出站符号的波束赋形流110。然后，发射处理模块64将出站编码数据交错处理为多个交错出站数据流。然后发射处理模块64将多个交错出站数据流映射为多个出站符号流。然后发射处理模块64将多个出站符号流与波束赋形矩阵相乘，以生成多个出站波束赋形的被编码符号流。接下来发射处理模块将出站波束赋形的被编码符号流的域从频率域转换为时间域，以生成多个波束赋形的出站符号流110。
数模转换模块66将多个波束赋形的出站符号流110转换为第二多个模拟信号。上变频模块68将第二多个模拟信号转换为第二多个上变频信号112。
RF前端70调节第二多个上变频信号112的坐标，以生成第二多个被调节的上变频信号，所述信号是基带信号和RF波束赋形的信号。然后RF前端70放大第二多个被调节的上变频信号，以生成第二多个出站RF信号114。然后RF前端70将第二多个出站RF信号114提供给多个天线72的至少一些。
当RF收发器处于第三发射模式时，RF前端从多个天线的其它至少一些接收第二多个入站RF信号116。然后RF前端70放大第二多个入站RF信号116，以生成第二多个被放大的入站RF信号。然后RF前端70调节第二多个被放大的入站RF信号116，以生成第二多个被调节的入站RF信号，该信号仅被基带波束赋形。
下变频模块76将第二多个被调节的入站RF信号转换为第二多个模拟入站信号118。模数转换模块78将第二多个模拟入站信号118转换为多个入站波束赋形的符号流。接收基带处理模块80使用发射处理模块64的反向处理，将多个入站波束赋形的符号流转换为入站数据80。
图4是处于第四发射和接收模式(例如，基带和RF波束赋形的MIMO)的RF收发器的另一个实施例的示意框图。在这个实施例中，发射基带处理模块64将出站数据82转换为多个出站符号的波束赋形和分组编码流120，这由参照图2和3的组合处理来完成。
数模转换模块66将多个出站符号的波束赋形和分组编码流120转换成第三多个模拟信号。上变频模块68将第三多个模拟信号转换为第三多个上变频信号122。
RF前端70调节第三多个上变频信号122的坐标，以生成第三多个被调节的上变频信号。RF前端70放大第三多个被调节的上变频信号，以生成第三多个出站RF信号124。然后RF前端70将第三多个出站RF信号124提供给多个天线72中的至少一些。
当RF收发器处于第四接收模式时，RF前端70从多个天线72的其它至少一些接收第三多个入站RF信号126。然后RF前端70放大第三多个入站RF信号126，以生成第三多个被放大的入站RF信号。然后RF前端70调节第三多个被放大的入站RF信号的坐标，以生成第三多个被调节的入站RF信号。
下变频模块76将第三多个被调节的入站RF信号转换为第三多个模拟入站信号126。模数转换模块78将第三多个模拟入站信号128转换为多个入站波束赋形和分组编码的符号流。接收基带处理模块80将多个入站波束赋形和分组编码的符号流转换为入站数据104。
图5是发射处理模块64的实施例的示意框图，发射处理模块64包括以下功能模块：编码模块130、凿孔模块132、切换器(switch)、多个交错模块134、136、多个星座映射模块138-140、空间-时间和/或空间-频率分组编码模块144、波束赋形模块142、多个快速傅立叶逆变换(IFFT)模块146-148、以及多个多路复用器。本技术领域的人员将会理解，发射处理模块64包括交错模块134-136、星座映射模块138-140、IFFT模块146-148中每一种的两个或多个，这取决于所生成的发射路径的数量。此外，本技术领域的人员将会理解，编码模块130、凿孔模块132、交错模块134-136、星座映射模块138-140、以及IFFT模块146-148将会根据一个或多个无线通信标准执行功能，包括但不限于IEEE 80.211a，b，g，n。
在一个实施例中，编码模块130用于根据一个或多个无线通信标准，将出站数据82转换为编码数据。凿孔模块132对编码数据进行凿孔，以生成被凿孔的编码数据。多个交错模块134-136用于将被凿孔的编码数据交错处理为多个交错数据流。多个星座映射模块138-140用于将多个交错数据流映射到多个数据符号流，其中数据符号流的每个数据符号包括一个或多个复杂信号。现在多个数据符号流是频率分组编码和/或基带波束赋形的空间-时间。例如，如果多个数据符号流是分组编码和基带波束赋形的，通过以合适的方式门控多路复用器，所述数据符号流首先被分组编码，然后被波束赋形。作为另一个例子，如果数据符号流仅仅被分组编码(例如，RF收发器处于MIMO模式)的，多路复用器与编码模块144传递数据符号流。
如果空间-时间和/或空间-频率分组编码模块144被使用，它将多个复杂信号(例如，至少两个复杂信号)编码为多个空间-时间和/或空间-频率分组编码信号。多个IFFT模块146-148将多个空间-时间和/或空间-频率分组编码信号转换为多个出站符号流86、110和/或120。要注意的是，如果仅使用RF波束赋形，只有通过发射处理模块的一个路径被用于生成出站符号流84。
图6是接收处理模块80的实施例的示意框图，接收处理模块80包括以下功能模块：多个快速傅立叶变换(FFT)模块160-162、空间-时间和/或空间-频率分组解码模块166、逆波束赋形模块164、多路复用器、多个星座解映射模块168-170、多个解交错模块172-174、切换器、解凿孔模块176、以及解码模块178，用于将多个入站符号流102、118或128转换为入站数据104。本技术领域的人员将会理解，接收处理模块80包括解交错模块172-174、星座解映射模块168-170、FFT模块160-162中每一种的两个或多个。此外，本技术领域的人员将会理解，解码模块178、解凿孔模块176、解交错模块172-174、星座解映射模块168-170、以及FFT模块160-162将会根据一个或多个无线通信标准执行功能，包括但不限于IEEE 80.211a，b，g，n。
在一个实施例中，多个FFT模块160-162将多个入站符号流102、118、或128转换为多个空间-时间流和/或空间-频率分组编码符号流和/或波束赋形编码符号流。如果符号是被分组编码的，空间-时间和/或空间-频率分组解码模块166将多个空间-时间流和/或空间-频率分组编码符号流解码为多个数据符号流。如果符号也被波束赋形，或者选择性地，仅仅被波束赋形，逆波束赋形模块164将生成多个数据符号流。
多个星座解映射模块168-170将多个数据符号流解映射为多个交错数据流。多个解交错模块172-174将多个交错数据流解交错为编码数据。解码模块178将编码数据解码为入站数据104。
图7是RF前端70的实施例的示意框图，RF前端70包括发射调节模块180、功率放大模块182、天线耦合电路184、低噪放大器模块186、以及接收调节模块188。如图所示，RF前端70连接到多个天线72。多个天线72可包括两个或多个天线，所述天线有相同或不同极化和/或包括分集结构。
发射调节模块180将会参照图8-13中的一个或多个进行更详细的描述，当RF收发器处于第一发射模式时，发射调节模块180调节上变频模拟信号88的坐标，以生成复式被调节的上变频信号190。功率放大模块182包括一个或多个功率放大器、预放大器、RF带通滤波器、以及增益控制，当RF收发器处于第一发射模式时，功率放大模块182放大复式被调节的上变频信号190，以生成多个出站RF信号92。
当RF收发器处于第一发射模式时，天线耦合电路184将复式出站RF信号92提供给多个天线72中的至少一些。当RF收发器处于第一接收模式时，天线耦合电路184将来自多个天线的其它至少一些的复式入站RF信号96提供给低噪放大器模块186。
低噪放大器模块186可包括一个或多个放大器，用于当RF收发器处于第一接收模式时，放大复式入站RF信号96，以生成复式被放大的入站RF信号。当RF收发器处于第一接收模式时，接收调节模块188调节复式被放大的入站RF信号的坐标，以生成被调节的入站RF信号192。在一个实施例中，所述发射调节模块、所述功率放大模块、所述天线耦合电路、所述低噪放大器模块、以及所述接收调节模块位于集成电路的公共晶粒上。
图8是当RF收发器处于第一发射模式时(例如，RF波束赋形)，发射调节模块180和功率放大模块182的实施例的示意框图。发射调节模块180包括第一和第二调节模块181和183，功率放大模块182包括第一和第二功率放大器。在一个实施例中，发射调节模块180接收上变频信号88，上变频信号88可以是正弦信号或者复杂信号，有同相分量和积分分量。在这个例子中，上变频信号88是余弦波形，示为具有振幅坐标(例如，箭头的长度)的矢量(vector)，相位移位为90°。本技术领域的人员将会理解，出站RF信号90的坐标可以是极坐标或者直角坐标。
发射调节模块180通过第一和第二调节模块181和183、基于坐标调节因子194调节上变频信号88的相位和/或振幅。根据天线数量、天线极化和/或期望的发射矢量确定坐标调节因子194。在这个例子中，多个天线72有两个天线，每个都有相同的极化。期望的发射矢量有约60°的角度，因此坐标调节因子194指示根据上变频信号88生成两个被调节的上变频信号190。第一调节模块181生成两个被调节的上变频信号190中的第一个，对上变频信号88的相位调节为零，振幅调节为零。因此，两个被调节的上变频信号190中的第一个是上变频信号88的复制形式。
第二调节模块183生成两个被调节的上变频信号190中的第二个，对上变频信号88的相位调节为-60°，振幅调节为零。因此，两个被调节的上变频信号190中的第二个是与上变频信号88有相同振幅、而相对于上变频信号88有-60°相位偏移的矢量。本技术领域的人员将会理解，TX调节模块180可生成两个以上的RF信号分量，这取决于期望的波束赋形信号和可利用的发射电路。
功率放大模块182的功率放大器放大两个被调节的上变频信号190，以生成被放大的RF信号分量。功率放大器可根据坐标调节因子194调节它们的增益，以进一步调节对应的RF信号分量。在这个例子中，功率放大器的增益是相同的，因此相对于彼此来说，被放大的RF信号分量的振幅是相同的。
天线72发射对应的被放大的RF信号分量190-1和190-2，以生成波束赋形的RF信号196。波束赋形的RF信号196的波束赋形基于被放大的RF信号分量190-1和190-2的矢量和在空中完成。如图所示，波束赋形的RF信号196的振幅与相位对应于RF信号分量190-1和190-2的矢量和。要注意的是，通过调节RF信号分量190-1和190-2的相位和/或振幅，可生成具有期望振幅和期望相位偏移的波束赋形的RF信号196。因此，不管目的接收器相对于发射器的方向如何，都生成波束赋形的RF信号196，以在接收器的方向提供最大的发射能量。
图9是当RF收发器处于第一发射模式时(例如，RF波束赋形)，发射调节模块180和功率放大模块182的实施例的示意框图。在这个实施例中，发射调节模块180通过第一和第二调节模块181和183、基于坐标调节因子194调节上变频信号88的相位和/或振幅。在这个例子中，多个天线72有两个天线，每个都有相同的极化。期望的发射矢量有约60°的角度，因此坐标调节因子194指示根据上变频信号88生成两个被调节的上变频信号190。第一调节模块181生成两个被调节的上变频信号190中的第一个，对上变频信号88的相位调节为零，振幅调节为零。因此，两个被调节的上变频信号190中的第一个是上变频信号88的复制形式。
第二调节模块183生成两个被调节的上变频信号190中的第二个，对上变频信号88的相位调节为+30°，振幅调节为零。因此，两个被调节的上变频信号190中的第二个是与上变频信号88有相同振幅、而相对于上变频信号88有+30°相位偏移的矢量。功率放大模块182的功率放大器放大两个被调节的上变频信号190，以生成被放大的RF信号分量。功率放大器可根据坐标调节因子194调节它们的增益，以进一步调节对应的RF信号分量。在这个例子中，功率放大器的增益是相同的，因此相对于彼此来说，被放大的RF信号分量的振幅是相同的。
天线72发射对应的被放大的RF信号分量190-1和190-2，以生成波束赋形的RF信号196。波束赋形的RF信号196的波束赋形基于被放大的RF信号分量190-1和190-2的矢量和在空中完成。如图所示，当通过天线发射第二个RF信号分量190-2时，其中所述天线有与其它天线正交的极化，第二个RF信号分量190-2的空中表示(in air representation)相对于另一个天线的发射旋转90°。
图10是RF前端70的另一个实施例的示意框图，RF前端70包括发射调节模块180、功率放大模块182、天线耦合电路184、低噪放大器模块186、以及接收调节模块188。如图所示，RF前端70连接到多个天线72，在这个例子中，多个天线72包括四个天线，每个都有不同的极化。
当RF收发器处于第二发射模式时，发射调节模块180调节上变频模拟信号90的坐标，以生成多个被调节的上变频信号。功率放大模块182包括一个或多个功率放大器、预放大器、RF带通滤波器、以及增益控制，当RF收发器处于第二发射模式时，功率放大模块182放大多个被调节的上变频信号200，以生成多个出站RF信号94。
当RF收发器处于第二发射模式时，天线耦合电路184将多个出站RF信号提供给多个天线72中的至少一些。当RF收发器处于第二接收模式时，天线耦合电路184将来自多个天线72的其它至少一些的多个入站RF信号98提供给低噪放大器模块186。
低噪放大器模块186可包括一个或多个放大器，用于当RF收发器处于第二接收模式时，放大多个入站RF信号98，以生成多个被放大的入站RF信号。当RF收发器处于第二接收模式时，接收调节模块188调节多个被放大的入站RF信号的坐标，以生成多个被调节的入站RF信号192。在一个实施例中，所述发射调节模块、所述功率放大模块、所述天线耦合电路、所述低噪放大器模块、以及所述接收调节模块位于集成电路的公共晶粒上。
图11是当RF收发器处于第二模式时(例如，MIMO)，发射调节模块180和功率放大模块182的另一个实施例的示意框图。如图所示，天线72有正交极化。因此，为了提供期望的MIMO传输，需要调节信号90A和90B中的一个或两个。
在这个例子中，发射调节模块180接收两个上变频信号90A和90B，这两个上变频信号有相同的振幅和相位，但是在空间-时间或频率-时间上彼此分离。第一个调节模块181不根据坐标调节因子204来调节第一个上变频信号90A的相位和/或振幅。第二个调节模块183根据坐标调节因子204将第二个上变频信号90B的相位调节+90°。被调节的上变频信号200-1和200-2都被功率放大模块182的功率放大器放大，并提供给天线72。
天线72发射被放大的被调节上变频信号200-1和200-2，以产生MIMO RF传输。如图所示，第二个被放大的被调节上变频信号200-2通过具有正交极化的天线发射到另一个天线，第二个RF信号分量的空中表示相对于另一个天线的发射旋转90°，这样两个天线的发射方向是类似的。
图12是当RF收发器处于第一和第二模式时(例如，RF波束赋形和MIMO)，发射调节模块180和功率放大模块182的另一个实施例的示意框图。如图所示，天线72有正交极化。因此，为了提供期望的RF波束赋形和MIMO传输，需要调节信号90A和90B中的一个或两个。
在这个例子中，发射调节模块180接收两个上变频信号90A和90B，这两个上变频信号有相同的振幅和相位，但是在空间-时间或频率-时间上彼此分离。第一个调节模块181根据坐标调节因子204将第一个上变频信号90A的相位调节-30°。第二个调节模块183根据坐标调节因子204将第二个上变频信号90B的相位调节+60°。被调节的上变频信号200-1和200-2都被功率放大模块182的功率放大器放大，并提供给天线72。
天线72发射被放大的被调节上变频信号200-1和200-2，以产生RF波束赋形和MIMO传输。如图所示，第二个被放大的被调节上变频信号200-2通过具有正交极化的天线发射到另一个天线，第二个RF信号分量的空中表示相对于另一个天线的发射旋转90°，这样两个天线的发射方向是类似的(相对于顶部天线-30°)。
图13是当RF收发器处于第一和第三模式时(例如，RF波束赋形和基带波束赋形)，发射调节模块180和功率放大模块182的另一个实施例的示意框图。如图所示，天线72有正交极化。因此，为了提供期望的RF波束赋形和基带波束赋形，需要调节信号112A和112B中的一个或两个。
在这个例子中，发射调节模块180接收两个上变频信号112A和112B，这两个上变频信号有相同的振幅和不同的相位(例如，分别为-30°和-60°)。第一个调节模块181不根据坐标调节因子204调节第一个上变频信号112A的相位。第二个调节模块183根据坐标调节因子204将第二个上变频信号112B的相位调节+90°。被调节的上变频信号200-1和200-2都被功率放大模块182的功率放大器放大，并提供给天线72。
天线72发射被放大的被调节上变频信号200-1和200-2，以产生RF和基带波束赋形传输。如图所示，第二个被放大的被调节上变频信号200-2通过具有正交极化的天线发射到另一个天线，第二个RF信号分量的空中表示相对于另一个天线的发射旋转90°，这样两个天线的发射方向与期望的基带波束赋形方向类似。
正如这里用到的，术语“基本上”或“大约”对相应的术语和/或术语之间的关系提供了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50％，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。术语之间的这些关系从几个百分点的区别到极大的区别。正如这里可能用到的，术语“可操作地连接”包括术语之间的直接连接和间接连接(术语包括但不限于，组件、元件、电路和/或模块)，其中对于间接连接，中间插入术语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。正如在此进一步使用的，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“连接”的方法直接和间接连接。正如在此进一步使用的，术语“可用于”指包括一个或多个功率连接、输入、输出等，以执行一个或多个对应的功能，还包括推断地连接到一个或多个其它术语。正如在此进一步使用的，术语“与...相关”包括直接或间接连接分离的术语和/或一个术语嵌入另一个术语。正如在此进一步使用的，术语“比较结果有利”，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。
以上还借助于说明特定功能的执行及其关系的方法步骤对本发明进行了描述。为了描述的方便，这些功能组成模块和方法步骤的界限在此处被专门定义。只要这些特定的功能和关系被适当地实现，选择性的界限和顺序也可被适当执行。任何这样的选择性界限和顺序都落入本发明的范围和精神内。
以上还借助于说明某些重要功能的功能模块对本发明进行了描述。为了描述的方便，这些功能组成模块的界限在此处被专门定义。只要这些重要的功能被适当地实现时，也可定义选择性的界限。类似地，流程图模块也在此处被专门定义来说明某些重要的功能，为广泛应用，流程图模块的界限和顺序可以被另外定义，只要仍能实现这些重要功能。上述功能模块、流程图功能模块的界限及顺序的变化仍应被视为在权利要求保护范围内。本领域技术人员也知悉此处所述的功能模块，和其它的说明性模块、模组和组件，可以如示例或由分立元件、特殊功能的集成电路、带有适当软件的处理器及类似的装置组合而成。

Claims (10)

1.一种射频收发器，其特征在于，包括：
发射基带处理模块，用于：
当射频收发器处于第一发射模式时，将出站数据转换为出站符号流；
以及
当射频收发器处于第二发射模式时，将出站数据转换为多个出站符号的分组编码流；
数模转换模块，当射频收发器处于第一发射模式时，将出站符号流转换为模拟信号，当射频收发器处于第二发射模式时，将多个出站符号的分组编码流转换为多个模拟信号；
上变频模块，当射频收发器处于第一发射模式时，将模拟信号转换为上变频信号，当射频收发器处于第二发射模式时，将多个模拟信号转换成多个上变频信号；
射频前端，包括：
发射调节模块，当射频收发器处于第一发射模式时，调节上变频模拟信号的坐标，以生成复式被调节的上变频信号，当射频收发器处于第二发射模式时，调节多个上变频模拟信号的坐标，以生成多个被调节的上变频信号；
功率放大模块，当射频收发器处于第一发射模式时，放大复式被调节的上变频信号，以生成多个出站射频信号，当射频收发器处于第二发射模式时，放大被调节的上变频信号，以生成多个出站射频信号；
天线耦合电路，用于：
当射频收发器处于第一发射模式时，将复式出站射频信号提供给多个天线中的至少一些；
当射频收发器处于第二发射模式时，将多个出站射频信号提供给多个天线中的至少一些；
当射频收发器处于第一接收模式时，将来自多个天线的其它至少一些的复式入站射频信号提供给低噪放大器；以及
当射频收发器处于第二接收模式时，将来自多个天线的其它至少一些的多个入站射频信号提供给低噪放大器；
所述低噪放大器模块用于当射频收发器处于第一接收模式时，放大复式入站射频信号，以生成复式被放大的入站射频信号，当射频收发器处于第二接收模式时，放大多个入站射频信号，以生成多个被放大的入站射频信号；
接收调节模块，当射频收发器处于第一接收模式时，调节复式被放大的入站射频信号的坐标，以生成被调节的入站射频信号，当射频收发器处于第二接收模式时，调节多个被放大的入站射频信号的坐标，以生成多个被调节的入站射频信号；
下变频模块，当射频收发器处于第一接收模式时，将被调节的入站射频信号转换为模拟入站信号，当射频收发器处于第二接收模式时，将多个被调节的入站射频信号转换为多个模拟入站信号；
模数转换模块，当射频收发器处于接收模式时，将模拟入站信号转换为入站符号流，并将多个模拟入站信号转换为多个入站分组编码符号流；以及
接收基带处理模块，用于：
当射频收发器处于第一接收模式时，将入站符号流转换为入站数据；
以及
当射频收发器处于第二接收模式时，将入站分组编码符号流转换为入站数据。
2.根据权利要求1所述的射频收发器，其特征在于，还包括：
发射基带处理模块，当射频收发器处于第三发射模式时，将出站数据转换为多个波束赋形的出站符号流；
数模转换模块，当射频收发器处于第三发射模式时，将多个波束赋形的出站符号流转换为第二多个模拟信号；
当射频收发器处于第三发射模式时，上变频模块将第二多个模拟信号转换为第二多个上变频信号；
当射频收发器处于第三发射模式时，发射调节模块调节第二多个上变频模拟信号的坐标，以生成第二多个被调节的上变频信号；
当射频收发器处于第三发射模式时，功率放大模块放大所述第二多个被调节的上变频信号，以生成第二多个出站射频信号；
天线耦合电路用于：
当射频收发器处于第三发射模式时，将第二多个出站射频信号提供给多个天线中的至少一些；
当射频收发器处于第三接收模式时，将来自多个天线的其它至少一些的第二多个入站射频信号提供给低噪放大器；
所述低噪放大器模块用于当射频收发器处于第三接收模式时，放大第二多个入站射频信号，以生成第二多个被放大的入站射频信号；
所述接收调节模块用于当射频收发器处于第三接收模式时，调节第二多个被放大的入站射频信号的坐标，以生成第二多个被调节的入站射频信号；
所述下变频模块用于当射频收发器处于第三接收模式时，将第二多个被调节的入站射频信号转换为第二多个模拟入站信号；
所述模数转换模块用于将第二多个模拟入站信号转换为多个入站波束赋形符号流；以及
所述接收基带处理模块用于当射频收发器处于第三接收模式时，将多个入站波束赋形符号流转换为入站数据。
3.根据权利要求1所述的射频收发器，其特征在于，还包括：所述射频收发器还包括：
所述发射基带处理模块用于当射频收发器处于第三发射模式时，将出站数据转换成多个出站符号的波束赋形和分组编码流；
所述数模转换模块用于当射频收发器处于第三发射模式时，将多个出站符号的波束赋形和分组编码流转换为第二多个模拟信号；
所述上变频模块用于当射频收发器处于第三发射模式时，将第二多个模拟信号转换为第二多个上变频信号；
所述发射调节模块用于当射频收发器处于第三发射模式时，调节第二多个上变频模拟信号的坐标，以生成第二多个被调节的上变频信号；
所述功率放大器用于当射频收发器处于第三发射模式时，放大第二多个被调节的上变频信号，以生成第二多个出站射频信号；
天线耦合电路用于：
当射频收发器处于第三发射模式时，将第二多个出站射频信号提供给多个天线中的至少一些；
当射频收发器处于第三接收模式时，将来自多个天线的其它至少一些的第二多个入站射频信号提供给低噪放大器；
所述低噪放大器模块用于当射频收发器处于第三接收模式时，放大第二多个入站射频信号，以生成第二多个被放大的入站射频信号；
所述接收调节模块用于当射频收发器处于第三接收模式时，调节第二多个被放大的入站射频信号的坐标，以生成第二多个被调节的入站射频信号；
所述下变频模块用于当射频收发器处于第三接收模式时，将第二多个被调节的入站射频信号转换为第二多个模拟入站信号；
所述模数转换模块用于将第二多个模拟入站信号转换为多个入站波束赋形和分组编码的符号流；以及
所述接收基带处理模块用于当射频收发器处于第三接收模式时，将多个入站波束赋形和分组编码的符号流转换为入站数据。
4.根据权利要求1所述的射频收发器，其特征在于，还包括：所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成复式被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成复式被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有完全类似的极化。
5.一种射频前端，其特征在于，包括：
发射调节模块，当处于第一发射模式时，调节上变频模拟信号的坐标，以生成复式被调节的上变频信号，当处于第二发射模式时，调节多个上变频模拟信号的坐标，以生成多个被调节的上变频信号；
功率放大模块，当处于第一发射模式时，放大复式被调节的上变频信号，以生成多个出站射频信号，当处于第二发射模式时，放大被调节的上变频信号，以生成多个出站射频信号；
天线耦合电路，用于：
当处于第一发射模式时，将复式出站射频信号提供给多个天线中的至少一些；
当处于第二发射模式时，将多个出站射频信号提供给多个天线中的至少一些；
当处于第一接收模式时，将来自多个天线的其它至少一些的复式入站射频信号提供给低噪放大器模块；以及
当处于第二接收模式时，将来自多个天线的其它至少一些的多个入站射频信号提供给低噪放大器模块；
低噪放大器模块，用于当处于第一接收模式时，放大复式入站射频信号，以生成复式被放大的入站射频信号，当处于第二接收模式时，放大多个入站射频信号，以生成多个被放大的入站射频信号；以及
接收调节模块，当处于第一接收模式时，调节复式被放大的入站射频信号的坐标，以生成被调节的入站射频信号，当处于第二接收模式时，调节多个被放大的入站射频信号的坐标，以生成多个被调节的入站射频信号。
6.根据权利要求5所述的射频前端，其特征在于，所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成复式被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述上变频模拟信号的相位角，以生成复式被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有完全类似的极化。
7.根据权利要求5所述的射频前端，其特征在于，所述发射调节模块包括：
第一调节模块，基于第一相位角调节值调节所述多个上变频模拟信号的第一个的相位角，以生成多个被调节上变频信号中的一个；
第二调节模块，基于第二相位角调节值调节所述多个上变频模拟信号的第二个的相位角，以生成多个被调节上变频信号中的第二个；其中多个天线中的所述至少一些有完全类似的极化。
8.一种射频发射器，其特征在于，包括：
发射基带处理模块，用于：
当射频收发器处于第一发射模式时，将出站数据转换为出站符号流；以及
当射频收发器处于第二发射模式时，将出站数据转换为多个出站符号的分组编码流；
数模转换模块，当射频收发器处于第一发射模式时，将出站符号流转换为模拟信号，当射频收发器处于第二发射模式时，将多个出站符号的分组编码流转换为多个模拟信号；
上变频模块，当射频收发器处于第一发射模式时，将模拟信号转换为上变频信号，当射频收发器处于第二发射模式时，将多个模拟信号转换成多个上变频信号；
射频前端，包括：
发射调节模块，当射频收发器处于第一发射模式时，调节上变频模拟信号的坐标，以生成复式被调节的上变频信号，当射频收发器处于第二发射模式时，调节多个上变频模拟信号的坐标，以生成多个被调节的上变频信号；
功率放大模块，当射频收发器处于第一发射模式时，放大复式被调节的上变频信号，以生成多个出站射频信号，当射频收发器处于第二发射模式时，放大被调节的上变频信号，以生成多个出站射频信号；
天线耦合电路，用于：
当射频收发器处于第一发射模式时，将复式出站射频信号提供给多个天线中的至少一些；
当射频收发器处于第二发射模式时，将多个出站射频信号提供给多个天线中的至少一些。
9.根据权利要求8所述的射频发射器，其特征在于，还包括：
所述发射基带处理模块用于当射频收发器处于第三发射模式时，将出站数据转换成多个出站符号的波束赋形流；
所述数模转换模块用于当射频收发器处于第三发射模式时，将多个出站符号的波束赋形流转换为第二多个模拟信号；
所述上变频模块用于当射频收发器处于第三发射模式时，将第二多个模拟信号转换为第二多个上变频信号；
所述发射调节模块用于当射频收发器处于第三发射模式时，调节第二多个上变频模拟信号的坐标，以生成第二多个被调节的上变频信号；
所述功率放大器用于当射频收发器处于第三发射模式时，放大第二多个被调节的上变频信号，以生成第二多个出站射频信号；
所述天线耦合电路用于：
当射频收发器处于第三发射模式时，将第二多个出站射频信号提供给多个天线中的至少一些。
10.根据权利要求8所述的射频发射器，其特征在于，还包括：
所述发射基带处理模块用于当射频收发器处于第三发射模式时，将出站数据转换成多个出站符号的波束赋形和分组编码流；
所述数模转换模块用于当射频收发器处于第三发射模式时，将多个出站符号的波束赋形和分组编码流转换为第二多个模拟信号；
所述上变频模块用于当射频收发器处于第三发射模式时，将第二多个模拟信号转换为第二多个上变频信号；
所述发射调节模块用于当射频收发器处于第三发射模式时，调节第二多个上变频模拟信号的坐标，以生成第二多个被调节的上变频信号；
所述功率放大器用于当射频收发器处于第三发射模式时，放大第二多个被调节的上变频信号，以生成第二多个出站射频信号；
所述天线耦合电路用于：
当射频收发器处于第三发射模式时，将第二多个出站射频信号提供给多个天线中的至少一些。
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