CN101965749A

CN101965749A - 射频装置

Info

Publication number: CN101965749A
Application number: CN2009801077987A
Authority: CN
Inventors: A·佩尔西宁; T·塞特曼; A-V·皮尔珀宁; K·赖斯基拉
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2009-01-12
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2029-01-12
Also published as: DE112009000513B4; GB2457987A; CN101965749B; WO2009109687A1; GB0804205D0; US20110009069A1; US9178537B2; DE112009000513T5

Abstract

本发明涉及一种用于控制至少一个无线电模块的装置，其中所述装置被配置为：生成对于第一无线电模式的至少一个服务请求，根据每个服务请求确定至少一个逻辑体系结构模型，根据每个逻辑体系结构模型来选择多个无线电模块中的至少一个以形成物理体系结构，以及根据所述多个无线模块中的所选择的一个来生成至少一个配置数据集。

Description

射频装置

技术领域

本发明涉及射频(RF)装置，以及配置射频装置的方法。

背景技术

可以将通信设备理解为具有适当的通信和控制能力以能够使其用于与其它各方进行通信的设备。通信可以包括，例如，语音、电子邮件(email)、文本消息、数据、多媒体等等的通信。通信设备通常使设备用户能够通过通信系统接收和发送通信信息并且因此能够用于访问各种应用。

通信系统是一种使两个或更多实体(例如，通信设备、网络实体和其它节点)间便于通信的设备。适当的接入系统允许通信设备接入通信系统。可以通过无线通信接口来提供到通信系统的接入。

提供无线接入的通信系统通常使其用户至少实现一些移动性。这些系统的实例包括蜂窝无线通信系统，其中通过被称为小区的接入实体来提供接入。无线接入技术的其它实例包括：不同的无线局域网(WLANs)和基于卫星的通信系统。

无线通信系统通常根据规定无线接口的各种方面的无线标准和/或一组规范来运行。例如，标准或规范可以定义用户(或更准确地说是用户设备)是否被提供有电路交换承载或分组交换承载，或电路交换承载和两者分组交换承载。通常还定义将用于无线连接的通信协议和/或参数。例如，通常定义用于通信的一个或多个频段。

便携式通信设备可以配备所谓的多无线电(multi-radio)能力。就是说，便携式设备可以用于通过多个不同的无线接口进行通信。这种设备的实例是多模蜂窝电话，例如，可以在GSM(全球移动通信系统)频段850、900、1800和1900MHz中的至少两个上进行通信的蜂窝电话，或者可以基于至少两个不同的标准进行通信的蜂窝电话，例如，可以运行在GSM接入网络、CDMA(码分多址)接入网络、以及UMTS(通用移动通信系统)中使用的基于WCDMA(宽带CDMA)的接入网络中的至少两个上的蜂窝电话。

移动或便携式设备还可以配置用于，通过至少一个蜂窝系统和至少一个非蜂窝系统进行通信。后者的非限制实施例包括：例如Bluetooth^TM的短程无线链路，例如无线局域网(WLAN)和超宽带(UWB)的其它接入网络。

此外，移动或便携式设备还可以配置用于接收信息广播系统，非限制性实施例包括那些基于通过手持终端(DVB-H)的数字视频广播、以及全球定位系统(GPS)。

可以用软件定义的无线电(SDR)方法来实现这种通信设备。在SDR系统中，无线接收机/发射机可以被配置为：可能调谐到任意频段并且在较大频谱上接收/发送任意已知的调制方案以及通过软件的使用来处理信号。

配备了SDR能力的多无线电通信设备必须能够同时处理多于一个的活动的无线电连接。这增加了通信设备中的任何射频系统级芯片(RFSOC)的所需复杂性，这是由于RF SOC必须使得能够在不同的通信系统间的控制平面内协作以便使得能够进行无缝的多无线电操作。由于涉及多无线电通信能力的任何性价比高的设计可能需要共享一些公共资源，必要时需要控制和分配所述公共资源中的所共享的资源，因此还会增加这种射频系统级芯片设计的复杂性。

这种设计所增加的复杂性意味着，单个设计团队制作射频系统级芯片(SoC)设计是不可行的，因此目前最好的做法是，由公司内的一个或多个团队来设计RF SoC的一些部分，同时RF SoC其它部分的设计分包给外部的设计者，并且根据重复利用的先前的设计来形成RF SoC的其它部分。

因此，希望这种射频系统级芯片设计具有允许RF的各种部件简单集成的模块化架构。然而，这种结构的配置和运行难以实现，特别是当需要能够对RF模块的运行作出改变时在软件定义的无线电系统中。

已经有了关于低级别硬件驱动器接口的创建的开发，然而，这些通常限于仅处理一个级别的提取。例如，已经有由软件定义无线电论坛和对象管理组织(OMG)这种论坛和标准组织通过它们的软件通信体系结构(SCA)将射频硬件和电路参数化的倡议。

然而，这些已有的方法缺少灵活性，特别是当需要实现可能的软件构架改变时。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种装置，用于控制至少一个无线电模块，其中所述装置被配置为：生成对于第一无线电模式的至少一个服务请求，根据每个服务请求确定至少一个逻辑体系结构模型，根据每个逻辑体系结构模型来选择多个无线电模块中的至少一个以形成物理体系结构，以及根据所述多个无线电模块中的所选择的一个来生成至少一个配置数据集。

根据本发明的一些实施方式，所述装置可以进一步被配置为：将所述至少一个配置数据集写入所述多个无线电模块中的所选择的至少一个。所述装置可以进一步被配置为从所述多个无线模块中的所选择的至少一个读取至少一个配置数据集，或所述装置可以进一步被配置为通过控制接口读取和/或写入所述至少一个配置数据集。所述至少一个配置数据集可以包括：与所述多个无线电模块中的所选择的一个相关联的参数的至少一个值。

根据本发明的一些实施方式，所述装置可以进一步被配置为：进一步根据所述至少一个配置数据集来选择所述多个无线电模块中的至少一个。所述装置可以进一步被配置为：根据所述多个无线电模块中的所选择的至少一个来确定所述至少一个逻辑体系结构模型。所述装置可以进一步被配置为：接收与所述第一无线电模式相关联的第一无线电模式配置数据，其包括无线电通信协议、无线电频率、调制类型、传输功率输出限制以及时隙值中至少一个的指示。所述装置可以进一步被配置为：根据所述至少一个服务请求生成对第二无线电模式的至少一个另外的服务请求。

根据本发明的一个实施方式，所述装置可以进一步被配置为：根据所述至少一个另外的服务请求来确定至少一个另外的逻辑体系结构模型，根据每个另外的逻辑体系结构模型来选择所述多个无线模块中的至少一个以形成物理体系结构，以及根据所述多个无线电模块中的所选择的一个来生成至少一个另外的配置数据集。

根据本发明的第二方面，提供一种控制至少一个无线模块的方法，所述方法包括：生成对于第一无线电模式的至少一个服务请求，根据每个服务请求确定至少一个逻辑体系结构模型，根据每个逻辑体系结构模型来选择多个无线电模块中的至少一个以形成物理体系结构，以及根据所述多个无线电模块中的所选择的一个来生成至少一个配置数据集。

根据本发明的一些实施方式，所述方法可以进一步包括：将所述至少一个配置数据集写入所述多个无线电模块中的所选择的至少一个。所述方法可以进一步包括：从所述多个无线电模块中的所选择的至少一个读取至少一个配置数据集。所述方法可以进一步包括：通过控制接口读取和/或写入所述至少一个配置数据集。所述至少一个配置数据集可以包括：与多个无线电模块中的所选择的一个相关联的参数的至少一个值。选择所述多个无线电模块中的至少一个可以进一步根据所述至少一个配置数据集。确定所述至少一个逻辑体系结构模型可以进一步根据所述多个无线电模块中的所选择的至少一个。

根据本发明的另一实施方式，所述方法可以进一步包括：接收与所述第一无线电模式相关联的第一无线电模式配置数据，其包括无线通信协议、无线频率、调制类型、传输功率输出限制以及时隙值中至少一个的指示。所述方法可以进一步包括：根据所述至少一个服务请求生成对于第二无线模式的至少一个另外的服务请求。

根据本发明的另外的实施方式，所述方法可以进一步包括：根据所述至少一个另外的服务请求来确定至少一个另外的逻辑体系结构模型，选择所述多个无线模块中的至少一个以根据每个另外的逻辑体系结构模型来形成物理体系结构，以及根据所述多个无线模块中的所选择的一个来生成至少一个另外的配置数据集。

根据本发明的另一方面，提供一种包括所描述的装置的无线收发器装置。进一步提供了一种包括所描述的装置的软件定义无线电装置。进一步提供了一种包括所述软件定义无线电的多无线电装置。

根据本发明的另一方面，提供了一种被配置为执行用于控制至少一个无线电模块的方法的计算机程序产品，包括：生成对于第一无线模式的至少一个服务请求，根据每个服务请求确定至少一个逻辑体系结构模型，根据每个逻辑体系结构模型来选择多个无线电模块中的至少一个以形成物理体系结构，以及根据所述多个无线电模块中的所选择的一个来生成至少一个配置数据集。

根据本发明的另一方面，提供一种用于控制至少一个无线电模块的设备，包括：用于生成对于第一无线电模式的至少一个服务请求的处理装置；用于根据每个服务请求确定至少一个逻辑体系结构模型的第二处理装置；用于选择多个无线电模块中的至少一个以根据每个逻辑体系结构模型来形成物理体系结构的第三装置，以及用于根据所述多个无线电模块中的所选择的一个来生成至少一个配置数据集的第四装置。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在将仅通过示例的方式参考的附图来描述本发明的实例以及特征的示例和实施例的操作，在附图中：

图1示意性地示出了在其中能够使用本发明的实施例的无线通信设备；

图2示出了在其中能够使用图1所示通信设备的通信系统的例子；

图3说明性地示出了射频电路的实施例以及根据该实施例的组织到硬件抽象层中的软件控制实体；

图4说明性地示出了根据图3所示实施例的服务层结构的示例；

图5说明性地示出了根据图3所示实施例的逻辑体系结构层结构的例子；以及

图6说明性地示出了根据图3所示实施例的物理体系结构层以及硬件实现层结构的例子。

具体实施方式

通过参考图1和图2，示出了可以使用本发明实施方式的无线通信设备1。无线通信设备可以用于通过无线或无线电接口提供对各种服务和/或应用的访问。

便携式无线设备1通常可以通过至少一个无线电接入网络节点(例如，GSM网络中的基站收发台(BTS))或直接地，与另一通信设备进行无线通信。

便携式无线设备1可以具有在同一时间打开的与一个或多个不同的无线电接入网络间的一个或多个无线电信道，并且可以具有与多于一个的其它参与者间的通信连接。可以由能够进行发送或接收无线电信号中的至少一个的任何设备来提供便携式通信设备1。非限制的实例包括：移动台(MS)、配备无线接口卡或其它无线接口设备的便携式计算机、配备无线通信能力的个人数据助理(PDA)、或者其任何结合等等。

图1的便携式无线设备1能够用于各种任务，例如，发起和接收电话呼叫、用于从和向数据网络接收和发送数据以及用于体验例如多媒体或其它内容。

便携式无线设备1包括至少一个数据处理实体3和至少一个存储器4，或存储实体，用于在其被设计执行的任务中使用。数据处理3和存储实体4可以被提供在合适的电路板和/或芯片组上。电路板和/或芯片组进一步包括一个或多个可配置的射频(RF)电路9。一个或多个可配置的射频电路9能够被数据处理实体3所控制。

在本发明的其它实施例中，数据处理实体3或存储实体4直接控制射频电路9。

可能存在于便携式无线设备1中的这种类型的射频电路的非限制性实例包括：混频器电路、调制器电路、滤波器电路、开关电路、放大器电路、天线电路以及基带信号处理电路。依靠寄存器的配置或通过处理实体的直接控制，电路系统可以将射频电路9配置为提供模拟和数字信号处理功能。

用户能够通过合适的用户接口(例如，键盘2)控制便携式无线设备1的运行。此外，便携式无线设备可以包括显示器5，以向用户提供便携式无线设备1的状态指示。

利用由数据处理实体3和存储实体4所控制的至少一个射频电路9，设备1可以在多个不同的无线接入网络系统和频带上实现无线通信。在图1中通过两个典型的无线信号7和8说明这种能力。无线设备可以与之进行通信的可能的接入网络的非限制性列表包括：全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线电业务(GPRS)、增强型GPRS、通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入网络(UTRAN)、演进UTRAN、高速分组接入(HSPA)、无线局域网(WLAN)、以及全球微波互联接入(WiMAX)或它们的任何扩展，例如，宽带码分多址(WCDMA)、高速下行分组接入(HSDPA)、高速上行分组接入(HSUPA)、以及在第三代合作伙伴计划/通用移动电信系统(3GPP/UMTS)情况下的长期演进(LTE)。然而，所属技术领域的技术人员应该了解的是，任何合适的无线通信系统都可以用于进行去往和来自无线设备的通信。

此外，利用由数据处理实体3和存储实体4所控制的至少一个射频电路9，无线设备1还可以在短程无线电链路(例如，Bluetooth^TM链路)上进行通信。

在本发明的另一实施方式中，利用由数据处理实体3和存储实体4所控制的至少一个射频电路9，无线设备还可以接收无线广播传输(例如，全球定位系统(GPS)和伽利略)、接收用于辅助无线设备1的位置估计的信号、或接收用于电视或无线节目的手持数字视频广播(DVB-H)。

如图1中所示，这种类型的配置，是能够在其中实现软件定义无线电(SDR)方法的一种配置。本发明的实施例可以将控制域内的射频(RF)平台(由数据处理实体3实现)与射频硬件的无线协议栈(在至少一个射频电路9中实现)相分离。

图2为根据本发明的实施方式可以应用的通信系统的简化说明。图2示出了UMTS无线电接入网络(UTRAN)的一部分。UTRAN为包括宽带码分多址(WCDMA)技术的无线电接入网络。

图2中所示的通信系统为包括基站收发台(或节点B 103)的蜂窝无线电通信系统，其具有与之前描述的那些相类似的与无线设备1、101的双向无线电链路8、108。如图2中可以看到的，由通信链路7、107所示，无线设备还可以与由云状物14所示的单独的无线电接入网络通信。

节点B 103可以包括连接到天线单元的收发器，其建立到设备1、101的双向无线电链路。节点B 103还连接到无线电网络控制器105(RNC)，其可以发送和接收去往设备1、101的数据和从设备1、101去往网络的其它部分的数据。此外，无线电网络控制器105以集中的方式控制连接到它的多个节点B 103。无线电网络控制器105还连接到核心网络(CN)106。根据该系统，在CN 106侧的对应部分可以是：移动业务交换中心(MSC)、媒体网关(MGW)或服务GPRS(通用分组无线电业务)支持节点(SGSN)。

在本发明的一些实施方式中，RNC 105的功能可以分布在节点B单元103之间。

本发明的实施例没有限制为上述作为示例而给出的无线电接入网络，但是所属技术领域的技术人员可以将这种解决方案应用到具备必要条件的其它通信系统。

图3说明性地示出了本发明的实施方式如何能在射频硬件控制域中提供与无线电协议栈的逻辑分离。分离通过通用化的硬件抽象层(HAL)351的使用来提供，其面向所有协议栈311提供通用的、协议无关的控制接口309或射频协议API。

逻辑控制接口309传送协议栈311和HAL 351间的信息。特别地，为了允许相关硬件电路被正确地配置，这个接口允许将识别所使用的无线电协议的常量参数的信息元素传递给HAL 351。确保协议和HAL共享通用的时间概念的同步服务也使用在控制接口309上传递的消息。此外，可以在控制接口上发布动态操作请求以满足运行期间协议通信的要求。

在本发明的一个实施例中，涉及每个可以使用的特定无线电协议的常量参数的信息被硬编码到HAL 351中。这意味着，对于所有支持的协议，涉及协议要求的信息——例如如何建立射频硬件以实现所述协议，在设计时被编码到HAL中。这样可以具有涉及HAL 351的测试和可靠性的优点。然而，如果要支持新的协议，则必须修改HAL 351。

在可替代的实施例中，可以根据一些标准化格式，利用通用控制接口309将定义无线电协议的信息元素传递到HAL 351。

当已经在单个无线电协议的上下文中描述了信息元素时，可以逻辑上复制通用接口309以提供多个协议栈311对HAL的访问。

利用硬件特定接口，HAL 351还直接地与射频电路9通信。射频电路可以包括从天线到基带信号处理的任何可编程构件块，其提供具有配置信号通道或其性能的可能性的专用模拟或数字信号处理功能。通常通过写入寄存器来执行硬件块的控制。HAL 351能够控制这些射频电路9，以便满足协议栈311的要求。

在说明性的例子中，HAL结构351包括4个内部抽象层，服务层301、逻辑体系结构层303、物理体系结构层305和硬件实现层307。然而，可以设想，HAL结构的功能可以规定为少于4个抽象层，或可以划分成多于4个抽象层。

虽然HAL 351提出了到协议栈311的通用控制接口309，但是射频电路9中包含的基础硬件可以是单独的通信协议特有的。然而，在本发明的一些实施例中，例如通过实现矢量处理器来执行信号处理，能够实现软件可控制的协议灵活的电路。为了使HAL可以将射频电路块9的能力匹配于协议的要求，HAL 351具有识别射频电路块所需的常量参数的信息(例如，协议特定的配置)是重要的。

如上所述，已经设想了将用于定义如何必须为协议而配置硬件协议要求传递给HAL的多种方式。对于完全可配置的和“协议独立”的HAL，必须在HAL和协议之间建立所需无线电信号属性的描述，或所需信号的本体。例如，协议和HAL可以协商协议的信号处理(例如，硬件)要求，并且HAL因此可以根据那些要求来配置硬件单元。信号属性可以包括以下中的一个或多个：例如，射频波段、信道带宽、波峰因数、发送输出功率和频谱掩模。

在本发明的实施方式中，构建无线电协议栈的装置优选地由计算机程序来实现。此外，在本发明的实施方例中，HAL优选地由运行在数据处理器3上的计算机程序来实现。

在本发明可替换的实施方式中，在HAL 351中以某种格式来定义协议要求。因此，在该实施例中，为了增加对新协议的支持，将需要在HAL中进行改变。在最简单的形式中，HAL可以包含用于硬件配置寄存器的预定义的值。于是，如果要求使用由该寄存器所控制的块的协议被使用，HAL能够选择与协议相对应的正确的值。

在本发明的一些实施例中，有可能将完全可配置的HAL的元素与包含预定义的协议要求的HAL的元素进行组合。例如，可以为了利用与一组协议相关的静态协议信息的操作而建立HAL，但是HAL另外可以有能力被告知协议或新协议的任何新要求。

无线电协议配置信息实际上可以是静态的或动态的。静态配置的例子包括：使用1800MHz GSM频带和200kHz信道带宽的GSM 1800。更多的动态配置的例子包括这样的协议，即在协议中通过根据来自基站(BS)的请求所做出的调制类型的选择，所发送突发可以是使用GMSK调制的基本GSM，或使用8-PSK的EDGE。

在本发明的某些实施例中，HAL可以从栈中根据所要求的协议来选择合适的协议配置信息。此外，在本发明的某些实施例中，HAL可以确定硬件实现层能够满足协议强加的要求或确定那些要求只被部分满足。

此外，控制接口309被配置为：协助对用于射频电路和在数据处理实体3中的HAL 351处理的同步的时间同步信息的传递。

在本发明的实施例中，射频电路块包括：配置为保持用于每个所支持无线电协议的准确时间的硬件和/或软件。这可以例如使用硬件系统时间计数器和更高级别的软件计数器来实现。准确时间值可以用于在合适的时间激活和去激活射频电路块9，以保证通信设备根据特殊标准或协议的规范适当操作。在本发明的上面描述实施例中，由于通信可能使用多于一个的通信系统/协议，因此在所有使用中的协议和HAL 351间同步时钟信号是重要的。

控制接口将每个协议与各自的时间计数器同步并且时间计数器彼此互相同步。可以在无线电协议配置信息中定义与协议相关联的时间计数器的设置信息。同步的原因是这样的可能性，即控制处理器和用于访问射频电路9的控制总线也许不共享与多天线系统中的所支持协议相同的时钟域。

在另一实施例中，在HAL 351中使用任意时钟域，其不必为协议特定的时钟时间。在这个实施例中，控制接口可以用于在协议特定的时间和其它时钟域(例如，由HAL 351选择的任意时钟域)之间进行转换。这种时钟同步可以按照与PCT专利申请号WO2008/000903A1类似的方式来执行。

在任一实施例中，通过控制接口309来实现同步。然而，在控制接口309上传送物理时钟信号不是必需的——只传送允许发生同步的信息。

此外，在本发明的实施例中，控制接口允许动态操作请求以满足协议通信需要。

其中，射频电路9包括收发器链，该收发器链包括如上所述的各个块/单元，在此动态操作可以指以下的操作：

1.对射频电路块/单元的性能设置的设置。性能设置可以包括：至少一个接收和/或发送载波频率、以及射频硬件中的发射机的输出功率。这些性能设置通常由如HAL 351的层所解释的无线电协议栈的协议来提供。为了保持协议独立性，控制接口309可以使用预先确定的单位，例如，赫兹、瓦、dBm。这与传统方法形成对照，在传统方法中指定了协议特定的信道数量和功率级别。

如果所选的协议使用自动频率校正方案，所测量的量的其它实例为频率误差。在HAL 27外面测量的频率误差可以通过控制接口309提供给HAL。

此外，另一种类型的性能设置涉及链路质量参数，例如，接收机信噪比容限和信号干扰比容限。在本发明的实施例中，HAL 27可以确定容限高于预先确定的阈值容限，并且通过控制接口309降低硬件功率消耗。

2.对射频电路块/单元的及时地激活和去激活。从HAL 351到射频电路单元9的用于在其中的单元的激活和去激活的命令，优选地包括关于功率测量时间周期的信息，例如，从而指示何时采用所接收的信号强度测量。

3.向HAL报告所测量的量，例如接收信号强度，以用于由HAL 351中的层来解释。在动态运行期间，如果被供应了以上提到的所测量的量和性能设置中的一些或所有，HAL 351能够独立地(就是说，在不需要与无线协议栈通信的情况下)运行一些形成协议的一部分的算法。该算法包括那些涉及，例如，自动增益控制和增益划分。逻辑体系结构303可以管理和控制该算法的运行并因此通过控制接口309控制射频电路单元。

在本发明的实施方式中，HAL层形成分层的驱动器方案或接口方案。用于实现这种方案的驱动器在此处被称为“HW驱动器”。将在下面进一步详细地讨论。

为了进一步了解本发明，现在我们要依次讨论HAL 351的每个抽象层，例如，HAL 351中实现的服务层301、逻辑体系结构层303、物理体系结构层和硬件实现层307。首先，下表总结了HAL 351的不同层。

服务层301，可以被认为是具有从射频电路的实现的最高级别的抽象的层。服务层301可以包括通用体系结构无关的功能并独立于基础射频电路9地运行。通过通用控制接口(射频协议API)309发生服务层和协议栈间的通信。服务层301在射频协议API 309上接收命令，并将通用协议命令翻译成射频内部服务功能。在协议要求被硬编码到HAL 351中的情况下，于是服务层可以不是真正的体系结构无关的。

这些功能运行在由无线电协议时间控制的时间段上，也就是说，所述功能使用无线电协议栈所定义的时间(实现了由通信系统所定义的时间周期)。

服务层操作的例子可以是对总体上为接收体系结构无关的通用配置接收链命令的翻译。这种翻译的结果例如会是在接收所需信号而需要的较高的抽象层上定义各种算法或服务。这些服务可以是内部的(即，不需要来自外部的输入)，例如“自动增益控制(AGC)”算法或(RX路径体系结构无关的)服务，或者服务/算法可以是外部的，例如“打开/关闭接收机”服务。

服务层(或层3)服务可以被分成两个基本的类别或类型。第一类别包括但并不完全限制为：自主服务，例如运行时间校准和之前提到的自动增益控制服务。这种服务在射频电路激活时自动发生，并能够被建模成为有限状态自动机。

第二类别包括但并不完全限制为命令，其为从无线电协议栈到逻辑体系结构层303(也被称为层2)的服务请求。“命令”服务请求的例子为设置信道，其设置接收机或发送机以接收特定信道并且接收帧，其命令逻辑体系结构层303产生逻辑体系结构以接收数据帧。

为了映射这些命令服务请求并因此控制射频电路的一个或多个部分的动作，服务层301包括解释机制，该解释机制映射到逻辑体系结构层(层2)或允许根据射频在外部接收到的服务的射频实现。这种外部服务的例子可以是“基带控制”和“多无线电控制器(MRC)控制”。

下表提供了利用射频协议API 309接口在控制接口和服务层间传递的消息的一些例子。

接口可以被称为射频协议应用编程接口。因此，无线电协议栈的最上层将消息传递到服务层，由服务层301解释所述消息并且服务层然后将测量值或确认消息传递回无线电协议栈。

图4说明性地示出了与“自动增益控制(AGC)”和“功率输出(POUT)控制”功能的生成有关的服务层301(层3)的操作的实施例。

无线协议401可以请求服务层中的TX功率控制服务(409)，以根据已定义的标准特定值来将输出功率限制为低于特定的水平。TX功率控制服务可以需要利用(可能)内部的TX输出功率测量服务(411)以遵守来自无线电协议的请求。然后，“发射机(TX)功率控制”服务409和“TX输出功率测量”服务411可以通过发射机接口415生成至少一个接口命令419，例如用于“TX功率控制”服务409的setPower以及用于“TX输出功率测量”服务411的measurePower。于是，这些接口命令419可以被传递到逻辑体系结构层303。

类似地，无线电协议401可以要求输入值不超过一些已定义的值。在服务层403中，无线功能生成器403因此可以根据这个请求来创建“自动增益控制(AGC)”功能。于是可以从“接收路径(RX)自动增益控制设置”服务405和“接收信号的强度指示(RSSI)”服务407来解释或生成自动增益控制(AGC)功能。然后，“接收路径(RX)自动增益控制设置”服务405和“接收信号的强度指示(RSSI)”服务407都可以通过接收机接口413生成至少一个接口命令417，例如用于“接收路径(RX)自动增益控制设置”服务405的+setGain，以及用于“接收信号的强度指示(RSSI)”服务407的+measurePower。于是，这些接口命令417可以被传递到逻辑体系结构层303。此外，RSSI服务407可以被配置为：将所接收的功率报告传递给自动增益控制设置服务405和无线电协议栈401。

逻辑体系结构层303(也被称为层2)通过配置射频逻辑块间的接口从控制的角度定义射频应用的信号通道结构。逻辑体系结构层303形成逻辑射频体系结构描述和组件块间的结构配置，从而满足服务层的服务请求。

在本发明的实施例中，逻辑体系结构层303还可以用于处理动态资源管理、资源保留和资源冲突解决，其中的动态资源配置如PCT专利申请号为WO2008/00905A1中所描述的，其公开了一种动态资源管理的方法。

下表示出了服务层301和体系结构层303间的接口通信的例子。

接口可以被称为射频-硬件抽象层接口313。来自服务层301和逻辑体系结构层303的接口通信可以是接口命令，例如，对于时间t1配置接收机用于GSM 850MHz或将功率输出增益设置为具体值或初始化自动增益控制。

逻辑体系结构层303(层2)因此抽象或解释来自服务层的要求和请求，从而指示需要实现块的逻辑体系结构。因此，例如在服务层301请求GSM850MHz接收机的情况下，逻辑体系结构层303选择将需要的接收机，例如是否使用从射频到基带频率的直接转换或是否使用中频鉴别器。此外，它以这些问题对于服务层是不可见的方式来执行这些抽象/选择。

通过参考图5，可以示出逻辑体系结构层303的结构。逻辑体系结构层303了解物理体系结构块或单元的物理体系结构模型。图5中示出的一些示例性IP块包括：射频(RF)放大器块517、RF混频块519、RF ABB(模拟基带)块521、RF模数转换器(ADC)523、接收机(RX)DFE(数字前端)块525、RF滤波器527、发射机(TX)DFE 529、RF DDRM531和合成器(SX)533。

块的模型共享通用的格式并且是继承特定功能和接口的IP块503类型并且是最小的管理资源。可以响应于接收机信号通道体系结构505或发送机信号通道体系结构507的要求，选择IP块以构造将各种IP块单元模型连接起来的信号通道体系结构。

此外，图5示出了与直接转换接收机(DiCoRx)509、低频-中频接收机(LowIFRX)511、直接转换发射机(DiCTX)以及直接极化发射机(DiPoTX)相关的模型参数，该模型参数也会影响由IP块所选择的模型块和将被选择的信号通道体系结构。

因此，逻辑层将射频服务映射到各自的体系结构并在射频IP级别上提供功能性划分，以及优化在信号处理单元中的划分。这样，利用服务层301的上述实例，可以选择将850MHz GSM接收机的服务请求传递到对应的逻辑体系结构层块511的低频中频体系结构。LowIF块511可以选择RF放大器517、RF混频器519、RF ADC 521并使用其给定的参数。已经确定了逻辑信号体系结构的要求，于是这些要求可以被修改并在物理体系结构层305上传递独立块。

逻辑体系结构层303形成HAL 351的核心功能。HAL 351有利地允许更快地开发产品，以及允许在体系结构管理和动态控制和使用不同硬件资源的方面有效利用射频IP块。

物理体系结构层305(还被称为层1)描述了每个射频电路单元可以具有的一组物理控制特征。因此，物理体系结构层305的目的为以标准方式对与每个射频电路单元相关联的物理问题建模。

下表示出了逻辑体系结构层303和物理体系结构层305间的通信/接口上的示例性消息。接口可以被称为IP块应用可编程接口315。如上所述的逻辑体系结构层303产生在要求执行服务请求的各种所选射频电路组件或IP块间的信号配置，并且可以将确定物理模型特征的数据传递给物理体系结构层305。例如，从逻辑体系结构层303到物理体系结构层305的消息可以是将低噪声放大器设置为具体的增益值，或将物理模型连接配置为正在实现的接收机的类型。此外，如上所述，物理体系结构层305可以将数据传递回逻辑体系结构层303，表达逻辑模型的物理实现可以具有的具体限制。例如，物理体系结构层305可以将数据传递回逻辑体系结构层303，从而指定最大增益、或放大器的典型电流消耗、或合成器具有特定的趋稳时间。此外，物理体系结构层305可向逻辑体系结构层303传递回确认消息(例如，接收机配置准备就绪)。

物理体系结构层305对与每个射频电路单元相关的物理问题建模，可以是例如，如何标准化属性的控制，所述属性例如对于每个射频IP块的性能增益。

射频电路单元或块可以具有可以被控制和/或监控的零个或多个功能。可以被控制/监控的属性的例子为：

●“PeripheralDevice”-这个属性建模对射频电路块配置/状态寄存器的访问。

●“Amplifier”这个属性对射频电路块的放大值建模。其中，射频电路块中的增益是可控制的，这个属性可以指示增益可控性的范围，例如，最大-最小增益，增益梯级。

●“PhaseNosie”这个属性对压控振荡器(VCO)或合成器的相位噪声建模。相位噪声为能够使逻辑体系结构层303中的VCO性能最优化的可调参数。因为该参数依赖于特殊的实现方式且因此不能被通用化，所以在物理体系结构层中定义这个参数。在本发明的一些实施例中，“PhaseNosie”参数代表可以用于多于一个实现方式的简化模型。在本发明的其它实施例中，特定收发机实现方式从硬件实现层内部测量它的自身性能并将其性能的指示值记录到存储器中。

因此，物理体系结构层305包括实现-感知或具体射频电路块驱动器，并且如上所述可以定义必要的能够作为参数报告给逻辑体系结构层303的硬件参数。

为了在硬件实现层307中实现，物理体系结构层305还可以将从逻辑体系结构层303传递到该层的控制参数映射到逻辑寄存器名称。

图6示出了可以在物理体系结构层305中提供的一些控制特征/属性的例子。物理体系结构层305包括由逻辑体系结构层303中定义的至少一些IP块所显出的一系列控制特征、或功能。图6中示出的那些包括：外部设备601、放大器603、滤波器605、模数转换器(ADC)607、以及数模转换器(DAC)609。外部设备601模型包括可控属性：enable——使能够与物理设备通信、disable——使不能与通信设备通信、以及schedulechange。放大器603模型可以包括功能：setGain——其设置放大器增益、getGain——其可以检索最大/最小增益值和增益的梯级改变功能、getNofGainSteps——其可以检索放大器的实现能够接受的增益梯级的数量。滤波器605模型可以包括setFrequency功能——其可以为陷波滤波器设置中心频率，或者为高通或低通滤波器设置截止。

所属技术领域的技术人员应该了解，为每个IP块提供控制特性的其它物理模型可以将不同的功能用于下面提供的例子，以控制电路的物理结果。

硬件实现层(也被称作层0)通过低级别硬件特定的驱动器，将物理体系结构层305中定义的物理体系结构链接到射频电路块。这些低级别硬件驱动器从上面的驱动层(也就是说，物理体系结构层305和逻辑体系结构层303)抽象低级别射频实现细节，并且实现射频软件体系结构中的射频电路块间的接口。

下表通过实例说明物理体系结构层305和硬件实现层307间的接口。所述接口使得能够进行对值的经由硬件实现层307从物理体系结构层305向寄存器的物理传输，所述寄存器为控制射频电路块的操作的射频电路块中的寄存器。这个接口可以被称为硬件驱动器应用编程接口317。

例如，该接口可以允许从物理体系结构层305向硬件实现层307的数据(例如，指令)传输，以将增益值写入放大器电路块中的特定寄存器，或者以指示硬件实现层307从放大器电路块中的寄存器读取。此外，该接口使得所解释的寄存器值能够被传递到更高的控制层。例如，可以从寄存器中读取在硬件实现层中被解释的接收信号强度指示值，并且然后向上传递到物理体系结构层305，以用于进一步处理。

硬件实现层307可以将逻辑体系结构层303和物理体系结构层305中提供的涉及IP块模型的抽象值(例如无线电HW配置、增益、功率等)，转换成能够被写入到物理射频电路块中的配置存储器位模式。

此外，硬件实现层307驱动器可以为射频电路块提供一致的接口，从而使作为灵活和动态的无线电系统的一部分的兼容块能够容易地插入和拔出。在一些实施例中，硬件实现级的低级驱动器可以被认为是射频IP电路块的一部分，并且可以由射频电路块的设计者和供应商来提供。

如上所述，硬件实现层307操作的例子为，解释来自物理体系结构层305的所要求增益值，将所要求增益值转换为与射频电路块中的控制寄存器兼容的配置寄存器位模式，并且然后将寄存器位模式传递给射频电路块以便配置用于射频电路块的期望增益设置。

分层的HAL配置使得对于有关硬件和软件的体系结构上的改变能够灵活地设计和配置。以这种方式的HAL分离有利地允许在多个参与者之间划分开发工作，这是因为每个参与者熟悉他们需要设计的层的特征。

此外，HAL分层呈现允许射频电路块的配置和控制的灵活性，并且允许由不同参与者所开发的射频电路部分以模块化形式集成。此外，有可能将新的射频电路块引入已有的设计，而不需要对已有电路块或控制层的显著的重新设计。此外，层分离能够更方便地执行射频电路块的维护，因此减少维护的负担。此外，倘若存在至少一个冗余模块，这种结构允许射频电路块的重配置以克服电路错误的可能性。还由于逻辑层次，可以降低任何具体配置的复杂性。

下面给出一些如何使用HAL的有利的例子。

●为现有的SDR系统级芯片(SoC)平台引入新的无线电协议。在这种情况下，通过创建一组合适的服务层服务来形成协议，该服务层服务使用在逻辑体系结构层和服务层间的接口。通常地，这将通过参数化或重定义已有的服务来实现。

●从外部供应商获取射频电路设计信息。在这种情况下，通过将射频IP块的低级驱动器配置为将与硬件实现层和物理体系结构层间的接口一致，能够将单个射频电路块(例如，低噪声放大器(LNA))添加到射频SoC中。

●为了实现改进的定时准确性，而改变处理器子系统定时器和定时。由于通用“控制SW时间”只有在逻辑体系结构层中是可见的，因此对于那个层所述变化是本地的并且其它层中的驱动器不受影响。

●添加用于射频Soc的新的控制参数，例如，有关功率消耗。该参数能够作为与电路块相关联的新的物理体系结构层物理控制特征被方便地添加。明显地是，表示特征是在层1中处理的；使用特征是在逻辑体系结构层中处理的。

由于可操作模式的数量和即将到来的多无线电SDR设备所需要的参数调谐的所需数量是巨大的，因此HAL提供便利的方法来实现。

应当明白的是，虽然实施方式涉及单个无线电协议栈，可以利用HAL为多于一个的无线电协议栈提供控制接口；也就是说，控制接口的实现可以，在逻辑上，使用相同的物理实现方式。

还应当明白的是，虽然实施例是关于射频硬件的单个信号处理部分而描述的，但利用HAL可以将本发明应用到多于一个的这种部分上，而不考虑这种部分如何在射频硬件中实现。

通常，本发明的各种实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑或它们的任意结合中实现。例如，一些方面可以在硬件中实现，而其它方面可以在可以被控制器、微处理器或其它计算设备执行的固件或软件中实现，尽管本发明不限制于此。虽然可以将本发明的各种方面说明和描述为框图、流程图、或使用一些其它的图形表示，但应该很好地了解的是，此处描述的这些块、设备、系统、技术或方法可以实施在，作为非限制性实例的硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其它计算设备、或它们的一些结合中。

例如，本发明的实施方式可以被实现为芯片组，换句话说，一系列彼此间相互通信的集成电路。芯片组可以包括：安排用于运行代码的微处理器、专用集成电路(ASIC)、或用于执行上面描述的操作可编程数字信号处理器。

本发明的实施方式可以通过由移动设备的数据处理器可执行的计算机软件，例如在处理器实体中、或由硬件、或由软件和硬件的结合，来实现。在这方面进一步应该注意的是，如图所示的逻辑流的任何块可以代表程序步骤、或互联的逻辑电路、块和功能，或程序步骤和逻辑电路、块和功能的结合。

本发明的实施方式可以在各种组件(例如，集成电路模块)中实行。集成电路的设计是高度自动化过程。复杂且强大的软件工具可用于将逻辑级设计转换成准备好在半导体基板上蚀刻和成型的半导体电路设计。

例如，由加利福尼亚Mountain View的Synopsys，Inc.和加利福尼亚San Jose的Cadence Design提供的那些程序，使用所建立的良好的设计规则和预先存储的设计模块库，自动为导线规定路线且在半导体芯片上定位部件。一旦半导体电路的设计完成了，由此产生的设计，以标准化电子格式(例如，Opus、GDSII、或类似的)传送到半导体制造工具或用于制造的“fab”。

上述描述通过示例性和非限制性的例子提供了本发明示例性实施例的全面和翔实的描述。然而，当结合附图和附加的权利要求进行阅读时，鉴于上述描述，所属技术领域的技术人员可以明白各种修改和调整。然而，本发明教导的所有这种和类似的修改仍然将落入本发明如附加的权利要求中定义的范围内。

Claims

1.一种用于控制至少一个无线电模块的装置，其中所述装置被配置为：

生成对第一无线电模式的至少一个服务请求；

根据每个服务请求确定至少一个逻辑体系结构模型；

根据每个逻辑体系结构模型来选择多个无线电模块中的至少一个，以形成物理体系结构；以及

根据所述多个无线模块中所选择的的一个来生成至少一个配置数据集。

2.如权利要求1所述的装置，进一步被配置为：将所述至少一个配置数据集写入所述多个无线电模块中的所选择的至少一个。

3.如权利要求1和2所述的装置，进一步被配置为：从所述多个无线电模块中的所选择的至少一个读取至少一个配置数据集。

4.如权利要求2所述的装置，进一步被配置为：通过控制接口读取和/或写入所述至少一个配置数据集。

5.如权利要求2至4所述的装置，其中，所述至少一个配置数据集包括：与所述多个无线电模块中的所选择的一个相关联的参数的至少一个值。

6.如权利要求1至5所述的装置，进一步被配置为：进一步根据所述至少一个配置数据集来选择所述多个无线电模块中的至少一个。

7.如权利要求1至6所述的装置，进一步被配置为：根据所述多个无线电模块中的所选择的至少一个来确定所述至少一个逻辑体系结构模型。

8.如权利要求1至7所述的装置，进一步被配置为：接收与所述第一无线电模式相关联的第一无线电模式配置数据，其包括以下至少一个的指示：

无线电通信协议；

无线电频率；

调制类型；

传输功率输出限制；以及

时隙值。

9.如权利要求1至8所述的装置，进一步被配置为：根据所述至少一个服务请求来生成对于第二无线电模式的至少一个另外的服务请求。

10.如权利要求9所述的装置，进一步被配置为：

根据所述至少一个另外的服务请求来确定至少一个另外的逻辑体系结构模型；

根据每个另外的逻辑体系结构模型来选择所述多个无线电模块中的至少一个，以形成物理体系结构；以及

根据所述多个无线电模块中的所选择的一个来生成至少一个另外的配置数据集。

11.一种用于控制至少一个无线电模块的方法，包括：

生成对第一无线电模式的至少一个服务请求；

根据每个服务请求确定至少一个逻辑体系结构模型；

根据所述多个无线电模块中的所选择的一个来生成至少一个配置数据集。

12.如权利要求11所述的方法，进一步包括：将所述至少一个配置数据集写入所述多个无线电模块中的所选择的至少一个。

13.如权利要求11和12所述的方法，进一步包括：从所述多个无线电模块中的所选择的至少一个读取至少一个配置数据集。

14.如权利要求12所述的方法，进一步包括：通过控制接口读取和/或写入所述至少一个配置数据集。

15.如权利要求12至14所述的方法，其中，所述至少一个配置数据集包括：与所述多个无线电模块中的所选择的一个相关联的参数的至少一个值。

16.如权利要求11至15所述的方法，其中，选择所述多个无线电模块中的至少一个进一步取决于所述至少一个配置数据集。

17.如权利要求11至16所述的方法，其中，确定所述至少一个逻辑体系结构模型进一步取决于所述多个无线电模块中的所选择的至少一个。

18.如权利要求11至17所述的方法，进一步包括：接收与所述第一无线电模式相关联的第一无线电模式配置数据，其包括以下至少一个的指示：

无线电通信协议；

无线电频率；

调制类型；

传输功率输出限制；以及

时隙值。

19.如权利要求11至18所述的方法，进一步包括：根据所述至少一个服务请求来生成对于第二无线电模式的至少一个另外的服务请求。

20.如权利要求19所述的方法，进一步包括：

选择所述多个无线电模块中的至少一个，以根据每个另外的逻辑体系结构模型来形成物理体系结构；以及

21.一种包括根据权利要求1至10的装置的无线收发机设备。

22.一种包括根据权利要求1至10的装置的软件定义无线电。

23.一种包括根据权利要求22的软件定义无线电的多无线电设备。

24.一种被配置为执行用于控制至少一个无线电模块的计算机程序产品，包括：

生成对于第一无线电模式的至少一个服务请求；

根据每个服务请求确定至少一个逻辑体系结构模型；

25.用于控制至少一个无线电模块的装置，包括：

处理装置，用于生成对于第一无线电模式的至少一个服务请求；

第二处理装置，用于根据每个服务请求确定至少一个逻辑体系结构模型；

第三处理装置，用于根据每个逻辑体系结构模型来选择多个无线电模块中的至少一个，以形成物理体系结构；以及

第四处理装置，用于根据所述多个无线电模块中的所选择的一个来生成至少一个配置数据集。