CN102065574A

CN102065574A - 无线局域网络传收系统

Info

Publication number: CN102065574A
Application number: CN2009102253066A
Authority: CN
Inventors: 颜光裕; 柳德政; 陈家源
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2009-11-16
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2011-05-18

Abstract

一种无线局域网络传收系统，包含：多个天线；多个接收电路，其中所述接收电路中的每一个耦接至所述天线其中之一来接收一输入信号；以及多个传送电路，用以输出一输出信号以及一放大输出信号其中之一；其中，所述传送电路中至少其一包含一功率放大器，并使用该放大器中至少其一来放大一输出信号以产生该放大输出信号，其中所述功率放大器的数目少于所述天线的数目。

Description

无线局域网络传收系统

技术领域

本发明有关于WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网络)传收(transceiving)系统，特别有关于使用非对称机制的WLAN传收系统。

背景技术

在WLAN通讯的领域中，WLAN传收系统通常包含一个或多个天线，作为数据传输之用。具有一传送器以及一接收器的单一天线系统(也就是1T1R系统)具有最低的成本，然而其在邻近范围(near range)的传输效能(throughput)会比多天线系统来得低。此外，因为没有MRC(maximum ratiocombining，最大比例合成)增益的关系，其在中间范围(middle range)的稳定性亦不佳。图1示出了上述的情形。

此外，对具有一传送器和两接收器的多天线(MIMO)系统(也就是1T2R系统)，传输效能会优于前述1T1R系统在中间范围以及远程范围(longrange)的传输效能。然而，由于仅有一传送器，其传输效能要低于多传送器系统在邻近范围的传输效能。对点对点通讯来说，这是一个缺点，特别对高速档案共享来说更为明显。

请再参照图1，具有两传送器和两接收器的多任务天线系统(也就是2T2R系统)，相较于1T1R以及1T2R系统的传输效能，其无论在邻近/中间/远程范围都有较佳的表现。然而，2T2R系统的成本是其中最高的。而且，因为在较小的IC封装中的较高的功率消耗以及热耗散(heat dissipation)缘故，亦较难将两个CMOS功率放大器整合至一SOC芯片当中。此外，功率放大器占据了一个大区域(一传收电路的20％～25％)并消耗了相当大的电流(例如，当功率放大器的增益为0dBM时，消耗了50mA～60mA的电流)。

发明内容

本发明的一实施例揭示了一种无线局域网络传收系统，包含：多个天线；多个接收电路，其中所述接收电路中的每一个耦接至这些天线其中之一来接收一输入信号；以及多个传送电路，用以输出一输出信号以及一放大输出信号其中之一；其中，所述传送电路中至少其一包含一功率放大器，并使用该放大器中至少其一来放大一输出信号以产生该放大输出信号，其中所述功率放大器的数目少于所述天线的数目。

本发明的另一实施例揭示了一种无线局域网络传收系统，包含：多个天线；多个接收电路，其中所述接收电路中的每一个耦接至所述天线其中之一来接收一输入信号；以及多个传送电路，用以输出一放大输出信号，其中所述传送电路中的每一个包含一功率放大器并使用所述功率放大器其中一部份作为动作中(operating)功率放大器以放大一输出信号来产生该放大输出信号。

本发明的又一实施例揭示了一种无线局域网络传收系统，包含：一第一天线，用以接收一第一输入信号或传送一第一输出信号；一第二天线，用以接收一第二输入信号或传送一第二输出信号；一第一传送电路，用以产生该第一输出信号至该第一天线；以及一第二传送电路，用以产生该第二输出信号至该第二天线；其中该第一传送电路以及该第二传送电路为非对称。

通过前述的实施例，可节省功率放大器和低噪声放大器的数量，使得功率放大器以及低噪声放大器所造成的面积、成本以及功率消耗亦可随之降低。而且，藉由上述实施例，亦可使用不同的通讯规格来满足不同需求。

附图说明

图1示出了不同种类的无线局域网络传收系统的传输效能和衰减表现的示意图。

图2示出了根据本发明的一实施例的无线局域网络传收系统的方块图。

图3示出了根据图2所示的实施例的无线局域网络传收系统和现有无线局域网络传收系统的传输效能和衰减表现的示意图。

图4a和4b示出了根据本发明的另一实施例的无线局域网络传收系统的方块图。

附图符号说明

200、400无线局域网络传收系统

201、203、411、413天线

205、207、401、403传送电路

209、211、405、407接收电路

213、409基频电路

215、217T/R开关

219天线开关

221、223低噪声放大器

224、226RF传送器

225、227RF接收器

229、415、417、463、465功率放大器

231芯片

451、453开关

455、457路径

459、461RF传送器

具体实施方式

在本发明的说明书及权利要求中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。以外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

图2示出了根据本发明的一实施例的无线局域网络传收系统200的方块图。如图2所示，无线局域网络传收系统200包含天线201、203、传送电路205、207、接收电路209、211以及一基频电路213。在此实施例中，接收电路209、211不只包含RF接收器225以及227，还包含了低噪声放大器221以及223来放大输入信号IN。然而，若输入信号IN够强或者因为其它考虑，低噪声放大器221以及223可以省略。传送电路205、207分别包含RF传送器224以及226来输出输出信号OS，但仅有传送电路205包含了一功率放大器229，用以放大该输出信号OS来产生放大输出信号AOS。此种结构称为非对称机制，此非对称机制可以通过软件或硬件来实现。图2中的实施例揭示了以硬件实现的非对称机制。此外，一PA驱动器(功率放大器驱动器，未绘示)可被提供在传送器中(例如：在传送器的一混合器中)，用以提供电流给功率放大器。

因此，若需要较不强的输出信号OS时(例如一短距离的通讯)，可使用不包含功率放大器的传送电路207，而若需要较强的输出信号AOS时，则可使用包含功率放大器的传送电路205(例如较长距离的通讯)。在此例中，无线局域网络传收系统200可还包含一控制器(未示出)以控制那一传送电路应动作(即控制那一传送电路应作为动作中传送电路)。藉由此方法，可节省功率放大器的数目。因此功率放大器所造成的电路区域以及功率消耗都可因此而降低。此外，传送电路205和207可使用不同的信号通讯规格。举例来说，传送电路205可遵循OFDMA规格，而传送电路207可遵循MIMO规格。藉由此方法，可使用较宽松的信号通讯规格，可满足不同的终端使用者的需求。

此外，无线局域网络传收系统200可还包含T/R开关215以及217，来执行传送电路205与接收电路209之间的切换动作以及执行传送电路207与接收电路211之间的切换动作。此外，无线局域网络传收系统200可还包含一天线开关219来切换接收电路209、211至不同的天线。然而，在无线局域网络传收系统中，亦可将T/R开关215和217以及天线开关219省略。

前述图2中的实施例的概念可概述如下：传送器的功率放大器的数目少于天线的数目，使得传送器可根据是否需要较强的输出信号来决定是否使用功率放大器来放大输出信号。换句话说，传送电路205和207被设计成在传送数据时具有不同的功率消耗，使得无线局域网络传收系统200在功率控制方面更具弹性。请注意无线局域网络传收系统200的结构仅用以举例，并非用以限定本发明的范围。此外，天线、传送电路以及接收电路的数目并不限定于2，且功率放大器的数目亦不限定于1。此外，传送电路207、接收电路209、211、基频电路213以及RF传送器224可被整合至一芯片231(或视为一传收电路)。在此例中，功率放大器229可被视为一外部功率放大器。

另一方面，低噪声放大器221和223亦可被设计成非对称构造或机制。举例来说，低噪声放大器223相较于低噪声放大器221具有较低的功率消耗，因此当传送信号较强时(例如，一短距离通讯)，无线局域网络传收系统200可选择天线203来接收数据。相反地，当传送信号较弱时(例如，一长距离通讯)，无线局域网络传收系统200可选择天线201来接收数据。如上述传送电路205和207的非对称机制一般，低噪声放大器221和223的非对称机制亦有可弹性控制功率消耗的优点。

图3示出了根据图2所示的实施例的无线局域网络传收系统和现有无线局域网络传收系统的传输效能和衰减表现的示意图。如图3所示，在无线个人局域网络(Wireless PAN，WPAN)的邻近范围中的传输效能高于多天线的传输效能。而在中间范围，在具有MRC增益的前提下是相当稳定的。而使用可切换的天线分集(switched antenna diversity)，亦可使传输范围变大。

图4a和4b示出了根据本发明的另外二实施例的无线局域网络传收系统400和450的方块图。为了简化图示以及说明，在图4a和4b中将部份组件符号省略未表示。

请参阅图4a，与无线局域网络传收系统200比较起来，无线局域网络传收系统200是通过硬件方式达到不对称的机制，而无线局域网络传收系统400可通过软件方式达到不对称的机制。无线局域网络传收系统400包含传送电路401、403，接收电路405、407、一基频电路409以及天线411、413。在此实施例中，传送电路401、403均包含功率放大器415、417。然而，功率放大器415、417可被由控制器(未示出)产生的控制信号CS控制而呈现被致能(enabled)或非致能(disabled)。在此例中，将被致能的功率放大器称为动作中放大器。因此，若功率放大器在初始状态均为被致能状态，若传送电路401、403中的任一个不需功率放大器来放大输出信号，则可将相对应的功率放大器改为非致能。或者，若功率放大器在初始状态均为非致能状态，若传送电路401、403中的任一个需要功率放大器来放大输出信号，则可将相对应的功率放大器改为致能。换句话说，无线局域网络传收系统400可经由软件方式达到非对称机制。此实施例的其它详细技术特征已于前详述，故于此不再赘言。

无线局域网络传收系统450具有和无线局域网络传收系统400类似的组件。其中一差异是无线局域网络传收系统450还包含开关451、453，且可分别连接至路径455、457或功率放大器463、465。若来自RF传送器459、461的输出信号需要被放大，则开关451、453将把路径切换至功率放大器463、465，使得输出信号OS可以被放大成放大输出信号AOS。或者，若来自RF传送器459、461的输出信号不需要被放大，则开关451、453将把路径切换至路径455、457，使得输出信号OS可以直接被输出。也就是说，无线局域网络传收系统450亦可经由软件方式达到非对称机制。而且，图2中所述的实施例亦可使用图4中所示的非对称机制，亦即图2中所述的实施例并非限定于要使用所有的功率放大器。与图4所示的实施例相同，图2所示的实施例亦可只使用部份的放大器。此实施例的其它详细技术特征已于前详述，故于此不再赘言。

前述的实施例可使用在遵循下列无线通讯规格的无线通讯系统上：gigabit WLAN，802.11AC，AD，但并非表示仅能使用在这些无线通讯系统上。通过前述的实施例，可节省功率放大器和低噪声放大器的数量，使得功率放大器以及低噪声放大器所造成的面积、成本以及功率消耗亦可随的降低。而且，藉由上述实施例，亦可使用不同的通讯规格来满足不同需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种无线局域网络传收系统，包含：

多个天线；

多个接收电路，其中所述接收电路中的每一个耦接至所述天线其中之一来接收一输入信号；以及

多个传送电路，用以输出一输出信号以及一放大输出信号其中之一；

其中，所述传送电路中至少其一包含一功率放大器，并使用该放大器中至少其一来放大一输出信号以产生该放大输出信号，其中所述功率放大器的数目少于所述天线的数目。

2.如权利要求1所述的无线局域网络传收系统，其中所述天线、所述接收电路以及所述传送电路的数目相同。

3.如权利要求1所述的无线局域网络传收系统，其中该传送电路仅使用所述功率放大器的其中一部份作为动作中功率放大器来放大一输出信号以产生该放大输出信号。

4.如权利要求3所述的无线局域网络传收系统，其中所述功率放大器初始为非致能，且当该传送电路输出该放大输出信号时，所述功率放大器其中至少其一被致能以作为该动作中功率放大器使用。

5.如权利要求3所述的无线局域网络传收系统，其中当该传送电路输出该输出信号时，该传送电路旁通掉非该动作中功率放大器的功率放大器。

6.如权利要求1所述的无线局域网络传收系统，其中包含该功率放大器的该传送电路遵循一第一信号传输规格，且不具有该功率放大器的该传送电路遵循一第二信号传输规格。

7.一种无线局域网络传收系统，包含：

多个天线；

多个传送电路，用以输出一放大输出信号，其中所述传送电路中的每一个包含一功率放大器并使用所述功率放大器其中一部份作为动作中功率放大器以放大一输出信号来产生该放大输出信号。

8.如权利要求7所述的无线局域网络传收系统，其中所述天线、所述接收电路、所述传送电路、以及所述功率放大器的数目相同。

9.如权利要求7所述的无线局域网络传收系统，其中所述功率放大器初始为非致能，且当该传送电路输出该放大输出信号时，所述功率放大器其中至少其一被致能以作为该动作中功率放大器使用。

10.如权利要求7所述的无线局域网络传收系统，其中当该传送电路输出该输出信号时，该传送电路旁通掉非该动作中功率放大器的功率放大器。

11.如权利要求7所述的无线局域网络传收系统，其中包含该功率放大器的该传送电路遵循一第一信号传输规格，且不具有该功率放大器的该传送电路遵循一第二信号传输规格。

12.一种无线局域网络传收系统，包含：

一第一天线，用以接收一第一输入信号或传送一第一输出信号；

一第二天线，用以接收一第二输入信号或传送一第二输出信号；

一第一传送电路，用以产生该第一输出信号至该第一天线；以及

一第二传送电路，用以产生该第二输出信号至该第二天线；

其中该第一传送电路以及该第二传送电路为非对称。

13.如权利要求12所述的无线局域网络传收系统，其中该第一传送电路包含一功率放大器，而该第二传送电路不包含功率放大器。

14.如权利要求12所述的无线局域网络传收系统，其中当数据传输时，该第一传送电路的功率消耗与该第二传送电路的功率消耗不同。

15.如权利要求12所述的无线局域网络传收系统，包含：

一第一接收电路，用以接收来自该第一天线的该第一输入信号；以及

一第二接收电路，用以接收来自该第二天线的该第二输入信号；

其中该第一接收电路以及该第二接收电路为非对称。

16.如权利要求12所述的无线局域网络传收系统，其中该第一接收电路包含一低噪声放大器，且该第二接收电路不包含低噪声放大器。