CN102291156A - 减少共用天线带内干扰的系统和方法 - Google Patents

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CN102291156A CN2011100986214A CN201110098621A CN102291156A CN 102291156 A CN102291156 A CN 102291156A CN 2011100986214 A CN2011100986214 A CN 2011100986214A CN 201110098621 A CN201110098621 A CN 201110098621A CN 102291156 A CN102291156 A CN 102291156A
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Abstract

提供一种减少共用天线带内干扰的系统和方法。提供一种用于在共用天线通信系统中抑制带内或邻近带外干扰的干扰补偿电路。该通信系统包括第一通信装置，其具有用于在第一频带内发送信号的发送机，第二通信装置，其具有在第二频带内接收电磁信号的接收机。该第二频带与该第一频带邻近或交叠。该通信系统还包括干扰补偿电路，其接收由该发送机发送的信号的样本并响应于对该样本的振幅、相位和/或延迟的调整产生干扰补偿信号。当将该干扰补偿信号应用于该接收机的信号接收路径时，其能够抑制由该发送机发送的信号对该接收机施加的干扰。

Description

减少共用天线带内干扰的系统和方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2010年2月26日提交的序列号为61/308,647，题为“减少共用天线带内干扰的系统和方法”的美国临时专利申请的优先权。本专利申请还要求2010年6月10日提交的序列号为61/353,528，题为“减少共用天线带内干扰的系统和方法”的美国临时专利申请的优先权。本专利申请还要求2010年8月20日提交的序列号为61/375,491，题为“消除噪声和干扰的系统和方法”的美国临时专利申请的优先权。在此以引用的方式将每个上述的在先申请的全文并入本申请中。
附图说明
图1为根据某示例性实施例，具有共用天线和干扰补偿电路的通信系统的功能框图。
图2为根据某示例性实施例，具有共用天线和干扰补偿电路的通信系统的功能框图。
图3为根据某示例性实施例，具有共用天线和干扰补偿电路的通信系统的功能框图。
图4为根据某示例性实施例，具有多输入多输出(“MIMO”)无线局域网(“WLAN”)和共用天线的通信系统的功能框图。
图5为根据某示例性实施例，具有MIMO WLAN和共用天线的通信系统的功能框图。
参考上述附图可以更好的理解本发明的许多方面。附图仅示出本发明的示例性实施例，因此不应被视为是对其其范围的限制，因为本发明容许其他等效的实施例。在附图中示出的元件和特征不一定按比例绘制，相反附图上设置的重点清楚地示出本发明示例性实施例的原理。此外，可以放大某些尺寸以帮助直观地传达这些原理。在附图中，参考标记指定为相似或相应，但不必是相同的元件。
具体实施方式
本发明涉及补偿共用天线通信系统的带内和/或邻近带外干扰的系统和方法。许多移动和非移动电子装置包括使用具有交叠或邻近频道的不同协议进行通信的多个通信装置。例如，某些移动电话和膝上型计算机包括在2.4GHz和2.5GHz之间的频率上操作的无线局域网(“WLAN“)收发机以及在2.4GHz和2.5GHz之间的频率上操作的蓝牙收发机。在另一示例中，某些移动电话和膝上型计算机包括操作在大约2.5-2.7GHz或2.3GHz附近的频率上操作的WLAN收发机和微波接入全球互通(WiMAX)收发机。在另一示例中，某些移动电话和膝上型计算机包括WiMAX收发机和蓝牙收发机。为了减少制造具有多个通信装置或系统的装置所需的材料的尺寸和数量，两个或多个通信装置共用单个天线是有利的。然而，当一个通信装置在同样的频率或接近同样的频率上主动发射而同时另一个通信装置在接收时，发射装置由于在接收装置的接收路径上引入了带内或邻近带外干扰和/或噪声而成为干扰源。该干扰和/或噪声会降低接收装置的灵敏度。本发明提供了这样的系统和方法，它们通过减少原本会降低通信装置的接收机的灵敏度的带内和/或邻近带外干扰和/或噪声，允许具有交叠或邻近频率的多个通信装置共用单个天线。尽管在描述中可互换地使用了术语“噪声”和“干扰”，但本文讨论的系统和方法可以支持对干扰、电磁干扰(“EMI”)、噪声、突波(spur)或其它与共用天线的通信装置相关的非期望光谱成分的消除、校正、处理或补偿。此外，本文主要在系统层面描述示例性实施例。然而，可以将示例性实施例实现为芯片上系统(“SoC”)而不脱离本发明的范围和精神。
现在参考附图，其中贯穿附图相似的标号代表相似或相应(但不一定相同)的元素，将详细地描述本发明的示例性实施例。图1为根据某些示例性实施例，具有共用天线125和干扰补偿电路101的通信系统100的功能框图。参考图1，通信系统100包括天线125，其由WLAN收发机105和蓝牙收发机135共用。为了方便说明和后续的描述，图1只示出WLAN发送路径107和蓝牙接收路径137。然而，WLAN收发机105和蓝牙收发机135都能够经由共用天线125发送和接收信号。为了公开的目的，“收发机”一词应该解释为包括这样的装置，其具有既能发送信号又能接收信号的能力，包括具有分离的发送机和接收机的装置和具有发送和接收信号的组合电路的装置。
WLAN发送路径107和蓝牙接收路径137包括至少一个发送线路、印制电路板(“PCB”)迹线、弯曲电路迹线、导电体、波导、总线或提供信号路径的介质。WLAN发送路径107和蓝牙接收路径137也可以包括没有在图1中未示出的有源或无源电路元件，包括但不限于滤波器、开关、振荡器、二极管、VCO、PLL、放大器和/或数字或混合信号集成电路。
WLAN发送路径107包括功率放大器110，用于在信号被共用天线125传播之前放大由WLAN收发机105产生的信号。功率放大器110的输出耦合到信号分流器、信号合成器、(定向)耦合器、循环器或能够管理共用天线125的共用的其他适当装置或技术。为了方便后续的讨论，用于管理共用天线125的共用的装置或技术在本文中被称为分流器/合成器120。分流器/合成器120将由共用天线125接收的信号路由至收发机105和135。此外，分流器/合成器120将由收发机105和135发送的信号路由至共用天线125。
在某些示例性实施例中，分流器/合成器120只是WLAN发送路径107和蓝牙接收路径137之间的分离。相似地，在某些示例性实施例中，分流器/合成器120只是蓝牙发送路径和WLAN接收路径之间的分离。这种对于操作在交叠或邻近信道上的收发机在发送和接收路径之间的有限隔离可以降低接收收发机的灵敏度。例如，由WLAN收发机105发送的信号可能在蓝牙接收路径137上引入带内和/或邻近带外干扰和/或噪声，由此降低了蓝牙收发机135检测蓝牙信号的能力。在某些示例性实施例中，由WLAN收发机105发送的信号在蓝牙接收路径137上有+12dBm的强度(或者更强)。
在某些示例性实施例中，可以用定向耦合器代替分流器/合成器120。例如，图2为根据某些示例性实施例，具有共用天线125和干扰补偿电路101的替换通信系统200的功能框图。参考图2，通信系统200包括定向耦合器205代替通信系统100的分流器/合成器120。该定向耦合器205的方向性在WLAN发送路径107和蓝牙接收路径137之间提供了增大的隔离。然而，定向耦合器205的耦合系数可能降低接收机(例如蓝牙接收机)的灵敏度，并减少蓝牙发送机在共用天线125上的输出功率。
参考图1，干扰补偿电路101包括噪声消除器140，用于补偿由沿着WLAN发送路径107发送的信号在蓝牙接收路径137上引入的带内和/或邻近带外的干扰。噪声消除器140的输入通过耦合器115和一个或多个导电体耦合到功率放大器110和分流器/合成器120之间的WLAN发送路径107。耦合器115获得由WLAN收发机105发送的信号的样本，并将样本提供给噪声消除器140。由此，耦合器115可以获得干扰或由WLAN收发机105发送的入侵信号的样本或表示，该入侵信号产生、导致、生成或以其它方式造成干扰。在某些示例性实施例中，耦合器115提供到发送路径107的直接连接。或者，除了耦合器115之外或者作为其替代，可以用电容器、电阻器、天线或其他装置，来获得由WLAN发送路径107发送的信号的样本。
噪声消除器140调整采样信号的振幅、相位和/或延迟以产生干扰补偿信号，当干扰补偿信号应用到蓝牙收发机135的接收路径137时，其减小、抑制或消除由沿着WLAN发送路径107发送的信号在蓝牙接收路径137上引入的带内和/或邻近带外的干扰和/或噪声的振幅。在某些示例性实施例中，噪声消除器140调整采样信号的相位、振幅和/或延迟以产生相对于带内干扰和/或噪声的相位具有180度或近似180度相移并且振幅接近带内干扰和/或噪声的振幅的干扰补偿信号。在某些示例性实施例中，噪声消除器140基于从其他装置，例如下面讨论的控制器150，接收到的设置来调整采样信号的振幅、相位和/或延迟。这些设置可能包括同相设置(“I-值”)和正交设置(“Q-值”)。
一个或多个放大器145耦合到噪声消除器140的输出以对噪声消除器140的路径上的耦合损耗和衰减提供补偿。经放大的干扰补偿信号通过耦合器130耦合到蓝牙接收路径137。在某些示例性实施例中，耦合器130是定向耦合器以避免经放大的干扰补偿信号返回WLAN发送路径107并与WLAN收发机105发送的原始信号混合。干扰补偿信号与原始发送的WLAN信号的混合会导致信号完整性的降级。例如，在802.11g WLAN实施例中，干扰补偿信号与原始发送的WLAN信号的混合会降低原始发送的WLAN信号的正交频分复用(“OFDM”)调制并因此限制可实现的数据率。
在某些示例性实施例中，基于噪声消除器140的线性考虑，在耦合器115和噪声消除器140之间放置衰减器。衰减器能够将从WLAN发送路径107采样的信号的功率电平降低至适合噪声消除器140的功率电平。除此之外或作为替代，耦合器115具有低耦合系数。在某些示例性实施例中，由WLAN收发机104发送的信号在功率放大器110的输出处或在从功率放大器110输出的上游一点(例如，前驱动器输入)处被采样。
通信系统100也可以包括控制器150，例如微控制器、微处理器、计算机、状态机或其他可编程装置。控制器可以耦合到WLAN收发机105、蓝牙收发机135及噪声消除器140。控制器150执行一个或多个算法和/或包括控制逻辑，用于优化噪声消除器140对噪声的减小。在2011年1月26日提交的序列号为13/014,681、题为“消除噪声和干扰的方法和系统”的美国专利申请中公开了这里讨论的可以在某些示例性实施例中由控制器150实施的示例性算法。美国专利申请No.13/014,681的全部内容据此通过引用方式被充分的合并在此。由控制器150执行的算法可以包括在美国专利申请13/014,681中描述的二进制校正算法(“BCA”)、快速二进制算法(“FBA”)、最小阶算法(minstep algorithm，“MSA”)、盲射算法(blind shot algorithm，“BSA”)、双斜算法(dual slope algorithm，“DSA”)以及追踪和查找算法(track and search algorithm)中的一个或多个。
控制器150的一个示例性功能是调整噪声消除器140的设置(例如，I-值和Q-值)，以增加影响蓝牙收发机135的灵敏度的带内和/或邻近带外干扰的减少。特别地，控制器150调整噪声消除器140的设置以调整由噪声消除器140输出的信号的振幅、相位和/或延迟。控制器150与蓝牙收发机135相互作用以监视表示干扰水平或由干扰补偿信号实现的干扰补偿水平的反馈值。在某些示例性实施例中，该反馈值包括信噪比(“SNR”)、接收信号强度指示符(“RSSI”)、转发器放大器增益、载噪比(“C/N“)、分组误码率(“PER”)、比特误码率(“BER”)和错差向量幅度中的一个或多个。典型地，如果SNR、或者C/N、或者转发器放大器增益作为反馈值，则反馈值的极性是正的(越高越好)。典型地，如果使用不具有正反馈极性的其他前述反馈值，则反馈值的极性是负的(越低越好)。
基于存储在控制器150(或外部存储器装置)的一个或多个算法(例如，BCA、FBA、MSA、BSA、DSA或追踪和查找)，控制器150使用反馈值选择性地调整噪声消除器140的设置，使每个WLAN信道的最低比特误码率影响蓝牙收发机135。在某些示例性实施例中，控制器150最初命令噪声消除器140使用预存的设置并适当地调整设置。在某些示例性实施例中，控制器150可通信地耦合到功率检测器，该功率检测器测量干扰的功率电平并使用该功率测量来调整噪声消除器140的设置。然后该优选的设置被存储在与控制器150耦合的存储器存储装置中，例如RAM、ROM、闪存、可移除介质、硬盘、记忆棒、光学介质、等。
控制器150也与辅助电路交互以监视装配有通信系统100的装置的特征。在一个示例中，控制器150监视移动装置内的温度或该移动装置之外的外部温度。在另一个示例中，控制器150监视移动装置的功率供应。控制器150可以使用这些特征实时地为WLAN发送路径107发送的信号和/或由蓝牙收发机135发送的信号的每个干扰信道找到优选的干扰和/或噪声消除点(例如优选的I-值和优选的Q-值)。
在某些示例性实施例中，通信系统100包括位于每个收发机105、135和分流器/合成器120之间的发送/接收(“T/R”)开关。T/R开关在相应的收发机105、135的发送和接收模式之间切换。在某些示例性实施例中，WLAN发送路径107的T/R开关放置在功率放大器110和分流器/合成器120之间。在这样的实施例中，采样点(即耦合器115的位置)可以位于功率放大器110和T/R开关之间。类似地，在某些示例性实施例中，蓝牙接收路径137的T/R开关放置在分流器/合成器120和蓝牙收发机135之间。将干扰补偿信号应用于蓝牙收发机135所采用的点是沿该T/R开关和蓝牙收发机135之间的接收路径的。T/R开关的类似布置也可以应用到蓝牙发送路径和WLAN接收路径。
上面描述的通信系统100允许装置同时通过共用天线经由WLAN收发机和蓝牙收发机适当地通信。对于由作为+5dBm功率电平的干扰源的WLAN收发机对2.4-2.5GHz上的蓝牙接收机造成的干扰和/或噪声，该通信系统100的某些示例性实施例提供超过30dBc的消除。
如在图1中虚线箭头157所示，通信系统100的某些示例性实施例包括与补偿由蓝牙收发机135产生的信号施加在WLAN接收路径上的干扰的干扰补偿电路101基本上相同或相似的干扰补偿电路。即，第二噪声消除器获得沿蓝牙发送路径(例如经由耦合器130或另一耦合器)发送的信号的样本，并处理该样本以产生干扰补偿信号，当将该干扰补偿信号应用于WLAN接收路径(例如经由耦合器115或另一耦合器)时，该干扰补偿信号减小由蓝牙收发机135发送的信号施加在WLAN接收路径上的带内和/或邻近带外干扰。该干扰补偿电路的噪声消除器可以与上面描述的噪声消除器140基本上相同或相似，并且可通信地耦合到控制器150以接收优选的设置(例如优选的I-值和优选的Q-值)。可以使用在美国专利申请No.13/014,681中描述的多个算法(例如，BCA、FBA、MSA、BSA、DSA或追踪和查找)中的一个来确定这些优选的设置。
在某些示例性实施例中，噪声消除器140和放大器145以这样的方式连接在两个开关之间：即它们与两个收发机105和135的发送和接收操作是反向同步的。这样，可以通过去除噪声消除器和放大器同时增加两个开关来降低通信系统100的成本。
通信系统100对于移动装置尤其有用，例如移动电话、膝上型电脑、笔记本计算机、手提式计算机、上网本计算机、平板计算机、个人数字助理(“PDAs”)、WiMAX装置和LTE装置。尽管上面针对WLAN和蓝牙描述了通信系统100，但是可以应用本发明来改进共用相同天线、具有交叠或邻近信道、和/或具有同时使用两个通信装置或系统进行通信的能力的其他类通信装置或系统之间的隔离。
图3为根据某些示例性实施例，具有共用天线125和干扰补偿电路301的通信系统300的功能框图。系统300是图1所示通信系统100的替换实施例。参考图3，通信系统300包括WLAN收发机380，其包括WLAN发送机305、WLAN接收机310、功率放大器312、低噪声放大器(“LNA”)320和T/R开关315。通信系统300还包括蓝牙收发机390，其包括蓝牙发送机350、蓝牙接收机345/和T/R开关340。蓝牙收发机390还包括沿蓝牙发送机350的通信路径放置的功率放大器和沿蓝牙接收机345的通信路径放置的LNA。T/R开关315和340分别对WLAN收发机380和蓝牙收发机390提供时域发送和接收切换。通信系统300还包括信号分流器、信号合成器或耦合器(“分流器/合成器/耦合器”)325，其管理共用天线125的共用。
通信系统300还包括噪声消除器140，其与通信系统100的噪声消除器140相同或相似。在这个示例性实施例中，噪声消除器140减小了通信的两个方向上的干扰。特别地，噪声消除器140保护蓝牙接收机345免于由WLAN发送机305对蓝牙接收机345施加的干扰。噪声消除器140也保护WLAN接收机310免于由蓝牙发送机350对WLAN接收机310施加的干扰。
通信系统300包括开关330、335，它们被用于在保护的两个方向之间进行选择。特别地，开关330、335的位置如图3所示，噪声消除器140保护蓝牙接收机345免于由WLAN发送机305对蓝牙接收机345施加的干扰。如果两个开关330和335都转换到其替换位置，噪声消除器140保护WLAN接收机310免于由蓝牙发送机350对WLAN接收机310施加的干扰。
如图3所示，当T/R开关315设置为用于信号发送(即WLAN发送)并且T/R开关340设置为用于信号接收(即蓝牙接收)时，开关330设置为将噪声消除器140的输入连接到定向耦合器115以获得WLAN功率放大器312输出信号的样本。样本被传递给噪声消除器140和放大器145以用于振幅、相位和/或延迟的调整。在该配置中，放置开关335以将放大器145的输出连接到定向耦合器130，这样经由耦合器130和T/R开关340将经调整的信号传递给蓝牙接收机345。噪声消除器140可以调整样本的相位、振幅和/或延迟以产生干扰补偿信号，当该干扰补偿信号应用于蓝牙接收机345的接收路径时，该干扰补偿信号消除或减少由WLAN发送机305对蓝牙接收机345施加的干扰。例如，噪声消除器140可以产生干扰补偿信号以消除或减少由WLAN功率放大器312泄露的信号造成的并经由分流器/合成器/耦合器325由蓝牙接收机345接收到的干扰。
在某些示例性实施例中，噪声消除器140可通信地耦合到控制器150，其基于一个或多个算法(例如，BCA、FBA、MSA、BSA、DSA或追踪和查找)和由功率检测器检测到的干扰的强度电平或从蓝牙接收机345接收到的反馈值(例如，SNR、RSSI、转发器放大器增益、C/N、PER、BER和误差向量幅度)，调整噪声消除器140的I-值和Q-值。控制器150还可以选择性地激活或去激活消除器140。例如，当收发机380和390都同时处于接收模式或发送模式时，控制器150可以去激活消除器140和/或放大器145。
当T/R开关340设置为用于信号发送(即蓝牙发送)和T/R开关315设置为用于信号接收(即WLAN接收)时，开关330将噪声消除器140的输入连接到定向耦合器130，用于接收由蓝牙发送机350输出(例如，在蓝牙功率放大器的输出处)的信号的样本。这些样本被传送到噪声消除器140和放大器145，用于振幅、相位和/或延迟的调整。在这个配置中，开关335被定位成将放大器145的输出连接到定向耦合器115，这样经由耦合器115和T/R开关315将经调整的信号传递给WLAN接收机310。噪声消除器140可以调整该样本的相位、振幅和/或延迟以产生干扰补偿信号，当该干扰补偿信号应用于WLAN接收机310的接收路径时，该干扰补偿信号消除或减少由蓝牙发送机350发送的信号对WLAN接收机310施加的干扰。例如，噪声消除器140可以产生干扰补偿信号以消除或减少由蓝牙发送机350泄露的信号造成的并经由分流器/合成器/耦合器325由WLAN接收机310接收到的干扰。在某些示例性实施例中，控制器150基于一个或多个算法(例如，BCA、FBA、MSA、BSA、DSA或追踪和查找)和由功率检测器检测到的干扰的强度电平或从WLAN接收机310接收到的反馈值(例如，SNR、RSSI、转发器放大器增益、C/N、PER、BER和误差向量幅度)，调整噪声消除器140的I-值和Q-值。
如芯片边界375所示，在某些示例性实施例中，噪声消除器140和放大器145与WLAN收发机380和蓝牙收发机390集成。例如，WLAN收发机380和蓝牙收发机390的所有或部分组件可以和噪声消除器140和放大器145制作在单个集成电路上。做为替代，WLAN收发机380、蓝牙收发机390和干扰补偿电路301的组件可以制作在多个集成电路上。
图4为根据某些示例性实施例，具有多输入多输出(“MIMO”)WLAN450和共用天线401的通信系统400的功能框图。参考图4，通信系统400包括具有两个通信路径的2x2MIMO WLAN 450。第一通信路径包括第一WLAN收发机451，其经由分流器/合成器/耦合器405和一个或多个导电体电耦合到第一天线401。第一WLAN收发机451包括经由第一天线401发送通信信号的WLAN发送机407，以及经由第一天线401接收通信信号的WLAN接收机417。第一WLAN收发机451还包括用于放大由WLAN发送机407发送的信号的功率放大器411和用于放大由WLAN接收机417接收的信号的LNA。第一WLAN收发机451还包括T/R开关406，其选择性地将WLAN发送机407或WLAN接收机417连接到分流器/合成器/耦合器405。即，当第一WLAN收发机451在发送操作模式时，T/R开关406经由分流器/合成器/耦合器405将WLAN发送机407连接到第一天线401，当第一WLAN收发机451在接收操作模式时，T/R开关406经由分流器/合成器/耦合器405将WLAN接收机417连接到第一天线401。
类似地，第二WLAN收发机455包括WLAN发送机409、功率放大器413、WLAN接收机415、LNA419和T/R开关408。当第二WLAN收发机455在发送操作模式时，T/R开关408将WLAN发送机409连接到第二天线403，当第二WLAN收发机455在接收操作模式时，T/R开关408将WLAN接收机415连接到第二天线403。
该示例性通信系统400包括与第一WLAN收发机451共有第一天线401的蓝牙收发机460。分流器/合成器/耦合器405管理第一天线401的共用。蓝牙收发机460包括经由一个或多个导电体电耦合到分流器/合成器/耦合器405的蓝牙发送机423，和放大由蓝牙发送机423发送的信号的功率放大器427。蓝牙收发机460还包括经由第一天线401和分流器/合成器/耦合器405接收通信信号的蓝牙接收机425。蓝牙收发机460还包括T/R开关410，当蓝牙收发机460在发送操作模式时，T/R开关410经由分流器/合成器/耦合器405将蓝牙发送机423连接到第一天线401，当蓝牙收发机460在接收操作模式时，T/R开关410经由分流器/合成器/耦合器405将蓝牙接收机425接到第一天线401。
该示例性通信系统400还包括第一采样电容器429，其将功率放大器411的输出连接到第一噪声消除器433。该示例性第一噪声消除器433可以与图1所示的上述讨论的噪声消除器140相同或基本上相似。在该示例性实施例中，当第一WLAN收发机451(由此，功率放大器411)在发送操作模式时，第一采样电容器429获得由WLAN发送机407发送的信号的样本，并传送样本到第一噪声消除器433。第一噪声消除器433与耦合到第一噪声消除器433的输出的放大器437一起调整样本的振幅、相位和延迟中的至少一个，以产生干扰补偿信号，当该干扰补偿信号应用于蓝牙接收机425的信号路径时，该干扰补偿信号消除、抑制或减少由WLAN发送机407发送的信号对蓝牙接收机425施加的干扰。在一个示例中，第一噪声消除器433产生干扰补偿信号，其消除或减少通过分流器/合成器/耦合器405从功率放大器411泄露到蓝牙接收机425的信号路径上的干扰。在该示例性实施例中，通信系统400包括耦合电容器441，其连接在放大器437的输出和接收机425的信号路径之间，用于将干扰补偿信号耦合到接收机425的信号路径上。
该示例性通信系统400还包括第二噪声消除器435(和关联放大器439)，其经由一个或多个导电体、第二采样电容器431和耦合电容器441电耦合在功率放大器413的输出和蓝牙接收机425的信号路径之间。当第二WLAN收发机455(由此，功率放大器413)在发送操作模式时，第二采样电容器431获得由WLAN发送机409发送的信号的样本，并将样本传递给第二噪声消除器435。第二噪声消除器435与耦合到第二噪声消除器435的输出的放大器439一起调整样本的振幅、相位和延迟中的至少一个，以产生干扰补偿信号，当该干扰补偿信号应用于蓝牙接收机425的信号路径时，该干扰补偿信号消除、抑制或减少由WLAN发送机409发送的信号对蓝牙接收机425施加的干扰。在一个示例中，第二噪声消除器435产生干扰补偿信号，其消除或减少经由第二天线403和第一天线401之间的耦合而耦合到蓝牙接收机425的信号路径的干扰。类似于由第一噪声消除器433产生的干扰补偿信号，由第二噪声消除器435(和放大器439)产生的干扰补偿信号经由耦合电容器441被耦合到蓝牙接收机425的信号路径上。
在所示实施例中，由噪声消除器433和435(和他们各自的放大器437和439)产生的干扰补偿信号在耦合电容器441的输入端被组合。在可选的示例性实施例中，每个噪声消除器433、435都可以经由专用的耦合电容器耦合到蓝牙接收机425的信号路径。即，通信系统400可以包括连接在放大器437的输出和蓝牙接收机425的信号路径之间的第一耦合电容器和连接在放大器439的输出和蓝牙接收机425的信号路径之间的第二耦合电容器。
示例性的通信系统400也包括可通信地耦合到噪声消除器433、435的控制器150。在某些示例性实施例中，控制器150也可通信地耦合到接收机415、417、425中的一个或多个以接收表示所施加干扰的水平或表示干扰补偿的水平的反馈值(例如，SNR、RSSI、转发器放大器增益、C/N、PER、BER和误差向量幅度)。控制器150使用反馈值或干扰的功率测量执行一个或多个算法(例如，BCA、FBA、MSA、BSA、DSA或追踪和查找)以确定对于噪声消除器433、435的优选设置(例如I-值和Q-值)。
尽管针对补偿由WLAN发送机发送的信号对蓝牙接收信号路径施加的干扰描述了通信系统400，但是可以使用类似的干扰补偿方法和系统以补偿由蓝牙发送机发送的信号对一个或两个WLAN接收信号路径施加的干扰。进一步，如本领域普通技术人员通过本公开可以领会的，可以与其他类型的通信装置和系统一起使用如图4描述的干扰补偿方法和系统。
图5为根据某些示例性实施例，具有MIMO WLAN和共用天线401的通信系统500的功能框图。通信系统500是图4中说明的通信系统400的可选实施例。参考图5，示例性通信系统500与通信系统400的区别在于WLAN发送机417和蓝牙发送机425共用LNA421。在由第一(共用)天线401接收到的信号被传递到WLAN接收机417或蓝牙接收机425之前，LNA421放大该接收信号。
尽管通信系统400和500被示为具有与蓝牙收发机460共用天线401的2x2MIMO WLAN，可以将类似的方法和系统应用于具有与蓝牙或WiMAX收发机共用一个或多个天线的诸如3x3或4x4MIMO WLAN。
图1-5中示出并在上面讨论过的示例性通信系统100-500还可以包括多个并联噪声消除器，例如噪声消除器140，以提高干扰补偿带宽。当并联使用多个噪声消除器时，控制器150可以执行美国专利申请No.13/014,681的附图29-31所示的一个或多个算法来确定对于每个噪声消除器的优选设置。
图1-5中所示的通信系统100-500大部分是针对WLAN和蓝牙描述的。然而，本发明可以用于改进共用相同天线、具有交叠或邻近信道、和/或具有同时使用两个通信装置或系统进行通信的能力的其他类型的通信装置或系统之间的隔离。例如，可以使用图1-5所示并在上面讨论过的干扰补偿电路来改进在码分多址(“CDMA”)、全球移动通信系统(“GSM”)、工业科技医疗(“ISM”)、长期演进(“LTE”)、WiMAX和许多其他应用中共用天线的通信装置之间的隔离。例如，本发明的一个或多个实施例可以用来改进共用移动电话天线的LTE装置或模块及WiMAX装置或模块之间的干扰隔离。在另一个示例中，本发明的一个或多个实施例可以用来改进共用移动电话或装置的天线的CDMA或GSM装置或模块及ISM装置或模块之间的干扰隔离。
尽管上面详细描述了发明的具体实施例，这些描述只是用于说明目的。因此，应该理解，除非明确地说明，本发明的许多方面只是通过示例示出而不是旨在作为本发明的必需或必要的元素。除了上述之外，本领域普通技术人员可以通过本公开在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下做出示例性实施例的所公开诸方面的各种改变和相应的等效步骤，所附权利要求的范围与最宽泛的解释一致以包含这样的修改和等效结构。

Claims (39)

1.一种通信系统，包括：
第一通信装置，包括用于经由共用天线发送包括在第一频带内的频率的信号的第一发送机；
第二通信装置，包括用于经由所述共用天线接收包括在第二频带内的频率的信号的第一接收机，所述第二频带与所述第一频带相邻或交叠；
第一输入，用于获得由所述第一发送机发送的信号的第一样本；
第一输出，用于将第一干扰补偿信号耦合到所述第一接收机的接收路径；以及
第一干扰补偿电路，放置在所述第一输入和所述第一输出之间，基于同相参数和正交参数调整所述第一样本的振幅、相位和延迟中的至少一个，以产生所述第一干扰补偿信号，所述第一干扰补偿信号用于响应于耦合到所述第一接收机的接收路径，抑制由所述第一发送机发送的信号对所述第一接收机施加的干扰。
2.如权利要求1所述的通信系统，其中所述第一干扰补偿信号包括与对所述第一接收机施加的干扰的振幅基本相同的振幅和相对于所述第一接收机施加的干扰相移约180度的相位。
3.如权利要求1所述的通信系统，其中所述第一通信装置包括无线局域网(“WLAN”)并且其中第二通信装置包括蓝牙收发机。
4.如权利要求1所述的通信系统，其中所述第一通信装置包括WiMAX收发机并且其中第二通信装置包括WLAN收发机。
5.如权利要求1所述的通信系统，其中所述第一通信装置包括WiMAX收发机并且其中第二通信装置包括蓝牙收发机。
6.如权利要求1所述的通信系统，进一步包括放置在所述第一发送机、所述第一接收机与所述天线之间的(a)信号分流器、(b)信号合成器、(c)耦合器、及(d)循环器中的至少一个，其中对所述第一接收机施加的干扰包括泄露通过所述信号分流器、所述信号合成器、所述耦合器或所述循环器的信号。
7.如权利要求1所述的通信系统，其中所述第一干扰补偿电路包括第一噪声消除装置和耦合到所述第一噪声消除装置上的放大器。
8.如权利要求1所述的通信系统，其中所述第一通信装置进一步包括放置在所述第一发送机和所述天线之间的功率放大器，并且其中所述第一输入从将所述功率放大器的输出耦合到所述天线的信号路径上获得所述第一样本。
9.如权利要求1所述的通信系统，其中所述第一输入包括第一定向耦合器，并且其中所述第一输出包括第二定向耦合器。
10.如权利要求1所述的通信系统，其中所述第一通信装置包括经由所述天线接收包括所述第一频带内的频率的信号的第二接收机，并且其中所述第二通信装置包括发送包括所述第二频带内的频率的信号的第二发送机。
11.如权利要求10所述的通信系统，进一步包括：
第二输入，用于获得由所述第二发送机发送的信号的第二样本；
第二输出，用于将第二干扰补偿信号耦合到所述第二接收机的接收路径；以及
第二干扰补偿电路，放置在所述第二输入和所述第二输出之间，基于第二同相参数和第二正交参数调整所述第二样本的振幅、相位和延迟中的至少一个以产生所述第二干扰补偿信号，所述第二干扰补偿信号用于响应于耦合到所述第二接收机的接收路径，抑制由所述第二发送机发送的信号对所述第二接收机施加的干扰。
12.如权利要求10所述的通信系统，进一步包括：
第二输入，用于获得由所述第二发送机发送的信号的第二样本；
第二输出，用于将第二干扰补偿信号耦合到所述第二接收机的接收路径；以及
第一切换机构，耦合到所述第一干扰补偿电路的输入，并且在其中所述第一干扰补偿电路的输入接收所述第一样本的第一位置和其中所述第一补偿电路的输入接收所述第二样本的第二位置之间选择性地切换；
第二切换机构，耦合到所述第一干扰补偿电路的输出，并在其中所述第一干扰补偿电路的输出耦合到所述第一输出的第一位置和其中所述第一干扰补偿电路的输出耦合到第二输出的第二位置之间选择性地切换，
其中所述第一干扰补偿电路用于基于第二同相参数和第二正交参数调整所述第二样本的振幅、相位和延迟中的至少一个以产生所述第二干扰补偿信号，所述第二干扰补偿信号用于响应于耦合到所述第二接收机的接收路径，抑制由所述第二发送机发送的信号对所述第二接收机施加的干扰。
13.如权利要求1所述的通信系统，进一步包括控制器，所述控制器响应于下列中的至少一个调整所述同相参数和所述正交参数中的至少一个：(a)由所述第一发送机发送的信号对所述第一接收机施加的干扰的强度电平，(b)所述第一接收机的比特误码率，(c)所述第一接收机的分组误码率，(d)所述第一接收机的信噪比，(e)所述第一接收机的载噪比，和(f)所述第一接收机的误差向量幅度。
14.如权利要求1所述的通信系统，其中所述第一通信装置进一步包括第二发送机，所述第二发送机用于经由第二天线发送包括所述第一频带内的频率的信号。
15.如权利要求14所述的通信系统，进一步包括：
第二输入，用于获得由第二发送机发送的信号的第二样本；
第二干扰补偿电路，放置在所述第二输入和所述第一输出之间，基于第二同相参数和第二正交参数调整所述第二样本的振幅、相位和延迟中的至少一个以产生第二干扰补偿信号，所述第二干扰补偿信号用于响应于耦合到所述第一接收机的接收路径，抑制由所述第二发送机发送的信号对所述第一接收机施加的干扰。
16.如权利要求14所述的通信系统，进一步包括：
第二输入，用于获得由第二发送机发送的信号的第二样本；
第二输出，用于将第二干扰补偿信号耦合到所述第一接收机的接收路径；以及
第二干扰补偿电路，放置在所述第二输入和所述第二输出之间，基于第二同相参数和第二正交参数调整所述第二样本的振幅、相位和延迟中的至少一个以产生所述第二干扰补偿信号，所述第二干扰补偿信号用于响应于耦合到所述第一接收机的接收路径，抑制由所述第二发送机发送的信号对所述第一接收机施加的干扰。
17.如权利要求1所述的通信系统，其中所述通信系统包括在蜂窝电话中。
18.一种抑制干扰的方法，包括：
获得由第一通信装置的第一发送机发送的第一信号的第一样本，所述第一信号包括第一频带内的频率，所述第一信号是从所述发送机和天线之间的发送信号路径上获得的；
基于同相变量和正交参数，响应于调整所述第一样本的振幅、相位和延迟中的至少一个产生第一干扰补偿信号；
将所述第一干扰补偿信号应用于第二通信装置的第一接收机的接收信号路径，所述第一接收机用于经由所述天线接收包括第二频带内的频率的信号，所述第二频带与所述第一频带相邻或交叠；以及
响应于被应用于第一接收机的接收信号路径的所述第一干扰补偿信号，抑制由所述第一发送机发送的信号对所述第一接收机施加的干扰。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述第一干扰补偿信号包括与对所述第一接收机施加的干扰的振幅基本相同的振幅和相对于在所述第一接收机上施加的干扰相移约180度的相位。
20.如权利要求18所述的方法，其中所述第一样本从放置在所述第一发送机和所述天线之间的功率放大器的输出获得。
21.如权利要求18所述的方法，进一步包括：
由所述第一通信装置的第二接收机接收包括所述第一频带内的频率的信号；以及
由所述第二通信装置的第二发送机发送包括所述第二频带内的频率的信号。
22.如权利要求21所述的方法，进一步包括：
获得所述第二发送机发送的信号的第二样本；
基于第二同相变量和第二正交参数，响应于调整所述第二样本的振幅、相位和延迟中的至少一个产生第二干扰补偿信号；
将所述第二干扰补偿信号应用于所述第二接收机的接收信号路径；以及
响应于被应用于所述第二接收机的接收信号路径的所述第二干扰补偿信号，抑制由所述第二发送机发送的信号对所述第二接收机施加的干扰。
23.如权利要求18所述的方法，进一步包括：
检测由所述第一发送机发送的信号对所述第一接收机施加的干扰强度电平；
响应于所述强度电平，由控制器调整所述第一干扰补偿电路的所述同相变量和所述正交变量中的至少一个。
24.如权利要求18所述的方法，进一步包括：由所述第一通信装置的第二发送机经由第二天线发送包括所述第一频带内的频率的信号。
25.如权利要求24所述的方法，进一步包括：
获得所述第二发送机发送的信号的第二样本；
基于第二同相变量和第二正交参数，响应于调整所述第二样本的振幅、相位和延迟中的至少一个产生第二干扰补偿信号；
将所述第二干扰补偿信号应用于第一接收机的接收信号路径；以及
响应于被应用于第一接收机的接收信号路径的所述第二干扰补偿信号，抑制由所述第二发送机发送的信号对所述第一接收机施加的干扰。
26.一种通信系统，包括：
第一通信装置，包括：
第一发送机，用于经由第一天线发送包括第一频带内的频率的信号；
第二发送机，用于经由第二天线发送包括所述第一频带内的频率的信号；
第二通信装置，包括用于经由所述第一天线接收包括第二频带内的频率的信号的第一接收机，所述第二频带与所述第一频带相邻或交叠；
第一输入，用于获得由第一发送机发送的信号的第一样本；
第一输出，用于将第一干扰补偿信号耦合到所述第一接收机的接收路径；
第一干扰补偿装置，放置在所述第一输入和所述第一输出之间，基于同相设置和正交设置调整所述第一样本的振幅、相位和延迟中的至少一个以产生所述第一干扰补偿信号，所述第一干扰补偿信号用于响应于耦合到所述第一接收机的接收路径，抑制由所述第一发送机发送的信号对所述第一接收机施加的干扰；以及
控制器，用于使用从所述第一接收机接收的反馈值执行一个或多个算法，以确定所述同相设置和所述正交设置。
27.如权利要求26所述的通信系统，其中所述第一输入包括采样电容器，并且其中所述第一输出包括耦合电容器。
28.如权利要求26所述的通信系统，其中所述第一干扰补偿信号包括与对所述第一接收机施加的干扰的振幅基本相同的振幅和相对于在所述第一接收机施加的干扰相移约180度的相位。
29.如权利要求26所述的通信系统，其中所述第一通信装置包括多输入多输出(“MIMO”)无线局域网(“WLAN”)。
30.如权利要求26所述的通信系统，进一步包括：
第二输入，用于获得由所述第二发送机发送的信号的第二样本；
第二输出，用于将第二干扰补偿信号耦合到所述第一接收机的接收路径；以及
第二干扰补偿装置，放置在所述第二输入和所述第二输出之间，基于第二同相设置和第二正交设置调整所述第二样本的振幅、相位和延迟中的至少一个以产生所述第二干扰补偿信号，所述第二干扰补偿信号用于响应于耦合到所述第一接收机的接收路径，抑制由所述第二发送机发送的信号对所述第一接收机施加的干扰。
31.如权利要求26所述的通信系统，进一步包括：
第二输入，用于获得由第二发送机发送的信号的第二样本；
第二干扰补偿装置，放置在所述第二输入和所述第一输出之间，基于第二同相设置和第二正交设置调整所述第二样本的振幅、相位和延迟中的至少一个以产生所述第二干扰补偿信号，所述第二干扰补偿信号用于响应于耦合到所述第一接收机的接收路径，抑制由所述第二发送机发送的信号对所述第一接收机施加的干扰。
32.如权利要求26所述的通信系统，其中所述第一通信装置进一步包括第二接收机，所述第二接收机用于经由所述第一天线接收包括所述第一频带内的频率的信号。
33.如权利要求32所述的通信系统，进一步包括低噪声放大器，所述低噪声放大器放置在所述第一天线和(a)所述第一接收机的输入和(b)所述第二接收机的输入之间。
34.如权利要求26所述的通信系统，其中所述反馈值包括信噪比、接收信号强度指示符、转发器放大器增益、载噪比、分组误码率、比特误码率和误差向量幅度中的一个。
35.一种用于改进共用天线的第一通信模块和第二通信模块之间的隔离的隔离装置，包括：
第一输入，用于获得由第一通信模块产生的用于通过所述天线发送的第一信号的第一样本；
第一输出，用于将第一干扰补偿信号耦合到经由所述天线接收第二信号的第二通信模块的接收路径；以及
第一干扰补偿电路，放置在所述第一输入和所述第一输出之间，基于同相参数和正交参数调整所述第一样本的振幅、相位和延迟中的至少一个以产生所述第一干扰补偿信号，所述第一干扰补偿信号用于响应于耦合到所述第二通信模块的接收路径，抑制由所述第一通信模块发送的信号对所述第二通信模块施加的干扰。
36.如权利要求35所述的隔离装置，进一步包括：
第二输入，用于获得由第二通信模块产生的用于通过所述天线发送的第三信号的第二样本；
第二输出，用于将第二干扰补偿信号耦合到经由所述天线接收第四信号的第一通信模块的接收路径；以及
第二干扰补偿电路，放置在所述第二输入和所述第二输出之间，基于第二同相参数和第二正交参数调整所述第二样本的振幅、相位和延迟中的至少一个以产生所述第二干扰补偿信号，所述第二干扰补偿信号用于响应于耦合到所述第一通信模块的接收路径，抑制由所述第二通信模块产生的信号对所述第一通信模块施加的干扰。
37.如权利要求35所述的隔离装置，其中所述隔离装置在至少一个集成电路中实现。
38.一种用于改进共用天线的第一通信模块和第二通信模块之间的隔离的方法，包括：
获得由第一通信模块产生的用于通过所述天线发送的第一信号的第一部分；以及
基于第一同相参数和第一正交参数，通过调整所述第一部分的振幅、相位和延迟中的至少一个产生第一干扰补偿信号；以及
向所述第二通信模块的接收路径发送所述第一干扰补偿信号，
其中所述第一干扰补偿信号用于响应于耦合到所述第二通信模块的接收路径，抑制由所述第一通信模块发送的信号对所述第二通信模块施加的干扰。
39.如权利要求38所述的方法，进一步包括：
获得由所述第二通信模块产生的用于通过所述天线发送的第二信号的第二部分；
基于第二同相参数和第二正交参数，通过调整所述第二部分的振幅、相位和延迟中的至少一个产生第二干扰补偿信号；以及
向所述第一通信模块的接收路径发送所述第二干扰补偿信号，
其中所述第二干扰补偿信号用于响应于耦合到所述第二通信模块的接收路径，抑制由所述第二通信模块发送的信号对所述第一通信模块施加的干扰。
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