CN103095330A - 双模式局域网收发器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本文提供了一种双模式局域网收发器及其使用方法，其中，提供了一种耦接至包括多个天线的天线结构的射频（RF）收发器的射频部。RF部包括：配置控制器，可操作地生成选择性指示RF收发器的非连续工作模式下的非连续状态和RF收发器的多进多出（MIMO）工作模式下的MIMO状态的控制信号。

Description

双模式局域网收发器及其使用方法

相关专利的交叉引用

本申请主张享有于2011年10月28日提交的美国临时申请第61/552,835号和2011年12月18日提交的美国实用申请第13/329,297号的优先权，其内容通过对其引用结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及无线通信，更具体地，涉及用于支持无线通信的天线。

背景技术

已知通信系统支持无线和/或有线通信装置之间的无线和有线通信。该通信系统涵盖从国家和/或国际蜂窝电话系统到互联网以及到点对点家庭无线网络再到射频识别（RFID）系统的范围。每种类型的通信系统根据一种或多种通信标准来构建并由此来工作。例如，无线通信系统可根据包括但不限于RFID、IEEE 802.11、蓝牙、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）、本地多点分布式系统（LMDS）、多信道多点分布式系统（MMDS）和/或它们的变形的一种或多种标准来工作。

根据无线通信系统的类型，诸如蜂窝电话、双向无线电、个人数字助理（PDA）、个人计算机（PC）、笔记本电脑、家庭娱乐设备、RFID读取器、RFID标签等的无线通信装置直接或间接与其他无线通信装置通信。对于直接通信（也被称为点对点通信），所参与的无线通信装置将其接收器和发送器调谐至相同的一个或多个信道（例如，无线通信系统的多个射频（RF）载波之一），并经由该信道来通信。对于间接无线通信，各无线通信装置经由所分配的信道直接与（例如用于蜂窝服务的）关联基站和/或（例如用于家庭或建筑内无线网络的）关联接入点通信。为实现无线通信装置之间的通信连接，关联基站和/或关联接入点经由系统控制器、经由公共交换电话网络、经由互联网和/或经由某些其他的广域网而彼此直接通信。

对于参与无线通信的各无线通信装置，它包括内置无线电收发器（即，接收器和发送器）或者被耦接至相关联的无线电收发器（例如，用于家庭和/或建筑内无线通信网络的站、RF调制解调器等）。众所周知，接收器耦接至天线，且包括低噪声放大器、一个或多个中频级、滤波级以及数据恢复级。低噪声放大器经由天线接收入站RF信号并随后将其放大。一个或多个中频级将放大后的RF信号与一个或多个本机振荡混频，以将放大后的RF信号转换为基带信号或中频（IF）信号。滤波级对基带信号或IF信号滤波来衰减不期望的带外信号以产生滤波后的信号。数据恢复级根据具体无线通信标准从滤波后的信号中恢复出原始数据。

同样众所周知，发送器包括数据调制级、一个或多个中频级以及功率放大器。数据调制级根据具体无线通信标准将原始数据转换为基带信号。一个或多个中频级将基带信号与一个或多个本机振荡混频以产生RF信号。功率放大器在经由天线发射之前放大RF信号。

目前，无线通信发生在授权或未授权频谱内。例如，无线局域网（WLAN）通信发生在900MHz、2.4GHz和5GHz的未授权的工业、科技和医学（ISM）频谱内。尽管ISM频谱未被授权，但却具有对功率、调制技术和天线增益的限制。另一未授权频谱是55-64GHz的V频带。

当后续由本公开给出时，传统方法的其他缺陷对本领域技术人员而言将是显而易见的。

发明内容

（1）一种耦接至包括多个天线的天线结构的射频（RF）收发器的射频部，所述射频部包括：

配置控制器，可操作地生成选择性指示所述射频收发器的非连续工作模式下的非连续状态以及所述射频收发器的多入多出（MIMO）工作模式下的多入多出状态的控制信号；

多个发射通路，耦接至所述天线结构和所述配置控制器，当所述控制信号指示所述多入多出状态时，所述多个发射通路：

可操作地以RF频率生成多个多入多出发射信号；和当所述控制信号指示所述非连续状态时，所述多个发射通路：

可操作地以非连续RF频率生成多个RF信号；以及

可操作地通过组合所述多个RF信号生成非连续发射信号。

（2）根据（1）所述的射频部，其中，所述多个发射通路包括第一开关，当所述控制信号指示所述非连续状态时所述第一开关可操作地将所述多个RF信号中来自所述多个发射通路中的第一发射通路的第一RF信号耦接至所述多个发射通路的第二发射通路，以便与所述多个RF信号中来自所述多个发射通路的第二发射通路的第二RF信号组合。

（3）根据（2）所述的射频部，其中，当所述控制信号指示所述多入多出状态时，所述第一开关进一步可操作地将所述多个发射通路的所述第一发射通路与所述多个发射通路的所述第二发射通路解耦。

（4）根据（3）所述的射频部，其中，所述多个发射通路包括第二开关，当所述控制信号指示所述非连续状态时，所述第二开关将所述多个RF信号的所述第一RF信号与第一通路至所述多个天线中的第一天线解耦；以及

其中，当所述控制信号指示所述非连续状态时，所述非连续发射信号经由第二通路耦接至所述多个天线的第二天线。

（5）根据（2）所述的射频部，其中，所述多个发射通路中的每一个都包括至少一个放大级，并且其中，所述第一开关耦接至所述至少一个放大级的输出端。

（6）根据（5）所述的射频部，其中，所述至少一个放大级包括多个单独的放大级，并且其中，所述第一开关耦接至所述多个单独的放大级中的一个的输出端。

（7）根据（6）所述的射频部，其中，所述多个单独的放大级包括以下各项中的至少两项：可编程增益放大器、功率放大器驱动器、功率放大器。

（8）根据（1）所述的射频部，其中，所述多个发射通路中的每一个都包括多个功率放大器中的相应的一个，并且其中，所述射频部进一步包括：

功率放大器反馈通路，当所述控制信号指示所述非连续状态时，所述功率放大器反馈通路耦接至所述多个功率放大器中的一个以生成校准反馈信号；

功率放大器校准模块，耦接以处理多个所述校准反馈信号以便针对所述多个功率放大器中的一个生成至少一个预矫正系数。

（9）根据（8）所述的射频部，其中，所述功率放大器校准模块基于响应于多个校准信号音所生成的所述校准反馈信号来生成所述至少一个预矫正系数。

（10）根据（9）所述的射频部，其中，所述多个校准信号音中的至少一个在幅度上被扫频（扫描）。

（11）根据（9）所述的射频部，其中，所述多个校准信号音中的第一校准信号音递增至多个幅度并且针对所述多个信号音中的所述第一校准信号音的多个幅度中的每一个来扫频所述多个校准信号音中的第二校准信号音的幅度。

（12）根据（8）所述的射频部，进一步包括多个RF接收器通路，并且其中，所述功率放大器反馈通路包括所述多个RF接收器通路中的一个。

（13）根据（8）所述的射频部，进一步包括多个RF接收器通路，并且其中，所述功率放大器反馈通路与所述多个RF接收器通路分离。

（14）根据（1）所述的射频部，其中，所述多个发射通路包括至少三条发射通路，并且所述非连续发射信号包括至少三条非连续RF信道。

（15）一种耦接至天线结构的射频（RF）收发器的射频部，所述射频部包括：

配置控制器，可操作生成选择性指示所述射频收发器的非连续工作模式下的非连续状态以及所述射频收发器的多入多出（MIMO）工作模式下的多入多出状态的控制信号；

多个发射通路，耦接至所述天线结构和所述配置控制器，当所述控制信号指示所述多入多出状态时，所述多个发射通路：

可操作地以RF频率生成多个多入多出发射信号；和

当所述控制信号指示所述非连续状态时，所述多个发射通路：

可操作地以非连续RF频率生成多个RF信号；以及

天线结构，耦接至所述配置控制器和所述多个RF发射通路，所述天线结构包括：

多个天线；

组合器，耦接至所述多个天线；以及

多个开关，可操作地：

当所述控制信号指示所述多入多出状态时，将所述多个多入多出发射信号耦接至所述多个天线；

将所述非连续RF频率的所述多个RF信号耦接至所述组合器，其中，所述组合器通过组合所述多个RF信号生成非连续发射信号；和

当所述控制信号指示所述非连续状态时，将所述非连续发射信号耦接至所述多个天线中的一个。

（16）根据（15）所述的射频部，其中，所述多个发射通路中的每一个都包括多个功率放大器中的相应的一个，并且其中，所述射频部进一步包括：

多个功率放大器反馈通路，当所述控制信号指示所述非连续状态时，所述多个功率放大器反馈通路耦接至所述多个功率放大器以生成多个校准反馈信号；以及

功率放大器校准模块，耦接以处理所述多个校准反馈信号以便针对所述多个功率放大器生成多个预矫正系数。

（17）根据（16）所述的射频部，其中，所述功率放大器校准模块基于响应于多个校准信号音而生成的所述多个校准反馈信号来生成所述多个预矫正系数。

（18）根据（17）所述的射频部，其中，所述多个校准信号音中的至少一个在幅度上被扫频。

（19）根据（17）所述的射频部，其中，所述多个校准信号音中的第一校准信号音递增至多个幅度，并且针对所述多个校准信号音中的所述第一校准信号音的多个幅度中的每一个来扫频所述多个校准信号音中的第二校准信号音的幅度。

（20）根据（15）所述的射频部，进一步包括多个RF接收器通路，并且其中，所述多个功率放大器反馈通路包括所述多个RF接收器通路。

（21）根据（15）所述的射频部，进一步包括多个RF接收器通路，并且其中，所述多个功率放大器反馈通路与所述多个RF接收器通路分离。

（22）根据（15）所述的射频部，其中，所述多个发射通路包括至少三条发射通路，并且所述非连续发射信号包括至少三条非连续RF信道。

本发明针对在后续附图说明、具体实施方式和所附权利要求中被进一步描述的操作的设备和方法。根据后续参照附图进行的本发明的详细描述，本发明的其他特征和优势将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的无线通信系统的一种实施方式的示意性框图；

图2是根据本发明的无线通信系统的另一实施方式的示意性框图；

图3是根据本发明的无线收发器125的实施方式的示意性框图；

图4是根据本发明的无线收发器125的一种实施方式的示意性框图；

图5是根据本发明的RF收发器118的一种实施方式的示意性框图；

图6是根据本发明的发射路径310和312的一种实施方式的示意性框图；

图7是根据本发明的天线结构100的一种实施方式的示意性框图；以及

图8是根据本发明的功率放大器校准模块316的一种实施方式的示意框图。

具体实施方式

图1是根据本发明的通信系统的一种实施方式的示意性框图。具体地，示出了包括与诸如基站18、非实时装置20、实时装置22以及非实时和/或实时装置25的一个或多个其他装置无线传送非实时数据24和/或实时数据26的通信装置10的通信系统。此外，通信装置10还可选择性地经由有线连接与网络15、非实时装置12、实时装置14、非实时和/或实时装置16通信。

在本发明的实施方式中，有线连接28可以是根据诸如通用串行总线（USB）、电气和电子工程师协会（IEEE）488、IEEE 1394（火线）、以太网、小型计算机系统接口（SCSI）、串行或并行高级技术附件（SATA或PATA）、或其他标准的或专用的有线通信协议的一种或多种标准协议来工作的有线连接。该无线连接可根据无线网络协议（诸如WiHD、NGMS、IEEE 802.11a，ac，b，g，n或其他802.11标准协议、蓝牙、超宽带（UWB）、WIMAX、或其他无线网络协议）、无线电话数据/语音协议（诸如全球移动通信系统（GSM）、通用分组无线业务（GPRS）、基于全球演进的增强型数据速率业务（EDGE）、个人通信服务（PCS）或其他移动无线协议）、或其他标准的或专用的无线通信协议来通信。此外，无线通信通路可包括使用单独载波频率和/或单独频率信道的单独的发送和接收通路。可替代地，单个频率或频率信道可被用于向通信装置10和从通信装置10双向传送数据。

通信装置10可以是诸如蜂窝电话的移动电话、局域网装置、个人区域网络装置或其他无线网络装置、个人数字助理、游戏控制台、个人计算机、笔记本电脑、或执行包括经由有线连接28和/或无线通信通路的语音和/或数据的通信的一种或多种功能的其他装置。此外，通信装置10可以是接入点、基站或经由有线连接28耦接至诸如互联网或其他广域网的公用的或私用的网络15的其他网络接入装置。在本发明的实施方式中，实时和非实时装置12、14、16、18、20、22和25可以是个人计算机、笔记本、PDA、诸如蜂窝电话的移动电话、配备有无线局域网或蓝牙收发器的装置、FM调谐器、TV调谐器、数码相机、数码摄像机、或者产生、处理或使用音频、视频信号、或其他数据或通信的其他装置。

工作中，通信装置包括一种或多种应用，这些应用包括诸如标准电话应用的语音通信、互联网语音协议（VoIP）应用、本地游戏、互联网游戏、电子邮件、即时消息、多媒体消息、网络浏览器、音频/视频记录、音频/视频播放、音频/视频下载、流式音频/视频播放、诸如数据库、电子表格、文字处理、图像创建和处理的办公室应用、以及其他语音和数据应用。结合这些应用，实时数据26包括语音、音频、视频和包括互联网游戏等的多媒体应用。非实时数据24包括文本消息、电子邮件、网络浏览、文件上传和下载等。

在本发明的实施方式中，通信装置10包括无线收发器，该无线收发器包括本发明的一个或多个特征或功能。这种无线收发器将结合后续图3至图8更详细描述。

图2是根据本发明的另一通信系统的实施方式的示意性框图。具体地，图2示出了包括图1的多个相同元件的通信系统，这些相同元件由相同附图标记来表示。通信装置30与通信装置10类似，且具备如结合图1所讨论的赋予通信装置10的任何应用、功能和特征。然而，通信装置30包括用于同时通过两种或多种无线通信协议经由RF数据40与数据装置32和/或数据基站34通信以及经由RF语音信号42与语音基站36和/或语音装置38通信的两个以上单独的无线收发器。

图3是根据本发明的无线收发器125的一种实施方式的示意性框图。RF收发器125表示与通信装置10或30、基站18、非实时装置20、实时装置22及非实时和/或实时装置25、数据装置32和/或数据基站34、以及语音基站36和/或语音装置38结合使用的一种无线收发器。RF收发器125包括RF发送器129和RF接收器127。RF接收器127包括RF前端140、下变频模块142和接收器处理模块144。RF发送器129包括发送器处理模块146、上变频模块148和无线电发送器前端150。

如图所示，接收器和发送器分别通过天线接口171和双工器（天线共用器）177耦接至天线，该双工器将发射信号155耦合至天线来产生出站RF信号170，以及耦合入站信号152来产生接收信号153。可替代地，发送/接收开关可被用于替代双工器177。尽管示出了单个天线，但接收器和发送器可共享包括两个以上天线的多天线结构。在另一实施方式中，接收器和发送器可共享多输入多输出（MIMO）天线结构、分集天线结构、包括多个天线的定相阵列或其他可控天线结构、以及与RF收发器125类似的其他RF收发器。这些天线中的每一个可以是固定的、可编程的以及天线阵列或其他天线配置。另外，无线收发器的天线结构可取决于无线收发器遵循的具体标准及其应用。

工作中，RF发送器129接收出站数据162。发送器处理模块146根据标准的或专用的毫米波协议或无线电话协议来对出站数据162分包，以产生基带或低中频（IF）发射（TX）信号164，该信号164包括出站符号流，其包括出站数据162。基带或低IF TX信号164可以是数字基带信号（例如，具有零IF）或数字低IF信号，其中，低IF通常将在一百千赫兹到几兆赫兹的频率范围内。注意，由发送器处理模块146执行的处理可包括但不限于加扰、编码、增信删余、映射、调制和/或数字基带到IF转换。

上变频模块148包括数模转换（DAC）模块、滤波和/或增益模块以及混频部。DAC模块将基带或低IF TX信号164从数字域转换到模拟域。滤波和/或增益模块在将模拟信号提供给混频部之前对该模拟信号滤波和/或调节其增益。混频部基于发送器本机振荡来将模拟基带或低IF信号转换为上变频信号166。

无线电发送器前端150包括功率放大器，且还可包括发射滤波模块。功率放大器放大上变频后的信号166以产生出站RF信号170，若包括发射滤波模块，则该信号170可被发射滤波模块滤波。天线结构经由耦接至提供阻抗匹配和可选择的带通滤波的天线的天线接口171来发射出站RF信号170。

RF接收器127经由天线和工作以将入站RF信号152处理为用于接收器前端140的接收信号153的天线接口171来接收入站RF信号152。通常，天线接口171提供天线与RF前端140的阻抗匹配、可选择的对入站RF信号152的带通滤波。

下变频模块142包括混频部、模数转换（ADC）模块，且还可包括滤波和/或增益模块。混频部将期望RF信号154转换为基于接收器本机振荡158的下变频信号156，诸如模拟基带或低IF信号。ADC模块将模拟基带或低IF信号转换为数字基带或低IF信号。滤波和/或增益模块对数字基带或低IF信号高通和/或低通滤波，以产生包括入站符号流的基带或低IF信号156。注意，ADC模块以及滤波和/或增益模块的顺序可互换，从而使滤波和/或增益模块为模拟模块。

接收器处理模块144根据标准的或专用的毫米波协议来处理基带或低IF信号156以产生入站数据160，诸如从探测装置105或者装置100或101接收到的探测数据。由接收器处理模块144执行的处理可包括但不限于数字中频到基带转换、解调、解映射、解增信删余、解码和/或解扰。

在本发明的实施方式中，接收器处理模块144和发送器处理模块146可经由使用微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑器件、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于操作指令来操纵信号（模拟和/或数字）的任何装置来实现。相关联的存储器可以是片上或片外的单个存储装置或多个存储装置。这种存储器装置可以是只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存和/或存储数字信息的任何装置。注意，当处理装置经由状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路来实施其功能中的一种或多种时，存储用于该电路的相应操作指令的相关存储器被嵌入包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中。

尽管处理模块144和发送处理模块146被单独示出，但应当理解，这些元件可单独、通过一个或多个共享处理装置的操作一起、或者结合单独和共享的处理来实现。

包括RF收发器的可选功能和特征的其他细节结合后续图4至图8来讨论。

图4是根据本发明的无线收发器125的实施方式的示意框图。除了结合图3讨论的组件外，在本实施方式中，RF收发器125包括选择性加入的功率放大器校准反馈通路200，该反馈通路基于控制信号218从而向功率放大器校准模块204提供校准反馈215以便线性化或以其他方式校准RF发送器129。

功率放大器校准反馈通路200提供用于RF发送器129的功率放大器（诸如，片外功率放大器）的预矫正的片上线性反馈通路。由于诸如耦合、噪声等多种理由，能够操纵高功率输入信号对于实现良好的预矫正/校准性能是重要的。

在一种工作模式中，功率放大器校准模块204向发送器处理模块146提供功率放大器校准信号206。所产生的发射信号155生成接收信号153，该接收信号经由功率放大器校准反馈通路200而作为校准反馈215被耦接至功率放大器校准模块204。在该校准例程中，功率放大器校准模块204确定功率放大器预矫正参数208。发送器处理模块146使用功率放大器预矫正参数208使正常操作期间的RF发送器129线性化。

可以结合下面的示例描述RF收发器125的工作。RF接收器127具有对接收信号153进行处理以生成入站数据160的RF接收器通路。在校准工作模式中，功率放大器校准模块204生成被传送至发送器处理模块146的功率放大器校准信号206，并且还生成使能功率放大器校准反馈通路200的控制信号218。RF发送器129处理功率放大器校准信号206以生成在校准工作模式下作为发射信号155的、经放大的校准输出。一些或所有的发射信号155被耦接至RF接收器127的输入端作为接收信号153。

如图所示，功率放大器校准反馈通路200可以独立于RF接收器127的RF接收器通路进行操作，以便响应于以接收信号153存在的经放大的校准输出来生成校准反馈信号215。可替换地，功率放大器校准反馈通路可利用RF接收器127的一个或多个组件。功率放大器校准模块204响应于校准反馈信号215来生成功率放大器预矫正参数208。RF发送器129的发送器处理模块146处理输出数据以便在发射工作模式下基于功率放大器预矫正参数208来生成发射信号155，以线性化RF发送器129，尤其是无线电发送器前端150的功率放大器的操作。

应注意，虽然校准反馈通路200被示为基于接收信号153进行工作，但诸如发射信号155或来自无线电发送器前端150的功率放大器的其他直接输出的其他的反馈信号也同样可以被使用。

在本发明的实施方式中，功率放大器校准模块204可以经由使用微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑器件、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于操作指令来操纵信号（模拟和/或数字）的任何装置来实现。相关的存储器可以是单个存储装置或片上或片外的多个存储装置。这种存储装置可以是只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、和/或存储数字信息的任何装置。需注意，若处理装置经由状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路来实施其功能中的一种或多种，则存储针对该电路的相应操作指令的相关的存储器可被嵌入包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路内。虽然被示出为单独的装置，应注意功率放大器校准模块204可以实现为发送器处理模块146的一部分。

在工作中，功率放大器校准模块204比较响应于不同幅度和/或频率的功率放大器校准信号206的校准反馈215以理想化线性响应。比较校准反馈215与这些理想响应之间的差异被功率放大器校准模块204用于计算不同幅度和频率所需的预矫正量以便线性化或基本上线性化RF发送器129的响应。

图5是根据本发明的RF收发器部118的实施方式的示意框图。具体地，RF接收器部118包括对应于（例如）天线阵列100中的各天线的多个RF部137。每个RF部137可以包括（例如）RF前端140、下变频模块142、上变频模块148和无线电发送器前端150。对于每个RF部137，接收器处理模块144和发送器处理模块146的功能可以由基带部139实现。

RF部137实现对由天线100的天线发射的基带信号进行上变频的多个独立的发送器通路。RF收发器118呈现了可以基于由配置控制器114生成的控制信号116在MIMO和非连续工作模式之间切换的结构。在MIMO工作模式下，天线结构100、RF部137和基带部139由控制信号116配置以实现多个独立发送器通路，该多个通路将不同的基带信号上变频为针对天线结构100中独立天线的单一RF频率。在非连续发送器工作模式下，控制信号116配置基带部139以生成独立的基带信号，其中，该基带信号被RF部137上变频为用于利用单个或多个天线发射的不同的RF频率。

配置控制器114的功率放大器校准模块316选择性地操作校准例程，以便对于或是在MIMO或是在非连续工作模式中的RF部137的功率放大器进行校准。校准模块316向基带部139提供校准信号。产生的MIMO或非连续发射信号作为校准反馈被耦接回功率放大器校准模块316。在该校准例程中，功率放大器校准模块316针对在所选工作模式下使用的RF部137中的每一个确定预矫正参数。基带部139使用预矫正参数来线性化或基本上线性化相应的RF部137的功率放大器。该过程将结合下面的图6到图8进一步描述。

图6是根据本发明的发射通路310和312的实施方式的示意性框图。具体地，呈现了RF收发器118的两个不同的RF部137的两个不同的发射通路。发射通路310和312中的每一个都包括低通滤波器300、本机振荡器302、混频器303、可编程增益放大器304、功率放大器驱动器306、和功率放大器308。正如结合图5所讨论的，配置控制器（诸如配置控制器114）生成控制信号116，该控制信号选择性地指示在RF收发器118的非连续工作模式中的非连续状态或在RF收发器118的多入多出（MIMO）工作模式中的MIMO状态。

发射通路310和312可以基于控制信号116经由开关SW1和SW2的操作从而在MIMO和非连续工作模式之间切换。当控制信号116指示非连续状态时，开关SW2被控制为闭合以将来自发射通路310的第一RF信号耦接至发射通路312——以与来自发射通路312的第二RF信号组合。当控制信号116指示MIMO状态时，SW2可操作为打开，从而将发射通路310与发射通路312解耦。当控制信号116指示非连续状态，发射通路310的开关SW1被控制为打开而发射通路312的开关SW3闭合，从而将第一RF信号与发射通路310的其余部分至天线结构100的路径解耦。当控制信号116指示MIMO状态时，发射通路310的SW1和发射通路312的SW3还可操作为闭合以耦接MIMO信号通过用于放大的发射通路310和发射通路312的全通路以及经由用于发射的天线结构100。在非连续工作模式中，开关SW1和SW3的工作可以相反，使用完全的发射通路310而不是完全的发射通路312。在该相逆的情况中，开关SW2将来自发射通路312的第二RF信号耦接至发射通路310——以与来自发射通路310的第一RF信号组合。

以这种方式，在MIMO工作模式下，开关SW1闭合而开关SW2打开，进而发射通路310和312实现两条独立的发送器通路，其将不同的基带信号上变频为用于天线结构100中的两条单独天线的单一RF频率。具体地，对于发射通路310和312两者，来自基带部139的基带信号被低通滤波器300滤波并经由混频器303通过与本机振荡器302的本机振荡信号的混频而被上变频为相同的RF频率。针对每条通路的MIMO RF信号由可编程增益放大器304、功率放大器驱动器306和功率放大器308放大以生成针对要被耦接至天线结构100的两条单独天线的发射通路310和312中的每一个的MIMO发射信号。

在非连续工作模式中，控制信号116配置发射通路310和312以使开关SW2闭合而开关SW1打开。在该工作模式中，发射通路310和312基于不同的本机振荡器信号将独立的基带信号上变频为两个不同的RF频率（对应两个非连续信道）。发射通路310的可编程增益放大器304的输出端经由SW2被耦接并经由加法电路或其他未具体示出的结合电路与发射通路312的可编程增益放大器304的输出端在RF结合。发射通路312的功率放大器驱动器306和功率放大器308用于生成由耦接至发射通路312的单一天线所发射的单一RF发射信号。在该工作模式下，响应于控制信号116，发射通路310的功率放大器驱动器306和功率放大器308可以禁用并断电。

发射通路310和312的工作还可以结合下面的示例被描述。考虑以下情况，其中，RF收发器118结合802.11ac标准在5GHz频带中工作。在非连续工作中，由一个或多个其他信道分隔的两个80MHz信道可以组合来实现具有大约两倍吞吐量的单个160MHz（80MHz+80MHz）信道。发射通路310生成针对80MHz信道之一的RF信号并将该RF信号耦接至发射通路312。发射通路312生成针对另一个80MHz信道的RF信号并在RF将两个信道信号组合并对这两个信号进行功率放大以产生单一的非连续发射信号作为其输出。

每个RF部137进一步包括耦接在每个功率放大器308的输出端并且还耦接至用于生成每个发射通路310、312的校准期间的校准反馈信号的功率放大器校准模块316（图5）的功率放大器反馈通路（314、314’……）。对于MIMO工作模式中的校准，生成来自功率放大器反馈通路314和314’的校准反馈以校准每个发射通路的功率放大器308。但是，在非连续模式下，仅从功率放大器反馈通路314生成校准反馈——因为发射通路310的功率放大器308并未使用。

还应注意，发射通路310和312可以被实现在单一集成电路芯片上的多个RF部137中。每个RF部137可以包括对应每个发射通路的接收器通路，例如，该接收器通路包括诸如RF前端140的RF前端和诸如下变频模块142的下变频模块。在本发明的实施方式中，功率放大器反馈通路314、314’经由对应每个发射通路的RF部137的接收器中的RF接收器通路实现。可替换地，诸如功率放大器反馈通路200的独立的反馈通路可实现为独立于对应的接收器中的RF接收器通路。

应注意，尽管开关SW1和SW2被示为在第一放大级304之后实现耦接，但在其他实施方式中，SW1和SW2可以被不同地配置。例如，可替换地，SW1和SW2可以根据损耗、功率操纵能力和开关线性等被直接放置在混频器303之后或者级306或308之后。

还应注意，虽然图6构想了切换两个发射通路来组合两个非连续信道，但三个以上的发射通路也可以按照相似方式被切换以便在RF组合三条以上非连续信道。

图7是根据本发明的天线结构100的实施方式的示意框图。具体地，天线结构被示出与工作在MIMO或非连续工作模式下的RF收发器118结合使用。但是，与结合图6描述的在非连续模式中RF信号在RF部137在RF中组合的配置不同，在该工作模式下，对应两个非连续信道的RF信号在天线结构100中组合。

在该工作模式下，当控制信号116指示MIMO状态时，RF部137的发射通路可操作地以RF频率生成多个MIMO发射信号；当控制信号116指示非连续状态时，RF部137的发射通路可操作地以非连续RF频率生成多个RF信号。天线结构100包括多个天线（324、326）和诸如组合器/分离器322的组合器和基于控制信号116可控的多个开关SW1、SW2、SW3、SW4、SW5和SW6。在工作中，当控制信号指示MIMO状态时，开关将多个MIMO发射信号耦接至多个天线。在非连续模式中，开关将非连续RF频率的多个RF信号耦接至组合器/分离器322，而组合器/分离器322通过组合多个RF信号生成非连续发射信号。在非连续模式中，开关进一步将非连续发射信号耦接至多个天线中的一个。

可以结合下面的示例进一步描述天线结构的工作。考虑以下情况，其中，RF收发器118结合802.11ac标准工作在5GHz频带。在非连续工作中，由一个或多个其他信道分隔的两个80MHz信道可以组合从而实现具有约两倍吞吐量的单一的160MHz（80MHz+80MHz）信道。RF部137生成用于80MHz信道之一的RF信号并将该RF信号耦接至天线结构100。RF部137’生成用于另一个80MHz信道的RF信号并将第二RF信号耦接至天线结构100。发射/接收（T/R）开关传送这两个RF信号。开关SW1和SW4闭合并且这两个RF信号被组合器/分离器322组合以形成非连续发射信号。开关SW2、SW3和SW5打开而SW6闭合，进而组合的非连续发射信号耦接至天线326。注意，若改为SW3闭合而SW6打开，则非连续发射信号被耦接至天线324以进行发射。在该工作模式中，组合器/分离器322进行操作以将来自单一天线（324或326）的RF信号分离为通过发射/接收开关（T/R）320将被RF部137和137’接收的信号。

在又一种工作模式中，组合器/分离器322不仅结合两个RF信号，还将组合的信号分离为两个输出。在这种情况中，SW3和SW6这两者都闭合，进而连续发射信号被耦接至天线324和326以进行发射。在MIMO工作模式中，开关SW1、SW3、SW4和SW6全部打开且SW2和SW5闭合，以使来自RF部137和137’的MIMO发射信号分别耦接至天线324和326。

正如图6的实施方式，当控制信号指示非连续状态时，多个功率放大反馈通路（314、314’……）耦接以生成多个校准反馈信号。由于使用每个RF部137、137’的完全的发射通路，因此无论RF收发器118是处于MIMO还是处于非连续工作模式，每个功率放大器都需要被校准而与模式无关。

应注意，尽管图7构想了切换来组合两个非连续信号，然而三个以上的RF信号也可以按照相同方式来切换从而组合三条以上的非连续信道。

图8是根据本发明的功率放大器校准模块316的实施方式的示意框图。具体地，除了校准多个不同的发射通路，校准模块316还可以按照与功率放大器校准模块204相似的方式进行工作。在本发明的实施方式中，功率放大器校准模块316可以经由使用微处理器、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、可编程逻辑器件、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路、和/或基于操作指令处理信号（模拟和/或数字）的任意装置实现。相关的存储器可以是片上或片外的单个存储装置或多个存储装置。这样的存储装置可以是只读存储器、随机访问存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、和/或存储数字信息的任意装置。注意，当处理装置经由状态机、模拟电路、数字电路、和/或逻辑电路实现其功能中的一个或多个，存储用于该电路的相应操作指令的相关的存储器嵌入在包括状态机、模拟电路、数字电路、和/或逻辑电路的电路中。应该注意，虽然功率放大器校准模块316示为单独的装置，但其可以被实现为基带处理模块139的一部分。

在非连续工作模式中，可以利用数字预矫正来线性化一个或多个RF部137的发送器和功率放大器。在该技术中，响应于控制信号，两个信号音（tone）经由功率放大器校准模块316以期望的频率同时发射。RF部137被配置为经由控制信号116通过两个不同的接收器将接收信号环回。由功率放大器校准模块316生成控制信号116以使信号音的幅度被扫频。在一种工作模式中，一个信号音恒定的同时另一个信号音被扫频。在另一种工作模式中，一个信号音通过一系列的幅度递增。对每次递增，第二信号音被扫频，以提供二维扫频。

在存在另一信号音时，响应于接收信号所生成的反馈信号109可以被用于生成每个信号音的幅度到幅度以及幅度到相位的失真。功率放大器校准模块316使用该信息来计算预矫正系数，该系数可以经由控制信号116而发送至基带部139以用于数字地线性化RF部137、137’等的发射通路。在MIMO工作模式中，发射通路中的每一个均可以被线性化。在发射通路310和312中先于功率放大器308来组合RF信号的非连续工作模式中，一般来说，仅发射通路312需要被线性化。在两个信道的RF信号在天线结构100中在RF中被组合的非连续模式中，两条发射通路可以被分别线性化。

功率放大器校准模块316的工作可进一步结合下面的示例进行描述。两个信道的RF信号在天线结构100中RF中被组合的非连续模式中，功率放大器校准模块316针对两个非连续信道中的每个都发送一个信号音并从两个功率放大器校准反馈通路314接收校准反馈信号。针对每一个信号音捕捉AM到AM失真以及AM到PM失真，并基于这些结果计算预矫正系数。在两个信道的RF信号在发射通路中先于功率放大而在RF中被组合的非连续模式中，功率放大器校准模块316同时为两个非连续信道中的每一个发送一个信号音并从一个功率放大器校准反馈通路314接收校准反馈信号，其中，该通路针对具有第一本机振荡器频率的第一信号音捕捉AM到AM失真以及AM到PM失真。功率放大器校准反馈通路314之后切换至第二本机振荡器频率从而下变频第二信号音，重复捕捉针对第二信号音的AM到AM失真和AM到PM失真的过程并基于这些结果计算预矫正系数。可替换地，可采用两个校准反馈通路314，具有第一本机振荡器频率的一个通路调谐第一信号音而带有第二本机振荡器频率的第二通路调谐第二信号音。

如本文所使用，术语“基本”和“约”为其相应项目和/或项目之间的相关性提供了业内可接受的容差。这种业内可接受的容差范围从小于百分之一到百分之五十，且对应但不限于分量值、集成电路处理变量、温度变量、上升和下降时间、和/或热噪声。项目之间的这种相关性范围从百分之几的差异到大幅差异。还如本文所使用，术语“可操作地耦接至”、“耦接至”和/或“耦接”包括项目之间的直接耦接和/或项目之间经由插入项目（例如，项目包括但不限于组件、元件、电路和/或模块）的间接耦接，其中，对于间接耦接，插入项目不修改信号信息，但可能调节其电流水平、电压水平和/或功率水平。另外如本文所使用，推断耦接（即，一个元件通过推断耦接至另一元件的情况）包括两个项目之间以与“耦接至”相同的方式直接和间接耦接。此外如本文所使用，术语“可操作”或“可操作地耦接至”指示项目包括电力连接、输入、输出等中的一个或多个以在被激活时执行一个或多个其相应功能，且还可包括推断耦接至一个或多个其他项目。再如本文所使用，术语“与…相关联”包括单独项目的直接和/或间接耦接和/或一个项目嵌入其他项目内。如本文所使用，术语“有利比较”指示两个以上项目、信号等之间的比较提供了所期望关系。例如，当所期望关系是信号1具有比信号2更大的幅度时，在信号1的幅度大于信号2的幅度时或在信号2的幅度小于信号1的幅度时即可获得有利比较。

还如本文所使用，术语“处理模块”、“处理电路”和/或“处理单元”可以是单个处理装置或多个处理装置。这种处理装置可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑器件、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于电路的硬编码和/或操作指令来操纵信号（模拟和/或数字）的任何装置。处理模块、模块、处理电路和/或处理单元可以是或者还包括存储器和/或可以是单个存储装置、多个存储装置和/或其他处理模块、模块、处理电路和/或处理单元的嵌入式电路的集成存储元件。这种存储装置可以是只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、缓存和/或存储数字信息的任何装置。注意，若处理模块、模块、处理电路和/或处理单元包括多于一个的处理装置，则处理装置可被集中设置（例如，经由有线和/或无线总线结构直接耦接在一起）或者可被分散设置（例如，采用经由局域网和/或广域网的间接耦接的云计算）。还需注意，若处理模块、模块、处理电路和/或处理单元经由状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路来实施其功能中的一种或多种，则存储相应操作指令的存储器和/或存储元件可被嵌入包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路内或在其外部。仍需注意，存储元件可存储以及处理模块、模块、处理电路和/或处理单元能执行对应于一个或多个图所示的步骤和/或功能中的至少一些的硬编码和/或操作指令。这种存储装置或存储元件可包括在一个制成品中。

上述已利用示出其指定功能和关系的性能的方法步骤描述了本发明。为便于描述，本文已随意定义了这些功能结构块和方法步骤的边界和顺序。只要指定功能和关系能被恰当表现，则可定义替代的边界和顺序。因此，任何这种替代的边界或顺序均处于所要求权利的本发明的范围和思想内。此外，为便于描述，已任意定义了这些功能结构块的边界。只要特定的重要功能被恰当表现，则可定义替代的边界。类似地，本文也可任意定义流程图框来示出特定的重要功能。在使用的程度上，流程图框的边界和顺序可另外定义，且仍执行特定的重要功能。因此，这种功能结构块以及流程图框的替代定义和顺序处于所要求权利的本发明的范围和思想内。本领域一般技术人员还将认识到，功能结构块以及本文其他示例性块、模块和组件可如图所示或者通过分立组件、专用集成电路、执行适当软件的处理器等或它们的任何组合来实现。

也可至少部分地根据一种或多种实施方式来描述本发明。本文使用本发明的实施方式来说明本发明、其方面、其特征、其概念和/或其实例。设备、制成品、机器和/或实施本发明的过程的物理实施方式可包括参照本文讨论的一种或多种实施方式所述的方面、特征、概念、实例等中的一个或多个。此外，从图到图，这些实施方式可结合可能使用相同或不同附图标记的相同或类似命名的功能、步骤、模块等，且因此，这些功能、步骤、模块等可以是相同或类似的功能、步骤、模块等，或者是不同的功能、步骤、模块等。

尽管上述图中的晶体管作为场效应晶体管（FET）而被示出，但正如本领域一般技术人员将认识到的那样，晶体管可使用包括但不限于双极型晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、N阱晶体管、P阱晶体管、增强型晶体管、耗尽型晶体管和零电压阈值（VT）晶体管的任何类型的晶体管结构来实现。

除非特别声明相反情况，否则在本文所示的任何图的一幅图中，到元件、来自元件和/或在元件之间的信号可以是模拟或数字的、连续时间或离散时间的、以及单端或差分的。例如，若信号通路被示出为单端通路，则它也表示差分信号通路。类似地，若信号通路被示出为差分通路，则它也表示单端信号通路。尽管本文描述了一个或多个具体架构，但正如本领域一般技术人员所认识到的那样，可使用未明确示出的一个或多个数据总线、元件之间的直接连接和/或其他元件之间的间接耦接来类似地实现其他架构。

术语“模块”被用于本发明的各种实施方式的描述。模块包括处理模块、功能块、硬件和/或存储在存储器上用于执行如本文所述的一种或多种功能的软件。注意，若模块经由硬件来实现，则硬件可独立和/或结合软件和/或固件来工作。如本文所使用，模块可包括一个或多个子模块，其各自可以是一个或多个模块。

尽管本文已明确描述了本发明的各种功能和特征的具体组合，但这些特征和功能的其他组合也同样可行。本发明不由本文所公开的具体实例来限定，且明确结合了这些其他组合。

Claims (10)

1.一种射频（RF）收发器的射频部，所述射频收发器耦接至包括多个天线的天线结构，所述射频部包括：

配置控制器，可操作地生成选择性指示所述射频收发器的非连续工作模式下的非连续状态以及所述射频收发器的多入多出（MIMO）工作模式下的多入多出状态的控制信号；

多个发射通路，耦接至所述天线结构和所述配置控制器，当所述控制信号指示所述多入多出状态时，所述多个发射通路：

可操作地以RF频率生成多个多入多出发射信号；和

当所述控制信号指示所述非连续状态时，所述多个发射通路：

可操作地以非连续RF频率生成多个RF信号；以及

可操作地通过组合所述多个RF信号生成非连续发射信号。

2.根据权利要求1所述的射频部，其中，所述多个发射通路包括第一开关，当所述控制信号指示所述非连续状态时所述第一开关可操作地将所述多个RF信号中来自所述多个发射通路中的第一发射通路的第一RF信号耦接至所述多个发射通路中的第二发射通路，以便与所述多个RF信号中来自所述多个发射通路中的第二发射通路的第二RF信号组合。

3.根据权利要求2所述的射频部，其中，当所述控制信号指示所述多入多出状态时，所述第一开关进一步可操作地将所述多个发射通路中的所述第一发射通路与所述多个发射通路中的所述第二发射通路解耦。

4.根据权利要求3所述的射频部，其中，所述多个发射通路包括第二开关，当所述控制信号指示所述非连续状态时，所述第二开关将所述多个RF信号中的所述第一RF信号与至所述多个天线中的第一天线的第一通路解耦；以及

其中，当所述控制信号指示所述非连续状态时，所述非连续发射信号经由第二通路耦接至所述多个天线中的第二天线。

5.根据权利要求2所述的射频部，其中，所述多个发射通路中的每一个都包括至少一个放大级，并且其中，所述第一开关耦接至所述至少一个放大级的输出端。

6.根据权利要求5所述的射频部，其中，所述至少一个放大级包括多个单独的放大级，并且其中，所述第一开关耦接至所述多个单独的放大级中的一个的输出端。

7.根据权利要求6所述的射频部，其中，所述多个单独的放大级包括以下各项中的至少两项：可编程增益放大器、功率放大器驱动器、功率放大器。

8.根据权利要求1所述的射频部，其中，所述多个发射通路中的每一个都包括多个功率放大器中的相应的一个，并且其中，所述射频部进一步包括：

功率放大器反馈通路，当所述控制信号指示所述非连续状态时，所述功率放大器反馈通路耦接至所述多个功率放大器中的一个以生成校准反馈信号；

功率放大器校准模块，耦接以处理多个所述校准反馈信号以便针对所述多个功率放大器中的一个生成至少一个预矫正系数。

9.根据权利要求8所述的射频部，其中，所述功率放大器校准模块基于响应于多个校准信号音所生成的所述校准反馈信号来生成所述至少一个预矫正系数。

10.一种耦接至天线结构的射频（RF）收发器的射频部，所述射频部包括：

配置控制器，可操作生成选择性指示所述射频收发器的非连续工作模式下的非连续状态以及所述射频收发器的多入多出（MIMO）工作模式下的多入多出状态的控制信号；

多个发射通路，耦接至所述天线结构和所述配置控制器，当所述控制信号指示所述多入多出状态时，所述多个发射通路：

可操作地以RF频率生成多个多入多出发射信号；和

当所述控制信号指示所述非连续状态时，所述多个发射通路：

可操作地以非连续RF频率生成多个RF信号；以及

天线结构，耦接至所述配置控制器和所述多个RF发射通路，

所述天线结构包括：

多个天线；

组合器，耦接至所述多个天线；以及

多个开关，可操作地：

当所述控制信号指示所述多入多出状态时，将所述多个多入多出发射信号耦接至所述多个天线；

将所述非连续RF频率的所述多个RF信号耦接至所述组合器，其中，所述组合器通过组合所述多个RF信号生成非连续发射信号；和

当所述控制信号指示所述非连续状态时，将所述非连续发射信号耦接至所述多个天线中的一个。

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