CN103856235A - 无线通信单元、集成电路及校准收发器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线通信单元、集成电路及校准接收器的方法，所述无线通信单元包含：收发器；至少一天线埠，经由至少一天线开关耦接至所述收发器；所述收发器包含射频部分，所述射频部分包含至少一可调射频元件；以及测试信号产生器，用于产生执行接收器校准操作的射频测试信号，其中所述射频部分包含耦合器，所述耦合器位于所述至少一可调射频元件与所述至少一天线开关之间，用于耦合所述射频测试信号到所述射频部分来执行校准操作。本发明的无线通信单元、集成电路及校准收发器的方法能够可调地工作在多个通信标准及/或多个频带之间。

Description

无线通信单元、集成电路及校准收发器的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年11月28日申请的案号为61/730,841的美国临时案的优先权。

技术领域

本发明有关于一种无线通信单元的射频（Radio Frequency，RF)模块，尤指一种能够支持自校准的射频收发器前端模块。

背景技术

无线通信单元，例如便携式收音机、电话等一般仅支持单一射频频带内的操作，即，通信系统所使用的操作频带。可是，由于移动通信的快速成长，移动用户现在能够使用的越来越多的各种射频标准、系统及服务所要支持的频带数量也大幅增加。如此，随着射频通信系统的改进，移动通信装置的最新趋势是要支持多个RF频带的通信，例如，支持多个通信标准之间的通信或是多个地域之间的通信。现在，一个典型的用来支持通信的收发器，例如是通用移动通信系统（Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)，可能需要支持超过10种不同的频带。

图1显示了典型的移动通信单元的简单框图，移动通信单元有时以蜂窝通信的定义被称为移动用户单元(Mobile Subscriber，MS)，或者以第3代通信系统（3rd Generation Partnership Project，3GPP^TM）的定义被称为使用者设备（User Equipment，UE）。无线通信单元100包含天线102，耦接至双工滤波器或者天线开关104，双工滤波器或者天线开关104用于在无线通信单元100内提供接收链（receive chain）与发送链(transmit chain)之间的隔离。

接收链，如本领域内所知，包含接收前端电路106，其有效提供接收，滤波及中频或基频转换。接收前端电路106串联耦接至信号处理功能模块108。控制器114也耦接至接收前端电路106与信号处理功能模块108，其中信号处理功能模块是由数字信号处理器（DSP）实现。控制器114还包含存储装置116，存储装置116选择性储存操作控制参数（operating regimes），例如译码/编码功能、同步式样（synchronisation patterns）、码序列等等。

关于发送链，其一般包含发送/调制电路122以及功率放大器（Power Amplifier，PA）124，其中功率放大器124耦接至天线102。发送器/调制电路122及功率放大器（PA）124操作上响应控制器114的指令。耦合器110位于PA124与天线开关104之间，用于将部分信号送至反馈路径以及随后送至基频处理电路，如此使得发送信号能够根据无线通信单元的当前条件及/或当前射频条件被优化，例如，基于接收的通信单元的邻近程度（vicinity）来优化发送信号的功率控制。

可是，要使无线通信单元支持覆盖多个频带或多个通信标准的较广频率范围的代价是：无线通信单元内需要包含多个平行收发器电路以及/或者，平行收发器电路中的一个或多个需要能在多个频率范围上可调操作。无线通信单元内采用上述的任一解决方案会带来一系列的副作用，包括RF元件需要更高的品质，它们会占用很多硅面积或模块板面积。并且，上述的解决方案也会增加设计复杂度，因为要在所有支持的频带上同时满足性能要求。

因此，需要一种改善的架构与操作方法，能够支持多个频率范围及/或多个通信标准。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种无线通信单元与一种集成电路以及一种校准收发器的方法。

本发明提供一种无线通信单元，包含：收发器；至少一天线埠，经由至少一天线开关耦接至所述收发器；信号产生器，用于产生校准用的射频测试信号；以及所述收发器包含射频部分，所述射频部分包含至少一可调射频元件；以及其中所述射频部分包含耦合器，所述耦合器位于所述至少一可调射频元件与所述至少一天线开关之间，用于耦合所述射频测试信号到所述射频部分来执行校准操作。

本发明另提供一种集成电路，包含：前端模块，所述前端模块包含至少一天线埠，所述天线埠经由至少一天线开关耦接到收发器；所述收发器包含射频部分，所述射频部分包含至少一可调射频元件；输入埠，耦接到测试信号产生器，用于接收产生的射频测试信号来进行校准操作；其中所述接收器部分包含耦合器，所述耦合器位于所述至少一可调射频元件与所述至少一天线开关之间，用于将所述射频测试信号耦合到所述射频部分，来进行校准操作。

本发明还提供一种校准收发器的方法，所述收发器包含至少一可调射频元件及至少一天线埠，所述天线埠经由接收路径耦接到至少一天线开关，所述校准接收器的方法包含：产生射频测试信号，用于收发器校准操作；将所述射频测试信号耦合到一个位置，所述位置在所述至少一可调射频元件与所述至少一天线开关之间；在所述射频测试信号经过所述至少一可调射频元件之后，对所述射频测试信号进行处理；以及对处理后的所述射频测试信号执行校准操作。

一种无线通信单元，包含：信号产生器，用于产生校准用的射频发送信号；发送器，包含多个可调射频元件，耦接到所述信号产生器；至少一多刀多掷天线开关，用于在一个输入埠，接收经过所述多个可调射频元件其中之一的所述射频发送信号；至少一天线埠，经由所述多刀多掷天线开关的至少一第一输出埠，耦接到所述发送器；以及信号处理器，经由所述多刀多掷天线开关的至少一第二输出埠，耦接到所述发送器，用于接收及处理所述射频发送信号。

本发明的无线通信单元、集成电路及校准收发器的方法能够可调地工作在多个通信标准及/或多个频带之间。

附图说明

图1显示了典型的移动通信单元的简单框图。

图2显示了根据本发明的实施方式的无线通信单元的框图。

图3显示如图2中的无线通信单元的收发器结构的一个实施方式。

图4显示如图2中的无线通信单元的天线开关与耦合器的实施方式。

图5显示如图2中的无线通信单元的天线开关的另一个实施方式。

图6显示了接收器的自校准方法流程。

图7显示根据本发明的一个实施方式的发送器架构。

图8显示根据本发明的另一个实施方式的发送器架构。

图9显示根据本发明的另一个实施方式的发送器架构。

图10显示根据本发明的另一个实施方式的发送器架构。

图11显示根据本发明的另一个实施方式的发送器架构。

图12显示根据本发明的另一个实施方式的发送器架构。

具体实施方式

本发明的实施方式将以无线通信单元的方式进行描述，例如是使用者设备，其包含了至少一个具有天线埠的收发器，其中天线埠耦接至天线。可是，本领域内的技术人员应能了解，本文中所提到的发明概念可以实施于包含收发器的任何形式的无线通信单元中，例如基站。

更进一步，本发明的实施方式描述了包含收发器的无线通信单元；至少包含一天线埠，经由至少一天线开关耦接至收发器；收发器的射频部分包含至少一可调射频（RF）元件；以及测试信号产生器，用于产生给收发器校准之用的RF测试信号。所述射频部分包含一耦合器，位于该至少一可调RF元件与该至少一天线开关之间，用于将RF测试信号耦合至射频部分，以做校准。其中耦合器包含至少一个射频耦合元件，射频耦合元件包含至少一电容性元件或至少一定向耦合器。

从接收角度来说，信号处理器，耦接到射频部分的接收器，用于从至少一可调RF元件处接收RF测试信号，并相应地调整至少一可调RF元件（接收器元件）。

从发送器角度来说，信号处理器（例如是功率侦测器或第二接收器），耦接至射频部分的发送器，用于经由至少一可调RF元件接收RF测试信号，并或者将RF测试信号输入到至少一天线开关来确定RF测试信号的至少一特性；或者将RF测试信号从至少一天线开关输出来确定RF测试信号的至少一特性。与此对应地，信号处理器可相应调整该至少一可调RF元件（例如发送器元件）。

请参考图2，显示了根据本发明的实施方式的无线通信单元的框图，该无线通信单元有时以蜂窝通信定义被称为移动用户单元，或者以第3代通信系统的定义被称为使用者设备。

无线通信单元200包含天线202，其耦接至天线开关与耦合电路（antenna switch and coupler arrangement）204。接收链，如本领域内所知，包含接收前端电路206，其有效提供接收，滤波及中频或基频转换。接收前端电路206串联耦接至信号处理功能模块208。信号处理功能模块208的输出提供给合适的输出装置210，例如是一个屏幕或者是平板显示器。

接收链还包含控制器214，负责整体的用户单元控制。控制器214也耦接至接收前端电路206与信号处理功能模块208，信号处理功能模块208一般由数字信号处理器（DSP）实现。控制器214还包含存储装置216，其选择性地储存操作控制参数，例如译码/编码功能、同步式样、码序列等等。计时器218耦接至控制器214，以控制无线通信单元200内的操作时序，例如发送或者接收与时间相关的信号。

关于发送链，其一般包含输入装置220，例如键盘，经过信号处理功能模块208、发送/调制电路222以及功率放大器224串联至第二天线201。耦合器212与发送天线开关203位于功率放大器224与发送天线201之间。耦合器212经由反馈路径213将经发送天线开关203输出的发送信号的部分送到基频处理电路，举例来说，基频处理电路位于发送/调制电路222或信号处理功能模块208中。发送/调制电路222及功率放大器224的操作响应控制器214的指令。

如图所示，前端模块或集成电路205可被用来容纳各种前端模块或元件或电路，例如本实施例中的接收开关以及耦合电路204、耦合器212、发送天线开关203以及其他RF元件（图未示）。

发送链中的信号处理功能模块208可与接收链中的处理器不同且分开设置。另外，单一处理器所构成的信号处理功能模块208可被用来实施发送与接收信号二者的处理，如图2所示。明显地，无线通信单元200内的各种元件可以用离散或者集成元件的形式来实现，最终的结构只是针对具体应用或设计选择的结果，不应作为本发明范围的限制。

请参考图3，其显示图2中的无线通信单元的收发器结构300的一个实施方式。收发器结构300包含收发器模块或集成电路301以及前端模块或集成电路205。于此实施例中，收发器模块或集成电路301以及前端模块或集成电路205都包含发送及接收路径。

于此实施例中，收发器结构300包含多个平行发送路径（TX1–TXn）以及接收路径(RX1–RXn)。举例来说，第一发送路径是2G高频带发送路径320，其包含收发器模块或集成电路301中的低功率放大器322、功率放大器224、前端模块或集成电路205中的第一前端滤波器302（例如，低通滤波器）。第一前端滤波器302用来消除从功率放大器224输出中的谐波成分。第一前端滤波器302的输出输入至发送天线开关（被标为“SPnT”）203，其在某些实施方式中可为绝缘体上硅（Silicon On Insulator，SOI）天线开关，而在某些实施方式中可被如图2中的控制器214所控制。第二发送路径例如是3G低频带发送路径325，其包含收发器模块或集成电路301内的低功率放大器326、功率放大器328、以及前端模块或集成电路205内的另一（第二）前端滤波器（例如是带通滤波器）304，前端滤波器304用来消除功率放大器328输出信号中的谐波成分与噪声。于一个实施方式中，前端滤波器304可用电感-电容（Inductance-Capacitance，LC）带通电路实现。另外一个实施例中，前端滤波器304可用电感-电容陷波滤波器来消除不要的谐波成分。

于本实施方式中，发送天线开关203（在一些实施方式中是SOI天线开关）显示为单刀多掷开关，其支持一个或多个发送路径，而其输出经过耦合器212耦接到发送天线201。经过发送天线开关203的任何信号都有一部分被耦合至功率侦测路径（power detector path，Pdet）330上，且经由反馈路径213输入至功率侦测器332。功率侦测路径330可用于发送功率控制及/或调整发送前端滤波器304或302。

于本实施方式中，收发器结构300也包含了多个平行接收路径(RX1-RXn)。举例来说，第一接收路径为2G高频带接收路径340，第二接收路径为3G低频带接收路径345。第一接收路径340与第二接收路径345经由接收天线开关，耦接到天线202并从天线202接收信号，接收天线开关在某些实施方式中可为接收天线开关与耦合电路310，例如SOI天线开关以及耦合电路（图3中标为“SPnT With coupling”）。前端模块或集成电路205还包含第一可调RF滤波器306，例如第一接收路径中的第一带通滤波器；以及第二可调RF滤波器308，例如第二接收路径中的第二带通滤波器，以消除信号中不要的已接收的频率（例如带外阻塞或其他系统的发送信号），发送噪声等。于其中一个实施方式中，第一可调RF滤波器306与第二可调RF滤波器308可用电感-电容电路实施。第一接收路径内的第一可调RF滤波器306与第二接收路径内的第二可调RF滤波器308的输出，分别输入至收发器模块或集成电路301内的低噪声可调RF放大器314、316。

接收器操作的一个实施方式中，测试音产生（Test ToneGeneration，TTG）路径335包含测试信号产生器312，用于将RF测试信号耦接到，例如，第一接收路径340或第二接收路径345或其他接收路径。需要注意的是，根据本发明的实施方式，是在接收天线开关与耦合电路310、第一可调RF滤波器（例如带通或带阻滤波器）306、第二可调RF滤波器（例如带通或带阻滤波器）308之间进行耦合操作。如此，可采用TTG的技术，并且TTG可直接耦接至一个或多个接收路径(RX1-RXn)，来让第一可调RF滤波器306及/或第二可调RF滤波器308，以及/或一个或多个低噪声可调RF放大器314、316进行更准确的频率调整。具体的调整动作为本领域内技术人员所熟知，所以此处不再赘述。

虽然本发明在实施方式的描述中，以前端模块内的低通滤波器或带通滤波器为例，但是可以设想到在其他实施方式中，任何适合的滤波器都可被采用，例如带通滤波器、低通滤波器或带阻（陷波）滤波器。

虽然本发明天线开关的一些实施方式以图中的单刀多掷开关来表示，但是可以设想到，在其他实施方式中，可采用任何适合的开关或任何数量的开关来实现，这取决于支持的发送路径或接收路径的数量，也取决于采用的结构或支持的无线通信标准。

虽然本发明的一些实施方式是以图中可调RF滤波器或可调RF放大器来显示，但是，可以设想到，在其他实施方式中，可以采用任何适合的可调RF元件，这取决于支持的发送路径或接收路径的数量，也取决于采用的结构或支持的无线通信标准。

虽然本发明的实施方式中以支持特定的无线通信标准来描述，例如2G与3G标准，但是，可以设想到别的实施方式中可以支持任何其他的无线通信标准。

接收天线开关与耦合电路310的实施方式将根据图4与图5进一步描述。

请参考图4，其显示如图2中的无线通信单元的天线开关与耦合电路的实施方式。如图3所示，于第一操作模式（普通模式）中，第一接收路径340与第二接收路径345中的一个，经过接收天线开关（被标为“SPnT”）406（例如，SOI接收天线开关），耦接到天线202并从天线202接收信号。

在第二操作模式（接收校准模式）中，测试信号产生器312（在一些实施方式中可集成在信号处理功能模块208中）用来产生RF测试信号，并将产生的RF信号耦接到，例如第一接收路径340或第二接收路径345中的任一个或两者，用来执行接收校准操作之用。图4的实施方式中的耦合操作是经由第一电容402或者第二电容404来执行。于本操作模式中，第一接收路径340与第二接收路径345通过接收天线开关406合适的控制与切换都不耦接到天线202，也不从天线202接收信号。在一个实施方式中，天线开关406的合适控制与切换可以利用信号处理器或控制器来执行，例如图2中的控制器214。

如此，通过让RF测试信号经过第一接收路径内的第一可调RF滤波器（例如带通滤波器）306及低噪声可调RF放大器314，以及/或让RF测试信号通过第二接收路径内的第二可调RF滤波器（例如带通滤波器）308与低噪声可调RF放大器316，RF测试信号反馈到信号处理功能模块（例如是图2中的信号处理功能模块208），从而被处理。信号处理功能模块可接着确定各接收路径的性能特性，例如确定每一路径中一个或多个可调元件在一定频率范围上的增益响应（gainresponse），信号处理模块208接着能够通过控制信号420调整一个或多个需要调整的可调元件，来优化或改善各可调元件的性能。具体的根据增益响应来调整可调元件从而达到性能优化的操作为本领域内所熟知的技术，此处不再赘述。

请参考图5，其显示如图2中的无线通信单元中的天线开关的另一个实施方式。具体地，其显示如图2中的无线通信单元内的天线开关与耦合电路的实施方式。请一并参考图3，在第一操作模式（普通模式）中，第一接收路径340或第二接收路径345中的一个经由接收天线开关406耦接到天线202，并从天线202接收信号。

在第二操作模式（接收校准模式）中，测试信号产生器312（在一些实施例中，可被整合进信号处理功能模块208）用于产生RF测试信号并将产生的RF测试信号耦合到，例如第一接收路径340与第二接收路径345中的一个或两个，以进行接收校准操作之用。如图5所示的实施例中的耦合操作是经过对另外一个天线开关（被标为“SPnT”）510进行合适的控制及切换操作来实施。在一个例子中，对天线开关406及/或天线开关510的合适的控制与切换可以由信号处理器或控制器来执行，如图2中的控制器214。

在本操作模式中，第一接收路径340与第二接收路径345同样通过对接收天线开关406的合适控制与切换，都不耦接到天线202或从天线202接收信号。如此，通过让RF测试信号通过第一接收路径的第一可调RF滤波器（例如带通滤波器）306及低噪声可调RF放大器314，以及/或让RF测试信号通过第二接收路径内的第二可调RF滤波器（例如带通滤波器）308以及低噪声可调RF放大器316，这样RF测试信号反馈到信号处理功能模块中来进行处理，例如是如图2中的信号处理功能模块208。信号处理功能模块208，接着能够确定各接收路径的性能特性，例如确定每个接收路径内一个或多个可调RF元件在一定频率范围上的增益响应。信号处理功能模块208可接着通过控制信号420调整需要调整的一个或多个可调元件，来优化或改善他们各自的性能。

请参考图6，流程600显示了接收器及/或发送器的自校准方法。流程600从步骤605开始，然后进行到步骤610，其中接收器及/或发送器运作于普通操作模式，例如从无线通信单元的天线接收及/或发送信号。在另外实施方式中，流程600可跳过这一步骤，而在接收器及/或发送器启动时就执行接收器及/或发送器校准来初始化接收器及/或发送器。然后在步骤615中，执行一个确定操作，确定接收器及/或发送器是否期望执行或者需要执行接收器及/或发送器校准操作。若不期望或不需要执行接收器及/或发送器校准操作，则流程跳回，例如返回到步骤610。

若期望或需要执行接收器及/或发送器校准，则步骤620中会产生测试信号，例如RF测试信号或发送信号。接着在步骤625中对一个或多个天线开关（例如接收天线开关406）执行合适的控制及切换操作，让测试信号经过一个或多个接收/发送路径，但不经过接收天线开关406，及/或在发送器校准下不发送到该天线。测试信号经过一个或多个可调元件，例如第一可调RF滤波器（例如是带通滤波器）306，低噪声可调RF放大器314，功率放大器前带通滤波器（pre-PA tuneablepassband filter），第一前端滤波器302等。在一些实施方式中，测试信号可经过多个接收/发送路径，或者是同时（对各接收及/或发送路径执行平行处理）或是连续（对各接收及/或发送路径执行串行处理）经过，因此，包含让测试信号通过第二组可调元件。

从一个或多个接收及/或发送路径中输出的测试信号接着在步骤630中被例如图2中的信号处理功能模块208处理，然后在步骤635中确定接收及/或发送路径或接收器及/或发送器的可调RF元件的性能特性。接着在步骤640中确定是否有可调RF元件需要调整。在一些实施方式中，这包含将步骤635中确定的性能特性与一个或多个已存储的性能特性做比较，然后确定测量出的性能特性与储存的理想性能特性之间的差值（性能误差）是否超过一个阈值。若差值很小或可忽略，则接收器及/或发送器的可调RF元件不需要调整，处理流程600就返回步骤610。若差值相对较高，例如超过了一个阈值，接收器及/或发送器的可调RF元件需要调整，则可调RF元件在步骤645中进行调整，然后处理流程600返回步骤610。

请参考图7，其显示根据本发明的一个发送器架构700的实施方式。在该实施方式中，发送器架构700包含多个平行发送路径(TX1–TXn)。举例来说，第一发送路径可为2G高带宽发送路径320，其包含低功率放大器322，功率放大器前可调带通滤波器，功率放大器224，以及前端模块或集成电路205中的第一可调前端滤波器302。第一前端滤波器302用于消除从功率放大器224输出的信号的谐波成分与噪声。第一前端滤波器302的输出被输入至低插入损耗（lowinsertion loss）发送天线开关703，该低插入损耗发送天线开关703在一些实施方式中为SOI天线开关，并在一些实施方式中可为控制器所控制，例如被如图2中的控制器214所控制。

第二发送路径（多个发送路径中的另一个）可为例如，3G低带宽发送路径325，其包含：低功率放大器326，另一个功率放大器前可调带通滤波器，功率放大器328，以及前端模块或集成电路205中的另一个（第二）可调前端滤波器304。第二前端滤波器304用于消除从功率放大器328输出的信号的谐波成分及噪声。

在一个实施例中，第一前端滤波器302与/或第二前端滤波器304可用具有可调元件的电感-电容型带通滤波器来实施。

在第二实施例中，第一前端滤波器302与/或第二前端滤波器304可用具有可调元件的电感-电容型陷波滤波器来实施，从而消除不想要的谐波成分。

在本实施例中，发送天线开关703（其在一些实施例中为SOI天线开关）被显示为单刀多掷开关，其支持多个发送路径以及一个经由耦合器212耦接到发送天线201的输出。在本实施例中，每一发送路径，在进入发送天线开关703之前，经由耦合电容702耦接到反馈功率侦测器路径213。如此，可在发送天线开关703之前确定发送功率水平。

另外，利用例如控制器214的控制，选择发送天线开关703中的一条发送信号路径，将发送信号通过天线开关703的一条特定发送路径送到耦合器212。发送信号的部分被耦接至反馈功率侦测器路径213并输入至功率侦测器及/或从属（secondary）接收器732。（假设耦合器的耦合损耗可精确获得）从耦合器212输出到反馈路径的发送信号，被施加于功率侦测器及/或从属接收器732上。如此，该发送信号可以用来确定发送功率控制的合适设置及/或发送前端滤波器302、304的调整。

因此，该实施例的发送架构提供两种不同操作模式。第一操作模式允许耦合电容702经由反馈功率侦测器路径213将信号从发送前端滤波器302、304耦接至功率侦测器及/或从属接收器732。这样使得可调元件的频率及/或幅值响应可被精确测定。在此操作模式下，控制器214可用来设置成，将发送开关耦接至非发送（non-transmitting）的发送路径，如此减少经过发送天线开关703与耦合器212的（被测量的）发送路径的泄露信号（leakage signal）的功率水平，影响电容性耦接（capacitively-coupled）的信号测量。耦合电容可以是不同值，也可以包含互相连接的开关元件（图未示），来提升各发送路径之间的隔离。

第二操作模式是通过天线开关703，将经由耦合器212施加于天线201的发送信号的其中部分耦合至反馈路径213。

在一些实施例中，发送信号产生器714可耦接至多个发送路径，以提供发送信号给一特定的发送路径，用来校准该特定发送路径内的一个或多个可调RF元件，其中的发送信号举例来说，可为测试音或者其他可用的信号。发送信号产生器714可耦接至信号处理器（例如功率侦测器及/或从属接收器），来让信号处理器对施加于该特定发送路径上的测试音或其他可用信号，与经由发送路径与反馈路径的信号进行比较，来确定被该一个或多个可调RF元件影响的发送信号的性能特性变化。

请参考图8，其显示根据本发明的另一个实施方式的发送器架构800。发送器架构800包含如图7中的发送器架构700的类似实施细节，因此下面仅对新元件进行描述，以此减少说明书的赘述。在本实施例中，显示了前端模块或集成电路205中的两个发送天线开关806及810，发送天线开关806及810为平行排列的单刀多掷开关，用于形成一个或多个发送路径。发送天线开关810的输出，经过一条选定的发送路径，经由耦合器212到达发送天线201。发送天线开关806的输出，经过一条选定的发送路径，经由反馈路径213到达功率侦测器或从属接收器832。图8的实施方式中的耦接操作，是通过对发送天线开关806与810恰当的控制与切换而达到。

在一个实施例中，对天线开关810及/或天线开关806的恰当的控制与切换是由信号处理器或控制器完成，例如是如图2中的控制器214。如图8所示，第一发送器320将第一发送路径上的发送信号通过天线开关806经由反馈路径213送到功率侦测器或第二接收器832。经由反馈路径213（本实施例中承载第一发送器的输出）传送的信号可用来对发送功率进行控制及/或对发送放大器322以及/或发送滤波器302或者任何其他可调元件进行调整。请注意，控制器214设置第二（或除第一以外的）发送路径至发送天线，如此通过另外（泄露）路径来提供第一发送路径与功率侦测器或从属接收器832之间的隔离水平。如此，天线开关806的输入/输出埠之间的隔离以及耦合器212的耦合损耗减少，大幅降低了该发送路径上第一发送器的泄露功率。

这样，测试信号可以施加于第一发送路径上，并经过功率侦测器及/或从属接收器832来进行校准之用，同时，发送天线开关被耦接到虚拟发送路径（dummy transmit path），例如是当时并未使用的一条发送路径，比如第二发送路径。如此，发送功率水平便可在发送天线开关810前被确定。

如图8所示，发送天线开关806替换如图7的（低电容值）耦合电容排列，用来将发送信号从第一发送路径发送到功率侦测器及/或从属接收器832。在一个实施例中，发送天线开关810被选择/设计来呈现低插入损耗特性，从而减少其中经过的发送射频信号的发送功率损耗。在另一个实施例中，当发送信号经由发送天线开关810与耦合器212以用于功率侦测时，发送天线开关806被选择/设计来呈现在‘OFF’模式下的低电容性特性，从而将隔离效果最大化。

请参考图9，其显示根据本发明实施例的另一个发送器架构900。发送器架构900包含与图7中的发送器架构700类似的实施细节，因此这里仅对新元件作描述，以减少说明书的赘述。

在本实施例中，发送天线开关910包含多刀多掷天线开关910，该多刀多掷开关910也被信号处理器或控制器所控制，例如图2中的控制器214。多刀多掷天线开关910最好能呈现出低电容以及低插入损耗特性，以允许发送信号在其中经过，而不过度地影响发送信号的特性。多刀多掷天线开关910能够将选定的发送信号通过从多刀多掷天线开关910直接输出，或者通过从耦合器212的反馈路径，发送到功率侦测器反馈路径213。如此，能通过选择多刀多掷天线开关910的恰当输出路径，在多刀多掷天线开关910的输出，确定发送功率水平的校准。

在一些实施例中，可在用于发送路径校准的测试音信号产生时，使用该发送信号路径。在本实施例及其他实施例中，如此的测试音信号可连续产生（或随机产生）以施加于多个发送路径的不同路径上。

于一些实施例中，发送信号路径上承载的信号可施加于功率侦测器上，用于发送路径‘功率’校准，或者施加于从属接收器上，用于确定校正功率、相位、频率以及其他信号参数，并有可能通过对发送放大器322、326及/或发送滤波器302、304或其他可调元件进行恰当调整控制来校正上述的参数。在该实施例及其他实施例中，这样的测试音信号可连续（随机）地施加于多个发送路径中的不同发送路径。

请参考图10，其显示根据本发明的实施例的另一个发送器架构1000。发送器架构1000包含与图7的发送器架构700类似的实施细节，因此仅对新元件进行描述，以减少说明书的赘述。

在该实施例中，第一反馈路径213将被测试的发送信号经由耦合电容702中的一个耦接到功率侦测器及/或从属接收器1032。如此，能够监测经由发送路径之一发送的测试发送信号的适应特性（adaptedcharacteristics），并有可能通过对发送放大器322、326及/或发送滤波器302、304或其他可调元件进行恰当调整控制来校正上述的适应特性。

在本实施例中，还有第二发送反馈路径1008，其将经由耦合器212耦接到天线201的发送信号的一部分耦接到功率侦测器及/或从属接收器1032。如此，能够监测经由发送路径之一发送的测试或直播的发送信号的适应特性，并能将天线开关703与耦合器202的性能特性（performance characteristics）纳入到监测中，且有可能通过对发送放大器322、326及/或发送滤波器302、304或其他可调元件进行合适的调整控制来校正上述特性参数。

如图所示，第一反馈路径213与第二发送反馈路径1008可在信号处理器或控制器的控制之下，被输入至单刀多掷开关1002（图中以单刀双掷开关为例），上述的信号处理器或控制器例如是图2中的控制器214。单刀多掷开关1002将选择的反馈信号耦接至功率侦测器及/或从属接收器1032。如此，可在单刀多掷天线开关703的一个输入确定发送功率水平的校准，或者考虑到耦合器212的效应，而选择单刀多掷天线开关703的适合的输出路径在天线开关703的输出确定发送功率水平的校准。

请参考图11，其显示本发明实施例的另一个发送器架构1100。发送器架构1100包含与图8的发送器架构800类似的实施细节，因此仅对新元件进行描述，以减少说明书的赘述。在本实施例中，其利用多个平行发送天线开关的方式，第一反馈路径213将被测试的发送信号经由单刀多掷天线开关806耦接到功率侦测器及/或从属接收器1132。单刀多掷天线开关806被选择/设计来呈现在‘OFF’模式下的低电容特性，以给任何通过单刀多掷开关806的发送信号提供足够高的隔离效果。如此，能够监测经由发送路径之一发送的测试发送信号的适应特性（adapted characteristics），并有可能通过对发送放大器322、326及/或发送滤波器302、304或其他可调元件进行恰当调整控制来校正上述的适应特性。

在本实施例中，第二发送反馈路径1108将经由耦合器212耦接到天线201的发送信号的一部分耦接至功率侦测器及/或从属接收器1132。如此，能够监测经由发送路径之一发送的测试或直播的发送信号的适应特性，并能将天线开关810与耦合器212的性能特性纳入到监测中，且有可能通过对发送放大器322、326及/或发送滤波器302、304或其他可调元件进行合适的调整控制来校正上述特性。

如图所示，第一反馈路径213与第二发送反馈路径1108在信号处理器或控制器的控制下被输入至单刀多掷开关1102，其中信号处理器或控制器例如是图2中的控制器214。单刀多掷开关1102将被选择信号耦接至功率侦测器及/或第二接收器1132。如此，可在多刀多掷天线开关806（或者天线开关810）的一个输入确定发送功率水平的校准，或者考虑到天线开关810与耦合器212的效应，而选择单刀多掷天线开关806的适合的输出路径在天线开关810的输出确定发送功率水平，并最好在天线开关806中对该条路径进行隔离。

在一实施例中，天线开关810被选择/设计来呈现低插入损耗特性，以将经过其中的发送射频信号的发送功率损耗最小化。在另一个实施例中，当发送信号经由发送天线开关810与耦合器212发送到第二发送反馈路径1108时，天线开关806被选择/设计来呈现低电容特性，以将隔离效果最大化。

请参考图12，其显示根据本发明之实施例的另一个发送器架构1200。发送器架构1200包含与图9类似的实施细节，因此仅对新元件进行描述，以减少说明书的赘述。

在本实施例中的发送器架构1200，采用了多刀多掷天线开关910，第一反馈路径213将被测试的发送信号经由多刀多掷天线开关910耦接到功率侦测器及/或从属接收器1232。多刀多掷天线开关910被选择/设计为呈现低插入损耗以及对任何经过的发送信号表现为‘OFF’模式下低电容状态，而且当发送信号经由发送天线开关910与耦合器212发送到第二发送反馈路径1208时，最大化隔离效果。如此，能够监测经由发送路径之一发送的测试发送信号的适应特性，且有可能通过对发送放大器322、326及/或发送滤波器302、304或其他可调元件进行合适的调整控制来校正上述特性。

在该实施例中，第二发送反馈路径1208用于将经由耦合器212被耦接到天线201的发送信号的一部分耦接到功率侦测器及/或从属接收器1232。如此，能够监测经由发送路径之一发送的测试或直播的发送信号的适应特性，并能将天线开关910与耦合器212的性能特性纳入到监测中，且有可能通过对发送放大器322、326及/或发送滤波器302、304或其他可调元件进行合适的调整控制来校正上述特性。

如图12所示，第一反馈路径213与第二发送反馈路径1208在信号处理器或控制器的控制下被输入至单刀多掷开关1202，其中的信号处理器或控制器例如是图2中的控制器214。单刀多掷开关1202将被选择的反馈信号送到功率侦测器及/或从属接收器1132。如此，可在多刀多掷天线开关910的一个输入确定发送功率水平的校准，或者考虑到天线开关910与耦合器212的效应，选择单刀多掷天线开关910的适合的输出路径，在天线开关910的输出确定发送功率水平的校准。

在一些实施例中，可调滤波器（显示为带通滤波器）302、304可被陷波滤波器或带阻滤波器所替代。所述耦合器包含至少一射频耦合元件，用于将信号送到所述信号处理器，其中射频耦合元件包含至少一电容性元件或至少一定向耦合器。所述信号处理器包含一功率侦测器及/或一从属接收器。

在一些实施方式中，流程中所示的一些或所有步骤都可在硬件中实施；以及/或一些或所有流程中所示的步骤可以用软件实施。

可以设想前述的发明概念可以被半导体制造商用在任何包含射频的元件、模块或电路的集成电路中。还可进一步设想，举例来说，半导体制造商可将发明概念应用到独立的集成电路装置中，也可以应用到专用集成电路（Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)中，或者可应用于任何子系统元件中。

为了清楚起见，上面用不同的功能性单元与处理器描述了本发明的实施方式。但是，很明显地，在不同单元或处理器之间任何可用的功能分配，例如，根据是在前端模块还是收发器模块中的元件或电路来分配其各自的功能，这样的实现技术也并未超出本发明的精神。

另外，用不同的处理器或控制器（例如图2中的信号处理功能模块208或控制器214）执行的功能可用同一处理器或控制器执行。并且，特定的功能单元仅仅是用来作为对提供所描述的功能的合适手段的参考，而并非是表示严格的逻辑或物理上的结构或组织。

本发明的各个方面都能以任何适合的形式来实施，包括硬件、软件、固件或上述的组合。本发明的至少一部分可选择性地用于在一个或多个处理器及/或数字信号处理器或可设置模块元件，例如可编程栅极阵列装置上运行的电脑软件。因此，本发明的实施例中的组件或元件可以用适合的方式来实施，无论是物理的，功能性，还是逻辑性地。实际上，功能可以用一个单独单元实施，或者用多个单元实施，或者用其他功能单元的部分来实施。

虽然本发明用上述的实施方式来描述，但是并非是要将本发明限定为实施方式中描述的特定形式。其实，本发明的范围仅是用权利要求来限定。另外，虽然本发明的特征是用特定实施方式中来描述，本领域中的技术人员可以了解根据本发明，还可用实施方式中的不同的特征来结合实施。在权利要求中，所述的‘包含’并不排除其他元件或步骤。

因此，本发明描述了一种改进的无线通信单元的结构与相应操作方法，其可支持多个频率范围及/或多个通信标准，其消除了前述现有技术中的缺点。

本发明虽用较佳实施例说明如上，然而并非用来限定本发明的范围，任何本领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，做的任何更动与改变，都在本发明的保护范围内，具体以申请专利范围的界定为准。

Claims (21)

1.一种无线通信单元，包含：

收发器；

至少一天线埠，经由至少一天线开关耦接至所述收发器；

信号产生器，用于产生校准用的射频测试信号；以及

所述收发器包含射频部分，所述射频部分包含至少一可调射频元件；以及

其中所述射频部分包含耦合器，所述耦合器位于所述至少一可调射频元件与所述至少一天线开关之间，用于耦合所述射频测试信号与所述射频部分来执行校准操作。

2.如权利要求1所述的无线通信单元，其特征在于，还包含信号处理器，耦接至所述射频部分，其中所述信号处理器用于从所述至少一可调射频元件接收所述射频测试信号，并相应调整所述至少一可调射频元件。

3.如权利要求2所述的无线通信单元，其特征在于，所述信号处理器用于根据接收到的所述射频测试信号确定所述至少一可调射频元件的性能特性并产生响应信号，将所述响应信号与储存的性能特性比较并相应调整所述至少一可调射频元件。

4.如权利要求2所述的无线通信单元，其特征在于，所述耦合器包含至少一射频耦合元件，用于将信号送到所述信号处理器，其中所述至少一射频耦合元件包含至少一电容性元件或至少一定向耦合器。

5.如权利要求2所述的无线通信单元，其特征在于，所述信号处理器包含一功率侦测器及/或一从属接收器。

6.如权利要求1所述的无线通信单元，其特征在于，所述至少一天线开关包含至少一单刀多掷天线开关或至少一多刀多掷天线开关。

7.如权利要求6所述的无线通信单元，其特征在于，还包含另一个单刀多掷天线开关，与所述至少一单刀多掷天线开关平行排列。

8.如权利要求1所述的无线通信单元，其特征在于，所述射频部分包含多个发送路径或接收路径，每一所述发送路径或接收路径包含至少一可调射频元件

9.如权利要求1所述的无线通信单元，其特征在于，所述射频部分包含发送器，耦接到所述信号处理器，其中所述信号处理器用于将所述射频测试信号输入到所述至少一天线开关或者从所述至少一天线开关接收所述射频测试信号来对应调整所述至少一射频可调元件。

10.如权利要求9所述的无线通信单元，其特征在于，还包含两条反馈路径，耦接到一单刀双掷开关，所述单刀双掷开关耦接到所述信号处理器。

11.如权利要求9所述的无线通信单元，其特征在于，所述信号处理器用于基于接收的所述射频测试信号确定所述至少一射频可调元件的性能特性。

12.如权利要求11所述的无线通信单元，其特征在于，所述信号处理器用于将确定的响应信号与储存的性能特性比较，并相应调整所述至少一可调射频元件

13.如权利要求9所述的无线通信单元，其特征在于，所述信号处理器包含一功率侦测器或一从属接收器。

14.如权利要求1所述的无线通信单元，其特征在于，所述至少一天线埠包含第一天线埠以及第二天线埠，其中所述第一天线埠用于耦接发送天线而所述第二天线埠耦接接收天线。

15.一种集成电路，包含：

前端模块，所述前端模块包含至少一天线埠，所述天线埠经由至少一天线开关耦接到收发器；

所述收发器包含射频部分，所述射频部分包含至少一可调射频元件；

输入埠，耦接到测试信号产生器，用于接收产生的射频测试信号来进行校准操作；

其中所述接收器部分包含耦合器，所述耦合器位于所述至少一可调射频元件与所述至少一天线开关之间，用于将所述射频测试信号耦合到所述射频部分，来进行校准操作。

16.如权利要求15所述的集成电路，其特征在于，所述耦合器包含射频耦合元件，所述至少一天线开关为至少一单刀多掷开关，所述射频耦合元件包含至少另一单刀多掷开关与所述至少一天线开关平行排列、至少一电容性元件与至少一定向耦合器其中至少一者。

17.一种校准收发器的方法，所述收发器包含至少一可调射频元件及至少一天线埠，所述天线埠经由接收路径耦接到至少一天线开关，所述校准接收器的方法包含：

产生射频测试信号，用于收发器校准操作；

将所述射频测试信号耦合到一个位置，所述位置在所述至少一可调射频元件与所述至少一天线开关之间；

在所述射频测试信号经过所述至少一可调射频元件之后，对所述射频测试信号进行处理；以及

对处理后的所述射频测试信号执行校准操作。

18.如权利要求17所述的校准收发器的方法，其特征在于，更包含确定收发器是否需要校准，若需要则对应产生射频测试信号，以进行校准操作。

19.如权利要求17所述的校准收发器的方法，其特征在于，对处理后的所述射频测试信号进行校准操作包含：将处理后的所述射频测试信号的至少一性能特性与储存的性能特性比较。

20.如权利要求17所述的校准接收器的方法，其特征在于，更包含：在收发器校准之后，确定所述至少一可调射频元件是否需要调整，并且若确定需要则进行对应调整操作。

21.一种无线通信单元，包含：

信号产生器，用于产生校准用的射频发送信号；

发送器，包含多个可调射频元件，耦接到所述信号产生器；

至少一多刀多掷天线开关，用于在一个输入埠，接收经过所述多个可调射频元件其中之一的所述射频发送信号；

至少一天线埠，经由所述多刀多掷天线开关的至少一第一输出埠，耦接到所述发送器；以及

信号处理器，经由所述多刀多掷天线开关的至少一第二输出埠，耦接到所述发送器，用于接收及处理所述射频发送信号。

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