CN104243009B - 通信电路和通信装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通信电路和通信装置。该通信电路包含：第一和第二射频收发器，用于为多进多出技术下变频第一射频信号和第二射频信号；第三射频收发器，用于为第二通信技术下变频第三射频信号；第一基频收发器，用于数字化下变频的第一射频信号以输出第一基频信号；第二基频收发器，用于依据选择信号来数字化下变频的第二射频信号或第三射频信号其中之一以输出第二基频信号；第一调制解调器电路，用于使用多进多出技术来数字处理该第一基频信号和该第二基频信号；以及第二调制解调器电路，用于使用该第二通信技术来数字处理该第二基频信号。本发明降低了电路尺寸、复杂度以及制造成本。

Description

通信电路和通信装置
【技术领域】
本发明关于移动通信，尤其关于支持移动通信中的多进多出(Multiple-In andMultiple-Out，MIMO)技术及双模(dual-mode)技术的通信电路和通信装置。
【背景技术】
多进多出技术在无线通信系统中是一个突破，其解决了有限的功率和数据带宽上的无线资源限制以及通信信道损害问题。双模手机(Dual-mode phone)允许用户用单一手机访问多个通信网络。合并MIMO和双模特性的手机给用户带来了增加的传输数据容量以及增强的网络兼容性等好处。
【发明内容】
有鉴于此，本发明提供一种通信电路和通信装置。
依据本发明一实施例，提供一种通信电路，包含：第一射频收发器和第二射频收发器，用于为多进多出技术下变频第一射频信号和第二射频信号；第三射频收发器，用于为第二通信技术下变频第三射频信号；第一基频收发器，耦接于该第一射频收发器，用于数字化下变频的第一射频信号以输出第一基频信号；第二基频收发器，耦接于该第二射频收发器和该第三射频收发器，用于依据选择信号来数字化下变频的第二射频信号或第三射频信号其中之一以输出第二基频信号；第一调制解调器电路，耦接于该第一基频收发器和该第二基频收发器，用于使用该多进多出技术来数字处理该第一基频信号和该第二基频信号；以及第二调制解调器电路，耦接于该第二基频收发器，用于使用该第二通信技术来数字处理该第二基频信号。
在另一实施例中，提供一种通信装置，包含：第一天线和第二天线，用于为多进多出技术接收第一射频信号和第二射频信号；第三天线，用于为第二通信技术接收第三射频信号；通信电路，耦接于该第一天线、该第二天线和该第三天线，该通信电路包含：第一射频收发器和第二射频收发器，用于下变频该第一射频信号和该第二射频信号；第三射频收发器，用于下变频该第三射频信号；第一基频收发器，耦接于该第一射频收发器，用于数字化下变频的第一射频信号以输出第一基频信号；第二基频收发器，耦接于该第二射频收发器和该第三射频收发器，用于依据选择信号来数字化下变频的第二射频信号或第三射频信号其中之一以输出第二基频信号；第一调制解调器电路，耦接于该第一基频收发器和该第二基频收发器，用于使用多进多出技术来数字处理该第一基频信号和该第二基频信号；以及第二调制解调器电路，耦接于该第二基频收发器，用于使用该第二通信技术来数字处理该第二基频信号。
上述通信电路和通信装置采用由MIMO信号和第二通信技术信号共享的基频收发器，当提供想要的MIMO功能和第二通信技术功能时，降低了电路尺寸、复杂度以及制造成本。
【附图说明】
图1显示了支持MIMO技术的用户设备12；
图2显示了实现接收天线分集的MIMO用户设备22；
图3显示了能够提供双模通信服务的用户设备34；
图4为依据本发明实施例的通信电路40的方块图；
图5为依据本发明另一实施例的通信电路50的方块图。
【具体实施方式】
以下描述是本发明实施的较佳实施例。以下实施例仅用来例举阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。本发明保护范围当视权利要求所界定为准。
此处描述与无线终端有关的各个方面，其可涉及到系统、装置、用户单元、用户终端、移动台、手机、移动设备、远程站、远程终端、接入终端、用户终端、终端、通信装置、用户代理、用户装置或用户设备。无线终端可以是移动电话、卫星电话、无绳电话、会话初始化协议(Session Initiation Protocol，SIP)电话、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、具有无线连接能力的手持设备、计算装置、或连接至无线调制解调器的其他处理装置。此外，此处描述的基站可被用来与无线终端通信，也可被称为接入点、节点B、或演进节点B(evolved node B，eNB)。
此处描述的技术可用于各种无线通信系统，例如全球移动通信系统(GlobalSystem for Mobile Communications，GSM)、通用无线分组业务(General packet radioservice，GPRS)、增强型数据率GSM演进技术(Enhanced Data rates for GSM Evolution，EDGE)、通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)、码分多址2000(Code Division Multiple Access2000，CDMA2000)、增强型语音数据优化(Enhanced Voice-Data Optimized，EVDO)、高速封包存取(High Speed Packet Access，HSPA)、全球微波存取互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)、以及高级长期演进技术(LTE-Advanced，LTE-A)。
图1显示了支持MIMO技术的用户设备12，其使用多个天线作为发射器与接收器以创建多个数据链路，有效增加数据率及/或增加多样性以提升通信的信号品质。通信系统1为LTE通信系统，包含演进节点B(eNB)10和用户设备12，每一者包含2个天线。
演进节点B10被设置为分别通过两个天线100和102来发射下行链路信号STX1和STX2，其通过空中接口(air interface)藉由采用传输路径S11，S12，S21和S22而被传输，在用户设备12由两个天线120和122接收。因此，天线120和122接收信号SRX1和SRX2，其为下行链路信号STX1和STX2的混频信号(mixed signal)，可由用户设备12中的MIMO调制解调器(未图示)分离回原始信号STX1和STX2。
MIMO技术能增加至用户设备12的数据率，并增加演进节点B10的传输能力。
MIMO装置也能支持天线分集(antenna-diversity)技术。图2显示了实现接收天线分集的MIMO用户设备22。接收天线分集(receive antenna diversity)是空间分集(spatial diversity)的一种类型，涉及到使用在接收器充分分离好(well-separated)的多个天线，在接收器端经过各自传输路径的信号实际上经历了独自的衰落。
在通信系统2中，演进节点B20被设置为通过天线200来发射信号STX1。用户设备22包含天线220和222，可被用于接收天线分集。天线220和222分别通过传输路径S11和S12接收信号SRX1和SRX2，可使用适当的信号处理技术(例如选择或最大比组合技术)由用户设备22中的接收分集调制解调器(未图示)来组合以恢复原始信号STX1。
接收天线分集可减轻空间中信道衰落效应，增加在MIMO装置接收到的信号的信号品质。
双模或双链路(dual-link)是想要的特征，其允许用户设备通过多个通信网络例如3G网络及WiFi网络来获取通信服务。图3显示用户设备34能够提供来自两个不同的无线接入网(radio access network)RAN30和RAN32的双模通信服务，例如，RAN30为GSM网络中的GSM无线接入网(GRAN)以及RAN32为UMTS网络中的通用地面无线接入网(UTRAN)。在通信系统3中，用户设备34被设置为依据用户偏好采用GSM或UMTS通信网络。举例来说，用户设备34被设置为与GRAN30通过天线340以GSM信号S1进行通信，以及与UTRAN32通过天线342以UMTS信号S2进行通信，通过天线340和342分别接收信号SRX2和SRX3。
图4为依据本发明实施例的用户设备4(通信装置)的方块图，支持如图1至图3所描述的MIMO技术、双模、及/或接收天线分集。用户设备4包含天线A1和A2(第一和第二天线)，接收射频信号SRX1和SRX2以用于第一通信技术，并包含天线A3(第三天线)，接收射频信号SRX3以用于第二通信技术，且通信电路40用以处理接收到的射频信号SRX1、SRX2和SRX3。第一通信技术支持MIMO技术或接收天线分集，可能是例如IEEE802.11n(Wi-Fi)、LTE、WiMAX或HSPA+系统。第二通信技术不同于第一通信技术，可能是例如第二代通信系统(如GSM系统)、第三代通信系统(如UMTS和CDMA2000系统)、第四代通信系统(如LTE和WiMAX系统)。
通信电路40可由集成电路(integrated circuit，IC)实现，包含射频收发器400,402和404(第一，第二和第三射频收发器)、基频收发器410和412(第一和第二基频收发器)以及调制解调器420和422(第一和第二调制解调器电路)。天线A1耦接至射频收发器400、基频收发器410，并接着耦接至第一调制解调器420。天线A2耦接至射频收发器402、基频收发器412，并接着耦接至第一调制解调器420。天线A3耦接至射频收发器404、基频收发器412，并接着耦接至第二调制解调器422。
在第一和第二通信技术间共享基频收发器412，其可被设置或由一选择信号Ssel选择来处理下变频(down-converted)信号S402用于第一通信技术或处理下变频信号S404用于第二通信技术。随后，取决于所选择的通信技术，处理过的输出S412被传送至调制解调器420或422。
在下行链路信号接收期间，射频收发器400,402和404被设置为分别为接收射频信号SRX1、SRX2和SRX3执行信号放大、下变频以及其他模拟滤波过程，以输出下变频信号S400、S402和S404。基频收发器410和412被设置为分别为下变频信号S400、S402和S404执行模数转换和各种基频滤波过程，以输出基频信号S410和S412。第一和第二调制解调器420和422被设置为对基频信号S410和S412执行调制/解调、信道估计和补偿、以及其他基频信号处理。特别地，第一调制解调器420被设置为为MIMO及/或接收天线分集机制执行数字信号处理，以及第二调制解调器422被设置为为第二通信技术执行特定的数字信号处理。
在用于第一通信技术的下变频MIMO/分集信号S402和用于第二通信技术的下变频双模信号S404之间共享基频收发器412。因此，通信电路40每次只可采用MIMO/分集功能和双模功能其中之一。当通信电路40采用MIMO/分集功能时，选择信号Ssel被用来设置或选择基频收发器412以仅接收和数字化下变频信号S402。反之，当通信电路40采用双模功能时，选择信号Ssel被用来设置或选择基频收发器412以仅接收和数字化下变频信号S404。对于用户或网络运营者来说，选择采用MIMO/分集功能或双模功能是个人喜好问题。用户设备4可以软件、硬件或二者结合来实现，为用户或网络运营者提供选择接口(未图示)来选择或设置MIMO/分集功能或双模功能的激活(activation)和失效(deactivation)。
在一些实施例中，射频收发器400,402和404以及第一和第二调制解调器420和422也可被选择信号Ssel设置。举例来说，当MIMO/分集功能被激活时，射频收发器400和402以及第一调制解调器420被选择信号Ssel启用(enable)，而射频收发器404和第二调制解调器422被关闭(disable)。当双模功能被激活时，射频收发器404和第二调制解调器422被选择信号Ssel启用，而射频收发器400和402以及第一调制解调器420被关闭。
第一调制解调器420可被设置为MIMO模式，其将接收信号SRX1和SRX2中的混频信号分量分离以恢复信号STX1和STX2中的原始MIMO数据。第一调制解调器420也可被设置为接收分集模式，其基于选择或最大比组合机制来对接收信号SRX1和SRX2执行信号处理，以恢复信号STX1和STX2中的传输数据。MIMO模式和接收分集模式的选择也可经由选择接口来设置。
用户设备4采用由MIMO/分集信号和双模信号共享的基频收发器，当提供想要的MIMO/分集功能和双模功能时，降低了电路尺寸、复杂度以及制造成本。
图5为依据本发明另一实施例的用户设备5(通信装置)的方块图，支持MIMO技术、双模技术、及/或接收天线分集。除了图5描述了时钟网络以进一步详述用于用户设备5的时钟信号分配外，用户设备5的电路安排和设置与用户设备4相同。
用户设备5中的时钟产生和分配包含晶体振荡器52、锁相环(Phase-Locked Loop，PLL)500,510、以及频率控制器520，采用晶体振荡器52来提供普通时钟源(common clocksource)信号CKsrc，用于产生及供应各种时钟至射频收发器400,402和404、基频收发器410和412、以及调制解调器420和422。晶体振荡器52耦接至锁相环500和510，锁相环500和510进一步耦接至频率控制器520。
不是采用多个晶体振荡器来提供多个源时钟信号，用户设备5中的时钟产生和分配网络利用的是单一晶体振荡器52来产生普通时钟源信号CKsrc，并依据普通时钟源信号CKsrc得到多个时钟信号，供通信电路50中的各种电路使用。
锁相环500耦接至射频收发器400,402和404，分别提供时钟信号CK400、CK402和CK404至射频收发器400,402和404。锁相环510耦接至基频收发器410和412以及调制解调器420和422，分别提供时钟信号CK410、CK412、CK420和CK422至基频收发器410和412以及调制解调器420和422。锁相环510通过频率控制器520耦接至第二调制解调器422，该频率控制器520微调(finely adjust)时钟信号CK420和CK422之间的频率差异。在不同的通信网络中该频率差异导致系统时钟之间的频率偏移。
锁相环500可包含2个以上的子锁相环(sub-PLL)，一子锁相环被用于产生并供应时钟信号CK400,CK402(第一时钟信号)，另一子锁相环被用于产生并供应时钟信号CK404(第二时钟信号)。时钟信号CK400,CK402大致相同，具有服从第一通信技术工作频带(operationfrequency band)的第一时钟频率。时钟信号CK404具有服从第二通信技术工作频带的第二时钟频率。第一和第二时钟频率不相同。
时钟信号CK410,CK412和CK420大致相同。频率控制器520被设置为接收时钟信号CK420(第三时钟信号)以基于相位插值(phase interpolation)技术来产生时钟信号CK422(第四时钟信号)，并提供时钟信号CK422至第二调制解调器422。时钟信号CK420和CK422的时钟频率有轻微的不同。是因为第一和第二通信技术的网络系统可能以轻微不同的系统时钟运行，导致了时钟信号CK420和CK422之间的时钟差异。频率控制器520补偿该频率差异以提供精确的时钟信号CK422至第二调制解调器。
本实施例中，用户设备5采用普通时钟源信号来产生多个时钟信号，接着将该多个时钟信号分配给各种射频及基频电路，减少所使用的晶体振荡器的数量并降低制造成本。
此处使用的术语“或”意味着包含“或”而不是只有“或”。也就是说，除非有特定说明，或从文中清楚得知，短语“X采用A或B”意味着任意自然包含的排列。此外，本申请以及权利要求中的词语“一”及“一个”应通常解读为“一个或多个”，除非有特定说明，或从文中清楚得知是指的单数形式。
上述本发明各种实施例的逻辑块、模块以及电路可通过通用处理器(general-purpose processor)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(application specificintegrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate arraysignal，FPGA)信号或其他可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其中任意组合来实现或者执行，以执行此处描述的功能。通用处理器可以是微处理器，但在另一实施例中，处理器可以是任意市场上可买到的处理器、控制器、微控制器或状态机。
此处描述的各种逻辑块、模块以及电路的运行和功能可通过电路硬件或由处理器存取和执行的嵌入式软件码来实现。
本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (14)

1.一种通信电路，其特征在于，包含：
第一射频收发器和第二射频收发器，用于为多进多出技术下变频第一射频信号和第二射频信号；
第三射频收发器，用于为第二通信技术下变频第三射频信号；
第一基频收发器，耦接于该第一射频收发器，用于数字化下变频的第一射频信号以输出第一基频信号；
第二基频收发器，耦接于该第二射频收发器和该第三射频收发器，用于依据选择信号来数字化下变频的第二射频信号或下变频的第三射频信号其中之一以输出第二基频信号；
第一调制解调器电路，耦接于该第一基频收发器和该第二基频收发器，用于使用该多进多出技术来数字处理该第一基频信号和该第二基频信号；以及
第二调制解调器电路，耦接于该第二基频收发器，用于使用该第二通信技术来数字处理该第二基频信号。
2.如权利要求1所述的通信电路，其特征在于，还包含：
第一锁相环电路和第二锁相环电路，耦接于该第一射频收发器和该第二射频收发器，用于接收普通时钟源信号以分别产生供该第一射频收发器和该第二射频收发器使用的第一时钟信号以及供该第三射频收发器使用的第二时钟信号；
其中该第一时钟信号和该第二时钟信号具有不同的时钟频率。
3.如权利要求2所述的通信电路，其特征在于，还包含：
第三锁相环电路，耦接于该第一调制解调器电路，用于接收该普通时钟源信号以产生供该第一调制解调器电路使用的第三时钟信号；以及
频率控制电路，耦接于该第三锁相环电路和该第二调制解调器电路，用于接收该第三时钟信号以基于频率插值产生第四时钟信号，并输出该第四时钟信号至该第二调制解调器电路；
其中该第三时钟信号和第四时钟信号具有不同的时钟频率。
4.如权利要求1所述的通信电路，其特征在于，在一个时间点只有该第一调制解调器电路和第二调制解调器电路其中之一被设置为运行。
5.如权利要求1所述的通信电路，其特征在于，当以该多进多出技术运行时，该选择信号设置该第二基频收发器数字化该下变频的第二射频信号。
6.如权利要求1所述的通信电路，其特征在于，当以该第二通信技术运行时，该选择信号设置该第二基频收发器数字化该下变频的第三射频信号。
7.如权利要求1所述的通信电路，其特征在于，该第一调制解调器电路被设置为基于天线分集机制结合该第一基频信号和该第二基频信号。
8.一种通信装置，其特征在于，包含：
第一天线和第二天线，用于为多进多出技术接收第一射频信号和第二射频信号；
第三天线，用于为第二通信技术接收第三射频信号；
通信电路，耦接于该第一天线、该第二天线和该第三天线，该通信电路包含：
第一射频收发器和第二射频收发器，用于下变频该第一射频信号和该第二射频信号；
第三射频收发器，用于下变频该第三射频信号；
第一基频收发器，耦接于该第一射频收发器，用于数字化下变频的第一射频信号以输出第一基频信号；
第二基频收发器，耦接于该第二射频收发器和该第三射频收发器，用于依据选择信号来数字化下变频的第二射频信号或下变频的第三射频信号其中之一以输出第二基频信号；
第一调制解调器电路，耦接于该第一基频收发器和该第二基频收发器，用于使用多进多出技术来数字处理该第一基频信号和该第二基频信号；以及
第二调制解调器电路，耦接于该第二基频收发器，用于使用该第二通信技术来数字处理该第二基频信号。
9.如权利要求8所述的通信装置，其特征在于，还包含：
晶体振荡器，耦接于该通信电路，用于提供普通时钟源信号；
其中该通信电路还包含第一锁相环电路和第二锁相环电路，耦接于该第一射频收发器和该第二射频收发器，用于接收普通时钟源信号以分别产生供该第一射频收发器和该第二射频收发器使用的第一时钟信号以及供该第三射频收发器使用的第二时钟信号；以及
该第一时钟信号和该第二时钟信号具有不同的时钟频率。
10.如权利要求9所述的通信装置，其特征在于，该通信电路还包含：
第三锁相环电路，耦接于该第一调制解调器电路，用于接收该普通时钟源信号以产生供该第一调制解调器电路使用的第三时钟信号；以及
频率控制电路，耦接于该第三锁相环电路和该第二调制解调器电路，用于接收该第三时钟信号以基于频率插值产生第四时钟信号，并输出该第四时钟信号至该第二调制解调器电路；以及
该第三时钟信号和第四时钟信号具有不同的时钟频率。
11.如权利要求8所述的通信装置，其特征在于，在一时间点只有该第一调制解调器电路和第二调制解调器电路其中之一被设置为运行。
12.如权利要求8所述的通信装置，其特征在于，当以该多进多出技术运行时，该选择信号设置该第二基频收发器数字化该下变频的第二射频信号。
13.如权利要求8所述的通信装置，其特征在于，当以该第二通信技术运行时，该选择信号设置该第二基频收发器数字化该下变频的第三射频信号。
14.如权利要求8所述的通信装置，其特征在于，该第一调制解调器电路被设置为基于天线分集机制结合该第一基频信号和该第二基频信号。
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