CN104967462A

CN104967462A - 具有干扰源减轻的多标准系统及方法

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Publication number: CN104967462A
Application number: CN201510208281.4A
Authority: CN
Inventors: P·拉亚塞
Original assignee: Intel IP Corp
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2035-02-27
Also published as: CN104967462B; DE102015102816A1; US9655058B2; TWI578823B; TW201607351A; DE102015102816B4; US20150282099A1

Abstract

本发明涉及具有干扰源减轻的多标准系统及方法。公开了一种使用多种通信技术进行并发通信的系统。该系统包括发送子单元、接收子单元和控制单元。发送子单元配置为生成发送信号。接收子单元配置为接收信号。控制单元耦合到发送子单元和接收子单元，且配置为确定发送信号和接收信号之间串扰的存在或可能性。此外，控制单元配置为降低发送子单元的功率以减轻串扰。

Description

具有干扰源减轻的多标准系统及方法

背景技术

一般来说，通信系统利用特定技术来交换信息。在第一设备处，发射机使用特定技术来生成并发送通信信号。在第二设备处，接收机使用特定技术来接收通信信号。

然而，被限于仅单一技术的通信设备可能有问题。例如，使用不同的通信技术的其他设备不能够与第一和第二设备进行通信。

一种用来克服这种限制的技术是将第一和第二通信技术整合到单个设备中。这允许该单个设备与使用两种技术中的任一技术的其他设备进行通信。

然而，将不同通信技术整合到单个设备中可能引入低效、引入噪声并削弱性能。

附图说明

图1是示出具有用于并发通信的多种通信技术的通信系统的框图。

图2是示出具有用于并发通信的两种通信技术的通信系统的框图。

图3A是示出作为通信系统一部分的发送子单元的附图。

图3B是示出作为通信系统一部分的接收子单元的附图。

图4是示出具有用于并发通信的多种通信技术的收发机系统的附图。

图5是示出针对使用多种通信技术的通信系统减轻干扰或串扰的方法的流程图。

具体实施方式

参考附图的各图来描述本公开的系统和方法，在各图中，相似的附图标记自始至终用以指代相似的元件，并且在各图中，示出的结构和设备不一定是按比例绘制的。

设备，诸如智能电话和平板电脑，依赖于通信以给用户提供良好的体验。为了提升该体验，可以并发地使用多种通信技术。例如，两种公共通信技术或标准是蓝牙和WiFi(无线互联网)。利用蓝牙和WiFi的设备可以在更多的地方且与仅使用这些技术之一的更多设备进行通信。

使用多种通信技术的挑战是并发性或TX/TX并发性问题。并发性问题是由于在单个设备上使用多种技术之间的干扰而发生的。例如，在相同的带宽中操作(例如，操作在相同的2.4GHz频带中的WiFi和蓝牙)逐渐形成并发性问题。

特别地，当两种不同的通信技术被并行操作时，串扰或干扰可能出现。来自一种技术的发送信号的噪声(诸如毛刺、带外噪声等)可能落入第二技术的接收频带并使第二技术的接收降级。

图1是示出具有用于并发通信的多种通信技术的通信系统100的框图。多种通信技术共享发送链的至少一部分以减轻并发性问题并促进通信。

系统100是通信系统且可以被整合为设备的一部分。系统100可以具有其他部件，但为了图示的目的仅以降低的复杂度示出。

系统100包括控制单元110、多个子单元104和一个或更多发送/接收链108。系统100可以是片上系统(SoC)设备的一部分，且用于通信和/或移动电话应用。子单元104用于通过不同的通信技术发送/接收信息。这些技术可以与特定标准相关，该特定标准包括但不限于GSM、UMTS、蓝牙、FM无线电、WiFi等。

发送/接收链108耦合到子单元104。然而，可以理解的是，子单元也可以是链108的一部分。子单元104中的多于1个可以利用链108中的单个发送/接收链。发送/接收链108配置为针对子单元104发送和/或接收信息信号。链108可以配置为通过一个或多个天线(未示出)来变换信息信号。

子单元104配置为并行操作。因此，例如，一个子单元可以进行发送，而另一子单元进行接收。如果子单元使用不同通信技术，则可能出现发送子单元和接收子单元之间的串扰或干扰。来自发送子单元的发送信号的毛刺或带外噪声可能落入接收子单元的接收信号的接收频带。这使接收信号和/或灵敏度降级。

控制单元110耦合到子单元104。控制单元110配置为识别潜在串扰条件。一旦被识别，控制单元110配置为使造成问题的子单元以所确定的量降低或调整功率。在一个示例中，所确定的量是几个dB。所确定的量是接收子单元的接收信号强度的函数。因此，针对不同的通信技术，并发通信能够进行。

在一个示例中，子单元104中的发送子单元使用与蓝牙标准相关的通信技术进行发送，并且子单元104中的接收子单元使用利用UMTS的通信技术进行接收。这种技术的频谱在发送(载波)频率的小部分量处具有毛刺。因此，当发送子单元被操作在频率f_c，BT处时，毛刺可能出现在：

f_spur＝(M/N)×f_c，BT，其中M和N表示整数。

f_spur＝f_c，BT+/-N×f_const，其中N表示整数并且f_const表示常量频率值。在一个示例中，f_const是参考时钟的值，诸如26MHz。

f_spur＝N×f_const，其中N表示整数并且f_const表示常量频率值。在一个示例中，f_const是参考时钟的值，诸如26MHz。

蓝牙应用信道跳跃，并被操作在ISM频带(2402MHz，信道0，到2480MHz，信道78)中。当蓝牙在高信道号处发送时，毛刺可能出现在UMTS RX频带(2110-2170MHz)中并使接收子单元(UMTS接收机)的灵敏度降级。

示例：对于M＝6和N＝7，蓝牙TX毛刺出现在f_spur＝(6/7)×f_c，BT＝2058.86……2125.71MHz处，其部分地落入UMTS RX频带I(2110-2170MHz)。

因此，对于这个示例，控制单元110可以通过检查接收子单元使用的带宽来识别串扰的可能性，并查看毛刺是否落入其内。如果是，控制单元110调整发送子单元的发送功率，并且这两个子单元能够并发地操作。

用于维持并行通信之间的并发通信的其他方法包括高线性度、外部滤波部件和掩蔽。高线性度要求：发送子单元以足够高的线性度操作以便减轻串扰。然而，这导致更高的电流，且因此导致更高的功耗。此外，较高的线性度可能未充分地减少串扰以允许并发通信。外部滤波方法依赖于发送信号的外部滤波器以衰减发送信号的带外分量。通常，需要高滤波器阶，这是因为不同标准的频带的距离对于对数标度来说较小。另外，外部滤波方法需要附加部件，其增加了系统成本并消耗了印刷电路板(PCB)上的面积。掩蔽方法涉及针对发送子单元去除或掩蔽所选择的或关键的发送频率。然而，这可能基本上减慢传输。

图2是示出具有用于并发通信的两种通信技术的通信系统200的框图。该系统调整发送信号的功率以减轻使用不同的通信技术的接收信号的降级。系统200还是上面描述的系统100的变形的示例。

系统200包括子单元A 204、子单元B 206、控制单元110、发送链208和接收链210。子单元A 204配置为生成发送信号210，并使用基于第一标准的第一通信技术。子单元B 206配置为使用基于第二标准的第二通信技术来对接收信号214进行接收，其中，所述第二标准不同于所述第一标准。在一个示例中，第一标准是蓝牙并且第二标准是UMTS。在这个示例中，子单元A 204被描述为发送子单元并且子单元B 206被描述为接收子单元。然而，可以理解的是，子单元204和206可以配置为执行发送、接收或这两者。例如，在一种变形中，子单元A 204被配置为接收子单元，并且子单元B 206被配置为发送子单元。

发送信号210被提供给发送链208，发送链208被配置为将该发送信号210传送到系统200的外部。接收信号214由接收链210提供，通常来自系统200外部的源。在本示例中，串扰222潜在地从发送链208生成并进入接收链210，且影响接收信号214。除非被减轻，串扰222使接收信号214降级，和/或降低子单元B 206的灵敏度。

控制单元110耦合到子单元A 204和子单元B 206。控制单元110配置为识别来自由子单元A 204对发送信号210的生成的、影响由子单元B 206获得的接收信号214的潜在串扰222。为了减轻潜在串扰222，控制单元110被配置为通过降低增益信号218将发送信号210的功率降低所确定的量。控制单元110通过信号216分析来自子单元A 204的信息并通过信号220分析来自子单元B 206的信息。信号216涉及子单元A 204所使用的通信技术和/或标准。另外，信号216也可以包括发送信号210的毛刺频率等等。来自子单元B 206的信号220包括被子单元B 206用于接收的通信技术和/或标准。另外，信号220可以包括接收信号214的载波频率、接收信号214的带宽等。

子单元A 204接收降低增益信号218并将其增益降低所确定的量，所确定的量被包括在降低增益信号218中。降低的增益减轻了发送信号210的毛刺频率的生成，这进而减轻了串扰222。

图3A和3B以附加细节描绘了子单元。为了便于理解，结合图2和系统200对这些子单元进行描述。

图3A是示出作为通信系统一部分的发送子单元的附图。该子单元是图2的子单元A 204。这里，以附加细节描述了子单元204。然而，可以理解的是，变形是可想到的。

子单元A 204包括混频器324和增益可调整放大器332。混频器324接收信息信号332和发送载波频率信号326。应当指出，发送载波频率信号326也被提供给控制器110。混频器324将信号332与发送载波频率信号326进行混频以生成混频输出信号。

放大器332从混频器324接收混频输出信号，并应用所选择的增益，以生成发送信号210。放大器332可配置为在生成发送信号210时修改其增益。所选择的增益由降低增益信号218修改或设置。如上所述，存在于发送信号210中的毛刺导致潜在串扰222。

图3B是示出作为通信系统一部分的接收子单元的附图。该子单元是图2的子单元B 206。这里，以附加细节描述了子单元206。然而，可以理解的是，其他变形是可想到的。

子单元206包括混频器330。混频器330接收接收信号214以及B发送载波频率328。基于其输入，混频器330获得经处理的接收信号334。B发送载波频率328也被提供给控制单元110。

串扰222的存在可能使接收信号214降级，并降低接收子单元206的灵敏度。

如上所述，控制单元110通过以所确定的量修改发送单元的增益来减轻串扰的生成。

控制单元110根据下面的公式来确定是否存在申扰的可能性：

|S_{spur，TX_A}-f_{RX_B}|≤0.5·B_{WRX_B} (等式1)

其中，S_{spur，TX_A}是发送信号210的毛刺；

S_{TX_A}是子单元A 204期望的发送信号210；

总体发送信号210包括S_{TX_A}和S_{spur，TX_A}；

S_{TX_B}是期望的接收信号；

F_{TX_A}是发送信号210的载波频率326；

F_{RX_B}是接收信号214的载波频率；以及

B_{WRX_B}是接收信号214的带宽。

如果满足或达到等式1，则控制单元110确定存在潜在串扰222。然后，控制单元110使用降低增益信号218来降低发送子单元的发送功率。控制单元110配置为确定降低的功率和增益的量，且然后修改降低增益信号218以提供降低的功率。通常，几个dB的降低的功率或增益就足够。

图4是示出具有用于并发通信的多种通信技术的收发机系统400的附图。系统400可以整合上述系统，并可以是通信设备的一部分。系统400配置为利用多种通信技术，诸如UMTS和蓝牙。然而，可以理解的是，包括使用其他通信技术的系统400的变形是可想到的。

路径402和404被配置为用于利用接收天线406或其他合适接收机制接收信号的接收路径。路径402配置为接收UMTS信号，并且路径404配置为接收蓝牙信号。路径或链402和404包括或整合接收子单元，诸如上述子单元206。例如，路径402被示出为包括低噪声放大器(LNA)416、混频器418、滤波器420、模数转换器(ADC)422和解调器424。对于路径402。在一个示例中，接收子单元包括混频器418。接收路径402和404通过数字信号处理器426向处理电路428提供接收数据。

路径408和410被配置为用于使用天线412或其他合适发送机制发送信号的发送路径。在这个示例中，路径408配置为发送UMTS信号，并且路径410配置为发送蓝牙信号。路径或链408和410包括或整合发送子单元，诸如上述子单元204。例如，路径410被示出为具有数模转换器(DAC)432、调制器434和可调整增益功率放大器(PA)436。因此，在一个示例中，发送子单元包括功率放大器(PA)436。发送路径408和410发送由处理电路428通过数字信号处理器430提供的数据。

路径402、404、408和410可以被配置用于其他通信技术，包括但不限于UMTS、蓝牙、WiFi、LTE、WiMax等。

控制逻辑110配置为控制路径和针对路径而使用的通信技术。控制逻辑110可以连接到路径内的各个部件，诸如功率放大器436。控制逻辑110配置为识别发送路径和接收路径之间的潜在串扰。一旦被识别，控制逻辑110通过调整发送路径410和408中的一个或多个的功率水平或增益来减轻串扰的发生。例如，控制逻辑110可以向功率放大器436提供降低增益信号以调整路径410的发送功率。

图5是示出针对使用多种通信技术的通信系统减轻干扰或串扰的方法500的流程图。

该方法开始于块502处，其中发送子单元配置为生成使用发送载波频率和第一通信技术的发送信号。子单元可以是例如上面关于系统100和200描述的子单元之一。通过将输入信号与发送载波频率进行混频来获得发送信号。第一通信技术与下述标准相关，该标准包括但不限于GSM、UMTS、蓝牙、FM无线电、WiFi等。

在块504处，接收子单元配置为接收使用第二发送载波频率和第二通信技术的信号。接收子单元也可以是例如上面关于系统100和200描述的子单元之一。第二通信技术与下述标准相关，该标准包括但不限于GSM、UMTS、蓝牙、FM无线电、WiFi等。

在块506处，在发送子单元开始发送并且接收子单元开始接收之前，控制单元确定是否存在潜在串扰。控制单元获得关于发送子单元和接收子单元的信息，包括但不限于：接收子单元/信号带宽、第二(接收)通信技术的载波频率、第一(发送)通信技术的载波频率和第一(发送)通信技术的毛刺频率。在一个示例中，上述等式1用于通过将第二(接收)通信技术的载波频率和毛刺频率的差与阈值进行比较来检测潜在串扰的存在。该阈值基于第二(接收)通信技术的带宽乘以因子或系数，诸如0.5。

在存在潜在串扰时，在块508处，控制单元确定降低发送子单元的发送功率的量。该量是从上述的包括载波频率、带宽等的因素导出的。通常，该量相对较小，诸如几个分贝。该量被选择以在维持发送信号的合适传输效率的同时减轻潜在串扰。

在块510处，以所确定的量降低发送子单元的发送功率。因此，减轻了串扰的存在，并且可以在没有来自串扰和/或发送频率毛刺的实质降级的情况下对接收信号进行接收。

在块512处，发送子单元发起对发送信号的生成，并且接收子单元开始对接收信号进行接收。一般通过调整诸如上面描述的放大器增益，以降低的功率执行发送信号生成。此外，在没有由于串扰、毛刺等而导致的实质噪声的情况下对接收信号进行接收。可以理解，替代的方法和系统包括：在生成发送信号的发起之后降低或调整发送功率。

尽管本文所提供的方法被示出和描述为一系列的动作或事件，但是本公开不受这些动作或事件的所示出的排序所限。例如，除了本文示出和/或描述的那些外，一些动作可以按不同顺序和/或与其他动作或事件并发地进行。此外，并非所有示出的动作都是必需的，并且波形形状仅是说明性的，并且其他波形可以与示出的那些波形显著不同。此外，本文描绘的动作中的一个或多个可以在一个或多个分离的动作或阶段中被执行。

应当指出，所要求保护的主题可以被实现为下述方法、装置或制造品，其使用标准编程和/或工程技术以产生软件、固件、硬件或其任意组合，以便控制计算机实现所公开的主题(例如，上面示出的系统是可以用于实现所公开的方法和/或其变形的电路的非限制性示例)。本文使用的术语“制造品”意图包含从任何计算机可读设备、载体或介质可访问的计算机程序。本领域技术人员将认识到，在不脱离所公开的主题的范围或精神的情况下，可以对这种配置进行许多修改。

示例可以包括主题，诸如：一种方法；用于执行该方法的动作或块的装置；至少一种包括指令的机器可读介质，该指令当由机器执行时使得该机器执行该方法的动作；或者根据本文描述的实施例和示例的用于使用多种通信技术进行并发通信的装置或系统。

示例1是一种用于使用多种通信技术进行并发通信的系统。该系统包括发送子单元、接收子单元和控制单元。发送子单元配置为生成发送信号。接收子单元配置为对接收信号进行接收。控制单元耦合到发送子单元和接收子单元，并配置为确定发送信号和接收信号之间串扰的存在或可能性。此外，控制单元配置为降低发送子单元的功率以减轻串扰。

示例2是包括示例1主题的系统，其中发送子单元包括第一通信技术并且接收子单元包括第二通信技术。第二通信技术不同于第一通信技术。

示例3是包括示例2主题的系统，其中第一通信技术是蓝牙并且第二通信技术是UMTS。

示例4是包括示例1-3主题的系统，包括或省略特征，其中控制单元使用或者具有第一通信技术和第二通信技术以确定串扰的存在。

示例5是包括示例1-4主题的系统，包括或省略特征，其中发送信号包括期望的信号和毛刺信号。

示例6是包括示例1-5主题的系统，包括或省略特征，其中发送子单元包括耦合到发送载波频率和增益可调整放大器的混频器，增益可调整放大器配置为接收混频器的输出并生成发送信号。

示例7是包括示例1-6主题的系统，包括或省略特征，其中控制单元配置为确定降低的增益，根据降低的增益生成降低增益信号，并向发送子单元提供降低增益信号。

示例8是包括的示例1-7主题的系统，包括或省略特征，其中控制单元配置为根据一个或多个因素确定串扰的存在。所述一个或多个因素包括下述一个或多个：发送信号的载波频率、接收信号的载波频率、接收信号的带宽、发送信号的频率毛刺、以及恒定频率。

示例9是包括的示例1-8主题的系统，包括或省略特征，其中，还包括耦合到发送子单元的发送链和耦合到接收子单元的接收链。

示例10是包括示例1-9主题的系统，包括或省略特征，其中接收单元包括配置为对接收信号和接收载波频率进行接收的混频器。

示例11是包括示例1-10主题的系统，包括或省略特征，其中发送子单元配置为接收第二接收信号。

示例12是包括示例1-11主题的系统，包括或省略功能，还包括一个或多个附加子单元。

示例13是一种用于使用多种通信技术进行并发通信的系统。该系统包括多个子单元以及控制单元。所述多个子单元能够配置用于发送或接收。控制单元耦合到所述多个子单元。控制单元配置为识别所述多个子单元中的发送子单元和所述多个子单元中的接收子单元之间的并发通信。此外，控制单元配置为确定在接收子单元的接收带宽内发送子单元的发送频率毛刺的存在。

示例14是包括示例13主题的系统，包括或省略特征，其中发送信号包括期望的信号和毛刺信号。

示例15是包括示例13-14主题的系统，包括或省略特征，其中发送子单元包括第一通信技术并且接收子单元包括第二通信技术。第二通信技术不同于第一通信技术。

示例16是包括示例13-15主题的系统，包括或省略特征，其中该系统还包括耦合到所述多个子单元的发送/接收链。

示例17是一种操作使用多种通信技术进行并发通信的系统的方法。发送单元配置为生成发送信号。接收单元配置为对接收信号进行接收。控制单元确定发送单元和接收单元之间是否存在潜在串扰。确定发送单元的降低功率量。

示例18是包括示例17主题的方法，包括或省略特征，并且包括以降低功率量调整发送单元。

示例19是包括示例17-18主题的方法，包括或省略特征，并且包括在以降低功率量调整发送单元之后由发送单元生成发送信号。

示例20是包括示例17-19主题的方法，包括或省略特征，并且包括配置接收单元以对接收信号进行接收，包括与发送单元不同的通信技术。

尽管已经关于一个或多个实施方式示出和描述本发明，但是在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下可以对示出的示例进行更改和/或修改。例如，尽管本文描述的发送电路/系统可能已被示为发射机电路，但是本领域普通技术人员将理解，本文所提供的本发明也可以被应用到收发机电路。

此外，特别是关于由以上描述的部件或结构(组件、设备、电路、系统等)执行的各种功能，用于描述这些部件的术语(包括对“装置”的引用)意图对应于执行所描述的部件(例如，在功能上等同)的指定功能的任何部件或结构，除非另有指示，即便在结构上不等同于执行本发明的本文所示示例性实施方式中的功能的所公开的结构。该任何部件或结构包括执行指令以执行各种功能的至少部分的处理器。此外，尽管本发明的特定特征可能已经关于若干实施方式中的仅一个而公开，但是如针对任何给定或特定的应用而可能期望和有利的那样，这种特征可以与其他实施方式的一个或多个其他特征组合。

此外，就术语“包含”、“包括”、“含有”、“具有”、“带有”或其变形在具体实施方式和权利要求书中使用而言，这样的术语意图以与术语“由……组成”类似的方式为包括性的。

Claims

1.一种使用多种通信技术进行并发通信的系统，包括：

发送子单元，配置为生成发送信号；

接收子单元，配置为对接收信号进行接收；以及

控制单元，耦合到发送单元和接收子单元，且配置为确定发送信号和接收信号之间串扰的存在并降低发送子单元的功率以减轻串扰。

2.如权利要求1所述的系统，其中发送子单元包括第一通信技术并且接收子单元包括第二通信技术，其中第二通信技术不同于第一通信技术。

3.如权利要求2所述的系统，其中第一通信技术是蓝牙并且第二通信技术是UMTS。

4.如权利要求2所述的系统，其中控制单元包括第一通信技术和第二通信技术以确定串扰的存在。

5.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其中发送信号包括期望的信号和毛刺信号。

6.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其中发送子单元包括耦合到发送载波频率和增益可调整放大器的混频器，增益可调整放大器配置为接收所述混频器的输出并生成发送信号。

7.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其中，控制单元配置为确定降低的增益，根据降低的增益生成降低增益信号，并将降低增益信号提供给发送子单元。

8.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其中控制单元配置为根据一个或多个因素确定串扰的存在，其中所述一个或多个因素包括下述一个或多个：发送信号的载波频率、接收信号的载波频率、接收信号的带宽、发送信号的频率毛刺、和恒定频率。

9.如权利要求1-4中任一项所述的系统，还包括耦合到发送子单元的发送链和耦合到接收子单元的接收链。

10.一种使用多种通信技术进行并发通信的系统，包括：

配置为发送或接收的多个子单元；以及

控制单元，耦合到所述多个子单元，且配置为识别所述多个子单元中的发送子单元和所述多个子单元中的接收子单元之间的并发通信，并确定在接收子单元的接收带宽内发送子单元的发送频率毛刺的存在。

11.如权利要求10所述的系统，其中控制单元配置为确定发送子单元的降低功率以减轻发送子单元和接收子单元之间的串扰。

12.如权利要求10-11中任一项所述的系统，其中发送子单元包括第一通信技术并且接收子单元包括第二通信技术，第二通信技术不同于第一通信技术。

13.一种操作使用多种通信技术进行并发通信的系统的方法，该方法包括：

配置发送单元以生成发送信号；

配置接收单元以对接收信号进行接收；

通过控制单元确定发送单元和接收单元之间是否存在潜在串扰；以及

确定发送单元的降低功率量。

14.如权利要求13所述的方法，还包括：以降低功率量调整发送单元。

15.如权利要求13-14中任一项所述的方法，还包括：在以降低功率量调整发送单元之后由发送单元生成发送信号。