CN105577260B - 具有放大器后滤波器的分集接收机前端系统 - Google Patents

具有放大器后滤波器的分集接收机前端系统 Download PDF

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Abstract

具有放大器后滤波器的分集接收机前端系统。一种接收系统可包括控制器，其配置为选择性激活第一复用器的输入和第二复用器的输出之间的多个路径中的一个或多个。所述接收系统还可包括多个放大器。所述多个放大器中的每个可沿所述多个路径中的对应一个路径设置，并且可配置为放大在所述放大器处接收到的信号。所述接收系统可包括第一多个带通滤波器。所述第一多个带通滤波器中的每个可沿所述多个路径中的对应一个路径设置在所述多个放大器中的对应一个放大器的输出处，并且可配置为将在所述带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带。

Description

具有放大器后滤波器的分集接收机前端系统
相关申请的交叉引用
本申请主张2014年10月31日提交的题为“DIVERSITY RECEIVER FRONT ENDSYSTEM”的美国临时申请第62/073,043号、2014年11月10 日提交的题为“DIVERSITYRECEIVER ARCHITECTURE HAVING PRE AND POST LNA FILTERS FOR SUPPORTING CARRIERAGGREGATION”的美国临时申请第62/077,894号、2015年06月01日提交的题为“DIVERSITYRECEIVER FRONT END SYSTEM WITH VARIABLE-GAIN AMPLIFIERS”的美国申请第14/727,739号、以及2015年06月10日提交的题为“DIVERSITY RECEIVER FRONT END SYSTEM WITHPOST-AMPLIFIER FILTERS”的美国申请第14/735,482号的优先权，其每个的公开内容特此通过引用而明确地整体合并于此。
技术领域
本申请总体上涉及具有一个或多个分集接收天线的无线通信系统。
背景技术
在无线通信应用中，大小、成本和性能是对于给定产品而言可能重要的因素的例子。例如，为了提升性能，诸如分集接收天线和相关联的电路系统之类的无线部件正变得更流行。
在许多射频(RF)应用中，分集接收天线被安置得物理上远离主天线 (primaryantenna)。当两个天线同时都被使用时，收发机可处理来自两个天线的信号以提高数据吞吐量。
发明内容
根据一些实施方式，本申请涉及一种接收系统，其包括控制器，所述控制器配置为选择性激活第一复用器的输入和第二复用器的输出之间的多个路径中的一个或多个。所述接收系统可包括多个放大器。所述多个放大器中的每个可沿所述多个路径中的对应一个路径设置，并且可配置为放大在所述放大器处接收到的信号。所述接收系统可包括第一多个带通滤波器。所述第一多个带通滤波器中的每个可沿所述多个路径中的对应一个路径设置在所述多个放大器中的对应一个放大器的输出处，并且可配置为将在所述带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带。
在一些实施例中，所述接收系统还可包括第二多个带通滤波器。所述第二多个带通滤波器中的每个可沿所述多个路径中的对应一个路径设置在所述多个放大器中的对应一个放大器的输入处，并且可配置为将在所述带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带。
在一些实施例中，所述第一多个带通滤波器中的沿第一路径设置的一个带通滤波器和所述第二多个带通滤波器中的沿所述第一路径设置的一个带通滤波器可以是互补的。在一些实施例中，所述带通滤波器中的沿所述第一路径设置的一个带通滤波器可以衰减相应频率带以下的频率更甚于所述相应频率带以上的频率，而所述带通滤波器中的沿所述第一路径设置的另一个带通滤波器可以衰减所述相应频率带以上的频率更甚于所述相应频率带以下的频率。
在一些实施例中，所述接收系统还可包括耦接到所述第二复用器的输出并且耦接到包括下游复用器的下游模块的传输线路。在一些实施例中，所述下游模块不包括下游带通滤波器。在一些实施例中，所述下游复用器包括采样开关。在一些实施例中，所述下游模块可包括一个或多个下游放大器。在一些实施例中，所述一个或多个下游放大器的数目可以少于所述多个放大器的数目。
在一些实施例中，所述多个放大器中的至少一个可包括低噪声放大器。
在一些实施例中，所述接收系统还可包括一个或多个可调匹配电路，其设置在所述第一复用器的输入和所述第二复用器的输出中的一个或多个处。
在一些实施例中，所述控制器可配置为基于由所述控制器接收到的频带选择信号来选择性激活所述多个路径中的一个或多个路径。在一些实施例中，所述控制器可配置为通过向所述第一复用器发送分离器控制信号和向所述第二复用器发送组合器控制信号来选择性激活所述多个路径中的一个或多个。
在一些实施方式中，本申请涉及一种射频(RF)模块，其包括配置为容纳多个部件的封装衬底。所述RF模块还包括实施在所述封装衬底上的接收系统。所述接收系统包括控制器，其配置为选择性激活第一复用器的输入和第二复用器的输出之间的多个路径中的一个或多个。所述接收系统还包括多个放大器。所述多个放大器中的每个可沿所述多个路径中的对应一个路径设置并且可配置为放大在所述放大器处接收到的信号。所述接收系统还包括第一多个带通滤波器。所述第一多个带通滤波器中的每个可沿所述多个路径中的对应一个路径设置在所述多个放大器中的对应一个放大器的输出处，并且可配置为将在所述带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带。
在一些实施例中，所述RF模块可以是分集接收机前端模块(FEM)。
在一些实施例中，所述接收系统还可包括第二多个带通滤波器。所述第二多个带通滤波器中的每个可沿所述多个路径中的对应一个路径设置在所述多个放大器中的对应一个放大器的输入处并且可配置为将在所述带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带。
在一些实施例中，所述多个路径可包括模块外路径，其包括模块外带通滤波器以及所述多个放大器中的一个放大器。
根据一些教导，本申请涉及一种无线装置，其包括配置为接收第一射频 (RF)信号的第一天线。所述无线装置还包括与所述第一天线通信的第一前端模块(FEM)。所述第一FEM包括配置为容纳多个部件的封装衬底。所述第一FEM还包括实施在所述封装衬底上的接收系统。所述接收系统包括控制器，其配置为选择性激活第一复用器的输入和第二复用器的输出之间的多个路径中的一个或多个。所述接收系统还包括多个放大器。所述多个放大器中的每个可沿所述多个路径中的对应一个路径设置，并且可配置为放大在所述放大器处接收到的信号。所述接收系统还包括第一多个带通滤波器。所述第一多个带通滤波器中的每个可沿所述多个路径中的对应一个路径设置在所述多个放大器中的对应一个放大器的输出处，并且可配置为将在所述带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带。所述无线装置还包括通信模块，其配置为经由传输线路从所述输出接收所述第一RF信号的处理版本并且基于所述第一RF信号的处理版本生成数据比特。
在一些实施例中，所述无线装置还包括配置为接收第二射频(RF)信号的第二天线和与所述第二天线通信的第二FEM。所述通信模块可配置为从所述第二FEM的输出接收所述第二RF信号的处理版本，并且基于所述第二 RF信号的处理版本生成数据比特。
在一些实施例中，所述接收系统还包括第二多个带通滤波器。所述第二多个带通滤波器中的每个可沿所述多个路径中的对应一个路径设置在所述多个放大器中的对应一个放大器的输入处，并且可配置为将在所述带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带。
附图说明
图1示出具有耦接到主天线和分集天线的通信模块的无线装置。
图2示出包括分集接收机(DRx)前端模块(FEM)的DRx配置。
图3示出在一些实施例中，分集接收机(DRx)配置可包括具有与多个频率带相对应的多个路径的DRx模块。
图4A示出在一些实施例中，分集接收机配置可包括具有设置在多个放大器的输出处的多个带通滤波器的分集接收机(DRx)模块。
图4B示出在一些实施例中，分集接收机配置可包括比分集接收机(DRx) 模块具有更少放大器的分集RF模块。
图5示出在一些实施例中，分集接收机配置可包括耦接到模块外 (off-module)滤波器的DRx模块。
图6示出在一些实施例中，分集接收机配置可包括具有可调(tunable) 匹配电路的DRx模块。
图7示出具有这里描述的一个或多个特征的模块。
图8示出具有这里描述的一个或多个特征的无线装置。
具体实施方式
这里提供的小标题(如果有的话)仅是为了便利，而不一定影响要求保护的发明的范围或意义。
图1示出具有耦接到主天线130和分集天线140的通信模块110的无线装置100。通信模块110(及其组成部件)可被控制器120控制。通信模块 110包括配置为在模拟射频(RF)信号和数字数据信号之间进行转换的收发机112。为此，收发机112可包括数模转换器、模数转换器、用于将基带模拟信号调制到载频或者从载频解调基带模拟信号的本机振荡器、用于在数字采样和数据比特(例如，话音或其它类型的数据)之间进行转换的基带处理器、或其它部件。
通信模块110还包括耦接在主天线130和收发机112之间的RF模块114。因为RF模块114可物理上接近主天线130以减小归因于线缆损耗(cable loss) 的衰减，所以RF模块114可被称为前端模块(FEM)。RF模块114可对从主天线130接收的模拟信号执行处理以用于收发机112，或者对从收发机112 接收的模拟信号执行处理以用于经由主天线130进行发射。为此，RF模块 114可包括滤波器、功率放大器、频带选择开关、匹配电路、以及其它部件。类似地，通信模块110包括耦接在分集天线140和收发机112之间的执行类似处理的分集RF模块116。
当信号被发送到无线装置时，该信号可在主天线130和分集天线140两者处被接收。主天线130和分集天线140可物理上间隔开，使得在主天线130 和分集天线140处接收的信号具有不同的特性。例如，在一实施例中，主天线130和分集天线140可接收具有不同衰减、噪声、频率响应或相移的信号。收发机112可使用具有不同特性的两个信号来确定与信号对应的数据比特。在一些实施方式中，收发机112基于特性从主天线130和分集天线140之间进行选择，例如选择具有最高信噪比的天线。在一些实施方式中，收发机112 组合来自主天线130和分集天线140的信号以提高组合信号的信噪比。在一些实施方式中，收发机112处理信号以执行多输入/多输出(MIMO)通信。
因为分集天线140与主天线130物理上间隔开，所以分集天线140通过诸如线缆或印刷电路板(PCB)迹线(trace)之类的传输线路135耦接到通信模块110。在一些实施方式中，传输线路135是有损耗的并且在分集天线 140处接收到的信号到达通信模块110之前使其衰减。因此，在一些实施方式中，如下所述，增益被应用到在分集天线140处接收到的信号。增益(以及其它模拟处理，诸如滤波)可通过分集接收机模块来被应用。因为这样的分集接收机模块可以定位得物理上接近分集天线140，所以其可称为分集接收机前端模块。相反，经由传输线路135耦接到分集天线140的分集RF模块116可被称为后端模块或下游模块。
图2示出包括分集接收机(DRx)前端模块(FEM)210的DRx配置 200。DRx配置200包括分集天线140，其配置为接收分集信号并且提供该分集信号给DRx FEM 210。DRx FEM 210配置为对从分集天线140接收的分集信号执行处理。例如，DRx FEM 210可配置为将分集信号滤波到例如控制器120所指示的一个或多个激活频率带。作为另一示例，DRx FEM 210 可配置为放大分集信号。为此，DRx FEM 210可包括滤波器、低噪声放大器、频带选择开关、匹配电路、以及其它部件。
DRx FEM 210经由传输线路135将处理后的分集信号发送到分集RF (D-RF)模块116，其将进一步处理后的分集信号馈送(feed)到收发机112。分集RF模块116(以及，在一些实施方式中，收发机112)由控制器120控制。在一些实施方式中，控制器120可以实施在收发机112内。
图3示出在一些实施例中，分集接收机(DRx)配置300可包括具有与多个频率带相对应的多个路径的DRx模块310。DRx配置300包括配置为接收分集信号的分集天线140。在一些实施方式中，分集信号可以是包括调制到单个频率带上的数据的单频带信号。在一些实施方式中，分集信号可以是包括调制到多个频率带上的数据的多频带信号(也称为频带间载波聚合信号)。
DRx模块310具有接收来自分集天线140的分集信号的输入以及(经由传输线路135和分集RF模块320)提供处理后的分集信号给收发机330的输出。DRx模块310的输入馈送到第一复用器(MUX)311的输入中。第一复用器311包括多个复用器输出，其每个对应于DRx模块310的输入和输出之间的路径。每个路径可对应于相应的频率带。DRx模块310的输出由第二复用器312的输出提供。第二复用器312包括多个复用器输入，其每个对应于DRx模块310的输入和输出之间的路径之一。
频率带可以是诸如UMTS(通用移动通信系统)频率带之类的蜂窝频率带。例如，第一频率带可以是在1930兆赫兹(MHz)和1990MHz之间的 UMTS(通用移动通信系统)下行链路或“Rx”频带2，而第二频率带可以是在869MHz和894MHz之间的UMTS下行链路或“Rx”频带5。可以使用其它下行链路频率带，诸如下面在表1中描述的那些或其它非UMTS频率带。
在一些实施方式中，DRx模块310包括DRx控制器302，其接收来自控制器120(也称为通信控制器)的信号并且基于接收的信号来选择性地激活输入和输出之间的多个路径中的一个或多个。在一些实施方式中，DRx模块 310不包括DRx控制器302，并且控制器120直接选择性激活多个路径中的一个或多个。
如上所述，在一些实施方式中，分集信号是单频带信号。因此，在一些实施方式中，第一复用器311是单刀多掷(SPMT)开关，其基于从DRx控制器302接收到的信号将分集信号路由到多个路径中的与单频带信号的频率带对应的一个路径。DRx控制器302可基于DRx控制器302从通信控制器 120接收到的频带选择信号来生成信号。类似地，在一些实施方式中，第二复用器312是SPMT开关，其基于从DRx控制器302接收到的信号来路由来自多个路径中的与单频带信号的频率带对应的一个路径的信号。
如上所述，在一些实施方式中，分集信号是多频带信号。因此，在一些实施方式中，第一复用器311是频带分离器，其基于从DRx控制器302接收到的分离器控制信号将分集信号路由到多个路径中的与多频带信号的两个或更多频率带对应的两个或更多路径。频带分离器的功能可实施为SPMT 开关、双工器(diplexer)滤波器、或这些器件的某种组合。双工器可用三工器、四工器、或者配置为将在DRx模块310的输入处接收到的输入信号分离沿多个路径传播的处于相应多个频率带处的多个信号的任何其它复用器来替代。
类似地，在一些实施方式中，第二复用器312是频带组合器，其基于从 DRx控制器302接收到的组合器控制信号组合来自多个路径中的与多频带信号的两个或更多频率带对应的两个或更多路径的信号。频带组合器的功能可实施为SPMT开关、双工器滤波器、或这些器件的某种组合。DRx控制器 302可基于DRx控制器302从通信控制器120接收到的频带选择信号来生成分离器控制信号和组合器控制信号。
因此，在一些实施方式中，DRx控制器302配置为基于DRx控制器302 (例如，从通信控制器120)接收到的频带选择信号选择性地激活多个路径中的一个或多个路径。在一些实施方式中，DRx控制器302配置为通过发送分离器控制信号到频带分离器和发送组合器控制信号到频带组合器来选择性激活多个路径中的一个或多个路径。
DRx模块310包括多个带通滤波器313a-313d。带通滤波器313a-313d 中的每一个沿多个路径中的对应一个路径设置，并且配置为将在带通滤波器处接收到的信号滤波到多个路径中的所述一个路径的相应频率带。在一些实施方式中，带通滤波器313a-313d还配置为将在带通滤波器处接收到的信号滤波到多个路径中的所述一个路径的相应频率带的下行链路频率子带。DRx 模块310包括多个放大器314a-314d。放大器314a-314d中的每一个沿多个路径中的对应一个路径设置，并且配置为放大在放大器处接收到的信号。
在一些实施方式中，放大器314a-314d是配置为放大其中设置所述放大器的路径的相应频率带内的信号的窄带放大器。在一些实施方式中，放大器 314a-314d可由DRx控制器302控制。例如，在一些实施方式中，放大器 314a-314d中的每个包括使能/禁止输入并且基于在使能/禁止输入处接收到的放大器使能信号而被使能(或禁止)。放大器使能信号可由DRx控制器302 发送。因此，在一些实施方式中，DRx控制器302配置为通过发送放大器使能信号到分别沿多个路径中的一个或多个路径设置的放大器314a-314d中的一个或多个来选择性激活多个路径中的所述一个或多个。在这样的实施方式中，并非由DRx控制器302控制，第一复用器311可以是频带分离器，其路由分集信号到多个路径中的每个；而第二复用器312可以是频带组合器，其组合来自多个路径中的每个路径的信号。然而，在其中DRx控制器302 控制第一复用器311和第二复用器312的实施方式中，DRx控制器302还可使能(或禁止)特定放大器314a-314d，以例如节省电池。
在一些实施方式中，放大器314a-314d是可变增益放大器(VGA)。因此，在一些实施方式中，DRx模块310包括多个可变增益放大器(VGA)，每个VGA沿多个路径中的对应一个路径设置并且配置为以由从DRx控制器302接收到的放大器控制信号所控制的增益来放大在VGA处接收到的信号。
VGA的增益可以是可旁路的、可阶梯变化的、可连续变化的。在一些实施方式中，VGA中的至少一个包括固定增益放大器和可由放大器控制信号控制的旁路开关。旁路开关可(在第一位置)接通固定增益放大器的输入到固定增益放大器的输出之间的线路，使信号旁路过固定增益放大器。旁路开关可(在第二位置)断开所述输入和输出之间的线路，使信号传递通过固定增益放大器。在一些实施方式中，当旁路开关在第一位置时，固定增益放大器被禁止或以其它方式重新配置以适应所述旁路模式。
在一些实施方式中，VGA中的至少一个包括增益可阶梯变化的放大器 (step-variable gain amplifier)，其配置为以放大器控制信号指示的多个配置量之一的增益来放大在VGA处接收到的信号。在一些实施方式中，VGA中的至少一个包括增益可连续变化的放大器(continuously-variable gain amplifier)，其配置为以与放大器控制信号成比例的增益来放大在VGA处接收到的信号。
在一些实施方式中，放大器314a-314d是电流可变放大器(VCA)。VCA 汲取(draw)的电流可以是可旁路的、可阶梯变化的、可连续变化的。在一些实施方式中，VCA中的至少一个包括固定电流放大器和可由放大器控制信号控制的旁路开关。旁路开关可(在第一位置)接通固定电流放大器的输入到固定电流放大器的输出之间的线路，使信号旁路过固定电流放大器。旁路开关可(在第二位置)断开所述输入和输出之间的线路，使信号传递通过固定电流放大器。在一些实施方式中，当旁路开关在第一位置时，固定电流放大器被禁止或以其它方式重新配置以适应所述旁路模式。
在一些实施方式中，VCA中的至少一个包括电流可阶梯变化的放大器 (step-variable current amplifier)，其配置为通过汲取由放大器控制信号指示的多个配置量之一的电流来放大在VCA处接收到的信号。在一些实施方式中，VCA中的至少一个包括电流可连续变化的放大器(continuously-variable current amplifier)，其配置为通过汲取与放大器控制信号成比例的电流来放大在VCA处接收到的信号。
在一些实施方式中，放大器314a-314d是固定增益、固定电流放大器。在一些实施方式中，放大器314a-314d是固定增益、可变电流放大器。在一些实施方式中，放大器314a-314d是可变增益、固定电流放大器。在一些实施方式中，放大器314a-314d是可变增益、可变电流放大器。
在一些实施方式中，DRx控制器302基于在第一复用器311的输入处接收到的输入信号的服务质量度量(metric)来生成放大器控制信号。在一些实施方式中，DRx控制器302基于从通信控制器120接收到的信号来生成放大器控制信号，该从通信控制器120接收到的信号继而又可基于该接收信号的服务质量(QoS)度量。接收信号的QoS度量可至少部分地基于分集天线 140上接收到的分集信号(例如，在输入处接收到的输入信号)。接收信号的QoS度量还可基于在主天线上接收到的信号。在一些实施方式中，DRx控制器302基于分集信号的QoS度量生成放大器控制信号，而没有从通信控制器 120接收信号。
在一些实施方式中，QoS度量包括信号强度。作为另一示例，QoS度量可包括误码率、数据吞吐量、传输延迟、或任何其它的QoS度量。
如上所述，DRx模块310具有接收来自分集天线140的分集信号的输入以及(经由传输线路135和分集RF模块320)提供处理后的分集信号给收发机330的输出。分集RF模块320经由传输线路135接收处理后的分集信号并且执行进一步的处理。特别地，处理后的分集信号由分集RF复用器321 (也称为下游复用器)分离或路由到一个或多个路径，在其上分离或路由的信号被对应的带通滤波器323a-323d(也称为下游带通滤波器)滤波并且被对应的放大器324a-324d(也称为下游放大器)放大。每个放大器324a-324d 的输出被提供到收发机330。
分集RF复用器321可由控制器120(直接地或者经由片上(on-chip) 分集RF控制器)控制以选择性激活一个或多个路径。类似地，放大器 324a-324d可由控制器120控制。例如，在一些实施方式中，放大器324a-324d 中的每个包括使能/禁止输入并且基于放大器使能信号而被使能(或禁止)。在一些实施方式中，放大器324a-324d是可变增益放大器(VGA)，其以从控制器120(或者由控制器120控制的片上分集RF控制器)接收到的放大器控制信号所控制的增益来放大在VGA处接收到的信号。在一些实施方式中，放大器324a-324d是可变电流放大器(VCA)。
由于添加到接收机链的DRx模块310已经包括分集RF模块320，所以 DRx配置300中的带通滤波器的数量加倍。因此，在下面进一步描述的一些实施方式中，带通滤波器323a-323d不被包括在分集RF模块320中。在一些实施方式中，带通滤波器323a-323d(如下面例如关于图4A和4B所述) 被重新定位到DRx模块310。在一些实施例中，仅DRx模块310的带通滤波器313a-313d被用于减小带外(out-of-band)阻滞信号(blocker)的强度。此外，分集RF模块320的自动增益控制(AGC)表可被移位(shift)以将分集RF模块320的放大器324a-324d提供的增益量减小由DRx模块310的放大器314a-314d提供的增益量。
例如，如果DRx模块增益是15dB并且接收机灵敏度是-100dBm，那么分集RF模块320将看到-85dBm的灵敏度。如果分集RF模块320的闭环AGC是激活的，那么其增益将自动下降15dB。然而，信号分量和带外阻滞分量都被接收并且放大15dB。因此，在一些实施方式中，分集RF模块320 的15dB增益下降伴随有其线性度的15dB提高。特别地，分集RF模块320 的放大器324a-324d可被设计为使得放大器的线性度随着增益减小(或电流增大)而增大。
在一些实施方式中，控制器120控制DRx模块310的放大器314a-314d 和分集RF模块320的放大器324a-324d的增益(和/或电流)。如在上述示例中，控制器120可响应于增大DRx模块310的放大器314a-314d提供的增益量而减小由分集RF模块320的放大器324a-324d提供的增益量。因此，在一些实施方式中，控制器120配置为基于(用于DRx模块310的放大器314a-314d的)放大器控制信号来生成(用于分集RF模块320的放大器 324a-324d的)下游放大器控制信号以控制经由传输线路135耦接到(DRx 模块310的)输出的一个或多个下游放大器324a-324d的增益。在一些实施方式中，控制器120还基于放大器控制信号来控制无线装置的其它部件(诸如，主前端模块(FEM)中的放大器)的增益。
如上所述，在一些实施方式中，不包括带通滤波器323a-323d。因此，在一些实施方式中，下游放大器324a-324d中的至少一个经由传输线路135 耦接到(DRx模块310的)输出，而没有经过下游带通滤波器。
图4A示出在一些实施例中，分集接收机配置400可包括具有设置在多个放大器314a-314d的输出处的多个带通滤波器423a-423d的分集接收机 (DRx)模块410。分集接收机配置400包括DRx模块410，DRx模块410 具有耦接到天线140的输入和耦接到传输线路135的输出。DRx模块410包括在DRx模块410的输入和输出之间的多个路径。每个路径包括输入复用器311、放大器前带通滤波器413a-413d、放大器314a-314d、放大器后带通滤波器423a-423d、以及输出复用器312。
DRx控制器302配置为选择性激活输入和输出之间的多个路径中的一个或多个。在一些实施方式中，DRx控制器302配置为基于由DRx控制器302 (例如，从通信控制器)接收到的频带选择信号来选择性激活多个路径中的一个或多个路径。DRx控制器302可以通过例如使能或禁止放大器314a-314d，控制复用器311、312，或者通过其它机制(mechanism)，来选择性激活路径。
DRx模块410的输出经由传输线路135传递到分集RF模块420，其与图3中的分集RF模块320的不同之处在于图4A中的分集RF模块420不包括下游带通滤波器。在(例如，如图4A所示的)一些实施方式中，下游复用器321可实施为采样开关。
在DRx模块410内、而不是在分集RF模块420内包括放大器后带通滤波器423a-423d可提供多个优点。例如，如下面详细描述的那样，这样的配置可改善DRx模块410的噪声系数，简化滤波器设计，和/或改善路径隔离。
DRx模块410的每个路径可由噪声系数来表征。每个路径的噪声系数是对由沿路径的传播导致的信噪比(SNR)降低的表示。特别地，每个路径的噪声系数可表示出为放大器前带通滤波器413a-413d的输入处的SNR和放大器后带通滤波器423a-4234b的输出处的SNR之间的分贝(dB)差。每个路径的噪声系数可以针对不同频率带而不同。例如，第一路径可以具有用于第一频率带的频带内噪声系数和用于第二频率带的频带外噪声系数。类似地，第二路径可以具有用于第二频率带的频带内噪声系数和用于第一频率带的频带外噪声系数。
DRx模块410也可由针对不同频率带可以不同的噪声系数来表征。特别地，DRx模块410的噪声系数是DRx模块410的输入处的SNR和DRx模块410的输出处的SNR之间的dB差。
因为沿两条路径传播的信号通过输出复用器312被组合，所以由放大器产生或放大的频带外噪声可能对组合信号产生负面影响。例如，由第一放大器314a产生或放大的频带外噪声会增大DRx模块410在第二频率处的噪声系数。因此，沿路径设置的放大器后带通滤波器423a可减小频带外噪声并且减小DRx模块410在第二频率处的噪声系数。
在一些实施方式中，放大器前带通滤波器413a-413d和放大器后带通滤波器423a-423d可设计为是互补的，由此简化滤波器设计和/或以减少的成本用更少的部件来实现类似的性能。例如，沿第一路径设置的放大器后带通滤波器423a可更强地衰减频率，而沿第一路径设置的放大器前带通滤波器413a 可更弱地衰减。作为一示例，放大器前带通滤波器413a可衰减第一频率带以下的频率更甚于第一频率带以上的频率。互补地，放大器后带通滤波器 423a可衰减第一频率带以上的频率更甚于第一频率带以下的频率。因此，一起地，放大器前带通滤波器413a和放大器后带通滤波器423a利用较少部件来衰减所有频带外频率。一般地，沿路径设置的带通滤波器之一可衰减该路径的相应频率带以下的频率更甚于所述相应频率带以上的频率，而沿路径设置的另一带通滤波器可衰减所述相应频率带以上的频率更甚于所述相应频率带以下的频率。放大器前带通滤波器413a-413d和放大器后带通滤波器 423a-423d可以以其它方式是互补的。例如，沿第一路径设置的放大器前带通滤波器413a可将信号相移多种度数(degree)，而沿第一路径设置的放大器后带通滤波器423a可将信号相反地相移多种度数。
在一些实施方式中，放大器后带通滤波器423a-423d可改善路径的隔离。例如，没有放大器后带通滤波器时，沿第一路径传播的信号可被放大器前带通滤波器413a滤波到第一频率并且被放大器314a放大。信号可能通过输出复用器312泄露从而沿第二路径反向传播并且反射离开放大器314b、放大器前带通滤波413b、或沿第二路径设置的其它部件。如果该反射信号与初始信号异相，那么这可能导致在由输出复用器312进行组合时的信号弱化。相反，利用放大器后带通滤波器时，该泄露的信号(其主要在第一频率带)被沿第二路径设置并且与第二频率带相关联的放大器后带通滤波器423b衰减，减小了任何反射信号的影响。
因此，DRx模块410包括一控制器，其配置为选择性激活第一复用器(例如，输入复用器311)的输入和第二复用器(例如，输出复用器312)的输出之间的多个路径中的一个或多个。DRx模块410还包括多个放大器 314a-314d，多个放大器314a-314d中的每个沿多个路径中的对应一个路径设置并且配置为放大在该放大器处接收到的信号。DRx模块410包括第一多个带通滤波器(例如，放大器后带通滤波器423a-423d)，第一多个带通滤波器中的每个沿多个路径中的对应一个路径设置在多个放大器314a-314d中的对应一个放大器的输出处，并且配置为将在该带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带。如图4A所示，在一些实施方式中，DRx模块410还包括第二多个带通滤波器(例如，放大器前带通滤波器413a-413d)，第二多个带通滤波器中的每个沿多个路径中的对应一个路径设置在多个放大器314a-314d中的对应一个放大器的输入处，并且配置为将在该带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带。
图4B示出在一些实施例中，分集接收机配置450可包括比分集接收机 (DRx)模块410具有更少放大器的分集RF模块460。如上所述，在一些实施方式中，分集RF模块460可不包括带通滤波器。因此，在一些实施方式中，分集RF模块460的一个或多个放大器424不需要是针对特定频带的 (band-specific)。特别地，分集RF模块460可包括一个或多个路径，每个路径包括放大器424，所述路径不是与DRx模块410的路径1对1映射的。这样的路径(或对应的放大器)的映射可储存在控制器120中。
因此，虽然DRx模块410包括多个路径，每个路径对应于一频率带，但是分集RF模块460可包括不与单个频率带对应的(从分集RF模块460 的输入到复用器321的输入的)一个或多个路径。
在(如图4B所示的)一些实施方式中，分集RF模块460包括单个宽带或可调放大器424，其放大从传输线路135接收到的信号并且输出放大后的信号到复用器321。复用器321包括多个复用器输出，每个对应于相应的频率带。在一些实施方式中，复用器321可实施为采样开关。在一些实施方式中，分集RF模块460不包括任何放大器。
在一些实施方式中，分集信号是单频带信号。因此，在一些实施方式中，复用器321是单刀多掷(SPMT)开关，其基于从控制器120接收到的信号将分集信号路由到多个输出中的与所述单频带信号的频率带对应的一个输出。在一些实施方式中，分集信号多频带信号。因此，在一些实施方式中，复用器421是频带分离器，其基于从控制器120接收到的分离器控制信号将分集信号路由到多个输出中的与所述多频带信号的两个或更多频率带对应的两个或更多输出。在一些实施方式中，分集RF模块460可与收发机330 组合为单个模块。
在一些实施方式中，分集RF模块460包括多个放大器，每个放大器对应于一组频率带。来自传输线路135的信号可被馈送到频带分离器中，该频带分离器沿第一路径输出高频到高频放大器并且沿第二路径输出低频到低频放大器。每个放大器的输出可被提供到复用器321，复用器321配置为将信号路由到收发机330的对应输入。
图5示出在一些实施例中，分集接收机配置500可包括耦接到一个或多个模块外滤波器513、523的DRx模块510。DRx模块510可包括配置为容纳多个部件的封装衬底501和实施在封装衬底501上的接收系统。DRx模块 510可包括一个或多个信号路径，其被路由到DRx模块510外并且使得系统集成者、设计者或制造者可以支持用于任何期望频带的滤波器。
DRx模块510包括在DRx模块510的输入和输出之间的多个路径。DRx 模块510包括在输入和输出之间的、由受DRx控制器502控制的旁路开关 519激活的旁路路径。虽然图5示出了单个旁路开关519，但是在一些实施方式中，旁路开关519可包括多个开关(例如，设置得物理上接近输入的第一开关和设置得物理上接近输出的第二开关)。如图5所示，旁路路径不包括滤波器或放大器。
DRx模块510具有多个复用器路径，包括第一复用器511和第二复用器 512。复用器路径包括多个模块上(on-module)路径，其包括第一复用器511、实施在封装衬底501上的放大器前带通滤波器413a-413d、实施在封装衬底 501上的放大器314a-314d、实施在封装衬底501上的放大器后带通滤波器 423a-423d、以及第二复用器512。复用器路径包括一个或多个模块外路径，其包括第一复用器511、实施在封装衬底501外的放大器前带通滤波器513、放大器514、实施在封装衬底501外的放大器后带通滤波器523、以及第二复用器512。放大器514可以是实施在封装衬底501上的宽带放大器，或者也可以被实施在封装衬底501外。在一些实施方式中，一个或多个模块外路径不包括放大器前带通滤波器513，但是包括放大器后带通滤波器523。如上所述，放大器314a-314d、514可以是可变增益放大器和/或可变电流放大器。
DRx控制器502配置为选择性激活输入和输出之间的多个路径中的一个或多个。在一些实施方式中，DRx控制器502配置为基于由DRx控制器502 (例如，从通信控制器)接收到的频带选择信号来选择性激活多个路径中的一个或多个路径。DRx控制器502可以通过例如断开或接通旁路开关519，使能或禁止放大器314a-314d、514，控制复用器511、512，或者通过其它机制，来选择性激活路径。例如，DRx控制器502可以断开或接通沿路径的(例如，在滤波器313a-313d、513和放大器314a-314d、514之间的)开关，或者将放大器314a-314d、514的增益设置为基本为零。
图6示出在一些实施例中，分集接收机配置600可包括具有可调匹配电路的DRx模块610。特别地，DRx模块610可包括设置在DRx模块610的输入和输出中的一个或多个处的一个或多个可调匹配电路。
在相同分集天线140上接收到的多个频率带不太可能全部都看到理想的阻抗匹配。为了使用紧凑的匹配电路来匹配每个频率带，可调输入匹配电路 616可实施在DRx模块610的输入处并且由DRx控制器602(例如，基于来自通信控制器的频带选择信号)控制。DRx控制器602可基于将频率带(或者频率带组)与调谐参数相关联的查找表来调谐可调输入匹配电路616。可调输入匹配电路616可以是可调T电路、可调PI电路、或任何其它可调匹配电路。特别地，可调输入匹配电路616可包括一个或多个可变部件，诸如电阻器、电感器和电容器。可变部件可并联和/或串联连接，并且可以连接在 DRx模块610的输入和第一复用器311的输入之间，或者可连接在DRx模块610的输入和地电压之间。
类似地，用仅一条传输线路135(或者，至少，少量线缆)传载许多频率带的信号时，不太可能多个频率带全部都看到理想的阻抗匹配。为了使用紧凑的匹配电路来匹配每个频率带，可调输出匹配电路617可实施在DRx 模块610的输出处并且由DRx控制器602(例如，基于来自通信控制器的频带选择信号)控制。DRx控制器602可基于将频率带(或者频率带组)与调谐参数相关联的查找表来调谐可调输出匹配电路618。可调输出匹配电路617 可以是可调T电路、可调PI电路、或任何其它可调匹配电路。特别地，可调输出匹配电路617可包括一个或多个可变部件，诸如电阻器、电感器和电容器。可变部件可并联和/或串联连接，并且可以连接在DRx模块610的输出和第二复用器312的输出之间，或者可连接在DRx模块610的输出和地电压之间。
图7示出在一些实施例中，一些或全部分集接收机配置(例如，图3、 4A、4B、5和6所示的那些)可以全部或部分地实施在一模块中。这样的模块可以是例如前端模块(FEM)。这样的模块可以是例如分集接收机(DRx) FEM。在图7的示例中，模块700可包括封装衬底702，并且多个部件可安装在这样的封装衬底702上。例如，控制器704(其可包括前端功率管理集成电路(FE-PIMC))、低噪声放大器组件(assembly)706(其可包括一个或多个可变增益放大器)、匹配部件708(其可包括一个或多个可调匹配电路)、复用器组件710、以及滤波器组712(其可包括一个或多个放大器前带通滤波器713和/或一个或多个放大器后带通滤波器723)可安装和/或实施在封装衬底702上和/或内。诸如多个SMT器件714之类的其它部件也可安装在封装衬底702上。虽然各种部件中的全部示出为布局在封装衬底702上，但是将理解的是，某个(某些)部件可实施在其它的某个(某些)部件上方。
在一些实施方式中，具有一个或多个这里描述的特征的器件和/或电路可被包括在诸如无线装置之类的RF电子装置中。这样的装置和/或电路可直接实施在无线装置中，以这里描述的模块形式实施，或者以它们的某种组合实施。在一些实施例中，这样的无线装置可包括例如蜂窝电话、智能电话、具有或没有电话功能的手持式无线装置、无线平板等。
图8示出具有这里描述的一个或多个有利特征的示例无线装置800。在具有这里描述的一个或多个特征的一个或多个模块的上下文中，这样的模块可一般地由虚线框801(其可实施为例如前端模块)、分集RF模块811(其可实施为例如下游模块)、以及分集接收机(DRx)模块700(其可实施为例如前端模块)表示。
参照图8，功率放大器(PA)820可从收发机810接收其相应的RF信号，收发机810可以以已知方式配置和操作以生成将要放大和发射的RF信号，并且处理接收到的信号。收发机810示出为与基带子系统808交互，基带子系统808配置为提供适于用户的数据和/或话音信号与适于收发机810 的RF信号之间的转换。收发机810还可与功率管理部件806通信，功率管理部件806配置为管理用于无线装置800的操作的功率。这样的功率管理还可控制基带子系统808以及模块801、811和900的操作。
基带子系统808示出为连接到用户接口802以便于提供到和接收自用户的话音和/或数据的各种输入和输出。基带子系统808还可连接到存储器804，存储器804配置为储存数据和/或指令以便于无线装置的操作，和/或提供对用户信息的储存。
在示例的无线装置800中，PA 820的输出示出为被(经由相应的匹配电路822)匹配和路由到其相应的双工器824。这样放大和滤波后的信号可通过天线开关814路由到主天线816以供发射。在一些实施例中，双工器824 可允许使用公共天线(例如，主天线816)同时执行发射和接收操作。在图8中，接收信号示出为被路由到“Rx”路径，其可包括例如低噪声放大器 (LNA)。
无线装置还包括分集天线826和接收来自分集天线826的信号的分集接收机模块700。分集接收机模块700处理所接收的信号并且经由传输线路835 将处理后的信号发送到分集RF模块811，分集RF模块811在将信号馈送到收发机810之前进一步处理该信号。
本申请的一个或多个特征可与这里描述的各种蜂窝频率带一起实施。这样的频带的示例列于表1中。将理解，至少一些频带可被分成子频带。还将理解，本申请的一个或多个特征可与不具有诸如表1的示例之类的指定的频率范围一起实施。
表1
除非上下文清楚地另有要求，否则贯穿说明书和权利要求书，要按照与排他性或穷尽性的意义相反的包括性的意义，也就是说，按照“包括但不限于”的意义来阐释术语“包括(comprise)”、“包含(comprising)”等。如在这里一般使用的词语“耦接”是指两个或更多元件可以直接地连接、或者借助于一个或多个中间元件来连接。类似地，如在这里一般使用的术语“连接”是指两个或更多元件可以直接地连接、或者借助于一个或多个中间元件来连接。另外，当在本申请中使用时，术语“在这里”、“上面”、“下面”和相似含义的术语应该是指作为整体的本申请，而不是本申请的任何具体部分。在上下文允许时，使用单数或复数的以上详细描述中的术语也可以分别包括复数或单数。提及两个或更多项目的列表时的术语“或”，这个术语涵盖该术语的以下解释中的全部：列表中的任何项目、列表中的所有项目、和列表中项目的任何组合。
此外，除非另有具体说明，或者在所使用的上下文中另有理解，否则在这里使用的条件语言，除了别的以外诸如“可”、“可以”、“能”、“会”、“可能”、“例如”、“比如”、“诸如”等，一般意欲表明某些实施例包括、而另一些实施例不包括某些特征、元素和/或状态。因而，这样的条件语言一般无意暗示特征、元素和/或状态是以任何方式而为一个或多个实施例所必需的，或者暗示一个或多个实施例一定包括用于在有或没有设计者输入或提示的情况下判断在任何特定实施例中是否包括或将要执行这些特征、元素和/或特征的逻辑。
本发明实施例的以上详细描述不意欲是穷尽性的，或是将本发明限于上面所公开的精确形式。尽管上面出于说明的目的描述了本发明的具体实施例和用于本发明的示例，但是如本领域技术人员将认识到的，在本发明范围内的各种等效修改是可能的。例如，尽管按照给定顺序呈现了处理或块，但是替换的实施例可以执行具有不同顺序的步骤的处理，或采用具有不同顺序的块的系统，并且一些处理或块可以被删除、移动、添加、减去、组合和/或修改。可以按照各种不同的方式来实现这些处理或块中的每一个。同样地，尽管有时将处理或块示出为串行地执行，但是相反地，这些处理或块也可以并行地执行，或者可以在不同时间进行执行。
可以将在这里提供的本发明的教导应用于其它系统，而不必是上述的系统。可以对上述的各个实施例的元素和动作进行组合，以提供进一步的实施例。
尽管已经描述了本发明的某些实施例，但是已经仅仅借助于示例呈现了这些实施例，并且所述实施例不意欲限制本公开的范围。其实，可以按照多种其它形式来实施在这里描述的新颖方法和系统；此外，可以做出在这里描述的方法和系统的形式上的各种省略、替换和改变，而没有脱离本申请的精神。附图和它们的等效物意欲涵盖如将落入本申请的范围和精神内的这种形式或修改。

Claims (15)

1.一种接收系统，包括：
控制器，配置为选择性激活第一复用器的输入和第二复用器的输出之间的多个路径中的一个或多个；
多个放大器，所述多个放大器中的每个沿所述多个路径中的对应一个路径设置并且配置为放大在所述放大器处接收到的信号；
多个放大器前带通滤波器，所述多个放大器前带通滤波器中的每个沿所述多个路径中的对应路径设置在所述多个放大器中的对应放大器的输入处，并且配置为将在所述放大器前带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带，导致由对应放大器放大的频带外噪声；以及
多个放大器后带通滤波器，所述多个放大器后带通滤波器中的每个沿所述多个路径中的对应路径设置在所述多个放大器中的对应放大器的输出处，并且配置为将在所述放大器后带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带，并减小所述由对应放大器放大的频带外噪声，沿所述多个路径中的第一路径设置的单个放大器前带通滤波器将信号相移一第一相移，沿所述第一路径设置的单个放大器后带通滤波器将信号相移一第二相移，所述第二相移与所述第一相移相反。
2.权利要求1的系统，还包括：耦接到所述第二复用器的输出并且耦接到包括下游复用器的下游模块的传输线路。
3.权利要求2的系统，其中，所述下游模块不包括下游带通滤波器。
4.权利要求3的系统，其中，所述下游复用器包括采样开关。
5.权利要求2的系统，其中，所述下游模块包括一个或多个下游放大器。
6.权利要求4的系统，其中，所述一个或多个下游放大器的数目少于所述多个放大器的数目。
7.权利要求1的系统，其中，所述多个放大器中的至少一个包括低噪声放大器。
8.权利要求1的系统，还包括：一个或多个可调匹配电路，其设置在所述第一复用器的输入和所述第二复用器的输出中的一个或多个处。
9.权利要求1的系统，其中，所述控制器配置为基于由所述控制器接收到的频带选择信号来选择性激活所述多个路径中的一个或多个路径。
10.权利要求1的系统，其中，所述控制器配置为通过向所述第一复用器发送分离器控制信号和向所述第二复用器发送组合器控制信号来选择性激活所述多个路径中的一个或多个。
11.一种射频RF模块，包括：
封装衬底，配置为容纳多个部件；以及
接收系统，实施在所述封装衬底上，所述接收系统包括控制器、多个放大器、多个放大器前带通滤波器、以及多个放大器后带通滤波器，所述控制器配置为选择性激活第一复用器的输入和第二复用器的输出之间的多个路径中的一个或多个，所述多个放大器中的每个沿所述多个路径中的对应一个路径设置并且配置为放大在所述放大器处接收到的信号，所述多个放大器前带通滤波器中的每个沿所述多个路径中的对应路径设置在所述多个放大器中的对应放大器的输入处，并且配置为将在所述放大器前带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带，导致由对应放大器放大的频带外噪声，所述多个放大器后带通滤波器中的每个沿所述多个路径中的对应路径设置在所述多个放大器中的对应放大器的输出处，并且配置为将在所述放大器后带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带，并减小所述由对应放大器放大的频带外噪声，沿所述多个路径中的第一路径设置的所述多个放大器前带通滤波器中的第一带通滤波器将信号相移一第一相移，沿所述第一路径设置的所述多个放大器后带通滤波器中的第二带通滤波器将信号相移一第二相移，所述第二相移与所述第一相移相反。
12.权利要求11的RF模块，其中，所述RF模块是分集接收机前端模块FEM。
13.权利要求11的RF模块，其中，所述多个路径包括模块外路径，其包括模块外带通滤波器以及所述多个放大器中的一个放大器。
14.一种无线装置，包括：
第一天线，配置为接收第一射频RF信号；
第一前端模块FEM，与所述第一天线通信，所述第一FEM包括配置为容纳多个部件的封装衬底，所述第一FEM还包括实施在所述封装衬底上的接收系统，所述接收系统包括控制器、多个放大器、多个放大器前带通滤波器、以及多个放大器后带通滤波器，所述控制器配置为选择性激活第一复用器的输入和第二复用器的输出之间的多个路径中的一个或多个，所述多个放大器中的每个沿所述多个路径中的对应一个路径设置并且配置为放大在所述放大器处接收到的信号，所述多个放大器前带通滤波器中的每个沿所述多个路径中的对应路径设置在所述多个放大器中的对应放大器的输入处，并且配置为将在所述放大器前带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带，导致由对应放大器放大的频带外噪声，所述多个放大器后带通滤波器中的每个沿所述多个路径中的对应路径设置在所述多个放大器中的对应放大器的输出处，并且配置为将在所述放大器后带通滤波器处接收到的信号滤波到相应的频率带，并减小所述由对应放大器放大的频带外噪声，沿所述多个路径中的第一路径设置的所述多个放大器前带通滤波器中的第一带通滤波器将信号相移一第一相移，沿所述第一路径设置的所述多个放大器后带通滤波器中的第二带通滤波器将信号相移一第二相移，所述第二相移与所述第一相移相反；以及
通信模块，配置为经由传输线路从所述输出接收所述第一RF信号的处理版本并且基于所述第一RF信号的处理版本生成数据比特。
15.如权利要求14所述的无线装置，还包括：配置为接收第二射频RF信号的第二天线和与所述第二天线通信的第二FEM，所述通信模块配置为从所述第二FEM的输出接收所述第二RF信号的处理版本并且基于所述第二RF信号的处理版本生成数据比特。
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