CN105830349B - 可重配置的载波聚合接收器 - Google Patents

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Abstract

一种设备，包括可重配置的基带滤波器，被配置成接收具有第一载波和第二载波的通信信号，第一载波和第二载波具有非连续的相应的频率，可重配置的基带滤波器具有第一滤波器部分和第二滤波器部分以及与第一滤波器部分和第二滤波器部分相关联的多个开关，第一滤波器部分和第二滤波器部分均包括相应的第一放大级和第二放大级，多个开关用于将可重配置的基带滤波器配置成多个子滤波器，每个子滤波器均被配置成生成低通滤波器输出和带通滤波器输出中的至少一个。

Description

可重配置的载波聚合接收器
技术领域
本公开总体上涉及电子装置，并且更具体地涉及发射器和接收器。
背景技术
在射频(RF)收发器中，通信信号通常由有时被称为接收链的接收电路装置接收并且下变频。接收链通常包括接收滤波器、低噪声放大器(LNA)、混频器、本地振荡器(LO)、压控振荡器(VCO)、基带滤波器和其他部件来恢复包含在通信信号中的信息。收发器还包括使通信信号能够传输到另一收发器中的接收器的电路装置。收发器能够在多个通常被称为频带的频率范围上操作。此外，单个收发器可以被配置成使用可能在相同的频带中出现但是在实际频率中可能并不重合(被称为非连续载波的布置)的多个载波信号操作。
在一些实例中，期望具有被配置成使用多个发射频率和/或多个接收频率操作的单个发射器或接收器。为了接收器能够同时接收两个或更多的接收信号，需要两个或更多的接收路径的并行操作。这种系统有时被称为“载波聚合”系统。术语“载波聚合”可以指包括带间载波聚合和带内载波聚合的系统。带内载波聚合指在相同的通信频带中出现的两个分离并且非连续的载波信号的处理。目前，尽管这些非连续的载波可以靠近在一起，但是通常需要分离的接收链来处理每个载波。不幸地，使用分离的接收链来处理非连续载波是功率密集的并且消耗媒介(在其上制造接收器)上的宝贵的空间。
因此，期望具有一种克服上述限制的下变频多个非连续载波的方式。
附图说明
在附图中，除非另有说明，相同的附图标记贯穿各种视图指示相同的部分。对于具有诸如“102a”或“102b”的字母字符指定的附图标记，字母字符指定可以区分在相同的附图中出现的两个相同的部分或元件。当旨在使附图标记涵盖所有的附图中具有相同的附图标记的所有部分时，附图标记的字母字符指定可以被省略。
图1是示出与无线通信系统通信的无线设备的示图。
图2A是示出连续带内载波聚合(CA)的示例的图形示图。
图2B是示出非连续带内CA的示例的图形示图。
图2C是示出在相同的频带组中的带间CA的示例的图形示图。
图2D是示出在不同频带组中的带间CA的示例的图形示图。
图3是图1中的无线设备的示例性设计的框图。
图4是图示可重配置的基带滤波器的示例性实施例的示意图，该可重配置的基带滤波器可以被用在带内载波聚合接收器中使用单个本地振荡器(LO)路径对接收信号滤波。
图5是图示可重配置的接收器和配置成低通滤波器的基带滤波器的示例性实施例的示意图，该基带滤波器可以被用在带内载波聚合接收器中使用单个本地振荡器(LO)路径对接收信号滤波，其中单个接收链处理接收信号。
图6是图示可重配置的接收器和配置成低通滤波器的基带滤波器的另一示例性实施例的示意图，该基带滤波器可以被用在带内载波聚合接收器中使用单个本地振荡器(LO)路径对接收信号滤波，其中单个接收链处理接收信号。
图7是图示可重配置的接收器和基带滤波器的示例性实施例的示意图，该基带滤波器可以被用在带内载波聚合接收器中使用单个本地振荡器(LO)路径对接收信号滤波，其中单个LNA将接收信号作为两个分离的输出提供给两个分离的接收链。
图8是图示可重配置的接收器和配置成带通滤波器的基带滤波器的另一示例性实施例的示意图，该基带滤波器可以被用在带内载波聚合接收器中使用单个本地振荡器(LO)路径对接收信号滤波，其中单个接收链处理接收信号。
图9是描述可以用来处理非连续载波的可重配置的载波聚合接收器和滤波器的示例性实施例的操作的流程图。
具体实施方式
词语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何方面不必须被解释为优于或胜过其他方面。
在本描述中，术语“应用”也可包括具有可执行内容(诸如对象代码、脚本、字节码、标记语言文件和补丁)的文件。此外，本文中引述的“应用”也可包括本质上不可执行的文件，诸如可能需要打开的文档或需要访问的其他数据文件。
术语“内容”也可包括具有可执行内容(诸如对象代码、脚本、字节码、标记语言文件和补丁)的文件。此外，本文中引述的“内容”也可包括本质上不可执行的文件，诸如可能需要打开的文档或需要访问的其他数据文件。
如在本文使用的，术语“干扰信号(interfering signal)”、“干扰机 (jammer)”、“干扰机信号”和“TX干扰机”用来描述在接收器处出现的能降低接收器在检测和下变频需要的接收信号中的性能的信号。
本公开的示例性实施例指向可重配置的载波聚合接收器和滤波器，该滤波器允许在带内载波聚合模式中利用单个本地振荡器(LO) 路径、单个压控振荡器(VCO)和单个锁相环(PLL)来下变频非连续的载波，因此降低了复杂性并且减少了带内载波聚合模式中的接收器的电流损耗。当LO频率位于两个非连续载波之间的基本上中间时，单个LO/VCO/PLL路径可以用来下变频两个非连续的载波。
在基带使用复信号处理，两个载波(一个在正频率(下变频前在 LO频率之上)以及一个在负频率(下变频前在LO频率之下))被滤波以在模拟到数字转换之前提取相应的基带信息信号。通过消除用于带内载波聚合接收的一个LO/VCO/PLL路径，改善了杂散性能。
可重配置的载波聚合接收器和滤波器的示例性实施例可以利用复极点(提供陡峭的滤波)或实极点(具有适度的滤波的一级或两级) 构建，并且可以被配置成可以区分正频率和负频率的复滤波器。
在示例性实施例中，可重配置的载波聚合接收器和滤波器可以使用两个滤波器实例(每个载波一个)来形成复滤波器并且可以用来在基带使用单个LO提取载波。
图1是示出与无线通信系统120通信的无线设备100的示图。无线通信系统120可以是长期演进(LTE)系统、码分多址(CMDA) 系统、全球移动通信(GSM)系统、无线局域网(WLAN)系统或一些其他无线系统。CMDA系统可以实施宽带CDMA(WCDMA)、 CDMA 1X、演进数据优化(EVDO)、时分同步CDMA(TD-SCDMA) 或CMDA的一些其他版本。为了简化，图1示出了包括两个基站130 和132以及一个系统控制器140的无线通信系统120。一般地，无线通信系统可以包括任意数量的基站和网络实体的任意集合。
无线设备110也可以被称为用户设备(UE)、移动站、终端、接入终端、订户单元、站等。无线设备110可以是蜂窝电话、智能电话、平板、无线调制解调器、个人数字助理(PDA)、手持式设备、笔记本电脑、智能本、上网本、平板、无绳电话、无线本地环路(WLL) 站、蓝牙设备等。无线设备110可以与无线通信系统120通信。无线设备110还可以接收来自广播站(例如，广播站134)的信号、来自一个或多个全球导航卫星系统(GNSS)中的卫星(例如，卫星150) 的信号等。无线设备110可以支持用于无线通信的一个或多个无线电技术，诸如LTE、WCDMA、CDMA 1X、EVDO、TD-SCDMA、GSM、 802.11等。
无线设备110可以支持载波聚合，载波聚合在多个载波上操作。载波聚合也可以被称为多载波操作。无线设备110可能能够在覆盖低于1000兆赫兹(MHz)的频率的低频带(LB)、覆盖从1000MHz 到2300MHz的频率的中频带(MB)和/或覆盖高于2300MHz的频率的高频带(HB)中操作。例如，低频带可以覆盖698MHz到960 MHz，中频带可以覆盖1475MHz到2170MHz并且高频带可以覆盖 2300MHz到2690MHz以及3400MHz到3800MHz。低频带、中频带和高频带指代三组频带(或者频带组)，每个频带组包括多个频率带(或简单地，“频带”)。每个频带可以覆盖多达200MHz并且可以包括一个或多个载波。每个载波在LTE中可以覆盖多达20MHz。LTE 发布版本11支持35个频带，该35个频带被称为LTE/UMTS频带并且在3GPP TS36.101中被列出。在LTE发布版本11中，无线设备 110可以在一个或两个频带中配置有多达5个载波。
一般地，载波聚合(CA)可以被归类成两种类型-带内CA和带间CA。带内CA指代在相同的频带内的多个载波上的操作。带间CA 指代在不同的频带中的多个载波上的操作。
图2A是示出连续带内载波聚合(CA)的示例的图形示图。在图 2A示出的示例中，无线设备110配置有在低频带中的一个频带中的四个连续载波。无线设备110可以在相同的频带内的四个连续载波上发送和/或接收传输。
图2B是示出非连续带内CA的示例的图形示图。在图2B示出的示例中，无线设备110配置有在低频带中的一个频带中的四个非连续载波。可以以5MHz、10MHz或一些其他量来分离载波。无线设备 110可以在相同的频带内的四个非连续载波上发送和/或接收传输。
图2C是示出在相同的频带组中的带间CA的示例的图形示图。在图2C示出的示例中，无线设备110配置有在低频带中的两个频带中的四个载波。无线设备110可以在相同的频带组中的不同的频带中的四个载波上发送和/或接收传输。
图2D是示出在不同频带组中的带间CA的示例的图形示图。在图2D示出的示例中，无线设备110配置有在不同的频带组中的两个频带中的四个载波，包括在低频带中的一个频带中的两个载波以及在中频带中的另一频带中的两个载波。无线设备110可以在不同的频带组中的不同的频带中的四个载波上发送和/或接收传输。
图2A到图2D示出了载波聚合的四个示例。频带的其他组合和频带组的其他组合也可以支持载波聚合。
图3是示出无线通信设备300的框图，在其中可以实施本公开的示例性技术。图3示出了收发器300的示例。一般地，可以通过一级或多级的放大器、滤波器、上变频器、下变频器执行发射器330和接收器350中的信号的调节。可以与图3中示出的配置不同地布置这些电路块。此外，未在图3中示出的其他电路块也可以被用来调节在发射器和接收器中的信号。除非另有说明，在图3或在附图中的任何其他图中的任何信号可以是单端或差分的。也可以省略图3中的一些电路块。
在图3示出的示例中，无线设备300一般包括收发器320和数字处理器310。数字处理器310可以包括存储器(未示出)来存储数据和程序代码，并且一般可以包括模拟和数字处理元件。收发器320包括支持双向通信的发射器330和接收器350。一般地，对于任意数量的通信系统和频带，无线设备300可以包括任意数量的发射器和/或接收器。可以在一个或多个模拟集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信号IC等上实施收发器320的全部或一部分。
可以利用超外差架构或者直接变换架构实施发射器或接收器。在超外差架构中，在射频(RF)和基带之间以多级对信号变频，例如对接收器来说，在一级中将信号从RF变换到中间频率(IF)并且然后在另一级中将信号从IF变换到基带。在直接变换架构中，在RF和基带之间频率以一级变换信号。超外差架构和直接变换架构可以使用不同的电路块和/或具有不同的要求。在图3示出的示例中，利用直接变换架构实施发射器330和接收器350。
在发射路径中，数据处理器330处理待发射的数据并且向发射器 330提供同相(I)和正交(Q)模拟输出信号。在示例性实施例中，数据处理器310包括数字到模拟转换器(DAC)314a和314b以用于将由数据处理器310生成的数字信号转换成I和Q模拟输出信号(例如，I和Q输出电流)以用于进一步处理。
在发射器330内，基带滤波器332a和332b分别滤波I和Q模拟发射信号以去除由之前数字到模拟转换导致的不需要的镜像。取决于实施方式，基带滤波器332a和332b可以是低通滤波器或带通滤波器。放大器(Amp)334a和334b分别放大来自带通滤波器332a和332b的信号并且提供I和Q基带信号。上变频器340利用来自TX LO信号生成器390的I和Q发射(TX)本地振荡(LO)信号上变频I和 Q基带信号并且提供经上变频的信号。滤波器342将经上变频的信号滤波来去除由上变频导致的不需要的镜像以及在接收频带中的噪声。功率放大器(PA)344放大来自滤波器342的信号来获得需要的输出功率级并且提供发射RF信号。发射RF信号通过双工器或开关346 被路由并且经由天线348被发射。
在接收路径中，天线348接收通信信号并且提供接收的RF信号，接收的RF信号通过双工器或开关346被路由并且被提供到低噪声放大器(LNA)352。双工器346被设计成在特定的RX与TX双工器频率分离的情况下操作，使得RX信号与TX信号隔离。接收的RF信号被LNA352放大并且被滤波器354滤波以获得需要的RF输入信号。下变频混频器361a和361b将滤波器354的输出与来自RX LO信号生成器380的I和Q接收(RX)LO信号(即LO_I和LO_Q)混频来生成I和Q基带信号。I和Q基带信号被放大器362a和362b放大并且进一步被基带滤波器364a和364b滤波来获得I和Q模拟输入信号，I和Q模拟输入信号被提供到数据处理器310。取决于实施方式，基带滤波器364a和364b可以是低通滤波器或带通滤波器。在示出的示例性实施例中，数据处理器310包括模拟到数字转换器(ADC)316a 和316b以用于将模拟输入信号转换成数字信号以被数据处理器310 进一步处理。
在图3中，TX LO信号生成器390生成用于上变频的I和Q TX LO 信号，而RX LO信号生成器380生成用于下变频的I和Q RX LO信号。每个LO信号是具有特定基频的周期信号。锁相环(PLL)392 从数据处理器310接收时序信息并且生成用来调整来自LO信号生成器390的TX LO信号的频率和/或相位的控制信号。类似地，PLL 382 从数据处理器310接收时序信息并且生成用来调整来自LO信号生成器380的RX LO信号的频率和/或相位的控制信号。
无线设备300可以支持CA并且可以(i)接收在不同的频率处的多个下行链路载波上由一个或多个小区发射的多个下行链路信号和/ 或(ii)在多个上行链路载波上向一个或多个小区发射多个上行链路信号。在示例性实施例中，无线设备300支持带内载波聚合，并且可以使用单个LO信号下变频多个带内CA接收信号。
图4是图示可重配置的基带滤波器400的示例性实施例的示意图，该可重配置的基带滤波器400可以被用在带内载波聚合接收器中使用单个本地振荡器(LO)路径来对接收信号滤波。基带滤波器400 是图3中示出的基带滤波器364a和基带滤波器364b的一个示例性实施例。在示例性实施例中，滤波器400被示出为单端实施例，但是被配置成接收由低噪声放大器(LNA，图3)、混频器361a和361b(图 3)和放大器362a和362b(图3)提供的接收信号的差分同相(I+， I-)分量和差分正交(Q+，Q-)分量。在示例性实施例中，差分同相 (I+，I-)分量由第一滤波器部分410处理并且差分正交(Q+，Q-) 分量由第二滤波器部分450处理。
滤波器400可以被配置成以多种模式操作，并可以形成多个子滤波器。多种模式利用滤波器400中的不同的部件。例如，参考第一滤波器部分410，第一模式包括使用第一输入电阻401、第一同相(I) 放大器级402、第二输入电阻404和第二I放大器级406。在示例性实施例中，第一I放大器级402可以包括跨阻放大器(TIA)级并且第二I放大器级406可以包括伪平衡放大器(PBA)级。然而，其他放大技术和架构是可能的。第一I放大器级402包括电阻性/电容性 (RC)反馈网络，包括在第一I放大器级402的输入和输出之间通过开关408连接的电容412以及在第一I放大器级402的输入和输出之间通过开关409连接的电阻414。第二I放大器级406包括电阻性/电容性(RC)反馈网络，包括在第二I放大器级406的输入和输出之间通过开关418连接的电容422以及在第二I放大器级406的输入和输出之间通过开关419连接的电阻424。开关408、409、418和419可以使用各种晶体管器件和技术制造并且可以使用控制逻辑(未示出) 被控制成导通或者非导通。
参考第二滤波器部分450，第一模式包括使用第一输入电阻451、第一正交(Q)放大器级452、第二输入电阻454和第二Q放大器级 456。在示例性实施例中，第一Q放大器级452可以包括跨阻放大器 (TIA)级并且第二Q放大器级456可以包括伪平衡放大器(PBA) 级。然而，其他放大技术和架构是可能的。第一Q放大器级452包括电阻性/电容性(RC)反馈网络，包括在第一Q放大器级452的输入和输出之间通过开关458连接的电容462以及在第一Q放大器级452 的输入和输出之间通过开关459连接的电阻464。
第二Q放大器级456包括电阻性/电容性(RC)反馈网络，包括在第二Q放大器级456的输入和输出之间通过开关468连接的电容 472以及在第二Q放大器级456的输入和输出之间通过开关469连接的电阻474。开关458、459、468和469可以使用各种晶体管器件制造并且可以使用控制逻辑(未示出)被控制成导通或者非导通。
当开关408、409、458和459导通时，可以构建具有实极点的一级滤波器(具有在第一I放大器级402和第一Q放大器级452周围的 RC反馈)。当开关408、409、418、419、458、459、468和469导通时，可以构建两级滤波器(具有在第一I放大器级402、第一Q放大器级452周围的RC反馈以及在第二I放大器级406、第二Q放大器级456周围的RC反馈)。具有实极点的实滤波器在具有降低的复杂度的情况下提供适度的滤波。
如上文提到的，滤波器400可以被配置成以多种模式操作。多种模式利用滤波器400中的不同的部件。继续参考第一滤波器部分410，第二模式增加第一负反馈路径432，其从第二I放大器406的输出开始，通过电阻434并通过耦合在电阻434和到第一I放大器级402的输入之间的开关436。在差分应用中，反馈路径432提供从第二I放大器级406的正输出到第一I放大器级402的负输入的负反馈以及从第二I放大器级406的负输出到第一I放大器级402的正输入的负反馈。
类似地，继续参考第二滤波器部分450，第二模式增加第二负反馈路径482，其从第二Q放大器456的输出开始，通过电阻484以及通过耦合在电阻484和到第一Q放大器级452的输入之间的开关486。在差分应用中，反馈路径482提供从第二Q放大器级456的正输出到第一Q放大器级452的负输入的负反馈以及从第二Q放大器级456 的负输出到第一Q放大器级452的正输入的负反馈。开关436和486 可以使用各种晶体管器件制造并且可以使用控制逻辑(未示出)被控制成导通或者非导通。
当开关436和438导通，以及开关408、409、418、419、458、 459、468和469一起导通时，具有复极点的实滤波器可以被构建(包括在第一I放大器级402和第一Q放大器级452以及第二I放大器级 406和第二Q放大器级456周围的RC反馈，以及通过第一负反馈路径432和第二负反馈路径482的总的负反馈)。在该示例性实施例中，在连接435上从第二I放大器级406的输出中以及在连接475上从第二Q放大器级456的输出中取得低通滤波器输出。该滤波器模式以增加的复杂度为代价提供了陡峭的滤波。
第三模式将第一滤波器部分410耦合到第二滤波器部分450。第一I放大器级402的输出通过电阻441以及通过开关442被耦合到第一Q放大器级452的输入。第一Q放大器级452的输出通过电阻445 以及通过开关444被耦合到第一I放大器级402的输入。这允许第一 I放大器级402也在第一Q放大器级452的Q输出上操作，并且允许第一Q放大器级452在第一I放大器级402的I输出上操作。
第二I放大器级406的输出通过电阻446以及通过开关447被耦合到第二Q放大器级456的输入。第二Q放大器级456的输出通过电阻449以及通过开关448被耦合到第二I放大器406的输入。这允许第二I放大器级406也在第二Q放大器级456的Q输出上操作，并且允许第二Q放大器级456在第二I放大器级406的I输出上操作。开关442、444、447和448可以使用各种晶体管器件和技术制造并且可以使用控制逻辑(未示出)被控制成导通或者非导通。
当开关442、444、447和448导通(以及开关408、409、418、 419、458、459、468和469导通，并且开关436和486非导通)时，复带通滤波器可以被构建。在连接427上从第一I放大器级402的输出中以及在连接477上从第一Q放大器级452的输出中取得带通滤波器输出。该滤波器提供具有适度镜像抑制的对正频率或负频率的滤波 (取决于I/O布置)。
图5是图示可重配置的接收器和配置成低通滤波器的基带滤波器的示例性实施例的示意图，该基带滤波器可以被用在带内载波聚合接收器中，以使用单个本地振荡器(LO)路径来对接收信号滤波，其中单个接收链处理接收信号。接收器500包括配置成接收两个非连续载波CA1和CA2并且向混频器504提供载波CA1和CA2的低噪声放大器(LNA)502。混频器504包括同相(I)混频器505a和正交 (Q)混频器505b。混频器504接收由接收LO信号生成器(也被称为压控振荡器(VCO)510)生成的单个本地振荡器(LO)信号。VCO 510包括锁相环(PLL)(为了简化未示出)。
基带滤波器525包括第一I放大器级502、第二I放大器级506、第一Q放大器级552和第二Q放大器级556。因为滤波器525的有源元件和无源元件与图4中描述的基带滤波器400的有源元件和无源元件相同，所以将只详细描述用于基带滤波器525的开关的状态。为了便于说明，已经省略了无源电阻和电容的附图标记。在示例性实施例中，基带滤波器525可以被配置成具有实极点的实滤波器。在载波间的干扰信号(也被称为“干扰机”)小的情况下(其中干扰信号在幅度或功率上比非连续载波CA1和CA2的幅度或功率低)，具有实极点的实低通滤波器可能足够来下变频非连续载波CA1和CA2。当与第一模式关联的开关508、509、518、519、558、559、568和569导通，并且当与第二模式关联的开关536和586非导通并且与第三模式关联的开关542、544、547和548非导通时，具有实极点的实滤波器可以被构建。
在该示例性实施例中，单个LO频率可以用来下变频该两个非连续载波CA1和CA2。因为假定非连续载波CA1和CA2之间的干扰信号相对于载波CA1和CA1小，所以使用单个LNA502和混频器504。位于两个载波CA1(fCA1)和CA2(fCA2)的相应频率之间的基本上中间的频率处的单个LO(生成单个fLO)可以用来下变频两个载波，一个被下变频到正频率而另一个被下变频到负频率。在该示例性实施例中，由于小干扰信号的存在，所以在模拟域中不需要复滤波，因此允许在数字域中提取载波。在连接535上从第二I放大器级506 的输出中以及在连接575上从第二Q放大器级556的输出中取得低通滤波器输出。
图6是图示可重配置的接收器和配置成低通滤波器的基带滤波器的另一示例性实施例的示意图，该基带滤波器可以被用在带内载波聚合接收器中，以使用单个本地振荡器(LO)路径对接收信号，其中单个接收链处理接收信号。接收器600包括配置成接收两个非连续载波CA1和CA2并且向混频器604提供载波CA1和CA2的低噪声放大器(LNA)602。混频器604包括同相(I)混频器605a和正交(Q) 混频器605b。混频器604接收由接收LO信号生成器(也被称为压控振荡器(VCO)610)生成的单个本地振荡器(LO)信号。VCO 610 包括锁相环(PLL)(为了简化未示出)。
基带滤波器625包括第一I放大器级602、第二I放大器级606、第一Q放大器级652和第二Q放大器级656。因为滤波器625的有源元件和无源元件与图4中描述的基带滤波器400的有源元件和无源元件相同，所以将只详细描述用于基带滤波器625的开关的状态。为了便于说明，已经省略了无源的电阻和无源的附图标记。在示例性实施例中，基带滤波器625可以被配置成具有实极点和/或复极点的实滤波器。在位于载波CA1和CA2之间的干扰信号(也被称为“干扰机”) 相对小(其中该干扰信号在幅度或功率上比非连续载波CA1和CA2 的幅度或功率低)，但是位于载波CA1和CA2所在的频带之外的干扰信号在幅度或功率上比载波CA1和CA2的幅度或功率高的情况下，上文描述的第一模式和第二模式可以被激活以创建具有实极点和/或复极点的实低通滤波器。当干扰信号在幅度上比载波CA1和CA2高并且当干扰信号位于载波所在的频带之外时特别需要复滤波器。当与第一模式关联的开关608、609、618、619、658、659、668和669导通，并且当与第二模式关联的开关636和686导通(并且与第三模式关联的开关642、644、647和648非导通)时，具有实极点和/或复极点的实滤波器可以被构建。
在该示例性实施例中，单个LO频率可以用来下变频该两个非连续载波CA1和CA2。因为位于非连续载波CA1和CA2之间的干扰信号相对小，所以使用单个LNA 602和混频器604。位于两个载波CA1 (fCA1)和CA2(fCA2)的相应频率之间的基本上中间的频率处的单个LO(生成单个fLO)可以用来下变频两个载波，一个被下变频到正频率而另一个被下变频到负频率。在连接635上从第二I放大器级606的输出以及在连接675上从第二Q放大器级656的输出中取得低通滤波器输出。在该示例性实施例中，由于载波CA1和CA2之间的小干扰信号的存在，所以在模拟域中不需要复滤波，但是需要复极点来创建陡峭的滤波器相应，以消除位于载波CA1和CA2所在的频带或多个频带之外的大干扰信号，因此允许在数字域中提取载波。
图7是图示可重配置的基带滤波器的示例性实施例的示意图，该基带滤波器可以被用在带内载波聚合接收器中，以使用单个本地振荡器(LO)路径对接收信号滤波，其中单个LNA将接收信号作为两个分离的输出提供给两个分离的接收链。接收器700包括配置成接收两个非连续载波CA1和CA2并且将载波CA1和CA2作为分离的输出经由LNA部分703a和703b提供给第一混频器704a和第二混频器 704b的低噪声放大器(LNA)702。第一混频器704a包括同相(I) 混频器705a和正交(Q)混频器705b。第二混频器704b包括同相(I) 混频器707a和正交(Q)混频器707b。混频器704a和704b接收由接收LO信号生成器(也被称为压控振荡器(VCO)710)生成的单个本地振荡器(LO)信号。VCO 710包括锁相环(PLL)(为了简化未示出)。
接收器700包括两个基带滤波器，配置成处理载波CA1的I分量和Q分量的第一基带滤波器725以及配置成处理载波CA2的I分量和Q分量的第二基带滤波器735。基带滤波器725包括第一I放大器级702、第二I放大器级706、第一Q放大器级752和第二Q放大器级756。基带滤波器735包括第一Q放大器级762、第二Q放大器级 766、第一I放大器级772和第二I放大器级776。为了便于说明，已经省略了无源的电阻和电容的附图标记。在示例性实施例中，基带滤波器725和735可以被配置成复带通滤波器，其中载波CA1和CA2 被LNA 702分开并且由两个下变频路径处理。复滤波用来从两个载波中提取信息。例如，第一基带滤波器725可以将载波CA1提取成正频率并且第二基带滤波器735可以将载波CA2提取成负频率。该正频率和负频率处理可以通过交换两个基带滤波器725和735中的滤波器的I和Q连接实现(由通过开关742、744、747和748将基带滤波器725的I输出指向基带滤波器725的Q输入并且将基带滤波器725 的Q输出指向基带滤波器725的I输入以及通过开关731、733、734 和737将基带滤波器735的Q输出指向基带滤波器735的I输入并且将基带滤波器735的I输出指向基带滤波器735的输入而说明的I/Q 和Q/I反馈)。在LO路径中也可以通过交换正交混频器704a和704b 中的一个混频器中的I和Q连接执行正频率和负频率提取。
当与操作的第三模式关联的第一带通滤波器725的开关742、744、 747和748和第二带通滤波器735的开关731、733、734和737导通 (连同与第一模式关联的第一带通滤波器725的开关708、709、718、 719、758、759、768和769和第二带通滤波器735的开关711、713、716、717、721、723、726和727导通以及与第二模式关联的第一带通滤波器725的开关736和786和第二带通滤波器735的开关728和 729非导通)时，复带通滤波器可以被构建。在示例性实施例中，在连接767上从第一I放大器级702的输出中以及在连接777上从第一 Q放大器级752的输出中取得基带滤波器725的带通滤波器输出。在连接787上从第一Q放大器级762的输出中以及在连接789上从第一 I放大器级772的输出中取得基带滤波器735的带通滤波器输出。
这种复带通滤波器提供具有适度镜像抑制的对正频率或负频率 (取决于I/Q布置)的滤波并且在载波之间的干扰信号的幅度或功率显著(由于它可能高于第一载波CA1的幅度或功率或者第二载波CA2 的幅度或功率，并且其中载波中的一个载波(CA1或CA2)在幅度或功率上比另一载波高)的情况下有用。如果载波CA1或CA2中的一个载波在幅度或功率上比另一个高，较高功率的载波的镜像可能破坏该较低功率的载波。在这种情况下，通过复滤波器725和735提供增加的镜像抑制。具有单个LO/VCO的双接收路径(每个路径均具有混频器和PLL)可以用来利用单个LO(fLO)下变频两个非连续的载波。在该示例性实施例中，两个载波在LNA 702中被分开并且被分布到包括两个正交混频器704a和704b以及两个基带滤波器725和735的两个下变频路径。
位于两个载波CA1(fCA1)和CA2(fCA2)的频率之间的基本上中间的频率处的单个LO(fLO)可以用来下变频两个载波，一个被下变频到正频率而另一个被下变频到负频率。在该示例性实施例中，滤波器725和735形成用来提取两个载波的复滤波器。在示例性实施例中，第一带通滤波器725可以提取第一非连续载波CA1并且将它下变频到正频率以及第二带通滤波器735可以提取第二非连续载波 CA2并且可以将它下变频到负频率。
滤波器725和735提供正的复滤波和负的复滤波，这通过开关 742、744、747、748和开关731、733、734和737的操作来通过交换两个滤波器中的滤波器的I/Q连接(I/Q对Q/I滤波器反馈)实现。尽管图7中示出载波CA1由基带滤波器725处理并且载波CA2由基带滤波器735处理，然而交换载波CA1和CA2使得它们由另一基带滤波器处理是可能的。此外，有可能通过基带滤波器725和基带滤波器 735中的任一个滤波器来延迟I或者Q信号，以关于哪个载波被变频到正频率以及哪个载波被变频到负频率而交换载波CA1和CA2。
图8是图示可重配置的接收器和配置成带通滤波器的基带滤波器的另一示例性实施例的示意图，该基带滤波器可以被用在带内载波聚合接收器中，以使用单个本地振荡器(LO)路径对接收信号滤波，其中单个接收链处理接收信号。
接收器800包括配置成接收两个非连续载波CA1和CA2并且向混频器804提供非连续载波CA1和CA2的低噪声放大器(LNA)802。混频器804包括同相(I)混频器805a和正交(Q)混频器805b。混频器804接收由接收LO信号生成器(被称为压控振荡器(VCO)810) 生成的单个本地振荡器(LO)信号。VCO 810包括锁相环(PLL)(为了简化未示出)。基带滤波器825包括第一I放大器级802、第二I 放大器级806、第一Q放大器级852和第二Q放大器级856。
基带滤波器825被配置成使得在连接827上从第一I放大器级802 的输出中以及在连接877上从第一Q放大器级852的输出中取得带通输出。为了便于说明，已经省略了无源的电阻和电容的附图标记。基带滤波器825可以被配置成具有实极点和/或复极点的实滤波器。在载波之间的干扰信号(也被称为“干扰机”)显著(由于它可能具有高于第一载波CA1的幅度或功率或者第二载波CA2的幅度或功率的幅度或功率，并且其中载波CA1和CA2的相对功率类似)的情况下，上文描述的第一模式和第二模式可以被激活以创建实带通滤波器。当与第一模式关联的开关808、809、818、819、858、859、868和869导通时，并且与第二模式关联的开关836和886导通(并且与第三模式关联的开关842、844、847和848非导通)时，具有实极点的实滤波器可以被构建。
在该示例性实施例中，单个LO频率可以用来下变频两个非连续的载波(CA1和CA2)。位于两个载波CA1(fCA1)和CA2(fCA2) 的相应的频率之间的基本上中间的频率处的单个LO(生成单个fLO) 可以用来下变频两个载波，一个被下变频到正频率而另一个被下变频到负频率。在该示例性实施例中，即便相对较大的干扰信号位于载波 CA1和CA2之间，带通滤波器也允许载波CA1和CA2被下变频。
为了创建带通滤波器，期望利用在第一I放大器级802的输出和第一Q放大器级852的输出处的I和Q信号。在连接827上的第一I 放大器级802的输出以及在连接877上的第一Q放大器级852的输出是基带滤波器825的实带通输出。
图9是描述可以用来处理非连续载波的可重配置的载波聚合接收器和滤波器的示例性实施例的操作的流程图900。可以按照示出的顺序或者不按示出的顺序执行流程图900中的框，并且在一些实施例中，可以至少部分地并行执行流程图900中的框。
在框902中，具有可重配置的基带滤波器的接收器被配置成接收第一载波和第二载波。在示例性实施例中，第一载波和第二载波可以具有非连续的频率。
在框904中，由接收器和可重配置的基带滤波器处理第一载波和第二载波来提取相应的第一载波频率和第二载波频率。
在框906中，使用所提取的相应的第一载波频率和第二载波频率生成低通滤波器的输出和带通滤波器的输出中的至少一个。
本文描述的可重配置接收器和滤波器电路可以在一个或多个IC、模拟IC、RFIC、混合信号IC、ASIC、印刷电路板(PCB)、电子设备等上实施。可重配置接收器和滤波器电路也可以利用各种IC工艺技术制造，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)、N沟道MOS (NMOS)、P沟道MOS(PMOS)、双极型晶体管(BJT)、双极-CMOS (BiCMOS)、锗硅(SiGe)、砷化镓(GaAs)、异质结双极晶体管 (HBT)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、绝缘体上硅(SOI)等。
实施本文描述的接收器和滤波器电路的装置可以是独立的设备或者可以是更大设备的一部分。设备可以是(i)独立IC、(ii)可以包括用于存储数据和/或指令的一个或多个IC的组、(iii)RFIC(诸如RF接收器(RFR)或RF发射器/接收器(RTR))、(iv)ASIC (诸如移动站调制解调器(MSM))、(v)可以嵌入在其他设备内的模块、(vi)接收器、手机、无线设备、手持设备、移动单元、(vii) 等。
在一个或多个示例性设计中，所描述的功能可以在硬件、软件、固件或其任何组合中实施。如果在软件中实现，则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，包括促成计算机程序从一个地方向另一地方转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。以示例的方式而非限定，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能用来携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。而且，任何连接也被恰当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电以及微波之类的无线技术从网站、服务器或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中使用的盘(disk) 和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘常常磁性地再现数据而碟利用激光光学地再现数据。上面的组合也应当被包括在计算机可读介质的范围内。
如在本描述中所使用的，术语“部件”、“数据库”、“模块”、“系统”和类似术语旨在指示计算机相关的实体，任其是硬件、固件、硬件与软件的组合、软件，还是执行中的软件。例如，部件可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行件、执行的线程、程序、和/或计算机。以说明的方式，在计算设备上运行的应用和该计算设备两者皆可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程和/或执行的线程内，并且组件可局部化在一台计算机上和/或分布在两台或更多台计算机之间。此外，这些部件能从其上存储着各种数据结构的各种计算机可读介质来执行。各部件可通过本地和/或远程进程的方式来通信，诸如根据具有一个或更多个数据包的信号(例如，来自一个部件的数据通过信号的方式与本地系统、分布式系统中的另一部件进行交互、和/或跨诸如因特网之类的网络与其它系统进行交互)。
尽管已详细说明和描述了精选的方面，但是将可理解，可以在不脱离如通过以下权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，做出各种替换和变更。

Claims (14)

1.一种用于接收器的设备，包括：
可重配置的基带滤波器，包括被配置成接收通信信号的输入，所述可重配置的基带滤波器具有第一滤波器部分和第二滤波器部分，所述第一滤波器部分和所述第二滤波器部分均包括相应的第一放大级和第二放大级，所述第一放大级的输出和所述第二放大级的输出被配置为被耦合到所述接收器的接收链；以及
与所述第一滤波器部分和所述第二滤波器部分相关联的多个开关，所述多个开关用于将所述可重配置的基带滤波器配置成在形成多个子滤波器的多个模式中操作，每个所述子滤波器均被配置成生成待提供给所述接收链的所述第二放大级的输出处的低通滤波器输出和所述第一放大级的输出处的带通滤波器输出中的至少一个，每个模式与所述多个开关中的相应的一组开关相关联，其中所述多个模式中的一个模式在经由其相关联的一组开关被激活时将所述第一滤波器部分耦合到所述第二滤波器部分。
2.根据权利要求1所述的设备，其中在所述多个模式中的至少一个模式中，所述可重配置的基带滤波器被配置成实滤波器并且被配置成向至少所述第一放大级提供可开关的电阻性电容性RC反馈。
3.根据权利要求1所述的设备，其中在所述多个模式中的至少一个模式中，所述可重配置的基带滤波器被配置成具有实极点和复极点的实滤波器并且被配置成向所述第一放大级和所述第二放大级提供可开关的电阻性电容性RC反馈，并且被配置成向所述第一放大级和所述第二放大级的组合提供可开关的电阻性(R)反馈。
4.根据权利要求1所述的设备，其中在所述多个模式中的至少一个模式中，所述可重配置的基带滤波器被配置成复带通滤波器并且被配置成向所述第一放大级和所述第二放大级提供可开关的电阻性电容性RC反馈，所述可重配置的基带滤波器被配置成对正频率和负频率两者滤波。
5.根据权利要求1所述的设备，其中在所述多个模式中的至少一个模式中，所述可重配置的基带滤波器包括实带通滤波器并且被配置成向所述第一放大级和所述第二放大级提供可开关的电阻性电容性RC反馈，并且被配置成向所述第一放大级和所述第二放大级的组合提供可开关的电阻性(R)反馈。
6.根据权利要求4所述的设备，其中所述通信信号的第一载波和第二载波由所述可重配置的基带滤波器的两个实例处理，第一可重配置的基带滤波器处理所述第一载波并且第二可重配置的基带滤波器处理所述第二载波。
7.根据权利要求1所述的设备，进一步包括用于下变频所述通信信号的第一载波和第二载波的单个本地振荡器(LO)，所述单个本地振荡器(LO)信号具有在所述第一载波频率和所述第二载波的频率之间的基本上中间的频率。
8.一种用于接收器的方法，包括：
接收具有第一载波和第二载波的通信信号；
用根据权利要求1-7中任一项所述的可重配置的基带滤波器来处理所述第一载波和所述第二载波以提取第一载波频率和第二载波频率；以及
使用所提取的所述第一载波频率和所述第二载波频率生成低通滤波器输出和带通滤波器输出中的至少一个。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在所述可重配置的基带滤波器的第一模式中处理所述通信信号以及干扰信号，所述干扰信号具有比所述第一载波的幅度和所述第二载波的幅度低的幅度，所述第一模式通过与所述第一模式相关联的一组开关来激活。
10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
在所述可重配置的基带滤波器的第一模式中处理所述通信信号以及第一干扰信号，所述第一干扰信号位于所述第一载波和所述第二载波之间并且具有比所述第一载波和所述第二载波中的任意载波的幅度低的幅度，所述第一模式通过与所述第一模式相关联的一组开关来激活；以及
在所述可重配置的基带滤波器的第二模式中处理所述通信信号以及第二干扰信号，所述第二干扰信号位于具有所述第一载波和所述第二载波的频带之外并且具有比所述第一载波的幅度和所述第二载波的幅度高的幅度，所述第二模式通过与所述第二模式相关联的一组开关来激活。
11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在所述可重配置的基带滤波器的第一模式和第三模式中处理所述通信信号和干扰信号，所述干扰信号位于所述第一载波和所述第二载波之间并且具有比所述第一载波和所述第二载波中的任意载波的幅度高的幅度，所述第一载波具有与所述第二载波的幅度不同的幅度，所述第一模式和所述第三模式通过与所述第一模式和所述第三模式相关联的一组开关来激活。
12.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在所述可重配置的基带滤波器的第一模式和第二模式中处理所述通信信号和干扰信号，所述干扰信号位于所述第一载波和所述第二载波之间并且具有比所述第一载波和所述第二载波中的任意载波的幅度高的幅度，所述第一载波具有与所述第二载波的幅度基本类似的幅度，所述第一模式和所述第二模式通过与所述第一模式和所述第二模式相关联的一组开关来激活。
13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括分别处理所述第一载波和所述第二载波。
14.根据权利要求8所述的方法，进一步包括使用单个本地振荡器LO下变频所述第一载波和所述第二载波，所述单个本地振荡器LO信号具有在所述第一载波频率和所述第二载波的频率之间的基本上中间的频率。
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