CN107046723A - 用于载波聚合的双工耦合器 - Google Patents

Abstract

公开一种能够使用单个宽带耦合器支持载波聚合上行链路(“CAUL”)通信的无线装置。能够操作或支持该无线装置的一些或所有通信波段的单个宽带耦合器可结合一个或更多个双工器和/或滤波器使用以测量在传输过程中涉及的各个通信波段的功率。此外，与对每个发射路径使用单独的测量系统的系统相比，将宽带耦合器和切换网络用来测量来自无线装置的一个或更多个发射路径或主路径的发射功率可减小收发器的大小并减少归因于功率测量组件的插入损耗。该功率测量系统可在与该宽带耦合器电连接的单独路径中出现，其因此可被称作耦合器路径。

Description

用于载波聚合的双工耦合器

对相关申请的交叉引用

本公开要求2015年9月30日提交且题目为“DIPLEXED COUPLER FOR CARRIERAGGREGATION”的美国临时申请第62/234,813号的优先权，其公开的完整内容出于所有目的以引用的方式明确并入本文中

技术领域

本公开涉及载波聚合，且具体地涉及处理所接收的多波段信号。

背景技术

通常，无线通信涉及沿特定通信波段发送和接收信号。但是，在一些情况下，无线通信可能涉及多个通信波段的使用，其有时被称作多波段通信并且可能涉及多波段信号处理。通常，当无线装置接收到多波段信号时，无线装置将执行载波聚合以聚合组成信号。这可能导致较宽带宽，且它可能能够以较高数据速率接收数据或通信信号

发明内容

本公开的系统、方法和装置各具有数个创新方面，其中的单个的一个不单独地对本文中公开的所有期望属性负责。本说明书中描述的主题的一个或更多个实施方案的细节在下文附图和描述中阐述。

本公开的特定方面涉及天线开关模块。天线开关模块可包括与多个发射路径通信的发射开关。发射路径的至少一个可支持第一射频波段和第二射频波段的载波聚合传输。此外，天线开关模块可包括耦合器，该耦合器至少包括第一端口和第二端口。第一端口可与发射开关通信，且第二端口可与天线通信。耦合器可被配置来从发射开关提供发射信号至天线。此外，天线开关模块可包括与耦合器通信的功率测量模块。功率测量模块可为与多个发射路径分开的耦合路径的一部分。

在特定实施例中，功率测量模块不在多个发射路径内引入插入损耗。功率测量模块的一些实施方案包括第一开关和第二开关。第一开关可被配置来在将耦合器的第三端口连接至第三开关与将耦合器的第四端口连接至第三开关之间切换。此外，第二开关可被配置来在将耦合器的第三端口连接至终接电阻器与将耦合器的第四端口连接至终接电阻器之间切换。在一些实施方案中，当耦合器的第四端口连接至终接电阻器时，耦合器的第三端口连接至第三开关，且当耦合器的第四端口连接至第三开关时，耦合器的第三端口连接至终接电阻器。

功率测量模块的一些实施方案进一步包括第三开关和与第三开关通信的双工器。第三开关可被配置来在将耦合器的第三端口或耦合器的第四端口之一连接至双工器或共同耦合器输出之一之间切换。在一些情况下，共同耦合器输出对应于第三RF波段的功率测量。该第三RF波段可为不用于载波聚合传输的波段。此外，双工器可被配置来多路传输对应于第一RF波段的第一信号和对应于第二RF波段的第二信号。此外，双工器可被配置来输出对应于第一RF波段的第一功率测量和对应于第二RF波段的第二功率测量。

在一些设计中，功率测量模块进一步包括低通滤波器、高通滤波器和第三开关。第三开关可为单刀三掷开关。第一掷可被配置来将第一开关连接至低通滤波器。第二掷可被配置来将第一开关连接至高通滤波器。第三掷可被配置来将第一开关连接至共同耦合器输出而无滤波器。此外，功率测量模块可包括耦合器。

本公开的特定方面涉及收发器。收发器可包括功率放大器模块，该功率放大器模块包括多个功率放大器。多个功率放大器中的每个功率放大器可对应于不同的射频波段。此外，收发器可包括与功率放大器模块通信的天线开关模块。天线开关模块可包括波段选择开关、耦合器和功率测量模块。波段选择开关可与多个波段路径通信。波段路径的至少一个可支持第一RF波段和第二RF波段的载波聚合传输。耦合器可包括第一端口和第二端口。第一端口可与波段选择开关通信，且第二端口可与天线通信。此外，耦合器可被配置来从波段选择开关提供发射信号至天线。此外，功率测量模块可与耦合器通信。在一些情况下，功率测量模块可为与多个波段路径分开的耦合路径的一部分。

在特定实施例中，功率测量模块包括被配置来调节从耦合器向多个功率放大器的至少一个的提供功率测量的多个开关。此外，功率测量可对应于天线处的输出功率或来自天线的反射功率之一。在一些实施方案中，功率测量模块进一步包括与多个开关之一通信的第一双工器。第一双工器可被配置来多路传输对应于第一RF波段的第一信号和对应于第二RF波段的第二信号。

此外，收发器可进一步包括第二双工器。第二双工器可与多个功率放大器中的第一功率放大器和第二功率放大器通信。第一功率放大器可对应于第一RF波段，且第二功率放大器可对应于第二RF波段。此外，第二双工器可被配置来多路传输对应于第一RF波段的第三信号和对应于第二RF波段的第四信号。在一些情况下，第一信号和第三信号是相同频率，且第一信号具有与第三信号不同的功率水平。此外，在一些情况下，第三信号和第四信号是相同频率，且第二信号具有与第四信号不同的功率水平。此外，在一些情况下，第二双工器产生1-2dB插入损耗，且第一双工器产生2-5dB插入损耗。在特定实施例中，功率放大器模块被配置来至少部分基于来自功率测量模块的功率测量信号修改至多个功率放大器中的至少一个功率放大器的输入功率。

本公开的特定方面涉及一种无线装置。无线装置可包括被配置来接收和发射无线信号的天线。天线可以能够发射载波聚合信号。无线装置可进一步包括与天线通信的收发器。收发器可包括功率放大器模块以及与天线和功率放大器模块通信的天线开关模块。此外，天线开关模块可包括波段选择开关、耦合器和功率测量模块。波段选择开关可与多个波段路径通信。波段路径的至少一个可支持至少包括第一RF波段的第一信号和第二RF波段的第二信号的载波聚合信号的传输。耦合器可被配置来从波段选择开关提供发射信号至天线。此外，功率测量模块可为与多个波段路径分开的耦合路径的一部分。

附图说明

贯穿附图，参考数字被再使用来指示所参考元件之间的对应关系。提供附图以图示本文中描述的发明主题的实施例且不限制其范围。

图1图示包括收发器的无线装置的实施例的框图。

图2图示图1的收发器的实施例的框图。

图3A图示包括功率测量模块的发射器信号路径的一个实施例。

图3B图示包括功率测量模块的发射器信号路径的另一个实施例。

图4A图示第一收发器的实施例的电路图。

图4B图示第二收发器的实施例的电路图。

图5呈现耦合器路径配置过程的实施例的流程图。

图6图示无线装置的实施例的框图。

具体实施方式

一些无线装置支持经由多个射频(RF)波段的通信。在一些情况下，无线装置可同时经由多个频率或RF波段通信。经由多个频带的通信可包括无线装置经由多个通信波段同步发射数据和/或语音(例如，音频数据)。经由多个RF波段的这种同步或同时传输可被称作上行链路载波聚合或载波聚合上行链路(“CAUL”)。使用CAUL可实现较高数据速率下的传输，因为例如，每个载波可发射一些数据。因此，例如，在一些情况下，取代单个载波按速率X发射数据，两个载波可按高达2X的速率一起发射数据。具备CAUL功能的装置通常包括同时发射信号的至少两个功率放大器。信号可使用例如时分双工(TDD)通信经由单个通信连接组合并且一起发射，该时分双工(TDD)通信可经由单个上行链路连接将两个载波一起传达。

通常需要监控通过在发射过程或在无线装置中的功率放大器与天线之间的发射线路或路径内涉及的功率放大器输出的功率。例如，可能期望感测无线装置的输出功率，使得可调整至一个或更多个功率放大器的输入功率以在天线处维持恒定或相对恒定(例如，在阈值功率变动内)。天线处输出的功率可归因于若干因素而变动，诸如与基站的距离、用户的手的定位或无线装置周围的物理环境(例如，放置在金属桌面或木制桌面上等)。作为另一个示例，可能期望感测无线装置的输出功率以确定装置是在目标特定吸收速率(SAR)范围内操作还是低于SAR阈值操作。无线装置的SAR通常与监管机构或其它政府机构允许在用户的特定距离范围内发射的辐射或RF能的量的安全参数相关。

一种监视功率放大器的功率输出和/或将由天线输出的功率的方法是将耦合器放置在功率放大器与天线之间的发射线路或输出路径上。这种耦合器可用于沿无线装置内的发射路径将发射功率的一部分提供至反馈系统，该反馈系统可用于确定提供至天线用于输出的发射功率的量。对于具有单个波段传输的无线装置或对于具有一次从单个波段发射(例如，使用单个有源发射器)的多波段传输的无线装置，这种耦合器可用于测量每个发射波段的发射输出功率。

但是，支持CAUL的无线装置将通常组合沿着无线装置内的单个发射路径的多个功率放大器的输出以在单个通信连接中传输。因此，在这些情况下，无线装置可包括多个耦合器。耦合器可跟在每个功率放大器之后放置，该功率放大器对应于由无线装置在CAUL中使用的通信波段。通常在支持功率放大器的每个CAUL的发射路径被组合为单个发射路径之前定位这些耦合器。此外，每个耦合器可被设计来支持与功率放大器相关联的特定通信波段。因此，每个耦合器可被唯一地设计并且配置，因此减小了在制造过程中在发射路径之间互换或共用耦合器设计的能力，且增加了设计和制造无线装置所需的资源。此外，添加耦合器至发射路径可增大发射器晶粒或模块的大小且通常也对发射路径增加插入损耗。因此，发射信号的强度可能减小或发射器可能需要更大功率来维持输出信号强度，导致增大的电池消耗。一些无线装置可支持10个、12个或更多个发射波段，且因此耦合器的数量可为10个、12个或更多个，使上述问题复杂化。

本文中描述的特定实施例使无线装置能支持CAUL，同时使用单个宽带耦合器。通常，由无线装置支持的通信波段分隔达100MHz或更大。在一些情况下，在无线装置的一些通信波段之间可能存在更小分隔，但是用于CAUL的通信波段分隔达至少100MHz。因此，可操作或支持无线装置的一些或所有通信波段的单个宽带耦合器可结合一个或更多个双工器和/或滤波器使用以测量在发射过程中涉及的各个通信波段的功率。此外，本文中描述的特定实施例可从无线装置的一个或更多个发射路径或主路径中去除在发射功率的测量中使用的组件，减小归因于功率测量组件的插入损耗。取而代之，功率测量可在与宽带耦合器电连接的单独路径中发生，其因此可被称作耦合器路径。

第一示例无线装置

图1图示包括收发器102的无线装置100的实施例的框图。收发器102可包括反馈回路106，该反馈回路106使收发器102能测量或确定提供至天线104用于输出的功率。使用这个所测量功率值，收发器102可调整至收发器102的功率放大器的功率输入。下文参考图2更详细描述收发器102的实施例。

虽然反馈回路106被图示为将收发器102的输出提供回至收发器102作为输入，但在一些情况下，反馈回路106可在收发器102内部。换句话说，收发器102内的组件或装置可将信息反馈至收发器102内的其它组件以测量功率值和/或作用于功率值的测量。此外，应了解收发器102可为发射器。在一些这种情况下，无线装置100可包括单独的接收器。

示例收发器

图2图示图1的收发器102的实施例的框图。收发器102包括功率放大器模块202、双工器204、双工器206或双工滤波器组206和天线开关模块208。在一些情况下，双工滤波器组206可包括支持多个频带的滤波器组或集合。功率放大器模块202通常包括多个功率放大器。此外，功率放大器模块202可包括控制功率放大器的操作的控制器。这个控制器可启动或禁用一个或更多个功率放大器。此外，功率放大器模块202和/或其控制器可包括用于使多个功率放大器偏置的偏置电路和用于控制提供至多个功率放大器的输入功率的功率控制电路。

如图2中图示，功率放大器模块202可包括若干输出路径。这些输出路径中的每个可与功率放大器模块202的不同功率放大器相关联。此外，每个输出路径可与不同的通信波段或发射波段相关联。例如，如图2中图示，功率放大器模块202具有按从上到下的顺序对应于波段A、波段B、波段C、波段D、波段E和波段F的六个输出。

在这个特定示例中的收发器102可以能够进行有关波段E和F的CAUL通信。因此，从功率放大器模块202延伸的波段E和波段F的发射路径可通过例如双工器204被组合为单个发射路径。双工器204可实施频域复用以将波段E信号和波段F信号组合为单个发射信号。通常，波段E和波段F由非连续频率组成，使得两个信号能在不彼此干扰的情况下组合。因此，波段E信号和波段F信号可共用同一个通信信道。

虽然图示出仅两个通信波段被组合，但是在一些实施例中，可通过双工器将超过两个的通信波段组合为单个通信信道。此外，虽然仅图示一个CAUL通信信道，但是收发器102可包括多个CAUL信道。换句话说，在一些情况下，多组通信波段可被组合来执行载波聚合传输。

双工滤波器组206使一个或更多个通信波段能被用于发射信号以及接收信号。双工滤波器组206可将从天线开关模块208接收的信号引导至包括在收发器102中的接收器(未示出)。在一些情况下，双工滤波器组206可被省略。例如，收发器102取而代之可为与接收器分开的发射器。在一些这种情况下，双工滤波器组206可能不需要。虽然未针对聚合通信波段E和F图示双工器或双工滤波器组，但是在一些情况下，与波段E和F相关联的通信信道也可包括使收发器102能接收波段E和/或F信号的双工器。

在一些实施例中，信号可在波段E或波段F之一上发射，而无信号在另一波段上发射。此外，通常一次仅对应于一个通信波段的一个发射路径或对应于一组聚合通信波段的一个聚合发射路径发射信号或被启用。天线开关模块208可控制将哪个发射路径提供给天线104。

天线开关模块208可由基带处理器210控制。基带处理器210可提供控制信号至天线开关模块208以选择发射路径来发射信号。此外，发射路径的选择可基于由用于接收来自无线装置100的信号的基站识别的通信波段的选择。

基带处理器210包括呼叫处理器214和调制解调器212。调制解调器可执行数据和语音的调制和解调以用于传输。呼叫处理器214可控制与基站的通信的定时。此外，呼叫处理器214可控制天线开关模块208的切换。在一些实施例中，呼叫处理器214也可控制功率放大器模块202的功率放大器。

示例收发器信号路径

图3A图示包括功率测量模块304的发射器信号路径300的一个实施例。如前所述，存在为何监视用于信号的发射的输出或发射功率是有利的若干原因。因此，一些无线装置可包括传输或收发器信号路径300内的功率测量模块302。

在装置的传输路径的一些实施方案中，功率放大器模块202可按特定功率水平提供传输信号至功率测量模块302。功率测量模块302可将信号反馈至沿反馈路径304提供发射信号至功率放大器模块202的电路。基于沿反馈路径304接收的反馈信号，提供功率输入至功率放大器模块202的电路可调整提供至功率放大器模块202的一个或更多个功率放大器的输入功率。

此外，功率测量模块302可将从功率放大器模块202接收的信号转发至天线开关模块208。在一些情况下，天线开关模块208可过滤从功率测量模块302接收的多个信号。发射信号可被提供至天线104以用于发射至基站或另一装置。

功率测量模块302可能增加沿发射路径300发生的插入损耗。因此，在一些情况下，功率放大器模块202可按更大功率操作或使用更大功率来补偿功率测量模块302的插入损耗。此外，包括传输信号路径300的无线装置的功率效率可能由于功率测量模块302而减小。

图3B图示包括功率测量模块302的发射器信号路径的另一个实施例。在图3B中图示的实施例中，将功率测量模块302从发射器或主信号路径310中去除，且取而代之将其放置在耦合路径312内。有利地，在特定实施例中，通过将功率测量模块302从主信号路径310中去除，与图3A的发射路径300相比，沿主信号路径310的插入损耗减小。此外，通过减小沿着主信号路径310的插入损耗，与图3A相比提高了图3B的功率放大器模块202的功率效率。

虽然功率测量模块302被图示为单独的模块，但是在一些情况下，功率测量模块302可为天线开关模块208的一部分。但是，虽然功率测量模块302可为天线开关模块208的一部分，但是功率测量模块302仍可与主发射路径310分开。

收发器的示例电路图

图4A图示比较收发器401的电路图的一部分，在一些实施例中其可取代先前参考图1描述的收发器102来使用，并且在下文参考图4B更详细描述。收发器401包括对应于波段E的功率放大器402和对应于波段F的功率放大器404。为了简化图，已省略与波段A-D相关联的功率放大器。在图示的示例中，未在CAUL中涉及波段A-D。因此，通常，一次仅对应于波段A-D的发射路径中的一个将被启用。另一方面，波段E和F的发射路径具备CAUL功能且可同时被启用中。与波段E和F相关联的信号——具备CAUL功能——可在被提供至开关406之前通过双工器204组合。

如图示，开关406可为单刀五掷开关(SP5T)。换句话说，开关可包括用于每个发射路径的一掷。开关的位置可基于被选择用于通信的通信波段或多个通信波段来选择。

收发器401可进一步包括与两个开关414和416配对的耦合器462。耦合器462与开关414和416的组合可用于测量沿发射路径的功率并且基于发射路径中的所测量功率来调整功率放大器。被调整的功率放大器可为对应于特定通信波段的功率放大器。因此，例如如果波段A是所选择的波段，那么沿发射路径的所测量功率可用于调整供应至与波段A通信路径相关联的功率放大器(未示出)的功率。

如果正发射的信号是载波聚合信号，诸如组合的波段E和波段F信号，那么通过耦合器462测量的所测量功率将代表组合信号的功率。因此，在一些情况下，可能难以或无法确定是否调整供应至与波段E相关联的功率放大器402和与波段F相关联的功率放大器404或调整多少。

上述问题的一个解决方案是在各个通信波段通过双工器204被组合之前测量各个通信波段的功率。例如，与波段E相关联的载波聚合信号的一部分的功率可通过耦合器450测量，其中开关458和460基于测量正向功率还是反向功率而配置。类似地，与波段F相关联的载波聚合信号的一部分的功率可通过耦合器452测量，其中开关454和456基于测量正向功率还是反向功率而配置。

如图4A中图示，对应于可用于载波聚合通信的波段(例如，波段E和波段F)的每个发射路径与耦合器和一对开关相关联以促成波段的功率测量。虽然仅两个波段被图示为有资格进行载波聚合通信，但是在一些实施方案中，超过两个波段可能有资格进行载波聚合。例如，在一些实施例中，波段C和D也可能有资格进行载波聚合。此外，可能存在可用于载波聚合的有资格波段的任何数量的组合。例如，波段D、E和F可在一些情况下被聚合。在其它情况下，波段C和D可被聚合，波段D和E可被聚合，或波段E和F可被聚合。为了使用先前段落中描述的解决方案使无线装置支持这些可能的载波聚合中的每个，每个发射线路可包括如参考图4A的波段E和F描述的耦合器和一对开关。因此，有资格进行载波聚合的波段越多，包括在收发器401中的耦合器和开关越多。耦合器和开关的添加可导致更大成本和更大收发器。此外，额外开关可能需要额外功率。此外，通信路径内的额外耦合器和开关可能增加发射路径中的插入损耗，导致发射信号的强度的减小或需要更大功率来补偿插入损耗。

图4B图示第二收发器102的实施例的电路图的一部分。在一些实施例中，与收发器401相比，收发器102减小收发器的大小，且也减小收发器401的插入损耗和所需功率。

收发器102包括对应于波段E的功率放大器402和对应于波段F的功率放大器404。为了简化图，已省略与波段A-D相关联的功率放大器。但是，应了解每个波段从可作为先前讨论的功率放大器模块202的一部分而包括在内的功率放大器接收信号。在一些情况下，一些波段可共用功率放大器。例如，波段A和B可共用功率放大器。在这些情况下，开关可用于确定电连接至功率放大器的发射路径。替代地，单个发射路径可被配置来发射波段A或波段B的信号。在一些这种情况下，如果对于波段A和B不支持载波聚合，则可能无需具有多个发射路径，因为一次仅波段A或波段B之一可通信。

与波段之一相关联的每个发射路径可与天线开关模块208电通信。在图示的示例中，未在CAUL中涉及波段A-D。因此，通常，一次仅对应于波段A-D的发射路径中的一个将被启用。另一方面，波段E和F的发射路径具备CAUL功能且可同时被启用。此外，如上所述，具备CAUL功能的与波段E和F相关联的信号可在被提供至天线开关模块208前通过双工器204组合。

虽然图4B图示经由双工器204组合用于CAUL通信的两个信号波段，波段E和波段F，但是应了解超过两个通信波段可用于CAUL通信中。例如，双工器204可将三个、四个或更多个通信波段组合为聚合载波信号。在一些实施例中，多个双工器可链接在一起以从多个波段形成载波聚合信号。

此外，虽然图4B的收发器102仅包括一对具备CAUL功能的频带，但是应了解收发器可包括多组具备CAUL功能的频带。换句话说，多对频带可通过双工器组合。在一些情况下，一对通信波段可被组合用于CAUL通信，且单组三个通信波段可用三工器组合以用于CAUL通信。此外，在一些情况下，频带可与多组频带配对用于CAUL通信。在这样的情况下，开关可用于选择在特定时点将包括共用频带的聚合组。这种确定可基于如通过基站识别的由基站支持的RF波段。

虽然可聚合超过两个频带，但是增大聚合载波波段的数量可增大无线装置上的电流消耗且增大产生的热量。因此，在特定实施例中，频带聚合量可针对特定无线装置的电和物理限制而平衡。此外，在一些情况下，聚合发射路径在无线装置内的物理位置可与无线装置内的热敏组件分开以抵消来自载波聚合发射路径的增大的发热。

天线开关模块208包括开关406。如图示，开关406可为单刀五掷开关(SP5T)。换句话说，开关可包括针对每个发射路径的一掷。因此，对于支持不同数量的通信波段和因此包括不同数量的发射路径的收发器，开关406可具有不同数量的掷。替代地，在特定实施例中，开关406可由多个开关组成。多个开关中的至少一些可为单刀双掷开关(SP2T)或单刀单掷开关(SP1T)。在一些这种实施例中，控制器412可选择开关来将发射路径电连接至天线，可选择开关在将其它开关接地时或保持其它开关断开时闭合。

在具有SP5T的图示实施例中，控制器412可基于接收自例如波段处理器210的信号选择发射路径来电连接至天线。此外，基带处理器210可基于从基站或与无线装置100通信的其它装置接收的命令提供控制信号至控制器412。

天线开关模块208可进一步包括功率测量模块410。功率测量模块410可包括耦合器408，该耦合器408被配置来对沿主发射路径提供至包括功率测量模块410的其余组件的耦合路径的发射信号的功率的一部分采样或另外耦合该部分。通常，耦合器408将是宽带耦合器，由此使耦合器能对若干所支持的发射波段的功率的一部分采样或另外耦合该部分。通常，耦合器408将支持比耦合器462更大数量的波段，耦合器462可被视为窄带耦合器或支持比耦合器408更少的波段的耦合器。例如，耦合器408可能能够处理来自波段A、B、C、D、E和F的频率，而耦合器462可能不支持波段E和F。有利地，在特定实施例中，通过使用宽带耦合器408，耦合器450和452可被免除。免除控制器450和452可减小收发器102的大小并且减小所需发射功率。耦合器408的输入端口可接收来自由控制器412选择且经由开关406电连接至天线的发射路径的信号。耦合器408的输出端口将来自发射路径的所接收信号提供至天线用于发射。

功率测量模块410可进一步包括一对开关414和416，该对开关414和416促成测量发射信号的功率且可由控制器412控制。开关414可选择耦合器408的第三端口作为耦合端口。通过调整耦合器的哪个端口作为耦合端口，功率测量模块410可测量提供至天线的正向功率或者反射或反向功率之一。当开关414被配置为使得刀处于图4B中中的左侧时，耦合器408的左侧端口电连接至开关414且功率测量模块410可测量耦合器408的正向功率。相反地，当开关414被配置为使得刀处于图4B中的右侧时，耦合器408的右侧端口电连接至开关414且功率测量模块410可测量耦合器408的反射功率。

在特定实施例中，控制器412可连续或间断地调整开关414以使功率测量模块410能连续或间断地测量耦合器408的正向功率和反射功率。例如，控制器412可每1ms、每5ms、每5个时钟周期等调整开关。

开关416可选择耦合器408的一个端口作为隔离或终接端口。当正测量耦合器408的正向功率时，开关416终接至耦合器408右侧上的端口。相反地，当正测量耦合器408的反射功率时，开关终接至耦合器408左侧上的端口。开关416可通过将耦合器端口电连接至终端或终接电阻器418而终接耦合器408的端口。开关416可基于来自控制器412的信号控制终接哪个开关。

功率测量模块410可进一步包括开关420，该开关420基于来自控制器412的控制信号调整所测量功率的输出目的地。耦合器408可管理每个非载波聚合波段(例如，波段A-D)。因此，如果所发射信号使用在载波聚合中没有使用的通信波段(诸如波段A-D之一)，那么开关420可将所测量功率从耦合器408直接电连接至输出路径424。这个输出信号可接着被引导回至相应PA或至提供PA或PAM的输入功率的电路。

另一方面，如果所发射信号使用具备载波聚合能力的一个或更多个通信波段，那么开关420可将所测量功率从耦合器408电连接至双工器422。这个双工器422可将所测量功率划分为其组成信号波段。因此，双工器422可提供在波段F内的信号至输出路径426，该输出路径426进而可提供所测量的波段F功率至功率放大器404，或提供在波段F内的信号至可修改至功率放大器404的输入功率或功率放大器404的配置的控制器。此外，双工器422可提供在波段E内的信号至输出路径428，该输出路径428进而可提供所测量的波段E功率至功率放大器402，或提供所测量的波段E功率至可修改至功率放大器402的输入功率或功率放大器402的配置的控制器。

通常，双工器422是一种类型的滤波器或滤波器网络，其可包括若干不同的滤波器(例如，低通滤波器和高通滤波器的组合)。这种滤波器网络可将载波聚合波段分为其组成频带。例如，第一滤波器可通过波段E频率，而阻挡波段F频率，且第二滤波器可通过波段F频带，而阻挡波段E频率。此外，在一些这种情况下，滤波器网络可包括可在高通滤波器与低通滤波器之间拨动的开关。

在特定实施例中，波段F耦合输出426提供信号至波段E频率检测器，且波段E耦合输出提供信号至波段F频率检测器。波段E检测器可使用例如带通滤波器检测和/或滤波在波段E频率范围内的载波聚合信号的部分，且提供信号的波段E部分至波段E PA402或其对应控制器。类似地，波段F检测器可使用例如带通滤波器检测和/或滤波在波段F频率范围内的载波聚合信号的部分，且提供信号的波段F部分至波段F PA 404或其对应控制器。滤波器可成功地将信号分为其组成频带，因为用于载波聚合的频带通常按例如，100MHz、200MHz等的频率分隔。在一些情况下，频带可分隔比100MHz大得多。在一些实施例中，双工器422可省略而不被滤波器网络或替代系统取代。在这些情况下，与PA 402和404相关联的PA输入功率可基于载波聚合信号的复合功率调整，而非CAUL通信中涉及的各个通信波段的功率。

如上所述，在图4B的收发器102示例中波段E和F具备CAUL通信功能。但是，收发器102也可在通信波段E和F中接收信号。此外，在一些情况下，波段E和F也可单独或以非载波聚合形式发射信号。这可能例如在基站不支持波段E和F的CAUL时发生。因此，在一些情况下，收发器102可以能够在CAUL之间切换，分隔波段E和/或F的发射并沿波段E和/或F接收信号。在一些情况下，假设TDD通信，无线装置100可具有发射突发和接收突发，且每个波段可能具有不同的占空比。

在一个非限制性示例中，收发器102可在30％的时间中使用CAUL通信从两个波段E和F发射，收发器102能够在20％的时间中在非载波聚合发射模式中从频带E发射同时接收波段F上的信号，且可在50％的时间中发射或接收波段A-D之一上的信号。多种通信配置对于TDD系统是可能的，且用于在给定时点发射和/或接收信号的波段的选择可依据基站或无线装置的配置。另一方面，在一些频分双工(FDD)系统中，多个频带可同时发射和/或接收信号。此外，在一些实施例中，功率测量模块410可测量一个通信路径上的正向功率，且接着测量另一个通信路径上的反向功率。

如上所述，在一些替代设计中，功率测量模块被放置在发射路径内。在一些这种情况下，耦合器被放置在每个发射路径内或与聚合波段相关联的每个发射路径内。这样的设计可能导致收发器102的更大插入损耗和增大的尺寸。这种插入损耗可增大电流消耗且劣化无线装置的总体性能。有利地，通过创建与主发射路径分开的耦合路径且通过在主发射路径与耦合路径之间的节点处使用宽带耦合器，耦合器的数量可减小，与包括主发射路径内的功率测量的设计相比，这导致更小和更便宜的收发器。此外，与包括主发射路径内的功率测量的设计相比，在主发射路径中可以减小插入损耗。此外，与其它设计(诸如收发器401)相比，由收发器102使用的开关的数量可减小，导致进一步空间和功率节省。

在特定实施例中，由于双工器204在主发射路径内，所以双工器204与在耦合路径中而非在主发射路径中的双工器422相比具有更低插入损耗可能更重要。因此，例如，双工器204可被设计为具有最大1-2dB的插入损耗，而双工器422可被设计来容纳高达5dB的插入损耗。有利地，通过允许双工器422中的更高插入损耗，双工器422与双工器204相比可能更小且更便宜。此外，双工器422可与功率测量模块410或天线开关模块208的其它组件一体化在单个晶粒上。另一方面，在特定实施例中，双工器204由于例如其插入损耗限制而可能是单独或离散元件，且在一些情况下可能是集总元件。在一些实施例中，收发器102或其部分可为前端模块(FEM)的部分。

示例耦合器路径配置过程

图5呈现耦合器路径配置过程500的实施例的流程图。过程500可由可配置耦合器或耦合路径来沿发射路径或主路径测量正向功率或反射功率的任何系统实施。例如，过程500可由控制器412、功率测量模块410、基带处理器210或呼叫处理器214等等执行。虽然一个或更多个系统可整体或部分地实施过程500，但是为了简化讨论，将参考特定系统描述过程500。

过程500从方块502处开始，其中例如，基带处理器210接收来自基站的命令以建立通信连接。在一些情况下，包括基带处理器210的无线装置可能已与另一个基站建立通信连接，但是可能因无线装置的用户的位置变化而经历移交过程以切换至基站。在一些情况下，方块502被省略，因为例如无线装置被请求建立通信连接。

在方块504处，呼叫处理器214接收将射频波段用于上行链路通信的指示。这种指示可能来自基站。在一些情况下，呼叫处理器214可接收多个RF波段的指示。例如，如果无线装置中的基带处理器支持载波聚合，那么呼叫处理器214可接收能够与载波聚合使用的多个RF波段的指示。

在方块506处，呼叫处理器214识别与在方块504处识别的RF波段相关联的装置内的发射路径。在一些情况下，可识别多个发射路径。例如，假设被识别RF波段与CAUL发射相关联。虽然如图4B中图示发射路径的一部分可以被组合，但是用于CAUL波段的发射路径的至少一些(例如，PA 402、404与双工器204之间的部分)可能分开。因此，在这些情况下，多个发射路径或其部分可在于方块504处识别多个RFG波段时被识别。

在方块508处，呼叫处理器214配置收发器102的耦合器路径内的开关以将与RF波段相关联的发射路径内的功率放大器的功率测量提供至功率放大器模块202。在一些情况下，呼叫处理器214可通过将一个或更多个控制信号提供至收发器102的控制器412而配置耦合器路径内的开关。在一些实施例中，过程500可进一步包括接收控制信号以确定是提供正向功率还是反射功率的测量至功率放大器模块。方块508也可包括调整或控制开关406以选择对应于由例如基站请求的通信波段的发射路径。

在特定实施例中，过程500的至少一部分可连续或间断执行。例如，基站可周期性发送消息至呼叫处理器214，指示无线装置调整其功率输出。在这些情况下，当对应于发射波段的功率放大器中的功率水平被调整时，与方块508相关联的操作可重复。此外，基站可能请求无线装置改变其传输波段或切换至载波聚合传输/从载波聚合传输切换。在这些情况下，与方块506相关联的操作可被重复以确定与所请求的RR波段(或多个)相关联的新传输路径。

第二示例无线装置

图6图示无线装置600的实施例的框图。无线装置600是无线装置100的更详细版本，且可包括先前参考无线装置100描述的一些或所有实施例。

在图6中图示的示例中，无线装置可包括若干前端模块(FEM)640。在一些情况下，可针对不同的通信标准或技术(例如，2G、3G、4G、LTE、5G等)包括不同的FEM。此外，虽然单独图示，但是在一些情况下，FEM 640可包括收发器102。

无线装置600的各种组件之间的其它连接是可能的，且仅为说明的简明起见而从图6省略且不限制本公开。例如，功率管理组件606可电连接至基带处理器210、FEM 640、DSP612或其它组件614。作为第二示例，基带处理器210可连接至用户界面处理器616，该用户界面处理器616可促成提供给用户以及从用户接收的语音和/或数据的输入和输出。基带处理器210也可连接至存储器618，该存储器618可被配置来存储数据和/或指令以促成无线装置600的操作和/或提供针对用户的信息的存储。

除上述组件外，无线装置可包括一个或更多个中央处理器620。每个中央处理器620可包括一个或更多个处理器核心。此外，无线装置600可包括一个或更多个天线622A、622B。在一些情况下，无线装置600的一个或更多个天线可被配置来在不同频率下或在不同频率范围内发射和接收。此外，一个或更多个天线可被配置来与不同的无线网络一起工作。因此，例如，天线622A可被配置来经由2G网络发射和接收信号，且天线622B被配置来经由3G网络发射和接收信号。在一些情况下，天线622A和622B两者可被配置来经由例如2.5G网络，但按不同频率发射和接收信号。此外，天线622A或622B之一可为分集天线，其可与分集模块624通信。

若干其它无线装置配置可利用本文中描述的一个或更多个特征。例如，无线装置可包括额外天线，诸如分集天线，和额外连接特征，诸如Wi-Fi、蓝牙和GPS。此外，无线装置600可包括任何数量的额外组件，诸如模拟-数字转换器、数字-模拟转换器、图形处理单元、固态驱动器等。此外，无线装置600可包括可使用CAUL通信经由一个或更多个无线网络通信的任何类型的装置。例如，无线装置600可为移动电话，包括智能电话或非智能电话、平板电脑、笔记本电脑、视频游戏装置、智能设备等。

术语

除非上下文另有明确规定，否则贯穿描述和权利要求，词“包括(comprise、comprising)”和类似词将以涵盖性意义解释，而非排他性或详尽性意义；即，在“包括但不限于”的意义上。术语“耦合”用于指两个元件之间的连接，该术语指的是可直接连接或经由一个或更多个中间元件连接的两个或更多个元件。此外，词“本文中”、“上文”、“下文”和类似含义的词在用于本申请中时应指本申请整体而非本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下，使用单数或复数的上文具体实施方式中的词也可分别包括复数或单数。在提及两个或更多个项目的列表时的词“或”涵盖词的所有下列解释：列表中的任何项目、列表中的所有项目和列表中的项目的任何组合。

本发明的实施例的上文详细描述并非旨在详尽或将本发明限制于上文公开的精确形式。如相关领域技术人员将了解，虽然上文出于说明性目的描述本发明的具体实施例和示例，但是各种等效修改在本发明的范围内是可能的。例如，虽然过程或方块按给定顺序呈现，但是替代实施例可执行具有不同顺序的步骤的程序或采用具有不同顺序的方块的系统，且一些过程或方块可被删除、移动、添加、细分、组合和/或修改。每个这些过程或方块可以多种不同方式实施。此外，虽然过程或方块有时被示为串行执行，但是这些过程或方块可取而代之并行执行或可在不同时间执行。

本文中提供的本发明的教示可应用于其它系统，未必是上文描述的系统。上文描述的各种实施例的元件和行为可被组合来提供进一步实施例。

本文中所使用的条件用语，尤其诸如“可”、“可能”、“会”、“例如”等，除非另有具体规定，或在使用的上下文中另外理解，否则大致旨在传达特定实施例包括而其它实施例不包括特定特征、元件和/或状态。因此，这些条件用语并非大致旨在暗示特征、元件和/或状态以任意方式为一个或更多个实施例所需或一个或更多个实施例未必包括用于在有或无作者输入或提示的情况下决定这些特征、元件和/或状态是否包括在任何特定实施例中或将在任意特定实施例中执行的逻辑。

虽然已描述本发明的特定实施例，但是这些实施例仅举例而言呈现且不旨在限制本公开的范围。实际上，本文中描述的新颖方法和系统可体现为多种其它形式；此外，可在不脱离本公开的精神的情况下进行本文中描述的方法和系统的形式的各种省略、替换和变更。随附权利要求和其等效物旨在涵盖如属于本公开的范围和精神内的这些形式或修改。

Claims (20)

1.一种天线开关模块，包括：

发射开关，与多个发射路径通信，发射路径中的至少一个支持第一射频波段和第二射频波段的载波聚合传输；

耦合器，包括第一端口和第二端口，该第一端口与该发射开关通信，且该第二端口与天线通信，该耦合器被配置来从该发射开关提供发射信号至该天线；和

功率测量模块，其与该耦合器通信，该功率测量模块为与该多个发射路径分开的耦合路径的一部分。

2.如权利要求1所述的天线开关模块，其中，该功率测量模块不在该多个发射路径内引入插入损耗。

3.如权利要求1所述的天线开关模块，其中，该功率测量模块包括第一开关和第二开关，该第一开关被配置来在将该耦合器的第三端口连接至第三开关与将该耦合器的第四端口连接至该第三开关之间切换，且该第二开关被配置来在将该耦合器的该第三端口连接至终接电阻器与将该耦合器的该第四端口连接至该终接电阻器之间切换。

4.如权利要求3所述的天线开关模块，其中，当该耦合器的该第四端口连接至该终接电阻器时，该耦合器的该第三端口连接至该第三开关，且当该耦合器的该第四端口连接至该第三开关时，该耦合器的该第三端口连接至该终接电阻器。

5.如权利要求3所述的天线开关模块，其中，该功率测量模块进一步包括该第三开关和与该第三开关通信的双工器，该第三开关被配置来在将该耦合器的该第三端口或该耦合器的该第四端口之一连接至该双工器或共同耦合器输出之一之间切换。

6.如权利要求5所述的天线开关模块，其中，该共同耦合器输出对应于第三RF波段的功率测量，该第三RF波段不用于载波聚合传输。

7.如权利要求5所述的天线开关模块，其中，该双工器被配置来多路传输对应于该第一RF波段的第一信号和对应于该第二RF波段的第二信号。

8.如权利要求5所述的天线开关模块，其中，该双工器被配置来输出对应于该第一RF波段的第一功率测量和对应于该第二RF波段的第二功率测量。

9.如权利要求3所述的天线开关模块，其中，该功率测量模块进一步包括低通滤波器、高通滤波器和该第三开关，该第三开关是单刀三掷开关，第一掷被配置来将该第一开关连接至该低通滤波器，第二掷被配置来将该第一开关连接至该高通滤波器，且第三掷被配置来将该第一开关连接至共同耦合器输出而无滤波器。

10.如权利要求1所述的天线开关模块，其中，该功率测量模块包括该耦合器。

11.一种收发器，包括：

功率放大器模块，包括多个功率放大器，该多个功率放大器中的每个功率放大器对应于不同的射频波段；和

天线开关模块，与该功率放大器模块通信，该天线开关模块包括波段选择开关、耦合器和功率测量模块，该波段选择开关与多个波段路径通信，该波段路径中的至少一个支持第一RF波段和第二RF波段的载波聚合传输，该耦合器包括第一端口和第二端口，该第一端口与该波段选择开关通信，且该第二端口与天线通信，该耦合器被配置来从该波段选择开关提供发射信号至该天线，且该功率测量模块与该耦合器通信，该功率测量模块为与该多个波段路径分开的耦合路径的一部分。

12.如权利要求11所述的收发器，其中，该功率测量模块包括被配置来调节从该耦合器向该多个功率放大器中的至少一个提供功率测量的多个开关。

13.如权利要求12所述的收发器，其中，该功率测量对应于该天线处的输出功率或来自该天线的反射功率之一。

14.如权利要求11所述的收发器，其中，该功率测量模块进一步包括与该多个开关之一通信的第一双工器，该第一双工器被配置来多路传输对应于该第一RF波段的第一信号和对应于该第二RF波段的第二信号。

15.如权利要求14所述的收发器，其进一步包括第二双工器，该第二双工器与该多个功率放大器中的第一功率放大器和第二功率放大器通信，该第一功率放大器对应于该第一RF波段，且该第二功率放大器对应于该第二RF波段。

16.如权利要求15所述的收发器，其中，该第二双工器被配置来多路传输对应于该第一RF波段的第三信号和对应于该第二RF波段的第四信号。

17.如权利要求16所述的收发器，其中，该第一信号和该第三信号是相同频率，且该第一信号具有与该第三信号不同的功率水平，且该第二信号和该第四信号是相同频率，且该第二信号具有与该第四信号不同的功率水平。

18.如权利要求15所述的收发器，其中，该第二双工器产生1-2dB插入损耗，且该第一双工器产生2-5dB插入损耗。

19.如权利要求11所述的收发器，其中，该功率放大器模块被配置来至少部分基于来自该功率测量模块的功率测量信号修改至该多个功率放大器中的至少一个功率放大器的输入功率。

20.一种无线装置，包括：

天线，被配置来接收和发射无线信号，该天线能够发射载波聚合信号；和

收发器，与该天线通信，该收发器包括功率放大器模块以及与该天线和该功率放大器模块通信的天线开关模块，该天线开关模块包括波段选择开关、耦合器和功率测量模块，该波段选择开关与多个波段路径通信，该波段路径的至少一个支持至少包括第一RF波段的第一信号和第二RF波段的第二信号的载波聚合信号的传输，该耦合器被配置来从该波段选择开关提供发射信号至该天线，且该功率测量模块为与该多个波段路径分开的耦合路径的一部分。