CN107565985A - 生成射频信号的射频信号合成器电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及生成射频信号的射频信号合成器电路及方法。本发明提供了一种射频信号合成器电路，包括：数模转换器，配置为针对时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号，以提供射频信号；以及受控振荡器，用于生成时钟信号。受控振荡器配置为在第一操作模式下在第一频率范围中改变用于射频信号的时钟信号的周期时间，或者在第二操作模式下在第二频率范围中维持用于射频信号的恒定周期时间，第二频率范围不同于第一频率范围。

Description

生成射频信号的射频信号合成器电路及方法
技术领域
示例涉及用于生成射频信号的射频信号合成器电路，例如用于移动电信设备。
背景技术
现代RF发送器支持多种频段。用于与若干第三代合作伙伴(3GPP)标准兼容的移动电信网络的发送器可能需要支持以下频带或频率范围：
·频带5、6、8、12、13、14、17、18、19、20、26、27、28、44，698....915MHz之间的4个低频带。
·3个中频带，1428...1463MHz下的频带11和21加上1626...1661MHz下的频带24。
·1710...2025MHz之间的14个高频带：频带1、2、3、4、9、10、23、25、33、34、35、36、37、39。
·2300...2690MHz之间的5个2.5GHz频带：频带7、30、38、40、41。
·3400...3800MHz之间的2个3.5GHz频带：频带42和43。
·4个GSM频带。
假设单个受控振荡器(DCO)的最低和最高支持频率范围之间的比率通常在1.3至1.4左右，则需要多个DCO来满足这种兼容性要求。对于极坐标发送器(polartransmitter)，还必须考虑瞬时频率调制范围，进一步降低单个DCO支持的载波频率范围。为了支持一个或若干传输频带，每一个DCO都附加地需要相关联的数模转换器(DAC)和上采样滤波器链。总而言之，使用的DCO越多，设计、布局、测试和验证相关联的发送(Tx)链需要更多的工程时间，每一个发送链(transmit chain)都由引线、数字滤波器、DCO和DAC构成。附加地，每一个发送链都需要大量的芯片面积并有助于整体功耗。
减少DCO的数量以节省芯片面积、生产成本以及设计、布局、测试和验证的工程时间将是有益的。
发明内容
本发明提供一种射频信号合成器电路，包括：数模转换器，配置为针对时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号以提供射频信号；以及受控振荡器，用于生成所述时钟信号，所述受控振荡器配置为在第一操作模式下在第一频率范围中改变用于射频信号的时钟信号的周期时间，或者在第二操作模式下在第二频率范围中维持用于射频信号的恒定周期时间，所述第二频率范围不同于所述第一频率范围。
此外，提供一种用于生成射频信号的方法，包括：使用数模转换器，针对时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号以提供所述射频信号；以及在第一操作模式下在第一频率范围中，改变用于射频信号的时钟信号的周期时间，或者在第二操作模式下在第二频率范围中，维持用于射频信号的恒定周期时间，所述第二频率范围不同于所述第一频率范围。
此外，提供一种用于生成射频信号的方法，包括：在第一操作模式下，在第一频率范围中改变时钟信号的周期时间以生成射频信号；使用数模转换器，针对所述时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号；将所述射频信号的频率范围改变到第二频率范围，所述第二频率范围不同于所述第一频率范围；在第二操作模式中，维持所述时钟信号的恒定周期时间，以在所述第二频率范围中生成所述射频信号；以及使用所述数模转换器，针对所述时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号。
此外，提供一种包括发送器电路的移动电信设备，所述发送器电路包括：根据本发明的射频信号合成器电路；以及功率放大器，配置为放大所述射频信号。
此外，提供一种非暂时性计算机可读存储介质，包括具有程序代码的计算机程序，用于当由可编程处理器执行所述计算机程序时实现根据本发明的方法。
附图说明
以下将仅通过示例的方式并且参考附图来描述装置和/或方法的一些示例，其中：
图1示意性地示出包括受控振荡器和数模转换器的射频信号合成器电路的示例；
图2示意性地示出支持两种操作模式的射频信号合成器的示例；
图3示出用于合成射频信号的3种不同模式；
图4示意性地示出支持三种操作模式的射频信号合成器的示例；
图5示出可由单个DCO覆盖的频率范围的示例；
图6示出用于合成射频信号的方法的流程图；以及
图7示出移动电信设备的示例。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述各种示例，附图中示出了一些示例。在附图中，为了清楚起见，线、层和/或区域的厚度可能被夸大。
因此，虽然进一步的示例能够具有各种修改和替代形式，但是其一些特定示例在附图中示出，并且随后将被详细描述。然而，该详细描述未将进一步的示例限制于描述的特定形式。进一步的示例可涵盖落入本发明范围内的所有修改、等同物和替代物。相同的附图标记在整个附图描述中指代相同或类似的元件，当彼此进行比较时，其可相同地或以修改的形式实施，同时提供相同或类似的功能。
应当理解，当元件被称为“连接”或“耦合”至另一元件时，元件可直接连接或耦合或通过一个或多个中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”至另一元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间关系的其它词语应该以类似的方式来解释(例如，“在…之间”与“直接在…之间”、“相邻”与“直接相邻”，仅举几个示例)。
本文使用的术语是为了描述特定示例的目的并不意图限制进一步的示例。每当使用例如“一”、“一个”和“所述”的单数形式，并且既没有强制性地明确或隐含限定仅使用单个元件时，进一步的示例也可使用多个元件来实施相同的功能。同样地，当功能随后被描述为使用多个元件来实施时，进一步的示例可使用单个元件或处理实体来实施相同的功能。将进一步理解，术语“包括”、“包含”、“具有”和/或“有”在使用时指定所述特征、整体、步骤、操作、过程、动作、元件的存在，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、过程、动作、元件、组件和/或其任何组。
除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)均为示例所属领域的普通含义，除非本文另有明确限定。
图1示意性地示出了包括受控振荡器104和数模转换器102的射频信号合成器电路的示例。受控振荡器可例如为数控振荡器(DCO/NCO)或压控振荡器(VCO)。
数模转换器102配置为针对时钟信号106的每一个时钟周期生成模拟输出信号108以有助于射频信号。
受控振荡器104生成时钟信号106，并且配置为在第一操作模式中的第一频率范围下改变射频信号的时钟信号的周期时间，或者在第二操作模式中的第二频率范围下维持用于射频信号的恒定的周期时间，第二频率范围与第一频率范围不同。当根据本文描述的示例使用以不同模式协作的模数转换器和受控振荡器时，可以增加能够覆盖的全频率范围而不需要附加的振荡器及其相关联的处理电路。
在可使用时钟信号的周期时间的变化生成所得到的射频信号的相位调制的第一模式中，可以生成高达受控振荡器的最大支持频率的高频范围。在这种也被称为极坐标调制的操作模式中，通过时钟信号的周期时间变化来调制所得到的射频信号的相位，同时通过DAC 102的输出的大小生成幅度或半径。如果存在用于根据第一操作模式生成射频信号的支持高频的振荡器，则受控振荡器与相关联的DAC 102一起也可以用于生成射频信号(例如，具有低频范围)，并且受控振荡器104的周期时间维持恒定。
例如，可以向DAC 102的输入端提供射频信号的波形，使得DAC在数字域的射频波形上操作，以便直接合成射频信号的模拟波形。因此，后一种操作模式也被称为直接数字合成(DDS)。如果存在能够根据第一操作模式生成射频信号的模数转换器与相关联的受控振荡器，则已经存在可以在第一操作模式下以射频的时钟速率操作的处理硬件。因此，由于电路已经能够实现在另一频率范围内直接数字地合成射频波形所需的必要的混频或调制，所以在将射频信号输入DAC之前针对更低的频率范围数字地生成射频波形几乎没有成本。这是因为根据第一模式和根据第二模式的信号的生成是不同的，如图3所示。
图3示出了上图302中的第一操作模式和下图304中的第二操作模式，而中间图306示出了进一步的任选的第三操作模式，以生成射频信号。对于图3中示出的每一个操作模式，针对由受控振荡器104提供的时钟信号106的四个时钟周期308a-308d，示出了数模转换器102的输出。
总结图3，虽然DAC输出不同的信道频率，但在每个模式下相同数量的四个数字样本被馈送至DAC。为此，术语“信道频率”应该被理解为生成的无线电频率信号的频谱内的频率，例如，频谱的中心频率或接近中心频率的频率。
·在第一模式下，DAC 102工作在极坐标操作(Polar operation)下。四个半径样本R_first至R_fourth被馈送至DAC 102。信道频率被调制在“x-MHz”附近，x由DCO的平均频率给出。在第一操作模式下由DAC 102生成的射频信号的第一频率范围由时钟信号106的频率范围给出。
·在第二模式下，DAC 102可工作在直接数字合成(DDS)操作下。在示出的示例中，在直接数字合成中使用四个样本，以便表示根据第二模式生成的射频信号的全周期。假设基带信号基于同相(I)分量和正交(Q)分量。基带信号乘以DAC的操作频率的四分之一的混合频率，从而在射频信号的每个全周期产生四个样本。例如，这可使用在射频DAC 106之前的数字域中的附加混频器或乘法器来容易地达到。尽管图3示出了特别简单的示例，具有射频DAC 106的操作频率与信道频率(在第二操作模式下使用DAC 106生成的射频信号的频率范围的中心频率)之间的整数比，但是进一步的示例可使用其它信道频率。为此，基带信号可以与具有另一混合频率的混频信号相乘以支持多个频带。换句话说，在第二操作模式下，得到的信号的频率范围(信道频率)由混合频率而不是如在第一操作模式中的情况那样由射频DAC的操作频率给出。总之，在本示例中，在得到的射频信号的每一周期中，四个样本前馈至一个DAC。信道频率时钟不被调制。该特定示例中的频率是极坐标操作中使用的频率的四分之一。第二模式支持宽得多的频率范围，即，进一步的示例可以提供其它第二频率范围，例如第二频率范围低于DAC的操作频率的四分之一。
·在第三任选的操作模式下，DAC工作在经典的IQ操作下。对于DAC的四个时钟周期，通过DAC 106或通过两个分离的I和Q DAC馈送两个同相和两个正交样本。信道频率时钟不被调制。因此，得到的射频信号的中心频率为DAC的操作频率的一半，即，振荡信号频率的一半。
从图3所示的不同操作模式中显而易见的是，如果在图3示出的两个或三个不同操作中交替操作相同的受控振荡器104及其相关联的DAC 102，则可以使用它们来支持不同的信道频率，。
换句话说，图1示出了DAC 102以及给出DAC的操作频率的相关联的受控振荡器104的输入和输出端口。DAC具有数字输入和模拟输出端口。在一个示例中，DAC的时钟可在第一操作模式下针对极坐标模式进行调制，或者针对第二或第三操作模式而未被调制。DAC的“模式”端口可以用于定义DAC当前使用的操作模式。
如果给定的硬件能够支持第一频率范围中的第一操作模式，则可以在第二操作模式下覆盖更低的第二频率范围。第二模式的频率范围甚至可比第一模式中可行的频率范围更宽。在第一操作模式下，模数转换器配置为在由时钟信号的时钟周期给出的时刻处输出射频信号的全周期的单个幅值。相反，在第二操作模式下，模数转换器配置为仅在时钟信号的每个时钟周期输出射频信号的全周期的多个样本中的一个。由数模转换器102输出的多个样本构成射频信号的单个周期。样本的数量原则上可以在系统的足够粒度(granularity)下任意高。第二操作模式下支持的频率主要开始于0Hz，并且延伸至由受控振荡器104的最大频率给出的上限。例如，第二操作模式下可覆盖的频率范围可开始于0Hz并结束在受控振荡器104的最大频率的50％处。根据进一步的示例，第二操作模式下可覆盖的频率范围可结束在最大频率的40％或最大频率的30％处。根据进一步的示例，第一操作模式下支持的频率范围也可以更高，即，受控振荡器的带宽可以更高。例如，极坐标调制器可用于具有高带宽的第一模式。具有更高带宽的振荡器的一个实施方式可使用数字时间转换器(Digital to Time Converter，DTC)来生成时钟信号。
图2示意性地示出了支持两种操作模式的射频信号合成器200的示例。特别地，图2示出了结合的DDS/极坐标发送器的示例。也就是说，第一操作模式使用极坐标调制，第二操作模式使用直接数字合成。在直接数字合成(DDS)中，DAC直接发送RF波形s(t)：
bb(t)为基带信号，fch为信道频率或载波频率。
在极坐标模式(用作第一操作模式的示例)以及DDS模式两者下，DAC都具有单个输入。在极坐标模式下，利用瞬时频率对DAC时钟进行调制，DAC值的输入在半周期长度上接收到符号改变，以在时钟速率下实现信道频率。如果由极坐标发送器给出的DAC使用未调制的时钟和具有包括正值和负值的输入数据，则可以通过DDS模式发送RF信号。在数字域中，DDS发送器可包括位于DAC前部的附加混频器，这对极坐标发送器来说是不需要的。如果混频器仅具有大小为1的系数，则甚至可以在DAC内实现符号改变。因此，如果给出极坐标发送器的硬件，则可以建立带有较小变化的直接数字合成发送器。
射频信号合成器200被分割为在基带时钟下运行的基带部分202和在射频时钟下运行的射频部分204。对于图2所示，假设基带信号的生成基于I分量和Q分量。基带信号的I分量和Q分量可例如使用数字信号处理器222进行一些预处理。对于第一操作模式，通过极坐标数字信号处理器224将基带信号的笛卡尔I和Q坐标变换成极坐标表示。传统的极坐标数字信号处理器224可操作数字坐标旋转算法(CORIC)来针对每一对I和Q基带样本来确定半径分量和相位分量。通过基带域202中的开关232a和232b以及射频域中的开关234a至234d示出第一操作模式与第二操作模式之间的切换。对于第二操作模式，开关232a、232b、234a至234d在高位(upper position)操作，使得在基带部分202中，极坐标数字信号处理器224的输出未被转发至分数采样率转换器240(其从基带域的速率到射频域204的速率对信号进行上采样)。为了在第二操作模式中进一步处理I/Q样本，可存在附加的I/Q处理器226，根据传统的信号处理算法进一步修改I/Q样本。
数字信号处理器222和另外的数字信号处理器226可被总称为I/Q表示电路，其配置为生成基带信号的同相和正交分量。同样，极坐标数字信号处理器224可被表征为极坐标表示电路，其配置为生成基带信号的幅值和相位值。通过分数采样率转换器240，对幅值和相位值以及类似地同相分量和正交分量的样本的采样频率进行上采样，使得对于通过受控振荡器244生成的每一个时钟周期，都存在极坐标表示或I/Q表示的样本值。
对于第二操作模式，在射频域中存在混频器电路242，以将I/Q表示中的基带信号上混频(up-mix)至信道频率以数字地生成射频信号。也就是说，混频器电路242使用基带信号直接生成射频信号的频率范围。如果射频信号合成器200在第二操作模式下操作，则开关234a至234d处于高位，使得通过混频器电路242馈送样本，生成实值(real valued)射频波形作为DAC 104的输入，DAC 104在DAC的输出端处提供该实值射频波形的模拟表示。在该操作模式下，射频数模转换器104简单地用于通过混频器电路242提供在数字域中提供的最后过采样的射频波形的模拟表示。
在第一操作模式下，基带信号的极坐标表示的半径分量被直接馈送至射频数模转换器104，射频数模转换器104的操作频率由根据第一模式操作的受控振荡器244确定，即，基于信号的极坐标表示的相位分量来改变振荡信号的各个周期的周期时间。
图2下部的图示意性地示出了当使用本文描述的射频信号合成器电路的示例时可以覆盖的扩展的全频率范围。在第一操作模式下，假设受控振荡器能够生成介于其最大频率fmax的约45％与100％之间的频率，覆盖第一频率范围250。此外，当在第二操作模式下操作相同的硬件时，可以支持0Hz与受控振荡器104的最大频率的约50％之间的频率，覆盖第二频率范围260。假设支持的频率范围约为受控振荡器的最大频率的55％，图2令人印象深刻地示出，通过附加使用具有已经给定的硬件配置的第二操作模式，可以支持高达受控振荡器的最大频率的全频范围。这可以用于在很大程度上节省单个发送链内的受控振荡器、其相关联的数模转换器和另外的硬件组件。对于也可以使用第一操作模式支持的频率(即，在主要可以使用两种操作模式的重叠频率范围中)，切换到第二操作模式也是有利的。根据一些示例，在第二操作模式下比在第一操作模式下消耗更少的能量。因此，可期望尽早切换至第二操作模式。
例如，具有相对低带宽的可控振荡器和相关联的模数转换器的单个组合可用于覆盖介于3GHz与3.9GHz之间(在第一操作模式下)和介于0.1GHz与1GHz之间(在第二操作模式下)的信道频率。换句话说，这可用于支持3GGP标准化的频带42和43以及频带5、6、8、12至14、17至20、26至28和44。如果例如DCO支持针对极坐标发送器的上频带边缘为3.8GHz的3.5GHz频带43，则DDS模式下可以支持0...1.14GHz的信道频率。这是低频带内的所有低频带和所有上行(upcoming)频率的覆盖范围。此外，存在将第二频率范围扩展到例如最大频率的50％的可能性。
从现有的极坐标发送器可以看出，通过现有的外部模拟分量(例如，通过天线匹配网络)很好地抑制发送信道频率的三次谐波(发送信道频率的三次谐波是近似矩形信号的具有显著强度的最接近的谐波)。因此，不需要外部抗混叠(alias)滤波器。如果在图2的示例的DDS模式下，选择DAC时钟的1/4的发送信道频率(如图3所示)，则第一混叠频率将为DAC时钟的3/4，这是发送信道频率的三次谐波。因此，对于这种设置，因为通过现有分量充分抑制传输信道频率的三次谐波，所以不需要抗混叠滤波器。
可以独立选择混频器频率fmix(以及因此信道频率)和DAC的时钟频率。这在某些情况下可能是有利的。如果，例如DAC时钟为2.4GHz，信道频率为825MHz(在频带5、18、26中使用)，则得到的混叠频率将为1575MHz。生成的混叠可能会干扰1575.42MHz(具有1..2MHz带宽)下的GPS接收。由于可控振荡器244生成的DAC时钟可变，所以它可以在825MHz的信道频率下被设定为例如2.42GHz，使得在关键的GPS频带之外的1595MHz下生成混叠。通常，为了支持极坐标发送(Tx)模式，DCO/DTC已经建立有细粒度。根据一些示例，这使用在如下方式中：对于需要的信道频率，混频器实现粗略频率步长，并且DCO/DTC实现精细频率步长，从而获得期望的信道频率。
图4示出了支持三种不同操作模式的射频信号合成器400的另一示例。就第一和第二操作模式而言，参考图2所示示例的说明。此外，实现与图2的示例相同的功能的组件给出相同的附图标记，并且为了简洁起见，省略了它们的功能的重复说明。
除了图2的示例之外，图4示出的示例包括七个三级开关232a-232g，以实施针对第三频率范围的第三操作模式，其中使用经典I/Q调制生成射频信号，如图3的中间图所示。为了实现第三操作模式的功能，开关232a-232g操作在高位(其在第二操作模式和第三操作模式之间不产生任何差异)，用于在基带域中处理I/Q信号。第三频率范围包括受控振荡器的最大频率的50％的频率。在第三频率范围中，生成的射频信号的中心频率约为时钟信号频率的50％。然而，在射频域中，射频数模转换器102操作在经典的I/Q生成模式下。因此，在将I/Q分量从数字域转换为模拟域之前，不实现射频波形的合成。为了达到这一点，当在第三操作模式下操作时，开关232d-232f用于绕过混频器电路242，以使得能够在经典的I/Q模式下操作射频DAC 102。图4下部的图示出了可以只使用单个受控振荡器通过第三操作模式进一步扩展频率覆盖范围，附加地支持介于第一频率范围250与第二频率范围260之间的第三频率范围470，覆盖从零赫兹到最大频率fmax的全频率范围。使用具有三种操作模式的示例，可使用具有更小带宽的受控振荡器，其可比具有更高带宽的振荡器消耗更少的能量。
换句话说，图4示出了结合的极坐标/IQ/DDS发送器。由于在IQ和极坐标模式下，可以在DAC内完成信道频率上的混频，所以本示例的混频器电路242仅用于DDS模式。可进一步将图2和图4的示例结合地总结为共用相同的LO时钟(DCO)，用于使用频率范围A(极坐标模式Tx)的调制时钟或频率范围B(IQ模式或直接数字合成模式中)的未调制时钟发送RF信号。因此，图4示出了可由单个DCO覆盖的频率范围的示例。
图5强调了仅由具有不同最大Tx频率的两个结合的极坐标/IQ/DDS发送器覆盖的宽频。为此，图5示意性地示出了当第一发送链502的受控振荡器和第二发送链504的第二受控振荡器支持适当选择的最大振荡频率时，并且如果两个发送链都支持关于图4详细说明的三种操作模式，则通过两个完整的发送链来覆盖从0Hz到第一受控振荡器的最大频率的频率范围可能是可行的。在图5的示例中，第二发送链504的第二振荡器具有第一振荡器的最大频率的大致80％的最大支持频率，第二发送链可支持(在第一操作模式下)由于第一发送链的可控振荡器的有限带宽而使第一发送链在第一操作模式下不再能够支持的频率。在这种配置中，由第二发送链504在第三操作模式下支持的频率可完全封闭第二模式和第三模式下由第一发送链502支持的频率之间的间隙。从图5中可以看出，只有两对受控振荡器和相关联的射频数模转换器可能足以几乎完全覆盖支持更高最大频率的从0Hz至受控振荡器的最大频率的全频率范围。使用图5所示的示例，可使用具有相对小的带宽的两个受控振荡器，其可比具有更高带宽的单个振荡器消耗更少的能量。另外的示例还可使用支持多种操作模式的3个或更多个(例如4、5、6)受控振荡器，以允许使用具有更小带宽的振荡器，这又可以更便宜或消耗较少的能量或面积。
图6示意性地示出了用于生成射频信号的方法的流程图。该方法包括在第一操作模式602下生成射频信号，并且在第二操作模式604下生成射频信号。第一操作模式602包括使用模数转换器针对时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号，并且针对将要在第一频率范围内生成的射频信号改变时钟信号的周期时间。第二操作模式包括使用模数转换器针对时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号，同时在第二频率范围中，针对射频信号的生成维持周期时间恒定。
根据进一步的示例，在改变步骤603中，可任选地改变生成的射频信号的频率范围，使得响应于频率范围的改变，改变数模转换器的操作模式。例如，如果频率范围降低，则操作模式可从第一操作模式变为第二操作模式。同样，如果射频信号的频率范围或信道的中心频率增加，则操作模式可从第二操作模式变为第一操作模式。
图7示意性地示出了移动电信设备600的示例，其包括耦合至两个天线620a和620b的发送器610。天线的数量仅仅是示例，并且移动电信设备的另外的示例可包括更多或更少的天线。发送器610包括如本文所述的射频信号合成器电路612的示例和配置为放大由射频信号合成器电路612生成的射频信号的功率放大器614。
根据本文描述的示例的如图7所公开的使用收发器的示例的移动电信设备可根据每个已知和未来的电信标准进行操作，例如：由第三代合作伙伴项目(3GPP)标准化的移动通信系统中的一个，例如，全球移动通信系统(GSM)、用于GSM演进的增强型数据速率(EDGE)、GSM EDGE无线电接入网(GERAN)、高速分组接入(HSPA)、通用陆基无线电接入网(UTRAN)或演进UTRAN(E-UTRAN)、长期演进(LTE)或LTE高级(LTE-A)或具有不同标准的移动通信系统，例如，全球互通微波接入(WIMAX)IEEE 802.16或无线局域网(WLAN)IEEE802.11、通常基于时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)、码分多址(CDMA)等的任何系统。术语“移动通信系统”和“移动通信网络”可同义使用。
移动电信设备可对应于智能电话、蜂窝电话、用户设备(UE)、便携式电脑、笔记本电脑、个人计算机、个人数字助理(PDA)、通用串行总线(USB)棒、平板电脑、汽车等。移动收发器或终端也可称为符合3GPP术语的UE或用户。基站收发器可以位于网络或系统的固定或静止部分中。基站收发器可例如对应于远程无线电头、发送点或接入点。基站收发器可以是有线网络的无线接口，其向UE、移动收发器或中继收发器发送和接收无线电信号。这样的无线电信号可符合例如由3GPP标准化的或者通常符合上述系统中的一个或多个的无线电信号。因此，基站收发器可对应于节点B、eNodeB、BTS、接入点等。中继站收发器可对应于基站收发器与移动站收发器之间的通信路径中的中间网络节点。中继站收发器可分别将从移动收发器接收的信号转发至基站收发器，将从基站收发器接收的信号发送至移动站收发器。
示例1是射频信号合成器电路，包括：数模转换器，配置为针对时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号以提供射频信号；以及受控振荡器，用于生成时钟信号，受控振荡器配置为在第一操作模式下在第一频率范围中改变用于射频信号的时钟信号的周期时间，或者在第二操作模式下在第二频率范围中维持用于射频信号的恒定的周期时间，第二频率范围不同于第一频率范围。
在示例2中，在示例1的射频信号合成器电路中，第二频率范围低于第一频率范围。
在示例3中，在示例1或2的射频信号合成器电路中，数模转换器配置为在由时钟信号的时钟周期给定的时刻处输出射频信号的全周期的单个幅值。
在示例4中，在示例1或2的射频信号合成器电路中，数模转换器配置为在由时钟信号的时钟周期给定的时刻处输出射频信号的全周期的多个样本中的一个。
在示例5中，在前述示例的任何一个的射频信号合成器电路中，受控振荡器能够提供最大频率；并且第一操作模式的第一频率范围能够达到最大频率，并且第二操作模式的第二频率范围能够达到最大频率的50％。
在示例6中，前述示例的任何一个的射频信号合成器电路还包括：极坐标表示电路，配置为针对射频信号的每一个时钟周期生成基带信号的幅值和相位值。
在示例7中，前述示例的任何一个的射频信号合成器电路还包括：I/Q表示电路，配置为生成基带信号的同相分量和正交分量；以及混频器电路，配置为合成基带信号的同相分量和正交分量，以提供射频信号的数字表示作为至数模转换器的输入。
在示例8中，在示例7的射频信号合成器电路中，混频器电路还配置为将基带信号上混频至第二频率范围，其中，数模转换器的操作频率在第二频率范围内。
在示例9中，在前述示例的任何一个的射频信号合成器电路中，数模转换器还配置为针对第三频率范围操作在第三操作模式下，其中，在时钟信号的第一时钟周期中生成射频信号的同相分量，并且其中，在时钟信号的随后的第二时钟周期中生成射频信号的正交分量。
在示例10中，在前述示例的任何一个的射频信号合成器电路中，第二频率范围包含在起始于0.1GHz并结束于1GHz的区间内；并且第一频率范围包含在起始于3.0GHz并结束于3.9GHz的区间内。
在示例11中，在示例9和10中的任何一个的射频信号合成器中，第三频率范围包括受控振荡器的最大频率的50％的频率。
在示例12中，在示例9至11中任何一个的射频信号合成器中，第三频率范围至少部分地包含在起始于1.3GHz并结束于1.7GHz的区间内。
在示例13中，在前述示例的任何一个的射频信号合成器电路中，第一频率范围包括频带42和43中的一个；并且第二频率范围包括根据3GPP标准的频带5、6、8、12、13、14、17、18、19、20、26、27、28、44中的一个。
示例14是一种用于生成射频信号的方法，包括：使用数模转换器针对时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号以提供射频信号；并且在第一操作模式下在第一频率范围中改变用于射频信号的时钟信号的周期时间，或者在第二操作模式下在第二频率范围中维持用于射频信号的恒定周期时间，第二频率范围与第一频率范围不同。
在示例15中，在示例14的方法中，第二频率范围低于第一频率范围。
在示例16中，示例14或15的方法包括使用数模转换器在由时钟信号的时钟周期给定的时刻处输出射频信号的全周期的单个幅值。
在示例17中，示例14或15的方法包括使用数模转换器在由时钟信号的时钟周期给定的时刻处输出射频信号的全周期的多个样本中的一个。
在示例18中，示例14至17中任何一个的方法包括：在范围能够达到由受控振荡器支持的最大频率的第一频率范围中的第一操作模式下和在范围能够达到最大频率的50％的第二频率范围中的第二操作模式下操作数模转换器。
在示例19中，示例14至18中任何一个的方法还包括针对射频信号的每一个时钟周期生成基带信号幅值和相位值。
在示例20中，示例14至19中任何一个的方法还包括：生成基带信号的同相分量和正交分量；并且组合基带信号的同相分量和正交分量，以提供射频信号的数字表示作为至数模转换器的输入。
在示例21中，示例14至20中任何一个的方法还包括：在第三操作模式下操作数模转换器，以在时钟信号的第一时钟周期中生成射频信号的同相分量，并且在时钟信号的随后的第二时钟周期中生成射频信号的正交分量。
示例22是生成射频信号的方法，包括：在第一操作模式下，改变时钟信号的周期时间，以在第一频率范围中生成射频信号；使用数模转换器，针对时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号；将射频信号的频率范围变为第二频率范围，第二频率范围不同于第一频率范围；在第二操作模式下，维持时钟信号的恒定周期时间，以在第二频率范围中生成射频信号；以及使用数模转换器，针对时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号。
在示例23中，在示例22的方法中，第二频率范围具有小于第一频率范围的平均频率的30％的平均频率。
示例24是发送器电路，包括：根据示例1至13中任何一个的射频信号合成电路；以及配置为放大射频信号的功率放大器。
示例25是包括根据示例24的发送器的移动电信设备。
示例26是具有程序代码的计算机程序，用于在由可编程处理器执行时实现根据示例14或15中任何一个的方法。
示例27是一种非暂时性计算机可读存储介质，包括具有程序代码的计算机程序，用于当由可编程处理器执行时，实现根据示例14或15中任何一个的方法。
所提及和描述的方面和特征与一个或多个前面详述示例和附图一起也可与一个或多个其它示例组合以便替换其它示例的类似特征或附加地引入其它示例的特征。
当计算机程序在计算机或处理器上执行时，示例还可为具有用于实现上述方法中的一个或多个的程序代码的计算机程序。各种上述方法的步骤、操作或过程可由编程的计算机或处理器实现。示例还可涵盖例如数字数据存储介质的程序存储器件，其为机器、处理器或计算机可读的并且编码机器可执行的、处理器可执行的或计算机可执行的指令程序。指令实现或导致实现上述方法的一些或全部动作。程序存储器件可包括或为例如数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。进一步的示例还可涵盖被编程为实现上述方法的动作的计算机、处理器或控制单元或被编程为实现上述方法的动作的(场)可编程逻辑阵列((F)PLA)或(场)可编程门阵列((F)PGA)。
说明书和附图仅仅是说明本发明的原理。因此，应当理解，尽管本文中没有明确描述或示出，但是本领域技术人员将能够想出体现本发明的原理并且包括在其精神和范围内的各种布置。此外，本文所述的所有示例主要倾向于仅用于教学目的，以帮助读者理解本发明的原理和由发明人为促进本领域而贡献的概念，并且被解释为不限于这些具体叙述的示例和条件。此外，本文中叙述本发明的原理、方面和示例的所有陈述及其具体示例意图包括其等同物。
实现特定功能的表示为“用于...的装置”的功能块可指代配置为实现特定功能的电路。因此，“用于某物的装置”可实施为“配置为或适合于某物的装置”，例如配置为或适合于相应任务的器件或电路。
附图中所示的各种元件的功能，包括标记为“装置”、“用于提供传感器信号的装置”、“用于生成发送信号的装置”等的任何功能块可以实施为专用硬件的形式，例如“信号提供器”、“信号处理单元”、“处理器”、“控制器”等，以及能够与适当软件相关联地执行软件的硬件。当由处理器提供时，功能可由单个专用处理器、单个共用处理器或多个单独的处理器提供，其中一些或全部可被共用。然而，术语“处理器”或“控制器”远不仅限于能够执行软件的硬件，而且可包括数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性储存器。也可包括常规和/或定制的其它硬件。
例如，框图可示出实施本发明的原理的高级电路图。类似地，流程图表、流程图、状态变换图、伪代码等可表示各种过程、操作或步骤，其可例如基本表示在计算机可读介质中，并且由计算机或处理器执行，而不管是否明确示出这样的计算机或处理器。说明书或权利要求中公开的方法可由具有用于实现这些方法的相应动作的装置的器件来实施。
应当理解，除非明确地或隐含地另有说明，否则说明书或权利要求中公开的多个动作、过程、操作、步骤或功能的公开内容不能被解释为在特定的顺序内，例如出于技术原因。因此，多个动作或功能的公开内容不会将这些动作或功能限制为特定的顺序，除非这些动作或功能由于技术原因是不可互换的。此外，在一些示例中，单个动作、功能、过程、操作或步骤可分别包括或可分为多个子动作、子功能、子处理、子操作或子步骤。除非明确排除，否则此类子动作可包括在内并且为该单个动作的公开内容的一部分。
此外，所附权利要求被并入具体实施方式中，这里每一个权利要求都可独立地作为单独的示例。虽然每一个权利要求都可独立地作为单独的示例，但是应当注意，尽管从属权利要求可在权利要求中涉及与一个或多个其它权利要求的具体组合，但是其它示例性示例还可包括从属权利要求与每一个其它从属或独立权利要求的主题的组合。在本文中明确提出这些组合，除非指出不希望出现特定组合。此外，即使权利要求不直接从属于独立权利要求，也意图将该权利要求的特征包括在任何其它独立权利要求中。

Claims (25)

1.一种射频信号合成器电路，包括：
数模转换器，配置为针对时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号以提供射频信号；以及
受控振荡器，用于生成所述时钟信号，所述受控振荡器配置为在第一操作模式下在第一频率范围中改变用于射频信号的时钟信号的周期时间，或者在第二操作模式下在第二频率范围中维持用于射频信号的恒定周期时间，所述第二频率范围不同于所述第一频率范围。
2.根据权利要求1所述的射频信号合成器电路，其中，所述第二频率范围低于所述第一频率范围。
3.根据权利要求1或2所述的射频信号合成器电路，其中，所述数模转换器配置为在由所述时钟信号的时钟周期给定的时刻处输出所述射频信号的全周期的单个幅值。
4.根据权利要求1或2所述的射频信号合成器电路，其中，所述数模转换器配置为在由所述时钟信号的时钟周期给定的时刻处输出所述射频信号的全周期的多个样本中的一个。
5.根据权利要求1或2所述的射频信号合成器电路，其中，所述受控振荡器能够提供最大频率；以及
其中，所述第一操作模式的第一频率范围能够达到所述最大频率，并且其中，所述第二操作模式的第二频率范围能够达到所述最大频率的50％。
6.根据权利要求1或2所述的射频信号合成器电路，还包括：
极坐标表示电路，配置为针对所述射频信号的每一个时钟周期生成基带信号的幅值和相位值。
7.根据权利要求1或2所述的射频信号合成器电路，还包括：
I/Q表示电路，配置为生成基带信号的同相分量和正交分量；以及
混频器电路，配置为组合所述基带信号的同相分量和正交分量，以提供所述射频信号的数字表示作为至所述数模转换器的输入。
8.根据权利要求7所述的射频信号合成器电路，其中，所述混频器电路还配置为将所述基带信号上混频至所述第二频率范围，其中，所述数模转换器的操作频率在所述第二频率范围内。
9.根据权利要求1或2所述的射频信号合成器电路，其中，所述数模转换器还配置为对于第三频率范围操作在第三操作模式下，在所述第三频率模式中，在所述时钟信号的第一时钟周期中生成所述射频信号的同相分量，并且在所述第三频率范围中，在所述时钟信号的随后的第二时钟周期中生成所述射频信号的正交分量。
10.根据权利要求1或2所述的射频信号合成器电路，其中，所述第二频率范围包含在起始于0.1GHz并结束于1GHz的区间内；并且其中，所述第一频率范围包含在起始于3.0GHz并结束于3.9GHz的区间内。
11.根据权利要求9所述的射频信号合成器电路，其中，所述第三频率范围包括所述受控振荡器的最大频率的50％的频率。
12.根据权利要求9所述的射频信号合成器电路，其中，所述第三频率范围至少部分地包含在起始于1.3GHz并结束于1.7GHz的区间内。
13.根据权利要求1或2所述的射频信号合成器电路，其中，所述第一频率范围包括根据3GPP标准的频带42和43中的一个；并且其中，所述第二频率范围包括根据3GPP标准的频带5、6、8、12、13、14、17、18、19、20、26、27、28、44中的一个。
14.一种用于生成射频信号的方法，包括：
使用数模转换器，针对时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号以提供所述射频信号；以及
在第一操作模式下在第一频率范围中，改变用于射频信号的时钟信号的周期时间，或者在第二操作模式下在第二频率范围中，维持用于射频信号的恒定周期时间，所述第二频率范围不同于所述第一频率范围。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第二频率范围低于所述第一频率范围。
16.根据权利要求14或15所述的方法，包括：在由所述时钟信号的时钟周期给定的时刻处，使用所述数模转换器输出所述射频信号的全周期的单个幅值。
17.根据权利要求14或15所述的方法，包括：在由所述时钟信号的时钟周期给定的时刻处，使用所述数模转换器输出所述射频信号的全周期的多个样本中的一个。
18.根据权利要求14所述的方法，包括：
在范围能够达到由所述受控振荡器支持的最大频率的第一频率范围中的第一操作模式下和在范围能够达到所述最大频率的50％的第二频率范围中的第二操作模式下操作所述数模转换器。
19.根据权利要求14所述的方法，还包括：
针对所述射频信号的每一个时钟周期，生成基带信号的幅值和相位值。
20.根据权利要求14所述的方法，还包括：
生成基带信号的同相分量和正交分量；以及
组合所述基带信号的同相分量和正交分量，以提供所述射频信号的数字表示作为至所述数模转换器的输入。
21.根据权利要求14所述的方法，还包括：在第三操作模式下操作所述数模转换器，以在所述时钟信号的第一时钟周期中生成所述射频信号的同相分量，并在所述时钟信号的随后的第二时钟周期中生成所述射频信号的正交分量。
22.一种用于生成射频信号的方法，包括：
在第一操作模式下，在第一频率范围中改变时钟信号的周期时间以生成射频信号；
使用数模转换器，针对所述时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号；
将所述射频信号的频率范围改变到第二频率范围，所述第二频率范围不同于所述第一频率范围；
在第二操作模式中，维持所述时钟信号的恒定周期时间，以在所述第二频率范围中生成所述射频信号；以及
使用所述数模转换器，针对所述时钟信号的每一个时钟周期生成模拟输出信号。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述第二频率范围具有的平均频率小于所述第一频率范围的平均频率的30％。
24.一种包括发送器电路的移动电信设备，所述发送器电路包括：
根据权利要求1或2中任一项所述的射频信号合成器电路；以及
功率放大器，配置为放大所述射频信号。
25.一种非暂时性计算机可读存储介质，包括具有程序代码的计算机程序，用于当由可编程处理器执行所述计算机程序时实现根据权利要求14或15中任一项所述的方法。
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