CN109314537B - 收发器设备、通信设备以及补偿信号泄漏的方法 - Google Patents

收发器设备、通信设备以及补偿信号泄漏的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109314537B
CN109314537B CN201680085861.1A CN201680085861A CN109314537B CN 109314537 B CN109314537 B CN 109314537B CN 201680085861 A CN201680085861 A CN 201680085861A CN 109314537 B CN109314537 B CN 109314537B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
transmit
port
transceiver device
frequency band
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680085861.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109314537A (zh
Inventor
M·J·麦卡拉格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Swiss Ubelo Co ltd
Original Assignee
Swiss Ubelo Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Swiss Ubelo Co ltd filed Critical Swiss Ubelo Co ltd
Publication of CN109314537A publication Critical patent/CN109314537A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109314537B publication Critical patent/CN109314537B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/50—Circuits using different frequencies for the two directions of communication
    • H04B1/52—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • H04B1/525—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa with means for reducing leakage of transmitter signal into the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0053—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band
    • H04B1/0057—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band using diplexing or multiplexing filters for selecting the desired band
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/44—Transmit/receive switching
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H04L5/1423—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex for simultaneous baseband signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Abstract

本发明涉及收发器设备、通信设备以及补偿信号泄漏的方法。一种双工设备包括混合接头模块，该混合接头模块具有天线端口、发送端口、接收端口以及平衡端口。设备还包括前馈电路，该前馈电路被设置为关于第一发送频带和第二发送频带进行响应，前馈电路具有输出端和在工作上连接到混合接头模块的发送端口的输入端。混合接头被设置为关于第一发送频带使接收端口与发送端口实质上隔离，并且关于第二发送频带使接收端口与发送端口实质上不隔离。前馈电路还被设置为相比于第一发送带中的信号频率更利于第二发送带中的信号频率的传播，从而在输出端处得到补偿信号。

Description

收发器设备、通信设备以及补偿信号泄漏的方法
技术领域
本发明涉及一种例如包括混合接头模块(hybrid junction module)的类型的双工设备。本发明还涉及一种例如包括双工设备的类型的收发器设备。本发明还涉及一种补偿信号泄漏的方法，该方法为例如补偿从混合接头模块的发送端口到该混合接头模块的接收端口的信号泄漏的类型。
背景技术
在无线通信系统中，这种系统包括例如可以为便携式通信装置的网络基础设施和用户设备。这种通信装置通常借助相同天线接收和发送信号。这意味着为了允许装置分离进入和外出信号使得前者不被后者淹没而需要某一形式的双工方案。在这一点上，时分双工(TDD)和频分双工(FDD)都是公知的双工方案。
所谓的4G或长期演进(LTE)是现有2G和3G通信系统的后继。遵循LTE的网络的TDD和FDD变型这两者已经在许多国家中运行。关于无线电频谱可用性，出于历史原因，存在如在LTE标准的3G合作伙伴项目(3GPP)版本11中定义的、用于LTE标准的38个LTE操作频带，其中26个需要FDD操作。
在FDD无线电操作中，存在不同频率下的两个单独载波，一个用于上行链路传输，而一个用于下行链路传输。下行链路传输与上行链路传输之间的隔离通常由被称为双工滤波器(双工器或双讯器)的发送/接收滤波器来实现。这些滤波器通常被实施为两个高度选择性滤波器，一个被定心在接收频带上，另一个被定心在发送频带上，以将发送信号与接收信号分离，因此防止发送信号干扰接收信号。诸如表面声波(SAW)滤波器的声共振器滤波器通常用于提供双工滤波器所需的低插入损耗和急剧滚降(sharp roll-off)。虽然这些滤波器个体小且廉价，但支持多个频带的通信装置需要支持每频带一个双工滤波器和用于在频带之间选择的另外射频(RF)切换，使得双工滤波器可以共享天线。
此外，这些滤波器由于用于建立需要单独的材料和制造工艺的SAW滤波器的高Q共振器而无法与CMOS电路集成，因此它们必须被实施为片外。这对于在单个频带上操作的简单无线电收发器通常不是问题。然而，现代无线电收发器通常为多频带的。如以上所提及的，LTE标准当前指定26个FDD频带。支持所有所指定的频带由于对所支持的每个频带一个双工滤波器的需要而将需要用户设备的制造商使用多个滤波器。离散双工器的组是提供以上提及的用于选择的切换的一种已知方法，该组经由多路RF开关连接到天线、发送器以及接收器，该多路RF开关基于操作的所需频带选择适当双工器。这种方法增加了用户设备的复杂度，而且增加了多频带收发器的总尺寸和成本。该方法还可能导致性能损失；例如，因为支持多个频带，所以RF开关的引入导致信号功率损失。
许多装置制造商通过设计并且制造支持操作的频带的不同集合的不同构造的装置来简单地规避该问题。由此，制造商提供各在具有不同频带组合的不同组的范围内可操作的一系列装置。因此，可以理解，消除对上述滤波器的需要将去除“世界电话”的制造障碍，这一点的益处将向移动电话行业提供规模经济，并且减轻国际旅行者的不便。
因此，对能够用可以支持多个(优选地为全部)频带的灵活装置代替固定调谐双工滤波器的解决方案存在显著的市场需求。
虽然可以动态调谐构成双工器的双工器滤波器，但因为实现期望的选择性和低功率损失需要非常高的Q因子共振器，所以这种方法当前在技术上不切实际。当前，为了实现所需的小滤波器尺寸，这种共振器仅可实现为声共振器，这些声共振器具有将它们的电调谐仅限于小频率范围的公知双共振特性。
另选双工解决方案是使用电平衡隔离(EBI)双工器或所谓的混合接头或混合电路。这是可以分离传输线路中的前向和反向波方向的4端口网络。混合接头可以以各种方式来制造，包括使用变换器、波导(“T形波导(magic tee)”)或微带(“定向耦合器”)。如在对于现代电子模拟有线电话的情况下，混合接头还可以使用有源电路来制造。
混合接头通常包括第一(发送)端口、第二(天线)端口、第三(接收)端口以及第四(平衡)端口。在所有端口以匹配的阻抗负载终止的理想混合接头的操作中，在发送端口处入射的所有功率在零功率出现在接收端口处的同时在天线端口与平衡端口之间划分。同样，在天线端口处入射的所有功率在零功率出现在平衡端口处的同时在接收端口与发送端口之间划分。该操作方式与在处于发送模式和接收模式时展示3dB或半功率耦合损失的理想混合接头对应。
宽带混合可以使用例如如在“A Multiband RF Antenna Duplexer on CMOS:Design and Performance”(M.Mikhemar、H.Darabi以及A.A.Abidi，IEEE Journal ofSolid-State Circuits，第48卷，第2067-2077页，2013年)中描述的变换器和单变换器电路来制造。
具有平衡网络的理论混合接头在用作双工器时具有连接到混合接头的发送端口的收发器发送器链的功率放大器和连接到混合接头的接收端口的收发器接收器链的低噪声放大器。由功率放大器施加于发送端口处的发送功率如上所述的在天线端口与平衡端口之间划分，并且隔离低噪声放大器，即，只要天线端口和平衡端口处的反射系数在幅值和相位上相同，则没有发送信号到接收器链中的泄漏，反射系数分别取决于连接到天线端口的阻抗和连接到平衡端口的阻抗。
然而，在实践中，具有平衡网络的混合接头作为双工器的使用遭受若干缺陷。第一，天线的阻抗并因此引申开来和天线端口处的阻抗通常展示时域和频域这两者中的变化。天线的阻抗例如可能由于在天线附近移动的物体而随着时间变化，因此，必须将平衡端口处的阻抗动态调整为适应天线端口处的阻抗，以考虑这些变化。天线阻抗通常还随着频率变化，因此为了获得感兴趣的特定频率下的平衡，因此必须调整平衡端口处的阻抗，并且在足够宽的系统带宽(例如，LTE信道所需的20MHz)上可能不可实现良好的平衡。
第二，其他耦合机构引起发送信号中的一些从混合接头的发送端口到接收端口的泄漏。由此可见，限制接收端口与发送端口的隔离。
尽管有与作为双工器的混合接头的使用相关联的以上所提及的缺陷，但已经尝试排除或至少减轻上述缺点。例如，“Optimum Single Antenna Full Duplex Using HybridJunctions”(Laughlin、Beach、Morris以及Haine，IEEE Journal of Selected Areas InCommunications，第32卷，第9期，2014年9月，第1653至1661页)考虑具有可能随着频率且随着可能具有10dB最小值的量级的返回损耗广泛变化的阻抗的任意天线(只要没有失谐邻近效应即可)。这对于可以内置于广泛的终端产品并且可以借助未知长度的传输线路连接的收发器电路而言是实际的。以上参考文献中提出了混合接头的所谓电平衡(EB)。这是为了隔离混合接头的发送端口与接收端口而提出的若干解决方案中的一个。
虽然使带内发送信号从发送端口到接收端口的泄漏最小化的混合接头双工设计已经取得发展，但是技术挑战仍存在。例如，仍然已知由发送链电路生成但存在于接收频带中(例如，由合成器和/或功率放大器产生)的噪声的成分从混合接头的发送端口泄漏到接收端口，因此存在于收发器的接收链电路的接收带中。
美国专利公报no.2007/0264943致力于目的为避免外部SAW滤波器的需要的不同方法。实际上，该文献不假定对混合接头的需要，而是与使用SAW滤波器的另选方案有关。在这点上，该文献涉及从包括期望信号频率成分和阻塞信号频率成分(blocker signalfrequency component)的信号滤除所谓的阻塞信号频率成分的方法和设备。所提出的解决方案包括跨接收器电路的低噪声放大器(LNA)应用的滤波器结构。电路将信号的一部分分流为施加于LNA的输入端，并且滤波器结构在组合已滤波的分流信号与由LNA输出的已放大信号之前从分流信号去除阻塞信号频率成分。组合导致从包括已放大阻塞信号频率成分和期望信号频率成分的、LNA所输出的已放大信号减去包含阻塞信号频率成分的已滤波分流信号，以留下已放大的期望信号频率成分，以便由接收器电路进行进一步处理。然而，“无SAW接收器”依赖处于不同频带中的阻塞信号频率成分和期望信号频率成分，这与关于在由发送链电路在接收频带中生成的噪声成分到混合接头的接收端口的泄漏面临的挑战不同，这些噪声成分然后连同接收带中的感兴趣频率成分一起出现。在这点上，这类似于处于与期望信号相同的频带中的、美国专利公报no.2007/0264943的阻塞信号。此外，滤波器结构跨LNA被应用，并且尝试滤除将已经通过具有平衡网络的混合接头(如果采用它的话)去除的频率成分。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种双工设备，该双工设备包括：混合接头模块，该混合接头模块具有天线端口、发送端口、接收端口以及平衡端口；前馈电路，该前馈电路被设置为关于第一发送频带和第二发送频带响应，前馈电路具有输出端和在工作上连接到混合接头模块的发送端口的输入端；其中，混合接头模块被设置为关于第一发送频带使接收端口与发送端口实质上隔离，并且关于第二发送频带使接收端口与发送端口实质上不隔离；并且前馈电路被设置为相比于第一发送带中的信号频率更利于第二发送带中的信号频率的传播，从而在输出端处得到补偿信号。
设备还可以包括在工作上连接到平衡端口的信号隔离控制电路。
前馈电路可以包括滤波器结构，该滤波器结构在发送频带上提供射频滤波。滤波器可以是提供射频陷波滤波的平移滤波器(translational filter)。
前馈电路可以包括用于从射频向基带频率进行下变频的下变频器。
平移滤波器可以包括下变频器。平移滤波器还可以包括第一高通滤波器。第一高通滤波器可以为无源的。
前馈电路还可以包括：第二高通滤波器，该第二高通滤波器在工作上连接到第一高通滤波器。第二高通滤波器可以为有源的。
前馈电路还可以包括：可编程增益电路，该可编程增益电路在工作上连接到第二高通滤波器。
前馈电路还可以包括：可编程相位电路，该可编程相位电路在工作上连接到第二高通滤波器。
前馈电路还可以包括：上变频器，该上变频器在工作上连接到可编程增益电路或可编程相位电路。
设备还可以包括定向耦合器，该定向耦合器被设置为将前馈电路的输入端在工作上连接到发送端口。
下变频器可以具有本地振荡器输入端；下变频器可以被设置为对施加于本地振荡器输入端的发送本地振荡器信号进行响应。
上变频器可以具有本地振荡器输入端；上变频器可以被设置为对施加于本地振荡器输入端的发送本地振荡器信号进行响应。
设备还可以包括信号组合器，该信号组合器在工作上连接到前馈电路和接收端口。
信号组合器可以为低噪声放大器。
根据本发明的第二方面，提供了一种收发器设备，该收发器设备包括：如上关于本发明的第一方面阐述的信号隔离设备；以及放大器，该放大器具有连接到混合接头模块的接收端口的第一输入端和在工作上连接到前馈电路的输出端的消除输入端(cancellationinput)，放大器被设置为在使用时应用补偿信号，以便从与混合接头模块的接收端口相关联的接收频带去除第二发送频带中的信号。
放大器可以为低噪声放大器。
设备还可以包括：接收基带处理单元，该接收基带处理单元在工作上连接到可编程增益电路。
接收基带处理单元可以被设置为计算增益设置值，并且将增益设置值传送到可编程增益电路。
增益设置值可以基于与所接收信号相关联的信号质量的所计算指标。
信号质量的所计算指标可以与基带处理单元的所接收信号相关联。信号质量的所计算指标可以为信噪比。
设备还可以包括：接收基带处理单元，该接收基带处理单元在工作上连接到可编程相位电路。
接收基带处理单元可以被设置为计算相位设置值，并且将相位设置值传送到可编程相位电路。
相位设置值可以基于与所接收信号相关联的信号质量的所计算指标。
设备还可以包括：功率放大器，该功率放大器具有在工作上连接到混合接头模块的发送端口的输出端。
根据本发明的第三方面，提供了一种通信设备，该通信设备包括如上关于本发明的第二方面阐述的收发器设备。
收发器设备可以被设置为根据频分双工通信方案来工作。
根据本发明的第四方面，提供了一种补偿信号从混合接头模块的发送端口到其接收端口的泄漏的方法，方法包括以下步骤：接收发送端口处的信号，该信号具有第一发送频带中的频率成分和第二发送频带中的另外频率成分；混合接头模块关于第一发送频带使其接收端口与发送端口实质上隔离；混合接头模块关于第二发送频带使其接收端口与发送端口实质上不隔离；分出信号的一部分，并且以利于信号的该部分的处于所述第一发送频带中的频率成分的方式，对信号的该部分的处于所述第二发送频带中的另外频率成分进行前馈；以及输出信号已经经过前馈的部分，作为补偿信号。
由此，可以提供有效补偿从混合接头的发送端口泄漏到混合接头的接收端口的、包括接收带中的频率成分的噪声信号的方法和设备。在这点上，即使施加于发送端口的发送相关噪声可能泄漏到混合接头的接收端口，接收端口处的接收频带中的所泄漏噪声的存在也通过例如在接收端口的下游(诸如，LNA处)去除噪声来消除。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参照附图来描述本发明的至少一个实施方式，在附图中：
图1是构成本发明的实施方式的用户设备单元的示意图；
图2是由图1的用户设备单元使用并且构成本发明的另一个实施方式的收发器设备的局部视图的示意图；
图3是图2的收发器设备的局部视图的扩展并且更详细地示出图2的收发器设备的局部视图的示意图；
图4是更详细的图3的前馈单元的示意图；
图5是构成本发明的又一实施方式的、补偿由图3的设备的混合接头模块提供的有限隔离的方法的流程图；以及
图6是配置用于与图5的方法一起使用的参数的的方法的流程图。
具体实施方式
贯穿以下说明书，将使用相同的附图标记来标识同样的零件。
参照图1，在LTE通信系统中操作的用户设备(UE)单元100包括处理资源102，该处理资源102在该示例中为蜂窝通信终端的芯片集。处理资源102连接到发送器链104和接收器链106，发送器链104和接收器链106连接到双工设备108。双工设备108连接到天线110。
UE单元100还拥有例如RAM 112的易失性存储器和例如ROM 114的非易失性存储器，易失性存储器和非易失性存储器各连接到处理资源102。处理资源102还连接到麦克风116、扬声器单元188、小键盘120以及显示器122。技术人员应当理解，上述UE单元100的架构包括其他元件，但为了保持描述的简洁和清楚起见，本文不描述这种另外元件。
参照图2，发送器链104尤其包括在工作上连接到双工设备108的输入端口或节点的功率放大器(PA)202，并且接收器链106尤其包括在工作上连接到双工设备108的输出端口或节点的低噪声放大器(LNA)214。
转到图3，在包括发送器链104和接收器链106的收发器中，图1的发送器链104包括发送调制器200、下文中被称为“第一上变频器”248的第一上变频混频器以及功率放大器202。发送调制器200的输出端在工作上连接到第一上变频器248的输入端。第一上变频器248的输出端在工作上连接到功率放大器202的输入端。在该示例中，发送调制器200的输出端被分成同相(I)路径和正交(Q)路径。然而，技术人员将理解，在其他实施方案中，由发送调制器200输出的信号的格式可以为适于在收发器中实施的期望信号通信方案的任何格式。因此，功率放大器202可以包括不同级，这些级可以取决于设计偏好而是单端或平衡的。
双工设备108包括混合接头模块204，该混合接头模块具有输出节点206、输入节点208、天线节点或端口210以及平衡节点或端口212。在本文中，在关于混合接头204使用时，术语“输入节点”和“输出节点”从作为参考点的混合接头204的角度来表达。接收器链106包括LNA 214、下文中被称为“第一下变频器256”的第一下变频混频器、基带处理单元258以及随后的处理级(未示出)。因为接收器链106的剩余部分的部件在LTE标准中阐述，并且在任何情况下将被技术人员容易地理解且与在本文阐述的示例中解释的发明概念的理解无关，所以将不进一步详细地描述它们。
如以上所提及的，构成混合接头模块204的接收节点206的输出节点206连接到LNA214的信号输入端。LNA 214的输出端在工作上连接到第一下变频器256的输入端，第一下变频器256的输出端在工作上连接到基带处理单元258。再次，在该示例中，第一下变频器256的输出端被分成I路径和Q路径。然而，并且如之前关于第一上变频器248所提及的，技术人员将理解，在其他实施方案中，由第一下变频器256输出的信号的格式可以取决于实施方案要求而不同。
混合接头模块204还包括信号隔离控制电路216，为了描述的简单和简洁起见，该信号隔离控制电路被描绘为可调谐阻抗，在工作上连接到平衡节点212。然而，技术人员应理解，信号隔离控制电路216可以取决于实施方案偏好来以多种方式中的任一种来实施，并且单个可调节阻抗的示例不应被认为是对实施方案可能性的限制的指标。实际上，还应理解，阻抗不是必须为可以被调节为将混合接头模块204置于接收端口206被认为与发送端口208充分隔离的平衡状态的唯一参数。例如，信号隔离控制电路216可以采用在国际专利申请no.PCT/EP2015/052800和/或欧洲专利公报no.2903 170中阐述的隔离技术，此处通过引用的方式将其内容并入。这些文献中阐述的解决方案是控制混合接头模块204以便提供第一发送频带中的发送信号频率成分到接收端口206的泄漏的足够减轻的方式的示例，这些发送信号频率成分旨在借助天线110发送，该泄漏在本文中将被称为“TX阻塞”信号nTX，这些信号当在接收器链106的接收带中的、到混合接头模块204的接收侧的泄漏发生时从该接收侧的角度构成干扰的形式。然而，不那么有效地防止在发送器链104中生成的第二发送频带中的噪声nBROAD(噪声的方面在本文中将在稍后讨论)从发送节点208泄漏到接收节点206。为了解决该限制，双工设备108补充有前馈电路230。前馈电路230的用途是从功率放大器202的输出端生成信号，该信号可以用于消除泄漏到接收端口206并且在进入LNA 214时存在于接收带中的噪声信号nBROAD。
前馈电路230包括通过耦合器(例如，定向耦合器218)在工作上连接到功率放大器202的输出端的输入端232。定向耦合器218充当信号分接头。前馈电路230的输入端232还连接到下文中被称为“第二下变频器”250的第二下变频混频器的输入端，第二下变频器250的输出端在工作上连接到信号调谐单元252，该信号调谐单元具有控制输入端253和在工作上连接到下文中被称为“第二上变频器”254的第二上变频混频器的相应输入端的输出端。在该示例中，第二上变频器的输出端在工作上连接到前馈电路230的输出端255，该输出端在工作上连接到LNA 214的信号消除输入端。第二下变频器250和第二上变频器254分别具有本地振荡器信号输入端，这些本地振荡器信号输入端在工作上连接到在发送混频fTX下工作的同一发送本地振荡器257，第一上变频器248具有也在工作上连接到发送本地振荡器257的本地振荡器输入端。类似地，第一下变频器256具有在工作上连接到在接收混频fRX下工作的接收本地振荡器259的本地振荡器输入端。
控制输入端253在工作上连接到用于接收增益控制信号G和相位控制信号Φ的、基带处理单元258的控制器单元260的输出端，控制器单元260具有输入端，该输入端在工作上连接到提供所接收信号质量的指标的、基带处理单元258内的源(未示出)，该指标可以为误差信号、信噪比(SNR)或能够用于确定噪声信号nBROAD的减轻有效性的任何其他合适度量。在该示例中，SNR信号由基带处理单元258来提供。
转到图4，信号调谐单元252包括第一高通滤波器312，该第一高通滤波器具有分别在工作上连接到第二下变频器250的I和Q输出端的输入端。在该示例中，第一高通滤波器312为无源滤波器。连同第二下变频器250一起，第一高通滤波器312充当平移滤波器，在本文稍后将描述平移滤波器的另外细节。然而，技术人员将理解，可以采用其他实施方案作为本文描述的平移滤波器结构的另选方案。
第一高通滤波器312的I和Q输出端在工作上连接到第二高通滤波器314的I和Q输入端。在该示例中，第二高通滤波器314是有源滤波器，该有源滤波器具有在工作上连接到放大器(例如，可编程增益放大器电路304)的I和Q输入端的输出端。可编程增益放大器304具有在工作上连接到信号调谐单元252的控制输入端253的增益控制输入端308。可编程增益放大器304的I和Q输出端在工作上连接到可编程移相器电路306的I和Q输入端，可编程移相器306具有在工作上连接到信号调谐单元252的控制输入端253的相位控制输入端310。可编程移相器306的I和Q输出端在工作上连接到第二上变频器254的I和Q输入端。
在工作中(图5)，信号调谐单元252从控制器单元260获得(步骤400)增益和相移的设置值，并且可编程增益放大器304根据所获得的增益设置值设置增益，并且可编程移相器306根据所获得的相移设置值设置相移。增益和相移设置值的生成在本文稍后将关于图6来描述。
为了生成要由LNA 214应用的补偿信号，由定向耦合器218分出(步骤402)由功率放大器202输出的信号的一部分。在这点上，由功率放大器202输出的信号包括多个频率成分，例如，在发送器链104(即，第一发送频带和第二发送频带)中生成的TX阻塞信号nTX和噪声nBROAD中的那些成分。
由于混合接头模块204的限制，但通常由于调谐信号隔离控制电路216以便足够准确地匹配天线110的阻抗的能力，由混合接头模块205提供的、接收端口206与发送端口208的隔离受限。在这点上，信号隔离控制电路216在性质上是窄带的，因此必须专用于接收端口206与TX阻塞信号(即，发送带中的信号)的隔离。从混合接头模块204的接收端口侧的角度，接收器链106的接收频带中的信号成分nTX的存在是不期望的。作为上述功能的结果，混合接头模块204充分执行为使发送频带中的信号成分nTX(TX阻塞信号)从发送端口208到接收端口206的泄漏最小化至可接受水平。然而，信号隔离控制电路216的窄带操作的结果是忽略在窄带外部的频率，因此，混合接头模块204例如作为发送路径中的非线性或提供发送混频fTX的合成器中的相位噪声的结果而在减轻在发送器链104中生成的噪声nBROAD从发送端口208到接收端口206的泄漏时不那么成功，这导致可能存在于接收器链106的接收带中的宽带信号。
因此，为了减轻噪声nBROAD的泄漏效应，分出功率放大器202的输出的一部分，以便由前馈电路230协同(在该示例中)LNA 214进行处理。在这点上，分出的信号被施加于第二下变频器250的输入端，该第二下变频器除了将分出的信号下混频至基带频率之外，还执行分出的信号的RF中的滤波(步骤404)。在这点上，前馈电路230对第一频带中的信号频率成分进行响应。组合的滤波和下变频由于由第二下变频器250与第一高通滤波器312的协同操作提供的平移滤波功能来实现，该协同操作在该示例中被实施为单个电路块302。在一些实施方式中，第二下变频器250可以被实施为25％占空比或四相无源混频器。然而，技术人员将理解，预期将其他实施方案用于实现类似的功能，例如，另选多相无源混频器方案。RF中的平移滤波器在该示例中为陷波滤波器，该陷波滤波器被设置为在尽可能多的避免该第二发送频带中的噪声nBROAD的衰减的同时从分出的信号去除第一发送频带上的频率成分(例如，要发送的期望信号、TX阻塞信号)。然而，由本文描述的图4的前馈电路230的实施方案执行的滤波仅是实现对分出的信号滤波所需的滤波特性的一种方式的示例。在这点上，I和Q下变频提供平移滤波，但这种滤波目的可以采用其他RF技术来有效地实现。
为了进一步减小第二发送频带中的TX阻塞信号nTX的振幅(但以噪声nBROAD的最小代价)，由第二高通滤波器314对已滤波分出的信号进行进一步滤波。
然后分别根据如以上所提及的获得的增益设置值和相移值由可编程增益放大器304放大(步骤408)且然后由可编程移相器306相移(步骤408)双重滤波分出信号。在这点上，应理解，增益可以由可编程增益放大器304按不同量应用于前馈电路230的I与Q路径之间。类似地，相移可以由可编程移相器306按不同量应用于前馈电路230的I与Q路径之间。所应用相移在该示例中旨在调理双重滤波分出信号，使得产生的补偿信号拥有可以随后被相移180°的相位，从而在LNA 214内组合时使得能够进行有效的信号成分消除。在这点上，所应用相移(在应用180°相移之前)旨在补偿在包括前馈电路230的信号路径与穿过混合接头模块204的信号路径之间的路径差。所应用增益在该示例中也旨在调理双重滤波分出信号，使得产生的补偿信号拥有在LNA 214内组合时实质上等于噪声nBROARD的振幅的振幅。在放大和相移之后，将已放大且已相移的信号施加于第二上变频器254，该第二上变频器将已放大且已相移的信号上变频(步骤410)回至射频。在该阶段，显著衰减了TX阻塞nTX信号频率成分，而噪声nBROAD的频率成分遭受较少衰减，因此仍然存在，以便用作补偿信号，在该示例中随后将该补偿信号施加(步骤412)于LNA 214的消除输入端。
在LNA 214处，在该示例中，LNA 214向补偿信号应用180°相移，然后组合已相移的补偿信号与从接收端口206接收的信号，以便放大，从而衰减通过混合接头模块204从发送端口208泄漏到接收端口206的、接收器链106的接收带中的噪声nBROARD。
应当理解，前馈电路230相比于第一发送频带中的信号频率更利于第二发送频带中的信号频率的传播。在这点上，第二发送频带中的信号的频率成分遭受比第一发送频带中的信号的频率成分更少的衰减。
可编程增益放大器304和可编程移相器306被设置在前馈电路230中，以便允许前馈电路230的振幅和相位这两者上的传递函数的优化，以便优化补偿信号，由此随后使来自接收器链106的接收带的噪声nBROAD的频率成分的消除最大化。增益设置值和相移值连同信号隔离控制电路216的设置一起被控制，以便避免设置信号隔离控制电路216、可编程增益放大器304以及可编程移相器306的效应之间的冲突。
在该示例中，增益设置值和相移设置值基于与以下内容中的一个或更多个有关的、双工设备108的现有特性描述在制造的工厂校准阶段期间确定：温度、电源电压、CMOS处理变化以及天线阻抗。现有特性描述可以通过以下方式来实现：在混合接头模块204的天线端口210处施加接收频带中的测试音(test tone)，并且响应于对增益设置值和相位设置值的调节测量数字基带中的SNR，从而使得增益设置值和相位设置值的查找表能够被产生，以便能够将前馈电路230配置为基于所测量的SNR、温度、电压以及处理变化支持噪声nBROAD的频率成分的最佳最小化。工厂校准处理包括默认增益设置值和默认相移设置值的确定。
在该示例中，采用在“Low-Noise Active Cancellation of TransmitterLeakage and Transmitter Noise in Broadband Wireless Receivers for FDD/Co-Existence”(Zhou等人，IEEE Journal of Solid-State Circuits，第49卷、第12期，2014年12月)中描述的种类的LNA 214；Zhou等人的LNA包括提供在工作上连接到针对内部噪声的内部噪声消除电路的端口的LNA的现有内部噪声消除能力的调整，使得在端口处施加的外部信号也遭受180°相移，然后与在LNA的信号输入端处施加的信号组合。随后，如所调整的LNA 214能够通过以下方式操纵在其信号消除输入端(与Zhou等人的调整的LNA的端口对应)处接收的信号：在组合信号与来自接收端口206的、在LNA 214的信号输入端处接收的信号之前相对于功率放大器202的输出的分出的部分向信号应用180°相移。然而，应当理解，为了实现第一信号的相移和已相移的第一信号与要精炼的第二信号的组合，预期其他实施方案。例如，LNA 214可以被简单地实施有信号组合能力(即，没有内部相移能力)，或者可以在LNA 214的信号输入端之前设置单独的信号组合器，在这种实施方案中，信号组合器的输出端连接到LNA 214的信号输入端，并且信号组合器的相应输入端连接到接收端口206和前馈电路230的输出端。取决于用于实施信号组合的方法论，然后可以由除了LNA 214之外的实体提供180°相移。在这点上，180°相移可以在分出功率放大器202的输出的点至LNA 214的输入端的、包括前馈电路230的信号路径中的任何点处引入。例如，在适当修改的情况下，相对于功率放大器202的输出的分出的部分的180°相移可以在移相器306中或定向耦合器218处应用。
参照图6，在对收发器通电时，使可编程增益放大器304和可编程移相器306分别被设置(步骤500)有工厂确定的默认增益设置值和工厂确定的默认相移值，作为初始步骤。同样，将天线调谐器、信号隔离控制电路216的参数设置为默认工厂校准值。
作为混合接头模块204的受控操作的一部分，一旦由发送器链104进行的信号发送开始，则由接收器链106的基带处理单元258测量(步骤502)存在于混合接头模块204的接收侧处的TX阻塞信号，并且调节(步骤504)信号隔离控制单元216的操作参数，以使接收带中的TX阻塞信号从发送节点208到接收节点206的泄漏最小化。因为已知与使TX阻塞信号到接收带中的泄漏最小化有关的、混合接头模块204的控制，例如如在以上提及的两个专利公报中阐述的，所以为了描述的清楚和简洁起见，这里将不进一步描述在这点上的混合接头模块204的控制的另外细节。
除了监测TX阻塞信号之外，还使用基带处理单元258监测(步骤506)由基带处理单元256接收的信号的SNR，所测量的SNR值被传送到控制器单元260，作为信号质量的测度结果。基于从基带处理单元258接收的SNR值，并且在一些示例中基于温度和/或电源电压和/或处理变化和/或天线阻抗参数，控制器单元260使用所生成的查找表，以便确定更新的增益设置值和更新的相移值，这两个值分别由控制器单元260用于设置(步骤508)可编程增益放大器304和可编程移相器306。为了与LNA 214协作的前馈电路230可以尽可能多的减轻在发送器链104中生成的所泄漏噪声nBROAD的存在的影响，连续重复设置可编程增益放大器304和可编程移相器306的上述方法。
关于混合接头，技术人员应当理解，可以采用任何合适的构造。例如，在上述实施方式中，已经描述了变换器。在另一个实施方式中，已经采用正交混合耦合器，尽管可以使用其他变型，例如，180°混合耦合器。还可以采用其他合适种类的混合接头(例如，波导混合接头)。
技术人员应当理解，上述实施方案仅是在所附权利要求的范围内可设想的各种实施方案的示例。
除了所述的结构部件和用户交互之外，上述实施方式的设备和方法可以实施在计算机系统(具体为计算机硬件或计算机软件)或专门制造或调整的集成电路中。
上述实施方式的方法可以被提供为计算机程序或承载计算机程序的计算机程序产品或计算机可读介质，该计算机程序被设置为当在计算机或其他处理器上运行是执行上述方法。
术语“计算机可读介质”没有限制地包括可以由计算机或计算机系统直接读取并访问的任何介质。介质可以包括但不限于：磁存储介质，诸如软盘、硬盘存储介质以及磁带；光存储介质，诸如光盘或CD-ROM；电存储介质，诸如存储器，包括RAM、ROM以及闪存；以及上述内容的混合和组合，诸如磁/光存储介质。
虽然上文已经描述了本发明的具体示例，但技术人员将理解许多等效修改和变更是可能的。因此，以上阐述的本发明的示例性实施方式被认为是例示性的而非限制。可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下进行对上述实施方式的各种改变。

Claims (24)

1.一种收发器设备，该收发器设备包括：
混合接头模块，该混合接头模块具有天线端口、发送端口、接收端口以及平衡端口；
前馈电路，该前馈电路被设置为关于第一发送频带和第二发送频带进行响应，所述前馈电路具有输出端和在工作上连接到所述混合接头模块的所述发送端口的输入端；其中，
所述混合接头模块被设置为关于所述第一发送频带使所述接收端口与所述发送端口实质上隔离，并且关于所述第二发送频带使所述接收端口与所述发送端口实质上不隔离；并且
所述前馈电路被设置为，相比于所述第一发送频带中的信号频率更利于所述第二发送频带中的信号频率的传播，从而在所述输出端处得到补偿信号，并且所述收发器设备的特征在于：
放大器，该放大器具有连接到所述混合接头模块的所述接收端口的第一输入端，所述放大器包括噪声消除电路和消除输入端，所述消除输入端在工作上连接到所述噪声消除电路和所述前馈电路的输出端，并且
所述放大器被设置为在使用时经由所述噪声消除电路应用所述补偿信号，以便从与所述混合接头模块的所述接收端口相关联的接收频带去除所述第二发送频带中的信号。
2.根据权利要求1所述的收发器设备，其中，所述前馈电路包括滤波器结构，该滤波器结构在所述发送频带上提供射频滤波。
3.根据权利要求2所述的收发器设备，其中，所述滤波器是提供射频陷波滤波的平移滤波器。
4.根据权利要求3所述的收发器设备，其中，所述前馈电路包括用于从射频向基带频率进行下变频的下变频器。
5.根据权利要求4所述的收发器设备，其中，所述平移滤波器包括所述下变频器。
6.根据权利要求5所述的收发器设备，其中，所述平移滤波器还包括：
第一高通滤波器。
7.根据权利要求6所述的收发器设备，其中，所述前馈电路还包括：
第二高通滤波器，该第二高通滤波器在工作上连接到所述第一高通滤波器。
8.根据权利要求7所述的收发器设备，其中，所述前馈电路还包括：
可编程增益电路，该可编程增益电路在工作上连接到所述第二高通滤波器。
9.根据权利要求8所述的收发器设备，其中，所述前馈电路还包括：
可编程相位电路，该可编程相位电路在工作上连接到所述第二高通滤波器。
10.根据权利要求9所述的收发器设备，其中，所述前馈电路还包括：
上变频器，该上变频器在工作上连接到所述可编程增益电路或所述可编程相位电路。
11.根据权利要求1所述的收发器设备，所述收发器设备还包括定向耦合器，该定向耦合器被设置为将所述前馈电路的所述输入端在工作上连接到所述发送端口。
12.根据权利要求4所述的收发器设备，其中，所述下变频器具有本地振荡器输入端，所述下变频器被设置为对施加于所述本地振荡器输入端的发送本地振荡器信号进行响应。
13.根据权利要求10所述的收发器设备，其中，所述上变频器具有本地振荡器输入端，所述上变频器被设置为对施加于所述本地振荡器输入端的发送本地振荡器信号进行响应。
14.根据权利要求1所述的收发器设备，所述收发器设备还包括信号组合器，该信号组合器在工作上连接到所述前馈电路和所述接收端口。
15.根据权利要求8所述的收发器设备，所述收发器设备还包括：
接收基带处理单元，该接收基带处理单元在工作上连接到所述可编程增益电路。
16.根据权利要求15所述的收发器设备，其中，所述接收基带处理单元被设置为计算增益设置值，并且将所述增益设置值传送到所述可编程增益电路。
17.根据权利要求16所述的收发器设备，其中，所述增益设置值基于与所接收信号相关联的信号质量的所计算的指标。
18.根据权利要求9所述的收发器设备，所述收发器设备还包括：
接收基带处理单元，该接收基带处理单元在工作上连接到所述可编程相位电路。
19.根据权利要求18所述的收发器设备，其中，所述接收基带处理单元被设置为计算相位设置值，并且将所述相位设置值传送到所述可编程相位电路。
20.根据权利要求19所述的收发器设备，其中，所述相位设置值基于与所接收信号相关联的信号质量的所计算的指标。
21.根据权利要求1所述的收发器设备，所述收发器设备还包括：
功率放大器，该功率放大器具有在工作上连接到所述混合接头模块的所述发送端口的输出端。
22.一种通信设备，该通信设备包括根据权利要求1至21中任一项所述的收发器设备。
23.根据权利要求22所述的通信设备，其中，所述收发器设备被设置为根据频分双工通信方案来工作。
24.一种补偿从混合接头模块的发送端口到所述混合接头模块的接收端口的信号泄漏的方法，所述方法包括以下步骤：
接收所述发送端口处的信号，所述信号具有第一发送频带中的频率成分和第二发送频带中的另外频率成分；
所述混合接头模块关于所述第一发送频带使所述混合接头模块的所述接收端口与所述发送端口实质上隔离；
所述混合接头模块关于所述第二发送频带使所述混合接头模块的所述接收端口与所述发送端口实质上不隔离；
分出所述信号的一部分，并且以利于所述信号的一部分的处于所述第一发送频带中的频率成分的方式，对所述信号的一部分的处于所述第二发送频带中的另外频率成分进行前馈；以及
输出所述信号的已经经过前馈的部分，作为补偿信号，并且所述方法的特征在于：
将来自所述混合接头模块的所述接收端口的接收信号应用到放大器，并且将所述补偿信号应用到所述放大器的噪声消除电路，从而从与所述混合接头模块的所述接收端口相关联的接收频带去除所述第二发送频带中的信号。
CN201680085861.1A 2016-05-20 2016-05-20 收发器设备、通信设备以及补偿信号泄漏的方法 Active CN109314537B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2016/061457 WO2017198315A1 (en) 2016-05-20 2016-05-20 Duplexing apparatus, transceiver apparatus and method of compensating for signal leakage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109314537A CN109314537A (zh) 2019-02-05
CN109314537B true CN109314537B (zh) 2021-04-13

Family

ID=56117676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680085861.1A Active CN109314537B (zh) 2016-05-20 2016-05-20 收发器设备、通信设备以及补偿信号泄漏的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10659098B2 (zh)
EP (1) EP3465922B1 (zh)
JP (1) JP6759365B2 (zh)
CN (1) CN109314537B (zh)
WO (1) WO2017198315A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11177988B2 (en) * 2020-01-23 2021-11-16 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Receiver circuits with blocker attenuating mixer
CN113965169B (zh) * 2021-12-22 2022-03-18 中国移动通信有限公司研究院 变频方法、装置及系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101521520A (zh) * 2008-02-27 2009-09-02 联发科技股份有限公司 全分双工系统及泄露消除方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09312587A (ja) * 1996-05-22 1997-12-02 Sony Corp 無線通信装置
US20030214958A1 (en) * 2002-04-12 2003-11-20 Lila Madour Linking of bearer and control for a multimedia session
US7173484B2 (en) * 2003-11-25 2007-02-06 Powerwave Technologies, Inc. System and method of carrier reinjection in a feedforward amplifier
US7551910B2 (en) 2006-05-15 2009-06-23 Broadcom Corporation Translation and filtering techniques for wireless receivers
US8489056B2 (en) * 2008-12-01 2013-07-16 Rockstar Consortium Us Lp Frequency agile filter using a digital filter and bandstop filtering
US8995932B2 (en) 2013-01-04 2015-03-31 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Transmitter noise suppression in receiver
EP2903170B1 (en) * 2014-02-04 2020-01-08 U-blox AG Duplexing apparatus, wireless devices and related methods
US9893871B2 (en) 2014-10-31 2018-02-13 Electronics And Telecommunications Research Institute In-band full duplex transceiver
US9608661B2 (en) * 2014-11-06 2017-03-28 GM Global Technology Operations LLC Software programmable cellular radio architecture for wide bandwidth radio systems including telematics and infotainment systems

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101521520A (zh) * 2008-02-27 2009-09-02 联发科技股份有限公司 全分双工系统及泄露消除方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Adaptive duplexer implemented using single-path and multipath feedforward techniques with BST phase shifters;ASBECK P M ET AL;《IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES》;20050131;第53卷(第1期);第106-114页，正文第IV部分，图7 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3465922B1 (en) 2021-09-22
US10659098B2 (en) 2020-05-19
JP6759365B2 (ja) 2020-09-23
CN109314537A (zh) 2019-02-05
WO2017198315A1 (en) 2017-11-23
JP2019519153A (ja) 2019-07-04
EP3465922A1 (en) 2019-04-10
US20190215028A1 (en) 2019-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9647705B2 (en) Digital self-interference residual cancellation
RU2493649C2 (ru) Способ частотно-зависимого подавления сигналов и устройство для его реализации (варианты)
CN111800179B (zh) 一种分集接收机及终端
US10680724B2 (en) Methods and apparatus for duplexing signals
CN107431500B (zh) 信号隔离控制装置、双工器装置、无线收发器装置、通信设备、混合接头的控制方法
US9929854B2 (en) Duplexing apparatus, wireless devices and related methods
CN109314537B (zh) 收发器设备、通信设备以及补偿信号泄漏的方法
US20230291433A1 (en) Self-interference canceller
KR20240008619A (ko) 보정 없이 대역 외 블럭커 제거가 가능한 광대역 저잡음 증폭기 구조 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant