CN110063027B - 有源混频器的增强型宽带操作 - Google Patents

Abstract

用于无线通信的方法、系统和设备被描述以用于有源混频器的增强型宽带操作。在一种示例中，一种装置可以包括有源混频器，有源混频器至少部分地基于交流(AC)本地振荡器(LO)信号在射频(RF)信号与中频(IF)信号之间进行转换，其中在有源混频器内生成的直流(DC)电流部分地取决于偏置电压和AC LO信号。该装置可以包括混频器偏置电路，混频器偏置电路生成用于有源混频器的偏置电压，偏置电压的幅度与AC LO信号的振幅具有反向关系。

Description

有源混频器的增强型宽带操作

交叉引用

本专利申请要求Yu等人的2016年12月6日提交的题为“Enhanced BroadbandOperation of an Active Mixer”的美国临时专利申请No.62/430,774、以及Yu等人的2017年12月4日提交的题为“Enhanced Broadband Operation of an Active Mixer”的美国专利申请No.15/831,370的优先权，其中的每个申请都转让给本受让人。

背景技术

下文一般地涉及无线通信，并且更具体地涉及用于有源混频器的增强型宽带操作的技术。

无线通信系统被广泛部署以提供各种类型的通信内容，诸如语音、视频、分组数据、消息传递、广播等。这些系统可以能够通过共享可用系统资源(例如，时间、频率和功率)来支持与多个用户的通信。这种多址系统的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、以及正交频分多址(OFDMA)系统(例如，长期演进(LTE)系统或新无线电(NR)系统)。无线多址通信系统可以包括一定数目的基站或接入网络节点，每个同时支持用于多个通信设备的通信，通信设备可以另外称为用户设备(UE)。

无线通信设备(诸如UE或基站)包括一个或多个混频器。混频器是一种非线性电路，其可以用于将信号从一个频率移变到另一频率用于传输或信号处理。混频器是3-端口电子电路，其中端口中的两个端口是“输入”端口，而另一端口是“输出”端口。混频器对两个输入信号进行混频，使得输出信号的频率是输入信号的频率之和(或之差)。混频器可以用于将信号上变频到射频用于传输，以及将所接收的信号从射频下变频到较低频率用于处理。两种类型的混频器是无源混频器和有源混频器。无源混频器可以使用二极管，并且依赖于电压与电流之间的非线性关系来生成混频器输出。然而，在无源混频器中，输出信号具有相比于输入信号的较低功率。有源混频器可以使用放大器件(诸如晶体管或真空管)来增大输出信号的强度。然而，操作在高频处，诸如毫米波(mm波)频率处，约束了可以使用的混频器的类型。生成具有高摆幅的方波本地振荡器(LO)信号来驱动无源混频器在mm波频率处是过度渴求功率的。在许多情况下，仅有源混频器可以容忍低摆幅正弦LO信号波形，并且提供可接受的性能。随着无线通信技术改进，常规的混频器未提供足够的性能。

发明内容

所描述的技术涉及改进的方法、系统、设备或装置，其支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术。一般地，所描述的技术提供在有源混频器中生成直流(DC)电流，其基本上不依赖于输入本地振荡器(LO)信号的振幅。所描述的示例包括混频器，该混频器跨越用于LO信号的一定范围的振幅提供基本上恒定的增益和线性度。为了实现这些益处，偏置电路和组合电路电耦合到电压偏置的混频器核心电路。在一些示例中，偏置电路生成与LO信号的振幅具有反向关系的偏置电压。在反向关系中，偏置电路可以在LO信号的振幅减小时增大偏置电压，并且在LO信号的振幅增大时减小偏置电压。在其他示例中，偏置电路可以生成与LO信号的振幅具有正向关系的偏置电压。在正向关系中，偏置电路可以在LO信号的振幅增大时增大偏置电压，并且在LO信号的振幅减小时减小偏置电压。组合器电路生成偏置的LO信号，偏置的LO信号是偏置电压和LO信号的组合。偏置的LO信号被施加到电压偏置的混频器核心电路内的开关电路的输入。通过有源混频器生成的DC电流基本上不依赖于输入LO信号的振幅，导致跨越一定范围的毫米波(mm波)频率提供基本上恒定的增益和线性度的有源混频器。

描述了一种用于无线通信的装置。该装置可以包括有源混频器和混频器偏置电路。有源混频器可以被配置为至少部分地基于交流(AC)本地振荡器(LO)信号在射频(RF)信号与中频(IF)信号之间进行转换，其中在有源混频器内生成的直流(DC)电流部分地取决于偏置电压和AC LO信号。混频器偏置电路可以被配置为生成用于有源混频器的偏置电压，偏置电压的幅度至少部分地取决于AC LO信号的振幅。

在一些示例中，该装置可以包括组合器电路，组合器电路被配置为生成偏置的LO信号以用于输入到有源混频器，偏置的LO信号是偏置电压和AC LO信号的合成。在一些示例中，AC LO信号具有在所定义的频率范围内的频率，并且AC LO信号的振幅在所定义的频率范围内变化。在一些示例中，AC LO信号的振幅至少部分地基于温度、特定频率处的工艺角、或两者而变化。

在一些示例中，混频器偏置电路可以包括：被配置为提供参考电流的电流源、以及被配置为接收参考电流和AC LO信号的跨导电路。在一些示例中，混频器偏置电路可以包括差分放大器，差分放大器包括被配置为接收跨导电路的电压的第一输入、被配置为接收参考电压的第二输入、以及被配置为输出偏置电压的输出。该特定混频器偏置电路可以在其配置中利用一个或多个n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOS)。在一些示例中，偏置电路生成与LO信号的振幅具有反向关系的偏置电压。在反向关系中，偏置电路可以在LO信号的振幅减小时增大偏置电压，并且在LO信号的振幅增大时减小偏置电压。在一些示例中，该装置可以包括差分驱动电路，差分驱动电路包括跨导电路和第二跨导电路，第二跨导电路被配置为接收参考电流，差分驱动电路用于分别接收在跨导电路和第二跨导电路处的ACLO信号的差分输入。在一些示例中，混频器偏置电路可以包括p沟道金属氧化物半导体场效应(PMOS)晶体管，PMOS晶体管具有电连接到电流源和差分放大器的漏极，其中差分放大器包括电连接到PMOS晶体管的漏极的第一输入、用于接收参考电压的第二输入、以及用于输出偏置电压的输出。具有PMOS配置的混频器偏置电路可以生成与LO信号的振幅具有正向关系的偏置电压。在正向关系中，偏置电路可以在LO信号的振幅增大时增大偏置电压，并且在LO信号的振幅减小时减小偏置电压。

在一些示例中，有源混频器可以选自包括以下的组：单平衡有源混频器、双平衡有源混频器、或单晶体管有源混频器。在一些示例中，有源混频器可以包括开关电路，开关电路被配置为至少部分地基于偏置电压和AC LO信号在有源混频器内生成DC电流。在一些示例中，有源混频器可以包括接收用于上变频的信号的输入，并且将信号从第一中频上变频到第一射频。在一些示例中，有源混频器可以包括接收用于下变频的信号的输入，并且将信号从第一射频下变频到第一中频。

在一些示例中，该装置可以包括反馈回路，反馈回路使得差分放大器相对于AC LO信号的振幅反向地控制偏置电压的幅度。在一些示例中，该装置可以包括反馈回路，反馈回路使得差分放大器在AC LO信号的振幅增大时减小偏置电压的幅度，并且在AC LO信号的振幅减小时增大偏置电压的幅度。在这样的示例中，偏置电压的幅度可以至少部分地取决于AC LO信号的振幅。

在一些示例中，该装置可以包括反馈回路，反馈回路使得差分放大器在偏置电压的幅度与AC LO信号的振幅之间创建正向关系。在一些示例中，该装置可以包括反馈回路，反馈回路使得差分放大器在AC LO信号的振幅增大时增大偏置电压的幅度，并且在AC LO信号的振幅减小时减小偏置电压的幅度。在这样的示例中，偏置电压的幅度可以至少部分地取决于AC LO信号的振幅。

描述了一种用于无线通信的装置。该装置可以包括有源混频部件和混频器偏置部件。有源混频部件用于至少部分地基于AC LO信号在RF信号与IF信号之间进行转换，其中在有源混频部件内生成的DC电流部分地取决于偏置电压和AC LO信号。混频器偏置部件用于生成用于有源混频部件的偏置电压，偏置电压的幅度至少部分地取决于AC LO信号的振幅。

在一些示例中，该装置可以包括组合器部件，组合器部件用于生成偏置的LO信号以用于输入到有源混频部件，偏置的LO信号是偏置电压和AC LO信号的合成。在一些示例中，该装置可以包括用于至少部分地基于AC LO信号的振幅来反向地控制偏置电压的幅度的部件。在一些示例中，该装置可以包括用于至少部分地基于与AC LO信号的振幅的正向关系来控制偏置电压的幅度的部件。

在一些示例中，有源混频器部件包括用于接收用于上变频的信号的输入部件，有源混频器部件用于将信号从第一中频上变频到第一射频。在一些示例中，有源混频器部件包括用于接收用于下变频的信号的输入部件，有源混频器部件用于将信号从第一射频下变频到第一中频。

描述了一种无线通信的方法。该方法可以包括：生成偏置电压，偏置电压具有至少部分地取决于AC LO信号的幅度；在有源混频器内生成DC电流，其中所生成的DC电流取决于偏置电压和AC LO信号；以及通过有源混频器，至少部分地基于AC LO信号在射频与中频之间转换信号。

描述了一种用于无线通信的装置。该装置可以包括：用于生成偏置电压的部件，偏置电压具有至少部分地取决于AC LO信号的振幅的幅度；用于在有源混频器内生成DC电流的部件，其中所生成的DC电流取决于偏置电压和AC LO信号；以及用于通过有源混频器，至少部分地基于AC LO信号在射频与中频之间转换信号的部件。

描述了用于无线通信的另一装置。该装置可以包括处理器、与处理器处于电子通信中的存储器、以及存储器存储中的指令。这些指令可以可操作为使得处理器：生成偏置电压，偏置电压具有至少部分地取决于AC LO信号的振幅的幅度；在有源混频器内生成DC电流，其中所生成的DC电流取决于偏置电压和AC LO信号；以及通过有源混频器，至少部分地基于AC LO信号在射频与中频之间转换信号。

描述了一种用于无线通信的非瞬态计算机可读介质。非瞬态计算机可读介质可以包括指令，这些指令可操作为使得处理器：生成偏置电压，偏置电压具有至少部分地取决于AC LO信号的振幅的幅度；在有源混频器内生成DC电流，其中所生成的DC电流取决于偏置电压和AC LO信号；以及通过有源混频器，至少部分地基于AC LO信号在射频与中频之间转换信号。

上文描述的方法、装置和非瞬态计算机可读介质的一些示例可以进一步包括：用于至少部分地基于AC LO信号的振幅，反向地控制偏置电压的幅度的过程、特征、部件、或指令。上文描述的方法、装置和非瞬态计算机可读介质的一些示例还可以包括：用于至少部分地基于与AC LO信号的振幅的正向关系，来控制偏置电压的幅度的过程、特征、部件、或指令。在上文描述的方法、装置和非瞬态计算机可读介质的一些示例中，在射频与中频之间转换信号包括：将信号从中频上变频到射频。

在上文描述的方法、装置和非瞬态计算机可读介质的一些示例中，在射频与中频之间转换信号包括：将信号从射频下变频到中频。上文描述的方法、装置和非瞬态计算机可读介质的一些示例可以进一步包括：用于生成偏置的LO信号以用于输入到有源混频器的过程、特征、部件、或指令，偏置的LO信号是偏置电压和AC LO信号的合成。

附图说明

图1图示了根据本公开的各方面的支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术的用于无线通信的系统的示例。

图2图示了根据本公开的各方面的支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术的无线通信系统的示例。

图3图示了根据本公开的各方面的支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术的示例框图。

图4图示了根据本公开的各方面的支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术的示例电路图。

图5图示了根据本公开的各方面的支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术的示例电路图。

图6图示了根据本公开的各方面的支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术的示例电路图。

图7A-图7B图示了根据本公开的各方面的支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术的示例电路布置。

图8图示了根据本公开的各方面的支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术的无线通信设备的示例框图。

图9至图11示出了根据本公开的各方面的支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术的设备的框图。

图12图示了根据本公开的各方面的包括UE的系统的框图，该UE支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术。

图13图示了根据本公开的各方面的包括基站的系统的框图，该基站支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术。

图14和图15图示了根据本公开的各方面的用于有源混频器的增强型宽带操作的技术的方法。

具体实施方式

所描述的技术涉及支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术的改进的方法、系统、设备或装置。总体上，所描述的技术提供了在有源混频器中生成直流(DC)电流，其基本上不依赖于输入本地振荡器(LO)信号的振幅。在一种示例中，混频器偏置电路可以生成用于有源混频器的偏置电压，偏置电压的幅度至少部分地取决于AC LO信号的振幅。所描述的示例中的有源混频器可以跨越LO信号的一定范围的振幅提供基本上恒定的增益和线性度。

一些有源混频器具有线性度的问题，并且不是所有类型的有源混频器都可以被使用在mm波频率处。例如，双平衡吉尔伯特混频器包括两个开关器件，跨导(gm)器件电耦合到每个开关器件，并且射频(RF)信号可以在每个gm器件处输入。开关器件和gm器件可以包括一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，并且gm器件可以电耦合到每个开关器件的相应源极端子。然而，将gm器件耦合到开关器件的源极端子在mm波频率处引入不可接受的非线性。

常规的修改是移除gm器件，并且替代地使用变压器将RF信号直接耦合到开关器件。该常规的修改添加了尾电流源以在双平衡吉尔伯特混频器内维持恒定的DC电流，而使得混频器的电流、增益和线性度不强烈地取决于LO信号的振幅。LO信号的振幅可能归因于一个或多个因素而变化，诸如混频器被使用的频率范围、环境温度、特定频率处的工艺角，等等。

然而，尾电流源的使用影响了这种混频器的线性度，这归因于尾电流源在低频处的高阻抗。具体地，在开关器件的源极端子处生成的低频二阶互调(IM2)分量使这种混频器的三阶截取(IP3)降级。如果尾电流源被去除以支持用于开关器件的栅极的电流镜偏置，则IP3可以进一步改进。然而，由于开关器件使用MOSFET、双极结型晶体管(BJT)等实施，有源吉尔伯特混频器中的直流(DC)电流变为LO振幅的强函数。MOSFET和BJT是非线性器件，并且因此从施加在MOSFET的栅极端子或BJT的基极端子处的正弦波(例如，LO信号)生成DC电流。因此，常规的混频器布置不能在mm波频率处提供足够的恒定的增益和线性度。

本文中描述的技术解决了常规有源混频器布置中的问题。本文中描述的示例可以生成用于有源混频器的DC电流，其基本上不依赖于输入LO信号的振幅，导致跨越一定范围的毫米波(mm波)频率提供基本上恒定的增益和线性度的有源混频器。为了实现这些益处，偏置电路和组合器电路电耦合到混频器核心电路。偏置电路可以生成与LO信号的振幅具有反向关系的偏置电压的幅度。偏置电路还可以生成与LO信号的振幅具有正向关系的偏置电压的幅度。组合器电路生成偏置的LO信号，其是偏置电压和LO信号的组合。偏置的LO信号被施加到混频器核心电路内的开关电路的输入。混频器核心电路内的开关电路生成DC电流，该DC电流通过有源混频器生成，其基本上不依赖于输入LO信号的振幅。

本公开的各方面最初在无线通信系统的上下文中描述。用于基本上不依赖于LO信号的振幅的有源混频器的增强型宽带操作的技术被描述。本公开的各方面通过与用于有源混频器的增强型宽带操作的技术相关的装置图、系统图和流程图进一步被说明，并且参考它们进一步被描述。

图1图示了根据本公开的各个方面的无线通信系统100的示例。无线通信系统100包括基站105、UE 115和核心网络130。在一些示例中，无线通信系统100可以是LTE(或LTE-高级)网络、或新无线电(NR)网络。在一些情况下，无线通信系统100可以支持增强型宽带通信、超可靠(即，关键任务)通信、低时延通信、以及与低成本和低复杂度设备的通信。基站105、UE 115、或两者、以及无线地通信的其他设备均可以包括一个或多个有源混频器。有源混频器可以包括混频器核心电路，混频器核心电路电耦合到混频器偏置电路和组合器电路。混频器偏置电路可以生成具有与LO信号的振幅具有反向关系的幅度的偏置电压(例如，DC电压)。例如，在NMOS实施方式中，混频器偏置电路可以在AC LO信号的振幅减小时增大偏置电压的幅度，并且可以在AC LO信号的振幅增大时减小偏置电压的幅度。混频器偏置电路还可以生成具有与LO信号的振幅具有正向关系的幅度的偏置电压。例如，在PMOS实施方式中，混频器偏置电路可以在AC LO信号的振幅增大时增大偏置电压的幅度，并且可以在ACLO信号的振幅减小时减小偏置电压的幅度。组合器电路可以生成偏置的LO信号，其是偏置电压和LO信号的组合。组合器电路可以将偏置的LO信号施加到混频器核心电路内的开关电路的输入，以在混频器内生成基本上不依赖于输入LO信号的振幅的DC电流。

基站105可以经由一个或多个基站天线与UE 115无线地通信。每个基站105可以为相应的地理覆盖区域110提供通信覆盖。无线通信系统100中示出的通信链路125可以包括从UE 115到基站105的上行链路(UL)传输、或者从基站105到UE 115的下行链路(DL)传输。控制信息和数据可以根据各种技术在上行链路信道或下行链路上被复用。例如，使用时分复用(TDM)技术、频分复用(FDM)技术、或混合TDM-FDM技术，控制信息和数据可以在下行链路信道上被复用。在一些示例中，在下行链路信道的传输时间间隔(TTI)期间传输的控制信息可以按级联方式分布在不同的控制区之间(例如，在共同控制区与一个或多个特定于UE的控制区之间)。

UE 115可以分散遍布无线通信系统100，并且每个UE 115可以是静止的或移动的。UE 115还可以被称为移动站、订户站、移动单元、订户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动订户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手机、用户代理、移动客户端、客户端、或某种其他合适的术语。UE 115也可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、无线通信设备、手持设备、平板计算机、膝上型计算机、无绳电话、个人电子设备、手持设备、个人计算机、无线本地环路(WLL)站、物联网(IoT)设备、万物互联网(IoE)设备、机器类型通信(MTC)设备、电器、汽车等。

在一些情况下，UE 115还可以能够与其他UE直接通信(例如，使用端到端(P2P)或设备到设备(D2D)协议)。利用D2D通信的UE 115的群组中的一个或多个可以在小区的覆盖区域110内。这样的群组中的其他UE 115可以在小区的覆盖区域110之外，或者以其他方式不能从基站105接收传输。在一些情况下，经由D2D通信进行通信的UE 115的群组可以利用一对多(1:M)系统，在该系统中，每个UE 115向该群组中的每个其他UE 115进行传输。在一些情况下，基站105促进用于D2D通信的资源的调度。在其他情况下，D2D通信独立于基站105被执行。

无线通信系统100可以使用从700MHz至2600MHz(2.6GHz)的频带操作在超高频(UHF)频率区中，但是在一些情况下，WLAN网络可以使用高达4GHz的频率。该区也可以称为分米频带，因为波长的范围在长度上是从近似一分米到一米。UHF波可能主要通过视线传播，并且可能被建筑物和环境特征所阻挡。然而，波可以充分穿透墙壁以向位于室内的UE115提供服务。与使用频谱的高频(HF)部分或甚高频(VHF)部分的较小频率(和较长的波)的传输相比，UHF波的传输的特征在于较小的天线和较短的范围(例如，小于100km)。在一些情况下，无线通信系统100还可以利用频谱的极高频(EHF)部分(例如，从30GHz到300GHz)。该区也可以称为毫米频带，因为波长的范围在长度上是从近似一毫米到一厘米。因此，EHF天线甚至可以比UHF天线更小并且间隔更紧密。在一些情况下，这可以促进在UE 115内使用天线阵列(例如，用于定向波束赋形)。然而，与UHF传输相比，EHF传输可能遭受甚至更大的大气衰减和更短范围。

因此，无线通信系统100可以支持UE 115与基站105之间的毫米波(mm波)通信。操作在mm波或EHF频带中的设备可以具有多个天线以允许波束赋形。也就是说，基站105可以使用多个天线或天线阵列来进行波束赋形操作，用于与UE 115的定向通信。波束赋形(其也可以称为空间滤波或定向传输)是一种信号处理技术，其可以在发射器(例如，基站105)处用来在目标接收器(例如，UE 115)的方向上整形和/或引导整个天线波束。这可以通过以如下方式组合天线阵列中的元件来实现：以特定角度的发射信号经历相长干涉，而其他发射信号经历相消干涉。

多输入多输出(MIMO)无线系统使用发射器(例如，基站)与接收器(例如，UE)之间的传输方案，其中发射器和接收器两者都配备有多个天线。无线通信系统100的一些部分可以使用波束赋形。例如，基站105可以具有天线阵列，该天线阵列具有一定数目的行和列的天线端口，基站105可以在其与UE 115的通信中使用这些天线端口用于波束赋形。信号可以在不同方向上传输多次(例如，每个传输可以不同地被波束赋形)。mm波接收器(例如，UE115)可以在接收同步信号的同时尝试多个波束(例如，天线子阵列)。

在一些情况下，基站105或UE 115的天线可以位于一个或多个天线阵列内，其可以支持波束赋形或MIMO操作。一个或多个基站天线或天线阵列可以共址于天线组装件(诸如天线塔)处。在一些情况下，与基站105相关联的天线或天线阵列可以位于多种多样的地理地点。基站105可以使用多个天线或天线阵列来进行波束赋形操作，用于与UE 115的定向通信。

本文中描述的技术解决了常规有源混频器布置中的问题。无线通信设备，诸如UE115、基站105等，均可以包括一个或多个有源混频器。有源混频器可以包括混频器核心电路，混频器核心电路电耦合到混频器偏置电路和组合器电路。混频器偏置电路和组合器电路可以是有源混频器的一部分，或者可以是单独的电路系统。偏置电路可以生成具有与LO信号的振幅具有反向关系的幅度的偏置电压。偏置电路还可以生成具有与LO信号的振幅具有正向关系的幅度的偏置电压。组合器电路可以生成偏置的LO信号，其是偏置电压和LO信号的组合。偏置的LO信号被施加到混频器核心电路内的开关电路的输入，以在混频器核心电路内生成基本上不依赖于输入LO信号的振幅的DC电流。由于这种独立性，与常规的混频器相比，如本文所描述的混频器核心电路跨越一定范围的mm波频率具有改进的增益和线性度。

图2图示了用于有源混频器的增强型宽带操作的无线通信系统200的示例。无线通信系统200可以包括具有覆盖区域110-a的基站105-a，并且UE 115-a可以经由通信链路125与基站105-a通信。基站105-a是基站105的示例，并且UE 115-a是图1的UE 115的示例。基站105-a和UE 115-a每个可以包括一个或多个有源混频器，用于将信号上变频到mm波频率以用于通过无线介质的传输，以及用于将通过无线介质接收的信号从mm波频率下变频到较低频率(例如，中频(IF)等)以用于处理。除了基站105-a和UE 115-a之外的设备也可以包括如本文所描述的有源混频器。

图3图示了用于有源混频器的增强型宽带操作的有源混频器的电路框图300的示例。用于有源混频器的电路框图300可以包括混频器偏置电路305、组合器电路310、以及电压偏置的混频器核心电路315。混频器偏置电路305可以具有输入以接收LO信号320，并且生成偏置电压325用于输出到组合器电路310。LO信号320可以是振荡在特定频率处的交流(AC)波形，诸如正弦波。振荡器电路，诸如压控振荡器(VCO)、压控晶体振荡器(VCXO)、或锁相环(PLL)，可以用于生成LO信号320。在更高频率(诸如mm波频率)处，振荡器电路可以采用低电压摆动逻辑电路，诸如电流模式逻辑(CML)。

组合器电路310可以具有输入以接收LO信号320和偏置电压325，并且输出偏置的LO信号330。电压偏置的混频器核心电路315可以具有输入以接收偏置的LO信号330和输入信号335，并且将输出信号340输出。在一些示例中，混频器核心电路315可以对输入信号335执行上变频，以生成具有较高频率的输出信号340(例如，从中频上变频到射频)。在其他示例中，混频器核心电路315可以对输入信号335执行下变频，以生成具有较低频率的输出信号340(例如，从射频下变频到中频)。如本文中所描述的，中频可以是低于射频(例如，mm波频率)的频率，并且可以包括基带频率。

混频器偏置电路305可以计入LO信号320的振幅中的变化。温度、频率和工艺角可能影响LO信号的振幅。例如，电压偏置的混频器核心电路315可以操作在大频率范围(例如，从28GHz到40GHz)上，并且由于电路系统限制，LO信号320的振幅可能在该频率范围内变化。例如，在28GHz处的LO信号320的峰值振幅可以是800毫伏(mV)，并且在40GHz处的LO信号320的峰值振幅可以是300mV。为了防止LO信号的振幅中的变化负面地影响输出信号340，混频器偏置电路305可以生成偏置电压325，其具有与LO信号320的振幅具有反向关系或正向关系的幅度。反向关系或正向关系可以是线性的、非线性的、对数的、指数的，等等。线性关系可以对应于LO信号320的振幅中的变化(例如，峰值到峰值、均方根(RMS)等)与偏置电压325中的变化之间的特定因子(例如，-.5x、-.75x、-1x、-1.25x、-1.5x等)。反向关系或正向关系可以用于偏置电压325，以抵消LO信号320的振幅中的增大或减小。例如，混频器偏置电路305可以检测LO信号320的振幅中的变化(例如，峰值到峰值电压、RMS电压等)，并且生成偏置电压325的电压电平中的相反变化，使得LO信号320的振幅中的变化对通过电压偏置的混频器核心电路315生成的DC电流的效果被偏置电压325中的对应变化的效果所抵消。实际上，混频器偏置电路305可以基于LO信号320的振幅来相应地调整偏置电压325。因此，通过电压偏置的混频器核心电路315生成的DC电流可以基本上不依赖于输入LO信号的振幅，导致跨越一定范围的mm波频率提供基本上恒定的增益和线性度的有源混频器。下面描述了用于混频器偏置电路305、组合器电路310、以及电压偏置的混频器核心电路315的电路图。图4和图5可以表示在其实施方式中利用一个或多个NMOS晶体管的电路图，并且图6可以表示在其实施方式中利用一个或多个PMOS晶体管的电路图。

图4图示了用于有源混频器的增强型宽带操作的示例电路图300-a。所描绘的是混频器偏置电路305-a、组合器电路310-a和电压偏置的混频器核心电路315-a的电路元件，它们分别是图3的混频器偏置电路305、组合器电路310和电压偏置的混频器核心电路315的示例。

混频器偏置电路305-a可以包括电流源420、差分放大器425和跨导电路430。跨导电路430可以包括一个或多个NMOS晶体管。在一些示例中，差分放大器425可以是运算放大器、单级运算跨导放大器(OTA)等。跨导电路430可以是场效应晶体管(FET)、MOSFET、双极结型晶体管(BJT)、或其他类型的晶体管。电流源420可以输出参考电流Iref，以提供固定量的电流。参考电流可以是带隙电流、恒定电流、与绝对温度成比例(PTAT)的电流、与取决于温度的电流等。LO信号可以是正弦波或其他交流信号，并且可以在节点450处输入。节点450可以电耦合到节点435，并且节点435可以电耦合到跨导电路430的输入。跨导电路430可以至少部分地基于节点435处的信号来控制通过其的电流的流动。

差分放大器425可以具有第一输入以接收参考电压(Vref)、以及第二输入以接收节点445处的电压用于与Vref的比较。差分放大器425可以至少部分地基于电压Vref与节点445处的电压之间的差异，在节点415处生成偏置电压。在一些示例中，电容器405可以耦合在节点415与节点445之间，以提供密勒补偿效果。

节点415、435和445可以形成用于差分放大器425的反馈回路。反馈回路可以使得差分放大器425输出偏置电压Vbias，其具有与在节点450-a处接收的LO信号的振幅具有反向关系的幅度。电流源420可以迫使固定电流进入跨导电路430并且具有大输出电阻(例如，理论上是无限的输出电阻)。归因于固定电流和大输出电阻，450-a处的AC电压振幅中的增大导致节点445处的电压中的减小，而使得通过差分放大器425的反馈回路减小Vbias，以试图将节点445处的电压维持与Vref相同。相反，节点450-a处的AC电压振幅中的减小导致节点445处的电压中的增大，而使得通过差分放大器425的反馈回路增大Vbias，以试图将节点445处的电压维持与Vref相同。

组合器电路310-a可以电耦合到节点415以接收偏置电压Vbias，并且电耦合到节点450以接收LO信号。在所描绘的示例中，LO信号320可以利用节点450-a处的LO+和节点450-b处的LO-被差分地输入，每个表示差分输入。组合器电路310-a可以将节点455-a处的偏置的LO信号输出到电压偏置的混频器核心电路315a的一个或多个开关电路。节点455-a可以电耦合到开关电路410-a和410-d的输入(例如，经由MOSFET的相应栅极端子、BJT的相应基极端子等)，并且节点455-b可以电耦合到开关电路410-b和410c的输入。偏置的LO信号可以是DC电压Vbias和AC LO信号的合成。

图4中示出的电压偏置的混频器核心电路315-a处于双平衡有源混频器布置，其具有带有用于输入信号(例如，RF信号)的节点470的变压器460、以及差分节点485和490用于差分输出信号(例如，中频信号IF+和IF-)的输出。RF信号可以在mm波频带内。对于下变频，电压偏置的混频器核心电路315-a可以在节点470处接收RF输入信号，并且在节点485和490处输出下变频的信号。对于上变频，电压偏置的混频器核心电路315-a可以在节点470处接收中频输入信号，并且在节点485和490处输出RF信号。

在电压偏置的混频器核心电路315-a的开关电路410-a、410-b、410-c和410-d处，在节点455处输入的偏置的LO信号的DC电压Vbias可以使得这些开关电路操作在通过变压器460的DC电流，其不依赖于LO信号的振幅。如所描绘的，变压器460电耦合到成对的开关电路410。在节点465-a处，变压器460电耦合到形成第一开关对480-a的开关电路410-a和410-b的相应输入，并且在节点465-b处，变压器460电耦合到形成第二开关对480-b的开关电路410-c和410-d的相应输入。变压器460还在节点475处耦合到大地，而不是像常规解决方案中那样连接到尾电流源。

在该配置中，为了维持电压偏置的混频器核心电路315-a中生成的恒定的总DC偏置电流，Vbias可以与LO信号振幅具有反向关系，其随着LO信号振幅中的变化而缩放。在一种示例中，Vbias可以在LO信号振幅减小时增大，并且在LO信号振幅增大时减小。有益地，在电压偏置的混频器核心电路315-a中生成的DC电流基本上不依赖于LO信号的振幅，由此使得电压偏置的混频器核心电路315-a能够跨越一定范围的mm波频率同时提供恒定的增益和改进的线性度。

混频器偏置电路305可以按实现这些相同益处的其他布置来配置。图5图示了用于有源混频器的增强型宽带操作的有源混频器的示例电路图300-b。示例电路图300-b可以包括混频器偏置电路305-b，其是如图3和图4中所描述的混频器偏置电路305和305-a的示例。

图5中示出的与图4中示出的那些电路元件相同的电路元件执行与图4中所描述的相同功能，并且这里不重复它们的描述。

在该示例中，混频器偏置电路305-b可以包括差分驱动电路，来跨多个跨导电路相等地或基本上相等地划分LO+和LO-上的加载电容。在图5中，混频器偏置电路305-b可以包括差分驱动电路，该差分驱动电路包括多个跨导电路430-a和430-b，而图4的混频器偏置电路305-a仅包括单个跨导电路430。LO信号可以被差分地输入到跨导电路430-a和430-b，LO+在节点450-a处输入并且LO-在节点450-c处输入。在所描绘的示例中，电流源420-a可以输出参考电流Iref。差分放大器425-a可以将节点445-a处的电压与在其另一输入处接收的参考电压Vref进行比较。以与上文描述的类似方式，差分放大器425-a可以将节点415-a处的偏置电压Vbias输出到组合器电路310-b，用于由电压偏置的混频器核心电路315-b使用。以附加的跨导电路430-b为代价，混频器偏置电路305-b可以相等地或基本上相等地划分LO+和LO-上的加载电容。

图6图示了用于有源混频器的增强型宽带操作的示例电路图300-c。所描绘的是混频器偏置电路305-c、组合器电路310-c和电压偏置的混频器核心电路315-c的电路元件，它们分别是图3的混频器偏置电路305、组合器电路310和电压偏置的混频器核心电路315的示例。

混频器偏置电路305-c可以包括电流源605、差分放大器610和跨导电路615。跨导电路615可以包括一个或多个p沟道MOSFET(PMOS)。跨导电路615的PMOS的漏极可以电连接到电流源605和差分放大器610的非反相输入。在一些示例中，差分放大器610可以是运算放大器、单级运算跨导放大器(OTA)等。差分放大器610可以具有第一输入以接收参考电压(Vref)、以及第二输入以在节点620处接收电压用于与Vref的比较。差分放大器610的第一输入可以是反相输入，并且第二输入可以是非反相输入。差分放大器610可以至少部分地基于电压Vref与节点620处的电压之间的差异，在节点625处生成偏置电压Vbias。

组合器电路310-c可以电耦合到节点625以接收Vbias，并且电耦合到节点630-a以接收LO信号。在所描绘的示例中，LO信号320可以被差分地输入，LO+在节点630-a处并且LO-在节点630-b处，每个表示差分输入。LO信号可以是正弦波或其他交流信号。组合器电路310-c可以在节点635-a处将偏置的LO信号输出到电压偏置的混频器核心电路315c的一个或多个开关电路。节点635-a可以电耦合到输入PMOS 640-a和640-d，并且节点630-b可以电耦合到PMOS640-b和640-c的输入。偏置的LO信号可以是DC电压Vbias和AC LO信号的合成。

图6中示出的电压偏置的混频器核心电路315-c处于双平衡有源混频器布置，其具有带有用于输入信号(例如，RF信号)的节点650的变压器645、以及差分节点655和660以用于差分输出信号(例如，中频信号IF+和IF-)的输出。RF信号可以在mm波频带内。对于下变频，电压偏置的混频器核心电路315-c可以在节点650处接收RF输入信号，并且在节点655和660处输出下变频的信号。对于上变频，电压偏置的混频器核心电路315-c可以在节点650处接收中频输入信号，并且在节点655和660处输出RF信号。

在该配置中，为了维持电压偏置的混频器核心电路315-c中生成的恒定的总DC偏置电流，Vbias可以与LO信号振幅具有正向关系，其随着LO信号振幅中的变化而缩放。在一种示例中，Vbias可以在LO信号振幅增大时增大，并且在LO信号振幅减小时减小。因此，在电压偏置的混频器核心电路315-c的PMOS 640-a、640-b、640-c和640-d处，在节点635处输入的偏置的LO信号的DC电压Vbias可以使得这些PMOS操作在通过变压器645的DC电流，其不依赖于LO信号的振幅。有益地，在电压偏置的混频器核心电路315-c中生成的DC电流基本上不依赖于LO信号的振幅，由此使得电压偏置的混频器核心电路315-c能够跨越一定范围的mm波频率同时提供恒定的增益和改进的线性度。

电压偏置的混频器核心电路315可以按其他布置来配置并且实现这些相同的益处。图7A-图7B图示了用于有源混频器的增强型宽带操作的示例电路布置700-a和700-b。在图7A中，电压偏置的混频器核心电路315-d可以是差分地接收LO信号的单平衡有源混频器。在图7B中，电压偏置的混频器核心电路315-e可以处于单晶体管有源混频器布置。在图7A和图7B中的每个图中，类似于图4和图5中所示出的，混频器偏置电路305可以被包括但未示出。在图7A和图7B中的每个图中，组合器电路310-d和310-e包括虚线框内的电路元件，并且电压偏置的混频器核心电路315-d和315-e包括虚线框中未包括的电路元件。

参考图7A，组合器电路310-d可以包括节点705-a和705-b用于接收LO信号的差分输入、以及节点710用于接收由混频器偏置电路305输出的偏置电压Vbias。组合器电路310-d可以生成偏置的LO信号，用于在节点455-c和节点455-d处输入到电压偏置的混频器核心电路315-d。在该示例中，使用节点715-a或715-b之一，输入信号(诸如用于下变频的输入RF信号)可以输入到电压偏置的混频器核心电路315-d。节点715-b以虚影示出，并且也以虚影示出的变压器460-a是可选的，并且两者都可以从电压偏置的混频器核心电路315-d移除。在该布置中，输入信号(例如，用于下变频的RF信号或用于上变频的IF信号)可以在节点715-a处接收，节点715-a经由电容器720电耦合到开关电路410-e和410-f。在另一布置中，节点715-a和相关联的电容器720可以从电压偏置的混频器核心电路315-d移除，并且输入可以在节点715-b处接收。电压偏置的混频器核心电路315-d可以包括差分节点725-a和725-b，用于分别将输出信号输出，诸如中频信号IF-和IF+。在另一示例中，节点715-a或715-b处的输入信号可以是中频信号，并且输出信号可以是在节点725-a和725-b处输出的射频信号。

参考图7B，组合器电路310-e可以包括节点750用于组合的LO和输入信号(描绘为RF信号)、以及节点755用于接收由混频器偏置电路305输出的偏置电压Vbias。组合器电路310-e可以生成偏置的LO信号，用于在开关电路410-g的节点760处输入到电压偏置的混频器核心电路315-e。电压偏置的混频器核心电路315-e可以包括节点765，用于将输出信号(例如，下变频期间的IF信号、上变频期间的RF信号)输出。在该示例中，偏置的LO信号可以通过开关电路410-g生成基本上不依赖于输入LO信号的振幅的DC电流。

有益地，包括电压偏置的混频器核心电路315的有源混频器，与混频器偏置电路305和组合器电路310组合，可以提供基本上一致的增益和线性度并且基本上不依赖于LO信号的振幅。

图8图示了用于有源混频器的增强型宽带操作的无线通信设备800的示例框图。一般地，发射器和接收器中的信号可以由一个或多个级的放大器、滤波器、上变频器、下变频器等来生成和调节。这些电路块可以与图8中示出的配置不同地被布置。此外，图8中未示出的其他电路块也可以用于生成和调节发射器和接收器中的信号。图8中的一些电路块也可以省略。

在图8中示出的设计中，无线设备800包括收发器820和数据处理器810。数据处理器810可以包括存储器(未示出)来存储数据和程序代码。收发器820包括支持双向通信的发射器830和接收器850。一般地，无线设备800可以包括任何数目的发射器和任何数目的接收器用于任何数目的通信系统和频带。收发器820的全部或一部分可以被实施在一个或多个模拟集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信号IC等上。

发射器或接收器可以利用超外差架构或直接转换架构来实施。在超外差架构中，信号在多个级中在射频(RF)与基带之间进行频率转换，例如，对于接收器，在一级中从RF到中频(IF)，并且然后在另一级中从IF到基带。在直接转换架构中，信号在一级中在RF与基带之间进行频率转换。超外差架构和直接转换架构可以使用不同的电路块和/或具有不同的要求。在图8中示出的设计中，发射器830和接收器850利用直接转换架构来实施。

在发射路径中，数据处理器810处理将被发射的数据，并且将I和Q模拟输出信号提供给发射器830。在所示出的示例性实施例中，数据处理器810包括数模转换器(DAC)814a和814b，用于将由数据处理器810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，用于进一步处理。

在发射器830内，低通滤波器832a和832b分别对I和Q模拟输出信号进行滤波，以去除由之前的数模转换引起的不期望的镜频。放大器(Amp)834a和834b分别放大来自低通滤波器832a和832b的信号，并且提供I和Q基带信号。上变频器840可以包括如上文所描述的混频器偏置电路305、组合器电路310、以及电压偏置的混频器核心电路315。上变频器840可以利用I和Q发射(TX)本地振荡(LO)信号(来自TX LO信号发生器890)对I和Q基带信号进行上变频，并且提供上变频的信号。滤波器842对上变频的信号进行滤波，以去除由上变频引起的不期望的镜频以及接收频带中的噪声。功率放大器(PA)844放大来自滤波器842的信号以获得期望的输出功率电平，并且提供发射RF信号。发射RF信号被路由通过双工器或开关846，并且经由天线848被发射。

在接收路径中，天线848接收由基站发射的信号，并且提供接收的RF信号，接收的RF信号被路由通过双工器或开关846并且提供给低噪声放大器(LNA)852。接收的RF信号由LNA 852放大，并且由滤波器854滤波以获得期望的RF输入信号。下变频器860可以包括如上文所描述的混频器偏置电路305、组合器电路310、以及混频器核心电路315。下变频器860可以利用I和Q接收(RX)LO信号(来自RX LO信号发生器880)对RF输入信号进行下变频，并且提供I和Q基带信号。I和Q基带信号由放大器862a和862b放大，并且进一步由低通滤波器864a和864b滤波以获得I和Q模拟输入信号，它们被提供给数据处理器810。在所示出的示例性实施例中，数据处理器810包括模数转换器(ADC)816a和816b，用于将模拟输入信号转换成数字信号，以由数据处理器进一步处理。

TX LO信号发生器890生成用于上变频的I和Q TX LO信号。RX LO信号发生器880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。PLL 892从数据处理器810接收定时信息并且生成控制信号，该控制信号用于调整来自LO信号发生器890的TX LO信号的频率和/或相位。类似地，PLL 882从数据处理器810接收定时信息并且生成控制信号，该控制信号用于调整来自LO信号发生器880的RX LO信号的频率和/或相位。

图9示出了根据本公开的各个方面的支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术的无线设备905的框图900。无线设备905可以是如参考图1所描述的用户设备(UE)115或基站105的各方面的示例。无线设备905可以包括接收器910、通信管理器915和发射器920。无线设备905还可以包括处理器。这些组件中的每个组件可以彼此处于通信中(例如，经由一个或多个总线)。

接收器910可以接收与各种信息信道(例如，控制信道、数据信道、以及与有源混频器的增强型宽带操作有关的信息，等等)相关联的信息，诸如分组、用户数据、或控制信息。信息可以传递给设备的其他组件。接收器910可以是参考图12所描述的收发器1235的各方面的示例。

通信管理器915可以是参考图12所描述的通信管理器1215的各方面的示例。

通信管理器915和/或其各种子组件中的至少一些子组件可以被实施在硬件、由处理器执行的软件、固件、或其任何组合中。如果实施在由处理器执行的软件中，则通信管理器915和/或其各种子组件中的至少一些子组件的功能可以由被设计为执行本公开中描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或其任何组合来执行。通信管理器915和/或其各种子组件中的至少一些子组件可以物理地位于各种位置，包括被分布为使得功能的各部分由一个或多个物理设备实施在不同的物理地点处。在一些示例中，根据本公开的各个方面，通信管理器915和/或其各种子组件中的至少一些子组件可以是单独且不同的组件。在其他示例中，通信管理器915和/或其各种子组件中的至少一些子组件可以与一个或多个其他硬件组件组合，包括但不限于接收器、发射器、收发器、本公开中描述的一个或多个其他组件、或根据本公开的各个方面的其组合。

通信管理器915可以生成具有幅度的偏置电压，该幅度至少部分地取决于交流(AC)本地振荡器(LO)信号的振幅；在有源混频器内生成直流(DC)电流，其中所生成的DC电流取决于偏置电压和AC LO信号；并且通过有源混频器，基于AC LO信号在射频与中频之间转换信号。

发射器920可以发射由设备的其他组件生成的信号。在一些示例中，发射器920可以与接收器910共址于收发器模块中。例如，发射器920可以是参考图12所描述的收发器1235的各方面的示例。发射器920可以包括单个天线，或者它可以包括天线集合。

图10示出了根据本公开的各个方面的支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术的无线设备1005的框图1000。无线设备1005可以是如参考图1和图9所描述的无线设备905或UE 115或基站105的各方面的示例。无线设备1005可以包括接收器1010、通信管理器1015和发射器1020。无线设备1005还可以包括处理器。这些组件中的每个组件可以彼此处于通信中(例如，经由一个或多个总线)。

接收器1010可以接收与各种信息信道(例如，控制信道、数据信道、以及与有源混频器的增强型宽带操作有关的信息，等等)相关联的信息，诸如分组、用户数据、或控制信息。信息可以传递给设备的其他组件。接收器1010可以是参考图12所描述的收发器1235的各方面的示例。

通信管理器1015可以是参考图12所描述的通信管理器1215的各方面的示例。通信管理器1015还可以包括混频器偏置组件1025和有源混频器组件1030。

混频器偏置组件1025可以生成与交流(AC)本地振荡器(LO)信号的振幅具有反向关系的幅度的偏置电压，并且基于AC LO信号的振幅来反向地控制偏置电压的幅度。混频器偏置组件1025还可以生成具有至少部分地取决于AC LO信号的振幅的幅度的偏置电压，并且至少部分地基于与AC LO信号的振幅的正向关系来控制偏置电压的幅度。

有源混频器组件1030可以在有源混频器内生成直流(DC)电流，其中所生成的DC电流取决于偏置电压和AC LO信号；并且通过有源混频器，基于AC LO信号在射频与中频之间转换信号。在一些情况下，在射频与中频之间转换信号包括：将信号从中频上变频到射频。在一些情况下，在射频与中频之间转换信号包括：将信号从射频下变频到中频。

发射器1020可以发射由设备的其他组件生成的信号。在一些示例中，发射器1020可以与接收器1010共址于收发器模块中。例如，发射器1020可以是参考图12所描述的收发器1235的各方面的示例。发射器1020可以包括单个天线，或者它可以包括天线集合。

图11示出了根据本公开的各个方面的支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术的通信管理器1115的框图1100。通信管理器1115可以是参考图9、图10和图12所描述的通信管理器915、通信管理器1015、或通信管理器1215的各方面的示例。通信管理器1115可以包括混频器偏置组件1120、有源混频器组件1125和组合器组件1130。这些模块中的每个模块可以直接地或间接地彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。

混频器偏置组件1120可以生成与交流(AC)本地振荡器(LO)信号的振幅具有反向关系的幅度的偏置电压，并且基于AC LO信号的振幅来反向地控制偏置电压的幅度。混频器偏置组件1120还可以生成具有至少部分地取决于AC LO信号的振幅的幅度的偏置电压，并且至少部分地基于与AC LO信号的振幅的正向关系来控制偏置电压的幅度。

有源混频器组件1125可以在有源混频器内生成直流(DC)电流，其中所生成的DC电流取决于偏置电压和AC LO信号；并且通过有源混频器，基于AC LO信号在射频与中频之间转换信号。在一些情况下，在射频与中频之间转换信号包括：将信号从中频上变频到射频。在一些情况下，在射频与中频之间转换信号包括：将信号从射频下变频到中频。

组合器组件1130可以生成偏置的LO信号用于输入到有源混频器组件1125，偏置的LO信号是偏置电压和AC LO信号的合成。

图12示出了根据本公开的各个方面的包括设备1205的系统1200的示图，设备1205支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术。设备1205可以是如上面例如参考图1、图9和图10所描述的无线设备905、无线设备1005或UE 115的组件的示例或者包括这样的组件。设备1205可以包括用于双向语音和数据通信的组件，包括用于发射和接收通信的组件，包括UE通信管理器1215、处理器1220、存储器1225、软件1230、收发器1235、天线1240、和I/O控制器1245。这些组件可以经由一个或多个总线(例如，总线1210)处于电子通信中。设备1205可以与一个或多个基站105无线地通信。

处理器1220可以包括智能硬件设备(例如，通用处理器、DSP、中央处理单元(CPU)、微控制器、ASIC、FPGA、可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑组件、分立硬件组件、或其任何组合)。在一些情况下，处理器1220可以被配置为使用存储器控制器来操作存储器阵列。在其他情况下，存储器控制器可以集成到处理器1220中。处理器1220可以被配置为执行存储器中存储的计算机可读指令，以执行各种功能(例如，支持有源混频器的增强型宽带操作的功能或任务)。

存储器1225可以包括随机访问存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。存储器1225可以存储计算机可读的计算机可执行软件1230，软件1230包括指令，这些指令在被执行时使得处理器执行本文中描述的各种功能。在一些情况下，除了其他事物之外，存储器1225还可以包含基本输入/输出系统(BIOS)，该BIOS可以控制基本硬件和/或软件操作，诸如与外围组件或设备的交互。

软件1230可以包括用于实施本公开的各方面的代码，包括用于支持有源混频器的增强型宽带操作的代码。软件1230可以存储在非瞬态计算机可读介质(诸如系统存储器或其他存储器)中。在一些情况下，软件1230可能不是由处理器直接可执行的，但是可以使得计算机(例如，在被编译和执行时)执行本文中描述的功能。

收发器1235可以如上文所描述的经由一个或多个天线、有线链路、或无线链路双向地通信。例如，收发器1235可以表示无线收发器，并且可以与另一无线收发器双向地通信。收发器1235还可以包括调制解调器，以调制分组并将调制的分组提供给天线用于传输，以及解调从天线接收的分组。

在一些情况下，无线设备可以包括单个天线1240。然而，在一些情况下，设备可以具有多于一个天线1240，它们可以能够并发地发射或接收多个无线传输。

I/O控制器1245可以管理用于设备1205的输入信号和输出信号。I/O控制器1245还可以管理未集成到设备1205中的外设。在一些情况下，I/O控制器1245可以表示通向外部外设的物理连接或端口。在一些情况下，I/O控制器1245可以利用操作系统，诸如

或另一已知的操作系统。

图13示出了根据本公开的各个方面的包括设备1305的系统1300的示图，设备1305支持用于有源混频器的增强型宽带操作的技术。设备1305可以是如上面例如参考图1、图10和图11所描述的无线设备1005、无线设备1105或基站105的组件的示例或者包括这样的组件。设备1305可以包括用于双向语音和数据通信的组件，包括用于发射和接收通信的组件，包括基站通信管理器1315、处理器1320、存储器1325、软件1330、收发器1335、天线1340、网络通信管理器1345、以及基站通信管理器1350。这些组件可以经由一个或多个总线(例如，总线1310)处于电子通信中。设备1305可以与一个或多个UE 115无线地通信。

基站通信管理器1315可以管理与其他基站105的通信，并且可以包括控制器或调度器，用于与其他基站105协作地控制与UE 115的通信。例如，基站通信管理器1315可以协调对于向UE 115的传输的调度，以用于各种干扰减轻技术，诸如波束赋形或联合传输。在一些示例中，基站通信管理器1315可以在长期演进(LTE)/LTE-A无线通信网络技术内提供X2接口，以提供基站105之间的通信。

处理器1320可以包括智能硬件设备(例如，通用处理器、DSP、CPU、微控制器、ASIC、FPGA、可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑组件、分立硬件组件、或其任何组合)。在一些情况下，处理器1320可以被配置为使用存储器控制器来操作存储器阵列。在其他情况下，存储器控制器可以集成到处理器1320中。处理器1320可以被配置为执行存储器中存储的计算机可读指令，以执行各种功能(例如，支持有源混频器的增强型宽带操作的功能或任务)。

存储器1325可以包括RAM和ROM。存储器1325可以存储计算机可读的计算机可执行软件1330，软件1330包括指令，这些指令在被执行时使得处理器执行本文中描述的各种功能。在一些情况下，除了其他事物之外，存储器1325还可以包含BIOS，该BIOS可以控制基本硬件和/或软件操作，诸如与外围组件或设备的交互。

软件1330可以包括用于实施本公开的各方面的代码，包括用于支持有源混频器的增强型宽带操作的代码。软件1330可以存储在非瞬态计算机可读介质(诸如系统存储器或其他存储器)中。在一些情况下，软件1330可能不是由处理器直接可执行的，但是可以使得计算机(例如，在被编译和执行时)执行本文中描述的功能。

收发器1335可以如上文所描述的经由一个或多个天线、有线链路、或无线链路双向地通信。例如，收发器1335可以表示无线收发器，并且可以与另一无线收发器双向地通信。收发器1335还可以包括调制解调器，以调制分组并将调制的分组提供给天线用于传输，并且解调从天线接收的分组。

在一些情况下，无线设备可以包括单个天线1340。然而，在一些情况下，设备可以具有多于一个天线1340，它们可以能够并发地发射或接收多个无线传输。

网络通信管理器1345可以管理与核心网络(例如，经由一个或多个有线回程链路)的通信。例如，网络通信管理器1345可以管理用于客户端设备(诸如一个或多个UE 115)的数据通信的传送。

基站通信管理器1350可以管理与其他基站105的通信，并且可以包括控制器或调度器，用于与其他基站105协作地控制与UE 115的通信。例如，基站通信管理器1350可以协调对于向UE 115的传输的调度，以用于各种干扰减轻技术，诸如波束赋形或联合传输。在一些示例中，基站通信管理器1350可以在LTE/LTE-A无线通信网络技术内提供X2接口，以提供基站105之间的通信。

图14示出了流程图，该流程图说明了根据本公开的各个方面的用于有源混频器的增强型宽带操作的方法1400。方法1400的操作可以由如本文中所描述的UE 115或基站105或其组件来实施。例如，方法1400的操作可以由如参考图9至图11所描述的通信管理器来执行。在一些示例中，UE 115或基站105可以执行代码集合，以控制设备的功能元件执行下面描述的功能。附加地或替代地，UE 115或基站105可以使用专用硬件来执行下面描述的功能的各方面。

在框1405处，UE 115或基站105可以生成偏置电压，该偏置电压具有至少部分地取决于交流(AC)本地振荡器(LO)信号的振幅的幅度。框1405的操作可以根据参考图1至图8所描述的方法来执行。在某些示例中，框1405的操作的各方面可以由如参考图9至图11所描述的混频器偏置组件来执行。

在框1410处，UE 115或基站105可以在有源混频器内生成直流(DC)电流，其中所生成的DC电流取决于偏置电压和AC LO信号。在一些示例中，偏置电路生成与LO信号的振幅具有反向关系的偏置电压。在反向关系中，偏置电路可以在LO信号的振幅减小时增大偏置电压，并且在LO信号的振幅增大时减小偏置电压。在其他示例中，偏置电路可以生成与LO信号的振幅具有正向关系的偏置电压。在正向关系中，偏置电路可以在LO信号的振幅增大时增大偏置电压，并且在LO信号的振幅减小时减小偏置电压。框1410的操作可以根据参考图1至图8所描述的方法来执行。在某些示例中，框1410的操作的各方面可以由如参考图9至图11所描述的有源混频器组件来执行。

在框1415处，UE 115或基站105可以通过有源混频器，至少部分地基于AC LO信号在射频与中频之间转换信号。框1415的操作可以根据参考图1至图8所描述的方法来执行。在某些示例中，框1415的操作的各方面可以由如参考图9至图11所描述的有源混频器组件来执行。

图15示出了流程图，该流程图说明了根据本公开的各个方面的用于有源混频器的增强型宽带操作的方法1500。方法1500的操作可以由如本文中所描述的UE 115或基站105或其组件来实施。例如，方法1500的操作可以由如参考图9至图11所描述的通信管理器来执行。在一些示例中，UE 115或基站105可以执行代码集合，以控制设备的功能元件执行下面描述的功能。附加地或替代地，UE 115或基站105可以使用专用硬件来执行下面描述的功能的各方面。

在框1505处，UE 115或基站105可以生成偏置电压，该偏置电压具有至少部分地取决于交流(AC)本地振荡器(LO)信号的振幅的幅度。框1505的操作可以根据参考图1至图8所描述的方法来执行。在某些示例中，框1505的操作的各方面可以由如参考图9至图11所描述的混频器偏置组件来执行。

在框1510处，UE 115或基站105可以在有源混频器内生成直流(DC)电流，其中所生成的DC电流取决于偏置电压和AC LO信号。框1510的操作可以根据参考图1至图8所描述的方法来执行。在某些示例中，框1510的操作的各方面可以由如参考图9至图11所描述的有源混频器组件来执行。

在框1515处，UE 115或基站105可以通过有源混频器，至少部分地基于AC LO信号在射频与中频之间转换信号。框1515的操作可以根据参考图1至图8所描述的方法来执行。在某些示例中，框1515的操作的各方面可以由如参考图9至图11所描述的有源混频器组件来执行。

在框1520处，UE 115或基站105可以至少部分地基于AC LO信号的振幅，来反向地或正向地控制偏置电压的幅度。在一些示例中，偏置电路生成与LO信号的振幅具有反向关系的偏置电压。在反向关系中，偏置电路可以在LO信号的振幅减小时增大偏置电压，并且在LO信号的振幅增大时减小偏置电压。在其他示例中，偏置电路可以生成具有与LO信号的振幅具有正向关系的偏置电压。在正向关系中，偏置电路可以在LO信号的振幅增大时增大偏置电压，并且在LO信号的振幅减小时减小偏置电压。框1520的操作可以根据参考图1至图8所描述的方法来执行。在某些示例中，框1520的操作的各方面可以由如参考图9至图11所描述的混频器偏置组件来执行。

应当注意，上文描述的方法描述了可能的实施方式，并且操作和步骤可以重新布置或以其他方式修改，并且其他实施方式是可能的。此外，来自方法中的两种或更多种方法的各方面可以组合。

本文中描述的技术可以用于各种无线通信系统，诸如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)、以及其他系统。术语“系统”和“网络”经常可互换地使用。码分多址(CDMA)系统可以实施诸如CDMA2000、通用地面无线电接入(UTRA)等无线电技术。CDMA2000涵盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。IS-2000版本通常可称为CDMA2000 1X、1X等。IS-856(TIA-856)通常称为CDMA2000 1xEV-DO、高速率分组数据(HRPD)等。UTRA包括宽带CDMA(WCDMA)和CDMA的其他变型。时分多址(TDMA)系统可以实施诸如全球移动通信系统(GSM)等无线电技术。

正交频分多址(OFDMA)系统可以实施诸如超移动宽带(UMB)、演进型UTRA(E-UTRA)、电气和电子工程师协会(IEEE)802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、Flash-OFDM等无线电技术。UTRA和E-UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。3GPP长期演进(LTE)和LTE高级(LTE-A)是使用E-UTRA的通用移动电信系统(UMTS)的版本。UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A、NR和全球移动通信系统(GSM)在来自名为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文档中被描述。CDMA2000和UMB在来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文档中被描述。本文中描述的技术可以用于上面提到的系统和无线电技术以及其他系统和无线电技术。虽然出于示例的目的可能描述了LTE或NR系统的各方面，并且在许多描述中可能使用了LTE或NR术语，但是本文中描述的技术除了LTE应用或NR应用之外也是可适用的。

在LTE/LTE-A网络(包括本文中描述的这种网络)中，术语演进型节点B(eNB)可以一般地用于描述基站。本文中描述的无线通信系统或多个无线通信系统可以包括异构LTE/LTE-A或NR网络，其中不同类型的演进型节点B(eNB)为各种地理地区提供覆盖。例如，每个eNB、gNB或基站可以为宏小区、小型小区、或其他类型的小区提供通信覆盖。术语“小区”可以用于描述基站、与基站相关联的载波或分量载波、或者载波或基站的覆盖区域(例如，扇区等)，这取决于上下文。

基站可以包括或者可以被本领域的技术人员称为基本收发器站、无线电基站、接入点、无线电收发器、NodeB、eNodeB(eNB)、下一代NodeB(gNB)、家庭NodeB、家庭eNodeB、或某种其他合适的术语。用于基站的地理覆盖区域可以被划分为仅构成覆盖区域的一部分的扇区。本文中描述的无线通信系统或多个无线通信系统可以包括不同类型的基站(例如，宏小区基站或小型小区基站)。本文中描述的UE可以能够与各种类型的基站和网络设备通信，包括宏eNB、小型小区eNB、gNB、中继基站等。可能存在用于不同技术的重叠的地理覆盖区域。

宏小区一般覆盖相对大的地理区域(例如，半径上若干千米)，并且可以允许具有向网络提供者的服务订阅的UE的不受限制的访问。与宏小区相比，小型小区是较低功率的基站，其可以与宏小区操作在相同或不同(例如，许可、非许可等)频带中。根据各种示例，小型小区可以包括微微小区、毫微微小区、以及微小区。微微小区例如可以覆盖小的地理区域，并且可以允许具有向网络提供者的服务订阅的UE的不受限制的访问。毫微微小区也可以覆盖小的地理区域(例如，住宅)，并且可以提供与毫微微小区具有关联的UE(例如，封闭订户组(CSG)中的UE、用于住宅中的用户的UE，等等)的受限访问。用于宏小区的eNB可以称为宏eNB。用于小型小区的eNB可以称为小型小区eNB、微微eNB、毫微微eNB、或家庭eNB。eNB可以支持一个或多个(例如，两个、三个、四个等)小区(例如，分量载波)。

本文中描述的无线通信系统或多个无线通信系统可以支持同步操作或异步操作。对于同步操作，基站可以具有类似的帧定时，并且来自不同基站的传输可以在时间上近似对齐。对于异步操作，基站可以具有不同的帧定时，并且来自不同基站的传输可能不在时间上对齐。本文中描述的技术可以用于同步操作或异步操作。

本文中描述的下行链路传输也可以被称为前向链路传输，而上行链路传输也可以被称为反向链路传输。本文中描述的每个通信链路(包括例如图1和图2的无线通信系统100和200)可以包括一个或多个载波，其中每个载波可以是由多个子载波(例如，不同频率的波形信号)组成的信号。

本文中关于附图阐述的描述对示例配置进行了描述，并且不表示可以实施的或者在权利要求的范围内的所有示例。本文中使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或说明”，并且相对于其他示例不是“优选的”或“有利的”。详细描述包括用于提供对所描述技术的理解的具体细节。然而，这些技术可以没有这些具体细节被实践。在一些实例中，公知的结构和设备以框图形式示出以避免使所描述的示例的概念模糊不清。

在附图中，类似的组件或特征可以具有相同的参考标号。此外，相同类型的各种组件可以通过在参考标号之后跟随短划线和在相似组件之间进行区分的第二标号来区分。如果在说明书中仅使用第一参考标号，则该描述适用于具有相同的第一参考标号的相似组件中的任何一个，而不管第二参考标号。

本文中描述的信息和信号可以使用各种各样的不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，贯穿上文的描述可能提及的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或其任何组合来表示。

关于本文中的公开所描述的各种说明性框和模块可以利用被设计为执行本文所描述的功能的通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或其任何组合来实施或执行。通用处理器可以是微处理器，但是在替代方式中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以实施为计算设备的组合(例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其他这样的配置)。

本文中描述的功能可以实施在硬件、由处理器执行的软件、固件、或其任何组合中。如果实施在由处理器执行的软件中，则功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质传输。其他示例和实施方式在本公开和所附权利要求的范围内。例如，归因于软件的性质，上文描述的功能可以使用由处理器执行的软件、硬件、固件、硬接线、或这些中的任何项的组合来实施。实施功能的特征也可以物理地位于各种位置处，包括被分布为使得功能的各部分实施在不同的物理位置处。此外，如本文中使用的，包括在权利要求中，在项目列表中使用的“或”(例如，由诸如“至少一个”或“一个或多个”等短语开头的项目列表)指示说明性列表，从而例如A、B或C中的至少一个的列表意指A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即，A和B和C)。此外，如本文中使用的，短语“基于”不应该被解释为对条件的封闭集合的引用。例如，被描述为“基于条件A”的示例性步骤可以基于条件A和条件B两者而不偏离本公开的范围。换言之，如本文中使用的，短语“基于”应该以与短语“至少部分地基于”相同的方式来解释。

计算机可读介质包括非瞬态计算机存储介质和通信介质两者，通信介质包括促进计算机程序从一个地方传送到另一地方的任何介质。非瞬态存储介质可以是能够由通用或专用计算机访问的任何可用介质。通过示例而非限制的方式，非瞬态计算机可读介质可以包括RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、光盘(CD)ROM或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁性存储设备、或者任何其他非瞬态介质，其可以用于以指令或数据结构的形式携带或存储期望的程序代码部件，并且其可以由通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问。此外，任何连接都恰当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线路(DSL)、或无线技术(诸如红外线、无线电和微波)从网站、服务器、或其他远程源传输软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线路(DSL)、或无线技术(诸如红外线、无线电和微波)包括在介质的定义中。如本文中使用的盘和碟包括CD、激光碟、光碟、数字通用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘通常磁性地再现数据，而碟利用激光光学地再现数据。上述的组合也被包括在计算机可读介质的范围内。

本文中的描述被提供以使得本领域的技术人员能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域的技术人员将容易是明显的，并且不偏离本公开的范围，本文中定义的一般原理可以应用于其他变型。因此，本公开不限于本文中描述的示例和设计，而是将符合与本文中公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。

Claims (22)

1.一种用于无线通信的装置，包括：

有源混频器，被配置为至少部分地基于交流本地振荡器信号在射频信号与中频信号之间进行转换，其中在所述有源混频器内生成的直流部分地取决于偏置电压和所述交流本地振荡器信号；以及

混频器偏置电路，被配置为生成用于所述有源混频器的所述偏置电压，所述偏置电压的幅度至少部分地取决于所述交流本地振荡器信号的振幅，所述混频器偏置电路包括反馈回路，所述反馈回路被配置为相对于所述交流本地振荡器信号的所述振幅，反向地控制所述偏置电压的所述幅度。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括：

组合器电路，被配置为生成偏置的本地振荡器信号以用于输入到所述有源混频器，所述偏置的本地振荡器信号是所述偏置电压和所述交流本地振荡器信号的合成。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述混频器偏置电路还包括：

电流源，被配置为提供参考电流；以及

跨导电路，被配置为接收所述参考电流和所述交流本地振荡器信号。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述混频器偏置电路还包括：

差分放大器，包括被配置为接收所述跨导电路的电压的第一输入、被配置为接收参考电压的第二输入、以及被配置为输出所述偏置电压的输出。

5.根据权利要求3所述的装置，还包括：

差分驱动电路，所述差分驱动电路包括所述跨导电路和第二跨导电路，所述第二跨导电路被配置为接收所述参考电流，所述差分驱动电路被配置为分别接收所述交流本地振荡器信号的差分输入。

6.根据权利要求2所述的装置，其中所述混频器偏置电路还包括：

差分放大器；以及

p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管，所述p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管具有电连接到电流源和所述差分放大器的漏极；以及

其中所述差分放大器包括电连接到所述p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的所述漏极的第一输入、被配置为接收参考电压的第二输入、以及被配置为输出所述偏置电压的输出。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述有源混频器选自包括以下的组：单平衡有源混频器、双平衡有源混频器、或单晶体管有源混频器。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述有源混频器包括：

开关电路，被配置为至少部分地基于所述偏置电压和所述交流本地振荡器信号，在所述有源混频器内生成所述直流。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述交流本地振荡器信号具有在所定义的频率范围内的频率，并且所述交流本地振荡器信号的所述振幅在所述所定义的频率范围内变化。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述交流本地振荡器信号的所述振幅至少部分地基于温度、特定频率处的工艺角、或两者而变化。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述有源混频器包括被配置为接收用于上变频的信号的输入，并且被配置为将所述信号从第一中频上变频到第一射频。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述有源混频器包括接收用于下变频的信号的输入，并且被配置为将所述信号从第一射频下变频到第一中频。

13.一种用于无线通信的装置，包括：

有源混频部件，用于至少部分地基于交流本地振荡器信号在射频信号与中频信号之间进行转换，其中在所述有源混频部件内生成的直流部分地取决于偏置电压和所述交流本地振荡器信号；

混频器偏置部件，用于生成用于所述有源混频部件的所述偏置电压，所述偏置电压的幅度至少部分地取决于所述交流本地振荡器信号的振幅；以及

用于相对于所述交流本地振荡器信号的所述振幅来反向地控制所述偏置电压的所述幅度的部件。

14.根据权利要求13所述的装置，还包括：

组合器部件，用于生成偏置的本地振荡器信号以用于输入到所述有源混频部件，所述偏置的本地振荡器信号是所述偏置电压和所述交流本地振荡器信号的合成。

15.根据权利要求13所述的装置，其中所述有源混频器部件还包括：

用于接收用于上变频的信号的输入部件，所述有源混频器部件用于将所述信号从第一中频上变频到第一射频。

16.根据权利要求13所述的装置，其中所述有源混频器部件还包括：

用于接收用于下变频的信号的输入部件，所述有源混频器部件用于将所述信号从第一射频下变频到第一中频。

17.一种用于无线通信的方法，包括：

生成偏置电压，所述偏置电压具有至少部分地取决于交流本地振荡器信号的振幅的幅度；

在有源混频器内生成直流，其中所生成的直流取决于所述偏置电压和所述交流本地振荡器信号；

通过所述有源混频器，至少部分地基于所述交流本地振荡器信号在射频与中频之间转换信号；以及

相对于所述交流本地振荡器信号的所述振幅，反向地控制所述偏置电压的所述幅度。

18.根据权利要求17所述的方法，其中在所述射频与所述中频之间转换所述信号包括：

将所述信号从所述中频上变频到所述射频。

19.根据权利要求17所述的方法，其中在所述射频与所述中频之间转换所述信号包括：

将所述信号从所述射频下变频到所述中频。

20.一种用于无线通信的装置，包括：

用于生成偏置电压的部件，所述偏置电压具有至少部分地取决于交流本地振荡器信号的振幅的幅度；

用于在有源混频器内生成直流的部件，其中所生成的所述直流取决于所述偏置电压和所述交流本地振荡器信号；

用于通过所述有源混频器至少部分地基于所述交流本地振荡器信号在射频与中频之间转换信号的部件；以及

用于相对于所述交流本地振荡器信号的所述振幅来反向地控制所述偏置电压的所述幅度的部件。

21.根据权利要求20所述的装置，其中在所述射频与所述中频之间转换所述信号包括：

将所述信号从所述中频上变频到所述射频。

22.根据权利要求20所述的装置，其中在所述射频与所述中频之间转换所述信号包括：

将所述信号从所述射频下变频到所述中频。

Images