CN116743215A - 一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体模拟集成电路技术领域，尤其为一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，包括多个接收路径、多个发射路径、多个射频组件、以及用于连接一个或多个射频组件到发射路径和接收路径的可配置的多路转换器。该多路转换器可被配置为允许某些指定的射频组件耦合到某接收路径子集和/或某输出路径子集，从而实现对射频组件的灵活配置。

Description

一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构

技术领域

本发明涉及半导体模拟集成电路技术领域，具体为一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构。

背景技术

为了提高数据吞吐量和链路距离范围，现代无线通信标准多采用多输入多输出（MIMO）和信道聚合（CA）技术等，同时也支持频分双工（FDD）和时分双工（TDD）系统。为了支持MIMO，无线收发机需要多条发射和接收路径。为了支持信道聚合和频分双工，不同的发射/接收路径可能需要在不同的频率下操作。随着发送或接收路径数量的增加，硬件组件的数量也会增加，同时也带来功耗的增加。

近年来，多路径收发机中采用双工通信在一个通信信道上实现双向通信，在全双工同步双向通信中，两个通信站可以同时发射和接收。频分双工（FDD）需要两个独立的通信信道或两个单独的频带，需要充分宽度的防护带距来将这两个频带分开，这样发射机和接收机就不会相互干扰。FDD还需要上行和下行信道的两个对称的频谱段，FDD还使用了大量的频谱，在发射信道和接收信道之间必须有足够的频谱分隔，这些所谓的防护带距是不能用的，所以它们浪费了频谱资源。

正交频分多路复合（OFDM）使用大量紧密间隔的副频率载波（在一个频率信道内），每个副频率载波都用一个低速率的数据进行调制。在通常情况下，这些信号会有相互干扰，但通过使这些信号彼此正交，就不会有相互干扰。

多输入多输出（MIMO）技术已被广泛应用于现代无线通信中，它在源天线（发射机）和目的地天线（接收机）上同时使用多个天线。将通信电路两端的天线组合起来，并且让数据同时通过多个信号路径，从而最小化误差、优化数据速度和提高无线电传输能力。把同一信号生成多个版本去分别发射将能为数据传输提供了更好机会地到达接收天线而不受衰落的影响，这增加了信噪比和减低错误率。通过提高射频（RF）系统的容量，多输入多输出系统MIMO形成了一种更稳定和更少拥塞的连接。MIMO提供了显著增加的数据吞吐量和链路覆盖范围，而又不需要增加额外带宽或传输功率。MIMO技术的使用意味着无线收发器现在需要支持一个或多个MIMO信道，每个MIMO信道都有多个数据路径。例如，对于具有两个发射天线和两个接收天线的MIMO信道，在每个接收天线上分别接收从两个发射天线发射的信号，并且需要两个独立的接收路径来检波所接收的射频信号。

除了MIMO之外，信道聚合（也称为载波聚合）已经被作为增加数据吞吐量的一种方法。信道聚合允许使用多个载波频率来增加信道带宽。请注意，基于频谱可用性，多个载波可能属于同一频带（带内CA) 或不同的频带（带间CA)。为了支持下行链路中的信道聚合，无线接收器需要能够同时接收多个载波频率，这些载波频率可能属于不同的频带（在带间CA模式）。因此，需要多个接收路径来同时检波不同频段上的信号。同样，如果在上行中使用带间CA模式，则需要多个发射路径。MIMO和信道聚合的组合意味着设备供应商需要提供多个MIMO信道（每个MIMO信道可以指定为特定的载波频率，并可能包括多个路径），并与多个频带和多个通信标准的操作兼容性。此外，除了正常的接收外，接收机还可能需要监视一个不同的射频信道以进行切换，因此需要一个额外的接收路径。考虑到现代应用对设备的大小和功耗的限制，要满足这些需求将是极具挑战性的，因此，针对上述问题提出一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，包括无线发射机、无线接收器和无线收发器，其中：

无线发射机包括：多个发射路径，其中，特定的发射路径用于配置为与不同发射路径相同或不同的频率来工作，特定的发射路径包括至少一个混频器；多个本地振荡器以及包括多个输入和多个输出的用于配置的多路转换器，其中，多个输入耦合到本地振荡器，多个输出耦合到多个发射路径，其方式是多路转换器的不同输出耦合到不同的发射路径，每个发射路径包括一个同相信号路径和一个正交信号路径，其中，多路转换器被配置为只允许特定的本地振荡器耦合到多个发射路径的子集的混频器；

无线接收器包括：多个接收路径，其中一个特定接收路径被配置为与不同接收路径相同或不同的频率来工作，且其中一个特定接收路径包括至少一个混频器；一个用于配置的包括多个输入和多个输出的多路转换器，其中，多个输入耦合到本地振荡器，多个输出耦合到多个接收路径，其方式是多路转换器的不同输出耦合到不同的接收路径，且每个接收路径则包括同相信号路径和正交信号路径，其中，多路转换器被配置为只允许特定本地振荡器耦合到多个接收路径的子集的混频器；

无线收发器包括：多个接收路径，其中一个特定的接收路径包括至少一个频率混合器；多个发射路径，其中一个特定的发射路径包括至少一个混频器；多个本地振荡器；用于配置的多路转换器，包括多个输入和多个输出，多个输入耦合到本地振荡器，多个输出耦合到多个接收路径和多个发射路径，多路转换器的不同输出耦合到不同的接收和发送路径，每个接收和发送路径包括同相信号路径和正交信号路径，其中，多路转换器被配置为只允许特定的本地振荡器耦合到多个发射路径的子集的混频器。

作为一种优选方案，无线发射机还包括为确定多个发射路径工作频率而配置的基带控制器，根据多个发射路径的工作频率生成控制信号，并将控制信号发送给多路转换器以配置多路转换器。

作为一种优选方案，无线发射机中特定的本地振荡器被配置成为耦合到以相同频率工作的多个发射路径的一个子集，无线发射机中每个发射路径包括一个调制器，用于从一个耦合的本地振荡器接收正弦波，无线发射机中多个发射路径包括一个或多个多输入多输出（MIMO）路径以及信道聚合路径。

作为一种优选方案，无线发射机中，当耦合到发射路径的一个或多个本地振荡器被激活时，其它没有耦合到多个发射路径中任何一个发射路径的余下的本地振荡器保持非活动状态。

作为一种优选方案，无线接收器还包括为确定多个接收路径的工作频率而配置的基带控制器，根据多个接收路径的工作频率生成控制信号，并将控制信号发送给多路转换器以配置多路转换器。

作为一种优选方案，无线接收器中特定的本地振荡器被配置成耦合到以相同频率工作的多个接收路径的一个子集，无线接收器中的每个接收路径包括一个解调器，用于从一个耦合的本地振荡器接收正弦波，且多个接收路径包括一个或多个多输入和多输出（MIMO）路径以及信道聚合路径。

作为一种优选方案，无线接收器中当耦合到接收路径的一个或多个本地振荡器被激活时，其它没有耦合到多个接收路径中任何一个接收路径的余下的本地振荡器则保持非活动状态。

作为一种优选方案，无线收发器还包括为确定多个接收路径和多个发送路径的工作频率而配置的基带控制器，基带控制器根据多个接收路径和多个发射路径的工作频率生成控制信号，并将控制信号发送给多路转换器以配置多路转换器。

作为一种优选方案，无线收发器中特定的本地振荡器被配置成耦合到以相同频率运行的多个接收路径和/或发射路径的子集，无线收发器中的每个接收路径包括一个解调器，用于从一个耦合的本地振荡器接收正弦波，且每个发射路径包括一个调制器，用于从一个耦合的本机的振荡器接收正弦波，无线收发器中的多个接收路径和/或多个发射路径包括一个或多个，多输入和多输出（MIMO）路径以及信道聚合路径。

作为一种优选方案，无线收发器中，当耦合到接收路径和/或发射路径的一个或多个本地振荡器被激活时，其它没有耦合到多个接收路径和多个发射路径中的任何一个接收路径获发射路径余下的本地振荡器则保持非活动状态。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，有益效果是：本发明包含多个接收路径、多个发射路径、多个射频组件、以及用于连接一个或多个射频组件到发射路径和接收路径的可配置的多路转换器，该多路转换器可被配置为允许某些指定的射频组件耦合到某接收路径子集和/或某输出路径子集，从而实现对射频组件的灵活配置。

附图说明

图1 是一个典型的频分双工（FDD）通信系统（现有技术）；

图2 展示正交频分多路复合（OFDM）系统中的副载波频率（现有技术）；

图3 是传统的单路射频接收机的线路图（现有技术）；

图4 是传统的单路射频发射机的线路图（现有技术）；

图5 是根据本发明而设计的多路径接收器的线路图结构示例；

图6 是根据本发明而设计的多路径发射器的线路图结构示例；

图7 是根据本发明而设计的射频收发机的实施示范例图；

图8 是根据本发明而实施的一个关于如何灵活配置射频收发机的本地振荡器（LOs）的示例性流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本发明实施例提供一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，线收发机架构，包括无线发射机、无线接收器和无线收发器，其中：

无线发射机包括：多个发射路径，其中，特定的发射路径用于配置为与不同发射路径相同或不同的频率来工作，特定的发射路径包括至少一个混频器；多个本地振荡器以及包括多个输入和多个输出的用于配置的多路转换器，其中，多个输入耦合到本地振荡器，多个输出耦合到多个发射路径，其方式是多路转换器的不同输出耦合到不同的发射路径，每个发射路径包括一个同相信号路径和一个正交信号路径，其中，多路转换器被配置为只允许特定的本地振荡器耦合到多个发射路径的子集的混频器；

无线接收器包括：多个接收路径，其中一个特定接收路径被配置为与不同接收路径相同或不同的频率来工作，且其中一个特定接收路径包括至少一个混频器；一个用于配置的包括多个输入和多个输出的多路转换器，其中，多个输入耦合到本地振荡器，多个输出耦合到多个接收路径，其方式是多路转换器的不同输出耦合到不同的接收路径，且每个接收路径则包括同相信号路径和正交信号路径，其中，多路转换器被配置为只允许特定本地振荡器耦合到多个接收路径的子集的混频器；

无线收发器包括：多个接收路径，其中一个特定的接收路径包括至少一个频率混合器；多个发射路径，其中一个特定的发射路径包括至少一个混频器；多个本地振荡器；用于配置的多路转换器，包括多个输入和多个输出，多个输入耦合到本地振荡器，多个输出耦合到多个接收路径和多个发射路径，多路转换器的不同输出耦合到不同的接收和发送路径，每个接收和发送路径包括同相信号路径和正交信号路径，其中，多路转换器被配置为只允许特定的本地振荡器耦合到多个发射路径的子集的混频器。

本实施例中，无线发射机还包括为确定多个发射路径工作频率而配置的基带控制器，根据多个发射路径的工作频率生成控制信号，并将控制信号发送给多路转换器以配置多路转换器。

本实施例中，无线发射机中特定的本地振荡器被配置成为耦合到以相同频率工作的多个发射路径的一个子集，无线发射机中每个发射路径包括一个调制器，用于从一个耦合的本地振荡器接收正弦波，无线发射机中多个发射路径包括一个或多个多输入多输出（MIMO）路径以及信道聚合路径。

本实施例中，无线发射机中，当耦合到发射路径的一个或多个本地振荡器被激活时，其它没有耦合到多个发射路径中任何一个发射路径的余下的本地振荡器保持非活动状态。

本实施例中，无线接收器还包括为确定多个接收路径的工作频率而配置的基带控制器，根据多个接收路径的工作频率生成控制信号，并将控制信号发送给多路转换器以配置多路转换器。

本实施例中，无线接收器中特定的本地振荡器被配置成耦合到以相同频率工作的多个接收路径的一个子集，无线接收器中的每个接收路径包括一个解调器，用于从一个耦合的本地振荡器接收正弦波，且多个接收路径包括一个或多个多输入和多输出（MIMO）路径以及信道聚合路径。

本实施例中，无线接收器中当耦合到接收路径的一个或多个本地振荡器被激活时，其它没有耦合到多个接收路径中任何一个接收路径的余下的本地振荡器则保持非活动状态。

本实施例中，无线收发器还包括为确定多个接收路径和多个发送路径的工作频率而配置的基带控制器，基带控制器根据多个接收路径和多个发射路径的工作频率生成控制信号，并将控制信号发送给多路转换器以配置多路转换器。

本实施例中，无线收发器中特定的本地振荡器被配置成耦合到以相同频率运行的多个接收路径和/或发射路径的子集，无线收发器中的每个接收路径包括一个解调器，用于从一个耦合的本地振荡器接收正弦波，且每个发射路径包括一个调制器，用于从一个耦合的本机的振荡器接收正弦波，无线收发器中的多个接收路径和/或多个发射路径包括一个或多个，多输入和多输出（MIMO）路径以及信道聚合路径。

本实施例中，无线收发器中，当耦合到接收路径和/或发射路径的一个或多个本地振荡器被激活时，其它没有耦合到多个接收路径和多个发射路径中的任何一个接收路径获发射路径余下的本地振荡器则保持非活动状态。

本发明的一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，提供了一种包括多个发射和接收路径的射频收发机，每个发射或接收路径都可以被配置为以与不同路径所使用的射频频率相同或不同的频率工作，此外，所有的发射路径和接收路径都共享一组本地振荡器（LOs），根据射频资源的配置（例如每个发射或接收路径的工作频率），可以激活LOs的一个子集。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述：

如图1所示，一个典型的频分双工（FDD）通信系统，由两个独立的收发机所组成102及104，分别位于A站106和B站108两个位置。每个收发机由一个发射机110/112和一个接收机114/116所组成。从A站发送到B站的信息用发射器110的本机震荡器118所生成的载波频率f1进行调频。然后，在B站接收到的传输信号则由接收器116使用由B站的本机震荡器120所生成的相同频率f1进行频率解调，以恢复原始信息。在通信的相反方向上，发射器112和接收器114中都采用由本机震荡器122/124 所生成的另一个载波频率f2。因此系统需要4个本地振荡器（即A站有两个本地振荡器f1和f2，B站也有两个本地振荡器f1和f2）。此外，为了避免两条通信路径之间的干扰，在两个载波频率f1和f2之间需要一个具有足够带宽的保护频带126。

如图2所示，展示了正交频分多路复合 （OFDM）系统中的副载波频率（现有技术）。在OFDM通信中，要传输的信息首先被解析成多个信息段，每个信息段由主载波频率212的既定频带210内的子载波频率fi 202, 203 … 进行频率调制。然后这些调制的子载波被复合在一起，然后组合的信号通过发射天线发送到接收侧。每个子载波调制都需要它自己的本机振荡器222, 223 … 所各自生成的频率fi，fj，fk，… 。因此，在正交频分多路复合OFDM中需要许多本地振荡器。

如图3所示，是传统的单路射频接收机的线路图（现有技术）。接收机302包括带通滤波器（BPF - Band-Pass Filter）304、低噪放大器（LNA – Low Noise Amplifier）306、同相正交（IQ - In-phase Quadrature）解频器308、可调谐低通滤波器（Variable LPF - LowPass Filter）310和312、以及可变增益放大器（VGA - Variable Gain Amplifiers）314和316。IQ解频器308包括混合器318和320，一个90°/0°移相器322，和一个本地振荡器（LO -Local Oscillator）324。

在正常运行过程中，从天线接收到的输入射频信号（未展示在图3）分别由BPF 304和LNA 306进行滤波和放大。随后，通过IQ解调器308将射频信号往下转换为同相(I)和正交相(Q)基带信号。注意，为了执行下转换（或在基带I/Q输出端口产生和差频率），LO 324需要把与期望信号的载波频率相同的频率的正弦波的同相I提供给混频器318和正交相Q提供给混频器320。LPF 310和312可以在很大程度上过滤掉累加频率而只允许基带信号处的差频率通过。解频后的I和Q信号（Rx_I和Rx_Q）则分别被VGAs 314和316加以放大，并以模数转换器（ADC – Analog-To-Digital）转换为数字域，然后发送到基带处理器进行进一步处理。为了简单起见，图3没有显示ADC和基带处理器。

如图4所示，是传统的单路射频发射机的线路图，发射机400包括LPFs 402和404、可变值放大器（VGA – Variable Gain Amplifier） 406和408、IQ调制器410和功率放大器驱动器（PA driver）412。IQ调制器410包括混合器416和418，一个90度/0度移相器420、本地振荡器（LO）422 和加法器428。在正常运行期间，模拟I和Q基带信号（Tx_I和Tx_Q）分别被LPFs 152-154和VGAs 156-158滤波和放大，然后发送到IQ调制器160，IQ调制器分别调制I和Q信号。调制后的I和Q信号在加法器428处进行组合，然后组合后的信号被功率放大器驱动器412放大，然后发送到功率放大（PA – Power Amplifier）和发射天线进行传输。

从图3 及4中可以看出，单路接收机和发射机都包括多个射频组件；有些是无源（如滤波器和加法器），有些消耗功率（如放大器和本地振荡器）。如果收发器包括多个发送路径和接收路径，那么它可能需要包括多套如图3 及4中所示的所有组件。这种收发器电路不仅占据更大的面积和体积，而且还可能消耗大量的功率，特别是当所有耗电组件被激活时。然而，其中一些组件可能是多余的。例如，根据当前的标准和所使用的双工方案，许多不同的发射路径和接收路径可以以相同的频率操作。因此，以多个相同频率的本地振荡器提供相同频率正弦波的可能是冗余的。然而，用单个LO替换多个LOs也可能会有问题，因为在不同的情况下（例如当TDD被FDD替换时），可能需要再次替换这些多个LOs。为了解决这一问题，本发明的实施例提供了一种增强发射机/接收机电路的灵活性的解决方案。更具体地说，不是为每个发射路径或接收路径有一个专用的LO，而是可以由所有发射路径和接收路径共享一个LO库。根据频率需要，发射和接收电路可以被配置为只有最小数量而又必须的LOs激活，从而防止功率损耗的无谓浪费。

如图5所示，是根据本发明而设计的多路径接收器的线路图结构示例，多路径接收电路500包括多个（1至m个）接收路径，例如接收路径502和接收路径504；多路转换器540；以及多个本地振荡器（LOs），如LO_1 542和LO_n 544。每个接收路径都包括许多专用于该路径的组件。例如，接收路径502包括BPF 506、LNA 508、混合器510和512、90°度/0°移相器514、LPFs 516和518，以及VGAs 520和522。在一个实施例中，为了确保每个接收路径可以被配置成为在不同的无线通信标准下运行，这些组件，如滤波器和放大器，可以在较宽的频率范围内运行。例如，BPF 506和LPFs 516和518可能有一个可调的范围覆盖整个无线通信频谱（从300兆赫Mhz到3.6千兆赫 GHz），同样LNA 508和VGAs 520和522可能有一个超宽带宽从300MHz至3.6 GHz。

如图5所示，多路径接收电路500中的每个接收路径包括与单路径接收电路502中类似的组件，除了接收路径不包括专用的LO。相反，每个接收路径内的混合器可以通过多路转换器540耦合到LO。在一个实施例中，多路转换器540是（m 对 n）多路转换器，其中m是接收路径的数量，n是LOs的数量。在一个实施例中，n可以等于或小于m。在操作期间，基于频率需要，多路转换器540可以配置为允许单个LO耦合到多个接收路径，从而向这些多个路径提供同时的正弦波（解调接收信号所需要的）。例如，如果所有的接收路径都是运行在相同频率下的MIMO路径，则只需要一个LO。因此，所有其他LOs都可以关闭，从而显著减少电力消耗。另一方面，在切换的情况下，一个接收路径可用于以不同的频率监测另一个射频信道，并且另外一个LO将被激活并通过多路转换器540耦合到该接收路径。类似地，如果每个接收路径都是一个CA信道，并且所有的接收路径都以不同的频率运行，那么每个接收路径都将通过多路转换器540提供一个单独的LO。

图5中所示的配置提供了LO使用的灵活性，LOs可以根据频率需求被激活。被激活的LOs的数量可以根据所有接收路径所需的频率总数来确定。因此，当所需的频率数量小于接收路径的数量时，只有少量的LO将被激活，在相同频率下运行的多个接收路径共享一个公共LO。因此，可以减少操作接收机所需的功率量。如在图5中可以看到的，通过配置多路转换器540，人们可以将任意LO耦合到任意一个或多个接收路径。

本实施例中，基带处理器负责维护有关所有接收路径的工作频率的信息。例如，基带处理器确定哪些接收路径是在一个频率下工作的MIMO路径，以及哪些接收路径是具有不同频率的CA信道。基于频率信息，基带处理器/控制器可以发送控制信号来配置多路转换器540，以便将适当的LOs耦合到相应的接收路径。

如图6所示，是根据本发明而设计的多路径发射器的线路图结构示例，多路径发射器电路600包括多个（最多p）发射路径，例如发射路径602和发射路径604；多路转换器630；和若干LOs，如LO_1 632和LO_n 634。每个发射路径都包括许多专用于该路径的组件。例如，发射路径602包括LPFs 606和608、VGAs 610和612、混频器614和616、一个90度/0度移相器618、加法器620和功率放大器驱动器（PA driver）622。在一个实施例中，为了确保每个发射路径可以被配置为在不同的无线通信标准下运行，这些组件，如滤波器和放大器，可以在一个较宽的频率范围内运行。例如，LPFs 606和608可能具有覆盖整个无线通信频谱的可调范围（从300 MHz到3.6 GHz），PA驱动器622和VGAs 610和612可以具有从300 MHz到3.6 GHz的超宽带宽。

如图6所示，多路径发射电路600中的每个发射路径包括与单路径发射电路102中包含的组件相似的组件，除了发射路径不包括专用的LO外。相反，每个发射路径内的混合器可以通过多路转换器630耦合到LO。在一个实施例中，多路转换器630是（p对n）多路转换器，其中p是发射路径的数量，n是LOs的数量。在一个实施例中，n可以等于或小于p。在操作期间，基于频率需要，多路转换器630可以配置为允许单个LO耦合到多个发射路径，从而为这些多个路径提供同时发生的正弦波（解调接收信号所需的正弦波）。例如，如果所有的发射路径都以相同的频率工作，那么只需要一个LO，并且所有其他的LO都可以被关闭，从而显著降低了发射机电路600的功率使用。另一方面，如果每个发射路径是以与其他路径不同的频率运行的CA信道，则每个发射路径将通过多路转换器630提供一个单独的LO。

类似于位于接收器电路500上的多路转换器540，多路转换器630接收来自基带处理器/控制器的控制信号。这种控制信号配置多路转换器630，以根据其频率需要向发射路径提供LOs。

本实施例中，基于不同的双工方案（如TDD和FDD），发射机和接收机也可以共享LOs。例如，如果上行链路和下行链路使用TDD，那么发射机和接收机都可以以相同的频率工作并共享LOs。

如图7所示，是根据本发明而设计的射频收发器的实施示例图，无线收发器700包括多路径接收电路702、多路径发送电路704、多路转换器706、若干LOs（如LO_1 712和LO_k714）和基带控制器708。多路径接收电路702包括多个接收路径，其中每个接收路径类似于图5中所示的接收路径502或504。同样，多路径发射电路304包括多个发射路径，每个发送路径类似于图6中所示的发射路径602或604。多路转换器706连接LOs和多个接收/发射路径。在一个实施例中，多路转换器706是一个 {（m+p）对k} 多路转换器，其中m是接收路径的数量，n是发射路径的数量，k是LOs的数量。基带控制器708负责生成和发射用于配置多路转换器706的控制信号。

其中，如图5及6中所示的电路, 图7中所示的体系结构允许人们通过配置多路转换器706来将任何LO耦合到任何接收或传输路径上。这种提供LOs的灵活性使得收发器700能够支持不同标准的服务或由不同的服务提供者提供的服务。例如，一些标准可以采用CA，从而具有以不同频率运行的多个发射和/或接收路径。为了支持这些标准，可以使用不同的LOs耦合不同的发射/接收路径。此外，根据双工方案，发射路径和接收路径可以以相同或不同的频率运行。例如，对于TDD，发射路径和接收路径可以以相同的频率运行，因此能够进行LO共享。另一方面，当使用FDD时，需要激活不同的LOs为发射和接收路径提供频率支持。

本实施例中，接收电路702包括两个MIMO信道和两个CA信道，总共有四个接收路径在两个单独的频率下工作。此外，发射电路704包括在两个独立的频率下工作的两个CA路径。如果双工方案为TDD，则发射路径和接收路径可以在相同的频率下工作。因此，两个LOs足以同时满足四条接收路径和两条发射路径的频率需求。两个选定的LOs可以通过多路转换器706耦合到发射路径和接收路径。另一方面，如果双工方案是FDD，则发射路径和接收路径需要以不同的频率工作。因此，将需要四个LOs（两个用于接收路径，两个用于传输路径）来满足整个收发机的频率需求。

进一步，当收发器700被用户从一个基站蜂窝移动到另一个蜂窝时，网络环境可能动态地改变了，这意味着被激活的接收路径或发射路径和它们的工作频率也可能需要动态地更新。因此，需要动态地将多路转换器706配置以允许基于频率需求的动态LO配置。在一个实施例中，当收发器700通电时，基带控制器708确定当前所采用的通信标准、发射/接收路径的需要以及它们的工作频率。基于发射/接收路径的频率需要，基带控制器708产生一个控制信号，该控制信号被发送到多路转换器706。该控制信号可用于配置多路转换器706，以便将适当的LOs耦合到相应的发射/接收路径。在一个实施例中，仅激活最小数量的LOs以节省功耗。

如图8所示，是根据本发明而实施的一个关于如何灵活配置本地振荡器（LOs）到射频收发机示例的过程流程图。在操作期间，系统确定发射路径和接收路径的数量和它们的频率需求（流程图上的操作802）。根据发射/接收路径的频率需要，系统产生控制信号（操作804），并将控制信号发送到多路转换器（操作806）。基于该控制信号，多路转换器更新其配置，以将多个LOs耦合到相应的发射/接收路径（操作808）。然后，系统激活所选的LOs（810)，所有其他的LOs都保持断电以节省功耗。

本实施例中，图5、6及7中所示的体系结构仅仅是示范性的，不应限制本披露的适用范围。例如，在图5、6及7中，一组LOs由多个发射和接收路径共享。在实践中，其他类型的射频组件，如混频器、移相器、放大器和滤波器，也可以根据多个发射/接收路径的需要由每个发射/接收路径共享。

在详细描述部分中所描述的方法和过程可以体现为代码和/或数据，它们可以存储在计算机可读存储介质中。当计算机系统读取并执行存储在计算机可读存储介质上的代码和/或数据时，计算机系统执行体现为数据结构和代码并存储在计算机可读存储介质中的方法和过程。

此外，上面描述的方法和过程也可以包含在硬件模块中。例如，硬件模块可以包括但不限于特定应用的集成电路（ASIC）芯片、现场可编程门阵列（FPGA）和其它现在已知或后来开发的可编程逻辑设备。当硬件模块被激活时，硬件模块执行硬件模块中所包含的方法和程序。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，包括无线发射机、无线接收器和无线收发器，其特征在于：

所述无线发射机包括：多个发射路径，其中，特定的发射路径用于配置为与不同发射路径相同或不同的频率来工作，特定的发射路径包括至少一个混频器；多个本地振荡器以及包括多个输入和多个输出的用于配置的多路转换器，其中，多个输入耦合到本地振荡器，多个输出耦合到多个发射路径，其方式是多路转换器的不同输出耦合到不同的发射路径，每个发射路径包括一个同相信号路径和一个正交信号路径，其中，多路转换器被配置为只允许特定的本地振荡器耦合到多个发射路径的子集的混频器；

所述无线接收器包括：多个接收路径，其中一个特定接收路径被配置为与不同接收路径相同或不同的频率来工作，且其中一个特定接收路径包括至少一个混频器；一个用于配置的包括多个输入和多个输出的多路转换器，其中，多个输入耦合到本地振荡器，多个输出耦合到多个接收路径，其方式是多路转换器的不同输出耦合到不同的接收路径，且每个接收路径则包括同相信号路径和正交信号路径，其中，多路转换器被配置为只允许特定本地振荡器耦合到多个接收路径的子集的混频器；

所述无线收发器包括：多个接收路径，其中一个特定的接收路径包括至少一个频率混合器；多个发射路径，其中一个特定的发射路径包括至少一个混频器；多个本地振荡器；用于配置的多路转换器，包括多个输入和多个输出，多个输入耦合到本地振荡器，多个输出耦合到多个接收路径和多个发射路径，多路转换器的不同输出耦合到不同的接收和发送路径，每个接收和发送路径包括同相信号路径和正交信号路径，其中，多路转换器被配置为只允许特定的本地振荡器耦合到多个发射路径的子集的混频器。

2.根据权利要求1所述的一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，其特征在于：所述无线发射机还包括为确定多个发射路径工作频率而配置的基带控制器，根据多个发射路径的工作频率生成控制信号，并将控制信号发送给多路转换器以配置多路转换器。

3.根据权利要求1所述的一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，其特征在于：所述无线发射机中特定的本地振荡器被配置成为耦合到以相同频率工作的多个发射路径的一个子集，所述无线发射机中每个发射路径包括一个调制器，用于从一个耦合的本地振荡器接收正弦波，无线发射机中多个发射路径包括一个或多个多输入多输出（MIMO）路径以及信道聚合路径。

4.根据权利要求1所述的一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，其特征在于：所述无线发射机中，当耦合到发射路径的一个或多个本地振荡器被激活时，其它没有耦合到多个发射路径中任何一个发射路径的余下的本地振荡器保持非活动状态。

5.根据权利要求1所述的一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，其特征在于：所述无线接收器还包括为确定多个接收路径的工作频率而配置的基带控制器，根据多个接收路径的工作频率生成控制信号，并将控制信号发送给多路转换器以配置多路转换器。

6.根据权利要求1所述的一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，其特征在于：所述无线接收器中特定的本地振荡器被配置成耦合到以相同频率工作的多个接收路径的一个子集，所述无线接收器中的每个接收路径包括一个解调器，用于从一个耦合的本地振荡器接收正弦波，且多个接收路径包括一个或多个多输入和多输出（MIMO）路径以及信道聚合路径。

7.根据权利要求1所述的一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，其特征在于：所述无线接收器中当耦合到接收路径的一个或多个本地振荡器被激活时，其它没有耦合到多个接收路径中任何一个接收路径的余下的本地振荡器则保持非活动状态。

8.根据权利要求1所述的一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，其特征在于：所述无线收发器还包括为确定多个接收路径和多个发送路径的工作频率而配置的基带控制器，所述基带控制器根据多个接收路径和多个发射路径的工作频率生成控制信号，并将控制信号发送给多路转换器以配置多路转换器。

9.根据权利要求1所述的一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，其特征在于：所述无线收发器中特定的本地振荡器被配置成耦合到以相同频率运行的多个接收路径和/或发射路径的子集，所述无线收发器中的每个接收路径包括一个解调器，用于从一个耦合的本地振荡器接收正弦波，且每个发射路径包括一个调制器，用于从一个耦合的本机的振荡器接收正弦波，所述无线收发器中的多个接收路径和/或多个发射路径包括一个或多个，多输入和多输出（MIMO）路径以及信道聚合路径。

10.根据权利要求1所述的一种可灵活配置射频资源的无线收发机架构，其特征在于：所述无线收发器中，当耦合到接收路径和/或发射路径的一个或多个本地振荡器被激活时，其它没有耦合到多个接收路径和多个发射路径中的任何一个接收路径获发射路径余下的本地振荡器则保持非活动状态。