TW202005304A - 用於多天線之通信的裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於多天線之通信的裝置及方法。在某些實施例中，一通信系統包含：一天線陣列，其包含複數個天線元件；及複數個RF電路頻道，其等各耦合至該等天線元件之一對應者。該複數個RF電路頻道回應於該天線陣列接收一無線電波而產生兩個或更多個類比基頻帶信號。該通信系統進一步包含一可控制放大及組合電路，該可控制放大及組合電路基於使用一可分開控制的增益放大該兩個或更多個類比基頻帶信號之各者而產生兩個或更多個經放大類比基頻帶信號，且組合該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號以產生一經組合類比基頻帶信號。

Description

用於多天線之通信的裝置及方法
本發明之實施例係關於電子系統且特定言之，係關於射頻(RF)電子器件。
一通信系統可包含一收發器、一前端及用於無線地發射及/或接收信號之一或多個天線。前端可包含用於放大經由(若干)天線接收之相對弱信號之(若干)低雜訊放大器及用於增強信號用於經由(若干)天線發射之(若干)功率放大器。
通信系統之實例包含(但不限於)行動電話、平板電腦、基地台、網路存取點、用戶終端設備(CPE)、膝上型電腦及穿戴式電子器件。
在某些實施例中，本發明係關於一種射頻系統。該射頻系統包含兩個或更多個降頻轉換器，該兩個或更多個降頻轉換器經組態以回應於自一天線陣列接收複數個射頻信號而輸出兩個或更多個類比基頻帶信號。該射頻系統進一步包含一可控制放大及組合電路，該可控制放大及組合電路經組態以基於使用一可分開控制的增益放大該兩個或更多個類比基頻帶信號之各者而產生兩個或更多個經放大類比基頻帶信號，且組合該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號以產生一經組合類比基頻帶信號。該射頻系統進一步包含一資料轉換及信號處理電路，該資料轉換及信號處理電路經組態以接收該經組合信號。
在一些實施例中，該可控制放大及組合電路經組態以在一第一模式中產生該經組合類比基頻帶信號，且在一第二模式中輸出該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號。根據數項實施例，該射頻系統在該第一模式中使用波束成形進行操作且在該第二模式中使用分集通信進行操作。
在若干實施例中，該可控制放大及組合電路包含經組態以放大該兩個或更多個類比基頻帶信號以產生該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號之兩個或更多個可控制增益輸入放大器。根據各項實施例，該可控制放大及組合電路進一步包含各經組態以將一可分開控制的DC偏移校正提供至該兩個或更多個可控制增益輸入放大器之一對應者之兩個或更多個DC偏移補償電路。
在一些實施例中，該資料轉換及信號處理電路包含各經組態以接收該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號之一對應者之兩個或更多個類比轉數位轉換器。
在各項實施例中，該射頻系統進一步包含經組態以控制該兩個或更多個降頻轉換器之降頻轉換之兩個或更多個本地振盪器。根據數項實施例，該兩個或更多個本地振盪器各包含經組態以接收一共同時序參考信號之一鎖相迴路。
在某些實施例中，本發明係關於一種射頻通信之方法。該方法包含：使用一天線陣列之複數個天線元件接收一無線電波；使用各耦合至該複數個天線元件之一對應者之複數個射頻電路頻道產生兩個或更多個類比基頻帶信號；使用一可控制放大及組合電路使用一可分開控制的增益放大該兩個或更多個類比基頻帶信號之各者；及使用該可控制放大及組合電路組合該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號以產生一經組合類比基頻帶信號。
在各項實施例中，該方法進一步包含在該可控制放大及組合電路之一第一模式中產生該經組合類比基頻帶信號，及在該可控制放大及組合電路之一第二模式中輸出該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號。根據數項實施例，該方法進一步包含在該第一模式中形成一接收波束且在該第二模式中使用分集通信進行操作。
在數項實施例中，該方法進一步包含補償該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號之各者之一DC偏移。
在一些實施例中，該方法進一步包含將該經組合類比基頻帶信號轉換為一數位信號。
在各項實施例中，該方法進一步包含在小於該無線電波之一頻率之一中頻下在該等射頻電路頻道之各者中執行相移。
在若干實施例中，該方法進一步包含使用運用一共同時序參考信號進行操作之複數個本地振盪器產生複數個時脈信號，且將該複數個時脈信號之各者提供至該複數個射頻電路頻道之一對應者。
在一些實施例中，該方法進一步包含使用該複數個射頻電路頻道之一第一射頻電路頻道產生一第一中頻信號，使用該複數個射頻電路頻道之一第二射頻電路頻道產生一第二中頻信號，且組合該第一中頻信號及該第二中頻信號。
在某些實施例中，本發明係關於一種通信系統。該通信系統包含：一天線陣列，其包含複數個天線元件；複數個射頻電路頻道，其等各耦合至該複數個天線元件之一對應者；及一可控制放大及組合電路。該複數個射頻電路頻道可操作以回應於該天線陣列接收一無線電波而產生兩個或更多個類比基頻帶信號。另外，該可控制放大及組合電路經組態以基於使用一可分開控制的增益放大該兩個或更多個類比基頻帶信號之各者而產生兩個或更多個經放大類比基頻帶信號，且組合該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號以產生一經組合類比基頻帶信號。
在各項實施例中，該可控制放大及組合電路經組態以在一第一模式中產生該經組合類比基頻帶信號，且在一第二模式中輸出該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號。根據數項實施例，該通信系統在該第一模式中使用波束成形進行操作且在該第二模式中使用分集通信進行操作。
在一些實施例中，該可控制放大及組合電路包含經組態以放大該兩個或更多個類比基頻帶信號以產生該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號之兩個或更多個可控制增益輸入放大器。根據數項實施例，該可控制放大及組合電路進一步包含各經組態以將一可分開控制的DC偏移校正提供至該兩個或更多個可控制增益輸入放大器之一對應者之兩個或更多個DC偏移補償電路。
在若干實施例中，該通信系統進一步包含一資料轉換及信號處理電路，該資料轉換及信號處理電路包含各經組態以接收該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號之一對應者之兩個或更多個類比轉數位轉換器。
在數項實施例中，該複數個射頻電路頻道各包含經組態以在小於該無線電波之一頻率之一中頻下提供相移之一可控制相移器。
在一些實施例中，該通信系統進一步包含各經組態以將至少一個時脈信號提供至該複數個射頻電路頻道之一對應者之複數個本地振盪器。根據各項實施例，該複數個本地振盪器各包含經組態以接收一共同時序參考信號之一鎖相迴路。
在若干實施例中，該複數個射頻電路頻道包含：一第一射頻電路頻道，其包含經組態以產生一第一中頻信號之一第一混頻器；及一第二射頻電路頻道，其包含經組態以產生一第二中頻信號之一第二混頻器。根據數項實施例，該通信系統進一步包含一組合器，該組合器經組態以基於組合該第一中頻信號及該第二中頻信號而產生該兩個或更多個類比基頻帶信號之一第一類比基頻帶信號。
在某些實施例中，本發明係關於一種半導體晶粒。該半導體晶粒包含複數個可控制增益輸入放大器，該複數個可控制增益輸入放大器經組態以放大複數個類比基頻帶信號以產生複數個經放大類比基頻帶信號，該複數個可控制增益輸入放大器之各者經組態以使用一可分開控制的增益量放大該複數個類比基頻帶信號之一對應者。該半導體晶粒進一步包含複數個選擇電路，該複數個選擇電路各經組態以接收該複數個經放大基頻帶信號之一各自者，複數個選擇信號經組態以在一第一模式中組合該複數個經放大類比基頻帶信號以產生一經組合類比基頻帶信號，且在一第二模式中輸出該複數個經放大類比基頻帶信號。
在數項實施例中，該半導體晶粒進一步包含各經組態以將一可分開控制的DC偏移校正提供至該複數個可控制增益輸入放大器之一對應者之複數個DC偏移補償電路。
在若干實施例中，該複數個選擇電路經實施為複數個疊接電晶體。
在一些實施例中，該複數個可控制增益輸入放大器經實施為複數個增益級，該可分開控制的增益量基於所選擇之該複數個增益級之一數目。根據數項實施例，該複數個增益級經加權。
在各項實施例中，該半導體晶粒進一步包含各經組態以緩衝該複數個經放大類比基頻帶信號之一對應者之複數個輸出緩衝器。
在若干實施例中，該半導體晶粒進一步包含各經組態以在該第二模式中將類比轉數位轉換提供至該複數個經放大類比基頻帶信號之一對應者之複數個類比轉數位轉換器。根據數項實施例，該複數個類比轉數位轉換器之一第一類比轉數位轉換器經組態以在該第一模式中將類比轉數位轉換提供至該經組合類比基頻帶信號。根據各項實施例，在該第一模式中停用該複數個類比轉數位轉換器之一或多者以減少功率消耗。
在某些實施例中，本發明係關於一種在一通信系統中處理信號之方法。該方法包含使用複數個可控制增益輸入放大器放大複數個類比基頻帶信號以產生複數個經放大類比基頻帶信號，其包含使用該複數個可控制增益輸入放大器之一對應者放大該複數個類比基頻帶信號之各者。該方法進一步包含分開控制該複數個可控制增益輸入放大器之各者之一增益。該方法進一步包含使用包含各接收該複數個經放大類比基頻帶信號之一對應者之複數個選擇電路之一信號選擇器處理該複數個經放大類比基頻帶信號，其包含在該信號選擇器之一第一模式中輸出一經組合類比基頻帶信號及在該信號選擇器之一第二模式中輸出該複數個經放大類比基頻帶信號。
在一些實施例中，該方法進一步包含使用複數個DC偏移補償電路將DC偏移校正提供至該複數個可控制增益輸入放大器，其包含使用該複數個DC偏移補償電路之一對應者校正該複數個可控制增益輸入放大器之各者之一DC偏移。
在各項實施例中，分開控制該複數個可控制增益輸入放大器之各者之一增益包含控制該複數個可控制增益輸入放大器之各者之作用中增益級之一數目。
在數項實施例中，該方法進一步包含緩衝該複數個經放大類比基頻帶信號。
在一些實施例中，該方法進一步包含在該第二模式中使用複數個類比轉數位轉換器提供該複數個經放大類比基頻帶信號之類比轉數位轉換。根據若干實施例，該方法進一步包含在該第一模式中使用該複數個類比轉數位轉換器之一第一類比轉數位轉換器提供該經組合類比基頻帶信號之類比轉數位轉換。根據數項實施例，該方法進一步包含在該第一模式中撤銷啟動該複數個類比轉數位轉換器之一或多者。
在某些實施例中，本發明係關於一種通信系統。該通信系統包含：複數個射頻電路頻道，其等經組態以輸出複數個類比基頻帶信號；及一可控制放大及組合電路，其包含經組態以放大該複數個類比基頻帶信號以產生複數個經放大類比基頻帶信號之複數個可控制增益輸入放大器，該複數個可控制增益輸入放大器之各者經組態以使用一可分開控制的增益量放大該複數個類比基頻帶信號之一對應者。該可控制放大及組合電路進一步包含複數個選擇電路，該複數個選擇電路各經組態以接收該複數個經放大基頻帶信號之一各自者，複數個選擇信號經組態以在一第一模式中組合該複數個經放大類比基頻帶信號以產生一經組合類比基頻帶信號，且在一第二模式中輸出該複數個經放大類比基頻帶信號。
在各項實施例中，該可控制放大及組合電路進一步包含各經組態以將一可分開控制的DC偏移校正提供至該複數個可控制增益輸入放大器之一對應者之複數個DC偏移補償電路。
在數項實施例中，該複數個選擇電路經實施為複數個疊接電晶體。
在若干實施例中，該複數個可控制增益輸入放大器經實施為複數個增益級，且該可分開控制旳增益量基於所選擇之該複數個增益級之一數目。根據一些實施例，該複數個增益級經加權。
在各項實施例中，該可控制放大及組合電路進一步包含各經組態以緩衝該複數個經放大類比基頻帶信號之一對應者之複數個輸出緩衝器。
在一些實施例中，該通信系統進一步包含經組態以在該第一模式中接收該經組合類比基頻帶信號，且在該第二模式中接收該複數個經放大類比基頻帶信號之一資料轉換及信號處理電路。
在若干實施例中，該資料轉換及信號處理電路包含各經組態以在該第二模式中將類比轉數位轉換提供至該複數個經放大類比基頻帶信號之一對應者之複數個類比轉數位轉換器。根據數項實施例，該複數個類比轉數位轉換器之一第一類比轉數位轉換器經組態以在該第一模式中將類比轉數位轉換提供至該經組合類比基頻帶信號。根據各項實施例，在該第一模式中停用該複數個類比轉數位轉換器之一或多者以減少功率消耗。
在一些實施例中，該通信系統進一步包含一天線陣列，該天線陣列包含耦合至該複數個射頻電路頻道之複數個天線元件。
某些實施例之以下詳細描述呈現特定實施例之各種描述。然而，可以(例如)如由發明申請專利範圍定義且涵蓋之大量不同方式體現本文中描述之創新。在此描述中，參考圖式，其中相同元件符號可指示相同或功能上類似元件。將理解，圖中繪示之元件不一定按比例繪製。再者，將理解，某些實施例可包含比在一圖式中繪示之更多元件及/或在一圖式中繪示之元件之一子集。此外，一些實施例可併入來自兩個或更多個圖式之特徵之任何適合組合。
國際電信聯盟(ITU)係負責與資訊及通信技術相關之全球問題(包含無線電頻譜之共用全球使用)之聯合國(UN)之一專門機構。
第三代合作夥伴計劃(3GPP)係世界各地的電信標準團體之間之一協作，諸如無線電工業及商業協會(ARIB)、電信技術委員會(TTC)、中國通信標準協會(CCSA)、電信行業解決方案聯盟(ATIS)、電信技術協會(TTA)、歐洲電信標準協會(ETSI)及印度電信標準發展協會(TSDSI)。
在ITU之範疇內工作，3GPP開發且維護各種行動通信技術之技術規範，包含(例如)第二代(2G)技術(例如，全球行動通信系統(GSM)及增強GSM演進資料速率(EDGE))、第三代(3G)技術(例如，通用行動電信系統(UMTS)及高速封包存取(HSPA))及第四代(4G)技術(例如，長期演進(LTE)及LTE-Advanced)。
由3GPP控制之技術規範可藉由規範版本而擴展及修訂，規範版本可跨多年且指定廣泛的新特徵及演進。
在一個實例中，3GPP在版本10中引入LTE之載波聚合(CA)。雖然最初引入兩個下行鏈路載波，但3GPP在版本14中擴展載波聚合以包含高達五個下行鏈路載波及高達三個上行鏈路載波。由3GPP版本提供之新特徵及演進之其他實例包含(但不限於)授權輔助存取(LAA)、增強型LAA (eLAA)、窄頻物聯網(NB-IOT)、車聯網(V2X)及高功率使用者設備(HPUE)。
3GPP在版本15中引入第五代(5G)技術之階段1且計劃在版本16 (目標為2019年)中引入5G技術之階段2。後續3GPP版本將進一步演進且擴展5G技術。5G技術在本文中亦被稱為5G新無線電(NR)。
5G NR支援或計劃支援各種特徵，諸如毫米波頻譜通信、波束成形能力、高頻譜效率波形、低延時通信、多無線電數字學及/或非正交多重存取(NOMA)。雖然此等RF功能性為網路賦予靈活性且增強使用者資料速率，但支援此等特徵可提出數個技術挑戰。
本文中之教示適用於廣泛各種通信系統，包含(但不限於)使用進階蜂巢式技術(諸如LTE-Advanced、LTE-Advanced Pro及/或5G NR)之通信系統。
圖1係一通信網路10之一個實例之一示意圖。通信網路10包含一巨型小區基地台1、一小型小區基地台3及使用者設備(UE)之各種實例，包含一第一行動器件2a、一無線連接之汽車2b、一膝上型電腦2c、一固定無線器件2d、一無線連接之列車2e、一第二行動器件2f及一第三行動器件2g。
雖然在圖1中繪示基地台及使用者設備之特定實例，但一通信網路可包含廣泛各種類型及/或數目之基地台及使用者設備。
例如，在所展示之實例中，通信網路10包含巨型小區基地台1及小型小區基地台3。相對於巨型小區基地台1，小型小區基地台3可以相對更低功率、更短範圍及/或更少同時使用者操作。小型小區基地台3亦可被稱為一超微型小區、一微微型小區或一微型小區。雖然通信網路10被繪示為包含兩個基地台，但通信網路10可經實施以包含更多或更少基地台及/或其他類型之基地台。
雖然展示使用者設備之各種實例，但本文中之教示適用於廣泛各種使用者設備，包含(但不限於)行動電話、平板電腦、膝上型電腦、IoT器件、穿戴式電子器件、用戶終端設備(CPE)、無線連接之車輛、無線中繼器及/或廣泛各種其他通信器件。此外，使用者設備不僅包含在一蜂巢式網路中操作之當前可用之通信器件，而且亦包含將可容易地與如本文中描述且主張之發明系統、程序、方法及器件一起實施之隨後開發之通信器件。
圖1之所繪示通信網路10支援使用各種蜂巢式技術(包含(例如) 4G LTE及5G NR)之通信。在某些實施方案中，通信網路10進一步經調適以提供一無線區域網路(WLAN)，諸如WiFi。雖然已提供通信技術之各種實例，但通信網路10可經調適以支援廣泛各種通信技術。
在圖1中已描繪通信網路10之各種通信鏈路。可以廣泛各種方式(包含(例如)使用分頻雙工(FDD)及/或分時雙工(TDD))雙工通信鏈路。FDD係使用用於發射及接收信號之不同頻率之一種類型之射頻通信。FDD可提供數個優點，諸如高資料速率及低延時。相比之下，TDD係使用用於發射及接收信號之約相同頻率且其中在時間上切換發射及接收通信之一種類型之射頻通信。TDD可提供數個優點，諸如頻譜之有效使用及輸送量在發射方向與接收方向之間之可變分配。
在某些實施方案中，使用者設備可使用4G LTE、5G NR及WiFi技術之一或多者與一基地台通信。在某些實施方案中，使用增強型授權輔助存取(eLAA)以聚合一或多個經授權頻率載波(例如，經授權4G LTE及/或5G NR頻率)與一或多個未授權載波(例如，未授權WiFi頻率)。
如圖1中展示，通信鏈路不僅包含UE與基地台之間之通信鏈路，而且亦包含UE間通信及基地台間通信。例如，通信網路10可經實施以支援自前傳及/或自回載。
通信鏈路可經由廣泛各種頻率操作。在某些實施方案中，使用5G NR技術經由小於6吉赫(GHz)之一或多個頻帶及/或經由大於6 GHz之一或多個頻帶支援通信。例如，通信鏈路可伺服頻率範圍1 (FR1)、頻率範圍2 (FR2)或其等之一組合。在一項實施例中，一或多個行動器件支援一HPUE功率類別規範。
在某些實施方案中，一基地台及/或使用者設備使用波束成形進行通信。例如，波束成形可用於聚焦信號強度以克服路徑損耗，諸如與經由高信號頻率之通信相關聯之高損耗。在某些實施例中，使用者設備(諸如一或多個行動電話)使用波束成形在30 GHz至300 GHz之範圍中之毫米波頻帶及/或在6 GHz至30 GHz (或更特定言之，24 GHz至30 GHz)之範圍中之上厘米波頻率上進行通信。
通信網路10之不同使用者可以廣泛各種方式共用可用網路資源，諸如可用頻譜。
在一個實例中，使用分頻多重存取(FDMA)以將一頻帶劃分為多個頻率載波。另外，一或多個載波被分配給一特定使用者。FDMA之實例包含(但不限於)單載波FDMA (SC-FDMA)及正交FDMA (OFDMA)。OFDMA係將可用頻寬細分為多個相互正交窄頻帶副載波(其等可被單獨指派給不同使用者)之一多載波技術。
共用存取之其他實例包含(但不限於)：分時多重存取(TDMA)，其中將用於使用一頻率資源之特定時槽分配給一使用者；分碼多重存取(CDMA)，其中藉由將一唯一碼指派給各使用者而在不同使用者之間共用一頻率資源；分空間多重存取(SDMA)，其中使用波束成形以藉由空間分割而提供共用存取；及非正交多重存取(NOMA)，其中使用功率域用於多重存取。例如，可使用NOMA以依相同頻率、時間及/或碼但使用不同功率位準伺服多個使用者。
增強行動寬頻(eMBB)係指用於使LTE網路之系統容量增長之技術。例如，eMBB可係指針對每一使用者具有至少10 Gbps之一峰值資料速率及100 Mbps之一最小值之通信。超可靠低延時通信(uRLLC)係指用於以非常低延時(例如，小於2毫秒)進行通信之技術。uRLLC可用於關鍵任務通信，諸如用於自主駕駛及/或遠端手術應用。大規模機器類型通信(mMTC)係指與至日常物件之無線連接相關聯之低成本及低資料速率通信，諸如與物聯網(IoT)應用相關聯之低成本及低資料速率通信。
圖1之通信網路10可用於支援廣泛各種先進通信特徵，包含(但不限於) eMBB、uRLLC及/或mMTC。
圖2A係使用多輸入多輸出(MIMO)通信之一下行鏈路頻道之一個實例之一示意圖。圖2B係使用MIMO通信之一上行鏈路頻道之一個實例之示意圖。
MIMO通信使用多個天線以經由共同頻譜同時傳達多個資料串流。在某些實施方案中，資料串流搭配不同參考信號進行操作以增強接收器處之資料接收。歸因於無線電環境之空間多工差異，MIMO通信獲益於較高SNR，改良之編碼及/或減少之信號干擾。
MIMO階數係指經發送或接收之單獨資料串流之數目。例如，用於下行鏈路通信之MIMO階數可由一基地台之發射天線之數目及用於UE (諸如一行動器件)之接收天線之數目描述。例如，二乘二(2x2) DL MIMO係指使用兩個基地台天線及兩個UE天線之MIMO下行鏈路通信。另外，四乘四(4x4) DL MIMO係指使用四個基地台天線及四個UE天線之MIMO下行鏈路通信。
在圖2A中展示之實例中，藉由使用基地台41之M個天線43a、43b、43c、…、43m進行發射且使用行動器件42之N個天線44a、44b、44c、…、44n進行接收而提供下行鏈路MIMO通信。因此，圖2A繪示m × n DL MIMO之一實例。
同樣地，用於上行鏈路通信之MIMO階數可由UE (諸如一行動器件)之發射天線之數目及一基地台之接收天線之數目描述。例如，2x2 UL MIMO係指使用兩個UE天線及兩個基地台天線之MIMO上行鏈路通信。另外，4x4 UL MIMO係指使用四個UE天線及四個基地台天線之MIMO上行鏈路通信。
在圖2B中展示之實例中，藉由使用行動器件42之N個天線44a、44b、44c、…、44n進行發射且使用基地台41之M個天線43a、43b、43c、…、43m進行接收而提供上行鏈路MIMO通信。因此，圖2B繪示n × m UL MIMO之一實例。
藉由增加MIMO之級數或階數，可增加一上行鏈路頻道及/或一下行鏈路頻道之頻寬。
MIMO通信適用於各種類型之通信鏈路，諸如FDD通信鏈路及TDD通信鏈路。
圖2C係使用MIMO通信之一上行鏈路頻道之另一實例之一示意圖。在圖2C中展示之實例中，藉由使用行動器件42之N個天線44a、44b、44c、…、44n進行發射而提供上行鏈路MIMO通信。另外，使用一第一基地台41a之M個天線43a1、43b1、43c1、…、43m1接收上行鏈路發射之一第一部分，同時使用一第二基地台41b之M個天線43a2、43b2、43c2、…、43m2接收上行鏈路發射之一第二部分。另外，第一基地台41a及第二基地台41b經由有線、光學及/或無線鏈路彼此通信。
圖2C之MIMO案例繪示其中多個基地台協作以促進MIMO通信之一實例。
圖3A係使用波束成形進行操作之一通信系統110之一個實例之一示意圖。通信系統110包含一收發器105、信號調節電路104a1、104a2、…、104an、104b1、104b2、…、104bn、104m1、104m2、…、104mn及包含天線元件103a1、103a2、…、103an、103b1、103b2、…、103bn、103m1、103m2、…、103mn之一天線陣列102。
使用毫米波載波(例如，30 GHz至300 GHz)、厘米波載波(例如，3 GHz至30 GHz)及/或其他頻率載波進行通信之通信系統可採用一天線陣列以提供波束成形及用於發射及/或接收信號之指向性。
例如，在所繪示實施例中，通信系統110包含m × n天線元件(在此實施例中，各天線元件由一單獨信號調節電路控制)之一陣列102。如由省略號指示，通信系統110可使用任何適合數目個天線元件及信號調節電路實施。
關於信號發射，信號調節電路可將發射信號提供至天線陣列102，使得自天線元件輻射之信號使用相長及相消干擾組合以產生在遠離天線陣列102之一給定方向上傳播之展現具有更大信號強度之波束式品質之一聚合發射信號。
在信號接收之背景內容中，信號調節電路(例如，藉由分開控制經接收信號相位)處理經接收信號，使得當信號自一特定方向到達天線陣列102時，接收更大信號能量。因此，通信系統110亦提供用於接收信號之指向性。
可藉由增加陣列之大小而增強信號能量相對集中至一發射波束或一接收波束中。例如，在更大信號能量聚焦至一發射波束中之情況下，信號能夠傳播一更長範圍同時提供用於RF通信之充分信號位準。例如，具有聚焦至發射波束中之一大比例之信號能量之一信號可展現高效各向同性輻射功率(EIRP)。
在所繪示實施例中，收發器105將發射信號提供至信號調節電路且處理自信號調節電路接收之信號。如圖3A中展示，收發器105產生信號調節電路之控制信號。控制信號可用於各種功能，諸如控制經發射及/或經接收信號之增益及相位以控制波束成形。
圖3B係用於提供一發射波束之波束成形之一個實例之一示意圖。圖3B繪示一通信系統之一部分，其包含一第一信號調節電路114a、一第二信號調節電路114b、一第一天線元件113a及一第二天線元件113b。
雖然繪示為包含兩個天線元件及兩個信號調節電路，但一通信系統可包含額外天線元件及/或信號調節電路。例如，圖3B繪示圖3A之通信系統110之一部分之一項實施例。
第一信號調節電路114a包含一第一相移器130a、一第一功率放大器131a、一第一低雜訊功率放大器(LNA) 132a及用於控制功率放大器131a或LNA 132a之選擇之開關。另外，第二信號調節電路114b包含一第二相移器130b、一第二功率放大器131b、一第二LNA 132b及用於控制功率放大器131b或LNA 132b之選擇之開關。
雖然展示信號調節電路之一項實施例，但信號調節電路之其他實施方案可行。例如，在一個實例中，一信號調節電路包含一或多個帶通濾波器、雙工器及/或其他組件。
在所繪示實施例中，第一天線元件113a及第二天線元件113b分離達一距離d。另外，圖3B已註明一角度θ，在此實例中，當發射波束方向實質上垂直於天線陣列之一平面時，該角度θ具有約90°之一值，且當發射波束方向實質上平行於天線陣列之平面時，角度θ具有約0°之一值。
藉由控制提供至天線元件113a、113b之發射信號之相對相位，可達成一所要發射波束角θ。例如，當第一相移器130a具有一參考值0°時，第二相移器130b可經控制以提供約-2πf(d/ν)cosθ弧度之一相移，其中f係發射信號之基本頻率，d係天線元件之間之距離，ν係經輻射波之速度且π係數學常數pi。
在某些實施方案中，距離d經實施為約½λ，其中λ係發射信號之基本分量之波長。在此等實施方案中，第二相移器130b可經控制以提供約-πcosθ弧度之一相移以達成一發射波束角θ。
因此，相移器130a、130b之相對相位可經控制以提供發射波束成形。在某些實施方案中，一基頻帶處理器及/或一收發器(例如，圖3A之收發器105)控制一或多個相移器之相位值及一或多個可控制放大器之增益值以控制波束成形。
圖3C係用於提供一接收波束之波束成形之一個實例之一示意圖。圖3C類似於圖3B，惟圖3C在一接收波束而非一發射波束之背景內容中繪示波束成形除外。
如圖3C中展示，第一相移器130a與第二相移器130b之間之一相對相位差可經選擇以約等於-2πf(d/ν)cosθ弧度以達成一所要接收波束角θ。在其中距離d對應於約½λ之實施方案中，相位差可經選擇以約等於-πcosθ弧度以達成一接收波束角θ。
雖然已提供用於提供波束成形之相位值之各種方程式，但其他相位選擇值可行，諸如基於一天線陣列之實施方案、信號調節電路之實施方案及/或一無線電環境選擇之相位值。具有 按 基頻帶之類比信號組合之多天線系統之實例
天線陣列可用於廣泛各種應用中。例如，天線陣列可用於在基地台、網路存取點、行動電話、平板電腦、膝上型電腦、電腦及/或其他通信器件中發射及/或接收射頻(RF)信號。再者，在某些實施方案中，部署單獨天線陣列用於發射及接收。
利用毫米波載波(例如，30 GHz至300 GHz)、厘米波載波(例如，3 GHz至30 GHz)及/或其他載波頻率之通信器件可採用一天線陣列以提供波束成形、MIMO通信及/或分集通信。
提供用於多天線之通信的裝置及方法。在某些實施例中，一通信系統包含：一天線陣列，其包含複數個天線元件；及複數個RF電路頻道，其等各耦合至天線元件之一對應者。複數個RF電路頻道回應於天線陣列接收一無線電波而產生兩個或更多個類比基頻帶信號。通信系統進一步包含一可控制放大及組合電路，該可控制放大及組合電路基於使用一可分開控制的增益放大兩個或更多個類比基頻帶信號之各者而產生兩個或更多個經放大類比基頻帶信號，且組合兩個或更多個經放大類比基頻帶信號以產生一經組合類比基頻帶信號。
可控制放大及組合電路可將不同量之放大提供至類比基頻帶信號之各者。在此等實施方案中，經組合類比基頻帶信號對應於兩個或更多個類比基頻帶信號之一加權和。
在某些實施方案中，可控制放大及組合電路可在多個模式中組態，該多個模式包含其中組合兩個或更多個經放大類比基頻帶信號以產生經組合類比基頻帶信號之一第一模式，及其中在未組合之情況下輸出兩個或更多個經放大類比基頻帶信號之一第二模式。在第二模式中所提供之放大量可在信號間變化。
使用多個操作模式實施可控制放大及組合電路可提供數個優點，包含容許第一模式中之波束成形及第二模式中之分集通信兩者。此繼而可導致更高信雜比(SNR)、在更大距離下之通信、更高資料速率及/或在更嚴酷無線電環境中之通信。此外，可針對各經放大類比基頻帶信號提供DC偏移校正，藉此以降低之複雜性及/或以更高準確率針對各頻道提供DC偏移校正。
在某些實施方案中，各RF電路頻道自一對應本地振盪器接收用於降頻轉換之一或多個時脈信號。另外，本地振盪器各接收用於相位及/或頻率偵測之一共同時序參考信號。藉由以此方式實施通信系統，可實現數個優點，包含(但不限於)本地振盪器中之更低電流消耗及/或RF之後頻道之間之不相關雜訊。
在某些實施方案中，至少部分在中頻(IF)下執行相移。例如，各RF電路頻道可包含用於降頻轉換一經接收RF信號以產生一IF信號(其可係具有低於經接收RF信號之頻率之一RF信號)之一RF至IF混頻器，及用於將一所要相移量提供至IF信號之一IF相移器。至少部分在IF下執行相移可提供數個優點，包含(例如)起因於以相對於經接收無線電波之頻率降低之頻率執行相移之更低損耗及/或放寬之設計約束。
圖4A係在一第一模式中操作之一通信系統180之一項實施例之一示意圖。通信系統180包含一天線陣列181、RF電路頻道182及一可控制放大及組合電路183。
RF電路頻道182各回應於一無線電波而自天線陣列181之一對應天線元件接收一RF信號。另外，RF電路頻道182處理RF信號以產生多個類比基頻帶信號。因此，RF電路頻道182部分操作以提供降頻轉換。在某些實施方案中，RF電路頻道182處理k個RF信號且產生l個類比基頻帶信號，其中k及l各係大於或等於2之一整數。整數k及l可相同或不同。
如圖4A中展示，可控制放大及組合電路183接收類比基頻帶信號、用於控制提供至各類比基頻帶信號之一增益量之增益控制信號及一模式控制信號。模式控制信號操作以在包含至少一第一模式及一第二模式之多個模式之一者中控制通信系統180。
在圖4A中，描繪在第一模式中操作之通信系統180，其中可控制放大及組合電路183組合類比基頻帶信號以產生一經組合類比基頻帶信號。當組合類比基頻帶信號時，可控制放大及組合電路183基於由增益控制信號指示之增益量將增益提供至各類比基頻帶信號。增益之設置可針對各類比基頻帶信號相同或不同，且因此經組合類比基頻帶信號對應於類比基頻帶信號之一加權和。
圖4B係在一第二模式中操作之圖4A之通信系統180之一示意圖。
當在第二模式中操作時，通信系統180在未組合之情況下輸出多個類比基頻帶輸出信號。類比基頻帶輸出信號亦被稱為經放大類比基頻帶信號。
參考圖4A及圖4B，通信系統180可在其中類比基頻帶信號經放大且經組合以產生經組合類比基頻帶信號之一第一模式及其中類比基頻帶信號在無基頻帶下之類比組合之情況下經放大且經輸出之一第二模式中操作。在第二模式中提供類比基頻帶信號之放大量亦可在信號間變化。
使用多個操作模式實施可控制放大及組合電路183可提供數個優點，包含容許第一模式中之波束成形及第二模式中之分集通信兩者。此繼而可導致更高SNR、在更大距離處之通信、更高資料速率及/或在更嚴酷無線電環境中之通信。此外，可針對各經放大類比基頻帶信號提供DC偏移校正，藉此以降低之複雜性及/或以更高準確率針對各頻道提供DC偏移校正。
圖5A係根據一項實施例之一通信系統200之一示意圖。通信系統200包含一天線陣列201、RF電路頻道202a、202b、…、202n、一可控制放大及組合電路203、一資料轉換及信號處理電路204、本地振盪器(LO) 207a、207b、…、207n及I/Q分頻器208a、208b、…、208n。雖然描繪三個信號頻道之電路，但可包含更多或更少組件，如由省略號指示。
天線陣列201包含天線元件212a、212b、…、212n。雖然繪示三個天線元件，但通信系統200可包含更多或更少天線元件，如由省略號指示。天線元件212a、212b、…、212n可以廣泛各種方式實施，包含(但不限於)使用微帶天線元件、偶極天線元件、陶瓷諧振器、沖壓金屬天線及/或雷射引導結構化天線。再者，天線元件可以其他圖案或組態排列，包含(例如)矩形陣列、線性陣列及/或使用天線元件之不均勻配置之陣列。
在所繪示實施例中，RF電路頻道202a包含一RF可控制增益及相位電路214a、一RF至IF混頻器216a、一IF可控制增益及相位電路218a、一I路徑混頻器221a及一Q路徑混頻器222a。類似地，RF電路頻道202b包含一RF可控制增益及相位電路214b、一RF至IF混頻器216b、一IF可控制增益及相位電路218b、一I路徑混頻器221b及一Q路徑混頻器222b。同樣地，RF電路頻道202n包含一RF可控制增益及相位電路214n、一RF至IF混頻器216n、一IF可控制增益及相位電路218n、一I路徑混頻器221n及一Q路徑混頻器222n。
雖然展示RF電路頻道202a、202b、…、202n之一個例示性實施方案，但本文中之教示適用於以廣泛各種方式實施之RF電路頻道。
在所繪示實施例中，LO 207a、207b、…、207n產生分別用於RF至IF混頻器216a、216b、…、216n之時脈信號。另外，LO 207a、207b、…、207n各接收一共同時序參考(REF)，該共同時序參考(REF)由各LO用於相位及/或頻率偵測。藉由將一共同時序參考提供至分散式LO，實現相對於使用將一共同時脈信號分佈至混頻器之一單一LO之一實施方案降低之電流消耗。再者，通信系統200可在RF之後具有不相關相位雜訊，且因此使用相對於使用完全同步時序操作之一通信系統優越之SNR進行操作。
如圖5A中展示，LO 207a、207b、…、207n亦將時脈信號分別提供至I/Q分頻器208a、208b、…、208n。提供至I/Q分頻器208a、208b、…、208n之時脈信號可與提供至RF至IF混頻器216a、216b、…、216n之時脈信號相同或不同。I/Q分頻器208a、208b、…、208n操作以提供分頻以產生適用於控制I路徑混頻器221a、221b、…、221n及Q路徑混頻器222a、222b、…、222n之時脈信號。
如圖5A中展示，RF電路頻道202a、202b、…、202n之各者輸出包含一I分量及一Q分量之一類比基頻帶信號。例如，RF電路頻道202a輸出一類比基頻帶信號Ia 、Qa ；RF電路頻道202b輸出一類比基頻帶信號Ib 、Qb ；且RF電路頻道202n輸出一類比基頻帶信號In 、Qn 。
可控制放大及組合電路203處理來自RF電路頻道202a、202b、…、202n之類比基頻帶信號以產生用於資料轉換及信號處理電路204之一或多個類比信號。
在某些實施方案中，可控制放大及組合電路203可在多個模式中組態。多個模式包含一第一模式，其中類比基頻帶信號各由一可分開控制的增益放大以產生經放大類比基頻帶信號，該等經放大類比基頻帶信號經組合以產生用於資料轉換及信號處理電路203之一經組合類比基頻帶信號。在此實例中，經組合類比基頻帶信號包含I及Q分量，且因此使用正交傳訊實施。多個模式進一步包含一第二模式，其中在未組合之情況下將類比基頻帶信號輸出至資料轉換及信號處理電路203。當在第一模式及/或第二模式中操作時，可控制放大及組合電路203可將一可控制量之增益提供至各類比基頻帶信號。因此，所提供之放大量可在信號間變化。
使用多個模式實施可控制放大及組合電路203容許通信系統200在第一模式中提供波束成形且在第二模式中提供分集通信。此外，可針對至可控制放大及組合電路203之各輸入提供DC偏移校正，藉此以降低之複雜性及/或以更高準確率提供DC偏移校正。
在所繪示實施例中，包含IF可控制增益及相位電路218a、218b、…、218n以至少部分在IF下提供相移。至少部分在IF下執行相移可提供數個優點，包含(例如)起因於以相對於由天線陣列201接收之無線電波之頻率更低之頻率執行相移之更低損耗及/或放寬之設計約束。
圖5B係根據另一實施例之一通信系統230之一示意圖。通信系統230包含一天線陣列201、RF電路頻道232a、232b、…、232n、一可變增益放大器(VGA)及組合器電路233、一MIMO處理電路234、一時序參考產生器235、LO 237a、237b、…、237n及I/Q分頻器238a、238b、…、238n。雖然描繪三個信號頻道之電路，但可包含更多或更少組件，如由省略號指示。
圖5B之通信系統230類似於圖5A之通信系統200，惟通信系統230繪示特定電路之特定實施方案除外。
例如，如圖5B中展示，RF電路頻道232a包含一LNA 241a、一RF VGA相移器242a、一RF至IF混頻器246a、一IF自動增益控制(AGC)相移器248a、一I路徑混頻器251a及一Q路徑混頻器252a。同樣地，RF電路頻道232b包含一LNA 241b、一RF VGA相移器242b、一RF至IF混頻器246b、一IF AGC相移器248b、一I路徑混頻器251b及一Q路徑混頻器252b。類似地，RF電路頻道232n包含一LNA 241n、一RF VGA相移器242n、一RF至IF混頻器246n、一IF AGC相移器248n、一I路徑混頻器251n及一Q路徑混頻器252n。
此外，LO 237a包含一相位及/或頻率偵測器(PFD)及電荷泵(CP) 261a、一迴路濾波器263a、一電壓控制振盪器(VCO) 264a、一輸出分頻器265a (在此實例中，1對整數M)、一回饋分頻器266a (在此實例中，N/N+1)及一三角積分(sigma delta) (ΣΔ)調變器267a。類似地，LO 237b包含一PFD/CP 261b、一迴路濾波器263b、一VCO 264b、一輸出分頻器265b、一回饋分頻器266b及一ΣΔ調變器267b。同樣地，LO 237n包含一PFD/CP 261n、一迴路濾波器263n、一VCO 264n、一輸出分頻器265n、一回饋分頻器266n及一ΣΔ調變器267n。
I/Q分頻器238a包含一第一分頻器271a (在此實例中，除以2)及一第二分頻器272a (在此實例中，除以2)。同樣地，I/Q分頻器238b包含一第一分頻器271b及一第二分頻器272b。類似地，I/Q分頻器238n包含一第一分頻器271n及一第二分頻器272n。
繼續參考圖5B，VGA及組合器電路233包含VGA組合電路281a、281b、…、281n。另外，MIMO處理電路234包含ADC 284a、284b、…、284n。在某些實施方案中，ADC 284a、284b、…、284n包含用於各RF電路頻道之一I路徑ADC及一Q路徑ADC。
圖6A係在一第一操作模式中之一可控制放大及組合電路300之一項實施例之一示意圖。圖6B係在一第二操作模式中之圖6A之可控制放大及組合電路300之一示意圖。可控制放大及組合電路300耦合至一資料轉換及信號處理電路(諸如一MIMO處理電路)之ADC 308a、308b、…、308n。自可控制放大及組合電路300輸出之類比信號與頻道Cha 、Chb 、…、Chn 相關聯。
雖然展示一可控制放大及組合電路之一項實施例，但本文中之教示適用於以廣泛各種方式實施之可控制放大及組合電路。
參考圖6A及圖6B，可控制放大及組合電路300包含可控制增益輸入放大器301a、301b、…、301n、DC偏移補償電路302a、302b、…、302n、選擇電路303a、303b、…、303n、第一輸出緩衝器305a、305b、…、305n及第二輸出緩衝器306a、306b、…、306n。輸出緩衝器可具有固定或可控制增益。選擇電路303a、303b、…、303n在本文中亦被統稱為一信號選擇器。
在此實施例中，差分地實施可控制放大及組合電路300。然而，可使用其他類型之傳訊，諸如單端傳訊或差分及信號端傳訊之一組合。
可控制增益輸入放大器301a、301b、…、301n將可控制放大提供至輸入信號Ina 、Inb 、…、Inn 。由放大器301a、301b、…、301n提供之增益可以廣泛各種方式(包含(但不限於)藉由一收發器或射頻積體電路(RFIC)經由一介面(諸如一MIPI RFFE介面))控制。在某些實施方案中，輸入信號Ina 、Inb 、…、Inn 對應於I路徑信號(例如，圖5A或圖5B之Ia 、Ib 、…、In )，且可控制增益輸入放大器及相關聯電路之另一群組處理Q路徑信號(例如，圖5A或圖5B之Qa 、Qb 、…、Qn )。因此，在某些實施方案中，包含可控制放大及組合電路300之多個例示。
選擇電路303a、303b、…、303n之一狀態基於可控制放大及組合電路300之一模式改變。選定模式可以廣泛各種方式(包含(但不限於)藉由一收發器或RFIC經由一MIPI RFFE介面或其他適合介面)控制。
如圖6A中展示，可控制放大及組合電路300在第一模式中產生一經組合類比基頻帶信號309。在此實施例中，由於可控制增益輸入放大器301a、301b、…、301n之增益可分開控制，故經組合類比基頻帶信號309由輸入信號Ina 、Inb 、…、Inn 之一加權和產生。在某些實施方案中，在第一模式中關斷未使用ADC以節省電力。例如，如圖6A中展示，經使用之ADC可使一啟用信號(EN)設定為一啟用狀態(在此實例中，EN=1)，而未使用之ADC可使啟用信號設定為一停用狀態(在此實例中，EN=0)。在某些實施方案中，使用資料接收器經由一晶片介面啟用或停用ADC。
如圖6B中展示，可控制放大及組合電路300在第二模式中產生類比基頻帶信號321a、321b、…、321n。在某些實施方案中，可控制放大及組合電路300分開控制類比基頻帶信號321a、321b、…、321n之增益。
使用多個模式實施一可控制放大及組合電路提供數個優點，包含容許第一模式中之波束成形及第二模式中之分集通信兩者。此繼而可導致更高SNR、在更大距離處之通信、以更大資料速率之通信及/或在更嚴酷無線電環境中之通信。
此外，可針對至可控制放大及組合電路之各輸入提供DC偏移校正，藉此以降低之複雜性及/或以更高準確率提供DC偏移校正。例如，如圖6B中展示，DC偏移補償電路302a、302b、…、302n提供一差分輸出信號以分別補償Cha 、Chb 、…、Chn 之一DC偏移。由DC偏移補償電路302a、302b、…、302n之各者提供之DC偏移補償量可以廣泛各種方式(包含(但不限於)藉由一收發器或RFIC經由一MIPI RFFE介面或其他適合介面)控制。
在某些實施例中，可控制放大及組合電路300實施於一半導體晶粒上，該半導體晶粒可被併入至一射頻模組中。在某些實施方案中，ADC 308a、308b、…、308n亦被包含於半導體晶粒上。在其他實施方案中，ADC 308a、308b、…、308n被包含於一第二半導體晶粒上，該第二半導體晶粒可與第一半導體晶粒一起併入一多晶片模組中。
圖7係圖6A及圖6B之可控制放大及組合電路300之一部分之一項實施例之一示意圖。所繪示電路350包含一第一對負載電阻器351a至351b、一第二對負載電阻器352a至352b、一第一對選擇電晶體353a至353b、一第二對選擇電晶體354a至354b、一第一對信號放大電晶體361a至361b、一第二對信號放大電晶體362a至362b、一第三對信號放大電晶體363a至363b、一第四對信號放大電晶體364a至364b、一第一加權電阻器371、一第二加權電阻器372、一第三加權電阻器373、一第四加權電阻器374、一第一對偏壓電流源381a至381b、一第二對偏壓電流源382a至382b、一第三對偏壓電流源383a至383b、一第四對偏壓電流源384a至384b、一第一對增益控制開關391a至391b、一第二對增益控制開關392a至392b、一第三對增益控制開關393a至393b、一第四對增益控制開關394a至394b及一DC偏移補償電路302。電路350由一供應電壓VDD及接地供電。
電路350繪示一可控制增益輸入放大器、一選擇電路及一DC偏移補償電路之一個實施方案。例如，電路350可用於實施圖6A及圖6B之可控制增益輸入放大器301a、選擇電路303a及DC偏移補償電路302a。另外，電路350之多個例示可用於實施圖6A及圖6B之可控制放大及組合電路300。雖然展示用於實施一可控制放大及組合電路之一部分之適合電路之一項實施例，但本文中之教示適用於以廣泛各種方式實施之可控制放大及組合電路。
選擇信號Sel_0及Sel_1操作以選擇第一對選擇電晶體353a至353b或第二對選擇電晶體354a至354b，藉此將連接提供至一第一差分輸出Vout_0_p、Vout_0_n或至一第二差分輸出Vout_1_p、Vout_1_n。選擇信號Sel_0及Sel_1操作以在第一模式與第二模式之間控制一可控制放大及組合電路之模式，如上文論述。
在此實施例中，加權電阻器371至374經二進位加權。另外，可啟動增益控制信號Gain_1、Gain_2、Gain_3、Gain_4之一或多者以將一所要增益量提供至差分輸入信號Vin_p、Vin_n。雖然展示具有四個增益級之一實例，但可包含更多或更少增益級。
DC偏移補償電路302輸出一差分輸出信號Vout_dc_p、Vout_dc_n以提供一DC偏移用於補償。在此實例中，DC偏移量由一控制信號CTL控制。
圖8係一DC偏移補償電路400之一項實施例之一示意圖。DC偏移補償電路400包含一對負載電阻器401a至401b、一對疊接電晶體402a至402b、一第一對補償控制電晶體411a至411b、一第二對補償控制電晶體412a至412b、一第三對補償控制電晶體413a至413b、一第四對補償控制電晶體414a至414b、一第一對加權偏壓電流源421a至421b、一第二對加權偏壓電流源422a至422b、一第三對加權偏壓電流源423a至423b、一第四對加權偏壓電流源424a至424b、一第一對選擇開關431a至431b、一第二對選擇開關432a至432b、一第三對選擇開關433a至433b及一第四對選擇開關434a至434b。電路350由一供應電壓VDD及接地供電。如圖8中展示，各對補償控制電晶體接收一偏壓電壓Vbias，且該對疊接電晶體402a至402b接收一疊接偏壓電壓Vbias_csc。
第一對選擇開關431a至431b由一第一對互補控制信號Off_1、Off_1b控制。同樣地，第二對選擇開關432a至432b由一第二對互補控制信號Off_2、Off_2b控制。類似地，第三對選擇開關433a至433b由一第三對互補控制信號Off_3、Off_3b控制。此外，第四對選擇開關434a至434b由一第四對互補控制信號Off_4、Off_4b控制。
當一特定電流源由一特定選擇開關啟動時，來自偏壓電流源之電流流動通過對應疊接電晶體402a或402b及負載電阻器401a或401b以控制差分輸出電壓Vout_dc_p、Vout_dc_n。雖然展示具有四對加權偏壓電流源之一實例，但其他實施方案可行，諸如使用更多或更少電流源之組態。在此實施例中，加權偏壓電流源之對經二進位加權。
圖9A係根據另一實施例之一通信系統500之一示意圖。通信系統500包含一天線陣列501、RF電路頻道522a、522b、522c、522d、…、522n-1、522n、一時序參考產生器235、LO 237a、237b、237c、237d、…、237n-1、237n、I/Q分頻器238a、238b、…、238n/2、IF組合器531a、531b、…、531n/2、I/Q降頻轉換器532a、532b、…、532n/2、一VGA及組合器電路533及一MIMO處理電路534。天線陣列501包含天線元件512a、512b、512c、512d、…、512n-1、512n。另外，VGA及組合器電路533包含VGA 282a、282b、…、282n/2。此外，MIMO處理電路包含ADC 284a、284b、…、284n/2。在此實施例中，n係一偶數，例如，至少2或更特定言之，4或更大之一整數。
圖9A之通信系統500類似於圖5B之通信系統230，惟通信系統500包含RF組合器531a、531b、…、531n (其等在IF下提供自天線元件之群組(在此實例中，兩個天線元件之群組)接收之信號之組合)除外。在某些實施方案中，在IF下組合自天線陣列201接收之兩個或更多個信號。
在IF下之組合及後續降頻轉換之後，將類比基頻帶信號提供至可提供如上文描述之可控制放大及組合之VGA及組合器電路533。
圖9B係圖9A之通信系統500之一部分9B之一項實施例之一示意圖。所繪示電路包含時序參考產生器235、第一天線元件512a、第二天線元件512b、第一RF電路頻道522a、第二RF電路頻道522b、第一LO 237a、第二LO 237b、I/F組合器531a、I/Q降頻轉換器532a、I/Q分頻器238a、VGA 281a及ADC 284a。
如圖9B中展示，第一RF電路頻道522a包含LNA 241a、RF VGA相移器242a、RF至IF混頻器246a及IF AGC相移器248a。另外，第二RF電路頻道522b包含LNA 241b、RF VGA相移器242b、RF至IF混頻器246b及IF AGC相移器248b。I/Q降頻轉換器532a包含I路徑混頻器251a及Q路徑混頻器252a。I/Q分頻器238a包含第一分頻器271a及第二分頻器272a。LO 237a包含PFD/CP 261a、迴路濾波器263a、VCO 264a、輸出分頻器265a、回饋分頻器266a及ΣΔ調變器267a。類似地，LO 237b包含PFD/CP 261b、迴路濾波器263b、VCO 264b、輸出分頻器265b、回饋分頻器266b及ΣΔ調變器267b。
圖10係一行動器件800之一項實施例之一示意圖。行動器件800包含一基頻帶系統801、一收發器802、一前端系統803、天線804、一功率管理系統805、一記憶體806、一使用者介面807及一電池808。
行動器件800可用於使用廣泛各種通信技術進行通信，該等通信技術包含(但不限於) 2G、3G、4G (包含LTE、LTE-Advanced及LTE-Advanced Pro)、5G NR、WLAN (例如，WiFi)、WPAN (例如，藍芽及ZigBee)、WMAN (例如，WiMax)及/或GPS技術。
收發器802產生RF信號用於發射且處理自天線804接收之傳入RF信號。將理解，可藉由在圖10中共同表示為收發器802之一或多個組件達成與RF信號之發射及接收相關聯之各種功能性。在一個實例中，可提供單獨組件(例如，單獨電路或晶粒)用於處置某種類型之RF信號。
前端系統803幫助調節發射至天線804及/或自天線804接收之信號。在所繪示實施例中，前端系統803包含天線調諧電路810、功率放大器(PA) 811、低雜訊放大器(LNA) 812、濾波器813、開關814及信號分離/組合電路815。然而，其他實施方案可行。
例如，前端系統803可提供數個功能性，包含(但不限於)放大信號用於發射、放大經接收信號、對信號濾波、在不同頻帶之間切換、在不同功率模式之間切換、在發射模式與接收模式之間切換、對信號雙工、對信號多工(例如，雙工或三工)或其等之某一組合。
在某些實施方案中，行動器件800支援載波聚合，藉此提供增加峰值資料速率之靈活性。載波聚合可用於分頻雙工(FDD)及分時雙工(TDD)兩者，且可用於聚合複數個載波或頻道。載波聚合包含連續聚合，其中聚合在相同操作頻帶內之連續載波。載波聚合亦可係不連續的，且可包含在一共同頻帶內或在不同頻帶中頻率分離之載波。
天線804可包含用於廣泛各種類型之通信之天線。例如，天線804可包含用於發射及/或接收與廣泛各種頻率及通信標準相關聯之信號之天線。
在某些實施方案中，天線804支援MIMO通信及/或切換分集通信。例如，MIMO通信使用用於經由一單一射頻頻道傳達多個資料串流之多個天線。歸因於無線電環境之空間多工差異，MIMO通信獲益於較高信雜比，改良之編碼及/或減少之信號干擾。切換分集係指其中針對一特定時間之操作選擇一特定天線之通信。例如，可使用一開關以基於各種因素(諸如一經觀察位元錯誤率及/或一信號強度指示符)自一天線群組選擇一特定天線。
在某些實施方案中，行動器件800可使用波束成形進行操作。例如，前端系統803可包含具有可控制增益之放大器及具有可控制相位以提供波束成形及指向性用於使用天線804發射及/或接收信號之相移器。例如，在信號發射之背景內容中，提供至天線804之發射信號之振幅及相位經控制使得來自天線804之經輻射信號使用相長及相消干擾組合以產生在一給定方向上傳播之展現具有更大信號強度之波束式品質之一聚合發射信號。在信號接收之背景內容中，振幅及相位經控制使得當信號自一特定方向到達天線804時，接收更大信號能量。在某些實施方案中，天線804包含天線元件之一或多個陣列以增強波束成形。
基頻帶系統801耦合至使用者介面807以促進各種使用者輸入及輸出(I/O)(諸如語音及資料)之處理。基頻帶系統801對收發器802提供發射信號之數位表示，收發器802處理該等數位表示以產生RF信號用於發射。基頻帶系統801亦處理由收發器802提供之經接收信號之數位表示。如圖10中展示，基頻帶系統801耦合至記憶體806以促進行動器件800之操作。
記憶體806可用於廣泛各種目的，諸如儲存資料及/或指令以促進行動器件800之操作及/或提供使用者資訊之儲存。
功率管理系統805提供行動器件800之數個功率管理功能。在某些實施方案中，功率管理系統805包含控制功率放大器811之供應電壓之一PA供應控制電路。例如，功率管理系統805可經組態以改變提供至一或多個功率放大器811之(若干)供應電壓以改良效率，諸如功率附加效率(PAE)。
如圖10中展示，功率管理系統805自電池808接收一電池電壓。電池808可係用於行動器件800中之任何適合電池，包含(例如)鋰離子電池。
圖11A係使用波束成形進行操作之一模組940之一項實施例之一透視圖。圖11B係沿著線11B-11B獲取之圖11A之模組940之一橫截面。
模組940包含一層壓基板或積層941、一半導體晶粒或IC 942 (圖11A中不可見)、表面安裝器件(SMD) 943 (圖11A中不可見)及包含天線元件951a1、951a2、951a3、…、951an、951b1、951b2、951b3、…、951bn、951c1、951c2、951c3、…、951cn、951m1、951m2、951m3、…、951mn之一天線陣列。
雖然在圖11A及圖11B中展示一模組之一項實施例，但本文中之教示適用於以廣泛各種方式實施之模組。例如，一模組可包含一不同配置及/或數目之天線元件、晶粒及/或表面安裝器件。另外，模組940可包含額外結構及組件，該等額外結構及組件包含(但不限於)囊封結構、屏蔽結構及/或線接合。
天線元件951a1、951a2、951a3、…、951an、951b1、951b2、951b3、…、951bn、951c1、951c2、951c3、…、951cn、951m1、951m2、951m3、…、951mn形成於積層941之一第一表面上，且可用於基於實施方案接收及/或發射信號。雖然展示天線元件之一4x4陣列，但更多或更少天線元件可行，如由省略號指示。再者，天線元件可以其他圖案或組態排列，包含(例如)使用天線元件之不均勻配置之陣列。此外，在另一實施例中，提供多個天線陣列，諸如用於發射及接收及/或用於不同通信頻帶之單獨天線陣列。
在所繪示實施例中，IC 942在與第一表面相對之積層941之一第二表面上。然而，其他實施方案可行。在一個實例中，IC 942內部整合至積層941。
在某些實施方案中，IC 942包含與天線元件951a1、951a2、951a3、…、951an、951b1、951b2、951b3、…、951bn、951c1、951c2、951c3、…、951cn、951m1、951m2、951m3、…、951mn相關聯之信號調節電路。在一項實施例中，IC 942包含一串列介面，諸如接收用於控制信號調節電路之資料(諸如由相移器提供之相移量)之一行動產業處理器介面射頻前端(MIPI RFFE)匯流排及/或內部積體電路(I2 C)匯流排。在另一實施例中，IC 942包含與天線元件951a1、951a2、951a3、…、951an、951b1、951b2、951b3、…、951bn、951c1、951c2、951c3、…、951cn、951m1、951m2、951m3、…、951mn相關聯之信號調節電路及一整合式收發器。
積層941可包含各種結構，該等結構包含(例如)導電層、介電層及/或焊料遮罩。層之數目、層厚度及用於形成層之材料可基於廣泛各種因素選擇且可隨著應用及/或實施方案變化。積層941可包含用於提供至天線元件之信號饋入及/或接地饋入之電連接之通孔。例如，在某些實施方案中，通孔可幫助提供IC 942之信號調節電路與對應天線元件之間之電連接。
天線元件951a1、951a2、951a3、…、951an、951b1、951b2、951b3、…、951bn、951c1、951c2、951c3、…、951cn、951m1、951m2、951m3、…、951mn可對應於以廣泛各種方式實施之天線元件。在一個實例中，天線元件之陣列包含由積層941之第一側上之一圖案化導電層形成之微帶天線元件，其中一接地平面使用在積層941之相對側上或在積層941內部之一導電層形成。天線元件之其他實例包含(但不限於)偶極天線元件、陶瓷諧振器、沖壓金屬天線及/或雷射引導結構化天線。
模組940可被包含於一通信系統(諸如一行動電話或基地台)中。在一個實例中，模組940附接至一行動電話之一電話板。應用
上文描述之一些實施例已結合無線通信器件提供動態天線陣列管理之實例。然而，實施例之原理及優點可用於獲益於本文中描述之任何電路及系統之任何其他系統或裝置。
例如，天線陣列可被包含於各種電子器件中，該等電子器件包含(但不限於)消費型電子產品、消費型電子產品之部分、電子測試設備等。例示性電子器件包含(但不限於)一基地台、一無線網路存取點、一行動電話(例如，一智慧型電話)、一平板電腦、一電視、一電腦監視器、一電腦、一手持式電腦、一個人數位助理(PDA)、一微波爐、一冰箱、一汽車、一立體聲系統、一磁碟播放器、一數位相機、一攜帶型記憶體晶片、一洗衣器、一乾衣器、一影印機、一傳真機、一掃描器、一多功能周邊器件、一腕錶、一時鐘等。此外，電子器件可包含未完成產品。結論
除非背景內容另外明確要求，否則貫穿描述及發明申請專利範圍，字詞「包括(comprise/comprising)」及類似者應被解釋為一包含性意義而非一排他性或詳盡性意義；即「包含，但不限於」之意義。如本文中大體上使用之字詞「耦合」係指可直接連接或藉由一或多個中間元件連接之兩個或更多個元件。同樣地，如本文中大體上使用之字詞「連接」係指可直接連接或藉由一或多個中間元件連接之兩個或更多個元件。另外，字詞「本文」、「上文」、「下文」及具有類似意思之字詞當用於本申請案中時應指本申請案整體且非本申請案之任何特定部分。在背景內容允許之情況下，使用單數或複數數目之上文實施方式中之字詞亦可分別包含複數或單數數目。字詞「或」係指兩個或更多個品項之一清單，該字詞涵蓋字詞之以下解譯之全部：清單中之品項之任何者、清單中之品項之全部及清單中之品項之任何組合。
再者，除非另外具體陳述或另外在如所使用之背景內容內理解，否則本文中所使用之條件用語，諸如尤其「可」、「可以」、「可能」、「能夠」、「例如」、「舉例而言」、「諸如」及類似者通常旨在傳達某些實施例包含而其他實施例不包含某些特徵、元件及/或狀態。因此，此條件用於通常不旨在暗示特徵、元件及/或狀態以一或多項實施例所需之任何方式或一或多項實施例一定包含用於在具有或不具有作者輸入或提示之情況下決定在任何特定實施例中是否包含或執行此等特徵、元件及/或狀態之邏輯。
本發明之實施例之上文詳細描述不旨在為詳盡性或將本發明限於上文揭示之精確形式。雖然為了闡釋性目的在上文描述本發明之特定實施例及實例，但各種等效修改在本發明之範疇內係可能的，如熟習相關技術者將認知。例如，雖然程序或區塊按一給定順序呈現，但替代實施例可執行具有按一不同順序之步驟之常式，或採用具有按一不同順序之區塊之系統，且可刪除、移動、添加、細分、組合及/或修改一些程序或區塊。可以各種不同方式實施此等程序或區塊之各者。又，雖然程序或區塊有時被展示為串列執行，但此等程序或區塊可代替性地並列執行或可在不同時間執行。
本文中提供之本發明之教示可適用於其他系統，不一定為上文描述之系統。可組合上文描述之各項實施例之元件及動作以提供進一步實施例。
雖然已描述本發明之某些實施例，但此等實施例已僅藉由實例呈現，且不旨在限制本發明之範疇。實際上，可以各種其他形式體現本文中描述之新穎方法及系統；此外，可對本文中描述之方法及系統之形式做出各種省略、置換及改變而不脫離本發明之精神。隨附發明申請專利範圍及其等等效物旨在涵蓋如將落在本發明之範疇及精神內之此等形式或修改。
1‧‧‧巨型小區基地台 2a‧‧‧第一行動器件 2b‧‧‧無線連接之汽車 2c‧‧‧膝上型電腦 2d‧‧‧固定無線器件 2e‧‧‧無線連接之列車 2f‧‧‧第二行動器件 2g‧‧‧第三行動器件 3‧‧‧小型小區基地台 9B‧‧‧部分 10‧‧‧通信網路 41‧‧‧基地台 41a‧‧‧第一基地台 41b‧‧‧第二基地台 42‧‧‧行動器件 43a至43m‧‧‧天線 43a1至43m1‧‧‧天線 43a2至43m2‧‧‧天線 44a至44n‧‧‧天線 102‧‧‧天線陣列 103a1至103an‧‧‧天線元件 103b1至103bn‧‧‧天線元件 103m1至103mn‧‧‧天線元件 104a1至104an‧‧‧信號調節電路 104b1至104bn‧‧‧信號調節電路 104m1至104mn‧‧‧信號調節電路 105‧‧‧收發器 110‧‧‧通信系統 113a‧‧‧第一天線元件 113b‧‧‧第二天線元件 114a‧‧‧第一信號調節電路 114b‧‧‧第二信號調節電路 130a‧‧‧第一相移器 130b‧‧‧第二相移器 131a‧‧‧第一功率放大器 131b‧‧‧第二功率放大器 132a‧‧‧第一低雜訊功率放大器(LNA) 132b‧‧‧第二低雜訊功率放大器(LNA) 180‧‧‧通信系統 181‧‧‧天線陣列 182‧‧‧射頻(RF)電路頻道 183‧‧‧可控制放大及組合電路 200‧‧‧通信系統 201‧‧‧天線陣列 202a至202n‧‧‧射頻(RF)電路頻道 203‧‧‧可控制放大及組合電路 204‧‧‧資料轉換及信號處理電路 207a至207n‧‧‧本地振盪器(LO) 208a至208n‧‧‧I/Q分頻器 212a至212n‧‧‧天線元件 214a至214n‧‧‧射頻(RF)可控制增益及相位電路 216a至216n‧‧‧射頻(RF)至中頻(IF)混頻器 218a至218n‧‧‧中頻(IF)可控制增益及相位電路 221a至221n‧‧‧I路徑混頻器 222a至222n‧‧‧Q路徑混頻器 230‧‧‧通信系統 232a至232n‧‧‧射頻(RF)電路頻道 233‧‧‧可變增益放大器(VGA)及組合器電路 234‧‧‧多輸入多輸出(MIMO)處理電路 235‧‧‧時序參考產生器 237a至237n‧‧‧本地振盪器(LO) 238a至238n‧‧‧I/Q分頻器 241a至241n‧‧‧低雜訊放大器(LNA) 242a至242n‧‧‧射頻(RF)可變增益放大器(VGA)相移器 246a至246n‧‧‧射頻(RF)至中頻(IF)混頻器 248a至248n‧‧‧中頻(IF)自動增益控制(AGC)相移器 251a至251n‧‧‧I路徑混頻器 252a至252n‧‧‧Q路徑混頻器 261a至261n‧‧‧相位及/或頻率偵測器(PFD)及電荷泵(CP) 263a至263n‧‧‧迴路濾波器 264a至264n‧‧‧電壓控制振盪器(VCO) 265a至265n‧‧‧輸出分頻器 266a至266n‧‧‧回饋分頻器 267a至267n‧‧‧三角積分(ΣΔ)調變器 271a至271n‧‧‧第一分頻器 272a至272n‧‧‧第二分頻器 281a至281n‧‧‧可變增益放大器(VGA)組合電路 282a至282n/2‧‧‧可變增益放大器(VGA) 284a至284n‧‧‧ADC 300‧‧‧可控制放大及組合電路 301a至301n‧‧‧可控制增益輸入放大器 302‧‧‧DC偏移補償電路 302a至302n‧‧‧DC偏移補償電路 303a至303n‧‧‧選擇電路 305a至305n‧‧‧第一輸出緩衝器 306a至306n‧‧‧第二輸出緩衝器 308a至308n‧‧‧ADC 309‧‧‧經組合類比基頻帶信號 321a至321n‧‧‧類比基頻帶信號 350‧‧‧電路 351a至351b‧‧‧第一對負載電阻器 352a至352b‧‧‧第二對負載電阻器 353a至353b‧‧‧第一對選擇電晶體 354a至354b‧‧‧第二對選擇電晶體 361a至361b‧‧‧第一對信號放大電晶體 362a至362b‧‧‧第二對信號放大電晶體 363a至363b‧‧‧第三對信號放大電晶體 364a至364b‧‧‧第四對信號放大電晶體 371‧‧‧第一加權電阻器 372‧‧‧第二加權電阻器 373‧‧‧第三加權電阻器 374‧‧‧第四加權電阻器 381a至381b‧‧‧第一對偏壓電流源 382a至382b‧‧‧第二對偏壓電流源 383a至383b‧‧‧第三對偏壓電流源 384a至384b‧‧‧第四對偏壓電流源 391a至391b‧‧‧第一對增益控制開關 392a至392b‧‧‧第二對增益控制開關 393a至393b‧‧‧第三對增益控制開關 394a至394b‧‧‧第四對增益控制開關 400‧‧‧DC偏移補償電路 401a至401b‧‧‧一對負載電阻器 402a至402b‧‧‧一對疊接電晶體 411a至411b‧‧‧第一對補償控制電晶體 412a至412b‧‧‧第二對補償控制電晶體 413a至413b‧‧‧第三對補償控制電晶體 414a至414b‧‧‧第四對補償控制電晶體 421a至421b‧‧‧第一對加權偏壓電流源 422a至422b‧‧‧第二對加權偏壓電流源 423a至423b‧‧‧第三對加權偏壓電流源 424a至424b‧‧‧第四對加權偏壓電流源 431a至431b‧‧‧第一對選擇開關 432a至432b‧‧‧第二對選擇開關 433a至433b‧‧‧第三對選擇開關 434a至434b‧‧‧第四對選擇開關 500‧‧‧通信系統 501‧‧‧天線陣列 512a至512n‧‧‧天線元件 522a至522n‧‧‧射頻(RF)電路頻道 531a至531n/2‧‧‧中頻(IF)組合器 532a至532n/2‧‧‧I/Q降頻轉換器 533‧‧‧可變增益放大器(VGA)及組合器電路 534‧‧‧多輸入多輸出(MIMO)處理電路 800‧‧‧行動器件 801‧‧‧基頻帶系統 802‧‧‧收發器 803‧‧‧前端系統 804‧‧‧天線 805‧‧‧功率管理系統 806‧‧‧記憶體 807‧‧‧使用者介面 808‧‧‧電池 810‧‧‧天線調諧電路 811‧‧‧功率放大器(PA) 812‧‧‧低雜訊放大器(LNA) 813‧‧‧濾波器 814‧‧‧開關 815‧‧‧信號分離/組合電路 940‧‧‧模組 941‧‧‧層壓基板/積層 942‧‧‧半導體晶粒/積體電路(IC) 943‧‧‧表面安裝器件(SMD) 951a1至951an‧‧‧天線元件 951b1至951bn‧‧‧天線元件 951c1至951cn‧‧‧天線元件 951m1至951mn‧‧‧天線元件 d‧‧‧距離
現將參考隨附圖式藉由非限制性實例描述本發明之實施例。
圖1係一通信網路之一個實例之一示意圖。
圖2A係使用多輸入多輸出(MIMO)通信之一下行鏈路頻道之一個實例之一示意圖。
圖2B係使用MIMO通信之一上行鏈路頻道之一個實例之一示意圖。
圖2C係使用MIMO通信之一上行鏈路頻道之另一實例之一示意圖。
圖3A係使用波束成形進行操作之一通信系統之一個實例之一示意圖。
圖3B係用於提供一發射波束之波束成形之一個實例之一示意圖。
圖3C係用於提供一接收波束之波束成形之一個實例之一示意圖。
圖4A係在一第一模式中操作之一通信系統之一項實施例之一示意圖。
圖4B係在一第二模式中操作之圖4A之通信系統之一示意圖。
圖5A係根據另一實施例之一通信系統之一示意圖。
圖5B係根據另一實施例之一通信系統之一示意圖。
圖6A係在一第一操作模式中之一可控制放大及組合電路之一項實施例之一示意圖。
圖6B係在一第二操作模式中之圖6A之可控制放大及組合電路之一示意圖。
圖7係圖6A及圖6B之可控制放大及組合電路之一部分之一項實施例之一示意圖。
圖8係一DC偏移補償電路之一項實施例之一示意圖。
圖9A係根據另一實施例之一通信系統之一示意圖。
圖9B係圖9A之通信系統之一部分之一項實施例之一示意圖。
圖10係一行動器件之一項實施例之一示意圖。
圖11A係使用波束成形進行操作之一模組之一項實施例之一透視圖。
圖11B係沿著線11B-11B獲取之圖11A之模組之一橫截面。
180‧‧‧通信系統
181‧‧‧天線陣列
182‧‧‧射頻(RF)電路頻道
183‧‧‧可控制放大及組合電路

Claims (54)

  1. 一種射頻系統，其包括： 兩個或更多個降頻轉換器，其等經組態以回應於自一天線陣列接收複數個射頻信號而輸出兩個或更多個類比基頻帶信號； 一可控制放大及組合電路，其經組態以基於使用一可分開控制的增益放大該兩個或更多個類比基頻帶信號之各者而產生兩個或更多個經放大類比基頻帶信號，且組合該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號以產生一經組合類比基頻帶信號；及 一資料轉換及信號處理電路，其經組態以接收該經組合信號。
  2. 如請求項1之射頻系統，其中該可控制放大及組合電路經組態以在一第一模式中產生該經組合類比基頻帶信號，且在一第二模式中輸出該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號。
  3. 如請求項2之射頻系統，其中該射頻系統在該第一模式中使用波束成形進行操作且在該第二模式中使用分集通信進行操作。
  4. 如請求項1之射頻系統，其中該可控制放大及組合電路包含經組態以放大該兩個或更多個類比基頻帶信號以產生該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號之兩個或更多個可控制增益輸入放大器。
  5. 如請求項4之射頻系統，其中該可控制放大及組合電路進一步包含各經組態以將一可分開控制的DC偏移校正提供至該兩個或更多個可控制增益輸入放大器之一對應者之兩個或更多個DC偏移補償電路。
  6. 如請求項1之射頻系統，其中該資料轉換及信號處理電路包含各經組態以接收該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號之一對應者之兩個或更多個類比轉數位轉換器。
  7. 如請求項1之射頻系統，其進一步包括經組態以控制該兩個或更多個降頻轉換器之降頻轉換之兩個或更多個本地振盪器。
  8. 如請求項7之射頻系統，其中該兩個或更多個本地振盪器各包含經組態以接收一共同時序參考信號之一鎖相迴路。
  9. 一種射頻通信之方法，該方法包括： 使用一天線陣列之複數個天線元件接收一無線電波； 使用各耦合至該複數個天線元件之一對應者之複數個射頻電路頻道產生兩個或更多個類比基頻帶信號； 使用一可控制放大及組合電路使用一可分開控制的增益放大該兩個或更多個類比基頻帶信號之各者；及 使用該可控制放大及組合電路組合該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號以產生一經組合類比基頻帶信號。
  10. 如請求項9之方法，其進一步包括在該可控制放大及組合電路之一第一模式中產生該經組合類比基頻帶信號，及在該可控制放大及組合電路之一第二模式中輸出該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號。
  11. 如請求項10之方法，其進一步包括在該第一模式中形成一接收波束且在該第二模式中使用分集通信進行操作。
  12. 如請求項9之方法，其進一步包括補償該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號之各者之一DC偏移。
  13. 如請求項9之方法，其進一步包括將該經組合類比基頻帶信號轉換為一數位信號。
  14. 如請求項9之方法，其進一步包括在小於該無線電波之一頻率之一中頻下在該等射頻電路頻道之各者中執行相移。
  15. 如請求項9之方法，其進一步包括使用運用一共同時序參考信號進行操作之複數個本地振盪器產生複數個時脈信號，且將該複數個時脈信號之各者提供至該複數個射頻電路頻道之一對應者。
  16. 如請求項9之方法，使用該複數個射頻電路頻道之一第一射頻電路頻道產生一第一中頻信號，使用該複數個射頻電路頻道之一第二射頻電路頻道產生一第二中頻信號，且組合該第一中頻信號及該第二中頻信號。
  17. 一種通信系統，其包括： 一天線陣列，其包含複數個天線元件； 複數個射頻電路頻道，其等各耦合至該複數個天線元件之一對應者，該複數個射頻電路頻道可操作以回應於該天線陣列接收一無線電波而產生兩個或更多個類比基頻帶信號；及 一可控制放大及組合電路，其經組態以基於使用一可分開控制的增益放大該兩個或更多個類比基頻帶信號之各者而產生兩個或更多個經放大類比基頻帶信號，且組合該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號以產生一經組合類比基頻帶信號。
  18. 如請求項17之通信系統，其中該可控制放大及組合電路經組態以在一第一模式中產生該經組合類比基頻帶信號，且在一第二模式中輸出該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號。
  19. 如請求項18之通信系統，其中該通信系統在該第一模式中使用波束成形進行操作且在該第二模式中使用分集通信進行操作。
  20. 如請求項17之通信系統，其中該可控制放大及組合電路包含經組態以放大該兩個或更多個類比基頻帶信號以產生該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號之兩個或更多個可控制增益輸入放大器。
  21. 如請求項20之通信系統，其中該可控制放大及組合電路進一步包含各經組態以將一可分開控制的DC偏移校正提供至該兩個或更多個可控制增益輸入放大器之一對應者之兩個或更多個DC偏移補償電路。
  22. 如請求項17之通信系統，其進一步包括一資料轉換及信號處理電路，該資料轉換及信號處理電路包含各經組態以接收該兩個或更多個經放大類比基頻帶信號之一對應者之兩個或更多個類比轉數位轉換器。
  23. 如請求項17之通信系統，其中該複數個射頻電路頻道各包含經組態以在小於該無線電波之一頻率之一中頻下提供相移之一可控制相移器。
  24. 如請求項17之通信系統，其進一步包括各經組態以將至少一個時脈信號提供至該複數個射頻電路頻道之一對應者之複數個本地振盪器。
  25. 如請求項24之通信系統，其中該複數個本地振盪器各包含經組態以接收一共同時序參考信號之一鎖相迴路。
  26. 如請求項17之通信系統，其中該複數個射頻電路頻道包含：一第一射頻電路頻道，其包含經組態以產生一第一中頻信號之一第一混頻器；及一第二射頻電路頻道，其包含經組態以產生一第二中頻信號之一第二混頻器。
  27. 如請求項26之通信系統，其進一步包括經組態以基於組合該第一中頻信號及該第二中頻信號而產生該兩個或更多個類比基頻帶信號之一第一類比基頻帶信號之一組合器。
  28. 一種半導體晶粒，其包括： 複數個可控制增益輸入放大器，其等經組態以放大複數個類比基頻帶信號以產生複數個經放大類比基頻帶信號，該複數個可控制增益輸入放大器之各者經組態以使用一可分開控制的增益量放大該複數個類比基頻帶信號之一對應者；及 複數個選擇電路，其等各經組態以接收該複數個經放大基頻帶信號之一各自者，複數個選擇信號經組態以在一第一模式中組合該複數個經放大類比基頻帶信號以產生一經組合類比基頻帶信號，且在一第二模式中輸出該複數個經放大類比基頻帶信號。
  29. 如請求項28之半導體晶粒，其進一步包括各經組態以將一可分開控制的DC偏移校正提供至該複數個可控制增益輸入放大器之一對應者之複數個DC偏移補償電路。
  30. 如請求項28之半導體晶粒，其中該複數個選擇電路經實施為複數個疊接電晶體。
  31. 如請求項28之半導體晶粒，其中該複數個可控制增益輸入放大器經實施為複數個增益級，該可分開控制的增益量基於所選擇之該複數個增益級之一數目。
  32. 如請求項31之半導體晶粒，其中該複數個增益級經加權。
  33. 如請求項28之半導體晶粒，其進一步包括各經組態以緩衝該複數個經放大類比基頻帶信號之一對應者之複數個輸出緩衝器。
  34. 如請求項28之半導體晶粒，其進一步包括各經組態以在該第二模式中將類比轉數位轉換提供至該複數個經放大類比基頻帶信號之一對應者之複數個類比轉數位轉換器。
  35. 如請求項34之半導體晶粒，其中該複數個類比轉數位轉換器之一第一類比轉數位轉換器經組態以在該第一模式中將類比轉數位轉換提供至該經組合類比基頻帶信號。
  36. 如請求項35之半導體晶粒，其中在該第一模式中停用該複數個類比轉數位轉換器之一或多者以減少功率消耗。
  37. 一種在一通信系統中處理信號之方法，該方法包括： 使用複數個可控制增益輸入放大器放大複數個類比基頻帶信號以產生複數個經放大類比基頻帶信號，其包含使用該複數個可控制增益輸入放大器之一對應者放大該複數個類比基頻帶信號之各者； 分開控制該複數個可控制增益輸入放大器之各者之一增益；及 使用包含各接收該複數個經放大類比基頻帶信號之一對應者之複數個選擇電路之一信號選擇器處理該複數個經放大類比基頻帶信號，其包含在該信號選擇器之一第一模式中輸出一經組合類比基頻帶信號及在該信號選擇器之一第二模式中輸出該複數個經放大類比基頻帶信號。
  38. 如請求項37之方法，其進一步包括使用複數個DC偏移補償電路將DC偏移校正提供至該複數個可控制增益輸入放大器，其包含使用該複數個DC偏移補償電路之一對應者校正該複數個可控制增益輸入放大器之各者之一DC偏移。
  39. 如請求項37之方法，其中分開控制該複數個可控制增益輸入放大器之各者之一增益包含控制該複數個可控制增益輸入放大器之各者之作用中增益級之一數目。
  40. 如請求項37之方法，其進一步包括緩衝該複數個經放大類比基頻帶信號。
  41. 如請求項37之方法，其進一步包括在該第二模式中使用複數個類比轉數位轉換器提供該複數個經放大類比基頻帶信號之類比轉數位轉換。
  42. 如請求項41之方法，其進一步包括在該第一模式中使用該複數個類比轉數位轉換器之一第一類比轉數位轉換器提供該經組合類比基頻帶信號之類比轉數位轉換。
  43. 如請求項42之方法，其進一步包括在該第一模式中撤銷啟動該複數個類比轉數位轉換器之一或多者。
  44. 一種通信系統，其包括： 複數個射頻電路頻道，其等經組態以輸出複數個類比基頻帶信號；及 一可控制放大及組合電路，其包含經組態以放大該複數個類比基頻帶信號以產生複數個經放大類比基頻帶信號之複數個可控制增益輸入放大器，該複數個可控制增益輸入放大器之各者經組態以使用一可分開控制的增益量放大該複數個類比基頻帶信號之一對應者，該可控制放大及組合電路進一步包含各經組態以接收該複數個經放大基頻帶信號之一各自者之複數個選擇電路，複數個選擇信號經組態以在一第一模式中組合該複數個經放大類比基頻帶信號以產生一經組合類比基頻帶信號且在一第二模式中輸出該複數個經放大類比基頻帶信號。
  45. 如請求項44之通信系統，其中該可控制放大及組合電路進一步包含各經組態以將一可分開控制的DC偏移校正提供至該複數個可控制增益輸入放大器之一對應者之複數個DC偏移補償電路。
  46. 如請求項44之通信系統，其中該複數個選擇電路經實施為複數個疊接電晶體。
  47. 如請求項44之通信系統，其中該複數個可控制增益輸入放大器經實施為複數個增益級，該可分開控制的增益量基於所選擇之該複數個增益級之一數目。
  48. 如請求項47之通信系統，其中該複數個增益級經加權。
  49. 如請求項44之通信系統，其中該可控制放大及組合電路進一步包含各經組態以緩衝該複數個經放大類比基頻帶信號之一對應者之複數個輸出緩衝器。
  50. 如請求項44之通信系統，其進一步包括經組態以在該第一模式中接收該經組合類比基頻帶信號，且在該第二模式中接收該複數個經放大類比基頻帶信號之一資料轉換及信號處理電路。
  51. 如請求項44之通信系統，其中該資料轉換及信號處理電路包含各經組態以在該第二模式中將類比轉數位轉換提供至該複數個經放大類比基頻帶信號之一對應者之複數個類比轉數位轉換器。
  52. 如請求項51之通信系統，其中該複數個類比轉數位轉換器之一第一類比轉數位轉換器經組態以在該第一模式中將類比轉數位轉換提供至該經組合類比基頻帶信號。
  53. 如請求項52之通信系統，其中在該第一模式中停用該複數個類比轉數位轉換器之一或多者以減少功率消耗。
  54. 如請求項44之通信系統，其進一步包括一天線陣列，該天線陣列包含耦合至該複數個射頻電路頻道之複數個天線元件。
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