本案是分案申請(qǐng)。該分案的母案是申請(qǐng)日為2008年3月21日、申請(qǐng)?zhí)枮?00880009044.3、發(fā)明名稱為“減少由發(fā)射信號(hào)泄漏造成的二階失真”的發(fā)明專利申請(qǐng)案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及無線通信，且更明確地說，涉及用于在無線全雙工通信系統(tǒng)中減少發(fā)射信號(hào)泄漏的不利效應(yīng)的技術(shù)。

背景技術(shù)：

全雙工通信系統(tǒng)中的無線裝置可同時(shí)發(fā)射及接收無線信號(hào)以支持雙向通信。在發(fā)射路徑中，功率放大器對(duì)射頻(RF)信號(hào)進(jìn)行放大以用于發(fā)射。發(fā)射(TX)信號(hào)通過雙工器而路由且經(jīng)由天線而發(fā)射。在接收路徑中，所要(RX)信號(hào)經(jīng)由天線而接收且通過所述雙工器而耦合到低噪聲放大器(LNA)。在由LNA放大后，RX信號(hào)被濾波且接著由混頻器下變頻轉(zhuǎn)換到基帶。經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的RX信號(hào)由其它組件處理以恢復(fù)所接收的數(shù)據(jù)。

在全雙工通信系統(tǒng)中，發(fā)射路徑可能干擾接收路徑。TX信號(hào)的一部分可從雙工器耦合到接收路徑，從而導(dǎo)致TX信號(hào)泄漏。TX信號(hào)泄漏可在接收路徑所處理的所要信號(hào)中造成干擾。因?yàn)榘l(fā)射器頻率不同于接收器頻率，所以可對(duì)TX信號(hào)泄漏進(jìn)行濾波。然而，即使使用濾波，通常仍存在殘余量的TX信號(hào)泄漏，從而造成可能與經(jīng)由天線接收的所要RX信號(hào)頻譜重疊的失真。此失真可使接收器敏感性降級(jí)。與經(jīng)由跨越雙工器的泄漏而接收的TX信號(hào)相反，所要RX信號(hào)為經(jīng)由天線接收的信號(hào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明描述用于在全雙工無線通信系統(tǒng)中減少TX信號(hào)泄漏的不利效應(yīng)的技術(shù)。明確地說，本發(fā)明描述用于減少TX信號(hào)泄漏的二階失真的不利效應(yīng)的技術(shù)，TX信號(hào)泄漏的二階失真可由用于對(duì)所接收信號(hào)進(jìn)行下變頻轉(zhuǎn)換的混頻器的非線性造成。

在無線裝置的接收路徑中，所要RX信號(hào)與TX泄漏信號(hào)組合。經(jīng)組合信號(hào)由混頻器下變頻轉(zhuǎn)換到基帶?；祛l器由于其固有非線性而產(chǎn)生二階失真。二階失真可落在與所要RX信號(hào)所占據(jù)的那些頻率相同的頻率處，且因而降低接收器敏感性。明確地說，殘余TX泄漏的二階失真可遮蔽基帶中的經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的所要RX信號(hào)。

為了減少或消除發(fā)射信號(hào)泄漏的二階失真，裝置使攜載所要RX信號(hào)與TX泄漏信號(hào)兩者的經(jīng)組合信號(hào)進(jìn)行自乘。舉例來說，所述裝置可包括展現(xiàn)強(qiáng)二階非線性以有效地使所述經(jīng)組合信號(hào)進(jìn)行自乘的裝置。所述裝置接著從接收路徑中的下變頻轉(zhuǎn)換混頻器的輸出中減去所述經(jīng)自乘信號(hào)，從而消除由所述混頻器造成的二階失真中的至少一些二級(jí)失真。以此方式，所述裝置可減少TX信號(hào)泄漏的二階失真的不利效應(yīng)，且進(jìn)而增強(qiáng)或維持接收器敏感性。

在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種無線接收器，其包含：混頻器，其對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行下變頻轉(zhuǎn)換以創(chuàng)建經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的輸入信號(hào)；自乘單元，其使所述輸入信號(hào)進(jìn)行自乘以創(chuàng)建經(jīng)自乘的輸入信號(hào)；以及減法單元，其從經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的輸入信號(hào)中減去經(jīng)自乘的輸入信號(hào)。

在另一方面中，本發(fā)明提供一種方法，其包含：對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行下變頻轉(zhuǎn)換以創(chuàng)建經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的輸入信號(hào)；使所述輸入信號(hào)進(jìn)行自乘以創(chuàng)建經(jīng)自乘的輸入信號(hào)；以及從經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的輸入信號(hào)中減去經(jīng)自乘的輸入信號(hào)。

在額外方面中，本發(fā)明提供一種無線通信裝置，其包含：射頻(RF)發(fā)射器；RF接收器；RF天線；以及雙工器，其將發(fā)射器及接收器耦合到天線，其中所述雙工器將發(fā)射泄漏信號(hào)傳遞到低噪聲放大器。接收器進(jìn)一步包含：混頻器，其對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行下變頻轉(zhuǎn)換以創(chuàng)建經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的輸入信號(hào)；自乘單元，其對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行自乘以創(chuàng)建經(jīng)自乘的輸入信號(hào)；以及減法單元，其從經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的輸入信號(hào)中減去所述經(jīng)自乘的輸入信號(hào)。

在另一方面中，本發(fā)明提供一種無線接收器，其包含：天線；雙工器，其耦合到所述天線；低噪聲放大器，其經(jīng)耦合以放大經(jīng)由所述雙工器及所述天線而接收的輸入信號(hào)，其中所述雙工器將發(fā)射泄漏信號(hào)傳遞到所述低噪聲放大器；濾波器，其對(duì)經(jīng)放大的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波；混頻器，其對(duì)所述經(jīng)濾波的經(jīng)放大的輸入信號(hào)進(jìn)行下變頻轉(zhuǎn)換以創(chuàng)建經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的輸入信號(hào)；自乘單元，其使所述經(jīng)濾波的經(jīng)放大的輸入信號(hào)進(jìn)行自乘以創(chuàng)建經(jīng)自乘的輸入信號(hào)；以及減法單元，其從所述經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的輸入信號(hào)中減去所述經(jīng)自乘的輸入信號(hào)。

在附圖及以下描述中陳述本發(fā)明的一個(gè)或一個(gè)以上方面的細(xì)節(jié)。從所述描述及圖式及從權(quán)利要求書將容易明白本發(fā)明的其它特征、目的及優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為說明無線通信裝置的示范性RF部分的框圖。

圖2A及圖2B為說明圖1的裝置的接收路徑內(nèi)的信號(hào)及失真分量的圖表。

圖3為經(jīng)配置以減少圖1的裝置的接收路徑中的二階失真的實(shí)例接收器的框圖。

圖4為用于圖3的接收器中的實(shí)例自乘單元的框圖。

圖5為說明實(shí)例接收器的進(jìn)一步細(xì)節(jié)的框圖。

圖6為說明結(jié)合基于處理器的減法單元的實(shí)例接收器的額外細(xì)節(jié)的框圖。

圖7為說明用于減少圖1的裝置的接收路徑內(nèi)的二階失真的技術(shù)的流程圖。

具體實(shí)施方式

在無線裝置的接收路徑中，所要RX信號(hào)與TX泄漏信號(hào)組合。由混頻器將經(jīng)組合信號(hào)下變頻轉(zhuǎn)換到基帶?；祛l器由于其固有非線性而產(chǎn)生二階失真。二階失真可落在與由所要RX信號(hào)所占據(jù)的那些頻率相同的頻率處，且因而降低接收器敏感性。明確地說，殘余TX泄漏的二階失真可遮蔽基帶中的經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的RX信號(hào)。

為了減少或消除發(fā)射信號(hào)泄漏的二階失真，根據(jù)本發(fā)明，裝置可使攜載所要RX信號(hào)與TX泄漏信號(hào)兩者的經(jīng)組合信號(hào)進(jìn)行自乘。舉例來說，所述裝置可包括展現(xiàn)強(qiáng)二階非線性以有效地使經(jīng)組合信號(hào)進(jìn)行自乘的單元。所述裝置接著從接收路徑中的下變頻轉(zhuǎn)換混頻器的輸出中減去經(jīng)自乘信號(hào)，從而消除由混頻器造成的二階失真。以此方式，所述裝置可減少TX信號(hào)泄漏的二階失真的不利效應(yīng)，且進(jìn)而增強(qiáng)或維持接收器敏感性。

本發(fā)明中所描述的技術(shù)可用于多種全雙工無線通信系統(tǒng)中的任一者。全雙工無線通信系統(tǒng)的一些實(shí)例為個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)、數(shù)字蜂窩式系統(tǒng)(DCS)及國際移動(dòng)電信-2000(IMT-2000)系統(tǒng)。作為一個(gè)特定實(shí)例，所述技術(shù)可應(yīng)用于經(jīng)裝備以用于碼分多址(CDMA)通信的無線通信裝置中。無線通信裝置的實(shí)例包括移動(dòng)無線電電話、衛(wèi)星電話、個(gè)人數(shù)字助理、無線通信卡、膝上型或桌上型計(jì)算機(jī)或者相關(guān)聯(lián)的無線電接口、無線接入點(diǎn)、數(shù)字音頻或視頻裝置、視頻游戲控制臺(tái)等。

圖1為說明無線通信裝置10的示范性RF部分的框圖。在圖1的實(shí)例中，裝置10包括天線12、雙工器14、功率放大器(PA)16、接收器18、LNA 20、濾波器22、混頻器24、本機(jī)振蕩器(LO)26及發(fā)射器28。在一些情況下，還可提供基帶濾波器以對(duì)混頻器24的輸出進(jìn)行濾波。

在發(fā)射路徑上，發(fā)射器28內(nèi)的功率放大器(PA)16接收并放大RF發(fā)射信號(hào)。在由PA 16放大之前，發(fā)射信號(hào)可由調(diào)制解調(diào)器來提供，且從數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，被濾波并從基帶上變頻轉(zhuǎn)換到發(fā)射頻帶。發(fā)射器28可經(jīng)配置以用于CDMA通信。發(fā)射信號(hào)通過雙工器14而路由且經(jīng)由RF天線12而發(fā)射(例如)到一個(gè)或一個(gè)以上遠(yuǎn)程裝置，例如基站。發(fā)射信號(hào)的一部分還通過雙工器14而泄漏到接收路徑。

在接收路徑上，所要的接收(RX)信號(hào)經(jīng)由天線12而接收，通過雙工器14而路由，且被提供到接收器18。接收器18可經(jīng)裝備以用于CDMA通信。在圖1的實(shí)例中，接收器18包括低噪聲放大器(LNA)20、濾波器22、混頻器24及本機(jī)振蕩器(LO)24。LNA 20還經(jīng)由雙工器14接收來自發(fā)射路徑的TX泄漏信號(hào)。因此，LNA 20放大RX信號(hào)與TX泄漏信號(hào)兩者?？商峁V波器22以對(duì)經(jīng)放大的RF信號(hào)進(jìn)行濾波以減少帶外信號(hào)分量(包括TX泄漏信號(hào))，且提供經(jīng)濾波的RF信號(hào)。

混頻器24接收來自LNA 20的經(jīng)濾波的RF信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行下變頻轉(zhuǎn)換。明確地說，混頻器24將經(jīng)濾波的RF信號(hào)從RF頻帶下變頻轉(zhuǎn)換到基帶以供在接收器18內(nèi)進(jìn)行處理?；祛l器24可通過將經(jīng)濾波的經(jīng)放大的信號(hào)與經(jīng)選擇以獲得所要基帶頻率的本機(jī)振蕩器(LO)24信號(hào)進(jìn)行混頻來執(zhí)行下變頻轉(zhuǎn)換?？蓪⒒祛l器24的輸出從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)且(例如)由調(diào)制解調(diào)器以數(shù)字方式進(jìn)行處理以對(duì)由所述信號(hào)攜載的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)及解碼。

在一些情況下，濾波器22可為經(jīng)設(shè)計(jì)以濾去TX泄漏信號(hào)的聲表面波(SAW)濾波器。SAW濾波器具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如銳過渡頻帶邊緣及帶外分量的大衰減。盡管濾波器22可有效用于移除TX泄漏信號(hào)的效應(yīng)中的一些效應(yīng)，但TX泄漏信號(hào)的重要部分仍存在且可能損害接收器選擇性。

圖2A及圖2B為說明圖1的裝置10的接收路徑內(nèi)的信號(hào)及失真分量的圖表。圖2A展示在圖1中的濾波器22的輸出處的所接收的信號(hào)。如圖2A中所示，在濾波器22的輸出處，所接收的信號(hào)包含所要RX信號(hào)32及殘余TX泄漏信號(hào)30。TX泄漏信號(hào)30及所要RX信號(hào)32占據(jù)不同頻帶。

圖2B展示在混頻器24的輸出處的所接收的信號(hào)，其中混頻器24的輸入為包含所要RX信號(hào)32與殘余TX泄漏信號(hào)30兩者的所接收的信號(hào)。理想地，混頻器24將所要信號(hào)32下變頻轉(zhuǎn)換到基帶且將殘余TX泄漏信號(hào)30下變頻轉(zhuǎn)換到中頻，所述中頻可等于本機(jī)振蕩器(LO)頻率與TX RF頻率之間的差。然而，混頻器24不是理想的，由于于非線性而產(chǎn)生二階失真。

混頻器24的非線性可從殘余TX泄漏信號(hào)30產(chǎn)生二階失真。此二階失真的部分可能落到經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的所要RX信號(hào)32的基帶中?；鶐д婵杀环Q為混頻器重疊38?；祛l器重疊38充當(dāng)額外噪聲，其使接收器敏感性降級(jí)，使得可由接收器可靠地檢測(cè)的最小所要信號(hào)需要具有較大振幅。

圖3為經(jīng)配置以減少圖1的裝置的接收路徑中的二階失真的實(shí)例接收器18的框圖。在圖3的實(shí)例中，接收器18包括LNA 20、濾波器22、混頻器24及LO 26。接收器18還可包括基帶濾波器25，其(例如)耦合到混頻器24的輸出?；鶐V波器25可經(jīng)配置以從混頻器24的輸出中移除帶外頻率。如圖3中進(jìn)一步展示，為了減少或消除發(fā)射信號(hào)泄漏的二階失真，接收器18可包括自乘單元40及減法單元42。減法單元42可被提供于接收器26內(nèi)或作為耦合到接收器18的獨(dú)立單元。

LNA 20接收攜載所要RX信號(hào)32及TX泄漏信號(hào)的經(jīng)組合信號(hào)。耦合到LNA 20的濾波器22對(duì)所要信號(hào)32及殘余TX泄漏信號(hào)30進(jìn)行濾波?；祛l器24接著通過將信號(hào)與由LO 26提供的LO頻率進(jìn)行混頻來將經(jīng)濾波的信號(hào)下變頻轉(zhuǎn)換到基帶。然而，為了減少來自TX泄漏信號(hào)的二階失真，自乘單元40使經(jīng)濾波的信號(hào)進(jìn)行自乘。減法單元42接著從混頻器24所產(chǎn)生的經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的信號(hào)中減去經(jīng)自乘信號(hào)。所述減法用以消除由將TX泄漏信號(hào)施加到混頻器24而造成的大部分二階失真。

自乘單元40可為展現(xiàn)強(qiáng)二階非線性的任何半導(dǎo)體裝置。具有強(qiáng)二階非線性的裝置可展現(xiàn)對(duì)于其二階項(xiàng)具有高增益的轉(zhuǎn)移函數(shù)。因此，自乘單元40經(jīng)選擇及/或經(jīng)配置以有意地產(chǎn)生具有類似于混頻器重疊38(圖2B)的頻率特性的二階失真。在減法單元42中從經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的信號(hào)中減去經(jīng)自乘信號(hào)造成二階失真的實(shí)質(zhì)消除。

混頻器24及自乘單元40的輸出耦合到減法單元42。減法單元42可包含能夠使兩個(gè)信號(hào)(呈模擬形式或呈數(shù)字形式)相減的任何裝置。減法單元42可從混頻器24的輸出中減去自乘單元40的輸出。如上文所提及，混頻器24的輸出可提供由TX泄漏信號(hào)所造成的混頻器重疊38部分地遮蔽的所要RX信號(hào)32。

通過從混頻器24的輸出中減去自乘單元40的輸出，混頻器重疊38的振幅可減小，從而造成所要RX信號(hào)32的遮蔽減少。因?yàn)榭捎山邮掌骺煽康貦z測(cè)到的所要信號(hào)的振幅減小，所以混頻器重疊38中的此減少可改進(jìn)接收器敏感性。

圖4為用于圖3的接收器18中的實(shí)例自乘單元40的框圖。在圖4的實(shí)例中，自乘單元40包含具有連接在一起的射頻(RF)端口及本機(jī)振蕩器(LO)端口的混頻器44?；祛l器44可在頻率響應(yīng)方面大體上類似于混頻器24。然而，通過將RF輸入端口與LO端口耦合在一起，混頻器44將輸入信號(hào)與其自身進(jìn)行混頻，從而提供自乘效應(yīng)。施加到混頻器44的RF端口與LO端口兩者的輸入可做為圖3中的濾波器22的輸出。

自乘單元40的輸出可以零頻率為中心。如果混頻器24經(jīng)配置成零中頻(ZIF)下變頻轉(zhuǎn)換器，則混頻器24、44的IF端口僅產(chǎn)生處于所要基帶頻率的信號(hào)。如果接收器結(jié)構(gòu)為外差式的，則一個(gè)以上頻率轉(zhuǎn)換級(jí)可包括于濾波器22與減法單元42之間。耦合混頻器44的RF端口與LO端口可形成強(qiáng)二階非線性，所述強(qiáng)二階非線性可從混頻器24所形成的二階失真中減去以增強(qiáng)接收器18的選擇性。

圖5為說明實(shí)例接收器18的進(jìn)一步細(xì)節(jié)的框圖。在圖5中，接收器18大體上對(duì)應(yīng)于圖3的接收器，但進(jìn)一步包括耦合于自乘單元40的輸出與減法單元42的輸入之間的濾波器46。濾波器46可為從自乘單元40的輸出中移除帶外頻率的基帶濾波器。

圖6為另一示范性接收器26的框圖，所述接收器26包含LNA 20、濾波器22、自乘單元40、混頻器24、濾波器25及濾波器46且耦合到減法單元42。如上文所描述，混頻器24的輸出可包含由混頻器重疊38部分遮蔽的所要信號(hào)32，且自乘單元40的輸出可為包含類似于混頻器重疊38的頻率特性的信號(hào)。自乘單元40的輸出可由濾波器46來濾波以移除帶外頻率。濾波器46可為基帶濾波器。如本發(fā)明中所描述的無線接收器可應(yīng)用于多種頻帶。舉例來說，對(duì)于碼分多址(CDMA)，接收頻帶可為大約869MHz到894MHz，發(fā)射頻帶可為大約824MHz到849MHz，且基帶可為大約0kHz到630kHz。作為另一實(shí)例，對(duì)于US PCS，接收頻帶可為大約1930MHz到1990MHz，發(fā)射頻帶可為大約1850MHz到1910MHz，且基帶可為大約0kHz到630kHz。

在圖6的實(shí)例中，接收器18大體對(duì)應(yīng)于圖4的接收器，但進(jìn)一步包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)48及ADC 50。另外，減法單元42包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。因此，圖6說明其中接收器18的輸出在減法運(yùn)算之前被轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)例。ADC 48將由混頻器24經(jīng)由任選濾波器25而輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字信號(hào)。ADC 50將由自乘單元40及任選濾波器46所輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字信號(hào)。

減法單元42可包括接收來自接收器18的第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)的DSP 52。DSP 52從混頻器24及ADC 48所產(chǎn)生的第一數(shù)字信號(hào)中減去自乘單元40、濾波器46及ADC 50所產(chǎn)生的第二數(shù)字信號(hào)以減少由混頻器26對(duì)TX泄漏信號(hào)進(jìn)行混頻所產(chǎn)生的二階失真。舉例來說，DSP 52可在數(shù)字域中執(zhí)行數(shù)學(xué)減法運(yùn)算。

DSP 52需要數(shù)字輸入，但混頻器24及濾波器46的輸出可為模擬的。因此，ADC 48將混頻器24的模擬輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，且ADC 50將濾波器46的模擬輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。盡管被展示為獨(dú)立單元，但減法單元42可構(gòu)成接收器18的部分。另外，在一些情況下，可對(duì)模擬信號(hào)而非數(shù)字信號(hào)執(zhí)行減法。DSP 52的輸出可為由調(diào)制解調(diào)器處理以解調(diào)并解碼由數(shù)字信號(hào)攜載的數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)。調(diào)制解調(diào)器可至少部分地由DSP 52形成。

圖7為說明用于減少圖1的裝置的接收路徑內(nèi)的二階失真的技術(shù)的流程圖。如圖7中所示，混頻器24對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行下變頻轉(zhuǎn)換(54)。所接收的信號(hào)可包括所要RX信號(hào)及TX泄漏信號(hào)，且可由LNA 20放大且經(jīng)由雙工器14來接收。自乘單元40使所接收的信號(hào)進(jìn)行自乘(56)。減法單元42從經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的所接收信號(hào)中減去經(jīng)自乘的所接收信號(hào)(58)以減少二階失真。

在一些情況下，本發(fā)明中所描述的技術(shù)可用于全雙工無線通信系統(tǒng)中。在每一情況下，接收器及發(fā)射器區(qū)段可同時(shí)操作。在此操作期間，發(fā)射信號(hào)的一部分可能泄漏到接收路徑中?？蓪?duì)此泄漏信號(hào)進(jìn)行濾波，但可能仍存在某些殘余泄漏信號(hào)。由混頻器造成的二階失真可將殘余泄漏信號(hào)轉(zhuǎn)移到所要信號(hào)的頻帶中，因而部分地遮蔽所要信號(hào)并降低接收器敏感性。通過有意創(chuàng)建具有二階失真的獨(dú)立信號(hào)且從混頻器的輸出中減去所述獨(dú)立信號(hào)，可減少由混頻器造成的二階失真以增加接收器敏感性。

已描述了本發(fā)明的各種方面。已出于說明的目的而呈現(xiàn)了前述描述，且前述描述不希望為詳盡的或限制性的。在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，許多修改及變化為可能的。