專利名稱：射頻模塊控制接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模塊接口，更具體地，涉及射頻模塊控制接口。
背景技術(shù)：
60千兆赫(GHz)通信技術(shù)提供短距離的通信。對(duì)許多短距離高帶寬的通信應(yīng)用而言，例如，對(duì)家庭高清視頻和高容量/大容量信息存儲(chǔ)而言，它是理想的。60GHz通信使能快速的無線點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連通和設(shè)備連通。它還可充當(dāng)高清晰度多媒體接口(HDMI)電纜的替換物或代替物。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種收發(fā)器，所述收發(fā)器包括基帶模塊，用于發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)；射頻模塊，用于發(fā)送極高頻的所述數(shù)據(jù)信號(hào)；以及其中，所述基帶模塊與所述射頻模塊通過同軸電纜連接，所述基帶模塊用于通過所述同軸電纜向所述射頻模塊發(fā)送多路復(fù)用信號(hào)(multiplexed signal)，以及所述多路復(fù)用信號(hào)包含調(diào)制為控制載波頻率的控制信號(hào)和調(diào)制為中頻的數(shù)據(jù)信號(hào)。優(yōu)選地，所述射頻模塊還用于接收所述極高頻的其他數(shù)據(jù)信號(hào)；將所述其他數(shù)據(jù)信號(hào)下變頻為所述中頻；以及通過所述同軸電纜向所述基帶模塊發(fā)送中頻的所述其他數(shù)據(jù)信號(hào)。 優(yōu)選地，所述基帶模塊和所述射頻模塊各自對(duì)應(yīng)于單獨(dú)的集成電路。優(yōu)選地,所述極高頻相當(dāng)于60千兆赫。優(yōu)選地，所述收發(fā)器包含多個(gè)射頻模塊，所述控制信號(hào)編碼命令以選擇至少一個(gè)所述射頻模塊。優(yōu)選地，所述射頻模塊用于分接所述同軸電纜。優(yōu)選地，所述射頻模塊的第一個(gè)通過所述同軸電纜與所述基帶模塊連接，所述射頻模塊的第二個(gè)通過其他同軸電纜與所述射頻模塊的所述第一個(gè)連接，以及所述射頻模塊的第一個(gè)用于連接所述同軸電纜與所述其他同軸電纜。優(yōu)選地，所述射頻模塊包含具有至少一個(gè)天線的天線陣列。優(yōu)選地，所述天線陣列包含多個(gè)天線，所述控制信號(hào)編碼命令以選擇至少一個(gè)所述天線。優(yōu)選地，除了通過所述同軸電纜以外所述基帶模塊和所述射頻模塊不連接。優(yōu)選地，所述多路復(fù)用信號(hào)包含直流分量，所述射頻模塊由所述直流分量供電。優(yōu)選地，所述多路復(fù)用信號(hào)包含時(shí)鐘頻率的時(shí)鐘參考信號(hào)，所述射頻模塊用于使用所述時(shí)鐘參考信號(hào)來解調(diào)所述控制信號(hào)。優(yōu)選地，所述控制載波頻率源自所述時(shí)鐘頻率。
優(yōu)選地，所述中頻源自所述時(shí)鐘頻率。根據(jù)本發(fā)明的其他方面，提供一種接收器，所述接收器包括接收極高頻的數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置，所述接收裝置還包括將所述數(shù)據(jù)信號(hào)下變頻為中頻的裝置；以及通過同軸電纜發(fā)送所述中頻的所述數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置；通過多路復(fù)用的控制信號(hào)控制所述接收裝置的裝置，其中通過所述同軸電纜在控制載波頻率進(jìn)行所述多路復(fù)用；以及將所述中頻的數(shù)據(jù)信號(hào)解碼為基帶信號(hào)的裝置。
優(yōu)選地，所述接收所述數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置包含多個(gè)集成電路，每個(gè)所述集成電路包含各自的天線陣列，所述控制裝置還用于選擇其中一個(gè)所述集成電路。優(yōu)選地,所述控制裝置還包括在所述同軸電纜上生成時(shí)鐘參考頻率的時(shí)鐘參考的裝置，所述接收裝置還包括至少部分地基于所述時(shí)鐘參考信號(hào)解調(diào)所述控制信號(hào)的裝置，以及所述中頻和所述控制信號(hào)源自所述時(shí)鐘參考頻率。 優(yōu)選地，所述控制裝置用于在所述控制信號(hào)中編碼用于調(diào)節(jié)所述接收裝置中的自動(dòng)增益控制設(shè)定的命令。優(yōu)選地，所述接收裝置還包括至少部分地基于自主(autonomous)有限狀態(tài)機(jī)調(diào)節(jié)所述自動(dòng)增益控制設(shè)定的裝置，所述控制信號(hào)通過所述同軸電纜觸發(fā)所述自主有限狀態(tài)機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的其他方面，提供一種方法，所述方法包括步驟在基帶模塊中獲取基帶數(shù)據(jù)信號(hào)；在所述基帶模塊中生成多路復(fù)用信號(hào)，所述多路復(fù)用信號(hào)包含時(shí)鐘參考信號(hào)、控制信號(hào)和中頻數(shù)據(jù)信號(hào)，所述中頻數(shù)據(jù)信號(hào)由所述基帶數(shù)據(jù)信號(hào)生成；通過屏蔽同軸電纜向至少一個(gè)射頻模塊發(fā)送所述多路復(fù)用信號(hào)；在所述至少一個(gè)射頻模塊中解碼所述控制信號(hào)、從而恢復(fù)至少一個(gè)命令來控制所述至少一個(gè)射頻模塊的所述操作；在所述至少一個(gè)射頻模塊中將所述中頻數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻為極高頻數(shù)據(jù)信號(hào)；以及通過所述至少一個(gè)射頻模塊中并置的天線陣列無線發(fā)送所述極高頻數(shù)據(jù)信號(hào)。


結(jié)合以下圖可更好地理解本公開的許多方面。圖中的各組件未必用于度量，反而是強(qiáng)調(diào)清楚闡述本公開的原理。此外，圖中類似的標(biāo)號(hào)指代所有幾幅視圖中的對(duì)應(yīng)部件。圖1、2A和2B是根據(jù)本公開各實(shí)施例的收發(fā)器的示意圖；圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、在連接收發(fā)器的基帶模塊與一個(gè)或多個(gè)射頻(RF)模塊的接口中存在的多路復(fù)用信號(hào)的一個(gè)實(shí)例的示意圖；圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、在收發(fā)器中用于調(diào)制和解調(diào)多路復(fù)用信號(hào)的控制信號(hào)的基帶模塊和RF模塊的組件的框圖；圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、收發(fā)器中因控制數(shù)據(jù)流量而采用的包格式的一個(gè)實(shí)例的不意圖；圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、收發(fā)器中可因自動(dòng)增益控制(AGC)數(shù)據(jù)流量而采用的流格式的一個(gè)實(shí)例的示意圖；圖7是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、收發(fā)器中用于配置RF模塊的天線陣列的天線配置查閱表的一個(gè)實(shí)例配置的示意圖；圖8是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、收發(fā)器中在波束精化(beam refinement)操作期間可采用的波束精化包格式的一個(gè)實(shí)例的示意圖；圖9是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、收發(fā)器中可采用的通用包格式的一個(gè)實(shí)例的示意圖；圖10是根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的、闡述部分收發(fā)器的操作 的一個(gè)實(shí)例的流程圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，顯示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的收發(fā)器100。實(shí)現(xiàn)分離式架構(gòu)(splitarchitecture)接口的收發(fā)器100包含通過接口 109連接的基帶模塊103和射頻(RF)模塊106。RF模塊106與包含一個(gè)或多個(gè)天線的天線陣列112連接，所述一個(gè)或多個(gè)天線用于發(fā)送和/或接收極高頻RF信號(hào)(例如，60GHz RF信號(hào)、77GHz RF信號(hào)、96GHz RF信號(hào))、和/或迫使RF模塊106與天線陣列112共址(colocation)的其他極高頻信號(hào)。例如，接口 109可對(duì)應(yīng)單個(gè)的屏蔽同軸電纜接口，其用于傳遞來自基帶模塊103的、用于控制RF模塊106的操作的中頻(IF)信號(hào)、時(shí)鐘參考以及控制信號(hào)。雖然描述為收發(fā)器，但應(yīng)該理解的是，某些實(shí)施例中收發(fā)器100可僅用于接收或發(fā)送。由于發(fā)送的和/或接收的極高頻RF信號(hào)的特性，天線陣列112與RF模塊106共址。60GHz及往上頻率的線路損耗可能是嚴(yán)重的，所述線路損耗促進(jìn)將天線陣列112實(shí)際地靠近RF模塊106放置。為此，天線陣列112可與RF模塊106結(jié)合或并置。RF模塊106反過來將極高頻RF信號(hào)下變頻為可通過屏蔽同軸電纜發(fā)送的IF信號(hào)。相似地，在發(fā)送模式下，RF模塊106可將通過屏蔽同軸電纜接收的IF信號(hào)上變頻為用于發(fā)送的極高頻信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，在收發(fā)器設(shè)備中可采用各自的集成電路芯片各自實(shí)現(xiàn)RF模塊106和基帶模塊103。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2A和2B，顯示根據(jù)其他實(shí)施例的收發(fā)器100。在圖2A和2B中，收發(fā)器100包含通過接口 109連接的一個(gè)基帶模塊103和多個(gè)RF模塊106a、106b. . . 106N。每個(gè)RF模塊106可與多個(gè)天線陣列112a、112b... 112N的各自一個(gè)連接，所述多個(gè)天線陣列各自包含用于發(fā)送和/或接收極高頻(EHF) RF信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)天線。例如，多個(gè)RF模塊106可通過如圖2A中所示的來自單一電纜段的分接設(shè)置與單個(gè)基帶模塊103連接、或通過如圖2B中所示的具有多個(gè)電纜段的菊花鏈(daisy-chain)設(shè)置與單個(gè)基帶模塊103連接。由于EHF信號(hào)的傳播特性，可采用多個(gè)RF模塊106。與其他RF信號(hào)相比，EHF信號(hào)較少可能通過各種材料傳播，并且接收更多地依靠清晰的視線。如果僅使用一個(gè)具有天線陣列112的RF模塊106，它可能位于受衰減材料遮掩的位置。因此，可為天線分集在不同位置使用多個(gè)RF模塊106。例如，使用RF模塊106的哪一個(gè)或哪一些可取決于希望通信的遠(yuǎn)端收發(fā)器100的位置。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，收發(fā)器100可相對(duì)應(yīng)于具有鋁質(zhì)底座的筆記本電腦。第一 RF模塊106可位于筆記本電腦屏幕的一側(cè)，而第二 RF模塊106可位于筆記本電腦屏幕的另一側(cè)。當(dāng)遠(yuǎn)端收發(fā)器位于屏幕后面時(shí)，可使用位于屏幕后面的其中一個(gè)RF模塊106。相反地，當(dāng)遠(yuǎn)端收發(fā)器位于屏幕前面時(shí)，可使用位于屏幕前面的另一個(gè)RF模塊106。
可能的情況是，在任一特定時(shí)間僅僅其中一個(gè)RF模塊106可能是活躍的(即，能夠接收或發(fā)送)。因此，當(dāng)其中一個(gè)RF模塊106是活躍的時(shí)，其他RF模塊106可能處于備用狀態(tài)。當(dāng)處于備用狀態(tài)時(shí)，RF模塊106可能僅用于通過接口 109接收命令。進(jìn)一步地，當(dāng)處于備用狀態(tài)時(shí)，RF模塊106可用于在8GHz區(qū)域內(nèi)對(duì)接口 109呈現(xiàn)為充分地高阻抗，從而損失最小量的IF信號(hào)。其中特定一個(gè)RF模塊106的選擇可得到支持。某些實(shí)施例中，多個(gè)RF模塊106可能同時(shí)是活躍的。接下來將討論各種設(shè)計(jì)參數(shù)?；鶐K103與RF模塊106之間的RF信令接口的速度和計(jì)時(shí)精度可用于使活躍模式下的RF模塊106的超額時(shí)間(excess time)最小。希望的是，活躍模式下的超額時(shí)間是收發(fā)器100的全部耗電量的小部分。基帶模塊103能夠?qū)懭隦F模塊106的控制寄存器和配置寄存器。在某一寄存器具有各種操作模式的不同值的情況下，RF模塊106中的寄存器組結(jié)構(gòu)可能在適當(dāng)位置(inplace)，從而在模式轉(zhuǎn)換期間不會(huì)寫入多個(gè)寄存器。配置RF模塊106的控制，從而達(dá)到各種周轉(zhuǎn)時(shí)間。周轉(zhuǎn)時(shí)間可能以不同的幀間間 隔(IFS)類型為基礎(chǔ)，所述幀間間隔類型例如短幀間間隔(SIFS)、縮減幀間間隔(RIFS)、仲裁幀間間隔(AIFS)、分布式協(xié)同功能(DCF)幀間間隔(DIFS)和/或其他。在一個(gè)實(shí)施例中，達(dá)到與無線千兆標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)的周轉(zhuǎn)時(shí)間。圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、在接口 109的屏蔽同軸電纜上存在的多路復(fù)用信號(hào)130的一個(gè)實(shí)例的示意圖。例如，多路復(fù)用信號(hào)130可包含直流(DC)分量、時(shí)鐘參考信號(hào)、控制信號(hào)和IF信號(hào)。DC分量可用于為沒有附加電源連接的RF模塊106供電。至少部分地基于同軸接口 109的屬性選擇IF信號(hào)的頻率。例如，通?？衫玫钠帘瓮S電纜在大約8GHz可能具有可接受的信號(hào)損失，但是在大約8GHz之后該信號(hào)可能陡然下降。同樣，可能的情況是，超過大約8GHz時(shí)測試設(shè)備更昂貴。因此，選擇8GHz附件的頻率作為IF頻率?？蓮幕鶐K103發(fā)送用作接口 109的位時(shí)鐘的鎖相環(huán)(PLL)參考。在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)鐘參考信號(hào)為270MHz、控制信號(hào)為2. 64GHz、以及IF信號(hào)為8. 64GHz。在其他實(shí)施例中，控制信號(hào)可選作為多個(gè)參考信號(hào)，以及IF信號(hào)可選作為多個(gè)控制信號(hào)。作為非限制性實(shí)例，時(shí)鐘參考信號(hào)可能為270MHz，控制信號(hào)可能為2. 7GHz (10乘以270MHz)，以及IF信號(hào)可能為8. IGHz (3乘以2. 7GHz)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制信道載波頻率為OHz。某些情況下，可選擇控制信道載波頻率從而與IF或RF頻率對(duì)接。通過根據(jù)諧波關(guān)系選擇頻率，可使信號(hào)間的干擾最小化。圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、用于調(diào)制和解調(diào)多路復(fù)用信號(hào)130 (圖3)的控制信號(hào)的基帶模塊103和RF模塊106的組件的框圖。在基帶模塊103中，調(diào)制級(jí)至少部分地基于內(nèi)部生成的PLL時(shí)鐘參考生成調(diào)制控制信號(hào)。振幅鍵控(ASK)調(diào)制可用于調(diào)制載波?？刹捎孟鄳?yīng)于開/關(guān)鍵控的100%的調(diào)制深度。替代性地，可采用可編程的調(diào)制深度，從而適應(yīng)由于信號(hào)非常大的變化導(dǎo)致的問題，例如由電壓控制振蕩器(VCO)牽引和其他原因造成的問題?？勺冸娮杵骺煽刂齐S后提供給混頻器的調(diào)制級(jí)的輸出信號(hào)電平。然后，來自本地振蕩器的載波信號(hào)與調(diào)制信號(hào)混頻，從而使調(diào)制信號(hào)向需要的控制RF范圍移動(dòng)?？煞糯螽a(chǎn)生的信號(hào)并通過同軸接口 109向RF模塊106發(fā)送該信號(hào)。在RF模塊106中，由包絡(luò)檢波器放大并處理控制信號(hào)。然后由高通濾波器和限幅器處理該信號(hào)，并將其隨后提供給解調(diào)級(jí)。解調(diào)級(jí)使用來自接口 109的時(shí)鐘參考來解調(diào)接收的控制信號(hào)。接下來將討論RF模塊106中調(diào)制的幾個(gè)示例性實(shí)施例。在第一實(shí)施例中，可采用ASK調(diào)制。RF模塊106可生成適合于其他用途的控制信號(hào)的載波，并可因此使用最小電路來生成它自己的調(diào)制載波。然后，RF模塊106可采用相對(duì)于基帶模塊103相同的調(diào)制碼和線路編碼。例如，RF模塊106可采用可控的最大值100%的調(diào)制指數(shù)。某些情況下，RF模塊106的讀回功能可能不具有時(shí)序臨界約束(timing critical restraint)。因此,讀回的數(shù)據(jù)速率可能顯著降低。在一個(gè)非限制性實(shí)例中，RF模塊106的讀回?cái)?shù)據(jù)速率可能為67. 5MHz，其相當(dāng)于270MHz的參考信號(hào)除以4。如果RF模塊106沒有包含控制載波源,可分割(divided down) RF電壓控制振蕩器以生成頻率與控制載波接近的源。隨著采用調(diào)幅，可能不需要載波頻率同步化。采用上述方法，可能需要在可執(zhí)行讀回前使能RF PLL為適當(dāng)頻率。在第二實(shí)施例中，可采用載波頻偏調(diào)制。在這一實(shí)施例中，可假設(shè)的是，RF模塊106原本(otherwise)不包含本地載波源,而且生成上述載波的成本可能顯著。RF模塊106可通過將基帶模塊103的載波與時(shí)鐘參考混頻生成頻偏(offset)雙邊帶載波，從而由控制RF載波信號(hào)(例如，2700MHz)加上或減去時(shí)鐘參考信號(hào)(例如，加上或減去270MHz)來生成載波。然后可如聯(lián)系基帶模塊103所描述的、ASK調(diào)制生成的載波。在第三實(shí)施例中，可采用載波頻偏負(fù)載調(diào)制。在這一實(shí)施例中，可假設(shè)的是，RF模塊106原本不包含本地控制載波源，而且生成上述載波的成本可能顯著。例如，這里的調(diào)制信號(hào)可以是270MHz曼徹斯特編碼信號(hào)或雙邊帶抑制載波信號(hào)，所述信號(hào)具有由部分270MHz速率的數(shù)據(jù)、在正或負(fù)270MHz調(diào)制的載波。然后，合成信號(hào)可負(fù)載調(diào)制回基帶模塊103。這一調(diào)制過程可能與13MHz RFID調(diào)制和近場通信(NFC)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制中采用的調(diào)制相似。應(yīng)該注意的是，負(fù)載調(diào)制過程可能是調(diào)諧操作，從而調(diào)制過程不會(huì)影響主IF信號(hào)或參考信號(hào)。如果主IF信號(hào)可能受影響，那么在寂靜時(shí)間期間，當(dāng)關(guān)掉主IF載波而且時(shí)鐘參考質(zhì)量(clock reference quality)不是臨界時(shí),讀回接著可能受限發(fā)生。由于與控制接口的發(fā)送和接收路徑關(guān)聯(lián)的延遲，在時(shí)鐘參考與發(fā)送的和接收的符號(hào)之間可能存在延遲，所述發(fā)送的和接收的符號(hào)與時(shí)鐘同步。采用的電路可用于使這一延遲最小化，或者在接收器內(nèi)包含延遲補(bǔ)償電路從而正確采樣接收的位?？刹捎酶鞣N時(shí)鐘及數(shù)據(jù)恢復(fù)(CDR)技術(shù)，其包含PLL、自校相位偵測器、傳輸延遲校準(zhǔn)、和/或其他技術(shù)。移動(dòng)至圖5，顯示在前向鏈路上因控制數(shù)據(jù)流量采用的包格式150的一個(gè)實(shí)例。包格式150包含前導(dǎo)碼字段151、字符定界符字段153、地址字段155、數(shù)據(jù)字段157、循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)字段159、以及潛在地其他數(shù)據(jù)。例如，前導(dǎo)碼字段151可包含交替的Is和Os、以在字符定界符153之前為去除DC (DC removal)提供無直流(DC)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，前導(dǎo)碼字段151的最后位是字符定界符字段153的第一位的倒數(shù)。字符定界符153是標(biāo)志 字節(jié)流開始的預(yù)設(shè)位序列。如果多個(gè)RF模塊106與接口 109連接，特定的字符定界符可用于RF模塊106的選擇。地址字段155可包含指示正寫入或讀取的內(nèi)存映射地址的一個(gè)或多個(gè)字節(jié)。數(shù)據(jù)字段157可包含多字節(jié)的寫入數(shù)據(jù)。在讀取操作中，數(shù)據(jù)字段157可省略。對(duì)基本的寫命令而言，字節(jié)數(shù)可固定為預(yù)設(shè)數(shù)量。CRC字段159包含覆蓋地址字段155和數(shù)據(jù)字段157的標(biāo)準(zhǔn)CRC。在一個(gè)實(shí)施例中，CRC是16位CRC。為了簡化接收器的設(shè)計(jì)，可使用8b/10b編碼或其他編碼技術(shù)來編碼發(fā)送的包格式150中除了前導(dǎo)碼字段151以外的段。例如，對(duì)從多達(dá)4個(gè)的RF模塊106選擇RF模塊而言，可使用具有兩個(gè)選項(xiàng)(運(yùn)行差異(RD) = -I或RD = +1)的K28. 5或K28. I編碼字符定界符字段153?？蛇x擇8b/10b代碼集內(nèi)的這兩個(gè)特殊字符，因?yàn)橹灰皇褂肒28. 7特殊字符，它們具有在其他編碼字的組合中不存在的、五位相同符號(hào)的獨(dú)特運(yùn)行。在控制字作為字符定界符以及RF模塊選擇的這一特殊用法中，可使用其他控制碼。這是因?yàn)樵谶@一實(shí)例中在字符定界符之前的位將為“01”或“10”。
魯棒前向鏈路上誤碼的可能性較罕見。因此，基帶模塊103可通過執(zhí)行單一的讀操作、用于檢驗(yàn)多個(gè)編寫事務(wù)塊(a block of multiple write transaction)的完整性。在一個(gè)實(shí)施例中，RF模塊106包含追蹤接收的編寫事務(wù)數(shù)量的計(jì)數(shù)器，以及追蹤接收的、具有CRC誤差或其他誤差的編寫事務(wù)數(shù)量的計(jì)數(shù)器?；鶐K103可讀取這些計(jì)數(shù)器來確定RF模塊106是否接收全部的編寫事務(wù)、以及確定任一事務(wù)是否導(dǎo)致誤差。計(jì)數(shù)器的讀取可設(shè)定計(jì)數(shù)器復(fù)位為零，所述計(jì)數(shù)器的讀取可對(duì)應(yīng)于寄存器的單一讀取。可為反向數(shù)據(jù)鏈路采用相同的包格式150。例如，為了在相同接口 109支持多個(gè)RF模塊106，可使用具有兩個(gè)選項(xiàng)(運(yùn)行差異(RD) = -I或RD = +1)的K28. 5或K28. I編碼字符定界符字段153。在一個(gè)實(shí)施例中，字符定界符值的賦值(assignment)可能是通過RF模塊106的芯片封裝上的選擇器管腳(selector pin)。接下來參考圖6，顯示可因前向鏈路上的自動(dòng)增益控制(AGC)數(shù)據(jù)流量采用的流格式160的一個(gè)實(shí)例。對(duì)AGC流量而言，可采用預(yù)設(shè)的最大值的事務(wù)處理時(shí)間。例如,短訓(xùn)練字段(STF)中的64個(gè)符號(hào)或G128的一半可能是充足的。為了遵守預(yù)設(shè)的最大值的事務(wù)處理時(shí)間，可采用縮短的包格式或AGC數(shù)據(jù)的連續(xù)流來中繼AGC數(shù)據(jù)。提出流包格式160，其中基于接收的、將RF模塊106設(shè)定為接收模式的數(shù)據(jù)包將RF模塊106配置為AGC模式。自設(shè)定接收模式的任一后續(xù)事務(wù)可處于流模式。在流模式下，RF模塊106接收的下一字符定界符字段153指示流的開始。例如，從字符定界符字段153的終點(diǎn)開始，接收的數(shù)據(jù)相當(dāng)于5b/6b格式的代碼，所述5b/6b格式為8b/10b編碼的子集。該數(shù)據(jù)相當(dāng)于多個(gè)AGC字161a、161b. .. 161N。例如，流的終點(diǎn)可由至少六個(gè)0或六個(gè)I的數(shù)列指示，所述流的終點(diǎn)是5b/6b編碼違例(codingviolation)。例如，可將每個(gè)AGC字161編碼為RF模塊106的查閱表中的絕對(duì)指針、或編碼為RF模塊106的查閱表的相對(duì)步長(relative step)。AGC字161的這些編碼可取決于查閱表的大小。參照?qǐng)D7，顯示用于配置RF模塊106的天線陣列的天線配置查閱表170的一個(gè)實(shí)例配置。例如，無線千兆標(biāo)準(zhǔn)為扇級(jí)(sector-level)掃描和波束精化定義最大為64波束的配置。為允許實(shí)現(xiàn)的靈活性，天線配置查閱表170可包含波束選擇配置(例如，16個(gè)配置)、面向連接配置、偽全方位(pseudo-omni)配置、以及潛在地其他配置的段。在一個(gè)實(shí)施例中，賦值8-位指針用于天線配置，假設(shè)少于256個(gè)配置。在一個(gè)實(shí)施例中，RF模塊106具有發(fā)送與接收共享的17個(gè)天線路徑?？少x值相位設(shè)定(對(duì)應(yīng)于圖7中的“phi”)和單位天線選擇設(shè)定(對(duì)應(yīng)于圖7中的“Act”)。對(duì)給定配置而言，天線選擇位可指示給定天線將是活躍的或禁用的。在正常操作中，RF模塊106的單一寄存器寫入可配置待使用的天線配置、TX或RX模式的選擇、發(fā)射機(jī)增益設(shè)定、和/或其他配置設(shè)定。在正常包操作中，基帶模塊103將在STF獲取之前、在數(shù)據(jù)包接收期間測量接收的信號(hào)強(qiáng)度?？煽氐目傇鲆媸腔鶐K103和RF模塊106增益中增益級(jí)的組合?；谛枰脑鲆嬖O(shè)定，基帶模塊103可能不得不向RF模塊106發(fā)送增益設(shè)定消息。例如，增益設(shè)定消息配置得相對(duì)較短，從而STF中使用的1/3的128符號(hào)長的戈萊碼(128 symbol longGolay code)用于增益變化事務(wù)。對(duì)增益變化事務(wù)而言,這體現(xiàn)為25ns的最大值。在正常操作期間，可 假設(shè)的是，在SIFS或DIFS時(shí)期之后，RF模塊106將用于發(fā)送或接收?？膳渲每刂平涌冢瑥亩梢赃x擇TX/RX配置、可以選擇天線配置、以及在單一事務(wù)中可以完全指定傳輸增益。正常操作和波束精化協(xié)議中使用的天線配置存儲(chǔ)在天線配置查閱表170中。因此，僅需要發(fā)送查閱表的指針。移動(dòng)至圖8，顯示在波束精化操作期間可采用的波束精化包格式180的一個(gè)實(shí)例。波束精化包格式180可包含短訓(xùn)練字段(STF) 181、信道估測字段(CEF) 183、報(bào)頭字段185、數(shù)據(jù)字段187、多個(gè)AGC字段189、多個(gè)訓(xùn)練期-接收/發(fā)送(TRN-R/T)字段191、以及潛在地其他數(shù)據(jù)。在波束精化操作期間，數(shù)據(jù)包的波束精化段內(nèi)的一套AGC字段189意圖是由接收器用來確定波束精化操作中使用的每個(gè)天線配置的最佳增益控制設(shè)定。例如，每個(gè)AGC字段189可包含四個(gè)64-位戈萊碼193a、193b、193c和193d。AGC序列過程中可采用兩種示例性方法。在第一方法中，可確定每個(gè)天線配置的最佳增益。這種情況下，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)每個(gè)天線配置的增益。存儲(chǔ)增益設(shè)定以在TRN-R/T字段191中再使用。在第二方法中，確定接收具有最大信號(hào)功率的天線配置所必需的增益。這種情況下，如果AGC字段189的任一部分超過需要的設(shè)定，則降低增益。例如，從正常包接收模式開始可改變AGC算法，所述正常包接收模式下，在RF模塊106中采用三個(gè)增益步長的最大值。這是可能的，由于在TRN-R/T字段191中可接收128位戈萊信號(hào)，并且21dB的處理增益考慮到了戈萊相關(guān)器輸入的更低信噪比。由于經(jīng)過IF接口的不確定性，可假設(shè)的是，對(duì)發(fā)送的AGC字段189或TRN-R/T字段191的每個(gè)段而言，由于傳輸過程，可能損壞(corrupt)位元的初始數(shù)量(例如,64位或其他數(shù)量)。因此，對(duì)AGC字段189而言，如果采用描述的第一方法，可能損壞每個(gè)AGC字段189的第一 64-位戈萊碼193a。在TRN-R/T字段191的情況下，可發(fā)送五個(gè)128-位戈萊碼。后四個(gè)可用于信道估測。替代性地，中間三個(gè)128-位戈萊碼可用于信道估測。在接收波束精化程序期間，天線配置變化和AGC變化可能以非常緊密的順序(very tight sequence)發(fā)生。這可將嚴(yán)格時(shí)序(stringent timing)和包結(jié)構(gòu)的配置需求強(qiáng)加于這一操作。這采用AGC字段189得以放大，其中可期望的是，天線配置占用小于一個(gè)64-位戈萊碼193的信號(hào)周期。這相當(dāng)于小于270MHz時(shí)鐘頻率的10位數(shù)據(jù)。這一操作可能處于有限狀態(tài)機(jī)(FSM)的控制下，通過控制信道編程和觸發(fā)所述有限狀態(tài)機(jī)?？杉僭O(shè)的是，校準(zhǔn)時(shí)序不如其他情況下那么關(guān)鍵?？赡苁墙涌谥袥]有包含特殊的校準(zhǔn)功能。因此，基本的寄存器讀/寫操作的使用可用于校準(zhǔn)目的。接下來參考圖9，顯示可能用于接口 109的控制信道的通用包格式200的一個(gè)實(shí)例。包格式200包含高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)字段202、報(bào)頭字段204、數(shù)據(jù)字段206和CRC字段208。在一個(gè)非限制性實(shí)例中，HDLC字段202是7位、報(bào)頭字段204是12位、以及CRC字段是10位。在一個(gè)實(shí)施例中，HDLC字段202可包含定界符，所述定界符包含6個(gè)或其他數(shù)量的、由0緊跟著的連續(xù)位。在其他實(shí)施例中可采用其他模式。收發(fā)器100中可使用編碼器來確保除了包起點(diǎn)或包終止(packet abort)以外這一模式不會(huì)發(fā)生。這考慮了當(dāng)較高重要性的操作出現(xiàn)時(shí)，將中斷較低重要性的操作。報(bào)頭字段204可包含幾個(gè)子字段，所述子字段例如設(shè)備號(hào)字段210、數(shù)據(jù)長度字段212、包類型字段214、奇偶校驗(yàn)字段216、和/或其他字段。在一個(gè)非限制性實(shí)例中，設(shè)備號(hào)字段210為3位、數(shù)據(jù)長度字段212為4位、包類型字段214為3位、以及奇偶校驗(yàn)字段216為2位。例如，設(shè)備號(hào)字段210可包含RF模塊106的設(shè)備號(hào)、或者用于同時(shí)編程某些或全部RF模塊106的廣播定界符。數(shù)據(jù)長度字段212提供可用于考慮到多個(gè)連續(xù)寄存器讀或?qū)懙臄?shù)據(jù)長度。包類型字段214可用于指示為不同操作指定的不同包類型，例如，所述不同操作包括寄存器讀/寫存取、流AGC模式、低延遲寫、和/或其他操作。奇偶校驗(yàn)字段216 可提供報(bào)頭位(header bit)的保護(hù)。接下來參考圖10，顯示根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的提供部分收發(fā)器100的操作的一個(gè)實(shí)例的流程圖。應(yīng)該理解的是，圖10的流程圖僅提供了許多不同類型功能圖的實(shí)例，所述不同類型功能圖可用于實(shí)現(xiàn)如這里所描述的部分收發(fā)器100的操作。開始于方框503，收發(fā)器100獲取基帶數(shù)據(jù)信號(hào)。在方框506，收發(fā)器100在基帶模塊103中(圖I)生成多路復(fù)用信號(hào)。例如，多路復(fù)用信號(hào)可包含直流分量、時(shí)鐘參考頻率的時(shí)鐘參考信號(hào)、控制載波頻率的控制信號(hào)和中頻數(shù)據(jù)信號(hào)。直流分量可用于供電射頻模塊106(圖I)。控制信號(hào)可編碼用于控制射頻模塊106的操作的一個(gè)或多個(gè)命令。中頻數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)應(yīng)于中頻的數(shù)據(jù)信號(hào)。在方框509，收發(fā)器100通過單個(gè)屏蔽同軸電纜從基帶模塊103向射頻模塊106發(fā)送多路復(fù)用信號(hào)。在方框512，收發(fā)器100在射頻模塊106中解碼控制信號(hào)。這時(shí)，收發(fā)器100恢復(fù)一個(gè)或多個(gè)命令來控制射頻模塊106的操作。該命令可調(diào)節(jié)自動(dòng)增益控制設(shè)定、選擇天線陣列112中的一個(gè)或多個(gè)天線、選擇活躍的多個(gè)射頻模塊106的一個(gè)或多個(gè)、以及執(zhí)行其他功能。例如，命令可觸發(fā)射頻模塊106中的自主有限狀態(tài)機(jī)來調(diào)節(jié)自動(dòng)增益控制設(shè)定。在方框515，收發(fā)器100在射頻模塊106中將中頻信號(hào)上變頻為極高頻信號(hào)。在方框518，收發(fā)器100通過射頻模塊106中并置的天線陣列112 (圖I)無線發(fā)送極高頻信號(hào)。然后，部分收發(fā)器100的操作終止。在接收操作中，收發(fā)器100可反過來執(zhí)行圖10的某些操作。換言之，RF模塊106可接收極高頻數(shù)據(jù)信號(hào)，然后將其下變頻為中頻。可在相同的同軸電纜上向基帶模塊103發(fā)送下變頻的數(shù)據(jù)信號(hào)。另外，RF模塊106存儲(chǔ)的參數(shù)可通過控制信號(hào)由基帶模塊103讀回。本文描述的各個(gè)系統(tǒng)可嵌入在專用硬件中或軟件/通用硬件與專用硬件的組合中。如果嵌入在專用硬件中，每個(gè)可實(shí)現(xiàn)為采用了許多技術(shù)組合的任何一項(xiàng)的電路或狀態(tài)機(jī)。這些技術(shù)可包含但不限于分立元件邏輯電路、具有適當(dāng)邏輯門的特殊用途集成電路或其他組件等，所述分立元件邏輯電路具有根據(jù)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)各種邏輯功能的邏輯門。這些技術(shù)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員通常是已知的，因此在此不詳細(xì)描述。圖10的流程圖顯示部分收發(fā)器100的實(shí)施方式的功能和運(yùn)行。如果嵌入在軟件中，每個(gè)塊可體現(xiàn)為包含實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能的程序指令的模塊、段、或部分代碼。程序指令可能以源代碼或機(jī)器碼的形式嵌入，所述源代碼包含以編程語言寫入的人可讀的語句，所述機(jī)器碼包括合適的執(zhí)行系統(tǒng)(例如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其他系統(tǒng)中的處理器)可識(shí)別的數(shù)字指令。機(jī)器碼可由源代碼等轉(zhuǎn)換得來。如果嵌入在硬件中，每個(gè)塊可體現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能的電路或許多互連電路。盡管圖10的流程圖顯示特定的執(zhí)行順序，但是應(yīng)該理解的是，執(zhí)行順序可能與描述的該順序不同。例如，相對(duì)于顯示的順序可擾亂兩個(gè)或多個(gè)塊的執(zhí)行順序。同樣，圖10中顯示為連續(xù)的兩個(gè)或多個(gè)塊可能同時(shí)執(zhí)行或局部同時(shí)執(zhí)行。進(jìn)一步地，在某些實(shí)施例中，可跳過或省略圖10中顯示的一個(gè)或多個(gè)塊。另外，為了增強(qiáng)的實(shí)用性、決算、性能測量、或發(fā)現(xiàn)并修理故障提供幫助等，任何數(shù)量的計(jì)數(shù)器、狀態(tài)變量、警告信號(hào)或消息可增加至這里描述的邏輯流程中。應(yīng)該理解的是，所有這些變形在本公開的范圍內(nèi)。同樣地，這里描述的包含軟件或代碼的任何邏輯或應(yīng)用程序可嵌入在任一非短暫性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，指令執(zhí)行系統(tǒng)、例如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其他系統(tǒng)中的處理器使用該非短暫性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，或與該非短暫性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)相關(guān)聯(lián)。在這種意義上，例如，邏輯可包括包含指令或說明的語句，所述指令或說明從計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)取得或由指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行。在本公開的情況下，“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”可以是包含、存儲(chǔ)或維持這里描述的邏輯或應(yīng)用程序的任何介質(zhì)，指令執(zhí)行系統(tǒng)使用該邏輯或應(yīng)用程序、或者與該邏輯或應(yīng)用程序相關(guān)聯(lián)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括許多物理媒介的任何一個(gè)，所述物理媒介例如磁的、光的或半導(dǎo)體的媒介。合適的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的更多特定實(shí)例將包含但不限于磁帶、軟磁盤(magnetic floppy diskett)、磁性硬盤驅(qū)動(dòng)、存儲(chǔ)卡、固態(tài)驅(qū)動(dòng)、USB閃盤驅(qū)動(dòng)或光盤。同樣地，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可能是隨機(jī)存取內(nèi)存(RAM)，所述隨機(jī)存取內(nèi)存例如靜態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(SRAM)和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(DRAM)或磁隨機(jī)存取內(nèi)存(MRAM)。另外，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可能是只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)、可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)或其他類型的存儲(chǔ)設(shè)備。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，本公開的上述實(shí)施例僅為實(shí)施方式的可能實(shí)例，所述實(shí)施方式闡明對(duì)本公開原理的清晰理解?；旧?，在沒有背離本公開的精神和原理的情況下可對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行許多變形和修改。所有這些修改和變形應(yīng)包含在這一公開的范圍內(nèi)并受以下權(quán) 利要求的保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種收發(fā)器，其特征在于，所述收發(fā)器包括 用于發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的基帶模塊； 用于發(fā)送極高頻的所述數(shù)據(jù)信號(hào)的射頻模塊，；以及 其中，所述基帶模塊與所述射頻模塊通過同軸電纜連接，所述基帶模塊用于通過所述同軸電纜向所述射頻模塊發(fā)送多路復(fù)用信號(hào)，以及所述多路復(fù)用信號(hào)包含調(diào)制為控制載波頻率的控制信號(hào)和調(diào)制為中頻的數(shù)據(jù)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的收發(fā)器，其特征在于，所述射頻模塊還用于 接收所述極高頻的其他數(shù)據(jù)信號(hào)； 將所述其他數(shù)據(jù)信號(hào)下變頻為所述中頻；以及 通過所述同軸電纜向所述基帶模塊發(fā)送中頻的所述其他數(shù)據(jù)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的收發(fā)器，其特征在于，所述基帶模塊和所述射頻模塊各自相當(dāng)于單獨(dú)的集成電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的收發(fā)器，其特征在于，所述收發(fā)器包含多個(gè)射頻模塊，所述控制信號(hào)編碼命令以選擇至少一個(gè)所述射頻模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的收發(fā)器，其特征在于，所述射頻模塊的第一個(gè)通過所述同軸電纜與所述基帶模塊連接，所述射頻模塊的第二個(gè)通過其他同軸電纜與所述射頻模塊的所述第一個(gè)連接，以及所述射頻模塊的第一個(gè)用于連接所述同軸電纜與所述其他同軸電纜。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的收發(fā)器，其特征在于，所述射頻模塊包含具有至少一個(gè)天線的天線陣列。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的收發(fā)器，其特征在于，除了通過所述同軸電纜以外所述基帶模塊和所述射頻模塊無連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的收發(fā)器，其特征在于，所述多路復(fù)用信號(hào)包含直流分量，所述射頻模塊由所述直流分量供電。
9.一種接收器，其特征在于，所述接收器包括 接收極高頻的數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置，所述接收裝置還包括 將所述數(shù)據(jù)信號(hào)下變頻為中頻的裝置；以及 通過同軸電纜發(fā)送所述中頻的所述數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置； 通過多路復(fù)用的控制信號(hào)、通過所述同軸電纜在控制載波頻率控制所述接收裝置的裝置；以及 將所述中頻的數(shù)據(jù)信號(hào)解碼為基帶信號(hào)的裝置。
10.一種方法，其特征在于，所述方法包括步驟 在基帶模塊中獲取基帶數(shù)據(jù)信號(hào)； 在所述基帶模塊中生成多路復(fù)用信號(hào)，所述多路復(fù)用信號(hào)包含時(shí)鐘參考信號(hào)、控制信號(hào)和中頻數(shù)據(jù)信號(hào)，所述中頻數(shù)據(jù)信號(hào)由所述基帶數(shù)據(jù)信號(hào)生成； 通過屏蔽同軸電纜向至少一個(gè)射頻模塊發(fā)送所述多路復(fù)用信號(hào)； 在所述至少一個(gè)射頻模塊中解碼所述控制信號(hào)、從而恢復(fù)至少一個(gè)命令來控制所述至少一個(gè)射頻模塊的所述操作； 在所述至少一個(gè)射頻模塊中將所述中頻數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻為極高頻數(shù)據(jù)信號(hào)；以及 通過所述至少一個(gè)射頻模塊中并置的天線陣列無線發(fā)送所述極高頻數(shù)據(jù)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射頻模塊控制接口，采用基帶模塊和射頻模塊的極高頻收發(fā)器的各個(gè)實(shí)施例。基帶模塊和射頻模塊通過同軸電纜連接。同軸電纜攜載可包含直流分量、時(shí)鐘參考、控制信號(hào)和中頻信號(hào)的多路復(fù)用信號(hào)?？刂菩盘?hào)編碼用于控制射頻模塊的操作的一個(gè)或多個(gè)命令。在某些實(shí)施例中可采用多個(gè)射頻模塊。
文檔編號(hào)H04B1/06GK102655418SQ201110406360
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者尼古拉斯·卡本, 布里馬·伊拉希姆, 科吉·基穆拉, 肖恩·尼科爾森, A·切思戈 賈森· 申請(qǐng)人:美國博通公司