本申請要求來自2014年3月27日提交的共同擁有的美國臨時(shí)專利申請No.61/971,211和2015年3月20日提交的美國非臨時(shí)專利申請No.14/664,550的優(yōu)先權(quán),上述申請的內(nèi)容以它們的整體通過引用明確地并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
本公開一般性地涉及電子器件,并且更具體涉及反饋接收路徑。
背景技術(shù):
一般期望減小用于發(fā)射器和接收器的裸片面積。因?yàn)槁闫娣e有時(shí)被可用接口引腳的數(shù)目所限制,所以減少引腳的數(shù)目可以使得裸片面積能夠被減小。
發(fā)射功率控制可以使用開環(huán)功率控制來完成。開環(huán)功率控制可能增加工廠校準(zhǔn)時(shí)間,可能遭受由于電源變化和溫度變化所致的準(zhǔn)確度降級,并且可能使用復(fù)雜的查找表。備選地,反饋接收器能夠用來對所發(fā)射的信號進(jìn)行檢測和下變頻,以產(chǎn)生能夠在反饋環(huán)路中用來控制發(fā)射功率的信號信息。
附圖說明
在附圖中,相似的參考標(biāo)號貫穿各種視圖指代相似的部分,除非另有指示。對于具有字母符號標(biāo)識(諸如“102a”或“102b”)的參考標(biāo)號,字母符號標(biāo)識可以區(qū)分存在于相同附圖中的兩個相似部分或元件。當(dāng)意圖為參考標(biāo)號在所有附圖中涵蓋具有相同參考標(biāo)號的所有部分時(shí),用于參考標(biāo)號的字母符號標(biāo)識可以省略。
圖1是示出了與無線通信系統(tǒng)進(jìn)行通信的無線設(shè)備的示圖。
圖2是圖1的無線設(shè)備的示圖,其描繪了如下的組件,這些組件包括可操作在低中頻(低IF)模式中并且可操作在基帶或零IF模式中的反饋接收路徑。
圖3是圖1的無線設(shè)備的另一示圖,其描繪了如下的組件,這些組件包括具有外差配置并且操作在低IF模式中的圖2的反饋接收路徑。
圖4是圖1的無線設(shè)備的另一示圖,其描繪了如下的組件,這些組件包括可操作在低IF模式中的圖2的反饋接收路徑并且還包括可以用來向數(shù)字基帶設(shè)備傳輸反饋接收信號的接收路徑。
圖5A是可以由圖1的無線設(shè)備執(zhí)行的發(fā)射功率控制操作中可以使用的功率電平的圖形示圖。
圖5B是圖示了反饋接收路徑處的信號的片上功率估計(jì)的時(shí)序的圖形示圖,該片上功率估計(jì)在圖5A的發(fā)射功率控制操作期間由圖1的無線設(shè)備來執(zhí)行。
圖6圖示了可以在圖1的無線設(shè)備中執(zhí)行的方法的示例性實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
詞語“示例性”在本文中用來意指“作為示例、實(shí)例或例示”。本文中被描述為“示例性”的任何方面不必然被解釋為相對其他方面是優(yōu)選的或有利的。
在本描述中,術(shù)語“應(yīng)用”還可以包括具有可執(zhí)行內(nèi)容的文件,諸如:對象代碼、腳本、字節(jié)代碼、標(biāo)記語言文件、以及補(bǔ)丁。另外,本文所提及的“應(yīng)用”可以包括性質(zhì)上不可執(zhí)行的文件,諸如可能需要打開的文檔或者需要被訪問的其他數(shù)據(jù)文件。
如本文所使用的,術(shù)語“在線”是指當(dāng)通信設(shè)備在使用中時(shí),諸如當(dāng)從事于數(shù)據(jù)或語音通信會話時(shí),執(zhí)行諸如本文所描述的發(fā)射功率控制。
圖1是示出了與無線通信系統(tǒng)120進(jìn)行通信的無線設(shè)備110的示圖。無線通信系統(tǒng)120可以為長期演進(jìn)(LTE)系統(tǒng)、碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)、或一些其他無線系統(tǒng)。CDMA系統(tǒng)可以實(shí)施寬帶CDMA(WCDMA)、CDMA 1X、演進(jìn)數(shù)據(jù)優(yōu)化(EVDO)、時(shí)分同步CDMA(TD-SCDMA)、或CDMA的一些其他版本。為了簡單,圖1示出了包括兩個基站130和132以及一個系統(tǒng)控制器140的無線通信系統(tǒng)120。一般而言,無線通信系統(tǒng)可以包括任何數(shù)目的基站和網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的任何集合。
無線設(shè)備110還可以稱為用戶設(shè)備(UE)、移動站、終端、接入終端、訂戶單元、站等。無線設(shè)備110可以為蜂窩電話、智能電話、平板計(jì)算機(jī)、無線調(diào)制解調(diào)器、個人數(shù)字助理(PDA)、手持式設(shè)備、膝上型計(jì)算機(jī)、智能本、上網(wǎng)本、平板計(jì)算機(jī)、無繩電話、無線本地環(huán)路(WLL)站、藍(lán)牙設(shè)備等。無線設(shè)備110可以與無線通信系統(tǒng)120進(jìn)行通信。無線設(shè)備110還可以接收來自廣播站(例如,廣播站134)的信號、來自一個或多個全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)中的衛(wèi)星(例如,衛(wèi)星150)的信號等。無線設(shè)備110可以支持用于無線通信的一個或多個無線電技術(shù),諸如LTE、WCDMA、CDMA 1X、EVDO、TD-SCDMA、GSM、802.11等。
無線設(shè)備110可以支持載波聚合,載波聚合包括對多個載波的操作。載波聚合還可以稱為多載波操作。無線設(shè)備110可以被配置為操作在低頻帶(LB)頻率帶組(例如,一個或多個頻帶中所包括的最高頻率不超過1000兆赫茲(MHz)的一個或多個頻帶的“頻帶組”)、中頻帶(MB)頻率帶組(例如,一個或多個頻帶中所包括的最低頻率超過1000MHz并且一個或多個頻帶中所包括的最高頻率不超過2300MHz的一個或多個頻帶的“頻帶組”)、和/或高頻帶(HB)頻率帶組(例如,一個或多個頻帶中所包括的最低頻率超過2300MHz的一個或多個頻帶的“頻帶組”)中。例如,低頻帶可以覆蓋698至960MHz,中頻帶可以覆蓋1475至2170MHz,并且高頻帶可以覆蓋2300至2690MHz以及3400至3800MHz。低頻帶、中頻帶以及高頻帶指代三組頻帶(或頻帶組),并且每個頻帶組包括多個頻率帶(或簡稱為“頻帶”)。在一些實(shí)施方式中,每個頻帶可以具有小于或等于200MHz的帶寬,并且可以包括一個或多個載波。每個載波在LTE中可以覆蓋多達(dá)20MHz。LTE發(fā)布11支持35個頻帶,它們稱為LTE/UMTS頻帶并且在3GPP TS 36.101中列出。
無線設(shè)備110可以包括收發(fā)器,該收發(fā)器具有生成用于發(fā)射的無線信號的發(fā)射路徑。無線設(shè)備110的反饋接收(FBRx)路徑可以處理所發(fā)射信號的一部分,并且可以包括能量測量電路以使得無線設(shè)備110能夠執(zhí)行所發(fā)射信號的功率控制。接收反饋路徑被配置為操作在低中頻(低IF)模式中。例如,反饋接收路徑可以在低IF模式中被操作以確定一個或多個參數(shù),諸如用以補(bǔ)償反饋接收路徑的基帶部分中的不準(zhǔn)確DC電壓電平的直流(DC)偏移。所確定的參數(shù)可以由反饋接收路徑用來修改反饋信號,以降低反饋接收路徑的非理想信號處理組件的影響。修改反饋信號可以改進(jìn)基帶(即,零中頻(ZIF))操作模式中的操作期間的能量測量電路的準(zhǔn)確度。關(guān)于圖2-4進(jìn)一步詳細(xì)描述了無線設(shè)備110的接收反饋路徑的示例。
圖2示出了圖1中的無線設(shè)備110的示例性設(shè)計(jì)的框圖。在這種示例性設(shè)計(jì)中,無線設(shè)備110包括收發(fā)器芯片202上的收發(fā)器,收發(fā)器芯片202耦合到數(shù)字基帶芯片204。收發(fā)器芯片202包括發(fā)射路徑220和耦合到發(fā)射路徑220的反饋接收路徑250。反饋接收路徑250可操作在低IF模式和基帶模式中。
發(fā)射路徑220包括基帶輸入214和射頻(RF)輸出207?;鶐л斎?14包括接口,諸如被配置為接收同相(I)信號(例如,發(fā)射信號的I分量)的第一模擬輸入引腳216和被配置為接收正交(Q)信號(例如,發(fā)射信號的Q分量)的第二模擬輸入引腳218?;鶐V波器222、224被配置為對所接收的I信號和Q信號進(jìn)行濾波?;祛l器226、228被配置為分別將基帶濾波器222、224的輸出乘以發(fā)射本地振蕩器(TX LO)信號237,以生成I信號和Q信號的上變頻(頻移)RF版本。組合器230被配置為組合RF I信號和Q信號,并且放大器234被配置為在RF輸出207處提供產(chǎn)生的RF發(fā)射信號221。
功率放大器208可以耦合到RF輸出207,并且被配置為經(jīng)由耦合器210向天線212提供RF發(fā)射信號221的放大版本。耦合器210可以被配置為向反饋接收路徑250的輸入249提供RF信號223,諸如RF發(fā)射信號221的放大版本的一部分或樣本(例如,反饋接收信號),以用于在功率估計(jì)和閉環(huán)發(fā)射功率控制中使用。
反饋接收路徑250的輸入249(例如,經(jīng)由耦合器210和功率放大器208)耦合到RF輸出207。輸入249被配置為接收反饋接收路徑250處的RF信號223。反饋接收路徑250包括低IF/零IF信號生成電路253、耦合到低IF/零IF信號生成電路253的濾波和采樣電路223、經(jīng)由濾波和采樣電路223耦合到低IF/零IF信號生成電路253的消除電路248、以及功率估計(jì)電路266。
低IF/零IF信號生成電路253耦合到輸入249,并且被配置為基于RF信號223生成低IF信號225。例如,如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述的,低IF/零IF信號生成電路253可以被配置為在低IF模式與基帶(例如,零IF)模式之間切換。低IF/零IF信號生成電路253包括混頻器240,混頻器240具有耦合到輸入249的第一混頻器輸入255?;祛l器240具有第二混頻器輸入257。第二混頻器輸入257在低IF模式中耦合到單音生成器電路238,并且在基帶模式中耦合到本地振蕩器電路236。低IF/零IF信號生成電路253被配置為將RF反饋信號251(例如,RF信號223的放大版本)下變頻為基帶信號或低IF信號。為了進(jìn)行說明,放大器252(諸如低噪放大器(LNA))耦合到輸入249并且具有輸出,該輸出耦合到I處理路徑254中的混頻器240和Q處理路徑256中的混頻器241?;祛l器240、241分別被配置為將所接收的RF反饋信號251下變頻,以生成向基帶濾波器242、243提供的經(jīng)下變頻的信號。
濾波和采樣電路223包括基帶濾波器242、243、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)244、245、以及濾波器246、247。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)244處于I處理路徑254中,并且被配置為將經(jīng)濾波的下變頻I信號采樣并轉(zhuǎn)換為向?yàn)V波器246提供的數(shù)字I信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)245處于Q處理路徑256中,并且被配置為將經(jīng)濾波的下變頻Q信號采樣并轉(zhuǎn)換為向?yàn)V波器247提供的數(shù)字Q信號。
消除電路248可以被配置為向反饋接收路徑250處的反饋接收信號應(yīng)用直流(DC)偏移。例如,消除電路248可以包括加法器259,加法器259具有被耦合以接收反饋接收信號(例如,從濾波器246接收的I信號)的第一加法器輸入265并且具有被耦合以接收DC偏移(諸如同相DC偏移(Idc)260)的第二加法器輸入265。加法器259可以被配置為向從濾波器246的輸出接收的I信號應(yīng)用Idc 260。消除電路248還可以包括第二加法器277,第二加法器277被耦合以接收第二反饋接收信號(例如,從濾波器247接收的Q信號)和第二DC偏移,諸如正交DC偏移(Qdc)261。第二加法器277可以被配置為向從濾波器247的輸出接收的Q信號應(yīng)用Ddc 261。
消除電路248還可以被配置為應(yīng)用一個或多個增益,以至少部分地補(bǔ)償本地振蕩器(LO)載波泄漏和/或其他殘留邊帶(RSB)分量。第一放大器262可以向I信號應(yīng)用增益“gi”,第二放大器263可以向I信號應(yīng)用增益“giq”且向Q處理路徑256中的加法器電路279的輸入提供輸出信號,并且第三放大器264可以向Q信號應(yīng)用增益“gq”且向Q處理路徑256中的加法器電路279的另一輸入提供輸出。
反饋接收路徑250包括功率估計(jì)器電路266,功率估計(jì)器電路266耦合到消除電路248和反饋接收路徑的輸出275,并且功率估計(jì)器電路266被配置為生成功率估計(jì)273。功率估計(jì)器電路266從消除電路248的第一放大器262的輸出接收I輸入信號,并且從消除電路248的Q處理路徑256中的加法器電路的輸出接收Q輸入信號。功率估計(jì)273可以基于與發(fā)射路徑220的RF發(fā)射信號221相對應(yīng)的(例如,由混頻器240、241生成的)低IF信號或基帶信號而被生成。
功率估計(jì)器電路266包括第一平方電路268,第一平方電路268被耦合以接收反饋接收路徑250中的第一反饋信號的樣本。例如,第一平方電路268可以被配置為生成與反饋接收路徑250中的第一反饋信號(例如,I輸入信號)的樣本的平方相對應(yīng)的值。功率估計(jì)器電路266進(jìn)一步包括第二平方電路269,第二平方電路269被耦合以接收反饋接收路徑250中的第二反饋信號的樣本。例如,第二平方電路269可以被配置為生成與反饋接收路徑250中的第二反饋信號(例如,Q輸入信號)的第二樣本的平方相對應(yīng)的第二值。平方電路268、269的輸出可以由濾波器270、271來濾波(例如,以對信號樣本的平方進(jìn)行積分),并且經(jīng)濾波的輸出可以被提供給加法器(諸如,加法器電路272)的輸入,該加法器(例如,經(jīng)由濾波器270)耦合到第一平方電路268并且(例如,經(jīng)由濾波器271)耦合到第二平方電路269。加法器電路272的輸出提供功率估計(jì)273。功率估計(jì)273為RF反饋信號251的功率估計(jì)。
反饋接收路徑250可以包括串行輸出引腳276(例如,經(jīng)由RF前端(RFFE)串行接口274耦合到功率估計(jì)器電路266)。串行輸出引腳276被配置為向數(shù)字基帶芯片204發(fā)送RF反饋信號251的功率估計(jì)273。
數(shù)字基帶芯片204包括耦合到發(fā)射增益控制電路284的控制處理器/電路280。發(fā)射增益控制器電路284包括接收將被發(fā)射的信號的I發(fā)射分量(It)286和Q發(fā)射分量(Qt)287的輸入,并且還包括從控制處理器/電路280接收增益控制信號285的輸入。發(fā)射增益控制器電路284被配置為分別向數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)288和289提供經(jīng)增益調(diào)節(jié)的I輸出信號和Q輸出信號,經(jīng)增益調(diào)節(jié)的I輸出信號和Q輸出信號將被發(fā)送給發(fā)射路徑220的基帶輸入214的引腳216、218。
控制處理器/電路280可以包括功率估計(jì)器281,功率估計(jì)器281被配置為基于從反饋接收路徑250接收的信息生成所估計(jì)的發(fā)射功率。例如,功率估計(jì)器281可以被配置為使用經(jīng)由串行輸出引腳276接收的一個或多個數(shù)字功率估計(jì)273來執(zhí)行一個或多個計(jì)算。作為另一示例,如關(guān)于圖4進(jìn)一步詳細(xì)描述的,功率估計(jì)器281可以被配置為基于與經(jīng)由一個或多個模擬引腳接收的反饋接收信號251相對應(yīng)的I分量和Q分量來確定功率估計(jì)。功率估計(jì)器281可以被配置為至少部分地基于所接收的發(fā)射信號(例如,基于在數(shù)字基帶芯片404處接收的發(fā)射信號分量It 286和Qt 287)來生成功率估計(jì)。例如,功率估計(jì)器281可以被配置為確定發(fā)射波形與對應(yīng)于RF反饋信號251的反饋波形之間的相關(guān)性。
控制處理器/電路280可以包括參數(shù)估計(jì)器282。參數(shù)估計(jì)器282可以被配置為確定可以由消除電路248使用的一個或多個參數(shù)值。例如,參數(shù)估計(jì)器282可以被配置為在反饋接收路徑250操作在低IF模式中時(shí)從反饋接收路徑250接收數(shù)據(jù)??刂铺幚砥?電路280和參數(shù)估計(jì)器282中的數(shù)字化的低IF信號可以下變頻為復(fù)數(shù)I基帶信號和Q基帶信號。
控制處理器/電路280可以包括增益估計(jì)器283,增益估計(jì)器283被配置為生成增益控制信號285。例如,增益估計(jì)器283可以將(例如,來自功率估計(jì)器281的)功率估計(jì)與指定功率電平進(jìn)行比較,并且基于比較的結(jié)果生成增益控制信號285。為了進(jìn)行說明,如關(guān)于圖5A-5B進(jìn)一步詳細(xì)描述的,增益估計(jì)器283可以確定所期望的發(fā)射功率電平與所估計(jì)的功率之間的偏差,并且基于該偏差來確定增益調(diào)節(jié)量,或者確定在功率電平控制環(huán)路期間的下一增益步幅。
在操作期間,反饋接收路徑250被配置為在低IF模式與基帶模式之間切換。為了進(jìn)行說明,每個混頻器240、241被配置為(例如,經(jīng)由切換電路290的控制輸入)在從發(fā)射本地振蕩器電路236接收本地振蕩器信號237以對RF反饋信號251進(jìn)行下變頻而在基帶模式中生成基帶信號與從單音生成器電路238接收單音生成器信號239以對RF反饋信號251進(jìn)行下變頻而在低IF模式中生成低IF信號之間進(jìn)行切換。
因?yàn)橛上娐?48應(yīng)用的DC偏移(例如,Idc 260和/或Qdc 261)可能難以在基帶模式中確定,所以反饋接收路徑250可以被配置為操作在低IF模式中以確定DC偏移。反饋接收路徑250可以被配置為在DC偏移被確定之后從低IF模式切換到基帶模式。消除電路248在基帶模式中向反饋接收信號應(yīng)用DC偏移(例如,Idc 260和/或Qdc 261)。
為了進(jìn)行說明,在校準(zhǔn)操作期間,控制處理器/電路280可以生成第一控制信號(未示出),以使得混頻器240、241中的一個或多個混頻器從切換電路290接收單音生成器信號239以用于反饋接收路徑250中的低IF操作?;趤碜苑答伣邮章窂?50的功率估計(jì)273,參數(shù)估計(jì)器282可以生成經(jīng)由一個或多個附加控制信號向消除電路248提供的一個或多個參數(shù)值。
在更新參數(shù)值之后,控制處理器/電路280可以退出校準(zhǔn)操作,并且生成第二控制信號(未示出)以使得混頻器240、241從切換電路290接收TX LO信號237以用于反饋接收路徑250中的基帶操作。在基帶操作中,可以使用反饋接收路徑250中的片上功率估計(jì)來執(zhí)行功率控制操作。
在圖2中所示出的示例性實(shí)施例中,使用在線FBRx路徑250來實(shí)施反饋接收(FBRx)功能,在線FBRx路徑250具有使用同相/正交信號(分別為I路徑/Q路徑254、256)的片上功率估計(jì)。片上功率估計(jì)的使用可以克服發(fā)射功率控制挑戰(zhàn)。反饋接收路徑250可以通過串行接口(RFFE接口)274使用通向數(shù)字基帶(BB)芯片204的零中頻(ZIF)或非ZIF(例如,低IF)接口。這種FBRx功能可以使用已有的串行輸出引腳276來實(shí)施,并且不要求任何附加引腳(例如,無需專用的模擬I反饋引腳和Q反饋引腳)被添加到收發(fā)器芯片202。反饋接收路徑250對發(fā)射(Tx)信號功率進(jìn)行下變頻并且對I^2+Q^2進(jìn)行積分以用于功率估計(jì)。用于FBRx路徑250的嵌入式DC偏移和殘留邊帶(RSB)校準(zhǔn)通過將FBRx路徑250放置到低IF模式中以避免由于DC偏移所致的誤差并執(zhí)行嵌入式增益校準(zhǔn)而被執(zhí)行。
功率估計(jì)準(zhǔn)確度可以通過在反饋接收路徑250的輸出被傳輸給數(shù)字基帶芯片204時(shí)避免或減少來自其他信號的干擾而被改進(jìn)。發(fā)射功率的測量可以被調(diào)度為通過選擇測量時(shí)間段以避免或限制來自其他發(fā)射操作(例如,GPS、Wi-Fi等)的干擾來降低或排除串?dāng)_。
數(shù)字基帶芯片204可以基于功率估計(jì)的結(jié)果來確定發(fā)射增益調(diào)節(jié),以調(diào)節(jié)發(fā)射增益控制電路284。通過估計(jì)收發(fā)器芯片202中的“片上”功率并經(jīng)由串行接口274向數(shù)字基帶芯片204發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)值結(jié)果(例如,功率估計(jì)273),與向數(shù)字基帶芯片204提供I信號和Q信號的系統(tǒng)相比,可以使用較少的引腳用于在數(shù)字基帶芯片204處的功率估計(jì)。另外,功率使用和芯片面積可以通過省略模擬引腳驅(qū)動器電路并替代地使用單個串行引腳276用于反饋接收路徑250而被減少。反饋接收路徑250的消除塊248可以通過消除所接收的I信號和Q信號的所估計(jì)DC分量(Idc 260、Qdc 261)來改進(jìn)功率估計(jì)。如圖3中所圖示的,可以通過將反饋接收路徑250重新配置為操作在低IF模式中來估計(jì)DC分量。
圖3示出了圖1中的無線設(shè)備110的第二示例性設(shè)計(jì)。在這種第二示例性設(shè)計(jì)中,無線設(shè)備110包括圖2的數(shù)字基帶芯片204和收發(fā)器芯片202。收發(fā)器芯片202包括發(fā)射路徑220和耦合到發(fā)射路徑220的反饋接收路徑250。反饋接收路徑250在低IF模式中被操作。例如,混頻器240被配置為接收從切換電路290輸出的STG信號239。
如所圖示的,反饋接收路徑250可以操作在外差配置中,在外差配置中,反饋接收路徑250的圖2的Q處理路徑256(未示出)被禁用,并且I處理路徑254中的混頻器240接收STG信號239以生成低IF下變頻I信號。低IF下變頻I信號的信號功率可以被估計(jì)并且經(jīng)由串行接口274被提供給數(shù)字基帶芯片204。數(shù)字基帶芯片204的參數(shù)估計(jì)器282可以執(zhí)行一個或多個操作,以估計(jì)用于在圖2的消除電路248中使用的DC功率、殘留邊帶(RSB)、以及LO參數(shù)。反饋接收路徑250在低IF與基帶操作之間切換的能力使得能夠計(jì)算DC偏移(Idc 260、Qdc 261)和/或低IF模式中的其他參數(shù),以由消除電路248用于ZIF模式中的改進(jìn)的功率估計(jì)。
圖4描繪了耦合到數(shù)字基帶芯片404的收發(fā)器芯片402的可選操作模式,在數(shù)字基帶芯片404中,圖2的反饋接收路徑250的經(jīng)下變頻的I信號和Q信號被路由到接收路徑424(諸如,GPS接收路徑),而接收路徑424在其他方面不使用。收發(fā)器芯片402包括圖2的發(fā)射路徑220和反饋接收路徑250并且還包括接收路徑424。收發(fā)器芯片402包括被配置為耦合到基帶芯片404的多個引腳。例如,接收路徑424被配置為經(jīng)由模擬輸出引腳或分別對應(yīng)于I輸出信號和Q輸出信號的多個模擬輸出引腳(諸如,模擬輸出引腳416、418)耦合到數(shù)字基帶芯片404。
接收路徑424包括可以被配置為耦合到天線426的接收路徑前端408。接收路徑前端408沿著I處理路徑410和Q處理路徑411可以包括一個或多個LNA、混頻器、以及濾波器。由接收路徑前端408輸出的經(jīng)下變頻的I信號可以被提供給耦合到模擬輸出引腳416的模擬驅(qū)動器412。由接收路徑前端408輸出的經(jīng)下變頻的Q信號可以被提供給耦合到模擬輸出引腳418的模擬驅(qū)動器413。
當(dāng)接收路徑前端408未在使用中時(shí),諸如當(dāng)接收路徑424為GPS接收路徑時(shí)并且當(dāng)GPS操作被禁用時(shí),切換電路414可以被配置為將反饋接收路徑250選擇性地耦合到接收路徑424,以經(jīng)由模擬輸出引腳(例如,經(jīng)由I輸出引腳和Q輸出引腳416、418)將反饋接收信號路由到基帶芯片404。切換電路414可以包括耦合到電路253的輸出的一個或多個輸入(諸如,代表性切換電路輸入415),并且還可以包括耦合到接收路徑424的一個或多個輸出(諸如,代表性切換電路輸出417)。例如,切換電路414可以分別將帶通濾波器242、243的輸出耦合到模擬驅(qū)動器412、413的輸入。反饋接收路徑250的組件(諸如,ADC 244、245、濾波器246、247、消除電路248、以及功率估計(jì)器電路266)可以(例如,通過在切換電路414將反饋接收路徑250耦合到接收路徑424時(shí)使頭開關(guān)或足開關(guān)(未示出)去激活)被斷電或者以其他方式放置在低功率消耗狀態(tài)中。
模擬反饋接收I信號和Q信號可以分別從模擬輸出引腳416、418在基帶芯片404處的ADC 420、422處被接收??刂破魈幚砥?電路280可以被配置為諸如通過在功率估計(jì)器281處將所接收的I信號和Q信號與發(fā)射信號(It,Qt)進(jìn)行相關(guān)而在功率控制操作期間使用所接收的I信號和Q信號。
重新使用接收路徑424(例如,GPS路徑)的模擬引腳和驅(qū)動器使得經(jīng)下變頻的I信號和Q信號能夠被提供給數(shù)字基帶芯片404,而無需向收發(fā)器芯片402添加附加的引腳和驅(qū)動器。數(shù)字基帶芯片404可以使用所接收的模擬信號(例如,通過將發(fā)射I波形和Q波形(It,Qt)與從接收路徑424接收的I信號和Q信號進(jìn)行相關(guān))來計(jì)算相比在反饋接收路徑250的功率估計(jì)電路266處有可能的更準(zhǔn)確的功率估計(jì)。應(yīng)用相關(guān)技術(shù)減輕了對信號統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的功率估計(jì)依賴性,并且降低功率估計(jì)不確定性。
圖5A和圖5B是示出了使用圖2-4的反饋接收路徑250來應(yīng)用發(fā)射功率控制的示例性實(shí)施例的示圖。在示例性實(shí)施例中,反饋接收路徑250為內(nèi)環(huán)功率控制(ILPC)提供在線功率估計(jì),并且圖2-3的數(shù)字基帶芯片202或圖4的數(shù)字基帶芯片404使用所估計(jì)的功率信息來更新發(fā)射前端(FE)增益,諸如經(jīng)由圖2的增益控制信號285。
圖5A示出了橫軸上的輸入功率(dBm)、左縱軸上的輸出功率(dBm)、以及右縱軸上的功率放大器(PA)增益(dB)(例如,圖2-4的PA 208的增益)。第一跡線502圖示了作為輸入功率的階梯型函數(shù)的PA增益。第二跡線504圖示了具有相比第一跡線502較小步長的作為輸入功率的階梯型函數(shù)的輸出功率。在示例性實(shí)施例中,跡線示出了啟用接收器反饋功率估計(jì)和功率控制甚至存在PA增益增量中的潛在誤差時(shí)也將輸出功率上的改變限制到PA增益切換點(diǎn)(例如,PA增益增加506)處的1dB增量(例如,步幅高度508)。
圖5B示出了如關(guān)于圖2-3描述的發(fā)射功率控制能夠被使用在PA增益可能不同于工廠校準(zhǔn)的PA切換點(diǎn)處,并且示出了在PA切換點(diǎn)處啟用接收器反饋功率估計(jì)和功率控制可以校正可能在PA的增益從第一增益水平切換到第二增益水平時(shí)發(fā)生的增益增量上的誤差。在示例性實(shí)施例中,在增益步幅基于圖2-3的反饋接收路徑250處的功率估計(jì)被測量并且增益步幅上的誤差被校正時(shí),可以在ILPC操作期間(例如,嵌入在ILPC操作中)執(zhí)行PA增益校準(zhǔn)。
在圖5B的示圖中,第一跡線502(第一縱軸上的PA增益)的一部分和第二跡線504(第二縱軸上的輸出功率)在ILPC操作期間被圖示為時(shí)間(橫軸)的函數(shù)。在輸出功率從較低電平向較高電平轉(zhuǎn)變之后的第一時(shí)間段522可以對應(yīng)于輸出功率轉(zhuǎn)變與生成對應(yīng)于較高電平的功率估計(jì)273之間的時(shí)延。第二時(shí)間段524可以對應(yīng)于功率估計(jì)273經(jīng)由串行接口274向數(shù)字基帶芯片202的傳輸和由控制處理器/電路280中的增益估計(jì)器283完成增益估計(jì)。在示例性實(shí)施例中,第一時(shí)間段522可以為大約50微秒,并且第二時(shí)間段524可以為大約20微秒。
第三時(shí)間段526對應(yīng)于生成經(jīng)更新的功率估計(jì)的時(shí)間量,并且第四時(shí)間段528對應(yīng)于在PA增益步幅之后生成經(jīng)更新的增益估計(jì)的時(shí)間量。在第四時(shí)間段528之后,功率校正可以在時(shí)間530處被應(yīng)用到發(fā)射路徑220的前端,以校正指定功率輸出(例如,如由TD-SCDMA規(guī)范所指定)與基于反饋接收路徑250的所估計(jì)功率之間的差異,和/或以校正指定PA增益與基于功率估計(jì)273的所估計(jì)PA增益之間的差異。時(shí)間530處的功率校正提供被包括在內(nèi)環(huán)功率控制操作內(nèi)的增益校準(zhǔn)的形式。
通過估計(jì)反饋接收路徑250中的片上功率,相比于在基帶處理器處生成功率估計(jì)而不是在反饋接收路徑中生成功率估計(jì)的閉環(huán)系統(tǒng),調(diào)節(jié)功率輸出與生成功率校正之間的時(shí)間段可以被減少。作為結(jié)果,內(nèi)環(huán)功率控制(ILPC)操作期間的輸出功率步幅的準(zhǔn)確度可以被增加,并且功率放大器增益偏差可以在相比ILPC操作的步幅持續(xù)期較短的時(shí)間段中被檢測并補(bǔ)償。
在圖1-5的示例性實(shí)施例中,使用反饋接收路徑250的發(fā)射功率控制可以減少RF設(shè)備(例如,收發(fā)器芯片202)與調(diào)制解調(diào)器設(shè)備(例如,數(shù)字基帶芯片204)之間的一個或多個接口引腳的數(shù)目。當(dāng)設(shè)備尺寸為引腳限制的時(shí),收發(fā)器芯片202和基帶芯片204的裸片面積也可以被減小。相比于使用多個模擬引腳向調(diào)制解調(diào)器提供反饋信號,使用反饋接收路徑250和串行接口274的發(fā)射功率控制可以簡化調(diào)制解調(diào)器與收發(fā)器之間的路由。另外,功耗可以通過減少印刷電路板(PCB)上在收發(fā)器與調(diào)制解調(diào)器之間的模擬信號的路由而被減少。由于干擾信號所致的串?dāng)_也可以歸因于在PCB上被路由的減少數(shù)目的模擬信號而被減少。
參考圖6,方法的示例性實(shí)施例被描繪并且一般性地標(biāo)示為600。方法600可以在包括可操作在低IF模式中的接收反饋路徑的無線設(shè)備(諸如,圖1的無線設(shè)備110)中被執(zhí)行。例如,作為說明性的非限制性示例,方法600可以由如圖1-4中的任何圖中所圖示的無線設(shè)備110來執(zhí)行。
在602處,射頻(RF)信號在反饋接收路徑處被接收。例如,RF信號可以對應(yīng)于圖2-4的RF信號223。
在604處,低中頻(低IF)信號基于RF信號被生成。例如,低IF信號可以在圖2-4的信號生成電路253處被生成,諸如低IF信號225。例如,反饋接收路徑在校準(zhǔn)階段期間可以在低IF模式中被操作,以生成將在反饋接收路徑的消除電路中使用的一個或多個參數(shù)的估計(jì),諸如圖2-3的DC偏移Idc 260和Qdc 261。在生成這些參數(shù)之后,反饋接收路徑可以轉(zhuǎn)變到基帶模式以用于功率控制操作。
低IF信號的功率估計(jì)可以在反饋接收路徑處被生成。例如,圖2-4的功率估計(jì)器250可以在正交模式中(圖2)或者在外差模式中(圖3)生成所估計(jì)的功率。功率估計(jì)可以經(jīng)由串行接口(諸如,經(jīng)由圖2-3的串行引腳276)傳輸給數(shù)字基帶芯片。
方法600還可以包括:在反饋接收路徑處于低IF模式中時(shí)確定DC偏移。例如,參數(shù)估計(jì)器282可以在反饋接收路徑250操作在低IF模式中時(shí)從反饋接收路徑250接收數(shù)據(jù)(例如,功率估計(jì)273),并且可以確定DC偏移,諸如Idc 260和Qdc 261。反饋接收路徑在DC偏移被確定之后可以從低IF模式切換到基帶模式。例如,混頻器240、241可以(例如,響應(yīng)于切換電路290的控制輸入)在從單音生成器電路238接收單音生成器信號239(對應(yīng)于低IF模式)與從發(fā)射本地振蕩器電路236接收本地振蕩器信號237(對應(yīng)于基帶模式)之間切換。DC偏移可以被應(yīng)用到基帶模式中的反饋接收路徑處的反饋接收信號,諸如由圖2中的消除電路248應(yīng)用的Idc 260和Qdc 261。
在低IF模式中操作反饋接收路徑使得能夠改進(jìn)生成用于在基帶模式中使用的消除參數(shù)(諸如,DC偏移)時(shí)的準(zhǔn)確度。作為結(jié)果,可以實(shí)現(xiàn)基帶模式中的片上功率估計(jì)的提高的準(zhǔn)確度。使用片上功率估計(jì)的發(fā)射功率控制操作可以具有減小的延遲和改進(jìn)的性能。
雖然圖6描繪了方法600的元素的特定順序,但是應(yīng)當(dāng)理解,在其他實(shí)施例中,方法600的元素可以按另一順序被執(zhí)行。另外,方法600的元素中的兩個或更多(或全部)元素可以同時(shí)或基本上同時(shí)被執(zhí)行。例如,RF信號可以與反饋接收路徑250操作在低IF模式中同時(shí)在發(fā)射路徑處被發(fā)射。
連同所公開的實(shí)施例,描述了一種裝置,該裝置包括用于接收反饋接收路徑處的射頻(RF)信號的部件(means)。例如,用于接收RF信號的部件可以包括圖2-4的輸入249、一個或多個其他連接器、引腳或?qū)w、或者它們的任何組合。
該裝置還包括用于基于RF信號生成低中頻(低IF)信號的部件。例如,用于生成低IF信號的部件可以包括圖2-4的低IF/零IF信號生成電路253、一個或多個其他混頻或下變頻電路、或者它們的任何組合。
反饋接收路徑可以包括用于基于低IF信號生成功率估計(jì)的部件,用于生成功率估計(jì)的部件耦合到用于生成低IF信號的部件。例如,用于生成功率估計(jì)的部件可以包括圖2-4的功率估計(jì)器電路266的一個或多個組件、一個或多個其他功率估計(jì)電路、或者它們的任何組合。
該裝置可以包括用于向數(shù)字基帶芯片串行地輸出RF信號的功率估計(jì)的部件。例如,用于串行地輸出功率估計(jì)的部件可以包括圖2-4的RFFE接口274、圖2-4的串行輸出引腳276、向數(shù)字基帶芯片串行地輸出功率估計(jì)的一個或多個其他電路或結(jié)構(gòu)、或者它們的任何組合。
可操作在低IF模式中的反饋接收路徑可以被實(shí)施在一個或多個IC、模擬IC、RFIC、混合信號IC、ASIC、印刷電路板(PCB)、電子設(shè)備等上。多級濾波器也可以使用各種IC工藝技術(shù)而被制造,諸如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)、N溝道MOS(NMOS)、P溝道MOS(PMOS)、雙極結(jié)型晶體管(BJT)、雙極CMOS(BiCMOS)、硅鍺(SiGe)、砷化鎵(GaAs)、異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)、高電子遷移率晶體管(HEMT)、絕緣體上的硅(SOI)等。
實(shí)施如本文所描述的接收反饋路徑的低IF模式的裝置可以是獨(dú)立設(shè)備或者可以是更大設(shè)備的一部分。設(shè)備可以是(i)獨(dú)立的IC、(ii)可以包括用于存儲數(shù)據(jù)和/或指令的存儲器IC的一個或多個IC的集合、(iii)RFIC,諸如RF接收器(RFR)或RF發(fā)射器/接收器RTR、(iv)ASIC,諸如移動站調(diào)制解調(diào)器(MSM)、(v)可以被嵌入在其他設(shè)備內(nèi)的模塊、(vi)接收器、蜂窩電話、無線設(shè)備、手機(jī)、或移動單元、(vii)等等。
在一個或多個示例性設(shè)計(jì)中,所描述的功能可以被實(shí)施在硬件、軟件、固件、或它們的任何組合中。如果被實(shí)施在軟件中,則功能可以被存儲為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的一個或多個指令或代碼。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)這兩者,通信介質(zhì)包括促進(jìn)計(jì)算機(jī)程序從一個地點(diǎn)向另一地點(diǎn)傳送的任何介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是能夠由計(jì)算機(jī)訪問的任何可用介質(zhì)。在示例性實(shí)施例中,存儲介質(zhì)是存儲數(shù)據(jù)的存儲設(shè)備。存儲設(shè)備不是信號。存儲設(shè)備可以存儲基于物理存儲材料的光學(xué)反射性或磁定向的數(shù)據(jù)、晶體管的浮動?xùn)艠O上或電容器的板上所存儲的一定量的電荷,等等。通過示例的方式并且不帶有限制地,計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)能夠包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盤存儲裝置、磁盤存儲裝置或其他磁存儲設(shè)備、或能夠被用來攜帶或存儲指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的程序代碼并且能夠由計(jì)算機(jī)訪問的任何其他介質(zhì)。此外,任何連接恰當(dāng)?shù)乇环Q為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。例如,如果使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線路(DSL)、或無線技術(shù)(諸如,紅外、無線電、以及微波)從網(wǎng)站、服務(wù)器、或其他遠(yuǎn)程源來傳輸軟件,那么同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL、或無線技術(shù)(諸如,紅外、無線電、以及微波)被包括在介質(zhì)的定義中。如本文所使用的盤和碟包括緊致盤(CD)、激光盤、光盤、數(shù)字多功能盤(DVD)、軟盤、以及藍(lán)光盤,其中盤通常磁性地復(fù)制數(shù)據(jù),而碟利用激光光學(xué)地復(fù)制數(shù)據(jù)。上述的組合也應(yīng)當(dāng)被包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。
如本描述中所使用的,術(shù)語“組件”、“數(shù)據(jù)庫”、“模塊”、“系統(tǒng)”等意圖為指代計(jì)算機(jī)相關(guān)實(shí)體,硬件、固件、硬件和軟件的組合、軟件、或者執(zhí)行中的軟件。為了進(jìn)行說明,圖2的數(shù)據(jù)處理器280可以執(zhí)行程序指令,以基于如本文所描述的反饋接收信號的多級濾波而在閉環(huán)功率控制操作期間選擇一個或多個增益控制信號的值、選擇如關(guān)于圖5所描述的一個或多個旁路啟用信號的值、選擇如關(guān)于圖6所描述的可調(diào)節(jié)無源組件的一個或多個值、或者它們的任何組合。作為說明性的非限制性示例,組件可以是運(yùn)行在處理器上的進(jìn)程、處理器、對象、可執(zhí)行文件、執(zhí)行線程、程序、和/或計(jì)算機(jī)。通過例示的方式,運(yùn)行在計(jì)算設(shè)備上的應(yīng)用和計(jì)算設(shè)備這兩者可以為組件。一個或多個組件可以位于進(jìn)程和/或執(zhí)行線程內(nèi),并且組件可以被局部化在一個計(jì)算機(jī)上和/或被分布在兩個或更多計(jì)算機(jī)之間。另外,組件可以從各種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(具有存儲在其上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))來執(zhí)行。
雖然已經(jīng)詳細(xì)地說明并描述了所選擇的方面,但是將理解,不偏離如由以下權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍,可以在所選擇的方面中進(jìn)行各種替代和變更。