降低半雙工收發(fā)器中的功率消耗的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本公開總體上涉及降低半雙工收發(fā)器中的功率消耗的領域。
【背景技術】
[0002]收發(fā)器在通信系統(tǒng)中使用來發(fā)送和接收信息或數據。收發(fā)器總體上具有兩種類型，即全雙工收發(fā)器和半雙工收發(fā)器。半雙工收發(fā)器在不需要同時發(fā)送和接收數據的應用中使用。半雙工收發(fā)器包括在不同時間段分別在發(fā)送階段和接收階段操作的發(fā)送器子系統(tǒng)和接收器子系統(tǒng)。例如，在發(fā)送階段期間，發(fā)送器子系統(tǒng)處于活動狀態(tài)而接收器子系統(tǒng)處于不活動狀態(tài)，并且在接收階段相反。然而，在接收階段期間，盡管發(fā)送器子系統(tǒng)的元件處于不活動狀態(tài)，但是仍由直流-直流(DC-DC)轉換器提供功率到半雙工收發(fā)器的發(fā)送器子系統(tǒng)的部件，例如，功率放大器(PA)。這種在接收階段期間向發(fā)射器子系統(tǒng)的部件提供功率導致不必要的功率消耗。另外，在發(fā)送階段和接收階段之間的每一次轉換在開狀態(tài)和關狀態(tài)之間切換DC-DC轉換器是不實際的，因為DC-DC轉換器的穩(wěn)定時間一般比接收器子系統(tǒng)和收發(fā)器子系統(tǒng)之間的運轉時間(turn-around)或轉換時間長。例如，接收器子系統(tǒng)到發(fā)送器子系統(tǒng)的運轉時間是大約4微秒，其明顯比DC-DC轉換器的穩(wěn)定時間(例如，300微秒)短。
[0003]在一種技術中，DC_DC轉換器能夠被構造成在用于發(fā)送階段的脈沖寬度調制(PffM)模式和用于接收階段的脈沖頻率調制(PFM)模式之間觸發(fā)以節(jié)省電池電流。然而，兩種模式(PffM和PFM)之間的切換時間仍明顯比發(fā)送器子系統(tǒng)和接收器子系統(tǒng)之間的運轉時間長，并且因此，這種技術限制發(fā)送器子系統(tǒng)和接收器子系統(tǒng)之間的轉換速度，并且還增加用于PFM模式或用于支持PFM模式的操作的電路元件的數量。

【發(fā)明內容】

[0004]本
【發(fā)明內容】
是為了以簡化形式引入一些概念并且在以下【具體實施方式】中進一步描述。
【發(fā)明內容】
不旨在確定要求保護的主題的關健特征或者本質特征，也不旨在用作輔助確定要求保護的主題的范圍。
[0005]公開了用于降低半雙工收發(fā)器中的功率消耗的各種電路和方法。在實施例中，半雙工收發(fā)器的功率管理電路包括直流-直流(DC-DC)轉換器和睡眠模式控制器。DC-DC轉換器包括切換電路和用于驅動該切換電路的驅動器電路。DC-DC轉換器被構造成向半雙工收發(fā)器的發(fā)送器子系統(tǒng)的至少一個元件提供電源。DC-DC轉換器還被構造成在多個睡眠控制模式下操作。該睡眠模式控制器被耦接到DC-DC轉換器并且被構造成基于至少一個收發(fā)器操作輸入產生控制信號?？刂菩盘柺沟肈C-DC轉換器在多個睡眠控制模式中的一個中操作。多個睡眠控制模式對應于多個睡眠占空比。在多個睡眠控制模式中的每個睡眠控制模式下，基于相應的睡眠占空比，切換電路和驅動器電路保持關狀態(tài)。
[0006]在另一個實施例中，公開了一種用于降低半雙工收發(fā)器中的功率消耗的方法。該方法包括從半雙工收發(fā)器的物理層(phsicaI layer , PHY)子系統(tǒng)和介質訪問控制層(medium access control layer,MAC)子系統(tǒng)中的至少一個接收至少一個收發(fā)器操作輸入。該方法包括基于至少一個收發(fā)器操作輸入來產生控制信號。另外，該方法包括將該控制信號提供到半雙工收發(fā)器的直流-直流(DC-DC)轉換器，以基于該控制信號在多個睡眠控制模式中的一個下操作DC-DC轉換器。DC-DC轉換器包括切換電路和用于驅動該切換電路的驅動器電路，并且該DC-DC轉換器被構造成向半雙工收發(fā)器的發(fā)送器子系統(tǒng)的至少一個元件提供電源。多個睡眠控制模式對應于多個睡眠占空比。在多個睡眠控制模式中的每個睡眠模式下，基于相應的睡眠占空比，切換電路和驅動器電路保持關狀態(tài)。
[0007]在另一個實施例中，公開一種半雙工收發(fā)器。該半雙工收發(fā)器包括收發(fā)器子系統(tǒng)和功率管理電路。收發(fā)器子系統(tǒng)包括發(fā)送器子系統(tǒng)和接收器子系統(tǒng)，發(fā)送器子系統(tǒng)包括功率放大器。該功率管理電路包括直流-直流(DC-DC)轉換器和睡眠模式控制器。該DC-DC轉換器包括切換電路和用于驅動該切換電路的驅動器電路。該DC-DC轉換器被構造成向半雙工收發(fā)器的發(fā)送器子系統(tǒng)的功率放大器提供電源。DC-DC轉換器還被構造成在多個睡眠控制模式下操作。該睡眠模式控制器被耦接到DC-DC轉換器并且被構造成基于至少一個收發(fā)器操作輸入產生控制信號?？刂菩盘柺沟肈C-DC轉換器在多個睡眠控制模式中的一個中操作。多個睡眠控制模式對應于多個睡眠占空比。在多個睡眠控制模式中的每個睡眠控制模式下，基于相應的睡眠占空比，切換電路和驅動器電路保持關狀態(tài)。
[0008]在以下的附圖和【具體實施方式】中提供了其它方面和示例實施例。
【附圖說明】
[0009]圖1是其中能夠實現本公開的各個示例性實施例的示例性通信系統(tǒng)的框圖；
[0010]圖2是根據示例性實施例的半雙工收發(fā)器的框圖；
[0011 ]圖3是根據示例性實施例的直流-直流(DC-DC)轉換器的電路圖；
[0012]圖4A和圖4B是例示根據一些示例性實施例的半雙工收發(fā)器中的DC-DC轉換器的仿真波形的圖形表示圖；
[0013]圖5A和圖5B是根據一些不例性實施例的睡眠控制模式的圖形表不圖；
[0014]圖6A是根據示例性實施例的在信息包(packet)接收期間睡眠控制模式的示例表示圖；
[0015]圖6B是根據另一個示例性實施例的在線路爭奪(content1n)期間的睡眠控制模式的示例表示圖；以及
[0016]圖7例示根據示例性實施例的一種降低半雙工收發(fā)器中的功率消耗的示例性方法的流程圖。
[0017]在本說明書中參照的附圖不被理解為按比例繪制，除非特別說明，并且這些附圖在本質上僅是示例性的。
【具體實施方式】
[0018]多種通信系統(tǒng)(包括但不限于數字無線通信系統(tǒng)、有線通信系統(tǒng))以及相關應用利用半雙工收發(fā)器用于通信目的。在典型的半雙工收發(fā)器中，數據在不同時間段發(fā)送和接收。在各種已有的半雙工收發(fā)器中，功率消耗高，因為在半雙工收發(fā)器中使用的直流-直流(DC-DC)轉換器提供功率到半雙工收發(fā)器的發(fā)送器子系統(tǒng)的一個或更多個元件(例如，功率放大器)，即使當這些元件在半雙工收發(fā)器的接收階段期間被要求處于關狀態(tài)時，或在其它情況下當這些元件不必須處于開狀態(tài)時。在本公開的各種示例性實施例中，睡眠模式控制器與DC-DC轉換器一起使用來選擇性地使DC-DC轉換器睡眠以主要在接收階段以及還在其它情況下降低半雙工收發(fā)器的功率消耗。在此將參照圖1到圖7呈現本公開的各個示例性實施例。
[0019]圖1是其中能夠實現本公開的各個示例性實施例的通信系統(tǒng)100的框圖。在圖1的廣泛級別表示中，通信系統(tǒng)100被示出為收發(fā)器，其被設計用于發(fā)送和接收信號。通信系統(tǒng)100的示例包括但不限于用戶站、無線裝置、蜂窩電話、無繩電話、手持雙向對講機、會話初始化協議(SIP)電話、無線本地環(huán)路(WLL)站、個人數字助理(PDA)、具有無線連接能力的手持裝置、連接到無線調制解調器固話系統(tǒng)的其它處理裝置、具有通信能力的移動計算機或媒體播放器以及其它通信裝置。通信系統(tǒng)100包括直流-直流(DC-DC)轉換器102;包括發(fā)送器子系統(tǒng)106和接收器子系統(tǒng)108的收發(fā)器子系統(tǒng)104;和天線110 AC-DC轉換器102供應有來自電池電壓源(未示出)的電池電壓。
[0020]在示例性實施例中，收發(fā)器子系統(tǒng)104是半雙工收發(fā)器，其包括用于發(fā)送數據的發(fā)送器子系統(tǒng)106和用于接收數據的接收器子系統(tǒng)108。發(fā)送器子系統(tǒng)106和接收器子系統(tǒng)108的一些部件可以是共用部件。發(fā)送器子系統(tǒng)106和接收器子系統(tǒng)108被構造成分別在不同時間間隔操作用于發(fā)送和接收數據。例如，在收發(fā)器子系統(tǒng)104的發(fā)送階段期間，發(fā)送器子系統(tǒng)106處于活動狀態(tài)而接收器子系統(tǒng)108處于不活動狀態(tài);并且在收發(fā)器子系統(tǒng)104的接收階段期間，發(fā)送器子系統(tǒng)106處于不活動狀態(tài)而接收器子系統(tǒng)108處于活動狀態(tài)。
[0021]DC-DC轉換器102的示例可以包括但不限于降壓-升壓轉換器、升壓轉換器、降壓轉換器和回掃(flyback)型轉換器。DC-DC轉換器102負責至少一個元件例如發(fā)送器子系統(tǒng)106的功率放大器(PA)的功率管理。在接收階段期間，當發(fā)送器子系統(tǒng)106處于不活動狀態(tài)時，DC-DC轉換器102被構造成保持在一個或多個睡眠控制模式中。在此，多個睡眠控制模式對應于多個睡眠占空比，并且其中在每個睡眠控制模式中，DC-DC轉換器102的一個或更多個部件保持在關狀態(tài)以降低功率消耗。例如，在睡眠控制模式中，基于睡眠控制模式的相應的睡眠占空比，DC-DC轉換器102的切換電路和驅動器電路保持在關狀態(tài)。本公開的各個示例性實施例提供對DC-DC轉換器102的控制，以當發(fā)送器子系統(tǒng)106處于不活動狀態(tài)時在多個睡眠控制模式下操作DC-DC轉換器102。例如，諸如睡眠模式控制器的控制器能夠被采用來基于至少一個收發(fā)器操作輸入來控制DC-DC轉換器102的多個睡眠控制模式。在各個示例性實施例中，能夠從收發(fā)器子系統(tǒng)104的物理層(PHY)子系統(tǒng)和/或介質訪問控制層(MAC)子系統(tǒng)來獲得收發(fā)器操作輸入。參照圖2到圖7進一步描述在多個睡眠控制模式下操作DC-DC轉換器102的各個示例性實施例。
[0022]圖2是根據示例性實施例的通信系統(tǒng)的半雙工收發(fā)器200的框圖。半雙工收發(fā)器200包括功率管理電路202和收發(fā)器子系統(tǒng)204。應理解，半雙工收發(fā)器200能夠包括不同于功率管理電路202和收發(fā)器子系統(tǒng)204的電路元件，然而這些電路元件在此為了簡潔沒有呈現。功率管理電路202包括DC-DC轉換器206和睡眠模式控制器208。
[0023]收發(fā)器子系統(tǒng)204包括發(fā)送器子系統(tǒng)和接收器子系統(tǒng)以及其它部件。在本示例性表示中，發(fā)送器子系統(tǒng)(圖1的發(fā)送器子系統(tǒng)106的示例)包括信息包編碼器214、數字基帶處理器216、數模轉換器(DAC)218、第一混合器220、功率放大器(PA)222、帶通濾波器(BPF)224和天線226。接收器子系統(tǒng)(圖1的接收器子系統(tǒng)108的示例)包括天線226、帶通濾波器BPF224、低噪聲放大器(LNA)228、第二混合器230、模數轉換器(ADC)232、信息包檢測器234、空閑信道評估(clear channel assessment，CCA)模塊236、信息包解碼器238和信息包長度估計器240。應理解，發(fā)送器子系統(tǒng)和接收器子系統(tǒng)的各個部件為了表示目的而示出；并且在這些示出的部件中，一些部件能夠是可選的和/或兩個或更多個部件能夠被作為單個部件實現，或甚至發(fā)送器子系統(tǒng)和接收器子系統(tǒng)能夠包括除了圖2所示的部件之外的附加部件。在非限制性示例性表示中，收發(fā)器子系統(tǒng)204還能夠被認為包括物理層(PH