技术领域
[0001] 本
发明涉及一种通信发送器和方法。特别地，本发明涉及一种用于发送包括多个
频率信道的通信
信号的通信发送器和方法。
背景技术
[0002] 无线通信中的载波(即频率信道)聚合(carrier aggregation，CA)逐渐成为增加带宽和
数据速率以及最佳地使用无线通信(例如，LTE、Wi-Fi)中可用的通用分段
频谱的关键方法。对于作为一种有用的CA方案的非连续CA(non-contiguous CA，NC CA)，需要支持NC CA传输的发送器。在这种情况下，通常必须应对以下挑战：聚合的载波的较宽的总处理带宽(bandwidth，BW)可能跨越整个频带，而期望的载波之间有
干扰信号；采用高阶QAM的LTE和802.11ac的数据速率和误差矢量模
块(error vector module，EVM)需求已经是迫切的，并且CA影响还将增加对更高的EVM性能的需求；并且对支持CA的收发器的EVM需求应以每个
分量载波具有最佳性能而相互干扰劣化最小为目标。
[0003] 已知一些支持NC CA传输的发送器技术，例如处理
覆盖所有载波的整个频带跨度、载波的并行处理和载波的双重复合处理(double complexprocessing)。然而，所有这些已知的发送器技术具有一些缺点，例如在并行处理中的
本振(local oscillator，LO)牵引和/或LO耦合，以及在双重复合处理中需要宽带可调谐IF滤波以及相对非常高的镜像抑制比(image rejection ratios)，这些阻止了发送器技术被广泛接受为适用于非连续CA。
[0004] 因此，需要一种改进的通信发送器和方法，特别是适用于非连续CA，但不受LO牵引的不利影响的改进的通信发送器和方法。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种改进的通信发送器和方法，特别是一种适用于非连续CA的改进的通信发送器和方法，其不受LO牵引和耦合或者对具有很多局限性的非常宽的频带和高镜像抑制处理
电路的需要的不利影响。
[0006] 这个目标是通过独立
权利要求的内容来实现的。
从属权利要求、
说明书和
附图中提供了进一步的实施方式。
[0007] 根据第一方面，本发明涉及一种用于发送包括多个频率信道的通信信号的通信发送器，所述多个频率信道包括位于频率fRF1附近的第一频率信道和位于频率fRF2附近的第二频率信道，并且限定具有频谱带宽Δf并且位于频率fRF附近的关注的共有(mutual)频谱范围。该通信发送器包括：第一
调制器，被配置为基于第一本振频率fLO1来调制第一基带频率信道，以获得包括位于频率fRF1附近的第一频率信道的第一调制信号；第二调制器，被配置为基于第二本振频率fLO2来调制第二基带频率信道，以获得包括位于频率fRF2附近的第二频率信道的第二调制信号；第一组合器，被配置为将第一调制信号和第二调制信号相加以获得组合的调制信号；以及
混频器，被配置为将组合的调制信号与具有混频频率fc的周期混频信号混频，以产生通信信号，其中通信信号包括组合的调制信号的经降频转换的第一频率信道和组合的调制信号的经升频转换的第二频率信道。
[0008] 因此，提供了一种通信发送器，该通信发送器特别适合于载波聚合，具有在远隔的
载波频率fLO1和fLO2附近的第一频率信道和第二频率信道，从而对应的RF频率不互相牵引。
[0009] 在本发明的第一方面的第一种可能的实施方式中，第一频率信道的频率fRF1、第一本振频率fLO1和混频频率通过fLO1＝fRF1+fc相关联，并且第二频率信道的频率fRF2、第二本振频率fLO2和混频频率通过fLO2＝fRF2-fc相关联。
[0010] 在本发明的第一方面的第二种可能的实施方式中，通信发送器还包括第三调制器，该第三调制器被配置为基于第三本振频率fLO3来调制第三基带频率信道，以获得包括位于频率fRF3附近的第三频率信道的第三调制信号，其中第三本振频率由fLO3＝fRF3给出，其中通信发送器包括第二组合器，该第二组合器被配置为将第三调制信号加到由混频器产生的通信信号上。
[0011] 在本发明的第一方面的第二种实施方式的第三种可能的实施方式中，通信发送器还包括被配置为提供具有第一本振频率fLO1的第一本振信号的第一本地
振荡器、被配置为提供具有第二本振频率fLO2的第二本振信号的第二本地振荡器以及被配置为提供具有第三本振频率fLO3的第三本振信号的第三本地振荡器。
[0012] 该实施方式提供了一种有效的通信发送器，其中LO信号由本地振荡器提供，所述本地振荡器在间隔开相当远的频率下操作，从而不存在LO牵引的
风险。
[0013] 在本发明的第一方面的第二或第三种实施方式的第四种可能的实施方式中，第一、第二或第三调制器包括调制器混频器，其中第一调制器的调制器混频器被配置为将第一基带频率信道与具有第一本振频率fLO1的混频信号混频，其中第二调制器的调制器混频器被配置为将第二基带频率信道与具有第二本振频率fLO2的混频信号混频，并且其中第三调制器的调制器混频器被配置为将第三基带频率信道与具有第三本振频率fLO3的混频信号混频。
[0014] 在本发明的第一方面的第四种实施方式的第五种可能的实施方式中，第一、第二或第三调制器还包括被配置为对各自的基带频率信道进行滤波的低通
滤波器。
[0015] 在调制器上游的
低通滤波器从通信信号中去除不需要的频率分量。
[0016] 在本发明的第一方面本身或者本发明的第一方面的第一种至第五种实施方式中的任何一种实施方式的第六种可能的实施方式中，通信发送器还包括被配置为放大由混频器产生的通信信号的功率
放大器。
[0017] 在本发明的第一方面本身或者本发明的第一方面的第一种至第六种实施方式中的任何一种实施方式的第七种可能的实施方式中，混频信号的频率fc高于通信信号的关注的共有频谱范围的频谱带宽ΔfBPF。
[0018] 在本发明的第一方面本身或者本发明的第一方面的第一种至第七种实施方式中的任何一种实施方式中的第八种可能的实施方式中，通信发送器还包括检测和校准单元以及
数字信号处理器，该检测和校准单元被配置为测量在第一频率信道或第二频率信道处的
泄漏信号，该数字
信号处理器被配置为对第一基带频率信道和/或第二基带频率信道进行预失真，以抑制由可能存在于第一频率信道和第二频率信道之间的LO1和LO2之间的串扰引起的任何共有泄漏复本(replica)信号。可替换的，可以在每个通道处滤除这样的潜在复本。
[0019] 在本发明的第一方面本身或者本发明的第一方面的第一种至第八种实施方式中的任何一种实施方式的第九种可能的实施方式中，通信发送器还包括被配置为对由混频器产生的通信信号进行滤波的
带通滤波器，其中带通滤波器ΔfBPF的带宽位于频率fRF附近。
[0020] 这种通信发送器允许抑制在关注的频谱范围内的频率信道的不需要的镜像。
[0021] 在本发明的第一方面本身或者本发明的第一方面的第一种至第九种实施方式中的任何一种实施方式的第十种可能的实施方式中，周期混频信号是正弦混频信号。
[0022] 这种通信发送器允许容易地提供周期混频信号。可以选择混频信号的频率fc，从而fc及其谐波不与通信信号的关注的再定中心的频谱范围发生干扰。
[0023] 在本发明的第一方面本身或者本发明的第一方面的第一种至第十种实施方式种的任何一种实施方式的第十一种可能的实施方式中，通信发送器还包括：第四调制器，该第四调制器被配置为基于第四本振频率fLO4来调制第四基带频率信道，以获得包括位于频率fRF4附近的第四频率信道的第四调制信号；以及第五调制器，该第五调制器被配置为基于第五本振频率fLO5来调制第五基带频率信道，以获得包括位于频率fRF5附近的第五频率信道的第五调制信号；其中该第一组合器被配置为将第一调制信号、第二调制信号、第四调制信号和第五调制信号相加，以获得组合的调制信号；并且其中混频器被配置为将该组合的调制信号与具有混频频率fc的方波信号混频，以产生通信信号，其中该通信信号包括组合的调制信号的经降频转换的第一频率信道、组合的调制信号的经升频转换的第二频率信道、组合的调制信号的经降频转换的第四频率信道和组合的调制信号的经升频转换的第五频率信道。
[0024] 在本发明的第一方面的第十一种实施方式的第十二种可能的实施方式中，第四频率信道的频率fRF4、第四本振频率fLO4和混频频率通过fLO4＝fRF4+3fc相关联，并且第五频率信道的频率fRF5、第五本振频率fLO5和混频频率通过fLO5＝fRF5-3fc相关联。
[0025] 根据第二方面，本发明涉及一种发送包括多个频率信道的通信信号的方法，所述多个频率信道包括位于频率fRF1附近的第一频率信道和位于频率fRF2附近的第二频率信道，并且限定具有共有的频谱带宽Δf并且位于频率fRF附近的关注的频谱范围。该方法包括以下步骤：基于第一本振频率fLO1来调制第一基带频率信道，以获得包括位于频率fRF1附近的第一频率信道的第一调制信号；基于第二本振频率fLO2来调制第二基带频率信道，以获得包括位于频率fRF2附近的第二频率信道的第二调制信号；将第一调制信号和第二调制信号相加以获得组合的调制信号；以及将组合的调制信号与具有混频频率fc的周期混频信号混频以产生通信信号，其中通信信号包括组合的调制信号的经降频转换的第一频率信道和组合的调制信号的经升频转换的第二频率信道。
[0026] 根据本发明的第二方面的方法可以由根据本发明的第一方面的通信发送器来执行。根据本发明第二方面的方法的其他特征直接来源于根据本发明的第一方面和根据本发明的第一方面的上述不同的实施方式的通信功能。
[0027] 根据第三方面，本发明涉及一种
计算机程序，该计算机程序包括当在计算机上实施时用于执行根据本发明的第二方面的方法的程序代码。
附图说明
[0029] 下面将参照附图描述本发明的进一步
实施例，其中：
[0030] 图1示出了根据一个实施例的通信发送器的示意图；
[0031] 图2示出了说明根据一个实施例的通信发送器的频率规划方面的示意图；
[0032] 图3示出了说明根据一个实施例的通信发送器的镜像复本方面的示意图；
[0033] 图4示出了根据一个实施例的具有LO串扰校准环路的通信发送器的示意图；
[0034] 图5示出了根据一个实施例的用于聚合多达5个通信载波的通信发送器的示意图；
[0035] 图6示出了说明根据一个实施例的用于聚合多达5个通信载波的通信发送器的频率规划方面的示意图；以及
[0036] 图7示出了根据一个实施例的通信方法的示意图。
具体实施方式
[0037] 在下面的详细描述中，参考附图，该附图构成本公开的一部分，并且通过说明的方式示出了可以实施本公开的具体方面。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他方面并进行结构或逻辑上的改变。因此，下面的详细描述不被认为是限制性的，并且本公开的范围由所附权利要求限定。
[0038] 应当理解，与所描述的方法相关的公开内容对于配置为执行该方法的相应设备或系统也可以是适用的，反之亦然。例如，如果描述了特定的方法步骤，则相应的设备可以包括执行所描述的方法步骤的单元，即使在图中没有明确描述或示出这样的单元。此外，应当理解，除非另有特别说明，本文所述的各种示例性方面的特征可以彼此组合。
[0039] 图1示出了根据一个实施例的通信发送器100的示意图。通信发送器100被配置为发送包括多个频率信道的通信信号，其中多个频率信道包括位于频率fRF1附近的第一频率信道和位于频率fRF2附近的第二频率信道，并且所述多个频率信道限定具有共有的频谱带宽Δf并且位于频率fRF附近的关注的频谱范围。
[0040] 在一个实施例中，通信发送器100包括用于发送通信信号的天线117。在图1的右上
角示出了包括被标识为“ch1”、“ch2”和“ch3”的三个频率或通信信道的关注的示例性频谱范围。
[0041] 通信发送器100包括第一调制器103a和第二调制器103b，第一调制器103a被配置为基于第一本振频率fLO1来调制第一基带频率信道(例如图1所示的第一频率信道“ch1”)，以获得包括位于频率fRF1附近的第一频率信道的第一调制信号，第二调制器103b被配置为基于第二本振频率fLO2来调制第二基带频率信道(例如图1所示的第二频率信道“ch2”)，以获得包括位于频率fRF2附近的第二频率信道的第二调制信号。
[0042] 通信发送器100还包括第一组合器105，第一组合器105被配置为将由第一调制器103a提供的第一调制信号和由第二调制器103b提供的第二调制信号相加以获得组合的调制信号。在一个实施例中，组合器105可以仅仅是组合表示第一调制信号和第二调制信号的
电流的简单电路
节点。
[0043] 通信发送器100还包括混频器107，混频器107被配置为将由第一组合器105提供的组合的调制信号与具有混频频率fc的周期混频信号混频，以产生通信信号，从而通信信号包括组合的调制信号的经降频转换的第一频率信道和组合的调制信号的经升频转换的第二频率信道。
[0044] 在一个实施例中，通信发送器100还包括第三调制器103c，第三调制器103c被配置为基于第三本振频率fLO3来调制第三基带频率信道(例如图1所示的第三频率信道“ch3”)，以获得包括位于频率fRF3附近的第三频率信道的第三调制信号。在一个实施例中，通信发送器100包括第二组合器109，第二组合器109被配置为将第三调制信号加到由混频器107产生的通信信号上。
[0045] 在一个实施例中，由混频器107用于产生通信信号的周期混频信号是正弦混频信号。可以选择混频信号的频率fc，从而fc及其谐波不与通信信号的关注的再定中心的频谱范围发生干扰，如将在下面更详细地讨论的。
[0046] 在一个实施例中，混频信号的频率fc高于通信信号的关注的共有频谱范围的频谱带宽ΔfBPF。
[0047] 在一个实施例中，第一、第二和第三本振频率分别由fLO1＝fRF1+fc、fLO2＝fRF2-fc和fLO3＝fRF3给出。在替代实施例中，第一、第二和第三本振频率分别由fLO1＝fRF1-fc、fLO2＝fRF2+fc和fLO3＝fRF3给出。在一个实施例中，通信发送器100还包括被配置为提供具有第一本振频率fLO1的第一本振信号的第一本地振荡器、被配置为提供具有第二本振频率fLO2的第二本振信号的第二本地振荡器和被配置为提供具有第三本振频率fLO3的第三本振信号的第三本地振荡器。
[0048] 在一个实施例中，第一、第二和/或第三调制器103a-c可以包括各自的调制器混频器111a-c。第一调制器103a的调制器混频器111a被配置为将基带
输入信号与具有第一本振频率fLO1的混频信号混频。第二调制器103b的调制器混频器111b被配置为将基带输入信号与具有第二本振频率fLO2的混频信号混频。第三调制器103c的调制器混频器111c被配置为将基带输入信号与具有第三本振频率fLO3的混频信号混频。如图1所示，调制器混频器111a-c被配置为提供第一、第二和第三基带频率信道的频率升频转换。调制器混频器111a-c可以以复合输出混频器的形式实现。如图1所示，第一、第二和第三调制器103a-c和调制器混频器111a-c可以被配置为处理通信信号的同相(in-phase，I)和
正交(quadrature，Q)分量。
[0049] 在一个实施例中，第一、第二和/或第三调制器103a-c还包括被配置为从各自的基带输入信号中滤除不需要的频率分量的低通滤波器(low-pass filter，LPF)113a-c。在一个实施例中，低通滤波器113a-c可以包括自动增益控制(aotomatic gain control，AGC)，如图1所示。
[0050] 在一个实施例中，通信发送器100还包括用于以模拟形式向第一、第二和第三调制器103a-c提供各自的输入信号的第一、第二和第三
数模转换器(digital to analog converter，DAC)119a-c。
[0051] 如图1所示，在一个实施例中，通信发送器100在第二组合器109的上游包括被配置为放大由第二组合器109提供的通信信号的
功率放大器(power amplifier，PA)115。
[0052] 图2示出了说明图1的通信发送器100的频率规划方面的示意图。
[0053] 图2的顶部示出了通信信号的提供，该通信信号通过组合器105和混频器107限定具有位于频率fRF附近的频谱带宽的关注的共有频谱范围，并且包括位于频率fRF1附近的第一频率信道(即“ch1”)和位于频率fRF2附近的第二频率信道(即“ch2”)。
[0054] 从图2的中间部分可以看出，图1的通信发送器100提供在本振频率fLO1、fLO2和fLO3之间的足够的间隔，以使通信信号具有示例性频率或通信信道“ch1”、“ch2”和“ch3”，从而使得本振频率fLO1、fLO2和fLO3之间基本上没有或只有非常小的LO牵引产生。
[0055] 在图2的底部，示出了本振频率fLO1、fLO2和fLO3和混频频率fc及其谐波倍数之间的示例性关系。如本领域技术人员将理解的那样，如果混频频率fc及其倍数不与由调制器103a-c提供的通信信道发生干扰，则可以实现通信发送器100的优越性能和改进的频率规划灵活性。
[0056] 在一个实施例中，图1所示的通信发送器100还包括带通滤波器(band-pass filter，BPF)116。在一个实施例中，带通滤波器116被配置为对由混频器107和第二组合器109产生的通信信号进行滤波。在一个实施例中，带通滤波器116的带宽ΔfBPF被确定为特定通信技术支持的最宽频谱带宽，其中带通滤波器位于频率fRF附近。如图3中示意性所示，带通滤波器116允许抑制在关注的共有频谱区域之外的频率信道的不需要的镜像。带通滤波器(BPF)116还阻止谐波信号的发送。
[0057] 图4示出了根据一个实施例的通信发送器400的示意图。图4所示的通信发送器400与图1所示的通信发送器100之间的主要区别在于通信发送器400还包括检测和校准单元401。在通信发送器400的校准模式中，通信发送器400被配置为每次只发送通信信号的第一和第二频率信道中的一个，并且检测和校准单元401被配置为测量在另一频率信道上的泄漏信号。在通信发送器400的发送模式中，检测和校准单元401配置
数字信号处理器(digital signal processor，DSP)403以预失真第一和/或第二频率信道，从而抑制任何测量的泄漏信号。
[0058] 图5示出了根据一个实施例的通信发送器500的示意图。图5所示的通信发送器500与图1所示的通信发送器100之间的主要区别在于通信发送器500还包括第四调制器103d和第五调制器103e，第四调制器103d被配置为基于第四本振频率fLO4来调制第四基带频率信道，以获得包括位于频率fRF4附近的第四频率信道的第四调制信号，第五调制器103e被配置为基于第五本振频率fLO5来调制第五基带频率信道，以获得位于频率fRF5附近的第五调制信号。在图5所示的实施例中，第一组合器105被配置为将第一调制信号、第二调制信号、第四调制信号和第五调制信号相加，以获得组合的调制信号。在图5所示的实施例中，混频器107被配置为将组合的调制信号与具有混频频率fc的方波信号混频，以产生通信信号，如图5中示意性示出的，从而通信信号包括组合的调制信号的经降频转换的第一频率信道、组合的调制信号的经升频转换的第二频率信道、组合的调制信号的经降频转换的第四频率信道和组合的调制信号的经升频转换的第五频率信道。
[0059] 在一个实施例中，第四频率信道的频率fRF4、第四本振频率fLO4和混频频率通过fLO4＝fRF4+3fc相关联，并且第五频率信道的频率fRF5、第五本振频率fLO5和混频频率通过fLO5＝fRF5-3fc相关联。
[0060] 如本领域技术人员将理解的那样，在图5所示的实施例中，使用方波混频信号原则上允许处理甚至多于五个频率或通信信道，只要相应数量的调制器可用。图6示出了说明由图5的通信发送器500产生通信信号的关注的共有频谱范围的过程的示意图，其包括5个通信信道以及各个fc和谐波。
[0061] 图7示出了根据一个实施例的发送包括多个频率信道的通信信号的方法700的示意图。所述多个频率信道包括位于频率fRF1附近的第一频率信道和位于频率fRF2附近的第二频率信道，并且限定具有频谱带宽Δf并且位于频率fRF附近的关注的共有频谱范围。该方法700包括以下步骤：基于第一本振频率fLO1来调制701第一基带频率信道，以获得包括位于频率fRF1附近的第一频率信道的第一调制信号；基于第二本振频率fLO2来调制703第二基带频率信道，以获得包括位于频率fRF2附近的第二频率信道的第二调制信号；将第一调制信号和第二调制信号相加705以获得组合的调制信号；以及将组合的调制信号与具有混频频率fc的周期混频信号混频707，以产生通信信号，从而通信信号包括组合的调制信号的经降频转换的第一频率信道和组合的调制信号的经升频转换的第二频率信道。
[0062] 本领域技术人员可以理解，上述步骤中的至少一些可以顺序地执行、并行地执行，或以它们的组合的方式执行。例如，步骤701和703可以彼此并行地执行并且相对于步骤705和707顺序地执行。
[0063] 本文描述的装置可以实施为芯片内的光学电路或集成电路或
专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)。本发明可以在数字和/或模拟
电子和光学电路中实施。
[0064] 虽然本公开的特定特征或方面可能已经通过若干实施方式或实施例中的仅一个来公开，但是如可能期望的并且对于任何给定的或特定的应用是有利的，这些特征或方面可以与其他实施方式或实施例中的一个或多个其他特征或方面组合。此外，就在详细描述或权利要求中使用术语“包括”、“具有”、“有”或它们的其它变式而言，这些术语旨在以类似于术语“包括”的方式被包含。此外，术语“示例”、“例如”和“如”仅是作为一个例子，而不是最好的或最优的。术语“耦合”和“连接”以及衍生词可能已被使用。应当理解，这些术语可以被用于指示两个元件彼此协作或相互作用，而不论它们是否处于直接物理或电
接触，或者它们不是彼此直接接触。
[0065] 虽然本文已经说明和描述了具体方面，但是本领域普通技术人员将会理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，各种替代的和/或等效的实施方式可以代替所示和所描述的特定方面。本
申请旨在涵盖本文讨论的特定方面的任何
修改或变化。
[0066] 虽然以下权利要求中的元素以具有相应标号的特定顺序被列出，但是除非权利要求另有暗示用于实施这些元素中的一些或所有元素的特定顺序的说明，这些元素并不限于以该特定的顺序实施。
[0067] 鉴于上述教导，许多替代、修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。当然，本领域技术人员容易意识到，除了本文所描述的以外，本发明有许多应用。虽然已经参考一个或多个特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员意识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本发明进行许多改变。因此，应当理解，在所附权利要求及其等同物的范围内，本发明可以不同于本文具体描述的方式实施。
