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对在TX驱动放大器中生成的杂散谐波的抑制

阅读:716发布:2020-05-12

专利汇可以提供对在TX驱动放大器中生成的杂散谐波的抑制专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且通信设备的传输路径部分地包括N个上 变频器 ,每个上变频器接收待发射的 信号 的M个 相位 。每个上变频器进一步接收LO信号的相位的N个集合中的一个集合。N个集合中的每个集合包括LO信号的M个相位。通信设备进一步包括至少一个组合器和N个 放大器 ,每个放大器响应于N个上变频器中的不同上变频器而生成N个放大信号。组合器组合N个放大信号以生成 输出信号 。通过将放大器之一的增益选择为不同于其余放大器的增益,来减少待发射信号的由放大器的非线性引起的不期望的谐波。每个上变频器可选地包括如下多个上变频器,这些上变频器的输出被组合以进一步减少杂散谐波上变频产物和反 互调失真 (IM3)。,下面是对在TX驱动放大器中生成的杂散谐波的抑制专利的具体信息内容。

1.一种具有传输路径的通信设备,所述传输路径包括:
第一滤波器,接收基带同相信号以生成待发射至N个上变频器的第一滤波同相信号;
第二滤波器,接收基带正交相位信号以生成待发射至所述N个上变频器的第二滤波正交相位信号,其中所述N个上变频器中的每个上变频器接收待发射的基带信号的M个相位,所述基带信号的所述M个相位包括所述第一滤波同相信号和所述第二滤波正交相位信号,每个上变频器进一步接收本地振荡器LO信号的相位的N个集合中的不同集合,所述N个集合中的每个集合包括所述LO信号的M个不同相位;
N个放大器,每个放大器响应于所述N个上变频器中的不同上变频器而生成N个放大信号;以及
至少一个组合器,被适配为组合所述N个放大信号以生成输出信号,其中通过将所述N个放大器中的至少第一放大器的增益选择为不同于所述N个放大器中的其余放大器的增益,来从所述输出信号中抑制落在LO信号频率和基带信号频率之和的倍数处或者在所述LO信号频率和所述基带信号频率之差的倍数处的频率分量,其中N和M是大于1的整数。
2.根据权利要求1所述的通信设备,其中所述基带同相信号包括第一对互补信号,并且其中所述基带正交相位信号包括第二对互补信号。
3.根据权利要求1所述的通信设备,其中N是3并且M是4。
4.根据权利要求3所述的通信设备,其中为了消除三次谐波,第一和第二放大器被选择为具有相等增益,并且第三放大器被选择为具有比所述第一和第二放大器的所述增益更大的增益。
5.根据权利要求4所述的通信设备,其中所述第三放大器的所述增益是所述第一和第二放大器的所述增益的 倍。
6.根据权利要求4所述的通信设备,其中所述第三放大器的所述增益是所述第一和第二放大器的所述增益的 倍。
7.根据权利要求4所述的通信设备,其中第一集合中的所述LO信号的四个相位比第二集合中的所述LO信号的对应四个相位超前45°。
8.根据权利要求7所述的通信设备,其中第三集合中的所述LO信号的四个相位比所述第二集合中的所述LO信号的对应四个相位滞后45°。
9.根据权利要求8所述的通信设备,其中所述第一集合中的所述LO信号的所述四个相位是315度、135度、45度、225度,所述第二集合中的所述LO信号的所述四个相位是0度、180度、90度、270度,并且所述第三集合中的所述LO信号的所述四个相位是45度、225度、135度、
315度。
10.一种具有传输路径的通信设备,所述传输路径包括:
N个上变频器集合,每个集合包括Q个上变频器,所述N个上变频器集合的每个集合中的所述Q个上变频器的每个上变频器接收待发射的基带信号的M个相位,所述N个上变频器集合的每个集合中的所述Q个上变频器的每个上变频器进一步接收本地振荡器LO信号的相位的N×Q个集合中的一个集合,所述N×Q个集合中的每个集合包括所述LO信号的M个相位,所述Q个上变频器中的每个上变频器生成上变频同相信号和上变频反相信号;以及N个组合器集合,每个集合与所述N个上变频器集合中的不同上变频器集合相关联,其中每个集合中的第一组合器组合所述第一组合器从它相关联的上变频器接收的Q个同相信号,并且其中每个集合中的第二组合器组合所述第二组合器从它相关联的上变频器接收的Q个反相信号,其中Q、M和N是大于1的正整数,其中从经组合的同相信号和反相信号中抑制落在所述LO信号和所述基带信号之和的倍数处或者在所述LO信号和所述基带信号之差的倍数处的频率分量。
11.根据权利要求10所述的通信设备,进一步包括:
第一滤波器,接收基带同相信号以生成待发射的第一滤波同相信号;以及
第二滤波器,接收基带正交相位信号以生成待发射的所述信号的第二滤波正交相位。
12.根据权利要求11所述的通信设备,其中所述基带同相信号包括第一对互补信号,并且其中所述基带正交相位信号包括第二对互补信号。
13.根据权利要求10所述的通信设备,其中N和Q中的每一个等于三。
14.根据权利要求13所述的通信设备,其中所述LO信号的相位的N×Q个集合包括5个不同集合,并且M等于4。
15.根据权利要求10所述的通信设备,进一步包括:
N个放大器,每个放大器与所述N个组合器集合中的不同组合器集合相关联,每个放大器被适配为放大它从它相关联的组合器集合接收的信号及其反相信号。
16.根据权利要求15所述的通信设备,其中所述放大器中的至少一个放大器的增益是其余(N-1)个放大器的增益的 倍。
17.根据权利要求15所述的通信设备,其中所述放大器中的至少一个放大器的增益是其余(N-1)个放大器的增益的 倍。
18.根据权利要求14所述的通信设备,其中由所述N个上变频器集合的每个集合中的第一上变频器接收的所述LO信号的四个相位比由所述集合中的第二上变频器接收的所述LO信号的对应四个相位超前45°,并且由所述N个上变频器集合的每个集合中的第三上变频器接收的所述LO信号的四个相位比由所述集合中的所述第二上变频器接收的所述LO信号的对应四个相位滞后45°。
19.根据权利要求18所述的通信设备,其中第一集合中的所述LO信号的四个相位是270度、90度、0度、180度,第二集合中的所述LO信号的四个相位是315度、135度、45度、225度,第三集合中的所述LO信号的四个相位是0度、180度、90度、270度,第四集合中的所述LO信号的四个相位是45度、225度、135度、315度,并且第五集合中的所述LO信号的四个相位是90度、
270度、180度、0度。
20.一种通信的方法,包括:
对基带同相信号滤波以生成待发射至N个上变频器的第一滤波同相信号;
对基带正交相位信号滤波以生成待发射至所述N个上变频器的第二滤波正交相位信号;
向所述N个上变频器施加待发射的基带信号的M个相位,其中所述基带信号的所述M个相位包括所述第一滤波同相信号和所述第二滤波正交相位信号;
向所述N个上变频器中的每个上变频器施加本地振荡器LO信号的相位的N个集合中的不同集合,所述N个集合中的每个集合包括所述LO信号的M个不同相位;
向N个相关联放大器中的不同放大器施加所述N个上变频器中的每个上变频器的输出信号以生成N个放大信号;
将所述N个放大器中的至少第一放大器的增益选择为不同于所述N个放大器中的其余放大器的增益;以及
组合所述N个放大信号以生成输出信号,其中从所述输出信号中抑制落在LO信号频率和基带信号频率之和的倍数处或者在所述LO信号频率和所述基带信号频率之差的倍数处的频率分量,并且其中N和M是大于1的整数。
21.根据权利要求20所述的方法,其中所述基带同相信号包括第一对互补信号,并且其中所述基带正交相位信号包括第二对互补信号。
22.根据权利要求20所述的方法,其中N是3并且M是4。
23.根据权利要求22所述的方法,其中为了消除三次谐波,第一和第二放大器被选择为具有相等增益,并且第三放大器被选择为具有比所述第一和第二放大器的所述增益更大的增益。
24.根据权利要求23所述的方法,其中所述第三放大器的所述增益被选择为所述第一和第二放大器的所述增益的 倍。
25.根据权利要求23所述的方法,其中所述第三放大器的所述增益被选择为所述第一和第二放大器的所述增益的 倍。
26.根据权利要求23所述的方法,其中第一集合中的所述LO信号的四个相位比第二集合中的所述LO信号的对应相位超前45°。
27.根据权利要求26所述的方法,其中第三集合中的所述LO信号的四个相位比所述第二集合中的所述LO信号的对应相位滞后45°。
28.根据权利要求27所述的方法,其中所述第一集合中的所述LO信号的四个相位是315度、135度、45度、225度,所述第二集合中的所述LO信号的四个相位是0度、180度、90度、270度,并且所述第三集合中的所述LO信号的四个相位是45度、225度、135度、315度。
29.一种通信方法,包括:
向N个上变频器集合施加待发射的基带信号的M个相位,每个集合包括Q个上变频器,其中所述基带信号的所述M个相位被施加到所述N个上变频器集合中的每个集合的所述Q个上变频器中的每个上变频器;
向所述N个上变频器集合中的每个集合的所述Q个上变频器中的每个上变频器施加本地振荡器LO信号的相位的N×Q个集合中的一个集合,所述N×Q个集合中的每个集合包括所述LO信号的M个相位,所述Q个上变频器中的每个上变频器生成上变频信号和反相信号;
组合由所述N个上变频器集合中的每个集合的所述Q个上变频器生成的Q个同相上变频信号以由此生成N个经组合的同相上变频信号;以及
组合由所述N个上变频器集合中的每个集合的所述Q个上变频器生成的Q个反相信号以生成N个经组合的反相信号,其中从经组合的同相信号和反相信号中抑制落在LO信号频率和基带信号频率之和的倍数处或者在所述LO信号频率和所述基带信号频率之差的倍数处的频率分量,其中Q、M和N是大于1的正整数。
30.根据权利要求29所述的方法,进一步包括:
对基带同相信号滤波以生成待发射的第一滤波同相信号;以及
对基带正交相位信号滤波以生成待发射的第二正交相位信号。
31.根据权利要求30所述的方法,其中所述基带同相信号包括第一对互补信号,并且其中所述基带正交相位信号包括第二对互补信号。
32.根据权利要求31所述的方法,其中N和Q中的每一个等于三。
33.根据权利要求32所述的方法,其中所述LO信号的相位的N×Q个集合包括5个不同集合,并且M等于4。
34.根据权利要求29所述的方法,进一步包括:
放大所述N个经组合的同相信号中的每个同相信号;以及
放大所述N个经组合的反相信号中的每个反相信号。
35.根据权利要求34所述的方法,其中所述放大中的至少一个放大是其余放大的 倍。
36.根据权利要求34所述的方法,其中所述放大中的至少一个放大是其余放大的 倍。
37.根据权利要求33所述的方法,其中由所述N个上变频器集合的每个集合中的第一上变频器接收的所述LO信号的四个相位比由所述集合中的第二上变频器接收的所述LO信号的对应四个相位超前45°,并且由所述N个上变频器集合的每个集合中的第三上变频器接收的所述LO信号的四个相位比由所述集合中的所述第二上变频器接收的所述LO信号的对应四个相位滞后45°。
38.根据权利要求37所述的方法,其中第一集合中的所述LO信号的四个相位是270度、
90度、0度、180度,第二集合中的所述LO信号的四个相位是315度、135度、45度、225度,第三集合中的所述LO信号的四个相位是0度、180度、90度、270度,第四集合中的所述LO信号的四个相位是45度、225度、135度、315度,并且第五集合中的所述LO信号的四个相位是90度、270度、180度、0度。
39.一种通信设备,包括:
用于对基带同相信号滤波以生成待发射至N个上变频器的第一滤波同相信号的装置;
用于对基带正交相位信号滤波以生成待发射至所述N个上变频器的第二滤波正交相位信号的装置;
用于向所述N个上变频器施加待发射的基带信号的M个相位的装置,其中所述基带信号的所述M个相位包括所述第一滤波同相信号和所述第二滤波正交相位信号;
用于向所述N个上变频器中的每个上变频器施加本地振荡器LO信号的相位的N个集合中的不同集合的装置,所述N个集合中的每个集合包括所述LO信号的M个不同相位;
用于向N个相关联放大器中的不同放大器施加所述N个上变频器中的每个上变频器的输出信号以生成N个放大信号的装置;
用于将所述N个放大器中的至少第一放大器的增益选择为不同于所述N个放大器中的其余放大器的增益的装置;以及
用于组合所述N个放大信号以生成输出信号的装置,其中从所述输出信号中抑制落在LO信号频率和基带信号频率之和的倍数处或者在所述LO信号频率和所述基带信号频率之差的倍数处的频率分量,并且其中N和M是大于1的整数。
40.根据权利要求39所述的通信设备,其中所述基带同相信号包括第一对互补信号,并且其中所述基带正交相位信号包括第二对互补信号。
41.根据权利要求39所述的通信设备,其中N是3并且M是4。
42.根据权利要求41所述的通信设备,其中为了消除三次谐波,第一和第二放大器被选择为具有相等增益,并且第三放大器被选择为具有比所述第一和第二放大器的所述增益更大的增益。
43.根据权利要求42所述的通信设备,其中所述第三放大器的所述增益被选择为所述第一和第二放大器的所述增益的 倍。
44.根据权利要求42所述的通信设备,其中所述第三放大器的所述增益被选择为所述第一和第二放大器的所述增益的 倍。
45.根据权利要求42所述的通信设备,其中第一集合中的所述LO信号的四个相位比第二集合中的所述LO信号的对应四个相位超前45°。
46.根据权利要求45所述的通信设备,其中第三集合中的所述LO信号的四个相位比所述第二集合中的所述LO信号的对应四个相位滞后45°。
47.根据权利要求46所述的通信设备,其中所述第一集合中的所述LO信号的四个相位是315度、135度、45度、225度,所述第二集合中的所述LO信号的四个相位是0度、180度、90度、270度,并且所述第三集合中的所述LO信号的四个相位是45度、225度、135度、315度。
48.一种通信设备,包括:
用于向N个上变频器集合施加待发射的基带信号的M个相位的装置,每个集合包括Q个上变频器,其中所述基带信号的所述M个相位被施加到所述N个上变频器集合中的每个集合的所述Q个上变频器中的每个上变频器;
用于向所述N个上变频器集合中的每个集合的所述Q个上变频器中的每个上变频器施加本地振荡器LO信号的相位的N×Q个集合中的一个集合的装置,所述N×Q个集合中的每个集合包括所述LO信号的M个相位,所述Q个上变频器中的每个上变频器生成上变频同相信号和上变频反相信号;
用于组合由所述N个上变频器集合中的每个集合的所述Q个上变频器生成的Q个同相信号以由此生成N个经组合的同相信号的装置;以及
用于组合由所述N个上变频器集合中的每个集合的所述Q个上变频器生成的Q个反相信号以生成N个经组合的反相信号的装置,其中从经组合的同相信号和反相信号中抑制落在LO信号频率和基带信号频率之和的倍数处或者在所述LO信号频率和所述基带信号频率之差的倍数处的频率分量,其中Q、M和N是大于1的正整数。
49.根据权利要求48所述的通信设备,进一步包括:
用于对基带同相信号滤波以生成待发射的第一滤波同相信号的装置;以及
用于对基带正交相位信号滤波以生成待发射的第二滤波正交相位信号的装置。
50.根据权利要求49所述的通信设备,其中所述基带同相信号包括第一对互补信号,并且其中所述基带正交相位信号包括第二对互补信号。
51.根据权利要求50所述的通信设备,其中N和Q中的每一个等于三。
52.根据权利要求51所述的通信设备,其中所述LO信号的相位的N×Q个集合包括5个不同集合,并且M等于4。
53.根据权利要求48所述的通信设备,进一步包括:
用于放大所述N个经组合的同相信号中的每个同相信号的装置;以及
用于放大所述N个经组合的反相信号中的每个反相信号的装置。
54.根据权利要求53所述的通信设备,其中所述放大中的至少一个放大是其余放大的倍。
55.根据权利要求53所述的通信设备,其中所述放大中的至少一个放大是其余放大的倍。
56.根据权利要求52所述的通信设备,其中由所述N个上变频器集合的每个集合中的第一上变频器接收的所述LO信号的四个相位比由所述集合中的第二上变频器接收的所述LO信号的对应四个相位超前45°,并且由所述N个上变频器集合的每个集合中的第三上变频器接收的所述LO信号的四个相位比由所述集合中的所述第二上变频器接收的所述LO信号的对应四个相位滞后45°。
57.根据权利要求56所述的通信设备,其中第一集合中的所述LO信号的四个相位是270度、90度、0度、180度,第二集合中的所述LO信号的四个相位是315度、135度、45度、225度,第三集合中的所述LO信号的四个相位是0度、180度、90度、270度,第四集合中的所述LO信号的四个相位是45度、225度、135度、315度,并且第五集合中的所述LO信号的四个相位是90度、
270度、180度、0度。

说明书全文

对在TX驱动放大器中生成的杂散谐波的抑制

[0001] 本申请要求于2013年7月24日提交且标题为“SUPPRESSION OF  SPURIOUS HARMONICS GENERATED IN TX DRIVER AMPLIFIERS”的序列号为第13/949,736号美国非临时申请的优先权,该美国非临时申请被转让给它的受让人并且通过本文引用而清楚地结合于此。

技术领域

[0002] 本公开内容涉及电子电路,并且更具体地涉及在这样的电路中使用的发射器。

背景技术

[0003] 无线通信设备、比如蜂窝电话包括用于发射信号的发射器和用于接收信号的接收器。接收器经常将模拟射频(RF)信号下变频成中频(IF)信号,该IF信号被滤波、放大和转换成基带信号。发射器将基带数字信号转换成模拟信号,该模拟信号在被发射之前被滤波和上变频成RF信号。
[0004] 耦合到上变频混频器的输出的电路、诸如功率放大器(PA)和驱动放大器中的非线性经常生成发射信号的谐波。这样的谐波、特别是三次谐波(third harmonic)和五次谐波(fifth harmonic)是不期望的并且应当被保持在某个限以下,以便满足发射要求。在长期演进(LTE)标准中,这样的谐波可以在运用载波聚合时耦合到和去敏化与不同频带相关联的聚合接收器。控制发射器谐波仍然是一个挑战。发明内容
[0005] 根据本发明的一个实施例的一种通信设备部分地包括N个上变频器、N个放大器和至少一个组合器。由M个单平衡上变频混频器或者M/2个双平衡上变频混频器组成的每个上变频器接收待发射的基带信号的M个相位。每个上变频器进一步接收本地振荡器(LO)信号的相位的N个集合中的不同集合。N个集合中的每个集合包括LO信号的M个不同相位。每个放大器响应于上变频器中的不同上变频器而生成经放大的上变频信号。组合器组合N个经放大的上变频信号以生成输出信号。通过将放大器中的至少一个放大器的增益选择为不同于其余放大器的增益,来从输出信号中基本上抑制在等于与LO信号频率和基带信号频率之和的倍数或者LO信号频率和基带信号频率之差的倍数的频率处的不期望的上变频信号分量。N和M是大于1的整数。
[0006] 在一个实施例中,通信设备进一步部分地包括:第一滤波器,接收基带同相信号以生成待发射的滤波同相基带信号的第一集合;以及第二滤波器,接收基带正交相位信号以生成待发射的信号的滤波正交相位的第二集合。在一个实施例中,基带同相信号包括第一对互补信号并且基带正交相位信号包括第二对互补信号。在一个实施例中,N是3并且M是4。
[0007] 在一个实施例中,为了消除三次谐波,第一和第二放大器被选择为具有相等增益,并且第三放大器被选择为具有比第一和第二放大器的增益更大的增益。在一个实施例中,第三放大器的增益是第一和第二放大器的增益的基本上 倍。在一个实施例中,第三放大器的增益是第一和第二放大器的增益的基本上 倍。
[0008] 在一个实施例中,第一集合中的LO信号的四个相位比第二集合中的LO信号的对应四个相位超前45°。在一个实施例中,第三集合中的LO信号的四个相位比第二集合中的LO信号的对应四个相位滞后45°。在一个实施例中,第一集合中的LO信号的四个相位是315、135度、45度、225度,第二集合中的LO信号的四个相位是0度、180度、90度、270度,并且第三集合中的LO信号的四个相位是45度、225度、135度、315度。
[0009] 根据本发明的另一实施例的一种通信设备部分地包括N个上变频器集合和N个组合器集合。N个上变频器集合中的每个集合包括Q个上变频器。N个集合的每个集合中的Q个上变频器的每个上变频器接收待发射的信号的M个相位。N个集合的每个集合中的Q个上变频器的每个上变频器进一步接收LO信号的相位的Q*N个集合中的一个集合。Q*N个集合中的每个集合包括LO信号的M个相位。作为响应,Q个上变频器中的每个上变频器生成上变频同相信号和上变频反相信号。每个组合器集合与N个上变频器集合中的不同上变频器集合相关联。每个这样的集合中的第一组合器组合该第一组合器从它相关联的上变频器接收的N个同相信号。每个集合中的第二组合器组合该第二组合器从它相关联的上变频器接收的N个反相信号。从经组合的同相信号和反相信号中基本上抑制在等于LO信号频率和基带信号频率之和的倍数或者LO信号频率和基带信号频率之差的倍数的频率处的不期望的上变频信号分量,Q、M和N是正整数。
[0010] 在一个实施例中,通信设备进一步部分地包括:第一滤波器,接收基带同相信号以生成待发射的同相信号的第一集合;以及第二滤波器,接收基带正交相位信号以生成待发射的信号的滤波正交相位的第二集合。在一个实施例中,基带同相信号包括第一对互补信号,并且第二基带正交相位信号包括第二对互补信号。在一个实施例中,N和Q等于三。在一个实施例中,LO信号的相位的N×Q个集合包括5个不同集合,并且M等于4。
[0011] 在一个实施例中,通信设备进一步部分地包括:N个放大器,每个放大器与N个组合器集合中的不同组合器集合相关联。每个放大器放大它从它相关联的组合器集合接收的信号及其反相信号。在一个实施例中,放大器中的至少一个放大器的增益是其余放大器的增益的基本上 倍。在一个实施例中,放大器中的至少一个放大器的增益是其余放大器的增益的基本上 倍。
[0012] 在一个实施例中,第一集合中的LO信号的四个相位比第二集合中的LO信号的对应四个相位超前45°。在一个实施例中,第三集合中的LO信号的四个相位比第二集合中的LO信号的对应四个相位滞后45°。在一个实施例中,第一集合中的LO信号的四个相位是315度、135度、45度、225度,第二集合中的LO信号的四个相位是0度、180度、90度、270度,并且第三集合中的LO信号的四个相位是45度、225度、135度、315度。
[0013] 根据本发明的一个实施例的一种通信方法部分地包括:向N个上变频器施加待发射的基带信号的M个相位;以及向N个上变频器中的每个上变频器施加LO信号的相位的N个集合中的不同集合。N个集合中的每个集合包括LO信号的M个相位中的不同相位。该方法进一步部分地包括:向N个相关联放大器中的不同放大器施加N个上变频器中的每个上变频器的输出信号以生成N个放大信号;将N个放大器中的至少第一放大器的增益选择为不同于N个放大器中的其余放大器的增益;以及组合N个放大信号以生成输出信号。N和M是大于1的整数。
[0014] 根据本发明的另一个实施例的一种通信方法部分地包括:向N个上变频器集合施加待发射的基带信号的M个相位,每个集合包括Q个上变频器。基带信号的M个相位被施加到N个集合中的每个集合的Q个上变频器中的每个上变频器。该方法进一步部分地包括:向N个集合中的每个集合的Q个上变频器中的每个上变频器施加LO信号的相位的Q*N个集合中的一个集合。Q*N个集合中的每个集合包括LO信号的M个相位。Q个上变频器中的每个上变频器生成上变频信号和反相信号。该方法进一步部分地包括:组合由N个集合中的每个集合的Q个上变频器生成的N个同相信号以由此生成N个经组合的同相信号,以及组合由N个集合中的每个集合的Q个上变频器生成的N个反相信号以生成N个经组合的反相信号。从经组合的同相信号和反相信号中基本上抑制在等于LO信号频率和基带信号频率之和的倍数或者LO信号频率和基带信号频率之差的倍数的频率处的不期望的上变频信号分量。Q、M和N是正整数。附图说明
[0015] 以示例的方式说明说明了本公开内容的方面。在附图中,相似标号指示相似单元,并且:
[0016] 图1是根据本发明的一个实施例的无线通信设备的框图
[0017] 图2A是根据本发明的一个示例性实施例的在发射器的发射链中设置的多个组件的框图。
[0018] 图2B是根据本发明的一个示例性实施例的在图2A中图示的发射链的一般化框图。
[0019] 图3A示出根据本发明的一个实施例的与在由本地振荡器频率LO和基带频率BB定义的基频(LO+BB)处的图2A的多个信号对应的相矢量(phasor)。
[0020] 图3B示出根据本发明的一个实施例的在三次谐波频率3*(LO+BB)处的与图3A的信号对应的相矢量。
[0021] 图3C示出根据本发明的一个实施例的在五次谐波频率5*(LO+BB)处的与图3A的信号对应的相矢量。
[0022] 图4A是根据本发明的一个示例性实施例的在发射器的发射链中设置的多个组件的框图。
[0023] 图4B是根据本发明的一个示例性实施例的在图4A中图示的发射链的一般化框图。
[0024] 图5A-5C示出根据本发明的一个实施例的与在由本地振荡器频率LO和基带频率BB定义的基频(LO+BB)处的图4A的多个发射信号对应的相矢量。
[0025] 图6A-6C示出根据本发明的一个实施例的在三次杂散(suprious)上变频产物频率(3*LO-BB)处的与图5A-5C的信号对应的相矢量。
[0026] 图7A-7C示出根据本发明的一个实施例的在五次杂散上变频产物频率(5*LO+BB)处的与图5A-5C的信号对应的相矢量。
[0027] 图8是根据本发明的一个实施例的用于发射信号的流程图
[0028] 图9是根据本发明的另一个实施例的用于发射信号的流程图。

具体实施方式

[0029] 现在将参照附图描述若干示例实施例,附图形成这些示例实施例的一部分。尽管以下描述其中可以实施公开内容的一个或者多个方面的具体实施例,但是可以使用其它实施例并且可以做出各种修改而不脱离本公开内容的范围。
[0030] 图1是根据本发明的一个实施例的在无线通信系统中使用的无线通信设备50(下文备选地称为设备)的框图。设备50可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、调制解调器手持设备、膝上型计算机等。
[0031] 设备50可以在任何给定的时间在下行链路(DL)和/或上行链路(UL)上与一个或者多个基站通信。下行链路(或者前向链路)是指从基站到设备的通信链路。上行链路(或者反向链路)是指从设备到基站的通信链路。
[0032] 无线通信系统可以是能够通过共享可用系统资源(例如带宽和发射功率)来支持与多个用户的通信的多接入系统。这样的系统的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、空分多址(SDMA)系统和长期演进(LTE)系统。
[0033] 设备50被示出为部分地包括频率上变频器/调制器10、数模转换器(DAC)12、滤波器14和放大器16,它们共同地形成传输信道。首先向DAC 12施加传入的数字信号22。经转换的模拟信号由滤波器14滤波、用上变频器/调制器10频率上变频并且它的输出由放大器16进一步放大。由放大器16生成的放大信号可以可选地在由天线20发射之前使用功率放大器18来进一步放大。在某些实施例中,在驱动放大器16和/或功率放大器18中的每个放大器的输出处的放大信号也可以在传递通过其它块之前被滤波(未示出)。
[0034] 图2A是根据本发明的一个示例性实施例的在发射链24中设置的多个组件的框图。发射链24被示出为部分地包括滤波器102、104,正交上变频器120、122、124,驱动放大器
130、132、134,以及组合器140、142。发射链24被适配为如以下进一步描述的那样将它接收的信号的频率进行上变频并且抑制在驱动放大器130、132和134中生成的杂散谐波。
[0035] 滤波器102从I通道基带信号Ibb和IBbb中滤掉不期望的信号以生成滤波基带信号Ibb_F和IBbb_F。信号Ibb和IBbb是彼此的反相(互补)。类似地,滤波器104从Q通道基带信号Qbb和QBbb中滤掉不期望的信号以生成滤波基带信号Qbb_F和QBbb_F。向正交上变频器120、122、124中的每个正交上变频器施加相对于彼此90°相移的四个滤波基带信号Ibb_F、IBbb_F、Qbb_F和QBbb_F。如所示出的,正交上变频器120接收本地振荡器(未示出)的四个相位315、135、
45、225。正交上变频器122接收本地振荡器的四个相位0、180、90、270。正交上变频器124接收本地振荡器的四个相位45、225、135、315。因而,由正交上变频器120接收的LO信号的四个相位比由正交上变频器122接收的LO信号的对应相位超前45°。类似地,由正交上变频器124接收的LO信号的四个相位比由正交上变频器122接收的LO信号的对应相位滞后45°。
[0036] 正交上变频器120执行频率上变频以生成RF信号I1、Q1;正交上变频器122执行频率上变频以生成RF信号I2、Q2;并且正交上变频器124执行频率上变频以生成RF信号I3、Q3。放大器130放大信号I1/Q1以生成一对互补信号A和AB;放大器132放大信号I2/Q2以生成一对互补信号B和BB;并且放大器134放大信号I3/Q3以生成一对互补信号C和CB。
[0037] 由于向正交上变频器120施加的本地振荡器信号的四个相位比向正交上变频器122施加的本地振荡器信号的对应相位超前45°,信号I1比信号I2超前45°,并且信号Q1比信号Q2超前45°。因此,信号A比信号C超前45°,并且信号AB比信号CB超前45°。类似地,由于向正交上变频器124施加的本地振荡器信号的四个相位比向正交上变频器122施加的本地振荡器信号的对应相位滞后45°,所以信号B比信号C滞后45°,并且信号BB比信号CB滞后45°。
[0038] 图2B是根据本发明的一个示例性实施例的在图2A中图示的发射链的一般化框图。如所示出的,一般而言,发射链26可以包括M个滤波器202,每个滤波器接收M个输入信号中的一个信号并且输出输出信号out1至outM中的一个信号。每个输出信号(例如,out1)可以包括一个信号及其反相信号。输出信号可以进入一般化上变频器2221至222N。一般化上变频器
222中的每一个可以包括M/2个双平衡混频器。N个上变频器222的输出可以由N个放大器
2241至224N放大。放大信号然后可以与一般化组合器226组合以生成输出228。
[0039] 图3A示出与具有由本地振荡器(LO)频率LO和基带频率BB定义的基频、即LO+BB处的信号A、B和C对应的三个相矢量。如图3A中所见,在这一基频处,信号A比信号C超前45°,并且信号B比信号C滞后45°。图3B和3C示出分别在三次谐波频率3*(LO+BB)和五次谐波频率5*(LO+BB)处的相同三个相矢量。对于三次谐波,信号C和A或者C和B的相位之差是3*45°=135°。对于五次谐波,信号C和A或者C和B的相位之差是5*45°=225°。
[0040] 参照图3A,看得出与在期望的基频LO+BB处的信号A、B和C对应的三个相矢量加强彼此。因此,通过对信号A、B、C进行组合/相加而生成的组合器140的输出信号Outp在基频处被增强。
[0041] 参照图3B,看得出为了基本上抑制三次谐波,相矢量A和B沿着x轴的投影(量值)之和应当等于相矢量C沿着相同轴的量值。假设相矢量A和B具有长度1,因为在相矢量C与A之间的度以及在相矢量C与B之间的角度是135°,所以相矢量A和B中的每个相矢量的x分量具有长度(值) 因此,在三次谐波频率处的信号A和B的x分量之和等于 因而,为了基本上消除三次谐波,将相矢量C选择为具有是相矢量A和B的长度的 倍的长度。这使得三个相矢量沿着x和y二轴相互抵消。为了相矢量C具有是相矢量A和B的长度的 倍的长度(大小),放大器132被选择为具有是放大器130、134的增益的 倍的增益。因而,如果放大器130、134具有增益G,则放大器132具有增益
[0042] 在放大器132被选择为具有增益 时,信号I2和Q2的三次谐波被放大倍率——该倍率等于 换而言之,由于放大器130、134具有增益G,而放大器132具有增益 所以信号C的三次谐波具有比信号A和B的量值大倍率 ——该倍率等于——的量值。类似地,信号CB的三次谐波具有比信号AB和BB的量值大倍率 的量值。因而,如以上描述的,通过对信号A、B、C进行组合/相加而生成的输出信号Outp在三次谐波频率3*(LO+BB)处具有明显减少的分量。类似地,通过对信号AB、BB、CB进行组合/相加而生成的输出信号Outn在三次谐波频率3*(LO+BB)处具有明显减少的分量。
[0043] 参照图3C,看得出信号A和B的y分量相互抵消。因此,为了基本上抑制五次谐波,相矢量A和B的x分量之和必须等于相矢量C的x分量。假设相矢量A和B具有长度1,因为在相矢量C与A之间的角度以及在相矢量C与B之间的角度是225°,所以相矢量A和B中的每个相矢量沿着x轴的量值是 因而,为了基本上消除五次谐波,相矢量C被选择为具有是相矢量A和B的长度的 倍的长度。这使得三个相矢量沿着x和y二轴相互抵消。为了相矢量C具有是相矢量A和B的长度的 倍的长度,放大器132被选择为具有是放大器130、134的增益的 倍的增益。因而,如果放大器130、134具有增益G,则放大器132具有增益
[0044] 在放大器132被选择为具有增益 时,信号I2和Q2的五次谐波被放大倍率——该倍率等于 换而言之,由于放大器130、134具有增益G,而放大器132具有增益 所以信号C的五次谐波具有比信号A和B的量值大倍率 ——该倍率等于 ——的量值。类似地,信号CB的五次谐波具有比信号AB和BB的量值大倍率 的量值。
因而,如以上描述的,通过对信号A、B、C进行组合/相加(使用组合器140)而生成的输出信号Outp在五次谐波频率5*(LO+BB)处具有明显减少的分量。类似地,通过对信号AB、BB、CB进行组合/相加(使用组合器142)而生成的输出信号Outn在五次谐波频率5*(LO+BB)处具有明显减少的分量。因而,根据本发明,通过相对于放大器130和134的增益来调整放大器132的增益,基本上抑制了由放大器的非线性引起的不期望的谐波。
[0045] 在一个实施例中,频率上变频器120、122、124中的每个频率上变频器可以是复合谐波阻碍(harmonic-rejective)频率上变频器,该频率上变频器进而包括多个上变频器。图4A是频率上变频器的另一示例性实施例的框图。图4A的发射链24被示出为部分地包括滤波器102、104,共同地形成上变频器120的正交上变频器1201、1202、1203,共同地形成上变频器122的正交上变频器1221、1222、1223,共同地形成上变频器124的正交上变频器1241、1242、
1243,驱动放大器130、132、134,以及组合器202、204、206、208、210、212、140、142。
[0046] 图4A的发射链24被适配为如以上参照图2和3A-3C描述的那样将它接收的信号的频率进行上变频并且抑制三次谐波频率3*(LO+BB)或者五次谐波频率5*(LO+BB)。图4A的发射链24进一步被适配为抑制由上变频器引起的三次杂散混频产物3*LO-BB、由上变频器引起的五次杂散混频产物5*LO+BB以及由驱动放大器引起的不期望的反IM3产物LO-3*BB。尽管参照具有3个上变频器集合120、122、124的频率上变频电路来描述图4A的实施例,每个上变频器集合具有3个上变频器(共计9个上变频器),但是要理解的是,其它实施例可以具有N个上变频器集合,每个集合包括Q个上变频器,其中N和Q是正整数。另外,尽管图4A的频率上变频电路被示出为接收LO信号的相位的9个集合而每个集合包括LO信号的4个不同相位,但是要理解的是,其它实施例可以接收LO信号的相位的N×Q集合而每个集合包括LO信号的M个不同相位,其中N、Q和M是正整数。对于某些实施例,LO信号的相位的N×Q个集合中的一些集合可以彼此不同而一些集合可以彼此相似。例如,如果N=3和Q=3,则在LO信号的相位的9个集合之中,5个集合可以不同而4个集合可以是其它集合的重复。
[0047] 滤波器102从I通道基带信号Ibb和IBbb中滤掉不期望的信号以生成滤波基带信号Ibb_F和IBbb_F。信号Ibb和IBbb是彼此的反相。类似地,滤波器104从Q通道基带信号Qbb和QBbb滤掉不期望的信号以生成滤波基带信号Qbb_F和QBbb_F。向正交上变频器1201、1202、1203、1221、1222、1223、1241、1242、1243中的每个正交上变频器施加相对于彼此90°相移的四个滤波基带信号Ibb_F、IBbb_F、Qbb_F和QBbb_F。
[0048] 如所示出的,上变频器1201接收本地振荡器的四个相位270、90、0、180;上变频器1202接收本地振荡器的四个相位315、135、45、225;上变频器1203接收本地振荡器的四个相位0、180、90、270;上变频器1221接收本地振荡器的四个相位315、135、45、225;上变频器1222接收本地振荡器的四个相位0、180、90、270;上变频器1223接收本地振荡器的四个相位45、
225、135、315;上变频器1241接收本地振荡器的四个相位0、180、90、270;上变频器1242接收本地振荡器的四个相位45、225、135、315;并且上变频器1243接收本地振荡器(LO)的四个相位90、270、180、0。
[0049] 因而,由上变频器1201接收的LO信号的四个相位比由上变频器1202接收的LO信号的对应相位超前45°,并且由上变频器1203接收的LO信号的四个相位比由正交上变频器1202接收的LO信号的对应相位滞后45°。相似地,由上变频器1221接收的LO信号的四个相位比由上变频器1222接收的LO信号的对应相位超前45°,并且由上变频器1223接收的LO信号的四个相位比由正交上变频器1222接收的LO信号的对应相位滞后45°。类似地,由上变频器1241接收的LO信号的四个相位比由上变频器1242接收的LO信号的对应相位超前45°,并且由上变频器1243接收的LO信号的四个相位比由正交上变频器1242接收的LO信号的对应相位滞后45°。
[0050] 另外,由上变频器120i接收的LO信号的四个相位比由正交上变频器122i接收的LO信号的对应相位超前45°,其中i在这一示例性实施例中是从1到3变化的整数。例如,由上变频器1202接收的LO信号的四个相位315、135、45、225比由正交上变频器1222接收的LO信号的对应四个相位0、180、90、270超前45°。类似地,由上变频器124i接收的LO信号的四个相位比由正交上变频器122i接收的LO信号的对应相位滞后45°,其中i在这一示例性实施例中是从1到3变化的整数。例如,由上变频器1242接收的LO信号的四个相位45、225、135、315比由正交上变频器1222接收的LO信号的对应相位0、180、90、270滞后45°。
[0051] 上变频器1201执行频率上变频以生成上变频同相和反相RF信号G1、G2;上变频器1202执行频率上变频以生成上变频同相和反相RF信号H1、H2;上变频器1203执行频率上变频以生成上变频同相及其反相RF信号I1、I2;上变频器1221执行频率上变频以生成上变频同相和反相RF信号D1、D2;上变频器1222执行频率上变频以生成上变频同相和反相RF信号E1、E2;
上变频器1223执行频率上变频以生成上变频同相和反相RF信号F1、F2;上变频器1241执行频率上变频以生成上变频同相和反相RF信号J1、J2;上变频器1242执行频率上变频以生成上变频同相和反相RF信号K1、K2;以及上变频器1243执行频率上变频以生成上变频同相和反相RF信号L1、L2。
[0052] 组合器202被适配为将信号G1、H1、I1相加/组合以生成信号M;组合器204被适配为将信号G2、H2、I2相加/组合以生成信号N;组合器206被适配为将信号D1、E1、F1相加/组合以生成信号O;组合器208被适配为将信号D2、E2、F2相加/组合以生成信号P;组合器210被适配为将信号J1、K1、L1相加/组合以生成信号S;并且组合器212被适配为将信号J2、K2、L2相加/组合以生成信号T。放大器130放大信号M和N以生成一对互补信号A和AB;放大器132放大信号O和P以生成一对互补信号B和BB;并且放大器134放大信号S和T以生成一对互补信号C和CB。
[0053] 由于向正交上变频器1201施加的本地振荡器信号的四个相位比向正交上变频器1202施加的本地振荡信号的对应相位超前45°,所以信号G1和G2分别比信号H1和H2超前45°。
类似地,由于向正交上变频器1203施加的本地振荡器信号的四个相位比向正交上变频器
1202施加的本地振荡信号的对应相位滞后45°,所以信号I1和I2分别比信号H1和H2滞后45°。
出于相同的原因,信号D1和D2分别比信号E1和E2超前45°,并且信号F1和F2分别比信号E1和E2滞后45°。类似地,信号J1和J2分别比信号K1和K2超前45°,并且信号L1和L2分别比信号K1和K2滞后45°。
[0054] 图4B是根据本发明的一个示例性实施例的在图4A中所图示的发射链的一般化框图。如所示出的,一般而言,发射链28可以包括M个滤波器202,每个滤波器接收M个输入信号中的一个信号并且输出输出信号out1至outM中的一个信号。每个输出信号(例如,out1)可以包括一个信号及其反相信号。输出信号可以进入一般化上变频器的N个集合中的每个集合(例如,4401至440Q)。一般化上变频器440中的每一个可以包括M/2个双平衡混频器或者M个单平衡混频器。Q个上变频器440的输出可以在用放大器2241放大之前由组合器450组合。N个放大器2241至224N的输出然后可以与一般化组合器226组合以生成输出228。
[0055] 图5A示出与具有由本地振荡器(LO)频率LO和基带频率BB定义的基频、即LO+BB处的信号I1、G1和H1相关联的三个相矢量。如图5A中所见,在这一基频处,信号G1比信号H1超前45°,而信号I1比信号H1滞后45°。图5B示出与具有基频LO+BB的信号E1、F1和D1相关联的三个相矢量。如图5B中可见,在这一基频处,信号D1比信号E1超前45°,而信号F1比信号E1滞后
45°。图5C示出与具有基频LO+BB的信号J1、K1和L1相关联的三个相矢量。如图5C中可见,在这一基频处,信号J1比信号K1超前45°,而信号L1比信号K1滞后45°。
[0056] 图6A示出与在杂散上变频混频产物频率(3*LO-BB)处的信号G1、H1、I1相关联的三个相矢量。信号H1的值(量值)被选择为比信号G1和I1中的每个信号的值大 倍。因此,信号H1的y分量抵消信号G1,并且信号H1的x分量抵消信号I1。图6B示出与在杂散上变频混频产物频率(3*LO-BB)处的信号D1、E1、F1相关联的三个相矢量。信号E1的值被选择为比信号D1和F1中的每个信号的值大 倍。因此,信号D1和F1的y分量相互抵消。另外,信号D1和F1的x分量之和抵消信号E1。图7C示出与在杂散上变频混频产物频率(3*LO-BB)处的信号J1、K1、L1相关联的三个相矢量。信号K1的值被选择为比信号L1和J1中的每个信号的值大 倍。因此,信号K1的x分量抵消信号J1,并且信号K1的y分量抵消信号L1。因而,在(i)组合器202、204的输出M和N、(ii)组合器206、208的输出O和P、以及(iii)组合器201、202的输出S、T处明显地减少在频率(3*LO-BB)处的杂散上变频混频产物。换而言之,根据本发明的一个方面,在频率(3*LO-BB)处的杂散上变频混频产物在组合器的输出、即在放大器130、132、134的输入处被抵消或者明显地减少。
[0057] 图7A示出与在杂散上变频产物频率(5*LO+BB)处的信号G1、H1、I1相关联的三个相矢量。信号H1的值被选择为比信号G1和H1中的每个信号的值大 倍。因此,信号H1的y分量抵消信号G1,并且信号H1的x分量抵消信号I1。图7B示出与在杂散上变频产物频率(5*LO+BB)处的信号D1、E1、F1相关联的三个相矢量。信号E1的值被选择为比信号D1和F1中的每个信号的值大 倍。因此,信号D1和F1的y分量相互抵消。另外,信号D1和F1的x分量之和抵消信号E1。
[0058] 图7C示出与在杂散上变频产物频率(5*LO+BB)处的信号J1、K1、L1相关联的三个相矢量。信号K1的值被选择为比信号L1和J1中的每个信号的值大 倍。因此,信号K1的x分量抵消信号J1,并且信号K1的y分量抵消信号L1。因而,在(i)组合器202、204的输出M和N、(ii)组合器206、208的输出O和P;以及(iii)组合器201、212的输出S、T处基本上抵消在频率(5*LO+BB)处的杂散上变频产物。换而言之,根据本发明的一个方面,在频率(5*LO+BB)处的杂散上变频产物在组合器的输出处、即在放大器的输入处被抵消或者明显地减少。
[0059] 应当注意的是,所提出的方法也阻碍在频率LO-3BB处的不期望的分量。由于作为输入信号与LO+BB和3*LO-BB处的频谱分量的互调的结果而在放大器130、132、134中存在三次非线性,生成了在频率LO-3BB处的不期望的分量。在图4A图示的实施例通过在组合器输出202、204、206、208、210和212处进行设计来阻碍3*LO-BB分量。作为3*LO-BB分量的这种阻碍的结果,不会在放大器130、132、134的输出处生成明显LO-3*BB产物。
[0060] 图8是根据本发明的一个实施例的用于通信方法的流程图200。为了执行通信,向N个上变频器施加202待发射的信号的M个相位。还向N上变频器中的每个上变频器施加204LO信号的相位的N个集合中的一个集合。相位的N个集合中的每个集合包括LO信号的M个相位中的不同相位。向相关联放大器施加206每个上变频器的输出以生成N个放大信号。将放大器中的至少一个放大器的增益设置成208与其余放大器的增益不同的值。组合216放大信号以生成输出信号,该输出信号具有待发射的上变频的信号的明显地减少的谐波。
[0061] 图9是根据本发明的一个实施例的用于通信方法的流程图200。为了执行通信,向N个上变频器集合施加304待发射的信号的M个相位。N个集合中的每个集合包括Q个上变频器。如所示出的,信号的M个相位被施加到N个集合中的每个集合的Q个上变频器中的每个上变频器。还向N×Q个上变频器中的每个上变频器施加306施加本地振荡器信号的相位的N×Q集合中的一个集合。N×Q集合中的每个集合包括LO信号的M个相位。Q个上变频器中的每个上变频器作为响应而生成上变频同相信号和上变频反相信号。随后,组合308由N个集合中的每个集合的Q个上变频器生成的Q个同相信号以生成N个经组合的同相信号。还组合310由N个集合中的每个集合的Q个上变频器生成的Q个反相信号以生成N个经组合的反相信号。
[0062] 本发明的以上实施例是示例性而不是限制性的。本发明的实施例不受上变频器的数目、LO相位集合的数目或者在每个这样的集合中的LO相位的数目限制。本发明的实施例也不受在每个集合中使用的本地振荡器的任何特定相位限制。根据本公开内容的其它添加、删减或者修改是清楚并且旨在于落入所附权利要求的范围内。
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