使用用于同时传输的具有高线性和低损耗的pin二极管开关的前端的制作方法
【专利摘要】一种采用与收发器集成电路相连接的PIN二极管开关以便提供用于在多频带无线通信设备中同时发射信号的高度线性路径的方法、收发器集成电路和通信设备。一种高线性开关应用/控制器配置PIN二极管开关，用于在双和单传输模式之间切换。在双传输模式中，开关的串联PIN二极管和并联PIN二极管均被偏置成导通状态。第一收发器通过利用包含串联PIN二极管的高线性电路路径来生成并且同时发射占据不同频率带的不同传输信号。在单传输模式中，两个二极管均被偏置为截止状态，该截止状态允许第二收发器经由具有低插入损耗冲击的开关路径，将单传输信号发射到至少一个天线。
【专利说明】使用用于同时传输的具有高线性和低损耗的PIN 二极管开关的前端
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及无线通信设备，并且更具体地，涉及无线通信设备中的收发器器射频(RF)开关。
【背景技术】
[0002]双(或“同时”)传输系统在第一频率带内提供一种类型的信号传输，并且在第二频率带内提供另一类型的信号传输。例如，双传输系统可以同时在BCO带(824-849MHZ)中提供语音传输和在B13带(777-787MHZ)中提供数据传输。然而，在同时发射的系统中，分别提供语音传输和数据传输的这两个发射器可以生成落入接收带中并且使得相对应的接收器不敏感的交调信号。例如，在BCO接收带(869-894MHZ)和B13接收带(746_756MHz)中生成的第三阶交调信号。
[0003]当具有多个输入频率的设备或系统的非线性导致其他频率处的非期望输出的生成时，交调(IM)失真出现。在通信系统中，当在一个信道中的信号与相邻信道的干扰时导致頂失真出现。随着通信频谱变得越来越忙，并且信道变得间隔更紧密，最小化交调失真变得更加重要。
[0004]在双传输系统中，为了防止第三阶頂信号使得接收器不敏感超过ldB，需要90dBm的输出IP3 (即第三阶截取点)电平，用于前端组件。IP3将由第三阶非线性条件导致的非线性积与线性放大信号相关联，并且指示存在强的附近信号的情况下，接收器表现如何。然而，绝大多数前端开关不能为前端组件实现与90dBm的输出IP3电平相关联的线性电平。此夕卜，传统的基于集成电路的RF开关在该线性电平(+90dBm IP3)的情况下不可用。在通信产业中，更高线性的开关和/或滤波器代表了主要挑战，并且代表了用于未来时代的无线通信产品的发展/改善的重要焦点的区域。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]结合附图读取上述实施例，在附图中:
[0006]图1示出根据一个实施例的表示本发明的特征被包含在其内的无线通信设备的示例性框图；
[0007]图2示出根据一个实施例的无线通信设备的详细视图；
[0008]图3示出根据一个实施例的表示在无线通信设备中包括收发器和高线性PIN 二极管开关的RF通信组件的框图；
[0009]图4示出根据一个实施例的在双传输模式中无线通信设备中的RF通信组件；
[0010]图5示出根据一个实施例的在无线通信设备中的包括收发器、双信器和高线性PIN 二极管开关的RF通信组件的另一视图；
[0011]图6示出根据一个实施例的在无线通信设备中的包括收发器和串并联PIN 二极管开关的RF通信组件；[0012]图7示出根据一个实施例的在无线通信设备中的串并联PIN二极管开关的详细视图；
[0013]图8是根据一个实施例提供用于各种传输模式/状态、控制信号状态和二极管偏置状态的配置信息的表；
[0014]图9是示出根据一个实施例的用于使用具有用于同时信号传输的高线性和用于单传输信号的低插入损耗冲击的PIN 二极管开关的方法的流程图；以及
[0015]图10是示出根据一个实施例的用于使用具有用于同时信号传输的高线性和用于单传输信号的低插入损耗冲击的PIN 二极管开关的另一方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016]示例性实施例提供了一种方法、收发器集成电路(IC)和通信设备，其使用与收发器集成电路相连接的PIN 二极管开关以便在多频带无线通信设备中提供用于同时发射信号的高线性路径。高线性开关(HLS)应用/控制器配置用于在双和单传输模式之间切换的PIN 二极管开关。在双传输模式中，开关的串联PIN 二极管和并联PIN 二极管被偏置成导通状态。第一收发器通过利用包括串联PIN 二极管的高线性电路路径，生成和同时发射占据不同频率带的不同传输信号到至少一个天线。在单传输模式中，两个二极管均被偏置成截止状态，该截止状态允许第二收发器经由具有低插入损耗冲击的开关路径将单传输信号发射到至少一个天线。
[0017]在本发明的示例性实施例的下文详细描述中，其中可以实践的本发明的特定示例性实施例被足够详细地描述，以使得本领域的技术人员可以实践该发明，并且应该理解的是，在不脱离本发明的精神或范围的情形下，其他实施例可以被使用，并且可以对进行逻辑、构造、程序、电气和其他的更改。因此，下文详细描述不是限制，而是通过随附权利要求及其等同物来限定本发明的范围。
[0018]在这些附图的不同视图的描述中，相似元件设有与先前附图的那些相同名称和附图标记。分配给这些元件的特定标记仅被提供以有助于描述，并不意味着暗指对所描述的实施例的任何限制(结构或功能或其他)。
[0019]可以理解的是，特定组件、设备和/或参数名称(诸如执行此处所描述的应用/逻辑/固件的这些)的使用仅为示例，并非意味着暗指对本发明的任何限制。因此在没有限制的情形下，利用用于在本文中描述这些组件/设备/参数的不同命名/术语来实施本发明。在描述一个或多个元件中，参考任何特定协议或专用名，这些实施例的特征或概念仅被提供为一个实施方式的示例，并且这些参考不限制本发明的扩展于其中不同元件、特征或概念名称被使用的实施例。考虑到使用该术语的上下文包含使用它们标准定义，因此，此处使用的每个术语应被赋予其最广泛的解释。例如，术语“组合的传输信号”或“双传输信号”与“多个传输信号”可交换地使用，以代表同时传播到至少一个天线的至少两个传输信号的组合同时至少一个收发器处于“双传输模式”或“同时传输模式”。与“同时传输信号”或“同时信号传输”可交换使用的术语“同时传播信号”表示来自与至少第二传输信号同时传播的一组信号中的第一传输信号。该术语可应用于下述情形，其中(a)第一传输信号与第二传输信号组合，以在天线输入之前形成“双传输信号”，或(b)第一传输信号将与至少第二传输信号沿着不同/各自的路径同时传播到各自的天线(即，在天线输入之前未被组合)。此外，术语“单传输信号”表示当相对应的收发器处于单传输模式中时被传播到天线的设备中的单信号。此外，术语“载波信号”可以用于代表下述中的任何一个:(a)目前未调制的载波信号；和(b)通过信息信号已经被调制的载波信号。
[0020]如下文进一步描述，本发明的功能特征的实施方式被提供在处理设备/结构中，并且可以涉及硬件、固件和多个软件级构造(例如，程序代码)的组合的使用。提出的附图示出示例无线通信设备架构中的硬件组件和软件/逻辑组件两者。
[0021]现在具体参考图1，描述了示例无线通信设备100的框图，其中，可以有利地实施上述实施例的功能性方面。为了简单起见，无线通信设备100将在本文中被简称为WCD100。在一个或多个实施例中，无线通信设备可以是移动蜂窝设备/电话或智能电话、或膝上型计算机、上网本或平板计算设备、或者其他类型的通信设备。在另一实施例中，WCD100包含包括紧密相关或基本等同于对讲机类型的通信的特征的按需通信特征。WCD100包括处理器单元110和接口电路系统112，接口电路112系统进一步包括数字信号处理器(DSP)114(其执行以可执行代码写入的例程)。处理器单元110和接口电路系统112经由信号总线102被连接到存储器元件104。WCD100包括RF收发器集成电路116，用于发送和接收包括来自一个或多个信号启动器的一个或多个信号的通信信号。在至少一些实施例中，通信信号的发送和接收无线地发生，并且通过耦合到收发器ICl 16的一个或多个天线(例如:天线115和天线117)促进。WCD100经由天线115/117也可以与基站收发器系统(BTS) /基站130无线地通信。W⑶100也包括用户接口电路118，其进一步包括用户接口组件120和音频处理组件122。
[0022]除了上述的WCD100的硬件组件之外，本发明的各种特征可以经由存储在控制器、存储器104 (或其他存储)内的软件(或固件)代码或逻辑完成/支持，并且通过DSP114/处理器110执行。因此，存储器104内所示出的是多个软件/固件/逻辑组件/模块，包括收发器模式和频率带配置数据106。存储器104也包括HLS应用108。
[0023]现参考图2，提出了根据一个实施例的图1的无线通信设备(WCD)的更加详细的视图。WCD200包括无线电接收器201和发射器203。接收器201和发射器203都通过双工器207的方式被耦合到无线通信设备的天线205。WCD200也包括微处理器209，其经由接口213连接到接收器201、发射器203和频率合成器211。通过发射器203和接收器201使用的特别射频由微处理器209确定，并且经由接口电路系统213传送到频率合成器211。通过接收器201接收的数据信号被解码并且通过接口电路系统213耦合到微处理器209，并且通过发射器203发射的数据信号由微处理器209生成，并且在被发射器203发射之前由接口电路系统213格式化。发射器203和接收器201的操作状态通过接口电路系统213使能或失能。在一个实施例中，发射器203和接收器201可以被包含进单个收发器。在另一实施例中，发射器203和接收器201可以共同地提供双收发器的第一收发器组件(图3)，其具有共同地发射和接收同时传播的信号的至少两个收发器组件。
[0024]在至少一个实施例中，微处理器209形成处理单元217的一部分，其结合接口电路系统213在微处理器209被连接到的存储器部215中存储的程序指令的控制下，执行必要的处理功能。同时，微处理器209和接口电路系统213可以包括一个或多个微处理器，该微处理器可以包括数字信号处理器(DSP)。存储器部215包括包含一个或多个形式的传统R0M221、EPR0M223、RAM225、或EEPR0M227的易失性和/或非易失性存储器。无线通信设备的识别特征典型地被存储在EEPR0M227中(如可用，其也可存储在板上EEPROM中的微处理器中)并且可以包括在蜂窝通信设备中的操作所需要的编号分配(NAM)。
[0025]WCD200也包括经由地址/数据/控制总线被连接到微处理器209的用户接口电路块233。形成用户接口电路233的一部分的音频处理电路系统219控制用户音频、麦克风229和扬声器231。用户接口电路233额外地包括用户接口处理电路系统235，其管理任何键盘(多个键盘)/触摸板(多个触摸板)237和/或显示器(多个显示器)239的操作。进一步预期的是，用于启动按需通信的用户可驱动元件可以是作为键盘237的一部分被包括的键或按钮之一。
[0026]现返回图3，根据一个实施例示出包括收发器和高线性PIN 二极管开关的RF通信组件。RF通信电路(RFCC)300包括第一收发器302 (其在上述实施例中是双收发器)，第一收发器302发射和接收可以包括语音传输和数据传输的多个不同的传输信号。RFCC300也包括单传输模式收发器314，其发射和接收单传输信号，同时没有其他信号被传播到天线或从天线传播。双收发器302经由语音发射/接收通信线对325耦合到第一双工器304。此夕卜，双收发器302经由数据发射/接收通信线对327耦合到第二双工器306。第一双工器304和第二双工器306都耦合到双信器308的各自输入端口。双收发器302和单(传输模式)收发器314都耦合到收发(Tx/Rx)控制器310。RFCC300也包括被耦合到至少一个天线的PIN 二极管开关312，其中天线315被示出。RFCC300也包括存储组件316。
[0027]第一双工器304将传输信号与接收信号隔离，并且包括发射带通滤波器，以滤波来自双收发器302的第一传输信号，以在第一频率带中传播被滤波的第一传输信号(例如，语音传输信号)。第二双工器306也包括发射带通滤波器，以滤波来自第一收发器的第二传输信号(例如，语音传输信号)，以在第二频率带中传播被滤波的第二传输信号。第一双信器308接收被滤波的第一传输信号和被滤波的第二传输信号，并且将被滤波的第一传输信号和被滤波的第二传输信号组合，以将被组合的/双传输信号传播到PIN 二极管开关312的第一输入端口，同时(有源)收发器处于双传输模式。在一个实施例中，双收发器302包括包含共同地生成同时传播载波的第一收发器和第二收发器的数个收发器。
[0028]当一个或多个下列情形发生时双传输模式被激活:(a) —个或多个收发器(例如，双收发器302)生成不同载波/信息信号，这些信号被同时传播到一个或多个天线；(b)双信器(例如:第一双信器308)组合两个或更多个同时传播的信号，以将被组合的载波信号呈现给PIN 二极管开关(例如，PIN 二极管开关312)的第一输入端口 ；以及(c)串联和并联PIN 二极管被偏置成导通状态，以将高线性传播路径提供给在PIN 二极管开关的第一输入端口处接收的一个或多个同时传播信号。
[0029]在一个实施例中，当收发器(例如，双收发器302)处于双传输模式时,经由信号路径从单传输模式收发器314发射的信号通过PIN 二极管开关312内的并联PIN 二极管的向前/导通状态偏置而减弱，并且双收发器信号在PIN 二极管开关314的第一输入端口和输出端口之间传播。当收发器(例如，单收发器314)处于单传输模式时，经由信号路径从双信器308发射的信号通过PIN 二极管开关312内的串联PIN 二极管的反向/截止状态偏置而减弱，并且单传输信号在PIN 二极管开关312的第二输入端口和输出端口之间传播。
[0030]在时分多址(TDMA)无线电中的收发开关中使用的基于集成电路(IC)开关可用之前，在天线开关电路中的收发开关中已经采用基于PIN 二极管的开关。PIN 二极管是由位于P型和N型层之间的轻掺杂内在(I)半导体的层所构造的简单半导体器件。基于IC的开关具有许多半导体结，其中的每一个是非线性并且可以生成交调(頂)失真。如果将二极管设计成最小化电阻和最大化载波寿命，则在正向偏置条件下可以将PIN 二极管的非线性最小化，这使得具有大的器件区域和厚的I区域的二极管成为必要。也有可能在反向偏置PIN二极管中实现期望的线性，但是在反向偏置PIN 二极管中实现期望的线性需要非常高的反向偏置电压，大约100V。
[0031]如在下文更加详细描述的图6所示，串并联PIN 二极管开关312包括串联PIN 二极管(图6的608)和并联PIN 二极管(图6的616)。Tx/Rx控制器310在导通状态下通过偏置串联PIN 二极管和并联PIN 二极管选择性地激活双传输模式，导通状态使得串并联PIN二极管开关将双传输信号从双收发器302传播到天线315。Tx/Rx控制器310使用来自存储器组件316的信息(例如:模式和频带配置数据318和状态控制数据319)以在各自收发器中配置前端状态控制、有源双传输模式或有源单传输模式、和频率带。被配置的频率带包括双收发器302中的第一频率带和第二频率带。此外，在一个实施方式中，Tx/Rx控制器310可以利用高线性开关(HLS)逻辑/应用320，以提供与双传输模式和单传输模式的启动相关联的功能特征。
[0032]在下文描述中，Tx/Rx控制器310和HLS逻辑/应用320被示出并且被描述为独立或单独硬件和软件/固件/逻辑组件，其提供特定功能，如下文所述。在上述实施例中，HLS逻辑/应用320提供触发控制器310执行某些功能的某些可执行代码。在下文将参考图4和随后的附图，提出与HLS逻辑/应用320相关联的功能性的额外细节。
[0033]经由通过无线设备处理器和/或其他设备硬件所执行的处理逻辑(或代码)，可以实施通过HLS应用/逻辑320所支持和/或提供的某些功能。在通过HLS应用320所提供的软件代码/指令/逻辑中，其针对于上述实施例的是:Ca)用于动态地配置通信设备在多个传输模式之一中操作的逻辑，多个传输模式包括(i)将具有基本高线性需求的信号传播到一个或多个天线的双传输模式，以及(ii)将具有较低线性需求的信号传播到一个或多个天线的单传输模式；(b)用于触发第一收发器以同时生成不同载波信号同时处于双传输模式中的逻辑；(C)用于触发至少一个收发器以将至少两个不同载波信号同时传播到一个或多个天线的逻辑；(d)用于使得双信器将第一载波信号和第二载波信号组合以在串并联PIN 二极管开关的第一输入端口处提供组合的/双载波的逻辑；(e)用于触发单传输模式收发器以生成和发射单传输信号至串并联PIN 二极管开关的第二输入端口同时处于单传输模式的逻辑；(f)用于选择性地激活包括触发偏置组件的双传输模式，以偏置串并联PIN 二极管开关的串联PIN 二极管和并联PIN 二极管处于导通状态，使得串并联PIN 二极管开关经由串联PIN 二极管将双信号传播到一个或多个天线的逻辑；以及(g)响应于单传输模式的激活，使得偏置组件将串联PIN 二极管和并联PIN 二极管都偏置成截止状态，以使得串并联PIN 二极管开关将单传输信号传播到一个或多个天线的逻辑。
[0034]图4示出根据一个实施例的双传输模式中的无线通信设备中的RF通信组件。RFCC400包括双收发器402和单传输模式收发器414。双收发器402和单收发器414都耦合到收发(Tx/Rx)控制器410。RFCC400也包括耦合到至少一个天线的PIN 二极管开关412，其中的第一天线415被示出。RFCC400也包括第二天线417。
[0035]双收发器402经由PIN 二极管开关412的第一输入端口将第一传输信号/载波425同时传播到第一天线415，并且将第二传输信号/载波(传播)到第二天线417，旁路PIN 二极管开关412。Tx/Rx控制器410通过偏置串联PIN 二极管和并联PIN 二极管处于导通状态选择地激活双传输模式，以使得串并联PIN 二极管开关经由串联PIN 二极管608 (图6)将第一传输信号/载波从双收发器402传播到第一天线415。当处于双传输模式并且同时进行第一传输信号至第一天线415的传播时，双收发器402经由旁路PIN 二极管开关412的路径，将第二传输信号/载波发射到第二天线417。
[0036]在RFCC300 (图3)中，信号被组合，并且经由单/公共路径被传播到天线。在RFCC400中，在没有被组合的情形下，这些信号沿着单独路径被同时发射。然而，在RFCC300和RFCC400两者中，将至少两种信号从一个或多个收发器同时传播到一个或多个天线。RFCC300和RFCC400两者需要高线性RF开关312/412以避免能够使得接收器失敏的交调失真(MD)积的生成。然而，针对RFCC400的开关412，线性需求减少(相对于开关312的线性需求)，因为与天线417和天线415隔离。
[0037]通常，第N阶IMD电平是第一和第二发射功率水平、PTXl和PTX2、以及它们的截取点IPN的函数。其中特定关系是奇数阶(即:N=3、N=5等)IMD，其使得接收器失敏。
[0038](I) N=3:PIH)3=1*Ptx1-2* (IP3-Ptx2)，
[0039](2) N=5:PIMD5=2*PTX1-3* (IP5-Ptx2),
[0040](3) N=7:PIMD7=3*PTX1-4* (IP7-Ptx2),
[0041](4) N=9:PIMD9=4*PTX1-5* (IP9-Ptx2),等。
[0042]通过在接收器处所检测的干扰电平可以确定最大可允许的IMD，该干扰导致不敏感的阈值电平/量，例如ldB。在RFCC300的开关312的情形下，在一个示例中，_112dBm的第3阶MD电平导致IdB的不敏感，并且发射功率水平Ptxi和Ptx2分别是24和20dBm。此外，关于(1)，所需要的IP3大于90dBm。在RFCC400中使用用于同时信号传播的单独天线(即，天线415和天线417)的方法，使得根据天线对天线的隔离Ptx能够减少。根据等式(1-4)，对于IdB Ptxi减少，用于第N阶MD (Pnra)的需要降低了 M dB,并且对于IdB Ptx2减少降低了 M+ldB。在实践中，天线对天线隔离典型地为10dB。因此，与RFCC300的开关312的IP3需要相比，RFCC400的开关413的IP3需要减少了大约5dB。
[0043]通过利用利用了与收发器集成电路的PIN 二极管开关的前端通信设计，RFCC400可以阻止第3阶交调信号在接收频带(BCO和B13)中生成。结果，RFCC400使能够(a)使用高线性RF开关将多传输信号(即，被组合的同时传播的传输信号)传播到至少一个天线，或者(b)使用高线性RF开关将同时传播的传输信号沿着不同路径传输到不同天线。RF开关在连接同时信号传输的路径中采用串联PIN 二极管，并且在连接到其他单传输收发器的路径中采用并联PIN 二极管。将两个二极管偏置处于操作的双传输模式中的导通状态，以提供防止在接收频带中生成第3阶交调信号的高线性开关。
[0044]图5示出了根据另一实施例的在无线通信设备中包含收发器、双信器和高线性PIN 二极管开关的RF通信组件的另一视图。RFCC500包括多收发器“MDM”(即，移动数字介质)组件526和“LTE”(即，长期演进)收发器522。在一个实施例中，MDM组件526和LTE收发器522共同地提供了在双传输模式(或“同时传输模式”)中的“双收发器”(例如,在其他图中的302、402和602)，并且在此描述了 “双收发器”功能。MDM组件526提供了在单传输模式中的包含例如GSM低带(LB)和高带(HB)收发器的若干类型的“单传输收发器”(例如，314、414和604)，并且在此也描述了“单传输模式收发器”的功能。RFCC500也包括PIN二极管单刀三掷(SP3T)低带(LB)开关508和SP5T高带(HB)开关506。此外，RFCC500包括被耦合至天线502的第二双信器504。在双传输模式下，多收发器(MDM)组件526经由双工器524将BCO传输信号发射至第一低带(LB)双信器515的第一双信器输入517。LTE收发器522经由双工器524将LTE传输信号同时发射至第二双信器输入518。此外，MDM526可以将(旁路PIN 二极管开关508 )LTE1900传输信号同时发射至第一天线502。RFCC500也可以通过利用第一天线502和第二天线528 (其在这些描述的实施例中为全向天线)以双传输模式提供同时信号传输。例如，在用于同时信号传输的这个(第二)配置中，LTE传输信号(例如，LTE700TX)或者组合的BCO和LTE传输信号可以经由PIN 二极管开关58沿着第一路径被传播到第一天线502。同时，LTE700 (或者LTE1900)传输信号可以沿着不穿过PIN 二极管开关508的第二路径被传播到第二天线528。
[0045]LB双信器515将两个同时传播信号组合。LB双信器515将在第一双信器输入517处接收的BCO传输信号(即，示例语音传输信号)滤波为第一频率带(例如，824-849)。此外，LB双信器515将在第二双信器输入518处接收的LTE传输信号滤波为第二频率带(例如，777-787MHZ)。此外，LB双信器515将被滤波的BCO信号和LTE信号组合，以生成经由第一开关输入端口由PIN 二极管SP3T低带(LB)开关508接收的双(BC0和LTE)传输信号513。
[0046]在单传输模式下，PIN 二极管SP3T低带(LB)开关508经由各自的开关输入端口接收GSM LB Tx信号512和GSM900RX信号511。在任何一个时间，在单传输模式中，仅这些单传输信号之一可以被传播到天线502 (或者任何其他天线)。在单传输模式中，SP3T开关508可切换地将这两个单传输信号之一连接至该串并联PIN 二极管开关的输出端口。
[0047]在一个实施例中，如图7所示，PIN 二极管SP3T低带(LB)开关508包括第一 SPDT开关706以及经由串并联PIN 二极管开关实施的第二 SPDT开关710。在该串并联PIN 二极管开关的第一端口处，接收双传输信号或第一同时发射信号(即，当一个或多个其他信号正在被传播至一个或多个(相同或其他)天线时朝向天线被同时传播的信号)。
[0048]当控制器激活双传输模式时，PIN 二极管SP3T低带(LB)开关508将PIN 二极管SP3T低带(LB)开关508的第一输入端口连接至输出端口，以经由高线性电路路径，传播一个或多个:(a)双传输信号；以及(b)同时传播的信号/载波，至第二双信器504的第一输入端口。该高线性电路路径(图6中所示)具体通过在该电路路径中设置PIN 二极管LB开关508的串联二极管提供。在双传输模式下，第二双信器504滤波第二双信器504在第二双信器504的第二输入端口处从多个收发器“MDM”组件526 (经由SP5THB开关506)接收的第二同时传播的传输(HB)信号。此外，第二双信器504滤波该双传输信号，并且将该滤波信号组合，以将包括双传输低带(LB)信号和第二同时传播的传输高带(HB)信号的组合信号传播到(至少)天线502。
[0049]图6示出了根据一个实施例的在无线通信设备中的包含收发器和串并联PIN二极管开关的RF通信组件。RFCC600包括以双传输模式发射和接收可能包含语音传输和数据传输的多个不同传输信号的双收发器602，以及以单传输模式发射和接收单传输信号的单传输模式收发器604。RFCC600也包括耦合至至少一个天线的PIN 二极管开关606，其中的天线620被示出。
[0050]在一个实施例中，在双传输模式下，双收发器602经由PIN 二极管开关606将两个传输信号作为双传输信号(或“组合传输信号”)，同时传播到一个或多个天线620。在另一实施例中，双收发器602沿着不同路径同时传播至少两个传输信号作为单独信号。例如，经由PIN二极管开关606，将第一信号沿着第一路径传播到一个或多个天线的第一集合。沿着旁路PIN 二极管开关606的第二路径，将第二信号同时传播到一个或多个天线的第二集合。在一个实施例中，PIN 二极管开关606经由PIN 二极管开关606的第一输入端口，接收双传输信号。在另一实施例中，PIN 二极管开关606经由PIN 二极管开关606的第一输出端口，从同时传播的多个信号中接收第一信号。在单传输模式下，单收发器604经由PIN 二极管开关606将单传输信号传播到一个或多个天线620。PIN 二极管开关606经由PIN 二极管开关506的第二输入端口，接收单传输信号。
[0051]串并联PIN 二极管开关606包括串联PIN 二极管(608)和并联PIN 二极管(616)。Tx/Rx控制器310通过将串联PIN 二极管和并联PIN 二极管均偏置为导通状态激活双传输模式，以导致串联PIN 二极管开关经由PIN 二极管(608)将双传输信号从双收发器602传播至包括天线620的一个或多个天线。在另一 /第二实施例中，经由串联PIN 二极管(608)将(来自同时传播信号中的)第一信号从收发器602传播到一个或多个其他天线(未明确示出)。可选地，Tx/Rx控制器310通过将串联PIN 二极管和并联PIN 二极管均偏置为截止状态而激活单传输模式，以导致串并联PIN 二极管开关将单传输信号从单传输模式收发器604传播到包括天线620的一个或多个天线。
[0052]在双传输模式中，Tx/Rx控制器310分别触发第一偏置组件610和第二偏置组件618以将该串联PIN 二极管和并联PIN 二极管偏置为导通状态。然而，在单传输模式中，控制器触发第一偏置组件610和第二偏置组件618以将串联PIN 二极管和并联PIN 二极管偏置为截止状态。
[0053]在RFCC600中，相移组件614连接在串联PIN 二极管608的输出和并联PIN 二极管616的输入之间，并且为处于导通状态的并联PIN二极管提供低阻抗相移，以将在该并联二极管的输出处，将该低阻抗“变换”为高阻抗。在双传输模式中在并联二极管的输出处提供高阻呈现了穿过并联PIN二极管并且终止于接地的高阻抗路径。该高阻抗路径被呈现给在多个同时生成并传播信号中的(a)组合传输信号或(b)单/第一信号。然而，在单传输模式中，当串联PIN二极管和并联PIN二极管均被偏置为截止状态时，相移组件将低插入损耗冲击提供给单传输信号。
[0054]图7示出根据一个实施例的在无线通信设备中的串并联PIN二极管开关的详细视图。PIN 二极管开关(PDS)700包括串并联PIN 二极管开关710，其在第一端口 728处，从双收发器(例如，302、402)接收双传输信号(例如，组合BCO和LTE信号)。串并联PIN 二极管开关710被连接至单刀双掷(STOT)开关706的(开关)输出端口。SPDT开关706在第二端口 709处接收第一单(类型)传输信号(例如，GSM低带发射信号)，并且在第三端口 708处接收第二单传输信号(例如，GSM900接收信号)。控制器310触发SPDT开关706以可切换地/选择性地将第二端口 709和第三端口 708中的一个连接至SPDT开关706的输出端口。在PDS700中包含的是由规定电源供电的第二偏置组件704 (例如，电源放大器)。
[0055]串并联PIN 二极管开关710包括并联PIN 二极管D2716和串联PIN 二极管D1726。串并联PIN 二极管开关710也包括相移组件718。相移组件718包括第一并联电容器720、第一串联电感器722和第二并联电容器724。串并联PIN 二极管开关710包括第一偏置组件714，其由规定电源(例如，2.7V规定电源)供电。串并联PIN 二极管开关710被连接至输出端口 730，其被连接至一个或多个天线(未明确示出)。
[0056]现在参考图8，示出了根据一个实施例的为各种传输模式/状态、控制信号状态以及二极管偏置状态提供配置信息的表。图8用于协助进一步描述roS700。表800为各种单传输模式和双传输模式提供配置状态，并且具体涉及roS700的配置(图7)。根据行806，双传输模式满足(基于实证数据)至少90dbm的IP3需求。BCO信号和LTE信号是占据了可以经由同时信号传输被传播的不同频率带的信号的不例。在一个实施例中，BCO和LTE信号可以被组合，以形成双(传输)信号，其使两种信号能够作为组合信号而被同时传播到一个或多个天线的相同集合。在另一实施例中，BCO信号、LTE信号和另一传输信号中的至少两种信号沿着不同路径被同时传播到各自的天线。在特定示例中，第一信号(例如，BCO信号)经由PIN 二极管开关的串联PIN 二极管而被传播到第一天线。此外，第二信号、LTE信号或另一单独信号旁路PIN 二极管开关，并且沿着第二路径被同时发射至第二天线，同时第一信号被传播到第一天线。如行806中所示的，在双传输模式中，Dl和D2均被偏置为导通状态，ctrll和ctrl2被设置为高，并且2.7V规定电源被导通。当控制器(例如，图3的控制器310)激活双传输模式时，控制器经由CTRLl端口 712将第一控制信号发送至偏置组件714，并且经由CTRL2端口 702将第二控制信号发送至第二偏置组件704，以便将串联PIN 二极管D1726和并联PIN 二极管716均偏置为导通状态。
[0057]如在行802中所示的，对于作为单传输信号的GSM LB Tx的IP3需求为至少65dBm。roS700经由满足GSM LB Tx的IP3需求的单传输信号，发射GSM LB Tx0在单传输模式中，控制器将Dl和D2偏置为截止状态。在图7的电路配置中，当包括ctrll和ctr2的偏置控制信号的至少之一被设置为低压电平时，两个二极管均被偏置为截止状态。Ctrl2也被用于经由将GSM LB Tx或GSM900RX传播至PIN 二极管开关的第二输入端口的SPDT开关706，触发开关连接。具体而言，在Ctrl2上的高压电平信号将GSM LB Tx传播至第二输入端口。在Ctr12上的低压电平信号将GSM900RX传播到PIN 二极管开关的第二输入端口。经由行802所示的，由于CTRLl被设置为低并且Ctrl2被设置为高，所以串联PIN 二极管和并联PIN 二极管均被偏置为截止状态。当该设备处于活动或非空闲状态时，2.7V规定电源向组件提供电力。在图示的实施例中，将SPDT开关706的第二输入端口 709连接至SPDT开关706的输出端口，导致GSM LB TX信号经由串并联PIN 二极管开关710的(第二)输入端口被转发至连接到输出端口 730的天线(未明确示出)。
[0058]相移组件(PSC) 718连接在串联PIN 二极管726的输出和并联二极管716的输入之间。PSC718包括一个或多个:Ca)第一并联电容器(720); (b)第一串联电感器(722);以及(c)第二并联电容器(724)。可选地，PSC718可以包括传输线。在一个实施例中，相移组件718提供并联PIN 二极管的复阻抗的九十(90)度相移。一般而言，相移组件718为处于导通状态的并联PIN 二极管716提供低阻抗的相移，以便在并联二极管的输出处将低阻抗变换为高阻抗。随后，相移组件718为在多个同时生成并传播信号中的(a)被组合的传输信号或(b)第一信号提供穿过并联PIN 二极管并且终止于接地的高阻抗路径。然而，在单传输模式中，当串联PIN 二极管和并联PIN 二极管均被偏置为截止状态时，相移组件为单传输信号提供低插入损耗冲击。
[0059]图9-10是示出了通过其完成图示的实施例的上述处理的方法的流程图。虽然图9-10中所示的方法可以参考图1-8中所示出并描述的组件和功能进行描述，但是应理解的是，这个仅是出于便于描述目的，并且当实施各种方法时，可以采用可替选的组件和/或其配置。通过在WCD100 (图1或2)内的一个或多个处理器(处理器单元110/DSP114/微处理器209)上执行HLS应用108或者通过控制器310/410，可以完成这些方法的某些部分。然后，这些执行的处理控制WCD100的具体操作或WCD100上的具体操作。出于简化目的描述这些方法，从一个或多个HLS应用108/320、控制器310/410和W⑶100的角度，描述所有方法处理。
[0060]图9示出了根据一个实施例的用于采用具有用于多个同时信号传输的高线性和用于单传输信号的低插入损耗冲击的PIN 二极管开关的方法。该方法启动块902处开始，并且前进至块904，在此处，HLS逻辑/应用320在无线通信设备中发起双传输模式。在块906处，响应于双传输模式的激活，HLS应用320触发偏置组件，以将该PIN 二极管开关的串联PIN 二极管和并联PIN 二极管均偏置为导通状态。随后，将双载波/传输信号经由第一开关端口和穿过串联PIN 二极管的电路路径传播至一个或多个天线，如在块908处所示。在块910处，HLS应用/逻辑320启动单传输模式。响应单传输模式的激活，HLS应用320导致PIN 二极管开关的串联PIN 二极管和并联PIN 二极管均被偏置为截止状态，如在块912处所示的。结果，将单载波/传输信号经由具有低插入损耗冲击的PIN 二极管开关从一个或多个开关组件传播到一个或多个天线，如在块914处所示的。该处理在块916处结束。
[0061]图10示出了根据一个实施例的用于采用具有高线性和低插入损耗冲击的PIN 二极管开关的第二方法。该方法在启动块1002处开始，并且前进至在无线通信设备内的HLS应用启动双传输模式处的块1004。在块1006，响应于双传输模式的激活，HLS应用320导致PIN 二极管开关的串联PIN 二极管和并联PIN 二极管被偏置为导通状态。随后，经由串联PIN 二极管，将第一载波信号传播到至少第一天线，如在块1008处所示。此外，第二载波/传输信号旁路PIN 二极管开关，并且被传播到第二天线，如在块1010处所示。在块1012处，HLS应用/逻辑320启动单传输模式。响应于单传输模式的激活，HLS应用320导致该PIN 二极管开关的串联PIN 二极管和并联PIN 二极管均被偏置为截止状态，如在块1014处所示。结果，单传输信号(由第三载波提供)经由第二开关输入和将低插入损耗冲击提供给该单传输信号的相移组件，被传播到一个或多个天线，如在块1016处所示。该处理在块1018处结束。
[0062]在此呈现并描述的各个图中的流程图和框图示出了根据本发明的各个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能和操作。在这方面，在流程图或框图中的每个块可以代表一个模块、段或代码的一部分，其包括用于实施特定逻辑功能的一个或多个可执行指令。也应注意的是，在某些可替选的实施方式中，在块中所指出的这些功能可能不以这些图中所示的顺序出现。例如，连续示出的两个块可能事实上被基本同时执行，或者有时这些块可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。因此，虽然以特定顺序描述和示出了这些方法处理，但是处理的特定顺序的使用并不意味着暗示对于本发明的任何限制。可以对于处理的顺序进行改变，而不脱离本发明的精神或范围。因此，不应以限制方式进行特定顺序的使用，并且本发明的范围延伸至随附的权利要求及其等同物。
[0063]在上文流程图中，一个或多个方法可以在包含计算机可读指令的计算机可读介质中实施，以便当在计算机设备上(通过处理单元)执行计算机可读代码时，执行一系列步骤。在不脱离本发明的精神和范围的条件下，在一些实施例中，组合、同时执行或以不同顺序执行，或者省略方法的某些处理。也应注意的是，通过执行指定功能或动作的基于硬件的专用系统或专用硬件和计算机指令的组合能够实施在框图和/或流程图图示中的每个块以及在框图和/或流程图图示中的块的组合。
[0064]下文参考根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图描述本发明的方面。应理解的是，通过计算机程序指令能够实施流程图和/或框图中的每个块以及流程图和/或框图的流程图图示中的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，以生产一种机器，以便经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行这些指令，创建用于实施在流程图和/或一个或多个框图块中所指定的功能/动作的装置。
[0065]虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员应理解的是，在不脱离本发明的范围的条件下，可以做出各种改变，并且等同物可以用于替换其元件。此夕卜，在不脱离本发明的本质范围的条件下，可以做出许多修改，以使得特定系统、设备或其组件适合于本发明的教导。因此，本发明并非旨在限于用于执行本发明的所公开的特定实施例，而是本发明应包含落入随附的权利要求范围的所有实施例。而且，术语第一、第二等的使用不表示任何顺序或重要性，而是术语第一、第二等用于彼此相互区别。
[0066]此处所使用的术语仅是出于描述特定实施例的目的，并非旨在限制本发明。除非上下文另有明确说明，此处所使用的单数形式的“一”、“一个”和“所述”旨在也包含负数形式。将进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，指明了所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不妨碍一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或增加。
[0067]在下文权利要求中的所有方式或步骤加上功能元件的相对应结构、材料、动作和等同物旨在包含用于执行与如具体要求的其他所述的元件相结合的功能的任何结构、材料或动作。出于阐释和描述目的对本发明进行说明，并非旨在穷尽所有方面或限于所公开的形式。在不脱离本发明的范围和精神的条件下，许多修改和变更对于本领域的技术人员将是显而易见的。为了最好地解释本发明的原理和具体应用而选择并描述该实施例，以使得本领域的技术人员能够针对适合于所考虑的特定用途的各种修改的各种实施例，理解本发明。
【权利要求】
1.一种通信设备，包括: 至少一个天线； 至少一个收发器，所述收发器可切换地耦合至所述至少一个天线，其中，所述至少一个收发器当在双传输模式中操作时，生成第一载波和包含第二载波的至少一个其他载波，并且将所述第一载波和所述至少一个其他载波同时传播到至少一个天线； 串并联PIN 二极管开关，所述串并联PIN 二极管开关包括串联PIN 二极管和并联PIN二极管，并且所述串并联PIN 二极管开关在与所述串联PIN 二极管串联的第一开关输入端口处接收至少所述第一载波；以及 控制器，所述控制器通过将所述串联PIN 二极管和所述并联PIN 二极管均偏置处于导通状态来选择性地激活所述双传输模式，以使得所述串并联PIN 二极管开关将经由所述串联PIN 二极管发射的至少所述第一载波传播到至少第一天线。
2.根据权利要求1所述的通信设备，其中，所述至少一个收发器包括第一双信器，所述第一双信器将所述第一载波与至少所述第二载波组合，以将双信号载波发射到所述串并联PIN 二极管开关的所述第一开关输入端口，所述至少一个收发器在所述双传输模式中经由所述串联PIN 二极管将所述双信号载波传播到所述第一天线。
3.根据权利要求1所述的通信设备，进一步包括: 第一双工器，所述第一 双工器耦合在生成所述第一载波的第一收发器和所述第一双信器之间，以滤波所述第一载波，并且在第一频率带中将被滤波的第一载波信号传播到所述第一双信器；以及 第二双工器，所述第二双工器耦合在提供所述第二载波的第二收发器和所述第一双信器之间，以滤波所述第二载波，并且在第二频率带中将被滤波的第二载波信号传播到所述第一双信器。
4.根据权利要求1所述的通信设备，进一步包括: 相移组件，所述相移组件连接在所述串联PIN 二极管的输出与所述并联PIN 二极管的输入之间，并且所述相移组件为处于导通状态的所述并联PIN 二极管提供低阻抗的相移，以便为在所述第一开关输入端口处接收的同时传播信号提供通过所述并联PIN 二极管至接地的高阻抗路径；以及 其中，在所述串联PIN 二极管和所述并联PIN 二极管均被偏置处于截止状态时，所述相移组件将低插入损耗冲击提供给传输信号。
5.根据权利要求1所述的通信设备，进一步包括: 第二双信器，所述第二双信器被耦合至所述至少一个天线以及被耦合至所述串并联PIN 二极管开关，并且所述第二双信器: 从所述至少一个收发器以高频率带接收同时传播的信号，以及经由所述串并联PIN 二极管开关从所述至少一个收发器的另一收发器接收一个或多个其他同时传播的信号；将以高频率带的所述同时传播信号与所述一个或多个其他同时传播的信号组合；以及将组合的传输信号转发至所述至少一个天线。
6.一种收发器集成电路，所述收发器集成电路包括: 至少一个收发器，所述收发器可切换地耦合到至少一个天线，其中，所述至少一个收发器当在双传输模式中操作时，生成第一载波和包含第二载波的至少一个其他载波，并且将所述第一载波和所述至少一个其他载波同时传播到至少一个天线； 串并联PIN 二极管开关，所述串并联二极管开关包括串联PIN 二极管和并联PIN 二极管，并且所述串并联PIN 二极管开关在与所述串联PIN 二极管串联的第一开关输入端口处接收至少所述第一载波；以及 控制器，所述控制器通过将所述串联PIN 二极管和所述并联PIN 二极管均偏置处于导通状态来选择性地激活所述双传输模式，以使得所述串并联PIN 二极管开关将经由所述串联PIN 二极管发射的至少所述第一载波传播到至少第一天线。
7.在具有耦合至至少一个天线的收发器集成电路的通信设备中，一种方法，包括: 通过将串并联PIN 二极管开关的串联PIN 二极管和并联PIN 二极管均偏置处于导通状态来选择性地激活双传输模式； 生成包含第一载波的多个不同传输载波和包含第二载波的至少一个其他载波； 在与所述串联PIN 二极管串联的第一开关输入端口处接收至少所述第一载波；以及在双模传输模式中，将经由所述串联PIN 二极管的所述第一载波和所述至少一个其他载波同时传播到至少第一天线。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括: 在耦合至所述至少一个收发器的第一双信器处接收所述第一载波和所述第二载波；以及 将所述第一载波和所述第 二载波组合，以在与串并联PIN 二极管开关的第一输入端口耦合的所述第一双信器的输出处提供组合的传输信号。
9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括: 经由所述串并联二极管开关，动态地配置所述设备以下述多个传输模式之一操作，所述多个传输模式包括(a)双传输模式，用于将具有基本上高线性要求的信号传播到所述一个或多个天线，以及(b)单传输模式，用于将具有较低线性要求的单传输信号传播到所述一个或多个天线； 通过将所述串联PIN 二极管和所述并联PIN 二极管均偏置处于截止状态，激活所述单传输模式； 在所述串并联PIN 二极管开关的第二输入端口处，从单传输模式收发器接收单传输信号; 响应于所述单传输模式的激活，将所述并联PIN 二极管和所述串联PIN 二极管均偏置处于截止状态，以使得所述串并联二极管开关将所述单传输信号传播到所述一个或多个天线。
10.根据权利要求7所述的方法，进一步包括: 响应于所述双传输模式的激活:向一个或多个同时传播的信号提供经过所述并联PIN二极管并且终止于接地的高阻抗路径；以及旁路所述高阻抗路径，并且经由所述串联PIN二极管将一个或多个同时传播的信号传播到所述一个或多个天线。
【文档编号】H04B1/10GK103703689SQ201280037134
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年7月18日 优先权日:2011年7月26日
【发明者】格里高利·R·布莱克 申请人:摩托罗拉移动有限责任公司