在不使用双工器的情况下在全双工系统中减少发射机接收机泄漏的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及一种收发机、一种操作收发机的方法、以及一种用于实现该方法的计算机程序。本发明还涉及一种能够进行频分双工通信的通信设备，包括这样的收发机。
【背景技术】
[0002]收发机包括发射机和接收机，并且通常在各种通信装置中使用。收发机可以被布置为以半双工操作，即接收机和发射机在同一频率上操作但在时间上分离，以防止发射机信号隐藏接收的信号。该方法由此通常被称作时分双工(TDD)。收发机还能够以全双工操作，即接收机和发射机同时操作，其中提供了一些特殊装置用来防止发射机隐藏接收的信号。实现上述内容的一种方法是针对传输和接收分配不同的频率。由此，该方法通常被称作频分双工(FDD)。
[0003]通常，接收机和发射机使用同一天线或可以包括若干天线的天线系统，这意味着人们期望一些类型的电路能够与天线适当的相互作用。由于发射机信号，当以全双工操作收发机时，应当特别注意这样的电路，尽管使用FDD可以干扰接收的信号。图1示出了通信装置100的示例，该通信装置100包括收发机102、连接到收发机102的天线104、以及其它电路106，例如处理装置、输入和输出电路以及存储装置。收发机102包括发射机108、接收机110、以及连接到发射机102、接收机110和天线104的的双工器112。双工器112被布置为将射频(RF)能量从发射机指向到天线(如箭头114所示)，并且将射频(RF)能量从天线指向到接收机(如箭头116所示)，并且例如可以包括循环器。双工器在本领域中是已知的，并且例如在US 4，325，140中描述。然而，双工器并不理想，并且至少在一定程度上存在从发射机向接收机的发射机信号的泄漏(如箭头118所示)。此外，双工器通常是昂贵、消耗空间的，并且不能在芯片上实现。由此，在本领域中已经致力于使用芯片上的解决方案来实现类似效果。这些是基于通过使用假负载的电平衡，该假负载被布置为等于天线阻抗。因此，将能量的第一部分指向天线用于发射，并且将能量的第二部分指向假负载，该能量的第二部分作为热量来耗散。如果假负载被配置为具有与天线相同的阻抗，则第一和第二部分相等，并且当向接收机使用差分输入时，可以抑制发射信号在接收机输出处的贡献。在US2011/0064004 Al中公开了这样的方法的示例。然而，这里可以看出，在假负载中的热耗散中丢失了一半的发射能量。
[0004]由此，期望提供一种减小上述缺点的针对收发机的方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是至少减轻上述问题。本发明是基于以下理解:通过提供针对发射机的功率放大器在收发机装置中的接收机的输入处的贡献的反贡献，能够抑制该贡献。辅助功率放大器提供具有特定幅度和相移的发射信号，以提供该反贡献。如下文将要说明的，该反贡献能够以不同的方式来施加。为了进一步减小功率放大器在接收频率的输出对接收机的输入的影响，以及辅助功率放大的影响，提供了对功率放大器和辅助功率放大器的输出的滤波，由此减小在接收机的输入处的发射机噪声。
[0006]根据第一方案，提供了适于频分双工通信的收发机。该收发机包括发射机，其中该发射机包括功率放大器；接收机；辅助功率放大器，该辅助功率放大器被布置为提供可控相移和增益输出；第一滤波器，被布置在所述功率放大器的输出处，并且被布置为在接收机的接收频率处进行频率衰减；第二滤波器，被布置在辅助功率放大器的输出处，并且被布置为在接收机的接收频率处进行频率衰减；以及信号传输装置。该信号传输装置被布置为:将从发射机通过其功率放大器所提供的信号通过所述第二滤波器传输到射频RF连接点；从所述RF连接点接收信号，并将信号提供给所述接收机；以及从所述辅助功率放大器向所述接收机的输入提供信号。收发机还包括控制器，其中该控制器被布置为控制辅助功率放大器的输出以提供具有与发射机的功率放大器的输出有关的相位和幅度的信号，以使得发射机对于所述接收机的输入处的信号的贡献被抑制。
[0007]接收机的接收频率可以低于发射机的发射频率，其中，第一滤波器可以是高通滤波器或带通滤波器，并且第二滤波器可以是高通滤波器或带通滤波器。所述第一滤波器和第二滤波器各自的带通滤波器均包括并联耦合的电容和第一电感，所述并联耦合与第二电感串联耦合。根据一种选择，所述第一滤波器和第二滤波器各自的第一电感和第二电感以及电容中的至少一个是可控的，并且是由所述控制器控制的。
[0008]接收机的接收频率可以高于发射机的发射频率，其中，第一滤波器可以是低通滤波器或带通滤波器，并且第二滤波器可以是低通滤波器或带通滤波器。所述第一滤波器和第二滤波器各自的的带通滤波器均包括并联耦合的第一电容和电感，所述并联耦合与第二电容串联親合。根据一种选择，所述第一滤波器和第二滤波器各自的第一电容和第二电容以及电感中的至少一个是可控的，并且是由控制器控制的。
[0009]被布置为控制所述辅助功率放大器的输入，使得所述辅助功率放大器能够提供所述可控相移和增益输出。对所述辅助功率放大器的输入的控制是连接到所述收发机的基带电路的控制。
[0010]所述控制器被布置为控制所述辅助功率放大器，使得所述辅助功率放大器能够提供所述可控相移和增益输出。
[0011]信号传输装置可以包括第一阻抗元件，连接在所述辅助功率放大器的滤波器的输出与所述接收机的输入之间；以及第二阻抗元件，连接在所述发射机的功率放大器的滤波器的输出与所述接收机的输入之间，其中，所述第二阻抗元件还连接在RF连接点与所述接收机的输入之间。所述第一阻抗元件具有可控阻抗，所述第二阻抗元件具有可控阻抗，并且所述控制器被布置为还控制所述第一阻抗元件和所述第二阻抗元件的阻抗。控制所述辅助功率放大器的输出，以使其具有与所述发射机的所述功率放大器的输出有关的相位并且具有与所述发射机的所述功率放大器的输出有关的幅度，以及控制所述第一阻抗元件和第二阻抗元件使其阻抗具有对应关系。可以控制所述辅助功率放大器的输出，以使其具有与所述发射机的所述功率放大器的输出相反的相位并且具有与所述发射机的所述功率放大器的输出相等的幅度，以及所述第一阻抗元件和第二阻抗元件具有相同的阻抗。
[0012]所述第二阻抗元件包括串联连接的第一和第二阻抗，并且所述控制器被布置为通过反馈结构来提供所述控制器的控制，以及在所述第二阻抗元件的所述第一与第二阻抗与所述辅助功率放大器的输出之间的点处进行测量，其中反馈基于所述测量。
[0013]收发机还可以包括并联谐振储能电路，该并联谐振储能电路包括第一阻抗元件和第二阻抗元件以及第三阻抗元件，所述第三阻抗元件连接在所述辅助功率放大器的所述第二滤波器与所述收发机的所述功率放大器的所述第一滤波器的输出之间，其中所述并联谐振储能电路被调谐到所述信号传输装置所接收的信号分量期望被抑制的频率。
[0014]所述接收机还包括在所述接收机的输入处的接收机阻抗元件，所述接收机阻抗元件具有可控阻抗，并且所述控制器被布置为控制所述接收机阻抗元件，使得所述第二阻抗元件和所述接收机阻抗元件一起具有等于期望由所述接收机接收的信号的频率的谐振频率。
[0015]第一阻抗元件和第二阻抗元件可以包括电感器。第一阻抗元件和第二阻抗元件可以包括电容器。
[0016]信号传输装置可以包括:将所述第一滤波器的输出信号耦合到所述RF连接点的连接；初级绕组，通过电容将来自所述RF连接点的信号耦合到所述接收机；以及次级绕组，与所述初级绕组相互作用，并且耦合到所述辅助功率放大器的所述第二滤波器的输出，使得能够提供来自所述辅助功率放大器的信号。
[0017]所述信号传输装置包括连接到所述RF连接点的初级绕组和与所述初级绕组相互作用的次级绕组，所述次级绕组将来自所述RF连接点的信号耦合到所述接收机，所述初级绕组耦合到所述辅助功率放大器的所述第二滤波器的输出，使得能够提供来自所述辅助功率放大器的信号，并且所述初级绕组耦合到连接到基准电压的第三滤波器，使得能够在所述初级绕组中实现在接收频率处的电流摆动。
[0018]信号传输装置可以包括连接到所述RF连接点的初级绕组和与所述初级绕组相互作用的次级绕组，所述次级绕组将来自所述RF连接点的信号耦合到所述接收机，所述初级绕组耦合到连接到基准电压的第三滤波器，使得能够在初级绕组两端实现在所述接收频率处的电流摆动，所述第三滤波器包括另一初级绕组，与所述另一初级绕组相互作用的另一次级绕组耦合到所述辅助功率放大器的第二滤波器的输出，使得能够提供来自所述辅助功率放大器的信号。
[0019]信号传输装置可以包括连接到所述RF连接点的第一初级绕组、第二初级绕组、以及与所述第一初级绕组和第二初级绕组相互作用的次级绕组，所述次级绕组将来自所述RF连接点的信号耦合到所述接收机，所述第一初级绕组耦合到连接到基准电压的第三滤波器，使得能够在所述第一初级绕组中实现在所述接收频率处的电流摆动，并且所述第二初级绕组耦合到所述辅助功率放大器的所述第二滤波器的输出，使得能够提供来自所述辅助功率放大器的信号。
[0020]信号传输装置可以包括:将所述第一滤波器的输出信号耦合到所述RF连接点的连接；以及第三滤波器，将来自所述RF连接点的信号耦合到所述接收机，其中第二滤波器的输出直接连接到接收机的输入。
[0021]接收机的接收频率可以低于发射机的发射频率，并且然后第三滤波器可以是低通滤波器或带通滤波器。第三滤波器的带通滤波器可以包括并联耦合的电容和第一电感，该并联耦合与第二电容串联耦合。根据一种选择，所述第三滤波器的所述第一电容和第二电容以及所述电感中的至少一个是可控的，并且是由控制器控制的。
[0022]接收机的接收频率可以高于发射机的发射频率，并且然后第三滤波器可以是高通滤波器或带通滤波器。第三滤波器的带通滤波器可以包括并联耦合的第一电容和电感，该并联耦合与第二电感串联耦合。根据一种选择，所述第三滤波器(921)的所述第一电感和第二电感以及所述电容中的至少一个是可控的，并且是由控制器控制的。
[0023]控制器可以被布置为通过反馈结构来提供所述控制器的控制，以及测量所述发射机的功率放大器的输出以及所述辅助功率放大器的输出，其中反馈基于所述测量。
[0024]控制器可以被布置为通过反馈结构来提供所述控制器的控制，以及测量所述发射机在所述接收机的输入处的贡献，其中反馈基于所述测量。
[0025]根据第二方案，提供了能够在通信网络中进行频分双工通信的通信设备，该通信设备包括根据第一方面的收发机。
[0026]根据第三方面，提供了用于控制收发机的方法。所述收发机包括:发射机，所述发射机包括功率放大器；接收机；辅助功率放大器，所述辅助功率放大器具有可控相移和增益输出；第一滤波器，被布置在所述功率放大器的输出处；第二滤波器，被布置在所述辅助功率放大器的输出处；信号传输装置，被布置为将从发射机通过其功率放大器所提供的信号传输到射频RF连接点，从所述RF连接点接收信号并将信号提供给所述接收机，以