用于多流射频拉远头应用的rfic架构的制作方法【专利说明】用于多流射频拉远头应用的RFIC架构[0001]相关串请[0002]本申请要求2014年8月15日提交的，发明人为HansWang、TaoLi和ShihHsiungMo的，题为“RFICArchitectureSuitableforLTE/ffCDMARemoteRad1Head(RRH)Applicat1n”的，美国临时申请号62/038，013，代理人案卷号AVC14-1007PSP的权益。
技术领域：
[0003]本公开总体上涉及射频集成电路(RFIC)芯片。更具体地，本公开涉及适用于在为多个天线或多个服务提供信号的射频拉远头(RRH)中使用的RFIC架构。【
背景技术：
】[0004]射频拉远头(RRH)在无线通信系统中扮演重要角色。RRH装备被用于将基站的覆盖范围扩展到像乡村地区或隧道的区域。在实践中，RRH装备使用通用公共射频接口(CPRI)协议经由光纤光缆连接到基站。[0005]典型的RRH包括基站的射频(RF)电路，诸如RF收发器和RF前端、数字模拟转换器(DAC)、模拟数字转换器(ADC)、用于与基站交互的光学收发器以及处理CPRI的现场可编程门阵列(FPGA)。在部署时，RRH经常被安装在接近天线的户外场所，诸如在蜂窝塔的顶端。在很多要求中，低单位成本、小形式因子和低功耗是RRH系统的核心设计要求。【
发明内容】[0006]本发明的一个实施例提供了用于无线通信系统的射频拉远头(RRH)。RRH包括具有多个功能块的第一集成电路(1C)芯片和至少包括上转换器和下转换器的第二1C芯片。多个功能块至少包括处理单元、数字模拟转换器(DAC)和模拟数字转换器(ADC)。上转换器被配置成将从第一1C芯片接收的中频(IF)信号转换到射频(RF)域，并且下转换器被配置成将从天线接收的RF信号转换到将向第一1C芯片发送的IF信号。[0007]在对该实施例的变形中，RRH进一步包括被封装至系统级封装(SiP)模块中的多个RF前端部件。[0008]在对该实施例的变形中，处理单元被配置成促进基站和RRH之间的通信接口，并且通信接口包括通用公共射频接口(CPRI)和开放式基站架构发起组织(0BSAI)接口之一。[0009]在对该实施例的变形中，处理单元被配置成:从基站接收同相(I)基带数据流和对应的正交(Q)基带数据流，以及将I基带数据流和Q基带数据流数字调制成实IF数据流，从而允许使用单个DAC信道使实IF数据流转换到模拟域。[0010]在进一步的变形中，第二1C芯片进一步包括一个或多个放大器，并且放大器具有基带数据流的带宽的至少两倍的的增益带宽。[0011]在进一步的变形中，增益带宽是至少40MHz。[0012]在对该实施例的变形中，ADC被配置成使用单个信道将下转换的IF信号转换成数字IF信号，并且处理单元被配置成将数字IF信号解调成同相(I)数据流和正交数据流。[0013]本发明的一个实施例提供了用于使用射频拉远头(RRH)发射用于无线通信的数据的系统。在运行期间，该系统通过RRH从基站接收包括同相数据流和正交(Q)数据流的基带数据；将1数据流和Q数据流数字调制成实中频(IF)数据流；将实IF数据流转换成模拟IF信号；将模拟IF信号频率上转换成模拟RF信号；以及发射经上转换的射频信号。[0014]本发明的一个实施例提供了用于使用射频拉远头(RRH)接收用于无线通信的数据的系统。在运行期间，该系统通过RRH从天线接收射频(RF)信号；将射频信号频率下转换成中频(IF)信号；将IF信号转换成数字IF数据流；将IF数据流数字解调成同相(I)基带数据流和正交(Q)基带数据流；以及向基站发送I和Q基带数据流。[0015]本发明的一个实施例提供了实现在射频拉远头(RRH)中的射频集成电路(RFIC)芯片。RFIC芯片被配置成经由第二集成电路芯片与基站通信。RFIC芯片至少包括上转换器和下转换器。上转换器被配置成将从第二1C芯片接收的中频(IF)信号转换到射频(RF)域，并且下转换器被配置成将从天线接收的RF信号转换成将向第二1C芯片发送的IF信号。[0016]在对该实施例的变形中，RFIC芯片进一步包括多个信号路径以允许多个IF信号上转换到RF域并且同时多个RF信号下转换到IF域。【附图说明】[0017]图1展示了图示实现射频拉远头的无线网络的架构的图。[0018]图2展示了图示常规单信道RRH的架构的图(现有技术)。[0019]图3展示了图示根据本发明的实施例的多流RRH的示例性架构的图。[0020]图4展示了图示根据本发明的实施例的实现在多流RRH中的SoC模块的示例性架构的图。[0021]图5展示了图示根据本发明的实施例的RFIC模块的示例性架构的图。[0022]图6展示了图示根据本发明的实施例的低IFRFIC的示例性架构的图。[0023]图7展示了图示根据本发明的实施例的在RX方向上的RRH的示例性架构的图。[0024]图8A展示了图示根据本发明的实施例的在RFIC的每个接收路径的输入处的RF信号的频谱的图。[0025]图8B展示了图示根据本发明的实施例的在RFIC的每个接收路径的输出处的IF信号的频谱的图。[0026]图9展示了图示根据本发明的实施例的在TX方向上的RRH的示例性架构的图。[0027]图10A展示了图示根据本发明的实施例的在DAC输出处的信号的频谱的图。[0028]图10B展示了图示根据本发明的实施例的在每个BPF的输出处的信号的频谱的图。【具体实施方式】[0029]以下描述被提出以使得本领域技术人员能够制作和使用本发明，并且在具体的应用及其要求的背景下提供。对公开的实施例的各种修改对本领域技术人员而言将是显而易见的，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用。因此，本发明不限于示出的实施例，而是应当被赋予与本文所公开的原理和特征一致的最宽的范围。[0030]概述[0031]本发明的实施例提供用于多流射频拉远头(RRH)的应用的RFIC架构。所提出的RFIC架构包括将RF信号转换成低中频(IF)信号的频率转换器。更具体地，在发射(TX)方向上，该低IFRFIC架构允许正交调制的基带信号的I和Q信道在向用于DA转换的数字模拟转换器(DAC)发送之前组合成实IF信号，因此将所需的DAC信道减少一半。在接收(RX)方向上，RF信号首先被转换成低IF信号，并且然后向模拟数字转换器(ADC)发送用于ADR换。减少的AD/DA信道的数量导致更小的器件尺寸和更低的功耗，除此之外，低IFRFIC架构还放宽了对DC偏移和IQ失衡的校准要求，因此降低RRH的维护费用。[0032]多流射频柃远头[0033]在诸如长期演进(LTE)以及宽带码分多址(WCDMA)之类的现代无线网络中，RRH已经成为关键部件。RRH的部署可以在改善覆盖效果的同时降低载波对站点资源和投入的需求。而且，将RRH放置在靠近天线的位置处降低了馈线损耗。RRH也可以支持对特殊位置处的覆盖的要求，诸如沿着尚速铁路。[0034]图1展示了图示实现射频拉远头的无线网络的架构的图。在图1中，无线网络100包括基站102和若干塔，诸如塔110、112和114。注意，基站102可以只包括基本的基带处理模块，诸如数字信号处理器(DSP)和控制电路。其他RF前端功能由RRH处理。每个塔可以具备耦合至位于塔上的一个或者多个天线的一个或多个RRH。例如，信号塔110包括RRH104，信号塔112包括RRH106以及信号塔114包括RRH108。典型的RRH可以包括标准RF前端部件，诸如ADC/DAC、调制器/解调器、放大器、滤波器、开关等。此外，RRH经常包括用于与该基站通信的光学接口。高集成度、低功耗和小尺寸是RRH的核心设计要求。这些要求可以是挑战，尤其是在实现多输入多输出(ΜΙΜ0)技术的长期演进(LTE)无线网络中。[0035]在LTE网络中，有各种ΜΜ0实施方式，诸如:接收分集(单个数据流在一个当前第1页1 2 3 4