射频发射器及包括其的无线通信设备的制作方法

射频发射器及包括其的无线通信设备
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年5月25日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10
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2020
‑
0062579的优先权，所述韩国专利申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
3.本发明构思涉及用于输出射频(rf)模拟信号的rf发射器和/或包括其的无线通信设备。


背景技术：

4.随着通信技术的最新发展，已经开发了包括物联网(iot)以及蜂窝通信服务在内的各种通信服务。如上所述，尽管增加了不同通信系统共存的必要性，但是可用频带受到限制。另外，为了使得包括在不同系统中的无线通信设备同时操作时可能发生的相互无线通信的劣化最小化，控制每个无线通信设备的输出信号的功率变得越来越重要。
5.基于数字电路的rf发射器使用诸如d类的没有恒定的偏置电流消耗的开关放大器来最大化系统的效率，但是需要使用数模转换器(dac)的分辨率来控制输出功率(或发射功率)的动态范围，以控制输出功率。例如，在最大输出功率为13dbm的数字rf发射器的情况下，需要至少21位的dac分辨率才能满足误差矢量大小要求并控制约80dbm的输出功率。这以指数方式增加了电路数量，以能够使用dac的分辨率来控制输出功率，从而增加了数字rf发射器的面积及其用于开关的功耗。因此，设计具有至少21位的匹配度的dac是非常困难的。


技术实现要素：

6.本发明构思提供了包括用于根据通信状态选择输出功率控制范围的结构的射频(rf)发射器和/或包括该rf发射器的无线通信设备。
7.根据本发明构思的一方面，一种rf发射器可以包括开关电容器数模转换器(sc
‑
dac)，所述sc
‑
dac被配置为从通过多条线路接收到的输入信号选择性地生成第一rf输出信号和第二rf输出信号之一，所述第一rf输出信号具有第一输出功率控制范围，所述第二rf输出信号具有第二输出功率控制范围；以及输出端子，所述输出端子被配置为输出所述第一rf输出信号和所述第二rf输出信号之一。所述sc
‑
dac可以包括：第一电容器行，所述第一电容器行的输出端连接到所述输出端子，所述第一电容器行被配置为生成所述第一rf输出信号；功率衰减电容器，所述功率衰减电容器的第一端连接到所述输出端子；第一开关元件；以及第二电容器行，所述第二电容器行的输出端通过所述第一开关元件选择性地连接到所述功率衰减电容器的与所述第一端相对的第二端，所述第二电容器行被配置为生成所述第二rf输出信号。
8.根据本发明构思的另一方面，一种无线通信设备可以包括：调制解调器，所述调制解调器被配置为通过调制数字数据来输出数字信号；以及rf发射器，所述rf发射器被配置
为：基于通信状态，从与所述数字信号相对应的多个输入信号选择性地生成并输出第一rf输出信号和第二rf输出信号之一，所述第一rf输出信号具有第一输出功率控制范围并且所述第二rf输出信号具有第二输出功率控制范围。所述rf发射器可以包括：高功率sc
‑
dac电路，所述高功率sc
‑
dac电路包括第一电容器行，所述第一电容器行被配置为在接收到所述多个输入信号时，生成具有所述第一输出功率控制范围的所述第一rf输出信号；以及低功率sc
‑
dac电路，所述低功率sc
‑
dac电路包括第二电容器行，所述第二电容器行被配置为：在接收到所述多个输入信号中的一些输入信号时，生成具有所述第二输出功率控制范围的所述第二rf输出信号。
9.根据本发明构思的又一方面，一种rf发射器可以包括：高功率sc
‑
dac电路，所述高功率sc
‑
dac电路包括第一电容器行，所述第一电容器行包括“n”个电容器，所述第一电容器行被配置为通过“n”条线路接收“n”个输入信号并从所述“n”个输入信号生成第一rf输出信号，所述第一rf输出信号具有第一输出功率控制范围，其中，“n”是至少为1的整数；低功率sc
‑
dac电路，所述低功率sc
‑
dac电路包括第二电容器行和功率衰减电容器，所述第二电容器行包括“m”个电容器，并被配置为通过“m”条线路接收“m”个输入信号并从所述“m”个输入信号生成第二rf输出信号，所述第二rf输出信号具有第二输出功率控制范围，并且所述功率衰减电容器被配置为选择性地连接到所述第二电容器行的输出端，其中，“m”是大于或等于1且小于“n”的整数；以及开关电路，所述开关电路被配置为基于与通信状态相对应的控制信号选择性地将所述“n”个输入信号输入到所述高功率sc
‑
dac电路或将所述“m”个输入信号输入到所述低功率sc
‑
dac电路。
附图说明
10.通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明构思的示例实施例，其中：
11.图1是根据示例实施例的无线通信设备的示意性框图；
12.图2是根据示例实施例的无线通信设备的框图；
13.图3a和图3b是根据一些示例实施例的开关电容器数模转换器(sc
‑
dac)的电路图；
14.图4a和图4b是用于描述根据一些示例实施例的高功率dac电路的第一输出功率控制范围和低功率dac电路的第二输出功率控制范围的示图；
15.图5是根据示例实施例的无线通信设备的操作方法的流程图；
16.图6是根据示例实施例的sc
‑
dac的电路图；
17.图7a和图7b是用于描述根据一些示例实施例的高功率dac电路的第一输出功率控制范围和低功率dac电路的第二输出功率控制范围的示图；
18.图8是根据示例实施例的无线通信设备的操作方法的流程图；
19.图9是根据示例实施例的sc
‑
dac的电路图；
20.图10是根据示例实施例的无线通信设备的框图；
21.图11是根据示例实施例的无线通信系统的框图。
具体实施方式
22.在下文中，将参考附图详细描述示例实施例。
23.图1是根据示例实施例的无线通信设备1的示意框图。
24.参照图1，无线通信设备1可以包括射频(rf)发射器10、rf接收器20、调制解调器30、前端电路40和天线50。调制解调器30可以通过调制用于传输信息(例如，数字信息)的数字数据来生成数字信号，并将数字信号提供给rf发射器10。例如，数字信号可以包括同相(i)数据和正交(q)数据。此外，调制解调器30可以通过对从rf接收器20接收的数字信号进行解调来重构原始数字数据。
25.rf发射器10可以包括开关电容器数模转换器(sc
‑
dac)12。sc
‑
dac12可以根据从调制解调器30接收到的基带中的数字信号生成rf频带中的rf输出信号，并将rf输出信号提供给前端电路40。
26.在示例实施例中，sc
‑
dac 12可以包括高功率数模转换(dac)电路12a和低功率dac电路12b。高功率dac电路12a和低功率dac电路12b可以执行基于sc的数模转换，并且均都可以包括多个开关放大器和多个电容器。
27.根据示例实施例，sc
‑
dac 12可以基于无线通信设备1与基站(或另一无线通信设备)之间的通信状态来选择高功率输出模式或低功率输出模式，并且可以基于所选择的输出模式进行操作。通信状态可以是指示在无线通信设备1与基站(或另一无线通信设备)之间形成的信道的质量的概念。当通信状态良好时，无线通信设备1可以以相对低的功率向基站(或另一无线通信设备)发送rf模拟信号。当通信状态差时，无线通信设备1可以以相对高的功率向基站(或另一无线通信设备)发送rf模拟信号。
28.调制解调器30可以测量从自基站(或另一无线通信设备)接收到的信号的参考信号接收功率(rsrp)、参考信号接收质量(rsrq)、接收信号强度指示符(rssi)和信号
‑
干扰噪声比(sinr)中选择的至少一项，以识别通信状态。
29.调制解调器30可以基于通信状态生成控制信号，并将控制信号提供给sc
‑
dac 12，并且高功率dac电路12a或低功率dac电路12b可以响应于控制信号，对从调制解调器30接收到的数字信号执行数模转换。
30.根据示例实施例，高功率dac电路12a可以通过对数字信号执行数模转换来生成具有第一输出功率控制范围的第一rf输出信号，低功率dac电路12b可以通过对数字信号执行数模转换来生成具有第二输出功率控制范围的第二rf输出信号。第一输出功率控制范围相比于第二输出功率控制范围可以覆盖更高的输出功率。例如，当通信状态小于参考值并因此较差时，高功率dac电路12a可以生成具有第一输出功率控制范围内的功率的第一rf输出信号，当通信状态大于或等于参考值并因此较好时，低功率dac电路12b可以生成具有第二输出功率控制范围内的功率的第二rf输出信号。
31.高功率dac电路12a支持的第一输出功率控制范围可以与低功率dac电路12b支持的第二输出功率控制范围部分重叠。在一些实施例中，第一输出功率控制范围可以不与第二输出功率控制范围重叠。下面将描述高功率dac电路12a和低功率dac电路12b的具体示例实施方式。
32.前端电路40可以对从rf发射器10接收到的rf输出信号和反相rf输出信号执行特定转换，使用平衡
‑
不平衡变换器(balun)来生成具有在目标频带中的频率分量的rf模拟信号，并通过天线50将rf模拟信号发送给基站(或另一无线通信设备)。
33.天线50可以接收根据示例实施例生成的rf模拟信号并将其发送给前端电路40，并且前端电路40可以低噪声放大rf模拟信号并将放大后的rf模拟信号提供给rf接收器20。rf
接收器20可以将放大后的rf模拟信号转换为基带数字信号，并将数字信号提供给调制解调器30。
34.根据示例实施例，rf发射器10可以选择与无线通信设备1与基站(或另一无线通信设备)之间的通信状态相对应的输出功率控制范围，并基于所选择的输出功率控制范围来控制输出功率，从而减小或最小化rf发射器10的布局面积和/或功耗，并输出具有高动态范围的rf输出信号。
35.图2是根据示例实施例的无线通信设备100的框图。尽管参考图2的描述集中于包括使用iq单元共享技术的rf发射器的无线通信设备100以说明输入到sc
‑
dac 160的信号，但是示例实施例不限于此。根据一些示例实施例，无线通信设备100可以包括正交发射器、极性发射器等。
36.参照图2，无线通信设备100可以包括数字信号处理器110、控制器120、温度计
‑
二进制转换器130、模式信号生成器140、晶体振荡器150、sc
‑
dac 160、前端电路170和天线180。
37.数字信号处理器110和控制器120可以形成图1中的调制解调器30。温度计
‑
二进制转换器130、模式信号生成器140、晶体振荡器150和sc
‑
dac 160可以形成图1中的rf发射器10。
38.控制器120可以控制数字信号处理器110和无线通信设备100的电路块的操作。控制器120可以识别无线通信设备100与基站之间的通信状态，基于通信状态来选择输出模式，生成用于控制输出模式的操作的控制信号cs并将其提供给sc
‑
dac 160。
39.数字信号处理器110可以将均具有k位(其中“k”是至少为2的整数)的i数据i1、q数据q1、反相i数据ib1和反相q数据qb1输出到温度计
‑
二进制转换器130。温度计
‑
二进制转换器130可以对i数据i1、q数据q1、反相i数据ib1和反相q数据qb1执行温度计到二进制转换，并将i二进制数据i2、q二进制数据q2、反相i二进制数据ib2和反相q二进制数据qb2提供给模式信号生成器140。
40.模式信号生成器140可以使用从晶体振荡器150接收到的频率信号f_s生成具有与i
‑
q二进制数据对的模式和反相i
‑
q二进制数据对的模式相对应的特定模式的模式信号pt_s，并将模式信号pt_s提供给sc
‑
dac 160。
41.模式信号生成器140可以将与i二进制数据i2、q二进制数据q2、反相i二进制数据ib2和反相q二进制数据qb2中的位数一样多的模式信号pt_s并行地提供给sc
‑
dac 160。
42.在示例实施例中，模式信号生成器140可以通过将频率信号f_s分频为特定频率来生成时钟信号，并从该时钟信号生成彼此具有特定相位差的多个时钟信号。模式信号生成器140可以使用时钟信号来生成模式信号pt_s。
43.sc
‑
dac 160可以包括开关电路162、高功率dac电路164a和低功率dac电路164b。开关电路162可以响应于从控制器120接收到的控制信号cs，选择性地将模式信号pt_s提供给高功率dac电路164a和低功率dac电路164b之一。例如，当sc
‑
dac160在高功率输出模式下操作时，开关电路162可以通过多条线路将模式信号pt_s提供给高功率dac电路164a。当sc
‑
dac 160在低功率输出模式下操作时，开关电路162可以通过多条线路中的一些线路将一些模式信号pt_s提供给低功率dac电路164b。在一些示例实施例中，低功率dac电路164b可以在高功率输出模式下被停用，高功率dac电路164a可以在低功率输出模式下被停用。
44.高功率dac电路164a可以通过使用模式信号pt_s执行基于sc的数模转换来生成具有第一输出功率控制范围的第一rf输出信号1
st
_rf
out
。低功率dac电路164b可以通过使用一些模式信号pt_s执行基于sc的数模转换来生成具有第二输出功率控制范围的第二rf输出信号2
nd
_rf
out
。
45.在示例实施例中，高功率dac电路164a可以包括第一电容器行，该第一电容器行用于接收模式信号pt_s并生成具有第一分辨率的第一rf输出信号1
st
_rf
out
，低功率dac电路164b可以包括第二电容器行，该第二电容器行用于接收一些模式信号pt_s并生成具有第二分辨率的第二rf输出信号2
nd
_rf
out
。在示例实施例中，当高功率dac电路164a生成第一rf输出信号1
st
_rf
out
时，低功率dac电路164b可以被实现为使得第二电容器行不影响第一rf输出信号1
st
_rf
out
。当低功率dac电路164b生成第二rf输出信号2
nd
_rf
out
时，高功率dac电路164a可以被实现为使得第一电容器行可以有助于第二rf输出信号2
nd
_rf
out
的功率衰减。
46.在示例实施例中，低功率dac电路164b还可以包括选择性地串联连接到第二电容器行的功率衰减电容器，使得第二输出功率控制范围相比于高功率dac电路164a的第一输出功率控制范围可以覆盖更低的输出功率。此外，低功率dac电路164b还可以包括选择性地串联连接在第二电容器行与功率衰减电容器之间的第三电容器行，从而不同地调整第二输出功率控制范围。
47.前端电路170可以包括平衡
‑
不平衡变换器(balun)172和功率放大器(pa)174。平衡
‑
不平衡变换器172可以接收第一rf输出信号1
st
_rf
out
或第二rf输出信号2
nd
_rf
out
，对其执行特定的转换操作，并生成rf模拟信号as
out
。功率放大器174可以将rf模拟信号as
out
放大并通过天线180将其发送给基站(或另一无线通信设备)。
48.图2的无线通信设备100是示例实施方式，并且示例实施例不限于此。例如，sc
‑
dac 160还可以包括生成反相第一rf输出信号的高功率dac电路和生成反相第二rf输出信号的低功率dac电路。输入到sc
‑
dac 160的模式信号pt_s可以被称为输入信号，并且温度计
‑
二进制转换器130和模式信号生成器140可以被替换为用于生成提供给sc
‑
dac 160的输入信号的不同配置。根据示例实施例，由于提供给sc
‑
dac 160的信号的类型可以随rf发射器而变化，因此以下将输入到sc
‑
dac 160的信号定义并描述为输入信号，从而防止将其受限于图2中的模式信号pt_s。
49.图3a和图3b是根据一些示例实施例的sc
‑
dac 160_1和160_2的电路图。
50.参照图3a，sc
‑
dac 160_1可以包括高功率dac电路164a_1、低功率dac电路164b_1和输出端子166_1。高功率dac电路164a_1可以包括第一开关放大器sa1_1至第n开关放大器san_1(其中“n”是至少为1的整数)以及第一电容器行1
st
_cc。低功率dac电路164b_1可以包括第一开关放大器sa1_2至第m开关放大器sam_2(其中，“m”是至少为1的整数)、第二电容器行2
nd
_cc、第一开关元件sw1以及功率衰减电容器c_pa。在一些示例实施例中，可以通过包括n沟道金属氧化物半导体(nmos)晶体管和p沟道mos(pmos)晶体管的反相器来实现开关放大器。此外，可以以诸如d类、e类或g类的各种形式来实现开关放大器。
51.在示例实施例中，与高功率dac电路164a_1相比，低功率dac电路164b_1可以包括更少的开关放大器和电容器。高功率dac电路164a_1可以在高功率输出模式下接收多个输入信号，例如，第一输入信号in_s[1]至第n输入信号in_s[n]。低功率dac电路164b_1可以在低功率输出模式下仅接收一些输入信号，例如，第一输入信号in_s[1]至第n输入信号in_s
[n]当中的第一输入信号in_s[1]至第m输入信号in_s[m]。这是因为即使在相对较好的通信状态下工作的低功率dac电路164b_1仅接收一些输入信号并生成第二rf输出信号，接收第二rf输出信号的基站(或另一无线通信设备)成功解调第二rf输出信号的可能性也很高。
[0052]
第一电容器行1
st
_cc可以包括彼此并联连接的第一电容器c1_1至第n电容器cn_1。第一电容器行1
st
_cc的输出端t_out1可以连接到输出端子166_1。第一电容器c1_1可以串联连接到第一开关放大器sa1_1，并且第一开关放大器sa1_1可以在高功率输出模式下放大第一输入信号in_s[1]并提供给第一电容器c1_1。在低功率输出模式下，第一开关放大器sa1_1的输入端可以连接到特定电源电压或接地。第一电容器c1_1和第一开关放大器sa1_1的上述示例实施方式也可以应用于其他电容器(例如，第二电容器c2_1至第n电容器cn_1)和其他开关放大器(例如，第二开关放大器sa2_1至第n开关放大器san_1)。因此，将省略其详细描述。
[0053]
第二电容器行2
nd
_cc可以包括彼此并联连接的第一电容器c1_2至第m电容器cm_2。第一电容器c1_2可以串联连接到第一开关放大器sa1_2，并且第一开关放大器sa1_2可以在低功率输出模式下放大第一输入信号in_s[1]并提供给第一电容器c1_2。在高功率输出模式下，第一开关放大器sa1_2的输入端可以连接到特定电源电压或接地。第一电容器c1_2和第一开关放大器sa1_2的上述示例实施方式还可以应用于其他电容器(例如，第二电容器c2_2至第m电容器cm_2)以及其他开关放大器(例如，第二开关放大器sa2_2至第m开关放大器sam_2)。因此，将省略其详细描述。
[0054]
在示例实施例中，功率衰减电容器c_pa的一端t1可以连接到第一电容器行1
st
_cc的输出端t_out1，并且功率衰减电容器c_pa的相对端t2可以通过第一开关元件sw1选择性地连接到第二电容器行2
nd
_cc的输出端t_out2。
[0055]
在高功率输出模式下，第一开关元件sw1被关断并且第二电容器行2
nd
_cc的输出端t_out2与输出端子166_1断开，因此高功率dac电路164a_1可以生成具有第一输出功率控制范围的第一rf输出信号。
[0056]
在低功率输出模式下，第一开关元件sw1接通，使得第二电容器行2
nd
_cc可以串联连接到功率衰减电容器c_pa，因此低功率dac电路164b_1可以通过功率衰减电容器c_pa进行功率衰减，并且可以生成具有第二输出功率控制范围的第二rf输出信号，该第二输出功率控制范围相比于第一输出功率控制范围覆盖更低的输出功率。
[0057]
参照图3b，sc
‑
dac 160_2可以包括高功率dac电路164a_2、低功率dac电路164b_2和输出端子166_2。与图3a中的低功耗dac电路164b_1相比，低功率dac电路164b_2还可以包括第二开关元件sw2，并且功率衰减电容器c_pa的相对端t2可以选择性地通过第一开关元件sw1连接到第二电容器行2
nd
_cc的输出端t_out2，或者通过第二开关元件sw2接地。
[0058]
在低功率输出模式下，第一开关元件sw1可以接通，第二开关元件sw2可以关断，并且低功率dac电路164b_2可以以与图3a中的低功率dac电路164b_1相同的方式操作。在高功率输出模式下，第一开关元件sw1可以关断并且第二开关元件sw2可以接通，使得功率衰减电容器c_pa的相对端t2可以接地，而不是如图3a所示那样浮置。因此，在高功率输出模式下，高功率dac电路164a_2可以更可靠地生成第一rf输出信号。
[0059]
图3a的sc
‑
dac 160_1和图3b的sc
‑
dac 160_2的配置仅是一些示例实施例。示例实施例不限于此，并且可以包括选择性地生成和输出具有不同输出功率控制范围的rf输出信
号之一的各种配置。
[0060]
图4a和图4b是用于描述根据一些示例实施例的高功率dac电路的第一输出功率控制范围hp_dac_cr和hp_dac_cr'以及低功率dac电路的第二输出功率控制范围lp_dac_cr和lp_dac_cr'的示图。为了清楚理解，在下面的描述中还将参考图3a。
[0061]
参照图4a，高功率dac电路164a_1可以生成具有第一输出功率控制范围hp_dac_cr的第一rf输出信号。第一rf输出信号可以具有与第一输出功率控制范围hp_dac_cr相对应的第一分辨率。例如，第一输出功率控制范围hp_dac_cr可以满足误差矢量大小(evm)要求并且覆盖第一功率p1到第二功率p2，并且功率可以由高于1毫瓦(dbm)的分贝来定义。在示例实施例中，第一电容器行1
st
_cc的第一电容器c1_1至第n电容器cn_1中的每个电容器的电容可以被配置或被预先确定以支持第一输出功率控制范围hp_dac_cr。
[0062]
低功率dac电路164b_1可以生成具有第二输出功率控制范围lp_dac_cr的第二rf输出信号。第二rf输出信号可以具有与第二输出功率控制范围lp_dac_cr相对应的第二分辨率。例如，第二输出功率控制范围lp_dac_cr可以满足evm要求并且覆盖第二功率p2到第三功率p3。在示例实施例中，第二电容器行2
nd
_cc的第一电容器c1_2至第m电容器cm_2和功率衰减电容器c_pa中的每个电容器的电容可以被配置或被预先确定以支持第二输出功率控制范围lp_dac_cr，第一电容器c1_2至第m电容器cm_2和功率衰减电容器c_pa并联连接到第一电容器行1
st
_cc。
[0063]
在示例实施例中，第一输出功率控制范围hp_dac_cr和第二输出功率控制范围lp_dac_cr可以彼此不重叠。
[0064]
参照图4b，第一输出功率控制范围hp_dac_cr'可以满足evm要求并且覆盖第一功率p1到第2_1功率p2_1。在示例实施例中，第一电容器行1
st
_cc的第一电容器c1_1至第n电容器cn_1中的每个电容器的电容可以被配置或被预先确定以支持第一输出功率控制范围hp_dac_cr'。
[0065]
第二输出功率控制范围lp_dac_cr'可以满足evm要求，并覆盖第2_2功率p2_2到第三功率p3。在示例实施例中，第二电容器行2
nd
_cc的第一电容器c1_2至第m电容器cm_2和功率衰减电容器c_pa中的每个电容器的电容可以被配置或被预先确定以支持第二输出功率控制范围lp_dac_cr'，第一电容器c1_2至第m电容器cm_2和功率衰减电容器c_pa并联连接到第一电容器行1
st
_cc。
[0066]
在示例实施例中，第一输出功率控制范围hp_dac_cr'和第二输出功率控制范围lp_dac_cr'中的每一者可以包括从第2_1功率p2_1到第2_2功率p2_2的重叠范围ol_cr。因为难以实现第一电容器行1
st
_cc的第一电容器c1_1至第n电容器cn_1、第二电容器行2
nd
_cc的第一电容器c1_2至第m电容器cm_2以及功率衰减电容器c_pa之间的匹配，并且可能由于诸如工艺、电压和/或温度(pvt)的因素出现劣化，所以会需要图4b中的重叠范围ol_cr来确保sc
‑
dac 160_2的输出功率的连续性。
[0067]
图5是根据示例实施例的无线通信设备的操作方法的流程图。
[0068]
参照图5，在操作s100中，无线通信设备可以识别无线通信设备与基站(或另一无线通信设备)之间的通信状态。如上所述，无线通信设备可以测量从自基站接收到的信号的rsrp、rsrq、rssi和sinr中选择的至少一项以识别通信状态。例如，当rsrp大于或等于参考值时，无线通信设备可以将通信状态识别为较好，而当rsrp小于参考值时，无线通信设备可
以将通信状态识别为较差。
[0069]
在操作s110中，无线通信设备可以基于通信状态选择输出模式。例如，无线通信设备可以在通信状态较差时选择高功率输出模式，而在通信状态较好时选择低功率输出模式。
[0070]
在操作s120中，无线通信设备可以基于所选择的输出模式来执行数模转换。例如，当选择了高功率输出模式时，无线通信设备可以使用高功率dac电路对数字信号执行数模转换，并生成具有第一输出功率控制范围的第一rf输出信号。当选择了低功率输出模式时，无线通信设备可以使用低功率dac电路对数字信号执行数模转换，并生成具有第二输出功率控制范围的第二rf输出信号。
[0071]
图6是根据示例实施例的sc
‑
dac 160_3的电路图。
[0072]
参照图6，sc
‑
dac 160_3可以包括高功率dac电路164a_3、低功率dac电路164b_3和输出端子166_4。与图3b中的低功率dac电路164b_2相比，低功率dac电路164b_3还可以包括第1_3开关元件sw1_3至第p_3开关元件swp_3以及第三电容器行3
rd
_cc。第三电容器行3
rd
_cc可以包括第一电容器c1_3至第p电容器cp_3。第1_3开关元件sw1_3至第p_3开关元件swp_3以及第三电容器行3
rd
_cc可以被配置为调节低功率dac电路164b_3的第二输出功率控制范围。在示例实施例中，功率衰减电容器c_pa的相对端t2可以选择性地连接到第三电容器行3
rd
_cc的一端t4、接地或第二电容器行2
nd
_cc的输出端t_out2，并且第三电容器行3
rd
_cc的相对端t3可以连接到第二电容器行2
nd
_cc的输出端t_out2。
[0073]
在低功率输出模式下，低功率dac电路164b_3可以基于通信状态来调整第二输出功率控制范围，并生成具有调整后的第二输出功率控制范围的第二rf输出信号。例如，在低功率输出模式下，低功率dac电路164b_3的第1_3开关元件sw1_3至第p_3开关元件swp_3可以被控制为使得第三电容器行3
rd
_cc的第一电容器c1_3至第p电容器cp_3之一串联连接到功率衰减电容器c_pa。通过该控制，可以调整第二输出功率控制范围以覆盖比功率衰减电容器c_pa的相对端t2连接到第二电容器行2
nd
_cc的输出端t_out2时所覆盖的输出功率低的输出功率。在一些示例实施例中，第一电容器c1_3至第p电容器cp_3中的一些可以连接到功率衰减电容器c_pa。
[0074]
在示例实施例中，第三电容器行3
rd
_cc的第一电容器c1_3至第p电容器cp_3可以具有彼此不同的电容，并且随着串联连接到功率衰减电容器c_pa的电容器的电容通过对第1_3开关元件sw1_3至第p_3开关元件swp_3的控制而减小，低功率dac电路164b_3可以生成具有覆盖更低输出功率的第二输出功率控制范围的第二rf输出信号。
[0075]
图7a和图7b是用于描述根据一些示例实施例的高功率dac电路的第一输出功率控制范围hp_dac_cr和hp_dac_cr'以及低功率dac电路的第二输出功率控制范围lp_dac_cr1、lp_dac_cr2_1至lp_dac_cr2_p、lp_dac_cr1'以及lp_dac_cr2_1'至lp_dac_cr2_p'的示图。为了清楚理解，在下面的描述中还将参考图6。
[0076]
参照图7a，高功率dac电路164a_3可以生成具有第一输出功率控制范围hp_dac_cr的第一rf输出信号。例如，第一输出功率控制范围hp_dac_cr可以满足evm要求并且覆盖第一功率p1到第二功率p2。因为高功率dac电路164a_3以与参考图4a描述的高功率dac电路164a_1相同的方式操作，所以将省略其详细描述。
[0077]
当在低功率dac电路164b_3中第一开关元件sw1接通并且第二开关元件sw2和第1_
3开关元件sw1_3至第p_3开关元件swp_3关断时，低功率dac电路164b_3可以生成具有第二输出功率控制范围lp_dac_cr1的第二rf输出信号。此时，第二输出功率控制范围lp_dac_cr1可以满足evm要求并且覆盖第二功率p2到第三功率p3。
[0078]
当在低功率dac电路164b_3中第1_3开关元件sw1_3接通并且第一开关元件sw1和第二开关元件sw2以及第2_3开关元件sw2_3至第p_3开关元件swp_3关断时，第三电容器行3
rd
_cc的第一电容器c1_3可以串联连接在功率衰减电容器c_pa与第二电容器行2
nd
_cc之间，并且低功率dac电路164b_3可以生成具有第二输出功率控制范围lp_dac_cr2_1的第二rf输出信号。与第二输出功率控制范围lp_dac_cr1相比，第二输出功率控制范围lp_dac_cr2_1可以满足evm要求并且覆盖从第三功率p3到第四功率p4的较低范围。
[0079]
当在低功率dac电路164b_3中第p_3开关元件swp_3接通并且第一开关元件sw1和第二开关元件sw2以及第2_3开关元件sw1_3至第(p
‑
1)_3开关元件sw(p
‑
1)_3关断时，第三电容器行3
rd
_cc的第p电容器cp_3可以串联连接在功率衰减电容器c_pa与第二电容器行2
nd
_cc之间，并且低功率dac电路164b_3可以生成具有第二输出功率控制范围lp_dac_cr2_p的第二rf输出信号。与第二输出功率控制范围lp_dac_cr1和lp_dac_cr2_1至lp_dac_cr2_(p
‑
1)相比，第二输出功率控制范围lp_dac_cr2_p可以满足evm要求并且覆盖从第x功率px至第y功率py的较低范围。
[0080]
在示例实施例中，当无线通信设备在低功率输出模式下操作时，无线通信设备可以基于通信状态选择第二输出功率控制范围lp_dac_cr1和lp_dac_cr2_1至lp_dac_cr2_p之一，并控制第1_3开关元件sw1_3至第p_3开关元件swp_3的开关，以生成具有所选择的第二输出功率控制范围的第二rf输出信号。例如，当确定无线通信设备在低功率输出模式下操作并且通信状态最佳时，第三电容器行3
rd
_cc的第p电容器cp_3可以串联连接到功率衰减电容器c_pa，从而支持第二输出功率控制范围lp_dac_cr2_p。当确定无线通信设备在低功率输出模式下操作并且通信状态最差时，功率衰减电容器c_pa可以直接连接到第二电容器行2
nd
_cc的输出端t_out2，从而支持第二输出功率控制范围lp_dac_cr1。
[0081]
在示例实施例中，第二输出功率控制范围lp_dac_cr1和lp_dac_cr2_1至lp_dac_cr2_p的大小可以彼此相同或不同，并且可以由功率衰减电容器c_pa和第三电容器行3
rd
_cc的第一电容器c1_3至第p电容器cp_3的电容来确定。
[0082]
参照图7b，第一输出功率控制范围hp_dac_cr'可以覆盖从第一功率p1到第2_1功率p2_1。第二输出功率控制范围lp_dac_cr1'可以覆盖从第2_2功率p2_2到第3_1功率p3_1。第二输出功率控制范围lp_dac_cr2_1'可以覆盖从第3_2功率p3_2到第四功率p4。第二输出功率控制范围lp_dac_cr2_p'可以覆盖从第x_2功率px_2到第y功率py。
[0083]
第一输出功率控制范围hp_dac_cr'和第二输出功率控制范围lp_dac_cr1'可以包括从第2_1功率p2_1到第2_2功率p2_2的重叠范围ol_cr1。第二输出功率控制范围lp_dac_cr1'和lp_dac_cr2_1'至lp_dac_cr2_p'可以包括他们之间的重叠范围ol_cr2_1至ol_cr2_p'。如上面参考图4b所描述的，这是为了确保输出功率的连续性。如图7b所示，sc
‑
dac 160_3还可以确保在低功率输出模式下的输出功率的连续性，该低功率输出模式选择性地支持多个第二输出功率控制范围(例如，第二输出功率控制范围lp_dac_cr1'和lp_dac_cr2_1'至lp_dac_cr2_p')。
[0084]
图8是根据示例实施例的无线通信设备的操作方法的流程图。
[0085]
参照图8，在操作s200中，无线通信设备可以识别无线通信设备与基站(或另一无线通信设备)之间的通信状态。在操作s210中，无线通信设备可以确定通信状态是否满足第一条件。所识别的通信状态可以由客观地比较的索引表示，并且可以通过将索引与第一条件进行比较来执行操作s210。当在操作s210中答案为“否”时，该方法可以进行到操作s220。在操作s220中，无线通信设备在高功率输出模式下操作，因此，高功率dac电路可以从数字信号生成具有第一输出功率控制范围的第一rf输出信号。否则，当在操作s210中答案为“是”时，该方法可以进行到操作s230。在操作s230中，无线通信设备可以基于通信状态来调整第二输出功率控制范围。在操作s240中，无线通信设备在低功率输出模式下操作，因此，低功率dac电路可以从数字信号生成具有第二输出功率控制范围的第二rf输出信号。
[0086]
图9是根据示例实施例的sc
‑
dac 160_4的电路图。下面将省略上面参考图3a、图3b和图6给出的冗余描述。
[0087]
参照图9，sc
‑
dac 160_4可以包括高功率dac电路164a_4、低功率dac电路164b_4以及输出端子166_4。高功率dac电路164a_4可以包括第一开关放大器sa1_1至第十三开关放大器sa13_1以及第一电容器行1
st
_cc。第一电容器行1
st
_cc可以包括彼此并联连接的第一电容器c1_1至第十三电容器c13_1。第一电容器c1_1至第十三电容器c13_1可以被配置为生成具有13位分辨率的第一rf输出信号。高功率dac电路164a_4可以接收第一输入信号in_s[1]至第十三输入信号in_s[13]，并生成具有第一输出功率控制范围和13位分辨率的第一rf输出信号。
[0088]
低功率dac电路164b_4可以包括第一开关放大器sa1_2至第十开关放大器sa10_2、第二电容器行2
nd
_cc、第三电容器行3
rd
_cc、功率衰减电容器c_pa、第一开关元件sw1和第二开关元件sw2、以及第1_3开关元件sw1_3至第4_3开关元件sw4_3。
[0089]
第二电容器行2
nd
_cc可以包括彼此并联连接的第一电容器c1_2至第十电容器c10_2。第一电容器c1_2至第十电容器c10_2可以被配置为生成具有10位分辨率的第二rf输出信号。第三电容器行3
rd
_cc可以包括第一电容器c1_3至第四电容器c4_3，第一电容器c1_3至第四电容c4_3可以选择性地分别通过第1_3开关元件sw1_3至第4_3开关元件sw4_3连接到功率衰减电容器c_pa。例如，由于在低功率输出模式下第三电容器行3
rd
_cc的第一电容器c1_3至第四电容器c4_3之一串联连接到功率衰减电容器c_pa，因此可以调整第二输出功率控制范围。通过这种结构，低功率dac电路164b_4可以接收第一输入信号in_s[1]至第十输入信号in_s[10]，并生成具有五个第二输出功率控制范围之一和10位分辨率的第二rf输出信号。在示例实施例中，第一输入信号in_s[1]至第十三输入信号in_s[13]当中的第十一输入信号in_s[11]至第十三输入信号in_s[13]可以对应于最低有效位(lsb)。在一些示例实施例中，低功率dac电路164b_4可以被配置为接收第一输入信号in_s[1]至第十三输入信号in_s[13]中的一些，其中lsb的数目大于或小于图9中的lsb的数目。
[0090]
图10是根据示例实施例的无线通信设备200的框图。
[0091]
参照图10，无线通信设备200可以包括数字信号处理器210、第一rf发射器220_1至第q rf发射器220_q、第一宽带可调匹配网络230_1至第q宽带可调匹配网络230_q、多路复用器240和多个输出端子(例如，第一输出端子250_1至第八输出端子250_8)。上面参考图1至图11描述的示例实施例可以应用于第一rf发射器220_1至第q rf发射器220_q的各个sc
‑
dac222_1至222_q。第一宽带可调匹配网络230_1至第q宽带可调匹配网络230_q均可以包括
平衡
‑
不平衡变换器(未示出)和功率放大器(未示出)，其适合于分别连接到第一宽带可调匹配网络230_1至第q宽带可调匹配网络230_q的第一rf发射器220_1至第q rf发射器220_q中的相应一个。在第一输出端子250_1至第八输出端子250_8当中，第一输出端子250_1至第三输出端子250_3可以分别对应于第一低频带lb1至第三低频带lb3，第四输出端子250_4至第七输出端子250_7可以分别对应于第一中频带mb1至第四中频带mb4，第八输出端子250_8可以对应于高频带hb。然而，图10的无线通信设备200的配置仅是示例实施例，示例实施例不限于此。可以实现无线通信设备以支持各种频带中的通信。
[0092]
当在时分双工模式下操作时，数字信号处理器210可以选择第一rf发射器220_1至第q rf发射器220_q之一，并将基带数字信号提供给所选择的rf发射器。所选择的rf发射器可以通过对基带数字信号执行上变频和数模转换来生成rf输出信号，并将rf输出信号输出到与其连接的宽带可调匹配网络。宽带可调匹配网络可以使用接收到的rf输出信号来生成rf模拟信号，并通过多路复用器240将rf模拟信号输出到第一输出端子250_1至第八输出端子250_8当中的与rf模拟信号的频带相对应的输出端子。数字信号处理器210可以控制多路复用器240的开关操作。
[0093]
当在频分双工模式下操作时，数字信号处理器210可以从第一rf发射器220_1至第q rf发射器220_q选择多个rf发射器，并将数字信号提供给所选择的rf发射器中的每一者。所选择的rf发射器可以并行操作，并且可以分别生成rf输出信号并将其输出到分别连接到其的宽带可调匹配网络。每个宽带可调匹配网络可以生成rf模拟信号并通过多路复用器240将其输出到第一输出端子250_1至第八输出端子250_8中的与rf模拟信号的频带相对应的输出端子。因此，无线通信设备200可以同时使用多个频带执行rf模拟信号传输。
[0094]
图11是根据示例实施例的无线通信系统1000的框图。
[0095]
参照图11，无线通信系统1000可以包括第一至第三无线通信设备1100a、1100b和1100c以及基站1200。上面参考图1至图10描述的示例实施例可以应用于第一无线通信设备1100a至第三无线通信设备1100c。第一无线通信设备1100a距离基站1200最远，并且因此可以处于不满足图8中的第一条件的通信状态(即，操作s210为“否”)，因此，第一无线通信设备1100a可以在高功率输出模式下操作。第一无线通信设备1100a可以使用高功率dac电路生成具有第一输出功率控制范围的第一rf输出信号，将第一rf输出信号放大，并且将放大结果作为第一rf模拟信号as1输出到基站1200。
[0096]
第二无线通信设备1100b比第一无线通信设备1100a更靠近基站1200，并且可以处于满足图8中的第一条件的通信状态(即，操作s210为“是”)。第二无线通信设备1100b可以使用低功率dac电路生成具有第二输出功率控制范围的第二rf输出信号，将第二rf输出信号放大，并且将放大结果作为第二rf模拟信号as2输出到基站1200。第二无线通信设备1100b的第二输出功率控制范围相比于第一无线通信设备1100a的第一输出功率控制范围可以覆盖更低的输出功率。
[0097]
第三无线通信设备1100c比第二无线通信设备1100b更靠近基站1200，并且可以处于比第二无线通信设备1100b更好的通信状态。第三无线通信设备1100c可以使用低功率dac电路生成具有第二输出功率控制范围(该第二输出功率控制范围相比于第二无线通信设备1100b的第二输出功率控制范围覆盖更低的功率)的第二rf输出信号，放大第二rf输出信号，并将放大结果作为第三rf模拟信号as3输出到基站1200。
[0098]
尽管已经参考本发明构思的一些示例实施例具体地示出和描述了本发明构思，但是将理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。