用于全双工或半双工收发器的射频前端制造技术

本发明专利技术涉及用于无线通信的射频(RF)前端，特别地，用于半双工、全双工和/或频分双工收发器。本发明专利技术的RF前端尤其是基于正交平衡功率放大器(QBPA)。RF前端包括天线端口，用于向天线输出发射信号以及从天线接收接收信号；接收端口，用于向信号处理部分输出接收信号。进一步地，RF前端包括消除输入信号发生器，用于生成消除输入信号并向QBPA输出消除输入信号；并且，包括QBPA，配置为：在第一端口或第四端口处接收发射输入信号，从消除输入信号发生器接收消除输入信号，以及在与天线端口连接的第二端口处接收接收信号。口处接收接收信号。口处接收接收信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于全双工或半双工收发器的射频前端


[0001]本专利技术涉及用于无线通信的射频(radio frequency，RF)前端，特别是用于半双工(half duplex，HD)、全双工(full duplex，FD)和/或频分双工(frequency division duplex，FDD)收发器。相应地，本专利技术还涉及具有多模RF前端的收发器。本专利技术的RF前端尤其是基于正交平衡功率放大器(quadrature balanced power amplifier，QBPA)。

技术介绍

[0002]在发射和接收(transmit and receive，T/R)天线无线通信场景中，需要保护接收路径中的低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)免受发射信号泄漏(TX泄漏)影响。在大多数场景中，保护LNA所需的最小T/R隔离为约30dB。对于同时发射接收(simultaneous transmit receive，STR)天线无线通信场景，诸如没有双工器的FD或FDD，需要50
‑
60dB的最小T/R隔离。因此，需要一种收发自干扰消除(self interference cancellation，SIC)机制用于STR无线系统。
[0003]这种SIC的常规实现是在功率放大器(power amplifier，PA)的输出端实现的，即在发射(TX)输出和接收(RX)输入之间实现的，因此它们“装载”了TX和RX通道，从而造成了功率效率和信噪比的损耗。图11概念性地示出了常规SIC实现的示例，这在无线通信应用中是很常见的。SIC单元在PA输出处(即“PA之后)”)实现。特别地，SIC单元的输入信号是来自PA的输出信号。这样的实现既引起了功率效率损耗又降低了信噪比。
[0004]图12示出了改进的正交平衡功率放大器(QBPA)RF前端(RF front end，RFFE)的第一示例。特别地，该示例基于具有不等发射路径(不等的PA
A
和PA
B
)的改进的QBPA。这种三端口版本的RFFE包括TX输入端口、RX输出端口和天线TR/RX端口。这种改进能够灵活地在接收路径中创建前馈TX消除信号，该信号具有适当的幅度并且与从天线反射的TX信号反相。因此，第一个示例实现了具有内置SIC功能的双模RF前端，从而增加发射端口和接收端口之间的隔离。
[0005]但是，第一示例要求同时控制PA
A
和PA
B
的两个PA路径的幅度和相位，这给前端设计增加了相当大的复杂性。而且，第一示例在宽带信号的隔离方面受到限制，但是这种宽带信号的使用受到高度关注。
[0006]图13因此示出了改进的QBPA RFFE的第二示例。这种四端口版本增加了SIC输入端口。它利用了QBPA结构，并采用两条相同的发射路径(PA
A
＝PA
B
)。以这种方式，在通过两条相同路径的增益进行归一化之后，前馈消除信号从先前未使用的第四个端口注入。消除信号将在接收端口重建，以消除从天线反射的发射信号。

技术实现思路

[0007]鉴于上述缺点和示例，本专利技术的实施例旨在提供一种改良的多模RF前端。特别地，目的是设计一种多模RF前端，具有提高的SIC实现的功率效率。多模RF前端应当易于集成，例如，易于集成在芯片和/或PCB上，并且应当具有较低的SIC信噪比降级。
[0008]该目的通过所附独立权利要求中提供的实施例实现。实施例的有利实现方式在从属权利要求中被进一步定义。
[0009]特别地，实施例可以针对任一版本并且主要针对4端口的改进QBPA生成一个或多个SIC信号。所有新的实施例都以“PA之前(pre
‑
PA)”的方式生成SIC信号，并重用QBPA功率放大器以放大SIC信号以及TX信号。这极大地提高了SIC实现的效率，并将信噪比损失降至最小。
[0010]本专利技术的第一方面提供了一种用于无线通信的RF前端，包括：天线端口，用于向天线输出发射信号以及从所述天线接收接收信号；接收端口，用于向信号处理部分输出该接收信号；消除输入信号发生器，用于生成消除输入信号并向QBPA输出该消除输入信号；以及QBPA包括第一、第二、第三和第四端口，其中QBPA配置为：在第一端口或第四端口处接收发射输入信号，在与天线端口连接的第二端口处接收接收信号，从消除输入信号发生器接收消除输入信号，放大发射输入信号和消除输入信号，由发射输入信号生成发射信号并在第二端口处输出发射信号，由消除输入信号生成消除信号并在与接收端口连接的第三端口处输出消除信号和接收信号。
[0011]消除输入信号由消除输入信号发生器以“在PA之前”方式生成。特别地，消除输入信号被输出至QBPA，因此，QBPA一起放大(一个或多个)SIC信号和(一个或多个)TX信号。消除信号在第三端口被重新构建，从而可以消除在发射模式操作时在第三端口引起的泄漏信号(TX泄漏)。特别地，消除信号可以消除由天线反射的发射信号(TX天线反射)。第一方面的四端口RF前端通过重用放大器实现了多模操作，特别是降低了SIC功耗。
[0012]在第一方面的实现形式中，消除输入信号发生器包括SIC滤波器。
[0013]可选地，SIC滤波器可以用于抑制TX干扰，即，TX泄漏，以及TX信号天线反射。
[0014]在第一方面的实现形式中，消除输入信号发生器配置为基于在第一或第四端口处接收的发射输入信号和/或SIC信号生成消除输入信号。
[0015]以这种方式，无需提供额外的信号来构建消除输入信号。替代地，也可以将额外的SIC信号注入消除输入信号发生器以形成消除输入信号。
[0016]在第一方面的实现形式中，消除输入信号发生器配置为以如下方式生成消除输入信号：消除信号消除当发射信号从第二端口输出时在第三端口处引起的泄漏信号。
[0017]相应地，第一方面的RF前端的T/R隔离特性被提高。进一步地，通过调整消除输入信号，T/R隔离可以适应不同的泄漏机制。因此，第一方面的RF前端提供了很大的灵活性。
[0018]在第一方面的进一步实现形式中，QBPA包括第一耦合器，配置为将从QBPA的第一或第四端口接收的输入信号分为第一部分和第二部分，在该第一部分和第二部分之间具有90
°
的相位差，其中该输入信号是发射输入信号或消除输入信号；第一放大器，配置为放大输入信号的第一部分并将输入信号的放大的第一部分输出至第二耦合器；第二放大器，配置为放大输入信号的第二部分并将输入信号的放大的第二部分输出至第二耦合器；以及，第二耦合器，配置为对输入信号的放大的第一和第二部分进行组合，并在QBPA的第二和第三端口处分别形成第一和第二输出信号。
[0019]QBPA包括两个功率放大器。可选地，第一放大器和第二放大器可以提供不同的增益。替代地，第一放大器的放大倍数可以与第二放大器的放大倍数相同。
[0020]在第一方面的进一步实现形式中，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于无线通信的射频RF前端(100)，包括：天线端口(101)，用于向天线(200)输出发射信号(102)以及从所述天线(200)接收接收信号(103)；接收端口(104)，用于向信号处理部分(300)输出所述接收信号(103)；消除输入信号发生器(105)，用于生成消除输入信号(106)并向正交平衡功率放大器QBPA(107)输出所述消除输入信号(106)；以及所述QBPA(107)，包括第一、第二、第三和第四端口(108，109，110，111)，其中所述QBPA(107)配置为：在所述第一端口(108)或所述第四端口(111)处接收发射输入信号(112)；在与所述天线端口(101)连接的所述第二端口(109)处接收所述接收信号(103)；从所述消除输入信号发生器(105)接收所述消除输入信号(106)；放大所述发射输入信号(112)和所述消除输入信号(106)；由所述发射输入信号(112)生成所述发射信号(102)并在所述第二端口(109)处输出所述发射信号(102)；由所述消除输入信号(106)生成消除信号(113)并在与所述接收端口(104)连接的所述第三端口(110)处输出所述消除信号(113)和所述接收信号(103)。2.根据权利要求1所述的RF前端(100)，其中所述消除输入信号发生器(105)包括自干扰消除SIC滤波器。3.根据权利要求1或2所述的RF前端(100)，其中所述消除输入信号发生器(105)配置为基于在所述第一或第四端口(108，111)处接收的所述发射输入信号(112)和/或SIC信号生成所述消除输入信号(106)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的RF前端(100)，其中所述消除输入信号发生器(105)配置为以如下方式生成所述消除输入信号(106)：所述消除信号(113)消除当所述发射信号(102)从所述第二端口(109)输出时在所述第三端口(110)处引起的泄漏信号。5.根据权利要求1至4中任一项所述的RF前端(100)，其中所述QBPA(107)包括：第一耦合器(1071)，配置为将从所述QBPA(107)的所述第一或所述第四端口(108，111)接收的输入信号分为第一部分和第二部分，在所述第一部分和第二部分之间具有90
°
的相位差，其中所述输入信号是所述发射输入信号(112)或所述消除输入信号(106)；第一放大器(1072a)，配置为放大所述输入信号的所述第一部分并将所述输入信号的放大的所述第一部分输出至第二耦合器(1073)；第二放大器(1072b)，配置为放大所述输入信号的所述第二部分并将所述输入信号的放大的所述第二部分输出至所述第二耦合器(1073)；所述第二耦合器(1073)，配置为对所述输入信号的放大的所述第一和第二部分进行组合，以在所述QBPA(107)的所述第二和第三端口(109，110)处分别地形成第一和第二输出信号。6.根据权利要求5所述的RF前端(100)，其中所述第一耦合器(1071)的所述输入信号包括所述发射输入信号(112)，其中
所述第二耦合器(1073)配置为对所述发射输入信号(112)的放大的所述第一和第二部分进行组合，使得它们在所述第二端口(109)处建设性地形成所述发射信号(102)，并在所述第三端口(110)处破坏性地彼此消除。7.根据权利要求5或6所述的RF前端(100)，其中所述消除输入信号发生器(105)包括布置在所述第一耦合器(1071)和所述第一放大器(1072a)之间的第一SIC滤波器(1051)，和布置在所述第一耦合器(1071)和所述第二放大器(1072b)之间的第二SIC滤波器(1052)，其中，所述第一SIC滤波器(1051)配置为：从所述第一耦合器(1071)接收所述输入信号的所述第一部分，生成第一消除输入信号，以及向所述第一放大器(1072a)输出所述第一消除输入信号；以及，所述第二SIC滤波器(1052)配置为：从所述第一耦合器(1071)接收所述输入信号的所述第二部分，生成第二消除输入信号，以及向所述第二放大器(1072b)输出所述第二消除输入信号。8.根据权利要求7所述的RF前端(100)，其中所述第二耦合器(1073)进一步配置为对放大的所述第一和第二消除输入信号进行组合，使得它们在所述第三端口(110)处建设性地形成所述消除信号(113)，并在所述第二端口(109)处破坏性地彼此消除。9.根据权利要求5或6所述的RF前端(100)，其中所述RF前端(100)进一步包括拆分器(114)，所述消除输入信号发生器(105)包括第三SIC滤波器(1053)，其中，所述拆分器(114)配置为：接收所述发射输入信号(112)，将所述发射输入信号(112)拆分为第三和第四部分，将所述发射输入信号(112)的所述第三部分输出至所述第三SIC滤波器(1053)并且将所述发射输入信号(112)的所述第四部分输出至与所述第一耦合器(1071)连接的所述QBPA(107)的所述第四端口(111)；以及所述第三SIC滤波器(1053)配置为：从所述拆分器(114)接收所述发射输入信号(112)的所述第三部分，生成所述消...

【专利技术属性】
技术研发人员：德罗尔，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：