Сокращение утечки из передатчика в приемник в полнодуплексной системе без использования дуплексора
Изобретение относится к области связи. Технический результат заключается в том, что путем обеспечения контрвклада относительно вклада усилителя мощности передатчика на входе приемника в приемо-передающем устройстве, этот вклад может быть подавлен. Раскрыт приемопередатчик, подходящий для дуплексной связи с разделением частоты. Приемопередатчик содержит передатчик, причем передатчик содержит усилитель мощности; приемник; вспомогательный усилитель мощности, который выполнен с возможностью обеспечения выходного сигнала с управляемым фазовым сдвигом и усилением; первый фильтр, предусмотренный на выходе усилителя мощности, выполненный с возможностью ослабления частот на частоте приема приемника; второе устройство фильтра на выходе вспомогательного усилителя мощности, выполненное с возможностью ослабления частот на частоте приема приемника; и устройство передачи сигналов. Устройство передачи сигналов выполнено с возможностью передачи сигналов, предоставленных от передатчика через его усилитель мощности к точке радиочастотного, RF, соединения, приема сигналов от точки RF соединения и предоставления сигналов в приемник и предоставления сигналов от вспомогательного усилителя на вход приемника. Приемопередатчик также содержит контроллер, причем контроллер выполнен с возможностью управления выходом вспомогательного усилителя мощности, чтобы обеспечить сигнал, который имеет фазу и амплитуду по отношению к выходному сигналу усилителя мощности передатчика такую, что вклад передатчика в сигнал на входе приемника подавляется. 2 н. и 31 з.п. ф-лы, 17 ил.
Область техники
Настоящее изобретение в общем относится к приемопередатчику, способу работы приемопередатчика и компьютерной программе для реализации способа. Настоящее изобретение также относится к устройству связи, имеющему возможность дуплексной связи с частотным разделением, содержащему такой приемопередатчик.
Предшествующий уровень техники
Приемопередатчики содержат как передатчик, так и приемник и обычно используются в различных устройствах связи. Приемопередатчики могут быть выполнены с возможностью работать в полудуплексном режиме, т.е. приемник и передатчик работают на одной и той же частоте, но разделены во времени, чтобы предотвратить маскирование принимаемого сигнала сигналом передатчика. Этот подход поэтому обычно называют дуплексом с временным разделением (TDD). Приемопередатчики также могут работать в полнодуплексном режиме, то есть приемник и передатчик работают одновременно, причем некоторые специальные меры предусмотрены для предотвращения того, чтобы передатчик маскировал принимаемый сигнал. Одним подходом достижения этой цели является назначать различные частоты для передачи и приема. Этот подход поэтому обычно называют дуплексом с частотным разделением (FDD).
Часто приемник и передатчик используют одну и ту же антенну или антенную систему, которая может содержать несколько антенн, что подразумевает, что может быть желательна схема некоторого рода для обеспечения надлежащего взаимодействия с антенной. Эта схема должна быть выполнена с особой осторожностью при работе приемопередатчика в полнодуплексном режиме, так как сигнал передатчика, несмотря на использование FDD, может создавать помеху принимаемому сигналу. Фиг. 1 иллюстрирует пример устройства 100 связи, содержащего приемопередатчик 102, антенну 104, соединенную с приемопередатчиком 102, и другие схемы 106, такие как средство обработки, схемы ввода и вывода и средство памяти. Приемопередатчик 102 включает в себя передатчик 108, приемник 110 и дуплексор (антенный переключатель) 112, который соединен с передатчиком 102, приемником 110 и антенной 104. Дуплексор 112 выполнен с возможностью направлять радиочастотную (RF) энергию от передатчика к антенне, как показано стрелкой 114, и от антенны к приемнику, как показано стрелкой 116, и может содержать, например, циркулятор. Дуплексоры известны в данной области техники и описаны, например, в US 4,325,140. Однако дуплексоры не идеальны, и по меньшей мере в некоторой степени присутствует утечка сигналов передатчика из передатчика в приемник, как показано стрелкой 118. Кроме того, дуплексоры обычно являются дорогостоящими, крупногабаритными и не могут быть реализованы на кристалле. Поэтому были предприняты усилия в этой области техники, чтобы достичь аналогичных эффектов с помощью решений на кристалле. Они основаны на электрическом балансе с использованием эквивалента нагрузки, выполненного так, чтобы быть равным импедансу антенны. Таким образом, первая часть энергии направляется в сторону антенны для передачи, а вторая часть энергии направляется в сторону эквивалента нагрузки, где она рассеивается в виде тепла. Если эквивалент нагрузки выполнен, чтобы он имел импеданс, равный импедансу антенны, первая и вторая части равны и, при использовании дифференциального входа в приемник, вклад на входе приемника от передаваемого сигнала может быть подавлен. Пример такого подхода раскрыт в US 2011/0064004 A1. Тем не менее, здесь можно видеть, что половина энергии передачи теряется при рассеивании тепла в эквиваленте нагрузки.
Таким образом, желательно обеспечить подход для приемопередатчиков, где описанные выше недостатки снижены.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является по меньшей мере смягчить вышеуказанную проблему. Настоящее изобретение основано на понимании того, что путем обеспечения контрвклада относительно вклада усилителя мощности передатчика на входе приемника в приемо-передающем устройстве, этот вклад может быть подавлен. Вспомогательный усилитель мощности обеспечивает сигнал передачи с определенной амплитудой и фазовым сдвигом для обеспечения этого контрвклада. Контрвклад может быть применен по-разному, как будет показано ниже. Для дальнейшего уменьшения воздействия выходного сигнала усилителя мощности на частоты приема на входе приемника, а также такого воздействия вспомогательного усилителя мощности, обеспечивается фильтрация выходных сигналов усилителя мощности и вспомогательного усилителя мощности, тем самым снижая шум передатчика на входе приемника.
Согласно первому аспекту предусмотрен приемопередатчик, подходящий для дуплексной связи с частотным разделением. Приемопередатчик содержит передатчик, причем передатчик содержит усилитель мощности; приемник; вспомогательный усилитель мощности, который выполнен с возможностью обеспечения выходного сигнала с управляемым фазовым сдвигом и усилением; первый фильтр, предусмотренный на выходе усилителя мощности, выполненный с возможностью ослабления частот на частоте приема приемника; второе устройство фильтра на выходе вспомогательного усилителя мощности, выполненное с возможностью ослабления частот на частоте приема приемника; и устройство передачи сигналов. Устройство передачи сигналов выполнено с возможностью передачи сигналов, предоставленных от передатчика посредством его усилителя мощности к точке радиочастотного, RF, соединения, приема сигналов от точки RF соединения и предоставления сигналов в приемник, и предоставления сигналов от вспомогательного усилителя на вход приемника. Приемопередатчик также содержит контроллер, причем контроллер выполнен с возможностью управления выходом вспомогательного усилителя мощности, чтобы обеспечить сигнал, который имеет фазу и амплитуду по отношению к выходному сигналу усилителя мощности передатчика такую, что вклад передатчика в сигнал на входе приемника подавляется.
Частота приема приемника может быть ниже, чем частота передачи передатчика, причем первый фильтр может представлять собой фильтр верхних частот или полосовой фильтр, и второй фильтр может представлять собой фильтр верхних частот или полосовой фильтр. Каждый из полосовых фильтров первого и второго фильтров может содержать первую емкость и индуктивность, соединенные параллельно, причем это параллельное соединение соединено последовательно с второй индуктивностью. Согласно одному варианту по меньшей мере одна из емкости и первой и второй индуктивностей каждого из первого и второго фильтров может быть управляемой и тогда может управляться контроллером.
Частота приема приемника может быть выше, чем частота передачи передатчика, причем первый фильтр может представлять собой фильтр нижних частот или полосовой фильтр, и второй фильтр может представлять собой фильтр нижних частот или полосовой фильтр. Каждый из полосовых фильтров первого и второго фильтров может содержать емкость и первую индуктивность, соединенные параллельно, причем это параллельное соединение соединено последовательно со второй емкостью. Согласно одному варианту по меньшей мере одна из индуктивности и первой и второй емкостей каждого из первого и второго фильтров может быть управляемой и тогда может управляться контроллером.
Контроллер может быть выполнен с возможностью управления входом во вспомогательный усилитель мощности таким образом, что вспомогательный усилитель мощности обеспечивает выходной сигнал с управляемым фазовым сдвигом и усилением. Управление входом во вспомогательный усилитель мощности может быть управлением схемы основной полосы, соединенной с приемопередатчиком.
Контроллер может быть выполнен с возможностью управления вспомогательным усилителем мощности таким образом, что вспомогательный усилитель мощности может обеспечивать выходной сигнал с управляемым фазовым сдвигом и усилением.
Устройство передачи сигнала может содержать первый импедансный элемент, подсоединенный между выходом фильтра вспомогательного усилителя мощности и входом приемника; и второй импедансный элемент, подсоединенный между выходом фильтра усилителя мощности передатчика и входом приемника, при этом второй импедансный элемент также подсоединен между точкой RF соединения и входом приемника. Первый импедансный элемент может иметь управляемый импеданс, второй импедансный элемент может иметь управляемый импеданс, и контроллер может быть выполнен с возможностью управления также импедансами первого импедансного элемента импеданса и второго импедансного элемента. Выходной сигнал вспомогательного усилителя мощности может управляться так, чтобы он имел взаимосвязь по фазе с выходным сигналом усилителя мощности передатчика и имел амплитуду, имеющую взаимосвязь с выходным сигналом усилителя мощности передатчика, и первый и второй импедансные элементы могут управляться так, чтобы имелось соответствующее отношение их импедансов. Выходной сигнал вспомогательного усилителя мощности может управляться так, чтобы он имел противоположную фазу относительно выходного сигнала усилителя мощности передатчика и имел одинаковую амплитуду с выходным сигналом усилителя мощности передатчика, и первый и второй импедансные элементы имеют равные импедансы.
Второй импедансный элемент может содержать первый и второй импеданс, соединенные последовательно, и контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения управления посредством структуры обратной связи и измерения в точке между первым и вторым импедансами второго импедансного элемента и выходом вспомогательного усилителя мощности, причем обратная связь основана на измерениях.
Приемопередатчик может дополнительно содержать схему параллельного резонансного контура, включающую в себя первый и второй импедансные элементы и третий импедансный элемент, подсоединенный между выходом фильтра вспомогательного усилителя мощности и фильтром усилителя мощности передатчика, причем параллельный резонансный контур настроен на частоту сигнальной компоненты, принимаемой устройством передачи сигналов, которую требуется подавлять.
Приемник может дополнительно содержать импедансный элемент приемника на входе приемника, причем импедансный элемент приемника может иметь управляемый импеданс, и контроллер может быть выполнен с возможностью управления импедансным элементом приемника таким образом, что второй импедансный элемент и импедансный элемент приемника вместе имеют резонансную частоту, равную частоте полезного сигнала, принимаемого приемником.
Первый и второй импедансные элементы могут содержать катушки индуктивности. Первый и второй импедансные элементы могут сдержать конденсаторы.
Устройство передачи сигналов может содержать соединение, ответвляющее выходной сигнал из первого фильтра к точке RF соединения; первичную обмотку, ответвляющую сигнал из точки RF соединения к приемнику через емкость; и вторичную обмотку, взаимодействующую с первичной обмоткой и связанную с выходом второго фильтра вспомогательного усилителя мощности, так что обеспечивается предоставление сигналов от вспомогательного усилителя мощности.
Устройство передачи сигналов может содержать первичную обмотку, подсоединенную к точке RF соединения, и вторичную обмотку, взаимодействующую с первичной обмоткой, причем вторичная обмотка ответвляет сигнал из точки RF соединения к приемнику и причем первичная обмотка связана с выходом второго фильтра вспомогательного усилителя мощности, так что обеспечивается предоставление сигналов от вспомогательного усилителя мощности, и с третьим фильтром, соединенным с опорным напряжением, так что колебание тока на частоте приема обеспечивается в первичной обмотке.
Устройство передачи сигналов может содержать первичную обмотку, подсоединенную к точке RF соединения, и вторичную обмотку, взаимодействующую с первичной обмоткой, причем вторичная обмотка ответвляет сигнал из точки RF соединения к приемнику, и причем первичная обмотка связана с третьим фильтром, соединенным с опорным напряжением, так что колебание тока на частоте приема обеспечивается в первичной обмотке, третий фильтр содержит дополнительную первичную обмотку, причем дополнительная вторичная обмотка взаимодействует с дополнительной первичной обмоткой, которая связана с выходом второго фильтра вспомогательного усилителя мощности, так что обеспечивается предоставление сигналов от вспомогательного усилителя мощности.
Устройство передачи сигналов может содержать первую первичную обмотку, соединенную с точкой RF соединения, вторую первичную обмотку и вторичную обмотку, взаимодействующую с первой и второй первичными обмотками, причем вторичная обмотка ответвляет сигнал из точки RF соединения к приемнику, и причем первая первичная обмотка связана с третьим фильтром, соединенным с опорным напряжением, так что колебание тока на частоте приема обеспечивается в первой первичной обмотке, а вторая первичная обмотка связана с выходом второго фильтра вспомогательного усилителя мощности, так что обеспечивается предоставление сигналов от вспомогательного усилителя мощности.
Устройство передачи сигналов может включать в себя соединение, ответвляющее выходной сигнал из первого фильтра к точке RF соединения; и третий фильтр, ответвляющий сигнал из точки RF соединения к приемнику, причем выход второго фильтра соединен непосредственно с входом приемника.
Частота приема приемника может быть ниже, чем частота передачи передатчика, а третий фильтр может тогда быть фильтром нижних частот или полосовым фильтром. Полосовой фильтр третьего фильтра может содержать емкость и первую индуктивность, соединенные параллельно, причем это параллельное соединение соединено последовательно со второй емкостью. Согласно одному варианту по меньшей мере одна из индуктивности и первой и второй емкостей третьего фильтра может быть управляемой и может тогда управляться контроллером.
Частота приема приемника может быть выше, чем частота передачи передатчика, а третий фильтр может тогда быть фильтром верхних частот или полосовым фильтром. Полосовой фильтр третьего фильтра может содержать первую емкость и индуктивность, соединенные параллельно, причем это параллельное соединение соединено последовательно со второй индуктивностью. Согласно одному варианту по меньшей мере одна из емкости и первой и второй индуктивностей третьего фильтра может быть управляемой и тогда может управляться контроллером.
Контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения своего управления посредством структуры с обратной связью и измерения выходного сигнала усилителя мощности передатчика и выходного сигнала вспомогательного усилителя мощности, причем обратная связь основана на измерениях.
Контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения своего управления посредством структуры с обратной связью и измерения вклада передатчика на входе приемника, причем обратная связь основана на измерении.
Согласно второму аспекту предусмотрено устройство связи, имеющее возможность дуплексной связи с частотным разделением в сети связи, содержащее приемопередатчик в соответствии с первым аспектом.
Согласно третьему аспекту предусмотрен способ управления приемопередатчиком. Приемопередатчик содержит передатчик, содержащий усилитель мощности, приемник, вспомогательный усилитель мощности, который имеет выходной сигнал с управляемым фазовым сдвигом и усилением, первый фильтр, расположенный на выходе усилителя мощности, выполненный с возможностью ослабления частот на частоте приема приемника, второе устройство фильтра на выходе вспомогательного усилителя мощности, выполненное с возможностью ослабления частот на частоте приема приемника, устройство передачи сигналов, выполненное с возможностью передачи сигналов, предоставленных от передатчика посредством его усилителя мощности к точке радиочастотного, RF, соединения, приема сигналов от точки RF соединения и предоставления сигналов в приемник и предоставления сигналов от вспомогательного усилителя на вход приемника. Способ содержит управление выходом вспомогательного усилителя мощности, чтобы обеспечить сигнал, который имеет фазу и амплитуду по отношению к выходному сигналу усилителя мощности передатчика такую, что вклад передатчика в сигнал на входе приемника подавляется.
При этом устройство передачи сигналов включает в себя первый импедансный элемент, подсоединенный между выходом фильтра вспомогательного усилителя мощности и входом приемника, и второй импедансный элемент, подсоединенный между выходом фильтра усилителя мощности передатчика и входом приемника, причем второй импедансный элемент также подсоединен между точкой RF соединения и входом приемника, при этом первый импедансный элемент имеет управляемый импеданс и второй импедансный элемент имеет управляемый импеданс, и способ может дополнительно содержать управление импедансами первого и второго импедансных элементов.
Управление может дополнительно содержать управление выходным сигналом вспомогательного усилителя мощности, чтобы он имел взаимосвязь по фазе с выходным сигналом усилителя мощности передатчика и имел амплитуду, имеющую взаимосвязь с выходным сигналом усилителя мощности передатчика, и первый и второй импедансные элементы имели соответствующее отношение их импедансов.
Управление дополнительно содержит управление выходным сигналом вспомогательного усилителя мощности, чтобы он имел противоположную фазу относительно выходного сигнала усилителя мощности передатчика, и имел одинаковую амплитуду с выходным сигналом усилителя мощности передатчика, и первый и второй импедансные элементы имели равные импедансы.
При этом устройство передачи сигналов содержит соединение, ответвляющее выходной сигнал из первого фильтра к точке RF соединения, первичную обмотку, ответвляющую сигнал из точки RF соединения к приемнику через управляемую емкость, так что принятые сигналы предоставляются в приемник, и вторичную обмотку, взаимодействующую с первичной обмоткой и связанную с выходом второго фильтра вспомогательного усилителя мощности, так что обеспечивается предоставление сигналов от вспомогательного усилителя мощности, при этом способ может дополнительно содержать управление управляемой емкостью.
При этом устройство передачи сигналов содержит первичную обмотку, подсоединенную к точке RF соединения, и вторичную обмотку, взаимодействующую с первичной обмоткой, причем вторичная обмотка ответвляет сигнал из точки RF соединения к приемнику и причем первичная обмотка связана с выходом второго фильтра вспомогательного усилителя мощности, так что обеспечивается предоставление сигналов от вспомогательного усилителя мощности, и с третьим фильтром, соединенным с опорным напряжением, так что колебание тока на частоте приема обеспечивается в первичной обмотке, причем способ может дополнительно содержать управление третьим фильтром.
При этом устройство передачи сигнала включает в себя первичную обмотку, соединенную с точкой RF соединения, и вторичную обмотку, взаимодействующую с первичной обмоткой, причем вторичная обмотка ответвляет сигнал из точки RF соединения к приемнику и причем первичная обмотка связана с третьим фильтром, соединенным с опорным напряжением, так что колебание тока на частоте приема обеспечивается в первичной обмотке, третий фильтр содержит дополнительную первичную обмотку, причем дополнительная вторичная обмотка взаимодействует с дополнительной первичной обмоткой, которая связана с выходом второго фильтра вспомогательного усилителя мощности, так что обеспечивается предоставление сигналов от вспомогательного усилителя мощности, при этом способ может дополнительно содержать управление третьим фильтром.
При этом устройство передачи сигнала содержит первую первичную обмотку, соединенную с точкой RF соединения, вторую первичную обмотку и вторичную обмотку, взаимодействующую с первой и второй первичными обмотками, причем вторичная обмотка ответвляет сигнал из точки RF соединения к приемнику, и причем первая первичная обмотка связана с третьим фильтром, соединенным с опорным напряжением, так что колебание тока на частоте приема обеспечивается в первой первичной обмотке, и вторая первичная обмотка связана с выходом второго фильтра вспомогательного усилителя мощности, так что обеспечивается предоставление сигналов от вспомогательного усилителя мощности, при этом способ может дополнительно содержать управление третьим фильтром.
При этом устройство передачи сигналов содержит соединение, ответвляющее выходной сигнал из первого фильтра к точке RF соединения, и третий фильтр, ответвляющий сигнал из точки RF соединения к приемнику, при этом выход второго фильтра соединен непосредственно с входом приемника, причем способ может дополнительно содержать управление третьим фильтром. Частота приема приемника может быть ниже, чем частота передачи передатчика, и третий фильтр может быть полосовым фильтром, причем полосовой фильтр третьего фильтра содержит емкость и первую индуктивность, соединенные параллельно, причем это параллельное соединение соединено последовательно с второй емкостью, и по меньшей мере одна из индуктивности и первой и второй емкостей третьего фильтра является управляемой, причем управление третьим фильтром может содержать управление по меньшей мере одной из индуктивности и первой и второй емкостей третьего фильтра. Частота приема приемника может быть выше, чем частота передачи передатчика, и третий фильтр представляет собой полосовой фильтр, причем полосовой фильтр третьего фильтра может содержать первую емкость и индуктивность, соединенные параллельно, причем это параллельное соединение последовательно соединено со второй индуктивностью, причем по меньшей мере одна из емкости и первой и второй индуктивностей третьего фильтра является управляемой, при этом управление третьим фильтром может содержать управление по меньшей мере одной из емкости и первой и второй индуктивности третьего фильтра.
Управление может быть управлением с обратной связью путем измерения выходного сигнала усилителя мощности передатчика и выходного сигнала вспомогательного усилителя мощности, причем управление с обратной связью основано на измерениях.
Управление может быть управлением с обратной связью путем измерения вклада передатчика на входе приемника, причем управление с обратной связью основано на измерении.
Приемник может дополнительно содержать импедансный элемент приемника на входе приемника, импедансный элемент приемника имеет управляемый импеданс, причем способ дополнительно может содержать управление импедансом импедансного элемента приемника таким образом, что тракт от точки RF соединения к приемнику устройства передачи сигналов и импедансный элемент приемника вместе имеют резонансную частоту, равную частоте полезного сигнала, принимаемого приемником.
Управление выходным сигналом вспомогательного усилителя мощности может содержать управление входным сигналом вспомогательного усилителя мощности. Управление входным сигналом вспомогательного усилителя мощности может содержать управление схемой основной полосы, соединенной с приемопередатчиком.
Управление выходным сигналом вспомогательного усилителя мощности может содержать управление вспомогательным усилителем мощности, так что вспомогательный усилитель мощности может обеспечивать выход, управляемый по фазовому сдвигу и усилению.
Согласно четвертому аспекту обеспечена компьютерная программа, содержащая компьютерно-исполняемые инструкции, которые, при исполнении программируемым контроллером приемопередатчика, предписывают контроллеру выполнять способ в соответствии с третьим аспектом.
Другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения будут ясны из нижеследующего подробного описания, из прилагаемых зависимых пунктов формулы изобретения, а также из чертежей. Как правило, все термины, используемые в формуле изобретения, должны интерпретироваться в соответствии с их обычным значением в данной области техники, если явно не определено иначе. Все ссылки на "элемент, устройство, компонент, средство, этап и т.д." следует интерпретировать открыто, как ссылающиеся на по меньшей мере один экземпляр указанного элемента, устройства, компонента, средства, этапа и т.д., если явно не указано иное. Этапы любого способа, раскрытые в данном документе, не должны обязательно выполняться в точном раскрытом порядке, если только это явно не указано.
Краткое описание чертежей
Вышеуказанные, а также дополнительные задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения, будут лучше поняты с помощью следующего иллюстративного, но не ограничительного подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1 - блок-схема, которая схематично иллюстрирует обычное устройство связи, содержащее приемопередатчик.
Фиг. 2 - блок-схема, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик в соответствии с вариантом осуществления.
Фиг. 3 - блок-схема, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик в соответствии с вариантом осуществления.
Фиг. 4 - блок-схема, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик в соответствии с вариантом осуществления.
Фиг. 5 - блок-схема, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик в соответствии с вариантом осуществления.
Фиг. 6 - блок-схема, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик в соответствии с вариантом осуществления.
Фиг. 7 - блок-схема, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик в соответствии с вариантом осуществления.
Фиг. 8 - блок-схема, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик в соответствии с вариантом осуществления.
Фиг. 9 - блок-схема, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик в соответствии с вариантом осуществления.
Фиг. 10 иллюстрирует фильтр в соответствии с вариантом осуществления.
Фиг. 11 иллюстрирует фильтр в соответствии с вариантом осуществления.
Фиг. 12 - блок-схема последовательности операций, которая схематично иллюстрирует способ в соответствии с вариантами осуществления.
Фиг. 13 схематично иллюстрирует компьютерную программу и процессор.
Фиг. 14 - блок-схема, схематично иллюстрирующая устройство связи в соответствии с вариантом осуществления.
Фиг. 15 - блок-схема, иллюстрирующая приемопередатчик в соответствии с вариантом осуществления.
Фиг. 16 - блок-схема, иллюстрирующая приемопередатчик в соответствии с вариантом осуществления.
Фиг. 17 - блок-схема, иллюстрирующая приемопередатчик в соответствии с вариантом осуществления.
Подробное описание
Фиг. 2 является блок-схемой, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик 200 в соответствии с вариантом осуществления. Приемопередатчик 200 включает в себя передатчик 202, приемник 204 и устройство 206 передачи сигналов, такое как изображенное антенное устройство, или проводное соединение. Передатчик 202 содержит усилитель мощности (PA) 208, а также может содержать дополнительную схему 210 передатчика, однако эта дополнительная схема передатчика не обсуждается далее в данном описании, так как она не оказывает влияния на соответствующий изобретению вклад в уровень техники. Антенное устройство 206 выполнено с возможностью передачи радиочастотных сигналов, предоставленных от передатчика 202 через его усилитель 208 мощности, а также выполнено с возможностью приема радиочастотных сигналов и предоставления их к приемнику 204. Приемопередатчик 200 дополнительно включает в себя вспомогательный усилитель 212 мощности, который имеет управляемые фазовый сдвиг и усиление. Функция вспомогательного PA 212 будет описана ниже. Приемопередатчик 200 также содержит первый импедансный элемент 214 и второй импедансный элемент 216, которые имеют управляемые импедансы. Функция первого и второго импедансного элементов 214, 216 будет описана ниже. Вспомогательный РА 212 имеет вход, соединенный либо с входом PA 208 передатчика 202, либо соединенный с предусмотренным настраиваемым входом, как будет дополнительно объяснено ниже, а его выход соединен с фильтром 213, который выполнен с возможностью пропускать частоты, на которых приемопередатчик 200 передает, в то же время ослабляя частоты, на которых приемопередатчик 200 принимает. Таким образом, шум, который может быть вызван вспомогательным PA на частотах приема, будет ослаблен до достижения входа приемника. Выход фильтра 213 соединен с первым импедансным элементом 214, который подсоединен между выходным фильтром 213 вспомогательного PA и входом приемника 204. Второй импедансный элемент 216 подсоединен между выходом соответствующего фильтра 209 РА 208 передатчика 202 и входом приемника 204, то есть первый и второй импедансные элементы 214, 216 соединены последовательно между выходом фильтра 213 вспомогательного PA 212 и выходом фильтра 209 РА 208 передатчика 202 в качестве делителя напряжения между ними, при этом разделенное напряжение предоставляется на вход приемника 204. Эта структура будет использоваться для функции, показанной ниже для этого варианта осуществления. Приемопередатчик 200 также содержит контроллер 218, который выполнен с возможностью управления вспомогательным PA 212 и, опционально, также управления первым импедансным элементом 214 и вторым импедансным элементом 216.
Выходной сигнал вспомогательного PA 212, т.е. фаза и амплитуда, могут управляться путем управления самим вспомогательным PA 212, как показано на фиг. 15, где вспомогательный РА 212 может иметь те же самые сигналы в качестве входов, что и РА 208. Альтернативно, вход вспомогательного PA 212 корректируется либо отдельным корректирующим элементом, как показано на фиг. 16, корректирующим вход вспомогательного PA 212 таким образом, что выходной сигнал вспомогательного PA 212 получает свойства, как поясняется ниже, либо схемой основной полосы, как показано на фиг. 17, соединенной с приемопередатчиком 200. Схема основной полосы затем предоставляет скорректированный вход на вспомогательный PA 212. В последнем примере схема основной полосы может быть, например, цифровой схемой основной полосы, где скорректированный вход вспомогательного PA 212 корректируется в цифровой области.
Путем управления выходным сигналом вспомогательного PA 212, так чтобы он имел некоторую фазу и амплитуду, при делении напряжения управляемыми первым и вторым импедансными элементами 214, 216 между напряжениями выходного сигнала вспомогательного PA 212 и выходного сигнала PA 208 передатчика 202, разделенное напряжение может быть таким, что вклад передатчика в сигнал на входе приемника уменьшается. Одним из примеров является то, что вспомогательный РА 212 выводит то же самое напряжение, что и РА 208, но с противоположной фазой, а первый и второй импедансные элементы управляются так, чтобы они имели взаимно равные импедансы. Здесь термин "противоположная фаза" должен толковаться в его техническом контексте, где фазовый сдвиг точно на 180 градусов может не быть оптимизированным значением, как для одного примера, где лучше подавление было найдено как достигнутое где-то между 172 и 173 градусами в данном конкретном случае. Ввиду несовершенств, оптимизированное значение может не достигаться, по меньшей мере не во всех случаях, в реальной реализации, и идеальная ситуация с полной компенсацией в практической реализации недостижима. В идеальной (но фиктивной) ситуации вклад от передатчика на входе приемника должен был бы, однако, равняться нулю. Взаимосвязь между выходом вспомогательного PA 212 и выходом РА и соответствующее отношение между первым и вторым импедансными элементами 214, 216 могут быть выбраны по-разному. Здесь следует отметить, что второй импедансный элемент 216 также будет частью приемного тракта от антенного устройства 206 к приемнику 204. Таким образом, механизм управления может устанавливать ограничение на второй импедансный элемент 216 в зависимости от свойств приемника, и управление тогда выполняется на вспомогательном PA 212 и первом импедансном элементе 214, чтобы достичь снижения вклада передатчика во вход приемника. Структура обеспечивает множество стратегий управления, и их выбор будет пояснен ниже.
Таким образом, контроллер 218 может быть выполнен с возможностью управления как выходом вспомогательного PA 212, чтобы обеспечивать сигнал, который имеет фазу и амплитуду по отношению к выходу PA 208 передатчика 202, так и первым и вторым импедансными элементами 214, 216 таким образом, что вклад передатчика в сигнал на входе приемника уменьшается. Читатель может в этот момент спросить, почему бы параметры не установить в корректные значения, и приемопередатчик будет работать должным образом. Однако импеданс устройства передачи сигналов может существенно изменяться во время работы, например из-за изменения окружающей среды антенны в портативном устройстве, когда его держат различным образом, и из-за работы в различных частотных диапазонах. Но при рассмотрении конкретного случая использования для приемопередатчика, где такие явления не присутствуют, контроллер 212 может быть опущен и структура, показанная выше, может использоваться с фиксированными параметрами. Таким образом, контроллер не является существенным для работы во всех ситуациях или может рассматриваться с фиксированной установкой параметров для конкретной реализации приемопередатчика.
Приемник 204 может дополнительно содержать, в дополнение к другим схемам приемника 220, которые далее не обсуждаются в данном описании, так как они не оказывают влияния на соответствующий изобретению вклад в уровень техники, импедансный элемент 221 приемника на входе приемника 204. Импедансный элемент 221 приемника имеет управляемый импеданс, и контроллер 218 выполнен с возможностью управления импедансным элементом приемника таким образом, что второй импедансный элемент 216 и импедансный элемент 221 приемника вместе имеют резонансную частоту, равную частоте полезного сигнала, принимаемого приемником 204. Это обеспечивает дополнительную степень свободы при управлении приемопередатчиком.
Выходные фильтры 209, 213 РА и вспомогательного PA выполнены с возможностью пропускания частот, на которых выполняется передача, и ослабления частот, на которых выполняется прием приемопередатчиком 200. Это подходит, когда используется дуплекс с частотным разделением (FDD), т.е. когда частоты передачи и приема структурно разделены. Фильтрация может быть реализована по-разному, например как режекция на частотах приема приемопередатчиком 200. Приемопередатчик 200 при работе в системе связи, использующей FDD, однако, может, вследствие распределения частот приема и передачи в конкретной системе, использовать фильтры нижних частот или верхних частот, так как тогда задается, что частота приема выше или ниже частоты передачи. Это означает, что расчет фильтра может быть проще и/или более эффективные фильтры могут быть использованы. Например, если известно, что частота приема всегда ниже, например, на определенный интервал по частоте, чем частота передачи, то фильтры верхних частот могут быть использованы для выходных фильтров 209, 213 РА 208 и вспомогательного РА 212. В противоположном случае, т.е. частота приема всегда выше, чем частота передачи, могут быть использованы фильтры нижних частот. Фильтрами можно управлять, т.е. их частотными свойствами, такими как частота среза, так что изменение рабочей частоты приемопередатчика 200 может быть отработано. Реализация фильтров верхних частот и нижних частот может быть довольно простой, но может тогда не обеспечивать достаточно высокое ослабление на частотах приема и/или приводить к слишком большим потерям на частотах передачи, особенно, когда частоты приема и передачи достаточно близки по частоте. Было найдено выгодным использовать полосовой фильтр, например, как показано со ссылкой на фиг. 10 и 11 ниже, для достижения хорошего ослабления на частотах приема и низких потерь на частотах передачи. Это особенно выгодно в ситуации, показанной выше.
Фиг. 3 является блок-схемой, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик 300 в соответствии с вариантом осуществления. На фиг. 3 иллюстрируется несколько альтернатив для измерения сигнала, который является существенным для вклада передатчика во вход приемника, которые будут обсуждены ниже. Путем измерения такого существенного сигнала или сигналов может быть обеспечена структура обратной связи контроллера, чтобы адаптивно управлять параметрами управляемых элементов структуры. Структура аналогична показанной на фиг. 2, за исключением того, что второй импедансный элемент согласно фиг. 2 здесь заменен на второй импедансный элемент 316, который содержит первый и второй импедансы 315, 317, соединенные последовательно. Это обеспечивает возможность еще одного варианта для измерения существенного сигнала. Принцип измерения и управления, однако, также применим к другим структурам, таким как те, которые будут продемонстрированы со ссылкой на фиг. 4-9, соответственно. Принципы измерения вкладов от РА и вспомогательного PA или измерения реального вклада на входе приемника или их комбинации, для управления вспомогательным PA, а также различные управляемые импедансы и/или фильтры, которые обеспечены в различных структурах, показанных ниже, являются, однако, теми же самыми для всех вариантов осуществления.
Возвращаясь к фиг. 3, измерения должны выполняться таким образом, что измерение не оказывает влияния на радиосигналы в приемном или передающем трактах. При использовании схемы с высоким входным импедансом для измерений это может быть достигнуто. Для точек измерения, указанных как “альтернатива 1”, контролируются сигналы на выходах вспомогательного РА и РА или на выходах соответствующих им фильтров, передатчика, и на основе этих сигналов контроллер способен выполнять управление в соответствии с принципами, описанными выше, т.е. управлять фазой вспомогательного PA и управлять напряжением и/или импедансами импедансных элементов, так что деление напряжения обеспечивает сниженный вклад от передатчика на вход приемника. Альтернативно, вклад от передатчика измеряется непосредственно на входе приемника, как указано в качестве "альтернативы 2". Эта альтернатива может также требовать информации, например, путем измерения, например, на выходе РА приемопередатчика о передаваемом сигнале. В качестве еще одной альтернативы, как показано "альтернативой 3", измерение может выполняться из деления напряжения импедансов 315, 317 второго импедансного элемента 316, причем, например, фиксированное отношение между импедансами 315, 317 выбирается в качестве предназначенного отношения между выходными напряжениями вспомогательного РА и РА передатчика, и механизм управления может быть реализован очень просто.
Механизм обратной связи контроллера, таким образом, выполнен с возможностью минимизировать вклад от передатчика на входе приемника. Механизм обратной связи тогда содержит модель для выбранной альтернативы измерения, и вместе с выбранной моделью для управления вспомогательным PA и импедансными элементами контроллер будет обеспечивать сигналы управления, и вклад будет поддерживаться сниженным, хотя происходят изменения в сигнальной среде, такие как изменения импеданса антенны и используемого частотного диапазона.
Фиг. 4 является блок-схемой, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик 400 в соответствии с вариантом осуществления. Приемопередатчик 400 имеет подобную структуру, как иллюстрируется на фиг. 2, но где первый и второй импедансные элементы образованы первым переменным конденсатором 414 и вторым переменным конденсатором 416, а импедансный элемент приемника является катушкой переменной индуктивности 421. Здесь вариант осуществления, показанный на фиг. 3, с вторым импедансным элементом, имеющим первый и второй импеданс, может пониматься из варианта осуществления по фиг. 4, имеющего первый и второй переменный конденсатор в качестве первого и второго импедансов.
На фиг. 4 показана опциональная катушка индуктивности 423, которая вместе с конденсаторами 414, 416 образует параллельный резонансный контур, который может быть настроен на частоту сигнала, принимаемого антенной, который желательно снизить. Эта частота может быть, например, сигналом от узла беспроводной локальной сети доступа, который в противном случае создавал бы помеху, например, полезному сигналу от базовой станции системы сотовой связи. Дополнительный эффект опциональной катушки индуктивности состоит в упрощении смещения РА и вспомогательного PA.
Фиг. 5 является блок-схемой, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик 500 в соответствии с вариантом осуществления. На фиг. 5 изображение некоторых элементов, таких как контроллер и тракты управления, опущено ради упрощения понимания, так как эти признаки по существу соответствуют тому, что было продемонстрировано для вышеприведенных вариантов осуществления. Как показано для вышеприведенных вариантов осуществления, приемопередатчик 500 содержит передатчик 502 с выходным фильтром 509, приемник 504, антенну 506 и вспомогательный PA 512 с выходным фильтром 513. Взамен, фиг. 5 демонстрирует альтернативный способ уменьшения вклада передатчика, где альтернатива вместо того, чтобы основываться на делении напряжения на импедансах, как показано выше, основывается на противодействующих магнитных полях, генерируемых в трансформаторе 515, где первичная обмотка 516 соединяет антенну 506, и, таким образом, также передатчик 502 с входом приемника 504. Магнитное поле, вызванное первичной обмоткой 516, при этом вызвано этими двумя компонентами. Вторичная обмотка 514 соединена с вспомогательным PA, который путем управления амплитудой и фазой, как показано выше, выполнен с возможностью создавать магнитное поле, противодействующее компоненте магнитного поля, вызванной передатчиком. Результирующее магнитное поле, которое, таким образом, будет результирующим сигналом для приемника, будет, таким образом, представлять только сигнал, принимаемый антенной 506. Здесь следует отметить, что фильтр 513 из-за его высокого импеданса на частоте приема делает снижение принимаемого сигнала на трансформаторе 515 незначительным, так как колебание тока во вторичной обмотке 514 будет минимальным. Следует отметить, что импеданс, здесь конденсатор 521, может быть подсоединен между первичной обмоткой 516 и входом приемника 504, чтобы обеспечить низкоимпедансный тракт на частоте приема от антенны 506. Следует здесь также отметить, что термины "первичная" и "вторичная" относительно обмоток используются только для различения между ними для более четкого объяснения, и противоположный выбор терминов будет также корректным, например, при рассмотрении ввода противодействующего поля вспомогательным РА через "первичную" обмотку.
Фиг. 6 является блок-схемой, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик 600 в соответствии с вариантом осуществления. На фиг. 6 изображение некоторых элементов, таких как контроллер и тракты управления, опущено ради упрощения понимания, так как эти признаки по существу соответствуют тому, что было продемонстрировано для вышеприведенных вариантов осуществления. Как показано для вышеприведенных вариантов осуществления, приемопередатчик 600 содержит передатчик 602 с выходным фильтром 609, приемник 604, антенну 606 и вспомогательный PA 612 с выходным фильтром 613. Здесь трансформатор 615 содержит первичную обмотку 616, подсоединенную между антенной 606 и, таким образом, выходом фильтра 609 передатчика 602, и выходом фильтра 613 вспомогательного PA 612. Здесь можно видеть, что путем надлежащего управления вспомогательным PA 612 вкладу от передатчика 602 можно противодействовать. Трансформатор 615 также включает в себя вторичную обмотку 614, взаимодействующую с первичной обмоткой 616, при этом вторичная обмотка 614 ответвляет принятый сигнал в приемник 604. Фильтр 617, подсоединенный между опорным напряжением и первичной обмоткой 616, обеспечивает колебание тока на частоте приема в первичной обмотке (выходного фильтра 613 не будет, как поясняется со ссылкой на фиг. 5). Таким образом, фильтр 617 должен обеспечить низкий импеданс на частотах приема, а также может управляться контроллером, чтобы позволить обработку различных распределений частот. Принимаемый сигнал, таким образом, будет присутствовать на вторичной обмотке 614 и может быть ответвлен на вход приемника 604, который здесь может иметь дифференциальный усилитель с низким уровнем шума без дополнительного симметрирующего устройства.
Фиг. 7 является блок-схемой, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик 700 в соответствии с вариантом осуществления. Структура и принципы варианта осуществления, показанного на фиг. 7, сходны с тем, что продемонстрировано со ссылкой на фиг. 6, с той разницей, что сигнал от вспомогательного РА и его выходного фильтра подается через трансформатор 730, который выполнен как часть фильтра 717, соответствующего фильтру 617 в варианте осуществления по фиг. 6. Фильтр 717 содержит емкость 732 параллельно с индуктивностью 731, которая также является обмоткой трансформатора 730. Такое параллельное соединение подсоединено между опорным напряжением и импедансом 734, который в свою очередь соединен с первичной обмоткой 716 трансформатора 715, который соответствует трансформатору 615, продемонстрированному со ссылкой на фиг. 6. В зависимости от импеданса 734 фильтр 717 будет фильтром верхних частот или фильтром нижних частот, который должен быть выбран, чтобы имел низкий импеданс на частотах приема, и выбор пропускания верхних частот или нижних частот зависит от распределения частот для частот приема и передачи, то есть импеданс фильтра 717 должен быть высоким для частот передачи. Вклад от вспомогательного PA вводится вторичной обмоткой 729 (также здесь термины "первичная" и "вторичная" служат только для различения между обмотками), которая подсоединена между выходом фильтра вспомогательного PA и опорным напряжением. В остальном признаки этого варианта осуществления являются такими же, как для варианта, продемонстрированного со ссылкой на фиг. 6.
Фиг. 8 является блок-схемой, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик 800 в соответствии с вариантом осуществления. Структура и принципы варианта осуществления, показанного на фиг. 8, сходны с таковыми для варианта, продемонстрированного со ссылкой на фиг. 6 и 7, с тем отличием, что сигнал от вспомогательного РА и его выходного фильтра обеспечивается через третью обмотку 811 трансформатора 815, который в остальном соответствует трансформаторам 615 и 715 на фиг. 6 и 7.
Фиг. 9 является блок-схемой, которая схематично иллюстрирует приемопередатчик 900 в соответствии с вариантом осуществления. На фиг. 9 изображение некоторых элементов, таких как контроллер и тракты управления, опущено ради упрощения понимания, так как эти признаки по существу соответствуют тому, что было продемонстрировано для вышеприведенных вариантов осуществления. Как показано для вышеприведенных вариантов осуществления, приемопередатчик 900 содержит передатчик 902 с выходным фильтром 909, приемник 904, антенну 906 и вспомогательный PA 912 с выходным фильтром 913. Передатчик 902 соединен через свой выходной фильтр 909 с антенной 906. Антенна 906 также соединена с входом приемника 904 через фильтр 921 приемника. Здесь фильтр 909 передатчика имеет низкие вносимые потери на частотах передачи и высокие вносимые потери на частотах приема, в то время как фильтр 921 приемника имеет низкие вносимые потери на частотах приема и высокие вносимые потери на частотах передачи. Однако ослабление фильтрами 909, 921, разумеется, является конечным, причем вспомогательный РА 912 через свой выходной фильтр 913 обеспечивает противоположный сигнал непосредственно на входе приемника 904. Приложенный противоположный сигнал управляется путем адаптации фазы и амплитуды, как и в других вариантах осуществления. В этом варианте осуществления подход измерения вклада на входе приемника и обеспечение управления с обратной связью для вспомогательного PA обеспечивает быстродействующий и несложный механизм управления.
Фильтры в различных вариантах осуществления, продемонстрированных выше, могут быть сделаны более или менее сложными и с различными ограничениями на согласование импедансов. Простые фильтры, содержащие отдельные конденсаторы или катушки индуктивности, могут быть использованы, но они могут не выполнять требования установленных ограничений. Фильтры высокого порядка могут, с другой стороны, вводить другие проблемы и вопросы стоимости/места размещения. Фиг. 10 иллюстрирует фильтр 1000 в соответствии с вариантом осуществления, который обеспечивает свойства двойного резонанса, где высокие вносимые потери обеспечиваются на одной частоте и низкие вносимые потери обеспечиваются на другой частоте, недалеко от первой частоты, и был найден разумный компромисс для по меньшей мере некоторых из вариантов осуществления. Он содержит индуктивность 1004, соединенную параллельно с емкостью 1002, причем это параллельное соединение 1002, 1004 соединено последовательно с индуктивностью 1006 между входом и выходом фильтра 1000. Это обеспечивает параллельный резонанс, ослабляющий сигнал на частоте ниже последовательного резонанса, где проходит сигнал.
Фиг. 11 иллюстрирует фильтр 1100 в соответствии с вариантом осуществления, который соответствует фильтру, продемонстрированному со ссылкой на фиг. 10, но с той разницей, что параллельное соединение 1102, 1104 соединено последовательно с емкостью 1106 между входом и выходом фильтра 1100 и что он обеспечивает частоту последовательного резонанса ниже частоты параллельного резонанса.
Фиг. 12 является блок-схемой последовательности операций, которая схематично иллюстрирует способ в соответствии с вариантами осуществления. Способ предназначен для управления приемопередатчиком как одним из тех, которые показаны выше. Способ содержит фильтрацию 1204 выхода РА для ослабления частот на частотах приема и фильтрацию 1206 выходного сигнала вспомогательного PA для ослабления частот на частотах приема. Способ содержит управление 1208 вспомогательным PA для обеспечения сигнала, который имеет фазу и амплитуду по отношению к выходному сигналу усилителя мощности передатчика такую, что вклад передатчика в сигнал на входе приемника подавляется. Как указано пунктирной стрелкой, способ представляет собой исполняемый процесс при работе приемопередатчика.
Способ может опционально включать в себя управление 1203 импедансами и/или фильтрами приемопередатчика. Например, когда устройство передачи сигналов приемопередатчика содержит первый импедансный элемент, подсоединенный между выходом вспомогательного усилителя мощности и входом приемника, и второй импедансный элемент, подсоединенный между выходом усилителя мощности передатчика и входом приемника, причем первый импедансный элемент имеет управляемый импеданс, и второй импедансный элемент имеет управляемый импеданс, как, например, показано со ссылкой на фиг. 2, 3 или 4, способ может содержать управление импедансами первого и второго импедансных элементов.
В зависимости от структуры приемопередатчика, управление вспомогательным усилителем мощности может выполняться на его выходе, чтобы он имел взаимосвязь по фазе с выходным сигналом усилителя мощности передатчика и имел амплитуду на его выходе, имеющую взаимосвязь с выходным сигналом усилителя мощности передатчика, и чтобы первый и второй импедансные элементы имели соответствующее отношение их импедансов. Кроме того, управление может содержать управление вспомогательным усилителем мощности питания, чтобы на его выходе имелась противоположная фаза относительно выходного сигнала усилителя мощности передатчика, и на его выходе имелась амплитуда, равная амплитуде выходного сигнала усилителя мощности передатчика, и чтобы первый и второй импедансные элементы имели одинаковые импедансы.
Для структуры, например, изображенной на фиг. 5, способ может дополнительно содержать управление управляемой емкостью 521.
Для структуры, например, изображенной на фиг. 6, способ может дополнительно содержать управление фильтром 617.
Для структуры, например, изображенной на фиг. 7, способ может дополнительно содержать управление фильтром 717, например, путем управления импедансом 734 и/или емкостью 732. Для структуры, например, изображенной на фиг. 8, применимо подобное.
Для структуры, например, изображенной на фиг. 9, способ может дополнительно содержать управление фильтром 921.
Управление может быть управлением с обратной связью путем измерения 1201 сигналов и обеспечения управления на их основе. Управление может быть, например, управлением с обратной связью путем измерения 1201 выходного сигнала усилителя мощности передатчика и выходного сигнала вспомогательного усилителя мощности, причем управление с обратной связью основано на измерениях. Управление может быть управлением с обратной связью путем измерения 1201 вклада передатчика на входе приемника, причем управление с обратной связью основано на измерении. Управление также может быть комбинацией вышеуказанного.
Для структуры, включающей в себя управляемый импедансный элемент приемника на входе приемника, способ может дополнительно содержать управление импедансом импедансного элемента приемника, так что тракт к приемнику устройства передачи сигналов и импедансный элемент приемника вместе имеют резонансную частоту, равную частоте полезного сигнала, принимаемого приемником. Таким образом, могут поддерживаться низкие потери от антенны к приемнику.
Способы согласно настоящему изобретению пригодны для реализации с помощью средств обработки, таких как компьютеры и/или процессоры, особенно в случае, когда управление приемопередатчиком в соответствии с вариантом осуществления, описанным выше, выполняется таким средством обработки. Поэтому обеспечены компьютерные программы, содержащие инструкции, выполненные с возможностью предписывать средству обработки, процессору или компьютеру выполнять этапы по любому из способов в соответствии с любым из вариантов осуществления, описанных со ссылкой на фиг. 12. Компьютерная программа предпочтительно содержит программный код, который хранится на считываемом компьютером носителе 1300, как показано на фиг. 13, который может загружаться и выполняться средством обработки, процессором или компьютером 1302, чтобы предписывать ему выполнять способы, соответственно, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, предпочтительно как любой из вариантов осуществления, описанных со ссылкой на фиг. 12. Компьютер 1302 и компьютерный программный продукт 1300 могут быть выполнены с возможностью исполнения программного кода последовательно, когда действия любого из способов выполняются поэтапно. Средство обработки, процессор или компьютер 1302 предпочтительно представляют собой то, что обычно называют встроенной системой. Таким образом, показанные на фиг. 13 считываемый компьютером носитель 1300 и компьютер 1302 следует толковать как приведенные только для иллюстративных целей, чтобы обеспечить понимание принципа, и они не должны быть истолкованы как какая-либо прямая иллюстрация элементов.
Фиг. 14 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую устройство 1400 связи согласно варианту осуществления. Устройство 1400 связи, которое может быть мобильным терминалом, картой связи, например, в портативном компьютере, контроллере машины или другом устройстве обработки или сетевым узлом, содержит устройство 1402 приемопередатчика, как любое из описанных выше, дополнительное средство 1404 обработки сигналов и один или более интерфейсов 1406, например электрических, оптических или пользовательских интерфейсов. Устройство 1402 приемопередатчика обрабатывает беспроводную связь, например, с сетевыми узлами сотовой связи, сотовыми терминалами, узлами связи от точки к точке и т.д. и, опционально, также другими объектами. Входы и выходы от/к беспроводным операциям предоставляются к/от дополнительного средства 1404 обработки сигналов. Дополнительное средство 1404 обработки сигналов имеет возможность взаимодействовать через один или более интерфейсов 1406.
Фиг. 15 является блок-схемой, иллюстрирующей приемопередатчик 1500, применяющий подход для управления выходом вспомогательного усилителя мощности путем применения корректировок во вспомогательном усилителе 1512 мощности. Тот же самый сигнал, который подается на усилитель 1508 мощности основного усилителя мощности, подается тогда в тракт вспомогательного усилителя мощности.
Фиг. 16 является блок-схемой, иллюстрирующей приемопередатчик 1600, применяющий подход для управления выходом вспомогательного усилителя мощности путем применения корректировок в схеме 1611 для регулировки фазы и амплитуды входа вспомогательного усилителя 1612 мощности. Тот же самый сигнал, который подается на усилитель 1608 мощности основного усилителя мощности, подается тогда на схему 1611 для регулировки фазы и амплитуды, причем отрегулированный сигнал затем подается дополнительно в тракт вспомогательного усилителя мощности.
Фиг. 17 является блок-схемой, схематично иллюстрирующей приемопередатчик 1700, применяющий подход для управления выходом вспомогательного усилителя мощности путем применения корректировок в схеме 1701 основной полосы, соединенной с приемопередатчиком, как показано со ссылкой на любую из фиг. 2 -9. Различные сигналы могут тогда подаваться на усилитель 1708 мощности основной мощности и в тракт вспомогательного усилителя 1712 мощности. Регулировка в схеме 1701 основной полосы может выполняться либо в цифровой области, либо в аналоговой области.
Во всех подходах, продемонстрированных со ссылкой на фиг. 15-17, контроллер обеспечивает управление выходом вспомогательного усилителя мощности. Любой из подходов, продемонстрированный со ссылкой на фиг. 15-17, может быть применен к любой из структур, продемонстрированных со ссылкой на фиг. 2-9.
Изобретение, главным образом, описано выше со ссылкой на несколько вариантов осуществления. Однако, как легко оценить специалисту в данной области техники, варианты осуществления иные, чем описанные выше, в равной степени возможны в пределах объема изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.
1. Приемопередатчик (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1402, 1500, 1600, 1700), выполненный с возможностью дуплексной связи с частотным разделением, содержащий
передатчик (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802, 902), причем передатчик (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802, 902) содержит усилитель мощности (208, 308, 408, 1508, 1608, 1708);
приемник (204, 304, 404, 504, 604, 704, 804, 904);
вспомогательный усилитель мощности (212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1512, 1612, 1712), который выполнен с возможностью обеспечения выходного сигнала с управляемым фазовым сдвигом и усилением;
первый фильтр (209, 309, 409, 509, 609, 709, 809, 909), расположенный на выходе усилителя мощности (208, 308, 408, 1508, 1608, 1708), выполненный с возможностью ослабления частот на частоте приема приемника (204, 304, 404, 504, 604, 704, 804, 904);
второй фильтр (213, 313, 413, 513, 613, 713, 813, 913) на выходе вспомогательного усилителя мощности (212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1512, 1612, 1712), выполненный с возможностью ослабления частот на частоте приема приемника (204, 304, 404, 504, 604, 704, 804, 904);
устройство передачи сигналов, выполненное с возможностью
передачи сигналов, предоставленных от передатчика (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802, 902) посредством его усилителя мощности (208, 308, 408, 1508, 1608, 1708), в точку радиочастотного (RF) соединения (205, 305, 405, 505, 605, 705, 805, 905) через первый фильтр (209, 309, 409, 509, 609, 709, 809, 909),
приема сигналов от точки RF соединения (205, 305, 405, 505, 605, 705, 805, 905) и предоставления этих сигналов в приемник (204, 304, 404, 504, 604, 704, 804, 904) и
предоставления сигналов от вспомогательного усилителя (212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1512, 1612, 1712) на вход приемника (204, 304, 404, 504, 604, 704, 804, 904) через второй фильтр (213, 313, 413, 513, 613, 713, 813, 913); и
контроллер (218, 318, 418), причем контроллер (218, 318, 418) выполнен с возможностью управления выходом вспомогательного усилителя мощности (212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1512, 1612, 1712), чтобы обеспечивать сигнал, который имеет фазу и амплитуду относительно выходного сигнала усилителя мощности (208, 308, 408, 1508, 1608, 1708) передатчика (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802, 902) такую, что вклад передатчика в сигнал на входе приемника (204, 304, 404, 504, 604, 704, 804, 904) подавляется.
2. Приемопередатчик (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 1, в котором частота приема приемника (204, 304, 404, 504, 604, 704, 804, 904) ниже, чем частота передачи передатчика (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802, 902), первый фильтр (209, 309, 409, 509, 609, 709, 809, 909) представляет собой фильтр верхних частот или полосовой фильтр, и второй фильтр (213, 313, 413, 513, 613, 713, 813, 913) представляет собой фильтр верхних частот или полосовой фильтр.
3. Приемопередатчик (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 2, в котором каждый из полосовых фильтров первого и второго фильтров содержит емкость (1002) и первую индуктивность (1004), соединенные параллельно, причем это параллельное соединение соединено последовательно со второй индуктивностью (1006).
4. Приемопередатчик (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 3, в котором по меньшей мере одна из емкости и первой и второй индуктивностей каждого из первого и второго фильтров являются управляемыми и управляются контроллером.
5. Приемопередатчик (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 1, в котором частота приема приемника (204, 304, 404, 504, 604, 704, 804, 904) выше, чем частота передачи передатчика (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802, 902), первый фильтр является фильтром нижних частот или полосовым фильтром, и второй фильтр является фильтром нижних частот или полосовым фильтром.
6. Приемопередатчик (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 5, в котором каждый из полосовых фильтров первого и второго фильтров содержит первую емкость (1102) и индуктивность (1104), соединенные параллельно, причем это параллельное соединение соединено последовательно со второй емкостью (1106).
7. Приемопередатчик (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 6, в котором по меньшей мере одна из индуктивности и первой и второй емкостей каждого из первого и второго фильтров являются управляемыми и управляются контроллером.
8. Приемопередатчик (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1402, 1600, 1700) по п. 1, в котором контроллер (218, 318, 418) выполнен с возможностью управления входом вспомогательного усилителя мощности (212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1612, 1712) так, что вспомогательный усилитель мощности имеет возможность обеспечивать выходной сигнал с управляемым фазовым сдвигом и усилением.
9. Приемопередатчик (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1402, 1700) по п. 8, в котором управление входом вспомогательного усилителя мощности (212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1712) представляет собой управление схемой основной полосы (1701), соединенной с приемопередатчиком (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900).
10. Приемопередатчик (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1402, 1500) по п. 1, в котором контроллер (218, 318, 418) выполнен с возможностью управления вспомогательным усилителем мощности (212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1512) так, что вспомогательный усилитель мощности (212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1512) имеет возможность обеспечения выходного сигнала с управляемым фазовым сдвигом и усилением.
11. Приемопередатчик (200, 300, 400, 1402, 1500, 1600, 1700) по любому из пп. 1-10, в котором устройство передачи сигналов содержит
первый импедансный элемент (214, 314, 414), подсоединенный между выходом второго фильтра (213, 313, 413) и входом приемника (204, 304, 404); и
второй импедансный элемент (216, 316, 416), подсоединенный между выходом первого фильтра (209, 309, 409) и входом приемника (204, 304, 404), причем второй импедансный элемент также подсоединен между точкой RF соединения (205, 305, 405) и входом приемника.
12. Приемопередатчик (200, 300, 400, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 11, в котором первый импедансный элемент (214, 314, 414) имеет управляемый импеданс, второй импедансный элемент (216, 316, 416) имеет управляемый импеданс, и контроллер (218, 318, 418) выполнен с возможностью управления импедансами первого импедансного элемента и второго импедансного элемента.
13. Приемопередатчик (200, 300, 400, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 12, в котором выходной сигнал вспомогательного усилителя мощности (212, 312, 412, 1512, 1612, 1712) управляется так, чтобы он имел взаимосвязь по фазе с выходным сигналом усилителя мощности (208, 308, 408) передатчика (202, 302, 402) и имел амплитуду, имеющую взаимосвязь с выходным сигналом усилителя мощности (208, 308, 408) передатчика (202, 302, 402), и первый и второй импедансные элементы управляются так, чтобы имелось соответствующее отношение их импедансов.
14. Приемопередатчик (200, 300, 400, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 13, в котором выходной сигнал вспомогательного усилителя мощности (212, 312, 412) управляется так, чтобы он имел противоположную фазу относительно выходного сигнала усилителя мощности (208, 308, 408, 1508, 1608, 1708) передатчика (202, 302, 402) и имел одинаковую амплитуду с выходным сигналом усилителя мощности (208, 308, 408, 1508, 1608, 1708) передатчика (202, 302, 402), и первый и второй импедансные элементы имеют одинаковые импедансы.
15. Приемопередатчик (300, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 11, в котором второй импедансный элемент (316) содержит первый и второй импеданс (315, 317), соединенные последовательно, и контроллер выполнен с возможностью обеспечивать свое управление посредством структуры с обратной связью и измерения в точке между первым и вторым импедансами (315, 317) второго импедансного элемента (316) и выходом вспомогательного усилителя мощности (312, 1512, 1612, 1712), причем обратная связь основана на измерениях.
16. Приемопередатчик (400, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 11, дополнительно содержащий схему параллельного резонансного контура, включающую в себя первый и второй импедансные элементы (414, 416) и третий импедансный элемент (423), подсоединенный между выходом второго фильтра (413) вспомогательного усилителя мощности (412, 1512, 1612, 1712) и первым фильтром (409) усилителя мощности (408, 1508, 1608, 1708) передатчика (402), причем параллельный резонансный контур настроен на частоту сигнальной компоненты, принимаемой устройством передачи сигналов, которую требуется подавлять.
17. Приемопередатчик (200, 300, 400, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 11, в котором приемник (204, 304, 404) дополнительно содержит импедансный элемент (221, 321, 421) приемника на входе приемника, причем импедансный элемент (221, 321, 421) приемника имеет управляемый импеданс, и контроллер (218, 318, 418) выполнен с возможностью управления импедансным элементом приемника таким образом, что второй импедансный элемент (216, 316, 416) и импедансный элемент приемника вместе имеют резонансную частоту, равную частоте полезного сигнала, принимаемого приемником.
18. Приемопередатчик (200, 300, 400, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 11, в котором первый и второй импедансные элементы содержат катушки индуктивности.
19. Приемопередатчик (200, 300, 400, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 11, в котором первый и второй импедансные элементы содержат конденсаторы.
20. Приемопередатчик (500, 1402, 1500, 1600, 1700) по любому из пп. 1-10, в котором устройство передачи сигналов содержит
соединение, ответвляющее выходной сигнал из первого фильтра (509) к точке RF соединения (505);
первичную обмотку (516), ответвляющую сигнал из точки RF соединения (505) к приемнику (504) через емкость (521); и
вторичную обмотку (514), взаимодействующую с первичной обмоткой (516) и связанную с выходом второго фильтра (513) вспомогательного усилителя мощности (512, 1512, 1612, 1712), так что обеспечивается предоставление сигналов от вспомогательного усилителя мощности (512, 1512, 1612, 1712).
21. Приемопередатчик (600, 1402, 1500, 1600, 1700) по любому из пп. 1-10, в котором устройство передачи сигналов содержит первичную обмотку (616), соединенную с точкой RF соединения (605), и вторичную обмотку (614), взаимодействующую с первичной обмоткой (616), причем вторичная обмотка (614) ответвляет сигнал из точки RF соединения (605) к приемнику (604), и при этом первичная обмотка (616) связана с выходом второго фильтра (613) вспомогательного усилителя мощности (612, 1512, 1612, 1712), так что обеспечивается предоставление сигналов от вспомогательного усилителя мощности (612, 1512, 1612, 1712), и третий фильтр (617) соединен с опорным напряжением, так что колебание тока на частоте приема обеспечивается в первичной обмотке (616).
22. Приемопередатчик (700, 1402, 1500, 1600, 1700) по любому из пп. 1-10, в котором устройство передачи сигналов содержит первичную обмотку (716), соединенную с точкой RF соединения (705), и вторичную обмотку (714), взаимодействующую с первичной обмоткой (716), причем вторичная обмотка (714) ответвляет сигнал из точки RF соединения (705) к приемнику (704), и при этом первичная обмотка (716) связана с третьим фильтром (717), соединенным с опорным напряжением, так что колебание тока на частоте приема обеспечивается на первичной обмотке (716), третий фильтр содержит дополнительную первичную обмотку (731), причем дополнительная вторичная обмотка (729), взаимодействующая с дополнительной первичной обмоткой (731), связана с выходом второго фильтра (713) вспомогательного усилителя мощности (712, 1512, 1612, 1712), так что обеспечивается предоставление сигналов от вспомогательного усилителя мощности (712, 1512, 1612, 1712).
23. Приемопередатчик (800, 1402, 1500, 1600, 1700) по любому из пп. 1-10, в котором устройство передачи сигналов содержит первую первичную обмотку (816), соединенную с точкой RF соединения (805), вторую первичную обмотку (811) и вторичную обмотку (814), взаимодействующую с первой и второй первичными обмотками (811, 816), причем вторичная обмотка (814) ответвляет сигнал из точки RF соединения (805) к приемнику (804), и при этом первая первичная обмотка (816) связана с третьим фильтром (817), соединенным с опорным напряжением, так что колебание тока на частоте приема обеспечивается в первой первичной обмотке (816), и вторая первичная обмотка (811) связана с выходом второго фильтра (813) вспомогательного усилителя мощности (812, 1512, 1612, 1712), так что обеспечивается предоставление сигналов от вспомогательного усилителя мощности (812, 1512, 1612, 1712).
24. Приемопередатчик (900, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 1, в котором устройство передачи сигналов содержит
соединение, ответвляющее выходной сигнал из первого фильтра (900) в точку RF соединения (905); и
третий фильтр (921), ответвляющий сигнал из точки RF соединения (905) к приемнику (904), причем
выход второго фильтра (913) соединен непосредственно с входом приемника (904).
25. Приемопередатчик (900, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 24, в котором частота приема приемника (904) ниже, чем частота передачи передатчика (902), и третий фильтр (921) представляет собой фильтр нижних частот или полосовой фильтр.
26. Приемопередатчик (900, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 25, в котором полосовой фильтр третьего фильтра (921) содержит первую емкость (1102) и индуктивность (1104), соединенные параллельно, причем это параллельное соединение соединено последовательно со второй емкостью (1106).
27. Приемопередатчик (900, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 26, в котором по меньшей мере одна из индуктивности и первой и второй емкостей третьего фильтра является управляемой и управляется контроллером.
28. Приемопередатчик (900, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 24, в котором частота приема приемника (904) выше, чем частота передачи передатчика (902), и третий фильтр (921) представляет собой фильтр верхних частот или полосовой фильтр.
29. Приемопередатчик (900, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 28, в котором полосовой фильтр третьего фильтра (921) содержит емкость (1002) и первую индуктивность (1004), соединенные параллельно, причем это параллельное соединение соединено последовательно со второй индуктивностью (1006).
30. Приемопередатчик (900, 1402, 1500, 1600, 1700) по п. 29, в котором по меньшей мере одна из емкости и первой и второй индуктивностей третьего фильтра (921) является управляемой и управляется контроллером.
31. Приемопередатчик (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1402, 1500, 1600, 1700) по любому из пп. 1-10, в котором контроллер (218, 318) выполнен с возможностью обеспечения своего управления посредством структуры с обратной связью и измерения выходного сигнала усилителя мощности (208, 308, 408) передатчика (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802, 902) и выходного сигнала вспомогательного усилителя мощности (212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1512, 1612, 1712), причем обратная связь основана на измерениях.
32. Приемопередатчик (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1402, 1500, 1600, 1700) по любому из пп. 1-10, в котором контроллер (218, 318) выполнен с возможностью обеспечения своего управления посредством структуры с обратной связью и измерения вклада передатчика на входе приемника (204, 304, 404, 504, 604, 704, 804, 904), причем обратная связь основана на измерении.
33. Устройство связи (1400), выполненное с возможностью дуплексной связи с частотным разделением в сети связи, содержащее приемопередатчик (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1402, 1500, 1600, 1700) по любому из пп. 1-32.
