專利名稱：在基于tdd的無線通信系統(tǒng)中處理振蕩信號的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，更具體地，涉及一種用于在支持時
分復(fù)用(TDD)方案的無線通信系統(tǒng)中對用于頻率的上變頻或頻率 的下變頻的振蕩信號進(jìn)行處理的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
最近，為了實現(xiàn)第四^移動通信，在所有領(lǐng)i或中正在進(jìn)4亍深入 研究。在根據(jù)IEEE 802.16d/e、無線寬帶互聯(lián)網(wǎng)(WiBro )、微波存 取全^M妾入(WiMAX)等標(biāo)準(zhǔn)的第四^移動通信中，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、 無線LAN網(wǎng)絡(luò)、凄t字音頻廣4番和^L頻廣4番網(wǎng)絡(luò)等都^皮結(jié)合到與協(xié) 調(diào)工作的各部分相連接的單個網(wǎng)絡(luò)中，因此，目前甚至在任何網(wǎng)絡(luò)
中都可以為用戶提供最佳狀態(tài)的協(xié)調(diào)服務(wù)。
為了提高第四代移動通信中的數(shù)據(jù)傳送速率，將TDD技術(shù)和 正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)一起考慮。在TDD技術(shù)中，從基站 到終端的下行鏈路(DL )幀中的數(shù)據(jù)傳輸量和從終端到基站的上行 鏈路(UL)幀中的數(shù)據(jù)傳輸量彼此不對稱。換句話說，為了解決在 諸如通常的碼分多址(CDMA )技術(shù)的對稱傳輸方案中的頻帶不足， 已經(jīng)考慮了諸如TDD技術(shù)的非對稱傳輸方案。例如，在使用互聯(lián) 網(wǎng)的情況下，由于在DL幀中終端乂人基站下載的凄t據(jù)量遠(yuǎn)大于在UL 幀中終端上傳到基站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量，所以遇必要時，當(dāng)DL幀的傳 送速率應(yīng)該比UL幀的傳送速率增加得更多時，可以應(yīng)用TDD技術(shù)。
在TDD才支術(shù)中，長o圖1所示，DL幀的長度可以比UL幀的長 度更長，并存在對應(yīng)于每個鏈路之間的切換的部分的發(fā)送/接收轉(zhuǎn)變 間隙(TTG)和接收/發(fā)送轉(zhuǎn)變間隙(RTG)。 一般，在基站的情況 下，發(fā)送才幾(Tx)在DL幀期間工作，接收才幾(Rx)在UL幀期間 工作。此時，通過指定的射頻(RF)開關(guān)，將來自鎖相環(huán)(PLL) 的本地振蕩信號輸出至Tx混頻器或Rx混頻器，從而實現(xiàn)Tx中的 頻率的上變頻或Rx中的頻率的下變頻。即，在UL幀期間將本地 振蕩信號輸出至Rx混頻器，并且此時，隔離Tx電路。同樣地，在 DL幀期間將本地振蕩信號輸出至Tx混頻器，然后隔離Rx電路。
此時，在通過RF開關(guān)提供的來自PLL的本地4展蕩信號失效的 情況下，失效的本地振蕩信號會對系統(tǒng)產(chǎn)生致命的影響，并且由于 很難檢測出在構(gòu)成該系統(tǒng)的電路中的哪個位置發(fā)生了失效，所以會 出i見問題。
舉個例子，本地振蕩信號由于相位變化、頻率振動、或與其他 雜散發(fā)射的混合，會變成駐波或被異常地輸出，這取決于開關(guān)噪聲， 例如從用于在每個鏈路幀期間切換本地振蕩信號的通路的RF開關(guān) 逆向流出的電流或反射波、以及乂人包4舌在Tx中的功率》文大器逆向 流出的在DL幀期間上升(ramp up)而在UL幀期間下降(ramp down)的電;充或反射波等。
另夕卜，由于PLL電路或RF開關(guān)的劣化，本地振蕩信號可以被 異常地輸出至Tx混頻器或Rx混頻器。我們說，在由于PLL電路 中的延遲或RF開關(guān)中的延遲等4又在經(jīng)過TTG和RTG之后，本地 振蕩信號才在UL幀期間和DL幀期間:陂正常穩(wěn)定的情況下，可能 發(fā)生在每幀的初始階段中所發(fā)送/接收的數(shù)據(jù)的丟失。
因此，信號劣化(1者如與本地振蕩信號有關(guān)的電壓駐波比
(VSWR)或誤差向量幅度(EVM)升高)使得整個系統(tǒng)的包錯誤 率(PER)增大，甚至導(dǎo)致呼叫斷開。
由于通常的CDMA 4支術(shù)不使用用于TDD的RF開關(guān)，所以不 會產(chǎn)生所引起的與RF開關(guān)有關(guān)的開關(guān)噪聲。同時，為了解決上面 的TDD技術(shù)中的開關(guān)噪聲的問題，即使試圖將PLL電路中所產(chǎn)生 的本地振蕩信號經(jīng)由兀-型等的電阻器衰減器(resistor pad)和放大 器傳遞至RF開關(guān)，但由于該試圖的影響孩l不足道，所以仍會出現(xiàn) 問題，并且此時，額外的電i 各會導(dǎo)致成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
因此，作出本發(fā)明以解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，本發(fā)明
的一個方面提供了一種用于在無線通信系統(tǒng)中對振蕩信號進(jìn)行處 理的i殳備和方法，其善于通過改善降4氐對應(yīng)于用于TDD的振蕩信 號根據(jù)每個DL幀和每個UL幀之間的切換的變化的牽引因數(shù) (pulling factor )來處理開關(guān)噪聲。
本發(fā)明的另一方面提供了一種設(shè)備和方法，其中，在PLL合成 器的輸出端處配置隔離電路，乂人該l命出端l命出用于TDD的沖展蕩信 號，那么振蕩信號通過使用該隔離電路被正常地且不攙雜地生成， 而不^皮每個DL幀和每個UL幀之間的開關(guān)p喿聲所影響。
另外，本發(fā)明的又一方面提供了一種設(shè)備和方法，用于在無線 通信系統(tǒng)中容易地檢測用于TDD的振蕩信號的輸出的失效。
本發(fā)明的再一方面提供了一種設(shè)備和方法，其中，在無線通信
系統(tǒng)中的用于TDD的振蕩器的輸出端處配置警報檢測器，那么在 振蕩信號的輸出失效時，通過使用警報檢測器會快速地檢測出振蕩 信號的輸出的失效。
技術(shù)解決方案
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于對支持時分復(fù)用 (TDD )方案的無線通信系統(tǒng)中的振蕩信號進(jìn)行處理的設(shè)備，包括 鎖相環(huán)(PLL)合成器，用于生成具有預(yù)定頻率并被由振蕩器提供 的參考時鐘信號鎖相的振蕩信號；射頻(RF)開關(guān)，用于根據(jù)開關(guān) 控制信號將振蕩信號輸出到發(fā)送通路(Tx )和接收通路(Rx )中的 任意一個；以及警報檢測器，用于通過使用振蕩信號和開關(guān)控制信 號的延遲信號來生成警報檢測信號，其中，通過使用振蕩信號來合 成在上行鏈路中和下行鏈路中所發(fā)送/接收的信號的頻率。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于在支持時分復(fù)用 (TDD)方案的無線通信系統(tǒng)中對振蕩信號進(jìn)行處理的方法，包括 以下步驟(a)在鎖相環(huán)(PLL)電路中生成鎖相至參考時鐘信號 的振蕩信號；以及(b)通過使用連接至電容器的隔離器將振蕩信 號與從RF開關(guān)流出的信號隔離，并輸出被隔離的振蕩信號。
有益效果
根據(jù)本發(fā)明，由于改進(jìn)了牽引因數(shù)，所以來自PLL電路的振蕩 信號可以不受開關(guān)噪聲(諸如在每個DL幀和每個UL幀之間切換 期間從發(fā)送機(jī)的功率放大器流出的反射波或電流、或者從RF開關(guān) 流出的反射波或電流)的影響，將振蕩信號不攙雜且穩(wěn)定地提供給 TDD的發(fā)送通路或接收通路。此外，根據(jù)本發(fā)明，因為可以容易地檢測TDD的振蕩信號的 豐lr出失歲文，所以可以在初期4企測出并消除系統(tǒng)劣4匕的原因。


通過以下結(jié)合附圖所進(jìn)4于的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上及其 他示例性特征、方面、以及優(yōu)點將變得更加顯而易見，在附圖中
圖1是示出TDD系統(tǒng)中的UL幀和DL幀的多個部分的一見圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的用于對無線通信系統(tǒng)的振蕩信號進(jìn)行 處理的設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖3是示出圖2中所示的PLL合成器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖4是示出圖3中所示的PLL電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖5是示出圖4中所示的壓控振蕩器(VCO)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電 路圖6是示出振蕩信號的失效的波形圖7是示出圖2中所示的警才M企測器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖8是示出圖7所示的兀-衰減器(兀-pad)的實例的電路以及
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的警報檢測器的操作的信號時序圖。
具體實施例方式
下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施例。在下列所有 的描述和附圖中，用相同的參考標(biāo)號指示相同的元件(盡管它們在 不同的附圖中示出)。另外，在本發(fā)明的下列描述中，當(dāng)結(jié)合在本 文中的公知的功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述有點使本發(fā)明的主題不清楚 時，將省略這些詳細(xì)描述。
圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于闡述在無線通信系統(tǒng)中 對振蕩信號進(jìn)行處理的設(shè)備(在下文中，被稱為"振蕩信號處理設(shè) 備，，)200的視圖。參考圖2，振蕩信號處理設(shè)備200包括處理器210、 PLL合成器220、 RF開關(guān)230、以及警才M全測器240。
可以將振蕩信號處理設(shè)備200應(yīng)用于根據(jù)IEEE 802.16d/e、 WiBro 、 WiMAX等標(biāo)準(zhǔn)的第四 移動通信的無線通信系統(tǒng)。首先， 在TDD系統(tǒng)中，已經(jīng)提出了振蕩信號處理設(shè)備200,其中，TDD 系統(tǒng)在從基站到終端的下行鏈路(DL )幀中以及在從終端到基站的 上行鏈路(UP)幀中對稱或非對稱地傳輸數(shù)據(jù)，并提高數(shù)據(jù)傳送速 率，以在每個鏈路幀期間正常且不攙雜地輸出本地振蕩信號LO。 本發(fā)明中的振蕩信號處理設(shè)備200防止了由本地振蕩信號LO在每 個鏈路幀之間切換時所產(chǎn)生的開關(guān)噪聲的影響所引起的本地振蕩 信號的異常輸出。具體地，在以高速率發(fā)送/接收大量數(shù)據(jù)、并使用 TDD方案的便攜式互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，振蕩信號處理設(shè)備200起著重要 的角色，使得振蕩信號處理設(shè)備200防止了由于后續(xù)電路引起的相 位改變、頻率振動、或與其他雜散發(fā)射的混合所導(dǎo)致的本地振蕩信 號LO的異常輸出。
由使用參考時鐘信號REF的PLL合成器220生成本地振蕩信 號LO (下文中稱為"振蕩信號")。特別地，為了使振蕩信號LO 可以在RF開關(guān)230的切換期間不攙雜且正常地輸出，PLL合成器
220從諸如從包括在發(fā)送才幾中的功率方文大器(未示出)逆向流出的 電流或反射波、以及從用于將振蕩信號LO與在每個鏈路幀期間切 換振蕩信號的通路的RF開關(guān)230流出的電流或反射波等的開關(guān)噪 聲的影響隔離，并輸出被隔離的振蕩信號。
根據(jù)RF開關(guān)230中的開關(guān)控制信號SWS,將由PLL合成器 220提供的與開關(guān)噪聲隔離的振蕩信號LO選擇性地輸出至發(fā)送通 路和接收通路中的任意一個。由處理器210產(chǎn)生開關(guān)控制信號 SWS。處理器210可以對應(yīng)于通常的無線通信系統(tǒng)中的調(diào)制器/解調(diào) 器(MODEM )。從RF開關(guān)230輸出的振蕩信號LO被用于合成用 于TDD的UL幀中和DL幀中所發(fā)送/接收的信號的頻率。例如， 在DL幀期間，將4展蕩信號LO輸出至發(fā)送通路(Tx),在發(fā)送才幾電 路的混頻器中將根據(jù)指定的調(diào)制方案調(diào)制出的信號與振蕩信號LO 合成，并可以轉(zhuǎn)換為載波信號。同樣地，在UL幀期間，將振蕩信 號LO輸出至接收通路(Rx)，在接收機(jī)電路的混頻器中將接收到 的來自基站的RF信號與振蕩信號LO合成，并可以轉(zhuǎn)換為基帶信 號。
圖3中示出了 PLL合成器220的詳細(xì)框圖。參考圖3， PLL合 成器220包4舌PLL電3各360和隔離單元370。
PLL電路360生成按照來自晶體振蕩器所提供.的參考時鐘信號 REF的預(yù)定頻率振蕩的振蕩信號LT。由PLL電路360提供的振蕩 信號LT在被鎖相至參考時鐘信號REF的同時被輸出。
隔離單元370使用耦合至電容器Cl的隔離器371，從而隔離 單元370可以將后續(xù)電路的影響與由PLL電路360提供的振蕩信號 LT隔離以輸出^皮隔離的才展蕩信號LT。隔離單元370隔離從RF開 關(guān)230流出的開關(guān)噪聲的影響，其中，在TDD的UL幀和DL幀之 間切換期間4吏用RF開關(guān)。如上所述，開關(guān)噪聲可以4安照反射波的 形式出現(xiàn)，其是從包括功率放大器(未示出)的發(fā)送機(jī)電路逆向流
出的電流或電壓、或在RF開關(guān)230的切4奐期間乂人RF開關(guān)230逆 向流出的電流或電壓、或其他寄生噪聲等。
為了阻斷上述開關(guān)噪聲，電容器Cl阻塞從RF開關(guān)230逆向 流出的直流(DC)信號，隔離單元370可以具有與DC阻塞電容器 Cl相配的元件形式以形成一體，從而使得隔離器371的磁性物質(zhì) 可以具有介于輸入和輸出之間的指定電容。
隔離器371的》茲性物質(zhì)具有4交大的電阻值和專交大的法拉第旋轉(zhuǎn) 角。具有專交大的矯頑力的鋇4失氧體物質(zhì)或4愁4失氧體物質(zhì)可以用作隔 離器371的^f茲性物質(zhì)。因此，隔離器371作為不可逆的兩端子無源 電^各元件，僅在從輸入端子到輸出端子的方向上無衰減地發(fā)送輸入 信號，并阻斷從輸出端子逆向流出的信號。從而在隔離器371的鐵 氧體的輸入和輸出之間存在用于附加的DC阻塞的預(yù)定電容，將DC 阻塞電容器Cl和隔離器371制造為形成一體，其可用作隔離單元 370。
在本文中，期望隔離器371為兩端子的元件，從而可以將隔離 器371制造為與DC阻塞電容器Cl形成一體。然而，隔離器371 并不限于此，并可以具有這沖羊的形式-渚如具有包4舌一個1命入和兩 個輸出的三端子的循環(huán)器。然后，可以4吏用匹配負(fù)載連4妄至剩下的
不必要的ilr出端子。
另外，期望將DC阻塞電容器Cl和隔離器371制造為形成一 體。然而，DC阻塞電容器Cl和隔離器371不限手此，如圖3所示， 隔離單元370可以具有這樣的形式 -使得DC阻塞電容器Cl通過 專用元件串聯(lián)至隔離器371、或使得DC阻塞電容器Cl與隔離器 371并聯(lián)。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的PLL電路360的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框 圖。如圖4中所示，PLL電路360包括第一分頻器361、相位比較 器(PC) 362、電荷泵(CP) 363、環(huán)路濾波器(LF ) 364、壓控振 蕩器(VCO) 365、以及第二分頻器366。
第一分頻器361用預(yù)定比率R(其作為參考時鐘信號REF由晶 體振蕩器等生成)除第一信號的頻率，并將分頻信號輸出至PC 362。 在參考時鐘信號REF具有適合于系統(tǒng)的頻率的情況下，不能使用第 一分頻器361,然后，可以直接將參考時鐘信號輸出至PC362。
PC 362對第二信號的相位和來自第一分頻器361的輸出信號 (或參考時鐘信號REF)的相位進(jìn)行比較，并生成這兩個信號之間 的相位差信號，其中，通過在第二分頻器366中用預(yù)定比率N除由 VCO 365產(chǎn)生的振蕩信號LT來獲得第二信號。CP 363根據(jù)相位差 信號控制輸出電荷量。可以將相位差信號劃分為可以輸出的上升信 號(up signal)和下降信號(down signal )。所以，CP 363可以通過 上升信號增加輸出電荷量，并可以通過下降信號減少輸出電荷量。 根據(jù)CP 363按照這種方式所進(jìn)行的操作，LF 364對來自CP 363的 輸出執(zhí)行低通濾波，并生成頻率調(diào)諧電壓VTUNE。從而，VCO 365 根據(jù)從LF 364生成的頻率調(diào)諧電壓VTUNE來產(chǎn)生具有預(yù)定頻率并 鎖相至參考時鐘信號REF的振蕩信號LT。
圖5中示出了 VCO365和隔離單元370之間的關(guān)系。參考圖5， VCO 365包括諧纟展器368、變抗器VC、電容器CI和C2、電感器 L1和L2、雙極性晶體管BJT、以及電阻器R1、 R2、和R3。隔離 單元370^f立于VC0 365的夕卜面，并且隔離VCO 365的豐t出LT。 4旦 是，也可以將VC0 365構(gòu)造為包4舌隔離單元370。
在圖4中，通過諧振器368將從LF 364生成的頻率調(diào)諧電壓 VTUNE傳遞至節(jié)點ND1,變抗器VC連4妄在節(jié)點ND1和地GND
之間。在本文中，諧振器368可以是與電路板連接的具有預(yù)定電容 C和預(yù)定電感L的微帶線。
變抗器VC的電容隨著經(jīng)由諧振器368傳遞給節(jié)點ND1的頻率 調(diào)諧電壓VTUNE而變化，因此，在雙極結(jié)晶體管BJT的集電極C 處可以l命出4姿照系統(tǒng)所必需的預(yù)定頻率振蕩的信號。
可以使用具有電感器Ll和L2以及電容器Cl、 C2、和C3的 L-C電路，從而可以在雙極結(jié)晶體管BJT的集電極C處輸出按照預(yù) 定頻率4^蕩的信號。另外，可以使用電阻器R1、 R2、和R3來向結(jié) 構(gòu)元件中的每個節(jié)點施加足夠的偏壓。
電容器Cl連接在節(jié)點ND1和雙極結(jié)晶體管BJT的發(fā)射極E 之間。電阻器Rl連接在雙極結(jié)晶體管BJT的發(fā)射極E和地GND 之間。電感器Ll連接在雙極結(jié)晶體管BJT的基極B和節(jié)點ND2 之間。電阻器R2連接在節(jié)點ND2和地GND之間。電容器C2還 連接在ND2和GND之間。電阻器R3連4妄在電源VCC和節(jié)點ND2 之間。電感器L2連接在雙極結(jié)晶體管BJT的集電極C和電源VCC 之間。
如果具有如圖5中所示的電^各結(jié)構(gòu)的VCO 365才艮據(jù)頻率調(diào)i皆電 壓VTUNE生成了按照預(yù)定頻率振蕩的信號LT,則所生成的信號 LT經(jīng)由隔離單元37(M專遞至4口圖2中所示的RF開關(guān)230。
以這種方式，來自隔離單元370的振蕩信號LO通過RF開關(guān) 230被輸出到發(fā)送通路(Tx )或接收通路(Rx ),并被用于合成UL 幀中或DL幀中所發(fā)送/接收的信號的頻率。
此時，由隔離單元370隔離在RF開關(guān)230的切換期間從RF 開關(guān)230逆向流出的反射波或其他寄生噪聲的影響。同樣，在使用
RF開關(guān)230的TDD系統(tǒng)中，可以由隔離單元370隔離通過大電流 或大電壓(其由于發(fā)送機(jī)的功率放大器(未示出)的上升/下降而從 功率放大器逆向流出)經(jīng)由RF開關(guān)230帶給振蕩信號LO的影響。
在由從RF開關(guān)230或從發(fā)送機(jī)電路逆向流出的開關(guān)噪聲按照 這種方式影響振蕩信號的情況下，PLL電路360需要很多時間來執(zhí) 行鎖相。因此，特別地，由VC0 365提供的信號不能按照預(yù)定頻率 振蕩，并由于相位改變、頻率振動、或與其他雜散發(fā)射的混合而變 為駐波或可能被異常輸出。
例如，即使振蕩信號LO不僅不攙雜而且按照如圖6所示的固 定頻率610振蕩，但是由于開關(guān)噪聲相位變化、頻率振動等仍會表 現(xiàn)為620,并且會輸出如DC電平本身變化的像630的低頻噪聲或 DC電平。
在本發(fā)明中，以這種方式，隔離單元370隔離每個DL幀和每 個UL幀之間切換的期間從后續(xù)電路中流出的開關(guān)噪聲的影響，這 使得在PLL電路360中按照預(yù)定頻率變化的振蕩信號LT被容易地 鎖相至參考時鐘信號REF并被輸出。因此，由于通過隔離單元370 輸出的振蕩信號LO通常都是不攙雜且正常輸出的，所以可以改善 牽引因數(shù)，并可以實現(xiàn)善于對付開關(guān)噪聲的無線通信系統(tǒng)。
另外，在根據(jù)本發(fā)明實施例的PLL合成器220中，由PLL電 i洛360生成的才展蕩4言號LT通過隔離單元370 llr出，在該隔離單元 中，將DC阻塞電容器Cl和隔離器371結(jié)合為形成一體。因此， 由隔離單元370從后續(xù)電路中隔離出的振蕩信號LO不受在每個DL 幀和每個UL幀之間切才灸的期間乂人RF開關(guān)230流出的開關(guān)p喿聲或 從發(fā)送機(jī)的功率放大器(未示出)流出的開關(guān)噪聲的影響，從而可 以改進(jìn)系統(tǒng)的性能。
同時，在如前述的TDD方案中，除了 PLL合成器220自身中 的或RF開關(guān)230自身中的延遲之外，由于上面電^各的劣化，振蕩 信號LO延遲得更多，因而輸出異常。由于如上所述的振蕩信號LO 的失效，所以僅當(dāng)經(jīng)過TTG和RTG (參考圖l)之后，才可以在 UL幀期間和DL幀期間正常地穩(wěn)定振蕩信號LO。此時，可能增加 包錯誤率(PER)或可能招致在每個鏈路幀的初始階段中所發(fā)送/ 接收的數(shù)據(jù)的丟失。此外，在根本不輸出振蕩信號LO而是僅具有 DC成分的嚴(yán)重情況下，呼叫自身可能^L斷開。
為了4企測如圖2中所示的由RF開關(guān)230所選擇并提供的振蕩 信號LO的失效，使用警報檢測器240。警報檢測器240感應(yīng)從RF 開關(guān)230輸出的振蕩信號LO,并從通過將感應(yīng)出的振蕩信號LO 轉(zhuǎn)換為直流(DC)電平所獲得的信號中和對應(yīng)于延遲的開關(guān)控制信 號SWS的信號中產(chǎn)生警報檢測信號(ADS)。如圖7的圖示中所描 述的，開關(guān)控制信號SWS被延遲基于振蕩信號LO經(jīng)過RF開關(guān)230 的時間間隔所確定的延遲值，并被穩(wěn)定為正常信號。另外，警報檢 測器240將感應(yīng)出的振蕩信號LO轉(zhuǎn)換為預(yù)定的DC電平，并根據(jù) 對應(yīng)于延遲后的開關(guān)控制信號SWS的信號4企測;故轉(zhuǎn)換為DC電平 的4言號的禾口、分4言號(integration signal)是i。^f可孚皮專命出的。力。下述， 將參考圖7進(jìn)一步詳細(xì)描述警報檢測器240。
因此，處理器210對警報檢測信號ADS進(jìn)行采樣，并可以確 定由RF開關(guān)230 4是供的振蕩信號LO是否正常。處理器210在鏈 路幀中除了間隙(即，TTG/RTG )之外的UL幀期間或DL幀期間 對警報檢測信號ADS進(jìn)行釆樣。例如，如圖9所示，在DL幀期間 警才艮檢測信號ADS在有效的高邏輯狀態(tài)的情況下，當(dāng)處理器210 在DL幀期間(特別是在DL幀的初始階段)對警報檢測信號ADS 進(jìn)行采樣時，如果采樣到邏輯高狀態(tài)，則確定警報檢測信號ADS 正常，否則確定警才艮4企測信號ADS失效。
同樣地，為了檢測在UL幀期間從RF開關(guān)230提供給接收通 路(Rx)的振蕩信號LO的失效，警報檢測器240還可以感應(yīng)來自 4妄收通^各(Rx)的才展蕩信號LO。然而，由于傳車lr的翁:據(jù)量在DL 幀期間比在UL幀期間大，所以更期望警才艮才企測器240感應(yīng)來自發(fā) 送通路(Tx)的振蕩信號LO。
圖7是示出了圖2中所示的警報4企測器240的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。 參考圖7，警報檢測器240包括配備有耦合器711和兀-衰減器712 的信號感應(yīng)單元710、 RF才企測單元720、比4交單元730、以及表面 聲波(SAW)濾波器740。
在圖7中，假設(shè)警報檢測器240感應(yīng)來自發(fā)送通路(Tx )的振 蕩信號LO。
信號感應(yīng)單元710感應(yīng)從RF開關(guān)230流入到發(fā)送通路(Tx ) 中的振蕩信號LO。通過使用微帶線，其中，微帶線被安排為位于 相鄰于振蕩信號LO經(jīng)過的導(dǎo)線，信號感應(yīng)單元710的耦合器711 乂人經(jīng)過發(fā)送通^各(Tx)或接收通^各(Rx)的才展蕩信號LO中感應(yīng)信 號，其中，感應(yīng)出的信號流入耦合器711與振蕩信號LO耦合和復(fù) 制。由兀-衰減器712對流入耦合器711的感應(yīng)出的振蕩信號LO進(jìn) 行濾波。噪聲可能被混合到流入耦合器711的感應(yīng)出的振蕩信號LO 中，但這些噪聲可以被兀-衰減器712去除。
參考圖8,兀-衰減器712具有在流入耦合器711的信號的輸入、 輸出、以及地GND之間以兀的形式安4非的電阻器Rl 、 R2、和R3。 即使兀-衰減器712對于去除噪聲是必需的，但是在流入耦合器711 的信號是不#>雜的情況下，兀-衰減器712對應(yīng)于不可4吏用的選項。
RF沖企測單元720將由信號感應(yīng)單元710感應(yīng)的4展蕩信號LO轉(zhuǎn) 換為DC電平信號。RF 4企測單元720通過4吏用肖特基二才及管來在預(yù)
定電平處削減感應(yīng)出的振蕩信號LO，其中，如果所施加的電壓大 于閾值電壓則肖特基二極管將導(dǎo)通輸入至輸出，并以對削減后的振 蕩信號LO進(jìn)行4氐通濾波的方式產(chǎn)生如圖9中的有關(guān)的DC信號AS。 然后，在所感應(yīng)的振蕩信號LO對應(yīng)于正常4展蕩信號的情況下，大 尺度i也示出來自RF才全測單元720的l餘出4言號AS的DC電平，而在 感應(yīng)出的振蕩信號LO對應(yīng)于零信號或被延遲的情況下，可以小尺 度地示出RF檢測單元720的輸出信號AS的DC電平。作為RF檢 測單元720,可以使用根據(jù)預(yù)定輸入高頻信號的峰-峰電平輸出預(yù)定 DC電平信號的RF4企測器元件。
SAW濾波器740對來自處理器210的開關(guān)控制信號SWS進(jìn)行 延遲，并輸出延遲后的開關(guān)控制信號。如前所述，將開關(guān)控制信號 SWS提供給TDD的RF開關(guān)230，并使振蕩信號LO根據(jù)RF開關(guān) 230中的開關(guān)控制信號SWS選擇性地輸出至發(fā)送通路(Tx)或接 收通i 各(Rx)。在本文中，開關(guān)控制信號SWS具有如圖9所示的二 進(jìn)制邏輯信號的形式。例如，在開關(guān)控制信號SWS處于高邏輯狀 態(tài)的情況下，將振蕩信號LO輸出至發(fā)送通路(Tx)，并在開關(guān)控 制信號SWS處于低邏輯狀態(tài)的情況下，可以將振蕩信號LO輸出至 才妄收通路(Rx)。
才姿照這種方式，由于在諸如WiBro、 WiMAX等的高速無線通 信的系統(tǒng)中用于控制RF開關(guān)230的開關(guān)控制信號SWS具有較高的 頻率，所以開關(guān)控制信號SWS可能包括假信號或其他不必要的寄 生噪聲。此時，用于使用表面聲波的物理振動來傳遞信號的SAW 濾波器740將開關(guān)控制信號SWS群延遲(group-delay )預(yù)定量，并 且同時從將被輸出的開關(guān)控制信號中消除某些噪聲。
基于振蕩信號LO經(jīng)過RF開關(guān)230并被穩(wěn)定為正常信號的時 間間隔(如圖9所示的ST )來確定SAW濾波器740對開關(guān)控制信 號SWS延遲的所選擇的量。例如，當(dāng)從UL幀轉(zhuǎn)變到DL幀時，可
以通過考慮使PLL合成器220所提供的振蕩信號LO穩(wěn)定所需的時 間間隔和當(dāng)振蕩信號LO通過RF開關(guān)230時引起的延遲來確定穩(wěn) 定時間ST。
所以，比專交單元730 ,人RF才企測單元720的豐命出AS和SAW濾 波器740的輸出BS生成警報檢測信號ADS。
如圖7所示，比較單元730可以包括電阻器R1和R2、放大器 (例如，運算放大器(OP AMP))、以及電容器C1。電阻器R1的 一個端子連4妻至RF才企測單元720的4t出端，另一個端子連4妄至》文 大器OPAMP的一個輸入端(例如，a( + )端子)。電阻器R2的一 個端子與SAW濾波器740的輸出端相連，另一個端子與另一個輸 入端子(例如，a (-)端子)相連。電容器Cl連接在RF檢測單 元720的^T出端和;汶大器OPAMP的輸出端之間。由于這個原因， ;改大器OP AMP在兩個輸入端子(+ )和(-)處接收通過電阻器 Rl和R2的信號，并將警報檢測信號ADS提供給輸出端。即，在 SAW濾波器740的輸出BS被有效為高邏輯狀態(tài)的情況下，放大器 OPAMP對來自RF檢測單元720的輸出AS進(jìn)行積分，并輸出積分 信號作為警報檢測信號ADS。
所以，如果由RF開關(guān)230 4是供的振蕩信號LO正常，則將警
報檢測信號ADS示為比開關(guān)控制信號SWS更多地延遲了 ST，并
將其示為具有與來自RF才企測單元720的輸出AS的邏輯狀態(tài)或來
自SAW濾波器740的輸出BS的邏輯狀態(tài)同時實現(xiàn)轉(zhuǎn)變的邏輯狀 太
如果由RF開關(guān)230提供的振蕩信號LO作為僅具有DC成分 的零信號或作為具有其他大尺度延遲的異常形式出現(xiàn)，則在圖9所
示的實例中，即使在DL幀期間警報檢測信號ADS也以低邏輯狀態(tài)
被輸出，或示出為具有長于穩(wěn)定時間ST的延遲(盡管在DL幀期 間以高邏輯狀態(tài)出現(xiàn))。
根據(jù)以這種方式檢測出的警報檢測信號ADS,處理器210對警 報檢測信號ADS進(jìn)行采樣，并可以確定由RF開關(guān)230提供的振蕩 信號LO是否正常。在由于RF開關(guān)230或PLL合成器220的劣化 導(dǎo)致由RF開關(guān)230提供的振蕩信號LO異常的情況下，在除了每 個鏈路幀之間的間隙(即，TTG或RTG)之外的DL幀期間采才羊的 信號具有低邏輯狀態(tài)，此時，可以確定由RF開關(guān)230提供的振蕩 信號LO失效。參考圖9,期望將比較單元730配置為使得警報檢 測信號ADS可以在每個鏈路幀之間的間隙(即，TTG或RTG )中 具有低邏輯狀態(tài)。
類似地，在于DL幀期間采樣的信號具有高邏輯狀態(tài)的情況下， 確定振蕩信號LO的輸出正常。像這樣確定的結(jié)果可以按照特定標(biāo) 志信號的形式輸出，并可以通過發(fā)光二極管(LED)或其他顯示裝 置顯示。
在圖7和圖9中，描述了在DL幀期間確定振蕩信號LO是否 正常的實例。然而，本領(lǐng)域:技術(shù)人員可以構(gòu)造如前所述的系統(tǒng)，以 通過布置在^妄收通^各(Rx )中的警才M企測器240來判斷在UL幀期 間由RF開關(guān)230提供的振蕩信號LO是否正常。
如前所述，在根據(jù)本發(fā)明實施例的警報檢測器240中，RF檢 測單元720將由信號感應(yīng)單元710感應(yīng)的振蕩信號LO轉(zhuǎn)換為DC 電平，以輸出DC電平，并且如果SAW濾波器740對開關(guān)控制信 同時，本說明書中公開的設(shè)備和方法中所使用的功能可以具體 化為計算才幾可讀取的存々者介質(zhì)中的計算4幾可讀取的代碼。計算才幾可 讀取的存儲介質(zhì)包括其中存儲了由計算機(jī)系統(tǒng)可讀的數(shù)據(jù)的所有
種類的記錄裝置。計算才幾可讀取的存〗諸介質(zhì)的實例包4舌ROM、 RAM、 CD-ROM、磁帶、軟盤、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置等，另外還包括 以載波的形式(例如，通過互4關(guān)網(wǎng)傳輸)具體化的事物。此外，計
算機(jī)可讀取的存儲介質(zhì)分布在與網(wǎng)絡(luò)相連的計算機(jī)系統(tǒng)中。然后， 將計算沖幾可讀取的代碼按照分布的方案存<諸在分布式存4諸介質(zhì)中，
并且可以按照分布的方案執(zhí)行這些代碼。
盡管參考本發(fā)明的某些示例性實施例示出并描述了本發(fā)明，但 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的條件 下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。所以，本發(fā)明的精神和范 圍不必由本發(fā)明所描述的實施例限定，而是由所附權(quán)利要求及其等 同物限定。
權(quán)利要求
1.一種在支持時分復(fù)用(TDD)方案的無線通信系統(tǒng)中對振蕩信號進(jìn)行處理的設(shè)備，所述設(shè)備包括鎖相環(huán)(PLL)合成器，用于生成具有預(yù)定頻率并被由振蕩器提供的參考時鐘信號鎖相的振蕩信號；射頻(RF)開關(guān)，用于根據(jù)開關(guān)控制信號將所述振蕩信號輸出到發(fā)送通路(Tx)和接收通路(Rx)中的任意一個；以及警報檢測器，用于通過使用所述振蕩信號和所述開關(guān)控制信號的延遲信號來生成警報檢測信號，其中，通過使用所述振蕩信號來合成上行鏈路中和下行鏈路中所發(fā)送/接收的信號的頻率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述PLL合成器包括PLL電i 各，用于生成具有所述預(yù)定頻率的振蕩信號；以及隔離單元，用于S奪所述才展蕩4言號與/人所述RF開關(guān)逆向流 出的信號隔離，以及用于輸出被隔離的振蕩信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述隔離單元包括電容器，用于阻塞乂人所述RF開關(guān)逆向流出的直流(DC) 信號；以及隔離器，用于阻斷從所述RF開關(guān)逆向流出的噪聲。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述PLL電路包括分頻器，用于對來自所述PLL電路的輸出信號進(jìn)行分頻；相位比較器，用于通過使用所述參考時鐘信號對分頻后 的信號的相位和輸入信號的相位進(jìn)行比較，以及用于生成相位 差信號；電荷泵，用于根據(jù)所述相位差信號控制輸出的電荷的量；環(huán)路濾波器，用于對所述電荷泵的輸出進(jìn)行低通濾波， 以及用于生成頻率調(diào)i皆電壓；以及壓控振蕩器，用于^4居所述頻率調(diào)諧電壓生成按照所述 預(yù)定頻率振蕩的所述振蕩信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述警報檢測器包括信號感應(yīng)單元，用于感應(yīng)具有所述預(yù)定頻率的所述4展蕩 信號；RF才企測單元，用于將由所述信號感應(yīng)單元感應(yīng)出的所述 振蕩信號轉(zhuǎn)換為DC電平；濾波器，用于將所述開關(guān)控制信號延遲一時間間隔，所 述時間間隔基于將所述振蕩信號穩(wěn)定為正常信號所需的延遲 時間而確定；以及比專交單元，用于通過對所述RF 4全測單元的輸出信號和所 述濾波器的輸出信號進(jìn)行比較來生成警報檢測信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述信號感應(yīng)單元包括耦合器，用于從經(jīng)過所述發(fā)送通路(Tx)或所述接收通 路(Rx)的所述振蕩信號中感應(yīng)信號；以及電阻器衰減器，用于通過使用至少一個電阻器對流入到 所述耦合器的所感應(yīng)出的信號進(jìn)行濾波。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述耦合器包括鄰近于所 述發(fā)送通路(Tx)或所述接收通路(Rx)的微帶線，其中， 所述振蕩信號經(jīng)過所述發(fā)送通路或所述接收通路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述電阻器衰減器包括在 專命入、專#出、以及i也之間以兀形式安4非的多個電阻器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述RF檢測單元包括肖 特基二極管。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述濾波器通過使用表面 聲波(SAW)濾波器對所述開關(guān)控制信號進(jìn)行群延遲。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，在所述濾波器的輸出有效 的情況下，所述比較單元對所述RF檢測單元的輸出進(jìn)行積分， 并輸出積分出的信號作為所述警報檢測信號。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述比較單元包括第一電阻器，具有連接至所述RF檢測單元的輸出端的一 個端子；第二電阻器，具有連接至所述濾波器的輸出端的一個端子；》文大器，用于通過第一f命入端子和第二輸入端子4妄收來 自所述第一電阻器的另一端子和所述第二電阻器的另一端子 的信號，以及用于輸出所述警報檢測信號；以及電容器，連4妄在所述RF^r測單元的所述輸出端和所述方文 大器的輸出端之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括處理器，用于生成所述開關(guān)控制信號，以及用于將所述 開關(guān)控制信號提供給所述RF開關(guān)和所述警報檢測器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述處理器在除了多個對所述警4M企測信號進(jìn)行采樣。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述處理器對所述警報 才企測信號進(jìn)行采樣，并基于采樣出的信號確定由所述RF開關(guān) 提供的所述振蕩信號是否正常。
16. —種在支持時分復(fù)用(TDD)方案的無線通信系統(tǒng)中對振蕩 信號進(jìn)4于處理的方法，所述方法包4舌以下步驟(a) 在鎖相環(huán)(PLL)電路中生成鎖相至參考時鐘信號 的振蕩信號；以及(b) 通過使用連接至電容器的隔離器將所述振蕩信號與 從RF開關(guān)流出的信號隔離，并輸出被隔離的所述振蕩信號。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，步驟(a)包括以下步驟(a-l )對通過對所述PLL電^各的輸出信號進(jìn)行分頻所獲 得的信號的相位和通過使用所述參考時鐘信號所生成的輸入 信號的相位進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果生成頻率調(diào)諧電壓；以 及(a-2 ) ^^艮據(jù)所述頻率調(diào)諧電壓生成鎖相至所述參考時鐘 信號的所述振蕩信號。
18. ^4居一又利要求16所述的方法，進(jìn)一步包4舌以下步-驟(c) 通過使用RF開關(guān)根據(jù)開關(guān)控制信號將被隔離的所 述振蕩信號輸出至發(fā)送通路或接收通路；(d) 從所述振蕩信號中感應(yīng)信號，并將感應(yīng)信號轉(zhuǎn)換為 直流(DC)電平；以及(e )對通過將所述開關(guān)控制信號延遲預(yù)定時間間隔所獲 得的信號和被轉(zhuǎn)換為所述DC電平的所述信號進(jìn)行比較，并生 成警報檢測信號，其中，步驟(c)、 (d)、和(e)在步驟(b)之后。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，步驟(a-l)包括以下步 驟通過對所述參考時鐘信號進(jìn)行分頻來生成所述輸入信號。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，在步驟(b)中，所述感 應(yīng)信號通過被耦合至通過所述發(fā)送通路(Tx)或所述接收通 路(Rx)的所述振蕩信號而感應(yīng)出來，并由至少一個電阻器 來進(jìn)行濾波。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，在步驟(e)中，將所述 開關(guān)控制信號群延遲一時間間隔，所述時間間隔基于其間所述 振蕩信號被選擇并被穩(wěn)定為正常信號的延遲時間而確定。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，步驟(e)進(jìn)一步包括以 下步驟在延遲后的所述開關(guān)控制信號有效的情況下，對被轉(zhuǎn)換 為所述DC電平的所述信號進(jìn)行積分，以輸出積分出的信號作 為所述警報檢測信號。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟(f) 在預(yù)定處理器中對所生成的警報檢測信號進(jìn)行采樣；以及(g) 在所述預(yù)定處理器中#4居采樣出的值確定所選擇的 所述振蕩信號是否正常，其中，步驟(f)和(g)在步驟(e)之后。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，將所述開關(guān)控制信號延 遲一時間間隔，所述時間間隔基于其間所述振蕩信號凈皮穩(wěn)定為 正常4言號的延遲時間而確定。
25. —種計算才幾可讀記錄介質(zhì)，用于存儲用于#^于4艮據(jù)4又利要求 16所述的方法的禾呈序。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于無線通信系統(tǒng)中的時分復(fù)用(TDD)的振蕩設(shè)備及方法。在應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)的鎖相環(huán)(PLL)合成器中，從PLL電路生成的振蕩信號經(jīng)由隔離單元輸出，在該隔離單元中，將用于直流(DC)阻塞的電容器和預(yù)定隔離器結(jié)合以形成一體。所以，通過隔離單元從后續(xù)電路隔離出的振蕩信號不受在每個下行鏈路(DL)幀和每個上行鏈路(UL)幀之間切換的期間從射頻(RF)開關(guān)流出的或流入發(fā)送機(jī)的功率放大器的開關(guān)噪聲的影響，從而可以改善系統(tǒng)的性能。
文檔編號H03L7/187GK101371445SQ200780002506
公開日2009年2月18日 申請日期2007年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月18日
發(fā)明者樸成培 申請人:Posdata株式會社