[发明专利]多输入多输出无线电收发机

说明书

本申请是2003年4月21日申请的、题为“多输入多输出无线电收发机”的中国申请03809045.7的分案申请。

本申请要求下述美国临时专利申请的优先权(每一优先权申请的全部均组合于此用于参考)：

2002年4月22日申请的US60/374,531；

2002年4月29日申请的US60/376,722；

2002年6月21日申请的US60/319,336；

2002年6月27日申请的US60/319,360；

2002年7月30日申请的US60/319,434。

技术领域

本发明涉及一多输入多输出(MIMO)无线电收发机，特别是关于在一个半导体集成电路上的多输入多输出收发机。

背景技术

本发明涉及多输入多输出(MIMO)无线电收发机。

无线通信系统设计的主要目标是最有效地使用可用光谱。增加光谱效率的技术的例子包括编码的调制技术如涡轮编码及格形编码调制，及多址技术如码分多址接入(CDMA)。

还有另外一种最近已在学术界很流行的使光谱效率最优化的方式，即使用MIMO无线电系统。MIMO无线电通信技术已被提议用于，例如，3G移动电话系统。然而，先前开发MIMO系统的优点的努力已经失败，原因之一在于不能开发低成本的MIMO无线电。

发明内容

MIMO无线电收发机被提供来支持经多个天线的相应天线同时传输的多个信号的处理，并支持由多个天线的相应天线检波的多个信号的接收处理。MIMO无线电收发机是适于高度集成和低成本制造的收发机之一。另外，无线电收发机可在RF频带的一部分甚至整个RF频带中执行传输和接收操作。多传输及接收通道对于支持连接(joint)最大比值合并技术是特别有用的，其在此还被称为合成聚束(CBF)。

在一个半导体集成电路上，无线电收发机提供用于多个天线的每一个的接收机电路或通道及用于多个天线的每一个的传输电路或通道。每一接收通道使由其关联天线检波的RF信号降频变换为基带信号，其使用直接变换方法或超外差(多变换)方法。类似地，每一传输电路对将由所分配的天线传输的基带信号进行升频变换，其使用直接升频方法或多段变换方法。

多个接收和传输通道被集成在同一半导体集成电路上。其提供了很大的成本及空间/面积节省。该类型的无线电收发机的一个用处在于接收和传输信号，该信号在基带时使用前面提及的CBF技术(由此，信号的加权分量经多个天线的每一个进行发送并在其它设备由一个或多个天线接收)进行处理以增加与另一通信设备的连接极限(linkmargin)。在该应用中，非常重要的是，每一接收处理通道和每一传输处理通常根据振幅和相位响应进行匹配。因为多个接收和传输通道被集成在一个半导体管芯上，处理通道将被内在地进行较好的相位和振幅匹配，且由半导体集成导致的任何影响将在处理通道之间跟踪。此外，由于温度变化而导致的任何操作变化也将在处理通道之间更好的跟踪，因为它们是集成在同一半导体集成电路上。低成本无线电收发机被提供，例如，其不需要中频(IF)滤波器、其具有集成在无线电收发机集成电路(IC)上的功率放大器、其使用一个频率合成器、及其集成用于传输/接收和频带选择操作的多个控制开关。

参考下面的结合附图的描述，上述及其它优点将更加明显。

附图说明

图1为具有用于多输入多输出(MIMO)操作的多个处理通道的无线电收发机的总框图。

图2为具有超外差体系结构的MIMO无线电收发机的示意图。

图3为具有可变中频体系结构的MIMO无线电收发机的示意图。

图4为具有直接变换体系结构的MIMO无线电收发机的示意图。

图5为与MIMO无线电收发机一起使用的无线电前端部件的示意图。

图6-8为与MIMO无线电收发机一起使用的各种无线电前端部件的示意图。

图9为与单一设备中的两个无线电收发机IC一起使用以提供4传输和接收通道的另一无线电前端的示意图。

图10为与单一无线电收发机IC一起使用以提供4传输和接收通道的另一无线电前端部件的示意图。

图11和12为示出数模转换器和模数转换器是怎样被共享在MIMO无线电收发机中的简图。

图13和14为示出无线电收发机中的滤波器怎样被共享以减少集成电路的面积的简图。

具体实施方式