(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力を第1の変圧器および第2の変圧器の入力に結合させた第1の増幅回路であって、前記第1の変圧器が、第1の共有電力分配ネットワークを前記第1の変圧器に選択的に結合するように構成された第1のスイッチを介して、前記第1の共有電力分配ネットワークに選択的に結合され、前記第2の変圧器が、第2の共有電力分配ネットワークを前記第2の変圧器に選択的に結合するように構成された第2のスイッチを介して、前記第2の共有電力分配ネットワークに選択的に結合され、前記第1および第2の共有電力分配ネットワークは、それぞれの第1および第2の低ドロップアウト電圧レギュレータを含む、第1の増幅回路と、
出力を第3の変圧器および第4の変圧器の入力に結合させた第2の増幅回路であって、前記第3の変圧器が、第3のスイッチを介して前記第1の共有電力分配ネットワークに選択的に結合され、前記第4の変圧器が、第4のスイッチを介して前記第2の共有電力分配ネットワークに選択的に結合される、第2の増幅回路と
を含み、
前記第1および第3のスイッチが、第1のキャリアアグリゲーション(CA)信号を有する前記第1の変圧器または前記第3の変圧器の1つを前記第1の共有電力分配ネットワークに選択的に結合するように構成され、
前記第2および第4のスイッチが、第2のキャリアアグリゲーション(CA)信号を有する前記第2の変圧器または前記第4の変圧器の1つを前記第2の共有電力分配ネットワークに選択的に結合するように構成される、デバイス。
【請求項２】
前記第1のスイッチが、前記第1の共有電力分配ネットワークに前記第1の変圧器を結合するように構成され、前記第2のスイッチが、前記第2の共有電力分配ネットワークから前記第2の変圧器を分断するように構成される、請求項1に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第1のスイッチが、前記第1の共有電力分配ネットワークから前記第1の変圧器を分断するように構成され、前記第2のスイッチが、前記第2の共有電力分配ネットワークに前記第2の変圧器を結合するように構成される、請求項1に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第1の変圧器が出力を生成するように構成されるとき、前記第1のスイッチが、前記第1の共有電力分配ネットワークに前記第1の変圧器を結合するように構成され、前記第2の変圧器が出力を生成するように構成されないとき、前記第2のスイッチが、前記第2の共有電力分配ネットワークから前記第2の変圧器を分断するように構成される、請求項2に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第1の変圧器が出力を生成するように構成されないとき、前記第1のスイッチが、前記第1の共有電力分配ネットワークから前記第1の変圧器を分断するように構成され、前記第2の変圧器が出力を生成するように構成されるとき、前記第2のスイッチが、前記第2の共有電力分配ネットワークに前記第2の変圧器を結合するように構成される、請求項3に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第1の増幅回路が、第1のキャリアアグリゲーション(CA)信号または第2のキャリアアグリゲーション(CA)信号を増幅するように構成される、請求項1に記載のデバイス。
【請求項７】
前記第1の増幅回路が、低雑音増幅回路を含む、請求項1に記載のデバイス。
【請求項８】
前記第1のキャリアアグリゲーション(CA)信号が、第1の通信バンドに位置し、前記第2のキャリアアグリゲーション(CA)信号が、第2の通信バンドに位置する、請求項1に記載のデバイス。
【請求項９】
出力を第1の変圧器および第2の変圧器の入力に結合させた第1の増幅回路であって、前記第1の変圧器が、第1のスイッチを介して第1の共有電力分配ネットワークに選択的に結合され、前記第2の変圧器が、第2のスイッチを介して第2の共有電力分配ネットワークに選択的に結合され、前記第1および第2の共有電力分配ネットワークは、それぞれの第1および第2の低ドロップアウト電圧レギュレータを含む、第1の増幅回路と、出力を第3の変圧器および第4の変圧器の入力に結合させた第2の増幅回路であって、前記第3の変圧器が、第3のスイッチを介して前記第1の共有電力分配ネットワークに選択的に結合され、前記第4の変圧器が、第4のスイッチを介して前記第2の共有電力分配ネットワークに選択的に結合される、第2の増幅回路とを含む、デバイスによって行われる方法であって、
前記第1および第3のスイッチによって、第1のキャリアアグリゲーション(CA)信号を有する前記第1の変圧器または前記第3の変圧器の1つを前記第1の共有電力分配ネットワークに選択的に結合するステップと、
前記第2および第4のスイッチによって、第2のキャリアアグリゲーション(CA)信号を有する前記第2の変圧器または前記第4の変圧器の1つを前記第2の共有電力分配ネットワークに選択的に結合するステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、その全体が参照により本文書に組み込まれている、2014年1月16日に出願した「A Method To Improve Inter CA Isolation In An LTE-A Receiver」(整理番号141269P1)という名称の米国仮出願第61/928,140号の出願日の優先権およびその利益を主張するものである。
【０００２】
本開示は、概して電子機器に関し、より詳細には送信機および受信機に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線周波数(RF)トランシーバでは、通信信号が、送信機によって作り出され(developed)、アップコンバートされ、増幅され、および送信され、受信機によって受信され、増幅され、ダウンコンバートされ、および回復される。受信機では、一般的に通信信号は、通信信号に含まれている情報を回復するために、フィルタと、増幅器と、ミキサと、他の構成要素とを含んだ受信回路によって受信され、ダウンコンバートされる。単一の送信機または受信機は、複数の送信周波数および/または複数の受信周波数を使用して動作するように構成され得る。受信機が2つ以上の受信信号を同時に受信できるように、2つ以上の受信経路の並列処理(concurrent operation)が使用される。そのようなシステムは、「キャリアアグリゲーション(carrier-aggregation)」(CA)システムと呼ばれることがある。「キャリアアグリゲーション」という用語は、バンド間(inter-band)のキャリアアグリゲーション(インターCA)と、バンド内(intra-band)のキャリアアグリゲーション(イントラCA)とを含むシステムを指し得る。イントラCAは、同じ通信バンドで発生する2つ以上の別個の(連続したまたは連続していない)キャリア信号の処理を指す。一般的にキャリアアグリゲーションされたRF信号は、イントラCAのRF信号にある複数のキャリアを処理するために、単一のRF入力および複数のRF出力を有する低雑音増幅器(LNA:low noise amplifier)を一般的に使用する、1つまたは複数の異なる局部発振器(LO)周波数を使用してダウンコンバートされる。
【０００４】
最先端技術のトランシーバ設計は、コスト競争力のあるものとなるよう、ピンの総数を削減することに焦点を当てる。そのような傾向は、電源ピンおよびグランドピンの数を削減することになり、トランシーバ内で様々な増幅器に電力を供給するために必要とされるパワーピンの数を削減するために共有の低ドロップアウト(LDO:low dropout)電圧レギュレータを使用する方向に、回路アーキテクチャを推進すると思われる。最新技術のトランシーバ設計は、より多くの並列処理システムを組み込むことに焦点を当てるが、並列処理システムは、これらのシステムの間の結合を集約させ、革新的な回路および信号アイソレーション方策を必要とすることになる。
【０００５】
LDO電源およびその共有電力分配ネットワークの使用は、第1のキャリア、CA1用のLDOと、第2のキャリアCA2用のLDOとの間のアイソレーションが堅牢であることを要求する。通常、LDOおよび関連する共有電力分配ネットワークは、高周波数において良好なアイソレーションを提供しない。したがって、高周波数におけるアイソレーションを改善するために、デカップリングコンデンサに依存することなく、LDO電力システムを使用できるようにする信号アイソレーションソリューションが必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
特許請求の範囲に記載の手段を用いて上記課題を解決する。
【０００７】
図中、別段に規定されていない限り、類似の参照番号は、様々な図の全体を通して、同様の部分を指す。「102a」または「102b」など、文字指定付きの参照番号については、文字指定は、同じ図中にある2つの同様の部分または要素を区別し得る。参照番号の文字指定は、参照番号が、すべての図において同じ参照番号を有するすべての部分を包含することが意図される場合には、省略される場合がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ワイヤレス通信システムと通信するワイヤレスデバイスを示す図である。
【図２Ａ】連続したバンド内のキャリアアグリゲーション(CA)の一例を示すグラフ図である。
【図２Ｂ】連続していないバンド内CAの一例を示すグラフ図である。
【図２Ｃ】同じバンドグループにおけるバンド間のCAの一例を示すグラフ図である。
【図２Ｄ】異なるバンドグループにおけるバンド間のCAの一例を示すグラフ図である。
【図３】図1中のワイヤレスデバイスの例示的な設計のブロック図である。
【図４】複数の通信信号を処理するように構成されたトランシーバフロントエンドの例示的な実施形態を示す回路図である。
【図５】受信機におけるインターCAのアイソレーションを改善することができるアーキテクチャの例示的な実施形態を示す回路図である。
【図６】インターCAのアイソレーションアーキテクチャの例示的な実施形態を示す回路図である。
【図７】インターCAのアイソレーションの方法の例示的な実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
「例示的」という単語は、本明細書では、「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用する。本明細書で「例示的」として説明されるいかなる態様も、必ずしも他の態様よりも好ましいまたは有利なものと解釈されるべきではない。
【００１０】
この説明では、「アプリケーション」という用語は、オブジェクトコード、スクリプト、バイトコード、マークアップ言語ファイル、およびパッチなど、実行可能なコンテンツを有するファイルもまた含む場合がある。さらに、本明細書において参照される「アプリケーション」はまた、開かれることが必要な場合があるドキュメント、またはアクセスされる必要がある他のデータファイルなどの、本質的に実行可能ではないファイルも含む場合がある。
【００１１】
「コンテンツ」という用語は、オブジェクトコード、スクリプト、バイトコード、マークアップ言語ファイル、およびパッチなど、実行可能なコンテンツを有するファイルもまた含む場合がある。加えて、本明細書で参照される「コンテンツ」はまた、開かれることが必要な場合があるドキュメント、またはアクセスされる必要がある他のデータファイルなどの、本質的に実行可能でないファイルを含む場合がある。
【００１２】
本明細書で使用される、「ジャマー」、「ジャマー信号」、「干渉信号」、「TXジャマー」、および「TXジャマー信号」という用語は、受信機の感度を低下させる、または受信機において受信される情報信号の受信および回復を干渉するもしくは妨害する、受信回路によって受信される任意の信号を指す。
【００１３】
本明細書で使用される、「所望の信号」、「受信される情報信号」、「受信信号」、および「受信機信号」という用語は、受信機において受信される、受信機によって回復されるよう求められる情報を含んだ通信信号を指す。
【００１４】
本明細書で使用される、「スプリアス信号」、および「スプール(spur)」は、フィルタを乗り越え、通信チャネルにおける所望の信号の受信の際に存在し、これに干渉する、不要な信号エネルギーを指す。
【００１５】
本開示の例示的な実施形態は、増幅器、電力増幅器、低雑音増幅器(LNA)または別の増幅デバイスの1つまたは複数に電力を提供するための共有電力分配システムに実装され得る受信機中のキャリア間のアイソレーションを改善すると同時に、インターキャリアアグリゲーション(インターCA)通信信号間のアイソレーションを増大させる、インターCAのアイソレーションアーキテクチャを対象とする。
【００１６】
図1は、ワイヤレス通信120システムと通信するワイヤレスデバイス110を示す図である。ワイヤレス通信システム120は、ロングタームエボリューション(LTE)システム、符号分割多元接続(CDMA)システム、モバイル通信用グローバルシステム(GSM(登録商標):Global System for Mobile Communications)システム、広帯域CDMA(WBCDMA)、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)システム、または何らかの他のワイヤレスシステムであり得る。CDMAシステムは、CDMA 1X、エボリューションデータ最適化(EVDO:Evolution-Data Optimized)、時分割同期CDMA(TD-SCDMA)、またはCDMAの何らかの他のバーションを実装し得る。簡単にするために、図1は、2つの基地局130および132と、1つのシステムコントローラ140とを含んだワイヤレス通信システム120を示す。一般的に、ワイヤレス通信システムは、任意の数の基地局および任意の組のネットワークエンティティを含むことができる。
【００１７】
ワイヤレスデバイス110は、ユーザ機器(UE)、移動局、端末、アクセス端末、加入者装置、局などと呼ばれることもある。ワイヤレスデバイス110は、セルラー電話、スマートフォン、タブレット、ワイヤレスモデム、携帯情報端末(PDA)、ハンドヘルドデバイス、ラップトップコンピュータ、スマートブック、ネットブック、タブレット、コードレス電話、ワイヤレスローカルループ(WLL)局、Bluetooth(登録商標)デバイスなどであってよい。ワイヤレスデバイス110は、ワイヤレス通信システム120と通信し得る。ワイヤレスデバイス110は、放送局(たとえば、放送局134)からの信号、1つまたは複数の全地球航法衛星システム(GNSS:global navigation satellite systems)における衛星(たとえば、衛星150)からの信号などを受信することもある。ワイヤレスデバイス110は、LTE、WCDMA(登録商標)、CDMA 1X、EVDO、TD-SCDMA、GSM(登録商標)、802.11など、ワイヤレス通信のための1つまたは複数の無線技術をサポートし得る。
【００１８】
ワイヤレスデバイス110は、複数のキャリア上での処理であるキャリアアグリゲーションをサポートし得る。キャリアアグリゲーションは、マルチキャリア処理と呼ばれることもある。ワイヤレスデバイス110は、1000メガヘルツ(MHz)よりも低い周波数をカバーするローバンド(LB)、1000MHzから2300MHzまでの周波数をカバーするミッドバンド(MB)、および/または2300MHzよりも高い周波数をカバーするハイバンド(HB)で動作することができ得る。たとえば、ローバンドが、698〜960MHzをカバーすることができ、ミッドバンドが1475〜2170MHzをカバーすることができ、ハイバンドが2300〜2690MHzおよび3400〜3800MHzをカバーすることができる。ローバンド、ミッドバンド、およびハイバンドは、バンドの3つの群(またはバンドグループ)を指し、各バンドグループが、いくつかの周波数バンド(または単に「バンド」)を含んでいる。各バンドは、最大200MHzを含み得、1つまたは複数のキャリアを含み得る。各キャリアは、LTEでは最大20MHzをカバーし得る。LTEリリース11は、LTE/UMTSバンドと呼ばれる、3GPP TS 36.101に記載されている35バンドをサポートする。ワイヤレスデバイス110は、LTEリリース11では1つまたは2つのバンド中に最大5キャリアで構成され得る。
【００１９】
一般に、キャリアアグリゲーション(CA)は、2つのタイプ、すなわちバンド内CAと、バンド間CAとに分類され得る。バンド内CAは、同じバンド内の複数のキャリア上の処理のことをいう。バンド間CAは、異なるバンドの複数のキャリア上の処理のことをいう。
【００２０】
図2Aは、連続したバンド内のキャリアアグリゲーション(CA)の一例を示すグラフ図である。図2A中に示される例では、ワイヤレスデバイス110は、ローバンドの1つのバンドの4つの連続したキャリアで構成される。ワイヤレスデバイス110は、同じバンド内の4つの連続したキャリア上で、送信を送ること、および/または受け取ることができる。
【００２１】
図2Bは、連続していないバンド内CAの一例を示すグラフ図である。図2B中に示される例では、ワイヤレスデバイス110は、ローバンドの1つのバンドの4つの連続していないキャリアで構成される。キャリアは、5MHz、10MHz、または何らかの他の量で分けられ得る。ワイヤレスデバイス110は、同じバンド内の4つの連続していないキャリア上で、送信を送ること、および/または受け取ることができる。
【００２２】
図2Cは、同じバンドグループにおけるバンド間のCAの一例を示すグラフ図である。図2Cに示す例では、ワイヤレスデバイス110は、ローバンドの2つのバンドの4つのキャリアで構成されている。ワイヤレスデバイス110は、同じバンドグループの異なるバンドの4つのキャリア上で、送信を送ること、および/または受け取ることができる。
【００２３】
図2Dは、異なるバンドグループにおけるバンド間CAの一例を示すグラフ図である。図2Dに示す例では、ワイヤレスデバイス110は、ローバンドの1つのバンドの2つのキャリアと、ミッドバンドの別のバンドの2つのキャリアとを含む、異なるバンドグループの2つのバンドの4つのキャリアで構成される。ワイヤレスデバイス110は、異なるバンドグループの異なるバンドの4つのキャリアで送信を送ること、および/または受け取ることができる。
【００２４】
図2A〜図2Dは、キャリアアグリゲーションの4つの例を示す。キャリアアグリゲーションは、バンドおよびバンドグループの他の組合せについてもサポートされ得る。
【００２５】
図3は、本開示の例示的な技法を実装することができる、ワイヤレス通信デバイス300を示すブロック図である。図3は、トランシーバ300の例を示す。一般的に、送信機330および受信機350における信号の調整を、増幅器、フィルタ、アップコンバータ、ダウンコンバータなどの1つまたは複数のステージによって実施することができる。これらの回路ブロックは、図3に示される構成と異なって配置することができる。さらに、図3に示されない他の回路ブロックを使用して、送信機および受信機における信号を調整することもできる。特に断りのない限り、図3、または図面中の任意の他の図の中の任意の信号は、シングルエンド信号または差動信号のいずれかであってよい。図3中のいくつかの回路ブロックを省略することもできる。
【００２６】
図3に示す例では、ワイヤレスデバイス300が、一般にトランシーバ320と、データプロセッサ310とを含む。データプロセッサ310は、データおよびプログラムコードを記憶するためのメモリ(図示せず)を含むことができ、一般的に、アナログおよびデジタル処理要素を備えることができる。トランシーバ320は、送信機330と、受信機350とを含み、双方向通信をサポートする。一般的に、ワイヤレスデバイス300は、任意の数の通信システムおよび周波数バンド用に、任意の数の送信機および/または受信機を含むことができる。トランシーバ320の全部または一部は、1つまたは複数のアナログ集積回路(IC)、RF IC(RFIC)、ミックストシグナルIC(mixed-signal IC)などに実装され得る。
【００２７】
送信機または受信機は、スーパーヘテロダイン(super-heterodyne)アーキテクチャまたはダイレクトコンバージョン(direct-conversion)アーキテクチャで実装され得る。スーパーヘテロダインアーキテクチャでは、信号が、無線周波数(RF)とベースバンドとの間で複数のステージで周波数変換され、たとえば受信機について、あるステージでRFから中間周波数(IF:intermediate frequency)に、次いで別のステージでIFからベースバンドに変換される。ダイレクトコンバージョンアーキテクチャでは、信号が、RFとベースバンドとの間で1つのステージで周波数変換される。スーパーヘテロダインアーキテクチャおよびダイレクトコンバージョンアーキテクチャは、異なる回路ブロックを使用すること、および/または異なる要件を有することがある。図3に示される例では、送信機330および受信機350は、ダイレクトコンバージョンアーキテクチャで実装される。
【００２８】
送信経路では、データプロセッサ310は、送信されるべきデータを処理し、同相(I:in-phase)および直角位相(Q:quadrature)アナログ出力信号を送信機330に提供する。例示的な実施形態では、データプロセッサ310は、データプロセッサ310により生成されるデジタル信号を、さらなる処理のために、IおよびQのアナログ出力信号、たとえばIおよびQの出力電流へと変換するため、デジタル-アナログ変換器(DAC)314aおよび314bを含む。
【００２９】
送信機330内では、ローパスフィルタ332aおよび332bが、それぞれ、IおよびQのアナログ送信信号をフィルタ処理して、前のデジタル-アナログ変換によって引き起こされた不要なイメージを除去する。増幅器(Amp)334aおよび334bが、それぞれローパスフィルタ332aおよび332bからの信号を増幅し、IおよびQのベースバンド信号を提供する。アップコンバータ340が、送信(TX)局部発振器(LO)信号生成器390からのIおよびQのTX LO信号を用いて、IおよびQのベースバンド信号をアップコンバートし、アップコンバートされた信号を提供する。フィルタ342は、アップコンバートされた信号をフィルタ処理して、周波数アップコンバージョンによって引き起こされた不要なイメージ、ならびに受信周波数バンドの中の雑音を除去する。電力増幅器(PA)344は、フィルタ342からの信号を増幅して所望の出力電力レベルを取得し、送信RF信号を提供する。送信RF信号は、デュプレクサまたはスイッチ346を介して経路を定められ、アンテナ348を介して送信される。
【００３０】
受信経路では、アンテナ348が、通信信号を受信し、受信されたRF信号を提供し、RF信号は、デュプレクサまたはスイッチ346を介して経路を定められ、低雑音増幅器(LNA)352に提供される。デュプレクサ346は、RX信号がTX信号から隔離されるように、特定のRX-TXデュプレクサ周波数分離で動作するように設計される。受信されたRF信号は、LNA352により増幅され、フィルタ354によりフィルタ処理されて、所望のRF入力信号を得る。ダウンコンバージョンミキサ361aおよび361bが、フィルタ354の出力を、受信(RX)LO信号生成器380からのIおよびQのRX LO信号(すなわち、LO_IおよびLO_Q)と混合して、IおよびQのベースバンド信号を生成する。IおよびQのベースバンド信号は、増幅器362aおよび362bによって増幅され、ローパスフィルタ364aおよび364bによってさらにフィルタリングされて、IおよびQのアナログ入力信号が得られ、これがデータプロセッサ310に提供される。図示した例示的な実施形態では、データプロセッサ310は、データプロセッサ310によってさらに処理されるべきアナログ入力信号をデジタル信号に変換するためにアナログ-デジタル変換器(ADC)316aおよび316bを含む。
【００３１】
図3では、TX LO信号生成器390が、周波数アップコンバージョンのために使用されるIおよびQのTX LO信号を生成し、RX LO信号生成器380が、周波数ダウンコンバージョンのために使用されるIおよびQのRX LO信号を生成する。各LO信号は、特定の基本周波数を有する周期的な信号である。位相ロックループ(PLL)392は、データプロセッサ310からタイミング情報を受け取り、LO信号生成器390からのTX LO信号の周波数および/または位相を調整するために使用される制御信号を生成する。同様に、PLL382は、データプロセッサ310からタイミング情報を受け取り、LO信号生成器380からのRX LO信号の周波数および/または位相を調整するために使用される制御信号を生成する。
【００３２】
図4は、複数の通信信号を処理するように構成されたトランシーバフロントエンドの例示的な実施形態を示す回路図である。トランシーバフロントエンド402は、送信のための情報信号を受信するように構成された送信ドライバ404を備える。送信ドライバは、第1のフィルタ416、第1のスイッチ414、およびダイプレクサ412を介してアンテナ411に送信するために、送信信号を電力増幅器406に提供する。
【００３３】
受信信号が、アンテナ411で受信され、受信される信号の周波数に応じて、ダイプレクサ412を通って第1のスイッチ414および第2のスイッチ415に提供される。第1のスイッチ414および第2のスイッチ415は、たとえばデータプロセッサ310(図3)によって提供される制御信号、または別の制御要素によって制御され得る。図4に示される例示的な実施形態では、第1のフィルタ416は、送信信号除去(transmit signal rejection)および受信バンドフィルタリング(receive band filtering)を提供し、第2のフィルタ417は、受信バンドフィルタリング(receive band filtering)を提供する。キャリアアグリゲーション通信手法では、第1のフィルタ416は、第1の周波数で第1のキャリアを有する通信信号を処理するように構成され得、第2のフィルタ417は、第2の周波数で第2のキャリアを処理するように構成され得る。
【００３４】
またトランシーバフロントエンド402は、第1の低雑音増幅器(LNA)回路420と第2のLNA回路430とを含む。第1のLNA回路420は、例示的なLNA420a、420b、420c、および420nを含み、ここで「n」の指定は、周波数バンドの数に応じた、LNAの整数を指す。第2のLNA回路430は、例示的なLNA430a、430b、430c、および430nを含み、ここで「n」の指定は、周波数バンドの数に応じた、LNAの整数を指す。図4に示される例示的な実施形態では、第1のLNA回路420は、プライマリ受信チャネルを受信するように構成され得、第2のLNA回路430は、セカンダリまたはダイバーシティ受信チャネルを受信するように構成され得る。説明を容易にするために省略するが、第2のLNA回路430は、アンテナ、ダイプレクサ、スイッチ、およびフィルタにも結合され、これらはアンテナ411、ダイプレクサ412、第1のスイッチ414、第2のスイッチ415、第1のフィルタ416、および第2のフィルタ417と同じ、または異なることがある。図4に示される例示的な実施形態では、第1のLNA回路420および第2のLNA回路430は、シングルエンド通信信号で動作するように構成される。代替の例示的な実施形態では、第1のLNA回路420および第2のLNA回路430は、差動通信信号で動作するように構成される。
【００３５】
第1のLNA回路420は、変圧器425および変圧器426に結合される。この例示的な実施形態では、変圧器425は、第1の周波数で第1のキャリアを処理し、出力CA1を提供するように構成され得、変圧器426は、第2の周波数で第2のキャリアを処理し、出力CA2を提供するように構成され得る。
【００３６】
第2のLNA回路430は、変圧器427および変圧器428に結合される。この例示的な実施形態では、変圧器427は、第1の周波数で第1のキャリアを処理し、出力CA1を提供するように構成され得、変圧器428は、第2の周波数で第2のキャリアを処理し、出力CA2を提供するように構成され得る。例示的な実施形態では、変圧器425、426、427、および428は、変圧器425、426、427、および428からの出力CA1およびCA2が差動信号となるように、シングルエンドから差動への信号変換をもたらす。
【００３７】
例示的な実施形態では、変圧器は、低ドロップアウト電圧レギュレータ(LDO)アーキテクチャを含む共有電力分配ネットワークに結合される。この例示的な実施形態では、CA1出力信号を提供するように構成された変圧器425および427は、LDO432に結合され、CA2出力信号を提供するように構成された変圧器426および428は、LDO434に結合される。
【００３８】
またトランシーバフロントエンド402は、第1のダウンコンバータ回路440と第2のダウンコンバータ回路442とを含む。第1のダウンコンバータ回路440は、局部発振器信号生成器437から第1の局部発振器信号(LO1)を受信する、ミキサ436aおよび436bを含む。第2のダウンコンバータ回路442は、局部発振器信号生成器439から第2の局部発振器信号(LO2)を受信する、ミキサ438aおよび438bを含む。例示的な実施形態では、ミキサ436aおよび436bは、変圧器425および変圧器427からの受信信号CA1を処理し、ミキサ438aおよび438bは、変圧器426および変圧器428からの受信信号CA2を処理する。
【００３９】
ミキサ436aの出力は、増幅器444に提供され、ミキサ436bの出力は、増幅器446に提供され、ミキサ438aの出力は、増幅器447に提供され、ミキサ438bの出力は、増幅器448に提供される。増幅器444、446、447、および448のそれぞれの出力は、次いで、ワイヤレスデバイス内の他の構成要素によってさらに処理される。
【００４０】
LDO432およびLDO434によって提供されるもののような共有電力分配ネットワークの実装時の課題の1つは、インターCA受信信号間の信号結合が、受信機性能を低下させる可能性があることである。たとえば、矢印452は、フィルタ416を乗り越えて、LNA420aに入り、変圧器425を通って、LDO回路432および434を通って進み、次いでミキサ438aに入り、したがって、CA1上の信号454のダウンコンバージョンおよび回復、ならびに/またはCA2上の信号456のダウンコンバーションおよび回復を困難にする可能性のある、送信信号エネルギーを表す。
【００４１】
さらに、LDO432およびLDO434の電源電圧変動除去比(PSRR:power supply rejection ratio )は、一般に1GHzよりも高い高周波数において比較的弱く、したがって周波数が増加するにつれてインターCAのアイソレーションをますます困難にする。
【００４２】
図5は、受信機におけるインターCAのアイソレーションを改善することができるアーキテクチャの例示的な実施形態を示す回路図である。受信機部分500は、ローバンドLNA回路510と、ミッドバンドLNA回路520と、ハイバンドLNA回路530とを含む。例示的な実施形態では、各LNA回路510、520、および530が、4つのLNAを含む。ローバンドLNA回路510は、LNA511、512、513、および514を含む。ミッドバンドLNA回路520は、LNA521、522、523、および524を含み、ハイバンドLNA回路530は、LNA531、532、533、および534を含む。シングルエンドのデバイスとして示しているが、LNA回路510、520、および530中のLNAは、差動回路として実装され得る。さらに、LNA回路510、520、および530中のLNAのそれぞれは、同相(I+およびI-)出力信号および直角位相(Q+およびQ-)出力信号を提供するように構成され得る。
【００４３】
LNA回路510は、各信号経路のために変圧器を使用して実装された負荷回路に結合される。第1のローバンド信号経路が、ローバンド(LB)変圧器515に提供される第1のキャリアCA1に対応し、第2のローバンド信号経路が、ローバンド(LB)変圧器516に提供される第2のキャリアCA2に対応する。同様に、LNA回路520は、各信号経路のために変圧器を使用して実装された負荷回路に結合される。第1のミッドバンド信号経路が、ミッドバンド(MB)変圧器525に提供される第1のキャリアCA1に対応し、第2のミッドバンド信号経路が、ミッドバンド(MB)変圧器526に提供される第2のキャリアCA2に対応する。同様に、LNA回路530は、各信号経路のために変圧器を使用して実装された負荷回路に結合される。第1のハイバンド信号経路が、ハイバンド(HB)変圧器535に提供される第1のキャリアCA1に対応し、第2のハイバンド信号経路が、ハイバンド(HB)変圧器536に提供される第2のキャリアCA2に対応する。
【００４４】
CA1出力と関連する変圧器515、525、および535はすべて、第1のLDO_CA1 542と、共有電力ネットワーク543とを含む共有電力分配ネットワークに結合される。同様に、CA2出力と関連する変圧器516、526、および536はすべて、第2のLDO_CA2 545と、共有電力ネットワーク546とを含む共有電力分配ネットワークに結合される。変圧器515、516、525、526、535、および536の一次側にわたって示されるキャパシタンスは、それぞれのLNA回路510、520、および530の出力における負荷回路を意味する。任意の容量性、抵抗性、誘導性、またはその任意の組合せが、負荷回路を構成し得る。
【００４５】
例示的な実施形態では、LB CA1変圧器515は、スイッチ517、LB_SW_CA1を介して共有電力ネットワーク543に結合され、LB CA2変圧器516は、スイッチ518、LB_SW_CA2を介して共有電力ネットワーク546に結合される。
【００４６】
例示的な実施形態では、MB CA1変圧器525は、スイッチ527、MB_SW_CA1を介して共有電力ネットワーク543に結合され、MB CA2変圧器526は、スイッチ528、MB_SW_CA2を介して共有電力ネットワーク546に結合される。
【００４７】
例示的な実施形態では、HB CA1変圧器535は、スイッチ537、HB_SW_CA1を介して共有電力ネットワーク543に結合され、HB CA2変圧器536は、スイッチ538、HB_SW_CA2を介して共有電力ネットワーク546に結合される。スイッチ517、518、527、528、537、および538は、様々なスイッチング技術を使用して実装され得、例示的な実施形態では、電界効果トランジスタ(FET:field effect transistor )スイッチ、バイポーラ接合技術(BJT:bipolar junction technology)スイッチ、または他のスイッチ技術を使用して組み立てられたスイッチを使用して実装され得る。スイッチ517、518、527、528、537、および538は、ヘッドスイッチと呼ばれることがある。
【００４８】
例示的な実施形態では、第1のキャリアCA1と第2のキャリアCA2とを有する受信信号経路間のインターCAのアイソレーションは、スイッチ517、527、および537を使用して、共有電力ネットワーク543へおよび共有電力ネットワーク543から、それぞれ変圧器515、525、および535を選択的に結合および分断することによって、ならびにスイッチ518、528、および538を使用して、共有電力ネットワーク546へおよび共有電力ネットワーク546から、変圧器516、526、および536を選択的に結合および分断することによって、改善される。
【００４９】
スイッチ517、518、527、528、537、および538は、それらがアクティブなCA受信経路に基づいてONおよびOFFになるように、プログラムされ得る、または選択的に有効および無効にされ得る。スイッチ517、518、527、528、537、および538は、受信機回路に電力を供給するためにオンチップLDO542および545を使用することから生じるCAアイソレーション問題を克服するのに役立ち、電力消費の不利益がほとんどまたは全くなく、アクティブ受信経路と非アクティブ受信経路との間の所望のアイソレーションを提供するのに役立つ。スイッチ517、518、527、528、537、および538によって使われる面積は、LDO542および545の出力においてデカップリングコンデンサに必要とされる面積に比べて無視できるほど小さいものである。スイッチ517、518、527、528、537、および538を制御する信号は、データプロセッサ(310、図3)から、または別の制御要素から発生し得る。
【００５０】
図6は、インターCAのアイソレーションアーキテクチャの例示的な実施形態を示す回路図600である。受信機部分600は、図5に記載するローバンドLNA回路510およびミッドバンドLNA回路520と同様である、ローバンドLNA回路610と、ミッドバンドLNA回路620とを含む。受信機部分600は、説明を簡単にするために、2つの受信機回路間の信号相互作用を記載する。本明細書に記載するインターCAのアイソレーションアーキテクチャは、任意の数の受信機回路に適用され得る。
【００５１】
例示的な実施形態では、各LNA回路610、および620が、4つのLNAを含む。ローバンドLNA回路610は、LNA611、612、613、および614を含む。ミッドバンドLNA回路620は、LNA621、622、623、および624を含む。シングルエンドのデバイスとして示しているが、LNA回路610、および620中のLNAは、差動回路として実装され得る。さらに、LNA回路610、および620中のLNAのそれぞれは、同相(I+およびI-)出力信号および直角位相(Q+およびQ-)出力信号を提供するように構成され得る。
【００５２】
LNA回路610は、各信号経路のために変圧器を使用して実装された負荷回路に結合される。第1のローバンド信号経路が、ローバンド(LB)変圧器615に提供される第1のキャリアCA1に対応し、第2のローバンド信号経路が、ローバンド(LB)変圧器616に提供される第2のキャリアCA2に対応する。同様に、LNA回路620は、各信号経路のために変圧器を使用して実装された負荷回路に結合される。第1のミッドバンド信号経路が、ミッドバンド(MB)変圧器625に提供される第1のキャリアCA1に対応し、第2のミッドバンド信号経路が、ミッドバンド(MB)変圧器626に提供される第2のキャリアCA2に対応する。
【００５３】
CA1出力と関連する変圧器615、および625は、LDO_CA1 642と、共有電力ネットワーク643とを含む共有電力分配ネットワークに結合される。同様に、CA2出力と関連する変圧器616、および626は、LDO_CA2 645と、共有電力ネットワーク646とを含む共有電力分配ネットワークに結合される。変圧器615、616、625、および626の一次側にわたって示されるキャパシタンスは、それぞれのLNA回路610、および620の出力における負荷回路を意味する。任意の容量性、抵抗性、誘導性、またはその任意の組合せが、負荷回路を含み得る。
【００５４】
例示的な実施形態では、LB CA1変圧器615は、スイッチ617、LB_SW_CA1を介して共有電力ネットワーク643に結合され、LB CA2変圧器616は、スイッチ618、LB_SW_CA2を介して共有電力ネットワーク646に結合される。
【００５５】
例示的な実施形態では、MB CA1変圧器625は、スイッチ627、MB_SW_CA1を介して共有電力ネットワーク643に結合され、MB CA2変圧器626は、スイッチ628、MB_SW_CA2を介して共有電力ネットワーク646に結合される。
【００５６】
スイッチ617、618、627、および628は、FETトランジスタを使用して実装されるものとして図6に示される。制御信号が、各スイッチ617、618、627、および628のゲートに結合される。スイッチ617、618、627、および628を制御する信号は、データプロセッサ(310、図3)から、または別の制御要素から発生し得る。
【００５７】
例示的な実施形態では、第1のキャリアCA1と第2のキャリアCA2とを有する受信信号経路間のインターCAのアイソレーションは、スイッチ617、および627を使用して、共有電力ネットワーク643から、それぞれ変圧器615、および625を選択的に結合および分断することによって、ならびにスイッチ618、および628を使用して、共有電力ネットワーク646から、変圧器616、および626を選択的に結合および分断することによって、改善される。
【００５８】
スイッチ617、618、627、および628は、それらがアクティブなCA受信経路に基づいてONおよびOFFになるように、プログラムされ得る、または選択的に有効および無効にされ得る。スイッチ617、618、627、および628は、受信機回路に電力を供給するためにオンチップLDO642および645を使用することから生じるCAアイソレーション問題を克服するのに役立ち、電力消費の不利益がほとんどまたは全くなく、所望のアイソレーションを提供するのに役立つ。スイッチ617、618、627、および628によって使われる面積は、LDO642および645の出力においてデカップリングコンデンサに必要とされる面積に比べて無視できるほど小さいものである。
【００５９】
図6に示す例示的な実施形態では、ミッドバンド(MB)受信信号が、CA1経路上にあるように割り当てられ、MB CA1のスイッチ627はONであり、CA2用のスイッチ628はOFFである。スイッチ628は、この例示的な実施形態ではそれがOFFであることを示すために、想像線で示されている。スイッチ628がOFFであることにより、LDO_CA2 645および共有電力ネットワーク646からMB CA2変圧器626が分断される。
【００６０】
図6に示す例示的な実施形態では、ローバンド(LB)受信信号が、CA2経路上にあるように(すなわち、LBとMBとの間でキャリアアグリゲーションを行うために)割り当てられ、LB CA2用のスイッチ618はONであり、LB CA1用のスイッチ617はOFFである。スイッチ617がOFFであることにより、LDO_CA1_642および共有電力ネットワーク643からLB CA1変圧器615が分断される。
【００６１】
このように、CA_2経路上の加害信号(aggressor signal)が、変圧器616もしくは625、または共有電力ネットワーク643および646を通じた漏れの結果としてCA_1経路上の受信信号を阻害しないようになる。矢印651、652、および653を使用して、CA_2加害信号が示されている。CA_2加害信号651は、変圧器616と変圧器615との間に漏れる信号エネルギーを示す。CA_2加害信号652は、スイッチ617がOFFでなければ、共有電力ネットワーク643に入ることになる、変圧器615を通って漏れた信号エネルギーを示す。スイッチ628がOFFであることにより、CA_2加害信号653が変圧器626に入ること、および変圧器626から変圧器625への結合を介してCA1経路に移動することもまた防止される。この信号漏れは、電気または磁気結合により発生し得る。
【００６２】
同様に、ミッドバンド受信経路がCA2_out信号のために構成され、ローバンド受信経路がCA1_out信号のために構成される場合、スイッチ618および627はOFFとすることができ、スイッチ617および628はONにされ得る。ローバンド受信回路およびミッドバンド受信回路で説明されるが、任意の数の受信バンド経路が実装され得る。
【００６３】
図7は、インターキャリアアグリゲーション(インターCA)のアイソレーションのための方法の例示的な実施形態を示すフローチャートである。
【００６４】
ブロック702において、スイッチが、選択された処理モードおよび選択されたアクティブ信号経路に基づいて、変圧器を電力分配ネットワークに結合するように選択的に有効にされる。
【００６５】
ブロック704において、信号は、アクティブ信号経路内で増幅される。
【００６６】
ブロック706において、増幅された信号は、アクティブ信号経路内でインターCA干渉から隔離される。
【００６７】
本明細書に記載するインターCAのアイソレーションアーキテクチャは、1つまたは複数のIC、アナログIC、RFIC、ミックストシグナルIC、ASIC、プリント回路基板(PCB)、電子デバイスなどに実装され得る。またインターCAのアイソレーションアーキテクチャは、相補型金属酸化膜半導体(CMOS:complementary metal oxide semiconductor)、NチャネルMOS(NMOS)、PチャネルMOS(PMOS)、バイポーラ接合トランジスタ(BJT:bipolar junction transistor)、シリコンゲルマニウム(SiGe)、ガリウム砒素(GaAs)、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT:heterojunction bipolar transistor)、高電子移動度トランジスタ(HEMT:high electron mobility transistor)、シリコンオンインシュレータ(SOI:silicon-on-insulator)など、様々なICプロセス技術を用いて組み立てられ得る。
【００６８】
本明細書に記載するインターCAのアイソレーションアーキテクチャを実装する装置は、スタンドアロンのデバイスであり得る、またはより大きいデバイスの一部であり得る。デバイスは、(i)スタンドアロンのIC、(ii)データおよび/または命令を記憶するためのメモリICを含み得る1つまたは複数のICのセット、(iii)RF受信機(RFR)またはRF送信機/受信機(RTR)などのRFIC、(iv)移動局モデム(MSM)などのASIC、(v)他のデバイスに埋め込まれ得るモジュール、(vi)受信機、セルラー電話、ワイヤレスデバイス、ハンドセット、またはモバイルユニット、(vii)その他であり得る。
【００６９】
1つまたは複数の例示的設計では、記載した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装される場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとして、コンピュータ可読媒体上に記憶され得るか、またはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または命令もしくはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送もしくは記憶するために使用することができ、コンピュータによってアクセスすることができる他の任意の媒体を備えることができる。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。たとえば、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者線(「DSL」)、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ソフトウェアがウェブサイト、サーバまたは他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、DSL、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用するディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(CD:compact disc)、レーザーディスク(登録商標) (laser disc)、光ディスク(optical disc)、デジタルバーサタイルディスク(DVD:digital versatile disc)、フロッピーディスク(floppy disk)、およびブルーレイディスク(blu-ray disc)を含み、ディスク(disk)は通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)はレーザーを使用して、データを光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるものとする。
【００７０】
この説明で使用する、「構成要素」、「データベース」、「モジュール」、「システム」などの用語は、コンピュータ関連のエンティティ、すなわちハードウェア、ファームウェア、ハードウェアとソフトウェアの組合せ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェアのいずれかを指すものとする。たとえば、構成要素は、プロセッサで実行中のプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行のスレッド、プログラム、および/またはコンピュータである場合があるが、これらに限定されない。実例として、コンピューティングデバイスで実行中のアプリケーションもそのコンピューティングデバイスも、構成要素であり得る。1つまたは複数の構成要素は、プロセスおよび/または実行スレッド内に存在してもよく、構成要素は、1つのコンピュータに局在していてもよく、および/または、2つ以上のコンピュータに分散されていてもよい。加えて、これらの構成要素は、様々なデータ構造を記憶した様々なコンピュータ可読媒体から実行してもよい。構成要素は、1つまたは複数のデータパケット(たとえば、ローカルシステム、分散システム中の別の構成要素と対話する、および/または、信号によってインターネットなどのネットワークにわたって他のシステムと対話する、1つの構成要素からのデータ)を有する信号などに従って、ローカルプロセスおよび/またはリモートプロセスによって通信してもよい。
【００７１】
選択した態様を例示し、詳細に説明したが、この中において様々な代用形態、および代替形態が、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく作成され得ることは理解されよう。
【符号の説明】
【００７２】
110  ワイヤレスデバイス
120  ワイヤレス通信システム
130  基地局
132  基地局
134  放送局
140  システムコントローラ
150  衛星
300  ワイヤレスデバイス
310  データプロセッサ
314  デジタル-アナログ変換器
316  アナログ-デジタル変換器
320  トランシーバ
330  送信機
332  ローパスフィルタ
334  増幅器
340  アップコンバータ
342  フィルタ
344  電力増幅器
346  デュプレクサまたはスイッチ
348  アンテナ
350  受信機
352  低雑音増幅器
354  フィルタ
361  ダウンコンバージョンミキサ
362  増幅器
364  ローパスフィルタ
380  受信局部発振器信号生成器
382  位相ロックループ
390  送信局部発振器信号生成器
392  位相ロックループ
402  トランシーバフロントエンド
404  送信ドライバ
406  電力増幅器
411  アンテナ
412  ダイプレクサ
414  第1のスイッチ
415  第2のスイッチ
416  第1のフィルタ
417  第2のフィルタ
420  第1の低雑音増幅器(LNA)回路
425  変圧器
426  変圧器
427  変圧器
428  変圧器
430  第2の低雑音増幅器(LNA)回路
432  低ドロップアウト電圧レギュレータ(LDO)
434  低ドロップアウト電圧レギュレータ(LDO)
436  ミキサ
437  局部発振器信号生成器
438  ミキサ
439  局部発振器信号生成器
440  第1のダウンコンバータ回路
442  第2のダウンコンバータ回路
444  増幅器
446  増幅器
447  増幅器
448  増幅器
500  受信機部分
510  ローバンドLNA回路
511  LNA
512  LNA
513  LNA
514  LNA
515  ローバンド(LB)変圧器
516  ローバンド(LB)変圧器
517  スイッチ
518  スイッチ
520  ミッドバンドLNA回路
521  LNA
522  LNA
523  LNA
524  LNA
525  ミッドバンド(MB)変圧器
526  ミッドバンド(MB)変圧器
527  スイッチ
528  スイッチ
530  ハイバンドLNA回路
531  LNA
532  LNA
533  LNA
534  LNA
535  ハイバンド(HB)変圧器
536  ハイバンド(HB)変圧器
537  スイッチ
538  スイッチ
542  LDO
545  LDO
546  共有電力ネットワーク
600  受信機部分
610  ローバンドLNA回路
611  LNA
612  LNA
613  LNA
614  LNA
615  ローバンド(LB)変圧器
616  ローバンド(LB)変圧器
617  スイッチ
618  スイッチ
620  ミッドバンドLNA回路
625  ミッドバンド(MB)変圧器
626  ミッドバンド(MB)変圧器
627  スイッチ
628  スイッチ
642  LDO
643  共有電力ネットワーク
645  LDO
646  共有電力ネットワーク
651  CA_2加害信号
652  CA_2加害信号
653  CA_2加害信号
【図１】
0006469116.tif 000002
【図２Ａ】
0006469116.tif 000003
【図２Ｂ】
0006469116.tif 000004
【図２Ｃ】
0006469116.tif 000005
【図２Ｄ】
0006469116.tif 000006
【図３】
0006469116.tif 000007
【図４】
0006469116.tif 000008
【図５】
0006469116.tif 000009
【図６】
0006469116.tif 000010
【図７】
0006469116.tif 000011