РАДИОПРИЕМНИК ДЛЯ АГРЕГАЦИИ НЕСУЩИХ
RADIO RECEIVER FOR CARRIER AGGREGATION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к радиоприемным схемам, допускающим работу в сценариях с агрегацией несущих.
Уровень техники
В сотовых сетях связи беспроводные терминалы, иногда называемые пользовательским оборудованием (UE), осуществляют беспроводную связь с базовыми станциями сети сотовой связи. В нисходящем канале от базовой станции к пользовательскому оборудованию UE может принимать сигналы в единственной полосе частот, связанной с единственной радиочастотной (RF) несущей. Чтобы увеличить емкость (напр., с точки зрения нисходящей скорости передачи) в стандартах 3GPP (консорциума проекта партнерства третьего поколения), была введена концепция агрегации несущих (CA). С использованием СА пользовательское оборудование может одновременно принимать несколько RF-несущих. Эти RF-несущие обычно называют компонентными несущими или CC. На каждой СС имеется модулированный информационный сигнал, напр., сигнал OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением) или сигнал CDMA (множественный доступ с кодовым разделением каналов), несущий полезную нагрузку и/или управляющую информацию. СС могут быть расположены в одной и той же рабочей полосе частот, в этом случае агрегацию несущих называют агрегацией внутри одной полосы. В качестве альтернативы, СС могут быть расположены в разных рабочих полосах частот, в этом случае агрегацию несущих называют агрегацией между полосами. Для СА внутри одной полосы несколько СС могут быть расположены непрерывно (по частоте), в этом случае СА называют агрегацией непрерывных несущих, либо они могут быть расположены не непрерывно (по частоте) с частотными разрывами между ними, в этом случае СА называют агрегацией не непрерывных несущих. В одном сценарии пользовательскому оборудованию может быть выделена первичная СС (РСС), связанная с первичной сотой (PCell) сотовой сети связи. Если по какой-либо причине требуется увеличение емкости нисходящего канала, то для UE может быть дополнительно выделена одна или несколько вторичных СС (SCC), связанных с соответствующими вторичными сотами (SCell).
Одно решение, позволяющее UE принимать несколько СС, в частности, в сценарии агрегации не непрерывных несущих, заключается в использовании приемной схемы с несколькими трактами приема, каждый из которых соединен с одной и той же антенной, напр., через общий малошумящий усилитель (LNA). Каждый тракт приема может отвечать за прием определенной СС. Например, каждый тракт приема может относиться к своему типу прямого преобразования и содержать смесительный блок, управляемый гетеродинным сигналом, имеющим частоту, выбранную так, чтобы смесительный блок непосредственно преобразовывал определенную СС с понижением частоты до базовой полосы. Частота гетеродинного сигнала каждого тракта обработки, таким образом, может быть выбрана в зависимости от RF-частоты СС, которую он принимает.
Сущность изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения основаны на понимании того, что приемную схему, предназначенную для работы с СА, можно эффективно использовать при работе без СА (или с единственной несущей) для увеличения производительности.
В соответствии с первым аспектом предложена радиоприёмная схема, конфигурируемая для работы в режиме СА, при этом радиоприемная схема предназначена для приема нескольких компонентных несущих (СС), и в режиме без СА, в котором радиоприемная схема предназначена для приема единственной СС. Радиоприемная схема содержит первый приемный тракт, который должен быть соединен с антенной, и второй приемный тракт, который должен быть соединен с той же антенной. Более того, радиоприемная схема содержит блок управления, функционально соединенный с первым приемным трактом и вторым приемным трактом. Блок управления предназначен для того, чтобы в режиме СА управлять первым приемным трактом так, чтобы принимать первую СС из упомянутого множества СС, и управлять вторым приемным трактом так, чтобы принимать вторую СС, отдельную от первой СС, из упомянутого множества СС. Более того, блок управления приспособлен для того, чтобы в режиме без СА выборочно управлять первым приемным трактом и вторым приемным трактом, чтобы и тот и другой принимали одну и ту же единственную СС.
Радиоприемная схема может содержать малошумящий усилитель, который функционально соединяет первый приемный тракт и второй приемный тракт с антенной.
Первый приемный тракт может содержать смесительный блок, которым управляет первый гетеродинный (LO) сигнал. Второй приемный тракт может содержать смесительный блок, которым управляет второй LO сигнал. Блок управления может быть выполнен так, чтобы в режиме СА управлять частотой первого LO сигнала, чтобы сделать возможным прием первой СС первым приемным трактом, и управлять частотой второго LO сигнала, чтобы сделать возможным прием второй СС вторым приемным трактом.
Блок управления может быть выполнен так, чтобы в режиме без СА управлять частотой первого LO сигнала так, чтобы она была равна частоте второго LO сигнала, чтобы сделать возможным прием одной и той же единственной СС и первым приемным трактом и вторым приемным трактом.
Радиоприемная схема может содержать схему обработки, выполненную так, чтобы в режиме без СА комбинировать выходной сигнал первого приемного тракта с выходным сигналом второго приемного тракта, тем самым, генерируя комбинированный выходной сигнал. Блок управления может быть устроен так, чтобы в режиме без СА осуществлять управление так, чтобы по меньшей мере коэффициент усиления или полоса частот первого приемного тракта были такими же, как у второго приемного тракта, когда первому приемному тракту и второму приемному тракту предписано принимать один и тот же сигнал в упомянутой единственной полосе частот.
Радиоприемная схема может содержать схему обработки, выполненную так, чтобы в режиме без СА по отдельности обрабатывать выходной сигнал первого приемного тракта и выходной сигнал второго приемного тракта, тем самым, генерируя первый обработанный сигнал и второй обработанный сигнал соответственно. Блок управления может быть устроен так, чтобы в режиме без СА управлять коэффициентом усиления первого приемного тракта или второго приемного тракта так, чтобы он был выше, чем коэффициент усиления другого второго или первого приемного тракта, если первому приемному тракту и второму приемному тракту предписано принимать одну и ту же единственную СС. Схема обработки может быть устроена так, чтобы осуществлять измерения уровня выходного сигнала из первого приемного тракта и выходного сигнала из второго приемного тракта, например, чтобы определить, какой коэффициент усиления установить во время последующего приема в режиме без СА.
Блок управления может быть устроен так, чтобы в режиме без СА выборочно отключать второй приемный тракт.
Радиоприемная схема может быть устроена так, чтобы работать в системе сотовой связи.
В соответствии со вторым аспектом предложено устройство радиосвязи, содержащее радиоприемную схему в соответствии с первым аспектом и антенну, с которой функционально соединены первый приемный тракт и второй приемный тракт радиоприемной схемы.
Устройство радиосвязи может представлять собой терминал для системы сотовой связи. Терминал, например, может представлять собой мобильный телефон, планшетный компьютер, портативный компьютер или устройство машинной связи.
В соответствии с третьим аспектом предложен способ работы радиоприёмной схемы, конфигурируемой для работы в режиме СА, в котором радиоприемная схема предназначена для приема нескольких компонентных несущих (СС), и в режиме без СА, в котором радиоприемная схема предназначена для приема единственной СС. Радиоприемная схема содержит первый приемный тракт, функционально соединенный с антенной, второй приемный тракт, функционально соединенный с той же антенной, и блок управления, функционально соединенный с первым приемным трактом и вторым приемным трактом. Способ содержит следующее: в режиме СА посредством блока управления управляют первым приемным трактом так, чтобы он принимал первую СС из упомянутого множества СС, и управляют вторым приемным трактом так, чтобы он принимал вторую СС, отдельную от первой СС, из упомянутого множества СС. Более того, способ содержит следующее: посредством блока управления в режиме без СА выборочно управляют первым приемным трактом и вторым приемным трактом, чтобы и тот и другой принимали одну и ту же единственную СС.
В соответствии с четвертым аспектом предложен программный продукт, содержащий код компьютерной программы для выполнения способа в соответствии с третьим аспектом при исполнении кода компьютерной программы блоком управления радиоприемной схемы.
В соответствии с пятым аспектом предложен машинный носитель информации (например, энергонезависимый носитель), на котором хранится программный продукт, содержащий код компьютерной программы для выполнения способа в соответствии с третьим аспектом при исполнении кода компьютерной программы блоком управления радиоприемной схемы. Машинный носитель информации, напр., может представлять собой энергонезависимый машинный носитель информации.
Дополнительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения. Следует подчеркнуть, что термин "содержит/содержащий", когда используется в данном описании, применяют для того, чтобы определить наличие изложенных признаков, целых чисел, шагов или компонентов, но не препятствует наличию или добавлению одного или более других признаков, целых чисел, шагов, компонентов и/или их групп.
Краткое описание чертежей
Другие объекты, признаки и преимущества вариантов осуществления изобретения станут очевидными по прочтении последующего подробного описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1-2 показаны сценарии, в которых можно применять варианты осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3-8 показаны блок-схемы в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 9-10 показаны блок-схемы последовательности операций в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 11 схематически показан машинный носитель информации и блок управления.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1 и 2 показаны среды связи, в которых можно применять варианты осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1 устройство 1 радиосвязи, показанное в виде терминала 1 для системы сотовой связи, осуществляет беспроводную связь с системой сотовой связи в режиме агрегации несущих (СА). На фигурах терминал 1 показан в виде мобильного телефона (или "сотового телефона", например, смартфона), но он также может представлять собой терминал любого другого типа для системы сотовой связи, такой как планшетный компьютер, портативный компьютер или устройство машинной связи (напр., датчик, система датчиков или аналогично устроенная система, предназначенная для осуществления связи через систему сотовой связи). Для краткости, устройство 1 радиосвязи в дальнейшем называют "терминалом 1". В режиме СА радиоприемная схема (дополнительно описанная ниже) терминала 1 предназначена для приема нескольких (нисходящих) компонентных несущих (СС), которые могут быть непрерывными или не являться непрерывными. Обычно одна из СС представляет собой РСС соты PCell (описанной выше в разделе "Уровень техники"), а другие СС представляют собой SCC соты SCell (также описанной выше в разделе "Уровень техники"). На фиг. 2 множество СС содержит первую СС 6 на первой (RF) несущей частоте f1 и вторую СС 8, которая отделена от первой СС 6, на второй (RF) несущей частоте f2. Первая СС 5 может, напр., представлять собой PCC, а вторая СС 8 может представлять собой, напр., SCC, или наоборот. В общем, так как может иметься более одной SCell, то во множестве СС может иметься более двух СС. На фиг. 1 показано, что первую СС 6 передают от первой базовой станции 2, а вторую СС 8 передают от второй базовой станции 3, но, в общем случае, их также могут передавать от одной и той же базовой станции. Базовая станция или базовые станции 2, 3, напр., могут относиться к группе макробазовых станций, таких как NodeB универсальной наземной сети радиодоступа (UTRAN) или eNodeB сети eUTRAN (усовершенствованной UTRAN), микро-, пико- и фемтобазовых станций, но также могут относиться к другим видам существующих или будущих базовых станций. Более того, на фиг. 1 первая и вторая СС 6, 8 показаны в виде не непрерывных (или несмежных) СС, между которыми имеется разрыв по частоте, но в других вариантах осуществления или сценариях они могут быть непрерывными (или смежными) СС.
На фиг. 2 терминал 1 осуществляет беспроводную связь с системой сотовой связи в режиме без СА. В режиме без СА радиоприемная схема терминала 1 предназначена для приема единственной СС. На фиг. 2 единственная СС показана в виде той же СС, что и первая СС 6 от первой базовой станции 2 на фиг. 1, но также она может представлять собой некоторую другую СС (например, но не ограничиваясь, вторую СС 8 на фиг. 1) и/или от некоторой другой базовой станции (такой как вторая базовая станция 3 на фиг. 1, но не ограничиваясь ею).
На фиг. 3 показана упрощенная блок-схема части терминала 1 в соответствии с вариантом осуществления. Вышеупомянутая радиоприемная схема обозначена ссылочной позицией 10. Она функционально соединена с антенной 15 терминала 10 через антенный порт 20 радиоприемной схемы 10. Терминал 1, разумеется, может также содержать много других частей, например, один или несколько трансмиттеров, один или несколько процессоров, устройства ввода и вывода (напр., кнопки, дисплеи, сенсорные экраны, и т.д.), и т.д. Для простоты такие другие части не показаны на фиг. 3.
На фиг. 3 показано, что терминал 1 имеет единственную антенну 15. В других вариантах осуществления термина 1 может иметь несколько антенн. Например, терминал 1 может иметь несколько приемных антенн для приема с разнесением. Это показано на фиг. 4, где изображена упрощенная блок-схема другого варианта осуществления терминала 1. Как в варианте осуществления, показанном на фиг. 1, вариант осуществления терминала 1 на фиг. 4 содержит радиоприемную схему 10, функционально соединенную с антенной 15 терминала 1 через антенный порт 20 радиоприемной схемы 10. Кроме того, терминал 1 содержит другую радиоприемную схему 10' и другую антенну 15', причем радиоприемная схема 10' функционально соединена с антенной 15' терминала 1 через антенный порт 20' радиоприемной схемы 10'. Далее описаны варианты осуществления радиоприемной схемы 10. Радиоприемная схема 10', напр., может быть сконструирована так же, как и радиоприемная схема 10.
На фиг. 5 показана блок-схема варианта осуществления радиоприемной схемы 10. Как указано выше, радиоприемная схема 10 является конфигурируемой так, чтобы работать в режиме СА, при этом радиоприемная схема 10 предназначена для приема нескольких СС, таких как СС 6 и 8 (фиг. 1). Более того, радиоприемная схема 10 является конфигурируемой так, чтобы работать в режиме без СА, при этом радиоприемная схема 10 предназначена для приема единственной СС, такой как СС 6 (фиг. 2). Радиоприемная схема 10, например, может быть устроена так, чтобы работать в системе сотовой связи.
Радиоприемная схема 10 содержит первый приемный тракт 30, функционально соединенный с антенной. В варианте осуществления, показанном на фиг. 5, первый приемный тракт 30 имеет входной порт 32, который функционально соединяют с антенной 15. Более того, в варианте осуществления, показанном на фиг. 5, первый приемный тракт 30 имеет выходной порт 34, устроенный так, чтобы выдавать выходной сигнал первого приемного тракта 30.
Более того, радиоприемная схема 10 содержит второй приемный тракт 40, функционально соединенный с той же самой антенной 15. В варианте осуществления, показанном на фиг. 5, второй приемный тракт 40 имеет входной порт 42, который функционально соединяют с антенной 15. Более того, в варианте осуществления, показанном на фиг. 5, второй приемный тракт 40 имеет выходной порт 44, устроенный так, чтобы выдавать выходной сигнал второго приемного тракта 40.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 5, радиоприемная схема 10 содержит LNA (малошумящий усилитель) 60, общий для первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40. LNA 60 предназначен для того, чтобы функционально соединять первый приемный тракт 30 и второй приемный тракт 40 с антенной 15 через антенный порт 20 радиоприемной схемы 10. В других вариантах осуществления радиоприемная схема 10 может содержать отдельные LNA 10, предназначенные для того, чтобы функционально соединять соответственно первый приемный тракт 30 и второй приемный тракт 40 с антенной 15 через антенный порт 20 радиоприемной схемы 10.
Радиоприемная схема 10 также содержит блок 50 управления, функционально соединенный с первым приемным трактом 30 и вторым приемным трактом 40, чтобы управлять работой первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40. Более того, в варианте осуществления, показанном на фиг. 5, радиоприемная схема 10 содержит схему 70 обработки, функционально соединенную с первым приемным трактом 30 и вторым приемным трактом 40 и предназначенную для обработки выходных сигналов из первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40. Как показано на фиг. 5, схема 70 обработки может иметь входной порт 72, соединенный с выходным портом 34 первого приемного тракта 30, и входной порт 74, соединенный с выходным портом 44 второго приемного тракта 40. Схема 70 обработки, например, может содержать или являться частью цифрового сигнального процессора, такого как процессор канала прямой передачи радиоприемной схемы 10. Аналогично, блок 50 управления может содержать или являться частью цифрового сигнального процессора, такого как процессор канала прямой передачи радиоприемной схемы 10, потенциально того же цифрового сигнального процессора, что и в схеме 70 обработки, упомянутой в предыдущем предложении.
Блок 50 управления предназначен для того, чтобы в режиме СА управлять первым приемным трактом 30 так, чтобы принимать первую СС 6 из упомянутого множества частотных диапазонов, и управлять вторым приемным трактом так, чтобы принимать вторую СС 8 из упомянутого множества СС. Тогда, схема 70 обработки может обрабатывать выходные сигналы из первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40, напр., в соответствии с хорошо известными технологиями, включая, например, демодуляцию и декодирование выходных сигналов, чтобы восстановить данные, переданные в сигналах в соответствующих частотных диапазонах.
Изобретатели установили, что в режиме без СА используемое для СА-приема в режиме СА оборудование можно эффективно повторно использовать для увеличения динамического диапазона радиоприемной схемы 10 в ситуациях, когда необходим такой увеличенный динамический диапазон. Примеры таких ситуаций, идентифицированных изобретателями, представляют собой ситуации, в которых принятый сигнал является сравнительно слабым, ситуации с присутствием блокирующего источника помех и во время измерений сигналов, когда уровень принятого сигнала изначально неизвестен радиоприемной схеме 10. Этого можно достичь в режиме без СА при управлении первым приемным трактом 30 и вторым приемным трактом 40 так, чтобы и тот и другой принимали одну и ту же единственную СС 6. Имеются различные альтернативы того, как схема 70 обработки может обрабатывать выходные сигналы из первого приемного тракта и второго приемного тракта, примеры которых дополнительно описаны ниже в контексте различных вариантов осуществления. Соответственно, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, блок 50 управления приспособлен для того, чтобы в режиме без СА выборочно управлять первым приемным трактом 30 и вторым приемным трактом 40, чтобы и тот и другой принимали одну и ту же единственную СС 6.
Использование первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40, чтобы принимать одну и ту же единственную СС 6, приводит к большему потреблению энергии по сравнению с использованием только одного из приемных трактов (скажем, первого приемного тракта 30) при отключении другого приемного тракта (скажем, второго приемного тракта 40). Поэтому в соответствии с некоторыми вариантами осуществления предлагается избегать использования сразу и первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40, чтобы принимать одну и ту же единственную СС 6, если только действительно необходимо обеспечить дополнительный динамический диапазон. Поэтому в соответствии с некоторыми вариантами осуществления блок 50 управления устроен так, чтобы в режиме без СА выборочно отключать второй приемный тракт 40.
На фиг. 6 приведена блок-схема варианта осуществления радиоприемной схемы 10, показывающая некоторые дополнительные детали по сравнению с блок-схемой на фиг. 5. Как показано на фиг. 6, первый приемный тракт 30 может содержать смесительный блок 100, которым управляет первый гетеродинный (LO) сигнал. Более того, как показано на фиг. 6, второй приемный тракт 40 может содержать смесительный блок 200, которым управляет второй LO сигнал. Чтобы упростить прием СА, блок 50 управления может быть выполнен так, чтобы в режиме СА управлять частотой первого LO сигнала, чтобы сделать возможным прием первой СС 6 первым приемным трактом 30, и управлять частотой второго LO сигнала, чтобы сделать возможным прием второй СС 8 вторым приемным трактом 40.
В некоторых вариантах осуществления первый LO сигнал и второй LO сигнал являются отдельными LO сигналами, вырабатываемыми отдельными LO-блоками. Например, как показано на фиг. 6, первый приемный тракт 30 может содержать LO-блок 110, предназначенный для генерации первого LO сигнала, а второй приемный тракт 40 может содержать LO-блок 210, предназначенный для генерации второго LO сигнала. Тогда, первый приемный тракт 30 и второй приемный тракт 40 могут, например, работать в качестве приемников прямого преобразования. В этом случае блок 50 управления может быть приспособлен для того, чтобы в режиме СА управлять частотой первого LO сигнала и частотой второго LO сигнала так, чтобы эти частоты равнялись центральной частоте f1 первой СС 6 и центральной частоте f2 второй СС 8 соответственно. Более того, чтобы сделать возможным прием одной и той же единственной СС 6 первым приемным трактом 30 и вторым приемным трактом 40 в режиме без СА, блок 50 управления может быть приспособлен для того, чтобы в режиме без СА задавать частоту первого LO сигнала равной частоте второго LO сигнала. Эта одна и та же частота, например, может быть равна или приблизительно равна центральной частоте f1 единственной СС 6, в этом случае и первый приемный тракт 30 и второй приемный тракт 40 выполнены с возможностью работать в качестве приемников прямого преобразования.
В некоторых вариантах осуществления первый LO сигнал и второй LO сигнал, по меньшей мере в режиме без СА, могут представлять собой один и тот же LO сигнал, выработанный общим LO-блоком (напр., LO-блоком 110 или LO-блоком 210 на фиг. 6), содержащимся в радиоприемной схеме 10.
Упомянутые выше LO-блоки могут представлять собой соответствующие схемы любого вида, способные синтезировать рассматриваемые LO сигналы. Например, LO-блоки могут представлять собой или содержать схему фазовой синхронизации (PLL) или аналогичную схему. Такие схемы хорошо известны в области проектирования радиоприемных схем, и поэтому более подробное их описание не приводится.
В некоторых вариантах осуществления смесительные блоки 100 и 200 (фиг. 6) реализованы в виде квадратурных смесителей. Квадратурные смесители могут отбрасывать компоненты сигнала-изображения, выработанные в процессе понижающего преобразования, и поэтому преимущественно используются во многих радиоприемных схемах. Квадратурный смеситель имеет синфазную (I) ветвь для генерации синфазного выходного сигнала квадратурного смесителя и содержащую смеситель, называемый I-смесителем, управляемый синфазной компонентой LO сигнала. Более того, квадратурный смеситель имеет сдвинутую по фазе на 90° (Q) ветвь для генерации сдвинутого по фазе на 90° выходного сигнала и содержащую смеситель, называемый Q-смесителем, управляемым Q компонентой LO сигнала. I и Q компоненты LO сигнала имеют одну и ту же частоту, но сдвинуты по фазе друг относительно друга на 90 градусов (или π/4 радиан). LO сигнал, содержащий I и Q компоненты, можно назвать квадратурным LO сигналом. Поэтому, LO-блоки, упомянутые выше, могут представлять собой квадратурные LO-блоки, т.е. LO-блоки, способные генерировать квадратурные LO сигналы. Такие квадратурные LO-блоки хорошо известны в области проектирования радиоприемных схем, и поэтому более подробное их описание не приводится.
Как также показано на фиг. 6, первый приемный тракт 30 может содержать фильтр 120, функционально соединенный через входной порт фильтра 120 с выходным портом смесительного блока 100. Более того, как также показано на фиг. 6, первый приемный тракт 30 может содержать аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 130, функционально соединенный через входной порт АЦП 130 с выходным портом фильтра 120. АЦП 130 может быть устроен так, чтобы генерировать выходной сигнал первого приемного тракта 30 в виде цифрового выходного сигнала на выходном порте 34 первого приемного тракта 30. Фильтр 120 может быть выполнен с возможностью выполнять одну или несколько из следующих задач: фильтрование переключения каналов и осуществление фильтрации-сглаживания для АЦП 130. В вариантах осуществления, в которых смесительный блок 100 представляет собой квадратурный смеситель, фильтр 120 может содержать отдельный фильтр для каждой I и Q ветви, и аналогично, АЦП 130 может содержать отдельный АЦП для каждой I и Q ветви.
Аналогично, как также показано на фиг. 6, второй приемный тракт 40 может содержать фильтр 220, функционально соединенный через входной порт фильтра 220 с выходным портом смесительного блока 200. Более того, как также показано на фиг. 6, второй приемный тракт 40 может содержать АЦП 230, функционально соединенный через входной порт АЦП 230 с выходным портом фильтра 220. АЦП 230 может быть устроен так, чтобы генерировать выходной сигнал второго приемного тракта 40 в виде цифрового выходного сигнала на выходном порте 44 второго приемного тракта 40. Фильтр 220 может быть выполнен с возможностью выполнять одну или несколько из следующих задач: фильтрование переключения каналов и осуществление фильтрации-сглаживания для АЦП 230. В вариантах осуществления, в которых смесительный блок 200 представляет собой квадратурный смеситель, фильтр 220 может содержать отдельный фильтр для каждой I и Q ветви, и аналогично, АЦП 230 может содержать отдельный АЦП для каждой I и Q ветви.
В некоторых вариантах осуществления динамический диапазон (в режиме без СА) может быть увеличен путем комбинирования или суммирования выходного сигнала первого приемного тракта 30 с выходным сигналом второго приемного тракта 40, тем самым, получая объединенный выходной сигнал. И выходной сигнал из первого приемного тракта 30 и выходной сигнал второго приемного тракта 40 содержит полезную компоненту сигнала и паразитную компоненту сигнала (напр., шум и искажения). При объединении выходных сигналов их первого и второго приемных трактов полезные компоненты сигнала в этих выходных сигналах будут структурно объединены в комбинированном выходном сигнале, где по меньшей мере некоррелированные части (обычно возникающие из шума, такого как тепловой шум) паразитных компонент сигнала этих выходных сигналов будут эффективно подавлены по сравнению с полезными компонентами сигнала в объединенном выходном сигнале. Чтобы такое подавление было эффективным, выходной сигнал из первого приемного тракта и выходной сигнал из второго приемного тракта должны иметь сравнительно небольшую разницу по фазе. Для наилучшей производительности их следует комбинировать друг с другом по фазе. В этом контексте выражение "по фазе" не означает "точно по фазе", потому что этого невозможно достичь на практике, напр., из-за шума и ограниченной точности вычислений, но следует интерпретировать как "приблизительно по фазе" (в пределах допусков, что зависит от реализации). При увеличении взаимного сдвига по фазе между выходными сигналами из первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40 рост производительности сокращается.
10
10
Предполагая, что коэффициенты усиления первого и второго приемных трактов 30, 40 равны, а их выходные сигналы объединяют точно по фазе (что называют ниже "идеальным случаем"), и что паразитные компоненты сигнала в выходных сигналах первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40 некоррелированы, получают увеличение динамического диапазона приблизительно на 3 дБ по сравнению с отдельными выходными сигналами из первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40. Если вместо этого их объединяют не в фазе со сдвигом по фазе , то амплитуда полезной компоненты сигнала в объединенном выходном сигнале будет домножена на коэффициент cos(/2) по сравнению с идеальным случаем, и соответствующая мощность сигнала полезной компоненты сигнала, таким образом, изменится на 20logcos(φ/2) дБ по сравнению с идеальным случаем, в то время как мощность сигнала некоррелированных паразитных компонент сигнала останется неизменной по сравнению с идеальным случаем. Таким образом, динамический диапазон также изменится на 20logcos(φ/2) по сравнению с идеальным случаем. Например, если =20 градусов, то динамический диапазон сокращается на 0,13 дБ по сравнению с идеальным случаем. Таким образом, даже при сравнительно большом сдвиге по фазе, например 20 градусов, достижимо улучшение на 2,87 дБ.
Соответственно в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения схема 70 обработки устроена так, чтобы в режиме без СА комбинировать выходной сигнал первого приемного тракта 30 с выходным сигналом второго приемного тракта 40, тем самым, генерируя комбинированный выходной сигнал. В некоторых из этих вариантов осуществления схема 70 обработки устроена так, чтобы в режиме без СА комбинировать выходной сигнал первого приемного тракта 30 по фазе с выходным сигналом второго приемного тракта 40, тем самым, генерируя комбинированный выходной сигнал.
На фиг. 7 показан вариант осуществления схемы 70 обработки, устроенной так, чтобы комбинировать выходной сигнал от первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40. Как показано на фиг. 7, схема 70 обработки может содержать блок 310 настройки фазы, предназначенный для регулировки фазы выходного сигнала из первого приемного тракта 30. В дополнение или в качестве альтернативы, схема 70 обработки может содержать блок 320 настройки фазы, предназначенный для регулировки фазы выходного сигнала из второго приемного тракта 40. Блок 310 настройки фазы и/или блок 320 настройки фазы могут быть приспособлены для того, чтобы регулировать фазу выходного сигнала из первого приемного тракта 30 и/или выходного сигнала из второго приемного тракта соответственно, так, чтобы перед объединением они стали синфазными. Более того, как показано на фиг. 7, схема 70 обработки может содержать сумматор 330, предназначенный для того, чтобы генерировать объединенный выходной сигнал на выходе 340 сумматора 330 путем объединения, или суммирования, (как вариант, отрегулированных по фазе) выходных сигналов из первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40. В вариантах осуществления, в которых схема 70 обработки реализована посредством цифрового сигнального процессора, любой из блоков 310, 320 и 330 может быть реализован программно на цифровом сигнальном процессоре.
Блоки 310 и 320 настройки фазы на фиг. 7 указаны как необязательные. В некоторых вариантах осуществления имеется только один из них. Более того, в некоторых вариантах осуществления выходные сигналы из первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40 уже в достаточной мере выровнены по фазе, так что в схеме 70 обработки не требуется регулировки фазы. Например, в вариантах осуществления, в которых смесительные блоки 100 и 200 (фиг. 6) устроены так, чтобы ими управляли посредством общего LO сигнала в режиме без СА, может быть обеспечено соответствующее выравнивание фазы между выходными сигналами из двух приемных трактов 30 и 40 при условии, что два приемных тракта хорошо согласованы друг с другом. В качестве альтернативы, в вариантах осуществления, в которых смесительные блоки 100 и 200 (фиг. 6) устроены так, чтобы ими управляли посредством отдельных LO сигналов из LO-блоков 110 и 210 (фиг. 6), блок 50 управления может быть устроен так, чтобы управлять LO-блоками 110 и 210 для обеспечения выравнивания фаз выходных сигналов из двух приемных трактов 30 и 40.
Обнаружение сдвига по фазе между выходными сигналами из первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта может быть выполнено путем сопоставления этих выходных сигналов, например, в схеме 70 обработки. Следовательно, в некотором варианте осуществления схема 70 обработки может быть приспособлена для того, чтобы получать разницу фаз, напр., путем сопоставления друг с другом выходных сигналов из первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта.
Тем не менее, при сравнительно слабых уровнях сигнала или при наличии сравнительно сильных источников помех (в таких ситуациях может быть особенно предпочтительно использовать более одного приемного тракта для приема одной и той же единственной СС) сходимость такого способа коррелирования может быть сравнительно медленной. Поэтому в некоторых вариантах осуществления это может быть недостаточно хорошо. Другая альтернатива, которая может быть быстрее, заключается в том, чтобы использовать LO сигналы из LO-блоков 110 и 210 для детектирования фазовой разности между выходными сигналами из первого премного тракта 30 и второго приемного тракта 40, напр., посредством аналого-цифрового преобразователя времени (не показан), предназначенного для измерения временной разности между прибытием (например, прибытием заднего или переднего фронта) LO сигналов из LO-блоков 110 и 210. Соответственно в некоторых вариантах осуществления блок 50 управления или схема 70 обработки выполнена с возможностью получать фазовую разность между выходными сигналами из первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40, исходя из LO сигналов от LO-блока 110 и LO-блока 210.
Независимо от того, как получена фазовая разность между выходными сигналами из первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта, схема 70 обработки может быть приспособлена для того, чтобы регулировать фазу выходного сигнала из первого приемного тракта 30 и/или выходного сигнала из второго приемного тракта 40, исходя из полученной фазовой разности, например, посредством блока 310 настройки фазы и/или блока 320 настройки фазы. В качестве альтернативы, блок 50 управления может быть выполнен с возможностью управлять LO-блоком 110 и/или LO-блоком 120, чтобы выравнивать фазы LO сигналов от LO-блоков 110 и 210.
10
Независимо от того, как детектируют и регулируют фазовую разность, в приведенных выше вычислениях следует отметить, что требование точности фаз обычно является сравнительно мягким. Например, с использованием формулы 20 logcos(/2) дБ для уменьшения динамического диапазона, полученного выше, можно заключить, что если, например, может быть допустимо уменьшение на 0,3 дБ (по сравнению с идеальным случаем), то абсолютная фазовая разность, равная почти 30 градусам, будет пригодной. Таким образом, детектирование и регулировка фазовой разности может быть выполнена грубо, что является преимуществом с точки зрения перспективы реализации.
Блок 50 управления может быть устроен так, чтобы в режиме без СА осуществлять управление так, чтобы по меньшей мере коэффициент усиления или полоса частот (в некоторых вариантах осуществления - оба параметра) первого приемного тракта 30 были такими же, как у второго приемного тракта 40, когда первому приемному тракту 30 и второму приемному тракту 40 предписано принимать одну и ту же единственную СС 6. Например, фильтры 120 и 220 могут обладать управляемым коэффициентом усиления (или ослабления) и/или управляемой полосой частот. Блок 50 управления может быть выполнен с возможностью управлять коэффициентом усиления и/или полосой частот первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40 посредством управления фильтрами 120 и 220.
Выше были описаны варианты осуществления, в которых схема 70 обработки устроена так, чтобы комбинировать выходные сигналы от первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40. В других вариантах осуществления схема 70 обработки выполнена так, чтобы в режиме без СА по отдельности обрабатывать выходной сигнал первого приемного тракта 30 и выходной сигнал второго приемного тракта 40, тем самым, генерируя первый обработанный сигнал и второй обработанный сигнал соответственно. Это показано на фиг. 8, на которой схема 70 обработки содержит первый тракт 350 обработки, выполненный с возможностью отдельно обрабатывать выходной сигнал из первого приемного тракта 30, и второй тракт 360 обработки, выполненный с возможностью отдельно обрабатывать выходной сигнал из второго приемного тракта 40. Обработка выходного сигнала из приемного тракта в этом контексте может, напр., включать в себя хорошо известные операции, такие как выравнивание, демодуляция и декодирование, но не ограничиваясь этим. Как дополнительно описано ниже, она также может включать в себя выполнение измерений уровня сигнала.
В некоторых ситуациях мощность полезного сигнала неизвестна. Примером такой ситуации является ситуация, когда терминал 1 выполняет измерения. Например, терминал 1 может быть подключен к обслуживающей соте, но периодически он может выполнять измерения для соседних сот, напр., чтобы упростить идентификацию подходящих целевых сот для хендовера или для использования и в качестве SCell. Для данной установки коэффициента усиления приемного тракта приемный тракт имеет определенный динамический диапазон, т.е. диапазон уровней мощности входного сигнала, который может быть обработан. Если уровень мощности входного сигнала ниже порога динамического диапазона, то сигнал будет скрыт шумом и другими паразитными компонентами сигнала в приемном тракте. Если уровень мощности входного сигнала выше порога динамического входного диапазона, то сигнал будет заполнять или отсекаться в приемном тракте. Динамический диапазон зависит от установки коэффициента усиления приемного тракта; при увеличении коэффициента усиления приемный тракт может обрабатывать более низкие уровни мощности входного сигнала, но в то же время он также начнет отсекать или заполняться при более низком уровне мощности входного сигнала.
В таких ситуациях, как упомянутые выше, когда мощность полезного сигнала неизвестна, динамический диапазон радиоприемной схемы 10 может быть увеличен путем выбора другой установки коэффициента усиления для первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40, и обработки по отдельности выходного сигнала из первого приемного тракта 30 и выходного сигнала из второго приемного тракта 40. При использовании различных установок коэффициента усиления два приемных тракта 30 и 40 вместе охватывают больший диапазон возможных уровней мощности входного сигнала, чем может охватить единственный приемный тракт.
Для иллюстрации рассмотрим случай, когда коэффициент усиления первого приемного тракта 30 установлен более высоким, чем коэффициент усиления второго приемного тракта 40 (хотя в некоторых ситуациях может быть наоборот), и в котором динамические диапазоны первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40 частично перекрываются, так что имеется перекрывающийся диапазон уровней мощности входного сигнала, который может быть обработан обоими приемными трактами 30 и 40. Тогда имеются более низкие уровни мощности входного сигнала ниже этого перекрывающегося диапазона, которые не могут быть обработаны вторым приемным трактом 40, но могут быть обработаны первым приемным трактом 30. Также имеются более высокие уровни мощности входного сигнала выше этого перекрывающегося диапазона, которые не могут быть обработаны первым приемным трактом 30, но могут быть обработаны вторым приемным трактом 40. Тогда, объединенный динамический диапазон первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40 представляет собой объединение нижнего диапазона, перекрывающегося диапазона и верхнего диапазона (что является объединением динамического диапазона первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40). Этот объединенный динамический диапазон больше, чем динамический диапазон первого приемного тракта 30 и динамический диапазон второго приемного тракта 40 по отдельности.
Соответственно, в некоторых вариантах осуществления блок 50 управления устроен так, чтобы в режиме без СА управлять коэффициентом усиления первого приемного тракта 30 или второго приемного тракта 40 так, чтобы он был выше, чем коэффициент усиления другого второго приемного тракта 40 или первого приемного тракта 30, если первому приемному тракту и второму приемному тракту предписано принимать одну и ту же единственную СС 6. В некоторых вариантах осуществления блок 50 управления может быть выполнен с возможностью устанавливать коэффициент усиления одного из упомянутых приемных трактов 30, 40 равным самому высокому возможному коэффициенту усиления, а коэффициент усиления оставшегося из упомянутых приемных трактов 30, 40 – равным самому низкому возможному коэффициенту усиления, тем самым, обеспечивая максимально достижимый динамический диапазон, доступный при использовании таким способом двух приемных трактом.
Для сравнения рассмотрим использование единственного приемного тракта для выполнения измерений уровня сигнала. В этом случае в зависимости от начальной установки коэффициента усиления приемного тракта и уровня мощности входного сигнала возможно потребуется итеративно настраивать коэффициент усиления, чтобы найти значение коэффициента усиления, пригодное для выполнения надежных измерений, так что такое измерение может быть сравнительно медленно. Если вместо этого одновременно используют два приемных тракта с разными установками коэффициента усиления, как описано выше, то увеличенный динамический диапазон упрощает достижение увеличенной скорости измерений при меньшей необходимости регулировать коэффициент усиления, если такая регулировка вообще понадобится. Например, если коэффициент одного из приемных трактов 30 и 40 установлен равным максимально возможному коэффициенту усиления, а коэффициент усиления оставшегося из приемных трактов 30 и 40 задан равным минимально возможному коэффициенту усиления, то их объединенный динамический диапазон является таким, что по меньшей мере один из приемных трактов 30 и 40 может корректно детектировать входной сигнал с любым уровнем мощности сигнала, детектируемым единственным приемным трактом, без необходимости выполнения какой-либо итеративной регулировки коэффициента усиления (однако отдельные динамические диапазоны приемных трактов 30 и 40 перекрываются, так что отсутствует промежуточный уровень мощности входного сигнала, для которого ни один из приемных трактов 30 и 40 не сможет корректно детектировать входной сигнал). Для такой установки коэффициента усиления измерения можно выполнять значительно быстрее, чем при использовании единственного приемного тракта.
В системах сотовой связи измерения для соседних сот могут быть выполнены в так называемом сжатом режиме. В сжатом режиме передачи сигнала планируют с измерительными интервалами, во время которых не происходит передач от обслуживающей базовой станции на терминал. Во время таких измерительных интервалов терминал может выполнять измерения для соседних сот. Путем ускорения измерений, как описано выше, терминал будет способен завершить измерения в течение более короткого измерительного интервала, чем мог бы в противном случае, тем самым, уменьшая продолжительность измерительных интервалов и позволяя передать больше данных в сжатом режиме. В качестве альтернативы, если продолжительность измерительных интервалов не уменьшают, то можно выполнить больше измерений в течение каждого измерительного интервала. Более того, увеличенную скорость измерений можно использовать для того, чтобы определить корректную установку коэффициента усиления, которую следует использовать во время дальнейшего приема в режиме без СА.
Соответственно, в некоторых вариантах осуществления схема 70 обработки выполнена с возможностью выполнять измерения уровня сигнала на выходном сигнале из первого приемного тракта 30 и выходного сигнала из второго приемного тракта 40. Например, схема 70 обработки может быть устроена так, чтобы осуществлять измерения уровня выходного сигнала из первого приемного тракта 30 и выходного сигнала из второго приемного тракта 40, чтобы определить, какой коэффициент усиления установить во время последующего приема в режиме без СА. Схема 70 обработки может быть выполнена с возможностью сообщать упомянутую определенную установку коэффициента усиления блоку 50 управления. Блок 50 управления может быть выполнен с возможностью управлять первым приемным трактом 30 и/или вторым приемным трактом 40, чтобы применять упомянутую определенную установку коэффициента усиления во время последующего приема в режиме без СА. В некоторых вариантах осуществления применение определенной установки коэффициента усиления во время дальнейшего приема в режиме без СА означает применение определенной установки коэффициента усиления в качестве начальной установки коэффициента усиления. Тогда, установка коэффициента усиления может быть дополнительно скорректирована с использованием алгоритма автоматической регулировки усиления (AGC) во время дальнейшего приема в режиме без СА, напр., чтобы учесть изменяющиеся условия приема. Алгоритмы AGC хорошо известны в области проектирования радиоприемных схем, и более подробное их описание не приводится.
Выше были описаны некоторые варианты осуществления, в которых схема 70 обработки в режиме без СА устроена так, чтобы комбинировать выходные сигналы от первого тракта 30 обработки и второго тракта 40 обработки. Более того, были описаны другие варианты осуществления, в которых схема 70 обработки в режиме без СА устроена так, чтобы по отдельности обрабатывать выходные сигналы от первого тракта 30 обработки и второго тракта 40 обработки. В некоторых дополнительных вариантах осуществления схема 70 обработки выполнена с возможностью делать и то и другое. Например, в течение первого периода времени в режиме без СА блок 50 управления может быть приспособлен для того, чтобы установить усиление первого приемного тракта 30 или второго приемного тракта 40 более высоким, чем усиление оставшегося первого приемного тракта 30 или второго приемного тракта 40, а схема 70 обработки может быть выполнена с возможностью по отдельности обрабатывать выходные сигналы из первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40 и выполнять измерения уровней сигнала, чтобы определить установку коэффициента усиления, которую необходимо использовать во время дальнейшего приема в режиме без СА. В течение второго периода времени в режиме без СА после первого периода времени блок 50 управления может быть приспособлен для того, чтобы дать команду первому приемному тракту 30 и/или второму приемному тракту 40 применять упомянутую определенную установку коэффициента усиления, а схема 70 обработки может быть выполнена с возможностью объединять выходные сигналы из первого приемного тракта 30 и второго приемного тракта 40. В некоторых вариантах осуществления в зависимости от уровня сигнала блок 50 управления может быть выполнен с возможностью выборочно отключать один из приемных трактов 30 и 40 в течение второго периода времени для экономии энергии.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения предложен способ работы радиоприемной схемы 10. Способ содержит следующее: в режиме СА посредством блока 50 управления управляют первым приемным трактом 30 так, чтобы он принимал первую СС 6 из упомянутого множества СС 6, 8, и управляют вторым приемным трактом 40 так, чтобы он принимал вторую СС 8, отдельную от первой СС 6, из упомянутого множества СС 6, 8. Способ также содержит следующее: посредством блока 50 управления в режиме без СА выборочно управляют первым приемным трактом 30 и вторым приемным трактом 40, чтобы и тот и другой принимали одну и ту же единственную СС 6.
Вариант осуществления способа показан блок-схемой последовательности действий на фиг. 9. Работа начинается на этапе 400. На этапе 410 проверяют, работает ли радиоприемная схема 10 в режиме СА или в режиме без СА. Если работа осуществляется в режиме СА (ветвь ДА от этапа 410), то блок 50 управления на этапе 420 дает команду первому приемному тракту 30 принимать первую СС 6, и второму приемному тракту 40 на этапе 430 принимать вторую СС 8. Затем работу способа завершают на этапе 440. Если радиоприемная схема 10 работает в режиме без СА (ветвь НЕТ от этапа 410), то блок 50 управления на этапе 450 выборочно дает команду первому приемному тракту 30 и второму приемному тракту 40 принимать одну и ту же единственную СС 6. Затем работу способа завершают на этапе 440.
Как указано выше в контексте вариантов осуществления радиоприемной схемы 10, выборочное управление первым приемным трактом 30 и вторым приемным трактом 40 так, чтобы они оба принимали одну и туже единственную СС 6, в некоторых вариантах осуществления может включать в себя управление первым приемным трактом 30 и вторым приемным трактом 40 так, чтобы они оба принимали одну и туже единственную СС 6, если требуется увеличенный динамический диапазон (по сравнению с использованием одного приемного тракта), и чтобы в противном случае отключать второй приемный тракт 40 для экономии энергии. Как отмечалось выше, увеличенный динамический диапазон может быть необходим, напр., в ситуациях, в которых принятый сигнал является сравнительно слабым, в ситуациях с присутствием блокирующего источника помех и во время измерений сигналов, когда уровень принятого сигнала изначально неизвестен радиоприемной схеме 10. На фиг. 10 показана блок-схема последовательности действий для варианта осуществления этапа 450 (фиг. 9). Работа этапа 450 начинается на этапе 500. На этапе 510 посредством блока 50 управления проверяют, требуется ли увеличенный динамический диапазон. Если требуется (ветвь ДА от этапа 510), то блок 50 управления дает команду первому приемному тракту 30 и второму приемному тракту 40 принимать одну и ту же единственную СС 6. Затем работа этапа 450 завершается на этапе 530. Если не требуется (ветвь НЕТ от этапа 510), то блок 50 управления отключает второй приемный тракт 40 для экономии энергии. Затем работа этапа 450 завершается на этапе 530.
Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают возможность увеличения динамического диапазона радиоприемной схемы во время работы без СА путем эффективного использования схемы, предназначенной для приема нескольких СС во время работы в режиме СА. Использование схемы, предназначенной для приема нескольких СС с применением агрегации несущих для обеспечения расширения динамического диапазона, является преимуществом, например, потому что, напр., с точки зрения оборудования требуются очень небольшие накладные затраты для обеспечения роста динамического диапазона.
В некоторых вариантах осуществления блок 50 управления может быть реализован в виде специального прикладного аппаратного модуля. Как вариант, блок 50 управления или его части могут быть реализованы с помощью программируемых и/или конфигурируемых аппаратных модулей, таких как один или несколько программируемых вентильных матриц (FPGA), процессоров или микроконтроллеров. Таким образом, блок 50 управления может представлять собой программируемый блок управления. Следовательно, варианты осуществления настоящего изобретения могут быть встроены в компьютерный программный продукт, который позволяет реализовать способ и функции, описанные в этом документе. Поэтому в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения предложен компьютерный программный продукт, содержащий команды, при выполнении которых программируемый блок управления выполняет этапы вариантов осуществления упомянутых способов. Компьютерный программный продукт может содержать программный код, который хранится на машинном носителе 600 информации, как показано на фиг. 11, который может быть загружен и выполнен упомянутым программируемым блоком управления, чтобы он выполнял этапы варианты осуществления упомянутых способов. Машинный носитель 600 информации, напр., может представлять собой энергонезависимый машинный носитель информации.
Настоящее изобретение было описано выше со ссылкой на определенные варианты осуществления. Тем не менее, в рамках объема изобретения возможны другие варианты осуществления, отличные от вышеописанных. В рамках объема изобретения можно предложить этапы способов, отличные от описанных выше, выполняющие способ с помощью аппаратного или программного обеспечения. Различные признаки и этапы вариантов осуществления можно объединять в других сочетаниях, отличных от описанных выше. Объем изобретения ограничен только прилагаемой формулой изобретения.