支持多个天线阵列的混合无线收发器架构

摘要

一种装置被公开用于支持多个天线阵列的混合无线收发器架构。在示例方面，装置包括第一天线阵列、第二天线阵列和无线收发器。无线收发器包括专用于第一天线阵列的第一专用电路系统和专用于第二天线阵列的第二专用电路系统。无线收发器还包括由第一天线阵列和第二天线阵列两者共享的共享电路系统。

说明书

本专利申请要求于2018年9月24日提交的标题为“HYBRID WIRELESS TRANSCEIVERARCHITECTURE THAT SUPPORTS MULTIPLE ANTENNA ARRAYS”的非临时申请No.16/140,127的优先权，该非临时申请被转让给本申请的受让人并且据此通过引用明确地并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及无线收发器，并且更具体地涉及一种无线收发器，该无线收发器包括用于不同天线阵列的多个天线元件的相应专用电路系统和共享电路系统。

背景技术

电子设备使用射频(RF)信号来传送信息。这些射频信号使得用户能够与朋友交谈、下载信息、共享图片、远程控制家用设备、接收全球定位信息、采用雷达用于对象检测和跟踪、收听无线电电台，等等。为了增大空间覆盖或支持多个频带，可能可取的是电子设备包括多个天线阵列。

然而，可以实现的天线阵列的数量可能显著地被电子设备内实现的无线收发器的架构所限制。对于一些无线收发器架构，可能有挑战的是支持多个天线阵列并且适合在给定电子设备的尺寸约束内，而不负面影响系统性能或增加成本，尤其是对于便携式电子设备，如智能电话或可穿戴设备。因此，一些无线收发器架构可能通过限制电子设备可以支持的天线阵列的数量，而限制电子设备的空间分集能力或频率分集能力。

发明内容

一种装置被公开，其利用混合无线收发器架构来支持多个天线阵列。尽管一些收发器架构可以使用专用电路系统，并且其他收发器架构可以使用共享电路系统，但是混合无线收发器架构是这些类型的架构的混合物并且包括一些共享电路系统和一些专用电路系统。所描述的技术实现一种无线收发器，其具有耦合到多个天线阵列的专用电路系统和耦合到专用电路系统的共享电路系统。专用电路系统包括调节用于不同天线阵列的信号的专用组件。相比之下，共享电路系统内的共享组件调节用于多个天线阵列的信号。尽管专用组件使得无线收发器能够实现目标线性度和噪声系数性能，但是共享电路系统的使用可以明显地减小无线收发器的总尺寸。以这种方式，混合架构使得无线收发器能够被实现在空间受约束的设备内，并且相对于其他无线收发器架构，仍然支持更大数量的天线阵列。利用更大数量的天线阵列，电子设备可以增大针对一个或多个频带(例如，毫米波(mmW)频带)的空间覆盖以增加频率分集。

在示例方面，一种装置被公开。装置包括第一天线阵列、第二天线阵列和无线收发器。无线收发器包括专用于第一天线阵列的第一专用电路系统和专用于第二天线阵列的第二专用电路系统。无线收发器还包括由第一天线阵列和第二天线阵列两者共享的共享电路系统。

在示例方面，一种装置被公开。装置包括被配置为响应于第一信号的第一天线阵列、被配置为响应于第二信号的第二天线阵列、以及无线收发器。无线收发器包括用于独立地调节第一信号和第二信号的专用部件。无线收发器还包括用于调节第一信号和第二信号两者的共享部件。

在示例方面，一种用于经由混合无线收发器架构来支持多个天线阵列的方法被公开。方法包括：经由第一天线阵列的天线元件传递第一信号，并且使用无线收发器的第一专用组件调节第一信号。方法还包括：经过第二天线阵列的另一天线元件传递第二信号，并且使用无线收发器的第二专用组件调节第二信号。使用无线收发器的至少一个共享组件，方法包括：调节第一信号和第二信号。

在示例方面，一种装置被公开。装置包括与第一天线阵列相关联的天线元件、与第二天线阵列相关联的另一天线元件、以及无线收发器。无线收发器包括第一放大器、第二放大器和至少一个混频器。第一放大器耦合到第一天线阵列的天线元件。第二放大器耦合到第二天线阵列的另一天线元件。至少一个混频器耦合到第一放大器和第二放大器两者。

附图说明

图1图示了用于利用混合无线收发器架构来支持多个天线阵列的示例环境。

图2图示了无线收发器的一部分与多个天线阵列的示例集成，以用于利用混合无线收发器架构来支持多个天线阵列。

图3-1图示了由混合无线收发器架构支持的多个天线阵列的示例实施方式。

图3-2图示了利用混合无线收发器架构的电子设备内的多个天线阵列的示例布置。

图4-1图示了利用混合无线收发器架构来支持多个天线阵列的示例无线收发器。

图4-2图示了用于利用混合无线收发器架构来支持多个天线阵列的专用电路系统、共享电路系统和接口电路内的示例组件。

图5-1图示了利用混合无线收发器架构用于支持多个天线阵列的射频电路的示例实施方式。

图5-2图示了利用混合无线收发器架构用于支持多个天线阵列的射频电路的另一示例实施方式。

图5-3图示了利用混合无线收发器架构用于支持多个天线阵列的射频电路的另外的示例实施方式。

图6是图示了用于经由混合无线收发器架构来支持多个天线阵列的示例过程的流程图。

具体实施方式

尽管利用多个天线阵列可以增大电子设备的空间覆盖或增加由电子设备支持的频带数量，但是可能有挑战的是设计无线收发器以支持多个天线阵列并且适合电子设备的尺寸约束，而不负面影响系统性能或增加成本。一些无线收发器架构包括用于多个天线阵列内的每个天线元件的单独的或专用的收发器链。然而，这些单独的收发器链占用空间，并且可能限制较小电子设备内可以支持的天线阵列的数量。因此，这种方法对于重视小尺寸或低重量的电子设备可能是不切实际的。

其他无线收发器架构可以利用开关将共享收发器链连接到不同天线阵列的不同天线元件。然而，开关向无线收发器添加附加成本并且添加插入损耗，这使系统性能降低。在这种情况下，无线收发器内的放大器级由不同天线阵列的不同天线元件共享。然而，因为开关耦合在天线阵列与放大器级之间，所以无线收发器架构可能经受降低的增益、输出功率、线性度或噪声系数性能。

为了解决这样的挑战，本文中描述了用于支持多个天线阵列的混合无线收发器架构的技术。所描述的技术实现了一种无线收发器，该无线收发器具有耦合到多个天线阵列的专用电路系统和耦合到专用电路系统的共享电路系统。专用电路系统包括调节用于不同天线阵列的信号的专用组件。相比之下，共享电路系统内的共享组件调节用于多个天线阵列的信号。尽管专用组件使得无线收发器能够实现目标线性度和噪声系数性能，但是共享电路系统的使用可以明显地减小无线收发器的总尺寸。以这种方式，混合架构使得无线收发器能够被实现在空间受约束的设备内，并且相对于其他无线收发器架构，仍然支持更大数量的天线阵列。利用更大数量的天线阵列，电子设备可以增大针对一个或多个频带(例如，毫米波(mmW)频带)的空间覆盖。

图1图示了用于利用混合无线收发器架构来支持多个天线阵列的示例环境100。在示例环境100中，计算设备102通过无线通信链路106(无线链路106)与基站104通信。在该示例中，计算设备102被描绘为智能电话。然而，计算设备102可以实现为任何合适的计算设备或电子设备，诸如调制解调器、蜂窝基站、宽带路由器、接入点、蜂窝电话、游戏设备、导航设备、媒体设备、膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、可穿戴计算机、服务器、网络附接存储(NAS)设备、智能器具或其他物联网(IoT)设备、医疗设备、基于车辆的通信系统、雷达、无线电装置，等等。

基站104经由无线链路106与计算设备102通信，无线链路106可以被实现为任何合适类型的无线链路。尽管被描绘为蜂窝网络的塔，但是基站104可以表示或被实现为另一设备，诸如卫星、服务器设备、地面电视广播塔、接入点、端到端设备、网状网络节点、光纤线，等等。因此，计算设备102可以经由有线连接、无线连接或其组合与基站104或另一设备通信。

无线链路106可以包括从基站104传送到计算设备102的数据或控制信息的下行链路、或者从计算设备102传送到基站104的其他数据或控制信息的上行链路。无线链路106可以使用任何合适的通信协议或标准来实现，诸如第二代(2G)、第三代(3G)、第四代(4G)、第五代(5G)、IEEE 802.11(例如，Wi-Fi

如所示出的，计算设备102包括应用处理器108和计算机可读存储介质110(CRM110)。应用处理器108可以包括执行由CRM 110存储的处理器可执行代码的任何类型的处理器，诸如多核处理器。CRM 110可以包括任何合适类型的数据存储介质，诸如易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM))、非易失性存储器(例如，闪存)、光学介质、磁性介质(例如，盘)，等等。在本公开的上下文中，CRM110被实现为存储计算设备102的指令112、数据114和其他信息，并且因此不包括瞬态传播信号或载波。

计算设备102还可以包括输入/输出端口116(I/O端口116)和显示器118。I/O端口116使得与其他设备、网络或用户的数据交换或交互成为可能。I/O端口116可以包括串行端口(例如，通用串行总线(USB)端口)、并行端口、音频端口、红外(IR)端口、用户界面端口(诸如触摸屏)，等等。显示器118呈现计算设备102的图形，诸如与操作系统、程序或应用相关联的用户界面。替代地或另外地，显示器118可以被实现为显示端口或虚拟接口，计算设备102的图形内容通过显示端口或虚拟接口被呈现。

计算设备102的无线收发器120提供去往相应网络和与其连接的其他电子设备的连接。替代地或另外地，计算设备102可以包括有线收发器(诸如以太网或光纤接口)以用于通过局域网、内联网或互联网进行通信。无线收发器120可以促进通过任何合适类型的无线网络的通信，诸如无线局域网(LAN)(WLAN)、端到端(P2P)网络、网状网络、蜂窝网络、无线广域网(WWAN)、和/或无线个域网(WPAN)。在示例环境100的上下文中，无线收发器120使得计算设备102能够与基站104和与其连接的网络进行通信。然而，无线收发器120还可以使得计算设备102能够“直接”与其他设备或网络进行通信。

无线收发器120包括用于经由至少两个天线阵列122-1至122N来发射和接收通信信号的电路系统和逻辑。无线收发器120的组件可以包括放大器、开关、混频器、模数转换器、滤波器等，以用于调节通信信号(例如，用于生成或处理信号)。无线收发器120还可以包括用以执行同相/正交(I/Q)操作(诸如合成、编码、调制、解码、解调，等等)的逻辑。在一些情况下，无线收发器120的组件被实现为分离的接收器实体和发射器实体。另外地或替代地，无线收发器120可以使用多个或不同节段来实现，以实施相应的接收操作和发射操作(例如，分离的发射链和接收器链)。一般地，无线收发器120处理数据和/或信号，这些数据和/或信号与通过天线阵列122-1和122-N来传送计算设备102的数据相关联。

尽管未明确描绘，但是无线收发器120还可以包括用以执行高速率采样过程的处理器，这些高速率采样过程可以包括模数转换、数模转换、增益校正、偏斜校正、频率转换，等等。处理器可以将通信数据提供给无线收发器120以用于传输，并且可以处理经由无线收发器120接收的信号的基带版本以生成数据。数据可以经由用于无线通信的通信接口被提供给计算设备102的其他部分。

在示例实施方式中，无线收发器120包括专用电路系统124-1至124-N和共享电路系统126。专用电路系统124-1至124-N分别耦合到天线阵列122-1至122-N。例如，专用电路系统124-1至少包括专用于第一天线阵列122-1的第一组件，并且专用电路系统124-N至少包括专用于天线阵列122-N的第N组件(在图3-1和图3-2中示出)。第一组件和第二组件每个可以包括有源组件或无源组件。一般地，专用电路系统124-1至124-N包括分别耦合到天线阵列122-1和122-N的个体天线元件的专用组件。这些专用组件个体地调节用于不同天线阵列122-1至122-N中的相应天线阵列的信号。由专用组件调节的信号向专用组件与之相关联的天线阵列传播或从该天线阵列传播，并且基本上不向专用组件不与之相关联的另一天线阵列传播或从该另一天线阵列传播。

相比之下，共享电路系统126包括由至少两个或更多天线阵列共有或共享(例如，由天线阵列122-1和122-2两者共享)的至少一个组件。一般地，共享组件经由专用电路系统124-1至124-N的专用组件耦合到与不同天线阵列122-1至122-N相关联的多个天线元件。共享组件调节在相同时间段或在不同时间段向多个天线阵列122-1至122-N中的一个或多个天线阵列传播或从其传播的信号。如关于图2、图4-1、图4-2和图5-1至图5-3进一步描述的，专用电路系统124-1至124-N和共享电路系统126可以至少部分地实现支持多个天线阵列122-1至122-N的混合无线收发器架构。

无线收发器120还包括控制电路系统128，控制电路系统128可以在无线收发器120内或与其分离地被实现为调制解调器、通用处理器、控制器、固定逻辑电路系统、硬编码逻辑、它们的某种组合，等等。控制电路系统128的组件可以位于一个模块或一个集成电路芯片处，或者可以跨多个模块或芯片被分布。尽管未明确示出，但是控制电路系统128可以包括至少一个CRM(例如，CRM 110)，可以包括CRM 110的一部分，或者可以访问CRM 110以获得计算机可读指令(例如，指令112)。控制电路系统128控制无线收发器120，并且使得无线通信能够被执行。

一般地，控制电路系统128可以控制无线收发器120的操作模式，或者具有当前操作模式的知识。不同类型的操作模式可以包括发射模式、接收模式、不同空间覆盖模式、不同频率模式(例如，高频模式或低频模式)、不同功率模式(例如，低功率模式或高功率模式)、不同资源控制状态(例如，连接模式、非活动模式、或空闲模式)、不同调制模式(例如，较低阶调制模式，诸如正交相移键控(QPSK)模式，或者较高阶调制模式，诸如64正交幅度调制(QAM)或256QAM)，等等。这些模式中的一些或全部模式可以与不同天线阵列122-1至122-N相关联。因此，为了支持特定操作模式，控制电路系统128使得对应天线阵列122-1至122-N能够被利用。

天线阵列122-1和122-N可以被选择用于在相同时间段期间或在不同时间段期间使用。控制电路系统128确保信号可以在专用电路系统124-1至124-N的专用组件与共享电路系统126之间传播，而不引入显著的损耗。控制电路系统128还可以确保专用电路系统124-1至124-N与共享电路系统126之间的传播实现所意图的功能，如功率拆分或功率组合。在一些情况下，控制电路系统128通过以下来间接地控制信号的传播：使与所选择的天线阵列122-1或122-N相关联的专用组件处于活动状态(例如，被通电)，并且使其他专用组件处于非活动状态(例如，被断电)。在其他情况下，控制电路系统128直接控制信号经由接口电路在专用电路系统124-1至124-N与共享电路系统126之间的传播，这关于图4-2和图5-3进一步被描述。无线收发器120以及天线阵列122-1和122-N关于图2进一步被描述。

图2图示了无线收发器120的一部分与天线阵列122-1和122-N的示例集成，以用于利用混合无线收发器架构来支持多个天线阵列。在所描绘的配置中，无线收发器120包括至少一个集成电路202，至少一个集成电路202被实现在收发器裸片204上。在这种情况下，集成电路202包括专用电路系统124-1至124-N和共享电路系统126。如果无线收发器120包括其他集成电路，则共享电路系统126的其他部分可以被实现在这些其他集成电路内。

集成电路202可以被安装到基板206，基板206包括具有多个端子的接口208和天线阵列122-1至122N。设置在基板206的表面上的接口208被配置为接受并连接到收发器裸片204。接口208的多个端子被表示为端子210-1至210-A和端子212-1至212-B，其中“A”和“B”是可以彼此相等或可以彼此不相等的整数。“A”和“B”的值基于天线阵列122-1和122-N的天线元件的总数量。专用电路系统124-1至124-N中的每个专用电路系统包括分别与天线阵列122-1至122-N相关联的一个或多个专用组件。

接口208的端子210-1至210-A将天线阵列122-1的天线元件连接到专用电路系统124-1的节点216-1至216-A。同样地，接口208的端子212-1至212-B将天线阵列122-N的天线元件连接到专用电路系统124-N的节点218-1至218-B。如图5-1至图5-3中示出的，节点216-1至216-A和218-1至218-B连接到无线收发器120内的多个收发器链的相应前端。在专用电路系统124-1至124-N内，这些多个收发器链具有单独的通信路径，这些通信路径将节点216-1至216A和218-1至218-B连接到节点220-1至220-C，其中“C”是正整数。为了将共享电路系统126用于多个天线阵列122-1至122-N，节点216-1至216-A中的至少一个节点以及节点218-1和218-B中的至少一个节点耦合到节点220-1至220-C之一，但是专用电路系统124-1至124-N的一个或多个专用组件可以耦合在相应节点216和节点218与对应节点220之间。在一些实施方式中，一个或多个接口组件可以用于将相应专用电路系统124-1至124-N的专用组件耦合到对应节点220。

一般地，专用电路系统124-1操作地被耦合到第一天线阵列122-1，并且与其他天线阵列(例如，第N天线阵列122-N)操作地被解耦。类似地，专用电路系统124-N操作地被耦合到第N天线阵列122-N，并且与其他天线阵列(例如，第一天线阵列122-1)操作地被解耦。

在集成电路202内，共享电路系统126经由节点220-1至220-C耦合到专用电路系统124-1至124-N。以这种方式，共享电路系统126通过专用电路系统124-1至124N耦合到天线阵列122-1和122-N两者。在节点220-1至220-C处，无线收发器120内的多个收发器链具有经过共享电路系统126的共享通信路径。在节点220-1至220-C处，共享电路系统126内的通信路径转变为专用电路系统124-1至124-N中的分离的通信路径，这些分离的通信路径耦合到相关联的天线阵列122-1和122-N。尽管未明确描绘，但是接口208可以包括附加端子，以将专用电路系统124-1至124-N或共享电路系统126连接到其他组件，诸如作为无线收发器120或控制电路系统128的一部分的另一集成电路(未示出)。在一些方面，天线阵列122-1至122-N内的天线元件可以直接连接到接口208的端子210-1至210-A和212-1至212-B。在其他方面，一个或多个有源或无源组件可以耦合在天线阵列122-1至122-N的天线元件与端子210-1至210-A和212-1至212-B之间。

在图2中，天线阵列122-1和122-N分别被调谐到mmW频带222-1和222-N。在一些情况下，mmW频带222-1和222-N可以是不同频带，或者可以是同一频带。一般地，频带是连续频谱，该连续频谱可以具有由政府定义的专用目的，并且可以是公共或私人所有的(例如，未许可的或许可的)。示例mmW频带包括用于第五代标准的mmW频带，诸如24吉赫兹(GHz)频带、28GHz频带、31GHz频带、39GHz频带、43GHz频带、47GHz频带，等等。尽管本文中描述的天线阵列122-1和122-N以及无线收发器120可以支持mmW频带222-1和222-N，但是其他实施方式可以支持其他频带，诸如包括24GHz以下或47GHz以上的频率的频带。天线阵列122-1和122-N关于图3-1至图3-2进一步被描述。

图3-1图示了由混合无线收发器架构支持的两个天线阵列122-1和122-2的示例实施方式。在所描绘的配置中，第一天线阵列122-1包括天线元件302-1、302-2……302-A，并且第二天线阵列122-2包括天线元件304-1、304-2……304-B。天线元件302-1至302-A和304-1至304-B可以包括有源天线元件或无源天线元件。在一些实施方式中，第一天线阵列122-1内的相邻元件之间的天线元件间隔306-1可以近似是与mmW频带222-1相关联的中心波长的分数。同样地，第二天线阵列122-2内的相邻元件之间的天线元件间隔306-2可以近似是与mmW频带222-2相关联的中心波长的分数。天线阵列122-1和122-2可以包括线性阵列、均匀线性阵列、二维阵列、或它们的组合。

在天线阵列122-1和122-2内，贴片天线元件308、偶极天线元件310或蝴蝶结天线元件312可以用来实现天线元件302-1至302-A和304-1至304-B中的一个或多个天线元件。其他类型的天线元件也可以被实现，包括缝隙天线元件、交叉贴片天线元件，等等。天线元件302-1至302-A和304-1至304-B可以是单极化天线元件、双极化天线元件、或它们的组合。天线元件302-1至302-A和304-1至304-B分别被示出为耦合到图2的端子210-1、210-2……210-A和212-1、212-2……212-B。尽管未示出，但是包括多个馈电端口的天线元件302-1至302-A或304-1至304-B可以耦合到接口208的附加端子、以及图2中未明确示出的专用电路系统124-1至124-N的其他部分。

天线阵列122-1和122-2可以具有相似取向或不同取向。在一些情况下，天线阵列122-1和122-2可以位于计算设备102的不同区域中。例如，第一天线阵列122-1可以沿计算设备102的顶侧定位，而第二天线阵列122-2沿计算设备102的左侧或右侧定位。在其他情况下，天线阵列122-1和122-2可以彼此共址或靠近，其示例关于图3-2进一步被描述。

图3-2图示了利用混合无线收发器架构的计算设备102内的天线阵列122-1和122-2的示例布置。在所描绘的配置中，天线阵列122-1和122-2两者均位于计算设备102的左上角，并且包括不同布置中的不同类型的天线元件。以这种方式，天线阵列122-1和122-2提供如下文描述的不同的空间覆盖。

第一天线阵列122-1包括沿计算设备102的顶侧316和左侧318定位的四个偶极天线元件314-1至314-4。偶极天线元件314-1和314-2可以沿竖直方向或Y轴发射和接收信号，而偶极天线元件314-3和312-4可以沿水平方向或X轴发射和接收信号。第二天线阵列122-2包括关于计算设备102的前侧322以二维形状布置的四个贴片天线元件320-1至320-4。贴片天线元件320-1至320-4可以沿Z轴在页面上方发射和接收信号。

通过利用多个天线阵列122-1和122-2，计算设备102可以实现用于发射和接收与一个或多个mmW频带222-1至222-2相关联的信号的目标空间覆盖。控制电路系统128可以基于当前情形来动态地选择要使用哪个天线阵列122-1和122-2。如果控制电路系统128确定天线阵列122-1和122-2中的一个天线阵列的一部分被阻挡(例如，被用户的附属物)，则控制电路系统128可以使无线收发器120经由未被阻挡的天线阵列122-1或122-2来发射和接收信号。作为另一示例，控制电路系统128可以选择如下的天线阵列122-1或122-2，其沿指向图1的基站104的方向提供空间覆盖或支持特定mmW频带222-1至222-N。无线收发器120关于图4-1进一步被描述。

图4-1图示了利用混合无线收发器架构来支持天线阵列122-1和122-N的示例无线收发器120。无线收发器120包括至少两个收发器链402-1至402-M，其中“M”是基于天线阵列122-1和122-N的天线元件的总数量的正整数。收发器链402-1至402-M经由图2的节点216-1至216-A和218-1至218-B耦合到天线阵列122-1和122-N，并且通过无线收发器120的基带电路404、中频(IF)电路406(IF电路406)和射频(RF)电路408(RF电路408)的部分而被分布。在一些情况下，基带电路404、IF电路406和RF电路408可以被实现在分离的集成电路中。例如，RF电路408可以被实现在图2的集成电路202中。

基带电路404、IF电路406和RF电路408包括如下的组件，这些组件使得无线收发器120能够调节被提供给天线阵列122-1和122-N或从其接受的信号。尽管未示出，但是基带电路404可以耦合到计算设备102内的调制解调器或处理器。一般地，IF电路406将基带信号上变频到中频，并且将中频信号下变频到基带。中频可以在若干吉赫兹的量级，诸如在近似5和15GHz之间。同样地，射频电路408将中频信号上变频到射频，并且将射频信号下变频到中频。射频可以包括极高频(EHF)频谱中的频率，诸如在近似24和300GHz之间的mmW频率。

RF电路408内的每个收发器链402-1至402-M可以包括至少一个功率放大器418(PA418)，至少一个功率放大器418可以包括单个放大器或多个放大器。在该示例中，功率放大器418至少包括第一级放大器420和末级放大器422。RF电路408内的收发器链402-1至402-M还可以分别包括至少一个低噪声放大器424(LNA 424)，至少一个低噪声放大器424可以类似地包括单个放大器或多个放大器。在该示例中，低噪声放大器424至少包括第一级放大器426和末级放大器428。

沿被示出为从右向左行进的发射路径，基带电路404生成数字基带信号410-1。基于数字基带信号410-1，基带电路404生成模拟基带信号412-1。IF电路406将模拟基带信号412-1上变频以产生中频信号414-1(IF信号414-1)。RF电路408将IF信号414-1上变频以生成射频信号416-1(RF信号416-1)。RF信号416-1经由天线阵列122-1或122-N之一被发射。在一些情况下，RF信号416-1可以表示被发射到图1的基站104的上行链路信号。

沿被示出为从左向右行进的接收路径，RF电路408接收另一射频信号416-2(RF信号416-2)。RF信号416-2可以表示从基站104接收的下行链路信号。RF电路408将RF信号416-2下变频以生成中频信号414-2(IF信号414-2)。IF电路406将IF信号414-2下变频以生成模拟基带信号412-2。基带电路404将模拟基带信号412-2数字化以生成数字基带信号410-2。如经由无线收发器120的多个上变频和下变频级所示出的，无线收发器120实现超外差收发器。替代地，无线收发器120可以被实现为没有IF电路406的直接转换收发器(例如，具有耦合到基带电路404的RF电路408)。

在无线收发器120内，专用电路系统124-1至124-N实现收发器链402-1至402-M的相应前端，并且包括RF电路408内的组件的至少一部分。共享电路系统126可以包括RF电路408内的其他组件，和/或IF电路406和基带电路404内的组件。被认为是专用电路系统124-1至124-N和共享电路系统126的一部分的示例组件关于图4-2进一步被描述。

图4-2图示了用于利用混合无线收发器架构来支持多个天线阵列122-1至122-N的专用电路系统124-1至124-N、共享电路系统126和接口电路450内的示例组件。在所描绘的配置中，专用电路系统124-1至124-N包括专用组件430，诸如图4-1的收发器链402-1至402-M中的每个收发器链内的功率放大器418或功率放大器418的末级放大器422。专用组件430还可以包括收发器链402-1至402-M中的每个收发器链内的低噪声放大器424或低噪声放大器424的第一级放大器426。

共享电路系统126包括共享组件432，诸如放大器434或功率放大器418的其他起始级放大器(例如，第一级放大器420)。共享组件432还可以包括放大器436或低噪声放大器424的结束级放大器(例如，末级放大器428)。放大器434和436可以被实现为RF电路408、IF电路406或基带电路404内的可变增益放大器、无源放大器或有源放大器。一般地，放大器434和436分别被实现在发射路径内在功率放大器418之前，和被实现在接收路径内在低噪声放大器424之后。其他类型的共享组件432可以包括至少一个功率组合器438或功率拆分器440、移相器442、混频器444、本地振荡器446、滤波器448，等等。在一些实施方式中，多个移相器442可以被实现在相应通信路径(例如，耦合在混频器444与功率放大器418之间，或耦合在混频器444与低噪声放大器424之间)内，或者在本地振荡器446与混频器444之间的路径(例如，耦合在本地振荡器446与混频器444之间)内。共享组件432是多个收发器链402-1至402-M的一部分，并且共享组件432中的至少一个共享组件耦合到与两个或更多天线阵列122-1至122-N相关联的两个或更多专用组件430。

专用组件430和共享组件432可以完全集成在集成电路内，部分集成在集成电路内，或者由分立组件组成。在一些实施方式中，无线收发器120包括接口电路450，接口电路450可以包括一个或多个接口组件452以将共享组件432耦合到专用组件430。示例类型的接口组件452包括开关454和复用器456。开关454可以使用一个或多个晶体管来实现，诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、结型场效应晶体管(JFET)、双极结型晶体管(BJT)，等等。例如，开关454可以包括n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)或p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOSFET)，并且可以具有薄的或厚的栅极氧化物层。接口电路450关于图5-3进一步被描述。专用电路系统124-1和124-2以及共享电路系统126的示例实施方式在图5-1至图5-3中示出。

图5-1图示了利用混合无线收发器架构用于支持多个天线阵列122-1至122-2的射频电路408的示例实施方式。为了简单，两个收发器链402-1和402-2被示出，它们分别与第一天线阵列122-1的天线元件302-1和第二天线阵列122-2的天线元件304-1相关联。第一收发器链402-1经由节点216-1耦合到天线元件302-1，并且第二收发器链402-2经由节点218-1耦合到天线元件304-1。如下文进一步描述的，收发器链402-1和402-2利用分离的专用组件430和共享组件432的至少一部分来实现。

在专用电路系统124-1内，第一收发器链402-1包括功率放大器418-1和低噪声放大器424-1，功率放大器418-1耦合在节点216-1与节点220-1之间，低噪声放大器424-1耦合在节点216-1与节点220-2之间。同样地，专用电路系统124-2内的第二收发器链402-2包括功率放大器418-2和低噪声放大器424-2，功率放大器418-2耦合在节点218-1与节点220-1之间，低噪声放大器424-2耦合在节点218-1与节点220-2之间。在共享电路系统126内，收发器链402-1和402-2两者都包括混频器444-1和444-2以及本地振荡器446。混频器444-1和444-2分别耦合在节点220-1和220-2与无线收发器120的其他组件(图5-1中未示出)之间。

在一些实施方式中，如果天线阵列122-1和122-2支持不同的mmW频带222-1和222-2，则本地振荡器446可以生成具有不同频率的本地振荡器信号。以这种方式，(图4-1的)中频信号414-1和414-2可以具有相应频率，相应频率与哪个天线阵列122-1或122-2被选择不相关。在其他实施方式中，本地振荡器446可以生成单个本地振荡器信号，该单个本地振荡器信号具有如下的频率，该频率被用来在天线阵列122-1或122-2被选择的情况下将中频信号414-1上变频或将射频信号416-2下变频。

在这种实施方式中，控制电路系统128耦合到功率放大器418-1和418-2以及低噪声放大器424-1和424-2。为了使信号经由第一收发器链402-1向天线元件302-1传播或从天线元件302-1传播，控制电路系统128可以使第二收发器链402-2的功率放大器418-2和低噪声放大器424-2处于非活动状态，并且可以使第一收发器链402-1的功率放大器418-1或低噪声放大器424-1处于活动状态。非活动状态或活动状态可以经由控制电路系统128来触发，例如通过分别禁用或启用供应给放大器的功率。控制电路系统128可以生成控制信号，控制信号可以是多比特信号，每个比特或比特组被配置为控制放大器418-1、418-2、424-1和424-2的状态。在一些实施方式中，如关于图5-2进一步描述的，收发器链402-1和402-2可以共享功率放大器418-1和418-2或低噪声放大器424-1和424-2内的一些增益级。

图5-2图示了利用混合无线收发器架构用于支持多个天线阵列122-1至122-2的射频电路408的另一示例实施方式。与图5-1形成对比，功率放大器418-1和418-2(在图5-2中未明确指示)分别包括专用电路系统124-1和124-2内的末级放大器422-1和422-2，并且共同包括共享电路系统126内的第一级放大器420。同样地，低噪声放大器424-1和424-2(在图5-2中未明确指示)分别包括专用电路系统124-1和124-2内的第一级放大器426-1和426-2，并且共同包括共享电路系统126内的末级放大器428。通过共享第一级放大器420和末级放大器428，相对于包括用于不同收发器链402-1和402-2的分离的第一级放大器420或末级放大器428的其他架构，射频电路408的总尺寸可以被减小。

在这种实施方式中，通过激活或去激活末级放大器422-1或422-2或第一级放大器426-1和426-2，天线阵列122-1和122-2可以经由控制电路系统128个体地被激活。在其他实施方式中，如关于图5-3进一步描述的，无线收发器120可以包括图4-2的接口电路450以控制天线阵列122-1和122-2中的哪个天线阵列被选择。

图5-3图示了利用混合无线收发器架构用于支持多个天线阵列的射频电路408的另外的示例实施方式。在所描绘的配置中，射频电路408包括接口电路450，接口电路450耦合在专用电路系统124-1和124-2与共享电路系统126之间。接口电路450包括开关454-1，开关454-1耦合在节点220-1与功率放大器418-1和418-2两者之间。接口电路450还包括开关454-2，开关454-2耦合在节点220-2与低噪声放大器424-1和424-2两者之间。在一些情况下，当处于断开状态时，开关454-1和454-2可以将节点220-1至220-2或专用电路系统124-1和124-2耦合到地。

代替控制功率放大器418-1和418-2以及低噪声放大器424-1和424-2的状态，控制电路系统128控制开关454-1和454-2的状态，来选择天线阵列122-1或122-2之一并且使得信号能够经由相关联的收发器链402-1或402-2传播。为了选择例如第一天线阵列122-1，控制电路系统128使开关454-1将节点220-1连接到功率放大器418-1，或者使开关454-2将节点220-2连接到低噪声放大器424-1。通过沿专用电路系统124-1至124-N与共享电路系统126之间的通信路径实现接口电路450，相对于具有耦合到天线阵列122-1和122-2的接口电路的其他无线收发器架构，与接口电路系统450相关联的损耗对系统线性度或噪声系数性能具有较少的影响。

尽管在图5-1至图5-3中示出了天线阵列122-1和122-2中的每个天线阵列的仅一个天线元件，但是类似架构可以存在于天线阵列122-1和122-2的其他天线元件之间，诸如分别在第一天线阵列122-1和第二天线阵列122-2的第二天线元件302-2和304-2之间。在这个方面，其他专用电路系统分别耦合到第二天线元件302-2和304-2，并且另一共享电路系统耦合到这些其他专用电路系统。此外，该架构可以被应用到多于两个天线阵列，从而其他天线阵列的其他天线元件在具有或没有接口电路450的情况下也耦合到节点220-1和220-2。

图6是图示了用于经由混合无线收发器架构来支持多个天线阵列的示例过程600的流程图。过程600以指定可以被执行的操作的框集合602-610的形式来描述。然而，操作不一定限于图6中示出的或本文中描述的顺序，因为操作可以按替代顺序或以完全或部分重叠的方式来实现。由过程600的所图示的框表示的操作可以由(例如，图1、图2或图4-1的)无线收发器120或(例如，图1或图2的)多个天线阵列122-1至122-N执行。更具体地，过程600的操作可以由图1、图2或图5-1至图5-3的专用电路系统124-1至124-N和共享电路系统126执行。

在框602处，第一信号经由第一天线阵列的天线元件被传递。例如，第一天线阵列122-1的天线元件302-1传递图4-1的射频信号416-1或416-2。天线元件302-1可以发射经由收发器链402-1产生的射频信号416-1，或者可以接收由收发器链402-1接受的射频信号416-2。

在框604处，第一信号使用无线收发器的第一专用组件被调节。例如，图5-1中的功率放大器418-1或图5-2中的功率放大器418-1的末级放大器422-1可以包括放大射频信号416-1的专用组件430。为了调节信号，控制电路系统128激活功率放大器418-1或末级放大器422-1。替代地，如图5-3中示出的，如果无线收发器120包括接口电路450，则控制电路系统128使开关454-1将节点220-1连接到与天线元件302-1相关联的专用组件430(例如，连接到功率放大器418-1或末级放大器422-1)。另外地或替代地，图5-1中的低噪声放大器424-1或图5-2中的低噪声放大器424-1的第一级放大器426-1可以包括放大射频信号416-2的专用组件430。

在框606处，第二信号经由第二天线阵列的另一天线元件被传递。例如，第二天线阵列122-2的天线元件304-1传递图4-1的射频信号416-1或416-2。天线元件304-1可以发射经由收发器链402-2产生的射频信号416-1，或者接收由收发器链402-2接受的射频信号416-2。

在框608处，第二信号使用无线收发器的第二专用组件被调节。例如，图5-1中的功率放大器418-2或图5-2中的功率放大器418-2的末级放大器422-2可以包括放大射频信号416-1的专用组件430。为了调节信号，控制电路系统128激活功率放大器418-2或末级放大器422-2。替代地，如图5-3中示出的，如果无线收发器120包括接口电路450，则控制电路系统128使开关454-2将节点220-2连接到与天线元件304-1相关联的专用组件430(例如，连接到功率放大器418-2或末级放大器422-2)。另外地或替代地，图5-1中的低噪声放大器424-2或图5-2中的低噪声放大器424-2的第一级放大器426-2可以包括放大射频信号416-2的专用组件430。

在框610处，第一信号和第二信号使用无线收发器的至少一个共享组件被调节。例如，无线收发器120的至少一个共享组件432调节第一信号和第二信号。至少一个共享组件432可以包括图5-1至图5-3中的混频器444-1或444-2、图5-2中的功率放大器418-1和418-2的第一级放大器420、图5-2中的低噪声放大器424-1和424-2的末级放大器428、或图4-2中示出的或本文中描述的其他共享组件432中的任何共享组件。

在一些情形下，天线阵列122-1和122-2可以在同一时间段期间被使用，从而步骤602至610在该时间段期间被执行。在其他情形下，天线阵列122-1和122-2可以在不同时间段被使用，从而步骤602至604在第一时间段期间被执行，并且步骤606和608在第二时间段期间被执行。这样，至少一个共享组件432可以在第一时间段期间调节第一信号并且在第二时间段期间调节第二信号。

除非上下文另有规定，否则本文对词语“或”的使用可以被视为对“包括性的或”或如下术语的使用，该术语允许包括或应用由词语“或”相联系的一个或多个项目(例如，短语“A或B”可以解释为允许只有“A”，允许只有“B”，或者允许“A”和“B”两者)。此外，本文中论述的附图和术语中表示的项目可以指示一个或多个项目或物件，并且因此在本书面描述中可以互换地引用项目和物件的单数形式或复数形式。最后，尽管已经用特定于结构特征或方法操作的语言描述了主题，但是将理解，所附权利要求中定义的主题不是必然限于上文描述的特定特征或操作，包括不是必然限于特征被布置的组织或操作被执行的顺序。