本發(fā)明總體上涉及無(wú)線通信，且特別地涉及用于在無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)設(shè)備中的并發(fā)雙頻帶操作的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明背景

無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)通常包括與站(STA)通信的一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)(AP)。WLAN通信協(xié)議例如在IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)族中指定，諸如在2009年的標(biāo)題為“IEEE Standard for Information technology-Local and metropolitan area networks-Specific requirements-Part 11：Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications Amendment 5:Enhancements for Higher Throughput,”的802.11n-2009標(biāo)準(zhǔn)中指定；以及在2013年的標(biāo)題為“IEEE Standard for Information technology-Local and metropolitan area networks-Specific requirements-Part 11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications Amendment 4:Enhancements for Very High Throughput for Operation in Bands below 6GHz,”的802.11ac-2013標(biāo)準(zhǔn)中指定，這些通過(guò)引用并入本文。WLAN也通常被稱為Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。

發(fā)明概述

本文描述的本發(fā)明的實(shí)施方式提供了包括第一收發(fā)器和第二收發(fā)器的無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)設(shè)備。第一收發(fā)器被配置為在第一頻帶上通信，并且包括第一多芯片模塊(MCM)。第一MCM包括第一基帶集成電路(BBIC)和用于在第一頻帶上發(fā)送和接收的第一射頻集成電路(RFIC)。第二收發(fā)器被配置為在第二頻帶上通信，并且包括第二MCM。第二MCM包括用于在第二頻帶上發(fā)送和接收的第二RFIC，以及與第一BBIC相同的第二BBIC。

在一些實(shí)施方式中，第一和第二RFIC以及第一和第二BBIC包括接合焊盤，其中使用接合焊盤之間的直接接合線，第一RFIC被連接到第一BBIC并且第二RFIC被連接到第二BBIC。接合焊盤被定位成使得沒(méi)有兩條接合線彼此交叉。

在其他實(shí)施方式中，第一和第二RFIC各自包括多個(gè)收發(fā)器部分，其接口被配置為分別面向第一和第二BBIC中的相應(yīng)的基帶電路。在其他實(shí)施方式中，第一RFIC包括第一收發(fā)器部分，并且其中第二RFIC包括分別與第一RFIC的第一收發(fā)器部分對(duì)應(yīng)的第二收發(fā)器部分，且有一個(gè)或多個(gè)附加收發(fā)器部分。

在實(shí)施方式中，第二RFIC中的第二收發(fā)器部分具有以與第一RFIC中的第一收發(fā)器部分的對(duì)應(yīng)接口相同的順序排序的接口，并且附加收發(fā)器部分位于第二收發(fā)器部分的一個(gè)或多個(gè)邊緣上。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，另外提供了一種方法，該方法包括在WLAN設(shè)備中使用第一MCM在第一頻帶上進(jìn)行通信，以及同時(shí)使用第二MCM在第二頻帶上進(jìn)行通信。第一MCM包括第一BBIC和用于在第一頻帶上發(fā)送和接收的第一RFIC。第二MCM包括用于在第二頻帶上發(fā)送和接收的第二RFIC以及與第一BBIC相同的第二BBIC。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，還提供了一種方法，包括：制造第一和第二收發(fā)器。第一收發(fā)器包括第一MCM，第一MCM包括第一BBIC和用于在第一頻帶上發(fā)送和接收的第一RFIC。第二收發(fā)器包括第二MCM，第二MCM包括用于在第二頻帶上發(fā)送和接收的第二RFIC以及與第一BBIC相同的第二BBIC。第一和第二收發(fā)器被集成以制造并發(fā)雙頻帶通信設(shè)備。

從結(jié)合附圖進(jìn)行的本發(fā)明的實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明將被更完全地理解，其中：

附圖簡(jiǎn)述

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示意性示出WLAN設(shè)備的方框圖；

圖2是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的WLAN設(shè)備的多芯片模塊(MCM)封裝的圖；以及

圖3A和3B是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的WLAN設(shè)備的兩個(gè)射頻集成電路(RFIC)的圖。

具體實(shí)施方式

概要

本文描述的本發(fā)明的實(shí)施方式提供用于無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)通信的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)。在所公開(kāi)的實(shí)施方式中，并發(fā)雙頻帶WLAN設(shè)備包括兩個(gè)收發(fā)器。每個(gè)收發(fā)器被配置為在表示為第一頻帶或第二頻帶的不同頻帶中進(jìn)行通信。此外，每個(gè)收發(fā)器包括多芯片模塊(MCM)以及適于相應(yīng)MCM的頻帶的對(duì)應(yīng)射頻(RF)前端(RFFE)。

每個(gè)MCM包括包含一個(gè)或多個(gè)發(fā)射/接收(TX/RX)射頻(RF)通信鏈的RF集成電路(RFIC)和對(duì)發(fā)射和接收的信號(hào)執(zhí)行基帶處理的基帶集成電路(BBIC)。在一些實(shí)施方式中，第一頻帶的MCM中的BBIC具有與第二頻帶的MCM中的BBIC共同的設(shè)計(jì)和功能。

接合焊盤可以用作芯片的物理接口，用于在MCM中的芯片之間連接。在一些實(shí)施方式中，第一頻帶的RFIC具有與第二頻帶的RFIC不同數(shù)量的RF鏈，并且因此具有不同數(shù)量的接口焊盤。BBIC上的焊盤被配置為使得第一或第二RFIC可以使用直接接合線連接到BBIC。BBIC和RFIC焊盤被配置為使得無(wú)論哪個(gè)RFIC連接到BBIC，在RFIC和BBIC之間都沒(méi)有交叉的接合線。通常，每個(gè)收發(fā)器鏈位于第一RFIC中并且位于第二RFIC中，與BBIC中的其對(duì)應(yīng)電路相對(duì)。

使用如上所述的基本類似的BBIC以及接合焊盤的配置簡(jiǎn)化并增強(qiáng)了在并發(fā)的多個(gè)頻帶中操作的WLAN設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的靈活性。

系統(tǒng)描述

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示意性示出WLAN設(shè)備20的方框圖。設(shè)備20可操作為WLAN接入點(diǎn)(AP)或WLAN站(STA)。設(shè)備20經(jīng)配置根據(jù)WLAN標(biāo)準(zhǔn)(諸如以上引用的IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn))與遠(yuǎn)程WLAN設(shè)備通信。

在本示例中，設(shè)備20能夠同時(shí)發(fā)送和接收兩個(gè)頻帶的WLAN信號(hào)，因此在本文中也被稱為雙頻帶設(shè)備20。這里，作為示例，假設(shè)兩個(gè)頻帶在2.4GHz和5GHz處。雙頻帶設(shè)備20包括主機(jī)48，其經(jīng)由主機(jī)接口(I/F)46連接到兩個(gè)多芯片模塊(MCM)。每個(gè)MCM在兩個(gè)頻帶之一中操作。5GHz MCM 28包括經(jīng)由導(dǎo)線42連接到射頻集成電路(RFIC)32的基帶集成電路(BBIC)36。BBIC 36處理傳送到RFIC 32和從RFIC 32傳送的信號(hào)，并且RFIC 32經(jīng)由四個(gè)天線22發(fā)送和接收信號(hào)。

RFIC 32包括使用相應(yīng)天線22的四個(gè)發(fā)射/接收(TX/RX)鏈，表示為TX/RX 0-TX/RX 3。RFIC 32還具有動(dòng)態(tài)頻率選擇(DFS)輔助接收鏈，其包括接收器(RX)并且連接到RFIC 32中的TX/RX 2。

在5GHz頻帶中，諸如在IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)族中的監(jiān)管要求規(guī)定WLAN設(shè)備20必須檢測(cè)雷達(dá)信號(hào)的存在，并且如果檢測(cè)到，則在適當(dāng)時(shí)切換到不同的信道。DFS輔助接收鏈通常用于分析備選通信信道上的信號(hào)活動(dòng)。信號(hào)活動(dòng)評(píng)估可以用于例如識(shí)別設(shè)備20稍后可以選擇切換到的備選信道，或者用于收集統(tǒng)計(jì)活動(dòng)數(shù)據(jù)。(在本專利申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“信道”，“頻率信道”和“通信信道”是互換使用的)。在圖1的示例中，輔助鏈共享TX/RX2的天線和一些接收硬件。

具有輔助鏈的WLAN設(shè)備的其它方面例如在于2014年5月15日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)14/278,117中被解決，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。

在一些實(shí)施方式中，MCM 28中的四個(gè)發(fā)射/接收(TX/RX)鏈經(jīng)由導(dǎo)線38耦合到位于RF前端(RFFE)24通信設(shè)備上的四個(gè)相應(yīng)前端。四個(gè)前端連接到四個(gè)相應(yīng)的天線22。

設(shè)備20還包括2.4GHz MCM 30，其包括與MCM 28中的BBIC相同的BBIC 36。在MCM 30中，BBIC 36通過(guò)導(dǎo)線44連接到RFIC 34，RFIC 34也包含在MCM 30中。

在本示例中，RFIC 34包括表示為TX/RX 0-TX/RX 2的三個(gè)發(fā)射/接收(TX/RX)鏈，其(除了頻帶的差異)執(zhí)行與在RFIC 32中的相應(yīng)的TX/RX 0-TX/RX 2類似的功能，并且位于RFIC芯片上的相同位置。MCM 30中的三個(gè)發(fā)射/接收(TX/RX)鏈經(jīng)由導(dǎo)線38耦合到鏈的位于RFFE 26上的三個(gè)相應(yīng)前端(FE)，該三個(gè)相應(yīng)前端連接到三個(gè)相應(yīng)的天線22。

在一些實(shí)施方式中，不管使用中的頻帶如何，MCM 28和30中的BBIC 36設(shè)備具有共同的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和功能，而根據(jù)每個(gè)RFIC的相應(yīng)頻帶，RFIC 32和34具有不同的結(jié)構(gòu)和功能。

在每個(gè)TX/RX鏈中，傳輸路徑開(kāi)始于BBIC 36，該BBIC 36生成數(shù)字基帶信號(hào)用于傳輸。信號(hào)經(jīng)由TX/RX鏈和RFFE 24或RFFE 26發(fā)送到相應(yīng)的天線22。

在每個(gè)TX/RX鏈的接收路徑中，天線22接收模擬RF信號(hào)。在MCM 28中，RFFE 24將信號(hào)切換到RFIC 32中的給定TX/RX鏈。鏈將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，并將數(shù)字信號(hào)發(fā)送到BBIC 36。MCM 30具有與MCM 28的接收路徑類似的接收路徑。

圖1中示出的WLAN設(shè)備20的配置為示例配置，其僅僅被選擇用于概念清晰的目的。在可選實(shí)施方式中，可使用任何其他合適的設(shè)備配置。例如，設(shè)備20可以包括在任一頻帶中的任何合適數(shù)量的TX/RX鏈或甚至單個(gè)鏈。作為另一個(gè)例子，在圖1中，5GHz MCM包括DFS輔助接收鏈，而2.4GHz MCM不包括。然而，一般來(lái)說(shuō)，MCM可以或可以不包括DFS RX鏈。

可選地，前端的功能可以在RFIC中實(shí)現(xiàn)。在另一配置中，設(shè)備20可以在沒(méi)有RFIC的情況下實(shí)現(xiàn)。

可使用合適的硬件，諸如專用集成電路(ASIC)或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)設(shè)備20的不同組成部分。在一些實(shí)施方式中，可使用軟件或使用硬件和軟件組成部分的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備20中的一些組成部分，例如，BBIC 36。為清楚起見(jiàn)，已經(jīng)從圖中省略了對(duì)于理解公開(kāi)的技術(shù)而言非必須的設(shè)備20的組成部分。

在一些實(shí)施方式中，BBIC 36中的一些或全部以及主機(jī)48中的一些或全部可以包括通用處理器，其在軟件中被編程以執(zhí)行本文所描述的功能?？山?jīng)由網(wǎng)絡(luò)以電子形式將軟件下載到處理器，例如，或者該軟件可以可選地或附加地被提供和/或存儲(chǔ)在非暫時(shí)性有形媒介上，諸如磁存儲(chǔ)器、光存儲(chǔ)器或電子存儲(chǔ)器。該處理器可在BBIC的內(nèi)部或外部。

圖2是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的WLAN設(shè)備20的多芯片模塊(MCM)28的圖。

MCM 28包括BBIC 36和RFIC 32。每個(gè)IC包括接合焊盤54，其經(jīng)由導(dǎo)線55將IC連接到位于MCM封裝的外圍中的引腳57。此外，每個(gè)IC包括焊盤56，其通過(guò)直接接合線42將BBIC 36和RFIC 32彼此連接。

在一些實(shí)施方式中，以5GHz頻率操作的MCM 28的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于以2.4GHz操作的MCM 30的結(jié)構(gòu)。這種對(duì)應(yīng)有助于簡(jiǎn)化類似WLAN設(shè)備(包括使用其它頻帶的設(shè)備)的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程。

圖3A是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的被配置為以5GHz頻率操作的RFIC 32的結(jié)構(gòu)的圖。

在該示例中，RFIC 32包括十一(11)個(gè)模塊。每個(gè)模塊表示發(fā)射鏈或接收鏈或鏈的頻率源。各種模塊也稱為收發(fā)器部分。

模塊TX0、TX1、TX2和TX3是分別表示為60、66、70和74的發(fā)射鏈。各個(gè)接收鏈RX0、RX1、RX2和RX3分別表示為62、68、72和76。

RX4 DFS 78是DFS輔助接收鏈，其共享圖1中的TX/RX2的天線。SX0 64是TX/RX0-TX/RX3鏈的頻率源，SX1 DFS 80是RX4 DFS 78的頻率源。

SX0 64和SX1 DFS 80被配置為分別為TX/RX0-TX/RX3和RX4 DFS 78生成本地振蕩器(LO)信號(hào)。

圖3B是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的被配置為以2.4GHz頻率操作的RFIC 34的結(jié)構(gòu)的圖。

RFIC 34包括發(fā)射/接收鏈TX/RX0-TX/RX2的七(7)個(gè)模塊。每個(gè)模塊表示發(fā)射鏈或接收鏈或鏈的頻率源。

在一些實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)的鏈和頻率源(在這種情況下，TX/RX0-TX/RX2鏈和SX0 DFS頻率源)的芯片上位置以及它們相應(yīng)的接合焊盤54和56對(duì)于RFIC 32和34是相同的。從圖3A和圖3B的比較可以看出，模塊[TX1，RX1，SX0，TX0，RX0，TX2，RX2]以相同的順序布置在RFIC 32和RFIC 34上。該設(shè)計(jì)共性使得RFIC 32和34以及它們相應(yīng)的MCM 28和30之間能夠互換。結(jié)果，MCM 28和30可以使用相同的BBIC 36，如圖1所示。特別地，RFIC 32和RFIC 34都可以使用不彼此交叉的直接接合線接合到BBIC 36。

并發(fā)多頻帶WLAN設(shè)備的MCM結(jié)構(gòu)的共性

在一些實(shí)施方式中，在RFIC處使用TX/RX鏈的公共結(jié)構(gòu)和接口允許使用對(duì)應(yīng)的MCM中的相同的BBIC以及類似布線和封裝方案來(lái)形成多頻帶設(shè)備。

RF鏈的數(shù)量是應(yīng)用特定的。在設(shè)備20的示例中，對(duì)于5GHz頻帶(例如，IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)族)的監(jiān)管要求規(guī)定WLAN設(shè)備20必須檢測(cè)雷達(dá)信號(hào)的存在。因此，設(shè)備20可以包括RFIC 32中的DFS輔助接收鏈。此外，RFIC可以包括附加的收發(fā)器鏈，諸如TX/RX3鏈。因此，在本示例中，RFIC 32包括11個(gè)模塊，而RFIC 34包括7個(gè)模塊。

在一些實(shí)施方式中，與RFIC 34相比，在RFIC 32中存在不同數(shù)量的收發(fā)器鏈。然而，兩個(gè)RFIC中的共同收發(fā)器鏈相同地并排面向BBIC中的它們的對(duì)應(yīng)電路。因此，RFIC 32和34可以關(guān)于與BBIC的接口彼此互換。

在其它實(shí)施方式中，RFIC和BBIC的接合焊盤54和56被配置為在用RFIC 34切換RFIC 32的情況下避免在RFIC和BBIC之間交叉導(dǎo)線，反之亦然。

在其他實(shí)施方式中，RFIC 32包括收發(fā)器鏈組(例如，TX/RX 0-TX/RX 2)的基本配置，其與RFIC 34的相同收發(fā)器鏈組的配置相同。此外，RFIC 32包括一個(gè)或多個(gè)附加收發(fā)器組(或部分)，例如TX/RX 3和/或RX輔助鏈，如圖1所示。附加收發(fā)器組(部分)放置在包括收發(fā)器鏈組(表示為TX/RX 0-TX/RX 2)的基本配置的連續(xù)塊的一個(gè)或多個(gè)邊緣上。

在實(shí)施方式中，RFIC平面布置圖中的各種鏈的布局不限于圖3A和3B所示的配置。重要的特征是RFIC和BBIC之間的接口(焊盤56)應(yīng)該如圖3A和3B所描述的被配置在RFIC和BBIC處，以避免在RFIC和BBIC之間交叉導(dǎo)線。

在另一實(shí)施方式中，RFIC 34中的焊盤配置是RFIC 32中的焊盤的子集。如上所述，兩個(gè)RFIC包括三個(gè)TX/RX鏈(TX/RX 0-TX/RX 2)，并且它們各自的焊盤位于RFIC中的相同位置。RFIC 32包括附加的焊盤組和DFS組，其不存在于RFIC 34中。

圖3A-3B中呈現(xiàn)的配置是示例。在可選實(shí)施方式中，任何其它合適的配置可以用于相同的頻帶以及不同的頻率。

將要理解的是，以上描述的實(shí)施方式是通過(guò)示例的方式引用的，并且本發(fā)明不限于上文中已經(jīng)特別示出和描述的那些。相反，本發(fā)明的范圍包括上文所描述的各種特征的組合和子組合以及本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀以上描述之后將想到的且未在現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)的其變型和修改。通過(guò)引用并入在本專利申請(qǐng)中的文檔被視為本申請(qǐng)的組成部分，除了在這些并入的文檔中定義的任何術(shù)語(yǔ)與本說(shuō)明書中明確地或隱含地作出的定義沖突時(shí)，僅應(yīng)考慮本說(shuō)明書中的定義。