用于无线设备收发器的参考晶体振荡器切换的系统和方法技术方案

本文公开了涉及无线设备的系统和方法，该无线设备智能地将不同的参考晶体振荡器(XO)用于无线设备的收发器中的锁相环(PLL)。公开了一种无线设备的操作方法的实施例，该无线设备包括以第一参考频率操作的第一XO以及以大于第一参考频率的第二参考频率操作的第二XO。在一些实施例中，无线设备的操作方法包括：做出关于将无线设备的接收器配置成使用第一XO还是第二XO的决定，以及根据该决定将无线设备的接收器配置成使用第一XO或第二XO。

System and Method for Switching Reference Crystal Oscillators for Transceivers of Wireless Equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于无线设备收发器的参考晶体振荡器切换的系统和方法
本公开涉及用于无线设备的收发器的不同参考晶体振荡器(XO)之间的切换。
技术介绍
随着第五代(5G)蜂窝通信系统的引入，预计10千兆赫兹(GHz)及更高的新无线电频率将与当今第二代/第三代/第四代(2G/3G/4G)蜂窝通信系统部署中使用的1至3千兆赫兹载波一起使用。此外，预计5G蜂窝通信系统将支持从低功耗/低成本机器类型通信(MTC)到数据速率高于1千兆比特/每秒(Gb/s)的“光纤替代”移动宽带(MBB)服务的各种服务和用例。后一种用例需要高的系统带宽，因此将部署在10千兆赫兹及更高的载波上。此外，增强的MBB通常需要更高阶调制(例如，64/256/1024-正交幅度调制(QAM))和良好的信噪比(SNR)。通过利用大规模天线和波束成形技术可以实现高SNR。总而言之，这样的用例将对无线设备的无线电器件和损伤设置非常严格的要求。例如，对于超过10千兆赫兹的高载波频率，在无线设备的无线电器件处引入的相位噪声必须要很小。在这方面，无线设备的接收器包括锁相环(PLL)，其控制受控振荡器(CO)以生成接收器使用的本地振荡器(LO)信号。CO通常主导功耗和相位噪声，因此，CO用作理解高频相位噪声的良好参考。CO性能通常通过品质因数(FoM)(FoM允许实现不同的CO实现方式之间的比较)捕获，并由以下等式定义这里PNco(df)是在振荡频率fo(以赫兹(Hz)为单位)和功耗PDC(以毫瓦(mW)为单位)的情况下，相对于载波在频率偏移df下的CO的相位噪声(其单位为分贝每赫兹(dBc/Hz))。该表达式的一个显著结果是线性功率中的相位噪声和功耗都与fo2成比例。因此，为了将相位噪声电平保持在某个偏移量同时将fo增大因子R倍将需要将功率增加R2(假设固定的FoM)。相反，对于固定功耗和FoM，相位噪声将增加R2，或fo每增加一倍，就增加6分贝(dB)。FoM的定义旨在与频率无关，但在实践中，存在与较高频率关联的额外实现代价，如图1中所示，其中比较了最近公布的以互补金属氧化物半导体(CMOS)技术实现的压控振荡器(VCO)设计的FoM。代价大约为10dB/十倍。因此，在较高频率保持低相位噪声电平需要重新评估PLL的设计。进一步抑制来自CO的相位噪声的一种方法是增加PLL带宽。这样，相位噪声将在更大程度上由来自PLL的相位并且可能甚至更多地来自参考晶体振荡器(XO)的相位确定。来自XO的与CO输出有关的相位噪声电平被“放大”，放大倍数为频率比20log10(fo/fXO)[dB]。与诸如智能电话之类的无线设备中常规使用的XO相比，这种相位噪声放大和对较大PLL带宽的需求都要求增加XO频率。具体地，无线设备中常规使用的XO通常具有20-40兆赫兹(MHz)范围内的参考频率。然而，为了通过减轻相位噪声放大和使用较大的PLL带宽来保持10千兆赫兹及以上载波频率的低相位噪声电平，需要100兆赫兹或更高的XO频率。在XO中使用的谐振器(晶体)的制造和机械结构方面，XO频率从小于50兆赫兹增加到大于或等于100兆赫兹是不连续的步骤。与常规的20-40兆赫兹XO相比，这些高频XO存在一些问题和缺点。例如，与20-40兆赫兹XO相比，高频XO的频率容差、随温度的变动和老化都要大得多。例如，26兆赫兹XO可能具有百万分之10(ppm)的容差，而＞100兆赫兹XO可能具有40-50ppm的容差。另一个缺点是高频XO的功耗可能比20-40兆赫兹XO的功耗大5到10倍。因此，需要用于在被实现为无线设备的PLL的参考时减轻与高频XO相关联的问题(例如，较低容差和增加的功耗)的系统和方法。
技术实现思路
本文公开了涉及无线设备的系统和方法，该无线设备智能地使用不同的参考晶体振荡器(XO)用于无线设备的收发器中的锁相环(PLL)。公开了一种无线设备的操作方法的实施例，该无线设备包括以第一参考频率操作的第一XO以及以大于第一参考频率的第二参考频率操作的第二XO。在一些实施例中，无线设备的操作方法包括做出关于将无线设备的接收器配置成使用第一XO还是第二XO的决定以及根据该决定将无线设备的接收器配置成使用第一XO或第二XO。以这种方式，无线设备的接收器可以被配置成在例如不需要较高频率的第二XO时利用较低频率的第一XO，从而避免较高频率的第二XO的较低容差和增加的功耗。同样地，无线设备的接收器可以被配置成在例如需要较高频率的XO以实现可接受的相位噪声电平时(例如，当以高(例如，毫米波(mmW))载波频率下操作时)利用较高频率的第二XO。在一些实施例中，在做出将无线设备的接收器配置成使用第一XO的决定时，根据该决定将无线设备的接收器配置成使用第一XO或第二XO包括将无线设备的接收器配置成使用第一XO。此外，在一些实施例中，将无线设备的接收器配置成使用第一XO包括将无线设备的接收器的PLL连接到第一XO，并基于第一参考频率配置PLL使得由PLL控制的受控振荡器(CO)以期望的本地振荡器(LO)频率提供输出信号。在一些实施例中，该方法还包括在做出将无线设备的接收器配置成使用第一XO的决定时，在将无线设备的接收器配置成使用第一XO之前启用第一XO。在一些实施例中，该方法还包括在做出将无线设备的接收器配置成使用第一XO的决定时，如果在将无线设备的接收器配置成使用第一XO之后第二XO是活动的，则停用第二XO。在一些实施例中，在做出将无线设备的接收器配置成使用第二XO的决定时，根据该决定将无线设备的接收器配置成使用第一XO或第二XO包括将无线接收器设备配置成使用第二XO。此外，在一些实施例中，将无线设备的接收器配置成使用第二XO包括将无线设备的接收器的PLL连接到第二XO，并基于第二XO配置PLL使得由PLL控制的CO以期望的LO频率提供输出信号。在一些实施例中，该方法还包括在做出将无线设备的接收器配置成使用第二XO的决定时，在将无线设备的接收器配置成使用第二XO之前启用第一XO并启用第二XO。在一些实施例中，该方法还包括在做出将无线设备的接收器配置成使用第二XO的决定时，基于第一XO的输出得以调整第二XO。此外，在一些实施例中，在同步过程期间事先调谐第一XO，在该同步过程中，无线设备与无线通信系统中的无线电接入节点同步。在一些实施例中，该方法还包括在做出将无线设备的接收器配置成使用第二XO的决定时，在将无线设备的接收器配置成使用第二XO之后停用第一XO。在一些实施例中，该方法还包括检测可以触发无线设备的接收器使用第一XO和第二XO中的哪一个的改变的事件，并且做出关于将无线设备的接收器配置成使用第一XO还是第二XO的决定包括在检测到事件时做出该决定。在一些实施例中，做出关于将无线设备的接收器配置成使用第一XO还是第二XO的决定包括基于无线设备是否与无线网络同步来做出决定。此外，在一些实施例中，如果无线设备未与无线网络同步，则决定是使用第一XO，而如果无线设备与无线网络同步，则决定是使用第二XO。在一些实施例中，该方法还包括启用第一XO，将无线设备的接收器配置成使用第一XO，将无线设备的接收器配置成以载波频率fC操作，以及以载波频率fC执行初始小区搜索。此外，做出关于将无线设备的接收器配置成使用第一XO还是第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线设备(18)的操作方法，所述无线设备(18)包括以第一参考频率操作的第一参考晶体振荡器(26‑1)以及以大于所述第一参考频率的第二参考频率操作的第二参考晶体振荡器(26‑2)，所述操作方法包括：做出(100)关于将所述无线设备(18)的接收器(22)配置成使用所述第一参考晶体振荡器(26‑1)还是所述第二参考晶体振荡器(26‑2)的决定；以及根据所述决定将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置(104或114)成使用所述第一参考晶体振荡器(26‑1)或所述第二参考晶体振荡器(26‑2)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种无线设备(18)的操作方法，所述无线设备(18)包括以第一参考频率操作的第一参考晶体振荡器(26-1)以及以大于所述第一参考频率的第二参考频率操作的第二参考晶体振荡器(26-2)，所述操作方法包括：做出(100)关于将所述无线设备(18)的接收器(22)配置成使用所述第一参考晶体振荡器(26-1)还是所述第二参考晶体振荡器(26-2)的决定；以及根据所述决定将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置(104或114)成使用所述第一参考晶体振荡器(26-1)或所述第二参考晶体振荡器(26-2)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在做出(100)将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置成使用所述第一参考晶体振荡器(26-1)的所述决定后，根据所述决定将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置(104或114)成使用所述第一参考晶体振荡器(26-1)或所述第二参考晶体振荡器(26-2)包括将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置(104)成使用所述第一参考晶体振荡器(26-1)。3.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置(104)成使用所述第一参考晶体振荡器(26-1)包括将所述无线设备(18)的所述接收器(22)的锁相环(44)连接(104)到所述第一参考晶体振荡器(26-1)，并基于所述第一参考频率配置(104)所述锁相环(44)，使得由所述锁相环(44)控制的受控振荡器(46)以期望的本地振荡器频率提供输出信号。4.根据权利要求2或3所述的方法，还包括：在做出(100)将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置成使用所述第一参考晶体振荡器(26-1)的所述决定后，在将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置(104)成使用所述第一参考晶体振荡器(26-1)之前，启用(102)所述第一参考晶体振荡器(26-1)。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，还包括：在做出(100)将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置成使用所述第一参考晶体振荡器(26-1)的所述决定后，如果在将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置(104)成使用所述第一参考晶体振荡器(26-1)之后所述第二参考晶体振荡器(26-2)是活动的，则停用(106)所述第二参考晶体振荡器(26-2)。6.根据权利要求1所述的方法，其中，在做出(100)将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置成使用所述第二参考晶体振荡器(26-2)的所述决定后，根据所述决定将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置(104或114)成使用所述第一参考晶体振荡器(26-1)或所述第二参考晶体振荡器(26-2)包括将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置(114)成使用所述第二参考晶体振荡器(26-2)。7.根据权利要求6所述的方法，其中：将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置(114)成使用所述第二参考晶体振荡器(26-2)包括将所述无线设备(18)的所述接收器(22)的锁相环(44)连接(114)到所述第二参考晶体振荡器(26-2)，并基于所述第二参考频率配置(114)所述锁相环(44)，使得由所述锁相环(44)控制的受控振荡器(46)以期望的本地振荡器频率提供输出信号。8.根据权利要求6或7所述的方法，还包括：在做出(100)将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置成使用所述第二参考晶体振荡器(26-2)的所述决定后，在将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置(104)成使用所述第二参考晶体振荡器(26-2)之前，启用(108)所述第一参考晶体振荡器(26-1)并启用(110)所述第二参考晶体振荡器(26-2)。9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，还包括：在做出(100)将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置成使用所述第二参考晶体振荡器(26-2)的所述决定后，使得(112)基于所述第一参考晶体振荡器(26-1)的输出进行所述第二参考晶体振荡器(26-2)的调整。10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述无线设备(18)与无线通信系统(10)中的无线电接入节点(14)相同步的同步过程期间，预先调谐所述第一参考晶体振荡器(26-1)。11.根据权利要求6至10中任一项所述的方法，还包括：在做出(100)将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置成使用所述第二参考晶体振荡器(26-2)的所述决定后，停用(116)所述第一参考晶体振荡器(26-1)。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，还包括：检测(118)能够触发所述无线设备(18)的所述接收器(22)对所述第一参考晶体振荡器(26-1)和所述第二参考晶体振荡器(26-2)中哪一个进行使用发生改变的事件；以及做出(100)关于将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置成使用所述第一参考晶体振荡器(26-1)还是所述第二参考晶体振荡器(26-2)的所述决定包括在检测到(118)所述事件后做出(100)所述决定。13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，做出(100)关于将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置成使用所述第一参考晶体振荡器(26-1)还是所述第二参考晶体振荡器(26-2)的所述决定包括基于所述无线设备(18)是否与无线网络同步来做出(100)所述决定。14.根据权利要求13所述的方法，其中，如果所述无线设备(18)未与无线网络同步，则所述决定是使用所述第一参考晶体振荡器(26-1)，而如果所述无线设备(18)与无线网络同步，则所述决定是使用所述第二参考晶体振荡器(26-2)。15.根据权利要求1所述的方法，还包括：启用(200)所述第一参考晶体振荡器(26-1)；将所述无线设备(18)的所述接收器(22)配置(200)成使用所...

【专利技术属性】
技术研发人员：本特·林多夫，马格努斯·阿斯特罗姆，拉尔斯·桑德斯特罗姆，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE