数字锁相环内部的杂波频率估计制造技术

提供了被配置为消除锁相环(PLL)系统中的杂波的系统和方法。被配置为消除PLL系统中的杂波的方法包括：从PLL系统接收PLL信号；基于接收到的PLL信号确定接收到的PLL信号中的杂波的估计杂波频率；以及基于估计杂波频率消除接收到的PLL信号中的杂波。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数字锁相环内部的杂波频率估计
本公开涉及诸如3GPP、4G、LTE、和5G的无线通信以及用于诸如WiFi、802.11ac、802.11ax的标准的无线局域网(WLAN)通信系统的领域，尤其涉及用于减少这些系统中的锁相环(PLL)中的杂波的影响的方法和装置。
技术介绍
锁相环(PLL)被广泛地用在通信系统(用于频率合成、载波与时钟和数据恢复的同步)、雷达系统、数字系统音调解码器和高速微处理器中的时钟树、视频信号和很多其他应用中。PLL通常以数字锁相环(DPLL)的形式用在数字信号处理系统中。PLL在现代通信设备中的一个主要应用是在执行频率生成的频率合成器中。频率生成是在发射机和接收机二者中执行的重要功能，用于基带和RF信号的精确频率变换。杂波(spur)是会劣化频率合成器的性能从而劣化设备的性能的意外信号。例如，在发射机中，频率合成器通常必须被设计为处理用于频谱屏蔽抑制的低杂散发射并保持适当的符号构造，以降低误差向量幅度(EVM)。对于接收机，频率合成器还必须展现出低杂散生成，以在避免诸如相互混频之类的效应的同时对期望信号进行下转换并保持可接受的信噪比。低杂散输出在载波和数据恢复电路中也是很重要的，其中，恢复出的载波的信噪比在载波和数据恢复电路中是重要的。本文描述的实施例涉及控制数字PLL中的杂散输出的方法。附图说明下面，将仅通过示例描述电路、装置、和/或方法的一些示例。在上下文中，将参考附图。图1示出了包括频率生成系统的示例性PLL架构，其中，该频率生成系统具有确定估计杂波频率的杂波频率估计电路。图2示出了包括频率生成系统的另一示例性DPLL架构，其中，该频率生成系统具有确定估计杂波频率的杂波频率估计电路。图2A描绘了相位误差信号的数字快速傅里叶变换(DFT)，以示出由图2的杂波频率估计电路中的示例处理电路执行的分析。图3示出了概述用于估计用于消除PLL中的杂波的杂波频率的示例方法的流程图。图4示出了根据所描述的各个方面的包括PLL系统的示例用户装备设备，其中，该PLL系统包括反杂波系统。具体实施方式接收机或发射机系统中的大多数常见杂波来源之一在PLL子系统中。杂波可以由除法器电路或分数除法器电路在PLL子系统中生成。杂波也可以在VCO或数字控制振荡器(NCO)、相位检测器、和/或时间数字转换器(TDC)中生成。已经在参考信号上的输入杂波(称为参考杂波)也会导致PLL杂波。杂波可以被从电源注入到PLL系统。这些杂波在电子设备采用(需要通常会在电源线上产生杂波的开关的)DC到DC转换器时更常见。通常，杂波由PLL中会导致轻微的过度校正或不足校正周期出现的某些机构创建。利用数字系统和数字PLL，杂波还会由量化效应和取整误差导致。已经存在用于减轻杂波的各种方法，例如，增大设备的分辨率或增加抖动信号以打破周期性。但是，增大数字设备的分辨率需要更大的功率和芯片面积，并且不总是会影响杂波。抖动技术仅在某些情况下可用，并且大部分情况下也不能减少杂波。另外，抖动实际上会将伪随机噪声注入到环路中以打破周期性，因此任何杂波减少都是以增加噪声基底为代价的。其他尝试在发送或接收链中包括陷波滤波器，这由于需要高度选择而难以实现。另外，陷波滤波器不容易被调谐到不同的频率，而这在合成器的工作条件改变时是必需的。一些杂波消除系统通过向PLL注入外部生成的校正项(称为“反杂波信号”)来减轻或消除PLL中的杂波。创建具有与PLL中存在的不期望的杂波相同的幅度、相位、和频率的反杂波信号。确定反杂波信号，以使所得出的和值(PLL信号中的杂波+反杂波信号)将变为零。如果反杂波具有正确的幅度、频率、和相位，则在反杂波被注入到环路中时，不期望的杂波被消除。确定反杂波信号具有与预期杂波相同的增益和相位(或者替代地，预期杂波的相同增益和反相位)。这些杂波消除技术利用预先编程的“预期”杂波频率，该杂波频率是基于例如设备中的发射机/接收机的期望工作频率和/或期望杂波源而选择的先验频率。尽管预定的期望杂波频率的使用在很多实例中提供了足够的杂波消除，但是现代设备显示出了在设计时选择预先编程的杂波频率的额外挑战。例如，在802.11ax标准中，客户端(STA)被要求相对于触发器帧对基于触发器的帧(多用户OFDMA-UL)执行采样频率偏移(SFO)和中心频率偏移(CFO)校正，以最小化ICI和用户间干扰。这种CFO频率校正通常是通过重新调谐设备的DPLL进行的。在这种重新调谐操作之后，杂波频率位置可能会移到新位置，并且除非杂波消除系统考虑了杂波频率位置的改变，否则杂波不会被有效消除。本文描述了基于来自PLL的信号来估计PLL中的杂波的杂波频率的系统、方法、和电路。这样，可以直接根据从PLL或DPLL接收到的诸如相位误差信号之类的信号来估计杂波频率。在一些情况下，这可以提高依赖于期望杂波频率生成反杂波信号的杂波消除系统的精确度。在其他情况下，像802.11ax基于触发器的帧一样，这可以使能杂波消除系统继续消除杂波(就像杂波频率已知为先验频率一样)。现在将参考附图描述本公开，其中，相同的参考标号用于指代相同的元件，并且所示出的结构和设备不一定是按比例画出的。本文使用的术语“模块”、“组件”、“系统”、“电路”、“元件”、“切片”、“电路”等用于指代一个或多个电子组件、计算机相关实体、硬件、软件(例如，执行中)、和/或固件的集合。例如，电路或类似术语可以是处理器、处理器上运行的处理、控制器、对象、可执行程序、存储设备、和/或具有处理设备的计算机。例如，服务器上运行的应用和服务器也可以是电路。一个或多个电路可以驻留在相同的电路中，并且电路可以位于一个计算机上和/或分布在两个以上计算机之间。本文中可以描述元件集或其他电路集，其中，术语“集”可以理解为“一个或多个”。作为另一示例，电路或类似术语可以是具有由电路或电子电路操作的机械部件提供的具体功能的装置，其中，该电路或电子电路可以由一个或多个处理器执行的固件应用或软件应用操作。一个或多个处理器可以在装置内部或外部，并且可以执行软件或固件应用的至少一部分。作为又一示例，电路可以是通过电子组件而不通过机械部件提供具体功能的装置；电子组件可以包括执行至少部分地赋予电子组件的功能的软件和/或固件的一个或多个处理器。将理解的是，当某元件被称为“电连接”或“电耦合”到另一元件时，其可以物理连接或耦合到另一元件，以使得电流和/或电磁辐射(例如，信号)可以延着由这些元件形成的导电路径流动。介于中间的导电元件、电感元件、或电容元件在被描述为相互电耦合或电连接时，这些元件可以存在于该元件和另一元件之间。另外，当相互电耦合或电连接时，一个元件能够在没有物理接触或介于中间的组件的情况下，引导另一元件中的电压或电流流动或电磁波的传播。另外，当电压、电流、或信号被称为“应用于”某个元件时，该电压、电流、或信号可以通过物理连接或者通过不涉及物理连接的电容、电磁、或电感耦合被引导到该元件。单词“示例性”的使用用于给出具体概念。本文中使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种频率生成系统，包括：/n杂波频率估计电路，被配置为：/n从锁相环(PLL)接收PLL信号；/n基于接收到的PLL信号，确定所述接收到的PLL信号中的杂波的估计杂波频率；以及/n反杂波电路，被配置为基于所述估计杂波频率，消除所述接收到的PLL信号中的所述杂波。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种频率生成系统，包括：
杂波频率估计电路，被配置为：
从锁相环(PLL)接收PLL信号；
基于接收到的PLL信号，确定所述接收到的PLL信号中的杂波的估计杂波频率；以及
反杂波电路，被配置为基于所述估计杂波频率，消除所述接收到的PLL信号中的所述杂波。


2.根据权利要求1所述的频率生成系统，其中，所述接收到的PLL信号包括由所述PLL的相位检测器生成的相位误差信号。


3.根据权利要求1所述的频率生成系统，其中，所述杂波频率估计电路包括处理电路，该处理电路被配置为：
分析所述接收到的PLL信号的傅里叶变换(FT)；
确定频率，所述接收到的PLL信号的所述FT在所述频率处超过阈值；以及
确定所述估计杂波频率为所述接收到的PLL信号的所述FT超过所述阈值的所述频率。


4.根据权利要求1所述的频率生成系统，其中，所述杂波频率估计电路包括处理电路，该处理电路被配置为应用参数算法确定所述估计杂波频率。


5.根据权利要求1所述的频率生成系统，其中，所述接收到的PLL信号是数字信号。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的频率生成系统，其中：
所述反杂波电路被配置为基于所述估计杂波频率，生成反杂波信号；并且
所述频率生成系统包括注入电路，该注入电路被配置为将所述反杂波信号注入所述PLL，以消除所述PLL信号中的所述杂波。


7.根据权利要求6所述的频率生成系统，其中，所述注入电路被配置为基于选择输入来选择第一反杂波信号路径或第二反杂波信号路径，其中，所述注入电路包括：
第一加法器元件，连接到所述第一反杂波信号路径并且放置在所述PLL的相位检测器的输入端处；以及
第二加法器元件，连接到所述第二反杂波信号路径并且放置在所述PLL的低通滤波器的输出端处。


8.一种被配置为消除锁相环(PLL)系统中的杂波的方法，包括：
从所述PLL系统接收PLL信号；
基于接收到的PLL信号，确定所述接收到的PLL信号中的杂波的估计杂波频率；以及
基于所述估计杂波频率，消除所述接收到的PLL信号中的所述杂波。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述接收包括接收由所述PLL的相位检测器生成的相位误差信号。


10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述确定包括：
分析所述接收到的PLL信号的傅里叶变换(FT)；
确定频率，所述接收到的PLL信号的所述FT在所述频率处超过阈值；以及
确定所述估计杂波频率为所述接收到的PLL信号的所述FT超过所述阈值的所述频率。


11.根据权利要求10所述的方法，包括：应用参数算法确定所述估计杂波频率。


12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述接收到的PLL信号是数字信号。


13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，还包括：
基于所述估计杂波频率生成反杂波信号；以及
将所述反杂波信号注入所述PLL，以消除所述PLL信号中的所述杂波。


14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
基于选择输入来选择第一反杂波信号路径或第二反杂波信号路径；

【专利技术属性】
技术研发人员：罗特姆·雅维维，迈克尔·肯纳，亚尔·达加尼，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US