DE102018121318A1

DE102018121318A1 - Vorrichtung und verfahren zum erzeugen eines oszillationssignals, mobilkommunikationssysteme und mobilgerät

Info

Publication number: DE102018121318A1
Application number: DE102018121318.2A
Authority: DE
Inventors: Tobias Buckel; Peter Preyler; Thomas Mayer
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2018-08-31
Publication date: 2020-03-05
Also published as: US20210218406A1; US11258451B2; WO2020046503A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Oszillationssignals wird bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst einen Eingang, der zum Empfangen eines ersten Referenzoszillationssignals ausgebildet ist, und eine Phasendetektorschaltung, die zum Bestimmen eines Phasendrifts des ersten Referenzoszillationssignals in Bezug auf ein zweites Referenzoszillationssignal ausgebildet ist. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Phasenverschieberschaltung, die ausgebildet ist, um das Oszillationssignal basierend auf dem ersten Referenzoszillationssignal und einem Steuersignal zu erzeugen. Das Steuersignal basiert auf dem Phasendrift und einem Frequenzsteuersignal, das Steuerdaten für die Phasenverschieberschaltung zum Einstellen einer Frequenz des Oszillationssignals auf eine gewünschte Frequenz umfasst.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das Erzeugen (Synthetisieren) von Oszillationssignalen. Insbesondere beziehen sich die Beispiele auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen eines Oszillationssignals, Mobilkommunikationssysteme und ein Mobilgerät.
Hintergrund
Üblicherweise wird für jedes gleichzeitig zu erzeugende Lokaloszillatorsignal eine dedizierte Phasenregelschleife (Phase-Locked Loop; PLL) verwendet. Für jeden Lokaloszillator wird ein dedizierter Radiofrequenz- (RF-) Oszillator benötigt. Das kostet viel Platz. Darüber hinaus macht die Verwendung eines LC-Tanks als digital gesteuerter Oszillator (Digital Controlled Oscillator; DCO) in der PLL das System anfällig für elektromagnetische Kopplung, wenn mehrere PLLs gleichzeitig betrieben werden. Wenn für die PLL eine Zweipunktmodulation verwendet wird, ist eine präzise Verzögerungs- und Verstärkungs-Anpassung problematisch.
Somit besteht ein Bedarf für eine verbesserte Oszillationssignalerzeugungs-Architektur.
Figurenliste
Nachfolgend werden einige Beispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren ausschließlich beispielhaft und Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen gilt:

1 stellt ein erstes Beispiel einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Oszillationssignals dar;
2 stellt ein zweites Beispiel einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Oszillationssignals dar;
3 stellt stellt ein drittes Beispiel einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Oszillationssignals dar;
4 stellt ein viertes Beispiel einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Oszillationssignals dar;
5 stellt ein Beispiel eines Mobilkommunikationssystems dar;
6 stellt ein erstes Beispiel einer Skizze eines Phasenrauschens dar;
7 stellt ein zweites Beispiel einer Skizze eines Phasenrauschens dar;
8 stellt ein drittes Beispiel einer Skizze eines Phasenrauschens dar;
9 stellt ein Beispiel eines Mobilgeräts dar, umfassend ein Mobilkommunikationssystem; und
10 stellt ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens zum Erzeugen eines Oszillationssignals dar.

Detaillierte Beschreibung
Verschiedene Beispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Beispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Stärken von Linien, Schichten und/oder Bereichen zur Verdeutlichung übertrieben sein.
Während sich weitere Beispiele für verschiedene Modifikationen und alternative Formen eignen, sind dementsprechend einige bestimmte Beispiele derselben in den Figuren gezeigt und werden nachfolgend ausführlich beschrieben. Allerdings beschränkt diese detaillierte Beschreibung weitere Beispiele nicht auf die beschriebenen bestimmten Formen. Weitere Beispiele können alle Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken, die in den Schutzbereich der Offenbarung fallen. Gleiche oder ähnliche Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung der Figuren auf gleiche oder ähnliche Elemente, die bei einem Vergleich miteinander identisch oder in modifizierter Form implementiert sein können, während sie die gleiche oder eine ähnliche Funktion bereitstellen.
Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, die Elemente direkt, oder über ein oder mehrere Zwischenelemente, verbunden oder gekoppelt sein können. Wenn zwei Elemente A und B unter Verwendung eines „oder“ kombiniert werden, ist dies so zu verstehen, dass alle möglichen Kombinationen offenbart sind, d. h. nur A, nur B sowie A und B, sofern dies nicht explizit oder implizit anderweitig angegeben ist. Eine alternative Formulierung für die gleichen Kombinationen ist „zumindest eines von A und B“ oder „A und/oder B“. Das Gleiche gilt, mutatis mutandis, für Kombinationen von mehr als 2 Elementen.
Die Terminologie, die hierin zu dem Zweck des Beschreibens bestimmter Beispiele verwendet wird, soll nicht begrenzend für weitere Beispiele sein. Wenn eine Singularform, z. B. „ein, eine“ und „der, die, das“ verwendet wird und die Verwendung nur eines einzelnen Elements weder explizit noch implizit als verpflichtend definiert ist, können weitere Beispiele auch mehrere Elemente verwenden, um die gleiche Funktion zu implementieren. Wenn eine Funktion nachfolgend als unter Verwendung mehrerer Elemente implementiert beschrieben ist, können weitere Beispiele die gleiche Funktion unter Verwendung eines einzelnen Elements oder einer einzelnen Verarbeitungsentität implementieren. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke „umfasst“, „umfassend“, „weist auf“ und/oder „aufweisend“ bei Verwendung die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Prozesse, Handlungen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht die Anwesenheit oder Hinzufügung eines/einer oder mehrerer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Handlungen, Elemente, Komponenten und/oder einer beliebigen Gruppe davon ausschließen.
Sofern nicht anderweitig definiert, werden alle Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) hier in ihrer üblichen Bedeutung des Gebiets verwendet, zu dem die Beispiele gehören.
1 stellt eine Vorrichtung 100 zum Erzeugen eines Oszillationssignals 103 dar. Die Vorrichtung 100 umfasst einen Eingang 110, der ausgebildet ist, um ein erstes Referenzoszillationssignal 101 zu empfangen. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 100 eine Phasendetektorschaltung 120, die ausgebildet ist, um einen Phasendrift 121 des ersten Referenzoszillationssignals 101 in Bezug auf ein zweites Referenzoszillationssignals 102 zu bestimmen. Der Phasendrift 121 des ersten Referenzoszillationssignals 101 in Bezug auf ein zweites Referenzoszillationssignal 102 bezeichnet die Phasenwechselzeit des ersten Referenzoszillationssignals 101 im Vergleich zu dem zweiten Referenzoszillationssignal 102.
Die Vorrichtung 100 umfasst zusätzlich eine Phasenverschieberschaltung 130, die ausgebildet ist, um das Oszillationssignal 103 basierend auf dem ersten Referenzoszillationssignal 101 und einem Steuersignal 105 zu erzeugen. Das Steuersignal 105 steuert die Modifikation von Signalflankenpositionen in dem ersten Referenzoszillationssignal 101 durch die Phasenverschieberschaltung 130, um eine Phase und/oder eine Frequenz des ersten Referenzoszillationssignals 101 zu modifizieren. Das modifizierte erste Referenzoszillationssignal wird als Oszillationssignal 103 durch die Phasenverschieberschaltung 130 ausgegeben. Bei einigen Beispielen wird nicht das erste Referenzoszillationssignal 101 selbst, sondern ein aus dem ersten Referenzoszillationssignal 101 hergeleitetes Signal (z.B. mit einer niedrigeren Frequenz) durch die Phasenverschieberschaltung 130 basierend auf dem Steuersignal 105 modifiziert. Das Steuersignal 105 basiert auf dem Phasendrift 121 und einem Frequenzsteuersignal 104, das Steuerdaten für die Phasenverschieberschaltung 130 zum Einstellen einer Frequenz des Oszillationssignals 103 auf eine gewünschte Frequenz umfasst.
1 veranschaulicht eine Kombiniererschaltung 140, um zu visualisieren, dass das Steuersignal 105 auf dem Phasendrift 121 und dem Frequenzsteuersignal 104 basiert. Es ist jedoch zu beachten, dass anstelle des bestimmten Phasendrifts 121 selbst auch ein aus dem Phasendrift 121 hergeleitetes Signal mit dem Frequenzsteuersignal 104 zur Erzeugung des Steuersignals 105 kombiniert werden kann.
Die Vorrichtung 100 kann es erlauben, einen Oszillator zu erweitern, der das erste Referenzoszillationssignal 101 mit einem feedforward-gesteuerten Phasenverschieber und einer Phasendetektion bereitstellt. Dies kann eine Phasen- und Frequenzfehlerunterdrückung sowie die Erzeugung zusätzlicher Frequenzen für das Oszillationssignal 103 ermöglichen. Darüber hinaus kann das zweite Referenzoszillationssignal 102 die Synchronisation der Vorrichtung 100 ohne die Notwendigkeit einer PLL ermöglichen, die eine flächen- und leistungsaufwändige DCO-Struktur erfordert.
Wie vorstehend ausgeführt, kann das Steuersignal 105 durch Kombinieren des Frequenzsteuersignals 104 mit einem von dem Phasendrift 121 hergeleiteten Signal erzeugt werden. Eine entsprechende Vorrichtung 200 zum Erzeugen des Oszillationssignals 103 ist in 2 dargestellt. Im Vergleich zu der in 1 dargestellten Vorrichtung 100 umfasst die Vorrichtung 200 zusätzlich eine Filterschaltung 150, die ausgebildet ist, um ein Phasenfehlersignal 151 basierend auf dem Phasendrift 121 zu erzeugen. Die Signalkombiniererschaltung 140 ist entsprechend ausgebildet, um das Phasenfehlersignal 151 und das Frequenzsteuersignal 104 zu dem Steuersignal 105 zu kombinieren.
Die Filterschaltung 150 kann zum Modifizieren, Formen oder Reduzieren des Phasenrauschens in dem Oszillationssignal 103 durch Formen des Phasendrifts 121 (siehe untenstehende Beschreibung der 6 bis 8) verwendet werden. So kann beispielsweise die Filterschaltung 150 eine Tiefpassfiltercharakteristik oder eine Kerbfiltercharakteristik aufweisen.
Wie in 2 dargestellt, kann die Phasenverschieberschaltung 130 ein Digital-Zeit-Wandler (DTC; Digital-to-Time Converter) sein.
Weiter dargestellt in 2 ist der Oszillator 206 zum Erzeugen des ersten Referenzoszillationssignals 101. Der Oszillator 206 kann z.B. ein freilaufender Oszillator sein. Ein freilaufender Oszillator ist ein Oszillator, der ohne eine Referenz läuft (arbeitet). Der Oszillator 206 kann bei einigen Beispielen als ein einzelner Oszillator implementiert sein. Bei anderen Beispielen können mehrere Oszillatoren für den Oszillator 206 verwendet werden und ihre Oszillationssignale können mit dem ersten Referenzoszillationssignal 101 kombiniert (z.B. gemittelt) werden. Der Oszillator 206 kann einen hohen Qualitätsfaktor aufweisen, so dass das erste Referenzoszillationssignal 101 ein geringes Phasenrauschen aufweist. Mit anderen Worten, der Oszillator 206 kann ein High-Q-Oszillator sein. Die Frequenz des ersten Referenzoszillationssignals 101 kann irgendeine Frequenz sein. Bei einigen Beispielen kann die Frequenz des ersten Referenzoszillationssignals 5, 10, 15, 15, 20 oder 25 GHz überschreiten. Das heißt, der Oszillator 206 kann bei einigen Beispielen ein Millimeterwellen-RF-Oszillator sein.
2 stellt den vorgeschlagenen Oszillationssignal-Generator in einer Konfiguration dar, in der der freilaufende High-Q-Millimeterwellen-RF-Oszillator 206 das unmodulierte Trägersignal 101 erzeugt, das dem DTC 130 zugeführt wird.
Der Phasendetektor 120 wird verwendet, um das Driften des freilaufenden Oszillators 206 in Phase und Frequenz im Vergleich zu dem (gemeinsamen) Referenztaktsignal 102 zu messen. Der Phasenfehler 121 wird in einer nachfolgenden (digitalen) Tiefpassfilterstruktur 150 weiter geformt, die das Phasenfehlerunterdrückungssignal 151 erzeugt. Der DTC 130 verschiebt die Phase des Millimeterwellensignals 101 in Abhängigkeit von dem Unterdrückungssignal 151 und der gewünschten Trägerfrequenz, die durch das Phasenrampensignal 104 angezeigt wird.
Das durch den freilaufenden Oszillator 206 verursachte Rauschen und der Phasendrift werden durch die Feedforward- (Vorwärts-) Subtraktion unterdrückt. Die Verzögerung in dem Unterdrückungspfad, die von der Filtergruppen-Verzögerung dominiert wird, kann die Unterdrückungsverstärkung begrenzen. So kann beispielsweise die Unterdrückungsverstärkung bei 0 dB unterhalb der Filtergrenzfrequenz beginnen und sich mit -20 dB/Dekade mal der Filterordnung in Richtung hin zu höheren Frequenzen entwickeln. Mit anderen Worten kann das Filter 150 einem Tiefpassfilterverhalten ähneln.
3 stellt eine andere Vorrichtung 300 zum Erzeugen des Oszillationssignals 103 dar. Im Vergleich zu der in 2 dargestellten Vorrichtung 200 ermöglicht die Vorrichtung 300 ferner die Phasenmodulation des Oszillationssignals 103. Insbesondere basiert das Steuersignal 105 ferner auf einem Modulationssteuersignal 307, das Steuerdaten für die Phasenverschieberschaltung 130 zum Einstellen einer Phase des Oszillationssignals 103 gemäß einer gewünschten Phasenmodulation umfasst. Wie in 3 angezeigt ist, kann die Signalkombiniererschaltung 140 entsprechend ausgebildet sein, um das Phasenfehlersignal 151, das Frequenzsteuersignal 104 und das Modulationssteuersignal 307 zu dem Steuersignal 105 zu kombinieren.
Die zusätzliche Phasenmodulation des Oszillationssignals 103 kann z.B. bei der Verwendung der Vorrichtung 300 in einem Sender oder Sendeempfänger zur RF-Sendesignal-Erzeugung von Vorteil sein. Der DTC 130 verschiebt die Phase des Trägersignals 101 in Abhängigkeit von der digitalen Eingabe 105, was die Summe der Phasenmodulation 307, der idealen LO-Phasenrampe 104 und des Unterdrückungssignals 151 ist. Die vorgeschlagene Feedforward-Steuerung kann es ermöglichen, die Verwendung konventioneller Rückkopplungs- (Feedback-) Schleifen mit Zweipunktmodulation zu vermeiden. Dementsprechend können die Verzögerungs- und Verstärkungs-Anpassungsprobleme der Zweipunktmodulation vermieden werden.
4 veranschaulicht eine detailliertere Struktur eines Phasenmodulators gemäß der vorgeschlagenen Architektur.
Die in 4 dargestellte Vorrichtung 400 umfasst einen Eingang 110 zum Empfangen des ersten Referenzoszillationssignals 101 von dem Oszillator 206. Vor dem Vergleichen des ersten Referenzoszillationssignals 101 mit dem zweiten Referenzoszillationssignal 102 wird das erste Referenzoszillationssignal 101 frequenzgeteilt, um eine Signalverarbeitung mit geringerer Geschwindigkeit zu ermöglichen. Daher ist eine erste Frequenzteilerschaltung 460 zwischen den Eingang 110 und die Phasenverschieberschaltung 130 (z.B. einen DTC) gekoppelt. Die erste Frequenzteilerschaltung 460 ist ausgebildet, um ein drittes Referenzoszillationssignal 461 basierend auf dem ersten Referenzoszillationssignal 101 (und einem Teilersteuerwort N_PDIV ) zu erzeugen. Die Frequenz des dritten Referenzoszillationssignals 461 ist niedriger als die Frequenz des ersten Referenzoszillationssignals 101.
Das Beispiel von 4 verwendet eine Multi-Modulus-Teiler- (MMD-; Multi-Modulus Divider) Schaltung 465, um eine fraktionale Teilung des Oszillatorsignals für die Phasendetektion mit einem Zeit-zu-Digital-Wandler (TDC; Time-to-Digital Converter) zu ermöglichen. Die MMD-Schaltung 465 ist ausgebildet, um ein viertes Referenzoszillationssignal 466 basierend auf dem dritten Referenzoszillationssignal 461 und einem Teilersteuerwort 471 zu erzeugen. Die Frequenz des vierten Referenzoszillationssignals 466 ist niedriger als die Frequenz des dritten Referenzoszillationssignals 461. Der TDC, der als Phasendetektor 120 verwendet wird, ist ausgebildet, um den Phasendrift 121 durch Vergleichen des vierten Referenzoszillationssignals 466 mit dem zweiten Referenzoszillationssignals 102 zu bestimmen. Die Frequenz des zweiten Referenzoszillationssignals 102 ist niedriger als die Frequenz des ersten Referenzoszillationssignals 101.
Die Vorrichtung 400 umfasst ferner eine mehrstufige Rauschformungs- (MASH-; multistage noise shaping) Sigma-Delta-Modulatorschaltung 470, die ausgebildet ist, um das Teilersteuerwort 471 basierend auf einem Frequenzsteuerwort 408 zu erzeugen. Das Frequenzsteuerwort 408 basiert auf dem Frequenzsteuersignal 104. So kann beispielsweise das Frequenzsteuerwort 408 aus dem Frequenzsteuersignal 104 hergeleitet werden.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung 400 eine Quantisierungsrauschenunterdrückungsschaltung 475 zum Mildern (Reduzieren) des Quantisierungsrauschens, das durch die MASH Sigma-Delta-Modulatorschaltung 470 eingeführt wurde. Die Quantisierungsrauschenunterdrückungsschaltung 475 ist ausgebildet, um einen Quantisierungsfehler 476 des Teilersteuerworts 471 in Bezug auf das Frequenzsteuerwort 408 zu bestimmen. Wie in 4 dargestellt, kann die Unterdrückungsschaltung 475 beispielsweise eine Subtrahiererschaltung 477 umfassen, die ausgebildet ist, um den Quantisierungsfehler 476 durch Subtraktion des Teilersteuerworts 471 und des Frequenzsteuerworts 408 voneinander zu bestimmen. Die Quantisierungsrauschenunterdrückungsschaltung 475 ist ferner ausgebildet, um ein Quantisierungsrauschenunterdrückungssignal 478 basierend auf dem Quantisierungsfehler 476 zu erzeugen. So kann beispielsweise die Unterdrückungsschaltung 475 eine MASH-Rauschunterdrückungs- (MNC-) Schaltung 479 umfassen, die ausgebildet ist, um ein Rauschformen des Quantisierungsfehles 476 zur Erzeugung des Quantisierungsrauschenunterdrückungssignals 478 auszuführen.
Das Quantisierungsrauschenunterdrückungssignal 478 und der Phasendrift 121 werden anschließend durch die Kombiniererschaltung 480 und den Eingang zu der Filterschaltung 150 kombiniert. Dementsprechend erzeugt die Filterschaltung 150 das Phasenfehlersignal 151 basierend auf dem Phasenfehlersignal 121 und dem Quantisierungsrauschenunterdrückungssignal 478.
Mit anderen Worten, der MMD 465 wird von der MASH-Sigma-Delta-Modulatorschaltung 471 gespeist und das Quantisierungsrauschen wird nach dem TDC 120 digital unterdrückt.
Das Phasenfehlersignal 151 wird anschließend mit dem Frequenzsteuersignal 104 und dem Modulationssteuersignal 307 mittels der Signalkombiniererschaltung 481 und 482 zu dem Steuersignal 105 kombiniert.
Um hohe Frequenzen des Oszillationssignals 103 zu ermöglichen, wird die Abtastrate des Steuersignals 105 an die gewünschte Frequenz des Oszillationssignals 103 angepasst. Daher umfasst die Vorrichtung 400 eine Abtastratenwandlerschaltung 485 (z.B. einen fraktionalen Abtastratenwandler, Fractional Sample Rate Converter, FSRC), die ausgebildet ist, um das Steuersignal 105 basierend auf einem Abtastraten-Steuersignal 491, das aus dem Oszillationssignal 103 hergeleitet ist, aufwärts abzutasten. Eine zweite Frequenzteilerschaltung 490 ist ausgebildet, um das Abtastratensteuersignal 491 durch Frequenzteilung des Oszillationssignals 103 unter Verwendung des Teilersteuerworts N_FDIV zu erzeugen.
Die Phasenverschieberschaltung 130 (hier ein DTC) empfängt das aufwärts abgetastete Steuersignal 486 und das dritte Referenzoszillationssignal 461 zum Erzeugen des Oszillationssignals 103. Mit anderen Worten, das kombinierte Phasenverschiebungssignal 105 wird unter Verwendung eines FSRC auf eine von dem Oszillationssignal 103 hergeleitete Taktrate aufwärts abgetastet.
Durch die Reduzierung der Taktrate für die Feedforward-Schleife kann ein Leistungsverbrauch der Vorrichtung 400 reduziert werden. Weiterhin kann bei Verwendung eines Hochfrequenz-Oszillationssignals für das erste Referenzoszillationssignal 101 (z.B. mit einer Frequenz von 25 GHz oder mehr) die Reduzierung der Taktrate die Verwendung eines DTC für die Phasenverschieberschaltung und eines TDC für den Phasendetektor erlauben, da die Frequenz des ersten Referenzoszillationssignals 101 auf die von dem DTC und TDC verarbeitbaren Taktraten reduziert werden kann.
5 veranschaulicht ferner ein Mobilkommunikationssystem 500 mit Oszillationssignalerzeugung gemäß der vorgeschlagenen Architektur. Das System 500 umfasst zwei Sendeempfänger 510, 520 und einen Basisband-Chip 530, die durch einen gemeinsamen Referenztakt 540 synchronisiert werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die Sendeempfänger 510 und 520 nur Beispiele für eine Kommunikationsschaltungsanordnung sind. Bei einigen Beispielen können die Sendeempfänger 510 und 520 alternativ Sender oder Empfänger sein.
Der Sendeempfänger 510 umfasst eine erste Vorrichtung 511 zum Erzeugen eines Oszillationssignals gemäß der vorgeschlagenen Architektur. Weiterhin umfasst der Sendeempfänger 510 eine zweite Vorrichtung 512 zum Erzeugen eines Oszillationssignals gemäß der vorgeschlagenen Architektur. Der Sendeempfänger umfasst einen ersten Oszillator 513, der mit der ersten Vorrichtung 511 gekoppelt und ausgebildet ist, um das erste Referenzoszillationssignal für die erste Vorrichtung 511 zu erzeugen. Ähnlich umfasst der Sendeempfänger einen zweiten Oszillator 514, der mit der zweiten Vorrichtung 512 gekoppelt und ausgebildet ist, um das erste Referenzoszillationssignal für die zweite Vorrichtung 512 zu erzeugen. So können beispielsweise der erste Oszillator 513 und/oder der zweite Oszillator 514 freilaufende Oszillatoren sein.
Der Sendeempfänger 520 umfasst eine erste Vorrichtung 521 zum Erzeugen eines Oszillationssignals gemäß der vorgeschlagenen Architektur. Weiterhin umfasst der Sendeempfänger 520 eine zweite Vorrichtung 522 zum Erzeugen eines Oszillationssignals gemäß der vorgeschlagenen Architektur. Der Sendeempfänger umfasst einen Oszillator 523, der mit der ersten Vorrichtung 521 und der zweiten Vorrichtung 521 gekoppelt ist. Der Oszillator 523 ist ausgebildet, um das erste Referenzoszillationssignal sowohl für die erste Vorrichtung 521 als auch für die zweite Vorrichtung 522 zu erzeugen.
Der Referenzoszillator 540 des Mobilkommunikationssystems 500 ist mit den ersten Vorrichtungen 511, 521 und den zweiten Vorrichtungen 512, 522 der beiden Sendeempfänger 510 und 520 gekoppelt. Der Referenzoszillator 540 erzeugt das zweite Referenzoszillationssignal für die ersten Vorrichtungen 511, 521 und die zweiten Vorrichtungen 512, 522 der beiden Sendeempfänger 510 und 520.
Wie in 5 dargestellt ist, kann ein Sendeempfänger entweder einen gemeinschaftlich verwendeten High-Q-RF-Oszillator verwenden oder eine Mehrzahl derselben implementieren, die alle unter Verwendung des vorgeschlagenen Feedforward-Phasenfehlerunterdrückungsverfahrens synchronisiert werden.
Auch der Datenaustausch des Basisbandprozessors 530 mit den Sendeempfängern 510 und 520 wird durch das zweite Referenzoszillationssignal synchronisiert, das durch den Referenzoszillator 540 bereitgestellt wird.
Die vorgeschlagene Architektur zur Erzeugung von Oszillationssignalen kann es ermöglichen, den einen oder die mehreren High-Q-RF-Oszillatoren mit einem feedforward-gesteuerten Phasenverschieber (z.B. DTC) und Phasendetektion zu erweitern, um eine Phasen- und Frequenzfehlerunterdrückung, die Erzeugung zusätzlicher Frequenzen sowie eine Phasenmodulation mit minimaler Komplexität zu ermöglichen. Die vorgeschlagene Feedforward-Phasen- und Frequenzfehlerunterdrückung für einen freilaufenden Oszillator mit anschließendem DTC kann z.B. zum Erzeugen eines phasenmodulierten RF-Trägers für ein polares Sendesignal oder zur Synchronisation zwischen mehreren, parallelen Empfangs- und Sendeketten verwendet werden. Der Phasen-Drift/ das -Rauschen des freilaufenden Oszillators wird durch den Phasendetektor mit anschließender Filterung gemessen und in dem Modulationspfad des DTC subtrahiert.
Die Synchronisation der vorgeschlagenen Oszillationssignal-Generatoren, die Teil der RF-Ketten sind, kann ohne die Notwendigkeit einer PLL gewährleistet werden. Durch die Vermeidung der fehlanpassungsempfindlichen Zweipunktmodulation eines PLL-Systems wird eine Breitband-Phasenmodulation des DTC mit einem freilaufenden LO möglich. Dies kann polare Sendeketten für Breitbandmodulationsanwendungen wie 5^th Generation New Radio (5G NR) oder Long-Term Evolution (LTE) in Kombination mit kostengünstiger, stromsparender und flächenarmer chipinterner Takterzeugung ermöglichen. Wenn der eine oder die mehreren High-Q-RF-Oszillatoren nicht durch elektromagnetische Kopplung beeinflusst werden, kann die Komplexität des Übersprechens weiter reduziert werden.
Im Folgenden wird die Auswirkung der Einstellungen für die Filterschaltung 150 auf das Phasenrauschen des Oszillationssignals 103 in Verbindung mit den 6 bis 8 erläutert. Ein Zeitbereichsmodell umfassend einen freilaufenden Resonator, einen DTC und die vorgeschlagene Feedforward-Phasenrauschunterdrückung wird als Basis für die exemplarischen Rauschdiagramme der 6 bis 8 verwendet. Es sei angenommen, dass die Filterschaltung 150 ein Tiefpassfilter ist.
6 veranschaulicht das Phasenrauschen des Oszillationssignals 103 für verschiedene Tiefpassfilterordnungen. Aus den Kurven 630, 640 und 650 (die das Phasenrauschen des Oszillationssignals 103 für aufsteigende Filterordnungen darstellen) ist ersichtlich, dass die Feedforward-Phasenrauschunterdrückung das Close-in- (Nah-) Phasenrauschen des Oszillationssignals 103 (d.h. der DTC-Ausgabe) auf den dominierenden Referenztaktphasenrauschpegel (Kurve 610) begrenzt. Das Far-off- (Fern-) Phasenrauschen wird durch das Phasenrauschen des freilaufenden Oszillators begrenzt (Kurve 620). Der Übergang zwischen beiden Regionen entsteht bei der Tiefpassfilter-Grenzfrequenz als Teil der Feedforward-Phasenrauschunterdrückungsschaltungsanordnung. Aus den Kurven 630, 640 und 650 ist ferner ersichtlich, dass die Unterdrückung bei höheren TiefpassfilterOrdnungen verbessert wird.
Als Referenz stellen die Kurven 660 und 670 weiterhin das TDC-Quantisierungsrauschen und das TDC-Rauschen dar.
Das Phasenrauschen für verschiedene Tiefpassfilter-Grenzfrequenzen ist in 7 durch die Kurven 710, 720 und 730 dargestellt (die das Phasenrauschen des Oszillationssignals 103 zur Erhöhung der Filterbandbreite darstellen). Die Grenzfrequenz kann entsprechend den Anforderungen an das Phasenrauschen gewählt werden, jedoch beginnt bei niedrigeren Grenzfrequenzen (siehe Kurve 710) bereits die höhere Gruppenverzögerung des Filters, um die Unterdrückungsverstärkung zu reduzieren.
Das Phasenrauschen für verschiedene Tiefpassfilter-Abtastraten ist in 8 durch die Kurven 810, 820 und 830 dargestellt (die das Phasenrauschen des Oszillationssignals 103 zur Erhöhung der Abtastraten darstellen). Durch die digitale Unterdrückung entstehen spektrale Repliken bei Vielfachen der Filterabtastfrequenz. Aus 8 ist ersichtlich, dass dem Effekt durch eine Aufwärtsumwandlung der Phasenfehlerabtastrate und anschließende Tiefpassfilterung begegnet werden kann.
Ein Beispiel einer Implementierung unter Verwendung einer Oszillationssignalerzeugung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorgeschlagenen Technik oder einem oder mehreren vorstehend beschriebenen Beispielen ist in 9 dargestellt. 9 stellt schematisch ein Beispiel eines Mobilgeräts 900 (z.B. ein Mobiltelefon, Smartphone, Tablet-Computer oder Laptop) dar, die zumindest ein Mobilkommunikationssystem 910 gemäß einem hierin beschriebenen Beispiel umfasst. Das Mobilkommunikationssystem 910 ist mit zumindest einem Antennenelement 920 gekoppelt, um ein durch das Mobilkommunikationssystem 910 erzeugtes RF-Signal an die Umgebung abzustrahlen und/oder ein RF-Signal aus der Umgebung zu empfangen und an das Mobilkommunikationssystem 910 bereitzustellen.
Das Mobilgerät 900 kann weitere Elemente umfassen, wie z.B. einen Anwendungsprozessor, einen Speicher, einen Audiotreiber, einen Kameratreiber, einen Touchscreen, einen Anzeigetreiber, Sensoren, einen entfernbaren Speicher, eine integrierte Leistungsverwaltungsschaltung oder eine intelligente Batterie.
Zu diesem Zweck kann ein Mobilgerätbereitgestellt werden, die eine kostengünstige, stromsparende und flächenarme chipinterne Takterzeugung ermöglicht. Darüber hinaus kann durch die vorgeschlagene Architektur eine Synchronisation zwischen mehreren Sende- und Empfangsketten für z.B. Empfangsdiversität, Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) und Trägeraggregationsmerkmale in 4G LTE und 5G NR ermöglicht werden. Dies ist z.B. von Bedeutung für SIC (self-interference cancellation) oder für die automatische Frequenzsteuerung (AFC; Automatic Frequency Control), die eine Synchronisation der Sende- und Empfangsketten erfordern.
Die obigen drahtlosen Kommunikationsschaltungen, die die Erzeugung von Oszillationssignalen gemäß der vorgeschlagenen Technik oder einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Beispiele verwenden, können ausgebildet sein, um gemäß einem der standardisierten Mobilfunknetze oder -systeme des 3^rd Generation Partnership Project (3GPP) zu arbeiten. Das mobile oder drahtlose Kommunikationssystem kann beispielsweise einem 5G NR, einem LTE, einem LTE-Advanced (LTE-A), High Speed Packet Access (HSPA), einem Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) oder einem UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN), einem weiterentwickelten UTRAN (evolved UTRAN; e-UTRAN), einem Global System for Mobile Communication (GSM), einem Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) Netzwerk oder einem GSM/EDGE Radio Access Network (GERAN) entsprechen. Alternativ können die drahtlosen Kommunikationsschaltungen ausgebildet sein, um gemäß Mobilkommunikationsnetzen mit unterschiedlichen Standards zu arbeiten, z.B. Worldwide Inter-operability for Microwave Access (WIMAX) Netzwerk IEEE 802.16 oder Wireless Local Area Network (WLAN) IEEE 802.11, im Allgemeinen einem Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA-) Netzwerk, einem Time Division Multiple Access (TDMA-) Netzwerk, einem Code Division Multiple Access (CDMA-) Netzwerk, einem Breitband-CDMA (WCDMA-) Netzwerk, einem Frequency Division Multiple Access (FDMA-) Netzwerk, einem Spatial Division Multiple Access (SDMA-) Netzwerk, etc.
Ein Beispiel eines Verfahrens 1000 zum Erzeugen eines Oszillationssignals ist mittels eines Flussdiagramms in 10 dargestellt. Das Verfahren 1000 umfasst das Empfangen 1002 eines ersten Referenzoszillationssignals und das Bestimmen 1004 eines Phasendrifts des ersten Referenzoszillationssignals in Bezug auf ein zweites Referenzoszillationssignal. Weiterhin umfasst das Verfahren 1000 das Erzeugen 1006 des Oszillationssignals basierend auf dem ersten Referenzoszillationssignal und einem Steuersignal unter Verwendung einer Phasenverschieberschaltung. Das Steuersignal basiert auf dem Phasendrift und einem Frequenzsteuersignal, das Steuerdaten für die Phasenverschieberschaltung zum Einstellen einer Frequenz des Oszillationssignals auf eine gewünschte Frequenz umfasst.
Weitere Details und Aspekte des Verfahrens werden in Verbindung mit der vorgeschlagenen Technik oder einem oder mehreren der vorangehend beschriebenen Beispiele erwähnt (z.B. 1 bis 5). Das Verfahren kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten der vorgeschlagenen Technik oder einem oder mehreren der nachfolgend beschriebenen Beispiele entsprechen.
Die Beispiele, wie sie hierin beschrieben sind, können wie folgt zusammengefasst werden:
Beispiel 1 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Oszillationssignals, umfassend: einen Eingang, der ausgebildet ist, um ein erstes Referenzoszillationssignal zu empfangen; eine Phasendetektorschaltung, die ausgebildet ist, um einen Phasendrift des ersten Referenzoszillationssignals in Bezug auf ein zweites Referenzoszillationssignals zu bestimmen; und eine Phasenverschieberschaltung, die ausgebildet ist, um das Oszillationssignal basierend auf dem ersten Referenzoszillationssignal und einem Steuersignal zu erzeugen, wobei das Steuersignal auf dem Phasendrift und einem Frequenzsteuersignal, das Steuerdaten für die Phasenverschieberschaltung zum Einstellen einer Frequenz des Oszillationssignals auf eine gewünschte Frequenz umfasst, basiert.
Beispiel 2 ist die Vorrichtung von Beispiel 1, wobei das Steuersignal ferner auf einem Modulationssteuersignal, das Steuerdaten für die Phasenverschieberschaltung zum Einstellen einer Phase des Oszillationssignals gemäß einer gewünschten Phasenmodulation umfasst, basiert.
Beispiel 3 ist die Vorrichtung von Beispiel 1 oder Beispiel 2, ferner umfassend: eine Filterschaltung, die ausgebildet ist, um ein Phasenfehlersignal basierend auf dem Phasendrift zu erzeugen; und eine Signalkombiniererschaltung, die ausgebildet ist, um das Phasenfehlersignal und das Frequenzsteuersignal zu dem Steuersignal zu kombinieren.
Beispiel 4 ist die Vorrichtung von Beispiel 3, ferner umfassend eine erste Frequenzteilerschaltung, die zwischen den Eingang und die Phasenverschieberschaltung gekoppelt ist, wobei die erste Frequenzteilerschaltung ausgebildet ist, um ein drittes Referenzoszillationssignal basierend auf dem ersten Referenzoszillationssignal zu erzeugen, wobei eine Frequenz des dritten Referenzoszillationssignals niedriger ist als eine Frequenz des ersten Referenzoszillationssignals.
Beispiel 5 ist die Vorrichtung von Beispiel 4, ferner umfassend eine Multi-Modulus-Teilerschaltung, die ausgebildet ist, um ein viertes Referenzoszillationssignal basierend auf dem dritten Referenzoszillationssignal und einem Teilersteuerwort zu erzeugen, wobei eine Frequenz des vierten Referenzoszillationssignals niedriger ist als eine Frequenz des dritten Referenzoszillationssignals, und wobei der Phasendetektor ausgebildet ist, um den Phasendrift durch Vergleichen des vierten Referenzoszillationssignals mit dem zweiten Referenzoszillationssignal zu bestimmen.
Beispiel 6 ist die Vorrichtung von Beispiel 5, ferner umfassend eine mehrstufige rauschformende Sigma-Delta-Modulatorschaltung, die ausgebildet ist, um das Teilersteuerwort basierend auf einem Frequenzsteuerwort zu erzeugen, wobei das Frequenzsteuerwort auf dem Frequenzsteuersignal basiert.
Beispiel 7 ist die Vorrichtung von Beispiel 6, ferner umfassend eine Quantisierungsrauschenunterdrückungsschaltung, die ausgebildet ist, um einen Quantisierungsfehler des Teilersteuerworts in Bezug auf das Frequenzsteuerwort zu bestimmen, wobei die Quantisierungsrauschenunterdrückungsschaltung ferner ausgebildet ist, um ein Quantisierungsrauschenunterdrückungssignal basierend auf dem Quantisierungsfehler zu erzeugen, und wobei die Filterschaltung ferner ausgebildet ist, um das Phasenfehlersignal basierend auf dem Quantisierungsrauschenunterdrückungssignal zu erzeugen.
Beispiel 8 ist die Vorrichtung von einem der Beispiele 4 bis 7, ferner umfassend eine Abtastratenwandlerschaltung, die ausgebildet ist, um das Steuersignal basierend auf einem Abtastraten-Steuersignal aufwärts abzutasten, wobei die Phasenverschieberschaltung ausgebildet ist, um das aufwärts abgetastete Steuersignal und das dritte Referenzoszillationssignal zum Erzeugen des Oszillationssignals zu empfangen, und wobei das Abtastraten-Steuersignal von dem Oszillationssignal hergeleitet ist.
Beispiel 9 ist die Vorrichtung von Beispiel 8, ferner umfassend einen zweiten Frequenzteiler, der ausgebildet ist, um das Abtastraten-Steuersignal durch Frequenzteilung des Oszillationssignals zu erzeugen.
Beispiel 10 ist die Vorrichtung von einem der Beispiele 1 bis 9, wobei die PhasendetektorSchaltung ein Zeit-zu-Digital-Wandler ist.
Beispiel 11 ist die Vorrichtung von einem der Beispiele 1 bis 10, wobei die Phasenverschieberschaltung ein Digital-zu-Zeit-Wandler ist.
Beispiel 12 ist die Vorrichtung von einem der Beispiele 1 bis 11, wobei eine Frequenz des zweiten Referenzoszillationssignals niedriger ist als eine Frequenz des ersten Referenzoszillationssignals.
Beispiel 13 ist die Vorrichtung von einem der Beispiele 1 bis 12, wobei eine Frequenz des ersten Referenzoszillationssignals 25 GHz überschreitet.
Beispiel 14 ist ein Mobilkommunikationssystem, umfassend: eine erste Vorrichtung zum Erzeugen eines Oszillationssignals gemäß einem der Beispiele 1 bis 13; eine zweite Vorrichtung zum Erzeugen eines Oszillationssignals gemäß einem der Beispiele 1 bis 13; einen ersten Oszillator, der mit der ersten Vorrichtung gekoppelt und ausgebildet ist, um das erste Referenzoszillationssignal für die erste Vorrichtung zu erzeugen; einen zweiten Oszillator, der mit der zweiten Vorrichtung gekoppelt und ausgebildet ist, um das erste Referenzoszillationssignal für die zweite Vorrichtung zu erzeugen; und einen Referenzoszillator, der mit der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung gekoppelt ist, wobei der Referenzoszillator ausgebildet ist, um das zweite Referenzoszillationssignal für die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung zu erzeugen.
Beispiel 15 ist das Mobilkommunikationssystem von Beispiel 14, ferner umfassend einen von einem Sender, einem Empfänger und einem Sendeempfänger, wobei der eine von dem Sender, dem Empfänger und dem Sendeempfänger die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung umfasst.
Beispiel 16 ist das Mobilkommunikationssystem von Beispiel 14 oder Beispiel 15, ferner umfassend einen Basisbandprozessor, der ausgebildet ist, um Daten mit dem einen des Senders, des Empfängers und des Sendeempfängers auszutauschen, wobei der Basisbandprozessor und der eine des Senders, des Empfängers und des Sendeempfängers durch das zweite Referenzoszillationssignal synchronisiert sind.
Beispiel 17 ist das Mobilkommunikationssystem von einem der Beispiele 14 bis 16, wobei zumindest einer des ersten Oszillators und des zweiten Oszillators ein freilaufender Oszillator ist.
Beispiel 18 ist ein Mobilkommunikationssystem, umfassend: eine erste Vorrichtung zum Erzeugen eines Oszillationssignals gemäß einem der Beispiele 1 bis 13; eine zweite Vorrichtung zum Erzeugen eines Oszillationssignals gemäß einem der Beispiele 1 bis 13; einen Oszillator, der mit der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung gekoppelt ist und ausgebildet ist, um das erste Referenzoszillationssignal für die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung zu erzeugen; und einen Referenzoszillator, der mit der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung gekoppelt ist, wobei der Referenzoszillator ausgebildet ist, um das zweite Referenzoszillationssignal für die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung zu erzeugen.
Beispiel 19 ist das Mobilkommunikationssystem von Beispiel 18, ferner umfassend einen von einem Sender, einem Empfänger und einem Sendeempfänger, wobei der eine von dem Sender, dem Empfänger und dem Sendeempfänger die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung umfasst.
Beispiel 20 ist das Mobilkommunikationssystem von Beispiel 18 oder Beispiel 19, ferner umfassend einen Basisbandprozessor, der ausgebildet ist, um Daten mit dem einen des Senders, des Empfängers und des Sendeempfängers auszutauschen, wobei der Basisbandprozessor und der eine des Senders, des Empfängers und des Sendeempfängers durch das zweite Referenzoszillationssignal synchronisiert sind.
Beispiel 21 ist das Mobilkommunikationssystem von einem der Beispiele 18 bis 20, wobei der Oszillator ein freilaufender Oszillator ist.
Beispiel 22 ist ein Mobilgerät umfassend ein erstes Mobilkommunikationssystem gemäß einem der Beispiele 14 bis 17 und/oder ein zweites Mobilkommunikationssystem gemäß einem der Beispiele 18 und 21.
Beispiel 23 ist das Mobilgerät von Beispiel 22, ferner umfassend zumindest ein Antennenelement, das mit dem ersten Mobilkommunikationssystem und/oder dem zweiten Mobilkommunikationssystem gekoppelt ist.
Beispiel 24 ist ein Verfahren zum Erzeugen eines Oszillationssignals, umfassend: Empfangen eines ersten Referenzoszillationssignals;
Bestimmen eines Phasendrifts des ersten Referenzoszillationssignals in Bezug auf ein zweites Referenzoszillationssignals; und
Erzeugen des Oszillationssignals basierend auf dem ersten Referenzoszillationssignal und einem Steuersignal unter Verwendung einer Phasenverschieberschaltung, wobei das Steuersignal auf dem Phasendrift und einem Frequenzsteuersignal, das Steuerdaten für die Phasenverschieberschaltung zum Einstellen einer Frequenz des Oszillationssignals auf eine gewünschte Frequenz umfasst, basiert.
Beispiel 25 ist das Verfahren von Beispiel 24, wobei das Steuersignal ferner auf einem Modulationssteuersignal, das Steuerdaten für die Phasenverschieberschaltung zum Einstellen einer Phase des Oszillationssignals gemäß einer gewünschten Phasenmodulation umfasst, basiert.
Beispiel 26 ist das Verfahren von Beispiel 24 oder Beispiel 25, wobei eine Frequenz des zweiten Referenzoszillationssignals niedriger ist als eine Frequenz des ersten Referenzoszillationssignals.
Beispiel 27 ist das Verfahren von einem der Beispiele 24 bis 26, wobei eine Frequenz des ersten Referenzoszillationssignals 25 GHz überschreitet.
Beispiel 28 ist das Verfahren von einem der Beispiele 24 bis 27, wobei die Phasenverschieberschaltung ein Digital-zu-Zeit-Wandler ist.
Die vorgeschlagene Architektur kann einen DTC-basierten Oszillationssignalgenerator mit Feedforward-Phasenfehlerunterdrückung und freilaufendem Lokaloszillator ermöglichen. Im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen kann die vorgeschlagene Architektur einen integrierten High-Q-Oszillator anstelle einer DPLL mit einem LC-Tank RF-Oszillator verwenden. Auch ein DTC kann visuell in dem RF-LO-Pfad gefunden werden. Das System kann zusätzlich die Verwendung einer gemeinsamen externen Referenz erlauben. Bei der Messung der unteren Frequenzregion des Phasenrauschspektrums des Oszillationssignals (z.B. durch Lecken an RF-Ports) kann die Form des Phasenrauschens zeigen, dass die Niedrigfrequenz-Phasenrauschunterdrückung gemäß der vorgeschlagenen Architektur verwendet wird.
Die Aspekte und Merkmale, die zusammen mit einem oder mehreren der vorher detailliert angegebenen Beispiele und Figuren erwähnt und beschrieben sind, können auch mit einem oder mehreren der anderen Beispiele kombiniert werden, um ein gleiches Merkmal des anderen Beispiels zu ersetzen oder um das Merkmal in das andere Beispiel zusätzlich einzuführen.
Durch die Beschreibung und Zeichnungen werden nur die Grundsätze der Offenbarung dargestellt. Weiterhin sollen alle hier aufgeführten Beispiele grundsätzlich ausdrücklich nur darstellenden Zwecken dienen, um den Leser beim Verständnis der Grundsätze der Offenbarung und der durch den (die) Erfinder beigetragenen Konzepte zur Weiterentwicklung der Technik zu unterstützen. Alle hiesigen Aussagen über Grundsätze, Aspekte und Beispiele der Offenbarung sowie konkrete Beispiele derselben sollen deren Entsprechungen umfassen.
Ein Blockdiagramm kann zum Beispiel ein detailliertes Schaltungsdiagramm darstellen, das die Grundsätze der Offenbarung implementiert. Auf ähnliche Weise können ein Flussdiagramm, ein Ablaufdiagramm, ein Zustandsübergangsdiagramm, ein Pseudocode und dergleichen verschiedene Prozesse, Operationen oder Schritte repräsentieren, die zum Beispiel im Wesentlichen in einem computerlesbaren Medium dargestellt und so durch einen Computer oder Prozessor ausgeführt werden, ungeachtet dessen, ob ein solcher Computer oder Prozessor explizit gezeigt ist. In der Beschreibung oder in den Patentansprüchen offenbarte Verfahren können durch eine Vorrichtung implementiert werden, die ein Mittel zum Ausführen eines jeden der jeweiligen Schritte dieser Verfahren aufweist.
Es versteht sich, dass die Offenbarung mehrerer, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte, Prozesse, Operationen, Aktionen oder Funktionen nicht als in der bestimmten Reihenfolge befindlich ausgelegt werden soll, sofern dies nicht explizit oder implizit anderweitig, z. B. aus technischen Gründen, angegeben ist. Daher werden diese durch die Offenbarung von mehreren Schritten oder Funktionen nicht auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt, es sei denn, dass diese Schritte oder Funktionen aus technischen Gründen nicht austauschbar sind. Ferner kann bei einigen Beispielen ein einzelner Schritt, Funktion, Prozess, Operation oder Aktion mehrere Teilschritte, -funktionen, -prozesse, - operationen oder -aktionen einschließen und/oder in dieselben aufgebrochen werden. Solche Teilschritte können eingeschlossen sein und Teil der Offenbarung dieses Einzelschritts sein, sofern sie nicht explizit ausgeschlossen sind.
Weiterhin sind die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wo jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann. Während jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann, ist zu beachten, dass - obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine bestimmte Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann - andere Beispiele auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs umfassen können. Solche Kombinationen werden hier explizit vorgeschlagen, sofern nicht angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner sollen auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen Anspruch eingeschlossen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch gemacht ist.

Claims

Eine Vorrichtung (100, 200, 300, 400) zum Erzeugen eines Oszillationssignals, umfassend: einen Eingang (110), der ausgebildet ist, um ein erstes Referenzoszillationssignal (101) zu empfangen; eine Phasendetektorschaltung (120), die ausgebildet ist, um einen Phasendrift (121) des ersten Referenzoszillationssignals (101) in Bezug auf ein zweites Referenzoszillationssignals (102) zu bestimmen; und eine Phasenverschieberschaltung (130), die ausgebildet ist, um das Oszillationssignal (103) basierend auf dem ersten Referenzoszillationssignal (101) und einem Steuersignal (105) zu erzeugen, wobei das Steuersignal (105) auf dem Phasendrift (121) und einem Frequenzsteuersignal (104), das Steuerdaten für die Phasenverschieberschaltung (130) zum Einstellen einer Frequenz des Oszillationssignals (103) auf eine gewünschte Frequenz umfasst, basiert.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Steuersignal (105) ferner auf einem Modulationssteuersignal (307), das Steuerdaten für die Phasenverschieberschaltung (130) zum Einstellen einer Phase des Oszillationssignals (103) gemäß einer gewünschten Phasenmodulation umfasst, basiert.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner umfassend: eine Filterschaltung (150), die ausgebildet ist, um ein Phasenfehlersignal (151) basierend auf dem Phasendrift (121) zu erzeugen; und eine Signalkombiniererschaltung (140), die ausgebildet ist, um das Phasenfehlersignal (151) und das Frequenzsteuersignal (104) zu dem Steuersignal (105) zu kombinieren.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 3, ferner umfassend eine erste Frequenzteilerschaltung (460), die zwischen den Eingang (110) und die Phasenverschieberschaltung (130) gekoppelt ist, wobei die erste Frequenzteilerschaltung (460) ausgebildet ist, um ein drittes Referenzoszillationssignal (461) basierend auf dem ersten Referenzoszillationssignal (101) zu erzeugen, wobei eine Frequenz des dritten Referenzoszillationssignals (461) niedriger ist als eine Frequenz des ersten Referenzoszillationssignals (101).
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 4, ferner umfassend eine Multi-Modulus-Teilerschaltung (465), die ausgebildet ist, um ein viertes Referenzoszillationssignal (466) basierend auf dem dritten Referenzoszillationssignal (461) und einem Teilersteuerwort (471) zu erzeugen, wobei eine Frequenz des vierten Referenzoszillationssignals (466) niedriger ist als eine Frequenz des dritten Referenzoszillationssignals (461), und wobei der Phasendetektor (120) ausgebildet ist, um den Phasendrift (121) durch Vergleichen des vierten Referenzoszillationssignals (466) mit dem zweiten Referenzoszillationssignal (461) zu bestimmen.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 5, ferner umfassend eine mehrstufige rauschformende Sigma-Delta-Modulatorschaltung (470), die ausgebildet ist, um das Teilersteuerwort (471) basierend auf einem Frequenzsteuerwort (408) zu erzeugen, wobei das Frequenzsteuerwort (408) auf dem Frequenzsteuersignal (104) basiert.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 6, ferner umfassend eine Quantisierungsrauschenunterdrückungsschaltung (475), die ausgebildet ist, um einen Quantisierungsfehler (476) des Teilersteuerworts (471) in Bezug auf das Frequenzsteuerwort (408) zu bestimmen, wobei die Quantisierungsrauschenunterdrückungsschaltung (475) ferner ausgebildet ist, um ein Quantisierungsrauschenunterdrückungssignal (478) basierend auf dem Quantisierungsfehler (476) zu erzeugen, und wobei die Filterschaltung (150) ferner ausgebildet ist, um das Phasenfehlersignal (151) basierend auf dem Quantisierungsrauschenunterdrückungssignal (478) zu erzeugen.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, ferner umfassend eine Abtastratenwandlerschaltung (485), die ausgebildet ist, um das Steuersignal (105) basierend auf einem Abtastratensteuersignal (491) aufwärts abzutasten, wobei die Phasenverschieberschaltung (130) ausgebildet ist, um das aufwärts abgetastete Steuersignal (486) und das dritte Referenzoszillationssignal (461) zum Erzeugen des Oszillationssignals (103) zu empfangen, und wobei das Abtastratensteuersignal (491) von dem Oszillationssignal (103) hergeleitet ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 8, ferner umfassend einen zweiten Frequenzteiler (490), der ausgebildet ist, um das Abtastratensteuersignal (491) durch Frequenzteilung des Oszillationssignals (103) zu erzeugen.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Phasendetektorschaltung (120) ein Zeit-zu-Digital-Wandler ist.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Phasenverschieberschaltung (130) ein Digital-zu-Zeit-Wandler ist.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei eine Frequenz des zweiten Referenzoszillationssignals (102) niedriger ist als eine Frequenz des ersten Referenzoszillationssignals (101).
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine Frequenz des ersten Referenzoszillationssignals (101) 25 GHz überschreitet.
Ein Mobilkommunikationssystem (500), umfassend: eine erste Vorrichtung (511) zum Erzeugen eines Oszillationssignals gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13; eine zweite Vorrichtung (512) zum Erzeugen eines Oszillationssignals gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13; einen ersten Oszillator (513), der mit der ersten Vorrichtung (511) gekoppelt und ausgebildet ist, um das erste Referenzoszillationssignal für die erste Vorrichtung (511) zu erzeugen; einen zweiten Oszillator (514), der mit der zweiten Vorrichtung (512) gekoppelt und ausgebildet ist, um das erste Referenzoszillationssignal für die zweite Vorrichtung (512) zu erzeugen; und einen Referenzoszillator (540), der mit der ersten Vorrichtung (511) und der zweiten Vorrichtung (512) gekoppelt ist, wobei der Referenzoszillator ausgebildet ist, um das zweite Referenzoszillationssignal für die erste Vorrichtung (511) und die zweite Vorrichtung (512) zu erzeugen.
Das Mobilkommunikationssystem gemäß Anspruch 14, ferner umfassend einen von einem Sender, einem Empfänger und einem Sendeempfänger (510), wobei der eine von dem Sender, dem Empfänger und dem Sendeempfänger (510) die erste Vorrichtung (511) und die zweite Vorrichtung (512) umfasst.
Das Mobilkommunikationssystem gemäß Anspruch 14 oder Anspruch 15, ferner umfassend einen Basisbandprozessor (530), der ausgebildet ist, um Daten mit dem einen des Senders, des Empfängers und des Sendeempfängers (510) auszutauschen, wobei der Basisbandprozessor (530) und der eine des Senders, des Empfängers und des Sendeempfängers (510) durch das zweite Referenzoszillationssignal synchronisiert sind.
Das Mobilkommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei zumindest einer des ersten Oszillators (513) und des zweiten Oszillators (514) ein freilaufender Oszillator ist.
Ein Mobilkommunikationssystem (500), umfassend: eine erste Vorrichtung (521) zum Erzeugen eines Oszillationssignals gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13; eine zweite Vorrichtung (522) zum Erzeugen eines Oszillationssignals gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13; einen Oszillator (523), der mit der ersten Vorrichtung (521) und der zweiten Vorrichtung (522) gekoppelt ist und ausgebildet ist, um das erste Referenzoszillationssignal für die erste Vorrichtung (521) und die zweite Vorrichtung (522) zu erzeugen; und einen Referenzoszillator (540), der mit der ersten Vorrichtung (521) und der zweiten Vorrichtung (522) gekoppelt ist, wobei der Referenzoszillator (540) ausgebildet ist, um das zweite Referenzoszillationssignal für die erste Vorrichtung (521) und die zweite Vorrichtung (522) zu erzeugen.
Das Mobilkommunikationssystem gemäß Anspruch 18, ferner umfassend einen von einem Sender, einem Empfänger und einem Sendeempfänger (520), wobei der eine von dem Sender, dem Empfänger und dem Sendeempfänger (520) die erste Vorrichtung (521) und die zweite Vorrichtung (522) umfasst.
Das Mobilkommunikationssystem gemäß Anspruch 18 oder Anspruch 19, ferner umfassend einen Basisbandprozessor (530), der ausgebildet ist, um Daten mit dem einen des Senders, des Empfängers und des Sendeempfängers (520) auszutauschen, wobei der Basisbandprozessor (530) und der eine des Senders, des Empfängers und des Sendeempfängers (520) durch das zweite Referenzoszillationssignal synchronisiert sind.
Das Mobilkommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei der Oszillator (523) ein freilaufender Oszillator ist.
Ein Mobilgerät umfassend ein erstes Mobilkommunikationssystem (510) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17 und/oder ein zweites Mobilkommunikationssystem (510) gemäß einem der Ansprüche 18 bis 21.
Das Mobilgerät gemäß Anspruch 22, ferner umfassend zumindest ein Antennenelement (920), das mit dem ersten Mobilkommunikationssystem (510) und/oder dem zweiten Mobilkommunikationssystem (510) gekoppelt ist.
Ein Verfahren (1000) zum Erzeugen eines Oszillationssignals, umfassend: Empfangen (1002) eines ersten Referenzoszillationssignals; Bestimmen (1004) eines Phasendrifts des ersten Referenzoszillationssignals in Bezug auf ein zweites Referenzoszillationssignals; und Erzeugen (1006) des Oszillationssignals basierend auf dem ersten Referenzoszillationssignal und einem Steuersignal unter Verwendung einer Phasenverschieberschaltung, wobei das Steuersignal auf dem Phasendrift und einem Frequenzsteuersignal, das Steuerdaten für die Phasenverschieberschaltung zum Einstellen einer Frequenz des Oszillationssignals auf eine gewünschte Frequenz umfasst, basiert.
Das Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei das Steuersignal ferner auf einem Modulationssteuersignal, das Steuerdaten für die Phasenverschieberschaltung zum Einstellen einer Phase des Oszillationssignals gemäß einer gewünschten Phasenmodulation umfasst, basiert.