ES2955435T3 - Sistemas y métodos para conmutar osciladores de cristal de referencia para un transceptor de un dispositivo inalámbrico - Google Patents

Sistemas y métodos para conmutar osciladores de cristal de referencia para un transceptor de un dispositivo inalámbrico Download PDF

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ES2955435T3 ES20192706T ES20192706T ES2955435T3 ES 2955435 T3 ES2955435 T3 ES 2955435T3 ES 20192706 T ES20192706 T ES 20192706T ES 20192706 T ES20192706 T ES 20192706T ES 2955435 T3 ES2955435 T3 ES 2955435T3
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Abstract

En el presente documento se divulgan sistemas y métodos que se relacionan con un dispositivo inalámbrico que utiliza de manera inteligente diferentes osciladores de cristal de referencia (XO) para un bucle(s) de fase bloqueada (PLL(s)) en un transceptor del dispositivo inalámbrico. Se divulgan realizaciones de un método de operación de un dispositivo inalámbrico que comprende una primera XO que opera a una primera frecuencia de referencia y una segunda XO que opera a una segunda frecuencia de referencia que es mayor que la primera frecuencia de referencia. En algunas realizaciones, el método de operación de los dispositivos inalámbricos comprende tomar una decisión sobre si configurar un receptor del dispositivo inalámbrico para usar el primer XO o el segundo XO y configurar el receptor del dispositivo inalámbrico para usar el primer XO o el segundo XO de conformidad con la decisión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistemas y métodos para conmutar osciladores de cristal de referencia para un transceptor de un dispositivo inalámbrico
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a la conmutación entre diferentes osciladores de cristal de referencia (XO) para un transceptor de un dispositivo inalámbrico.
Antecedentes
Con la introducción de la Quinta Generación (5G) de sistemas de comunicaciones celulares, se espera que se utilicen nuevas frecuencias de radio de 10 gigahercios (GHz) y superiores junto con las portadoras de 1 a 3 GHz utilizadas en las implementaciones de sistemas de comunicaciones celulares de Segunda/Tercera/Cuarta Generación (2G/3G/4G) actuales. Además, se espera que los sistemas de comunicaciones celulares 5G admitan diversos servicios y casos de uso, desde Comunicación de Máquina a Máquina (MTC, por sus siglas en inglés) de bajo costo y bajo consumo hasta servicios de Banda Ancha Móvil (MBB, por sus siglas en inglés) de "reemplazo de fibra" con velocidades de transmisión de datos superiores a 1 gigabit por segundo (Gb/s). El último caso de uso requiere un alto ancho de banda del sistema y, por lo tanto, se implementará en portadoras a 10 GHz y más. Además, la MBB mejorada normalmente necesita una modulación de orden superior (por ejemplo, 64/256/1024 - Modulación de Amplitud en Cuadratura (QAM, por sus siglas en inglés)) y buenas Relaciones Señal-Ruido (SNR, por sus siglas en inglés). Se pueden lograr altas SNR utilizando técnicas de conformación de haces y antenas masivas. En general, tal caso de uso establecerá requisitos muy estrictos en la radio del dispositivo inalámbrico y las deficiencias. Por ejemplo, el ruido de fase introducido en la radio del dispositivo inalámbrico deberá ser pequeño para frecuencias portadoras altas superiores a 10 GHz.
En este sentido, el receptor del dispositivo inalámbrico incluye el Bucle de Enganche de Fase (PLL, por sus siglas en inglés) que controla un Oscilador Controlado (CO, por sus siglas en inglés) para generar la señal del Oscilador Local (LO, por sus siglas en inglés) utilizada por el receptor. El CO generalmente domina el consumo de energía y el ruido de fase y, como tal, el CO sirve de buena referencia para comprender el ruido de fase a altas frecuencias. El rendimiento del CO se capta comúnmente a través de un Factor de Calidad (FoM, por sus siglas en inglés) que permite una comparación de diferentes implementaciones de CO y se define por
Figure imgf000002_0001
Aquí PNo o (df) es el ruido de fase del CO en decibelios en relación con la portadora por hercio (dBc/Hz) en un desplazamiento de frecuencia d f con frecuencia f o de oscilación (ambos en hercios (Hz)) y consumo P do de energía en milivatios (mW). Un resultado notable de esta expresión es que tanto el ruido de fase como el consumo de energía en potencia lineal son proporcionales a f o2. Por lo tanto, mantener un nivel de ruido de fase en un cierto desplazamiento mientras se aumenta f o por un factor R requeriría que la energía se incrementase en R2 (suponiendo un FoM fijo). A la inversa, para un consumo de energía y un FoM fijos, el ruido de fase aumentará en R2, o 6 decibelios (dB) por cada duplicación de f o.
La definición de FoM tiene como objetivo ser agnóstica en cuanto a la frecuencia, pero, en la práctica, hay una penalización de implementación adicional asociada con frecuencias más altas, como se muestra en la Figura 1, donde se comparan FoM de diseños de Oscilador Controlado por Tensión (VCO, por sus siglas en inglés) con tecnología de Semiconductor Complementario de Óxido Metálico (CMOS, por sus siglas en inglés) publicados recientemente. La penalización es de aproximadamente 10 dB/década.
Por lo tanto, conservar un nivel de ruido de fase bajo en frecuencias más altas exige una reevaluación del diseño del PLL. Una forma de suprimir aun más el ruido de fase del CO es aumentar el ancho de banda del PLL. Al hacerlo, el ruido de fase estará determinado, en mayor medida, por la fase del PLL como tal y posiblemente incluso más por el oscilador de cristal de referencia (XO). El nivel de ruido de fase del XO referido a la salida del CO es "amplificado" por la relación de frecuencia 20 log10 ( f o/ f xo) [dB]. Esta amplificación de ruido de fase y la necesidad de un mayor ancho de banda del PLL exigen ambas una frecuencia del XO aumentada en comparación con la de los XO utilizados convencionalmente en dispositivos inalámbricos, tales como teléfonos inteligentes. Específicamente, los XO utilizados convencionalmente en dispositivos inalámbricos suelen tener una frecuencia de referencia en el intervalo de 20-40 megahercios (MHz). Sin embargo, para conservar un nivel de ruido de fase bajo para frecuencias portadoras de 10 GHz y superiores atenuando la amplificación del ruido de fase y utilizando un mayor ancho de banda del PLL, se necesita una frecuencia del XO de 100 MHz o más.
Este incremento en la frecuencia del XO de menos de 50 MHz a más de o igual a 100 MHz es una operación discontinua en cuanto a la fabricación y la estructura mecánica del resonador (cristal) utilizado en el XO. Estos XO de alta frecuencia presentan algunos problemas e inconvenientes con respecto a los x O convencionales de 20-40 MHz. Por ejemplo, la tolerancia de frecuencia, las variaciones frente a la temperatura, y el envejecimiento son mucho mayores para un XO de alta frecuencia en comparación con un XO de 20-40 MHz. Como ejemplo, un XO de 26 MHz puede tener una tolerancia de 10 partes por millón (ppm), mientras que un XO de >100 MHz puede tener una tolerancia de 40-50 ppm. Otra desventaja es que el consumo de energía de un XO de alta frecuencia puede ser de 5 a 10 veces mayor que el de un XO de 20-40 MHz.
Por lo tanto, existe la necesidad de sistemas y métodos para mitigar los problemas (por ejemplo, menor tolerancia y mayor consumo de energía) asociados con un XO de alta frecuencia cuando se implementa como referencia para un PLL de un dispositivo inalámbrico.
El documento US2011/321106 A1 divulga un aparato de transmisión para un aparato de comunicación (por ejemplo, un sintonizador utilizado en un sistema de comunicación). Una unidad de control de reloj emite señales de reloj de diferentes frecuencias. Una unidad de división divide los datos analógicos en un número predeterminado de datos de división. Una unidad de procesamiento de bloques de transmisión agrega un reloj de frecuencias respectivamente diferentes a los datos analógicos divididos. Una unidad de transmisión transmite la señal digital.
El documento US 2003/231066 A1 divulga un dispositivo móvil de comunicación por radio (por ejemplo, un teléfono móvil). Están previstos un par de osciladores de cristal para generar frecuencias de reloj maestro para bases de tiempo de dos sistemas de comunicación diferentes, tales como el Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS, por sus siglas en inglés) y el Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM, por sus siglas en inglés). Se dispone un bucle de enganche de fase (PLL) para enganchar los osciladores entre sí.
El documento US 5230094 A divulga un método de selección de frecuencia intermedia en un receptor heterodino. El método de selección implica seleccionar una de las más de una frecuencias de recepción seleccionables, y luego seleccionar al menos una de las al menos dos frecuencias intermedias para cada uno de los al menos un circuito de frecuencia intermedia en respuesta a la frecuencia de recepción seleccionada. La selección de la frecuencia intermedia para cada uno de los al menos un circuito de frecuencia intermedia se realiza de manera que la frecuencia intermedia seleccionada no provoque la generación de una o más frecuencias espurias indeseables como resultado de mezclar la frecuencia de recepción seleccionada y la frecuencia intermedia seleccionada.
El documento JP 62243433 A divulga un sistema de transmisión y recepción de radio. El propósito es llevar a cabo con seguridad la transmisión y recepción entre una estación maestra y una estación esclava cuando una línea de propagación fluctúa y se aumenta un intervalo de transmisión/recepción conmutando la frecuencia de referencia de la estación maestra para seleccionar una de las dos frecuencias de transmisión/recepción en la estación maestra.
El documento US 4 190 803 A presenta un superheterodino multifrecuencia con seguimiento de canal prioritario. El receptor superheterodino incluye un primer mezclador operativo para proporcionar recepción en un canal no prioritario al recibirse la señal de salida de un primer oscilador. Un segundo mezclador está operativo para proporcionar recepción en un canal prioritario al recibirse la señal de salida de un segundo oscilador. Un sistema de conmutación acoplado con un generador de impulsos está conectado a los osciladores primero y segundo para hacer funcionar alternativamente los mezcladores primero y segundo. Cuando el receptor recibe el canal prioritario a través del segundo mezclador, el generador de impulsos se bloquea para inhibir la generación de impulsos que permitiría habilitar los primeros oscilador y mezclador y recibir continuamente el canal prioritario.
El documento US 2726326 A divulga una unidad de sintonización automática eléctrica.
El documento US 3883807 divulga un sistema de sintonización de bucle de enganche de fase para un receptor de televisión que sintoniza los osciladores locales de VHF y UHF a la frecuencia requerida para el canal seleccionado mediante un muestreo de las frecuencias de salida de los osciladores locales de VHF y UHF, preajustando la escala de estas frecuencias de salida a un intervalo de frecuencias diferente bajo el control de osciladores de desplazamiento controlado seleccionados para producir una señal que se divide en un contador de división por N programable, siendo N el número de canal deseado. La salida del contador se compara con una frecuencia de referencia para producir la tensión de control para los osciladores locales de sintonización con el fin de bloquearlos en la frecuencia adecuada para el canal seleccionado.
Un oscilador de referencia proporciona una señal de referencia de 120 KHz a un circuito comparador de fase-frecuencia del bucle de enganche de fase.
Compendio
La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.
En la presente memoria se divulgan sistemas y métodos relacionados con un dispositivo inalámbrico que utiliza de forma inteligente diferentes osciladores de cristal de referencia (XO) para uno o más Bucles de Enganche de Fase (PLL) en un transceptor del dispositivo inalámbrico. Se divulgan realizaciones de un método para hacer funcionar un dispositivo inalámbrico que comprende un primer XO que funciona a una primera frecuencia de referencia y un segundo XO que funciona a una segunda frecuencia de referencia que es mayor que la primera frecuencia de referencia. En algunas realizaciones, el método para hacer funcionar el dispositivo inalámbrico comprende tomar una decisión sobre si configurar un receptor del dispositivo inalámbrico para usar el primer XO o el segundo XO y configurar el receptor del dispositivo inalámbrico para usar el primer XO o el segundo XO según la decisión proporcionando, bien una primera frecuencia de referencia, proporcionada por el primer XO, bien una segunda frecuencia de referencia, proporcionada por el segundo XO, a un PLL de RF. De esta manera, el receptor del dispositivo inalámbrico puede configurarse para utilizar el primer XO de frecuencia más baja cuando, por ejemplo, el segundo XO de frecuencia más alta no sea necesario, evitando así la menor tolerancia y el mayor consumo de energía del segundo XO de frecuencia más alta. Del mismo modo, el receptor del dispositivo inalámbrico puede configurarse para utilizar el segundo XO de frecuencia más alta cuando, por ejemplo, el XO de frecuencia más alta sea deseable para lograr un nivel aceptable de ruido de fase, por ejemplo, cuando se opere a una frecuencia portadora alta (por ejemplo, onda milimétrica (mmW, por sus siglas en inglés)).
En algunas realizaciones, tomar la decisión sobre si configurar el receptor del dispositivo inalámbrico para usar el primer XO o el segundo XO comprende tomar la decisión en función de una frecuencia portadora de una señal que ha de ser recibida por el receptor del dispositivo inalámbrico. En algunas realizaciones, tomar la decisión en función de la frecuencia portadora de la señal que ha de ser recibida por el receptor del dispositivo inalámbrico comprende tomar la decisión de usar el primer XO si la frecuencia portadora es menor que un umbral predefinido o preconfigurado y tomar la decisión de usar el segundo XO si la frecuencia portadora es mayor que el umbral predefinido o preconfigurado. En algunas realizaciones, el umbral predefinido o preconfigurado es superior o igual a 4 gigahercios (GHz). En algunas otras realizaciones, el umbral predefinido o preconfigurado es superior o igual a 10 GHz.
En algunas realizaciones, la primera frecuencia de referencia es inferior o igual a 52 megahercios (MHz), y la segunda frecuencia de referencia es superior o igual a 100 MHz.
También se divulgan realizaciones de un dispositivo inalámbrico que comprende un primer XO que funciona a una primera frecuencia de referencia y un segundo XO que funciona a una segunda frecuencia de referencia que es mayor que la primera frecuencia de referencia. En algunas realizaciones, el dispositivo inalámbrico está adaptado para tomar una decisión sobre si configurar un receptor del dispositivo inalámbrico para usar el primer XO o el segundo XO y configurar el receptor del dispositivo inalámbrico para usar el primer XO o el segundo XO según la decisión.
En algunas realizaciones, el dispositivo inalámbrico está además adaptado para funcionar según el método para hacerlo funcionar según una cualquiera de las realizaciones divulgadas en la presente memoria.
En algunas realizaciones, un dispositivo inalámbrico comprende un primer XO que funciona a una primera frecuencia de referencia y un segundo XO que funciona a una segunda frecuencia de referencia que es mayor que la primera frecuencia de referencia. El dispositivo inalámbrico comprende además una unidad de control que comprende un módulo de decisión y un módulo de configuración. El módulo de decisión puede hacerse funcionar para tomar una decisión sobre si configurar un receptor del dispositivo inalámbrico para usar el primer XO o el segundo XO. El módulo de configuración puede hacerse funcionar para configurar el receptor del dispositivo inalámbrico para usar el primer XO o el segundo XO según la decisión.
Los expertos en la técnica apreciarán el alcance de la presente divulgación y se darán cuenta de aspectos adicionales de la misma después de leer la siguiente descripción detallada de las realizaciones en asociación con las figuras de los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
Las figuras de los dibujos adjuntos incorporadas en y que forman parte de esta memoria descriptiva ilustran varios aspectos de la divulgación y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la divulgación.
La Figura 1 ilustra gráficamente valores del Factor de Calidad (FoM) para una serie de diseños de Oscilador Controlado por Tensión (VCO) con tecnología de Semiconductor Complementario de Óxido Metálico (CMOS) publicados recientemente;
la Figura 2 ilustra un ejemplo de un sistema de comunicaciones inalámbricas en donde pueden implementarse realizaciones de la presente divulgación;
la Figura 3 ilustra un ejemplo del dispositivo inalámbrico según algunas realizaciones de la presente divulgación; y
las Figuras 4 a 7 son diagramas de flujo que ilustran el funcionamiento del dispositivo inalámbrico y, en particular, una unidad de control del dispositivo inalámbrico para controlar un receptor del dispositivo inalámbrico para usar, bien un oscilador de cristal de referencia (XO) de frecuencia más baja, bien un XO de frecuencia más alta según algunas realizaciones de la presente divulgación.
Descripción detallada
Las realizaciones expuestas a continuación representan información que permite a los expertos en la técnica poner en práctica las realizaciones e ilustran el mejor modo de poner en práctica las realizaciones.
Nodo de Radio: tal como se usa la presente memoria, un "nodo de radio" es, bien un nodo de acceso por radio, bien un dispositivo inalámbrico.
Nodo de Acceso por Radio: tal como se usa en la presente memoria, un "nodo de acceso por radio" es cualquier nodo en una red de acceso por radio de una red de comunicaciones celulares que funciona para transmitir y/o recibir señales de forma inalámbrica. Algunos ejemplos de un nodo de acceso por radio incluyen, pero no se limitan a, una estación base (por ejemplo, un Nodo B mejorado o evolucionado (eNB, por sus siglas en inglés) en una red de Evolución a Largo Plazo (LTE, por sus siglas en inglés) del Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3GPP, por sus siglas en inglés), un Nodo B g (es decir, eNB de Quinta Generación (5G), Próxima Generación o Nueva Radio (NR, por sus siglas en inglés)), una macroestación base o estación base de alta potencia, una estación base de baja potencia (por ejemplo, una microestación base, una picoestación base, un eNB doméstico o similares) y un nodo de retransmisión.
Nodo de Red Central: tal como se usa en la presente memoria, un "nodo de red central" es cualquier tipo de nodo en una red central (CN, por sus siglas en inglés). Algunos ejemplos de un nodo de red central incluyen, por ejemplo, una Entidad de Gestión de Movilidad (MME, por sus siglas en inglés), una Pasarela (P-GW, por sus siglas en inglés) de Red de Datos por Paquetes (PDN, por sus siglas en inglés), una Función de Exposición de Capacidad de Servicio (SCEF, por sus siglas en inglés), o similares.
Dispositivo Inalámbrico: tal como se usa en la presente memoria, un "dispositivo inalámbrico" es cualquier tipo de dispositivo que tiene acceso a (es decir, recibe servicio de) una red de comunicaciones celulares mediante la transmisión y/o recepción inalámbrica de señales a uno o más nodos de acceso por radio. Algunos ejemplos de un dispositivo inalámbrico incluyen, pero no se limitan a, un dispositivo de Equipo de Usuario (UE, por sus siglas en inglés) en una red 3GPP y un dispositivo de Comunicación de Máquina a Máquina (MTC).
Nodo de Red: tal como se usa en la presente memoria, un "nodo de red" es cualquier nodo que sea, bien parte de la red de acceso por radio, bien la CN de una red/un sistema de comunicaciones celulares.
Cabe señalar que la descripción proporcionada en la presente memoria se centra en un sistema de comunicaciones celulares 3GPP y, como tal, a menudo se usa terminología 3GPP LTE o terminología similar a la terminología 3GPP LTE. Sin embargo, los conceptos divulgados en la presente memoria no se limitan a LTE o un sistema 3GPP.
Cabe señalar que, en la descripción de la presente memoria, se puede hacer referencia al término "célula"; sin embargo, particularmente con respecto a los conceptos de 5G, se pueden usar haces en lugar de células y, como tal, es importante señalar que los conceptos descritos en la presente memoria son igualmente aplicables tanto a las células como a los haces.
En la presente memoria se divulgan sistemas y métodos relacionados con un dispositivo inalámbrico que usa dos osciladores de cristal de referencia (XO) para uno o más Bucles de Enganche de Fase (PLL) en un transceptor del dispositivo inalámbrico. Los dos XO incluyen un primer XO que tiene una primera frecuencia de referencia y un segundo XO que tiene una segunda frecuencia de referencia que es mayor que la primera frecuencia de referencia. Por ejemplo, en una realización, la primera frecuencia de referencia es inferior a 52 megahercios (MHz) (por ejemplo, en el intervalo de 20 a 40 MHz inclusive) y la segunda frecuencia de referencia es superior o igual a 100 MHz. El dispositivo inalámbrico decide si usar el primer XO o el segundo XO en función, por ejemplo, de si el dispositivo inalámbrico está en un estado desincronizado (OOS, por sus siglas en inglés) o en un estado sincronizado con respecto a una red de comunicaciones inalámbricas, un estado de conexión del dispositivo inalámbrico con respecto a la red de comunicación inalámbrica, y/o una frecuencia portadora a la que esté configurado el transceptor del dispositivo inalámbrico.
Como ejemplo, en algunas realizaciones, el dispositivo inalámbrico configura uno o varios transceptores del dispositivo inalámbrico para usar el primer XO durante un procedimiento de sincronización inicial mediante el cual el dispositivo inalámbrico se sincroniza con una red de comunicaciones inalámbricas. Durante el procedimiento de sincronización inicial, los requisitos de ruido de fase no son tan estrictos, ya que las señales de sincronización transmitidas por la red de comunicaciones inalámbricas deberían poder detectarse con Relaciones Señal/Ruido (SNR) bajas y, por lo tanto, normalmente se modulan mediante un esquema de modulación robusto (por ejemplo, Modulación por Desplazamiento de Fase Bivalente (BPSK, por sus siglas en inglés) o son robustas de otra u otras maneras (por ejemplo, sólo unas pocas secuencias conocidas posibles para las señales de sincronización). Una vez que se realiza la sincronización inicial hacia un nodo de acceso por radio en el sistema de comunicaciones inalámbricas, el dispositivo inalámbrico configura el o los transceptores para usar el segundo XO. En algunas realizaciones, antes de configurar el o los transceptores para usar el segundo XO, el primer XO se sintoniza hacia la frecuencia portadora del nodo de acceso por radio o, como alternativa, se usa un desrotador para compensar el error de frecuencia en el dominio digital. Como otra alternativa más, el divisor usado en el PLL se puede ajustar para compensar la frecuencia del XO incorrecta. Cabe señalar que, independientemente de la técnica que se utilice para sintonizar el primer XO, todas tienen el mismo efecto con respecto a la conversión correcta de la señal de recepción de banda base resultante en el dominio digital desde la RF. Luego, el segundo XO se habilita y se sintoniza (o se bloquea en otro PLL) hacia el primer XO y la frecuencia portadora del nodo de acceso por radio. Una vez que se ha sintonizado el segundo XO, el dispositivo inalámbrico configura el o los transceptores para usar el segundo XO para el funcionamiento activo del o de los PLL en el dispositivo inalámbrico. Por lo tanto, el segundo XO de frecuencia más alta puede cumplir con los requisitos de ruido de fase más estrictos necesarios para la transmisión y recepción de datos a alta velocidad utilizando una frecuencia portadora de 10 gigahercios (GHz) o superior. En algunas realizaciones, el procedimiento anterior se repite cuando el dispositivo inalámbrico determina que se necesita una resincronización debido a ciclos prolongados de Recepción Discontinua (DRX, por sus siglas en inglés), detección de grandes variaciones de temperatura, etc.
A este respecto, la Figura 2 ilustra un ejemplo de un sistema de comunicaciones inalámbricas en donde pueden implementarse realizaciones de la presente divulgación. En este ejemplo, el sistema de comunicaciones inalámbricas es un sistema 10 de comunicaciones celulares. El sistema 10 de comunicaciones celulares incluye una Red 12 de Acceso por Radio (RAN, por sus siglas en inglés) que incluye varios nodos 14 de acceso por radio (por ejemplo, estaciones base, eNB, gNB o similares) que dan servicio a células 16 o haces correspondientes. Los nodos 14 de acceso por radio proporcionan conectividad inalámbrica (es decir, acceso por radio) a dispositivos inalámbricos 18 (por ejemplo, UE, dispositivos MTC o similares). Los nodos 14 de acceso por radio están conectados entre sí a través de una interfaz correspondiente (por ejemplo, una interfaz X2 en 3GPP) y conectados a una red central 20 a través de una interfaz de red central (por ejemplo, una interfaz S1 en 3GPP).
La Figura 3 ilustra un ejemplo del dispositivo inalámbrico 18 según algunas realizaciones de la presente divulgación. Cabe señalar que, en este ejemplo, el dispositivo inalámbrico 18 se ilustra como que incluye un receptor 22. Cabe señalar, sin embargo, que los conceptos divulgados en la presente memoria son igualmente aplicables al uso de XO para generar señales de Oscilador Local (LO) para uno o más transmisores y/o uno o más receptores del dispositivo inalámbrico 18. Como se ilustra, el dispositivo inalámbrico 18 incluye el receptor 22, una unidad 24 de control, un primer XO (XO1) 26-1 que emite una señal de referencia que tiene una primera frecuencia de referencia, un segundo XO (XO2) 26-2 que emite una señal de referencia que tiene una segunda frecuencia de referencia que es mayor que la primera frecuencia de referencia, y un sistema 28 de control de XO2. Como ejemplo, la primera frecuencia de referencia es inferior a 52 MHz (por ejemplo, en el intervalo de 20 a 40 MHz inclusive) y la segunda frecuencia de referencia es superior o igual a 100 MHz. La unidad 24 de control está implementada en hardware o en una combinación de hardware y software. Por ejemplo, la unidad 24 de control puede implementarse como un circuito de procesamiento que incluya uno o más procesadores (por ejemplo, Unidades Centrales de Procesamiento (CPU, por sus siglas en inglés), Circuitos Integrados de Aplicación Específica (ASIC, por sus siglas en inglés), Agrupaciones de Puertas Programables de Campo (FPGA, por sus siglas en inglés) o similares), donde el circuito de procesamiento ejecute un software que haga que la unidad 24 de control proporcione la funcionalidad de la unidad 24 de control descrita en la presente memoria.
Aunque el receptor 22 puede incluir diversos circuitos analógicos y digitales, en el ejemplo ilustrado, el receptor 22 incluye una o varias antenas 30, un Filtro 32 de Paso de Banda (BPF, por sus siglas en inglés), un Amplificador 34 con Bajo Nivel de Ruidos (LNA, por sus siglas en inglés), un mezclador 36, un BPF 38, un Convertidor 40 de Analógico a Digital (ADC, por sus siglas en inglés) y un procesador digital 42. Además, el receptor 22 incluye un PLL 44 de radiofrecuencia (RF) que controla un Oscilador Controlado (CO) 46 para proporcionar una señal de LO al mezclador 36. En funcionamiento, una señal de recepción de RF es recibida a través de la antena 30 y filtrada por el BPF 32 para proporcionar así una señal de recepción de RF filtrada. La señal de recepción de RF filtrada se amplifica mediante el LNA 34 para proporcionar una señal de recepción de RF amplificada y filtrada, que luego se convierte de RF a, en este ejemplo, banda base en el mezclador 36. Para proporcionar esta conversión de reducción de RF a banda base, la unidad 24 de control configura el PLL 44 de RF de tal manera que, en función de una frecuencia de referencia proporcionada, bien por el XO1 26-1, bien por el XO2 26-2 dependiendo de la configuración, la emisión de la señal de LO por el CO 46 sea igual a la frecuencia portadora fC de una señal de recepción deseada. Cabe señalar, sin embargo, que la conversión de reducción de frecuencia puede, como alternativa, ser a una Frecuencia Intermedia (IF, por sus siglas en inglés) deseada, en cuyo caso la frecuencia de la señal de LO generada por el CO 46 se controla para que sea la frecuencia apropiada necesaria para la conversión de reducción de fC a la IF deseada.
Como se expone a continuación, la unidad 24 de control configura el receptor 22 para usar, bien el XO1 26-1, bien el XO2 26-2 en función de uno o más criterios. Los uno o más criterios pueden incluir, por ejemplo, un estado de sincronización del dispositivo inalámbrico 18, un estado de conexión del dispositivo inalámbrico 18 (por ejemplo, Control de Recursos Radioeléctricos (RRC, por sus siglas en inglés) LIBRE o RRC CONECTADO), y/o la frecuencia portadora fC de la señal de recepción deseada (es decir, la frecuencia portadora del nodo 14 de acceso por radio). Así, en una configuración, la unidad 24 de control configura el PLL 44 de RF para usar el XO1 26-1. En el ejemplo ilustrado, esta configuración del PLL 44 de RF para usar el XO1 26-1 incluye cerrar un interruptor 48-1 y configurar los ajustes (por ejemplo, valor o valores de divisor) del PLL 44 de RF de modo que el PLL 44 de RF controle el CO 46 para proporcionar la frecuencia de LO deseada en función de la frecuencia de referencia del XO1 26-1. En otra configuración, la unidad 24 de control configura el PLL 44 de RF para usar el XO2 26-2. En el ejemplo ilustrado, esta configuración del PLL 44 de RF para usar el XO2 26-2 incluye cerrar un interruptor 48-2 y configurar los ajustes (por ejemplo, valor o valores de divisor) del PLL 44 de RF de modo que el PLL 44 de RF controle el CO 46 para proporcionar la frecuencia de LO deseada en función de la frecuencia de referencia del XO2 26-2. En algunas realizaciones, antes de configurar el receptor 22 para usar el XO2 26-2, el sistema 28 de control de XO2, que puede implementarse como un PLL, se habilita y funciona para adaptar el XO2 26-2 en función de la señal emitida por el XO1 26-1. En este caso, el XO1 26-1 se ha adaptado o sintonizado previamente según la frecuencia portadora del nodo 14 de acceso por radio y, como tal, puede usarse para proporcionar una adaptación o sintonización inicial del XO2 26-2 antes de conectar el XO2 26-2 al PLL 44 de RF.
Por lo tanto, la unidad 24 de control puede controlar inteligentemente cuál de los XO 26-1 y 26-2 utiliza el receptor 22 basándose en uno o más criterios. Haciéndolo así, se pueden conseguir diversas ventajas. Por ejemplo, la unidad 24 de control puede configurar el receptor 22 para usar el XO1 26-1 y desactivar el XO2 26-2 cuando esté en un estado OOS (desincronizado), cuando esté en modo LIBRE y/o cuando funcione en una frecuencia portadora baja (por ejemplo, fC <4 GHz o, como otro ejemplo, fC <10 GHz) y configurar el receptor 22 para usar el XO2 26-2 y, opcionalmente, desactivar el XO1 26-1 cuando esté en un estado sincronizado, cuando esté en modo conectado y/o cuando funcione en una frecuencia portadora alta (por ejemplo, fC S4 GHz o, como otro ejemplo, fC S10 GHz). De esta manera, se puede reducir el consumo de energía y, en algunas realizaciones, se puede reducir la cantidad de tiempo necesaria para sincronizar con la red usando el XO1 26-1, que tiene una tolerancia menor que el XO2 26-2, durante la sincronización. Cabe señalar que estas ventajas son sólo ejemplos.
Cabe señalar que aunque el uso de los XO 26-1 y 26-2 se ilustra en el ejemplo de la Figura 3 como que son utilizados por el PLL 44 de RF para controlar la señal de LO para el receptor 22, los XO 26-1 y 26-2 pueden ser utilizados adicionalmente o como alternativa por un PLL de RF para proporcionar una señal de LO utilizada para la conversión de elevación de frecuencia en un transmisor (no mostrado) del dispositivo inalámbrico 18.
La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento del dispositivo inalámbrico 18 y, en particular, la unidad 24 de control para controlar el receptor 22 para usar, bien el XO1 26-1, bien el XO2 26-2 según algunas realizaciones de la presente divulgación. Las operaciones opcionales se ilustran en cuadros discontinuos. Como se ilustra, la unidad 24 de control decide si el receptor 22 debería configurarse para usar el XO1 26-1 o el XO2 26-2 (operación 100). Como se expone a continuación, en algunas realizaciones, esta decisión se basa en un estado de sincronización del dispositivo inalámbrico 18 hacia un nodo 14 de acceso por radio, un estado de conexión del dispositivo inalámbrico 18 (por ejemplo, RRC LIBRE (estado inactivo) o RRC CONECTADO o estados similares), y/o la frecuencia portadora fC de la señal de recepción deseada (es decir, la frecuencia portadora del nodo 14 de acceso por radio). Más específicamente, en algunas realizaciones, la unidad 24 de control decide que el receptor 22 debe usar el XO1 26-1 si el dispositivo inalámbrico 18 está en un estado OOS y usar el XO2 26-2 si el dispositivo inalámbrico 18 está en un estado sincronizado. En algunas otras realizaciones, la unidad 24 de control decide que el receptor 22 debe usar el XO1 26-1 si el dispositivo inalámbrico 18 está en un estado de conexión (por ejemplo, un estado libre o inactivo) y usar el XO2 26-2 si el dispositivo inalámbrico 18 está en otro estado (por ejemplo, un estado conectado o activo). En algunas otras realizaciones, la unidad 24 de control decide que el receptor 22 debe usar el XO1 26-1 si la frecuencia portadora fC utilizada por el nodo 14 de acceso por radio es menor que un umbral predefinido o preconfigurado (por ejemplo, 4 GHz o 10 GHz) y usar el XO2 26-2 si la frecuencia portadora fC es superior o igual al umbral predefinido o preconfigurado.
La unidad 24 de control luego configura el receptor 22 según la decisión tomada en la operación 100. Más específicamente, al decidir que el receptor 22 debe usar el XO1 26-1, la unidad 24 de control activa el XO1 26-1, por ejemplo, afirmando la señal de activación de XO (véase XO1 ACT/DESACT en la Figura 3) si el XO1 26-1 no está ya activado (operación 102). Cabe señalar que, en algunas realizaciones, el XO1 26-1 siempre está activado, en cuyo caso no es necesario realizar la operación 102. En algunas otras realizaciones, el XO1 26-1 puede desactivarse en ocasiones, en cuyo caso la unidad 24 de control activa el XO1 26-1 si el XO1 26-1 no está ya activado.
Una vez que se activa el XO1 26-1, la unidad 24 de control configura el receptor 22 para usar el XO1 26-1 (operación 104). La manera exacta en la que el receptor 22 se configura para usar el XO1 26-1 variará dependiendo de la implementación concreta del receptor 22, como apreciará una persona con conocimientos corrientes de la técnica. Sin embargo, en el ejemplo de la Figura 3, la unidad 24 de control configura el receptor 22 para usar el XO1 26-1 conectando el XO1 26-1 al PLL 44 de RF, en este ejemplo, cerrando el interruptor 48-1 y configurando el PLL 44 de RF (por ejemplo, configurando uno o más ajustes del PLL 44 de RF tales como, por ejemplo, uno o más valores de divisor) en función de la frecuencia del XO1 26-1 de modo que el CO 46 se controle para proporcionar la frecuencia de LO deseada. Como ejemplo simple, no limitante, el PLL 44 de RF controla la frecuencia de salida del CO 46 para que sea N veces la frecuencia de referencia. Así, si el XO1 26-1 está conectado al PLL 44 de RF, el PLL 44 de RF controla el CO 46 de manera que la frecuencia de salida del CO 46 sea N veces la frecuencia del XO1 26-1. Por lo tanto, en este ejemplo, la unidad 24 de control configura el parámetro N del PLL 44 de RF de modo que N veces la frecuencia del XO1 26-1 sea igual a la frecuencia de LO deseada, que para la conversión de reducción de frecuencia directa a banda base es igual a la frecuencia portadora fC. Después de configurar el receptor 22 para usar el XO1 26-1, la unidad 24 de control desactiva opcionalmente el XO2 26-2 si el XO2 26-2 estaba activo, por ejemplo, desafirmando la señal de XO2 ACT/DESACT (véase la Figura 3) (operación 106). Al desactivar el XO2 26-2, se reduce el consumo de energía.
Volviendo a la operación 100, al decidir que el receptor 22 debe usar el XO2 26-2, la unidad 24 de control activa el XO1 26-1, por ejemplo, afirmando la señal de activación de XO (véase XO1 ACT/DESACT en la Figura 3) si el XO1 26-1 no está ya activado (operación 108). Cabe señalar que, en algunas realizaciones, el XO1 26-1 siempre está activado, en cuyo caso no es necesario realizar la operación 108. En algunas otras realizaciones, el XO1 26-1 puede desactivarse en ocasiones, en cuyo caso la unidad 24 de control activa el XO1 26-1 si el XO1 26-1 no está ya activado. Además, en este ejemplo, primero se sintoniza el XO1 26-1 y luego se usa éste para sintonizar el XO2 26-2. Como tal, el XO1 26-1 se activa en la operación 108. Sin embargo, en otras realizaciones, el XO2 26-2 no se sintoniza en función del XO1 26-1 y, como tal, la operación 108 no es necesaria.
La unidad 24 de control activa el XO2 26-2, por ejemplo, afirmando la señal de activación de XO (véase XO2 ACT/DESACT en la Figura 3) si el XO2 26-2 no está ya activado (operación 110). Cabe señalar que, en algunas realizaciones, el XO2 26-2 siempre está activado, en cuyo caso no es necesario realizar la operación 110. En algunas otras realizaciones, el XO2 26-2 puede desactivarse en ocasiones, en cuyo caso la unidad 24 de control activa el XO2 26-2 si el XO2 26-2 no está ya activado. En este ejemplo de realización, la unidad 24 de control provoca la adaptación del XO2 26-2 usando el XO1 26-1 (operación 112). Por ejemplo, si el dispositivo inalámbrico 18 no está ya sincronizado con la frecuencia portadora fC del nodo 14 de acceso por radio, la unidad 24 de control puede configurar primero el receptor 22 para usar el XO1 26-1 como se ha descrito anteriormente y realizar un proceso de sincronización inicial, mediante el cual el XO1 26-1 y la señal de LO se sintonizan a la frecuencia portadora fC. Una vez que el dispositivo inalámbrico 18 está sincronizado con el nodo 14 de acceso por radio, bien como parte de la operación 112, bien como parte de un proceso de sincronización realizado previamente y el XO2 26-2 está activado, la unidad 24 de control habilita el sistema 28 de control de XO2. El sistema 28 de control de XO2 puede ser, por ejemplo, un PLL o alguna otra circuitería que adapte, por ejemplo, una configuración digital o de tensión del XO2 26-2 para rastrear la frecuencia del XO1 26-1. Por ejemplo, si la frecuencia de XO1 es de 26 MHz y se desea que la frecuencia de XO2 sea de 104 MHz y si el XO1 26-1 se sintoniza con precisión durante la sincronización con la frecuencia portadora fC, entonces esta sintonización precisa se puede realizar al menos inicialmente para el XO2 26-2 adaptando el XO2 26-2 de modo que su frecuencia de salida sea exactamente cuatro veces la frecuencia del XO1, en este ejemplo.
Una vez que el XO2 26-2 se activa y, opcionalmente, se adapta usando el XO1 26-1, la unidad 24 de control configura el receptor 22 para usar el XO2 26-2 (operación 114). La manera exacta en la que el receptor 22 se configura para usar el XO2 26-2 variará dependiendo de la implementación concreta del receptor 22, como apreciará una persona con conocimientos corrientes de la técnica. Sin embargo, en el ejemplo de la Figura 3, la unidad 24 de control configura el receptor 22 para usar el XO2 26-2 conectando el XO2 26-2 al PLL 44 de RF, en este ejemplo, cerrando el interruptor 48-2 y configurando el PLL 44 de RF (por ejemplo, configurando uno o más ajustes del PLL 44 de RF tales como, por ejemplo, uno o más valores de divisor) en función de la frecuencia del XO2 26-2 de modo que el CO 46 se controle para proporcionar la frecuencia de LO deseada. Como ejemplo simple, no limitante, el pLl 44 de RF controla la frecuencia de salida del CO 46 para que sea N veces la frecuencia de referencia. Así, si el XO2 26-2 está conectado al PLL 44 de RF, el PLL 44 de RF controla el CO 46 de manera que la frecuencia de salida del CO 46 sea N veces la frecuencia del XO2 26-2. Por lo tanto, en este ejemplo, la unidad 24 de control configura el parámetro N del PLL 44 de RF de modo que N veces la frecuencia del XO2 26-2 sea igual a la frecuencia de LO deseada, que para la conversión de reducción de frecuencia directa a banda base es igual a la frecuencia portadora fC. Después de configurar el receptor 22 para usar el XO2 26-2, la unidad 24 de control desactiva opcionalmente el XO1 26-1 si el XO1 26-1 estaba activo, por ejemplo, desafirmando la señal XO1 ACT/DESACT (véase la Figura 3) (operación 116). Al desactivar el XO1 26-1, se reduce el consumo de energía.
Ya sea usando el XO1 26-1 o el XO2 26-2, la unidad 24 de control determina si se ha producido un evento de cambio de XO (operación 118). En otras palabras, la unidad 24 de control determina si se ha producido un evento que pueda tener como resultado un cambio en cuál de los XO 26-1 y 26-2 se ha de utilizar. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la unidad 24 de control decide qué XO usar en función del estado de sincronización del dispositivo inalámbrico 18 y, como tal, la unidad 24 de control detecta un evento de cambio de XO cuando cambia el estado de sincronización del dispositivo inalámbrico 18. En algunas otras realizaciones, la unidad 24 de control decide qué XO usar en función de un estado de conexión del dispositivo inalámbrico 18 y, como tal, la unidad 24 de control detecta un evento de cambio de XO cuando cambia el estado de conexión del dispositivo inalámbrico 18. En otro ejemplo más, en algunas realizaciones, la unidad 24 de control decide qué XO usar en función de la frecuencia portadora fC y, como tal, la unidad 24 de control detecta un evento de cambio de XO cuando cambia la frecuencia portadora fC o cuando ha ocurrido un evento (por ejemplo, un traspaso) que pueda tener como resultado un cambio en la frecuencia portadora fC. Si no se detecta ningún evento de cambio de XO, la unidad 24 de control continúa realizando un seguimiento en cuanto a un evento de cambio de XO. Si se detecta un evento de cambio de XO, el proceso vuelve a la operación 100 donde la unidad 24 de control decide si usar el XO1 26-1 o el XO2 26-2. A continuación, el proceso continúa como se ha descrito anteriormente.
La Figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento del dispositivo inalámbrico 18 y, en particular, la unidad 24 de control según algunas realizaciones de la presente divulgación. Este proceso es una implementación concreta del proceso de la Figura 4. En general, usando el proceso de la Figura 5, la unidad 24 de control configura el receptor 22 para usar el XO1 26-1 durante la sincronización inicial con la frecuencia portadora fC del nodo 14 de acceso por radio. Una vez que se completa la sincronización, la unidad 24 de control configura el receptor 22 para usar el XO2 26-2.
Antes de exponer el proceso de la Figura 5 en detalle, se presenta una breve exposición de algunos problemas asociados con el uso de un XO de alta frecuencia durante la sincronización inicial. La mayor incertidumbre en la frecuencia (es decir, la mayor tolerancia) para XO de alta frecuencia (es decir, XO de >100 MHz) afecta sustancialmente el tiempo que lleva alcanzar la sincronización inicial con la red y también puede plantear un problema en los eventos de traspaso. Por ejemplo, suponiendo una frecuencia portadora de 2 GHz, un XO de 26 MHz tiene una incertidumbre inicial de 10 partes por millón (ppm). Para realizar una búsqueda de célula inicial en LTE/Acceso a Paquetes de Alta Velocidad (HSPA, por sus siglas en inglés) de Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha (WCDMA, por sus siglas en inglés), se necesita una formación de cuadrícula de frecuencias alrededor de una frecuencia portadora hipotética, con una cuadrícula de frecuencias de alrededor de 10 kilohercios (kHz). Por lo tanto, se necesitan de cinco a seis búsquedas para cada posible frecuencia portadora. Una vez que se detecta la señal de sincronización (por ejemplo, Señal de Sincronización Primaria/Señal de Sincronización Secundaria (PSS/SSS, por sus siglas en inglés), Canal de Sincronización Primario/Canal de Sincronización Secundario (P-SCH/S-SCH, por sus siglas en inglés)) para una determinada hipótesis de frecuencia, se puede ajustar el XO y se puede lograr la frecuencia portadora correcta (por ejemplo, por debajo de 100 hercios (Hz) de error). Para un XO de 200 MHz, la cuadrícula de búsqueda correspondiente debería ser de cuatro a cinco veces más grande (es decir, de 20 a 30 hipótesis de frecuencia para cada portadora, suponiendo 2 GHz, para una frecuencia portadora más alta incluso más hipótesis de frecuencia). Por lo tanto, el tiempo de sincronización inicial podría ser mucho mayor si se utilizan XO de >100 MHz. A la inversa, el uso de XO de 26 MHz para la sincronización inicial reducirá el tiempo de sincronización inicial, pero no podría gestionar los estrictos requisitos de ruido de fase necesarios para velocidades de transmisión de datos de más de 1 gigabit por segundo (Gb/s) por encima de una frecuencia portadora de 10 GHz. Usando el proceso de la Figura 5, el dispositivo inalámbrico 18 aborda estos problemas.
Como se ilustra en la Figura 5, antes de la sincronización, la unidad 24 de control activa el XO1 26-1 si no está ya activado y configura el receptor 22 para usar el XO1 26-1 (operación 200). Más específicamente, la unidad 24 de control activa el XO1 26-1, por ejemplo, afirmando la señal de activación de XO (véase XO1 ACT/DESACT en la Figura 3) si el XO1 26-1 no está ya activado. Cabe señalar que, en algunas realizaciones, el XO1 26-1 siempre está activado, en cuyo caso no es necesario activar el XO1 26-1 en la operación 200. En algunas otras realizaciones, el XO1 26-1 puede desactivarse en ocasiones, en cuyo caso la unidad 24 de control activa el XO1 26-1 si el XO1 26-1 no está ya activado. Una vez que se activa el XO1 26-1, la unidad 24 de control configura el receptor 22 para usar el XO1 26-1. La manera exacta en la que el receptor 22 se configura para usar el XO1 26-1 variará dependiendo de la implementación concreta del receptor 22, como apreciará una persona con conocimientos corrientes de la técnica. Sin embargo, en el ejemplo de la Figura 3, la unidad 24 de control configura el receptor 22 para usar el XO1 26-1 conectando el XO1 26-1 al PLL 44 de RF, en este ejemplo, cerrando el interruptor 48-1 y configurando el PLL 44 de RF (por ejemplo, configurando uno o más ajustes del PLL 44 de RF tales como, por ejemplo, uno o más valores de divisor) en función de la frecuencia del XO1 26-1 de modo que el CO 46 se controle para proporcionar la frecuencia de LO deseada. Aunque no se ilustra, después de configurar el receptor 22 para usar el XO1 26-1, la unidad 24 de control desactiva opcionalmente el XO2 26-2 si el XO2 26-2 estaba activo, por ejemplo, desafirmando la señal XO2 ACT/DESACT (véase la Figura 3). Al desactivar el XO2 26-2, se reduce el consumo de energía.
El receptor 22 se habilita (si es necesario), y la unidad 24 de control configura el receptor 22 para recibir en una frecuencia portadora (hipotética) fC (operación 202). La frecuencia portadora fC puede ser determinada, por ejemplo, por la unidad 24 de control que tiene información histórica sobre posibles frecuencias portadoras para los nodos 14 de acceso por radio. Esta configuración del receptor 22 incluye conectar el XO1 26-1 al PLL 44 de RF y configurar el PLL 24 de RF (por ejemplo, configurar uno o más valores de divisor para el PLL 24 de RF) de modo que, en función de la frecuencia del XO1 26-1, el PLL 44 de RF controle el CO 46 para generar la frecuencia de LO deseada.
A continuación, se realiza una búsqueda de célula/exploración inicial, donde el dispositivo inalámbrico 18 busca señales de sincronización (por ejemplo, PSS/SSS en LTE, por ejemplo) transmitidas por un nodo 14 de acceso por radio (operación 204). Los procedimientos de búsqueda de células son bien conocidos en la técnica y, como tal, el procedimiento de búsqueda de células no se describe aquí. La unidad 24 de control determina si se ha detectado una señal de sincronización (operación 206). De esta manera, la unidad 24 de control está decidiendo si configurar el dispositivo inalámbrico 18 para usar el XO2 26-2 o continuar usando el XO1 26-1. Por lo tanto, esta operación es un ejemplo de implementación de la operación 100 de la Figura 4. Si no se ha detectado una señal de sincronización, la unidad 24 de control actualiza la frecuencia portadora (hipotética) fC (operación 208) y el proceso vuelve a la operación 202. Una vez detectada una señal de sincronización, la unidad 24 de control puede adaptar o sintonizar con precisión el XO1 26-1 y, en particular, la frecuencia de LO a la frecuencia portadora fC de la señal recibida (operación 210). Nuevamente, este proceso de adaptación es bien conocido en la técnica y, como tal, los detalles no se repiten en la presente memoria. Sin embargo, en general, esta adaptación se puede realizar adaptando el PLL 44 de RF (por ejemplo, adaptando el o los valores de divisor del PLL 44 de RF) y/o adaptando el XO1 26-1 a través, por ejemplo, de una configuración digital o de tensión del XO1 26-1. Para la conversión de reducción de frecuencia directa de la señal recibida de la frecuencia portadora fC a la banda base, esta adaptación tiene como resultado que la frecuencia de LO coincida sustancialmente con la frecuencia portadora fC real de la señal recibida dentro de una tolerancia predefinida (por ejemplo, 100 Hz). Adicionalmente o como alternativa, la adaptación se puede realizar configurando un desrotador en el procesador digital 42 para compensar el error de frecuencia en el dominio digital.
Una vez que se completa la sincronización, el XO2 26-2 se activa (operación 212) y se adapta basándose en el XO1 26-1 (por ejemplo, la salida del XO1 26-1) (operación 214). Más específicamente, en el ejemplo de la Figura 3, se activa el sistema 28 de control de XO2 (si no está ya activo). El sistema 28 de control de XO2 adapta entonces el XO2 26-2 basándose, en este ejemplo, en la salida del XO1 26-1 para así ajustar con precisión la frecuencia del XO2 26-2. El sistema 28 de control de XO2 puede ser, por ejemplo, un PLL y el XO1 26-1 sirve de referencia para este PLL y este PLL a su vez controla, por ejemplo, una configuración digital o de tensión del XO2 26-2 para rastrear la frecuencia del XO1 26-1.
Una vez que el XO2 26-2 está activo y sintonizado, la unidad 24 de control configura el receptor 22 para realizar una recepción de señal adicional usando el XO2 26-2 (operación 216). En otras palabras, la unidad 24 de control configura el receptor 22 para usar el XO2 26-2.
Nuevamente, como se ha expuesto anteriormente, la manera exacta en la que el receptor 22 se configura para usar el XO2 26-2 variará dependiendo de la implementación concreta del receptor 22, como apreciará una persona con conocimientos corrientes de la técnica. Sin embargo, en el ejemplo de la Figura 3, la unidad 24 de control configura el receptor 22 para usar el XO2 26-2 conectando el XO2 26-2 al PLL 44 de RF, en este ejemplo, cerrando el interruptor 48-2 y configurando el PLL 44 de RF (por ejemplo, configurando uno o más ajustes del PLL 44 de RF tales como, por ejemplo, uno o más valores de divisor) en función de la frecuencia del XO2 26-2 de modo que el CO 46 se controle para proporcionar la frecuencia de LO deseada.
Después de configurar el receptor 22 para usar el XO2 26-2, la unidad 24 de control desactiva opcionalmente el XO1 26-1, por ejemplo, desafirmando la señal XO1 ACT/DESACT (véase la Figura 3) (operación 218). En particular, la operación 218 se puede realizar si la entrada de control al XO2 26-2 se puede mantener constante mientras se deshabilita el sistema 28 de control de XO2. Como alternativa, el XO1 26-1 se mantiene activo como una entrada al sistema 28 de control de XO2 que, a su vez, mantiene continuamente el bloqueo entre el XO2 26-2 y el XO1 26-1.
Opcionalmente, en algunas realizaciones, la unidad 24 de control realiza un seguimiento del estado de sincronización del dispositivo inalámbrico 18 (operación 220). Una vez que se determina que el dispositivo inalámbrico 18 está OOS, el proceso vuelve a la operación 200 y se repite. Se puede determinar que el dispositivo inalámbrico 18 está OOS en función de cualquier criterio adecuado tal como, por ejemplo,
• ciclos largos de DRX en donde el XO2 26-2 se haya deshabilitado para ahorrar energía,
• grandes variaciones de temperatura (por ejemplo, debido al encendido o apagado de un amplificador de potencia del dispositivo inalámbrico 18), y/o
• estar OOS en términos de recepción no fiable de datos desde el nodo 14 de acceso por radio (es decir, un Fallo de Radioenlace (RLF, por sus siglas en inglés) o un problema de radioenlace).
La Figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento del dispositivo inalámbrico 18 y, en particular, la unidad 24 de control según algunas realizaciones de la presente divulgación. Esta realización es similar a la de la Figura 4, pero la decisión sobre cuál de los XO 26-1 y 26-2 se ha de utilizar se basa en un estado de conexión de una conexión del dispositivo inalámbrico 18 a un nodo 14 de acceso por radio. Como se ilustra, la unidad 24 de control determina un estado de conexión del dispositivo inalámbrico 18 con respecto a una célula o haz de servicio o acampada (operación 300). En algunas realizaciones, el estado de conexión es un estado libre o un estado conectado. Por ejemplo, para LTE, el estado de conexión es el estado RRC, que puede ser, bien LIBRE (o inactivo en 5G NR), bien CONECTADO (o activo). Sin embargo, otros sistemas inalámbricos pueden tener diferentes estados de conexión. Por ejemplo, en 5G, puede haber más de dos estados de conexión.
La unidad 24 de control decide entonces qué XO usar en función del estado de conexión del dispositivo inalámbrico 18 (operación 302). Por ejemplo, en algunas realizaciones, la unidad 24 de control decide usar el XO1 26-1 si el dispositivo inalámbrico 18 está en un estado de conexión (por ejemplo, estado libre tal como, por ejemplo, RRC LIBRE en LTE) y decide usar el XO2 26-2 si el dispositivo inalámbrico 18 está en otro estado de conexión (por ejemplo, estado conectado tal como, por ejemplo, RRC CONECTADO en LTE). Cabe señalar que los términos estado "libre" y "conectado" tal como se usan en la presente memoria son sólo ejemplos. Se pueden usar otros nombres para diferentes estados de conexión, tales como inactivo y activo, particularmente en futuras redes de comunicaciones celulares (por ejemplo, redes 5G). La clave es que el receptor 22 se configura para usar diferentes XO 26-1, 26-2 en diferentes estados de conexión, lo que permite usar el XO1 26-1 de frecuencia más baja cuando sea deseable o beneficioso hacerlo (por ejemplo, cuando se usen velocidades de transmisión de datos bajas, paginación, DRX larga (motivo de ahorro de energía y tiempo de resincronización corto necesario)) y permite usar el XO2 26-2 de frecuencia más alta cuando sea deseable o beneficioso hacerlo (por ejemplo, cuando se desee una recepción de alto rendimiento, tal como, por ejemplo, recepción usando MIMO, modulación de orden superior, etc.). Luego, el proceso prosigue como se ha descrito anteriormente con respecto a la Figura 4 para usar, bien el XO1 26-1 (operaciones 304-308, que corresponden a las operaciones 202-206 de la Figura 4), bien el XO2 26-2 (operaciones 310-318, que corresponden a las operaciones 108-116 de la Figura 4) según la decisión tomada en la operación 302. La unidad 24 de control decide entonces si el estado de conexión del dispositivo inalámbrico 18 ha cambiado (operación 320). En caso negativo, la unidad 24 de control continúa realizando un seguimiento en cuanto a un cambio en el estado de conexión. Al detectar un cambio en el estado de conexión, el proceso prosigue con la operación 302 y se repite teniendo en cuenta el nuevo estado de conexión del dispositivo inalámbrico 18.
Con respecto al proceso de la Figura 6, la idea es que, en el modo libre, donde solo se necesitan la paginación y la medición de la movilidad, se puede usar el XO1 26-1 de frecuencia más baja, ya que tales transmisiones suelen ser de una sola capa y Esquema de Modulación y Codificación (MCS, por sus siglas en inglés) de orden bajo y dado que la sincronización es más corta (menos deriva entre ciclos de DRX). Por lo tanto, usando el proceso de la Figura 6, el XO1 26-1 de baja frecuencia se usa si el dispositivo inalámbrico 18 está en modo libre, y el XO2 26-2 de alta frecuencia se usa si el dispositivo inalámbrico 18 está en modo conectado.
La Figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento del dispositivo inalámbrico 18 y, en particular, la unidad 24 de control según algunas realizaciones de la presente divulgación. Esta realización es similar a la de la Figura 4, pero la decisión sobre cuál de los XO 26-1 y 26-2 se ha de utilizar se basa en la frecuencia portadora fe de la señal recibida. Como se ilustra, la unidad 24 de control determina la frecuencia portadora fe de la señal recibida o la señal que se ha de recibir (operación 400). La unidad 24 de control decide entonces qué XO usar basándose en la frecuencia portadora fe (operación 402). Por ejemplo, en algunas realizaciones, la unidad 24 de control decide usar el XO1 26-1 si la frecuencia portadora fe es menor que un umbral predefinido o preconfigurado y decide usar el XO2 26-2 si la frecuencia portadora fe es mayor que el umbral predefinido o preconfigurado. El umbral predefinido o preconfigurado puede variar, pero, como ejemplo, este umbral puede ser de 4 GHz o 10 GHz.
Cabe señalar que, en algunas realizaciones, el dispositivo inalámbrico 18 puede incluir receptores separados (es decir, como parte de transceptores separados) para diferentes frecuencias portadoras. Por ejemplo, el dispositivo inalámbrico 18 puede incluir un primer transceptor para frecuencias portadoras inferiores a, por ejemplo, 6 GHz y un segundo transceptor para frecuencias portadoras superiores o iguales a, por ejemplo, 6 GHz. En este ejemplo, el XO1 26-1 se podría usar para cualquiera de los dos transceptores, mientras que el XO2 26-2 se puede usar sólo para el transceptor de frecuencia más alta (por ejemplo, el transceptor de >6 GHz o el transceptor de ondas milimétricas (mmW)). Por lo tanto, en este ejemplo, si la frecuencia portadora fe deseada es menor que, por ejemplo, 6 GHz, entonces se usa el primer transceptor de frecuencia más baja y, como tal, la unidad 24 de control configura el receptor del primer transceptor de frecuencia más baja para usar el XO1 26-1. A la inversa, si la frecuencia portadora fe deseada es mayor que, por ejemplo, 6 GHz, entonces se usa el segundo transceptor de frecuencia más alta y, como tal, la unidad 24 de control configura el receptor del segundo transceptor de frecuencia más alta para usar el XO2 26-2 o, en algunas realizaciones, bien el XO1 26-1, bien el XO2 26-2 en función de, por ejemplo, el estado de sincronización y/o el estado de conexión, como se ha descrito anteriormente. Así, en este ejemplo, la unidad 24 de control decide qué receptor usar y qué XO usar en función de la frecuencia portadora fe deseada.
Luego, el proceso prosigue como se ha descrito anteriormente con respecto a la Figura 4 para usar, bien el XO1 26-1 (operaciones 404-408, que corresponden a las operaciones 202-206 de la Figura 4), bien el XO2 26-2 (operaciones 410-418, que corresponden a las operaciones 108-116 de la Figura 4) según la decisión tomada en la operación 402. La unidad 24 de control decide entonces si se ha de realizar un traspaso (HO, por sus siglas en inglés) (por ejemplo, si se ha recibido un comando de traspaso) (operación 420). El traspaso puede ser un traspaso entre frecuencias o un traspaso entre Tecnologías de Acceso por Radio (RAT, por sus siglas en inglés), por ejemplo. El traspaso es de una célula o haz (fuente) a otra célula o haz (objetivo). El objetivo puede funcionar en una frecuencia portadora diferente a la fuente y, como tal, la unidad 24 de control vuelve a evaluar qué XO usar. En otras palabras, un traspaso indica que puede haber una nueva frecuencia portadora fe. Por lo tanto, si se ha de realizar un traspaso, el proceso vuelve a la operación 400 para determinar la nueva frecuencia portadora fe para la célula o el haz objetivo y luego se repite teniendo en cuenta la nueva frecuencia portadora fe.
A lo largo de esta divulgación se utilizan las siguientes siglas.
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Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un método para hacer funcionar un dispositivo inalámbrico (18) que comprende un receptor (22) que comprende un mezclador (36) para una conversión de reducción de frecuencia de una señal recibida, un oscilador controlado (46) adaptado para proporcionar una señal de oscilador local, LO, al mezclador (36) y un bucle (44) de enganche de fase de radiofrecuencia, PLL de RF, adaptado para controlar el oscilador controlado (46) en función de una frecuencia portadora de una señal de recepción deseada; en donde el dispositivo inalámbrico (18) comprende además un primer oscilador (26-1) de cristal de referencia que funciona a una primera frecuencia de referencia y un segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia que funciona a una segunda frecuencia de referencia que es mayor que la primera frecuencia de referencia, comprendiendo el método las operaciones de:
tomar (100) una decisión sobre si configurar el receptor (22) del dispositivo inalámbrico (18) para usar el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia o el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia en función de una frecuencia portadora de una señal que ha de ser recibida por el receptor (22) del dispositivo inalámbrico (18); y
configurar (104 o 114) el receptor (22) del dispositivo inalámbrico (18) para usar el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia o el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia según la decisión, proporcionando, bien una primera frecuencia de referencia, proporcionada por el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia, bien una segunda frecuencia de referencia, proporcionada por el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia, al PLL (44) de RF.
2. El método de la reivindicación 1, en donde tomar (402) la decisión en función de la frecuencia portadora de la señal que ha de ser recibida por el receptor (22) del dispositivo inalámbrico (18) comprende tomar (402) la decisión de utilizar el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia si la frecuencia portadora es inferior a un umbral predefinido o preconfigurado y tomar (402) la decisión de utilizar el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia si la frecuencia portadora es superior al umbral predefinido o preconfigurado.
3. El método de la reivindicación 2, en donde el umbral predefinido o preconfigurado es superior o igual a 4 gigahercios, GHz.
4. El método de la reivindicación 2, en donde el umbral predefinido o preconfigurado es superior o igual a 10 gigahercios, GHz.
5. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la primera frecuencia de referencia es inferior o igual a 52 megahercios, MHz, y la segunda frecuencia de referencia es superior o igual a 100 MHz.
6. Un método para hacer funcionar un dispositivo inalámbrico (18) que comprende un receptor (22) que comprende un mezclador (36) para una conversión de reducción de frecuencia de una señal recibida, un oscilador controlado (46) adaptado para proporcionar una señal de oscilador local, LO, al mezclador (36) y un bucle (44) de enganche de fase de radiofrecuencia, PLL de RF, adaptado para controlar el oscilador controlado (46) en función de una frecuencia portadora de una señal de recepción deseada; en donde el dispositivo inalámbrico (18) comprende además un primer oscilador (26-1) de cristal de referencia que funciona a una primera frecuencia de referencia y un segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia que funciona a una segunda frecuencia de referencia que es mayor que la primera frecuencia de referencia, comprendiendo el método las operaciones de:
tomar (100) una decisión sobre si configurar el receptor (22) del dispositivo inalámbrico (18) para usar el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia o el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia; y
configurar (104 o 114) el receptor (22) del dispositivo inalámbrico (18) para usar el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia o el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia según la decisión;
en donde el dispositivo inalámbrico (18) comprende al menos dos receptores y:
tomar (100) la decisión comprende tomar (100) una decisión sobre qué receptor de los al menos dos receptores usar y si configurar el receptor decidido para usar el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia o el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia basándose en una frecuencia portadora de una señal que ha de ser recibida por el dispositivo inalámbrico (18); y
configurar (104 o 114) el receptor (22) del dispositivo inalámbrico (18) comprende configurar el receptor decidido para usar el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia o el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia según la decisión, proporcionando, bien una primera frecuencia de referencia, proporcionada por el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia, bien una segunda frecuencia de referencia, proporcionada por el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia, al PLL (44) de RF del receptor decidido.
7. Un dispositivo inalámbrico (18) que comprende un receptor (22) que comprende un mezclador (36) para una conversión de reducción de frecuencia de una señal recibida, un oscilador controlado (46) adaptado para proporcionar una señal de oscilador local, LO, al mezclador (36) y un bucle (44) de enganche de fase de radiofrecuencia, PLL de RF, adaptado para controlar el oscilador controlado (46) en función de una frecuencia portadora de una señal de recepción deseada; en donde el dispositivo inalámbrico (18) comprende además:
un primer oscilador (26-1) de cristal de referencia que funciona a una primera frecuencia de referencia;
un segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia que funciona a una segunda frecuencia de referencia que es mayor que la primera frecuencia de referencia, y
una unidad (24) de control adaptada para:
tomar una decisión sobre si configurar el receptor (22) del dispositivo inalámbrico (18) para usar el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia o el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia basándose en una frecuencia portadora de una señal que ha de ser recibida por el receptor (22) del dispositivo inalámbrico (18); y
configurar el receptor (22) del dispositivo inalámbrico (18) para usar el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia o el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia según la decisión, proporcionando, bien una primera frecuencia de referencia, proporcionada por el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia, bien una segunda frecuencia (26-2) de referencia, proporcionada por el segundo oscilador de cristal de referencia, al PLL (44) de RF.
8. El dispositivo inalámbrico (18) de la reivindicación 7, estando el dispositivo inalámbrico (18) además adaptado para funcionar según el método de una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5.
9. El dispositivo inalámbrico de la reivindicación 7 o la reivindicación 8, siendo el dispositivo inalámbrico un dispositivo de Equipo de Usuario (UE) o un dispositivo de Comunicación de Máquina a Máquina (MTC).
10. Un dispositivo inalámbrico (18) que comprende un receptor (22) que comprende un mezclador (36) para una conversión de reducción de frecuencia de una señal recibida, un oscilador controlado (46) adaptado para proporcionar una señal de oscilador local, LO, al mezclador (36) y un bucle (44) de enganche de fase de radiofrecuencia, PLL de RF, adaptado para controlar el oscilador controlado (46) en función de una frecuencia portadora de una señal de recepción deseada; comprendiendo el dispositivo inalámbrico (18) además:
un primer oscilador (26-1) de cristal de referencia que funciona a una primera frecuencia de referencia;
un segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia que funciona a una segunda frecuencia de referencia que es mayor que la primera frecuencia de referencia; y
una unidad (24) de control adaptada para:
tomar una decisión sobre si configurar el receptor (22) del dispositivo inalámbrico (18) para usar el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia o el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia; y
configurar el receptor (22) del dispositivo inalámbrico (18) para usar el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia o el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia según la decisión;
comprendiendo el dispositivo inalámbrico (18) al menos dos receptores y estando la unidad de control además adaptada para:
tomar la decisión determinando qué receptor de los al menos dos receptores usar y si configurar el receptor decidido para usar el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia o el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia en función de una frecuencia portadora de una señal que ha de ser recibida por el dispositivo inalámbrico (18); y
configurar (104 o 114) el receptor (22) del dispositivo inalámbrico (18) configurando el receptor decidido para usar el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia o el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia según la decisión, proporcionando, bien una primera frecuencia de referencia, proporcionada por el primer oscilador (26-1) de cristal de referencia, bien una segunda frecuencia de referencia, proporcionada por el segundo oscilador (26-2) de cristal de referencia, al PLL (44) de RF del receptor decidido.
11. El dispositivo inalámbrico de la reivindicación 10, siendo el dispositivo inalámbrico un dispositivo de Equipo de Usuario (UE) o un dispositivo de Comunicación de Máquina a Máquina (MTC).
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