JP6992069B2 - 無線デバイスの送受信機用の基準水晶発振器を切り替えるためのシステム及び方法 - Google Patents

無線デバイスの送受信機用の基準水晶発振器を切り替えるためのシステム及び方法 Download PDF

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Description

本開示は、無線デバイスの送受信機用の異なる基準水晶発振器（ＸＯ）間の切り替えに関する。
第５世代（５Ｇ）のセルラ通信システムの導入により、今日の第２／第３／第４世代（２Ｇ／３Ｇ／４Ｇ）セルラ通信システム配置で使用されている１ＧＨｚから３ＧＨｚのキャリアと共に、１０ギガヘルツ（ＧＨｚ）以上の新しい無線周波数の使用が期待される。さらに、５Ｇセルラ通信システムは、低電力／低コストのマシン型通信（ＭＴＣ）から、１ギガビット／秒（Ｇｂ／ｓ）を超えるデータレートを持つ"ファイバ交換"モバイルブロードバンド（ＭＢＢ）サービスまでの、様々なサービスとユースケースをサポートすると期待されている。後者のユースケースでは、高いシステム帯域幅が必要となるため、１０ＧＨｚ以上のキャリアで導入される。さらに、拡張ＭＢＢは、通常、高次変調（例えば、６４／２５６／１０２４－直交振幅変調（ＱＡＭ））及び良好な信号対雑音比（ＳＮＲ）を必要とする。大規模アンテナ及びビーム形成技術を利用することによって、高いＳＮＲを達成することができる。全体として、その様なユースケースは、無線デバイスの無線機及び障害に非常に厳しい要件を設定する。例えば、１０ＧＨｚを超える高いキャリア周波数において、無線デバイスの無線機に導入される位相雑音は小さい必要がある。
これに関して、無線デバイスの受信機は、受信機によって使用される局所発振器（ＬＯ）信号を生成するために制御発振器（ＣＯ）を制御する位相ロックループ（ＰＬＬ）を含む。通常、ＣＯは消費電力と位相ノイズの大部分を占めるため、ＣＯは高周波での位相ノイズを理解するための優れた基準を提供する。ＣＯのパフォーマンスは、一般に、様々なＣＯの実装の比較を可能にする性能指数（ＦｏＭ）によって取得され、次のように定義される。
ＦｏＭ＝ＰＮＣＯ（ｄｆ）－２０ｌоｇ（ｆｏ／ｄｆ）＋１０ｌоｇ（ＰＤＣ／１ｍＷ）
ここで、ＰＮＣＯ（ｄｆ）は、発振周波数ｆｏで周波数オフセットｄｆ（両方ともヘルツ（Ｈｚ））でのヘルツ当たりのキャリア（ｄＢｃ／Ｈｚ）と、消費電力ＰＤＣミリワット（ｍＷ）とに対するＣＯの位相雑音（デシベル）である。この式の１つの注目に値する結果は、線形電力における位相雑音と消費電力の両方が、ｆｏ ２に比例するということである。したがって、ファクタＲだけｆｏを増加させながら位相雑音レベルを特定のオフセットに維持するためには、電力をＲ２だけ増加させる必要がある（固定ＦｏＭを仮定）。逆に、一定の消費電力とＦｏＭの場合、位相ノイズは、ｆｏが２倍になるごとにＲ２、つまり６デシベル（ｄＢ）ずつ増加する。
ＦｏＭの定義は周波数に依存しないことを目的とするが、実際には、図１に示す様に、より高い周波数に関連した追加の実装ペナルティがあり、図１では、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）の最近発表された電圧制御発振器（ＶＣＯ）設計のＦｏＭが比較されている。ペナルティは約１０ｄｂ／ディケードである。
したがって、より高い周波数で低位相雑音レベルを維持するには、ＰＬＬの設計を見直す必要がある。ＣＯからの位相ノイズをさらに抑える1つの方法は、ＰＬＬ帯域幅を広げることである。そうすることで、位相雑音は、より広い範囲で、ＰＬＬからの位相によって決定され、そして場合によってはさらに基準水晶発振器（ＸＯ）からの位相によって決定される。ＣＯ出力を基準としたＸＯからの位相雑音レベルは、周波数比２０ｌｏｇ１０（ｆｏ／ｆＸＯ）［ｄＢ］だけ"増幅"される。この位相雑音増幅及びより広いＰＬＬ帯域幅の必要性の両方は、スマートフォン等の無線デバイスで従来使用されているＸＯの周波数と比較して、より高いＸＯ周波数を必要とする。具体的には、無線デバイスで従来使用されているＸＯは、通常、２０～４０メガヘルツ（ＭＨｚ）の範囲の基準周波数を有する。しかしながら、位相雑音増幅を軽減し、より広いＰＬＬ帯域幅を使用することによって１０ＧＨｚ以上のキャリア周波数に対して低い位相雑音レベルを維持するためには、１００ＭＨｚ以上のＸＯ周波数が必要とされる。
５０ＭＨｚ未満から１００ＭＨｚ以上へのＸＯ周波数のこの増加は、ＸＯに使用される共振器（水晶）の製造及び機械的構造に関して不連続なステップである。これらの高周波ＸＯには、従来の２０～４０ＭＨｚのＸＯに比べていくつかの問題と欠点がある。例えば、周波数公差、温度に対する変動、及び、経年変化は、それぞれ、２０ＭＨｚ～４０ＭＨｚのＸＯと比較して、高周波ＸＯの方がはるかに大きくなる。一例として、２６ＭＨｚのＸＯは、１０ｐｐｍ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｍｉｌｌｉｏｎ）の公差を有し得るが、１００ＭＨｚを超えるＸＯは、４０～５０ｐｐｍの公差になり得る。他の欠点は、高周波ＸＯの消費電力が２０～４０ＭＨｚのＸＯより５～１０倍大きいことである。
したがって、無線デバイスのＰＬＬのための基準として実装されたときの高周波ＸＯに関連する問題（例えば、より低度な公差及び増大する消費電力）を軽減するためのシステム及び方法が必要とされている。
無線デバイスの送受信機内の位相ロックループ（ＰＬＬ）に対して異なる基準水晶発振器（ＸＯ）を知的に使用する無線デバイスに関するシステム及び方法が本明細書に開示される。第１基準周波数で動作する第１ＸＯと、第１基準周波数より高い第２基準周波数で動作する第２ＸＯと、を備える無線デバイスの動作方法の実施形態が開示される。いくつかの実施形態では、無線デバイスの動作方法は、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するか、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するかを決定することと、決定に従い、第１ＸＯ又は第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成することと、を含む。この様にして、無線デバイスの受信機は、例えば、より高い周波数の第２ＸＯが必要でないときは、より低い周波数の第１ＸＯを利用して構成され、これにより、より高い周波数の第２ＸＯの低度な公差及び増加する消費電力を避けることができる。同様に、無線デバイスの受信機は、例えば、高いキャリア周波数（例えば、ミリ波（ｍｍＷ）で動作し、例えば、許容可能なレベルの位相雑音を達成するために高周波ＸＯが望まれる場合、高周波の第２ＸＯを利用して構成され得る。
いくつかの実施形態では、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するという決定を行う場合、決定に従い、第１ＸＯ又は第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成することは、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成することを含む。さらに、いくつかの実施形態では、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成することは、無線デバイスの受信機のＰＬＬを第１ＸＯに接続することと、ＰＬＬによって制御される制御発振器（ＣＯ）が、所望の局所発振器（ＬＯ）周波数で出力信号を供給する様に、第１基準周波数に基づいてＰＬＬを構成することと、を含む。
いくつかの実施形態では、方法は、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成すると決定すると、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成する前に、第１ＸＯをアクティブ化することをさらに含む。
いくつかの実施形態では、方法は、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成すると決定すると、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成した後に第２ＸＯがアクティブである場合、第２ＸＯを非アクティブ化することをさらに含む。
いくつかの実施形態では、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成すると決定した場合、決定に従い、第１ＸＯ又は第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成することは、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成することを含む。さらに、いくつかの実施形態では、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成することは、無線デバイスの受信機のＰＬＬを第２ＸＯに接続することと、ＰＬＬによって制御されるＣＯが、所望のＬＯ周波数で出力信号を供給する様に、第２ＸＯに基づいてＰＬＬを構成することと、を含む。
いくつかの実施形態では、方法は、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成すると決定すると、第１ＸＯをアクティブ化し、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成する前に、第２ＸＯをアクティブ化することをさらに含む。
いくつかの実施形態では、方法は、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成すると決定すると、第１ＸＯの出力に基づき、第２ＸＯを適合化させることをさらに含む。さらに、いくつかの実施形態では、第１ＸＯは、無線デバイスが無線通信システム内の無線アクセスノードに同期する同期プロセスの間において、以前に同調されている。
いくつかの実施形態では、方法は、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成すると決定すると、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成した後に、第１ＸＯを非アクティブ化することをさらに含む。
いくつかの実施形態では、方法は、第１ＸＯと第２ＸＯのどちらを無線デバイスの受信機に使用するかの変更をトリガし得るイベントを検出することを含み、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するか、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するかを決定することは、イベントの検出に応じて決定することを含む。
いくつかの実施形態では、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するか、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するかを決定することは、無線デバイスが無線ネットワークに同期しているか否かに基づき決定することを含む。さらに、いくつかの実施形態では、無線デバイスが無線ネットワークと同期していない場合、決定は第１ＸＯを使用することであり、無線デバイスが無線ネットワークと同期している場合、決定は第２ＸＯを使用することである。
いくつかの実施形態では、方法は、第１ＸＯをアクティブ化することと、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成することと、キャリア周波数ｆＣで動作する様に無線デバイスの受信機を構成することと、キャリア周波数ｆＣで初期セルサーチを実行することと、をさらに含む。さらに、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するか、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するかを決定することは、キャリア周波数ｆＣで初期セルサーチを実行している間に同期信号が検出されたかを判定することを含み、同期信号が検出されなかった場合、決定は第１ＸＯの使用を継続することであり、同期信号が検出された場合、決定は、第２ＸＯを使用することである。
さらに、いくつかの実施形態では、方法は、キャリア周波数ｆＣで初期セルサーチを実行している間に同期信号が検出されたと判定することに応じて、無線ネットワークに同期する第１ＸＯの出力に基づき、無線デバイスの受信機のためのＬＯ信号を生成する第１ＸＯ／ＰＬＬを適合させることと、第２ＸＯをアクティブ化することと、第１ＸＯに基づいて第２ＸＯを適合させることと、をさらに含む。さらに、決定に従い、第１ＸＯ又は第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成することは、第２ＸＯを適合させた後、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成することを含む。
さらに、いくつかの実施形態では、方法は、キャリア周波数ｆＣで初期セルサーチを実行している間に同期信号が検出されたと判定することに応じて、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成した後、第１ＸＯを無効にすることをさらに含む。
いくつかの実施形態では、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するか、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するかを決定することは、無線ネットワークに対する無線デバイスの接続状態に基づいて決定することを含む。さらに、いくつかの実施形態では、接続状態は無線デバイスの無線リソース制御（ＲＲＣ）状態である。
いくつかの実施形態では、無線ネットワークに対する無線デバイスの接続状態に基づいて決定することは、無線デバイスの接続状態がアイドル状態である場合に第１ＸＯを使用すると決定することと、無線デバイスの接続状態がコネクティッド状態である場合に第２ＸＯを使用すると決定することと、を含む。
いくつかの実施形態では、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するか、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するかを決定することは、無線デバイスの受信機によって受信される信号のキャリア周波数に基づいて決定することを含む。いくつかの実施形態では、無線デバイスの受信機によって受信される信号のキャリア周波数に基づいて決定することは、キャリア周波数が事前定義又は事前設定された閾値より小さい場合、第１ＸＯを使用すると決定し、キャリア周波数が事前定義又は事前設定された値より大きい場合、第２ＸＯを使用すると決定することを、含む。いくつかの実施形態では、事前定義又は事前設定された閾値は、４ギガヘルツ（ＧＨｚ）以上である。いくつかの他の実施形態では、事前定義又は事前設定された閾値は、１０ＧＨｚ以上である。
いくつかの実施形態では、第１基準周波数は５２メガヘルツ（ＭＨｚ）以下であり、第２基準周波数は１００ＭＨｚ以上である。
第１基準周波数で動作する第１ＸＯと、第１基準周波数より高い第２基準周波数で動作する第２ＸＯとを備える無線デバイスの実施形態も開示される。いくつかの実施形態では、無線デバイスは、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するか、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するかを決定し、決定に従い、第１ＸＯ又は第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成する様に適合される。
いくつかの実施形態では、無線デバイスは、本明細書に開示されている実施形態のうちのいずれか１つによる動作方法に従って動作するようにさらに適合されている。
いくつかの実施形態において、無線デバイスは、第１基準周波数で動作する第１ＸＯと、第１基準周波数よりも高い第２基準周波数で動作する第２ＸＯとを備える。無線デバイスは、決定モジュールと構成モジュールとを含む制御ユニットをさらに備える。決定モジュールは、第１ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するか、第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するかを決定する様に動作可能である。構成モジュールは、決定に従い、第１ＸＯ又は第２ＸＯを使用して無線デバイスの受信機を構成するように動作可能である。
当業者は、添付の図面に関連して以下の実施形態の詳細な説明を読んだ後に、本開示の範囲を理解し、そのさらなる態様を理解するであろう。
本明細書に組み込まれてその一部を形成する添付の図面は、本開示のいくつかの態様を例示しており、本明細書と共に本開示の原理を説明するのに役立つ。
相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）技術における最近発表された幾つか電圧制御発振器（ＶＣＯ）デザインの性能指数（ＦｏＭ）値を示すグラフ。 本開示の実施形態を実施し得る無線通信システムの一例を示す図。 本開示のいくつかの実施形態による無線デバイスの一例を示す図。 本開示のいくつかの実施形態による無線デバイスの動作、特に、低周波数の基準水晶発振器（ＸＯ）又は高周波数のＸＯを使用して無線デバイスの受信機を制御する無線デバイスの制御ユニットの動作を示すフローチャート。 本開示のいくつかの実施形態による無線デバイスの動作、特に、低周波数の基準水晶発振器（ＸＯ）又は高周波数のＸＯを使用して無線デバイスの受信機を制御する無線デバイスの制御ユニットの動作を示すフローチャート。 本開示のいくつかの実施形態による無線デバイスの動作、特に、低周波数の基準水晶発振器（ＸＯ）又は高周波数のＸＯを使用して無線デバイスの受信機を制御する無線デバイスの制御ユニットの動作を示すフローチャート。 本開示のいくつかの実施形態による無線デバイスの動作、特に、低周波数の基準水晶発振器（ＸＯ）又は高周波数のＸＯを使用して無線デバイスの受信機を制御する無線デバイスの制御ユニットの動作を示すフローチャート。
下記の実施形態は、当業者が実施形態を実施することを可能にするための情報を示し、実施形態を実施する最良の形態を例示する。添付の図面に照らして以下の説明を読めば、当業者は本開示の概念を理解し、本明細書では特に言及されていないこれらの概念の適用を認識するであろう。これらの概念及び用途は、本開示及び添付の特許請求の範囲内にあることを理解されたい。
無線ノード：本明細書で使用されるとき、"無線ノード"は、無線アクセスノード又は無線デバイスのいずれかである。
無線アクセスノード：本明細書で使用されるとき、"無線アクセスノード"は、信号を無線で送信及び／又は受信するように動作する、セルラ通信ネットワークの無線アクセスネットワーク内の任意のノードである。無線アクセスノードのいくつかの例は、基地局（例えば、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ネットワークにおける拡張型又は進化型ノードＢ（ｅＮＢ））、ｇノードＢ（つまり、第５世代（５Ｇ）、次世代、又は、ニューレディオ（ＮＲ）のｅＮＢ）、高電力又はマクロ基地局、低電力基地局（例えば、マイクロ基地局、ピコ基地局、ホームｅＮＢ等）、及び、リレーノードを含むが、これらに限定されない。
コアネットワークノード：本明細書で使用されるとき、"コアネットワークノード"は、コアネットワーク（ＣＮ）内の任意の種類のノードである。コアネットワークノードのいくつかの例は、例えば、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）、パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（Ｐ－ＧＷ）、サービス機能公開機能（ＳＣＥＦ）等を含む。
無線デバイス：本明細書で使用するとき、"無線デバイス"は、無線アクセスノードに信号を無線で送信及び／又は受信することによってセルラ通信ネットワークにアクセスする（すなわち、それによってサービスを提供される）任意の種類のデバイスである。無線デバイスのいくつかの例は、３ＧＰＰネットワーク内のユーザ装置（ＵＥ）及びマシン型通信（ＭＴＣ）デバイスを含むが、これらに限定されない。
ネットワークノード：本明細書で使用されるとき、"ネットワークノード"は、無線アクセスネットワークの一部、或いは、セルラ通信ネットワーク／システムのＣＮの任意のノードである。
本明細書の説明は、３ＧＰＰセルラ通信システムに焦点を合わせており、それ自体、３ＧＰＰ ＬＴＥ用語又は３ＧＰＰ ＬＴＥ用語と同様の用語がしばしば使用されることに留意されたい。しかしながら、本明細書に開示されている概念は、ＬＴＥ又は３ＧＰＰシステムに限定されない。
本明細書の説明では、"セル"という用語を参照することがあるが、特に５Ｇの概念に関しては、セルの代わりにビームが使用され得るので、本明細書に記載の概念は、セルとビームの両方に等しく適用できることに留意することが重要である。
無線デバイスの送受信機内の位相ロックループ（ＰＬＬ）に対して２つの基準水晶発振器（ＸＯ）を使用する無線デバイスに関するシステム及び方法が本明細書に開示される。２つのＸＯは、第１基準周波数を有する第１ＸＯと、第１基準周波数よりも高い第２基準周波数を有する第２ＸＯとを含む。例えば、一実施形態では、第１基準周波数は５２メガヘルツ（ＭＨｚ）未満（例えば、２０～４０ＭＨｚの範囲内）であり、第２基準周波数は１００ＭＨｚ以上である。無線デバイスは、例えば、無線デバイスが無線通信ネットワークに対して同期外れ（ＯＯＳ）状態にあるか同期状態にあるかと、無線通信ネットワークに対する無線デバイスの接続状態、及び／又は、無線デバイスの送受信機が構成されているキャリア周波数に基づいて、第１ＸＯを使用するか第２ＸＯを使用するかを決定する。
一例として、いくつかの実施形態では、無線デバイスは、無線デバイスが無線通信ネットワークと同期する初期同期手順の間に第１ＸＯを使用して無線デバイスの送受信機を構成する。無線通信ネットワークによって送信される同期信号は、低い信号対雑音比（ＳＮＲ）で検出することができなければならないので、典型的には、ロバスト変調方式（例えば、バイナリ位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）、又は、他のロバストな方法（例えば、同期信号に対するいくつかの可能な既知のシーケンスのみ））を使用して変調され、初期同期手順の間、位相雑音要件はそれほど厳格ではない。無線通信システム内の無線アクセスノードに対して初期同期が行われると、無線デバイスは、第２ＸＯを使用して送受信機を構成する。いくつかの実施形態では、第２ＸＯを使用して送受信機を構成する前に、第１ＸＯが無線アクセスノードのキャリア周波数に同調され、或いは、デローテータを使用してデジタル領域で周波数誤差を補正する。さらに別の方法として、ＰＬＬで使用される分周器が、不正確なＸＯ周波数を補正するために調整され得る。第１ＸＯの同調にどの技術を使用するかに拘わらず、それらはすべて、ＲＦから正しくダウンコンバートされた結果として生じる、デジタル領域のベースバンド受信信号に関して同じ効果を有することに留意されたい。次に、第２ＸＯが有効にされ、第１ＸＯ及び無線アクセスノードのキャリア周波数に向かって同調される（又は別のＰＬＬにロックされる）。第２ＸＯが同調されると、無線デバイスは、無線デバイスのＰＬＬのアクティブ動作のために、第２ＸＯを使用して送受信機を構成する。したがって、より高い周波数の第２ＸＯは、１０ギガヘルツ（ＧＨｚ）以上のキャリア周波数を用いた高データレート送信及び受信に必要とされるより厳格な位相雑音要件を満たすことができる。いくつかの実施形態では、長い不連続受信（ＤＲＸ）サイクルや、大きな温度変動の検出等により再同期が必要であると無線デバイスが判断したときに上記手順が繰り返される。
これに関して、図２は、本開示の実施形態を実施することができる無線通信システムの一例を示している。この例では、無線通信システムはセルラ通信システム１０である。セルラ通信システム１０は、対応するセル１６又はビームを提供する複数の無線アクセスノード１４（例えば、基地局、ｅＮＢ、ｇＮＢ等）を含む、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１２を有する。無線アクセスノード１４は、無線デバイス１８（例えば、ＵＥ、ＭＴＣ機器等）に無線接続性（すなわち無線アクセス）を提供する。無線アクセスノード１４は、対応するインタフェース（例えば３ＧＰＰのＸ２インタフェース）を介して互いに接続され、コアネットワークインタフェース（例えば３ＧＰＰのＳ１インタフェース）を介してコアネットワーク２０に接続されている。
図３は、本開示のいくつかの実施形態による無線デバイス１８の一例を示す。この例では、無線デバイス１８は、受信機２２を含むものとして示されていることに留意されたい。しかしながら、ここに開示された概念は、無線デバイス１８の送信機及び／又は受信機のための局所発振器（ＬＯ）信号を生成するためのＸＯの使用に等しく適用可能である。図示する様に、無線デバイス１８は、受信機２２と、制御ユニット２４と、第１基準周波数の基準信号を出力する第１ＸＯ（ＸＯ１）２６－１と、第１基準周波数より高い第２基準周波数の基準信号を出力する第２ＸＯ（ＸＯ２）２６－２と、ＸＯ２制御システム２８と、を有する。一例として、第１基準周波数は５２メガヘルツ（ＭＨｚ）未満（例えば、２０～４０ＭＨｚの範囲内）であり、第２基準周波数は１００ＭＨｚ以上である。制御ユニット２４は、ハードウェア又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実施される。たとえば、制御ユニット２４は、１つ以上のプロセッサ（たとえば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等）を含む処理回路として実装することができ、ここで、処理回路は、制御ユニット２４に本明細書に記載の制御ユニット２４の機能を提供させるソフトウェアを実行する。
受信機２２は、様々なアナログ及びデジタル回路を含み得るが、図示の例において、受信機２２は、アンテナ３０と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２と、低雑音増幅器（ＬＮＡ）３４と、ミキサ３６と、ＢＰＦ３８と、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）４０と、デジタルプロセッサ４２と、を有する。さらに、受信機２２は、ミキサ３６にＬＯ信号を供給するために制御発振器（ＣＯ）４６を制御する無線周波数（ＲＦ）ＰＬＬ４４を含む。動作中、ＲＦ受信信号は、アンテナ３０を介して受信され、ＢＰＦ３２によってフィルタリングされ、それによってフィルタリングされたＲＦ受信信号を提供する。フィルタリングされたＲＦ受信信号は、ＬＮＡ３４によって増幅され、増幅及びフィルタリングされたＲＦ受信信号を提供し、次にそれは、ミキサ３６においてＲＦからこの例ではベースバンドにダウンコンバートされる。ＲＦからベースバンドへのこのダウンコンバートを提供するために、ＲＦ ＰＬＬ４４は、構成に応じて、ＸＯ１ ２６－１又はＸＯ２ ２６－２のいずれかによって提供される基準周波数に基づき、ＣＯ４６によって出力されるＬＯ信号が、所望の受信信号のキャリア周波数ｆＣに等しくなるように、制御ユニット２４によって構成される。しかしながら、代わりに、ダウンコンバートが所望の中間周波数（ＩＦ）へのダウンコンバートであっても良く、その場合、ＣＯ４６によって生成されたＬＯ信号の周波数は、ｆＣから所望のＩＦへのダウンコンバートに必要な適切周波数になるように制御される。
後述するように、制御ユニット２４は、１つ以上の基準に基づいてＸＯ１ ２６－１又はＸＯ２ ２６－２のいずれかを使用して受信機２２を構成する。１つ以上の基準は、たとえば、無線デバイス１８の同期状態、無線デバイス１８の接続状態（たとえば、無線リソース制御（ＲＲＣ）ＩＤＬＥ又はＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ）、及び／又は、所望の受信信号のキャリア周波数ｆＣ（すなわち、無線アクセスノード１４のキャリア周波数）を含み得る。したがって、一構成では、制御ユニット２４は、ＸＯ１ ２６－１を使用してＲＦ ＰＬＬ４４を構成する。図示の例では、ＸＯ１ ２６－１を使用するＲＦ ＰＬＬ４４のこの構成は、スイッチ４８－１を閉じることと、ＲＦ ＰＬＬ４４がＣＯ４６を制御して、ＸＯ１ ２６－１の基準周波数に基づき所望のＬＯ周波数を供給するように様にＲＦ ＰＬＬ４４の設定値（例えば、分周値）を構成することと、を含む。他の構成では、制御ユニット２４は、ＸＯ２ ２６－２を使用してＲＦ ＰＬＬ４４を構成する。図示の例では、ＸＯ２ ２６－２を使用するＲＦ ＰＬＬ４４のこの構成は、スイッチ４８－２を閉じることと、ＲＦ ＰＬＬ４４がＣＯ４６を制御して、ＸＯ２ ２６－２の基準周波数に基づき所望のＬＯ周波数を供給するように様にＲＦ ＰＬＬ４４の設定値（例えば、分周値）を構成することを含む。いくつかの実施形態では、ＸＯ２ ２６－２を使用して受信機２２を構成する前に、ＰＬＬとして実装され得るＸＯ２制御システム２８が有効にされ、ＸＯ１ ２６－１によって出力される信号に基づいて、ＸＯ２ ２６－２を適合させる様に動作する。この場合、ＸＯ１ ２６－１は、無線アクセスノード１４のキャリア周波数に従って以前に適合又は同調されており、したがって、ＸＯ２ ２６－２をＲＦ ＰＬＬ４４に接続する前に、ＸＯ２ ２６－２の初期適合又は同調を提供するために使用することができる。
したがって、制御ユニット２４は、１つ以上の基準に基づいて、ＸＯ２６－１及び２６－２のどちらを受信機２２に使用するかを知的に制御することができる。そうすることで、種々の利点が実現され得る。例えば、制御ユニット２４は、ＯＯＳ（同期外れ）状態にあるとき、ＩＤＬＥモードにあるとき、及び／又は、低いキャリア周波数（例えば、ｆＣ＜４ＧＨｚ、又は別の例としてｆＣ＜１０ＧＨｚ）で動作中に、ＸＯ１ ２６－１を使用して受信機２２を構成し、ＸＯ２ ２６－２を非アクティブ化することができ、同期状態にあるとき、コネクティッドモードにあるとき、及び／又は、高いキャリア周波数（たとえば、ｆＣ≧４ＧＨｚ、又は別の例としてはｆＣ≧１０ＧＨｚ）で動作しているとき、ＸＯ２ ２６－２を使用して受信機２２を構成し、オプションとして、ＸＯ１ ２６－１を非アクティブ化することができる。この様に、同期中に、ＸＯ２ ２６－２よりも小さい公差を有するＸＯ１ ２６－１を使用することによって、消費電力を低減することができ、いくつかの実施形態では、ネットワークと同期するのに必要な時間量を低減できる。これらの利点は、単なる例である。
図３の例では、受信機２２のためのＬＯ信号を制御するためにＲＦ ＰＬＬ４４によって使用されるものとして、ＸＯ２６－１及び２６－２が示されているが、ＸＯ２６－１及び２６－２は、無線デバイス１８の送信機（図示せず）におけるアップコンバージョンに使用されるＬＯ信号を提供するために、ＲＦ ＰＬＬによって追加的又は代替的に使用されてもよい。
図４は、本開示の幾つかの実施形態による、無線デバイス１８、特に、ＸＯ１ ２６－１又はＸＯ２ ２６－２のいずれかを使用して受信機２２を制御するための制御ユニット２４の動作を示すフローチャートである。オプションのステップは破線で示されている。図示する様に、制御ユニット２４は、ＸＯ１ ２６－１使用して受信機２２を構成すべきか、ＸＯ２ ２６－２を使用して受信機２２を構成すべきかを決定する（ステップ１００）。以下に説明する様に、幾つかの実施形態では、この決定は、無線デバイス１８の無線アクセスノード１４との同期状態、無線デバイス１８の接続状態（たとえば、無線リソース制御（ＲＲＣ）ＩＤＬＥ又はＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤや、同様の状態）、及び／又は、所望の受信信号のキャリア周波数ｆＣ（すなわち、無線アクセスノード１４のキャリア周波数）に基づく。より具体的には、いくつかの実施形態では、制御ユニット２４は、無線デバイス１８が同期外れ状態である場合、受信機２２はＸＯ１ ２６－１を使用すると決定し、無線デバイス１８が同期状態にある場合、ＸＯ２ ２６－２を使用すると決定する。いくつかの実施形態では、制御ユニット２４は、無線デバイス１８が、ある接続状態（例えば、アイドル又は休止状態）である場合、受信機２２は、ＸＯ１ ２６－１を使用すると決定し、無線デバイス１８が、他の状態（例えば、コネクティッド又はアクティブ状態）にある場合、ＸＯ２ ２６－２を使用すると決定する。いくつかの他の実施形態では、制御ユニット２４は、無線アクセスノード１４によって使用されるキャリア周波数ｆＣが、事前定義又は事前設定された閾値（例えば、４ＧＨｚ又は１０ＧＨｚ）より小さい場合、ＸＯ１ ２６－１を使用すると決定し、キャリア周波数ｆＣが、事前定義又は事前設定された閾値以上である場合、ＸＯ２ ２６－２を使用すると決定する。
制御ユニット２４は、その後、ステップ１００での決定に従い、受信機２２を構成する。より具体的には、受信機２２がＸＯ１ ２６－１を使用すると決定した場合において、ＸＯ１ ２６－１がまだアクティブ化されていないと、制御ユニット２４は、例えば、ＸＯ起動信号（図３のＸＯ１ ＡＣＴ／ＤＥＡＣＴを参照）をアサートすることによってＸＯ１ ２６－１をアクティブ化する（ステップ１０２）。いくつかの実施形態では、ＸＯ１ ２６－１は常にアクティブ化され、その場合、ステップ１０２を実行する必要がないことに留意されたい。いくつかの他の実施形態では、ＸＯ１ ２６－１は、時々、非アクティブ化されてもよく、その場合、ＸＯ１ ２６－１がまだアクティブ化されていない場合、制御ユニット２４はＸＯ１ ２６－１をアクティブ化する。
ＸＯ１ ２６－１がアクティブ化されると、制御ユニット２４は、ＸＯ１ ２６－１を使用して受信機２２を構成する（ステップ１０４）。当業者には理解されるように、ＸＯ１ ２６－１を使用して受信機２２を構成する正確な方法は、受信機２２の特定の実装に応じて変化する。しかし、図３の例では、制御ユニット２４は、この例ではスイッチ４８－１を閉じることにより、ＸＯ１ ２６－１をＲＦ ＰＬＬ４４に接続し、所望のＬＯ周波数を提供する様にＣＯ４６が制御されるように、ＸＯ１ ２６－１の周波数に基づいてＲＦ ＰＬＬ４４を構成する（例えば、１つ以上の分周値の様なＲＦ ＰＬＬ４４の１つ以上の設定を構成する）ことにより、ＸＯ１ ２６－１を使用して受信機２２を構成する。単純で非限定的な例として、ＣＯ４６の出力周波数は、ＲＦ ＰＬＬ４４によって基準周波数のＮ倍になるように制御される。したがって、ＸＯ１ ２６－１がＲＦ ＰＬＬ４４に接続されている場合、ＲＦ ＰＬＬ４４は、ＣＯ４６の出力周波数がＸＯ１ ２６－１の周波数のＮ倍になる様にＣＯ４６を制御する。したがって、この例において、ベースバンドへの直接ダウンコンバートの場合、制御ユニット２４は、ＸＯ１ ２６－１の周波数のＮ倍が、キャリア周波数ｆＣに等しい所望のＬＯ周波数に等しくなる様に、ＲＦ ＰＬＬ４４のパラメータＮを構成する。ＸＯ１ ２６－１を使用して受信機２２を構成した後、ＸＯ２ ２６－２がアクティブであった場合、オプションとして、制御ユニット２４は、例えば、ＸＯ２ ＡＣＴ／ＤＥＡＣＴ信号（図３参照）をデアサートすることによって、ＸＯ２ ２６－２を非アクティブ化する（ステップ１０６）。ＸＯ２ ２６－２を非アクティブ化することで、消費電力が削減される。
ステップ１００に戻り、受信機２２がＸＯ１ ２６－２を使用すると決定した場合において、ＸＯ１ ２６－１がまだアクティブ化されていないと、制御ユニット２４は、例えば、ＸＯ起動信号（図３のＸＯ１ ＡＣＴ／ＤＥＡＣＴを参照）をアサートすることによってＸＯ１ ２６－１をアクティブ化する（ステップ１０８）。いくつかの実施形態では、ＸＯ１ ２６－１は常にアクティブ化され、その場合、ステップ１０８を実行する必要がないことに留意されたい。いくつかの他の実施形態では、ＸＯ１ ２６－１は、時々、非アクティブ化されても良く、その場合、ＸＯ１ ２６－１がまだアクティブ化されていない場合、制御ユニット２４はＸＯ１ ２６－１をアクティブ化する。また、この例では、ＸＯ１ ２６－１が最初に同調され、次にＸＯ２ ２６－２の同調のために使用される。そのため、ステップ１０８でＸＯ１ ２６－１がアクティブ化される。しかしながら、他の実施形態では、ＸＯ２ ２６－２はＸＯ１ ２６－１に基づいて同調されず、その場合、ステップ１０８は必要とされない。
ＸＯ２ ２６－２がまだアクティブ化されていないと、制御ユニット２４は、例えば、ＸＯ起動信号（図３のＸＯ２ ＡＣＴ／ＤＥＡＣＴを参照）をアサートすることによって、ＸＯ２ ２６－２をアクティブ化する（ステップ１１０）。いくつかの実施形態では、ＸＯ２ ２６－２は常にアクティブ化され、その場合、ステップ１１０を実行する必要がないことに留意されたい。いくつかの他の実施形態では、ＸＯ２ ２６－２は、時々、非アクティブ化されても良く、その場合、ＸＯ２ ２６－２がまだアクティブ化されていない場合、制御ユニット２４はＸＯ２ ２６－２をアクティブ化する。この例示的実施形態では、制御ユニット２４は、ＸＯ１ ２６－１を使用してＸＯ２ ２６－２を適合させる（ステップ１１２）。例えば無線デバイス１８が無線アクセスノード１４のキャリア周波数ｆＣにまだ同期していない場合、制御ユニット２４は、上述した様に、まず、ＸＯ１ ２６－１を使用して受信機２２を構成し、初期同期プロセスを実行し、これにより、ＸＯ１ ２６－１及びＬＯ信号がキャリア周波数ｆＣに同調される。無線デバイス１８が、ステップ１１２の一部として、或いは、以前に実行された同期プロセスの一部として無線アクセスノード１４に同期し、ＸＯ２ ２６－２がアクティブ化されると、制御ユニット２４は、ＸＯ２制御システム２８を有効にする。ＸＯ２制御システム２８は、例えば、ＰＬＬや、例えば、ＸＯ１ ２６－１の周波数に追従させるＸＯ２ ２６－２の電圧又はデジタル設定を適合させる他の回路であり得る。例えば、ＸＯ１周波数が２６ＭＨｚであり、ＸＯ２周波数が１０４ＭＨｚであることが望まれる場合において、ＸＯ１ ２６－１がキャリア周波数ｆＣへの同期中に微調整された場合、この微調整は、この例では、ＸＯ２ ２６－２の出力周波数が正確にＸＯ１周波数の４倍になる様にＸＯ２ ２６－２を適合させることによって、ＸＯ２ ２６－２に対して少なくとも最初に実行することができる。
ＸＯ２ ２６－２がアクティブ化され、オプションとして、ＸＯ１ ２６－１を使用して適合されると、制御ユニット２４は、ＸＯ２ ２６－２を使用して受信機２２を構成する（ステップ１１４）。当業者には理解されるように、ＸＯ２ ２６－２を使用して受信機２２を構成する正確な方法は、受信機２２の特定の実装に応じて変化する。しかし、図３の例では、制御ユニット２４は、この例ではスイッチ４８－２を閉じることにより、ＸＯ２ ２６－２をＲＦ ＰＬＬ４４に接続し、所望のＬＯ周波数を提供する様にＣＯ４６が制御されるように、ＸＯ２ ２６－２の周波数に基づいてＲＦ ＰＬＬ４４を構成する（例えば、１つ以上の分周値の様なＲＦ ＰＬＬ４４の１つ以上の設定を構成する）ことにより、ＸＯ２ ２６－２を使用して受信機２２を構成する。単純で非限定的な例として、ＣＯ４６の出力周波数は、ＲＦ ＰＬＬ４４によって基準周波数のＮ倍になるように制御される。したがって、ＸＯ２ ２６－２がＲＦ ＰＬＬ４４に接続されている場合、ＲＦ ＰＬＬ４４は、ＣＯ４６の出力周波数がＸＯ２ ２６－２の周波数のＮ倍になるようにＣＯ４６を制御する。したがって、ベースバンドへの直接ダウンコンバートの場合、この例では、制御ユニット２４は、ＸＯ２ ２６－２の周波数のＮ倍がキャリア周波数ｆＣに等しい所望のＬＯ周波数に等しくなる様に、ＲＦ ＰＬＬ４４のパラメータＮを構成する。ＸＯ２ ２６－２を使用して受信機２２を構成した後、ＸＯ１ ２６－１がアクティブであった場合、オプションとして、制御ユニット２４は、例えば、ＸＯ１ ＡＣＴ／ＤＥＡＣＴ信号（図３参照）をデアサートすることによって、ＸＯ１ ２６－１を非アクティブ化する（ステップ１１６）。ＸＯ１ ２６－１を非アクティブ化することで、消費電力が削減される。
ＸＯ１ ２６－１を使用するか、ＸＯ２ ２６－２を使用するかにかかわらず、制御ユニット２４は、ＸＯ変更イベントが発生したかを判定する（ステップ１１８）。言い換えると、制御ユニット２４は、ＸＯ２６－１と２６－２のどちらを使用するかを変更する結果となり得るイベントが発生したかを判定する。例えば、いくつかの実施形態では、制御ユニット２４は、無線デバイス１８の同期状態に基づいてどのＸＯを使用するかを決定し、その場合、制御ユニット２４は、無線デバイス１８の同期状態が変化するときＸＯ変更イベントを検出する。いくつかの実施形態では、制御ユニット２４は、無線デバイス１８の接続状態に基づいてどのＸＯを使用するかを決定し、その場合、制御ユニット２４は、無線デバイス１８の接続状態が変化するときＸＯ変更イベントを検出する。さらに別の例において、いくつかの実施形態では、制御ユニット２４は、キャリア周波数ｆＣに基づいてどのＸＯを使用するかを決定し、その場合、制御ユニット２４は、キャリア周波数ｆＣが変化したとき、或いは、キャリア周波数ｆＣの変化をもたらし得るイベント(例えば、ハンドオーバ）が発生したとき、ＸＯ変更イベントを検出する。ＸＯ変更イベントが検出されない場合、制御ユニット２４はＸＯ変更イベントを監視し続ける。ＸＯ変更イベントが検出された場合、プロセスはステップ１００に戻り、制御ユニット２４は、ＸＯ１ ２６－１を使用するか、ＸＯ２ ２６－２を使用するかを決定する。その後、プロセスは上述のように継続する。
図５は、本開示の幾つかの実施形態による、無線デバイス１８、特に、制御ユニット２４の動作を示すフローチャートである。このプロセスは、図４のプロセスの１つの特定の実施形態である。一般に、図５のプロセスを使用して、制御ユニット２４は、無線アクセスノード１４のキャリア周波数ｆＣへの初期同期の間にＸＯ１ ２６－１を使用して受信機２２を構成する。同期が完了すると、制御ユニット２４は、ＸＯ２ ２６－２を使用して受信機２２を構成する。
図５のプロセスの詳細を説明する前に、初期同期中に高周波ＸＯを使用することに関連する幾つかの問題についての簡単な説明を提示する。高周波ＸＯ（つまり、＞１００ＭＨｚ ＸＯ）における周波数のより大きな不確定性（つまり、より大きな公差）は、ネットワークとの初期同期に達するのにかかる時間に実質的に影響を及ぼし、ハンドオーバイベントにおいても問題を引き起こし得る。たとえば、キャリア周波数が２ＧＨｚであると仮定すると、２６ＭＨｚ ＸＯの初期の不確かさは１０ｐｐｍになる。ＬＴＥ／広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）において初期セルサーチを行うためには、約１０キロヘルツ（ｋＨｚ）の周波数グリッドで、仮定されたキャリア周波数付近の周波数グリッドが必要である。したがって、可能な各キャリア周波数に対して５から６回までのサーチが必要とされる。同期信号（例えば、プライマリ同期信号／セカンダリ同期信号（ＰＳＳ／ＳＳＳ）、プライマリ同期チャネル／セカンダリ同期チャネル（Ｐ－ＳＣＨ／Ｓ－ＳＣＨ））が、特定の周波数仮説について検出されると、ＸＯを調整することができ、正しいキャリア周波数（例えば、１００ヘルツ（Ｈｚ）未満の誤差）を達成することができる。２００ＭＨｚのＸＯの場合、対応するサーチグリッドは４～５倍大きくなければならない（つまり、２ＧＨｚを仮定すると各キャリアについて２０～３０の周波数仮説であり、より高いキャリア周波数についてはさらに多くの周波数仮説になる）。したがって、１００ＭＨｚを超えるＸＯを使用すると、初期同期時間がはるかに長くなる可能性がある。逆に、初期同期に２６ＭＨｚのＸＯを使用すると、初期同期時間は短縮されるが、１０ＧＨｚを超えるキャリア周波数での１ギガビット/秒（Ｇｂ/ｓ）を超えるデータレートに必要な厳密な位相相雑音要件を管理できなくなる。図５のプロセスを使用して、無線デバイス１８はこれらの問題に対処する。
図５に示す様に、同期の前に、制御ユニット２４は、まだアクティブ化されていない場合にはＸＯ１ ２６－１をアクティブ化し、ＸＯ１ ２６－１を使用して受信機２２を構成する（ステップ２００）。より詳しくは、ＸＯ１ ２６－１がまだアクティブ化されていないと、制御ユニット２４は、例えば、ＸＯ起動信号（図３のＸＯ１ ＡＣＴ／ＤＥＡＣＴを参照）をアサートすることによってＸＯ１ ２６－１をアクティブ化する。いくつかの実施形態では、ＸＯ１ ２６－１は常にアクティブにされ、その場合、ＸＯ１ ２６－１は、ステップ２００でアクティブ化される必要がないことに留意されたい。いくつかの他の実施形態では、ＸＯ１ ２６－１は、時々、非アクティブ化されてもよく、その場合、ＸＯ１ ２６－１がまだアクティブ化されていない場合、制御ユニット２４は、ＸＯ１ ２６－１をアクティブ化する。ＸＯ１ ２６－１がアクティブ化されると、制御ユニット２４は、ＸＯ１ ２６－１を使用して受信機２２を構成する。当業者には理解されるように、ＸＯ１ ２６－１を使用して受信機２２を構成する正確な方法は、受信機２２の特定の実装に応じて変化する。しかし、図３の例では、制御ユニット２４は、この例ではスイッチ４８－１を閉じることにより、ＸＯ１ ２６－１をＲＦ ＰＬＬ４４に接続し、所望のＬＯ周波数を提供する様にＣＯ４６が制御されるように、ＸＯ１ ２６－１の周波数に基づいてＲＦ ＰＬＬ４４を構成する（例えば、１つ以上の分周値の様なＲＦ ＰＬＬ４４の１つ以上の設定を構成する）ことにより、ＸＯ１ ２６－１を使用して受信機２２を構成する。図示してはいないが、ＸＯ１ ２６－１を使用して受信機２２を構成した後、ＸＯ２ ２６－２がアクティブであった場合、オプションとして、制御ユニット２４は、例えば、ＸＯ２ ＡＣＴ／ＤＥＡＣＴ信号（図３参照）をデアサートすることによって、ＸＯ２ ２６－２を非アクティブ化する。ＸＯ２ ２６－２を非アクティブ化することで、消費電力が削減される。
受信機２２は（必要ならば）使用可能にされ、制御ユニット２４は、（仮定された）キャリア周波数ｆＣで受信するように受信機２２を構成する（ステップ２０２）。キャリア周波数ｆＣは、例えば、無線アクセスノード１４の可能なキャリア周波数に関する履歴情報を有する制御ユニット２４によって決定され得る。受信機２２のこの構成は、ＸＯ１ ２６－１をＲＦ ＰＬＬ４４に接続することと、ＸＯ１ ２６-１の周波数に基づいて、ＲＦ ＰＬＬ４４がＣＯ４６を制御して所望のＬＯ周波数を出力する様に、ＲＦ ＰＬＬ２４を構成すること（例えば、ＲＦ ＰＬＬ２４の分周値を構成すること）と、を含む。
次に、初期セルサーチ／スキャンが実行され、無線デバイス１８は、無線アクセスノード１４によって送信された同期信号（例えば、ＬＴＥにおけるＰＳＳ／ＳＳＳ）をサーチする（ステップ２０４）。セルサーチ手順は当技術分野において周知であり、したがってセルサーチ手順はここでは説明しない。制御部２４は、同期信号が検出されたかを判定する（ステップ２０６）。このように、制御ユニット２４は、ＸＯ２ ２６－２を使用して無線デバイス１８を構成するか、ＸＯ１ ２６－１を使用し続けるかを決定する。よって、このステップは、図４のステップ１００の１つの例示的な実装である。同期信号が検出されなかった場合、制御ユニット２４は、（仮定された）キャリア周波数ｆＣを更新し（ステップ２０８）、そしてプロセスはステップ２０２に戻る。同期信号が検出されると、制御ユニット２４は、ＸＯ１ ２６－１、特にＬＯ周波数を受信信号のキャリア周波数ｆＣに適合させる、又は、微調整することができる（ステップ２１０）。この適合プロセスは当該技術分野で周知であり、したがって、本明細書において、詳細は繰り返さない。しかしながら、一般に、この適合は、ＲＦ ＰＬＬ４４を適合させること（例えば、ＲＦ ＰＬＬ４４の分周値を適合させること）によって、及び／又は、例えばＸＯ１ ２６－１の電圧又はデジタル設定を介してＸＯ１ ２６－１を適合させることによって実行され得る。キャリア周波数ｆＣからベースバンドへの受信信号の直接ダウンコンバージョンのために、この適合は、ＬＯ周波数が受信信号の実際のキャリア周波数ｆＣに対して所定の許容誤差（例えば、１００Ｈｚ）内に実質的に一致することをもたらす。それに追加して、或いは、それに代えて、適合は、デジタル領域における周波数誤差を補償するためのデジタルプロセッサ４２内のデローテータを構成することによって実行され得る。
同期が完了すると、ＸＯ２ ２６－２がアクティブ化され（ステップ２１２）、ＸＯ１ ２６－１（例えば、ＸＯ１ ２６－１の出力）に基づいて適合化される（ステップ２１４）。より具体的には、図３の例では、ＸＯ２制御システム２８がアクティブ化される（まだアクティブではない場合）。次いで、ＸＯ２制御システム２８は、この例ではＸＯ１ ２６－１の出力に基づいてＸＯ２ ２６－２を適合させ、それによってＸＯ２ ２６－２の周波数を微調整する。ＸＯ２制御システム２８は、例えば、ＰＬＬであり、ＸＯ１ ２６－１は、このＰＬＬの基準を提供し、よって、このＰＬＬは、例えば、ＸＯ１ ２６－１の周波数に追従させるＸＯ２ ２６－２の電圧又はデジタル設定を制御する。
ＸＯ２ ２６－２がアクティブ化されると、制御ユニット２４は、ＸＯ２ ２６－２を使用して更なる信号受信を実行する様に、受信機２２を構成する（ステップ２１６）。言い換えると、制御ユニット２４は、ＸＯ２ ２６－２を使用して受信機２２を構成する。
上述し、当業者には理解されるように、ＸＯ２ ２６－２を使用して受信機２２を構成する正確な方法は、受信機２２の特定の実装に応じて変化する。しかし、図３の例では、制御ユニット２４は、この例ではスイッチ４８-2を閉じることにより、ＸＯ２ ２６－２をＲＦ ＰＬＬ４４に接続し、所望のＬＯ周波数を提供する様にＣＯ４６が制御されるように、ＸＯ２ ２６－２の周波数に基づいてＲＦ ＰＬＬ４４を構成する（例えば、１つ以上の分周値の様なＲＦ ＰＬＬ４４の１つ以上の設定を構成する）ことにより、ＸＯ２ ２６－２を使用して受信機２２を構成する。
ＸＯ２ ２６－２を使用して受信機２２を構成した後、オプションとして、制御ユニット２４は、例えば、ＸＯ１ ＡＣＴ／ＤＥＡＣＴ信号（図３参照）をデアサートすることによって、ＸＯ１ ２６－１を非アクティブ化にする（ステップ２１８）。特に、ステップ２１８は、ＸＯ２制御システム２８を無効にしている間、ＸＯ２ ２６－２への制御入力を一定に保つことができる場合に実行され得る。あるいは、ＸＯ１ ２６－１は、ＸＯ２制御システム２８への入力としてアクティブに保たれ、ＸＯ２制御システム２８は、ＸＯ２ ２６－２とＸＯ１ ２６－１との間のロックを連続的に維持する。
オプションとして、いくつかの実施形態では、制御ユニット２４は、無線デバイス１８の同期状態を監視する（ステップ２２０）。無線デバイス１８が同期外れ状態であると判定されると、プロセスはステップ２００に戻り、繰り返される。無線デバイス１８は、例えば、
・節電目的でＸＯ２ ２６－２が無効にされる長いＤＲＸサイクル
・（例えば、無線デバイス１８の電力増幅器をオン又はオフにすることによる）大きな温度変動、
・無線アクセスノード１４からのデータの信頼できる受信がないという点で同期外れ状態であること（つまり、無線リンク障害（ＲＬＦ）又は無線リンク問題）、
の様な任意の適切な基準に基づき同期外れ状態であると決定され得る。
図６は、本開示の幾つかの実施形態による、無線デバイス１８、特に、制御ユニット２４の動作を示すフローチャートである。この実施形態は、図４の実施形態と類似しているが、ＸＯ２６－１及び２６－２のどちらを使用するかに関する決定は、無線デバイス１８の無線アクセスノード１４への接続の接続状態に基づく。図示する様に、制御ユニット２４は、サービング又はキャンピングセル又はビームに対する無線デバイス１８の接続状態を判定する（ステップ３００）。いくつかの実施形態では、接続状態は、アイドル状態又はコネクティッド状態である。例えば、ＬＴＥの場合、接続状態は、ＩＤＬＥ（又は５Ｇ ＮＲでは休止）又はＣＯＮＮＥＣＴＥＤ（又はアクティブ）であり得るＲＲＣ状態である。しかしながら、他の無線システムは異なる接続状態を有し得る。たとえば、５Ｇでは、３つ以上の接続状態がある。
次に、制御ユニット２４は、無線デバイス１８の接続状態に基づいてどのＸＯを使用するかを決定する（ステップ３０２）。例えば、いくつかの実施形態では、制御ユニット２４は、無線デバイス１８が１つの接続状態（例えば、ＬＴＥのＲＲＣ ＩＤＬＥのようなアイドル状態）にある場合、ＸＯ１ ２６－１を使用すると決定し、無線デバイス１８が別の接続状態（例えば、ＬＴＥのＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤなどのコネクティッド状態）にある場合、ＸＯ２ ２６－２を使用すると決定する。本明細書で使用される用語"アイドル"及び"コネクティッド"状態は単なる例であることに留意されたい。特に将来のセルラ通信ネットワーク（例えば、５Ｇネットワーク）では、休止及びアクティブなど、様々な接続状態のための他の名前が使用され得る。重要なことは、異なる接続状態において、受信機２２は、異なるＸＯ２６－１、２６－２を使用して構成されることであり、これにより、望ましい場合又は有益である場合（例えば、低データレート、ページング、長いＤＲＸ（省電力理由や、短い再同期時間必要な場合）を使用する場合）に低周波数ＸＯ１ ２６－１の使用を可能にし、そうすることが望ましい場合又は有益である場合（例えば、ＭＩＭＯを用いた受信や、高次変調の様な高性能受信が望まれる場合）に高周波数ＸＯ２ ２６－２の使用を可能にする。次いで、プロセスは、ステップ３０２で行われた決定に従い、ＸＯ１ ２６－１を使用するか（ステップ３０４～３０８、これは図４のステップ２０２～２０６に対応する）、ＸＯ２ ２６－２を使用するか（ステップ３１０～３１８、これは、図４のステップ１０８～１１６に対応する）について、図４に関して上述したように進む。制御ユニット２４は、無線デバイス１８の接続状態が変更されたかを決定する（ステップ３２０）。変更されていない場合、制御ユニット２４は、接続状態の変更の監視を継続する。接続状態の変化を検出すると、プロセスは次にステップ３０２に進み、無線デバイス１８の新しい接続状態を考慮して繰り返される。
図６のプロセスに関して、ページング及びモビリティ測定のみが必要とされるアイドルモードにおいて、送信は、通常、単一レイヤ及び低次の変調／符号化方式（ＭＣＳ）であり、同期は短い（ＤＲＸサイクル間のドリフトが少ない）ため、低周波ＸＯ１ ２６－１が使用され得る。したがって、図６のプロセスを使用することによって、無線デバイス１８がアイドルモードにある場合、低周波ＸＯ１ ２６－１が使用され、無線デバイス１８がコネクティッドモードにある場合、高周波ＸＯ２ ２６－２が使用される。
図７は、本開示の幾つかの実施形態による、無線デバイス１８、特に、制御ユニット２４の動作を示すフローチャートである。この実施形態は、図４の実施形態と類似しているが、ＸＯ２６－１及び２６－２のどちらを使用するかに関する決定は、受信信号のキャリア周波数ｆＣに基づく。図示する様に、制御ユニット２４は、受信信号、又は、受信すべき信号のキャリア周波数ｆＣを決定する（ステップ４００）。次に、制御ユニット２４は、キャリア周波数ｆＣに基づいてどのＸＯを使用するかを決定する（ステップ４０２）。例えば、いくつかの他の実施形態では、制御ユニット２４は、キャリア周波数ｆＣが、事前定義又は事前設定された閾値より小さい場合、ＸＯ１ ２６－１を使用すると決定し、キャリア周波数ｆＣが、事前定義又は事前設定された閾値以上である場合、ＸＯ２ ２６－２を使用すると決定する。事前定義又は事前設定された閾値は変化し得るが、一例として、この閾値は、４ＧＨｚ又は１０ＧＨｚであり得る。
いくつかの実施形態では、無線デバイス１８は、異なるキャリア周波数のために別々の受信機（つまり、別々の送受信機の部分）を含み得ることに留意されたい。例えば、無線デバイス１８は、例えば、６ＧＨｚ未満のキャリア周波数用の第１送受信機と、例えば、６ＧＨｚ以上のキャリア周波数用の第２送受信機と、を含み得る。この例では、ＸＯ１ ２６－１はどちらの送受信機にも使用できるが、ＸＯ２ ２６－２はより高い周波数の送受信機（例えば＞６ＧＨｚ送受信機、又は、ミリ波（ｍｍＷ）送受信機）にしか使用できない。したがって、この例では、所望のキャリア周波数ｆＣが、例えば６ＧＨｚ未満である場合、より低い周波数の第１送受信機が使用され、したがって、制御ユニット２４は、より低い周波数の第１送受信機の受信機を、ＸＯ１ ２６－１を使用して構成する。逆に、所望のキャリア周波数ｆＣが例えば６ＧＨｚより大きい場合、より高い周波数の第２送受信機が使用され、したがって制御ユニット２４は、より高い周波数の第２送受信機の受信機を、ＸＯ２ ２６－２を使用して構成し、いくつかの実施形態では、上述した様に、例えば同期状態及び／又は接続状態に基づいて、ＸＯ１ ２６－１又はＸＯ２ ２６－２を使用して構成する。したがって、この例では、制御ユニット２４は、所望のキャリア周波数ｆＣに基づいてどの受信機を使用し、どのＸＯを使用するかを決定する。
次いで、プロセスは、ステップ４０２で行われた決定に従い、ＸＯ１ ２６－１を使用するか（ステップ４０４～３０８、これは図４のステップ２０２～２０６に対応する）、ＸＯ２ ２６－２を使用するか（ステップ４１０～４１８、これは、図４のステップ１０８～１１６に対応する）について、図４に関して上述したように進む。次に、制御ユニット２４は、ハンドオーバ（ＨＯ）が実行されたか（例えば、ハンドオーバコマンドを受信したか）を判定する（ステップ４２０）。ハンドオーバは、例えば、周波数間ハンドオーバ、或いは、無線アクセス技術間（ＲＡＴ）ハンドオーバであり得る。ハンドオーバは、あるセル又はビーム（ソース）から別のセル又はビーム（ターゲット）へのものである。ターゲットはソースとは異なるキャリア周波数で動作してもよく、したがって、制御ユニット２４はどのＸＯを使用するかを再評価する。言い換えれば、ハンドオーバは、新しいキャリア周波数ｆＣとなったことを示し得る。したがって、ハンドオーバが実行される場合、プロセスはターゲットセル又はビームの新しいキャリア周波数ｆＣを決定するためにステップ４００に戻り、その後、新しいキャリア周波数ｆＣを考慮に入れて繰り返される。
本開示を通して、以下の頭字語が使用される。
２Ｇ 第２世代
３Ｇ 第３世代
３ＧＰＰ 第３世代パートナーシッププロジェクト
４Ｇ 第４世代
５Ｇ 第５世代
ＡＤＣ アナログ・デジタル変換器
ＡＳＩＣ 特定用途向け集積回路
ＢＰＦ バンドパスフィルタ
ＢＰＳＫ バイナリ位相シフトキーイング
ＣＭＯＳ 相補型金属酸化膜半導体
ＣＮ コアネットワーク
ＣＯ 制御発振器
ＣＰＵ 中央処理ユニット
ｄＢ デジベル
ｄＢＣ／Ｈｚ ヘルツ当たりのキャリアに対する相対デジベル
ＤＲＸ 不連続受信
ｅＮＢ 進化型ノードＢ
ＦｏＭ 性能指標
ＦＰＧＡ フィールドプログラマブルゲートアレイ
Ｇｂ／ｓ ギガビット／秒
ＧＨｚ ギガヘルツ
ＨＯ ハンドオーバ
ＨＳＰＡ 高速パケットアクセス
Ｈｚ ヘルツ
ＩＦ 中間周波数
ｋＨｚ キロヘルツ
ＬＮＡ 低雑音増幅器
ＬＯ 局所発振器
ＬＴＥ ロングタームエボリューション
ＭＡ－ＭＩＭＯ 多アンテナ多入力多出力
ＭＢＢ モバイルブロードバンド
ＭＣＳ 変調及び符号化法
ＭＨｚ メガヘルツ
ＭＭＥ モビリティ管理エンティティ
ｍｍＷ ミリ波
ＭＴＣ マシン型通信
ｍｗ ミリワット
ＯＯＳ 同期外れ
ＰＤＮ パケットデータネットワーク
Ｐ－ＧＷ パケットデータネットワークゲートウェイ
ＰＬＬ 位相ロックループ
ｐｐＭ パーツパーミリオン
Ｐ－ＳＣＨ プライマリ同期チャネル
ＰＳＳ プライマリ同期信号
ＱＡＭ 直交振幅変調
ＲＡＮ 無線アクセスネットワーク
ＲＡＴ 無線アクセス技術
ＲＦ 無線周波数
ＲＬＦ 無線リンク障害
ＲＲＣ 無線リソース制御
ＳＣＥＦ サービス機能公開機能
ＳＮＲ 信号対雑音比
Ｓ－ＳＣＨ セカンダリ同期チャネル
ＳＳＳ セカンダリ同期信号
ＵＥ ユーザ装置
ＶＣＯ 電圧制御発振器
ＷＣＤＭＡ ワイドバンド符号分割多重アクセス
ＸＯ 基準水晶発振器
当業者は、本開示の実施形態に対する改良及び修正を認識するであろう。そのようなすべての改良及び修正は、本明細書に開示されている概念、及び、以下の特許請求の範囲の範囲内と見なされる。

Claims (15)

  1. 第１基準周波数で動作する第１基準水晶発振器（２６－１）と、前記第１基準周波数より高い第２基準周波数で動作する第２基準水晶発振器（２６－２）と、を備える無線デバイス（１８）の動作方法であって、
    前記第２基準水晶発振器（２６－２）を使用して前記無線デバイス（１８）の受信機（２２）を構成すると決定（１００）することと、
    前記決定に従い、前記第２基準水晶発振器（２６－２）を使用して前記無線デバイス（１８）の前記受信機（２２）を構成（１０４、１１４）することと、
    前記第２基準水晶発振器（２６－２）を使用して前記無線デバイス（１８）の前記受信機（２２）を構成すると決定（１００）することに応じて、前記第１基準水晶発振器（２６－１）の出力に基づき、前記第２基準水晶発振器（２６－２）の出力周波数を適合（１１２）させることと、
    を含む方法。
  2. 請求項１に記載の方法であって、
    前記第２基準水晶発振器（２６－２）を使用して前記無線デバイス（１８）の前記受信機（２２）を構成（１１４）することは、前記無線デバイス（１８）の前記受信機（２２）の位相ロックループ（４４）を前記第２基準水晶発振器（２６－２）に接続（１１４）することと、前記位相ロックループ（４４）により制御される制御発振器（４６）が、所望の局所発振器周波数の出力信号を供給する様に、前記第２基準周波数に基づき前記位相ロックループ（４４）を構成（１１４）することと、を含む方法。
  3. 請求項２に記載の方法であって、さらに、
    前記第２基準水晶発振器（２６－２）を使用して前記無線デバイス（１８）の前記受信機（２２）を構成すると決定（１００）することに応じて、前記第１基準水晶発振器（２６－１）をアクティブ化（１０８）することと、前記第２基準水晶発振器（２６－２）を使用して前記無線デバイス（１８）の前記受信機（２２）を構成（１０４）する前に、前記第２基準水晶発振器（２６－２）をアクティブ化（１１０）することと、を含む方法。
  4. 請求項１に記載の方法であって、
    前記第１基準水晶発振器（２６－１）は、前記無線デバイス（１８）が無線通信システム（１０）の無線アクセスノード（１４）に同期した、以前に実行された同期プロセスの間において同調されている方法。
  5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の方法であって、さらに、
    前記第２基準水晶発振器（２６－２）を使用して前記無線デバイス（１８）の前記受信機（２２）を構成すると決定（１００）することに応じて、前記第２基準水晶発振器を使用して前記受信機（２２）を構成した後、前記第１基準水晶発振器（２６－１）を非アクティブ化（１１６）することを含む方法。
  6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の方法であって、
    前記第２基準水晶発振器（２６－２）を使用すると決定することは、前記無線デバイス（１８）の無線ネットワークへの同期状態に基づき決定することを含む方法。
  7. 請求項１に記載の方法であって、
    前記第２基準水晶発振器（２６－２）を使用すると決定（１００）することは、前記無線デバイス（１８）の前記受信機（２２）により受信される信号のキャリア周波数に基づき決定（４０２）することを含む方法。
  8. 請求項７に記載の方法であって、
    前記無線デバイス（１８）の前記受信機（２２）により受信される前記信号の前記キャリア周波数に基づき決定（４０２）することは、前記キャリア周波数が事前定義又は事前設定された閾値より大きい場合、前記第２基準水晶発振器（２６－２）を使用すると決定（４０２）することを含む方法。
  9. 請求項８に記載の方法であって、
    前記事前定義又は前記事前設定された閾値は、４ギガヘルツ（ＧＨｚ）以上である方法。
  10. 請求項８に記載の方法であって、
    前記事前定義又は前記事前設定された閾値は、１０ギガヘルツ（ＧＨｚ）以上である方法。
  11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法であって、
    前記第１基準周波数は５２メガヘルツ（ＭＨｚ）以下であり、前記第２基準周波数は１００ＭＨｚ以上である方法。
  12. 第１基準周波数で動作する第１基準水晶発振器（２６－１）と、前記第１基準周波数より高い第２基準周波数で動作する第２基準水晶発振器（２６－２）と、を備える無線デバイス（１８）であって、
    前記第２基準水晶発振器（２６－２）を使用して前記無線デバイス（１８）の受信機（２２）を構成すると決定し、
    前記決定に従い、前記第２基準水晶発振器（２６－２）を使用して前記無線デバイス（１８）の前記受信機（２２）を構成し、
    前記第２基準水晶発振器（２６－２）を使用して前記無線デバイス（１８）の前記受信機（２２）を構成すると決定（１００）することに応じて、前記第１基準水晶発振器（２６－１）の出力に基づき、前記第２基準水晶発振器（２６－２）の出力周波数を適合（１１２）させる様に適合された制御ユニット（２４）を備える、無線デバイス。
  13. 請求項１２に記載の無線デバイスであって、
    前記無線デバイス（１８）は、さらに、請求項２から１１のいずれか１項に記載の方法に従い動作する様に適合されている、無線デバイス。
  14. 請求項１２又は１３に記載の無線デバイスであって、
    前記無線デバイスの前記受信機は、前記無線デバイスが前記第２基準水晶発振器を使用して構成されている場合、ミリ波キャリア周波数を有する信号を受信する様に適合される、無線デバイス。
  15. 請求項１２から１４のいずれか１項に記載の無線デバイスであって、
    前記無線デバイスは、ユーザ装置又はマシン型通信デバイスである、無線デバイス。
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