一种无线电装置(110)包括无线电收发器(105、107)、谐振器(101)、温度测量单元(102)、频率合成器(113)和处理系统(104)。来自温度测量单元(102)的表示谐振器(101)的测量温度的温度信号被用于使用处理系统(104)的存储器中存储的将频率偏移与温度相关联的模型来确定测量温度下的谐振器(101)的估计频率偏移。来自谐振器(101)的周期性信号被提供给频率合成器(113)，频率合成器(113)被用于根据估计频率偏移生成周期性本地信号。无线电收发器(105、107)接收包括接收信号频率下的周期性分量的无线电信号。表示接收信号频率与周期性本地信号的频率之间的差值的误差值被确定并且用于更新存储器中存储的模型的一个或更多个参数。更新存储器中存储的模型的一个或更多个参数。更新存储器中存储的模型的一个或更多个参数。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有谐振器的无线电装置
技术介绍
[0001]本专利技术涉及具有谐振器的无线电装置及其操作方法。
[0002]诸如晶体或MEMS(微机电系统)谐振器的谐振器与振荡器电路一起使用以生成具有已知频率的电信号。它们用于向微控制器中的数字逻辑门提供时钟信号，以及以稳定的频率生成本振信号，用于在无线电发送器和接收器中进行外差处理。
[0003]许多无线电通信系统中使用的振荡器的频率需要足够准确和稳定，以确保无线电传输保持在所需的信道边界内。例如，为了用户设备(UE)根据eMTC(增强型机器类型通信)和NB
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IoT(窄带物联网)4G LTE
TM
(长期演进)标准的HD
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FDD(半双工
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频分双工)模式进行传输，其无线电传输的载波频率必须保持在指定中心频率的+/
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0.1ppm(百万分之一)内。
[0004]然而，一些谐振器的频率强烈依赖于温度，温度依赖性由谐振器的性质决定。例如，在晶体振荡器的情况下，频率可能依赖于晶体的切割，而对于MEMS振荡器，频率可能依赖于MEMS谐振器的设计和材料。这意味着振荡器的频率可能根据无线电装置的瞬时操作条件而显著变化，这使得确保使用准确的传输频率变得具有挑战性。
[0005]此外，谐振器的特征谐振频率可能受到其结构损坏的影响。例如，晶格内的应力可能影响晶体谐振器的特征频率。结果，谐振器的频率可能在被称为老化的过程中随时间变化。
[0006]在全双工无线电系统中，其中无线电装置能够同时发送和接收信号，无线电装置能够接收提供已知稳定参考频率的无线电信号(例如，来自蜂窝网络基站)。它可以使用该参考频率，同时发送无线电信号，以控制无线电传输的频率来确保它们保持与到来的参考信号的固定频谱关系。然而，当无线电装置仅发送时(例如，在半双工操作中)，没有这样的瞬时参考信号可供使用。
[0007]因此，为了在半双工无线电设备中提供更准确的传输频率，已知使用恒温晶体振荡器(OCXO)或温度补偿晶体振荡器(TCXO)。OCXO包括在石英晶体旁边的电加热元件，以保护振荡晶体免受环境温度变化的影响。与传统晶体振荡器相比，OCXO体积大、价格昂贵且耗电多，使得它们不适合低成本、电池供电的装置。TCXO在与石英晶体相同的封装中包括温度传感器和补偿电路。TCXO比OCXO耗电少，但是仍然比传统晶体振荡器昂贵得多，并且可能无法达到用于某些无线电需求的足够精度，例如当一些无线电标准需要+/
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0.1ppm时，实现+/
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2ppm的精度。
[0008]本专利技术试图提供一种替选方法。
技术实现思路
[0009]根据第一方面，本专利技术提供了一种无线电装置，包括：
[0010]无线电收发器；
[0011]谐振器或到谐振器的接口；
[0012]温度测量单元或到温度测量单元的接口；
[0013]频率合成器；以及
[0014]处理系统，
[0015]其中，无线电装置被配置成：
[0016]从温度测量单元接收表示谐振器的测量温度的温度信号；
[0017]使用处理系统的存储器中存储的将频率偏移与温度相关联的模型，使用温度信号确定谐振器的估计频率偏移；
[0018]从谐振器接收周期性谐振器信号；
[0019]向频率合成器提供周期性谐振器信号；
[0020]根据估计频率偏移控制频率合成器以从周期性谐振器信号生成周期性本地信号；
[0021]在无线电收发器处接收无线电信号，其中，无线电信号包括具有接收信号频率的周期性分量；
[0022]确定表示接收信号频率与周期性本地信号的频率之间的差的误差值；以及
[0023]使用误差值更新存储器中存储的模型的一个或更多个参数。
[0024]根据第二方面，本专利技术提供了一种方法，包括：
[0025]接收表示谐振器的测量温度的温度信号；
[0026]使用将频率偏移与温度相关联的模型，使用温度信号确定谐振器的估计频率偏移；
[0027]接收无线电信号，其中，无线电信号包括具有接收信号频率的周期性分量；
[0028]从谐振器接收周期性谐振器信号；
[0029]使用估计频率偏移从周期性谐振器信号生成周期性本地信号；
[0030]确定表示接收信号频率与周期性本地信号的频率之间的差的误差值；以及
[0031]使用误差值来更新模型的一个或更多个参数。
[0032]根据另一方面，本专利技术提供了一种无线电通信系统，包括如本文所公开的无线电装置和远程无线电收发器(例如基站)，其中，远程无线电收发器被配置成发送由无线电装置接收到的无线电信号。
[0033]因此，将会看到，根据本专利技术，到来的无线电信号被用于校准响应于温度的谐振器的频率模型。到来的无线电信号(例如来自蜂窝通讯网络的基站)能够潜在地提供不受装置的谐振器的温度影响的可靠的参考频率，从而使无线电装置能够开发在不同温度下的谐振器行为的准确模型。
[0034]这种方法允许无线电装置对特定谐振器的特性进行建模。因此，它有潜力比一般的温度曲线明显更准确，诸如TCXO可能使用，它不是针对特定谐振器量身定制的。
[0035]如在一些实施方式中，如果无线电装置在一段时间内(例如数周、数月或数年)按间隔重复地执行这些校准步骤，则模型的准确性可以随着时间的推移而保持，即使谐振器老化。具体地，模型可以随时间演变，以考虑谐振器的依赖温度的行为的任何变化。
[0036]至少在一些实施方式中，本方法可以消除将谐振器与它自身的温度补偿电路封装在一起的需要，温度补偿电路例如是温度补偿晶体振荡器或恒温晶体振荡器(尽管这些可以在一些实施方式中使用)。
[0037]在一些实施方式中，谐振器是压电谐振器，例如石英晶体谐振器或陶瓷谐振器。在一些实施方式中，谐振器是晶体谐振器单元。在一些实施方式中，谐振器在壳体中但是未与任何温度传感器或补偿电路(诸如一个或更多个可切换电容器)封装在一起。它可以仅在壳
体中包括晶体和一对电极。在其他实施方式中，谐振器是MEMS谐振器。同样，MEMS谐振器可以位于不包含温度传感器或任何温度补偿电路的壳体中。至少一些实施方式可以实现使用比通常需要的质量更低的谐振器来提供所需的精度水平。这可以降低无线电装置的成本和/或功率要求。
[0038]通过使用该模型来控制频率合成器，至少在一些实施方式中，可以有利地单独使用数字逻辑和/或软件来进行温度补偿，例如无需可切换地控制一组电容器来改变晶体的谐振频率。这可以实现更细粒度的频率控制，并且还可以减小无线电装置的尺寸和成本。(然而，其他实施方式可以组合数字和模拟补偿机制。)
[0039]无线电装置可以被配置成使用该模型来发送(和/或接收)无线电信号。无线电装置可以被配置成当处于校准状态时执行一个或更多个参数的更新。无线电装置可以被配置成当处于不同于校准状态的运行状态时使用模型来发送(和/本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种无线电装置，包括：无线电收发器；谐振器或到谐振器的接口；温度测量单元或到温度测量单元的接口；频率合成器；以及处理系统，其中，所述无线电装置被配置成：从所述温度测量单元接收表示所述谐振器的测量温度的温度信号；使用所述处理系统的存储器中存储的将频率偏移与温度相关联的模型，使用所述温度信号确定所述谐振器的估计频率偏移；从所述谐振器接收周期性谐振器信号；向所述频率合成器提供所述周期性谐振器信号；根据所述估计频率偏移控制所述频率合成器以从所述周期性谐振器信号生成周期性本地信号；在所述无线电收发器处接收无线电信号，其中，所述无线电信号包括具有接收信号频率的周期性分量；确定表示所述接收信号频率与所述周期性本地信号的频率之间的差的误差值；以及使用所述误差值更新所述存储器中存储的所述模型的一个或更多个参数。2.根据权利要求1所述的无线电装置，其中，所述无线电装置还被配置成：从所述温度测量单元接收表示所述谐振器的第二测量温度的第二温度信号；使用所述第二温度信号和所述处理系统的存储器中存储的所述模型来确定所述谐振器的第二估计频率偏移；以及使用所述第二估计频率偏移来发送或接收无线电信号。3.根据权利要求1或2所述的无线电装置，其中，所述无线电装置被配置成确定并使用误差值来随时间按间隔重复更新所述模型的一个或更多个参数。4.根据前述权利要求中任一项所述的无线电装置，其中，所述谐振器是石英晶体谐振器。5.根据前述权利要求中任一项所述的无线电装置，其中，所述无线电收发器被配置成根据半双工无线电协议发送无线电信号。6.根据前述权利要求中任一项所述的无线电装置，其中，所述无线电收发器实现NB
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IoT或半双工eMTC协议。7.根据前述权利要求中任一项所述的无线电装置，其中，所述周期性本地信号是输入到所述无线电收发器中的混频器的本振信号。8.根据前述权利要求中任一项所述的无线电装置，其中，所述无线电装置是半导体芯片并且包括用于连接到片外谐振器的接口和用于连接到片外温度测量单元的接口。9.根据权利要求1至7中任一项所述的无线电装置，其中，所述无线电装置包括所述谐振器和所述温度测量单元，以及其中，所述温度测量单元热耦接到所述谐振器。10.根据前述权利要求中任一项所述的无线电装置，其中，所述模型包括用于预定式子的一个或更多个参数，以及其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯，
申请(专利权)人：北欧半导体公司，
类型：发明
国别省市：
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