宽带CMOS PLL中VCO设计：基于最小均方误差的多用户MIMO预编码

"该文主要讨论的是在多用户MIMO（多输入多输出）下行预编码技术中，如何实现基于最小均方误差（Minimum Mean Square Error, MMSE）的VCO（电压控制振荡器）切换策略。文章通过示例介绍了在带有开环自动频率控制（Automatic Frequency Control, AFC）的锁相环（Phase Locked Loop, PLL）系统中的VCO切换过程。在初始设置中，Div值为65，对应的频率应由VCO1提供。然而，在AFC锁定过程中，系统会根据需要切换到VCO2，然后在大约100ns后，根据AFC电路的判断，再次切换回VCO1，以确保频率边带在正确的位置。图4-14和图4-15展示了这一切换过程的模拟结果。此研究涉及的技术领域包括宽带CMOS锁相环和VCO设计。" 在现代无线通信系统中，VCO是锁相环的核心部件，其性能直接影响着系统的整体性能。锁相环用于频率合成和频率解调，广泛应用于射频接收前端。VCO通过改变输入电压来调整其输出频率，因此在不同的工作条件下需要灵活地切换VCO以适应不同的频率需求。在多用户MIMO系统中，由于需要同时服务于多个用户，对于下行链路的频率精度和稳定性有更高的要求。 MMSE预编码是一种优化技术，旨在最小化接收信号的均方误差，从而提高系统的信噪比和频谱效率。在VCO切换过程中，MMSE预编码可以确保每个用户的信号质量不受切换影响，同时减少多用户间的干扰。文章中提到的AFC是锁相环中用来自动调整频率偏差的机制，它通过检测并校正频率误差，使VCO能快速锁定到目标频率。 宽带CMOS VCO设计是一项挑战，因为需要在有限的芯片面积上实现大的频率调谐范围，同时保持低噪声和高线性度。0.18微米的CMOS工艺是目前常用的集成电路制造技术，能够提供足够的集成度和良好的电源效率。论文中描述的VCO设计覆盖1.8 GHz至3 GHz的频率范围，这表明设计考虑了无线通信的常用频段，如2.4 GHz的Wi-Fi或3 GHz的LTE频段。 在设计VCO时，需要平衡多个关键参数，包括调谐范围、相位噪声、功率效率和锁定时间。调谐范围决定了VCO可以覆盖的频率跨度，相位噪声直接影响通信质量，功率效率则关乎设备的能耗，而锁定时间则关乎系统的响应速度。作者通过详细的分析和仿真，展示了如何在这些参数之间取得最佳折衷，以满足实际应用的需求。 这篇硕士论文深入探讨了宽带CMOS VCO在锁相环中的设计方法和VCO切换策略，特别是在多用户MIMO系统中的应用，这对提升无线通信系统的性能具有重要的理论和实践意义。