專利名稱：發(fā)射超寬帶寬信號的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及無線通信系統(tǒng)，諸如超寬帶(UWB)系統(tǒng)之類，包括移動收發(fā)機、集中式收發(fā)機及相關設備。具體地說，本發(fā)明涉及用多頻帶在兩個無線設備之間傳輸數(shù)據(jù)的技術。
背景技術：
隨著對無線電設備的需求的增加，無線UWB越來越轉(zhuǎn)向滿足這種需求。UWB無線電通信可以提供快速的小功率傳輸模式。UWB信號通常具有至少為25％的連續(xù)分數(shù)帶寬(即-10dB的帶寬-中心頻率比)。然而，一個信號可以超出這個基本范圍而仍然可以認為是“UWB”信號。例如，美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)將處在3.1至10.6GHz范圍內(nèi)中心頻率為500MHz的信號稱為UWB。因此，以上界限只是近似的指標。
然而，UWB設備受到一些重大的限制。最大的限制之一是FCC對UWB傳輸所加的限制。2002年2月，F(xiàn)CC頒發(fā)了有關使用UWB設備的條例。這些條例對任何UWB傳輸施加了值得注意的帶寬和譜功率限制。它們還限制了UWB傳輸?shù)目捎脦挕?br> 在美國的另一個限制是在指配給UWB的頻帶中間存在UNII(無許可國家信息基礎設施)頻帶。FCC將3.1GHz至10.6GHz指配給UWB，而UNII頻帶處在5.15至5.85GHz的范圍內(nèi)。UNII頻帶由諸如無繩電話和802.11a無線局域網(wǎng)(WLAN)設備之類的無許可設備使用。由于在UNII頻帶內(nèi)有容許傳輸高功率的設備(有時高達UWB傳輸?shù)墓β孰娖降囊话俦?，因此UWB設備最好避免用那些頻帶進行傳輸。
雖然將UNII頻帶作為UWB設備可能希望避免的頻帶一個例子，但在一些實施例中可能希望避免使用其他一些頻帶。
此外，隨著情況的改變，這些限制可以增多或減少，從而減小或擴大UWB傳輸?shù)目捎脦挕?br> 此外，雖然UWB設備在美國必須滿足FCC所施加的限制，最好避免使用UNII頻帶，但是在其他國家這些參數(shù)并不適用。而且，雖然還沒有別的國家管理UWB傳輸，但這些國家似乎也將象美國FCC所做的那樣對功率和帶寬進行限制。然而，似乎還可能這些限制的具體參數(shù)不會與FCC所加的限制的參數(shù)完全一樣。
此外，其他國家和地區(qū)可能具有某些相當于UNII頻帶的頻帶，即專用于無繩電話和WLAN的頻帶，但在可用頻譜內(nèi)的位置和帶寬上有不同。例如，日本的UNII頻帶的等價物在4.90至5.4Hz之間。在這些范圍內(nèi)工作的UWB設備可能希望也避免使用這些頻帶。
因此，所希望的是提供一種可以很容易修改成用不同的帶寬和不同的中心頻率廣播的UWB設備。這將使設備可以隨時間和不同管轄區(qū)域考慮改變可用頻譜。
還希望提供一種可以使用所有UWB可用帶寬但仍然避免使用可用帶寬內(nèi)某些敏感頻帶的設備。


下面將結(jié)合與以下詳細說明一起形成本發(fā)明說明書一部分的附圖進一步例示本發(fā)明的各個實施例和說明本發(fā)明的原理和優(yōu)點。同樣的標注數(shù)字在各個附圖中所標的是相同或功能上類似的器件。在這些附圖中圖1為按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例設計的超寬帶收發(fā)機的方框圖；圖2為按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例設計的產(chǎn)生單頻帶UWB信號的電路的方框圖；圖3示出了按照本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例設計的圖2所示電路產(chǎn)生的超寬帶寬信號的頻率響應；圖4示出了按照本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例設計的圖2所示電路產(chǎn)生的超寬帶寬信號的頻率響應；圖5為按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例設計的產(chǎn)生雙頻帶UWB信號的電路的方框圖；圖6為按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例設計的圖5所示電路在低頻帶模式的輸出的頻率圖；圖7為按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例設計的圖5所示電路在高頻帶模式的輸出的頻率圖；圖8為按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例設計的圖5所示電路在雙頻帶模式的輸出的頻率圖；圖9為示出按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例設計的使用頻分多路復用和碼分多路復用的多網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10為按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例設計的產(chǎn)生單頻帶或雙頻帶UWB信號的電路的方框圖；圖11示出了按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例設計的小波碼產(chǎn)生器通路的另一個實施例；以及圖12為按照本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例設計的產(chǎn)生單頻帶UWB信號的電路的方框圖。
具體實施例方式
圖1為按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例設計的超寬帶(UWB)收發(fā)機的方框圖。如圖1所示，收發(fā)機包括接收機110、發(fā)射機120和無線電通信控制器和接口130三個主要部分。接收機110接到接收天線112上，包括前端114、UWB波形相關器116和接收定時信號產(chǎn)生器118。發(fā)射機接到發(fā)射天線122上，包括UWB波形產(chǎn)生器124、編碼器126和發(fā)送定時信號產(chǎn)生器124。
雖然所示的是接收機110和發(fā)射機120用的是同一個無線電控制器和接口130，但也可以是接收機110和發(fā)射機120各用一個獨立的無線電控制器和接口130。此外，也可以只用一個天線在發(fā)射和接收之間切換來代替獨立的接收天線112和發(fā)射天線122。接收定時信號產(chǎn)生器118和發(fā)射定時信號產(chǎn)生器128也可以合并成一個定時信號產(chǎn)生器或者可以保持為獨立的單元。
無線電控制器和接口130最好是一個基于處理器的單元，用諸如一個或多個專用集成電路(ASIC)或者一個或多個可編程處理器以硬連線邏輯實現(xiàn)。在工作中，無線電控制器和接口130用作媒體接入控制(MAC)控制器或者用作由接收機110和發(fā)射機120實現(xiàn)的UWB無線通信功能與用UWB通信信道與遠程設備進行數(shù)據(jù)交換的應用之間的MAC接口。
在收發(fā)機接收信號時，接收天線112將輸入的UWB電磁波變換成電信號(或光信號)提供給無線電前端114。按照波形類型，無線電前端114將電信號處理成使信號電平和信號譜分量適合供UWB波形相關器116處理。這個處理可以包括頻譜整形，諸如匹配濾波、局部匹配濾波、簡單滾降之類。
前端處理后，UWB波形相關器116將到來信號與一些根據(jù)來自定時信號產(chǎn)生器118的時鐘信號產(chǎn)生的不同候選信號相關，確定接收機110是否與到來信號同步，如果同步，就確定包含在所接收的到來信號內(nèi)的數(shù)據(jù)。
定時信號產(chǎn)生器118在無線電控制器和接口130的控制下工作，提供供UWB波形相關器116執(zhí)行相關處理用的時鐘信號CLKR。時鐘信號CLKR優(yōu)選的是相位可相對接收天線112接收的到來信號改變。UWB波形相關器用時鐘信號CLKR本地產(chǎn)生一個與到來信號一部分匹配的而且具有時鐘信號CLKR的相位的相關信號。在本地產(chǎn)生的相關信號(本地產(chǎn)生信號)與到來信號在相位上相互對準時，UWB波形相關器116就將高信噪比(SNR)的數(shù)據(jù)提供給無線電控制器和接口130，供隨后處理。
在概念上，可以認為UWB波形相關器具有一個容納本地信號的相關窗。相關窗隨著時鐘信號的相位相對到來信號的相位的改變而移動。然后將相關窗與到來信號的瞬象(snapshot)相比較，直到為這兩個信號得到一個可接受的相關結(jié)果，表明業(yè)已·達到獲取鎖定。
在一些情況下，UWB波形相關器116的輸出就是數(shù)據(jù)本身。在另一些情況下，UWB波形相關器116只是提供中間相關結(jié)果，由無線電控制器和接口130用來確定數(shù)據(jù)和確定什么時候接收機110與到來信號同步。
UWB波形相關器116以信號跟蹤模式(“跟蹤模式”)和信號獲取模式(“獲取模式”)兩種工作模式進行工作。在還沒有同步或同步已丟失時使用獲取模式，接收機110以這種工作模式來獲得同步。在已經(jīng)獲得同步和需要保持同步時使用跟蹤模式。
在獲取模式期間，無線電控制器和接口130向接收機110提供一個控制信號，以獲得同步。這個控制信號命令接收機110滑動UWB波形相關器116內(nèi)的相關窗，試圖與到來信號的相位匹配，達到獲取鎖定。具體地說，這是通過調(diào)整定時信號產(chǎn)生器118輸出的時鐘信號的相位和頻率直到得到一個所希望的相關結(jié)果來實現(xiàn)的。
一旦同步，接收機就進入跟蹤模式。在跟蹤模式期間，收發(fā)機維護和改善同步。具體地說，無線電控制器和接口130分析來自UWB波形相關器116的相關結(jié)果，確定UWB波形相關器116內(nèi)的相關窗，即來自定時信號產(chǎn)生器的本地信號的相位，是否需要調(diào)整。
此外，在跟蹤模式期間，接收機110向無線電控制器和接口130的輸入端口(RX數(shù)據(jù)輸入)提供數(shù)據(jù)，無線電控制器和接口130再將這數(shù)據(jù)通過輸出端口(RX數(shù)據(jù)輸出)提供給一個外部過程。外部過程可以是用通過接收機110接收的或要通過發(fā)射機120發(fā)射給遠程接收機的數(shù)據(jù)執(zhí)行的一些過程中的任何一個過程。
在收發(fā)機發(fā)射信號時，無線電控制器和接口130在一個輸入端口(TX數(shù)據(jù)輸入)接收來自一個外部信源的源數(shù)據(jù)。然后，無線電控制器和接口130通過輸出端口(TX數(shù)據(jù)輸出)將數(shù)據(jù)提供給發(fā)射機120的編碼器126。無線電控制器和接口130還向發(fā)射機120提供用來標識UWB脈沖的信令序列的控制信號。如上面所指出的，在本發(fā)明的一些實施例中，接收機110和發(fā)射機120的一些功能可以使用共同的資源，例如共同的定時信號產(chǎn)生器和/或公用天線。
編碼器126從無線電控制器和接口130接收到用戶編碼信息和數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)和編碼進行預處理，以便為UWB波形產(chǎn)生器124提供定時輸入。UWB波形產(chǎn)生器124接著產(chǎn)生以形狀和/或時間編碼的UWB脈沖，以將數(shù)據(jù)傳送至遠地。編碼器126按照從發(fā)射定時信號產(chǎn)生器128接收到的定時信號CLKT執(zhí)行這個功能。
編碼器126產(chǎn)生為形成所需的調(diào)制所需的控制信號。例如，編碼器126可以取一個串行比特流，用前向糾錯(FEC)算法(諸如ReedSolomon碼、Golay碼、Hamming碼、卷積碼之類)對它編碼。編碼器126還可以對數(shù)據(jù)進行交織，以預防突發(fā)差錯。編碼器126也可以應用白化功能來防止出現(xiàn)長的“1”或“0”字符串。編碼器126還可以應用用戶專用的擴頻功能，諸如產(chǎn)生長度預定的切片碼(chipping code，也稱為碼字)，所述切片碼作為一個組發(fā)送，表示一個比特(例如，反相的表示一個為“1”的比特，而不反相的表示一個為“0”的比特)。編碼器126可以將串行比特流分成一系列子段，以便每個小波(wavelet)或每個切片碼發(fā)送多個比特，以及產(chǎn)生多個控制信號，以便實施所希望的調(diào)制方案的任何組合。
無線電控制器和接口130可以提供在輸入端口(TX數(shù)據(jù)輸入)上接收的數(shù)據(jù)的源的某種標識，諸如用戶ID之類。在本發(fā)明的一個實施例中，這個用戶ID可以插在傳輸序列內(nèi)，猶如它是一個信息分組的頭標。在本發(fā)明的其他實施例中，用戶ID本身可以用來將數(shù)據(jù)編碼成使得一個接收這個傳輸?shù)慕邮諜C必須假定(postulate)或具有用戶ID的先驗知識以便理解數(shù)據(jù)。例如，可以用ID來將一個不同振幅的信號(例如，振幅為“f”的信號)加到一個快速調(diào)制控制信號上，將這編碼印到信號上。
編碼器126的輸出加到UWB波形產(chǎn)生器124上，UWB波形產(chǎn)生器124按照它從編碼器126接收到的命令信號按小波節(jié)拍(wavelet time)產(chǎn)生一個由一系列UWB小波波形組成的序列。這些小波波形可以根據(jù)任意多個不同方案之一制定。UWB產(chǎn)生器124的輸出然后提供給發(fā)射天線40，由發(fā)射天線向接收機發(fā)送UWB能量。
優(yōu)選的是，數(shù)據(jù)用小波的波形編碼成信號。具體地說，優(yōu)選的是通過雙相位調(diào)制按照編碼器126提供的二元或三元切片碼(在這個優(yōu)選實施例中使用三元碼)配置的一系列小波對數(shù)據(jù)編碼。
在這個優(yōu)選實施例中，所用的小波是一個振蕩信號(例如，一個正弦波形)的三個相繼的周期。然而，在另一些實施例中，這可以是不同的。周期數(shù)可以增多或減少；振蕩信號的類型可以改變；或者可以完全用經(jīng)不同整形的波形，諸如高斯單脈沖之類。
如上面所指出的，切片碼，或者說碼字，是各個受到按照一個所設置的模式調(diào)制的小波的字符串。在一個優(yōu)選實施例中，使用長度為12和24的三元碼字。也就是說；每個比特表示為一個雙相位調(diào)制的碼字，而每個碼字表示為一串12或24個按照一個所設置的模式，例如在這個優(yōu)選實施例中為一個三元模式，以三元方式調(diào)制的小波。例如，一個具體的傳輸可以用一個長度為12的碼字0-1-1-1111-111-11。在這種情況下，12個相繼的小波按照這個碼調(diào)制，生成一個碼字，即第一個小波保持不變，第二個小波反相，第三個小波為零，第四個小波為零，等等。這個碼字于是用來表示一個比特的數(shù)據(jù)的一個值，而它的反相版本表示一個比特的數(shù)據(jù)的其他值。
所用的碼字可以按照網(wǎng)絡、設備甚至由傳輸情況改變。此外，雖然長度12和24的碼字在本實施例中是優(yōu)選的，但按需要也可以選擇其他長度的碼字。
產(chǎn)生單頻帶UWB信號圖2為按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例設計的產(chǎn)生單頻帶UWB信號的電路的方框圖。如圖2所示，信號產(chǎn)生電路包括碼字產(chǎn)生器205、第一混合器(mixer)210、帶通濾波器215、第二混合器220、天線225、基準頻率時鐘230、×N鎖相環(huán)(PLL)電路235、除K電路240、比特源245和×M PLL電路250。在這個實施例中，電路用重復多個振蕩信號的周期作為一個UWB小波。
基準頻率時鐘230產(chǎn)生供電路的其他部分使用的基準信號。在這個優(yōu)選實施例中，基準信號是一個頻率為684MHz的正弦波形，雖然在其他實施例中在頻率和波形上都可以不同。
通常，基準信號可以具有變化很大的頻率。它可以是一個頻率很低的信號，低于在用的最低頻帶的中心頻率，或者它可以是一個頻率很高的信號，高到高于在用的最高頻帶。特別是，基準信號的頻率最好與設備所產(chǎn)生的信號的中心頻帶內(nèi)的一個值相應。這意味著基準信號的頻率在信號的中心頻率的范圍內(nèi)、基準信號的頻率等于信號的中心頻率、基準信號的頻率是信號的中心頻率的N倍、基準信號的頻率是信號的中心頻率的1/N，等等，其中N為一個整數(shù)。優(yōu)選的是，基準頻率在300MHz至9.2GHz范圍內(nèi)，雖然在有些實施例中可以使用在這個范圍之外的值。特別是，隨著設備速度的提高，可以使用相應較高的基準頻率。在優(yōu)選實施例中所用的基準信號的頻率包括684MHz、1.368GHz、2.376GHz、4.104GHz、5.4GHz和8.208GHz。
×N PLL 235將基準信號的基準頻率乘以N，將具有這個新的頻率的信號作為時鐘信號提供給碼字產(chǎn)生器205。在這個優(yōu)選實施例中，N＝2，因此×N PLL 235將一個頻率為基準頻率的兩倍(即，1.368GHz)的時鐘信號提供給碼字產(chǎn)生器205。然而，N的值在另一些實施例中可以不同，以考慮不同的碼字長度和/或譜帶(由中心頻率和帶寬確定)。
碼字產(chǎn)生器205提供用來表示數(shù)據(jù)比特的長度為L的碼字。碼字的各元(稱為碼片(chips))的輸出率等于×N PLL 235提供的時鐘信號的頻率。這個速率可以稱為碼字產(chǎn)生器205的切片率(chipping rate)。在這個優(yōu)選實施例中L＝24，切片率為1.368GHz，雖然這些參數(shù)在另一些實施例中可以是不同的。另一個優(yōu)選實施例采用L＝12的碼字長度。
除K電路240將基準信號的頻率除以K，將具有這個新的頻率的信號作為一個時鐘信號提供給比特源245。在這個優(yōu)選實施例中，K＝12，因此除K電路240將一個頻率為基準頻率的十二分之一(即，57MHz)的時鐘信號提供給比特源245。然而，K的值在另一些實施例中可以改變?yōu)槿魏沃?優(yōu)選的是一個整數(shù))，以考慮不同的數(shù)據(jù)率。
×N PLL 235的N的值與除K電路240的K的值的乘積應該等于碼字產(chǎn)生器205所產(chǎn)生的碼字的長度L，即，L＝(N×K)。雖然N的值和K的值在另一些實施例中可以是不同的，但它們的乘積與碼字長度之間的等式應該保持成立。
比特源245提供需由設備發(fā)送的數(shù)據(jù)的各個比特。它可以是任何類型的所希望的數(shù)據(jù)源，只要它提供的是比特數(shù)據(jù)。比特輸出率等于除K電路240提供的時鐘信號的頻率。這個速率可以稱為比特源445的符號率(symbol rate)。一個給定的符號由P個比特組成，其中P為一個大于0的整數(shù)。因此，每當除K電路240提供的時鐘信號循環(huán)一個周期，比特源445輸出P個比特。在這個優(yōu)選實施例中，P為1，從而符號率為57Ms/s，雖然這些值在另一些實施例中可以是不同的。
第一混合器210將碼字產(chǎn)生器205的輸出乘以比特源245的輸出。由于提供給比特源245的時鐘信號的頻率為提供給碼字產(chǎn)生器205的時鐘信號的頻率的1/NK＝1/L，因此P個比特的值保持整個一個碼字的持續(xù)時間(即，L個小波的持續(xù)時間)。因此，第一混合器用來用比特源245提供的數(shù)據(jù)比特調(diào)制碼字產(chǎn)生器205產(chǎn)生的碼字。
×M PLL 250將基準信號的頻率乘以M，將一個具有這個新的頻率的信號作為一個時鐘信號提供給第二混合器220。在這個優(yōu)選實施例中，M＝6，因此×M PLL 250將一個頻率為基準頻率六倍(即，4.104GHz)的時鐘信號提供給碼字產(chǎn)生器205。然而，M的值在另一些實施例中可以是不同的，以考慮不同的碼字長度。
M的值除以N的值等于基準信號的用來形成由圖2的電路使用的UWB信號的每個小波的周期數(shù)。在這個實施例中，每個小波由基準信號的三個周期組成，因此M＝6(即，每個小波有M/N＝6/2＝3個周期)。當每個小波的周期數(shù)改變時，M的值也得改變。
第二混合器220混合×M PLL 250的輸出和第一混合器210的輸出。這具有用第一混合器210的經(jīng)數(shù)據(jù)調(diào)制的碼字輸出混合×M PLL250產(chǎn)生的UWB小波的效果，生成一個最終的UWB信號流。由于×MPLL 250輸出的信號的頻率為提供給碼字產(chǎn)生器的頻率的M/N(在這個優(yōu)選實施例中等于3)倍，×M PLL 250將為碼字的每個元提供它的3個周期的信號，因此產(chǎn)生一系列3周期的小波。
帶通濾波器215用來保證所發(fā)射的能量在適當?shù)念l帶內(nèi)。在接收機內(nèi)可以用一個類似的帶通濾波器來防止接收信號受到其他頻帶的干擾。
發(fā)射波形優(yōu)選的是具有等于基準頻率乘以M的中心頻率(在這個優(yōu)選實施例中為4.104GHz)和等于基準頻率乘以N的-3dB帶寬(在這個優(yōu)選實施例中為1.368GHz)。
帶通濾波器215優(yōu)選的是具有等于基準頻率乘以M的中心頻率(例如，在一個優(yōu)選實施例中為4.104GHz)和限定所希望的工作頻帶的上、下截止頻率，例如，在一個優(yōu)選實施例中，上、下20dB截止頻率分別為5.1GHz和3.1GHz。這給出了2.0GHz左右的-20dB帶寬。這個值優(yōu)選的是選擇成給出一個可與-3dB帶寬相比擬的響應，使帶通濾波器215所用的截止頻率的這些值與上、下-3dB帶寬界限線性相關，與基準頻率成正比。因此，它們是很容易計算的。
當然，基準頻率、帶寬和電路系數(shù)這些參數(shù)在另一些實施例中可以是不同的。
天線225配置成發(fā)射第二混合器220提供的信號。
在另一些實施例中，×N PLL 235、除K電路240和×M PLL 250之一可以省去，如果基準頻率選擇適當?shù)脑?。此外，一些PLL可以用分頻器代替，反之亦然。這樣，碼字產(chǎn)生器205、比特源245和第二混合器220中任何一個都可以直接接收基準頻率時鐘230的輸出。然而這三個器件各接收一個是基準信號的時鐘信號或從基準信號得出的時鐘信號。
此外，雖然圖2示出的是所有的乘法電路都是使用PLL電路，但是另一些實施例也可以用其他類型的乘法器。
而且，雖然圖2示出了帶通濾波器215用在第二混合器220后，但另一些實施例可以用一個直接設置在第二混合器220前的低通濾波器來代替帶通濾波器215的功能。這個低通濾波器優(yōu)選的是具有等于基準頻率乘以M的中心頻率(在這個優(yōu)選實施例中為4.104GHz)。
由于這種電路設計，圖2的電路的頻率響應可以比較容易修改，只要改變基準頻率時鐘230和改變帶通濾波器215的參數(shù)來考慮這種改變。具體地說，通過改變帶通濾波器215的中心頻率及其上、下截止點來改變帶通濾波器215。這些截止點可以按照任何準則設置，但優(yōu)選的準則是使用-10dB點(即，信號強度下降10dB的點)或-20dB點(即，信號強度下降20dB的點)。
帶通濾波器215的帶寬優(yōu)選的是與基準頻率成正比，雖然準確的比例將取決于使用的是什么特定的截止點。在這個優(yōu)選實施例中，-3dB截止頻率應為±fRNR/2＝±684MHz。其他截止頻率可以推知。
其他修改(例如對碼字長度、切片長度或每個小波的周期數(shù)的修改)只要修改參數(shù)K、L、M和N。改變切片長度或每個小波的周期數(shù)將影響得出的波形的頻率響應，因此應據(jù)此調(diào)整帶通濾波器215的參數(shù)。
圖3示出了按照本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例設計的圖2所示電路產(chǎn)生的UWB信號的頻率響應；而圖4示出了按照本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例設計的圖2所示電路產(chǎn)生的UWB信號的頻率響應。
在圖3的電路中，基準信號的頻率和帶通濾波器215的中心頻率兩個都選為684MHz，K為12，L為24，M為6，N為2，而帶通濾波器的-20dB帶寬為2GHz左右。這提供了一個可以很容易避免美國的UNII頻帶的信號。
在圖4的電路中，基準信號的頻率和帶通濾波器215的中心頻率兩個都選為666MHz，K為12，L為24，M為6，N為2，而帶通濾波器的-20dB帶寬為1.8Hz左右。這提供了一個可以很容易避免與美國的UNII頻帶相當?shù)娜毡绢l帶(4.90至5.4GHz)的信號。
圖3和4圖示了可以多么容易地通過改變基準頻率時鐘230產(chǎn)生的基準信號的頻率和帶通濾波器215的參數(shù)對圖2的電路的頻率響應予以修改。
圖12為按照本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例設計的產(chǎn)生單頻帶UWB信號的電路的方框圖。如圖12所示，信號產(chǎn)生電路包括I/Q振蕩器1205、查找表1210、第一和第二DAC電路1212和1214、向量調(diào)制器1220、時鐘信號產(chǎn)生器1225、比特源1230、小波碼產(chǎn)生器1240、開關1295、×N電路1297和選擇電路1299。它還可以包括第一和第二帶通濾波器1280和1285。
小波碼產(chǎn)生器1240進一步包括編碼器1250和調(diào)制器1270。時鐘信號產(chǎn)生器的這個實施例進一步包括×M電路1222和除L電路1227。
I/Q振蕩器1205產(chǎn)生頻率為振蕩頻率的振蕩信號。在這個優(yōu)選實施例中，I/Q振蕩器包括一個壓控振蕩器/鎖相環(huán)(VCO/PLL)，用來提供一個第一同相和正交相位(I/Q)信號。
查找表(LUT)1210存有產(chǎn)生具有不同相位的正弦和余弦波所必需的數(shù)據(jù)。它受相位控制信號控制，相位控制信號命令查找表1210輸出與給定相位的正弦/余弦值相應的數(shù)據(jù)。這些數(shù)字正弦和余弦信號分別在查找表1210的I和Q輸出端輸出。
第一和第二DAC電路1212和1214接收到數(shù)字正弦和余弦信號后，將數(shù)字正弦和余弦信號變換成模擬正弦和余弦信號，模擬正弦和余弦信號在DAC電路1212和1214的I和Q輸出端輸出，作為一個第二I/Q信號。
向量調(diào)制器1220從I/Q振蕩器1205接收第一I/Q信號和從第一和第二DAC電路1212和1214接收第二I/Q信號，產(chǎn)生一個基本時鐘信號。這個基本時鐘信號具有一個在振蕩頻率附近(例如±10％)的基本時鐘頻率，但在相位上和頻率上根據(jù)第二I/Q信號的值和改變率改變。
時鐘信號產(chǎn)生器1225為比特源1230和小波碼產(chǎn)生器1240提供時鐘信號。在所揭示的這個實施例中，時鐘信號產(chǎn)生器1225提供比特率時鐘、碼片率時鐘和小波中心頻率時鐘。具體地說時鐘信號產(chǎn)生器1225直接傳送基本時鐘作為碼片率時鐘；使基本時鐘通過×M電路1222，提供頻率為基本時鐘頻率的M倍的小波中心頻率時鐘；以及使基本時鐘通過除L電路，提供頻率為基本時鐘頻率的1/L的比特率時鐘。
比特源1230為小波碼產(chǎn)生器提供到來比特流。這可以通過使用到來比特流信號和數(shù)據(jù)鎖存或任何其他所希望的提供數(shù)據(jù)比特的措施實現(xiàn)。比特率時鐘命令比特源1230它應在何時循環(huán)通過比特值。
小波碼產(chǎn)生器1240接收到比特數(shù)據(jù)后將它們變換為一個具有調(diào)制成碼字的超寬帶寬信號。具體地說，編碼器1250根據(jù)一個接收到的比特的值產(chǎn)生一個正相或反相的碼字。小波碼產(chǎn)生器1240根據(jù)碼片率時鐘產(chǎn)生一個編碼的小波(即，碼片)序列。在一個優(yōu)選實施例中，一個碼片為一個反相或不反相的小波，或者可以是一個空(即，一個丟失的或為零的)小波。然而，這在其他實施例中可以是不同的。
在一個優(yōu)選實施例中，編碼器1250包括一個碼字產(chǎn)生器和一個混合器，如圖2中的器件205和210以及圖5中的器件405A、405B、410A和410B所示。
混合器1070將編碼器1050產(chǎn)生的碼字調(diào)制成一系列小波，碼字內(nèi)的每個碼片由一個或多個(由碼片率時鐘與小波中心頻率時鐘之比確定)小波表示。
第一和第二BPF 1080和1085用來從所處理的信號中除去額外的頻率成分。優(yōu)選的是，它們的參數(shù)如上面對圖2的電路內(nèi)的濾波器所指出的那樣確定。
第一、第二和第三開關1291、1293和1295使設備可以有選擇地選擇使用第一頻帶還是第二頻帶。選擇電路1299提供選擇使用哪個頻帶的信號。在一個實施例中，由于沒有BPF 1280和1285，因此第二和第三開關1293和1295也可以省去。
在工作中，如果選擇電路選擇第一頻帶，第一開關1291就將向量調(diào)制器1230的輸出接到時鐘信號產(chǎn)生器1230上，而第二和第三開關1293和1295將小波碼產(chǎn)生器1240通過第一BPF 1280接到發(fā)射信號輸出端上。然而，如果選擇電路選擇第二頻帶，第一開關1291就將×N電路1297的輸出接到時鐘信號產(chǎn)生器1230上，而第二和第三開關1293和1295將小波碼產(chǎn)生器1240通過第二BPF 1285接到發(fā)射信號輸出端上?！罭電路將為時鐘信號產(chǎn)生器1230提供頻率為向量調(diào)制器1220的頻率的N倍的到來信號。
在這個實施例中，N為第一和第二頻帶的中心頻率之比；M為一個小波內(nèi)的周期數(shù)；而L為所用的碼長。
這樣，圖12的電路可用于兩個獨立的頻帶，但共享同樣的器件，只是添加了開關1291、1293和1295，×N電路1297和選擇電路1299。這使設備可以做得非常小，而且可以比其他頻帶可選的設備以較低的成本生產(chǎn)。
產(chǎn)生多頻帶然而，另一些實施例可以使用多頻帶。圖5為按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例設計的產(chǎn)生雙頻帶UWB信號的電路的方框圖。如圖5所示，這個信號產(chǎn)生電路包括第一頻帶碼字產(chǎn)生器405A、第一頻帶第一混合器410A、第一頻帶帶通濾波器415A、第一頻帶第二混合器420A、第一頻帶天線425A、第一頻帶×N1鎖相環(huán)(PLL)電路435A、第一頻帶除K1電路440A、第一頻帶比特源445A、第一頻帶×M1PLL電路450A、第二頻帶碼字產(chǎn)生器405B、第二頻帶第一混合器410B、第二頻帶帶通濾波器415B、第二頻帶第二混合器420B、第二頻帶天線425B、第二頻帶×N2鎖相環(huán)(PLL)電路435B、第二頻帶除K2電路440B、第二頻帶比特源445B、第二頻帶×M2PLL電路450B和基準頻率時鐘430。所揭示的實施例在這個電路中用重復多個振蕩信號的周期作為一個UWB小波。
圖5的信號產(chǎn)生電路內(nèi)的器件與它們在圖2中的對應器件那樣工作。然而，第一頻帶×N1PLL 435、第一頻帶除K1電路440A和第一頻帶×M1PLL電路450A分別使用參數(shù)N1、K1和M1，而第二頻帶×N2PLL435、第二頻帶除K2電路440A和第二頻帶×M2PLL電路450A分別使用參數(shù)N2、K2和M2。這些參數(shù)必須滿足M1/N1＝M2/N2。也就是說，兩者必須使用相同的小波(即，相同的每個小波的周期數(shù))，雖然這小波按每個頻帶內(nèi)不同的頻率縮放。此外，雖然在這個優(yōu)選實施例中兩個頻帶使用相同的碼字長度，即L＝N1×K1＝N2×K2，但另一些實施例對于不同的頻帶可以使用不同的碼字長度。如果兩個頻帶使用相同的碼字長度，它們可以按需要選擇相同或不同的碼字集。
在另一些實施例中，第一頻帶×N1PLL 435、第一頻帶除K1電路440A、第一頻帶×M1PLL電路450A、第二頻帶×N2PLL435、第二頻帶除K2電路440A和第二頻帶×M2PLL電路450A其中之一可以省去，如果基準頻率選擇一致的話。此外，一些PLL可以用分頻器代替，反之亦然。這樣，第一頻帶碼字產(chǎn)生器405A、第一頻帶比特源445A、第一頻帶第二混合器420A、第二頻帶碼字產(chǎn)生器405B、第二頻帶比特源445B、第二頻帶第二混合器420B其中任何一個可以直接接收基準頻率時鐘430的輸出。
雖然圖5的電路示出了第一頻帶和第二頻帶兩個獨立的比特源445A和445B，但這兩個比特源可以合并成一個。這個組合比特源可以將它的數(shù)據(jù)提供給多個獨立的UWB信號或者可以將它的數(shù)據(jù)提供給多重信號，同時在多頻帶發(fā)送相同的數(shù)據(jù)或者同時在多頻帶發(fā)送不同的數(shù)據(jù)，以增大吞吐量。
此外，雖然圖5這個電路只是使用兩個頻帶，但可以使用另一些使用更多頻帶的實施例。為了使用附加的頻帶，另一些實施例可以增添一些圖2所示的這種電路，調(diào)整電路的各個參數(shù)，以獲得所希望的頻率響應，再將這些電路接到基準頻率時鐘430上。
圖6、7和8為按照本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例設計的對于不同的工作模式圖5這個電路的輸出的頻率圖。圖6為低頻帶模式的頻率圖；圖7為高頻帶模式的頻率圖；而圖8為雙頻帶模式的頻率圖。
在圖6、7和8所示的實施例中，L為24，K1為12，N1為2，M1為6，K2為6，N2為4，M2為12；基準頻率為684MHz，第一頻帶帶通濾波器415A的中心頻率為684MHz、上-20dB截止頻率為5.1GHz左右、下-20dB截止頻率為5.1GHz左右，而第二頻帶帶通濾波器415B的中心頻率為1.368GHz。因此，提供給第一頻帶碼字產(chǎn)生器405A的時鐘信號為1.368GHz，提供給第一頻帶比特源445A的時鐘信號為57MHz，提供給第一頻帶第二混合器420A的時鐘信號為4.104GHz；提供給第二頻帶碼字產(chǎn)生器405B的時鐘信號為2.736GHz，提供給第二頻帶比特源445B的時鐘信號為114MHz，提供給第二頻帶第二混合器420B的時鐘信號為8.208GHz。
這給出了一個碼字長度為24、小波為3周期、切片率為1.368GHz和符號率為57Ms/s的第一頻帶(即，低頻帶)和一個碼字長度為24、小波為3周期、切片率為2.736和符號率為114M/s的第二頻帶(即，高頻帶)。
如圖6、7和8所示，低頻帶610設置為3.1GHz到5.15GHz，而高頻帶710設置為5.825GHz到10.6GHz。低頻帶610和高頻帶710在這個實施例中配置成都不干擾UNII頻帶510。在另一個實施例中，低頻帶610可以設置為3.5GHz到4.6GHz，而高頻帶710可以設置為7.0GHz到9.2GHz。
通常，可以根據(jù)各種準則，包括存在干擾頻帶、所希望的數(shù)據(jù)率、功耗限制、實現(xiàn)的方便和成本等，選擇不同的頻率。例如，較高的數(shù)據(jù)率在較高的頻率是可行的，雖然實現(xiàn)的成本和困難將增大。同樣，不同的頻率組合可以將所得到的UWB信號置于頻譜內(nèi)一個特定位置。如果將信號的位置保持在頻譜的一個避免強干擾頻帶的部分，這將是有益的。無論如何，以上在圖2和5中所示的設計使這些頻率可以更為容易地加以改變，以便考慮用戶由于任何原因可能希望改變這些頻率。
圖10為按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例設計的產(chǎn)生單頻帶或雙頻帶UWB信號的電路的方框圖。如圖10所示，這個信號產(chǎn)生電路包括I/Q振蕩器1005、查找表1010、第一和第二DAC電路1012和1014、向量調(diào)制器1020、時鐘信號產(chǎn)生器1025、第一和第二比特源1030和1035、第一和第二小波碼產(chǎn)生器1040和1045、加法器1090和開關1095。它還可以包括第一和第二帶通濾波器1080和1085。
第一小波碼產(chǎn)生器1040進一步包括第一編碼器1050和第一混合器1070，而且可以包括第一低通濾波器(LPF)1060。第二小波碼產(chǎn)生器1045進一步包括第二編碼器1055和第二混合器1075，而且可以包括第二LPF 1065。時鐘信號產(chǎn)生器的這個實施例進一步包括×N電路1021、×M1電路1022、×M2電路1023、除L1電路1027和除L2電路1028。
I/Q振蕩器1005產(chǎn)生頻率為振蕩頻率的振蕩信號。在這個優(yōu)選實施例中，I/Q振蕩器包括一個壓控振蕩器/鎖相環(huán)(VCO/PLL)，用來提供一個第一同相和正交相位(I/Q)信號。
在一個優(yōu)選實施例中，I/Q振蕩器1005可以包括一個VCO/PLL，它將占空比為50％的輸出饋入一個多相濾波器的輸入端。如果多相濾波器選擇成具有所需帶寬和相位/振幅容限，它將輸出所希望的I/Q信號。
在另一個優(yōu)選實施例中，I/Q振蕩器1005可以包括一個以兩倍的所希望的頻率工作的VCO/PLL，將一個占空比為50％的信號輸出給一對2分頻的分頻器，所述分頻器提供所希望的I/Q信號。
在又一個優(yōu)選實施例中，I/Q振蕩器1005可以包括一個以四倍的所希望的頻率工作的VCO/PLL，將一個具有任何占空比的信號輸出給一個4分頻的分頻器，所述分頻器提供所希望的I/Q信號。
查找表(LUT)1010存有產(chǎn)生具有不同相位的正弦和余弦波所必需的數(shù)據(jù)。它受相位控制信號控制，相位控制信號命令查找表1210輸出與相位給定的正弦/余弦值相應的數(shù)據(jù)。這些數(shù)字正弦和余弦信號分別在查找表1010的I和Q輸出端輸出。
第一和第二DAC電路1012和1014接收到正弦和余弦數(shù)字信號后，將數(shù)字正弦和余弦信號變換成模擬正弦和余弦信號，模擬正弦和余弦信號在DAC電路1012和1014的I和Q輸出端輸出，作為第二I/Q信號。
向量調(diào)制器1020從I/Q振蕩器1005接收第一I/Q信號和從第一和第二DAC電路1012和1014接收第二I/Q信號，產(chǎn)生一個基本時鐘信號。這個基本時鐘信號具有一個在振蕩頻率附近(例如±10％)的基本時鐘頻率，但在相位上和頻率上根據(jù)第二I/Q信號的值和改變率改變。
時鐘信號產(chǎn)生器1025為第一和第二比特源1030和1035以及第一和第二小波碼產(chǎn)生器1040和1045提供時鐘信號。在所揭示的這個實施例中，時鐘信號產(chǎn)生器1025提供第一和第二比特率時鐘、第一和第二碼片率時鐘、第一和第二小波中心頻率時鐘。在另一些具有多頻帶的實施例中，時鐘信號產(chǎn)生器可取地分別為每個頻帶提供比特率時鐘、碼片率時鐘和小波中心頻率時鐘。
第一和第二比特源1030和1035為第一和第二小波碼產(chǎn)生器提供到來比特流。這可以通過使用到來比特流信號和數(shù)據(jù)鎖存或任何其他所希望的提供數(shù)據(jù)比特的措施實現(xiàn)。第一和第二比特率時鐘分別命令第一和第二比特源1030和1035它們何時應當循環(huán)通過比特值。
第一和第二小波碼產(chǎn)生器1040和1045各接收比特數(shù)據(jù)，將它們變換成具有調(diào)制成碼字的比特值的超寬帶寬信號。具體地說，第一和第二編碼器1050和1055根據(jù)一個接收到的比特產(chǎn)生一個正相或反相的碼字。第一和第二小波碼產(chǎn)生器1040和1045分別根據(jù)第一和第二碼片率時鐘產(chǎn)生編碼的小波序列(即碼片)。在一個優(yōu)選實施例中，一個碼片為一個反相或不反相的小波，或者可以是一個空(即，一個丟失的或為零的)小波。然而，這在其他實施例中可以是不同的。
在一個優(yōu)選實施例中，第一和第二編碼器1050和1055各包括一個碼字產(chǎn)生器和一個混合器，如圖2中器件205和210以及圖5中器件405A、405B、410A和410B所示。
第一混合器1070和第二混合器1075將第一和第二編碼器1050和1055產(chǎn)生的碼字調(diào)制成小波，碼字內(nèi)每個碼片由一個或多個(由相應的碼片率時鐘與小波中心頻率時鐘之比確定)小波表示。
第一和第二LPF 1060和1065以及第一和第二BPF 1080和1085用來從所處理的信號中除去無關的頻率成分。優(yōu)選的是，它們的參數(shù)如上面對圖2的電路內(nèi)所用的濾波器所指出的那樣確定。
加法器1090將第一和第二小波碼產(chǎn)生器1040和1045的輸出相加，提供一個可以在兩個頻帶廣播的信號。
開關1095使設備可以有選擇地選擇將一個傳輸部件接到第一小波碼產(chǎn)生器1040的輸出端上(即，只傳輸?shù)谝活l帶)、接到第二小波碼產(chǎn)生器1045的輸出端上(即，只傳輸?shù)诙l帶)或者接到加法器1090的輸出端上(即，傳輸?shù)谝缓偷诙l帶的組合)。
在圖10所揭示的實施例中，時鐘信號產(chǎn)生器1025提供如下各個時鐘信號。不加改變地提供向量調(diào)制器1020的輸出(即，基本頻率)，作為第一碼片率時鐘，而使基本頻率通過×N電路1021，以提供頻率為第一碼片率時鐘的N倍的第二碼片率時鐘。
使基本頻率通過除L1電路1027，以提供第一比特率時鐘，而將×N電路1021的輸出提供給除L2電路1028，以提供第二比特率時鐘。因此，第一比特率時鐘等于第一碼片率時鐘除以L1，而第二比特率時鐘等于第二碼片率時鐘除以L2。
最后，使基本頻率通過×M1電路1023，以提供第一小波中心頻率時鐘，而將×N電路1021的輸出提供給×M2電路1023，以提供第二小波中心頻率時鐘。因此，第一小波中心頻率時鐘等于第一碼片率時鐘乘以M1，而第二小波中心頻率時鐘等于第二碼片率時鐘乘以M2。
在這個實施例中，L1為第一頻帶所用碼字集的長度；L2為第二頻帶所用碼字集的長度；N為第一頻帶與第二頻帶的中心頻率之比；M1為第一頻帶的一個小波內(nèi)的周期數(shù)；以及M2為第二頻帶的一個小波內(nèi)的周期數(shù)。
在另一些實施例中，時鐘信號產(chǎn)生器1025可以以不同方式實現(xiàn)。例如，在一個變換實施例中，不加改變地提供向量調(diào)制器1020的輸出(即，基本頻率)，作為第二小波中心頻率，而使基本頻率通過除N電路，以提供頻率為第二小波中心頻率時鐘的1/N的第一小波中心頻率時鐘。使基本頻率通過除M2電路，以提供第二碼片率時鐘，而將除N電路的輸出提供給除M1電路，以提供第一碼片率時鐘。最后，將除M2電路的輸出提供給除L2電路，以提供第二比特率時鐘，而將除×N電路的輸出提供給除L1電路以提供第一比特率時鐘。在這個實施例中，參數(shù)L1、L2、N、M1和M2與在圖10的實施例中的相同。
在另一個實施例中，不加改變地提供向量調(diào)制器1020的輸出(即，基本頻率)作為第一碼片率時鐘，使向量調(diào)制器1020的輸出通過除L1電路，以提供第一比特率時鐘，而將向量調(diào)制器1020的輸出提供給×M1電路，以提供第一小波中心頻率時鐘。然后，將×M1電路的輸出提供給×N電路，以提供小波中心頻率時鐘，將×N電路的輸出提供給除M2電路以提供第二碼片率時鐘，而除M2電路的輸出提供給除L2電路，以提供第二比特率時鐘。在這個實施例中，參數(shù)L1、L2、N、M1和M2與在圖10的實施例中的相同。
在又一個實施例中，不加改變地提供向量調(diào)制器1020的輸出(即，基本頻率)作為第一小波中心頻率時鐘，使向量調(diào)制器1020的輸出通過除L1電路，以提供第一比特率時鐘，而將向量調(diào)制器1020的輸出提供給×M1電路，以提供第一小波中心頻率時鐘。然后，將×M1電路的輸出提供給×N電路，以提供小波中心頻率時鐘，將×N電路的輸出提供給除M2電路以提供第二碼片率時鐘，而將除M2電路的輸出提供給除L2電路以提供第二比特率時鐘。在這個實施例中，參數(shù)L1、L2、N、M1和M2與在圖10的實施例中的相同。
在另一些實施例中，可以用多個加法器或一個復合的多路服用器來提供不同的頻帶組合。開關1095于是可以在這些可用輸出選項之間選擇。由于時鐘源是共同的，可以迫使兩個頻帶內(nèi)的小波與一個相位對準，使兩個小波具有受控的正交關系。
圖11示出了按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例設計的小波碼產(chǎn)生器通路的另一個實施例。如圖11所示，一個常規(guī)的小波碼產(chǎn)生器通路可以通過添加T觸發(fā)器(T-flip-flop)1110、D觸發(fā)器1120和白化混合器1130來提供一個替代的小波編碼器。
在這個實施例中，T觸發(fā)器1110和D觸發(fā)器1120串聯(lián)配置。由于數(shù)據(jù)是隨機、不相關和零均值的，因此在它正饋入白化混合器1130(位于調(diào)制器1070、1075與帶通濾波器1080、1085之間)時，白化混合器1130將使在普通的編碼器內(nèi)留下的任何寄生音調(diào)白化。例如，如果第一或第二小波中心頻率時鐘通過調(diào)制器1070、1075泄漏入數(shù)據(jù)流，白化混合器就可以消除這種泄漏。
此外，另一些實施例可以采用各種方法來提高UWB傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率。一些實施例可以將每個符號映射為多個比特(即，P可以大于1)，對于P大的值這可能需要用QPSK波形調(diào)制。其他一些實施例可以用較短的碼字長度，這可能需要前向糾錯。
工作頻譜模式圖5所示電路提供了低頻帶模式、高頻帶模式和雙頻帶模式三種工作頻譜模式在低頻帶模式，設備只用低頻帶610進行工作；在高頻帶模式，設備只用高頻帶710進行工作；而在雙頻帶模式，設備用低頻帶610和高頻帶710進行工作。
如果使用低頻帶模式，設備局限于較低的數(shù)據(jù)率，但是享用比高頻帶模式寬的范圍。這是因為在其他一切都不變時數(shù)據(jù)率與范圍之間的固有關系的緣故。類似，如果使用高頻帶模式，可以獲得較高的數(shù)據(jù)率，但是具有比低頻帶模式窄的范圍。而如果使用雙頻帶，可以獲得比低頻帶或高頻帶模式都高的數(shù)據(jù)率，但是設備將被限制在高頻帶的范圍。
使用只是低頻帶模式或只是高頻帶模式也提供允許鄰接的網(wǎng)絡從事頻分多路復用。這可用來代替基于利用不同碼字的碼分多路復用體制或與碼分多路復用體制一起使用。
圖9為示出按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例設計的使用頻分多路復用和碼分多路復用的多網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖9所示，多個無線網(wǎng)絡620A、620B、620C、620D、630A、630B和630C組建成相互鄰接，示為一系列近旁的房間610。在這個實施例中，有兩個頻帶(高頻帶和低頻帶)和四個碼字集供選擇。因此，有八個不同的頻帶代碼組合可以使用。
增添了在兩個頻帶之間改變的能力使得一個網(wǎng)絡避免網(wǎng)絡間干擾可用的選項數(shù)加倍。如果使用兩個以上頻帶，這種靈活性就可以進一步增大。
使用雙頻帶模式還可以提供某些獨特的優(yōu)點。例如，使用雙頻帶模式可以進行真正的雙工通信。用一個適當?shù)碾p工器，一個收發(fā)機可以在一個頻帶(高頻帶或低頻帶)上發(fā)射，而另一個收發(fā)機在另一個頻帶上發(fā)射。
此外，在另一些實施例中可以使用前向糾錯(FEC)。FEC將增加復雜性，但是提高了數(shù)據(jù)率。因此，這些實施例可以折衷考慮實現(xiàn)所希望的FEC程度所得到的性能的改善和引起的成本/復雜性的增加。
重要的是應注意到在圖2和5所示的電路內(nèi)每個頻帶的中心頻率和帶寬在另一些實施例中可以是不同的。這為這些電路設計提供了適合諸如可用頻譜指配改變之類的環(huán)境改變的極大靈活性?？梢酝ㄟ^改變每個頻帶的基準頻率時鐘和帶通濾波器來改變這些電路的響應。
如果可用的頻譜分配減少，圖2和5的電路可以很容易修改成避免任何新禁用的頻率。例如，如果頻譜保護的范圍為4.9-5.0GHz，圖5的電路可以修改成使得低頻帶610可以避免這些頻率。
類似，如果可用的頻譜分配增多，圖2和5的電路可以很容易修改成利用任何新的可用頻率。
此外，雖然在這里只是揭示了單頻帶和雙頻帶的實施例，但使用更多頻帶的多頻帶模式也是可行的。為了使用附加的頻帶，另一些實施例可以增添一些圖2這種電路，調(diào)整電路的各個參數(shù)，以獲得所希望的頻率響應。在這些實施例中，單個基準頻率產(chǎn)生器可以供所有頻帶使用。
然而，盡管為簡單起見所揭示的所有優(yōu)選實施例都使用單個基準頻率產(chǎn)生器，但另一些實施例可以使用多個頻率產(chǎn)生器。
本說明意圖闡明怎樣構(gòu)成和使用按照本發(fā)明設計的各種實施例，而不是限制本發(fā)明正式所要求保護的中肯范圍和精神。以上說明并不是窮舉性的或要將本發(fā)明限制在拘泥于所揭示的形式。根據(jù)上述精神，許多修改或變動都是可行的。所以選擇和說明這些實施例是為了提供對本發(fā)明及其實際應用的原則的最佳例示，使一般熟悉該技術領域的人員可以將本發(fā)明用于各種實施例和作出不同修改以適合所預期的具體用途。所有這樣的修改和變動都在如所給出的、在本申請專利待審期間可能修訂的本發(fā)明的專利保護范圍及其所有等效范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種產(chǎn)生多頻帶超寬帶寬信號的方法，所述方法包括下列步驟提供一個具有第一基準頻率的第一基準信號；提供一個具有與第一基準頻率不同的第二基準頻率的第二基準信號；根據(jù)第一基準信號產(chǎn)生一個第一超寬帶寬信號；以及根據(jù)第二基準信號產(chǎn)生一個第二超寬帶寬信號。
2.一種如在權利要求1中所述的產(chǎn)生多頻帶超寬帶寬信號的方法，其中所述第一基準信號具有與第一超寬帶寬信號的中心頻帶相應的第一基準頻率。
3.一種如在權利要求1中所述的產(chǎn)生多頻帶超寬帶寬信號的方法，其中所述第二基準信號設定第二超寬帶寬信號的中心頻率。
4.一種如在權利要求1中所述的產(chǎn)生多頻帶超寬帶寬信號的方法，其中所述第一基準頻率為在300MHz到9.2GHz之間的一個頻率。
5.一種如在權利要求1中所述的產(chǎn)生多頻帶超寬帶寬信號的方法，所述方法還包括下列步驟提供分別具有第三至第N基準頻率的第三至第N基準信號；以及分別根據(jù)第三至第N基準信號產(chǎn)生第三至第N超寬帶寬信號，其中所有第三至第N基準頻率相互各不相同，以及其中N為一個大于3的整數(shù)。
6.一種如在權利要求1中所述的產(chǎn)生多頻帶超寬帶寬信號的方法，其中所述第二基準信號是從第一基準信號得出的。
7.一種如在權利要求1中所述的產(chǎn)生多頻帶超寬帶寬信號的方法，其中所述第一和第二基準信號都是從一個第三基準信號得出的。
8.一種如在權利要求1中所述的產(chǎn)生多頻帶超寬帶寬信號的方法，其中所述第一基準信號被N乘，以得出第二基準信號，N為一個大于1的整數(shù)或小于1的整分數(shù)。
9.一種如在權利要求1中所述的產(chǎn)生多頻帶超寬帶寬信號的方法，其中所述第一超寬帶寬信號和第二超寬帶寬信號是用相同碼字編碼的。
10.一種如在權利要求1中所述的產(chǎn)生多頻帶超寬帶寬信號的方法，其中所述第一超寬帶寬信號和第二超寬帶寬信號是用不同碼字編碼的。
11.一種如在權利要求1中所述的產(chǎn)生多頻帶超寬帶寬信號的方法，所述方法在一個集成電路內(nèi)執(zhí)行。
12.一種如在權利要求1中所述的產(chǎn)生多頻帶超寬帶寬信號的方法，所述方法在一個超寬帶收發(fā)機內(nèi)執(zhí)行。
13.一種發(fā)送超寬帶寬信號的設備，所述設備包括一個第一基準頻率產(chǎn)生器，配置成產(chǎn)生一個具有第一基準頻率的第一基準信號；一個第二基準頻率產(chǎn)生器，配置成產(chǎn)生一個具有與第一基準頻率不同的第二基準頻率的第二基準信號；一個比特源，配置成有選擇地接收第一基準信號和第二基準信號之一，以根據(jù)第一基準信號產(chǎn)生第一超寬帶寬信號或根據(jù)第二基準信號產(chǎn)生第二超寬帶寬信號；以及一個天線，配置成發(fā)射由比特源產(chǎn)生的第一超寬帶寬信號和第二超寬帶寬信號之一。
14.一種如在權利要求13中所述的發(fā)送超寬帶寬信號的設備，所述設備還包括一個第一碼字產(chǎn)生器，配置成產(chǎn)生第一碼字；以及一個第一混合器，配置成將第一碼字與來自第一超寬帶寬信號的比特混合。
15.一種如在權利要求14中所述的發(fā)送超寬帶寬信號的設備，所述設備還包括一個第二碼字產(chǎn)生器，配置成產(chǎn)生第二碼字；以及一個第二混合器，配置成將第二碼字與來自第二超寬帶寬信號的比特混合。
16.一種如在權利要求13中所述的發(fā)送超寬帶寬信號的設備，其中所述第二基準信號是從第一基準信號得出的。
17.一種如在權利要求13中所述的發(fā)送超寬帶寬信號的設備，其中所述第一基準信號被N除，以得出第二基準信號，N為一個大于1的整數(shù)。
18.一種如在權利要求13中所述的發(fā)送超寬帶寬信號的設備，其中所述第一基準信號設定第一信號的中心頻率。
19.一種如在權利要求13中所述的發(fā)送超寬帶寬信號的設備，其中所述第二基準信號設定第二超寬帶寬信號的中心頻率。
20.一種如在權利要求13中所述的發(fā)送超寬帶寬信號的設備，其中所述第一基準頻率在300MHz到9.2GHz之間。
21.一種如在權利要求13中所述的發(fā)送超寬帶寬信號的設備，所述設備還包括一個第三基準頻率產(chǎn)生器，配置成產(chǎn)生一個具有與第一和第二基準頻率都不同的第三基準頻率的第三基準信號，其中所述比特源配置成有選擇地接收第一基準信號、第二基準信號和第三基準信號其中一個基準信號，有選擇地提供第一超寬帶寬信號、第二超寬帶寬信號和基于第三基準信號的第三超寬帶寬信號其中一個超寬帶寬信號，以及其中所述天線配置成發(fā)射第一超寬帶寬信號、第二超寬帶寬信號和第三超寬帶寬信號其中一個超寬帶寬信號。
22.一種如在權利要求13中所述的發(fā)送超寬帶寬信號的設備，所述設備還包括第三至第N基準頻率產(chǎn)生器，配置成分別產(chǎn)生第三至第N基準信號，所述第三至第N基準信號具有第三至第N基準頻率，其中所有第三至第N基準頻率相互各不相同，其中所述比特源配置成有選擇地接收第一基準信號、第二基準信號和第三基準信號其中一個基準信號，有選擇地提供第一超寬帶寬信號、第二超寬帶寬信號和基于第三基準信號的第三超寬帶寬信號其中一個超寬帶寬信號，以及其中所述天線配置成發(fā)射第一超寬帶寬信號、第二超寬帶寬信號和第三超寬帶寬信號其中一個超寬帶寬信號。
23.一種產(chǎn)生超寬帶寬信號的方法，所述方法包括下列步驟提供一個具有第一基準頻率的第一基準信號；提供一個具有與第一基準頻率不同的第二基準頻率的第二基準信號；有選擇地根據(jù)第一基準信號產(chǎn)生第一超寬帶寬信號，或者根據(jù)第二基準信號產(chǎn)生第二超寬帶寬信號，或者產(chǎn)生第一超寬帶寬信號和第二超寬帶寬信號這二者。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種產(chǎn)生多頻帶的超寬帶寬信號的方法。在這種方法中，一個超寬帶設備提供一個具有第一基準頻率的第一基準信號和一個具有與第一基準頻率不同的第二基準頻率的第二基準信號。這種設備根據(jù)第一基準信號產(chǎn)生一個第一超寬帶寬信號和根據(jù)第二基準信號產(chǎn)生一個第二超寬帶寬信號，形成兩個分開的頻帶。這兩個信號可以根據(jù)同一個基本時鐘信號產(chǎn)生，使實現(xiàn)和修改可以得到顯著簡化。
文檔編號H04L27/00GK1883127SQ200480005365
公開日2006年12月20日 申請日期2004年2月27日 優(yōu)先權日2003年2月28日
發(fā)明者馬修·L·韋爾博恩, 約翰·W·麥科克爾, 里查德·D·羅博茨, 蓬·T·許恩 申請人:飛思卡爾半導體公司