專利名稱：頻率合成器及頻率合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頻率合成器(Frequency Synthesizer)，且特別涉及一種 多頻帶正交步貞分復(fù)用 (Multi-Band Orthogonal Frequency Division Multiplexing; MB-0FDM )超寬頻(Ultra Wideband; UWB)系統(tǒng)的頻率合成器。
背景技術(shù)：
多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻系統(tǒng)(以下簡稱為MB-OFDM UWB系統(tǒng))所應(yīng)用 的頻帶范圍涵蓋約3. 9G至10. 1G赫茲，并且此頻帶范圍區(qū)分成十四個(gè)頻寬為 528M赫茲的頻帶。圖1示出了 MB-OFDM UWB系統(tǒng)的^l喿作頻帶圖。如圖所示， 操作頻帶100由左至右是區(qū)分成第一至第十四頻帶bl至b14,每一頻帶的載 頻中心頻率(稱為第一至第十四頻率fl至fl4)分別為3432M赫茲、3960M赫 茲、4488M赫茲、5016M赫茲、5544M赫茲、6072M赫茲、6600M赫茲、7128M 赫茲、7656M赫茲、8184M赫茲、8712M赫茲、9240M赫茲、9768M赫茲，以 及10296M赫茲。此外，該第一至第十四頻帶bl至bl4由低至高，每三個(gè)頻 帶被歸類成一組，總共歸類成第一至第五頻帶組BG1至BG5 (第五頻帶組BG5 僅包括兩頻帶bl3及b14)。
按照MB-OFDM UWB系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，一 MB-OFDM UWB系統(tǒng)的頻率合成器必須 至少提供第一個(gè)頻帶組BG1的三個(gè)頻帶(約涵蓋3. 9G至5. 1G的范圍)，此定 名為模式一的操作。而若要提供更多數(shù)據(jù)傳輸量，則必須提供頻率為5G以上 的頻帶，此定名為模式二的操作。由于這些頻帶必須快速地切換搡作，所以 單純利用傳統(tǒng)鎖相環(huán)(PLL)技術(shù)無法滿足系統(tǒng)應(yīng)用需求。利用混頻技術(shù)以產(chǎn)生 所需頻率以及復(fù)用器以選擇所需頻率是目前最有效率的解決方案。然而，現(xiàn) 有技術(shù)[1]至[7]僅提供模式一的頻帶范圍，以及現(xiàn)有技術(shù)U]雖提供模式二的 操作，卻僅僅產(chǎn)生七個(gè)頻帶，皆無法產(chǎn)生MB-OFDM UWB系統(tǒng)中全部的十四個(gè) 頻帶。而現(xiàn)有技術(shù)[9]提供完整的十四個(gè)頻帶，其主要架構(gòu)為一個(gè)鎖相環(huán)以及 五個(gè)混頻器。然而，混頻器是一個(gè)非線性的大信號操作電路，在整個(gè)射頻電 路上會產(chǎn)生高噪聲，從而降低傳輸信號的品質(zhì)。
高速率無線傳輸勢必是未來通信發(fā)展的目標(biāo)，并且超寬頻裝置更具有通
信以外的功能。因此， 一種能涵蓋MB-0FDM UWB系統(tǒng)內(nèi)第一至第十四頻率， 具有低數(shù)目的單邊頻混頻器以降低噪聲的頻率合成器是有所必要。 : IEEE 802. 15. 3a， Updated. MB-0FDM Proposal Specification (03/268r3), Mar. 2004， by MBOA : C.F. Liang and S. I. Liu， "A Fast-Switching Frequency Synthesizer for UWB applications, ，， IEEE 2005 Asia Solid-State Circuit Conference, 8-2, pp. 197-200: C.C. Lin and C.L Wang, "Subharmonic Direct Frequency for Mode-1 MB-OF訓(xùn)WB System " ， IEEE 2005. On VLSI Circuit, 3-3, pp 38-41.: C. Sandner， et. AL , "A 3GHz to 7GHz Fast—Hopping Frequency Synthesizer for UWB, ，， International Workshop on Ultra Wildband System, 2004， 18-21 May 2004， pp 405-409.: D幾ee腦rts, et. Al., A SiGe BiCMOS Ins Fast Hopping Frequency Synthesizer for UWB Radio," 2005 IEEE Int. Solid-State Circuit Conference 11.2, pp. 202-203.: Hyun-Su Chae， et. Al. , "A Fast Hopping Frequency Synthesizer for UWB Systems in a CMOS Technology, ，， Int. Symp. On Wireless Communiacation Systmes 2005, 05—09 Sept. 2005, pp370-374.: Remco van de Beek， et. Al. "A fast-hopping single-P!X 3-band UWB synthesizer in 0. 25um SiGe BiCM0S，" Proceedings of ESSCIRC 2005， 12-16 Sept. 2005， pp. 173-176. : Jri Lee and Da-Wei Chiu， "A 7—band 3—8GHz Frequency Synthesizer With Ins Band-Switching Time in 0. 18um CMOS Technology"， IEEE 2005 ISSCC， 11-3, pp. 204-205， 2005.: C. Mishra， et. Al. ， "Frequency Planning and Synthesizer Architectures for Multiband OFEM UWB radios, ，， IEEE Trans. OnMicrowave Theory and Techniques, 2005.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種頻率合成方法，用于產(chǎn)生MB-OFDM UWB系統(tǒng)的十四個(gè)頻
率，以及一種應(yīng)用此頻率合成方法的頻率合成器。本發(fā)明的頻率合成器僅包 括兩個(gè)個(gè)混頻器，能夠降低噪聲的產(chǎn)生，從而提高傳輸信號的品質(zhì)。
本發(fā)明提供一種頻率合成方法，用于產(chǎn)生MB-OFDM UWB系統(tǒng)的載頻中心 頻率，所述中心頻率由低至高包含第一至第十四頻率，任兩相鄰的該載頻中 心頻率相隔有 一基本間隔頻率。


圖1示出了 MB-0FDM UWB系統(tǒng)的頻帶圖。
圖2A及圖2B分別示出了本發(fā)明的頻率產(chǎn)生規(guī)劃示意圖以及本發(fā)明所提 供的一產(chǎn)生多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻的第一至第十四頻率的方法的流程圖 的一實(shí)施例；
圖2C示出了圖2B所示流程圖的一較佳實(shí)施例；
圖3示出了本發(fā)明所提出的一應(yīng)用圖2C所示方法的頻率合成器的結(jié)構(gòu) 方塊圖的一實(shí)施例；
圖4示出了本發(fā)明所提供圖3的間隔頻率產(chǎn)生器的結(jié)構(gòu)方塊圖的一實(shí)施
例；
圖5A及圖5B分別示出了本發(fā)明所提供圖3的第一混頻器的結(jié)構(gòu)方塊圖 的一實(shí)施例，以及圖5A的第一或第二混頻電路的細(xì)部電路結(jié)構(gòu)的電路圖的一 實(shí)施例；以及
圖6示出了在此較佳實(shí)施例內(nèi)，本發(fā)明所提供圖3的第一混頻器的結(jié)構(gòu) 方塊圖的一實(shí)施例。 附圖符號說明 100-操作頻帶 300-頻率合成器 302-鎖相環(huán) 304-間隔頻率產(chǎn)生器 306-第一混頻器 308-第二混頻器 410-第一除法器 402-第二除法器 422-除三電路 424-多相位濾波器
430-復(fù)用器
510-路徑選擇器
520-單邊頻混頻器
521、 522-第一及第二區(qū)塊
523- 第一混頻電路
524- 第二混頻電路 530-復(fù)用器 610-路徑選擇器 620-單邊頻混頻器
621、 622-第一及第二區(qū)塊 630-復(fù)用器
bl-bl4-第一至第十四頻帶
BG1-BG5-第一至第五頻率組
fl-fl4-第一至第十四頻率
fdl、 fd2-第一及第二間隔頻率
fdl-I，Q、 fd2-I,Q-第一及第二間隔信號
fdm-最低間隔頻率
fdol-I, Q、 fdo2-I， Q-第一及第二間隔輸出信號
fi-I,Q-初始信號
fmo-I，Q-混頻輸出信號
fdol-I (+) 、 fdol-1 (口)-第一輸出同相信號的正相及反相信號 fdol， -1(+)、 fdol， -I(口)-變相同相信號的正相及反相信號 fdol-Q(+) 、 fdol-Q(口)-第一輸出正交信號的正相及反相信號 fdol， -Q(+)、 fdol， -Q(口)-變相正交信號的正相及反相信號 fo-輸出信號
fol-1 (+) 、 fol-1 (□)-第一輸出同相信號的正相及反相信號 fol-Q(+) 、 fol-Q(口)-第一輸出正交信號的正相及反相信號 Groupl-Gro叩5-第一至第五頻率組 11-14-路徑選擇器輸入端
Imixll、 Imixl2、 Imix21、 Imix22-混頻器輸入端
01-04-路徑選擇器輸出端
Omixll、 0raixl2、 Omix21、 Oraix22-混頻器輸出端 Zl、 Z2-第一及第二負(fù)載阻抗
具體實(shí)施例方式
圖2A示出了本發(fā)明所提供的一頻率產(chǎn)生規(guī)劃示意圖，以及圖2B示出了 本發(fā)明所提供的一產(chǎn)生MB-OFDM UWB系統(tǒng)的第一至第十四頻率的方法的流程 圖。首先參見圖2A,圖中由左自右分別示出了第一至第十四頻率fl至f14, 分別表示多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻所需產(chǎn)生的3432M、 3960M、 4488M、… 9768M、 10296M赫茲，并且任兩相鄰的所述頻率相隔有 一基本間隔頻率 fdm(528M赫茲)。
現(xiàn)同時(shí)參考圖2A及圖2B。首先進(jìn)行步驟200。在步驟200中，該第一至 第十四頻率fl至f14由低至高，每三個(gè)頻率被歸類成一組，總共歸類成第一 至第五頻率組Groupl至Group5。注意到，第五頻率組只含第十三頻率H3 及第十四頻率f14。
接下來進(jìn)行步驟202。在步驟202中，產(chǎn)生第三頻率組Gro叩3的中心頻 率(即第八頻率f8)。
接下來進(jìn)行步驟204。步驟204是將步驟202所產(chǎn)生的第八頻率f 8率執(zhí) 行混頻程序，以產(chǎn)生該第一頻率組Groupl的中心頻率(即第二頻率f2)、第 二頻率組Group2的中心頻率(即第五頻率f5)、即第四頻率組Gro叩4的中心 頻率(即第十一頻率HI),以及第五頻率組Group5的中心頻率(即第十四頻 率H4)。
接下來，在步驟206中，是將步驟202及204所產(chǎn)生的第一至第五頻率
組Groupl至Group5的中心頻率(f2、 f5、 f8、 f 11以及f 14)執(zhí)行混頻程序，
用于分別產(chǎn)生該第一至第五頻率組的該中心頻率的兩相鄰頻率。更明確而言，
本步驟是將第二頻率f2執(zhí)行混頻程序而產(chǎn)生第一及第三頻率f 1及f 3，將第
五頻率f5執(zhí)行混頻程序而產(chǎn)生第四及第六頻率f4及f6,將第八頻率f8執(zhí)
行混頻程序而產(chǎn)生第七及第九頻率f7及f9,將第十一頻率fll執(zhí)行混頻程
序而產(chǎn)生第十及第十二頻率f10及f12,以及將第十四頻率f14執(zhí)行混頻程
序而產(chǎn)生第十三頻率f13。
步驟202、 204以及206所產(chǎn)生的全部頻率即十四個(gè)頻率(第一頻率f 1至
第十四頻率f14)。
圖2C示出了圖2B所示流程圖的一實(shí)施例?，F(xiàn)參見圖2C,并仍同時(shí)參考 圖2A及圖2B以增進(jìn)理解。首先進(jìn)行步驟212。在此步驟中，第八頻率f 8 (7128M 赫茲)、第一及第二間隔頻率fdl及fd2,以及基本間隔頻率fdm("8M赫茲) 被產(chǎn)生出來，并且該第一及第二間隔頻率fdl及fd2其中之一為一間隔輸出 頻率fdo。第一及第二間隔頻率fdl及fd2等于該基本間隔頻率fdm的整數(shù) 倍。在一實(shí)施例中，第一及第二間隔頻率fdl及fd2分別為基本間隔頻率fdm 的六倍及三倍，即分別為圖2A所示的3168赫茲及1584M赫茲。
在步驟212的一實(shí)施例中，第八頻率f8及第一間隔頻率fdl首先被產(chǎn)生 出來。譬如是使用一包含兩個(gè)壓控振蕩器的鎖相環(huán)，其中該兩壓控振蕩器分 別產(chǎn)生該第八頻率f8及第一間隔頻率fdl。接下來，使用一第一除法器將該 第一間隔頻率fdl除以第一整數(shù)(譬如是2)以產(chǎn)生該第二間隔頻率fd2，繼而 使用第二除法器將該第二間隔頻率fd2除以第二整數(shù)(譬如是3)以產(chǎn)生該基 本間隔頻率fdm，以及使用一復(fù)用器選擇第一及第二間隔頻率fdl及fd2其 中之一為間隔輸出頻率fdo。
接下來進(jìn)行步驟214。在步驟214中，是將步驟212所產(chǎn)生的第八頻率 f8與間隔輸出頻率fdo進(jìn)行一選擇性的混頻程序，用于產(chǎn)生第一輸出頻率 fol,其中，foK8或(f8-fdo)或(f8+fdo)。因此，當(dāng)間隔輸出頻率fdo在 步驟212內(nèi)選擇為第一間隔頻率fdl(即3168赫茲)時(shí)，則第一輸出頻率fol 即為第八頻率f8,或是第一頻率組Groupl的中心頻率(即第二頻率f2),或 是第五頻率組Group5的中心頻率(即第十四頻率f");當(dāng)間隔輸出頻率fdo 在步驟212內(nèi)選擇為第二間隔頻率fd2(即1584赫茲)時(shí)，則第一輸出頻率 fol-第八頻率f8,或是第二頻率組Group2的中心頻率(即第五頻率f5),或 是第四頻率組Group4的中心頻率(即第十一頻率fll)。
接下來，進(jìn)行步驟216。在此步驟中，步驟214所產(chǎn)生的第一輸出頻率 fol以及步驟212所產(chǎn)生的基本間隔頻率fdm(即528M赫茲)被施行一選擇性 的混頻處理，用于產(chǎn)生第二輸出頻率fo2,其中，fo2=fol或(fol-fdm)或 (fol+fdm)。因此，當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol-第一頻率組Gro卯l的中心頻率(即 第二頻率f2)時(shí)，則第二輸出頻率fo2-第一頻率組Groupl當(dāng)中的一頻率 (fl，f2或f3);當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fo^第二頻率組Group2的中心頻率(即第五 頻率f5)時(shí)，則第二輸出頻率fo2-第二頻率組Group2當(dāng)中的一頻率(f4，f5 或f6);當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol-第三頻率組Group3的中心頻率(即第八頻率f8) 時(shí)，則第二輸出頻率fo2-第三頻率組Group3當(dāng)中的一頻率(f7， f 8或f 9); 當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol-第四頻率組Group4的中心頻率(即第十一頻率fll)時(shí)， 則第二輸出頻率fo2-第四頻率組Group4當(dāng)中的一頻率(f 10， f 11或fl2);當(dāng) 第一輸出頻率fol-第五頻率組Group5的中心頻率(即第十四頻率ffl4)時(shí)， 則第二輸出頻率fo2-第五頻率組Group5當(dāng)中的一頻率(f 13或f 14)。此步驟 所產(chǎn)生的頻率即可選擇為十四個(gè)頻率(第一頻率f 1至第十四頻率f 14)當(dāng)中的 一。須注意，由于(fl4+fd3)并非落在多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻的頻帶范圍 內(nèi)，因此fo2選擇為(fl4+fd3)的情況可設(shè)計(jì)為不發(fā)生，或是第二輸出頻率 fo2仍可選擇為(fl4+fd3)但不為頻率合成器的后級電路利用。
圖3示出了本發(fā)明所提出的一應(yīng)用圖2C所示方法的頻率合成器300的結(jié) 構(gòu)方塊圖的一實(shí)施例。如圖所示，頻率合成器300包括一鎖相環(huán)302、 一間 隔頻率產(chǎn)生器304、 一第一混頻器306以及一第二混頻器308。
鎖相環(huán)302，產(chǎn)生一初始同相信號fi-I及一初始正交信號fi-Q(以下統(tǒng) 稱為初始信號f0-I，Q),兩者頻率皆等于圖2A中所示的第八頻率f8(7128M 赫茲)而相位彼此相差90,并將該初始信號f 0-1, Q提供至第一混頻器306。
間隔頻率產(chǎn)生器304,用于提供第一間隔輸出信號fdo1-I，Q(包括其同相 信號fdol-I及正交信號fdo1-Q)及第二間隔輸出信號fdo2-I，Q(包括其同相 信號fdo2-1及正交信號fdo2-Q)，其中，該第一間隔輸出信號fdo1-I,Q的 頻率(稱為第一間隔輸出頻率fdol)是選擇為第一間隔頻率fdl或第二間隔頻 率fd2。該第一及第二間隔頻率fdl及fd2等于圖2A的基本間隔頻率fdm的 整數(shù)倍，以及該第二間隔輸出信號fdo2-I，Q的頻率(稱為第二間隔輸出頻率 fdo2)等于該基本間隔頻率fdm。在一實(shí)施例中，第一及第二間隔頻率fdl及 fd2分別為基本間隔頻率fdm(528M赫茲)的六倍及三倍，即分別為圖2A所示 的3168M赫茲及1584M赫茲。間隔頻率產(chǎn)生器302并將第一間隔輸出信號 fdo1-I，Q提供至第一混頻器306,以及將第二間隔輸出信號fdo2-I,Q提供至 至第二混頻器308。對應(yīng)至圖2C,鎖相環(huán)302及間隔頻率產(chǎn)生器304執(zhí)行步 驟212。
第一混頻器306,是將鎖相環(huán)302所產(chǎn)生的初始信號fi-I,Q(頻率為第八 頻率f8=7128M赫茲)與間隔頻率產(chǎn)生器304所產(chǎn)生的第一間隔輸出信號 fd-I，Q進(jìn)行一選擇性的混頻處理，用于產(chǎn)生頻率相等而相位相差90度的第
一輸出同相信號fol-1及第一輸出正交信號fol-Q(以下統(tǒng)稱為第一輸出信號 fol-I,Q)。第一混頻器306繼而將第一輸出信號fol-I，Q提供至第二混頻器 308。第一輸出信號fol-I，Q的頻率(以下稱為第一輸出頻率fol)可根據(jù)所選 擇的不同混頻處理而為第八頻率f8本身，或?yàn)?f8-fdl)，或?yàn)?f8+fdl)。 因此，當(dāng)?shù)谝婚g隔輸出頻率fdol-第一間隔頻率fdl(即3168赫茲)時(shí)，則第 一輸出頻率fol-第一頻率組Groupl的中心頻率(即第二頻率f2)，或是第五 頻率組Group5的中心頻率(即第十四頻率fl4);當(dāng)?shù)谝婚g隔輸出頻率fdol-第二間隔頻率fd2(即1584赫茲)時(shí)，則第一輸出頻率fol-第二頻率組Group2 的中心頻率(即第五頻率f5),或是第四頻率組Group4的中心頻率(即第十一 頻率fll);當(dāng)略過初始信號(即第八頻率f8)與第一間隔輸出頻率fdol的混 頻動(dòng)作時(shí)，則第一輸出頻率fol-第八頻率f8。對應(yīng)至圖2C,第一混頻器306 執(zhí)行步驟214。
第二混頻器308，是將該第一混頻器306所產(chǎn)生的該第一輸出信號 fol-I，Q以及該間隔頻率產(chǎn)生器302所產(chǎn)生的第二間隔輸出信號fdo2-I，Q進(jìn) 行一選擇性的混頻處理，繼而產(chǎn)生頻率相等而相位相差90度的第二輸出同相 信號fo2-I及第二輸出正交信號fo2-Q(以下統(tǒng)稱為第二輸出信號fo2-I，Q)。 第二輸出信號fo2-I，Q的頻率(以下稱為第二輸出頻率fo2)可根據(jù)所選擇的 不同混頻處理而為第一輸出頻率fol本身，或是(fol - fdo2),或是 (fol+fdo2)。因此，當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol-第一頻率組Gro叩l的中心頻率(即 第二頻率f2)時(shí)，則第二輸出頻率fo2-第一頻率組Groupl當(dāng)中的一頻率 (fl， f2或f3);當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol-第二頻率組Group2的中心頻率(即第五 頻率f5)時(shí)，則第二輸出頻率fo2-第二頻率組Group2當(dāng)中的一頻率(f4，f5 或f6);當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol-第三頻率組Gro叩3的中心頻率(即第八頻率f8) 時(shí)，則第二輸出頻率fo2-第三頻率組Group3當(dāng)中的一頻率(f7，f8或f9); 當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol-第四頻率組Group4的中心頻率(即第十一頻率fll)時(shí)， 則第二輸出頻率fo2-第四頻率組Gro叩4當(dāng)中的一頻率(flO， fll或f 12);當(dāng) 第一輸出頻率foh第五頻率組Gro叩5的中心頻率(即第十四頻率ffM)時(shí)， 則第二輸出頻率fo2-第五頻率組Group5當(dāng)中的一頻率(f 13或f U)。須注意， 由于(f 14+fd3)并非落于多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻的頻帶范圍內(nèi)，因此fo2 選擇為(fl4+fd3)的情況可設(shè)計(jì)為不發(fā)生，或是第二輸出頻率fo2仍可選擇為 (fl4+fd3)但不為頻率合成器的后級電路利用。對應(yīng)至圖2C，第二混頻器308 4丸行步驟216。
須注意，第一及第二混頻器306及308是四相位混頻器。因此，圖中所 示的初始信號fi-I，Q、第一及第二間隔輸出信號fdol-I，Q及fdo2-I,Q，以 及第一及第二輸出信號fo1-I，Q及fo2-I,Q,實(shí)際上皆為四相位信號。此意 味著，上述任一信號的同相信號包括正相及反相信號、而正交信號亦包括正 相及反相信號。以初始信號fi-I，Q為例，初始同相信號fi-I包括正相信號
n-i(+)以及反相信號n-i(口)，而初始正交信號n-q亦包括同相信號
fi-Q (+)以及反相信號fi-Q(口)。
圖4示出了本發(fā)明所提供圖3的間隔頻率產(chǎn)生器304的結(jié)構(gòu)方塊圖的一 實(shí)施例。如圖所示，間隔頻率產(chǎn)生器302包括一第一除法器410、 一第二除 法器420,以及一復(fù)用器430。
第一除法器410，可為模擬除法器或數(shù)字除法器，耦接至一頻率等于該 第一間隔頻率fdl的第一間隔信號fdl-I,Q(包括其同相信號fdl-I及正交信 號fdl-Q),并將該第一間隔頻率fdl除以第一整數(shù)Nl (在此實(shí)施例Nl=2), 用于產(chǎn)生一頻率等于(fdl/Nl)的第二間隔信號fd2-I，Q(包括其同相信號 fdl-1及正交信號fd2-Q)。第二間隔信號fd2-I，Q的頻率用作前述的第二間 隔頻率fd2。
復(fù)用器模塊430，用于接收該第一間隔信號fdl-I,Q以及第一除法器410 所產(chǎn)生的第二間隔信號fd2-I,Q,并且選擇性地輸出其中之一為該第一間隔 輸出信號fdol-I，Q。
注意到，第一間隔信號fdl-I，Q可利用產(chǎn)生初始信號fi-I，Q的鎖相環(huán) 302 —同產(chǎn)生。在一較佳實(shí)施例中，鎖相環(huán)302可包括第一及第二壓控振蕩 器(未以圖示說明)，分別輸出該初始信號H-I，Q以及該第一間隔信號 fdl-I，Q?；蚴窃诹硪粚?shí)施例中，是利用鎖相環(huán)302產(chǎn)生初始信號fi-I,Q， 而利用另一鎖相環(huán)產(chǎn)生第一間隔信號fdl-I，Q并提供至第一除法器"0(未以 圖示說明)。
第二除法器420,可為模擬除法器或數(shù)字除法器，其接收該第一除法器 410所輸出的第二間隔信號fd2-I,Q,并將第二間隔頻率fd2除以第二整數(shù) N2(在此實(shí)施例N2=3)，而產(chǎn)生頻率為fd2/N2的第二間隔輸出信號fdo2-I,Q 至第二混頻器308。
圖4亦示出了當(dāng)該N2=3時(shí)，第二除法器420的一細(xì)部方塊結(jié)構(gòu)圖的一實(shí)
施例。如圖所示，該第二除法器420包括一除三電路422以及一多相位濾波 器424。除三電路422用于接收該第二間隔信號fd2-I,Q,并將該第二間隔頻 率fd2除以三以產(chǎn)生一二相位的輸出信號fo(包括正相信號fo(+)及反相信號 fo(口)。多相位濾波器424接收該輸出信號fo,并根據(jù)該二相位的輸出信號 fo來產(chǎn)生四相位的該第二間隔輸出信號fd2-I，Q。
圖5A示出了圖3的第一混頻器306的一方塊架構(gòu)圖的一實(shí)施例。如圖所 示，第一混頻器306包括一路徑選擇器510, —單邊頻混頻器520，以及一復(fù) 用器530。
路徑選擇器510用于改變該第一間隔輸出信號f dol-1, Q的相位順序而產(chǎn) 生一變相信號fdo' -I，Q(包括變相同相信號fdo' -I及變相正交信號fdo， -Q)。如圖所示，路徑選擇器510具有四個(gè)輸入端II至14，以及四個(gè)輸出端 01至04。輸入端II及12分別耦接至第一間隔輸出同相信號fdol-1的正相 信號fdol-I (+)及反相信號fdol-1 (□),輸入端13及14分別耦接至第一間 隔輸出正交信號fdol-Q的正相信號fdol-Q(+)及反相信號fdol-Q(口)。類似 地，輸出端01及02分別輸出該變相同相信號fdo， -I的正相信號fdo， -I (+) 及反相信號fdo， -I (□)，輸出端03及04分別輸出變相正交信號fdo， -Q 的正相信號fdo， -Q(+)及反相信號fdo， -Q(口)。第一間隔輸出信號fdol-I，Q 的相位順序原本為1(+)、 H口)、 Q(+)以及Q(口)。路徑選擇器510改變此相 位順序，譬如是改為Q(+)、 Q(口)、 H+)以及I(口)，并分別輸出至輸出端 01至04以作為fdo， -I(+)、 fdol-I(口)、 fdo， -Q(+)、 fdol-Q(口)而輸出 至單邊頻混頻器520。
單邊頻混頻器520,將初始信號fi-1， Q與該變相信號fdo， -1， Q進(jìn)行一 混頻處理，而產(chǎn)生一混頻輸出信號fdom-I,Q。圖5A亦示出了單邊頻混頻器 520的細(xì)部電路結(jié)構(gòu)圖的一實(shí)施例。如圖所示，單邊頻混頻器520區(qū)分成兩 結(jié)構(gòu)相似的第一及第二區(qū)塊521及522。以下先就第一區(qū)塊521來做說明。
如圖所示，區(qū)塊521包括第一及第二混頻電路523及524，以及第一及 第二負(fù)載阻抗(如電阻)Z1及Z2。第一混頻電路523包括輸入端Imixll、 Imix21、 Imix31,以及Imix41,以及輸出端Omixll及0mix21。類似地，第 二混頻電路522包4舌$#入端Imixl2、 Imix22、 Imix32,以及Imix42,以及輸 出端0mix21及0mix22。輸入端Imixll、 Imix21、 Imixl2及Imix22分別耦 4妄至初始同相4言號的四個(gè)相4立1言號f i-1 (+) 、 fi-I(口)、 f i-Q以及fi-Q(口)。而輸入端Imix31、 Imix41、 Imix32及Imix42耦接至路徑選擇器的輸出端 01、 02、 03以及04。輸出端Omixll及0mix22彼此連接，并輸出一混頻輸出 同相信號fmo-1的正相信號fmo-1 (+)，類似地，輸出端0mix21及0mixl2彼 此連接，并輸出該混頻輸出同相信號fmo-I的反相信號fmo-I (□)。
第二區(qū)塊522與第一區(qū)塊521的結(jié)構(gòu)幾乎完全相同，因此用沿用同一參 照號碼。差別僅在于輸入端Imix31、 Imix41、 Imix32及Imix42耦接至路徑 選擇器的輸出端03、 04、 01及02,以及輸出端0mixl1及Imix21改為分別 輸出 一混頻輸出正交信號fmo-Q的正相信號fmo-Q (-)及反相信號fmo-Q (+)。 為筒明起見，在此不多做說明。
當(dāng)路徑選擇器510選擇為輸出不同的變相信號fdo， -I，Q時(shí)，混頻輸出 信號fmo-1, Q的頻率即可連帶著選擇為(f 8 — fdol)或(f 8+fdol)。表1列出不 同的變相信號fdo， -I，Q與混頻輸出信號fmo-I，Q的頻率(以fmo表示)兩者 的關(guān)系。由此表可知，當(dāng)混頻輸出信號fmo-I，Q的頻率欲選擇為(f8-fdol) 時(shí)，路徑選擇器510不需改變第一間隔輸出信號fdo1-I，Q的相位順序即可直 接作為變相信號fdo， -I，Q;當(dāng)混頻輸出信號fmo-I，Q的頻率欲選擇為 (f8+fdol)時(shí)，路徑選擇器510僅將第一間隔輸出信號fdol-I，Q的相位順序 改為I(+)、 I(口)、 Q(口)及Q(+)即可分別作為變相信號fdo， -I，Q的四個(gè)相 位I(+)、 I(口)、 Q(+)及Q(-)。
表l
f8Clfdo1f8口fdo1f8+fdolf8+fdol
(I相位)(Q相位)(I相位)(Q相位)
fdo，-I(+)f do-1 (+)f do-Q (+)f do-I (+)fdo-Q(口)
fdo,-I(口)fdo-I (□)fdo-Q(口)fdo-I (□)f do-Q (+)
fdo，-Q (+)f do-Q (+)fdo-1 (+)fdo-Q(口)fdo-1 (+)
fdo，-Q(口)fdo-Q(口)fdo-I (□)f do-Q (+)fdo-1 (□)
復(fù)用器530接收該混頻輸出信號fmo-I,Q(為fmo-I (+)、 fmo-1 (□)、 fmo-Q(+),以及fmo-Q(口)的總稱)及該初始信號fi-I，Q，并選擇性地輸出其 中之一為該第一輸出信號fol-I，Q。因此，第一輸出信號fol-I，Q的頻率為
初始信號fi-I，Q的頻率(第八頻率f8)、 (f8-fdl)或(f8+fdl)。由于fdol 可為fdl或fd2,因此第一輸出信號fol-I，Q的頻率可選擇為第八頻率f8、 第二頻率f2(=f8-fdl)、第十四頻率fl4(=f8+fdl)、第五頻率f5(=f8-fd2), 以及第十一頻率f 11 (=f 8+fd2)其中之一。
圖5B示出了第一或第二混頻電路523及524的細(xì)部電路結(jié)構(gòu)，其為一典 型構(gòu)造，其運(yùn)作原理屬習(xí)知技術(shù)，具本領(lǐng)域的技術(shù)者當(dāng)熟悉之。因此在此為 簡明起見，不多做說明。此外，此電路結(jié)構(gòu)僅用作一范例以做說明用途，本 發(fā)明當(dāng)不限制于此。
圖6示出了圖3的第二混頻器308的一電路結(jié)構(gòu)圖的一實(shí)施例。如圖所 示，第二混頻器308包括一路徑選擇器610， 一單邊頻混頻器620,以及一復(fù) 用器630。路徑選擇器510及610結(jié)構(gòu)相同，差別僅在于路徑選擇器610的 輸入端II及12改為分別耦接至第二間隔輸出同相信號fdo2-I的正相信號 fdo2-H+)及反相信號fdo2-I(口)，輸入端13及14分別耦接至第二間隔輸 出正交信號fdo2-Q的正相信號fdo2-Q(+)及反相信號fdo2-Q(口)。單邊頻混 頻器520 (第一及第二區(qū)塊521及522)與單邊頻混頻器6M(第一及第二區(qū)塊 621及622)的結(jié)構(gòu)相同，差別僅在于輸入端Imixl及Imix2是改為耦接至第 一輸出同相信號fol-I的正相信號fo1-1(+)及反相信號fo1-I(口)，以及輸 入端Imix5及Imix6是耦接至第一輸出正交信號fol-Q的正相信號fo1-Q(+) 及反相信號fol-Q(口)。復(fù)用器530與630的結(jié)構(gòu)相同，差別僅在于復(fù)用器 630改為接收單邊頻混頻器620所產(chǎn)生的混頻輸出信號fmo-I，Q及第一混頻 器308所輸出的第一輸出信號fol-I，Q,并選擇性地輸出其中之一為該第二 輸出信號fo2-I，Q。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用于限定本發(fā)明，任何 熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種頻率合成方法，用于產(chǎn)生多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻的多個(gè)載頻中心頻率，所述載頻中心頻率由低至高包含第一至第十四頻率，任兩相鄰的該載頻中心頻率相隔有一基本間隔頻率，該方法包括將所述載頻中心頻率分成第一至第五頻率組，分別包含該第一至第三頻率、該第四至第六頻率、該第七至第九頻率、該第十至第十二頻率以及該第十三至十四頻率；產(chǎn)生該第三頻率組的一中心頻率；對該第三頻率組的一中心頻率執(zhí)行混頻程序而產(chǎn)生該第一、第二、第四及第五頻率組的中心頻率；以及將該第一至第五頻率組的中心頻率執(zhí)行混頻程序而分別產(chǎn)生該第一至第五頻率組的所述中心頻率的相鄰兩頻率。
2. 如權(quán)利要求1所述的頻率合成方法，其中，產(chǎn)生該第一、第二、第四 及第五頻率組的所述中心頻率的步驟包括產(chǎn)生第一及第二間隔頻率，其中，該第一及第二間隔頻率為該基本間隔頻率的整數(shù)倍；以及將該第三頻率組的該中心頻率與該第一及第二間隔頻率進(jìn)行混頻處理以分別產(chǎn)生該第一及第五頻率組以及該第二及第四頻率組的所述中心頻率。
3. 如權(quán)利要求2所述的頻率合成方法，其中，該第一及第二間隔頻率分 別為該基本間隔頻率的六倍及三倍。
4. 如權(quán)利要求1所述的頻率合成方法，其中，產(chǎn)生該第一至第五頻率組 的所述中心頻率的兩相鄰頻率的步驟包括產(chǎn)生該基本間隔頻率；以及將該第一至第五頻率組的所述中心頻率與該基本間隔頻率進(jìn)行混頻處理 以分別產(chǎn)生該第一及第五頻率組的所述中心頻率的該兩相鄰頻率。
5. —種頻率合成方法，用于產(chǎn)生多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻的多個(gè)載頻中心頻率，所述載頻中心頻率由低至高包含第一至第十四頻率，任兩相鄰的 該載頻中心頻率相隔有一基本間隔頻率，該方法包括 產(chǎn)生該第八頻率；產(chǎn)生頻率第一及第二間隔頻率，并且選擇該第一及第二間隔頻率其中之一為一間隔輸出頻率，其中，該第一及第二間隔頻率等于該基本間隔頻率的整數(shù)倍；產(chǎn)生該基本間隔頻率；將該第八頻率及該間隔輸出頻率進(jìn)行一選擇性的混頻處理，而產(chǎn)生第一 輸出頻率，其中，第一輸出頻率為該第八、第二、第十四、第五以及第十一 頻率其中之一；以及將該第一輸出頻率與該基本間隔頻率進(jìn)行一選擇性的混頻處理，而產(chǎn)生 第二輸出頻率，其中，該第二輸出頻率為第一至第十四頻率其中之一。
6. 如權(quán)利要求5所述的頻率合成方法，其中，該第一及第二間隔頻率分 別為該基本間隔頻率的六倍及三倍。
7. 如權(quán)利要求5所述的頻率合成方法，其中，產(chǎn)生該第一及第二間隔頻 率的步驟包括產(chǎn)生該第一間隔頻率；以及將該第 一 間隔頻率除以 一整數(shù)以產(chǎn)生該第二間隔頻率。
8. 如權(quán)利要求5所述的頻率合成方法，其中，產(chǎn)生該基本間隔頻率的步 驟包括將該第二間隔頻率除以一整數(shù)以產(chǎn)生該基本間隔頻率。
9. 如權(quán)利要求5所述的頻率合成方法，其中，產(chǎn)生該第一及第二間隔頻 率的步驟包括產(chǎn)生該第一間隔頻率；將該第一間隔頻率除以第一整數(shù)以產(chǎn)生該第二間隔頻率；以及 其中，產(chǎn)生該基本間隔頻率的步驟包括將該第二間隔頻率除以第二整 數(shù)以產(chǎn)生該基本間隔頻率。
10. 如權(quán)利要求5所述的頻率合成方法，其中，該第八頻率的產(chǎn)生是利用一鎖相環(huán)。
11. 如權(quán)利要求10所述的頻率合成方法，其中，該第一間隔頻率的產(chǎn)生 是利用該鎖相環(huán)。
12. 如權(quán)利要求9所述的頻率合成方法，其中，該第八頻率的產(chǎn)生是利用 一鎖相環(huán)。
13. 如權(quán)利要求12所述的頻率合成方法，其中，該第一間隔頻率的產(chǎn)生 是利用該鎖相環(huán)。
14.如權(quán)利要求9所述的頻率合成方法，其中，該第一及第二整數(shù)分別為 三及二。
15. —種頻率合成器，用于產(chǎn)生多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻的多個(gè)載頻中 心頻率，所述載頻中心頻率由低至高包含第一至第十四頻率，任兩相鄰的該 載頻中心頻率相隔有一基本間隔頻率，該頻率合成器包括一鎖相環(huán)，用于產(chǎn)生該第八頻率；第 一混頻器，用于將該第八頻率執(zhí)行一選擇性混頻處理而產(chǎn)生一第 一輸 出頻率，其中，該第一輸出頻率等于該第八、第二、第十四、第五以及第十一頻率其中之一；以及第二混頻器，用于將該第一輸出頻率執(zhí)行一選擇性混頻處理而產(chǎn)生 一第 二輸出頻率，其中，該第二輸出頻率等于該第一至第十四頻率其中之一。
16. 如權(quán)利要求15所述的頻率合成器，更包括一間隔頻率產(chǎn)生器，用于 選擇性地輸出第一及第二間隔頻率其中之一為一間隔輸出頻率，其中，該第 一及第二間隔頻率是該基本間隔頻率的整數(shù)倍；以及其中，該第一混頻器是將是直接輸出該第八頻率或?qū)⒃摰诎祟l率與該間 隔輸出頻率進(jìn)行混頻處理以分別產(chǎn)生該第二、第十四、第五以及第十一頻率 其中之一。
17. 如權(quán)利要求15所述的頻率合成器，更包括一間隔頻率產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生該基本間隔頻率，以及其中，該第二混頻器是將是直接輸出該第一輸出頻率或?qū)⒃摰?一輸出頻率與該基本間隔輸出頻率進(jìn)行混頻處理以分別產(chǎn)生該第一、第三、第四、第 六、第七、第九、第十、第十二、第十三頻率其中之一。
18. 如權(quán)利要求16所述的頻率合成器，其中，該間隔頻率產(chǎn)生器更產(chǎn)生 該基本間隔頻率，以及其中，該第二混頻器是將是直接輸出該第 一輸出頻率或?qū)⒃摰?一輸出頻 率與該基本間隔輸出頻率進(jìn)行混頻處理以分別產(chǎn)生該第一、第三、第四、第 六、第七、第九、第十、第十二、第十三頻率其中之一。
19. 一種頻率合成器，用于產(chǎn)生多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻的多個(gè)載頻中 心頻率，所述載頻中心頻率由低至高包含第一至第十四頻率，任兩相鄰的該 載頻中心頻率相隔有一基本間隔頻率，該頻率合成器包括一鎖相環(huán)，用于產(chǎn)生一初始信號，其中，該初始信號的頻率等子該第八頻率；一間隔頻率產(chǎn)生器，用于輸出第一及第二間隔輸出信號，其中，該第一 間隔輸出信號的頻率是選擇為第一或第二間隔頻率，和其中，該第一及第二間隔頻率等于該基本間隔頻率的整數(shù)倍，以及該第二間隔輸出信號的頻率等于該基本間隔頻率；第一混頻器，用于將該初始信號及該第一間隔輸出信號進(jìn)行一選擇性的 混頻處理，而產(chǎn)生第一輸出信號，其中，第一輸出信號的頻率為該第八、第 二、第十四、第五以及第十一頻率其中之一；以及第二混頻器，用于將該第 一輸出信號與該第二間隔輸出信號進(jìn)行一混頻 處理，而產(chǎn)生第二輸出信號，其中該第二輸出信號的頻率為第一至第十四頻 率其中之一。
20. 如權(quán)利要求19所述的頻率合成器，其中，該第一及第二間隔頻率分 別為該基本間隔頻率的六倍及三倍。
21. 如權(quán)利要求19所述的頻率合成器， 其中，該間隔頻率產(chǎn)生器包括第一除法器，耦接至一頻率為該第一間隔頻率的第一間隔信號，將該第 一間隔頻率除以第一整數(shù)以產(chǎn)生一頻率為該第二間隔頻率的第二間隔信號；第二除法器，耦接至該第二間隔信號，用于將該第二間隔頻率除以第二 整數(shù)以產(chǎn)生該第二間隔輸出信號；以及一復(fù)用器，用于接收該第一及第二間隔信號，并且選擇性地輸出其中之 一為該第一間隔輸出信號。
22. 如權(quán)利要求21所述的頻率合成器，其中，該鎖相環(huán)更輸出該第一間隔信號。
23. 如權(quán)利要求22所述的頻率合成器，其中，該鎖相環(huán)包括第一及第二 壓控振蕩器，分別輸出該初始信號及該第一間隔信號。
24. 如權(quán)利要求21所述的頻率合成器，其中，該第一及第二整數(shù)分別為 二及三。
25. 如權(quán)利要求24所述的頻率合成器，其中，該第二除法器包括 一除三電路，用于接收該第二間隔信號，將該第二間隔信號的頻率除以該第二整數(shù)以產(chǎn)生一為二相位的輸出信號；以及一多相位濾波器，用于接收該輸出信號，并產(chǎn)生該為四相位的第二間隔輸出信號。
26. 如權(quán)利要求19所述的頻率合成器，其中，該第一混頻器包括 一路徑選擇器，用于改變該第 一間隔輸出信號的相位順序而產(chǎn)生一變相信號；一單邊頻混頻器，用于將該初始信號與該變相信號進(jìn)行一混頻處理，而 產(chǎn)生一混頻輸出信號，其中，該混頻輸出信號的頻率為第二、第十四、第五 以及第十一頻率其中之一；以及一復(fù)用器，用于接收該混頻輸出信號及該初始信號，并輸出其中之一為 該第一輸出信號。
27. 如權(quán)利要求19所述的頻率合成器，其中，該第二混頻器包括 一路徑選擇器，用于改變該第二間隔輸出信號的相位順序而產(chǎn)生一 變相信號；以及一單邊頻混頻器，用于將該第 一輸出信號與該變相信號進(jìn)行一混頻處理， 而產(chǎn)生一混頻輸出信號，其中混頻輸出信號的頻率為該第一、第三、第四、 第六、第七、第九、第十、第十二以及第十三頻率其中之一；以及一復(fù)用器，用于接收該混頻輸出信號與該第一輸出信號，并選擇性地輸 出其中之一為該第二輸出信號。
全文摘要
一種用于產(chǎn)生多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻(MB-OFDM UWB)系統(tǒng)的多個(gè)載頻中心頻率的頻率合成器，其中所述載頻中心頻率包含第一至第十四頻率，且任兩相鄰的該載頻中心頻率相隔有一基本間隔頻率。該頻率合成器包括一鎖相環(huán)，用于產(chǎn)生一頻率等于該第八頻率的初始信號；一間隔頻率產(chǎn)生器，用于輸出第一及第二間隔輸出信號；第一混頻器，用于將該初始信號與該第一間隔輸出信號進(jìn)行一混頻處理而產(chǎn)生該第八、第二、第十四、第五以及第十一頻率其中之一；以及第二混頻器，用將該第一混頻器的輸出信號與該第二間隔輸出信號進(jìn)行一混頻處理，而產(chǎn)生該第一至第十四頻率其中之一。
文檔編號H04L27/26GK101207598SQ20061016869
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者楊子毅, 王志偉, 黃尊禧 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院