專利名稱：用于ofdm uwb的六頻帶頻率綜合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及正交頻分復(fù)用(OFDM)無線超寬帶(UWB)技術(shù)領(lǐng) 域，尤其涉及一種用于OFDM UWB的六頻帶頻率綜合器。
背景技術(shù)：
UWB技術(shù)主要用于實現(xiàn)短距離、超高速的無線通信，其傳輸距離 目前一般在10m以內(nèi)，傳輸速率可以達(dá)到480M/s甚至更高。UWB高 傳輸速率、低功耗且不干擾已有無線系統(tǒng)的特點，使得UWB成為現(xiàn) 在及未來五年內(nèi)的熱點。
UWB技術(shù)實現(xiàn)了兩大突破，在頻譜劃分方面，開創(chuàng)"共存"局面； 在傳輸速度方面，真正走向了高速，它通過增加帶寬來提高容量，成 為無線技術(shù)"高速"變革中的重要一支。
UWB芯片組將廣泛應(yīng)用于企業(yè)智能辦公(IT)、數(shù)字家庭娛樂(CE)
和移動應(yīng)用(MC)， UWB芯片和產(chǎn)品已經(jīng)開始進(jìn)入高端市場，根據(jù)全 球市場預(yù)測，市場年增長速度將超過400%。而且現(xiàn)在其發(fā)展勢頭正在 加快，市場巨大，經(jīng)濟(jì)效益明顯，前景非常樂觀。
頻率綜合器是基于OFDM技術(shù)的UWB無線收發(fā)機(jī)中的重要電路 模塊，也是整個收發(fā)機(jī)的設(shè)計難點。與傳統(tǒng)窄帶無線通信系統(tǒng)相比， 應(yīng)用于UWB的頻率綜合器具有以下難點
1、 頻率高(最高到10GHz);
2、 頻帶范圍寬(幾個GHz量級)；
3、 跳頻速度快(納秒量級)。
基于以上難點，采用傳統(tǒng)的鎖相環(huán)式頻率綜合器己經(jīng)無法滿足 UWB通信系統(tǒng)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
(一) 要解決的技術(shù)問題
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于OFDM UWB的 六頻帶頻率綜合器，以提高頻率綜合器的頻率、頻帶寬度和跳頻速度， 滿足UWB通信系統(tǒng)的要求。
(二) 技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于OFDM UWB的六頻帶 頻率綜合器，該頻率綜合器包括
第一固定頻率鎖相環(huán)1，該第一固定頻率鎖相環(huán)以66MHz信號為 參考頻率信號，反饋鏈路中依次包括有兩個2分頻器和一個17分頻器， 輸出穩(wěn)定的4488MHz正交信號分別至第一單邊帶混頻器4和第二多路 選擇器6;
第二固定頻率鎖相環(huán)2，該第二固定頻率鎖相環(huán)以66MHz信號為 參考頻率信號，反饋鏈路中依次包括有一個3分頻器、 一個2分頻器 和一個8分頻器，輸出穩(wěn)定的3168MHz正交信號分別至第一單邊帶混 頻器4，在分頻過程中產(chǎn)生一穩(wěn)定的528MHz正交信號和一穩(wěn)定的 1056MHz正交信號，并將該528MHz和1056MHz正交信號共同輸出 給第一多路選擇器3;
第一多路選擇器3，用于將接收自第二固定頻率鎖相環(huán)2的 528MHz和1056MHz正交信號選擇輸出給第二單邊帶混頻器5;
第一單邊帶混頻器4，用于將接收自第一固定頻率鎖相環(huán)1的 4488MHz正交信號與接收自第二固定頻率鎖相環(huán)2的3168MHz正交 信號進(jìn)行混頻，得到7656MHz正交信號，并將得到的7656MHz正交 信號輸出給第二單邊帶混頻器5;
第二單邊帶混頻器5，用于將接收自第一單邊帶混頻器4的 7656MHz正交信號與接收自第一多路選擇器3的528MHz正交信號或 1056MHz正交信號或DC信號進(jìn)行混頻，得到6600MHz、 7128MHz、 7656MHz、 8184MHz和8712MHz五個正交信號，并將得到的6600MHz、 7128MHz、 7656MHz、 8184MHz和8712MHz五個正交信號輸出給第
5二多路選擇器6;
第二多路選擇器6，用于對接收自第一固定頻率鎖相環(huán)1的
4488MHz正交信號、接收自第二單邊帶混頻器5的6600MHz、 7128MHz、 7656MHz 、 8184MHz和8712MHz正交信號進(jìn)行選擇輸出。 上述方案中，所述第一固定頻率鎖相環(huán)1和所述第二固定頻率鎖 相環(huán)2采用直接產(chǎn)生IQ兩路信號的正交VCO，避免采用兩倍頻率VCO 然后通過二分頻產(chǎn)生正交信號的方法，從而采用頻率較低的固定頻率 鎖相環(huán)。
上述方案中，該頻率綜合器通過采用直接混頻的方法產(chǎn)生所需要 的各個頻點的信號，然后通過一個多路選擇器來選擇需要的信號，各 個頻點之間的跳頻速度取決于多路選擇器的切換速度，實現(xiàn)了納秒級 的跳頻速度。
(三)有益效果 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果
1、 本發(fā)明提供的這種用于OFDMUWB的六頻帶頻率綜合器，采 用兩個固定頻率鎖相環(huán)(PLL)、兩個單邊帶混頻器和兩個多路選擇器 產(chǎn)生六路UWB本振信號，提高了頻率綜合器的頻帶寬度和跳頻速度， 滿足了 UWB通信系統(tǒng)的要求。
2、 本發(fā)明提供的這種用于OFDMUWB的六頻帶頻率綜合器，采 用較低頻率PLL產(chǎn)生較高頻率信號，從而可以用低成本工藝實現(xiàn)；跳 頻速度可以達(dá)到納秒量級，滿足UWB系統(tǒng)要求。
3、 本發(fā)明提供的這種用于OFDMUWB的六頻帶頻率綜合器，通
過采用直接混頻的辦法產(chǎn)生所需要的各個頻點的信號，然后通過多路 選擇器來選擇需要的信號，這樣各個頻點之間的跳頻速度就僅僅取決 于開關(guān)的切換速度，完全可以實現(xiàn)納秒級的跳頻速度，滿足UWB通 信系統(tǒng)的要求。
4、 本發(fā)明提供的這種用于OFDMUWB的六頻帶頻率綜合器，采 用了兩個頻率分別為4488MHz和3168MHz的頻率相對較低的PLL產(chǎn) 生了頻率為6600MHz、 7128MHz、 7656MHz、 8184MHz、 8712MHz
6的高頻信號，從而可以采用特征尺寸相對較小、成本較低的CMOS工 藝來產(chǎn)生高頻信號。
5、本發(fā)明提供的這種用于OFDMUWB的六頻帶頻率綜合器，釆 用了直接產(chǎn)生IQ兩路信號的正交VCO，避免了需要設(shè)計兩倍頻率VCO 然后通過二分頻產(chǎn)生正交信號的方法，從而可以采用頻率較低的PLL。


圖1是本發(fā)明提供的用于OFDM UWB的六頻帶頻率綜合器的結(jié) 構(gòu)框圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具 體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的用于OFDM UWB的六頻帶頻 率綜合器的結(jié)構(gòu)框圖，該頻率綜合器包括第一固定頻率鎖相環(huán)1、第二 固定頻率鎖相環(huán)2、第一多路選擇器3、第一單邊帶混頻器4、第二單 邊帶混頻器5和第二多路選擇器6。
其中，第一固定頻率鎖相環(huán)1，該第一固定頻率鎖相環(huán)以66MHz 信號為參考頻率信號，反饋鏈路中依次包括有兩個2分頻器和一個17 分頻器，輸出穩(wěn)定的4488MHz正交信號分別至第一單邊帶混頻器4和 第二多路選擇器6。
第二固定頻率鎖相環(huán)2，該第二固定頻率鎖相環(huán)以66MHz信號為 參考頻率信號，反饋鏈路中依次包括有一個3分頻器、 一個2分頻器 和一個8分頻器，輸出穩(wěn)定的3168MHz正交信號分別至第一單邊帶混 頻器4，在分頻過程中產(chǎn)生一穩(wěn)定的528MHz正交信號和一穩(wěn)定的 1056MHz正交信號，并將該528MHz和1056MHz正交信號共同輸出 給第一多路選擇器3。
第一多路選擇器3，用于將接收自第二固定頻率鎖相環(huán)2的 528MHz和1056MHz正交信號選擇輸出給第二單邊帶混頻器5。
第一單邊帶混頻器4，用于將接收自第一固定頻率鎖相環(huán)1的4488MHz正交信號與接收自第二固定頻率鎖相環(huán)2的3168MHz正交 信號進(jìn)行混頻，得到7656MHz正交信號，并將得到的7656MHz正交 信號分別輸出給第二單邊帶混頻器5。
第二單邊帶混頻器5，用于將接收自第一單邊帶混頻器4的 7656MHz正交信號與接收自第一多路選擇器3的528MHz正交信號或 1056MHz正交信號或DC信號進(jìn)行混頻，得到6600MHz、 7128MHz、 7656MHz、 8184MHz和8712MHz五個正交信號，并將得到的6600MHz、 7128MHz、 7656MHz 、 8184MHz和8712MHz五個正交信號輸出給第 二多路選擇器6。
第二多路選擇器6，用于對接收自第一固定頻率鎖相環(huán)1的 4488MHz正交信號、接收自第二單邊帶混頻器5的6600MHz、 7128MHz、 7656MHz 、 8184MHz和8712MHz正交信號進(jìn)行選擇輸出。
所述第一固定頻率鎖相環(huán)1和所述第二固定頻率鎖相環(huán)2采用直 接產(chǎn)生IQ兩路信號的正交VCO，避免采用兩倍頻率VCO然后通過二 分頻產(chǎn)生正交信號的方法，從而采用頻率較低的固定頻率鎖相環(huán)。
該頻率綜合器通過采用直接混頻的方法產(chǎn)生所需要的各個頻點的 信號，然后通過一個多路選擇器來選擇需要的信號，各個頻點之間的 跳頻速度取決于多路選擇器的切換速度，實現(xiàn)了納秒級的跳頻速度。
再參照圖1，該頻率綜合器包括了以下幾個電路模塊4488MHz 整數(shù)PLL (1)、 3168MHz整數(shù)PLL (2)、第一多路選擇器(3)、實現(xiàn) 4488MHz與3168MHz混頻的第一單邊帶混頻器(4)、實現(xiàn)7656MHz 與528MHz或1056MHz混頻的第二單邊帶混頻器(5)、選擇528MHz 與1056MHz兩路信號的選擇4488MHz、 6600MHz、 7128MHz、 7656MHz、 8184MHz和8712MHz六路信號的第二多路選擇器(6)。
下面將給出具體頻率綜合方案
4488MHz的PLL (1)采用的是66MHz的晶振頻率，分頻比為 2x2x 17，最終產(chǎn)生了 66Mx2x2xl7二4488MHz的輸出，該鎖相環(huán)的VCO 采用可以直接可以產(chǎn)生IQ兩路信號的正交VCO。
3168MHz的PLL (2)采用的也是66MHz的晶振頻率，分頻比為3x2x8，最終產(chǎn)生66Mx3x2x8 = 3168MHz的輸出，在該鎖相環(huán)的分頻 過程中產(chǎn)生了 1056MHz和528MHz的信號，這兩個附加信號將為第二 個SSB混頻器(5)提供本振，這兩路信號的選擇由一個數(shù)據(jù)選擇器實 現(xiàn)。4488MHz信號與3168MHz信號經(jīng)過第一個單邊帶混頻器(4)混 頻后產(chǎn)生了頻率為7656MHz的信號，該信號將作為第二級SSB Mixer (5)的一個輸入端，第二級混頻器(5)的另外一個輸入端為528MHz 或者1056MHz或者DC信號，經(jīng)過單邊帶混頻之后可以產(chǎn)生頻率為 6600MHz、 7128MHz、 7656MHz 、 8184MHz禾B 8712MHz五個bands 的信號，再加上4488MHz信號就一共產(chǎn)生了6個bands的信號，最后 通過一個多路選擇器(6)來選擇需要band的頻率信號。
本發(fā)明提供的這種用于OFDM UWB的六頻帶頻率綜合器，通過 采用直接頻率合成技術(shù)，該頻率合成器可以輸出4488MHz、 6600MHz、 7128MHz、 7656MHz、 8184MHz、 8712MHz六個bands頻點的本振信 號，并且在各個頻點之間的跳頻時間在納秒量級，可以滿足OFDM UWB通信系統(tǒng)的快速跳頻要求。
另外，該頻率合成器輸出了IQ兩路本振信號，可以應(yīng)用到直接變 頻的UWB無線收發(fā)機(jī)中。
以上所述的具體實施實例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效 果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)的說明。所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的 具體實施實例而己，并不用于限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則 之內(nèi)所做的任何修改、等同替換或者改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于正交頻分復(fù)用無線超寬帶的六頻帶頻率綜合器，其特征在于，該頻率綜合器包括第一固定頻率鎖相環(huán)(1)，該第一固定頻率鎖相環(huán)以66MHz信號為參考頻率信號，反饋鏈路中依次包括有兩個2分頻器和一個17分頻器，輸出穩(wěn)定的4488MHz正交信號分別至第一單邊帶混頻器(4)和第二多路選擇器(6)；第二固定頻率鎖相環(huán)(2)，該第二固定頻率鎖相環(huán)以66MHz信號為參考頻率信號，反饋鏈路中依次包括有一個3分頻器、一個2分頻器和一個8分頻器，輸出穩(wěn)定的3168MHz正交信號分別至第一單邊帶混頻器(4)，在分頻過程中產(chǎn)生一穩(wěn)定的528MHz正交信號和一穩(wěn)定的1056MHz正交信號，并將該528MHz和1056MHz正交信號共同輸出給第一多路選擇器(3)；第一多路選擇器(3)，用于將接收自第二固定頻率鎖相環(huán)(2)的528MHz和1056MHz正交信號選擇輸出給第二單邊帶混頻器(5)；第一單邊帶混頻器(4)，用于將接收自第一固定頻率鎖相環(huán)(1)的4488MHz正交信號與接收自第二固定頻率鎖相環(huán)(2)的3168MHz正交信號進(jìn)行混頻，得到7656MHz正交信號，并將得到的7656MHz正交信號輸出給第二單邊帶混頻器(5)；第二單邊帶混頻器(5)，用于將接收自第一單邊帶混頻器(4)的7656MHz正交信號與接收自第一多路選擇器(3)的528MHz正交信號或1056MHz正交信號或DC信號進(jìn)行混頻，得到6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz和8712MHz五個正交信號，并將得到的6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz和8712MHz五個正交信號輸出給第二多路選擇器(6)；第二多路選擇器(6)，用于對接收自第一固定頻率鎖相環(huán)(1)的4488MHz正交信號、接收自第二單邊帶混頻器(5)的6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz和8712MHz正交信號進(jìn)行選擇輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于正交頻分復(fù)用無線超寬帶的六頻帶頻率綜合器，其特征在于，所述第一固定頻率鎖相環(huán)(1)和所述第二 固定頻率鎖相環(huán)(2)采用直接產(chǎn)生IQ兩路信號的正交VCO，避免采用兩倍頻率vco然后通過二分頻產(chǎn)生正交信號的方法，從而采用頻率較低的固定頻率鎖相環(huán)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于正交頻分復(fù)用無線超寬帶的六頻帶 頻率綜合器，其特征在于，該頻率綜合器通過采用直接混頻的方法產(chǎn) 生所需要的各個頻點的信號，然后通過一個多路選擇器來選擇需要的 信號，各個頻點之間的跳頻速度取決于多路選擇器的切換速度，實現(xiàn) 了納秒級的跳頻速度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于OFDM UWB的六頻帶頻率綜合器，包括第一固定頻率鎖相環(huán)1、第二固定頻率鎖相環(huán)2、第一多路選擇器3、第一單邊帶混頻器4、第二單邊帶混頻器5和第二多路選擇器6。該頻率綜合器通過采用直接頻率合成技術(shù)，可以輸出4488MHz、6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz、8712MHz六個bands頻點的本振信號，并且在各個頻點之間的跳頻時間在納秒量級，可以滿足OFDMUWB通信系統(tǒng)的快速跳頻要求。另外，該頻率合成器輸出了IQ兩路本振信號，可以應(yīng)用到直接變頻的UWB無線收發(fā)機(jī)中。
文檔編號H04L27/26GK101471909SQ20071030425
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者張海英, 李志強(qiáng) 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所