CN101471909B - 用于ofdm uwb的六频带频率综合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于OFDM UWB的六频带频率综合器，包括第一固定频率锁相环1、第二固定频率锁相环2、第一多路选择器3、第一单边带混频器4、第二单边带混频器5和第二多路选择器6。该频率综合器通过采用直接频率合成技术，可以输出4488MHz、6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz、8712MHz六个bands频点的本振信号，并且在各个频点之间的跳频时间在纳秒量级，可以满足OFDMUWB通信系统的快速跳频要求。另外，该频率合成器输出了IQ两路本信号，可以应用到直接变频的UWB无线收发机中。
Description
技术领域
本发明涉及正交频分复用(OFDM)无线超宽带(UWB)技术领域，尤其涉及一种用于OFDM UWB的六频带频率综合器。
背景技术
UWB技术主要用于实现短距离、超高速的无线通信，其传输距离目前一般在10m以内，传输速率可以达到480M/s甚至更高。UWB高传输速率、低功耗且不干扰已有无线系统的特点，使得UWB成为现在及未来五年内的热点。
UWB技术实现了两大突破，在频谱划分方面，开创“共存”局面；在传输速度方面，真正走向了高速，它通过增加带宽来提高容量，成为无线技术“高速”变革中的重要一支。
UWB芯片组将广泛应用于企业智能办公(IT)、数字家庭娱乐(CE)和移动应用(MC)，UWB芯片和产品已经开始进入高端市场，根据全球市场预测，市场年增长速度将超过400％。而且现在其发展势头正在加快，市场巨大，经济效益明显，前景非常乐观。
频率综合器是基于OFDM技术的UWB无线收发机中的重要电路模块，也是整个收发机的设计难点。与传统窄带无线通信系统相比，应用于UWB的频率综合器具有以下难点：
1、频率高(最高到10GHz)；
2、频带范围宽(几个GHz量级)；
3、跳频速度快(纳秒量级)。
基于以上难点，采用传统的锁相环式频率综合器已经无法满足UWB通信系统的要求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于OFDM UWB的六频带频率综合器，以提高频率综合器的频率、频带宽度和跳频速度，满足UWB通信系统的要求。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种用于OFDM UWB的六频带频率综合器，该频率综合器包括：
第一固定频率锁相环1，该第一固定频率锁相环以66MHz信号为参考频率信号，反馈链路中依次包括有两个2分频器和一个17分频器，输出稳定的4488MHz正交信号分别至第一单边带混频器4和第二多路选择器6；
第二固定频率锁相环2，该第二固定频率锁相环以66MHz信号为参考频率信号，反馈链路中依次包括有一个3分频器、一个2分频器和一个8分频器，输出稳定的3168MHz正交信号分别至第一单边带混频器4，在分频过程中产生一稳定的528MHz正交信号和一稳定的1056MHz正交信号，并将该528MHz和1056MHz正交信号共同输出给第一多路选择器3；
第一多路选择器3，用于将接收自第二固定频率锁相环2的528MHz和1056MHz正交信号选择输出给第二单边带混频器5；
第一单边带混频器4，用于将接收自第一固定频率锁相环1的4488MHz正交信号与接收自第二固定频率锁相环2的3168MHz正交信号进行混频，得到7656MHz正交信号，并将得到的7656MHz正交信号输出给第二单边带混频器5；
第二单边带混频器5，用于将接收自第一单边带混频器4的7656MHz正交信号与接收自第一多路选择器3的528MHz正交信号或1056MHz正交信号或DC信号进行混频，得到6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz或8712MHz五个正交信号，并将得到的6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz或8712MHz正交信号输出给第二多路选择器6；
第二多路选择器6，用于对接收自第一固定频率锁相环1的4488MHz正交信号、接收自第二单边带混频器5的6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz或8712MHz正交信号进行选择输出。
上述方案中，所述第一固定频率锁相环1和所述第二固定频率锁相环2采用直接产生IQ两路信号的正交VCO，避免采用两倍频率VCO然后通过二分频产生正交信号的方法。
上述方案中，该频率综合器通过采用直接混频的方法产生所需要的各个频点的信号，然后通过一个多路选择器来选择需要的信号，各个频点之间的跳频速度取决于多路选择器的切换速度，实现了纳秒级的跳频速度。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的这种用于OFDM UWB的六频带频率综合器，采用两个固定频率锁相环(PLL)、两个单边带混频器和两个多路选择器产生六路UWB本振信号，提高了频率综合器的频带宽度和跳频速度，满足了UWB通信系统的要求。
2、本发明提供的这种用于OFDM UWB的六频带频率综合器，采用较低频率PLL产生较高频率信号，从而可以用低成本工艺实现；跳频速度可以达到纳秒量级，满足UWB系统要求。
3、本发明提供的这种用于OFDM UWB的六频带频率综合器，通过采用直接混频的办法产生所需要的各个频点的信号，然后通过多路选择器来选择需要的信号，这样各个频点之间的跳频速度就仅仅取决于开关的切换速度，完全可以实现纳秒级的跳频速度，满足UWB通信系统的要求。
4、本发明提供的这种用于OFDM UWB的六频带频率综合器，采用了两个频率分别为4488MHz和3168MHz的频率相对较低的PLL产生了频率为6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz、8712MHz的高频信号，从而可以采用特征尺寸相对较小、成本较低的CMOS工艺来产生高频信号。
5、本发明提供的这种用于OFDM UWB的六频带频率综合器，采用了直接产生IQ两路信号的正交VCO，避免了需要设计两倍频率VCO然后通过二分频产生正交信号的方法，从而可以采用频率较低的PLL。
附图说明
图1是本发明提供的用于OFDM UWB的六频带频率综合器的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，图1是本发明提供的用于OFDM UWB的六频带频率综合器的结构框图，该频率综合器包括第一固定频率锁相环1、第二固定频率锁相环2、第一多路选择器3、第一单边带混频器4、第二单边带混频器5和第二多路选择器6。
其中，第一固定频率锁相环1，该第一固定频率锁相环以66MHz信号为参考频率信号，反馈链路中依次包括有两个2分频器和一个17分频器，输出稳定的4488MHz正交信号分别至第一单边带混频器4和第二多路选择器6。
第二固定频率锁相环2，该第二固定频率锁相环以66MHz信号为参考频率信号，反馈链路中依次包括有一个3分频器、一个2分频器和一个8分频器，输出稳定的3168MHz正交信号分别至第一单边带混频器4，在分频过程中产生一稳定的528MHz正交信号和一稳定的1056MHz正交信号，并将该528MHz和1056MHz正交信号共同输出给第一多路选择器3。
第一多路选择器3，用于将接收自第二固定频率锁相环2的528MHz和1056MHz正交信号选择输出给第二单边带混频器5。
第一单边带混频器4，用于将接收自第一固定频率锁相环1的4488MHz正交信号与接收自第二固定频率锁相环2的3168MHz正交信号进行混频，得到7656MHz正交信号，并将得到的7656MHz正交信号分别输出给第二单边带混频器5。
第二单边带混频器5，用于将接收自第一单边带混频器4的7656MHz正交信号与接收自第一多路选择器3的528MHz正交信号或1056MHz正交信号或DC信号进行混频，得到6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz和8712MHz五个正交信号，并将得到的6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz和8712MHz五个正交信号输出给第二多路选择器6。
第二多路选择器6，用于对接收自第一固定频率锁相环1的4488MHz正交信号、接收自第二单边带混频器5的6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz和8712MHz正交信号进行选择输出。
所述第一固定频率锁相环1和所述第二固定频率锁相环2采用直接产生IQ两路信号的正交VCO，避免采用两倍频率VCO然后通过二分频产生正交信号的方法，从而采用频率较低的固定频率锁相环。
该频率综合器通过采用直接混频的方法产生所需要的各个频点的信号，然后通过一个多路选择器来选择需要的信号，各个频点之间的跳频速度取决于多路选择器的切换速度，实现了纳秒级的跳频速度。
再参照图1，该频率综合器包括了以下几个电路模块：4488MHz整数PLL(1)、3168MHz整数PLL(2)、第一多路选择器(3)、实现4488MHz与3168MHz混频的第一单边带混频器(4)、实现7656MHz与528MHz或1056MHz混频的第二单边带混频器(5)、选择528MHz与1056MHz两路信号的选择4488MHz、6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz和8712MHz六路信号的第二多路选择器(6)。下面将给出具体频率综合方案：
4488MHz的PLL(1)采用的是66MHz的晶振频率，分频比为2×2×17，最终产生了66M×2×2×17＝4488MHz的输出，该锁相环的VCO采用可以直接可以产生IQ两路信号的正交VCO。
3168MHz的PLL(2)采用的也是66MHz的晶振频率，分频比为3×2×8，最终产生66M×3×2×8＝3168MHz的输出，在该锁相环的分频过程中产生了1056MHz和528MHz的信号，这两个附加信号将为第二个SSB混频器(5)提供本振，这两路信号的选择由一个数据选择器实现。4488MHz信号与3168MHz信号经过第一个单边带混频器(4)混频后产生了频率为7656MHz的信号，该信号将作为第二级SSB Mixer(5)的一个输入端，第二级混频器(5)的另外一个输入端为528MHz或者1056MHz或者DC信号，经过单边带混频之后可以产生频率为6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz和8712MHz五个bands的信号，再加上4488MHz信号就一共产生了6个bands的信号，最后通过一个多路选择器(6)来选择需要band的频率信号。
本发明提供的这种用于OFDM UWB的六频带频率综合器，通过采用直接频率合成技术，该频率合成器可以输出4488MHz、6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz、8712MHz六个bands频点的本振信号，并且在各个频点之间的跳频时间在纳秒量级，可以满足OFDMUWB通信系统的快速跳频要求。
另外，该频率合成器输出了IQ两路本振信号，可以应用到直接变频的UWB无线收发机中。
以上所述的具体实施实例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细的说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施实例而已，并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于正交频分复用无线超宽带的六频带频率综合器，其特征在于，该频率综合器包括：
第一固定频率锁相环(1)，该第一固定频率锁相环以66MHz信号为参考频率信号，反馈链路中依次包括有两个2分频器和一个17分频器，输出稳定的4488MHz正交信号分别至第一单边带混频器(4)和第二多路选择器(6)；
第二固定频率锁相环(2)，该第二固定频率锁相环以66MHz信号为参考频率信号，反馈链路中依次包括有一个3分频器、一个2分频器和一个8分频器，输出稳定的3168MHz正交信号分别至第一单边带混频器(4)，在分频过程中产生一稳定的528MHz正交信号和一稳定的1056MHz正交信号，并将该528MHz和1056MHz正交信号共同输出给第一多路选择器(3)；
第一多路选择器(3)，用于将接收自第二固定频率锁相环(2)的528MHz和1056MHz正交信号选择输出给第二单边带混频器(5)；
第一单边带混频器(4)，用于将接收自第一固定频率锁相环(1)的4488MHz正交信号与接收自第二固定频率锁相环(2)的3168MHz正交信号进行混频，得到7656MHz正交信号，并将得到的7656MHz正交信号输出给第二单边带混频器(5)；
第二单边带混频器(5)，用于将接收自第一单边带混频器(4)的7656MHz正交信号与接收自第一多路选择器(3)的528MHz正交信号或1056MHz正交信号或DC信号进行混频，得到6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz或8712MHz五个正交信号，并将得到的6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz或8712MHz正交信号输出给第二多路选择器(6)；
第二多路选择器(6)，用于对接收自第一固定频率锁相环(1)的4488MHz正交信号、接收自第二单边带混频器(5)的6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz或8712MHz正交信号进行选择输出。
2.根据权利要求1所述的用于正交频分复用无线超宽带的六频带频率综合器，其特征在于，所述第一固定频率锁相环(1)和所述第二固定频率锁相环(2)采用直接产生IQ两路信号的正交VCO，避免采用两倍频率VCO然后通过二分频产生正交信号的方法。
3.根据权利要求1所述的用于正交频分复用无线超宽带的六频带频率综合器，其特征在于，该频率综合器通过采用直接混频的方法产生所需要的各个频点的信号，然后通过一个多路选择器来选择需要的信号，各个频点之间的跳频速度取决于多路选择器的切换速度，实现了纳秒级的跳频速度。
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