CN102891699B

CN102891699B - 一种超宽带射频收发机

Info

Publication number: CN102891699B
Application number: CN201210405283.9A
Authority: CN
Inventors: 李琛; 田鑫; 孙翔
Original assignee: Shanghai Integrated Circuit Research and Development Center Co Ltd
Current assignee: Shanghai IC R&D Center Co Ltd
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2032-10-22
Also published as: CN102891699A

Abstract

本发明公开了一种超宽带射频收发机，包括发射机和接收机。其中，发射机课在每单位时间周期T秒内，根据接收到的P位二进制数据流中的Q位二进制数据确定频率，根据剩下的R位二进制数据确定幅值，从而发射具有特定幅值和频率的超宽带短脉冲；接收机在每单位时间周期T秒内，接收一个所述具有幅值和特定频率的超宽带短脉冲，并根据其特定频率还原生成P位二进制数据流中的Q位二进制数据，根据其特定幅值还原生成剩下的R位二进制数据。本发明的超宽带射频收发机可在单位时间周期内传输多位的数据信号，从而使得数据流传输速度大幅提高。

Description

一种超宽带射频收发机

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别涉及一种超宽带射频收发机。

背景技术

随着新一代无线宽带通信技术的发展和产业化进程的展开，以PDA、多媒体手机、平板电脑等为中心的手持多媒体终端得到了广泛的应用，将成为信息技术普及应用的统一平台，它可以支持丰富多彩的各种信息应用，在各个行业如工业、农业、医疗、教育、家庭和个人通信等中得到快速发展。高速的数据传输是其中的关键技术之一，当信息终端交换数据时，为了能够有效传输高质量的图像甚至视频数据，势必需要足够高的数据率作为保证。但是，数据率的提高不仅对整个接收机的性能提出了挑战，如接收灵敏度或噪声，而且也考验着模拟基带的放大器、滤波器的功耗。此外，数据率的提高还影响到系统频谱规划。

目前国际上实现新一代无线宽带通信技术的主流收发机系统之一是超宽带短脉冲系统。对于超宽带（Ultra-wide BaQd，UWB）系统，美国联邦通讯委员会（Federal CoPPuQicatioQs CoPPissioQ，FCC）早在2002年4月就给出了明确的规定。超宽带系统的频率范围在3.1～10.6GHz，其频谱在-10dB处，应该满足信号的相对带宽（即信号绝对带宽与中心频率之比）大于20%，或者信号的绝对带宽大于500PHz。可见，超宽带的带宽明显大于目前所有通信技术的带宽。研究人员在UWB通信系统协议的框架范围内，提出了另一种实现超宽带的方式——超宽带短脉冲系统。超宽带短脉冲概念的核心是利用了信号在时域持续时间极短对应频域频谱范围展宽的特点，也就是说在时域上通信系统传输的是极短的脉冲，即在一个周期内，通信系统发射了一个具有极小的占空比的信号，通过傅立叶变换，在频域范围内也即传输了一个具有较大频宽的信号，当该信号的频谱宽度大于500PHz的时候，那么该信号就成为了一个标准的UWB信号，其传输协议也就受到了UWB协议的规范了。

目前，应用于超宽带短脉冲系统的最常见的调制方式为OOK调制方式，即在单位时间周期内只能够传输一个数据码，其时间利用率较低。因此，如何有效提高数据传输速率成为了目前超宽带短脉冲系统的重要课题之一。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种数据传输速度较快的超宽带射频收发机。

为达成上述目的，本发明提供一种超宽带射频收发机，包括发射机和接收机，所述发射机包括：数据选择器，在每单位时间周期T秒内接收P位二进制数据流，在所述P位二进制数据流中选择Q位二进制数据作为Q位频率二进制数据，在所述P位二进制数据流中选择R位二进制数据作为R位幅度二进制数据，其中，P为大于等于2的正整数，Q、R为大于等于1的正整数，且P大于Q，P大于R，Q+R大于等于P；频率控制器，与所述数据选择器相连，在每单位时间周期T秒内根据接收到的所述Q位频率二进制数据产生频率控制信号；幅度控制器，与所述数据选择器相连，在每单位时间周期T秒内根据接收到的所述R位幅度二进制数据产生幅度控制信号；频率生成模块，与所述频率控制器相连，根据所述频率控制信号生成一个具有特定频率fi的超宽带短脉冲；其中，所述特定频率fi取值于f1到fj的本征信号集，i和j为正整数，且j为2^Q；幅度生成模块，与所述幅度控制器及所述频率生成模块相连，根据所述幅度控制信号生成所述具有特定频率fi的超宽带短脉冲的幅值Ax；其中，x的取值范围为1到y的正整数，y为2^R；以及发射模块，与所述幅度生成模块相连，在每单位时间周期T秒内，将所述具有幅值Ax的特定频率fi的超宽带短脉冲发射出去；

所述接收机包括：

接收模块，其在每单位时间周期T秒内，接收一个所述具有幅值Ax的特定频率fi的超宽带短脉冲；频率解码模块，与所述接收模块相连，其在每单位时间周期T秒内根据所述超宽带短脉冲的特定频率fi还原生成所述Q位频率二进制数据；幅值解码模块，与所述频率解码模块相连，其在每单位时间周期T秒内根据所述超宽带短脉冲的特定幅值Ax还原生成所述R位幅度二进制数据；以及电平转换器，与所述频率解码模块及所述幅值解码模块相连，将所述Q位频率二进制数据及所述R位幅度二进制数据生成所述P位二进制数据流，并进行电平转换及输出。

进一步的，所述数据选择器包括频率位数选定器，决定所述P位二进制数据流中作为频率二进制数据的位数Q；频率数据选定器，连接所述频率位数选定器，在所述P位二进制数据流中选出Q位数据作为所述Q位频率二进制数据，并输出至所述频率控制器；幅度位数选定器，决定所述P位二进制数据流中作为幅度二进制数据的位数R；以及幅度数据选定器，连接所述幅度位数选定器，在所述P位二进制数据流中选出R位数据作为所述R位频率二进制数据，并输出至所述幅度控制器。

进一步的，所述频率生成模块包括第一锁相环电路，其包括2^Q个第一振荡器，所述第一锁相环电路根据所述频率控制信号控制所述2^Q个第一振荡器其中之一生成具有特定频率fi的正弦波信号；以及2^Q选一脉冲产生器，与所述第一锁相环电路相连，将所述具有特定频率fi的正弦波信号调制为所述具有特定频率fi超宽带短脉冲。

进一步的，所述幅度生成模块包括功率放大器，所述功率放大器具有2^R位增益选择位，根据幅度控制信号选择所述增益选择位以生成所述具有特定频率fi超宽带短脉冲的幅值Ax。

进一步的，所述频率解码模块包括低噪声放大器，2^Q个混频器，第二锁相环电路以及第一缓冲器，所述第二锁相环电路包括2^Q个第二振荡器，所述混频器的本征频率由所述第二振荡器产生，所述混频器根据经所述低噪声放大器放大的所述超宽带短脉冲的特定频率fi及其本征频率产生第一信号，所述第一缓冲器根据所述第一信号还原生成所述P位二进制数据流中的Q位二进制数据，并输出至所述电平转换器。

进一步的，所述第一缓冲器对所述混频器输出的所述超宽带短脉冲进行缓冲放大，并输出至所述幅值解码模块。

进一步的，所述幅值解码模块包括：2^R个幅度比较器，所述幅度比较器储存参考阈值，所述幅度比较器根据经所述第一缓冲器放大的所述超宽带短脉冲的特定幅值Ax及其参考阈值输出第二信号；以及2^R个第二缓冲器，与所述幅度比较器相连，所述第二缓冲器根据所述第二信号还原生成所述P位二进制数据流中的R位二进制数据，并输出至所述电平转换器。

进一步的，所述P为Q+R；所述Q位频率二进制数据为所述P位二进制数据流中的前Q位，所述R位频率二进制数据为所述P位二进制数据流中的后R位。

进一步的，所述P为4，Q为2，R为2；所述特定频率fi的集合为f1、f2、f3以及f4；所述特定频率的幅值Ax的集合为A1、A2、A3以及A4。

进一步的，所述超宽带短脉冲的特定频率为：f1=5.5GHz、f2=4.9GHz、f3=4.3GHz或f4=3.7GHz；所述超宽带短脉冲特定频率的幅值为：A1=6dBm、A2=3dBm、A3=0dBm或A4=-3dBm。

本发明的优点在于超宽带射频发射机和接收机能够在单位时间周期内传输多位数据流，大幅提高了数据流传输速度。

附图说明

图1为本发明一实施例超宽带射频收发机的电路示意图。

图2为本发明一实施例超宽带射频发射机的电路示意图。

图3为本发明一实施例超宽带射频接收机的电路示意图。

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。

本发明的超宽带射频收发机包括发射机和接收机。首先请参考图1，其显示本发明一实施例的超宽带射频收发机的电路示意图。其中，发射机包括数据选择器10，频率控制器11，幅度控制器12，频率生成模块13，幅度生成模块14以及发射模块15。

数据选择器10用于在每单位时间周期T秒内接收P位二进制数据流，并在P位二进制数据流中选择Q位二进制数据作为Q位频率二进制数据输出至频率控制器11，选择R位二进制数据作为R位幅度二进制数据输出至幅度控制器12，其中，P为大于等于2的正整数，Q、R为大于等于1的正整数，且P大于Q，P大于R，Q+R大于等于P。频率控制器11与数据选择器10相连，用于在每单位时间周期T秒内根据接收到的Q位频率二进制数据产生频率控制信号；幅度控制器12与数据选择器10相连，用于根据R位幅度二进制数据产生幅度控制信号。

频率生成模块13与频率控制器11相连，根据频率控制信号生成具有特定频率fi的超宽带短脉冲；其中，特定频率fi取值于f1到fj的本征信号集，i和j为正整数，且j为2^Q；

幅度生成模块14与幅度控制器12及频率生成模块13相连，根据幅度控制信号生成具有特定频率fi超宽带短脉冲的幅值Ax；其中，x的取值范围为1到y的正整数，y为2^R；

发射模块15与幅度生成模块14相连，在每单位时间周期T秒内，将具有幅值Ax的特定频率fi的超宽带短脉冲发射出去。

请参考图2，在本实施例中，数据选择器10包括频率位数选定器101，频率数据选定器102，幅度位数选定器103以及幅度数据选定器104。其中，频率位数选定器101决定P位二进制数据流中作为频率二进制数据的位数Q；频率数据选定器102连接频率位数选定器101，在P位二进制数据流中选出Q位数据，例如频率数据选定器102选定数据流中的前Q位作为频率二进制数据，当然也可以选择数据流中任意Q位二进制数据作为频率二进制数据。相类似的，幅度位数选定器103决定P位二进制数据流中作为幅度二进制数据的位数R；幅度数据选定器104连接幅度位数选定器103，在P位二进制数据流中选出R位数据，例如二进制数据流中的后R位二进制数据，或者其他任意的R位二进制数据。由此，通过数据选择器，可以选择P位二进制数据流中任意的Q位二进制数据作为频率二进制数据，任意的R位二进制数据作为幅度二进制数据。较佳的，P=Q+R。

请进一步参考图2，发射机中频率生成模块13包括第一锁相环电路131以及2^Q选一脉冲产生器132，第一锁相环电路131包括2^Q个第一振荡器，能够根据频率控制信号控制这2^Q个第一振荡器中的一个动作，以生成频率为fi的正弦波信号，2^Q选一脉冲产生器132与第一锁相环电路131相连，接收其所输出的频率为fi的正弦波信号，将其调制为频率为fi的超宽带短脉冲。幅度生成模块14为功率放大器，功率放大器14具有2^R位增益选择位，幅度控制信号将超宽带短脉冲的幅度信息传输给功率放大器14，功率放大器14则通过增益选择位对脉冲产生器13输出的频率为fi的超宽带短脉冲进行放大，最终输出幅度为Ax频率为fi的超宽带短脉冲至发射模块15。

请再参考图1，超宽带射频收发机的接收机包括接收模块20，频率解码模块21，幅值解码模块22以及电平转换器23。

接收模块20在每单位时间周期T秒内接收一个具有幅值Ax的特定频率fi的超宽带短脉冲。

频率解码模块21与接收模块20相连，在每单位时间周期T秒内根据超宽带短脉冲的特定频率fi还原生成Q位频率二进制数据。

幅值解码模块22频率解码模块21相连，在每单位时间周期T秒内根据超宽带短脉冲的特定幅值Ax还原生成R位幅度二进制数据。

电平转换器23与频率解码模块21及幅值解码模块22相连，将所述Q位频率二进制数据及所述R位幅度二进制数据生成P位二进制数据流，并进行电平转换并输出。

请参考图3，在本实施例中，频率解码模块21包括低噪声放大器211，2^Q个混频器212，第二锁相环电路213和第一缓冲器214。低噪声放大器211从接收模块20接收具有幅值Ax的特定频率fi的超宽带短脉冲，并进行低噪声放大，增加信号的信噪比，并输出到后级的混频器212。第二锁相环电路包括2^Q个第二振荡器，混频器212的本征频率由第二振荡器产生，混频器212根据经低噪声放大器211放大的超宽带短脉冲的特定频率fi及其本征频率输出第一信号，例如当经低噪声放大器211放大的超宽带短脉冲的特定频率fi与某一个混频器212的本征频率一致时，该混频器212发出所述第一信号。第一缓冲器214与混频器212相连，根据第一信号还原生成Q位频率二进制数据。此外，第一缓冲器214还将混频器212输出的超宽带短脉冲进行缓冲放大，输出至幅值解码模块22。

在本实施例中，幅值解码模块22包括2^R个幅度比较器221和2^R个第二缓冲器222。每一个幅度比较器221储存一个参考阈值，根据经第一缓冲器214放大的超宽带短脉冲的特定幅值Ax及其参考阈值产生第二信号，例如当某一幅度比较器221储存的参考阈值与特定幅值Ax一致时，该幅度比较器221输出第二信号，而其对应的缓冲器222则根据第二信号还原生成R位幅度二进制数据，并输出至电平转换器23。

电平转换器23接收Q位频率二进制数据和R位幅度二进制数据，并决定Q位频率二进制数据和R位幅度二进制数据在P位二进制数据流中的位置，从而重新生成P位二进制数据流。例如可将Q位频率二进制数据作为P位二进制数据流的前Q位，将R位幅度二进制数据作为P位二进制数据流的后R位，较佳的，P=Q+R。

因此，本发明通过数据选择器10，可抽取P位二进制数据流中任意位数及位置的二进制数据作为频率二进制数据和幅度二进制数据，当然，解码时，电平转换器23也将解码后的频率二进制数据和幅度二进制数据还原生成P位二进制数据流。

在本发明的一个较佳的实施例中，可以将P设置为4，Q和R设置为2，则j为4，y为4，即在每单位时间周期T秒内可以传输四位数据。该四位数据中前两位数据为频率二进制数据，后两位数据为幅度二进制数据。当然，在本发明的其他实施例中，将四位数据前三位设为频率二进制数据，最后一位为幅度二进制数据也是可行的，本发明并不限于此。以下将以P设置为4，Q和R设置为2为例，对本发明超宽带射频收发机的工作方式加以详细描述。

首先，假设单位时间周期为T=1u秒。对于4位二进制数据流中的前2位数据，为了进一步提高数据率，并且不增加系统的复杂度，我们将每T秒的时间周期发射的频率设定为四种不同的频率，分别为：f1=5.5GHz、f2=4.9GHz、f3=4.3GHz、f4=3.7GHz。本发明提出了如下数据传输方式：如果发射频率为f1的短脉冲时，代表该时间周期内传输数据11；如果发射频率为f2的短脉冲时，代表该时间周期内传输数据10；如果发射频率为f3的短脉冲时，代表该时间周期内传输数据01；如果发射频率为f4的短脉冲时，代表该时间周期内传输数据00。

对于4位二进制数据流中的后2位数据，为了进一步提高数据率，且不增加系统的复杂度，可以将每T秒的时间周期发射的数据能量设定为四种不同的能量幅度Ax，分别为：A1=6dBm、A2=3dBm、A3=0dBm、A4=-3dBm。上述的编码规则决定了如下的数据传输方式：如果发射能量幅度为A1的短脉冲时，代表该时间周期内传输数据11；如果发射能量幅度为A2的短脉冲时，代表该时间周期内传输数据10；如果发射能量幅度为A3的短脉冲时，代表该时间周期内传输数据01；如果发射能量幅度为A4的短脉冲时，代表该时间周期内传输数据00。

按照上述对于数据前两位和后两位编码的方式，在每单位时间周期T秒内可以传输四位数据，假设准备发射的基带数据为“1001”，也就是说，对于本发明的超宽带短脉冲射频发射机来说，需要产生一个频率为f3=4.3GHz、幅度为A2=3dBm的超宽带短脉冲信号；相对应地，本发明的超宽带短脉冲射频接收机需要能将频率为f3=4.3GHz、幅度为A2=3dBm的超宽带短脉冲信号解码成所需的数据信号“1001”。

接下来，将详细阐述发射机的工作原理。

首先，数字基带产生的数据信号“1001”进入数据选择器10，数据选择器10的频率位数选定器101选定频率数据的位数为两位，频率数据选定器102则选定数据信号“1001”的后两位“01”并输出至频率控制器11，幅度位数选定器103选定幅度数据的位数为两位，幅度数据选定器104则选定数据前两位“10”将其输出至幅度控制器12，频率控制器11根据频率二进制数据“01”产生频率控制信号，幅度控制器11则根据幅度二进制数据“10”产生幅度控制信号。

然后，频率控制信号控制第一锁相环电路131，该第一锁相环电路131由四个第一振荡器组成，这些第一振荡器可分别产生f1=5.5GHz、f2=4.9GHz、f3=4.3GHz、f4=3.7GHz四种不同频率的高频振荡信号。当第一锁相环电路131接收到来自频率控制器11的频率控制信号时，便从四个振荡器中选择第三振荡器振荡以生成并输出f3=4.3GHz的正弦波信号，而其他振荡器不发生动作。四选一脉冲产生器132与第一锁相环电路131相连，其作用在于将这一频率f3=4.3GHz的正弦波信号（即在T时间周期内始终振荡的信号）调制为超宽带短脉冲信号（即在T时间周期内只在t时间周期内振荡的信号，这里t＝0.1us）。

与此同时，幅度控制信号传输至功率放大器14，功率放大器14具有4位增益控制位，可分别将信号幅度放大为A1=6dBm、A2=3dBm、A3=0dBm、A4=-3dBm四档不同增益。当功率放大器14接收到来自四选一脉冲产生器14的频率f3=4.3GHz超宽带短脉冲信号时，根据幅度控制信号选择第二增益控制位来对其进行放大，输出幅度为A2=3dBm，频率f3=4.3GHz的超宽带短脉冲信号。再通过发射模块天线15发射出去。

最终，通过超宽带射频发射机，成功将特定的二进制数据“1001”转换成频率为f3=4.3GHz、幅度为A2=3dBm的超宽带短脉冲信号发射出去。

本发明的超宽带短脉冲系统接收机工作原理是这样的：

首先，低噪声放大器211从接收模块20处接收频率为f3=4.3GHz、幅度为A2=3dBm的超宽带短脉冲信号，并进行低噪声放大，增加信号的信噪比，并输出到后级的混频器212。

与此同时，第二锁相环电路213由四个第二振荡器组成，这些第二振荡器各自可振荡以产生f1=5.5GHz、f2=4.9GHz、f3=4.3GHz、f4=3.7GHz等四种不同的频率信号，该第二锁相环电路213向混频器1、2、3、4分别提供上述频率f1、f2、f3、f4作为混频器的本征频率。当混频器1、2、3、4接收到来自低噪声放大器211的频率为f3=4.3GHz的超宽带短脉冲信号时，只有本征频率为f3=4.3GHz的混频器3才会动作，输出第一信号。第一缓冲器214与混频器213相连，一方面将第一信号解码成两位频率数据信号“01”并交给电平转换器23储存，另一方面，同时也对超宽带短脉冲信号进行缓冲放大。

然后，缓冲器1将缓冲放大后的超宽带短脉冲信号交给幅度比较器221，四个幅度比较器1、2、3、4分别储存了幅度参考阈值为A1=6dBm、A2=3dBm、A3=0dBm、A4=-3dBm。四个幅度比较器211将接收到的幅度为A2=3dBm的超宽带短脉冲信号分别与其储存的参考阈值作比较。结果四个幅度比较器211中只有幅度比较器2的参考阈值与超宽带短脉冲信号的幅度相同，幅度比较器2将会有第二信号输出。幅度比较器2对应的第二缓冲器则对第二信号进行幅度解码，输出幅度数据信号“10”，并交给电平转换器23，电平转换器23将之前的两位频率数据信号“01”和这两位幅度数据信号“10”重新组合，将幅度数据信号“10”作为二进制数据流的前两位，将频率数据信号“01”作为后两位，最终生成四位二进制数据信号“1001”，再进行电平转换，使得最终输出的数据信号“1001”满足数字基带所需要的电平。

最终，通过上述超宽带射频接收机，成功地将频率为f3=4.3GHz、幅度为A2=3dBm的超宽带短脉冲信号解码成所需的数据信号“1001”。

值得注意的是，一般来说在实际的收发机通信中，首先发射机和接收机在使用前会互相通信（即校准，calibratioQ），从而校准每一档的能量强度，确保发射机发出的并被接收机收到的信号（经过低噪声放大器、混频器、第一缓冲器处理以后的信号）幅度非常接近A1=6dBm、A2=3dBm、A3=0dBm、A4=-3dBm，对于幅度的校准可以通过低噪声放大器的增益来实现。

当校准完毕后便开始进行收发通信操作，这样就会避免出现接收到的信号幅度偏离较大的情况。校准完毕后，如果在通信时仍然出现信号幅度偏离A1=6dBm、A2=3dBm、A3=0dBm、A4=-3dBm的情况（此时偏离程度会相对小很多），例如当接收机接收幅度A1’=5.8dBm的超宽带短脉冲，此时幅度比较器221将会根据就近原则进行判断，将该幅度A1’视为A1=6dBm，从而仍然会由幅度比较器2发出第二信号。

综上，本发明所提出的超宽带射频收发机，可以在不增加电路复杂度的情况下实现单位时间周期内多位数据流传输，有效提高了数据流传输速率。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims

1.一种超宽带射频收发机，包括发射机和接收机，其特征在于，

所述发射机包括：

数据选择器，在每单位时间周期T秒内接收P位二进制数据流，在所述P位二进制数据流中选择Q位二进制数据作为Q位频率二进制数据，在所述P位二进制数据流中选择R位二进制数据作为R位幅度二进制数据，其中，P为大于等于2的正整数，Q、R为大于等于1的正整数，且P大于Q，P大于R，Q+R大于等于P；

频率控制器，与所述数据选择器相连，在每单位时间周期T秒内根据接收到的所述Q位频率二进制数据产生频率控制信号；

幅度控制器，与所述数据选择器相连，在每单位时间周期T秒内根据接收到的所述R位幅度二进制数据产生幅度控制信号；

频率生成模块，与所述频率控制器相连，根据所述频率控制信号生成一个具有特定频率fi的超宽带短脉冲；其中，所述特定频率fi取值于f1到fj的本征信号集，i和j为正整数，且j为2^Q；

幅度生成模块，与所述幅度控制器及所述频率生成模块相连，根据所述幅度控制信号生成所述具有特定频率fi的超宽带短脉冲的幅值Ax；其中，x的取值范围为1到y的正整数，y为2^R；以及

发射模块，与所述幅度生成模块相连，在每单位时间周期T秒内，将所述具有幅值Ax的特定频率fi的超宽带短脉冲发射出去；

所述接收机包括：

接收模块，其在每单位时间周期T秒内，接收一个所述具有幅值Ax的特定频率fi的超宽带短脉冲；

频率解码模块，与所述接收模块相连，其在每单位时间周期T秒内根据所述超宽带短脉冲的特定频率fi还原生成所述Q位频率二进制数据；

幅值解码模块，与所述频率解码模块相连，其在每单位时间周期T秒内根据所述超宽带短脉冲的特定幅值Ax还原生成所述R位幅度二进制数据；以及

电平转换器，与所述频率解码模块及所述幅值解码模块相连，将所述Q位频率二进制数据及所述R位幅度二进制数据生成所述P位二进制数据流，并进行电平转换及输出。

2.根据权利要求1所述的超宽带射频收发机，其特征在于，所述数据选择器包括：

频率位数选定器，决定所述P位二进制数据流中作为频率二进制数据的位数Q；

频率数据选定器，连接所述频率位数选定器，在所述P位二进制数据流中选出Q位数据作为所述Q位频率二进制数据，并输出至所述频率控制器；

幅度位数选定器，决定所述P位二进制数据流中作为幅度二进制数据的位数R；以及

幅度数据选定器，连接所述幅度位数选定器，在所述P位二进制数据流中选出R位数据作为所述R位频率二进制数据，并输出至所述幅度控制器。

3.根据权利要求1所述的超宽带射频收发机，其特征在于，所述频率生成模块包括：

第一锁相环电路，其包括2^Q个第一振荡器，所述第一锁相环电路根据所述频率控制信号控制所述2^Q个第一振荡器其中之一生成具有特定频率fi的正弦波信号；以及

2^Q选一脉冲产生器，与所述第一锁相环电路相连，将所述具有特定频率fi的正弦波信号调制为所述具有特定频率fi超宽带短脉冲。

4.根据权利要求3所述的超宽带射频收发机，其特征在于，所述幅度生成模块包括功率放大器，所述功率放大器具有2^R位增益选择位，根据幅度控制信号选择所述增益选择位以生成所述具有特定频率fi超宽带短脉冲的幅值Ax。

5.根据权利要求1所述的超宽带射频收发机，其特征在于，所述频率解码模块包括低噪声放大器，2^Q个混频器，第二锁相环电路以及第一缓冲器，所述第二锁相环电路包括2^Q个第二振荡器，所述混频器的本征频率由所述第二振荡器产生，所述混频器根据经所述低噪声放大器放大的所述超宽带短脉冲的特定频率fi及其本征频率产生第一信号，所述第一缓冲器根据所述第一信号还原生成所述P位二进制数据流中的Q位二进制数据，并输出至所述电平转换器。

6.根据权利要求5所述的超宽带射频收发机，其特征在于，所述第一缓冲器对所述混频器输出的所述超宽带短脉冲进行缓冲放大，并输出至所述幅值解码模块。

7.根据权利要求6所述的超宽带射频收发机，其特征在于，所述幅值解码模块包括：

2^R个幅度比较器，所述幅度比较器储存参考阈值，所述幅度比较器根据经所述第一缓冲器放大的所述超宽带短脉冲的特定幅值Ax及其参考阈值输出第二信号；以及

2^R个第二缓冲器，与所述幅度比较器相连，所述第二缓冲器根据所述第二信号还原生成所述P位二进制数据流中的R位二进制数据，并输出至所述电平转换器。

8.根据权利要求1所述的超宽带射频收发机，其特征在于，所述P为Q+R；所述Q位频率二进制数据为所述P位二进制数据流中的前Q位，所述R位频率二进制数据为所述P位二进制数据流中的后R位。

9.根据权利要求8所述的超宽带射频收发机，其特征在于，所述P为4，Q为2，R为2；所述特定频率fi的集合为f1、f2、f3以及f4；所述特定频率的幅值Ax的集合为A1、A2、A3以及A4。

10.根据权利要求9所述的超宽带射频收发机，其特征在于，所述超宽带短脉冲的特定频率为：f1＝5.5GHz、f2＝4.9GHz、f3＝4.3GHz或f4＝3.7GHz；所述超宽带短脉冲特定频率的幅值为：A1＝6dBm、A2＝3dBm、A3＝0dBm或A4＝-3dBm。