CN1893293A - 频率合成器 - Google Patents

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Abstract

一种在通过多频带发送和接收数据的超宽频带(UWB)无线通信系统中的频率合成器，包括：频率生成装置，其生成多个频率信号；以及频率调整装置，其从频率生成装置接收多个频率信号，并且通过频率调整生成在UWB内的全部或者部分子频带的中心频率。因为生成了所有子频带中心频率，所以可以为宽带无线通信增强子频带的利用。此外，有可能通过灵活地使用全部十四个子频带而使得UWB通信稳定，这是因为这些子频带在复杂且变化的无线频率环境中遭受较少的频率干扰。

Description

频率合成器
技术领域
根据本发明的装置涉及频率合成，尤其涉及在通过多频带发送和接收数据的超宽带(UWB)无线通信系统中的频率合成器。
背景技术
随着近来对高分辨率大容量多媒体数据的访问已经变得普遍，对于在无线通信系统中的高速数据传输的需要日益增加。
对于数据传输，无线通信系统使用某一波段的频率。随着要在无线通信系统中传输的数据量的增加，频率带宽变宽了。
通信数据被分成电路数据(circuit data)和分组数据。用于电路数据的传输的频率带宽通常是窄的，但是分组数据的传输需要较宽的频率带宽。近来，为了大容量多媒体数据实时传输的目的，已经提议了超高速无线通信的概念。因此，需要甚至更宽的带宽。这样的用于超高速无线通信的宽频率带宽被称为超宽带(UWB)。
UWB是具有由美国联邦电讯委员会(FCC)分配的3.1GHz～10.6GHz频率带宽的通信。UWB占据超过20％的带宽部分以及超过500MHz的频率带宽。因为UWB信号使用大的频率带宽，所以在频率域中的能量密度值可以降低到小的值。因此，即使UWB信号在这些频率处与其它通信信号叠加，也几乎不会产生干扰。当首先提议和开发UWB信号时，UWB信号获得了基于非常短的信号脉冲的大频带。当前，已经提出了诸如码分多址(CDMA)和正交频分多路复用(OFDM)之类的各种UWB技术。
在这些技术当中，基于多频带正交频分多路复用(MB-OFDM)的UWB通信系统将频率带宽划分为多个子频带。MB-OFDM UWB通信系统通过单位时间可以在多个子频带内传输更多的数据。选择多个子频带之一并且通过所选择的子频带传输数据，由此提高了安全性。简而言之，通过顺序使用多个子频带可以提高数据安全性。
图1描述了在MB-OFDM UWB通信系统中使用的频率带宽。如图1所示，该频率带宽被分成五个频带组，并且包含14个子频带。第一频带组是强制的，而从第二频带组到第五频带组的其它组是可选的。
在基于图1中的MB-OFDM的频带构成中，第一到第四频带组每个都包含三个子频带，而第五频带组包含两个子频带。
第一频带组中的子频带的中心频率分别是3432MHz、3960MHz和4488MHz。第二频带组中的子频带的中心频率分别是5016MHz、5544MHz和6072MHz。第三频带组中的子频带的中心频率是6600MHz、7128MHz和7656MHz。第四频带组中的子频带的中心频率是8184MHz、8712MHz和9240MHz。第五频带组中的子频带的中心频率是9768MHz和10296MHz。
应当注意到，这种基于MB-OFDM的频带方案可能响应于进一步的技术发展而发生改变。
如上所述，要求频带组的构成生成具有在UWB通信系统中使用的中心频率的信号。
图2描述了传统的频率合成器，其用于生成第一频带组中的三个子频带的中心频率。
图2中，在直接转换MB-OFDM UWB系统中采用了传统的频率合成器，该频率合成器包括本机振荡器10、锁相环(PLL)20、1/8分频器30、1/2分频器40、第一单边带(SSB)混频器50、选择器60、以及第二SSB混频器70。应当注意到，术语“1/N分频器”表示将信号除以N的分频器。
下面提供了有关第一频带组中的三个子频带的中心频率的生成的描述。
为了生成三个子频带的中心频率3432MHz、3960MHz和4488MHz，将本机振荡器10设置为锁定的振荡频率并且因此生成4224MHz的频率。
PLL 20稳定在本机振荡器10处生成的信号的频率。
向1/8分频器30提供来自本机振荡器10的4224MHz的频率信号，而且该1/8分频器30通过将该输入信号除以八而生成528MHz的调制频率信号。
向1/2分频器40提供来自1/8分频器30的信号，而且该1/2分频器40通过将输入信号除以二而生成264MHz的调制频率信号。
向第一SSB混频器50提供来自1/8分频器30的528MHz的调制频率信号和来自1/2分频器40的264MHz的调制频率信号，而且该第一SSB混频器50混频所提供的信号，并且由此生成792MHz的调制频率信号。
向选择器60提供来自1/2分频器40的264MHz频率信号和来自第一SSB混频器50的792MHz的调制频率信号，而且选择器60选择所提供的信号之一。
向第二SSB混频器70提供来自本机振荡器10的4224MHz频率信号和由选择器60选择的264MHz或者792MHz的信号，而且该第二SSB混频器70通过混频所提供的信号来生成三个子频带的期望的中心频率3432MHz、3960MHz和4488MHz。更详细而言，第二SSB混频器70通过将4224MHz和264MHz的频率信号相加来生成4488MHz的频率信号，通过从4224MHz中减去264MHz来生成3960MHz的频率信号，以及通过从4224MHz中减去792MHz来生成3432MHz的频率信号。
传统的频率合成器被实现为仅仅生成在当前使用的第一频带组中的三个子频带的中心频率。这是由于半导体技术不能支持高频带处的子频带的事实。此外，稳定而不遭受复杂无线服务环境中的干扰的UWB通信要求通过扩展子频带来灵活地使用频率。最终，应该实现使用第一到第五频带组中的全部十四个子频带的UWB通信。
发明内容
本发明的示范实施例克服了上述缺点以及其它上面没有描述的缺点。
本发明的一个方面是提供频率合成器，其用于生成多个子频带的中心频率信号，以便在利用多频带发送和接收数据的超宽频带(UWB)无线通信系统中发送和接收信号。
频率合成器包括频率生成装置和频率调整装置。
具体地说，在通过多频带发送和接收数据的超宽频带(UWB)无线通信系统中的频率合成器包括：频率生成装置，其生成多个频率信号；以及频率调整装置，其从频率生成装置接收多个频率信号，并且通过频率调整生成UWB内的全部或者部分子频带的中心频率。
频率生成装置包括：本机振荡器，其根据频率控制信号生成振荡频率；分频装置，其从本机振荡器接收频率信号，并且输出多个分频信号；以及锁相环(PLL)，其接收参考频率和来自分频装置的分频信号，并且输出要执行稳定频率的操作的频率控制信号。
本机振荡器可以根据频率控制信号生成12672MHz的频率信号，以便生成用于全部子频带的中心频率。
分频装置可以包括第一和第二分频部分，它们从本机振荡器接收频率信号，并且输出多个第一分频信号。
第一分频部分可以包括：第一分频器，其从本机振荡器接收频率信号并且输出除以三的频率信号；第二分频器，其从第一分频器接收除以三的频率信号，并且输出除以四的频率信号；以及第三分频器，其从第二分频器接收除以四的频率信号，并且输出除以四的频率信号。
从第一分频器输出的频率信号可以是4224MHz的信号，从第二分频器输出的频率信号可以是1056MHz的信号，以及从第三分频器输出的频率信号可以是264MHz的信号。
第二分频部分可以包括：第一分频器，其从本机振荡器接收频率信号并且输出除以二的频率信号；以及第二分频器，其从第一分频器接收除以二的频率信号，并且输出除以二的频率信号。
从第一分频器输出的频率信号可以是6336MHz的信号，而从第二分频器输出的频率信号可以是3168MHz的信号。
频率调整装置可以包括：第一混频部分，其从频率生成装置接收频率信号并且根据控制信号而生成多个频率信号；第一选择部分，其从频率输出装置接收频率信号，并且根据选择信号而输出选择的频率信号；第二混频器，其从第一混频部分接收频率信号以及从第一选择部分接收选择的频率信号，并且生成多个频率信号；以及第二选择部分，其接收从第二混频部分生成的多个频率信号以及来自频率生成装置的频率信号，并且输出选择的频率信号。
第一混频部分可以生成1320MHz、792MHz或者264MHz的频率信号。
第一选择部分可以根据选择信号，选择从频率生成装置输出的6336MHz和3168MHz的频率信号之一。
第二混频部分可以包括：第一混频器，其接收从第一混频部分生成的频率信号以及来自第一选择部分的所选择频率信号，并且根据控制信号生成多个频率信号；和第二混频器，其从第一混频器接收多个频率信号且从频率生成装置接收频率信号，并且生成其它的多个频率信号。
由第一混频器生成的多个频率信号可以是UWB中的第一到第三频带组的中心频率，而由第二混频器生成的多个频率信号可以是UWB中的第四和第五频带组的中心频率。
第一到第三频带组的中心频率可以是3432MHz、3960MHz、4488MHz、5016MHz、5544MHz、6072MHz、6600MHz、7128MHz和7656MHz，而第四和第五频带组的中心频率可以是8184MHz、8712MHz、9240MHz、9768MHz和10296MHz。
附图说明
通过以下结合附图对示范实施例的描述，本发明的这些及/或其它方面和优点将变得明显和更容易理解，其中：
图1说明了在多频带正交频分多路复用(MB-OFDM)超宽频带(UWB)通信系统中使用的频带；
图2说明了用于生成第一频带组中的三个子频带的中心频率的传统频率合成器；
图3说明了根据本发明的一个示范实施例的频率合成器；
图4说明了根据本发明的另一个示范实施例的频率合成器中的频率生成装置；以及
图5说明了根据本发明的另一个示范实施例的频率合成器中的频率调整装置。
具体实施方式
现在将参考附图更详细地描述本发明的特定示范实施例。
在下面的描述中，同一附图标记甚至在不同的附图中也用于同一单元。以高级抽象描述此处定义的事项，以便提供对本发明全面又清晰的理解。此外，没有详细描述众所周知的功能或者构造，因为它们会以不必要的细节使本发明变得模糊。
图3描述了根据本发明的一个示范实施例的频率合成器。
参见图3，频率合成器包括频率生成装置100和频率调整装置200。频率生成装置100生成用于产生固定频带内的中心频率的频率。频率调整装置200通过控制由频率生成装置100生成的频率，生成固定频带内的全部或者部分子频带的中心频率。
此处，固定频带是超宽频带(UWB)，而且固定频带中的所有子频带的中心频率指示在3.1GHz～10.6GHz内的所有子频带的中心频率。也就是说，所有子频带的中心频率是如图1所示的第一到第五频带组的子频带的中心频率。具体地说，中心频率是3432MHz、3960MHz、4488MHz、5016MHz、5544MHz、6072MHz、6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz、8712MHz、9240MHz、9768MHz和10296MHz的十四个子频带中心频率。应当注意到，子频带中心频率不局限于这些示例，而且响应于技术改变可以使用其它的频率。
频率生成装置100包括本机振荡器110、分频装置130和锁相环(PLL)150。
本机振荡器110根据频率控制信号生成振荡频率。为了根据频率控制信号生成所有子频带的中心频率，本机振荡器110生成12672MHz的频率信号。
分频装置130包括第一分频部分132和第二分频部分134。向分频装置130提供来自本机振荡器110的频率信号，而且该分频装置输出多个已分频的频率信号。第一和第二分频部分132和134接收12672MHz的频率信号，并且输出多个已分频的频率信号。
第一分频部分132包括第一分频器132-1、第二分频器132-2和第三分频器132-3。第一分频器132-1从本机振荡器110接收12672MHz的频率信号，并且输出为所输入信号除以三的频率信号。第二分频器132-2从第一分频器132-1接收已经除以三的频率信号，并且输出进一步除以四的频率信号。第三分频器132-3从第二分频器132-2接收已经除以四的频率信号，并且输出进一步除以四的频率信号。
因此，第一分频器132-1从本机振荡器110接收12672MHz的频率信号，并且输出4224MHz的正交信号，其是通过将12672MHz的输入信号除以三而输出的信号。第二分频器132-2从第一分频器132-1接收4224MHz的正交信号，并且输出通过将所接收的4224MHz正交信号除以四而输出的1056MHz的正交信号。第三分频器132-3从第二分频器132-2接收1056MHz的正交信号，并且输出通过将所接收的1056MHz正交信号除以四而输出的264MHz的正交信号。
第二分频部分134包括第一分频器134-1和第二分频器134-2。第一分频器134-1从本机振荡器110接收12672MHz的频率信号，并且输出6336MHz的正交信号，其是通过将所接收的12672MHz的振荡信号除以二而输出的频率信号。第二分频器134-2从第一分频器134-1接收6336MHz的正交信号，并且输出通过将所接收的6336MHz正交信号除以二而输出的3168MHz的正交信号。
PLL 150接收参考频率信号，且从分频装置130接收已分频的频率信号，并且输出频率控制信号以执行用于稳定频率的操作。
更具体地说，PLL 150从外部(未示出)接收参考频率信号。接下来，向PLL 150提供来自分频装置130中的第一分频部分132的第三分频器132-3的264MHz的已分频频率信号，然后该PLL 150输出要执行稳定频率的操作的频率控制信号。
频率调整装置200包括第一混频部分220、第一选择部分240、第二混频部分260和第二选择部分280。
向第一混频部分220提供来自频率生成装置100的频率信号，然后该第一混频部分220根据控制信号生成多个频率信号。具体地说，第一混频部分220分别从第一分频部分132的第二分频器132-2和第三分频器132-3接收1056MHz和264MHz的信号，并且生成1320MHz、792MHz或者264MHz的频率信号。也就是说，第一混频部分220根据控制信号，通过对1056MHz和264MHz的输入信号进行加、减而生成1320MHz和792MHz的正交信号。此外，第一混频部分220输出从第三分频器132-3馈送的264MHz的信号。
向第一选择部分240提供来自频率生成装置100的频率信号，而且该第一选择部分240根据选择信号输出选择的频率信号。具体地说，第一选择部分240分别从第一分频部分134的第一分频器134-1和第二分频器134-2接收6336MHz和3168MHz的频率信号，并且根据选择信号选择6336MHz和3168MHz的频率信号之一，然后输出所选择的频率信号。
第二混频部分260包括第一混频器262和第二混频器264。第二混频部分260接收由第一混频部分220生成的频率信号以及由第一选择部分240选择的频率信号，并且生成多个频率信号。
第二混频部分260中的第一混频器262接收由第一混频部分220根据控制信号生成的频率信号、以及由第一选择部分240选择的频率信号，并且生成多个频率信号。更详细地说，第一混频器262根据控制信号，通过对从第一混频部分220输出的1320MHz、792MHz和264MHz的信号和从第一选择部分240输出的6336MHz和3168MHz的信号进行恰当地相加，生成3432MHz、3960MHz、4488MHz、5016MHz、5544MHz、6072MHz、6600MHz、7128MHz和7656MHz的频率信号。因此，由第一混频器262生成的多个频率信号对应于图1所示的第一到第三频带组的中心频率。
第二混频器264接收来自第一混频器262的多个频率信号以及来自第二分频部分134的第二分频器134-2的频率信号，并且输出另外的多个频率信号。更详细而言，第二混频器264根据控制信号，通过对从第一混频器262输入的3432MHz、3960MHz、4488MHz、5016MHz、5544MHz、6072MHz、6600MHz、7128MHz和7656MHz的信号和从第二分频部分134的第二分频器134-2输入的3168MHz的信号进行恰当的相加，生成8184MHz、8712MHz、9240MHz、9768MHz和10296MHz的频率信号。由第二混频器264生成的多个频率信号对应于图1中的第四和第五频带组的中心频率。
第二选择部分280从第二混频部分260的第一混频器262和第二混频器264接收多个频率信号，并且根据选择信号输出选择的频率信号。
具体地说，第二选择部分280从第一混频器262接收作为第一到第三频带组的中心频率信号的3432MHz、3960MHz、4488MHz、5016MHz、5544MHz、6072MHz、6600MHz、7128MHz和7656MHz的信号，以及从第二混频器264接收作为第四和第五频带组的中心频率信号的8184MHz、8712MHz、9240MHz、9768MHz和10296MHz的信号，并且根据选择信号输出选择的频率信号。因此，第二选择部分280可以产生UWB内从3.1GHz到10.6GHz的第一到第五频带组中的所有子频带的中心频率。
图4描述了根据本发明的另一个示范实施例的频率合成器中的频率生成装置300。
图4中的频率生成装置300提供了信号转换部分334，来代替图3的频率生成装置100中的第二分频部分134的第一分频器134-1。
如图4所示，频率生成装置300包括本机振荡器310、分频装置330、PLL350和信号转换部分370。
本机振荡器310根据频率控制信号产生振荡频率。本机振荡器310根据频率控制信号产生6336MHz的频率信号，以便生成整个子频带的中心频率。
图3中，作为用于将从本机振荡器110输入的信号除以2的1/2分频器的第一分频器134-1被替换为如图4所示、对输入信号的相位移位90度的信号转换部分334。因此，为了让图3和图4的频率生成装置生成多个相同的频率信号，图4中的本机振荡器310的振荡频率被设置为6336MHz，其是图3中的本机振荡器110的12672MHz的振荡频率的一半。
分频装置330包括第一分频部分332和第二分频部分334。分频装置330从本机振荡器310接收频率信号，而且输出多个已分频的频率信号。第一和第二分频部分332和334二者都从本机振荡器310接收6336MHz的频率信号，并且输出多个已分频的频率信号。
第一分频部分332包括第一分频器332-1、第二分频器332-2和第三分频器332-3。第一分频器332-1从本机振荡器310接收6336MHz的频率信号，并且输出通过将6336MHz的输入频率信号除以三而输出的2112MHz的频率信号。第二分频器332-2从第一分频器332-1接收2112MHz的频率信号，并且输出通过将2112MHz的所接收频率信号除以二而输出的1056MHz的频率信号。第三分频器332-3从第二分频器332-2接收1056MHz的频率信号，并且输出通过将1056MHz的所接收频率信号除以四而输出的256MHz的频率信号。
从第二分频器332-2输出的1056MHz的信号以及从第三分频器332-3输出的264MHz的信号每个都被用作频率调整装置的输入信号，该频率调整装置以类似于图3中的频率生成装置100的方式生成中心频率。
第二分频部分334从本机振荡器310接收6336MHz的频率信号，并且输出除以二的频率信号。结果，由第二分频部分334产生的频率信号是3168MHz，其是从本机振荡器310输出的6336MHz的频率信号的一半。以类似于图3的频率生成装置100的方式，将由第二分频部分334产生的频率信号用作频率调整装置的输入信号。
PLL 350接收参考频率信号，以及从分频装置330接收已分频的频率信号，并且输出频率控制信号以便执行稳定频率的操作。更具体地说，PLL 350接收参考频率信号，以及来自分频装置330中的第一分频部分332的第三分频器332-3的264MHz的频率信号，并且输出频率控制信号以便执行操作来稳定频率。
信号转换部分370从本机振荡器310接收6336MHz的频率信号，将输入信号的相位移位90度，将所移位的信号转换为同相(I)信号和正交(Q)信号，这些信号的相位相差90度。当前，信号转换部分370可以使用多相滤波器(PPF)来实现。
信号转换部分370从本机振荡器310接收6336MHz的差分信号，并且输出差分I/Q信号。信号转换部分370的输出信号用作频率调整装置的输入信号。
当从本机振荡器310的6336MHz生成差分I/Q信号时，可以省略信号转换部分370。在这种情况下，由本机振荡器310生成的、6336MHz的差分I/Q信号被直接用作频率调整装置的输入信号。
在图4中，通过将本机振荡器310的振荡频率6336MHz设置为6336MHz的一半频率3168MHz，可以省略作为第一分频部分332的1/2分频器的第二分频器332-2，以及第二分频部分334。
在本机振荡器310的振荡频率被设置为3168MHz的情况下，第一分频器332-1将振荡频率除以3并因此输出1056MHz，而且第三分频器332-3将第一分频器332-1的输入信号1056MHz除以4并因此输出264MHz的信号。
因此，第一分频部分332的1056MHz和264MHz的输出信号与当在图4中使用本机振荡器310的6336MHz的振荡频率时的情况相同。此外，信号转换部分334的3168MHz的输出信号等于从第二分频部分334馈送给频率调整装置的第二混频器264的信号。
图5描述了根据本发明的另一个示范实施例的频率合成器的频率调整装置。与图3中、其中使用单个开关实现第一选择部分240的频率调整装置200相反，在图5的频率调整装置400中，第一选择部分440包括两个开关，即第一开关440-1和第二开关440-2。
在图5所描述的频率调整装置400的示范实施例中，输入信号可以是图3中的频率生成装置100或者图4的频率生成装置300的输出信号。
参见图5，频率调整装置400包括第一混频部分420、第一选择部分440、第二混频部分460和第二选择部分480。
当从频率生成装置输入频率信号时，第一混频部分420根据控制信号生成多个频率信号。第一混频部分420从频率生成装置接收1056MHz和264MHz的信号，并且根据控制信号、通过对信号1056MHz和264MHz进行加、减而输出1320MHz或者792MHz的输出信号。
第一选择部分440包括第一开关440-1和第二开关440-2。第一选择部分440从频率生成装置和第一混频部分420接收频率信号，并且根据选择信号输出选择的频率信号。
第一开关440-1根据选择信号，选择从频率生成装置输入的6336MHz和3168MHz的频率信号之一。当将来自频率生成装置的264MHz的频率信号和来自第一混频部分420的1320MHz或者792MHz的频率信号输入到第二开关440-2时，该第二开关440-2根据选择信号选择输入信号之一。
因此，第一选择部分440可以输出6336MHz、3168MHz、1320MHz、792MHz和264MHz的信号之一。
第二混频部分460包括第一混频器462和第二混频器464。向第二混频部分460提供来自第一选择部分440的选定频率信号，而且该第二混频部分460根据控制信号输出多个频率信号。
根据控制信号，向第一混频器462提供来自第一选择部分440的选定频率信号，而且该第一混频器462生成多个频率信号。由第一混频器462产生的信号对应于图1的第一到第三频带组中的子频带的中心频率。因为第一选择部分440输出6336MHz、3168MHz、1320MHz、792MHz和264MHz的信号之一，所以第一混频器462可以根据控制信号、通过对从第一选择部分440输出的信号进行恰当的相加而产生3432MHz、3960MHz、4488MHz、5016MHz、5544MHz、6072MHz、6600MHz、7128MHz和7656MHz，它们是第一到第三频带组的中心频率。
当把从第一混频器462生成的多个频率信号以及来自频率生成装置的3168MHz的信号输入到第二混频器464中时，第二混频器464生成另外的多个频率信号。由第二混频器464产生的频率信号对应于第四和第五频带组中的子频带的中心频率。
第二混频器264可以根据控制信号、通过对从第一混频器462输出的3432MHz、3960MHz、4488MHz、5016MHz、5544MHz、6072MHz、6600MHz、7128MHz和7656MHz的信号和从频率生成装置输出的3168MHz的信号进行恰当的相加，生成第四和第五频带组的8184MHz、8712MHz、9240MHz、9768MHz和10296MHz的频率信号。
向第二选择部分480提供来自第二混频部分460的第一混频器462和第二混频器464的多个频率信号，而且该第二选择部分480输出选择的频率信号。
更详细而言，当把由第一混频器462产生的第一到第三频带组的子频带的中心频率信号、和由第二混频器464产生的第四和第五频带组的子频带的中心频率信号输入到第二选择部分480时，第二选择部分480根据选择信号输出在第一到第五频带组的、从3.1GHz到10.6GHz的固定频带内的整个子频带的中心频率。
也就是说，第二选择部分480可以通过输出从第一混频器462馈送的3432MHz、3960MHz、4488MHz、5016MHz、5544MHz、6072MHz、6600MHz、7128MHz和7656MHz以及从第二混频器464馈送的8184MHz、8712MHz、9240MHz、9768MHz和10296MHz之一，产生UWB中的整个子频带的中心频率。
虽然如图3、4和5所示的频率合成器可以产生在固定频带(3.1GHz～106GHz)内的全部十四个子频带的中心频率，但是频率合成器可以选择和使用这些子频带的中心频率的一部分。例如，频率合成器可以仅仅选择和使用第一频带组中的子频带的3432MHz、3960MHz和4488MHz的中心频率。
如上所述，在通过多频带发送和接收数据的UWB无线通信系统中，生成所分配频带(3.1GHz～10.6GHz)内的子频带的所有中心频率。因此，可以为宽频带无线通信而增强子频带的利用。
此外，有可能通过灵活地使用在第一到第五频带组中的全部十四个子频带而使得UWB通信稳定，这是因为这些子频带在复杂且变化的无线频率环境中遭受较少的频率干扰。
虽然已经参考本发明的示范实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，可以在其中进行各种形式和细节的改变而不背离由权利要求所定义的本发明的精神和范围。

Claims (31)

1、一种在通过多频带发送和接收数据的超宽频带(UWB)无线通信系统中的频率合成器，包含：
频率生成器，其生成多个频率信号；以及
频率调整器，其从频率生成器接收所述多个频率信号，并且通过频率调整生成所述UWB内的全部或部分子频带的中心频率。
2、如权利要求1所述的频率合成器，其中该频率生成器包含：
本机振荡器，其根据频率控制信号生成振荡频率；
分频单元，其从本机振荡器接收频率信号，并且输出多个分频信号；和
锁相环(PLL)，其接收参考频率和来自分频装置的分频信号，并且输出稳定频率的频率控制信号。
3、如权利要求2所述的频率合成器，其中，本机振荡器根据频率控制信号生成12672MHz的频率信号，以便生成所有子频带的中心频率。
4、如权利要求2所述的频率合成器，其中所述分频单元包含：
第一分频部分，其从本机振荡器接收频率信号，并且输出多个第一分频信号；以及
第二分频部分，其从本机振荡器接收频率信号，并且输出多个第二分频信号。
5、如权利要求4所述的频率合成器，其中第一分频部分包含：
第一分频器，其从本机振荡器接收频率信号并且输出除以三的频率信号；
第二分频器，其从第一分频器接收所述除以三的频率信号，并且输出除以四的频率信号；以及
第三分频器，其从第二分频器接收所述除以四的频率信号，并且输出除以四的频率信号。
6、如权利要求5所述的频率合成器，其中，从所述第一分频器输出的频率信号是4224MHz的信号，从所述第二分频器输出的频率信号是1056MHz的信号，以及从所述第三分频器输出的频率信号是264MHz的信号。
7、如权利要求4所述的频率合成器，其中第二分频部分包含：
第一分频器，其从本机振荡器接收频率信号并且输出除以二的频率信号；以及
第二分频器，其从第一分频器接收所述除以二的频率信号，并且输出除以二的频率信号。
8、如权利要求7所述的频率合成器，其中，从所述第一分频器输出的频率信号是6336MHz的信号，而从所述第二分频器输出的频率信号是3168MHz的信号。
9、如权利要求1所述的频率合成器，其中所述频率调整器包含：
第一混频部分，其从所述频率生成器接收频率信号，并且根据控制信号生成多个第一混频部分频率信号；
第一选择部分，其从所述频率生成器接收频率信号，并且根据选择信号输出选择的频率信号；
第二混频部分，其从所述第一混频部分接收频率信号以及从所述第一选择部分接收选择的频率信号，并且生成多个第二混频部分频率信号；以及
第二选择部分，其接收从所述第二混频部分生成的多个频率信号以及来自所述频率生成器的频率信号，并且输出选择的频率信号。
10、如权利要求9所述的频率合成器，其中，第一混频部分生成1320MHz、792MHz和264MHz的频率信号。
11、如权利要求9所述的频率合成器，其中，第一选择部分根据选择信号，选择从所述频率生成器输出的6336MHz和3168MHz的频率信号之一。
12、如权利要求9所述的频率合成器，其中第二混频部分包含：
第一混频器，其接收从所述第一混频部分生成的频率信号以及来自所述第一选择部分的选定频率信号，并且根据控制信号生成多个第一混频的频率信号；以及
第二混频器，其接收来自所述第一混频器的多个第一混频的频率信号以及来自频率生成器的频率信号，并且生成多个第二混频的频率信号。
13、如权利要求12所述的频率合成器，其中，由所述第一混频器生成的多个频率信号是UWB中的第一到第三频带组的中心频率；以及
由所述第二混频器生成的多个频率信号是UWB中的第四和第五频带组的中心频率。
14、如权利要求13所述的频率合成器，其中，第一到第三频带组的中心频率是3432MHz、3960MHz、4488MHz、5016MHz、5544MHz、6072MHz、6600MHz、7128MHz和7656MHz，以及
第四和第五频带组的中心频率是8184MHz、8712MHz、9240MHz、9768MHz和10296MHz。
15、如权利要求1所述的频率合成器，其中所述频率生成器包含：
本机振荡器，其根据频率控制信号生成振荡频率；
分频单元，其从所述本机振荡器接收频率信号，并且输出多个分频信号；
PLL，其接收参考频率信号以及来自分频单元的分频信号，并且输出稳定频率的频率控制信号；以及
信号转换部分，其从所述本机振荡器接收频率信号，通过将所述信号的相位移位90度将所述信号转换为同相(I)信号和正交(Q)信号，由此导致90度的I和Q信号的相位差，并且输出已转换的信号。
16、如权利要求15所述的频率合成器，其中，所述本机振荡器根据频率控制信号生成6336MHz的频率信号，以便生成所有子频带的中心频率。
17、如权利要求15所述的频率合成器，其中分频单元包含：
第一分频部分，其从所述本机振荡器接收频率信号，并且输出多个第一分频信号；以及
第二分频部分，其从所述本机振荡器接收频率信号，并且输出多个第二分频信号。
18、如权利要求17所述的频率合成器，其中所述第一分频部分包含：
第一分频器，其从所述本机振荡器接收频率信号，并且输出除以三的频率信号；
第二分频器，其从第一分频器接收所述除以三的频率信号，并且输出除以二的频率信号；以及
第三分频器，其从第二分频器接收所述除以二的频率信号，并且输出除以四的频率信号。
19、如权利要求18所述的频率合成器，其中，从所述第一分频器输出的频率信号是2112MHz的信号，从所述第二分频器输出的频率信号是1056MHz的信号，以及从所述第三分频器输出的频率信号是264MHz的信号。
20、如权利要求17所述的频率合成器，其中，所述第二分频部分从所述本机振荡器接收频率信号，并且输出除以二的频率信号。
21、如权利要求20所述的频率合成器，其中，从所述第二分频部分输出的频率信号是3168MHz的信号。
22、如权利要求1所述的频率合成器，其中所述频率调整装置包含：
第一混频部分，其从所述频率生成器接收频率信号，并且根据控制信号生成多个第一混频的频率信号；
第一选择部分，其接收来自所述频率生成器的频率信号以及来自所述第一混频部分的频率信号，并且根据选择信号输出选择的频率信号；
第二混频器，其从所述第一选择部分接收所选择的频率信号，并且生成多个第二混频的频率信号；以及
第二选择部分，其接收从所述第二混频部分生成的多个第二混频的频率信号，并且输出选择的频率信号。
23、如权利要求22所述的频率合成器，其中，第一混频部分生成1320MHz和792MHz的频率信号。
24、如权利要求22所述的频率合成器，其中所述第一选择部分包含：
第一开关，其根据选择信号，选择从所述频率生成器输出的6336MHz和3168MHz的频率信号之一；以及
第二开关，其接收来自所述频率生成器的264MHz的频率信号、以及来自所述第一混频部分的1320MHz或者792MHz的频率信号，并且根据选择信号选择所接收的频率信号之一。
25、如权利要求22所述的频率合成器，其中第二混频部分包含：
第一混频器，其从所述第一选择部分接收所选择的频率信号，并且根据控制信号生成多个第一混频器频率信号；以及
第二混频器，其接收来自所述第一混频器的多个第一混频器频率信号以及来自所述频率生成器的频率信号，并且生成多个第二混频器频率信号。
26、如权利要求25所述的频率合成器，其中，由所述第一混频器生成的多个第一混频器频率信号是UWB的第一到第三频带组中的子频带的中心频率；以及
由所述第二混频器生成的多个第二混频器频率信号是UWB的第四和第五频带组中的子频带的中心频率。
27、如权利要求26所述的频率合成器，其中，第一到第三频带组的中心频率是3432MHz、3960MHz、4488MHz、5016MHz、5544MHz、6072MHz、6600MHz、7128MHz和7656MHz，以及
第四和第五频带组的中心频率是8184MHz、8712MHz、9240MHz、9768MHz和10296MHz。
28、如权利要求1所述的频率合成器，其中，UWB的范围从3.1GHz到10.6GHz。
29、如权利要求28所述的频率合成器，其中，UWB被分成从第一频带组到第五频带组的五个频带组。
30、如权利要求29所述的频率合成器，其中，所述第一到第五频带组中的子频带的数目是十四个。
31、如权利要求30所述的频率合成器，其中，所述第一到第五频带组中的子频带的中心频率是3432MHz、3960MHz、4488MHz、5016MHz、5544MHz、6072MHz、6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz、8712MHz、9240MHz、9768MHz和10296MHz。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20070110