CN101471662B - 用于OFDM UWB的6至8.2GHz五频带频率综合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于OFDM UWB的6至8.2GHz五频带频率综合器，包括第一固定频率锁相环(1)、第二固定频率锁相环(2)、多路选择器(3)、多相位除二分频器(4)和单边带混频器(5)。该频率综合器通过采用直接频率合成技术，可以输出6072MHz、6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz五个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OFDM UWB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。
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6至8.2GHz五频带频率综合器。
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6至8.2GHz五频带频率综合器，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6至8.2GHz五频带频率综合器，该频率综合器包括：
第一固定频率锁相环，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27分频器，输出稳定的7128MHz正交信号至单边带混频器；
第二固定频率锁相环，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三个2分频器和一个8分频器，在分频过程中产生一稳定的1056MHz正交信号和一稳定的2112MHz正交信号，并将该1056MHz和2112MHz正交信号共同输出给多路选择器；
多路选择器，用于将接收自第二固定频率锁相环的1056MHz和2112MHz正交信号选择输出给多相位除二分频器；
多相位除二分频器，用于将多路选择器输出的信号进行二分频并产生不同相位的输出给单边带混频器，以控制单边带混频器进行加或减；
单边带混频器，用于将接收自第一固定频率锁相环的7128MHz正交信号与接收自多相位除二分频器的528MHz正交信号或1056MHz正交信号或DC信号进行混频，得到6072MHz、6600MHz、7128MHz、7656MHz和8184MHz五个正交输出信号。
上述方案中，所述第一固定频率锁相环采用直接产生IQ两路信号的正交压控振荡器(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。
(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6至8.2GHz五频带频率综合器，采用两个固定频率锁相环、一个单边带混频器、一个多路选择器和一个多相位除二分频器产生五路6至8.2GHz的UWB本振信号，提高了频率综合器的频率和跳频速度，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6至8.2GHz五频带频率综合器，只用到了一个SSB混频器，减小了多次混频所产生的杂散；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6至8.2GHz五频带频率综合器，通过采用直接混频的办法产生所需要的各个频点的信号，然后通过一个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6至8.2GHz五频带频率综合器，高频锁相环采用了直接产生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。
5、本发明提供的这种用于OFDM UWB的6至8.2GHz五频带频率综合器，低频锁相环采用产生两倍频率然后分频的方法产生正交信号，提高了产生信号的正交性。
6、本发明提供的这种用于OFDM UWB的6至8.2GHz五频带频率综合器，采用了多相位除二分频器产生不同相位的输出信号从而控制单边带混频器的加或减，减小了单边带混频器的硬件成本。
附图说明
图1是本发明提供的用于OFDM UWB的6至8.2GHz五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6至8.2GHz五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、多路选择器3、多相位除二分频器4和单边带混频器5。
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27分频器，输出稳定的7128MHz正交信号至单边带混频器5。
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三个2分频器和一个8分频器，在分频过程中产生一稳定的1056MHz正交信号和一稳定的2112MHz正交信号，并将该1056MHz和2112MHz正交信号共同输出给多路选择器3。
多路选择器3，用于将接收自第二固定频率锁相环2的1056MHz和2112MHz正交信号选择输出给多相位除二分频器4。
多相位除二分频器4，用于将多路选择器3输出的信号进行二分频并产生不同相位的输出给单边带混频器5，以控制单边带混频器5进行加或减。
单边带混频器5，用于将接收自第一固定频率锁相环1的7128MHz正交信号与接收自多相位除二分频器4的528MHz正交信号或1056MHz正交信号或DC信号进行混频，得到6072MHz、6600MHz、7128MHz、7656MHz和8184MHz五个正交输出信号。
上述第一固定频率锁相环1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；第二固定频率锁相环2采用了二分频的方法产生正交信号，从而得到良好的正交信号。
上述多相位除二分频器4可以输出不同相位的二分频信号，从而控制单边带混频器产生加或减的信号；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，然后通过多路选择器3和多相位除二分频器4来选择需要的信号，各个频点之间的跳频速度取决于开关的速度，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：7128MHz整数PLL1、4224MHz整数PLL2、选择1056MHz与2112MHz两路信号的多路选择器3、实现1056MHz和2112MHz除二分频的多相位除二分频器4、实现7128MHz与528MHz或1056MHz或DC混频的单边带混频器5。
下面将给出具体频率综合方案：
7128MHz的PLL1采用的是66MHz的晶振频率，分频比为2×2×27，最终产生了66M×2×2×27＝7128MHz的输出，该锁相环的VCO采用可以直接产生IQ两路信号的正交VCO。
4224MHz的PLL2采用的也是66MHz的晶振频率，分频比为2×2×2×8，最终产生66M×2×2×2×8＝4224MHz的输出，在该锁相环的分频过程中产生了1056MHz和2112MHz的信号，这两个附加信号将为多相位除二分频器提供输入，这两路信号的选择由一个数据选择器3实现。
多相位除二分频器4将多路选择器3提供的1056MHz或2112MHz信号进行二分频器产生512MHz或1056MHz信号，并可以提供多个相位的输出信号从而来控制单边带混频器的加或减。
将7128MHz信号作为SSB Mixer的一个输入端，另外一个输入端为除二分频器4提供的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6072MHz、6600MHz、7128MHz、7656MHz和8184MHz五个bands的信号，最终通过控制多路选择器(3)和多相位除二分频器4来控制需要产生的band信号。
本发明提供的这种用于OFDM UWB的6至8.2GHz五频带频率综合器，通过采用直接频率合成技术，可以输出6072MHz、6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz五个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OFDM UWB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 (2)
1.一种用于正交频分复用无线超宽带的6至8.2GHz五频带频率综合器，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27分频器，输出稳定的7128MHz正交信号至单边带混频器(5)；
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三个2分频器和一个8分频器，在分频过程中产生一稳定的1056MHz正交信号和一稳定的2112MHz正交信号，并将该1056MHz和2112MHz正交信号共同输出给多路选择器(3)；
多路选择器(3)，用于将接收自第二固定频率锁相环(2)的1056MHz和2112MHz正交信号选择输出给多相位除二分频器(4)；
多相位除二分频器(4)，用于将多路选择器(3)输出的信号进行二分频并产生不同相位的输出给单边带混频器(5)，以控制单边带混频器(5)进行加或减；
单边带混频器(5)，用于将接收自第一固定频率锁相环(1)的7128MHz正交信号与接收自多相位除二分频器(4)的528MHz正交信号或1056MHz正交信号或DC信号进行混频，得到6072MHz、6600MHz、7128MHz、7656MHz和8184MHz五个正交输出信号。
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6至8.2GHz五频带频率综合器，其特征在于，所述第一固定频率锁相环(1)采用直接产生IQ两路信号的正交压控振荡器，避免采用两倍频率压控振荡器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。
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