[发明专利]一种用于双载波OFDM UWB的频率综合器

说明书

技术领域

本发明涉及应用于无线个域网(Wireless Personal Area Network， WPAN)中的高速短距离无线通信系统，尤其涉及一种用于双载波正交频 分复用无线超宽带(OFDM UWB)的频率综合器，是双载波OFDM UWB 无线射频收发机中的重要电路模块。

背景技术

无线超宽带(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。它实现了两大突破，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。

双载波OFDM UWB通信技术使得对于给定频谱的物理信道划分以及 逻辑信道划分更加灵活，使得信号在基带部分的处理更加方便，同时由于 信号带宽的减小对模拟基带电路以及模数转换器(ADC)和数模转换器 (DAC)的设计带来了益处。然而双载波OFDM UWB技术对射频收发机 的设计提出了挑战，尤其是其硬件成本和功耗提出了更高的要求，同时对 于跳频方案也提出了更高的设计要求。

双载波频率综合器是双载波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， 应用于双载波OFDM 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)4、需要同时产生两个载波。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的要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对以上难点，本发明的主要目的在于提供一种用于双载波OFDM UWB的频率综合器，以减小成本和功耗，提高跳频速度，满足UWB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双载波正交频分复用无线超 宽带的频率综合器，该频率综合器由一个频率为8448MHz的锁相环、第 一单边带混频器、第二单边带混频器、第三单边带混频器、第四单边带混 频器、第一多路选择器、第二多路选择器、第三多路选择器和第四多路选 择器构成，通过采用直接频率合成技术，产生以下九组双载波本振信号： 4356M和4620M、6336M和6864M、6600M和7128M、7392M和7920M、 7656M和8184M、6336M和7392M、6600M和7656M、6864M和7920M、 7128M和8184M，实现纳秒级的跳频速度；

其中，所述第一多路选择器选择锁相环产生的132M或2112M信号， 将选择结果作为第一单边带混频器的一个输入端；第一单边带混频器将 4224M信号与第一多路选择器的输出信号进行单边带混频，将产生的 6336M或4356M信号作为第四单边带混频器的一个输入端；第二多路选 择器选择锁相环产生的264M或528M或1056M信号，将选择结果作为第 二单边带混频器的一个输入端；第二单边带混频器将第二多路选择器的输 出与第一单边带混频器的输出进行单边带混频，将产生的6864M或7392M 或4620M作为第四单边带混频器的一个输入端；第三多路选择器选择锁 相环产生的528M或1056M信号，将选择结果作为第三单边带混频器的一 个输入端；第三单边带混频器将264M信号与第三多路选择器的输出信号 进行单边带混频，将产生的792M或1320M信号作为第四多路选择器的输 入端；第四多路选择器选择以下这些信号：DC、264M、528M、1056M、 792M或1320M，并将选择结果作为第四单边带混频器的一个输入端；第 四单边带混频器将第一单边带混频器、第二单边带混频器和第四多路选择 器的输出进行单边带混频，最终输出需要的双载波本振信号。