[发明专利]用于6至9GHz双载波正交频分复用超宽带的频率综合器

说明书

技术领域

本发明涉及宽带RF通信技术领域，特别涉及一种基于双载波正交频分复用超宽带无线通信的频率综合器。

背景技术

超宽带(Ultra-Wide band，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480Mb/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。

多频带正交频分复用(Multi-Band Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，MB-OFDM)方案是目前高速超宽带通信的主要实现方案之一。MB-OFDM标准规定，OFDM信号由128个子载波组成，这些载波占用528MHz，可用频带分为若干528MHz子频带。通过调制载波，轮流将基带超宽带信号搬移到上述子频带中的一个进行发送。

MB-OFDM UWB方案的子频带带宽大于500MHz，频谱使用不灵活，频谱利用效率不高，对硬件实现要求高。另一种实现机制为双载波正交频分复用(Dual-Carrier Orthogonal Frequency Division Multiplexing，DC-OFDM)超宽带无线通信。DC-OFDM方法中，子频带的宽度为264MHz，在通信时使用其中的两个分离的子频带传送基带OFDM信号。

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，其需要在保持频谱纯度的同时，能够在纳秒级时间内从一个载波跳变到另一个载波，这是传统窄带无线通信系统中的频率综合器结构所无法胜任的。此外，频率综合器的面积与功耗在整个无线收发机中均占据50％左右的比例。因此，设计一款结构简单、面积小、功耗低、满足跳频时间要求的频率综合器无疑会极大地降低UWB系统成本和提升产品竞争力。目前，工业界与学术界在DC-OFDM UWB频率综合器实现上尚未发现有报道，尤其是用于DC-OFDM UWB二次变频零中频收发机中的频率综合器更是少有提及。

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6至9GHz的DC-OFDM UWB的频率综合器，以同时在面积与功耗上做到较优，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6至9GHz双载波正交频分复用超宽带的频率综合器，该频率综合器包括锁相环、第一多路选择器、第二多路选择器、第三多路选择器、第一单边带混频器、第二单边带混频器、第三单边带混频器、第四单边带混频器和一个除二分频器，产生用于6至9GHz的双载波正交频分复用超宽带通信的八对载波分量和一个正交载波分量。

上述方案中，该频率综合器采用直接频率合成技术，通过对锁相环产生的频率和多路选择器输出的频率在单边带混频器中进行频率加或减操作，最终输出7656和8184MHz、7920和8448MHz、8712和9240MHz、8976和9504MHz、7656和8712MHz、7920和8976MHz、8184和9240MHz、8448和9504MHz八对载波信号和一个1320MHz正交载波信号。

上述方案中，该频率综合器包括：

锁相环，该锁相环以66MHz信号为参考频率信号，反馈链路中依次包括有七个除二分频器，输出稳定的8448MHz正交信号至第三单边带混频器与第四单边带混频器；

第一多路选择器，用于接收528、264MHz信号，并通过外部信号的控制选择528和264MHz信号中一路输出给第一单边带混频器；

第二多路选择器，用于接收1056、528MHz信号和直流分量，并通过外部信号的控制选择1056、528MHz信号和直流分量中一路输出给第三单边带混频器；

第三多路选择器，用于接收1056、528MHz信号和直流分量，并通过外部信号的控制选择1056、528MHz信号和直流分量中一路输出给第四单边带混频器；

第一正交单边带混频器，用于将接收自锁相环的频率为8448MHz的正交信号与接收自第一多路选择器的频率为528MHz或者264MHz的正交信号进行频域相加或者相减操作，产生四个正交信号，分别为7920MHz(＝8448-528)、8184MHz(＝8448-264)、8712MHz(＝8448+264)和8976MHz(＝8448+528)；