[发明专利]频率合成器及频率合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种频率合成器(Frequency Synthesizer)，且特别涉及一种多频带正交频分复用(Multi-Band Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing；MB-OFDM)超宽频(Ultra Wideband；UWB)系统的频率合成器。

背景技术

多频带正交频分复用超宽频系统(以下简称为MB-OFDM UWB系统)所应用的频带范围涵盖约3.9G至10.1G赫兹，并且此频带范围区分成十四个频宽为528M赫兹的频带。图1示出了MB-OFDM UWB系统的操作频带图。如图所示，操作频带100由左至右是区分成第一至第十四频带b1至b14，每一频带的载频中心频率(称为第一至第十四频率f1至f14)分别为3432M赫兹、3960M赫兹、4488M赫兹、5016M赫兹、5544M赫兹、6072M赫兹、6600M赫兹、7128M赫兹、7656M赫兹、8184M赫兹、8712M赫兹、9240M赫兹、9768M赫兹，以及10296M赫兹。此外，该第一至第十四频带b1至b14由低至高，每三个频带被归类成一组，总共归类成第一至第五频带组BG1至BG5(第五频带组BG5仅包括两频带b13及b14)。

按照MB-OFDM UWB系统的标准，一MB-OFDM UWB系统的频率合成器必须至少提供第一个频带组BG1的三个频带(约涵盖3.9G至5.1G的范围)，此定名为模式一的操作。而若要提供更多数据传输量，则必须提供频率为5G以上的频带，此定名为模式二的操作。由于这些频带必须快速地切换操作，所以单纯利用传统锁相环(PLL)技术无法满足系统应用需求。利用混频技术以产生所需频率以及复用器以选择所需频率是目前最有效率的解决方案。然而，现有技术[1]至[7]仅提供模式一的频带范围，以及现有技术[8]虽提供模式二的操作，却仅仅产生七个频带，皆无法产生MB-OFDM UWB系统中全部的十四个频带。而现有技术[9]提供完整的十四个频带，其主要架构为一个锁相环以及五个混频器。然而，混频器是一个非线性的大信号操作电路，在整个射频电路上会产生高噪声，从而降低传输信号的品质。

高速率无线传输势必是未来通信发展的目标，并且超宽频装置更具有通信以外的功能。因此，一种能涵盖MB-OFDM UWB系统内第一至第十四频率，具有低数目的单边频混频器以降低噪声的频率合成器是有所必要。

[1]：IEEE 802.15.3a，Updated MB-OFDM Proposal Specification(03/268r3)，Mar.2004，by MBOA

[2]：C.F.Liang and S.I.Liu，“A Fast-Switching FrequencySynthesizer for UWB applications，”IEEE 2005 Asia Solid-State CircuitConference，8-2，pp.197-200

[3]：C.C.Lin and C.K.Wang，“Subharmonic Direct Frequency forMode-1 MB-OFDM UWB System”，IEEE 2005. On VLSI Circuit，3-3，pp38-41.

[4]：C.Sandner，et.Al.，“A 3GHz to 7GHz Fast-Hopping FrequencySynthesizer for UWB，”International Workshop on Ultra Wildband System，2004，18-21 May 2004，pp 405-409.

[5]：D.Leenaerts，et.Al.，A SiGe BiCMOS 1ns Fast HoppingFrequency Synthesizer for UWB Radio，”2005 IEEE 1nt.Solid-StateCircuit Conference 11.2，pp.202-203.

[6]：Hyun-Su Chae，et.Al.，“A Fast Hopping Frequency Synthesizerfor UWB Systems in a CMOS Technology，”Int.Symp.On WirelessCommuniacation Systmes 2005，05-09 Sept.2005，pp370-374.