[发明专利]频率合成装置及方法

说明书

技术领域

本发明是关于超宽带(Ultra Wide Band，以下简称为UWB)通信，特别是 关于频率合成的装置及方法。

背景技术

IEEE802.15.3a是用于宽带宽以及短距离数据通信的标准。正交频分复用 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，以下简称为OFDM)UWB通信系 统是以IEEE标准为基础的。UWB被定义为任何占用带宽(bandwidth)大于中 心频率的20％的频谱，或带宽至少为500百万赫兹(MHz)的无线电技术。 现代UWB系统使用调制技术(例如，OFDM)来占用这些非常宽的带宽，以此 使短距离内超过480兆比特每秒(Mbps)的高比特率成为可能。

图1为UWB频谱的示意图。从3.1到10.6十亿赫兹(GHz)的UWB频 谱被分为14个宽为528MHz的频带，其中，14个载波频率(carrier frequency) 是相应相关的。这些频带被进一步分为5个频带组(如图1的组1至组5所示)， 每个频带组具有两个或三个连续的频带。按照惯例，载波频率的产生需要14 个独立的振荡源。有多种产生这些载波频率的增强型技术已经被提议，例如， 使用较少的振荡源来产生这些载波频率。例如，在一种现有技术中，一个频 率合成器使用单一的振荡器以及多个除法器(divider)来产生所有14个UWB频 带。这些频带产生于两个阶段。在阶段1，首先产生频带#2，#5，#8，# 11以及#14。在阶段2，通过对频带#2，#5，#8，#11以及#14进行频 率转移(frequency translation)来产生剩余的频带。在此架构中，仅需要一个振 荡源，然而，由于频带#1，#3，#4，#6，#7，#9，#10，#12以及# 13的产生需要额外的用于执行频率转移的电路，其中，需要配置单边带(single side band，以下简称为SSB)混频器(mixer)的多个级，因此两个阶段的过程被 认为是效率较低的。其中的一个缺点是谐波失真(harmonic distortion)，因为I/Q 的不匹配增加，所以谐波失真会沿着SSB混频器的多个级恶化。因此，这种 先前技术中的两阶段的实施方式会花费较高的成本，而效率会降低。因此， 需要一种增强的方法。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供了一种频率合成装置及其方法。

本发明提供了一种频率合成装置，用于无线通信，包括：锁相环电路， 根据参考频率以及单位频率产生第一基础频率；第一除法模块，耦接于所述 锁相环电路，切分所述第一基础频率以产生一第二基础频率；第二除法模块， 耦接于所述第一除法模块，多次切分所述第二基础频率以产生所述单位频率 以及多个中间频率，所述多个中间频率中的每一个具有一个单位频率的2的 指数比例；第二混频器，耦接于所述第二除法模块，将所述多个中间频率中 的一个与所述单位频率混合以产生步进频率；以及第一混频器，耦接于所述 第二混频器以及所述第一除法模块，将所述第一基础频率以及所述第二基础 频率中的一个与所述步进频率混合以产生输出频率，所述输出频率的多个种 类可以覆盖超宽带频谱的所有频带。

本发明提供了一种频率合成方法，用于无线通信，包括：根据参考频率 以及单位频率产生第一基础频率；切分所述第一基础频率以产生第二基础频 率；多次切分所述第二基础频率以产生所述单位频率以及多个中间频率，所 述多个中间频率中的每一个具有一个单位频率的2的指数比例；选择所述多 个中间频率中的一个与所述单位频率混合以产生步进频率；以及选择所述第 一基础频率以及所述第二基础频率中的一个与所述步进频率混合以产生输出 频率，所述输出频率的多个种类可以覆盖超宽带频谱的所有频带。

本发明提供的频率合成装置及其方法，产生了可以覆盖超宽带频谱的所 有频带的输出频率，可以提高效率，且不需增加成本。

附图说明

图1为UWB频谱的示意图。

图2为本发明一实施例的两个基础频率以及多个步进频率的组合示意图。

图3a为本发明一实施例的合成器的示意图。

图3b为本发明另一实施例的合成器的示意图。

图4为一频率表，用于表示图3a以及图3b的合成器执行的频率选择。

图5为本发明一实施例的频率合成方法的流程图。

具体实施方式