專利名稱：頻率合成器及頻率合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頻率合成器(Frequency Synthesizer)，且特別涉及一種多頻帶
(Multi-Band Othogonal Frequency Division Multiplexing ；MB-OFDM) 寬頻(Ultra Wideband ；UffB)系統(tǒng)的頻率合成器。
背景技術(shù)：
多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱為MB-OFDM UffB系統(tǒng))所應(yīng)用的頻帶 范圍涵蓋約3. 9G至10. IG赫茲，并且此頻帶范圍區(qū)分成十四個(gè)頻寬為528M赫茲的頻帶。圖 1示出了 MB-OFDM UWB系統(tǒng)的操作頻帶圖。如圖所示，操作頻帶100由左至右是區(qū)分成第 一至第十四頻帶bl至bl4，每一頻帶的載頻中心頻率(稱為第一至第十四頻率fl至Π4) 分別為3432M赫茲、3960M赫茲、4488M赫茲、5016M赫茲、5M4M赫茲、6072M赫茲、6600M赫 茲、7128M赫茲、7656M赫茲、8184M赫茲、8712M赫茲、9M0M赫茲、9768M赫茲，以及1(^96M 赫茲。此外，該第一至第十四頻帶bl至bl4由低至高，每三個(gè)頻帶被歸類成一組，總共歸類 成第一至第五頻帶組BGl至BG5 (第五頻帶組BG5僅包括兩頻帶bl3及bl4)。按照MB-OFDM UWB系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，一 MB-OFDM UWB系統(tǒng)的頻率合成器必須至少提供 第一個(gè)頻帶組BGl的三個(gè)頻帶(約涵蓋3.9G至5. IG的范圍)，此定名為模式一的操作。而 若要提供更多數(shù)據(jù)傳輸量，則必須提供頻率為5G以上的頻帶，此定名為模式二的操作。由 于這些頻帶必須快速地切換操作，所以單純利用傳統(tǒng)鎖相環(huán)(PLL)技術(shù)無法滿足系統(tǒng)應(yīng)用 需求。利用混頻技術(shù)以產(chǎn)生所需頻率以及復(fù)用器以選擇所需頻率是目前最有效率的解決方 案。然而，現(xiàn)有技術(shù)[1]至[7]僅提供模式一的頻帶范圍，以及現(xiàn)有技術(shù)[8]雖提供模式二 的操作，卻僅僅產(chǎn)生七個(gè)頻帶，皆無法產(chǎn)生MB-OFDM UWB系統(tǒng)中全部的十四個(gè)頻帶。而現(xiàn)有 技術(shù)[9]提供完整的十四個(gè)頻帶，其主要架構(gòu)為一個(gè)鎖相環(huán)以及五個(gè)混頻器。然而，混頻器 是一個(gè)非線性的大信號(hào)操作電路，在整個(gè)射頻電路上會(huì)產(chǎn)生高噪聲，從而降低傳輸信號(hào)的 品質(zhì)。高速率無線傳輸勢(shì)必是未來通信發(fā)展的目標(biāo)，并且超寬頻裝置更具有通信以外的 功能。因此，一種能涵蓋MB-OFDM UWB系統(tǒng)內(nèi)第一至第十四頻率，具有低數(shù)目的單邊頻混頻 器以降低噪聲的頻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 Frequency Synthesizer forUWB applications,，，IEEE 2005Asia Sol id-State Circuit Conference, 8-2, pp.197-200[3] :C. C. Lin and C. K. Wang, “ Subharmonic Direct Frequency forMode-IMB-OFDM UffB System”，IEEE 2005. On VLSI Circuit, 3-3, pp 38-41.[4] :C. Sandner,et. Al. ,"A 3GHz to 7GHz Fast-Hopping FrequencySynthesizer for UffB, " International Workshop on Ultra Wildband System, 2004,18-21May 2004, pp 405-409.[5] :D. Leenaerts, et. Al. , A SiGe BiCMOS Ins Fast Hopping FrequencySynthesizer for UffB Radio,，，2005IEEE Int. Sol id-State Circuit Conference 11. 2，pp.202—203.[6] Hyun-Su Chae, et. Al. , "A Fast Hopping Frequency Synthesizer forUWB Systems in a CMOS Technology, ” Int. Symp. On WirelessCommuniacation Systmes 2005,05-09Sept. 2005，pp370_374.[7] :Remco van de B eek, et. Al. "A fast-hopping single-PLL 3-band UffBsynthesizer in 0.25um SiGe BiCMOS, "Proceedings of ESSCIRC 2005, 12-16Sept. 2005，pp. 173-176.[8] Jri Lee and Da—Wei Chiu，"A 7-band 3_8GHz Frequency Synthesizerffith Ins Band-Switching Time in 0.18um CMOS Technology", IEEE 2005ISSCC，11—3， pp.204-205,2005.[9] C. Mi shra, e t. Al. , “ Frequency Planning and Synthesizer Architecturesfor Multiband OFEM UffB radios,，，IEEE Trans. On Microwave Theory andTechniques,2005.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種頻率合成方法，用于產(chǎn)生MB-OFDM UWB系統(tǒng)的十四個(gè)頻率，以及一 種應(yīng)用此頻率合成方法的頻率合成器。本發(fā)明的頻率合成器僅包括兩個(gè)個(gè)混頻器，能夠降 低噪聲的產(chǎn)生，從而提高傳輸信號(hào)的品質(zhì)。本發(fā)明提供一種頻率合成方法，用于產(chǎn)生MB-OFDM UWB系統(tǒng)的載頻中心頻率，所述 中心頻率由低至高包含第一至第十四頻率，任兩相鄰的該載頻中心頻率相隔有一基本間隔 頻率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種頻率合成方法，用于產(chǎn)生多頻帶正交頻分復(fù)用 超寬頻的多個(gè)載頻中心頻率，所述載頻中心頻率由低至高包含第一至第十四頻率，任兩相 鄰的該載頻中心頻率相隔有一基本間隔頻率，該方法包括產(chǎn)生該第八頻率；產(chǎn)生頻率第 一及第二間隔頻率，并且選擇該第一及第二間隔頻率其中之一為一間隔輸出頻率，其中，該 第一及第二間隔頻率等于該基本間隔頻率的整數(shù)倍；產(chǎn)生該基本間隔頻率；將該第八頻率 及該間隔輸出頻率進(jìn)行一選擇性的混頻處理，而產(chǎn)生第一輸出頻率，其中，第一輸出頻率為 該第八、第二、第十四、第五以及第十一頻率其中之一；以及將該第一輸出頻率與該基本間 隔頻率進(jìn)行一選擇性的混頻處理，而產(chǎn)生第二輸出頻率，其中，該第二輸出頻率為第一至第 十四頻率其中之一。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種頻率合成器，用于產(chǎn)生多頻帶正交頻分復(fù)用 超寬頻的多個(gè)載頻中心頻率，所述載頻中心頻率由低至高包含第一至第十四頻率，任兩相 鄰的該載頻中心頻率相隔有一基本間隔頻率，該頻率合成器包括一鎖相環(huán)，用于產(chǎn)生一初始信號(hào)，其中，該初始信號(hào)的頻率等于該第八頻率；一間隔頻率產(chǎn)生器，用于輸出第一及 第二間隔輸出信號(hào)，其中，該第一間隔輸出信號(hào)的頻率是選擇為第一或第二間隔頻率，和 其中，該第一及第二間隔頻率等于該基本間隔頻率的整數(shù)倍，以及該第二間隔輸出信號(hào)的 頻率等于該基本間隔頻率；第一混頻器，用于將該初始信號(hào)及該第一間隔輸出信號(hào)進(jìn)行一 選擇性的混頻處理，而產(chǎn)生第一輸出信號(hào)，其中，第一輸出信號(hào)的頻率為該第八、第二、第 十四、第五以及第十一頻率其中之一；以及第二混頻器，用于將該第一輸出信號(hào)與該第二間 隔輸出信號(hào)進(jìn)行一混頻處理，而產(chǎn)生第二輸出信號(hào)，其中該第二輸出信號(hào)的頻率為第一至 第十四頻率其中之一。


圖1示出了 MB-OFDM UffB系統(tǒng)的頻帶圖。圖2A及圖2B分別示出了本發(fā)明的頻率產(chǎn)生規(guī)劃示意圖以及本發(fā)明所提供的一產(chǎn) 生多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻的第一至第十四頻率的方法的流程圖的一實(shí)施例；圖2C示出了圖2B所示流程圖的一較佳實(shí)施例；圖3示出了本發(fā)明所提出的一應(yīng)用圖2C所示方法的頻率合成器的結(jié)構(gòu)方塊圖的 一實(shí)施例；圖4示出了本發(fā)明所提供圖3的間隔頻率產(chǎn)生器的結(jié)構(gòu)方塊圖的一實(shí)施例；圖5A及圖5B分別示出了本發(fā)明所提供圖3的第一混頻器的結(jié)構(gòu)方塊圖的一實(shí)施 例，以及圖5A的第一或第二混頻電路的細(xì)部電路結(jié)構(gòu)的電路圖的一實(shí)施例；以及圖6示出了在此較佳實(shí)施例內(nèi)，本發(fā)明所提供圖3的第一混頻器的結(jié)構(gòu)方塊圖的
一實(shí)施例。附圖符號(hào)說明
100-操作頻帶
300-頻率合成器
302-鎖相環(huán)
304-間隔頻率產(chǎn)生器
306-第一混頻器
308-第二混頻器
410-第一除法器
402-第二除法器
422-除三電路
424-多相位濾波器
430-復(fù)用器
510-路徑選擇器
520-單邊頻混頻器
521、522_ 第一及第二
523-第一混頻電路
524-第二混頻電路
530-復(fù)用器
610-路徑選擇器620-單邊頻混頻器621、622_ 第一及第二區(qū)塊630-復(fù)用器bl-bl4_第一至第十四頻帶BG1-BG5-第一至第五頻率組fl-fl4-第一至第十四頻率fdl、fd2_第一及第二間隔頻率fdl-I，Q、fd2_I，Q-第一及第二間隔信號(hào)fdm-最低間隔頻率fdol-I，Q、fdo2_I，Q-第一及第二間隔輸出信號(hào)fi-I，Q_ 初始信號(hào)fmo-I，Q-混頻輸出信號(hào)fdol-I (+)、fdol-I (-)-第一輸出同相信號(hào)的正相及反相信號(hào)fdol' -I⑴、fdol，-I (-)_變相同相信號(hào)的正相及反相信號(hào)fdol-Q(+)、fdol-Q(-)-第一輸出正交信號(hào)的正相及反相信號(hào)fdol，-Q(+)、fdol，-Q(-)-變相正交信號(hào)的正相及反相信號(hào)fo_輸出信號(hào)fol-I (+)、fol-I (-)-第一輸出同相信號(hào)的正相及反相信號(hào)fol-Q(+)、fol-Q( —)-第一輸出正交信號(hào)的正相及反相信號(hào)Groupl-Group5_第一至第五頻率組11-14-路徑選擇器輸入端Imixl 1、Imixl2、Imix21、Imix22_ 混頻器輸入端01-04-路徑選擇器輸出端OmixlI、0mixl2、0mix21、0mix22-混頻器輸出端Zl、Z2-第一及第二負(fù)載阻抗
具體實(shí)施例方式圖2A示出了本發(fā)明所提供的一頻率產(chǎn)生規(guī)劃示意圖，以及圖2B示出了本發(fā)明所 提供的一產(chǎn)生MB-OFDM UWB系統(tǒng)的第一至第十四頻率的方法的流程圖。首先參見圖2A，圖 中由左自右分別示出了第一至第十四頻率f 1至f 14，分別表示多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻 所需產(chǎn)生的3432M、3960M、4488M、. . . 9768M、1(^96M赫茲，并且任兩相鄰的所述頻率相隔有 一基本間隔頻率fdm(528M赫茲)?，F(xiàn)同時(shí)參考圖2A及圖2B。首先進(jìn)行步驟200。在步驟200中，該第一至第十四頻 率f 1至f 14由低至高，每三個(gè)頻率被歸類成一組，總共歸類成第一至第五頻率組Groupl至 GroUp5。注意到，第五頻率組只含第十三頻率Π3及第十四頻率fl4。接下來進(jìn)行步驟202。在步驟202中，產(chǎn)生第三頻率組Group3的中心頻率(即第 八頻率f8)。接下來進(jìn)行步驟204。步驟204是將步驟202所產(chǎn)生的第八頻率f8率執(zhí)行混頻程序，以產(chǎn)生該第一頻率組Groupl的中心頻率(即第二頻率、第二頻率組Group2的中心 頻率(即第五頻率f5)、即第四頻率組Group4的中心頻率(即第i^一頻率f 11)，以及第五 頻率組Group5的中心頻率(即第十四頻率f 14)。接下來，在步驟206中，是將步驟202及204所產(chǎn)生的第一至第五頻率組Groupl 至GroUp5的中心頻率(f2、f5、f8、fll以及f 14)執(zhí)行混頻程序，用于分別產(chǎn)生該第一至第 五頻率組的該中心頻率的兩相鄰頻率。更明確而言，本步驟是將第二頻率f2執(zhí)行混頻程序 而產(chǎn)生第一及第三頻率Π及f3，將第五頻率f5執(zhí)行混頻程序而產(chǎn)生第四及第六頻率f4及 f6，將第八頻率f8執(zhí)行混頻程序而產(chǎn)生第七及第九頻率f7及f9，將第十一頻率Π1執(zhí)行混 頻程序而產(chǎn)生第十及第十二頻率flO及fl2，以及將第十四頻率fl4執(zhí)行混頻程序而產(chǎn)生第 十三頻率fl3。步驟202、204以及206所產(chǎn)生的全部頻率即十四個(gè)頻率(第一頻率fl至第十四 頻率f 14)。圖2C示出了圖2B所示流程圖的一實(shí)施例?，F(xiàn)參見圖2C，并仍同時(shí)參考圖2A及 圖2B以增進(jìn)理解。首先進(jìn)行步驟212。在此步驟中，第八頻率f8(7128M赫茲)、第一及第 二間隔頻率fdl及fd2，以及基本間隔頻率fdm(5^M赫茲)被產(chǎn)生出來，并且該第一及第二 間隔頻率fdl及fd2其中之一為一間隔輸出頻率fdo。第一及第二間隔頻率fdl及fd2等 于該基本間隔頻率fdm的整數(shù)倍。在一實(shí)施例中，第一及第二間隔頻率fdl及fd2分別為 基本間隔頻率fdm的六倍及三倍，即分別為圖2A所示的3168赫茲及1584M赫茲。在步驟212的一實(shí)施例中，第八頻率f8及第一間隔頻率fdl首先被產(chǎn)生出來。譬 如是使用一包含兩個(gè)壓控振蕩器的鎖相環(huán)，其中該兩壓控振蕩器分別產(chǎn)生該第八頻率f8 及第一間隔頻率fdl。接下來，使用一第一除法器將該第一間隔頻率fdl除以第一整數(shù)(譬 如是2、以產(chǎn)生該第二間隔頻率fd2，繼而使用第二除法器將該第二間隔頻率fd2除以第二 整數(shù)(譬如是幻以產(chǎn)生該基本間隔頻率fdm，以及使用一復(fù)用器選擇第一及第二間隔頻率 fdl及fd2其中之一為間隔輸出頻率fdo。接下來進(jìn)行步驟214。在步驟214中，是將步驟212所產(chǎn)生的第八頻率f8與間 隔輸出頻率fdo進(jìn)行一選擇性的混頻程序，用于產(chǎn)生第一輸出頻率fol，其中，fol = f8 或(fS-fdo)或(fS+fdo)。因此，當(dāng)間隔輸出頻率fdo在步驟212內(nèi)選擇為第一間隔頻率 fdl (即3168赫茲)時(shí)，則第一輸出頻率fol即為第八頻率f8，或是第一頻率組Groupl的 中心頻率(即第二頻率f2)，或是第五頻率組Group5的中心頻率(即第十四頻率Π4)；當(dāng) 間隔輸出頻率fdo在步驟212內(nèi)選擇為第二間隔頻率fd2 (即1584赫茲)時(shí)，則第一輸出 頻率fol =第八頻率f8，或是第二頻率組Group2的中心頻率(即第五頻率f5)，或是第四 頻率組Group4的中心頻率(即第i^一頻率fll)。接下來，進(jìn)行步驟216。在此步驟中，步驟214所產(chǎn)生的第一輸出頻率fol以及步 驟212所產(chǎn)生的基本間隔頻率fdm(即528M赫茲)被施行一選擇性的混頻處理，用于產(chǎn)生第 二輸出頻率fo2，其中，fo2 = fol或(fol-fdm)或(fol+fdm)。因此，當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol =第一頻率組Groupl的中心頻率(即第二頻率f2)時(shí)，則第二輸出頻率fo2 =第一頻率組 Groupl當(dāng)中的一頻率(fl，f2或f3)；當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol =第二頻率組Group2的中心頻 率(即第五頻率f5)時(shí)，則第二輸出頻率fo2 =第二頻率組Group2當(dāng)中的一頻率(f4，f5 或f6)；當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol =第三頻率組Group3的中心頻率(即第八頻率f8)時(shí)，則第二輸出頻率fo2 =第三頻率組Group3當(dāng)中的一頻率(f7，f8或f9)；當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol = 第四頻率組Group4的中心頻率(即第i^一頻率fll)時(shí)，則第二輸出頻率fo2 =第四頻率 組Group4當(dāng)中的一頻率(flO，fll或fl2)；當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol =第五頻率組Group5的 中心頻率(即第十四頻率ffl4)時(shí)，則第二輸出頻率fo2 =第五頻率組Group5當(dāng)中的一頻 率(f 13或f 14)。此步驟所產(chǎn)生的頻率即可選擇為十四個(gè)頻率(第一頻率fl至第十四頻率 fl4)當(dāng)中的一。須注意，由于(fl4+fd3)并非落在多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻的頻帶范圍 內(nèi)，因此fo2選擇為(fl4+fd;3)的情況可設(shè)計(jì)為不發(fā)生，或是第二輸出頻率fo2仍可選擇為 (fl4+fd3)但不為頻率合成器的后級(jí)電路利用。圖3示出了本發(fā)明所提出的一應(yīng)用圖2C所示方法的頻率合成器300的結(jié)構(gòu)方塊 圖的一實(shí)施例。如圖所示，頻率合成器300包括一鎖相環(huán)302、一間隔頻率產(chǎn)生器304、一第 一混頻器306以及一第二混頻器308。鎖相環(huán)302，產(chǎn)生一初始同相信號(hào)fi-I及一初始正交信號(hào)fi_Q(以下統(tǒng)稱為初始 信號(hào)fO-I，Q)，兩者頻率皆等于圖2A中所示的第八頻率f8(7128M赫茲)而相位彼此相差 90，并將該初始信號(hào)fO-I，Q提供至第一混頻器306。間隔頻率產(chǎn)生器304，用于提供第一間隔輸出信號(hào)fdol-I，Q(包括其同相信號(hào) fdol-I及正交信號(hào)fdol-Q)及第二間隔輸出信號(hào)fdo2-I，Q(包括其同相信號(hào)fdo2_I及 正交信號(hào)fdo2-Q)，其中，該第一間隔輸出信號(hào)fdol-I，Q的頻率(稱為第一間隔輸出頻率 fdol)是選擇為第一間隔頻率fdl或第二間隔頻率fd2。該第一及第二間隔頻率fdl及fd2 等于圖2A的基本間隔頻率fdm的整數(shù)倍，以及該第二間隔輸出信號(hào)fdo2-I，Q的頻率(稱 為第二間隔輸出頻率fdM)等于該基本間隔頻率fdm。在一實(shí)施例中，第一及第二間隔頻 率fdl及fd2分別為基本間隔頻率fdm(528M赫茲)的六倍及三倍，即分別為圖2A所示的 3168M赫茲及1584M赫茲。間隔頻率產(chǎn)生器302并將第一間隔輸出信號(hào)fdol_I，Q提供至 第一混頻器306，以及將第二間隔輸出信號(hào)fdo2-I，Q提供至至第二混頻器308。對(duì)應(yīng)至圖 2C，鎖相環(huán)302及間隔頻率產(chǎn)生器304執(zhí)行步驟212。第一混頻器306，是將鎖相環(huán)302所產(chǎn)生的初始信號(hào)fi_I，Q(頻率為第八頻率f8 =7128M赫茲)與間隔頻率產(chǎn)生器304所產(chǎn)生的第一間隔輸出信號(hào)fd_I，Q進(jìn)行一選擇性 的混頻處理，用于產(chǎn)生頻率相等而相位相差90度的第一輸出同相信號(hào)fol-I及第一輸出正 交信號(hào)fol_Q(以下統(tǒng)稱為第一輸出信號(hào)fol_I，Q)。第一混頻器306繼而將第一輸出信號(hào) fol-I，Q提供至第二混頻器308。第一輸出信號(hào)fol-I，Q的頻率(以下稱為第一輸出頻率 fol)可根據(jù)所選擇的不同混頻處理而為第八頻率f8本身，或?yàn)?f8-fdl)，或?yàn)?f8+fdl)。 因此，當(dāng)?shù)谝婚g隔輸出頻率fdol =第一間隔頻率fdl (即3168赫茲)時(shí)，則第一輸出頻率 fol =第一頻率組Groupl的中心頻率(即第二頻率f2)，或是第五頻率組Group5的中心頻 率(即第十四頻率Π4)；當(dāng)?shù)谝婚g隔輸出頻率fdol =第二間隔頻率fd2(即1584赫茲) 時(shí)，則第一輸出頻率fol =第二頻率組Group2的中心頻率(即第五頻率f5)，或是第四頻率 組GroUp4的中心頻率(即第十一頻率fll)；當(dāng)略過初始信號(hào)(即第八頻率f8)與第一間 隔輸出頻率fdol的混頻動(dòng)作時(shí)，則第一輸出頻率fol =第八頻率f8。對(duì)應(yīng)至圖2C，第一混 頻器306執(zhí)行步驟214。第二混頻器308，是將該第一混頻器306所產(chǎn)生的該第一輸出信號(hào)fol_I，Q以及該 間隔頻率產(chǎn)生器302所產(chǎn)生的第二間隔輸出信號(hào)fdo2-I，Q進(jìn)行一選擇性的混頻處理，繼而產(chǎn)生頻率相等而相位相差90度的第二輸出同相信號(hào)fo2-I及第二輸出正交信號(hào)fo2-Q(以 下統(tǒng)稱為第二輸出信號(hào)fo2-I，Q)。第二輸出信號(hào)fo2-I，Q的頻率(以下稱為第二輸出頻 率fc^)可根據(jù)所選擇的不同混頻處理而為第一輸出頻率fol本身，或是(fol-fdo2)，或是 (fol+fdo2)。因此，當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol =第一頻率組Groupl的中心頻率(即第二頻率f2) 時(shí)，則第二輸出頻率fo2 =第一頻率組Groupl當(dāng)中的一頻率(fl，f2或f3)；當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l 率fol =第二頻率組Group2的中心頻率(即第五頻率f5)時(shí)，則第二輸出頻率fo2 =第 二頻率組Group2當(dāng)中的一頻率(f4，f5或f6)；當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol =第三頻率組Group3 的中心頻率(即第八頻率f8)時(shí)，則第二輸出頻率fo2 =第三頻率組Group3當(dāng)中的一頻 率(f7，f8或f9)；當(dāng)?shù)谝惠敵鲱l率fol =第四頻率組Group4的中心頻率(即第i^一頻率 fll)時(shí)，則第二輸出頻率fo2 =第四頻率組Group4當(dāng)中的一頻率(f 10，f 11或f 12)；當(dāng)?shù)?一輸出頻率fol =第五頻率組Group5的中心頻率(即第十四頻率ffl4)時(shí)，則第二輸出頻 率fo2 =第五頻率組Group5當(dāng)中的一頻率(fl3或fl4)。須注意，由于(fl4+fd3)并非落 于多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻的頻帶范圍內(nèi)，因此fo2選擇為(fl4+fd3)的情況可設(shè)計(jì)為 不發(fā)生，或是第二輸出頻率fo2仍可選擇為(fl4+fd;3)但不為頻率合成器的后級(jí)電路利用。 對(duì)應(yīng)至圖2C，第二混頻器308執(zhí)行步驟216。須注意，第一及第二混頻器306及308是四相位混頻器。因此，圖中所示的初始 信號(hào)fi-I，Q、第一及第二間隔輸出信號(hào)fdol-I，Q及fdo2-I，Q，以及第一及第二輸出信號(hào) fol-I，Q及fo2-I，Q，實(shí)際上皆為四相位信號(hào)。此意味著，上述任一信號(hào)的同相信號(hào)包括正 相及反相信號(hào)、而正交信號(hào)亦包括正相及反相信號(hào)。以初始信號(hào)fi-I，Q為例，初始同相信 號(hào)fi-I包括正相信號(hào)fi-I (+)以及反相信號(hào)fi-I (-)，而初始正交信號(hào)fi_Q亦包括同相信 號(hào)fi_Q(+)以及反相信號(hào)fi-Q(-)。圖4示出了本發(fā)明所提供圖3的間隔頻率產(chǎn)生器304的結(jié)構(gòu)方塊圖的一實(shí)施例。 如圖所示，間隔頻率產(chǎn)生器302包括一第一除法器410、一第二除法器420，以及一復(fù)用器 430。第一除法器410，可為模擬除法器或數(shù)字除法器，耦接至一頻率等于該第一間隔頻 率fdl的第一間隔信號(hào)fdl-I，Q(包括其同相信號(hào)fdl-I及正交信號(hào)fdl-Q)，并將該第一 間隔頻率fdl除以第一整數(shù)Nl (在此實(shí)施例m = 2)，用于產(chǎn)生一頻率等于(fdl/Nl)的第 二間隔信號(hào)fd2-I，Q(包括其同相信號(hào)fdl-I及正交信號(hào)fd2-Q)。第二間隔信號(hào)fd2-I，Q 的頻率用作前述的第二間隔頻率fd2。復(fù)用器模塊430，用于接收該第一間隔信號(hào)fdl-I，Q以及第一除法器410所產(chǎn)生 的第二間隔信號(hào)fd2-I，Q，并且選擇性地輸出其中之一為該第一間隔輸出信號(hào)fdol-I，Q0注意到，第一間隔信號(hào)fdl_I，Q可利用產(chǎn)生初始信號(hào)fi_I，Q的鎖相環(huán)302 —同產(chǎn) 生。在一較佳實(shí)施例中，鎖相環(huán)302可包括第一及第二壓控振蕩器(未以圖示說明)，分別 輸出該初始信號(hào)fi_I，Q以及該第一間隔信號(hào)fdl-I，Q?；蚴窃诹硪粚?shí)施例中，是利用鎖相 環(huán)302產(chǎn)生初始信號(hào)fi_I，Q，而利用另一鎖相環(huán)產(chǎn)生第一間隔信號(hào)fdl-I，Q并提供至第一 除法器410(未以圖示說明)。第二除法器420，可為模擬除法器或數(shù)字除法器，其接收該第一除法器410所輸出 的第二間隔信號(hào)fd2-I，Q，并將第二間隔頻率fd2除以第二整數(shù)N2 (在此實(shí)施例N2 = 3)， 而產(chǎn)生頻率為fd2/N2的第二間隔輸出信號(hào)fdo2-I，Q至第二混頻器308。
圖4亦示出了當(dāng)該N2 = 3時(shí)，第二除法器420的一細(xì)部方塊結(jié)構(gòu)圖的一實(shí)施例。 如圖所示，該第二除法器420包括一除三電路422以及一多相位濾波器424。除三電路422 用于接收該第二間隔信號(hào)fd2-I，Q，并將該第二間隔頻率fd2除以三以產(chǎn)生一二相位的輸 出信號(hào)fo(包括正相信號(hào)fo(+)及反相信號(hào)fo(_)。多相位濾波器4 接收該輸出信號(hào)fo， 并根據(jù)該二相位的輸出信號(hào)fo來產(chǎn)生四相位的該第二間隔輸出信號(hào)fd2-I，Q0圖5A示出了圖3的第一混頻器306的一方塊架構(gòu)圖的一實(shí)施例。如圖所示，第一 混頻器306包括一路徑選擇器510，一單邊頻混頻器520，以及一復(fù)用器530。路徑選擇器510用于改變?cè)摰谝婚g隔輸出信號(hào)fdol-I，Q的相位順序而產(chǎn)生一變 相信號(hào)fdo’_I，Q(包括變相同相信號(hào)fdo’-I及變相正交信號(hào)fdo’-Q)。如圖所示，路徑選 擇器510具有四個(gè)輸入端Il至14，以及四個(gè)輸出端01至04。輸入端Il及12分別耦接至第 一間隔輸出同相信號(hào)fdol-I的正相信號(hào)fdol-I (+)及反相信號(hào)fdol-I (-)，輸入端13及14 分別耦接至第一間隔輸出正交信號(hào)fdol-Q的正相信號(hào)fdol-Q(+)及反相信號(hào)fdol-Q(-)。 類似地，輸出端01及02分別輸出該變相同相信號(hào)fdo’ -I的正相信號(hào)fdo’ -I (+)及反相 信號(hào)fdo，-I (-)，輸出端03及04分別輸出變相正交信號(hào)fdo，-Q的正相信號(hào)fdo，-Q(+) 及反相信號(hào)fdo’ -Q(-)。第一間隔輸出信號(hào)fdol-I，Q的相位順序原本為I (+)、1 (_)、Q(+) 以及Q㈠。路徑選擇器510改變此相位順序，譬如是改為Q(+)、Q(-)、I⑴以及1(_)，并分 別輸出至輸出端01至04以作為fdo，-I (+)、fdol-I (-)、fdo，-Q (+), fdo I-Q (-)而輸出至 單邊頻混頻器520。單邊頻混頻器520，將初始信號(hào)fi_I，Q與該變相信號(hào)fdo’_I，Q進(jìn)行一混頻處理， 而產(chǎn)生一混頻輸出信號(hào)fdom-I，Q。圖5A亦示出了單邊頻混頻器520的細(xì)部電路結(jié)構(gòu)圖的 一實(shí)施例。如圖所示，單邊頻混頻器520區(qū)分成兩結(jié)構(gòu)相似的第一及第二區(qū)塊521及522。 以下先就第一區(qū)塊521來做說明。如圖所示，區(qū)塊521包括第一及第二混頻電路523及524，以及第一及第二負(fù)載阻 抗(如電阻)Zl及Z2。第一混頻電路523包括輸入端Imixll、Imix21、Imix31，以及Imix41， 以及輸出端Omixll及0mix21。類似地，第二混頻電路522包括輸入端Lnixl2、Imix22、 Imix32,以及 Imix42,以及輸出端 0mix21 及 0mix22。輸入端 ImixlU Imix21、Imixl2 及 Imix22分別耦接至初始同相信號(hào)的四個(gè)相位信號(hào)fi-I (+)、fi_I (-)、fi_Q以及fi_Q(_)。而 輸入端Lnix31、Imix41、Lnix32及Lnix42耦接至路徑選擇器的輸出端01、02、03以及04。輸 出端Omixll及0mix22彼此連接，并輸出一混頻輸出同相信號(hào)fmo_I的正相信號(hào)fmo-I (+)， 類似地，輸出端0mix21及0mixl2彼此連接，并輸出該混頻輸出同相信號(hào)fmo_I的反相信號(hào) fmo-I(-)ο第二區(qū)塊522與第一區(qū)塊521的結(jié)構(gòu)幾乎完全相同，因此用沿用同一參照號(hào)碼。差 別僅在于輸入端Imix31、Imix4U Imix32及Lnix42耦接至路徑選擇器的輸出端03、04、01 及02，以及輸出端Omixll及Lnix21改為分別輸出一混頻輸出正交信號(hào)fmo_Q的正相信號(hào) fmo-Q(-)及反相信號(hào)fmo-Q(+)。為簡(jiǎn)明起見，在此不多做說明。當(dāng)路徑選擇器510選擇為輸出不同的變相信號(hào)fdo’_I，Q時(shí)，混頻輸出信號(hào)fmo-I， Q的頻率即可連帶著選擇為(fS-fdol)或(fS+fdol)。表1列出不同的變相信號(hào)fdo，-I, Q與混頻輸出信號(hào)fmo-I，Q的頻率(以fmo表示)兩者的關(guān)系。由此表可知，當(dāng)混頻輸出 信號(hào)fmo-I，Q的頻率欲選擇為(fS-fdol)時(shí)，路徑選擇器510不需改變第一間隔輸出信號(hào)fdol-I, Q的相位順序即可直接作為變相信號(hào)fdo’ -I, Q ；當(dāng)混頻輸出信號(hào)fmo-I，Q的頻率 欲選擇為(fS+fdol)時(shí)，路徑選擇器510僅將第一間隔輸出信號(hào)fdol-I，Q的相位順序改為 I (+)、I (“)、Q(")及Q(+)即可分別作為變相信號(hào)fdo，-I, Q的四個(gè)相位I (+)、I (-)、Q(+)
及Q㈠。
表1
f8-fdolf8-fdolf8+fdolf8+fdol
(I相位)(Q相位)(I相位)(Q相位)
fdo，-K+)fdo-I (+)fdo-Q(+)fdo-I(+)fdo-Q(-)
fdo，-K-)fdo-I(-)fdo-Q(-)fdo-I(-)fdo-Q(+)
fdo，-Q⑴fdo-Q(+)fdo-I(+)fdo-Q(-)fdo-I(+)
fdo，-Q㈠fdo-Q (-)fdo-I(-)fdo-Q(+)fdo-I(-)
復(fù)用器530接收該混頻輸出信號(hào)fmo--I, Q(為 fmo-I (+)、fmo-I (
及fmo-Q( —)的總稱)及該初始信號(hào)fi-I，Q，并選擇性地輸出其中之一為該第一輸出信 號(hào)fol-I，Q0因此，第一輸出信號(hào)fol-I，Q的頻率為初始信號(hào)fi-I，Q的頻率(第八頻率 f8)、(f8-fdl)或(f8+fdl)。由于fdol可為fdl或fd2，因此第一輸出信號(hào)fol-I，Q的頻 率可選擇為第八頻率f8、第二頻率f2( = f8-fdl)、第十四頻率fl4( = f8+fdl)、第五頻率 f5( = f8-fd2)，以及第i^一頻率 fll( = f8+fd2)其中之一。圖5B示出了第一或第二混頻電路523及524的細(xì)部電路結(jié)構(gòu)，其為一典型構(gòu)造， 其運(yùn)作原理屬習(xí)知技術(shù)，具本領(lǐng)域的技術(shù)者當(dāng)熟悉之。因此在此為簡(jiǎn)明起見，不多做說明。 此外，此電路結(jié)構(gòu)僅用作一范例以做說明用途，本發(fā)明當(dāng)不限制于此。圖6示出了圖3的第二混頻器308的一電路結(jié)構(gòu)圖的一實(shí)施例。如圖所示，第二混 頻器308包括一路徑選擇器610，一單邊頻混頻器620，以及一復(fù)用器630。路徑選擇器510 及610結(jié)構(gòu)相同，差別僅在于路徑選擇器610的輸入端Il及12改為分別耦接至第二間隔輸 出同相信號(hào)fdo2-I的正相信號(hào)fdo2-I (+)及反相信號(hào)fdo2-I (-)，輸入端13及14分別耦接 至第二間隔輸出正交信號(hào)fdo2-Q的正相信號(hào)fdo2-Q(+)及反相信號(hào)fdo2-Q(_)。單邊頻混 頻器520 (第一及第二區(qū)塊521及52 與單邊頻混頻器620 (第一及第二區(qū)塊621及622) 的結(jié)構(gòu)相同，差別僅在于輸入端Imixl及Imix2是改為耦接至第一輸出同相信號(hào)fol_I的 正相信號(hào)fol-I (+)及反相信號(hào)fol-I (“)，以及輸入端Imix5及Imix6是耦接至第一輸出正 交信號(hào)fol-Q的正相信號(hào)fol_Q(+)及反相信號(hào)fol-Q( — )。復(fù)用器530與630的結(jié)構(gòu)相 同，差別僅在于復(fù)用器630改為接收單邊頻混頻器620所產(chǎn)生的混頻輸出信號(hào)fmo-I，Q及 第一混頻器308所輸出的第一輸出信號(hào)fol-I，Q，并選擇性地輸出其中之一為該第二輸出 信號(hào) fo2-I, Q0雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用于限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技 藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍 當(dāng)視所附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種頻率合成方法，用于產(chǎn)生多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻的多個(gè)載頻中心頻率，所 述載頻中心頻率由低至高包含第一至第十四頻率，任兩相鄰的該載頻中心頻率相隔有一基 本間隔頻率，該方法包括產(chǎn)生該第八頻率；產(chǎn)生頻率第一及第二間隔頻率，并且選擇該第一及第二間隔頻率其中之一為一間隔輸 出頻率，其中，該第一及第二間隔頻率等于該基本間隔頻率的整數(shù)倍； 產(chǎn)生該基本間隔頻率；將該第八頻率及該間隔輸出頻率進(jìn)行一選擇性的混頻處理，而產(chǎn)生第一輸出頻率，其 中，第一輸出頻率為該第八、第二、第十四、第五以及第十一頻率其中之一；以及將該第一輸出頻率與該基本間隔頻率進(jìn)行一選擇性的混頻處理，而產(chǎn)生第二輸出頻 率，其中，該第二輸出頻率為第一至第十四頻率其中之一。
2.如權(quán)利要求1所述的頻率合成方法，其中，該第一及第二間隔頻率分別為該基本間 隔頻率的六倍及三倍。
3.如權(quán)利要求1所述的頻率合成方法，其中，產(chǎn)生該第一及第二間隔頻率的步驟包括 產(chǎn)生該第一間隔頻率；以及將該第一間隔頻率除以一整數(shù)以產(chǎn)生該第二間隔頻率。
4.如權(quán)利要求1所述的頻率合成方法，其中，產(chǎn)生該基本間隔頻率的步驟包括 將該第二間隔頻率除以一整數(shù)以產(chǎn)生該基本間隔頻率。
5.如權(quán)利要求1所述的頻率合成方法，其中，產(chǎn)生該第一及第二間隔頻率的步驟包括 產(chǎn)生該第一間隔頻率；將該第一間隔頻率除以第一整數(shù)以產(chǎn)生該第二間隔頻率；以及 其中，產(chǎn)生該基本間隔頻率的步驟包括將該第二間隔頻率除以第二整數(shù)以產(chǎn)生該基 本間隔頻率。
6.如權(quán)利要求1所述的頻率合成方法，其中，該第八頻率的產(chǎn)生是利用一鎖相環(huán)。
7.如權(quán)利要求6所述的頻率合成方法，其中，該第一間隔頻率的產(chǎn)生是利用該鎖相環(huán)。
8.如權(quán)利要求5所述的頻率合成方法，其中，該第八頻率的產(chǎn)生是利用一鎖相環(huán)。
9.如權(quán)利要求8所述的頻率合成方法，其中，該第一間隔頻率的產(chǎn)生是利用該鎖相環(huán)。
10.如權(quán)利要求5所述的頻率合成方法，其中，該第一及第二整數(shù)分別為三及二。
11.一種頻率合成器，用于產(chǎn)生多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻的多個(gè)載頻中心頻率，所述 載頻中心頻率由低至高包含第一至第十四頻率，任兩相鄰的該載頻中心頻率相隔有一基本 間隔頻率，該頻率合成器包括一鎖相環(huán)，用于產(chǎn)生一初始信號(hào)，其中，該初始信號(hào)的頻率等于該第八頻率； 一間隔頻率產(chǎn)生器，用于輸出第一及第二間隔輸出信號(hào)，其中，該第一間隔輸出信號(hào)的 頻率是選擇為第一或第二間隔頻率，和其中，該第一及第二間隔頻率等于該基本間隔頻率的整數(shù)倍，以及該第二間隔輸出信 號(hào)的頻率等于該基本間隔頻率；第一混頻器，用于將該初始信號(hào)及該第一間隔輸出信號(hào)進(jìn)行一選擇性的混頻處理，而 產(chǎn)生第一輸出信號(hào)，其中，第一輸出信號(hào)的頻率為該第八、第二、第十四、第五以及第十一頻 率其中之一；以及第二混頻器，用于將該第一輸出信號(hào)與該第二間隔輸出信號(hào)進(jìn)行一混頻處理，而產(chǎn)生 第二輸出信號(hào)，其中該第二輸出信號(hào)的頻率為第一至第十四頻率其中之一。
12.如權(quán)利要求11所述的頻率合成器，其中，該第一及第二間隔頻率分別為該基本間 隔頻率的六倍及三倍。
13.如權(quán)利要求11所述的頻率合成器， 其中，該間隔頻率產(chǎn)生器包括第一除法器，耦接至一頻率為該第一間隔頻率的第一間隔信號(hào)，將該第一間隔頻率除 以第一整數(shù)以產(chǎn)生一頻率為該第二間隔頻率的第二間隔信號(hào)；第二除法器，耦接至該第二間隔信號(hào)，用于將該第二間隔頻率除以第二整數(shù)以產(chǎn)生該 第二間隔輸出信號(hào)；以及一復(fù)用器，用于接收該第一及第二間隔信號(hào)，并且選擇性地輸出其中之一為該第一間 隔輸出信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的頻率合成器，其中，該鎖相環(huán)更輸出該第一間隔信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的頻率合成器，其中，該鎖相環(huán)包括第一及第二壓控振蕩器，分 別輸出該初始信號(hào)及該第一間隔信號(hào)。
16.如權(quán)利要求13所述的頻率合成器，其中，該第一及第二整數(shù)分別為二及三。
17.如權(quán)利要求16所述的頻率合成器，其中，該第二除法器包括一除三電路，用于接收該第二間隔信號(hào)，將該第二間隔信號(hào)的頻率除以該第二整數(shù)以 產(chǎn)生一為二相位的輸出信號(hào)；以及一多相位濾波器，用于接收該輸出信號(hào)，并產(chǎn)生該為四相位的第二間隔輸出信號(hào)。
18.如權(quán)利要求11所述的頻率合成器，其中，該第一混頻器包括一路徑選擇器，用于改變?cè)摰谝婚g隔輸出信號(hào)的相位順序而產(chǎn)生一變相信號(hào)； 一單邊頻混頻器，用于將該初始信號(hào)與該變相信號(hào)進(jìn)行一混頻處理，而產(chǎn)生一混頻輸 出信號(hào)，其中，該混頻輸出信號(hào)的頻率為第二、第十四、第五以及第十一頻率其中之一；以及 一復(fù)用器，用于接收該混頻輸出信號(hào)及該初始信號(hào)，并輸出其中之一為該第一輸出信號(hào)。
19.如權(quán)利要求11所述的頻率合成器，其中，該第二混頻器包括一路徑選擇器，用于改變?cè)摰诙g隔輸出信號(hào)的相位順序而產(chǎn)生一變相信號(hào)；以及 一單邊頻混頻器，用于將該第一輸出信號(hào)與該變相信號(hào)進(jìn)行一混頻處理，而產(chǎn)生一 混頻輸出信號(hào)，其中混頻輸出信號(hào)的頻率為該第一、第三、第四、第六、第七、第九、第十、第 十二以及第十三頻率其中之一；以及一復(fù)用器，用于接收該混頻輸出信號(hào)與該第一輸出信號(hào)，并選擇性地輸出其中之一為 該第二輸出信號(hào)。
全文摘要
頻率合成器及頻率合成方法，用于產(chǎn)生多頻帶正交頻分復(fù)用超寬頻的多個(gè)載頻中心頻率，該載頻中心頻率由低至高包含第一至第十四頻率，任兩相鄰的該載頻中心頻率相隔有一基本間隔頻率。該方法包括產(chǎn)生該第八頻率；產(chǎn)生頻率第一及第二間隔頻率，并且選擇第一及第二間隔頻率其中之一為一間隔輸出頻率，該第一及第二間隔頻率等于基本間隔頻率的整數(shù)倍；產(chǎn)生該基本間隔頻率；將第八頻率及間隔輸出頻率進(jìn)行一選擇性的混頻處理，而產(chǎn)生第一輸出頻率，其中，第一輸出頻率為第八、第二、第十四、第五以及第十一頻率其中之一；以及將第一輸出頻率與基本間隔頻率進(jìn)行一選擇性的混頻處理，而產(chǎn)生第二輸出頻率，其中，第二輸出頻率為第一至第十四頻率其中之一。
文檔編號(hào)H04J14/02GK102064846SQ20101051576
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者楊子毅, 王志偉, 黃尊禧 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院