專利名稱：：多標準多模無線收發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種無線收發(fā)器，尤其是一種多標準多模無線收發(fā)器；本發(fā)明還涉及一種接收器，尤其是一種多標準多模無線接收器；本發(fā)明還涉及一種發(fā)射器，尤其是一種多標準多模無線發(fā)射器；本發(fā)明還涉及一種頻率綜合器，尤其是一種多標準多模無線頻率綜合器。技術(shù)背景無線局域網(wǎng)、數(shù)字視頻廣播、和第三代W-CDMA等技術(shù)的出現(xiàn)，使得無線通信正成為一個日益重要的研發(fā)領(lǐng)域。無線移動網(wǎng)絡的迅猛發(fā)展導致了高性能、低功耗以及低成本的射頻集成電路設計的需要。無線標準是不斷向前演進的，不同的無線標準，如WLAN、WiMAX、GPS、DVB和蜂窩系統(tǒng)工作在不同的頻段內(nèi)，表l給出了移動應用的無線頻段分配，如表1所示，一般的移動無線頻段從UHF470860MHz(DVB-H)到5.7255.825GHz(WLM802.la)。未來的發(fā)展趨勢將是能夠融合多種模式的集成無線通信終端，能夠同時具備諸如電話、電視、GPS全球定位系統(tǒng)、因特網(wǎng)瀏覽器、音/視頻播放器和數(shù)字相機等功能。通過采用數(shù)字信號處理器來執(zhí)行不同的功能，軟件無線電技術(shù)為多模收發(fā)器設計提供了可重新配置的能力。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表1.移動應用的無線頻段分布另一方面，對無線多媒體應用日益增長的需求，也在不斷推動未來無線通信系統(tǒng)向更高可靠性、更遠距離、更高數(shù)據(jù)傳輸速率的方向發(fā)展。結(jié)合空時信號處理的多入多出無線通信系統(tǒng)，能夠在不額外增加帶寬和功耗的條件下，提高數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸范圍，增強數(shù)據(jù)鏈路的可靠性。因此，多標準多模無線收發(fā)器的設計具有深遠的科學研究價值和商業(yè)應用價值，但同時也提出了設計上的若干挑戰(zhàn)。到目前為止，對支持多標準的無線收發(fā)器的報道還沒有出現(xiàn)過。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在全世界范圍內(nèi)應用的多種模式協(xié)同工作的無線收發(fā)器。為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是根據(jù)本專利所公布發(fā)明的第一個部分一種多標準多模無線收發(fā)器，包括天線、射頻接收器、射頻發(fā)射器、頻率綜合器、基帶處理電路，射頻接收器用于接收來自天線的射頻信號并將其解調(diào)后得到I/Q兩路基帶信號，基帶處理電路用于接收上述兩路I/Q基帶信號，對其進行A/D變換和基帶信號處理，基帶處理電路還用于經(jīng)過信號編碼和D/A變換產(chǎn)生I/Q兩路基帶信號并將它們輸出至所述的射頻發(fā)射器，射頻發(fā)射器對基帶信號進行調(diào)制后輸出射頻信號至天線，頻率綜合器用于產(chǎn)生調(diào)制與解調(diào)所需的至少兩種本地振蕩信號并輸出至射頻接收器和射頻發(fā)射器，天線是一個能夠響應多種頻段射頻信號的多頻段天線，射頻接收器包括與天線相連接并用于響應和增大多個頻段的射頻信號強度的多頻段LNA，射頻發(fā)射器包括一個與天線相連接并用于響應和放大多個頻段射頻信號功率的多頻段PA。根據(jù)本專利所公布發(fā)明的第二個部分一種多標準多模無線接收器，它包括與前級的接收天線相連接并用于響應和增大多個頻段的射頻信號強度的多頻段LNA、與多頻段LNA的輸出端相連接并用于將多頻段LNA輸出的射頻信號下變頻至基帶信號的下變頻混頻單元、產(chǎn)生并輸出用于下變頻的至少兩種本地振蕩信號至下變頻混頻單元的頻率合成器，下變頻混頻單元集成有直接變頻和超外差兩種變頻方式。根據(jù)本專利所公布發(fā)明的第三個部分一種多標準多模無線發(fā)射器，它包括用于將前級基帶處理電路輸出的基帶信號上變頻到射頻信號的上變頻混頻單元、用于響應和放大上變頻混頻單元輸出的射頻信號功率的多頻段PA、產(chǎn)生并輸出用于上變頻的至少兩種本地振蕩信號至上變頻混頻單元的頻率合成器，多頻段PA是一個能夠響應多種頻段信號的PA，多頻段PA的輸出端與發(fā)射天線相連接，上變頻混頻單元集成有直接變頻和超外差兩種變頻方式。根據(jù)本發(fā)明所公布發(fā)明的第四個部分一種多標準多模無線頻率綜合器，它用于產(chǎn)生調(diào)制與解調(diào)所需的至少兩種本地振蕩信號，包括一個分數(shù)分頻頻率合成器，分數(shù)分頻頻率合成器包括一個包含有AE噪聲整形電路的分數(shù)累加器。由于上述技術(shù)方案的采用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點根據(jù)本文所公布發(fā)明的第一個部分在一個無線收發(fā)器中，實現(xiàn)了能夠接收和發(fā)送多種標準無線信號的功能；根據(jù)本文所公布發(fā)明的第二個部分在一個無線接收機中，實現(xiàn)了能夠接收多種標準無線信號的功能；根據(jù)本文所公布發(fā)明的第三個部分在一個無線發(fā)射機中，實現(xiàn)了能夠發(fā)射多種標準無線信號的功能；根據(jù)本文所公布發(fā)明的第四個部分該頻率綜合器能夠?qū)崿F(xiàn)為用于多種標準無線信號的發(fā)射器、接收器、收發(fā)器中的混頻處理提供多種滿足性能指標的本振信號的功能。圖1為本發(fā)明所公布的多標準多模無線收發(fā)器的結(jié)構(gòu)方框圖，給出了組成多標準多模無線收發(fā)器的各主要模塊及它們之間的連接關(guān)系；圖2.為本發(fā)明所公布的多標準多模無線收發(fā)器的第一實施例，圖中還給出了本發(fā)明所公布的多標準多模無線接收器的第一實施例、本發(fā)明所公布的多標準多模無線發(fā)射器的第一實施例、本發(fā)明所公布的多標準多模無線頻率綜合器的第一實施例；圖3為本發(fā)明所公布的多標準多模無線收發(fā)器的第二實施例，該實施例提供了一種集成了WLAN802.lla、DVB-H和GPS功能的超外差/直接變頻混合多標準多模無線收發(fā)器機構(gòu)，圖中還給出了本發(fā)明所公布的多標準多模無線接收器的第二實施例、本發(fā)明所公布的多標準多模無線發(fā)射器的第二實施例、本發(fā)明所公布的多標準多模無線頻率綜合器的第二實施例；多標準多模無線收發(fā)器的第三實施例，該實施方式提供了一種集成了WLAN802、llb、GSM/CDMA、CMMB和GPS功能的超外差/直接變頻混合多標準無線收發(fā)器，圖中還給出了本發(fā)明所公布的多標準多模無線接收器的第三實施例、本發(fā)明所公布的多標準多模無線發(fā)射器的第三實施例、本發(fā)明所公布的多標準多模無線頻率綜合器的第三實施例；_其中1、天線；2、射頻接收器；21、多頻段LNA;22、下變頻混頻單元；221、一級下變頻混頻器；222、二級下變頻混頻器；223、下變頻混頻器；23、第一增益控制器；24、第二增益控制器；25、鏡像抑制濾波器；27、中頻濾波器；28、第五增益控制器；3、射頻發(fā)射器；31、多頻段PA;32、上變頻混頻單元；321、一級上變頻混頻器；322、二級上變頻混頻器；323、上變頻混頻器；33、第三增益控制器；34、第四增益控制器；35、鏡像濾波器；4、基帶處理電路；5、頻率綜合器；51、A2噪聲整形器；52、分數(shù)累加器。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所公布的多標準多模無線收發(fā)器進行說明圖1所示的多標準多模無線收發(fā)器，它包括能夠響應(發(fā)送和接收)很寬頻率范圍內(nèi)各種應用的射頻信號的天線l、射頻接收器2、射頻發(fā)射器3、頻率綜合器5、基帶處理電路4，射頻接收器2用于接收來自天線1的射頻信號并將其解調(diào)后得到I/Q兩路基帶信號，基帶處理電路4用于接收上述兩路I/Q基帶信號，對其進行A/D變換和基帶信號處理，基帶處理電路4還用于產(chǎn)生經(jīng)過信號編碼和D/A變換后的I/Q兩路基帶信號并將它們輸出至射頻發(fā)射器3，基帶處理電路4還用于經(jīng)過信號編碼和D/A變換產(chǎn)生I/Q兩路基帶信號并將它們輸出至所述的射頻發(fā)射器3，射頻發(fā)射器3對基帶信號進行調(diào)制后輸出射頻信號至天線l。天線1具有兩種實施方式第一、天線1包括多個子天線，每個子天線用于發(fā)射和接收一個頻段的無線射頻信號；第二、天線1是一個多頻段天線，用于發(fā)射和接收多個頻段的無線射頻信號。在圖2所示的多標準多模無線收發(fā)器的第一實施例中，射頻接收器2包括與天線1相連接并用于響應和增大多個頻段的射頻信號強度的多頻段LNA(低噪聲放大器)21，信號可以首先通過一個帶通濾波器來濾除位于其他頻段的干擾信號，然后通過LNA放大來增加有用頻段弱信號的強度。多頻段LNA21由多路LNA組成，每路LNA對應的工作在一個無線頻段，由基帶處理電路4控制每路LNA的開/關(guān)狀態(tài)切換。為了能夠接收用于DVB-H/T的470~860MHzUHF頻段信號，可以采用不含電感的寬帶LNA，盡管它可能會多引入一些噪聲(不需要的隨機信號)。射頻接收器2還包括與多頻段LNA21的輸出端相連接并用于將多頻段LNA21輸出的射頻信號下變頻至基帶信號的下變頻混頻單元22，在本實施例中，下變頻混頻單元22只集成有直接變頻一種方式。下變頻混頻單元22的功能是作為--個下變頻器將接收到的射頻信號下變頻到基帶信號。下變頻混頻單元22包括兩個下變頻混頻器223、用于接收來自所述的頻率綜合器5的兩路相差為90度的本振信號，設定該兩路本振信號為L0IFI、L0IFQ，其中一個下變頻混頻器223輸出I路基帶信號至基帶處理電路4，另一個下變頻混頻器223輸出Q路基帶信號至基帶處理電路4。其中，I路基帶信號是指同相(In-phase,I)，而Q路基帶信號是指正交相位(Quadratephase,Q)。具體的，如果接收到的射頻信號為v』)=^e°sc^，同時本振(Localoscillator,L0)的信號表示為vwW=^。eQS￡y",則混頻器的輸出信號能夠表示為vf,。、=*[cos(￡yflF-)f+cos(0RF+)f]其中，中頻(Intermediatefrequency,IF)表示為°^-"/力。對零中頻(Zero-IFradio)結(jié)構(gòu)而言，本振的頻率等于射頻信號的中心頻率。因此，下變頻混頻單元22的輸出就是基帶信號，再通過基帶濾波器來進一步濾除不想要的帶外信號。下變頻混頻器223輸出的兩路信號分別經(jīng)過第二增益控制器24,這里，第二增益控制器24能夠用來調(diào)整基帶信號的幅值，使位于基帶處理電路部分的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digitalconverters,ADC)的輸入達到全幅，從而得以充分利用ADC的動態(tài)范圍。為了增加接收器的動態(tài)范圍，本實施例在射頻接收器2的多頻段LNA21的輸出端插入一個第一增益控制器23，該增益控制器可以指可變增益放大器VGA(VariableGainAmplifier)或者是自動增益控制器，第一增益控制器23能夠提供可變增益來處理不同的輸入信號電平，從而使得進入混頻器跨導級(GmStage)的射頻輸入信號的幅度范圍相對較小。射頻發(fā)射器(Transmitter,Tx)3的工作原理與射頻接收器2類似，只是流程相反射頻發(fā)射器3包括一個與天線1相連接并用于響應和放大多個頻段射頻信號功率的多頻段PA31、與多頻段PA31相連接并用于將基帶處理電路4輸出的基帶信號上變頻到射頻信號的上變頻混頻單元32，多頻段PA31由覆蓋不同頻段的多路PA組成，每路PA對應的工作在一個無線頻段，由基帶處理電路4用于控制每路PA的開/關(guān)狀態(tài)間的切換，在本實施例中，上變頻混頻單元32只集成有直接變頻一種方式。上變頻混頻單元32包括兩個用于將基帶處理電路4產(chǎn)生的基帶信號上變頻為射頻信號的上變頻混頻器323，其中一個上變頻混頻器323用于接收基帶處理電路4產(chǎn)生的I路基帶信號，頻率綜合器5輸出的一路本振信號L0IFI與上述I路基帶信號混頻，另一個上變頻混頻器323用于接收基帶處理電路4產(chǎn)生的Q路基帶信號，頻率綜合器5輸出的另一路本振信號L0IFP與上述Q路基帶信號混頻，兩路本振信號L0IFI和L0IFP的相位差為90度。在兩個上變頻混頻器323與基帶處理電路4之間分別插入第三增益控制器33，用于調(diào)整基帶信號的幅值。通常射頻發(fā)射器3部分的第三增益控制器33提供負增益，這是因為數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digital-to-analogconverters,DAC)的輸出信號幅度對于上變頻混頻單元來說相對較大。基帶的I、Q兩路輸出信號分別經(jīng)基帶濾波器濾波后再分別經(jīng)第三增益控制器33進行調(diào)整，然后分別經(jīng)兩個上變頻混頻單元32上變頻到射頻信號。將上變頻混頻單元32輸出的射頻信號通過第四增益控制器34后并濾波，然后經(jīng)多頻段PA31進行放大后通過天線輸出。圖3所示為第二實施例，集成了WLAN802.lla，DVB-H和GPS三種標準的多標準多模無線收發(fā)機，展示了同時包含超外差和直接變頻兩種混頻方式的多標準多模無線收發(fā)機結(jié)構(gòu)，在WLAN802.lla功能時采用超外差結(jié)構(gòu)方式，而在實現(xiàn)DVB--H和GPS功能時采用直接變頻方式。這種混合結(jié)構(gòu)允許不同的頻段共享中頻混頻器和基帶部分的VGA及濾波器。下面闡述第二實施例與上述第一實施例的不同點在直接變頻結(jié)構(gòu)方式中，只有一個可以看成是直流(DC)的中頻(Intermediatefrequency,IF)。正因為如此，這種結(jié)構(gòu)有時也被稱為零中頻(Zero-IF)。直接變頻收發(fā)器節(jié)省了由第二個頻率綜合器及其他部件所導致的面積和功耗。然而，這種方式也存在一些缺陷，比如頻率合成器在更高的頻率產(chǎn)生I、Q信號比在中頻產(chǎn)生難得多。在超外差結(jié)構(gòu)中，多頻段LNA21的輸出首先經(jīng)鏡像抑制濾波器25濾波然后經(jīng)一級下變頻混頻器221下變頻到中頻。一級下變頻射頻混頻器221的理想輸出是射頻信號與本振信號的差值。本振頻率可以低于射頻頻率，或高于射頻頻率。當本振頻率低于射頻頻率時，中頻可以表示為/if二/rf-/lo當本振頻率高于射頻頻率時，中頻可以表示為/if=人o—/rf鏡像信號的頻率(Imagesignal)和我們所要的射頻信號的頻率分別處于本振頻率的兩側(cè)，且與本振有相同的頻率間距.之所以稱之為鏡像信號是因為，這個頻率的信號在經(jīng)過混頻以后將和我們想要的信號處于同樣的中頻位址。因此鏡像頻率干擾不能通過混頻以后的濾波來去除。鏡像抑制濾波器25的一項重要工作就是在進行混頻之前消除鏡像頻率干擾。在本實施例中，下變頻混頻單元22集成有直接變頻和超外差兩種變頻方式，它包括一個與多頻段LNA21中的一路LNA相連接并將來自該路的射頻信號下變頻至中頻的一級下變頻混頻器221、用于將中頻信號和射頻信號下變頻至基帶信號的二級下變頻混頻器222，一級下變頻混頻器221輸出中頻信號至二級下變頻混頻器222，多頻段LNA21輸出射頻信號至二級下變頻混頻器222。射頻信號經(jīng)過一級下變頻混頻器221混頻到中頻以后，通常還要通過中頻濾波器27進行濾波，濾除不想要的信道頻率，僅僅留下我們所要的信道頻率，這些信道頻率以中頻為中心。在中頻濾波器27的輸出通路上設置一個第五增益控制器28，它用來調(diào)整射頻信號和中頻信號的幅度，使輸出的幅度總是保持恒定。下變頻混頻單元22至少包括兩個二級下變頻混頻器222，兩個二級下變頻混頻器222分別接收頻率綜合器5輸出的兩路相差為90度的本振信號，設定該兩路本振信號為LOIFI、L0IFQ，其中一個二級下變頻混頻器222輸出I路基帶信號至基帶處理電路4，另一個二級下變頻混頻器222輸出Q路基帶信號至基帶處理電路4。頻率綜合器5還輸出一路本振信號LORF至一級下變頻混頻器221，本振信號L0RF的頻率是本振信號L0IFI、L0IFQ的頻率的整數(shù)倍。射頻發(fā)射器3也是以同樣的方式工作，只不過信號通路是相反的它包括用于將上級基帶處理電路輸出的基帶信號上變頻到射頻信號的上變頻混頻單元32，上變頻混頻單元32采用超外差變頻方式。它還包括用于響應和放大上變頻混頻單元32輸出的射頻信號功率的多頻段PA31，多頻段PA31是一個能夠響應多種頻段信號的PA，多頻段PA31的輸出端與發(fā)射天線12相連接，它由覆蓋不同頻段的多個PA組成，每路PA對應的工作在一個無線頻段，由基帶處理電路4控制每路PA在開/關(guān)狀態(tài)間的切換。上變頻混頻單元32至少包括兩個用于將基帶處理電路4產(chǎn)生的基帶信號上變頻到中頻信號的一級上變頻混頻器321，其中一個一級上變頻混頻器321用于接收基帶處理電路4產(chǎn)生的I路基帶信號，頻率綜合器5輸出的一路本振信號L0IFI與上述I路基帶信號混頻，另一個一級上變頻混頻器321用于接收基帶處理電路4產(chǎn)生的Q路基帶信號，頻率綜合器5輸出的另一路本振信號LOIFP與上述Q路基帶信號混頻，兩路本振信號LOIFI和LOIFP的相位差為90度。上變頻混頻單元32還包括一個與多頻段PA31中的至少一路PA相連接并用于將一級上變頻混頻器(321)輸出的中頻信號上變頻至射頻信號的二級上變頻混頻器322，頻率綜合器5輸出一路本振信號LORF至二級上變頻混頻器322，本振信號LORF的頻率是本振信號LOIFI、LOIFP的整數(shù)倍。在這種情況下，如果本振頻率低于射頻頻率的，則混頻器的相乘或者混頻功能，通常是用來求和而不是求差，因此，對于當本振頻率低于射頻頻率的情況，射頻信號可以表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>如果本振頻率高于射頻頻率，則射頻信號可以表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>信號經(jīng)二級上變頻混頻器322上變頻到射頻后，再通過多頻段PA31來增大強度，并通過天線1發(fā)射出去。信號的強度必須足夠強，以滿足通信系統(tǒng)標準規(guī)定的發(fā)射功率要求。圖4給出了本文所公布發(fā)明的第三實施例，這是一種集成WLAN802.lib,GSM/CDMA,CMMB及GPS功能的多標準直接變頻無線收發(fā)器。這種結(jié)構(gòu)對三個頻段都是采用直接變頻技術(shù)。WLAN802.llb，藍牙(Bluetooth)和中國移動媒體廣播(CMMB)能夠被集成到一個單片接收器通道中，頻率范圍覆蓋2.4到2.66GHz,而GSM/CDMA(1.8to1.99GHz)和GPS(1.58GHz)，考慮它們在頻率、敏感度以及動態(tài)范圍等方面的不同需求，采用兩個額外的接收器通道來設計。三個頻段共用下變頻混頻單元、基帶VGA及濾波器。發(fā)射器也包括兩條通路其中一條用于WLAN和Bluetooth(2.4to2.66GHz),另一條用于GSM/CDMA(1.8to1.99GHz)。這兩個頻段共用基帶濾波器、VGA、和上變頻混頻單元。為了避免功率放大器注入鎖定(inject-locking)壓控振蕩器(VCO),VCO工作在射頻本振的2/3頻率處。如圖4所示，通過混頻器將1/3fRF和2/3fRF頻率進行混頻，產(chǎn)生最終的正交射頻本振信號。下面介紹頻率綜合器5的設計要點在本實施例中，頻率綜合器5是射頻器件至關(guān)重要的組成部分，必須能夠符合多標準應用的各項要求。頻率綜合器5的性能指標主要包括1)調(diào)諧范圍頻率綜合器必須能夠覆蓋每一相關(guān)信道下變頻所必需的所有頻率;2)輸出頻譜的純度一般來講，除了我們想要的理想頻率以外，會有一些我們不想要的頻率成分附著在理想頻率周圍。在頻域中，圍繞目標頻率出現(xiàn)的功率譜擴散，通常被稱之為"相位噪聲"，在時域中，這可以被看作是相位抖動(在任何給定時刻波形相位的變化)；3)輸出波形必需消除毛刺毛刺(Spur)或者假頻成分(Spuriousfrequencycomponent)往往是設計者不想要的。頻率合成器的指標通常需要毛刺的幅度至少要比所需要的載波的幅度低一定的分貝(dB);4)振幅輸送到混頻器的波形的振幅必需足以驅(qū)動混頻器。這在GHz以上的工作速度下是比較困難的，尤其是混頻器和頻率綜合器通常由片上傳輸線隔開一定距離；5)步進大小綜合器相鄰的可編程頻率必須僅由射頻的信道間隔隔開；6)轉(zhuǎn)換時間綜合器必須能夠在特定的時間間隔內(nèi)從一個頻率變換到另一個頻率，否則數(shù)據(jù)將會丟失；7)捕捉時間打開頻率綜合器以后，他的頻率必須在特定的時間間隔內(nèi)轉(zhuǎn)到被編程的頻率；8)I、Q信號匹配I、Q信號之間的相位差必須保持在理想的90°，如果偏離了這個值，則可能無法從I、Q信號中解出正確數(shù)據(jù)；9)功耗一般來說，頻率綜合器的所有電路必須消耗少于一定數(shù)量的電流和功率；10)綜合器啁啾當周邊電路開啟或者關(guān)閉時，有時會引起頻率合成器的輸出頻率在瞬間發(fā)生變化。這種缺陷被稱為啁啾(Chirp)，這種頻率變化的最大值必須控制在一定范圍以內(nèi)，而且必須能夠在一定的時間內(nèi)恢復到正確的頻率輸出值。不同的通信系統(tǒng)對頻率合成器的性能指標要求是不同的。比如，GSM對噪聲指標有很嚴格的要求，所以頻率合成器必須有很低的相位噪聲。而藍牙系統(tǒng)由于是一種短距離、低功耗、低成本的系統(tǒng)，因此對噪聲指標的要求比較寬松。TDMA系統(tǒng)由于需要在發(fā)送和接收頻率之間切換，因此需要比較嚴格的開關(guān)速度和捕捉時間。對于本發(fā)明所涉及的多標準多模無線收發(fā)機應用來說，用一個步進大小受限于參考頻率的整數(shù)N型頻率合成器(Integer-Nfrequencysynthesizer)來覆蓋多頻段往往比較困難。在整數(shù)頻率合成器設計中，為了實現(xiàn)更好的步進大小以覆蓋多頻段信道頻率，必須降低參考頻率，而這將導致鎖相環(huán)(Phaselockloop,PLL)的高分隔率以及較高的帶內(nèi)相位噪聲。對比而言，分數(shù)N型頻率合成器(fractional-Nsynthesizer)允許PLL以較髙的參考頻率工作，同時通過在整數(shù)間不斷改變環(huán)路分頻比能夠?qū)崿F(xiàn)更精細的步進大小，因此這里的分頻比是一個分數(shù)。分數(shù)分頻頻率合成器能夠達到更精細的頻率間隔和較低的帶內(nèi)相位噪聲，缺點是由于采用周期性可變的分頻比，會出現(xiàn)分數(shù)寄生頻率雜波。如果相離最近的雜波相比環(huán)路濾波帶寬足夠大的話，分頻雜波能夠通過高階環(huán)路濾波器來去除。離載波最近的毛剌的頻率間隔由頻率合成器的步進大小決定。如果一個頻率合成器的步進大小小于環(huán)路低通濾波器(Low-passfiltenLPF)的帶寬，將無法用這個濾波器來濾除毛刺。如果降低環(huán)路帶寬來對抗分數(shù)型的毛刺將會增加鎖定時間，以及增加VCO噪聲造成帶外相位噪聲。綜上，為了消除分數(shù)寄生頻率雜波同時還能夠保持精細的步進大小，最好的解決方法是在分數(shù)累加器52(Fractionalaccumulator)中采用一個AE噪聲整形器51(Noiseshaper)。然而，不同的應用標準需要不同階數(shù)的AS噪聲整形器和不同大小的分數(shù)累加器。在這種多頻段頻率合成器的設計中可以選用可編程的AS分數(shù)N型結(jié)構(gòu)。由于無線通信市場對成本是非常敏感的，射頻器件如果想要具有競爭力必須達到低成本和低功耗。由于頻率合成器占用的面積和功耗都比較大，因此必須將這種影響限制到最小，這可以通過選擇合理的收發(fā)器結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。超外差式射頻器件需要兩個頻率合成器，但是具有較高的性能。與直接轉(zhuǎn)換接收器相比較，它們內(nèi)在的頻率差異減少了直流失調(diào)和壓控振蕩器(VC0)的上拉效應(Pullingeffect)。盡管相比較而言，直接轉(zhuǎn)換接收機僅需要一個本振，但是使用多次混頻的結(jié)構(gòu)來區(qū)分類似頻率將會導致頻率合成器更加復雜。介于以上兩種措施的一種折衷方案是采用游中頻結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，射頻本振頻率是中頻本振的2M倍(當M=2時)。因此，這兩個本振都能從單一的頻率合成器得到(充分利用了直接下變頻的一些優(yōu)點)，但是保持了超外差射頻的性能優(yōu)勢。分數(shù)分頻合成器具有低相位噪聲和更精細的頻率間隔。合成的射頻頻率和中頻頻率可以表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>其中C是粗調(diào)諧頻率字(Coarsetunefrequencyword),比如除數(shù)的整數(shù)部分)，R是參考分頻比(Referencedividerratio),K是分數(shù)累加器的輸入，F(xiàn)是分數(shù)累加器的大小。這里，分數(shù)N型頻率合成器的步進大小等于(FREF/R)/F。一種好的方案是使用規(guī)模較大的累加器同時使用較高的參考頻率，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)較低的帶內(nèi)相位噪聲。在此WLAN系統(tǒng)中，M的值選擇為2，也即射頻頻率是中頻頻率的四倍。這種多頻段設計是基于系統(tǒng)能夠忍受游中頻結(jié)構(gòu)的假設條件。因此，這里的中頻濾波器需要有更高的帶寬。這樣的系統(tǒng)能夠使用分數(shù)N型結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生射頻頻率，進而用除4來產(chǎn)生正交的中頻信號，從而實現(xiàn)一種用于超外差收發(fā)器的單頻率合成器結(jié)構(gòu)。我們提出的這種頻率合成器能夠利用除4電路來產(chǎn)生正交的中頻信號，摒棄了用于產(chǎn)生正交信號的帶寬較窄，易產(chǎn)生損耗，并且在高頻段難以實現(xiàn)的多相位網(wǎng)絡(polyphasenetwork)。因此，本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了更小芯片面積、更少片上部件，從而達到更佳的帶內(nèi)相位噪聲性能。上述頻率綜合器5適用于上述第一、第二、第三實施例。權(quán)利要求1、一種多標準多模無線收發(fā)器，包括天線(1)、射頻接收器(2)、射頻發(fā)射器(3)、頻率綜合器(5)、基帶處理電路(4)，所述的射頻接收器(2)用于接收來自所述的天線(1)的射頻信號并將其解調(diào)后得到I/Q兩路基帶信號，所述的基帶處理電路(4)用于接收上述兩路I/Q基帶信號，對其進行A/D變換和基帶信號處理，所述的基帶處理電路(4)還用于經(jīng)過信號編碼和D/A變換產(chǎn)生I/Q兩路基帶信號并將它們輸出至所述的射頻發(fā)射器(3)，所述的射頻發(fā)射器(3)對基帶信號進行調(diào)制后輸出射頻信號至所述的天線(1)，其特征在于所述的頻率綜合器(5)用于產(chǎn)生調(diào)制與解調(diào)所需的至少兩種本地振蕩信號并輸出至所述的射頻接收器(2)和所述的射頻發(fā)射器(3)，所述的天線(1)是一個能夠響應多個頻段射頻信號的多頻段天線，所述的射頻接收器(2)包括與所述的天線(1)相連接并用于響應和增大多個頻段的射頻信號強度的多頻段LNA(21)，所述的射頻發(fā)射器(3)包括一個與所述的天線(1)相連接并用于響應和放大多個頻段射頻信號功率的多頻段PA(31)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多標準多模無線收發(fā)器，其特征在于所述的天線(1)包括多個子天線，每個所述的子天線用于發(fā)射和接收一個頻段的無線射頻信號。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多標準多模無線收發(fā)器，其特征在于所述的天線(1)是一個多頻段天線，用于發(fā)射和接收多個頻段的無線射頻信號。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多標準多模無線收發(fā)器，其特征在于所述的多頻段LNA(21)由多路LNA組成，每路LNA對應的工作在一個無線頻段，由所述的基帶處理電路(4)控制每路LNA的開/關(guān)狀態(tài)切換。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多標準多模無線收發(fā)器，其特征在于所述的射頻接收器(2)還包括與所述的多頻段LNA(21)的輸出端相連接并用于將所述的多頻段LNA(21)輸出的射頻信號下變頻至基帶信號的下變頻混頻單元(22)，所述的下變頻混頻單元(22)集成有直接變頻和超外差兩種變頻方式。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的多標準多模無線收發(fā)器，其特征在于所述的下變頻混頻單元(22)包括一個與所述的多頻段LNA(21)中的至少一路LNA相連接并將來自該路的射頻信號下變頻至中頻的一級下變頻混頻器(221)、用于將所述的一級下變頻混頻器(221)輸出的中頻信號下變頻至基帶信號的二級下變頻混頻器(222)，所述的二級下變頻混頻器(222)還用于將所述的多頻段LNA(21)輸出的射頻信號直接下變頻至基帶信號。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的多標準多模無線收發(fā)器，其特征在于所述的下變頻混頻單元(22)至少包括兩個所述的二級下變頻混頻器(222)，兩個所述的二級下變頻混頻器(222)分別接收所述的頻率綜合器(5)輸出的兩路相差為90度的本振信號，設定該兩路本振信號為LOIFI、LOIFQ，其中一個所述的二級下變頻混頻器(222)輸出I路基帶信號至所述的基帶處理電路(4)，另一個所述的二級下變頻混頻器(222)輸出Q路基帶信號至所述的基帶處理電路(4)。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的多標準多模無線收發(fā)器，其特征在于所述的頻率合成器(5)還輸出一路本振信號LORF至所述的一級下變頻混頻器(221)，本振信號LORF的頻率是本振信號LOIFI、LOIFQ的頻率的整數(shù)倍。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多標準多模無線收發(fā)器，其特征在于所述的射頻發(fā)射器(3)還包括與所述的多頻段PA(31)相連接并用于將所述的基帶處理電路(4)輸出的基帶信號上變頻到射頻信號的上變頻混頻單元(32)，所述的多頻段PA(31)由覆蓋不同頻段的多路PA組成，每路PA對應的工作在一個無線頻段，由所述的基帶處理電路(4)控制每路PA的開/關(guān)狀態(tài)間的切換，所述的上變頻混頻單元(32)集成有直接變頻和超外差兩種變頻方式。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的多標準多模無線收發(fā)器，其特征在于所述的上變頻混頻單元(32)至少包括兩個用于將所述的基帶處理電路(4)產(chǎn)生的基帶信號上變頻到中頻信號的一級上變頻混頻器(321)，其中一個所述的一級上變頻混頻器(321)用于接收所述的基帶處理電路(4)產(chǎn)生的I路基帶信號，所述的頻率綜合器(5)輸出的一路本振信號L0IFI與上述I路基帶信號混頻，另一個所述的一級上變頻混頻器(321)用于接收所述的基帶處理電路(4)產(chǎn)生的Q路基帶信號，所述的頻率綜合器(5)輸出的另一路本振信號LOIFP與上述Q路基帶信號混頻，兩路所述的本振信號L0IFI和L0IFP的相位差為90度。11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的多標準多模無線收發(fā)器，其特征在于所述的上變頻混頻單元(32)還包括一個與所述的多頻段PA(31)中的至少一路PA相連接并用于將所述的一級上變頻混頻器(321)輸出的中頻信號上變頻至射頻信號的二級上變頻混頻器(322)，所述的頻率綜合器(5)輸出一路本振信號LORF至所述的二級上變頻混頻器(322)，本振信號LORF的頻率是本振信號LOIFI、L0IFP的整數(shù)倍。12、根據(jù)權(quán)利要求10所述的多標準多模無線收發(fā)器，其特征在于兩個所述的一級上變頻混頻器(321)還用于將所述的基帶處理電路(4)產(chǎn)生的基帶信號直接上變頻到射頻信號。13、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多標準多模無線收發(fā)器，其特征在于所述的頻率綜合器(5)包括一個分數(shù)分頻頻率合成器，所述的分數(shù)分頻頻率合成器包括一個包含有AZ噪聲整形電路的分數(shù)累加器(52)。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的多標準多模無線收發(fā)器，其特征在于所述的分數(shù)分頻頻率合成器輸出射頻本振信號L0RF，中頻本振信號L0IFI和L0IFP由所述的射頻本振信號除以一個固定的除數(shù)得到。15、一種多標準多模無線接收器，其特征在于它包括與前級的接收天線(11)相連接并用于響應和增大多個頻段的射頻信號強度的多頻段LNA(21)、與所述的多頻段LNA(21)的輸出端相連接并用于將所述的多頻段LNA(21)輸出的射頻信號下變頻至基帶信號的下變頻混頻單元(22)、產(chǎn)生并輸出用于下變頻的至少兩種本地振蕩信號至所述的下變頻混頻單元(22)的頻率合成器(5)，所述的下變頻混頻單元(22)集成有直接變頻和超外差兩種變頻方式。16、根據(jù)權(quán)利要求15所述的多標準多模無線接收器，其特征在于所述的多頻段LNA(21)由多路LNA組成，每路LNA對應的工作在一個無線頻段，由所述的基帶處理電路(4)控制每路LNA的開/關(guān)狀態(tài)間的切換。17、根據(jù)權(quán)利要求16所述的多標準多模無線接收器，其特征在于所述的下變頻混頻單元(22)包括一個與所述的多頻段LNA(21)中的一路LNA相連接并將來自該路的射頻信號下變頻至中頻的一級下變頻混頻器(221)、用于將中頻信號和射頻信號下變頻至基帶信號的二級下變頻混頻器(222)，所述的一級下變頻混頻器(221)輸出中頻信號至所述的二級下變頻混頻器(222)，所述的多頻段LNA(21)輸出射頻信號至所述的二級下變頻混頻器(222)。18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的多標準多模無線接收器，其特征在于所述的下變頻混頻單元(22)至少包括兩個所述的二級下變頻混頻器(222)，兩個所述的二級下變頻混頻器(222)分別接收所述的頻率綜合器(5)輸出的兩路相差為90度的本振信號，設定該兩路本振信號為LOIFI、LOIFQ，其中一個所述的二級下變頻混頻器(222)輸出I路基帶信號至所述的基帶處理電路(4)，另一個所述的二級下變頻混頻器(222)輸出Q路基帶信號至所述的基帶處理電路(4)。19、根據(jù)權(quán)利要求18所述的多標準多模無線接收器，其特征在于所述的頻率綜合器(5)還輸出一路本振信號LORF至所述的一級下變頻混頻器(221)，本振信號L0RF的頻率是本振信號L0IFI、L0IFQ的頻率的整數(shù)倍。20、根據(jù)權(quán)利要求15所述的多標準多模無線接收器，其特征在于所述的頻率綜合器(5)包括一個分數(shù)分頻頻率合成器，所述的分數(shù)分頻頻率合成器包括一個包含有AE噪聲整形電路的分數(shù)累加器(52)。21、根據(jù)權(quán)利要求20所述的多標準多模無線接收器，其特征在于所述的分數(shù)分頻頻率合成器輸出射頻本振信號LORF，中頻本振信號LOIFI和LOIFP由所述的射頻本振信號除以一個固定的除數(shù)得到。22、一種多標準多模無線發(fā)射器，其特征在于它包括用于將前級基帶處理電路輸出的基帶信號上變頻到射頻信號的上變頻混頻單元(32)、用于響應和放大所述的上變頻混頻單元(32)輸出的射頻信號功率的多頻段PA(31)、產(chǎn)生并輸出用于上變頻的至少兩種本地振蕩信號至所述的上變頻混頻單元(32)的頻率合成器(5)，所述的多頻段PA(31)是一個能夠響應多種頻段信號的PA，所述的多頻段PA(31)的輸出端與發(fā)射天線(12)相連接，所述的上變頻混頻單元(32)集成有直接變頻和超外差兩種變頻方式。23、根據(jù)權(quán)利要求22所述的多標準多模無線發(fā)射器，其特征在于所述的多頻段PA(31)由覆蓋不同頻段的多個PA組成，每路PA對應的工作在一個無線頻段，由所述的基帶處理電路(4)用于控制每路PA在開/關(guān)狀態(tài)間的切換。24、根據(jù)權(quán)利要求22所述的多標準多模無線發(fā)射器，其特征在于所述的上變頻混頻單元(32)至少包括兩個用于將所述的基帶處理電路(4)產(chǎn)生的基帶信號上變頻到中頻信號的一級上變頻混頻器(321)，其中一個所述的一級上變頻混頻器(321)用于接收所述的基帶處理電路(4)產(chǎn)生的I路基帶信號，所述的頻率綜合器(5)輸出的一路本振信號LOIFI與上述I路基帶信號混頻，另一個所述的一級上變頻混頻器(321)用于接收所述的基帶處理電路(4)產(chǎn)生的Q路基帶信號，所述的頻率綜合器(5)輸出的另一路本振信號LOIFP與上述Q路基帶信號混頻，兩路所述的本振信號LOIFI和L0IFP的相位差為90度。25、根據(jù)權(quán)利要求24所述的多標準多模無線發(fā)射器，其特征在于所述的上變頻混頻單元(32)還包括一個與所述的多頻段PA(31)中的至少一路PA相連接并用于將所述的一級上變頻混頻器(321)輸出的中頻信號上變頻至射頻信號的二級上變頻混頻器(322)，所述的頻率綜合器(5)輸出一路本振信號LORF至所述的二級上變頻混頻器(322)，本振信號LORF的頻率是本振信號LOIFI、L0IFP的整數(shù)倍。26、根據(jù)權(quán)利要求24所述的多標準多模無線發(fā)射器，其特征在于兩個所述的一級上變頻混頻器(321)還用于將所述的基帶處理電路(4)產(chǎn)生的基帶信號直接上變頻到射頻信號。27、根據(jù)權(quán)利要求22所述的多標準多模無線發(fā)射器，其特征在于所述的頻率綜合器(5)包括一個分數(shù)分頻頻率合成器，所述的分數(shù)分頻頻率合成器包括一個包含有AZ噪聲整形電路的分數(shù)累加器(52)。28、根據(jù)權(quán)利要求27所述的多標準多模無線發(fā)射器，其特征在于所述的分數(shù)分頻頻率合成器輸出射頻本振信號L0RF，中頻本振信號L0IFI和L0IFP由所述的射頻本振信號除以一個固定的除數(shù)得到。29、一種頻率綜合器，用于如權(quán)利要求1所述的多標準多模無線收發(fā)器、如權(quán)利要求15所述的多標準多模無線接收器、如權(quán)利要求20所述的多標準多模無線發(fā)射器，其特征在于它用于產(chǎn)生調(diào)制與解調(diào)所需的至少兩種本地振蕩信號，包括一個分數(shù)分頻頻率合成器，所述的分數(shù)分頻頻率合成器包括一個包含有A2噪聲整形電路的分數(shù)累加器(52)。30、根據(jù)權(quán)利要求25所述的頻率綜合器，其特征在于所述的分數(shù)分頻頻率合成器輸出射頻本振信號射頻本振信號L0RF，中頻本振信號L0IFI和L0IFP由所述的射頻本振信號除以一個固定的除數(shù)得到。全文摘要一種多標準多模無線收發(fā)器，包括天線、射頻接收器、射頻發(fā)射器、頻率綜合器、基帶處理電路，頻率綜合器用于產(chǎn)生調(diào)制與解調(diào)所需的至少兩種本地振蕩信號并輸出至射頻接收器和射頻發(fā)射器，天線是一個能夠響應多個頻段射頻信號的多頻段天線，射頻接收器包括一個與天線相連接并用于響應和增大多個頻段的射頻信號強度的多頻段LNA，射頻發(fā)射器包括一個與天線相連接并用于響應和放大多個頻段射頻信號功率的多頻段PA。是一種能夠在全世界范圍內(nèi)應用的多種模式協(xié)同工作的無線收發(fā)器。文檔編號H04B1/00GK101316105SQ20081012358公開日2008年12月3日申請日期2008年6月11日優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日發(fā)明者伐代,寅石申請人:蘇州中科半導體集成技術(shù)研發(fā)中心有限公司