本发明一般而言涉及使用数种不同的调制方案之一合成经调制的rf信号，这些调制方案包括但不限于幅移键控、相移键控、正交相移键控、正交振幅调制和/或幅相移键控。特别地，本发明提供了在直接rf发射器中使用的数种不同调制方案的细节，包括：调频连续波(fmcw)、带跳频的频率分集、编码调制连续波(cmcw)和正交频分复用(ofdm)。
背景技术：
1、现代电子系统以数字方式处理和存储信息。但是，由于世界的模拟本质，模拟域和数字域之间的转换始终是需要的，并由数据转换器执行。数模转换器(dac)用于将数字码字转换成模拟信号(电压、电流等)。
2、锁相环(pll)已广泛应用于通信应用。pll已用来从嘈杂的通信信道中恢复信号、生成输入频率的倍数下的稳定频率以及用于解调信号。
3、以高分辨率和多ghz采样率为特征的现代高速dac为一些直接rf调制方案提供了基础。在rf调制方案中，经调制的传输信号直接在基频上生成。与传统rf发射器相比，直接rf发射器架构提供了许多优点，诸如消除了lo馈通(lo feed through)和镜像。根据这些方案，直接rf发射器的性能可能受到dac噪声和dac时钟的相位噪声的限制。dac时钟的相位噪声确定高载波频率下的相邻信道泄漏比(acpr)和发射器调制误差比(mer)。使用pll的间接频率合成的相位噪声性能不如baw振荡器。因此，具有基于baw的振荡器的直接rf发射器提供更好的相位噪声性能。
技术实现思路
1、描述了根据本发明的实施例的使用数种不同调制方案之一合成经调制的rf信号的系统和方法，这些调制方案包括但不限于幅移键控、相移键控、正交相移键控、正交振幅调制和/或幅相移键控。在实施例中，直接频率合成器包括：高速baw谐振器，其被配置为生成频率信号；baw振荡器，其能够接收频率信号以及被配置为生成输出baw时钟信号(bawclk)；频率和相位估计电路，其能够接收来自参考时钟的参考时钟信号(ref clk)和bawclk，其中频率和相位估计电路被配置为生成频率误差信号和相位误差信号；频率啁啾(chirp)生成器，其能够接收啁啾参数和啁啾同步信号，其中直接数字频率合成器被配置为生成标称频率控制字(fcw)的序列；频率控制字(fcw)生成器，其能够接收来自频率啁啾生成器的输入fcw以及来自频率和相位估计电路的相位误差信号和频率误差信号，其中fcw生成器被配置为基于输入fcw、相位误差信号和频率误差信号生成经校正的fcw；直接数字频率合成器，其能够接收baw clk和经校正的fcw，其中直接数字频率合成器被配置为基于bawclk和经校正的fcw生成码字；以及高速数模转换器(hsdac)，其能够接收baw clk和码字，其中hsdac被配置为合成模拟信号。
2、在进一步的实施例中，发送的模拟信号是在频率上通过经调制的信号在固定周期上下变化的连续波。
3、在进一步的实施例中，fcw是根据用户指定的啁啾参数生成的。
4、在进一步的实施例中，添加频率误差和相位误差以补偿ref clk和baw振荡器之间的频率和相位差异。
5、在进一步的实施例中，模拟信号由以下等式指定：
6、
7、其中：
8、f0：啁啾信号的初始频率
9、α：啁啾信号的频率斜坡率
10、θ0：啁啾信号的初始相位
11、其中啁啾信号以数字方式生成并通过高速dac转换成模拟信号，其中数字码字xn可以用以下等式指定：
12、xn＝x(t＝nts)＝sin(θn)
13、
14、其中：
15、ts：dac时钟的采样周期
16、fn：时间t＝nts时的频率；
17、其中，对于非平稳采样时钟，数字码字xn可以如下进行调整：
18、x′n＝x(t＝nt′s)＝sin(θ′n)
19、
20、其中：
21、t′s：dac时钟的非平稳采样周期(t′s＝ts+δts)。
22、在另一个实施例中，直接频率合成器包括：高速baw谐振器，其被配置为生成频率信号；baw振荡器，其能够接收频率信号以及被配置为生成输出baw时钟信号(baw clk)；频率和相位估计电路，其能够接收来自参考时钟的参考时钟信号(ref clk)以及baw clk，其中频率和相位估计电路被配置为生成频率误差信号和相位误差信号；跳频频率控制字生成器，其能够接收跳频参数、同步信号，其中跳频频率控制字生成器被配置为生成标称频率控制字(fcw)的序列；频率控制字(fcw)生成器，其能够接收来自跳频频率控制字生成器的输入fcw以及来自频率和相位估计电路的频率误差信号和相位误差信号，其中频率控制字生成器被配置为基于输入fcw、频率误差信号和相位误差信号生成经校正的fcw；直接数字频率合成器，其能够接收baw clk和经校正的fcw，其中直接数字频率合成器被配置为基于bawclk和经校正的fcw生成码字；以及高速数模转换器(hsdac)，其能够接收baw clk和码字，其中hsdac被配置为输出模拟信号。
23、在进一步的实施例中，输出频率从一个频率改变为由伪随机(pn)序列控制的另一个频率。
24、在进一步的实施例中，信号由以下等式表示：
25、x(t)＝sin(2πf(t)t+θ0)
26、f(t)＝frand(n),tn-1≤t<tn,n∈[1,…,n]
27、其中：
28、f1,…,fn：跳频系统中使用的频率列表
29、t1,…,tn：跳频时间
30、rand(n)：跳频系统中的随机频率映射
31、θ0：正弦波的初始相位
32、其中：
33、跳频信号以数字方式合成以及数字码字xn通过高速数模转换器(dac)转换成模拟信号；其中：x(t)和xn之间的关系由以下等式给出：
34、xn＝x(t＝nts)＝sin(2πf(t)nts+θ0)＝sin(2πfc(t)n+θ0)
35、fc(t)＝frand(n)ts,tn-1≤t<tn,n∈[1,…,n]
36、其中：
37、ts：dac时钟的采样周期；
38、其中，如果采样时钟是非平稳的，那么通过以下等式调整数字码字xn，以使输出频率保持在期望频率：
39、x′n＝x(t＝nt′s)＝sin(2πf(t)nt′s+θ0)＝sin(2π(fc(t)+δfc(t))n+θ0)
40、其中：
41、t′s：dac时钟的非平稳采样周期(t′s＝ts+δts)
42、δfc(t)：频率控制字误差(δfc(t)＝fc(t)*δts/ts)。
43、在另一个实施例中，直接频率合成器包括：高速baw谐振器，其被配置为生成频率信号；baw振荡器，其能够接收频率信号，其中baw振荡器被配置为生成输出baw时钟信号(baw clk)；频率和相位估计电路，其能够接收来自参考时钟的参考时钟信号(ref clk)以及baw clk，其中频率和相位估计电路被配置为生成频率误差信号和相位误差信号；编码调制连续波(cmcw)生成器，其能够接收cm参数和同步信号，其中cmcw生成器被配置为生成码字；可变插值器/抽取器(vid)，其能够接收来自cmcw生成器的码字、来自频率和相位估计电路的相位误差信号和频率误差信号以及来自baw振荡器的baw clk信号，其中vid被配置为生成经校正的码字；高速数模转换器(hsdac)，其能够接收baw clk和经校正的码字，其中hsdac被配置为输出模拟信号。
44、在进一步的实施例中，cmcw使用宽带编码序列调制高频连续波。
45、在进一步的实施例中，码字是数字码字xn；其中xn通过高速数模转换器(hsdac)转换成模拟信号；其中，xn对应于t＝nts时期望的模拟信号，其中ts是采样时钟的周期；其中，对于采样时间发生在t′＝nt′s或(nts+δts)时的非平稳采样时钟，数字码字被调整以及经校正的码字x′n由可变插值器抽取器(vid)通过以下等式计算：
46、
47、其中对于所有vid滤波器，码字x′n可以如下计算：
48、
49、其中h(i)：vid滤波器系数。
50、在另一个实施例中，直接频率合成器包括：高速baw谐振器，其被配置为生成频率信号；baw振荡器，其能够接收频率信号，其中baw振荡器被配置为生成输出baw时钟信号(baw clk)；频率和相位估计电路，其能够接收来自参考时钟的参考时钟信号(ref clk)和来自baw振荡器的baw clk，其中频率和相位估计电路被配置为生成频率误差信号和相位误差信号；正交频分复用(ofdm)生成器，其能够接收ofdm调制参数和同步信号，其中ofdm生成器被配置为生成码字；可变插值器/抽取器(vid)，其能够接收来自ofdm生成器的码字、来自频率和相位估计电路的相位误差信号和频率误差信号以及来自baw振荡器的baw clk，其中vid被配置为生成经校正的码字；高速数模转换器(hsdac)，其能够接收来自baw振荡器的baw clk和来自vid的经校正的码字，其中hs dac被配置为输出模拟信号。
51、在进一步的实施例中，ofdm信号包括在多个载波上连续且并行传输的经编码的信号。
52、在进一步的实施例中，码字是数字码字xn；其中xn通过高速数模转换器(hs dac)转换成模拟信号；其中，xn对应于t＝nts时期望的模拟信号，其中ts是采样时钟的周期；其中，对于采样时间发生在t′＝nt′s或(nts+δts)时的非平稳采样时钟，数字码字被调整以及经校正的码字x′n由可变插值器抽取器(vid)通过以下等式计算：
53、
54、其中对于所有vid滤波器，码字x′n可以如下计算：
55、
56、其中h(i)：vid滤波器系数。
1.一种直接频率合成器，包括：
2.如权利要求1所述的直接频率合成器，其中传输的模拟信号是在频率上通过经调制的信号在固定周期上下变化的连续波。
3.如权利要求1所述的直接频率合成器，其中fcw是根据用户指定的啁啾参数生成的。
4.如权利要求1所述的直接频率合成器，其中添加频率误差和相位误差以补偿ref clk和baw振荡器之间的频率和相位差异。
5.如权利要求1所述的直接频率合成器，其中模拟信号由以下等式指定：
6.一种直接频率合成器，包括：
7.如权利要求6所述的直接频率合成器，其中输出频率从一个频率改变为由伪随机(pn)序列控制的另一个频率。
8.如权利要求6所述的直接频率合成器，其中信号由以下等式表示：
9.一种直接频率合成器，包括：
10.如权利要求9所述的直接频率合成器，其中cmcw使用宽带编码序列调制高频连续波。
11.如权利要求9所述的直接频率合成器，其中所述码字是数字码字xn；
12.一种直接频率合成器，包括：
13.如权利要求12所述的直接频率合成器，其中ofdm信号包括在多个载波上连续且并行传输的经编码的信号。
14.如权利要求12所述的直接频率合成器，其中所述码字是数字码字xn；
