一种用于高速通信的混合基带系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，具体说涉及一种用于高速通信的混合基带系统。
【背景技术】
[0002] 随着通信技术的不断发展，现有技术中提出了 60GHz毫米波高速通信系统。
[0003] 60GHz毫米波高速通信系统的标准相对于传统的通信占用的信道带宽高达7GHz或 者更大（比如美国将免许可的频率范围为57GHz到64GHz)，从而为超高速的通信速率提供了 可能性。目前的60GHz毫米波通信的速率能够达到Gbps，而802.1 In标准和无载波通信技术 (Ultra Wideband，UWB)只能实现600Mbps和480Mbps。
[0004] 相对于传统的通信系统标准，60GHz频段的通信系统有很多优点。首先，由于60GHz 频段无线信号的方向性很强，从而不同方向上的60GHz通信系统的通信信号相互干扰很小； 除此以外，目前已知的无线通信标准的载波都远远小于60GHz，来自其他通信系统的通信系 统间干扰也因此很小，几乎忽略不计。其次，60GHz上的信号在自由空间上的损耗很大，达到 15dB/km，而且障碍物对60GHz的毫米波衰减也很大，因此，60GHz上的短距离无线通信具有 在高安全性上的天然优势。再次，集成电路单片设计的60GHz的通信系统相对于传统的通信 标准要求的元器件尺寸更小，从而可以降低成本。
[0005] 目前60GHz毫米波通信系统正处于火热的研究当中，已有的标准也不统一，包括 IEEE标准化组织推出的802. llad、由LG和松下等成立的WirlessHD工作组推出的 WirelessHDl. 1以及由Intel和Nokia等组成的WiGig联盟制定的WiGigl .0。多种不统一的制 式标准导致了不同系统架构的间难以实现兼容匹配。
[0006] 另外，目前较多60GHz毫米波通信系统设计采用的架构仍然是传统的收发机模式， 这种模式通常将射频前端、模拟基带和数字基带分开设计，因此造成模拟基带电路和数字 基带电路之间需要一个模数转换器ADC。由于60GHz毫米波通信的通信数据率非常高，相对 应要求的ADC性能很高，从而造成ADC设计难度和功耗往往很大。除此以外，由于高达Gbps数 据率的通信，数字基带电路的翻转速度将很快，造成数字基带电路的功耗也很大。
[0007] 因此，针对现有技术中60GHz毫米波通信系统存在的问题，需要一种新的用于高速 通信的混合基带系统。
【发明内容】
[0008] 针对现有技术中60GHz毫米波通信系统存在的问题，本发明提供了一种用于高速 通信的混合基带系统，所述系统包含模数载波恢复模块、数据反馈均衡模块以及时钟和数 据恢复模块，其中：
[0009] 所述模数载波恢复模块包含相位旋转器，其连接到高速通信系统的输出，所述相 位旋转器用于旋转输入信号的相位，所述模数载波恢复模块用于接收高速通信系统解调下 来的信号并通过恢复发射机的相位来消除载波偏差对所述信号的影响；
[0010] 所述数据反馈均衡模块连接到所述模数载波恢复模块，用于均衡所述模数载波恢 复模块输出的信号从而减小码间干扰的影响，进而增加信噪比；
[0011] 所述时钟和数据恢复模块连接到所述数据反馈均衡模块，用于恢复时钟并解调所 述数据反馈均衡模块输出的信号以获取并输出最终解调信号。
[0012] 在一实施例中，所述模数载波恢复模块还包含第一误差检测器以及第一环路滤波 器，其中：
[0013] 所述第一误差检测器连接到所述时钟和数据恢复模块的输出上，用于检测所述最 终解调信号从而获取第一误差信号；
[0014] 所述第一环路滤波器与所述第一误差检测器相连，所述第一环路滤波器基于所述 误差信号输出用于控制所述相位旋转器的第一控制字；
[0015] 所述相位旋转器与所述第一环路滤波器相连，所述相位旋转器在所述第一控制字 的控制下将输入信号旋转相应的相位后输出。
[0016] 在一实施例中，所述数据反馈均衡模块包括用于放大信号的第一放大器以及用于 传输信号的第一信号通路，其中：
[0017] 所述第一放大器的输入与所述模数载波恢复模块的输出相连；
[0018] 所述第一信号通路的输入与所述第一放大器的输出相连，所述第一信号通路的输 出为所述数据反馈均衡模块的输出。
[0019] 在一实施例中，所述数据反馈均衡模块还包含数据反馈均衡器，所述数据反馈均 衡器包括：
[0020] 第二误差检测器，其与所述时钟和数据恢复模块的输出相连，用于检测所述最终 解调信号从而获取第二误差信号；
[0021 ]数据采样器，其连接到所述第一信号通路，用于采集所述第一信号通路上传输的 模拟信号并将采集到的所述模拟信号转换为数字采样信号；
[0022] 第二环路滤波器，其与所述第二误差检测器以及所述数据采样器相连，用于基于 所述第二误差信号以及所述数字采样信号输出第二控制字；
[0023] 第一均衡电流源支路，其与所述第二环路滤波器相连并连接到所述第一信号通路 上所述数据采样器接入点与所述第一放大器输出之间的位置，用于基于所述第二控制字向 所述第一信号通路输出特定大小和方向的第一支路电流以均衡所述第一信号通路上传输 的信号数据。
[0024]在一实施例中，所述数据反馈均衡模块还包含尾巴均衡器，所述尾巴均衡器包括： [0025]第三误差检测器，其连接到所述第一信号通路上所述第一均衡电流源支路的接入 点之后的位置上，用于检测所述第一信号通路上传输的信号从而获取第三误差信号；
[0026]第三环路滤波器，其与所述第三误差检测器相连，用于基于所述第三误差信号输 出第三控制字；
[0027] 移位寄存器阵列，其与所述时钟和数据恢复模块相连，用于对解调出的数据进行 延时移位；
[0028] 第二均衡电流源支路，其与所述第三环路滤波器以及所述移位寄存器阵列相连并 连接到所述第一信号通路上所述第三误差检测器与所述第一均衡电流源支路接入点之间 的位置，用于基于所述第三控制字以及所述移位寄存器阵列的输出向所述第一信号通路输 出特定大小和方向的第二支路电流以均衡所述第一信号通路上传输的信号数据。
[0029] 在一实施例中，所述时钟和数据恢复模块包括：
[0030] 超前滞后鉴相器，其与所述时钟和数据恢复模块的输出相连，用于分析所述最终 解调信号从而获取超前/滞后信号；
[0031] 第四环路滤波器，其与所述超前滞后鉴相器相连，用于基于所述超前/滞后信号输 出第四控制字；
[0032] 相位插值器，其与所述第四环路滤波器相连并连接到所述高速通信系统，用于获 取所述高速通信系统的分频信号并根据所述第四控制字对所述分频信号进行相位调整；
[0033] 时钟整形缓冲器，其与所述相位插值器相连，用于根据经过相位调整的所述分频 信号获取并输出相应的方波时钟；
[0034] 占空比调整器，其与所述时钟整形缓冲器相连，用于根据所述方波时钟输出相应 的采样时钟；
[0035] 采样输出单元，其包含信号输入端、信号输出端以及控制端，其中，所述控制端与 所述占空比调整器相连，所述信号输入端以及所述信号输出端分别为所述时钟和数据恢复 模块的输入以及输出，所述采样输出单元用于基于所述采样时钟对输入信号进行采样从而 获取所述最终解调信号。
[0036] 在一实施例中，所述系统还包含模数直流消除反馈模块，所述模数直流消除反馈 模块安装在所述数据反馈均衡模块以及所述时钟和数据恢复模块之间，用于消除所述数据 反馈均衡模块输出的信号的直流失调。
[0037] 在一实施例中，所述模数直流消除反馈模块包括：
[0038] 第二放大器，其输入端连接到所述数据反馈均衡模块的输出；
[0039] 第二信号通路，其输入端连接到所述第二放大器的输出，输出端连接到所述时钟 和数据恢复模块的输入；
[0040] 第四误差检测器，其连接到所述第二信号通路的输出，用于基于所述第二信号通 路的输出信号获取第四误差信号；
[0041] 第四环路滤波器，其与所述第四误差检测器相连，用于基于所述第四误差信号输 出第五控制字；
[0042] 参考电压产生器，其与所述第四环路滤波器相连并接入所述第二信号通路，用于 基于所述第五控制字向所述第二信号通路输出参考电压以消除所述第二信号通路上传输 的信号的直流失调。
[0043]在一实施例中，所述模数直流消除反馈模块还包括第三放大器，其连接在所述参 考电压产生器以及所述第二信号通路之间，用于放大调整所述参考电压产生器输出的所述 参考电压并将放大调整后的所述参考电压输出到所述第二信号通路以实现消除直流失调。 [0044]在一实施例中，所述模数直流消除反馈模块还包括直流失调检测器，所述直流失 调检测器用于检测所述最终解调信号中是否存在直流失调，从而基于检测结果控制所述模 数直流消除反馈模块的开启/关闭。
[0045]与现有技术相比，本发明的系统在保证信号传输处理精度以及准确度的前提下简 化了接收机的基带设计并节约了功耗。
[0046]本发明的其它特征或优点将在随后的