CN1042782C - 在接收期间能够把发射机与接收机隔离的无线电通信设备 - Google Patents

Abstract

有一种利用一个公共载频在一个设备中，分别进行发射和接收操作的无线电通信设备中，在以预定调制频率操作的调制器与振荡出等于预定调制频率的整数倍N的调制频率的调制本机振荡器之间设置一个分频器。该分频器具有等于N的分频系数和在发射操作期间在控制电路的控制下提供预定调制频率的分频信号到调制器，在接收操作期间，由控制电路将分频器置于无效状态以隔离调制本机振荡器和调制器。

Description

在接收期间能够把发射机与接收机隔离的无线电通信设备

本发明涉及一种无线电通信设备，该设备能够发射一个发射的数据信号和接收一个接收的数据信号，具体地讲，是涉及一种以时分多址时域双工(TDMA-TDD)方式进行通信的无线电通信设备。这样一种通信在下文中将被简称为TDMA-TDD通信。

在这种TDMA-TDD中，将可以注意到，一个公共的载波频率波用于发射载波频率波和接收载波频率波两个场合，以及通信是以时分方式进行的。

所描述的这种类型的常规无线电通信包括一个接收机和一个发射机的用于TDMA-TDD通信，和该通信系统分别接收一个接收的数据信号和发射一个输入的数据信号。该无线电通信设备有选择地进入接收状态或发射状态以便进行TDMA-TDD通信。换言之，发射机和接收机轮流地进入有效状态和非有效状态。这表示在通信期间所选择的发射机和接收机之一单独地进入有效状态。

同时，正交相移键控(QPSK)，尤其是π/4相移正交相移键控(

-ShiftQPSK)已经常常用于TDMA-TDD通信的发射机，以调制数据信号和发射一个发射QPSK信号的无线电波，这种已调信号以上述QPSK信号的方式被接收机作为接收无线电波所接收。

对于TDMA-TDD通信的无线电通信设备而言，一个公共的本机频率也被用作本机发射频率和本机接收频率，以便在发射机和接收机中利用该公共载波频率波分别进行发射和接收操作。

对于这种无线电通信设备来说，最好是，当在接收机中进行接收操作而发射机保持不操作时，发射机与接收机保持完全的电磁隔离。换句话说，在接收操作期间，发射无线电波应当被充分地衰减。另外，由于发射和接收的无线电波包含有公共的频率分量，所以发射无线电波会有害地干扰接收无线电波。这种有害的干扰也会由于在发射机和接收机中利用公共的本机频率而发生。从而导致在接收机中接收特性的恶化。

其中，当前要求无线电通信设备在尺寸上要小型化和在重量上要轻型化。在这些情况下，在上述无线电通信设备中不能在发射机和接收机之间保持完全的隔离。因此，在常规的无线电通信设备中，接收特性不可避免地变坏了。

为了实现发射机与接收机之间的有效隔离，可以考虑通过断开调制电路的调制本机振荡器而将发射机的调制电路置于一种非工作状态。然而，这种调制振荡器在其一旦被断开以后是缓慢地又被接通的。这意味着这种无线电通信设备对于TDMA-TDD通信而言是不合适的，因为在TDMA-TDD通信中，在一个非常短的时间间隔中接收和发射操作将会从一种模式转变为另一种模式。

本发明的一个目的是提供一种无线通信设备，该设备适合于TDMA-TDD通信和该设备在接收机进行接收操作期间能够有效地隔离发射机与接收机。

本发明的另一个目的是提供一种所描述的类型的无线电通信设备，该设备能够衰减发射的已调信号到避免降低接收机的接收特性的程度。

本发明还有一个目的是提供一种所描述的类型的无线电通信设备，该设备能够快速地从接收操作转变为发射操作。

适合于本发明的无线电通信设备包括一个发射机和一个接收机，该发射机和接收机通过利用公共进行发射和接收操作的一个本机频率信号和该信号是由一个公共本机振荡器产生的，来分别执行输入数据信号的发射操作，和接收数据信号产生作为输出数据信号的接收操作。按照本发明，发射机包括调制装置，用于使发射的数据信号利用一个预定的调制频率受到预定的调制产生一个发射已调信号，调制本机振荡装置，用于产生调制本机振荡频率等于预定调制频率的整数N倍的调制本机振荡信号，其中N是一个大于1的整数，其特征在于可控分频装置，它位于调制装置与调制本机振荡装置之间，它具有等于整数倍数N的分频数，用于将调制本机振荡信号的调制本机振荡频率通过分频系数N分频为预定调制频率并馈送预定调制频率到调制装置，控制装置，用于产生控制可控分频装置操作的控制信号，以及发射机混合装置，用于将发射已调信号与本机频率信号混合。

图1是用于TDMA-TDD通信的常规的无线通信设备的框图；和

图2是按照本发明的优选实施例的无线电通信设备的框图。

参照图1，一种常规的无线电通信设备被用作在TDMA-TDD通信中的无线电话机，该设备通过对于发送和接收操作利用公共通信载波频率还可以进行以时分方式的发送和接收操作。

所描述的无线电通信设备包括一个馈送有输入数据信号IN的发射机或发射机部分11和一个馈送有接收的已调信号或接收的无线电波产生输出数据信号OUT的接收机或接收机部分12。从该事实来看，不难看出，发射机11进行输入数据信号IN的发射操作，而接收机12进行对于输出数据信号OUT的接收操作。

在发射机11中，输入数据信号1N被送到滚降滤波器16。该滚降滤波器16将输入数据信号1N分为同相分量信号I和正交分量信号Q。该同相和正交分量信号I和Q被送到一个正交调制电路17，该电路从调制本机振荡器18馈送来一个预定频率F的调制本机振荡信号。该预定频率F可以称之为调制本机频率。

正交调制电路17通过同相和正交分量信号I和Q正交调制预定频率F的本机调制振荡信号产生一个正交已调信号QM。具体来说，所描述的正交调制电路17作为正交调制是执行一种π/4相移正交相移键控(QPSK)和产生一个QPSK已调信号作为正交已调信号QM。因此，通过调制由本机调制振荡器18送来的等于预定频率F的一个频率获得正交已调信号QM和可以称之为发送已调信号。

正交已调信号QM被馈送到与一个公共本机振荡器20相连的发射混须器19，该振荡器通常也用于接收机12，正如在下文中将要详细描述的那样。公共本机振荡器20产生为该无线电通信设备确定主频率(Primary frequeney)的主本机振荡信号PO(Primary local oscillation signal)。发射混频器19将正交已调信号QM与主本机振荡信号PO相混频产生一个发射信号。发射信号通过滤波器21去掉包括在发射信号上的寄生分量，和此后被一个功率放大器22放大为放大后的发射信号。放大后的发射信号以具有发射载波频率的发射无线电波的形式通过开关电路23和天线24进行发射。

另一方面，假定所描述的无线电通信设备被操作去接收一个接收无线电波，该无线电波是由与发射载波频率相同的接收载波频率所传送。在这种情况下，接收无线电波传送的输出数据信号OUT将被接收机12再生。开关电路23从发射机11转到了接收机12。

更为具体地讲，无线电接收信号由天线24接收后，通过开关电路23传送到接收滤波器26，允许一个所期望的高频分量单独地从其中通过，该所期望的高频分量由一个高频放大器27放到预定电平和作为被放大的接收信号被传送到第一接收混频器29，该混频器馈送来自公共本机振荡器20的主本机振荡信号PO。

从这一事实来看，不难看出，主本机振荡信号PO不仅馈送到发射混频器19，而且还馈送到笫一接收混频器29和在发射机11和接收机12中是公用的。

在任何情况下，第一接收混频器29将被放大的接收信号与主本机振荡信号PO相混频产生一个笫一混频接收信号。该笫一混频接收信号被送到笫一中频(IF)接收滤波器31，仅允许笫一IF接收频率信号通过。该笫一IF接收频率信号被馈送到第二接收混频器32，该混频器32被馈送有来自次接收本地振荡器33的次接收本地频率的次接收本地频率信号。

笫二接收混频器32将笫一接收IF频率信号与该次接收本地频率信号相混频，向第二IF接收滤波器34提供一个笫二混频接收信号，笫二IF接收频率的第二IF接收频率信号是由笫二混频接收信号通过第二IF接收滤波器34得到的和被IF放大器35放大到预定电平，产生IF已放大接收信号。该IF已放大接收信号被送到延迟检波电路36，将经受延迟式检波。结果，从延迟式检波电路36产生输出数据信号OUT。

如上所述，发射机11和接收机12使用了公共的通信载波频率。这表示，当接收机进入有效状态或进行接收操作时，发射的已调信号，即来自正交调制电路17的正交已调信号QM应当受到足够的衰减。

为此目的，一个开关将要放置在调制本机振荡器18和正交调制电路17之间，接通或断开来自调制本机振荡器18的调制本机频率信号。

同时，必须注意到，调制本机振荡器18通常是由PLL型频率综合器构成的，当这样的频率综合器通过开关被接通或断开时，不可避免地会引起出现在调制本机频率信号中的频率漂移。

在任何情况下，接通或断开调制本机频率信号对于TDMA-TDD通信的无线电通信设备来说都是不合适的，因为在一个极短的时间内，发射和接收操作将会彼此进行转换。

参照图2，按照本发明的优选实施例的无线电通信设备类似于如图1所描述的电路结构，但除了如图2所示的发射机11包括一个与图1所描述的有点不同的调制本机振荡器18a，正如将可以清楚地看出的那样，一个可控分频器40位于本机调制振荡器18a与正交调制电路17之间和连接到分频器40的控制电路41以在下文将要描述的方式去控制分频器40。

具体地讲，本机调制振荡器18a振荡出一个其频率等于预定频率F的整数倍N的本机调制频率信号，这和结合图1的描述一样，其中N是大于1的整数。在这个将要说明的例子中，N可以考虑等于2，无需进一步的说明。利用这种结构，调制本机频率信号具有等于两倍的预定频率F的频率和被送到可以具有分频系数2的分频器40。

结果，当分频器40由控制电路41置于一种有效状态时，分频器40将频率为预定频率F的分频信号馈送给正交调制电路17。该分频信号可以称为预定频率F的期望信号或预定频率F的预定调制本机信号。

下面将要描述无线电通信设备的发射操作和该设备的接收操作。

首先，发射操作将按照类似于图1的开关电路23是连接到发射机11进行发射操作的状态来描述。在这种状态下，控制电路41可以由手动接通或断开的一个手动开关实现，该手动开关还可以同时转换开关电路23。在任何情况下，控制电路41在发射操作时发送一个控制信号CL到分频器40，以便使分频器40进入有效状态。在有效状态中，分频器40将本机调制频率信号分频为该频率的一半，即与用于正交调制电路17的预定频率F相同和该信号作为与预定频率F的预定本机调制信号相同的分频信号被送到正交调制电路17。结果，正交调制电路17利用同相分量信号I和正交分量信号Q与图1一样正交调制预定的本机调制信号产生正交已调信号QM作为发射已调信号。该正交已调信号QM以参照图1所描述的方式一样，被混频、滤波和放大，将被作为发射无线电波予以发射。因此，直接说明的描述将予以省略。

另一方面，在接收操作中控制电路41阻止使分频器40进入有效状态的控制信号CL的产生。在这种情况下，开关电路23连接到接收机12，而本机调制振荡器18a振荡未停止，本机调制振荡器信号的频率等于两倍的预定频率F。因为在非正作状态，分频器40具有隔离特性，馈送到正交调制电路17上的残留或寄生分量是由隔离特性确定的和按照该隔离特性而衰减。还有，该残留分量具有等于两倍预定频率F的频率。

从这一事实来讲，不难理解，残留分量具有不同于由笫一接收混频器32产生的笫一IF接收信号的频率和第一IF接收信号的频率不包含该残留分量。从而，在接收操作期间，有可能避免接收机的接收特性的变坏。另外，还由于残留分量具有等于两倍的预定频率F的频率，该发射机11的残留分量能够由发射滤波器21予以有效地滤掉。

至此，当结合其优选实施例对本发明进行了描述以后，对于本专业的技术人员来说，有可能将本发明的各种不同的方式很快地付诸于实际，例如，分频器40的分频系数在发射和接收操作时可以在控制电路41的控制下从一个变为另一个。具体说，在发射操作时的分频系数可以设置为m，这里m是大于1的整数，而在接收操作时的分频系数可以改变为k，这里k是小于m的大于1的整数。另外，PLL型的频率综合器可以用作本机调制振荡器18a。而且，本发明可以应用到在发射和接收时利用公共载波的通信系统。因此，本发明不限制于TDMA-TDD通信。正交调制电路可以改变为其他调制电路。

Claims (10)

1．一种包括一个发射机和一个接收机的无线电通信设备，该设备分别进行输入数据信号的发射操作和进行接收数据信号产生作为输出数据信号的接收操作，上述操作是利用本机频率信号进行的，该信号对于上述发射和接收操作是公共的且该信号是由一个公共的本机振荡器产生的，上述发射机包括：

调制装置，该装置用于利用一个预定的调制频率使上述发射的数据信号经过预定的调制，产生发射的已调信号；

调制本机振荡装置，该装置用于产生调制本机振荡频率等于上述预定调制频率的整数倍N的调制本机振荡信号，其中N是大于1的整数；

其特征在于：可控分频装置，该装置位于上述调制装置与上述调制本机振荡装置之间和该装置具有等于上述整数倍数N的分频系数，用于利用上述分频系数N将上述调制本机振荡信号的调制本机振荡频率分频为上述预定调制频率，将上述预定调制频率馈送给上述调制装置；

控制装置，该装置用于产生控制可控分频装置的操作的控制信号；和

发射机混频装置，该装置用于将上述发射已调信号与上述本机频率信号相混频。

2．按照权利要求1的无线电通信设备，其特征在于上述可控分频装置响应于来自上述控制装置的控制信号，被置于无效状态。

3．按照权利要求1的无线电通信设备，其特征在于上述调制本机振荡装置是由PLL型频率合成器构成的。

4．按照权利要求1的无线电通信设备，其特征在于上述预定的调制是规定为正交相移键控。

5．按照权利要求1的无线电通信设备，其特征在于，利用正交相移键控进行TDMA-TDD通信，上述发射机包括：

正交调制装置，该装置用于通过利用预定调制频率使上述发射的数据受到正交相移键控产生一个发射已调信号。

6．按照权利要求1或5的无线电通信设备，其特征在于上述可控分频装置被控制为在接收操作时的分频系数不同于在发射操作时的分频系数。

7．按照权利要求6的无线电通信设备，其特征在于在接收操作时的分频系数小于发射操作时的分频系数。

8．按照权利要求5的无线电通信设备，其特征在于响应于来自上述控制装置的上述控制信号，上述可控分频装置置于无效状态。

9．按照权利要求5的无线电通信设备，其特征在于上述调制本机振荡装置是由PLL型频率合成器构成的。

10．按照权利要求5的无线电通信设备，其特征在于正交相移键控规定为π/4相移正交相移键控。

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