CN1093706C - 具有少量本机振荡器的多频段移动收发信机 - Google Patents
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Abstract
一种频率综合器,包括一个压控振荡器和一个分频和频率分布部分。该分频和频率分布部分在分频该压控振荡器的振荡信号的同时,分解压控振荡器的输出信号为发送调制本机振荡信号和接收第二本机振荡信号,该部分包括两对分频器和两个开关。两对分频器的分频数是这样设置的,使得适应多个移动通信系统和发送调制本机振荡信号/接收第二本机振荡信号的所有组合,按照一个移动收发信机正操作的移动通信系统转换两个开关。该两个信号分别输入到一个正交调制器和一个正交解调器。
Description
本发明涉及一种多频段移动收发信机(MOBILE TRANSCEIVER),其通过在发送和接收无线电频率之间进行转换,利用不同无线电频段,操作于多个移动通信系统。
图3表示利用不同无线电频段操作于多个移动通信系统的一种设想的移动收发信机的结构。其中标号1表示一个天线;标号2和3表示对应于两个分别的无线电频段的双工器;标号4和5表示对应于两个分别的发送频段的隔离器;标号6和7表示对应于分别的发送频段的功率放大器;标号8表示高频开关;标号9表示可变增益放大器;标号10表示发送混频器;标号11表示低通滤波器;标号12表示可变增益放大器;标号13表示正交调制器;标号14和15表示用于I和Q调制输入信号的低通滤波器;标号16和17表示I和Q调制的输入端;和标号18表示第一本机振荡器。另外,标号19和20表示对应于两个分别的接收频段的低噪声放大器;标号21和22表示对应于分别的接收频段的接收混频器;标号23和24表示对应于两个分别的接收中频频率的中频滤被器;标号25表示中频开关;标号26表示可变增益放大器;标号27表示正交解调器;标号28和29表示用于I和Q解调输出的低通滤波器;标号30和31表示I和Q解调的输出端;标号34表示用于发送调制的本机振荡器;和标号35表示用于接收的第二本机振荡器。
从I和Q调制的输入端16和17输入的信号由正交调制器13进行调制,和然后由发送混频器10将其上变频到一个射频频率。所产生的信号由可变增益放大器进行增益调整,然后输入到由与发送频段相联系的高频开关8选择的功率放大器6或7。功率放大器6或7的输出通过隔离器4或5进行传送,然后输入到与有关无线电频段相对应的双工器2或3。最后,该信号作为无线电波从天线1发送到一个无线电基站(radio base station)。
另一方面,从无线电基站发送的信号由对应于有关无线电频段的双工器2或3从该移动收发信机的发送电波中进行分离,并由对应于相关的接收频段的低噪声放大器19和20进行放大,然后由接收混频器将其变换为相关的接收中频频率信号。接收混频器21或22的输出信号通过对应于相关的接收中频信号的中频滤波器23或24被传送,而后由中频开关25对其进行选择。中频开关25的输出信号由可变增益放大器26进行增益调整,之后由正交解调器27将其变换为I和Q的解调信号。
但是,在上述组成的移动收发信机中,用于发送调制信号的本机振荡器和用于接收调制信号的第二本机振荡器将需要作为不同的频率综合器来提供。这是在成本和部件数量方面造成的缺点。
应当注意到,在公知的移动收发信机中的双工器3、隔离器5、功率放大器7、高频开关8、低噪声放大器20、接收混频器22、中频滤波器24、和中频开关25已从图3的多频段移动收发信机中省略。
本发明的一个目的是提供一种多频段移动收发信机,其中用于发送调制的本机振荡器和用于接收的第二本机振荡器是按照一个单一的频率综合器构成的,因此该多频段移动收发信机具有低成本和较少的部件数目。
为了实现上述目的,本发明提供了一种多频段移动收发信机,它包括具有至少一个分频器和至少一个开关的分频和频率分布部分,该开关用于在分频该压控振荡器的振荡信号的同时,分解压控振荡器的振荡信号为一个发送调制的本机振荡信号和一个为接收的第二机振荡信号,从而利用一个单一频率综合器产生用于利用不同无线电频段的多个移动通信系统的每一个的发送调制的本机振荡信号和接收的第二本机振荡信号的组合。
结果,按照本发明实现的多频段移动收发信机,具有低成本和较少的部件数目。
本发明提供的一种移动收发信机,该移动收发信机通过在由多个移动通信系统使用的不同无线电频段之间进行转换,以多个无线电频段操作各个发送和接收,该移动收发信机包括:一个单一的压控振荡器,用于产生一个振荡信号,它具有一个从多个频率中选择的一个频率,该多个频率对应于多个移动通信系统的频率;和一个分频和频率分布部分,用于在分频该压控振荡器的振荡信号的同时,分解该压控振荡器的振荡信号为发送侧本机振荡信号和接收侧本机振荡信号,该分频和频率分布部分该包括:至少一个分频器,用于提供多个分频数,以适应多个移动通信系统和发送侧本机振荡信号和接收侧本机振荡信号的所有组合;和至少一个开关,该开关按照多个移动通信系统的所选择的一个系统进行转换。
下面将参照各附图详细描述本发明的各实施例。
图1是按照本发明的第一实施例的多频段移动收发信机的组成的方框图;
图2是表示按照本发明的第二实施例的多频段移动收发信机的组成的方框图;和
图3是一种设想的多频段移动收发信机的组成的方框图。
实施例1
图1表示按照本发明的第一实施例的多频段移动收发信机的组成。该移动收发信机操作在使用不同无线电频段A和B的两个移动通信系统。
在图1中,其与图3中相同的部件采用相同的标号。标号1表示一个天线;标号2和3表示对应于两个分别的无线电频段的双工器;标号4和5表示相应于两个分别的发送频段的隔离器;标号6和7表示相应于分别的发送频段的功率放大器;标号8表示高频开关;标号9表示可变增益放大器;标号10表示发送混频器;标号11表示低通滤波器;标号12表示可变增益放大器;标号13表示正交调制器;标号14和15表示用于I和Q调制输入信号的低通滤波器;标号16和17表示I和Q调制的输入端;和标号18表示第一本机振荡器。另外,标号19和20表示对应于两个分别的接收频段的低噪声放大器;标号21和22表示对应于分别的接收频段的接收混频器;标号23和24表示对应于两个分别的接收中频频率的中频滤波器;标号25表示中频开关;标号26表示可变增益放大器;标号27表示正交解调器;标号28和29表示用于I和Q解调输出的低通滤波器;标号30和31表示I和Q解调的输出端。
标号32表示压控振荡器,和标号33表示分频和频率分布(distribution)部分,该部分在对压控振荡器32的输出进行分频的同时,分解压控振荡器的输出为发送调制本机振荡信号和接收第二本机振荡信号。分频和频率分布部分33包括第一组分频器41、42、第二组分频器44、45、第一开关43和第二开关46。压控振荡器32及分频和频率分布部分33构成频率综合器。
接下来,下面将描述上述组成的移动收发信机的操作。从I和Q调制的输入端16和17输入的信号被正交调制器13调制,而后由发送混频器10上变频到一个射频频率。产生的信号由可变增益放大器进行增益调整,然后利用与发送频段相联系的高频开关8将其输入到功率放大器6或7。功率放大器6或7的输出信号通过隔离器4或5传送,然后被输入到对应于相关的该无线电频段的双工器2或3。最后,该信号作为无线电波从天线1被发送到一个无线电基站。
另一方面,从无线电基站发送的信号从该移动收发信机发送电波中通过对应于相关的无线电频段的双工器2或3进行分离,由对应于相关的接收频段的低噪声放大器19或20进行放大,和然后由接收混频器21或22将其变换为相关的接收中频信号。接收混频器21或22的输出信号通过对应于与相关的接收中频的中频滤波器23或24进行传送,而后由中频开关25进行选择。中频开关25的输出信号由可变增益放大器26进行增益调整,之后由正交解调器27将其变换为I和Q的解调信号。
当移动收发信机正在移动通信系统A进行操作时,第一开关43选择分频器41,和当移动通信系统B正在进行操作时选择分频器42。在第一组分频器41和42中分别设置有对应于移动通信系统A和B的分频数。
一个具有两个输入端/两个输出端的复合开关的第二开关46按如下进行操作,即,当移动收发信机正在移动通信系统A进行操作时,使输入端1a和2a分别被连接到输出端2b和1b,和当移动收发信机正在移动通信系统B进行操作时,使输入端1a和2a分别被连接到输出端1b和2b。每个分频器44和45的分频数被如此进行设置,使其对应于发送调制本机振荡信号或接收第二本机振荡信号。当移动收发信机正操作在移动通信系统A时,分频器44的通路被选择用于第二本机振荡信号和对于发送调制本机振荡信号选择了分频器45的通路。因此,当移动收发信机正操作在移动通信系统B时,分频器44的通路被选择用于发送调制本机振荡信号和分频器45的通路被选择用于接收第二本机振荡信号。设置在第二组分频器44和45中的分频数是固定的。
按照该移动收发信机操作的该移动通信系统,压控振荡器32的输出由第一组分频器41或42进行分频,和然后分解和提供到分频器44和45。最后,复合开关46选择和输出发送调制本机振荡信号和接收第二本机振荡信号。
表1归纳了对于移动通信系统A和B的每一个,在分频和频率分布部分33中产生发送调制本机振荡信号或接收第二机振荡信号的分频数(frequency division numbers)。
表1
移动通信系统 | 发送调制本机振荡信号 | 接收第二本机振荡信号 |
A | (分频器41的分频数)×(分频器45的分频数) | (分频器41的分频数)×(分频器44的分频数) |
B | (分频器42的分频数)×(分频器44的分频数) | (分频器42的分频数)×(分频器45的分频数) |
单一频率综合器可以适应移动通信系统A和B和上述本机振荡信号的任何组合,如果按照移动通信系统A和B利用的无线电频段将第一组分频器41、42、第二组分频器44和45以及压控振荡器32的振荡频率的分频数适当的设置。
例如,假设移动通信系统A的发送和接收中心频率分别是1,850MHz和1,930MHz和移动通信系统B的发送和接收中心频率分别是835MHz和880MHz,表2表示移动通信系统A和B的每一个,在第一本机振荡器18的中心频率fL1、接收中频频率fIF(接收第二本机振荡频率fL2)、发送调制本机振荡频率fmod、和压控振荡器32的振荡频率fVCO之间的关系的例子。
表2
移动通信系统 | FL1 | fIF(fL2) | fmod | fVCO |
A | 1,690MHz | 240MHz | 160MHz | 960MHz |
B | 970MHz | 90MHz | 135MHz | 1,080MHz |
通过按照表3设置分频器41、42、44和45的分频数,可以满足上述频率关系。
表3
分频器41 | 分频器42 | 分频器44 | 分频器45 | |
分频数 | 1 | 1/2 | 1/2 | 1/3 |
按照表2的频率关系,作为分频和频率分布部分33的输出的发送调制本机振荡信号和接收第二本机振荡信号的频率分别是两倍于频率fmod和两倍的频率fL2。这是因为1/2分频器被设置在正交调制器13和正交解调器27的每个之中。如果I和Q信号是由正交解调器27进行基带检测的,接收中频频率fIF和接收第二本机振荡频率fL2是相同的。
应当注意,表2的频率关系仅是一个例子。各个分频器的分频数是按照表3所示进行设置的,它满足对于移动通信系统A的接收中频频率fIF和发送调制本机振荡频率fmod具有3∶2的比率,和对于移动通信系统B的接收中频频率fIF和发送调制本机振荡频率fmod具有2∶3的比率。在移动收发信机的实际设计中,必须确定内部频率关系,以便防止本身的寄生频率落入接收频带和防止从发送频带附近发送寄生频率。可以这样说,对于满足这样一些要求来说,本发明的频率选择自由度是足够高的。
因为对应于移动通信系统A和B的压控振荡器32的振荡频率分别是960MHz和1080MHz,压控振荡器32具有大约150MHz的频率可变范围是足够的。即使在压控振荡器32工作在3V,变容二极管的灵敏度可以被设置在大约50MHz/V的情况下,也有可能实现这样一种电路结构。在压控振荡器32工作在5V的情况下,变容二极管的灵敏度可以被设置在大约30MHz/V。但是,在压控振荡器32的电压范围要求低于3V的情况下,它可能需要提供,例如,用于转换谐振电路的电容的装置。
在上述实施例中,分频器41、42、44和45是具有固定分频数的各分离部件。这种组态可以被这样修改,即第一组分频器41和42是由单一部件实现的,它的分频数是按照该移动收发信机正在被操作的该移动通信系统而被转换的,和/或第一组分频器41和42是由单一部件实现的,它的分频数是以时分方式进行转换的。因为大多数的TDMA移动通信系统分配不同时隙(time slots)给发送和接收,可以设置单一的分频器,对于发送和接收该分频器是以时分方式进行转换的。作为另外一种方案,即使一个其分频数是以时分方式切换的单一部件用省略的第一开关43,能够被提供代替分频器41、42、44和45。
实施例2
图2表示按照本发明的第二实施例的多频段移动收发信机的组态。另外在这个实施例中,移动收发信机利用不同的无线电频段,操作于两个移动通信系统A和B。
图2的组态除了分频和频率分布部分36外是与图1相同的,压控振荡器32及分频和频率分布部分36构成一个频率综合器。分频和频率分布部分36包括分频器51-54,这些分频器具有适合移动通信系统A和B和发送调制本机振荡信号/接收第二本机振荡信号的所有组合(4种)的分频数,和按照正在操作的移动收发信机的该移动通信系统,将开关55和56进行转换。
对应于移动通信系统A和发送调制本机振荡信号的分频数被设置在分频器51。对应于移动通信系统B和发送调制本机振荡信号的分频数被设置在分频器52。对应于移动通信系统A和接收第二本机振荡信号的分频数被设置在分频器53。对应于移动通信系统B和接收第二本机振荡信号的分频数被设置在分频器54。当移动收发信机正操作在移动通信系统A时,开关55选择分频器51,和当移动收发信机正操作在移动通信系统B时,开关55选择分频器52。当移动收发信机正操作在移动通信系统A时,开关56选择分频器53,和当移动收发信机正操作在移动通信系统B时,开关56选择分频器54。
将压控振荡器31的输出信号进行分解和馈送到分频器51-54。分频器的个数等于移动通信系统(2个)和发送调制本机振荡信号/接收第二本机振荡信号的所有组合(4种)的数。当移动收发信机正操作在移动通信系统A时,开关55和56为发送调制本机振荡信号选择分频器51的通路和为接收第二本机振荡信号选择分频器5 3的通路。同样,当移动收发信机正操作在移动通信系统B时,开关55和56为发送调制本机振荡信号选择分频器52的通路和为接收第二本机振荡信号选择分频器54的通路。
通过按照表4所示设置分频器51-54的分频数,满足描述在第一实施例中的频率关系的例子。
表4
分频器51 | 分频器52 | 分频器53 | 分频器54 | |
分频数 | 1/3 | 1/4 | 1/2 | 1/6 |
如上所述,按照本发明,在利用不同无线电频段操作于多个移动通信系统的多频段移动收发信机中,在以正确的分频比进行分频的同时,分频和频率分布部分的输出被分解为发送调制本机振荡信号和接收第二本机振荡信号,因此一个单一的频率综合器可以为每个移动通信系统提供发送调制本机振荡信号和接收第二本机振荡信号两者。结果,可以得到一种便宜的和具有较少部件数量的多频段移动收发信机。
Claims (5)
1.一种移动收发信机,该移动收发信机通过在由多个移动通信系统使用的不同无线电频段之间进行转换,以多个无线电频段操作各个发送和接收,该移动收发信机包括:
一个单一的压控振荡器,用于产生一个振荡信号,该振荡信号具有一个从多个频率中选择的一个频率,该多个频率对应于多个移动通信系统的频率;和
一个分频和频率分布部分,用于在分频该压控振荡器的振荡信号的同时,分解该压控振荡器的振荡信号为发送侧本机振荡信号和接收侧本机振荡信号,该分频和频率分布部分包括:
至少一个分频器,用于提供多个分频数,以适应多个移动通信系统和发送侧本机振荡信号和接收侧本机振荡信号的所有组合;和
至少一个开关,该开关按照多个移动通信系统所选择的一个系统进行转换。
2.按照权利要求1的移动收发信机,其中,至少一个分频器提供对应于多个移动通信系统和/或发送侧本机振荡信号和接收侧本机振荡信号的多个分频数。
3.按照权利要求1的移动收发信机,其中,至少一个分频器是一个单一分频器,该分频器具有用于多个移动通信系统转换的分频数,和还具有以时分方式用于发送侧本机振荡信号和接收侧本机振荡信号转换的分频数。
4.一种移动收发信机,该移动收发信机通过在由多个移动通信系统使用的不同无线电频段之间进行转换,以多个无线电频段操作各个发送和接收,该移动收发信机包括:
一个单一的压控振荡器,用于产生一个振荡信号,该振荡信号具有一个从多个频率中选择的一个频率,该多个频率对应于多个移动通信系统的频率;和
一分频和频率分布部分包括;
连接到压控振荡器的第一组分频器,其具有用于多个移动通信系统预定的多个分频数;
一第一开关,用于按照从多个移动通信系统中选择的一个系统,在该第一组分频器的输出信号之间进行转换;
连接到该第一开关的第二组分频器并且其有按照多个移动通信系统和发送侧本机振荡信号和接收侧本机振荡信号预定的多个分频数;和
第二开关,用于按照所选择的移动通信系统分布第二组分频器的输出信号,使得它们用作为发送侧本机振荡信号和接收侧本机振荡信号。
5.按照权利要求1的移动收发信机,其中,多个分频器连接到压控振荡器并且在数量上被设置得等于多个移动通信系统和发送侧本机振荡信号和接收侧本机振荡信号的所有组合的数量,该多个分频器对于相应的多种组合具有预定的分频数;和
其中,至少一个开关对于所选择的多个移动通信系统和发送侧本机振荡信号和接收侧本机振荡信号的多个组合,选择和分布该多个分频器的输出信号。
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