DE10311701A1

DE10311701A1 - Sende- und Empfangsanordnung für Funkgeräte mit Basisbandbauteil, Hochfrequenzbauteil und einer dazwischen angeordneten Schnittstelle

Info

Publication number: DE10311701A1
Application number: DE10311701A
Authority: DE
Inventors: Berndt Pilgram; Dietmar Wenzel; Bertram Gunzelmann
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: US20040228395A1; CN1543249A; CN1270572C; DE10311701B4; US7469004B2

Abstract

Eine Sende-/Empfangsanordnung weist ein Basisbandbauteil (1) und ein Hochfrequenzbauteil (3) auf, die über eine Schnittstelle (2) verbunden sind. Die Schnittstelle umfasst eine erste differentielle unidirektionale Datenverbindung (14) zum Übertragen von digitalen Sendedaten vom Basisbandbauteil (1) zum Hochfrequenzbauteil (3) und eine zweite differentielle unidirektionale Datenverbindung (12) zum Übertragen von im Hochfrequenzbauteil (3) ins Basisband umgesetzten digitalen Empfangsdaten vom Hochfrequenzbauteil (3) zum Basisbandbauteil (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Sende- und Empfangsanordnung für Funkgeräte mit einem Basisbandbauteil und einem Hochfrequenzbauteil, die über eine Schnittstelle zum Austausch von Nutzdaten in Sende- und Empfangsrichtung in Verbindung stehen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen dem Basisbandbauteil und dem Hochfrequenzbauteil eines solcherart aufgebauten Funkgerätes.

Innerhalb von Sende- und Empfangseinrichtungen in Mobilstationen werden Modulatoren und Demodulatoren eingesetzt, welche eine Trägerschwingung und empfangene Daten gemäß standardisierten Modulations- und Demodulationsverfahren entsprechend den zu übertragenden Daten modulieren und entsprechend den empfangenen Daten demodulieren. Bekannte Modulations- und Demodulationsverfahren sind beispielsweise GSM (Global System for Mobile Communication), EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution), TIA-EIA 136 (Telecommunication Industry Associations/Electronic Industry Association), UTRA FDD (UMTS-Terrestrial Radio Access Frequency Division Duplex), UTRA TDD (UMTS-Terrestrial Radio Access Time Division Duplex) und IS-95. Im Allgemeinen bestehen diese Modulatoren und Demodulatoren aus einem Basisbandbauteil und einem Hochfrequenzbauteil. Das Basisbandbauteil erzeugt beim Sendevorgang aus den zu übertragenden Daten mit Hilfe digitaler Signalverarbeitung ein standardkonformes, meist komplexwertiges Signal, welches von dem Hochfrequenzbauteil in eine hochfrequente Lage verschoben und als reellwertiges Signal nach einer geeigneten Verstärkung über eine Antenne abgestrahlt wird. Entsprechend werden beim Empfangsvorgang die empfangenen Nutzdaten vom Hochfrequenzbauteil in ein komplexwertiges Signal demodu liert, und die empfangenen demodulierten Daten in dem Basisbandbauteil weiterverarbeitet.

Aufgrund unterschiedlicher physikalischer Anforderungen an die Basisband- und Hochfrequenzbauteile werden diese Funktionseinheiten meist in separaten integrierten Schaltkreisen (Hochfrequenz-Chip und Basisband-Chip) mit unterschiedlichen Herstellungstechnologien realisiert. In Senderichtung muss das modulierte Basisbandsignal in geeigneter Form an das Hochfrequenzbauteil übergeben werden. In Empfangsrichtung muss das demodulierte Hochfrequenzsignal in geeigneter Form an das Basisbandsignal übergeben werden. Hierfür ist zwischen Basisbandbauteil und Hochfrequenzbauteil eine geeignete Schnittstelle vorzusehen.

Derzeit werden die Nutzdaten üblicherweise in analoger Form zwischen dem Hochfrequenzbauteil und dem Basisbandbauteil übertragen. Die Nutzdatensignale werden dabei üblicherweise von der analogen Schnittstelle als komplexwertige Basisbandsignale bereitgestellt, die in einen Realteil und einen Imaginärteil (sog. Inphase-(I-)Komponente und Quadratur-(Q)Komponente) zerlegt sind. Sowohl die I-Komponente als auch die Q-Komponente werden in der Regel als Differenzsignal übertragen, d.h. es sind zumindest 4 Leitungen für die bidirektionale Nutzdatenübertragung erforderlich.

Diese Form der Signalübertragung weist den Nachteil auf, das sowohl im Basisbandbauteil als auch im Hochfrequenzbauteil relativ hochwertige analoge Signalverarbeitungskomponenten, wie bspw. Digital/Analog- und Analog/Digital-Umsetzer implementiert sein müssen.

Vor allem das Erfordernis, den Basisbandbauteil als einen Mixed-Signal-Baustein (Hybrid-Baustein) mit analogen und digitalen Schaltungskomponenten auszustatten, verteuert dessen Entwicklung und Herstellung. Besonders die Schaltungskomponenten, die zur Erzeugung und Übertragung der differentiellen analogen Signale erforderlich sind, beanspruchen einen signifikanten Teil der Chipfläche, obwohl sie für die eigentliche Basisband-Signalverarbeitung nicht benötigt werden.

Weiterhin müssen oftmals spezielle Signalverarbeitungsschritte im Basisbandbauteil vorgenommen werden, um Unzulänglichkeiten, Nicht-Idealitäten oder Toleranzen im Hochfrequenzbauteil im voraus zu kompensieren oder zu korrigieren. Das Basisbandbauteil kann folglich nicht mehr unabhängig vom Hochfrequenzbauteil betrachtet, analysiert und entwickelt werden. Durch die fortschreitende Entwicklung auf dem Gebiet der digitalen Signalverarbeitung und der Modulator- und Demodulatorkonzepte nimmt der Anteil der Verarbeitung im Basisband am Gesamt-Signalverarbeitungspfad zu, speziell im Hinblick auf das Zusammenwirken mit dem Hochfrequenzteil. Daraus resultiert eine unerwünschte Flexibilitätseinschränkung von Basisbandbauteilen bzw. Basisband-Chips, da die Basisbandbauteile nur noch gemeinsam mit derjenigen Hochfrequenzbaugruppe einsetzbar sind, für die sie speziell entwickelt wurden.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 35 116 A1 ist eine konventionelle analoge Hochfrequenz-Schnittstelle für Dual-Standard Basisband-Chips in Mobilfunkgeräten beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Empfangs- und Sendeanordnung für Funkgeräte mit einem Basisbandbauteil, einem Hochfrequenzbauteil und einer dazwischen angeordneten Schnittstelle zu schaffen, welche im Hinblick auf die vorstehend diskutierten Gesichtspunkte günstige Kosten- und Implementierungsvoraussetzungen bietet. Ferner zielt die Erfindung darauf ab, ein Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen einem Basisbandbauteil und einem Hochfrequenzbauteil mit den genannten Eigenschaften anzugeben. Insbesondere soll eine Schnittstelle angegeben werden, die für hohe Datenraten, wie sie insbesondere in den Standards UTRA FDD, UTRA TDD oder IS-95 gefordert werden, geeignet ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Demnach besteht ein Grundgedanke der Erfindung darin, anstelle der herkömmlichen analogen Schnittstelle eine digitale Schnittstelle für die Übertragung der Nutzdaten in Hin- und Rückrichtung (d.h. bezüglich der zu sendenden digitalen Nutzdaten vom Basisbandbauteil zum Hochfrequenzbauteil und bezüglich der empfangenen digitalen Nutzdaten vom Hochfrequenzbauteil zum Basisbandbauteil) vorzusehen. Die erfindungsgemäße digitale Schnittstelle weist eine wesentlich höhere Störfestigkeit auf als die gegenüber Einstreuungen empfindlichen analoge Schnittstelle. Darüber hinaus entfallen jegliche analoge Schaltungskomponenten sowohl für den Sende- als auch den Empfangssignalpfad im Basisbandbauteil. Ferner fördert die Erfindung eine vom Hochfrequenzbauteil unabhängige Basisbandverarbeitung im Basisbandbauteil. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich die Anforderungen an den Entwurf und das Schaltungs-Layout des Basisbandbauteils verringern, da das Basisbandbauteil nunmehr als rein digitale Funktionseinheit konzipierbar ist.

Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung besteht darin, dass sowohl die erste unidirektionale Datenverbindung zum Übertragen der zu sendenden digitalen Nutzdaten vom Basisbandbauteil zum Hochfrequenzbauteil als auch die zweite unidirektionale Datenverbindung zum Übertragen der empfangenen digitalen Nutzdaten vom Hochfrequenzbauteil zum Basisbandbauteil differentielle Datenverbindungen sind. Durch die differentielle Ausführung dieser beiden Datenverbindungen können Sendedaten vom Basisbandbauteil zum Hochfrequenzbauteil und Empfangsdaten vom Hochfrequenzbauteil zum Basisbandbauteil störungsfreier übertragen werden, wodurch höhere Datenraten erreichbar sind.

Ein weiterer mit der Erfindung erreichter Vorteil besteht darin, dass aufgrund der physikalisch getrennten Übertragung von Sendedaten über die erste differentielle unidirektionale Datenverbindung und Empfangsdaten über die zweite differentielle unidirektionale Datenverbindung die Datenschnittstelle im Vollduplex-Betrieb arbeiten kann. Dies fördert ebenfalls die Erzielung hoher Datenraten.

Grundsätzlich kann eine einzige Worttaktleitung zum Anzeigen des Übermittlungsbeginns einer Folge von Bits auf den ersten und zweiten Datenverbindungen ausreichend sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung umfasst die Schnittstelle jedoch eine erste Worttaktleitung zum Anzeigen des Übermittlungsbeginns einer Folge von Bits auf der ersten Datenverbindung, und eine zweite Worttaktleitung zum Anzeigen des Übermittlungsbeginns einer Folge von Bits auf der zweiten Datenverbindung. Dies erhöht die Flexibilität der Signalverarbeitung im Basisbandbauteil und im Hochfrequenzbauteil, indem z.B. unterschiedliche Wortlängen für die Übertragung von digitalen Sendedaten und die Übertragung von digitalen Empfangsdaten ermöglicht wird. Ferner tritt in vielen Sende- und Empfangsanordnungen die Situation auf, dass in der einen Richtung (meistens vom Basisbandbauteil zum Hochfrequenzbauteil) weniger Daten (Sendedaten) als in der Gegenrichtung (Empfangsdaten) zu übertragen sind. In diesem Fall wird durch diese Maßnahme auch eine Erhöhung der Datenrate ermöglicht.

Dadurch, dass die Schnittstelle zur seriellen Übertragung von empfangenen und zu sendenden digitalen Nutzdaten über die Datenverbindungen ausgelegt ist, wird erreicht, dass die Leitungszahl der Schnittstelle in kostengünstiger Weise gering gehalten werden kann.

Grundsätzlich kann der Bittakt für die über die erste Datenverbindung übertragenen zu sendenden Nutzdaten (Sendedaten) aus den zu sendenden Nutzdaten selber bzw. der Bittakt für die über die zweite Datenverbindung übertragenen empfangenen digitalen Nutzdaten (Empfangsdaten) aus den empfangenen digitalen Nutzdaten selber erzeugt werden. Bittaktleitungen für die Übertragung der entsprechenden Bittakte brauchen in der erfindungsgemäßen Schnittstelle also nicht vorgesehen zu sein. Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung umfasst die Schnittstelle jedoch eine unidirektionale Systemtaktleitung, mittels welcher ein im Hochfrequenzbauteil erzeugter Systemtakt an das Basisbandbauteil übertragen wird. In diesem Fall kennzeichnet sich eine vorteilhafte Sende- und Empfangsanordnung durch erste Taktteilermittel oder Taktvervielfachermittel im Basisbandbauteil, welche den Bittakt für die über die erste Datenverbindung übertragenen zu sendenden digitalen Nutzdaten aus dem Systemtakt erzeugen. Ferner kennzeichnet sich in diesem Fall eine vorteilhafte Sende- und Empfangsanordnung durch zweite Taktteilermittel oder Taktvervielfachermittel im Basisbandbauteil, welche den Bittakt für die über die zweite Datenverbindung übertragenen empfangenen digitalen Nutzdaten aus dem Systemtakt erzeugen.

Vorzugsweise ist die Schnittstelle ausgelegt, Datenwörter der empfangenen digitalen Nutzdaten mit einer Rate (T_c/2)^–1 zu übertragen, wobei T_c die Chip-Zeitdauer des der Funkübertragung zugrunde liegenden Telekommunikationsstandards ist. Dadurch kann der für die Schnittstelle geforderte Echtzeit-Betrieb gewährleistet werden. Im UMTS-Standard beträgt T_c = 0,26 μs.

Vorzugsweise ist die Schnittstelle ausgelegt, Datenwörter der zu sendenden digitalen Nutzdaten mit einer Rate T_c ^– ¹ zu übertragen, wodurch ebenfalls die geforderten Echtzeitanforderungen erfüllt werden können.

Eine weitere vorteilhafte Sende- und Empfangsanordnung kennzeichnet sich dadurch, dass die Schnittstelle eine bidirektionale Datenleitung zum seriellen Übertragen von Konfigurationsdaten zwischen dem Hochfrequenzbauteil und dem Basisbandbauteil, eine Bittaktleitung zum Übertragen eines Taktsignals, wobei pro Taktperiode des Taktsignals ein Bit über die bidirektionale Datenleitung übertragen wird, und eine dritte Worttaktleitung zum Anzeigen des Übermittlungsbeginns einer Folge von Bits auf der bidirektionalen Datenleitung aufweist. Eine solche Ausführung der Schnittstelle trägt in vorteilhafter Weise der Architektur der Basisbandverarbeitung Rechnung, da sie eine unabhängige Übertragung von Nutzdaten und Konfigurationsdaten erlaubt. Als Konfigurationsdaten werden Daten bezeichnet, die beispielsweise die Modulationsart, die Amplitude, den Sendeleistungsverlauf, die Sendefrequenz, den Sendezeitpunkt, die Sendedauer, die Sender-Betriebsart, das Ein- und Ausschaltverhalten des Senders usw. bestimmen. Dabei reicht aufgrund der bidirektionalen Datenleitung für die Konfigurationsdatenübertragung eine einzige Datenleitung aus, um sämtliche Konfigurationsdaten in beiden Richtungen zwischen dem Hochfrequenzbauteil und dem Basisbandbauteil zu übertragen, wodurch die Leitungszahl der Schnittstelle gering gehalten wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:
1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung in Form eines Blockschaltbildes;
2 eine Darstellung von Signalverläufen der Leitungen für die Nutzdatenübertragung; und
3 eine Darstellung von Signalverläufen der Leitungen für die Konfigurationsdatenübertragung.
1 zeigt eine Sende- und Empfangsanordnung, wie sie beispielsweise in einer Mobilstation eines zellularen Mobilfunknetzes Verwendung findet. Die Anordnung umfasst ein Basisbandbauteil 1, das über eine digitale Schnittstelle 2 mit ei nem Hochfrequenzbauteil 3 verbunden ist. Das Hochfrequenzbauteil 3 umfasst ausgangsseitig einen Leistungsverstärker 4, welcher mit einer Antenne 5 verbunden ist.
Das Basisbandbauteil 1 umfasst in üblicher Weise einen digitalen Signalprozessor DSP zur Verarbeitung von Nutzdaten sowie einen Mikroprozessor μC, der Konfigurationsdaten verarbeitet und die Ablaufsteuerung der gesamten Sende- und Empfangsanordnung übernimmt.
Das Basisbandbauteil 1 führt eine Basisbandverarbeitung der zu sendenden wie auch der empfangenen Daten durch. Diese umfasst Signalverarbeitungsschritte auf Informationsbit-Ebene (z.B. GSM) oder Chip-Ebene (z.B. UMTS), wie beispielsweise die Bildung von Transportblöcken, die Fehlerschutzkodierung, die Anpassung der Bitrate, die Kanalkodierung (Faltungs- und/oder Turbokodierung), die Verschachtelung (Interleaving), die Transportstrom-Multiplexbildung, die Code-Multiplexbildung, die Rahmen- und Paketsegmentierung, usw..
Signalverarbeitungsschritte auf physikalischer Ebene (nur Teile der Schicht 1 bzw. des Layer PHY des OSI-Referenzmodells) wie Impulsformung, Modulation, Vorauskorrektur und -kompensation werden im Hochfrequenzbauteil 3 ausgeführt.
Das Basisbandbauteil 1 und das Hochfrequenzbauteil 3 sind in der Regel jeweils als einzelne integrierte Schaltkreise realisiert. Die gestrichelte Linie 6 deutet die Bausteingrenze an. Der Leistungsverstärker 4 kann auch als externe Komponente realisiert sein, d.h. muss nicht auf dem Hochfrequenz-Chip 3 implementiert sein.
Die digitale Schnittstelle 2 zwischen dem Basisbandbauteil 1 und dem Hochfrequenzbauteil 3 umfasst zwei digitale Mehrleiterverbindungen. Eine erste digitale Mehrleiterverbindung, der die Leitungen 11, 13, 15 und die Doppelleitungen 12, 14 zugeordnet sind, dient der Übermittlung von Nutzdaten in bei den Richtungen. Die zweite digitale Mehrleiterverbindung, der die Leitungen 16, 17, 18, 19 zugeordnet sind, dient der Übertragung von Konfigurationsdaten von dem Basisbandbauteil 1 zum Hochfrequenzbauteil 3, wobei auch eine Datenübertragung in Gegenrichtung ermöglicht wird.
Die zu sendenden Nutzdaten werden über die Doppelleitung 14 in differentieller Form von dem Basisbandbauteil 1 zum Hochfrequenzbauteil 3 übertragen. Über die Sendeworttaktleitung 15 wird dem Hochfrequenzbauteil 3 vom Basisbandbauteil 1 der Sendeworttakt zur Verfügung gestellt. In der Gegenrichtung erfolgt die Übertragung der empfangenen digitalen Nutzdaten von dem Hochfrequenzbauteil 3 über die Doppelleitung 12 zum Basisbandbauteil 1. Die empfangenen digitalen Nutzdaten werden ebenfalls in differentieller Form übertragen. Über eine Empfangsworttaktleitung 11 wird dem Basisbandbauteil 1 vom Hochfrequenzbauteil 3 der Empfangsworttakt zur Verfügung gestellt.
Die differentielle Übertragung von digitalen Daten über die Doppelleitungen 12, 14 erfolgt in der Weise, dass das Vorzeichen der Differenz der beiden übertragenen Signalwerte den Wert des übertragenen Bits angibt: Beispielsweise wird für ein Bit 1 über die eine Leitung die Spannung +A Volt und über die andere Leitung die Spannung –A Volt übertragen. Die Differenz ist +2A Volt, d.h. besitzt ein positives Vorzeichen. Für das Bit mit dem Wert Null werden die vertauschten Spannungswerte (d.h. –A Volt und +A Volt) über die differentielle Doppelleitung 12, 14 übertragen. Die Differenz beträgt –2A Volt und weist eine negatives Vorzeichen auf. Der Vorteil der differentiellen Übertragung besteht darin, dass auf beide Leitungen einstreuende Störungen ohne Einfluss bleiben, da sie bei der Subtraktion der Signalwerte eliminiert werden.
Sämtliche Analog-/Digital-Umsetzer bzw. Digital-/Analog-Umsetzer der Schnittstelle 2 befinden sich im Hochfrequenzbauteil 1. Da folglich keine analogen Komponenten für den Sende- und Empfangspfad im Basisbandbauteil 1 erforderlich sind, ist das Basisbandbauteil 1 (IC) mit einfacheren, konstengünstigeren Herstellungstechnologien für ausschließlich digitale Schaltungen herstellbar.
Die empfangenen Nutzdaten werden dem Basisbandbauteil 1 unmittelbar bei Empfang vom Hochfrequenzbauteil 3 über die differentielle Doppelleitung 12 übermittelt. Zu sendende Nutzdaten werden an das Hochfrequenzbauteil 3 über die differentielle Doppelleitung 14 vom Basisbandbauteil 1 übermittelt. Daraus resultiert ein verringerter Datenspeicherbedarf im Hochfrequenzbauteil 3, da sowohl die zu sendenden Nutzdaten als auch die empfangenen Nutzdaten im Basisbandbauteil 1 zwischengespeichert werden können. Durch die unmittelbare Übertragung der empfangenen Nutzdaten vom Hochfrequenzbauteil an das Basisbandbauteil 1 ist ein Datenspeicher im Hochfrequenzbauteil 3 nicht erforderlich. Dadurch ergibt sich eine höhere Flexibilität bei der Wahl der Technologie des Hochfrequenzbauteils 3.
2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Signale, die über die erste digitale Mehrleiterverbindung 11, 12, 13, 14, 15 übertragen werden. Das Empfangsdaten-Worttaktsignal RX WA wird über die Empfangsworttaktleitung 13 übertragen, das Systemtaktsignal SYSCLK wird über die Systemtaktleitung 11 übertragen, und die empfangenen Nutzdaten RX DATA werden über die Doppelleitung 12 übertragen. Der Bittakt CLK für die empfangenen Nutzdaten kann entweder aus den empfangenen Nutzdaten RX DATA selber oder einfacher durch eine Taktteilung oder Taktvervielfachung im Basisbandteil 1 aus dem Systemtakt SYSCLK generiert werden. In der Gegenrichtung empfängt das Hochfrequenzbauteil 3 das Sendeworttaktsignal TX WA über die Sendeworttaktleitung 15 und die zu sendenden Nutzdaten TX DATA über die Doppelleitung 14. Der Bittakt CLK/2 in dem Hochfrequenzbauteil 3 kann ebenfalls entweder aus den erhaltenen Daten TX DATA oder einfacher aus dem im Hochfre quenzbauteil 3 erzeugten Systemtakt SYSCLK durch Taktteilung oder Taktvervielfachung generiert werden.
Die serielle Übertragung der digitalen Nutzdaten ist sowohl in Empfangs- als auch in Senderichtung in Telegrammen organisiert. Mit dem Begriff Telegramm wird eine Übertragungseinheit bezeichnet, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils aus 8 seriell angeordneten Bits besteht. Die Bits eines Telegramms sind in 2 mit b0, b1,..., b7 bezeichnet. Dabei wird beispielsweise das höchstwertigste Bit (MSB: most significant bit) b0 zuerst und das niederwertigste Bit b7 (LSB: least significant bit) zuletzt übertragen.
Mit jedem Takt des periodischen Bittakt-Signals CLK bzw. CLK/2 wird ein Bit der empfangenen Nutzdaten RX DATA in das Basisbandbauteil 1 bzw. ein Bit der zu sendenden Nutzdaten TX DATA in das Hochfrequenzbauteil 3 hinein getaktet. Das zugehörige Worttaktsignal RX WA bzw. TX WA legt den Beginn der Übertragung von Telegrammen fest. Nach dem Auftreten des Worttaktsignals RX WA bzw. TX WA wird der nächstfolgende Takt des Bittakt-Signals CLK bzw. CLK/2 zur Übertragung des Bits b0 des ersten Telegramms genutzt.
Für die empfangenen Nutzdaten RX DATA können die 8 Bit b0, b1,..., b7 beispielsweise im Falle von UMTS je einen Abtastwert für den Real- bzw. Imaginärteil des mit der doppelten Chiprate (7,68 MHz) abgetasteten UMTS Basisbandsignals darstellen. Für die zu sendenden Nutzdaten TX DATA reicht im Normalfall eine geringere Übertragungsrate aus. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Real- und Imaginärteile der komplexen Chip-Sendewerte mit einer maximalen Wortbreite von 8 Bit im Chiptakt übertragen. Der hierfür benötigte Bittakt CLK/2 muss daher lediglich halb so groß wie der Bittakt CLK im Empfangssignalpfad sein.
Die Übertragung von Konfigurationsinformation erfolgt wie bereits erwähnt über die separate Mehrleiterverbindung, welche die Leitungen 16, 17, 18, 19 umfasst. Digitale Konfigurationsdaten werden über die bidirektionale Leitung 17 übertragen. Die Worttaktleitung 18 und die Bittaktleitung 19 führen den Worttakt bzw. Bittakt dem Hochfrequenzbauteil 3 von dem Basisbandbauteil 1 zu. Die unidirektionale Leitung 16 ist eine optionale Aktivierungsleitung, mittels welcher das Basisbandbauteil 1 das Hochfrequenzbauteil 3 aktivieren oder deaktivieren kann.
3 zeigt den zeitlichen Verlauf des über die Worttaktleitung 18 übertragenen Worttaktsignals en div, den zeitlichen Verlauf des über die Bittaktleitung 19 übertragenen Taktsignals clk_ser und den zeitlichen Verlauf der über die bidirektionale Leitung 17 übertragenen Konfigurationsdaten data_inout. Das Protokoll der Konfigurationsdatenübertragung ist wiederum in Telegrammen organisiert, wobei es sich um Einzeltelegramme oder auch um einen Verbund aus unmittelbar aufeinander folgenden Telegrammen handeln kann. Ein Telegramm besteht aus einer definierten Anzahl von N+1 Bit, beispielsweise 24 Bit, und setzt sich aus einem Adressteil ADR und einem Datenteil DTA zusammen. Der Adressteil umfasst K Bit, die restlichen N–K+1 Bit gehören zum Datenteil. Die Adresse bestimmt die Zielkomponente, an die die Konfigurationsdaten im Hochfrequenzbauteil 3 transferiert werden sollen.
Bei einem Telegrammverbund, welcher Konfigurationsdaten zu mehreren Zielkomponenten mit aufeinander folgenden Adressen sendet, kann der Adressteil ADR entfallen, wenn die Anfangsadresse dem Empfänger bekannt ist. Für die Übertragung eines Telegrammverbunds kann ein spezielles Konfigurationstelegramm eingesetzt werden. Das Konfigurationstelegramm bestimmt vor dem Beginn der Übermittlung des Telegrammverbunds den Beginn, die Länge und die Start-Zieladresse des Telegrammverbunds. Ein Telegrammverbund dient beispielsweise dazu, die Grundkonfiguration des Senders zeiteffizient einzustellen.
Bei der Übertragung von Einzeltelegrammen bestimmt der Zeitpunkt der Telegrammübertragung im Allgemeinen auch den Zeitpunkt des Wirksamwerdens der neuen Einstellung.
Über die bidirektionale Datenleitung 17 können auch Daten vom Hochfrequenzbauteil 3 an das Basisbandbauteil 1 übertragen werden, die zuvor über ein spezielles Anforderungstelegramm vom Basisbandbauteil 1 angefordert wurden. Dieses Anforderungstelegramm kann beispielsweise dadurch gekennzeichnet sein, dass ein Bit im Adressteil dazu dient, anzuzeigen, dass auf die Adresse nicht schreibend, sondern lesend zugegriffen werden soll. Dies ist allerdings nicht in 3 dargestellt.
Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäße voll digitale serielle Schnittstelle insbesondere für hochratige Mobilfunkanwendungen der dritten Generation eine ausreichend schnelle, störungssichere und aufwandsgünstige Nutzdaten- und Konfigurationsdatenübermittlung zwischen dem Basisbandbauteil 1 und dem Hochfrequenzbauteil 3 ermöglicht.

Claims

Sende- und Empfangsanordnung für Funkgeräte, insbesondere Mobilfunkgeräte, mit einem Basisbandbauteil (1) und einem Hochfrequenzbauteil (3), die über eine Schnittstelle (2) zum Austausch von Nutzdaten in Sende- und Empfangsrichtung in Verbindung stehen, wobei die Schnittstelle (2) aufweist: – eine erste differentielle unidirektionale Datenverbindung (14) zum Übertragen von zu sendenden digitalen Nutzdaten vom Basisbandbauteil (1) zum Hochfrequenzbauteil (3), – eine zweite differentielle unidirektionale Datenverbindung (12) zum Übertragen von empfangenen, im Hochfrequenzbauteil (3) ins Basisband umgesetzten und digitalisierten empfangenen digitalen Nutzdaten vom Hochfrequenzbauteil (3) zum Basisbandbauteil (1).
Sende- und Empfangsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (2) umfasst: – eine erste Worttaktleitung (15) zum Anzeigen des Übermittlungsbeginns einer Folge von Bits auf der ersten Datenverbindung (14), und – eine zweite Worttaktleitung (13) zum Anzeigen des Übermittlungsbeginns einer Folge von Bits auf der zweiten Datenverbindung (12).
Sende- und Empfangsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (2) zur seriellen Übertragung von empfangenen und zu sendenden digitalen Nutzdaten über die Datenverbindungen (12, 14) ausgelegt ist.
Sende- und Empfangsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (2) umfasst: – eine unidirektionale Systemtaktleitung (11), mittels welcher ein im Hochfrequenzbauteil (3) erzeugter Systemtakt (SYSCLK) an das Basisbandbauteil (1) übertragen wird.
Sende- und Empfangsanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch – erste Taktteilermittel oder Taktvervielfachermittel im Basisbandbauteil (1), welche den Bittakt (CLK/2) für die über die erste Datenverbindung (14) übertragenen zu sendenden digitalen Nutzdaten aus dem Systemtakt (SYSCLK) erzeugen.
Sende- und Empfangsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch – zweite Taktteilermittel oder Taktvervielfachermittel im Basisbandbauteil (1), welche den Bittakt (CLK) für die über die zweite Datenverbindung (12) übertragenen empfangenen digitalen Nutzdaten aus dem Systemtakt (SYSCLK) erzeugen.
Sende- und Empfangsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (2) ausgelegt ist, Datenwörter der empfangenen digitalen Nutzdaten mit einer Rate (T_c/2)^–1 zu übertragen, wobei T_c die Chipzeitdauer des der Funkübertragung zugrundeliegenden Telekommunikationsstandards ist.
Sende- und Empfangsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (2) ausgelegt ist, Datenwörter der empfangenen digitalen Nutzdaten mit einer Wortbreite von 8 Bit zu übertragen.
Sende- und Empfangsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (2) ausgelegt ist, Datenwörter der zu sen denden digitalen Nutzdaten mit einer Rate T_c ^– ¹ zu übertragen, wobei T_c die Chipzeitdauer des der Funkübertragung zugrundeliegenden Telekommunikationsstandards ist.
Sende- und Empfangsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (2) ausgelegt ist, Datenwörter der zu sendenden digitalen Nutzdaten mit einer Wortbreite von 8 Bit zu übertragen.
Sende- und Empfangsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (2) ferner aufweist: – eine bidirektionale Datenleitung (17) zum seriellen Übertragen von Konfigurationsdaten zwischen dem Hochfrequenzbauteil (3) und dem Basisbandbauteil (1), – eine Bittaktleitung (19) zum Übertragen eines Taktsignals (clk_ser), wobei pro Taktperiode des Taktsignals ein Bit über die bidirektionale Datenleitung (17) übertragen wird, und – eine dritte Worttaktleitung (18) zum Anzeigen des Übermittlungsbeginns einer Folge von Bits auf der bidirektionalen Datenleitung (17).
Sende- und Empfangsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (2) ferner aufweist: eine unidirektionale Aktivierungsleitung (16) zum Aktivieren des Hochfrequenzbauteils (3) durch das Basisbandbauteil (1).
Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen einem Basisbandbauteil (1) und einem Hochfrequenzbauteil (3) einer Sende- und Empfangsanordnung für Funkgeräte, insbesondere Mobilfunkgeräte, bei welchem – zu sendende digitale Nutzdaten über eine erste differentielle unidirektionale Datenverbindung (14) vom Basisbandbauteil (1) zum Hochfrequenzbauteil (3) übertragen werden, und – empfangene, im Hochfrequenzbauteil (3) ins Basisband umgesetzte und digitalisierte empfangene digitale Nutzdaten über eine zweite differentielle unidirektionale Datenverbindung (12) vom Hochfrequenzbauteil (3) zum Basisbandbauteil (1) übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass – erste Worttakt-Steuerinformationen zum Anzeigen des Übermittlungsbeginns einer Folge von Bits auf der ersten Datenverbindung (14) über eine erste Worttaktleitung (15) übertragen werden, und – zweite Worttakt-Steuerinformationen zum Anzeigen des Übermittlungsbeginns einer Folge von Bits auf der zweiten Datenverbindung (12) über eine zweite Worttaktleitung (13) übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die empfangenen und die zu sendenden digitale Nutzdaten seriell über die Datenverbindungen (12, 14) übertragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass über eine unidirektionale Systemtaktleitung (11) ein im Hochfrequenzbauteil (3) erzeugter Systemtakt (SYSCLK) an das Basisbandbauteil (1) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass – im Basisbandbauteil (1) aus dem über die unidirektionale Systemtaktleitung (11) erhaltenen Systemtakt (SYSCLK) ein Bittakt (CLK/2) für die über die erste Datenverbindung (14) übertragenen zu sendenden digitalen Nutzdaten erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Basisbandbauteil (1) aus dem über die unidirektionale Systemtaktleitung (11) erhaltenen Systemtakt (SYSCLK) ein Bittakt (CLK) für die über die zweite Datenverbindung (12) übertragenen empfangenen digitalen Nutzdaten erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Datenwörter der empfangenen digitalen Nutzdaten mit einer Rate (T_c/2)^–1 übertragen werden, wobei T_c die Chipzeitdauer des der Funkübertragung zugrundeliegenden Telekommunikationsstandards ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung der empfangenen digitalen Nutzdaten Datenwörter mit einer Wortbreite von 8 Bit eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass Datenwörter der zu sendenden digitalen Nutzdaten mit einer Rate T_c ^– ¹ übertragen werden, wobei T_c die Chipzeitdauer des der Funkübertragung zugrundeliegenden Telekommunikationsstandards ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung der zu sendenden digitalen Nutzdaten Datenwörter mit einer Wortbreite von 8 Bit eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass – Konfigurationsdaten (data_inout) zwischen dem Hochfrequenzbauteil (3) und dem Basisbandbauteil (1) seriell über eine bidirektionale Datenleitung (17) übertragen werden, – ein Taktsignal (clk_ser), welches pro Taktperiode die Übertragung eines Bits über die bidirektionale Datenleitung (17) angibt, über eine Bittaktleitung (19) übertragen wird, und – Worttakt-Steuerinformationen zum Anzeigen des Übermittlungsbeginns einer Folge von Bits auf der bidirektionalen Datenleitung (17) über eine dritte Worttaktleitung (18) übertragen werden.