DE4342248A1

DE4342248A1 - Kommunikationsvorrichtung und Verfahren zu ihrer Kalibrierung

Info

Publication number: DE4342248A1
Application number: DE19934342248
Authority: DE
Inventors: Gadi Shirazi; Yossie Bercovich; Avi Kopleman; Doron Shalev
Original assignee: Motorola Israel Ltd
Current assignee: Motorola Solutions Israel Ltd
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 1994-06-30
Also published as: GB2273405B; GB2273405A; GB9225852D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Kommunikationsvorrichtung mit einem Kristall-Oszillator und ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf die automatische Feldkalibrierung eines Kristall-Oszillators ei ner Kommunikationsvorrichtung, die in einem Hauptleitungs- Funksystem arbeitet, anwendbar.

Es ist wohlbekannt, daß ein Kristall-Oszillator oder Re ferenz-Oszillator in einem frequenzmodulierten (FM) Funkge rät aufgrund von Änderungen in den Betriebscharakteristiken des Kristalls eine Drift in seiner Ausgangsfrequenz erlei det. Insbesondere resultieren die Änderungen in der Oszilla torfrequenz des Kristalls aus unkompensierten Temperaturän derungen in demselben. Weiterhin verursacht die natürliche Alterung des Kristalls in dem Kristall-Oszillator eine zu sätzlich Frequenzdrift. Diese Frequenzdrift führt zu Kanal störungen und zu Verletzungen von festgelegten Standards, wie etwa denen, die von dem Federal Communications Committee (FCC) festgelegt worden sind. Zum Beispiel setzt das FCC fest, daß während der Übertragung eine Frequenz nur um ei nige ppm (Teile pro Million Teile) driften darf. Es ist klar, daß der Betrag der zulässigen Drift von dem Betriebs frequenzband abhängt, z. B. 1 ppm für 900 NHz, 2,5 ppm für 800 MHz. Darüberhinaus werden diese Grenzen kontinuierlich verschärft. Schließlich wird die Verschlechterung der Lei stung des FM-Funkgeräts (also die Frequenzdrift) so schlecht, daß das Funkgerät für eine Rekalibrierung in ein Labor geschickt werden muß.

Beim Zurückschicken des FM-Funkgeräts in ein Labor wird das Einstellen ("Biegen") des Kristalls des Kristall-Oszil lators, also die Einstellung dessen Frequenz, mittels ver schiedener Einstellverfahren durchgeführt. Zum Beispiel ist die manuelle Einstellung eines Trimmkondensators eines vor montierten, Temperatur-kompensierten Kristall-Oszillators möglich. Das ist ein zeitraubendes Verfahren und verlangt viel Geduld. Alternativ gibt es ein manuelles/automatisches Einstellen eines Speicher-kompensierten Kristall-Oszilla tors, das eine stufenweise, von einem Mikroprozessor gesteu erte Einstellung eines mit dem Kristall-Oszillator verbun denen Netzwerks verwendet. Im letzteren Fall stellt ein her kömmliches Einstellnetzwerk die Kapazität über den Kristall ein und behält somit die gewünschte Ausgangsfrequenz von diesem bei. Genauer wird die Ringausgangsfrequenz des Oszil lators von einem genauen Frequenzzähler überwacht, während Datenwörter seriell an einen Eingang des Einstellnetzwerks angelegt werden, wodurch die Oszillator-Frequenz des Kri stalls durch kontrollierte Einstellung der Kapazität einer Varaktordiode eingestellt wird. Darüberhinaus wird die Steuerung der an die Varaktordioden angelegten Spannung von einem D/A-Wandler geregelt.

In dem Gebiet der Funkkommunikation mit einem einzigen Seitenband (Single Side Band, SSB) ist es bekannt, eine Fre quenzstandard-Übertragung zu verwenden, um das Funkgerät zu kalibrieren, wie in den UK-Patenten GB 2244877 und GB 2220317, die beide der Motorola Israel Limited übertragen sind, offengelegt. Jedoch behandelt die Kalibrierung das Problem der kurzfristigen Temperaturempfindlichkeit des Re ferenzfrequenzausgangs. Weiterhin stellen diese Patente die Möglichkeit einer analogen Einstellung des Kristall-Oszilla tors zur Verfügung, die nicht in Hauptleitungs- oder zellu lären Systemen verwendet werden kann. Zusätzlich erfordert die Verwendung eines Frequenzstandards als Kalibriermecha nismus, daß das Funkgerät für eine erhebliche Zeitperiode bei einer Frequenz außerhalb des Betriebsfrequenzbereichs der Kommunikationsvorrichtung gelassen wird, damit die Be triebstemperatur des Kristalls sich stabilisieren kann und anschließend die Kalibrierung der Ausgangsfrequenz des Kri stall-Oszillators erfolgen kann.

In (FM-) Funkgeräten behandelt keines der obigen Ein stellverfahren die mit der langfristigen Änderung im Fre quenzausgang des Oszillator-Kristalls, die vom Altern des Kristalls herrühren, verbundenen Probleme. Es ist weiterhin klar, daß die wiederkehrende Notwendigkeit einer Funkgeräte einstellung für den Benutzer des Funkgeräts lästig ist. Dar überhinaus werden teuere Geräte, wie etwa ein automatischer Frequenzzähler, verwendet, um eine genaue Einstellung zu er reichen. Weiterhin bricht der Benutzer, wenn die Oszillator frequenz des Funkgeräts driftet, nicht nur das Gesetz son dern stört auch benachbarte Kanäle, wodurch die Leistung des Kommunikationssystems im Allgemeinen beeinträchtigt wird.

Es ist daher klar, daß es in der Technik einen Bedarf gibt, ein FM-Funkgerät mit einem Kristall-Oszillator zur Verfügung zu stellen, das im wesentlichen losgelöst von den mit der Frequenzdrift verbundenen Problemen ist und keine wiederkehrende Rekalibrierung in einem spezialisierten Labor erfordert.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit wenigstens ei nigen dieser Mängel im zuvor beschriebenen Stand der Tech nik. Diese Mängel werden durch die in den beigefügten Pa tentansprüchen definierte Vorrichtung und das entsprechende Verfahren gelöst.

Insbesondere wird entsprechend der vorliegenden Erfin dung eine Kommunikationsvorrichtung zur Verfügung gestellt, welche umfaßt: einen Empfänger zum Empfangen, Demodulieren und Beantworten eines Steuerungskanalsignals einer bekann ten, genauen Frequenz; einen Kristall-Oszillator mit einer Ausgangsfrequenz, die einer Frequenzdrift von einer ge wünschten Betriebs-Ausgangsfrequenz, die anfänglich von die sem erzeugt wird, aus unterliegt; eine Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren der Ausgangsfrequenz des Kristalloszilla tors; und eine erste Vergleichsvorrichtung zum Vergleichen der Ausgangsfrequenz mit der bekannten, genauen Frequenz des Steuerungskanalsignals. Die Kalibriervorrichtung kalibriert die Ausgangsfrequenz in Abhängigkeit von dem Vergleich im wesentlichen auf die gewünschte Betriebs-Ausgangsfrequenz.

Die erste Vergleichsvorrichtung umfaßt weiterhin: eine Überwachungsvorrichtung zum Überwachen der Signalstärke ei nes Empfangssignals; und eine zweite Vergleichsvorrichtung, die mit der Überwachungsvorrichtung verbunden ist, zum Ver gleichen der Signalstärke des Empfangssignals mit einem vor gegebenen Schwellwert für die Signalstärke. Die Kalibrier vorrichtung kalibriert die Ausgangsfrequenz im wesentlichen auf die gewünschte Betriebs-Ausgangsfrequenz nur dann, wenn die Signalstärke des empfangenen Steuerungskanalsignals in einen vorgegebenen Bereich fällt.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Kommu nikationsvorrichtung eine Warnvorrichtung, wie etwa einen Lautsprecher oder eine visuelle Anzeige, zum Erzeugen eines Alarms, um einen Benutzer der Kommunikationsvorrichtung dar über zu informieren, daß die Ausgangsfrequenz des Kristall- Oszillators aus einem vorgegebenen Toleranzbereich der ge wünschten Betriebs-Ausgangsfrequenz gedriftet ist. Weiterhin wird die erste Vergleichsvorrichtung aktiviert, wenn der Empfänger das Steuerungskanalsignal empfängt. Zusätzlich um faßt die Kommunikationsvorrichtung außerdem eine Anforde rungsvorrichtung, die einem Benutzer der Kommunikationsvor richtung ermöglicht, anzufordern, daß die Kalibriervorrich tung die Ausgangsfrequenz kalibriert. Das bevorzugte Ausfüh rungsbeispiel ist auf ein Hauptleitungs-Funksystem anwend bar.

Entsprechend einem alternativen Gesichtspunkt der Erfin dung wird ein Verfahren zum Kalibrieren einer Ausgangsfre quenz eines Referenz-Oszillators einer mobilen Kommunikati onsvorrichtung zur Verfügung gestellt, welches umfaßt: Sen den eines Steuerungskanalsignals mit einer bekannten, ge nauen Frequenz an eine Kommunikationsvorrichtung; Empfangen des Steuerungskanalsignals in der Kommunikationsvorrichtung; Demodulieren des Steuerungskanalsignals und Antworten dar auf; Vergleichen der bekannten, genauen Frequenz mit der Ausgangsfrequenz des Referenz-Oszillators; und Kalibrieren der Ausgangsfrequenz des Referenz-Oszillators im wesentli chen auf die bekannte, genaue Frequenz. Darüberhinaus er folgt der Schritt des Kalibrierens, wenn die Ausgangsfre quenz des Kristall-Oszillators aus einem vorgegebenen Tole ranzbereich der gewünschten Betriebs-Ausgangsfrequenz ge driftet ist. Zusätzlich erfolgt der Schritt des Kalibrierens wenn die Kommunikationsvorrichtung zu ihr gesandte Signale empfängt. Bei diesem alternativen Gesichtspunkt erfolgt vor dem Schritt des Kalibrierens ein Schritt zum Warnen eines Benutzers der Kommunikationsvorrichtung, daß die Signal stärke des empfangenen Steuerungssignals aus einem vorgege benen Bereich von Signalstärken gefallen ist. Weiterhin kann ein Benutzer der Kommunikationsvorrichtung die Kalibrierung der Ausgangsfrequenz des Referenz-Oszillators anfordern.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Kommunikationssystem zur Verfügung gestellt, wel ches umfaßt: eine Basisstation zum Steuern des Betriebs ei ner Kommunikationsvorrichtung durch das Senden eines Steue rungskanalsignals und eine Kommunikationsvorrichtung, die im Betrieb auf das Kommunikationssignal antwortet und um faßt: einen Kristall-Oszillator mit einer Ausgangsfrequenz, die einer Frequenzdrift von einer gewünschten Betriebs-Aus gangsfrequenz, die anfänglich von diesem erzeugt wird, aus unterliegt; und eine Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren der Ausgangsfrequenz des Kristalloszillators. Die Kalibrier vorrichtung der Kommunikationsvorrichtung umfaßt außerdem eine Vergleichsvorrichtung zum Vergleichen der Ausgangsfre quenz mit einer genauen Frequenz, die von dem Steuerungska nalsignal bereitgestellt wird, wobei die Kalibriervorrich tung die Ausgangsfrequenz in Abhängigkeit von dem Vergleich im wesentlichen auf die gewünschte Betriebs-Ausgangsfrequenz kalibriert.

Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Hauptleitungs-Funksy stems entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel für einen Kristall-Oszillator, der zur die Implementierung der vorlie genden Erfindung geeignet ist.

Fig. 3 ist ein herkömmliches Einstellungsnetzwerk für einen Kristall-Oszillator, das für die Implementierung der vorliegenden Erfindung geeignet ist.

Die vorliegende Erfindung überwindet wenigstens einige der Nachteile, die oben aufgeführt wurden, indem sie eine Regelkreis-Einstellung für die von einem Kristall in einem Kristall-Oszillator erzeugte Frequenzausgabe erzeugt. Ein Einstellschaltkreis nach dem Stand der Technik für einen Kristalloszillator mit Varaktor- und Temperaturmeßdioden ist in Fig. 3 gezeigt. Ein temperaturempfindlicher Zenerdioden schaltkreis 10 ist über einen A/D-Wandler 12 zwischen einem Mikroprozessor 11 und Erde angeschlossen. Es ist klar, daß der Zenerdiodenschaltkreis 10 typischerweise damit verbun dene Voreinstellungs- und Verstärkerschaltkreise umfaßt. Der Mikroprozessor legt ein Einstellsignal 13 über einen D/A- Wandler 14 an einen Schaltkreisknoten 15 an, der sich zwi schen einer Kathode einer Varaktordiode 16 und einem Konden sator 17 befindet. Die Anode der Varaktordiode 16 ist mit der Erde verbunden. Der Kondensator 17 ist außerdem mit ei nem Referenzoszillator 18 verbunden. Ein Kristall 19 ist parallel mit der Reihenverbindung der Varaktordiode und des Kondensators verbunden. Der temperaturempfindliche Zenerdi odenschaltkreis 10 erzeugt eine Spannung in Abhängigkeit von der festgestellten Temperatur. Diese Spannung wird über den A/D-Wandler 12 dem Mikroprozessor 11 mitgeteilt. Der Mikro prozessor 11 verbindet dann die Spannung mit einem geeigne ten Korrekturfaktor und gibt den Korrekturfaktor als ein Einstellsignal 13 über den D/A-Wandler 14 an die Varaktordi ode 16 aus, wodurch die Frequenz des Kristall- (Referenz-) Oszillators durch gesteuerte Einstellung der Kapazität der Varaktordiode eingestellt wird. Es ist klar, daß sich die D/A- und A/D-Wandler und der Mikroprozessor 11 innerhalb des FM-Funkgeräts befinden.

In Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Hauptleitungs-Funksystems 20 entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt. Eine Hauptleitungsstelle oder Basissta tion 22 stellt unter Verwendung eines Steuerungskanals eine Steuerung des Hauptleitungs-Funksystems 20 in einem bestimm ten Gebiet zur Verfügung und sendet kontinuierlich über eine Antenne 24 eine genaues Hochfrequenzsignal auf dem Steue rungskanal 26 des Hauptleitungs-Funksystems. Das System sen det und empfängt auf dem Steuerungskanal Befehle, wie etwa Kanalanforderungen und Kanal-Überlassungsbefehle, zusammen mit Identifikationsnummern oder Gruppenidentifikatoren und Synchronisationswörtern. Die Genauigkeit des Hochfrequenzsi gnals 26 ist typischerweise 0,5 ppm oder besser. Weiterhin besitzt das Hochfrequenzsignal des Steuerungskanals 26 ein relativ sauberes Spektrum mit wenig Störungen. Es ist für den Fachmann klar, daß das genaue Hochfrequenzsignal entwe der ein moduliertes oder ein unmoduliertes Signal sein kann.

Eine Kommunikationsvorrichtung 28, die auf das Hauptlei tungssystem 20 antwortet, empfängt das Hochfrequenzsignal des Steuerungskanals 26 über eine Antenne 30. Das empfangene Hochfrequenzsignal wirkt wie ein Eingangssignal auf einen Eingangsbereich 32 des Funkgeräts 28. Wie für den Fachmann klar, umfaßt der Eingangsbereich neben weiteren Komponenten einen Empfänger, Filter und Verstärker. Ein gefiltertes und verstärktes Signal 34 resultiert aus dem Eingangsbereich 32 und bildet eine erste Eingabe für einen Mischer 36. Das Funkgerät 28 umfaßt außerdem Steuerungsschaltkreise 38. Die Steuerungsschaltkreise umfassen typischerweise einen Mikro prozessor 40, einen D/A-Wandler 42, einen mit dem Mikropro zessor 40 verbundenen Speicher 44 und als Option eine visu elle Anzeigeeinheit (VDU) 47, die auf den Mikroprozessor 40 reagiert. Die Steuerungsschaltkreise 38 erzeugen ein Modula tionssignal 41 und ein Frequenzsteuerungssignal 45 für einen Synthesizer 49. Das Frequenzsteuerungssignal 45 wählt an schließend einen bestimmten Synthesizerkanal aus. Der Mikro prozessor 40 ist über den D/A-Wandler 42 mit einem Kristall- Oszillator 18 verbunden und stellt diesem ein Kalibriersi gnal 43 zur Verfügung. Der Kristall-Oszillator 18 stellt dem Synthesizer 49 ein Referenzsignal zur Verfügung.

Der Synthesizer 49 moduliert das Referenzfrequenzsignal mit dem Modulationssignal 41 und stellt einem zweiten Ein gang des Mischers 36 ein moduliertes Synthesizersignal 46 zur Verfügung. Der Mischer 36 mischt das modulierte Synthe sizersignal 46 mit dem gefilterten, verstärkten Signal 34, um ein moduliertes Zwischenfrequenzsignal (IF-Signal) 48 zu erzeugen. Es ist natürlich klar, daß nur einer der beiden Eingänge zum Mischer 36 zu einem gegebenen Zeitpunkt modu liert werden kann, wenn also der Steuerungskanal ein modu liertes Signal ist, muß der Eingang vom Synthesizer unmodu liert sein und umgekehrt. Das Zwischenfrequenzsignal 48 bil det einen Eingang für ein Zwischenfrequenz-Bandpaßfilter 50, wie einem Fachmann klar ist. Es ist weiterhin klar, daß das Zwischenfrequenz-Bandpaßfilter (BPF) 50 ein erstes Filter in einer Reihe von Bandpaßfiltern sein kann und daß somit Be zugnahmen auf ein Zwischenfrequenz-Bandpaßfilter 50 und nachfolgende Bezugnahmen auf mit diesem verbundene Schalt kreise entsprechend verstanden werden sollen. Das Zwischen frequenz-Bandpaßfilter (BPF) 50 ist mit einem Ausgangsbe reich 52 des Funkgeräts 28 verbunden. Der Ausgangsbereich 52 umfaßt typischerweise einen Demodulator, Schaltkreise für die Anzeige für die Stärke des Empfangssignals (RSSI) und Filter. Der Ausgangsbereich 52 stellt den Steuerungsschalt kreisen 38 eine Anzeige für die Empfangssignalstärke (RSSI) 54 zur Verfügung und erhält von diesen ein Ausgangsbereichs- Steuerungssignal 56. Der Ausgangsbereich stellt weiterhin einem Audiogerät, wie etwa einem externen Lautsprecher 60, ein Audiosignal 58 zur Verfügung. Das Audiosignal 58 wird über einen automatischen Frequenzsteuerungs- (AFC-) Schalt kreis 62 mit dem Mikroprozessor 40 gekoppelt. Ein Ausgang des AFC-Schaltkreises 62 ist mit dem Mikroprozessor 40 ge koppelt. Zusätzlich kann das Audiosignal 58 ein Signal ande ren externen Schaltkreisen, wie etwa externen Überwachungs- und Einstellschaltkreisen, z. B. einem SINAD-Meter, zur Ver fügung stellen. Die Dekodierung der in dem empfangenen Steuerungskanalsignal enthaltenen Information, z. B. die Ka nalanforderungs- und Kanalzuteilungsbefehle, wird, wie klar ist, durch die Steuerungskanal-Dekodierlogik 57 erreicht, die mit dem Mikroprozessor 40 verbunden ist und sich in den Funkgerät-Steuerungsschaltkreisen 38 befindet. Insbesondere werden empfangene Steuerungskanalsignale von dem ausgegebe nen Audiosignal 58 erhalten und zur Steuerungskanal-Deko dierlogik 57 gesandt. Der Mikroprozessor 40 reagiert auf diese Steuerungskanalsignale und steuert den Betrieb der Kommunikationsvorrichtung 28 in Abhängigkeit davon.

Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung basiert die Rekalibrierung der Aus gangsfrequenz des Kristall-Oszillators 18 auf dem Vergleich zwischen einem tatsächlichen Frequenzausgang des Kristall- Oszillators 18 und der genauen Frequenz des Steuerungskanal signals 26. Während des Betriebs der Kommunikationsvorrich tung 28 im Empfangsmodus wird der Ausgang des AFC-Schalt kreises von dem Mikroprozessor 40 überwacht. Darüberhinaus stellt der Mikroprozessor 40, solange der Ausgang des AFC- Schaltkreises nicht Null ist, den Spannungsabfall über den Kristall-Oszillator entsprechend dem zuvor erwähnten Ein stellverfahren nach dem Stand der Technik in Fig. 3 ein, in dem er Datenwörter an ein mit dem Kristall-Oszillator 18 verbundenes Einstellnetzwerk anlegt, wodurch der Ausgang des Kristall-Oszillators 18 durch eine gesteuerte Einstellung der Kapazität einer sich in dem Einstellnetzwerk befindli chen Varaktordiode 16 im wesentlichen auf eine genaue Aus gangsfrequenz eingestellt wird. Daher nimm die gesamte Reka librierung des Kristall-Oszillators durch den AFC-Schalt kreis 62 nur einige Sekunden in Anspruch. Zusammengefaßt ist der AFC-Schaltkreis 62 in einem Empfangsmodus optimiert, die Sendefrequenz einer Kommunikationsvorrichtung einzustellen.

In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Kristall-Oszillator durch einen raffi nierteren Kristall-Oszillator, wie dem PENDULUM^TM, herge stellt von Motorola Inc., ersetzt werden [PENDULUM ist ein Handelsname von Motorola Inc.]. In einem solchen Fall wird der Block der Fig. 1 durch den Block der Fig. 2 ersetzt. Be stimmte Komponenten in Fig. 2 sind mit denen in Block 70 identisch und sind auf ähnliche Weise miteinander verbunden.

Daher wird der Kürze halber nur eine Beschreibung der Unter schiede gegeben. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird ein digitales Kalibriersignal 80 direkt von einem Mikroprozessor 40 in einen bestimmten Eingang des PENDULUM^TM Kristall-Oszillators eingegeben. Die von diesem bestimmten Eingang zur Verfügung gestellte Funktion beseitigt das Erfordernis des D/A-Wand lers 42 der Fig. 1. Der PENDULUM^TM Kristall-Oszillator um faßt einen E²PROM, in dem eine Nachschlagetabelle für die Korrektur von Änderungen in der Kristall-Ausgangsfrequenz, die durch kurzfristige Temperaturänderungen entstehen, ge speichert ist. Insbesondere stellen die in der Nachschlage tabelle gespeicherten Daten Korrekturfaktoren zum Einstellen der Ausgangsfrequenz des PENDULUM^TM Kristall-Oszillators dar, um die Frequenz für einen Bereich von Betriebstempera turen zu korrigieren.

Wie Block 70 stellt der PENDULUM^TM Kristall-Oszillator dem Synthesizer 49 ein Referenzfrequenzsignal zur Verfügung. Ein zweiter Ausgang des PENDULUM^TM Kristall-Oszillators ist direkt mit dem Mikroprozessor 40 verbunden und stellt diesem ein Temperaturmeßsignal 84 zur Verfügung. Das Temperatursi gnal 84 stellt eine Messung der Betriebstemperatur des Kri stall-Oszillators dar. Es ist für den Fachmann klar, daß ein PENDULUM^TM Kristall-Oszillator eine eingebaute Temperatur meßvorrichtung besitzt. Falls die Frequenzdrift größer als ein vorgegebener Wert ist, stellt der Mikroprozessor die Ausgangsfrequenz des PENDULUM^TM Kristall-Oszillators mittels der Korrekturfaktoren in der Nachschlagetabelle und durch Anlegen des digitalen Kalibriersignals 80 ein. Das digitale Kalibriersignal 80 ist in Verbindung mit einem Korrekturfak tor analog zum Anlegen eines Datenworts in dem Einstellnetz werk im Stand der Technik, wobei das Einstellen der Aus gangsfrequenz des PENDULUM^TM Kristall-Oszillators dadurch gesteuert wird.

Es ist weiterhin klar, daß die vorliegende Erfindung auch aufandere Typen von Temperatur-kompensierten Kristall oszillatoren mit Nachschlagetabellen zur Korrektur von Ände rungen in der Kristall-Ausgangsfrequenz, die durch kurzfri stige Temperaturänderungen entstehen, anwendbar ist. Weiter hin ist für einen Fachmann klar, daß die Nachschlagetabelle in dem Kristall-Oszillator, wie etwa in dem E²PROM 82 des PENDULUM^TM, oder alternativ in einem Speicher, wie etwa ei nem Kodestecker, außerhalb des Kristall-Oszillators, z. B. dem mit dem Mikroprozessor 40 verbundenen Speicher 44, ge speichert werden kann.

Das Verfahren, durch das die Einstellung des Kristall oszillators erreicht wird, ist hiernach dargelegt. Ein Be nutzer aktiviert eine Einstellungsfunktion der Kommunikati onsvorrichtung. Diese Aktivierung kann auf eine von der Kom munikationsvorrichtung kommende Warnung, die anzeigt, daß die Frequenzdrift einen vorgegebenen Wert überschritten hat, hin erfolgen. Alternativ kann der Benutzer wünschen, seine Kommunikationsvorrichtung regelmäßig einzustellen, um immer eine optimale Leistung sicherzustellen. Die Kommunikations vorrichtung 28 antwortet auf die Anforderung zum Einstellen durch die Ausgabe einer Nachricht, die den Benutzer anweist, daß die Einstellungsprozedur in Betrieb ist und daß die Kom munikationsvorrichtung daher nicht von ihrem augenblickli chen Standort entfernt werden darf. Die Antwort kann ein Au dioton, der von dem externen Lautsprecher 60 erzeugt wird, und/oder eine visuelle Anzeige der VDU 47 sein. Die Kommuni kationsvorrichtung 28 sucht nach einem Steuerungskanalsi gnal, das einen von der RSSI gemessenen Eingangssignalpegel besitzt, der typischerweise das Kriterium

-90 dBm Signalpegel -40 dBm

erfüllt. Wenn kein derartiges Steuerungskanalsignal vorhan den ist, sendet die Kommunikationsvorrichtung 28 ein Audio und/oder visuelles Signal an den Benutzer, das anzeigt, das eine Einstellung im Augenblick nicht möglich ist. Es ist klar, daß dieses Kriterium in Abhängigkeit von den Arten der verwendeten Datenkommunikationsvorrichtung variieren kann.

Falls ein zufriedenstellendes Signal empfangen wird, wird die Frequenz des Kristall-Oszillators in der Frequenz entsprechend dem automatischen Frequenzsteuerungs- (AFC-) Schaltkreis 62 in der Frequenz nach oben oder nach unten eingestellt, bis die Frequenz des Kristall-Oszillators mit der Steuerungskanalfrequenz eingerastet ist. Wenn die Kommu nikationsvorrichtung 28 einen Temperatur-kompensierten Kri stall-Oszillator oder einen PENDULUM^TM Kristall-Oszillator enthält, wird die geeignete Information, nämlich die Verbin dung des augenblicklichen Zustands der Varaktordiode 16, der durch Einstellung erreicht wird, einer exakten Ausgangsfre quenz entspricht, in einem damit verbundenen Speicher (Kodestecker), z. B. einem E²PROM 82, programmiert. Schließ lich sendet die Kommunikationsvorrichtung 28 eine Audio und/oder visuelle Nachricht an den Benutzer, daß das Ein stellen der Kristall-Oszillators beendet ist. Die Kommunika tionsvorrichtung 28 kann dann den normalen Empfang und die normale Sendung wiederaufnehmen.

In speziellem Hinblick auf den Einstellvorgang für den PENDULULM^TM Kristall-Oszillator müssen zwei unterschiedliche Bedingungen befriedigt werden, um sicherzustellen, daß eine genaue Frequenzeinstellung durchgeführt wird. Als erstes muß die von dem PENDULUM^TM Kristall-Oszillator festgestellte und an den Mikroprozessor 40 gesandte Temperatur im Bereich zwi schen 10°C und 35°C liegen. Als zweites muß sich die Kommu nikationsvorrichtung im stationären Zustand befinden, das heißt, daß mindestens zehn Sekunden seit dem Anschalten der Kommunikationsvorrichtung verstrichen sein müssen. Diese Zehn-Sekunden-Anforderung ist notwendig, da die Frequenzaus gabe des PENDULUM^TM Kristalls während dieser Periode fluktu iert.

Es ist klar, daß die so entwickelte und beschriebene Er findung den neuen Vorteil einer Kommunikationsvorrichtung bietet, die einen Kristall-Oszillator besitzt, der in der Lage ist, seine Ausgangsfrequenz automatische zu rekalibrie ren, und dadurch im wesentlichen innerhalb der festgelegten Standards für die Frequenzdrift während des Sendens bleibt.

Weiterhin beseitigt diese Erfindung die Notwendigkeit, daß die Kommunikationsvorrichtung regelmäßig in ein speziali siertes Servicezentrum für die Rekalibrierung des Kristall- Oszillators gebracht wird. Zusätzlich warnt das bevorzugte Ausführungsbeispiel einen Benutzer vor der Tatsache, daß er die festgelegten Standards verletzt. Da die Notwendigkeit einer Rekalibrierung des Kristall-Oszillators kontinuierlich überwacht wird, bietet eine Kommunikationsvorrichtung, die Vorrichtungen enthält, die automatisch ihre Kristall-Oszil latoren rekalibrieren, eine Steigerung der Betriebsleistung, die aus einer Abnahme in Nachbarkanalstörungen resultiert.

Claims

1. Kommunikationsvorrichtung (28), dadurch gekennzeich net, daß sie umfaßt:

a) einen Empfänger (30, 32) zum Empfangen, Demodulieren und Beantworten eines Steuerungskanalsignals (26, 55) einer bekannten, genauen Frequenz;
b) einen Kristall-Oszillator (18) mit einer Ausgangsfre quenz, die einer Frequenzdrift von einer gewünschten Be triebs-Ausgangsfrequenz, die anfänglich von diesem erzeugt wird, aus unterliegt;
c) eine Kalibriervorrichtung (70) zum Kalibrieren der Ausgangsfrequenz des Kristalloszillators (18); und
d) eine erste Vergleichsvorrichtung (36, 49, 62) zum Vergleichen der Ausgangsfrequenz mit der bekannten, genauen Frequenz des Steuerungskanalsignals (26);

wobei die Kalibriervorrichtung (70) die Ausgangsfrequenz in Abhängigkeit von dem Vergleich im wesentlichen auf die gewünschte Betriebs-Ausgangsfrequenz kalibriert.

2. Kommunikationsvorrichtung (28) nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die erste Vergleichsvorrichtung weiterhin umfaßt:
eine Überwachungsvorrichtung zum Überwachen der Signal stärke eines Empfangssignals; und
eine zweite Vergleichsvorrichtung (40), die mit der Überwachungsvorrichtung verbunden ist, zum Vergleichen der Signalstärke des Empfangssignals mit einem vorgegebenen Schwellwert für die Signalstärke;
wobei die Kalibriervorrichtung (70) die Ausgangsfrequenz (46) im wesentlichen auf die gewünschte Betriebs-Ausgangs frequenz nur dann kalibriert, wenn die Signalstärke des emp fangenen Steuerungskanalsignals in einen vorgegebenen Be reich fällt.

3. Kommunikationsvorrichtung (28) nach Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Warnvorrichtung (47, 60) zum Erzeugen eines Alarms, um einen Benutzer der Kommunikationsvorrichtung darüber zu informieren, daß die Ausgangsfrequenz des Kristalloszillators aus einem vorgege benen Toleranzbereich der gewünschten Betriebs-Ausgangsfre quenz gedriftet ist, umfaßt.

4. Kommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ver gleichsvorrichtung aktiviert wird, wenn der Empfänger das Steuerungskanalsignal empfängt.

5. Kommunikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Warnvorrichtung ein Lautsprecher (60) ist und der Alarm ein Audioalarm (60) ist.

6. Kommunikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Warnvorrichtung eine visuelle Anzeige (47) ist und der Alarm eine darauf an gezeigte, visuelle Anzeige ist.

7. Kommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikati onsvorrichtung eine mobile Kommunikationsvorrichtung in ei nem Hauptleitungs-Funksystem ist.

8. Kommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Anforderungsvorrichtung, die einem Benutzer der Kommunikati onsvorrichtung ermöglicht, anzufordern, daß die Kalibrier vorrichtung (70) die Ausgangsfrequenz kalibriert, umfaßt.

9. Verfahren zum Kalibrieren einer Ausgangsfrequenz ei nes Referenz-Oszillators einer mobilen Kommunikationsvor richtung, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:

a) Senden eines Steuerungskanalsignals mit einer bekann ten, genauen Frequenz an eine Kommunikationsvorrichtung;
b) Empfangen des Steuerungskanalsignals in der Kommuni kationsvorrichtung;
c) Demodulieren des Steuerungskanalsignals und Antworten darauf;
d) Vergleichen der bekannten, genauen Frequenz mit der Ausgangsfrequenz des Referenz-Oszillators; und
e) Kalibrieren der Ausgangsfrequenz des Referenz-Oszil lators im wesentlichen auf die bekannte, genaue Frequenz.

10. Verfahren zum Kalibrieren einer Ausgangsfrequenz ei nes Referenz-Oszillators nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schritt des Kalibrierens erfolgt, wenn die Ausgangsfrequenz des Kristall-Oszillators aus einem vorgege benen Toleranzbereich der gewünschten Betriebs-Ausgangsfre quenz gedriftet ist.

11. Verfahren zum Kalibrieren einer Ausgangsfrequenz ei nes Referenz-Oszillators nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Kalibrierens erfolgt, wenn die Kommunikationsvorrichtung zur ihr gesandte Signale empfängt.

12. Verfahren zum Kalibrieren einer Ausgangsfrequenz ei nes Referenz-Oszillators nach Anspruch 9, 10 oder 11, da durch gekennzeichnet, daß vor dem Schritt des Kalibrierens ein Schritt zum Warnen eines Benutzers der Kommunikations vorrichtung, daß die Signalstärke des empfangenen Steue rungssignals aus einem vorgegebenen Bereich von Signalstär ken gefallen ist, erfolgt.

13. Verfahren zum Kalibrieren einer Ausgangsfrequenz ei nes Referenz-Oszillators nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Kalibrierens er folgt, wenn ein Benutzer der Kommunikationsvorrichtung die Kalibrierung der Ausgangsfrequenz des Referenz-Oszillators anfordert.

14. Verfahren zum Kalibrieren einer Ausgangsfrequenz ei nes Referenz-Oszillators nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Kalibrierens nur erfolgt, wenn das Steuerungskanalsignal eine Signal stärke von -90 dBm Signalstärke -40 dBm besitzt.

15. Kommunikationssystem (20), welches umfaßt:

a) eine Basisstation (22) zum Steuern des Betriebs einer Kommunikationsvorrichtung (28) durch das Senden eines Steue rungskanalsignals (26); und
b) eine Kommunikationsvorrichtung (28), die im Betrieb auf das Steuerungskanalsignal (26) antwortet und umfaßt:
i) einen Kristall-Oszillator (18) mit einer Aus gangsfrequenz (46), die einer Frequenzdrift von einer ge wünschten Betriebs-Ausgangsfrequenz, die anfänglich von die sem erzeugt wird, aus unterliegt; und
ii) eine Kalibriervorrichtung (70) zum Kalibrieren der Ausgangsfrequenz des Kristalloszillators (18); dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibriervorrichtung (70) außerdem eine Vergleichs vorrichtung (36, 49, 62) zum Vergleichen der Ausgangsfre quenz (46) mit einer genauen Frequenz, die von dem Steue rungskanalsignal (26) bereitgestellt wird, umfaßt, wobei die Kalibriervorrichtung (70) die Ausgangsfrequenz (46) in Ab hängigkeit von dem Vergleich im wesentlichen auf die ge wünschte Betriebs-Ausgangsfrequenz kalibriert.

16. Kommunikationsvorrichtung wie im wesentlichen hierin unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

17. Verfahren zum Kalibrieren einer Ausgangsfrequenz ei nes Referenz-Oszillators einer mobilen Kommunikationsvor richtung wie im wesentlichen hierin unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

18. Kommunikationssystem (20) wie im wesentlichen hierin unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 der beigefügten Zeichnungen beschrieben.