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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Sender/Empfänger für das Senden von Signalen in
einem Sendemodus und den Empfang von Signalen in einem Empfangsmodus
mit einer von einem Digital-Synthesizer getriebenen Phasenregelschleife.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf eine von einem Digital-Synthesizer
getriebene Phasenregelschleife für
die Verwendung in einem Sender/Empfänger für das Senden von Signalen in
einem Sendemodus und den Empfang von Signalen in einem Empfangsmodus
und mit der besagten von einem Digital-Synthesizer getriebenen Phasenregelschleife, und
auf eine Phasenregelschleife für
die Verwendung in einer von einem Digital-Synthesizer getriebenen
Phasenregelschleife für
die Verwendung in einem Sender/Empfänger für das Senden von Signalen in
einem Sendemodus und den Empfang von Signalen in einem Empfangsmodus
und mit der besagten von einem Digital-Synthesizer getriebenen Phasenregelschleife,
und auf eine von einem Digital-Synthesizer für die Verwendung in einer von
einem Digital-Synthesizer getriebenen Phasenregelschleife für die Verwendung
in einem Sender/Empfänger
für das Senden
von Signalen in einem Sendemodus und den Empfang von Signalen in
einem Empfangsmodus und mit der besagten von einem Digital-Synthesizer getriebenen
Phasenregelschleife, und auf ein System mit mindestens einer tragbaren
Einheit und mindestens einer Netzwerkeinheit zur Funkkommunikation,
mit mindestens einer Einheit mit mindestens einem Sender/Empfänger für das Senden
von Signalen in einem Sendemodus und den Empfang von Signalen in
einem Empfangsmodus und mit einer von einem Digital-Synthesizer getriebenen
Phasenregelschleife, und auf eine tragbare Einheit mit einem Sender/Empfänger für das Senden
von Signalen in einem Sendemodus und den Empfang von Signalen in einem
Empfangsmodus und mit einer von einem Digital-Synthesizer getriebenen
Phasenregelschleife, und auf eine Netzwerkeinheit mit mindestens
einem Sender/Empfänger
für das
Senden von Signalen in einem Sendemodus und den Empfang von Signalen in
einem Empfangsmodus und mit einer von einem Digital-Synthesizer
getriebenen Phasenregelschleife, und auf ein Verfahren für das Senden
von Signalen in einem Sendemodus und den Empfang von Signalen in
einem Empfangsmodus über
eine von einem Digital-Synthesizer getriebene Phasenregelschleife.
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Ein
solcher Sender/Empfänger
wird beispielsweise im Zeitteilungs-Duplex (TDD) in Telekommunikationssystemen
oder Zeitteilungs-Mehrfachzugriff (TDMA) in Telekommunikationssystemen verwendet,
wobei die besagte tragbare Einheit beispielsweise ein Mobilfon ist
und wobei die besagte Netzwerkeinheit beispielsweise eine Basisstation oder
ein Router oder ein Server etc. ist.
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Ein
Sender/Empfänger
ist bekannt aus der Schrift
US
5,859,570 , die einen Direkt-Digital-Synthesizer (DDS) enthüllt, der
ein Referenzsignal für eine
Phasenregelschleife (PLL) liefert. Gemäß diesem alten Stand der Technik
verwendet diese von einem Direkt-Digital-Synthesizer getriebene
Phasenregelschleife ein dividiertes und in der Frequenz gewandeltes
Direkt-Digital-Synthesizer-Signal als Referenz für die Phasenregelschleife.
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Die
Schrift
US 5,423,076 enthüllt einen
Sender/Empfänger
einen Direkt-Digital-Synthesizer,
der eine Phasenregelschleife antreibt, die während dem Sendemodus in einem
Modulationszustand und während
dem Empfangsmodus in einem Oszillationszustand ist.
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Diese
Erfindung wird in den unabhängigen Ansprüchen definiert.
Besondere Ausführungsformen
werden in den abhängigen
Ansprüchen
erläutert.
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Diese
und andere Aspekte der Erfindung werden hinsichtlich der hiernach
beschriebenen Ausführungsform(en)
ersichtlich und erläutert.
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1 zeigt
in Blockdiagrammform einen Sender/Empfänger gemäß der Erfindung mit einer von
einem Digital-Synthesizer getriebenen Phasenregelschleife gemäß der Erfindung
mit einem Digital-Synthesizer gemäß der Erfindung und einer Phasenregelschleife
gemäß der Erfindung.
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1 zeigt
in Blockdiagrammform einen Sender/Empfänger gemäß der Erfindung mit einer von
einem einzigen Direkt-Digital-Synthesizer getriebenen Phasenregelschleife
(von einem DDS getriebene PLL) 24, 10-15 gemäß der Erfindung
mit einem Direkt-Digital-Synthesizer (DDS) 24 gemäß der Erfindung
und einer Phasenregelschleife (PLL) 10-15 gemäß der Erfindung.
Der Sender/Empfänger
enthält eine
Antenne 1, gekoppelt an einen Ein-/Ausgang eines Schalters 3,
von dem ein Eingang an einen Ausgang eines Sendeteils 2 gekoppelt
ist und von dem ein Ausgang an einen Eingang eines Empfängerteils 4 gekoppelt
ist. Ein Eingang von Sendeteil 2 ist an einen ersten Ausgang
eines Schalters 5 gekoppelt, von dem ein zweiter Ausgang
an einen ersten Eingang eines Demodulators 6 gekoppelt
ist und von dem ein Eingang an einen Ausgang der Phasenregelschleife 10-15 gekoppelt
ist. Ein zweiter Eingang von Demodulator 6 ist an einen
Ausgang von Empfängerteil 4 gekoppelt
und ein Ausgang von Demodulator 6 ist an einen Eingang
einer Steuerung 40 gekoppelt.
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Die
Phasenregelschleife 10-15 enthält einen spannungsgesteuerten
Oszillator (VCO) 10, von dem ein Ausgang den Ausgang der
Phasenregelschleife 10-15 bildet und weiterhin
an einen Eingang eines Teilers 15 gekoppelt ist, von dem
ein Ausgang an einen ersten Eingang eines Phasendetektors 14 gekoppelt
ist. Ein zweiter Eingang von Phasendetektor 14 ist an einen
Ausgang des Direkt-Digital-Synthesizers 24 gekoppelt und
ein Ausgang des Phasendetektors 14 ist an Eingänge von
zwei parallelen Filtern 12, 13 gekoppelt, wobei
ein Ausgang des ersten Filters 12 an einen ersten Eingang
eines Schalters 11 gekoppelt ist und ein Ausgang eines
zweiten Filters 13 an einen zweiten Eingang der besagten
Schalter 11 gekoppelt ist. Ein Ausgang von Schalter 11 ist
an einen Eingang von Oszillator 10 gekoppelt.
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Der
Direkt-Digital-Synthesizer 24 enthält einen Filter 20,
von dem ein Ausgang den Ausgang des Direkt-Digital-Synthesizers 24 bildet
und von dem ein Eingang an einen Ausgang eines Digital-Analog-Wandlers 21 gekoppelt
ist, von dem ein Eingang an einen Ausgang eines Sinusformers 22 (wie
beispielsweise einen Nur-Lese-Speicher) gekoppelt ist. Ein Eingang
des Sinusformers 22 ist an einen Ausgang eines Phasenakkumulators 23 gekoppelt.
Ein Uhreingang des Direkt-Digital-Synthesizers 24 ist über einen
Multiplizierer 31 an einen Uhrgenerator 30 gekoppelt
und ein Signaleingang des Direkt-Digital-Synthesizers 24 ist
an einen Ausgang eines Schalters 32 gekoppelt.
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Die
Steuerung 40 enthält
ein Prozessor/Speicher-System 42, gekoppelt an den Ausgang von
Demodulator 6, und weiterhin gekoppelt an einen Modusdetektor 41 (der
möglicherweise,
was nicht gezeigt wird, weiterhin an Sendeteil 2 und/oder
Empfängerteil 4 und/oder
Demodulator 6 gekoppelt ist) und an einen Steuersignalgenerator 43 und
an einen Nichtmodulationssignalgenerator 44 und an einen Modulationssignalgenerator 45.
Ein Ausgang des Modulationssignalgenerators 45 ist an einen
ersten Eingang von Schalter 32 gekoppelt und ein Ausgang des
Nichtmodulationssignalgenerators 44 ist an einen zweiten
Eingang von Schalter 32 gekoppelt. Ein Ausgang des Steuersignalgenerators 43 ist
an die Steuereingänge
der Schalter 11, 32, 3 und 5 gekoppelt.
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In
Zeitteilungs-Telekommunikationssystemen wie dem Zeitteilungs-Duplex
(TDD) in Telekommunikationssystemen oder dem Zeitteilungs-Mehrfachzugriff
(TDMA) in Telekommunikationssystemen werden während einem oder mehreren ersten
Zeitschlitzen modulierte Signale von dem Sender/Empfänger gemäß der Erfindung
an einen anderen Sender/Empfänger
(Sendemodus) übertragen,
und während
einem oder mehreren zweiten Zeitschlitzen werden modulierte Signale
von dem anderen Sender/Empfänger
an den Sender/Empfänger
gemäß der Erfindung
(Empfangsmodus) gesendet. Nach dem alten Stand der Technik wird
eine von einem Direkt-Digital-Synthesizer getriebene Phasenregelschleife
verwendet, um ein Referenzsignal zu erzeugen, wie in der Schrift
US 5,859,570 , die eine von
einem Direkt-Digital-Synthesizer getriebene Phasenregelschleife
enthüllt,
die in einem Modus zur Frequenzsynthetisierung arbeitet.
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Gemäß der Erfindung – gründend u.a.
auf der Idee, wichtige Teile in kostengünstigen Sendern/Empfängern mit
einem Sendemodus und einem Empfangsmodus, anstatt für beide
Modi verschiedene Teile für
verschiedene Modi zu verwenden – ist
die besagte von einem Direkt-Digital-Synthesizer getriebene Phasenregelschleife
in dem besagtem Sendemodus in einem Modulationszustand, wobei die
besagte von dem Direkt-Digital-Synthesizer
getriebene Phasenregelschleife in besagtem Empfangsmodus in einem
Oszillationszustand ist.
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Dafür erkennt
der Modusdetektor 41 den Sender/Empfänger während einem ersten Zeitintervall,
während
er in einem Sendemodus ist, beispielsweise über eine nicht gezeigte Kopplung
zu Sendeteil 2 und/oder beispielsweise durch eine Berechnung, während der
besagte erste und zweite Zeitschlitz standardisiert wird, und informiert
das Prozessor/Speicher-System 42, welches den Modulationssignalgenerator 45 zur
Erzeugung eines Modulationssignals anweist (beispielsweise in Beantwortung
eines Audiosignal, ausgehend von einer nicht gezeigten Mensch-Maschinen-Schnittstelle,
gekoppelt an Prozessor/Speicher 42) und den Steuersignalgenerator 43 zur
Erzeugung eines ersten Steuersignals anweist. In Beantwortung dieses
ersten Steuersignals führt
Schalter 32 das besagte Modulationssignal ausgehend von
Modulationssignalgenerator 45 zum Direkt- Digital-Synthesizer 24,
und Schalter 11 koppelt den ersten Filter 12 an
Oszillator 10, wobei der erste Filter 12 beispielsweise
ein Phasenfilter ist, um die Phasenregelschleifenfunktion zu verbessern,
und beispielsweise mit einer Bandbreite, welche gleich oder etwas
größer als
die (besetzte) Bandbreite des Modulationssignals ist. Der Direkt-Digital-Synthesizer 24 empfängt ein
multipliziertes Uhrsignal mit Uhrimpulsen von einem Multiplizierer 31 und
Uhrgenerator 30, und er empfängt das besagte Modulationssignal.
Anhand des Direkt-Digital-Synthesizers 24 kann
jedes Signal mit komplexen Wellenformen generiert werden, indem
man einen oder mehre von mindestens drei Parametern respektive als
Frequenz, Phase und Amplitude definiert. Diese drei Parameter können respektive
gesteuert werden mit Frequenzsteuerworten (mit ausgeführter Frequenzmodulation
vor/im Phasenakkumulator 23), Phasensteuerworten (mit ausgeführter Phasenmodulation
zwischen/im Phasenakkumulator 23 und respektive Sinusformer 22)
und Amplitudensteuerworten (mit ausgeführter Amplitudenmodulation
zwischen/im Sinusformer 22 und Digital-Analog-Wandler 21).
Das besagte Modulationssignal handhabt eines oder mehre dieser Steuerworte,
und als Ergebnis generiert der Direkt-Digital-Synthesizer 24 ein moduliertes
Referenzsignal, welche der Phasenregelschleife 10-15 zugeführt wird,
die dieses modulierte Referenzsignal über den Phasendetektor 14 und
den ersten Filter 12 und Schalter 11 und Oszillator 10 regelt,
wobei sich Teiler 15 in einer Rückkopplungsschleife befindet. Das
geregelte modulierte Referenzsignal wird über Schalter 5 dem
Sendeteil 2 zugeführt,
aufgrund von Schalter 5, beispielsweise in Beantwortung
des besagten ersten Steuersignals oder eines weiteren Steuersignals,
ausgehend von Steuerung 40, zur Verbindung von Oszillator 10 mit
Sendeteil 2. Sendeteil 2 enthält beispielsweise eine selbstgeregelte Steuerung,
einen Filter und einen Leistungsverstärker, liefert ein verstärktes, gefiltertes
und selbstgeregeltes moduliertes Referenzsignal an Schalter 3 und stellt
somit eine Direkt-HF-Modulation bereit. Schalter 3 führt dieses
Signal der Antenne 1 zu, aufgrund von Schalter 3,
beispielsweise in Beantwortung des besagten ersten Steuersignal
s oder eines weiteren Steuersignals, ausgehend von Steuerung 40 über eine
nicht gezeigte Kopplung zur Verbindung von Sendeteil 2 mit
Antenne 1. Somit ist der Sender/Empfänger in diesem ersten Zeitintervall
in einem Sendemodus und die vom Direkt-Digital-Synthesizer getriebene
Phasenregelschleife 24, 10-15 ist in
einen Modulationszustand.
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Dann
erkennt der Modusdetektor 41 den Sender/Empfänger während einem
zweiten Zeitintervall, während
er in einem Empfangsmodus ist, beispielsweise über eine nicht gezeigte Kopplung
zu Empfängerteil 4 und/oder
beispielsweise mit einer Berechnung, während der besagte erste und
zweite Zeitschlitz standardisiert wird, und informiert das Prozessor/Speicher-System 42,
welches möglicherweise
den Nichtmodulationssignalgenerator 44 zur Erzeugung eines
Nichtmodulationssignals anweist (beispielsweise eine Gleichstromspannung,
anpassbar über
das Prozessor/Speicher-System 42, oder eine Massespannung,
in welchem Fall die besagte Anweisung nicht unbedingt stattfinden
muss) und den Steuersignalgenerator 43 zur Erzeugung eines
zweiten Steuersignals anweist. In Beantwortung dieses zweiten Steuersignals
führt Schalter 32 das
besagte Nichtmodulationssignal ausgehend vom Nichtmodulationssignalgenerator 44 zum
Direkt-Digital-Synthesizer 24, und Schalter 11 koppelt
den zweiten Filter 13 an Oszillator 10, während der
zweite Filter 13 beispielsweise ein Schmalbandfilter ist,
um die Demodulation mit vermindertem Phasenrauschen zu ermöglichen.
Der Direkt-Digital-Synthesizer 24 generiert
jetzt ein nicht moduliertes Referenzsignal (aufgrund des besagten
Nichtmodulationssignals jetzt ohne Handhabung der besagten Steuerworte,
sondern entweder für
die Lieferung/Definition vordefinierter/feststehender Steuerworte
oder keinerlei Lieferung/Definition jedweder Steuerworte, in welchem Fall
der Direkt-Digital-Synthesizer 24 seine
eigenen vordefinierten/feststehenden Werte verwendet), das der Phasenregelschleife 10-15,
zugeführt
wird, die über
Phasendetektor 14 und den zweiten Filter 12 und
Schalter 11 und Oszillator 10 dieses nicht modulierte
Referenzsignal regelt, wobei sich Teiler 15 in einer Rückkopplungsschleife
befindet. Das geregelte nicht modulierte Referenzsignal wird über Schalter 5 dem
Demodulator 6 zugeführt,
aufgrund von Schalter 5, beispielsweise in Beantwortung
des besagten zweiten Steuersignals oder eines weiteren Steuersignals
ausgehend von Steuerung 40, zur Verbindung von Oszillator 10 mit
Demodulator 6. Das Empfängerteil 4 enthält beispielsweise
einen Filter, einen rauscharmen Verstärker und eine selbstgeregelte Steuerung
und empfängt
ein (moduliertes) Funksignal über
Antenne 1 und Schalter 3. Schalter 3,
beispielsweise in Beantwortung des besagten zweiten Steuersignals
oder eines weiteren Steuersignals, ausgehend von Steuerung 40 über eine
nicht gezeigte Kopplung, verbindet Antenne 1 mit Empfängerteil 4 und
liefert ein selbstgeregeltes, verstärktes und gefiltertes (moduliertes)
Funksignal an Demodulator 6 (beispielsweise über einen
Zero-IF-Modus oder Near-Zero-IF-Modus, welcher sehr vorteilhaft
ist, da er keine teuren und sperrigen SAW-IF-Filter erforderlich macht),
der das zuletzt aufgeführte
Signal über
das besagte geregelte nicht modulierte Referenzsignal demoduliert.
Als Ergebnis wird Steuerung 40 ein demoduliertes Signal
zugeführt, beispielsweise über das
Prozessor/Speicher-System 42 an eine nicht gezeigte Mensch-Maschinen-Schnittstelle,
welche gegebenenfalls ein Audiosignal generiert. Während diesem
zweiten Zeitintervall ist somit der Sender/Empfänger in einem Empfangsmodus,
und die von dem Direkt-Digital-Synthesizer getriebene Phasenregelschleife 24, 10-15 ist
in einem Oszillationszustand.
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Indem
man ein Sendeteil und ein Nichtsendeteil (mit einem Empfängerteil
und/oder einem Demodulator) des besagten Senders/Empfängers gemäß der Erfindung
eine einzige von einem Direkt-Digital-Synthesizer getriebene Phasenregelschleife
teilen lässt,
welche in besagtem Sendemodus in einem Modulationszustand ist und
welche in besagtem Empfangsmodus in einem Oszillationszustand (einem
Frequenz-Synthesizer-Zustand) ist, wird ein kostengünstiger
Sender/Empfänger
erhalten. Im Vergleich zum alten Stand der Technik, wie in der Schrift
US 5,859,570 zur Enthüllung einer
von einem Direkt-Digital-Synthesizer
getriebenen Phasenregelschleife, die ständig in einem Frequenz-Synthesizer-Zustand ist, ist
der Sender/Empfänger
gemäß der Erfindung
aufgrund der Verwendung der besagten von einem Direkt-Digital-Synthesizer
getriebenen Phasenregelschleife für verschiedene Zwecke sehr vorteilhaft.
Anders gesagt erfolgt der Bau des Senders/Empfängers unter Verwendung von
Hochfrequenz-Direktmodulation gründend
auf der von dem Direkt-Digital-Synthesizer getriebenen Phasenregelschleife
und Hochfrequenz-Demodulation (beispielsweise Zero-IF oder Near-Zero-IF)
gründend
auf der von dem Direkt-Digital-Synthesizer getriebenen Phasenregelschleife,
was den Sender/Empfänger
kostengünstig
und kleinvolumig macht.
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Die
Erfindung löst
das Problem u.a. mit der Bereitstellung eines kostengünstigen
Senders/Empfängers
(weil sich das besagte Sendeteil und das besagte Nichtsendeteils – mit dem
besagten Empfängerteil
und/oder dem besagten Demodulator – eine einzige von einem Direkt-Digital-Synthesizer
getriebene Phasenregelschleife teilen), der eine einfache Bauweise
hat (unter Verwendung eines oder mehrerer der besagten kostengünstigen
Schalter) und dennoch eine gute Leistung bietet (das die Phasenregelschleife
von ihrem Modus mit der Verwendung eines spezifischen modusabhängigen Filters
abhängig macht).
Das Ergebnis ist, dass der Sender/Empfänger gemäß der Erfindung eine schnelle
Regelzeit in Verbindung mit wenigen Bauteilen hat und deshalb klein
sein und wenig Gewicht haben kann.
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Jeder
gezeigte oder nicht gezeigte Block kann 100% Hardware, 100% Software
oder eine Mischung aus beidem sein. Jeder gezeigte oder nicht gezeigte
Block kann in jeden anderen gezeigten und/oder nicht gezeigten Block
integriert werden. Beispielsweise die Steuerung 40, der
Modusdetektor 41, Steuersignalgenerator 43, Nichtmodulationssignalgenerator 44 und
Modulationssignalgenerator 45 kann teilweise oder vollkommen
in das Prozessor/Speicher-System 42 integriert werden.
Schalter 32 kann beispielsweise zwischen Direkt-Digital-Synthesizer 24 und
Steuerung 40 befindlich sein, oder er kann beispielsweise
einen Teil des Direkt-Digital-Synthesizers 24 oder der
Steuerung 40 bilden (in welchem Fall Schalter 32 teilweise
oder vollkommen in das Prozessor/Speicher-System 42 integriert
sein kann). Schalter 11 kann beispielsweise Teil der Phasenregelschleife 10-15 ausmachen
oder beispielsweise zwischen Phasenregelschleife 10-15 und Steuerung 40 befindlich
sein (in welchem Fall Filter 12, 13 beispielsweise
ein oder mehrere Filter sein kann, die (de)aktiviert und/oder angepasst
werden können,
um die erste und zweite Filterleistung bereitzustellen), oder er
kann beispielsweise Teil der Steuerung 40 ausmachen (in
welchem Fall Schalter 32 teilweise oder vollkommen in das
Prozessor/Speicher-System 42 integriert sein kann, wobei
die Filter 12, 13 einer oder mehrere Filter sind,
die (de)aktiviert und/oder angepasst werden können, um die erste und zweite
Filterleistung bereitzustellen). Schalter 32 kann beispielsweise
einem Demultiplexer entsprechen, Schalter 11 kann beispielsweise
einem Selektor oder einem Multiplexer entsprechen, Schalter 5 kann
beispielsweise einem Demultiplexer entsprechen und Schalter 3 kann
beispielsweise einem Multiplexer oder Demultiplexer entsprechen.
Außerdem kann
jede Schalter beispielsweise einem Leistungsteiler entsprechen.
Beispielsweise kann der Sinusformer 22 und Digital-Analog-Wandler 21 vom
Uhrgenerator 30 und/oder Multiplizierer 31 auch
ein Uhrsignal erhalten.
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Respektive
das erste Steuersignal und das zweite Steuersignal können vollständig verschiedene Steuersignale
oder dasselbe Steuersignal mit respektive einem ersten Wert und
einem zweiten Wert sein. Außerdem
ist ein drittes Steuersignal etc. als ein vollständig verschiedenes Steuersignal
oder als dasselbe Steuersignal mit einem dritten Wert etc. nicht
auszuschließen,
beispielsweise für
die Schaffung eines dritten Modus, wie eines Bereitschaftsmodus
etc. Somit enthält
der Sender/Empfänger
gemäß der Erfindung
eine von einem Direkt-Digital-Synthesizer getriebene Phasenregelschleife
mit mehreren Zuständen
(zwei Zustände
oder mehr).
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Zusätzlich zum
besagten ersten und zweiten Filter 12, 13 ist
ein dritter Filter etc. nicht auszuschließen, beispielsweise um es zu
ermöglichen,
dass mit verschiedenen Arten von Modulationssignalen in der besagten
Phasenregelschleife verschiedenartig umgegangen wird.
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Die
Tatsache, dass die besagte von dem Direkt-Digital-Synthesizer getriebene
Phasenregelschleife in besagtem Sendemodus in einem Modulationszustand
ist, bedingt, dass während
mindestens einem Teil des ersten Zeitintervalls das besagte Modulationssignal
dem Direkt-Digital-Synthesizer zugeführt wird. Und die Tatsache,
dass die besagte von dem Direkt-Digital-Synthesizer getriebene Phasenregelschleife
in besagtem Empfangsmodus in einem Nichtmodulationszustand ist,
bedingt, dass während mindestens
einem Teil des zweiten Zeitintervalls das besagte Nichtmodulationssignal
dem Direkt-Digital-Synthesizer
zugeführt
wird. Während
einem möglichen
dritten Zeitintervall kann entweder das besagte Modulationssignal
oder das besagte Nichtmodulationssignal oder ein anderes Signal
oder keinerlei Signal dem besagten Direkt-Digital-Synthesizer zugeführt werden.