DE69224581T2

DE69224581T2 - Verstellbare Bandbreite eines Funktelefons

Info

Publication number: DE69224581T2
Application number: DE69224581T
Authority: DE
Inventors: Seppo Kalervo Kivela
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1991-10-17
Filing date: 1992-10-12
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2012-10-13
Also published as: US5303404A; JPH05227051A; DE69224581D1; EP0537960A1; JP3174412B2; EP0537960B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Apparat sowie ein Verfahren zur Einstellung der Betriebsbandbreite in einem Funktelefon für den Betrieb in zwei oder mehreren verschiedenen Funktelefonsystemen.
Funktelefone, insbesondere zellulare Funktelefone, arbeiten typischerweise nur mit einem Typ von zellularen Telefonsystemen zusammen. Damit der Funktelefonbenutzer zwischen verschiedenen Systemen umschalten kann, sind bereits bekannte Funktelefonempfänger mit einem doppelten Sendeempfänger ausgestattet. Eine andere Möglichkeit ist in der US 4,972,455 offenbart. Darin enthält ein zellulares Telefon für zwei Bandbreiten einen Sendeempfänger mit einem Dual-Bandbreiten-Empfänger, der im Zwischenfrequenzbereich (IF-Bereich) verschiedene Filter unterschiedlicher Bandbreite aufweist, die in Abhängigkeit von dem zur Verfügung stehenden zellularen Service selektiv geschaltet werden. Das o.g. amerikanische Patent offenbart ferner zwei feste Filter, die die Verwendung des Funktelefons in Systemen und Anwendungen begrenzen, die durch die Eigenschaften des ausgewählten Filters bestimmt sind. Da ferner durch das Schalten Nebensprecheffekte verursacht werden, ist es folglich wünschenswert ein Funktelefon zu schaffen, mit dem eine flexiblere Auswahl der Betriebselgenschaften möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es. ein neues Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem es möglich ist die Betrlebsbandbreite in einem Funktelefonempfänger flexibel einzustellen.
Die US 4,267,605 offenbart eine Schaltung zur Vermeidung von Interferenzen in einem Kommunikationsempfänger. Darin kann ein Benutzer die Mittenfrequenz des Empfängers sowie die Bandbreite kontinuierlich verändern, um so Interferenzen zu eliminieren.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Apparat zur Verfügung gestellt zur Einstellung der Betriebsbandbreite eines Funktelefonempfängers für den Betrieb in mindestens einem einen ersten Kanalab stand aufweisenden ersten Funktelefonsystem und einem einen zweiten, schmäleren Kanalabstand aufweisenden zweiten Funktelefonsystem, mit ersten Empfangsoszillatormltteln für die Lieferung einer ersten lokalen Frequenz zur Kanalauswahl an erste Mischmittel, die ein Eingangssignal erhalten, in dem ein gewünschtes Kanalsignal und Nachbarkanalsignale enthalten sind, und die ein durch erste Bandpassfiltermittel zu filterndes erstes IF-Signal erzeugen: mit zweiten Empfangsoszillatormitteln für die Lieferung einer zweiten lokalen Frequenz an zweite Mischmittel, die das erste IF-Signal erhalten und ein durch zweite Bandpassfiltermlttel zu filterndes zweites IF-Signal erzeugen, wobei in einer ersten Betriebsart die erste und die zweite lokale Frequenz derart gewählt werden, daß beim Betrieb im ersten Funktelefonsystem die ersten und zweiten Bandpassfiltermittel die Nachbarkanalsignale dämpfen; mit Mitteln zur Einstellung der Frequenz der ersten Empfangsoszillatormittel mittels eines ersten vorbestimmten Werts, und mit Mitteln zur Einstellung der Frequenz der zweiten Empfangsoszillatormittel mittels eines zweiten vorbestimmten Werts; wobei in einer zweiten Betriebsart die Größe der ersten Frequenzeinstellung derart gewählt ist, daß beim Betrieb im zweiten Funktelefonsystem die Bandbreite der ersten Bandpassfiltermittel von der Frequenz des gewünschten Kanalsignals versetzt ist, und die ersten Bandpassfiltermittel ein von dem gewünschten Kanalsignal mit dem zweiten Kanalabstand beabstandetes Nachbarkanalsignal dämpfen und das gewünschte Kanalsignal sowie das von dem gewünschten Kanalsignal mit dem zweiten Kanalabstand beabstandete Gegennachbarkanalsignal durchlassen, wobei der Betrag der Versetzung der zweiten Frequenz derart gewählt wird, daß die Bandbreite der zweiten Bandpassfiltermittel von der Frequenz des gewünschten Kanalsignals versetzt ist, und wobei ferner die zweiten Bandpassfiltermittel das Gegennachbarkanalsignal (FB) dämpfen und das gewünschte Kanalsignal (FC) im wesentlichen ohne die Nachbarkanalsignale (fa, FB) durchlassen.
Dabei sind die erste und die zweite lokale Frequenz vorzugsweise in gleicher Richtung eingestellt.
Darüber hinaus bilden die ersten Empfangsoszillatormittel und die ersten Mischmittel die Kanalauswahl.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die ersten Empfangsoszillatormittel und die ersten Mischmittel sowie die zweiten Empfangsoszillatormittel und die zweiten Mischmittel jewells die zweite und dritte Stufe in einer dreistufigen Mischanordnung.
Vorzugsweise sind die Frequenzen (1 .LO, 2 .LO) der ersten Oszillatormittel und der zweiten Oszillatormittel im wesentlichen kontinuierlich einstellbar, z.B. mittels programmierbarer Steuermittel.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Bandpassfiltermittel (4, 7) als Kristalifilter ausgebildet.
Alternativ sind das zweite IF-Filter als Keramikfilter und das erste IF-Filter als SAW-Filter ausgebildet.
Vorzugsweise enthält der Apparat gemäß der Erfindung drei IF-Stufen, wobei das zweite und das dritte IF-Filter als Keramikfilter ausgebildet sind.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt zur Einstellung der Betriebsbandbreite eines Funktelefonempfängers für den Betrieb in mindestens einem einen ersten Kanalabstand aufweisenden ersten Funktelefonsystem und einem einen zweiten, schmäleren Kanalabstand aufwei senden zweiten Funktelefonsystem. mit ersten Empfangsoszillatormitteln für die Lieferung einer ersten lokalen Frequenz zur Kanalauswahl an erste Mischmittel, die ein Eingangssignal (RFIN) erhalten, in dem ein gewünschtes Kanalsignal und Nachbarkanalsignale enthalten sind. und die ein durch erste Bandpassfiltermittel zu filterndes erstes IF-Signal erzeugen: und mit zweiten Empfangsoszillator mitteln für die Lieferung einer zweiten lokalen Frequenz an zweite Mischmittel, die das erste IF-Signal erhalten und ein durch zweite Bandpassfiltermittel zu filterndes zweites IF-Signal erzeugen: wobei in einer ersten Betriebsart die erste und zweite lokale Frequenz derart gewählt werden, daß beim Betrieb im ersten Funktelefonsystem die ersten und zweiten Bandpassfiltermittel die Nachbarkanalsignale dämpfen, wobei das Verfahren Schritte enthält, um die Frequenz der ersten Empfangsoszillatormittel mittels eines ersten vorbestimmten Werts und die Frequenz der zweiten Empfangsoszillatormittel mittels eines zweiten vorbestimmten Werts einzustellen, wobei in einer zweiten Betriebsart die Größe der ersten Frequenzversetzung derart gewählt ist, daß beim Betrieb im zweiten Funktelefonsystem die Bandbreite der ersten Bandpassfiltermittel von der Frequenz des gewünschten Kanalssignals versetzt ist, und die ersten Bandpassfiltermittel ein von dem gewünschten Kanalsignal mit dem zweiten Kanalabstand beabstandetes Nachbarkanalsignal dämpfen und das gewünschte Kanalsignal sowie das von dem gewünschten Kanalsignal mit dem zweiten Kanalabstand beabstandete Gegennachbarkanalsignal durchlassen, wobei die Größe der zweiten Frequenzversetzung derart gewählt wird, daß die Bandbreite der zweiten Bandpassfiltermittel von der Frequenz des gewünschten Kanalsignals versetzt ist, und wobei ferner die zweiten Bandpassfiltermittel das Gegennachbarkanalsignal dämpfen und das gewünschte Kanalsignal im wesentlichen ohne die Nachbarkanalsignale durchlassen.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die beigefügten zeichnungen ein Ausführungsbeisplel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Empfangsteils gemäß der Erfindung; und
Fig.2 eine schematische Darstellung von Frequenzspektren.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Blockdiagramm des Empfangsteils eines zellularen Funktelefons. In der gezeigten Ausführungsform wird an einen Eingangsverstärker 1 ein ein gewünschtes Kanalsignal sowie Nachbarkanalsignale enthaltendes RF-Signal angelegt und an einen ersten Mischer 2 weitergeleitet. Der Mischer 2 erhält ebenfalls ein lokales Oszillatorsignal 1.LO von einem ersten Empfangsoszillator (nicht gezeigt). Der Mischer 2 liefert ein erstes zwischenfrequenzsignal 1.IF an ein Bandpassfilter 4 sowie an einen zweiten Mischer 5. Der zweite Mischer 5 erhält ferner ein zweites lokales Oszillatorsignal 2.LO von einem zweiten Empfangsoszillator (nicht gezeigt). Der Mischer 5 erzeugt ein zweites Zwischenfrequenzsignal 2.IF, das an ein Bandpassfilter 7 und einen FM-Detektor 8 angelegt wird, der ein Ausgangssignal AUS an weitere Schaltkreise des Funktelefons liefert.
FIG.2a zeigt als Beispiel einige Kanalsignale fa, fb und fc mit großem Kanalabstand (30 kHz). In diesem Beispiel hat das RF-Signal eine Frequenz von 855 MHz und das erste Oszillatorsignal 1.LO eine Frequenz von 900 MHz wodurch das erste IF- Signal (1.IF) eine Mlttenfrequenz von 45 MHz aufweist. Die Bandbreite bw des Bandpassfllters 4 beträgt 30 kHz (Fig.2e), wodurch auf effektive Weise erreicht wird, daß lediglich das gewünschte Kanalsignal fc zur nächsten Stufe durchgelassen wird. Auf gleiche Weise läßt die zweite Stufe nur den gewünschten Kanal FC im zweiten IF-Signal (2.IF) durch. Die Frequenz des zweiten Oszillators beträgt in diesem Fall 44,545 MHz wodurch sich eine Mittenfrequenz des zweiten IF-Signals von 0,455 MHz ergibt. Bei diesem Beispiel erfolgt keine Versetzung der Empfangsoszlllatorfrequenzen.
Die Beziehungen der Signaifrequenzen zueinander können durch folgende Gleichungen ausgedrückt werden:
1.IF = 1.LO - RFIN (1)
2.IF = 1.IF - 2.LO (2)
Fig.2b zeigt die Situation in einem System mit engen Kanalabständen (10 kHz). Ohne weiteres Messen würden die drei Kanäle fa, fb, fc das erste Bandpassfilter 4 passieren. Korrenspondierend würden auch die drei Kanäle FA, FB, FC das zweite Bandpassfilter 7 passieren. was eine korrekte FM-Detektlon des gewünschten Kanals fc/FC unmöglich macht. Bei einer bekannten Lösung dieses Problems werden die jeweils große Bandbreiten aufweisenden Filter 4 und 7 durch neue Filter mit schmäleren Bandbreiten (ca. 10 kHz) ersetzt.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung bilden der erste Empfangsoszillator und der Mischer 2 die Kanalauswahl, wobei die erste Empfangsoszlllatorfrequenz 1.LO In diesem Beispiel um 10 kHz auf 899.990 MHz nach unten eingestellt wird. Wie Fig.2c zeigt, werden dadurch die Bandbreite von 1.IF um 10 kHz nach unten (44,990 MHz), und korrespondierend die Kanäle fa, fb und fc in der Figur nach links verschoben. Korrespondierend werden auch die Kanäle FA, FB und FC im zweiten IF-Signal 2.IF nach links verschoben. Im zweiten Schritt erfolgt nun eine Versetzung der zweiten Empfangsoszillatorfrequenz 2.LO, und zwar in diesem Fall um 20 kHz, sodaß 2.LO= 44,525 MHz beträgt. Dies führt zu einemzweiten IF- Signal 2.IF = 0,465 MHz, wodurch die Kanäle FA, FB und FC in der Fig.2d nach rechts verschoben werden.
Wie in Fig. 2e gezeigt, bleiben die Bandbreiten der Bandpassfllter 4 und 7 unverändert bei 30 kHz. Vergleicht man die Fig. 2d und 2e, so kann festgestellt werden, daß die Versetzungen der Empfangsoszillatorfrequenzen das gewünschte Ergebnis hervorrufen. Im ersten Filter 4 wird der Kanal fa auf der linken Seite der FIG.2d auf effektive Weise gedämpft, wobei die beiden anderen Kanäle fc und fb zur näch sten Stufe durchgelassen werden. Mit anderen Worten befindet sich der Kanal fa nun außerhalb des Bandes, was mit Hilfe des Asterikszeichens f* gekennzeichnet ist. Bel der zweiten Stufe, also beim Bandpassfilter 7, erfolgt eine korrespondierende Dämpfung des Kanals FB. so daß auch dieser Kanal außerhalb des Bandes liegt (FB*). Als Ergebnis wird nun lediglich das gewünschte Kanalsignal FC an den FM-Detektor 8 angelegt.
Die Versetzung der Empfangsoszillatorfrequenz und die resultierende Bandbreitenreduktion wird weiter In den Fig.2e und 2f erklärt. Von der gesamten Bandbreite bw verbleibt beim ersten Filter 4 als effektive Bandbreite lediglich ein Teil x. Auf korrespondierende Weise verbleibt von der gesamten Bandbreite BW beim zweiten Filter 7 lediglich ein Teil y als effektive Bandbreite. Die Teile x und y bilden in Kombination ein "imaginäres" Filter mit einer schmalen Bandbreite NBW.
In bereits vorhandenen Funktelefonen wird der erste Empfangsoszillator üblicherweise digital gesteuert und weist eine einstellbare Ausgangsfrequenz 1.LO auf. Die digitale Steuerung ist dabei in Software realisiert, die auf bekannte Weise in dem das Funktelefon steuernden Mikroprozessor enthalten ist.
Bei den Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es erforderlich, daß auch die zweite Empfangsoszillatorfrequenz 2.LO auf ähnliche Weise wie die erste Empfangsoszlllatorfrequenz 1.LO digital gesteuert wird.
Das Filter benötigt darüber hinaus bei den hohen Frequenzen, also bei 45 MHz eine gute Selektivität. Dies wird dadurch erreicht, daß bereits bekannte Kristallfilter verwendet werden, die typischerweise eine unsymetrische Bandbreite mit einer abgeschrägten Flanke aufweisen, wie in Flg.2e gezeigt. Die linke Flanke des Bandpasses bw ist dabei steiler als die rechte Flanke, wie in der Figur gezeigt. Das 1.IF-Filter kann ebenso als ein sogenanntes SAW-Filter ausgebildet sein. Das 2.IF-Filter ist typischerweise ein Keramikfilter mit symmetrischen Eigenschaften. Dies führt zu einer schmalen Netzbandbreite NBW mit sehr steilen Flanken, wie in Fig.2f gezeigt.
In bestimmten Fällen ist ein Empfänger mit drei IF-Stufen wünschenswert, also ein sogenannter drelstufiger Empfänger, um eine bessere Kanalselektivität zu erzielen. In einem derartigen Empfänger kann das erfindungsgemäße Verfahren in der zweiten und dritten IF-Stufe realisiert werden, In denen das zweite und dritte IF-Filter als Keramikfllter ausgebildet werden. Die folgende Tabelle zeigt verschiedene Frequenzkombinationen, anhand derer die o.g. Beispiele 1 und 2 diskutiert sind. Tabelle 1: Beispiele für Frequenzkomblnatlonen (in MHz)
* neben dem Band
Die Auswahl der Frequenzen kann in vielen anderen Kombinationen erfolgen, sofern die o.g. Gleichungen (1) und (2) erfüllt sind.
Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens des Ausführungsbeispiels liegt darin, daß keine Schalter benötigt werden, um die effektive Kanalbandbreite des Empfängers zu andern. Folglich können Nebensprecheffekte, die durch separate Schalter verursacht werden, vermieden werden. Durch die Implementierung digital gesteuerter Oszillatoren ist es ebenfalls sehr einfach die vorbestimmten Versetzungen der Empfangsoszillatorfrequenz programmgesteuert einzustellen.

Claims

1. Apparat zur Einstellung der Betriebsb andb reite eines Funktelefonempfängers für den Betrieb in mindestens einem einen ersten Kanalabstand aufweisenden ersten Funktelefonsystem und einem einen zweiten, schmäleren Kanalabstand aufweisenden zweiten Funktelefonsystem, mit:

ersten Empfangsoszillatormitteln für die Lieferung einer ersten lokalen Frequenz (1.LO) zur Kanalauswahl an erste Mischmittel (2), die ein Eingangssignal (RFIN) erhalten, in dem ein gewünschtes Kanalsignal (fc) und Nachbarkanalsignale (fa, fb) enthalten sind, und die ein durch erste Bandpassfiltermittel (4) zu filterndes erstes IF-Signal (1.IF) erzeugen: und

zweiten Empfangsoszillatormitteln für die Lieferung einer zweiten lokalen Frequenz (2.LO) an zweite Mischmittel (5), die das erste IF- Signal (1.IF) erhalten und ein durch zweite Bandpassfiltermittel (7) zu filterndes zweites IF-Signal (2.IF) erzeugen, wobei in einer ersten Betriebsart die erste und die zweite lokale Frequenz (1.LO,2.LO) derart gewählt werden, daß beim Betrieb im ersten Funktelefonsystem die ersten und zweiten Bandpassfiltermittel (4,7) die Nachbarkanalsignale (fa, fb) dämpfen, gekennzeichnet durch

Mittel zur Einstellung der Frequenz der ersten Empfangsoszillatormittel mittels eines ersten vorbestimmten Werts; und

Mittel zur Einstellung der Frequenz der zweiten Empfangsoszillatormittel mittels eines zweiten vorbestimmten Werts, wobei

in einer zweiten Betriebsart die Größe der ersten Frequenzeinstellung derart gewählt ist, daß beim Betrieb im zweiten Funktelefonsystem die Bandbreite der ersten Bandpassfiltermittel (4) von der Frequenz des gewünschten Kanalsignals (fc) versetzt ist, und die ersten Bandpassfiltermittel (4) ein von dem gewünschten Kanalsignal (fc) mit dem zweiten Kanalabstand beabstandetes Nachbarkanalsignal (fa) dämpfen und das gewünsche Kanalsignal (fc) sowie das von dem gewünschten Kanalsignal (fc) mit den zweiten Kanalabstand beabstandete Gegennachbarkanalsignal (fb) durch lassen, wobei der Betrag der Versetzung der zwei ten Frequenz derart gewählt wird, daß die Bandbreite der zweiten Bandpassfiltermittel (7) von der Frequenz des gewünschten Kanalsignals (fc) versetzt ist, und wobei ferner die zweiten Bandpassfiltermittel (7) das Gegennachbarkanalsignal (FB) dämpfen und das gewünschte Kanalsignal (FC) im wesentlichen ohne die Nachbarkanalsignale (fa, FB) durchlassen.

2. Apparat nach Anspruch 1. bei dem die erste und die zweite lokale Frequenz in gleicher Richtung eingestellt sind.

3. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die ersten Empfangsoszillatormittel und die ersten Mischmittel sowie die zweiten Empfangsoszillatormittel und die zweiten Mischmittel jeweils in einer dreistufigen Mischanordnung die zweite und dritte Stufe umfassen.

4. Apparat nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Frequenzen (1.LO, 2.LO) der ersten und zweiten Empfangsoszillatormittel im wesentlichen kontinuierlich z.B mittels programmierbarer Steuermittel einstellbar sind.

5. Apparat nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Bandpassfiltermittel (4, 7) als Kristallfilter ausgebildet sind.

6. Apparat nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das zweite IF-Filter als Keramikfllter ausgebildet ist.

7. Apparat nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 und 6, bei dem das erste IF- Filter als SAW-Filter ausgebildet ist.

8. Apparat nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche. mit drei IF- Stufen, wobei das zweite und das dritte IF-Filter als Keramikfilter ausgebildet sind.

9. Verfahren zur Einstellung der Betriebsbandbreite eines Funktelefonempfängers für den Betrieb in mindestens einem einen ersten Kanalab stand aufweisenden ersten Funktelefonsystem und einem einen zweiten, schmäleren Kanalabstand aufweisenden zweiten Funktelefonsystem, mit:

ersten Empfangsoszillatormitteln für die Lieferung einer ersten lokalen Frequenz (1.LO) zur Kanalauswahl an erste Mischmittel (2), die ein Eingangssignal (RFIN) erhalten, in dem ein gewünschtes Kanalsignal (fc) und Nachbarkanalsignale (fa, fb) enthalten sind, und die ein durch erste Bandpassfiltermittel (4) zu filterndes erstes IF-Signal (1.IF) erzeugen; und

zweiten Empfangsoszillatormitteln für die Lieferung einer zweiten lokalen Frequenz (2.LO) an zweite Mischmittel (5), die das erste IF- Signal (1.IF) erhalten und ein durch zweite Bandpassfiltermittel (7) zu filterndes zweites IF-Signal (2.IF) erzeugen. wobei in einer ersten Betriebsart die erste und die zweite lokale Frequenz (1.LO,2.LO) derart gewählt werden, daß beim Betrieb im ersten Funktelefonsystem die ersten und zweiten Bandpassfiltermittel (4,7) die Nachbarkanalsignale (fa, fb) dämpfen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß folgende Schnitte enthalten sind:

Einstellen der Frequenz der ersten Empfangsoszillatormittel mittels eines ersten vorbestimmten Werts: und

Einstellen der Frequenz der zweiten Empfangsoszillatormittel mittels eines zweiten vorbestimmten Werts, wobei

in einer zweiten Betriebsart die Größe der ersten Frequenzversetzung derart gewählt ist, daß beim Betrieb im zweiten Funktelefonsystem die Bandbreite der ersten Bandpassfiltermittel (4) von der Frequenz des gewünschten Kanalsignals (fc) versetzt ist, und die ersten Bandpassfiltermittel (4) ein von dem gewünschten Kanalsignal (fc) mit dem zweiten Kanalabstand beabstandetes Nachbarkanalsignal (fa) dämpfen und das gewünsche Kanalsignal (fc) sowie das von dem gewünschten Kanalsignal (fc) mit den zweiten Kanalabstand beabstandete Gegennachbarkanalsignal (fb) durchlassen, wobei die Größe der zweiten Frequenzversetzung derart gewählt wird. daß die Bandbreite der zweiten Bandpassfiltermittel (7) von der Frequenz des gewünschten Kanals ignals (fc) versetzt ist, und wobei ferner die zweiten Bandpassfiltermittel (7) das Gegennachbarkanalsignal (FB) dämpfen und das gewünschte Kanalsignal (FC) im wesentlichen ohne die Nachbarkanalsignale (fa, FB) durchlassen.