Funksprechgerät, bei dem ein Frequenzteiler während des
Sendens verwendet und während des Empfangs angehalten wird
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Die Erfindung betrifft ein Funksprechgerät bzw.
Funktelefongerät und insbesondere ein Funktelefongerät, das nach
einem digitalen Funktelefonsystem arbeitet.
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Ein mobiles Kommunikationssystem wird unter der
Voraussetzung der Nutzung von Frequenzen als eines begrenzten
Hilfsmittels aufgebaut. Als ein Funktelefonsystem, das den
Frequenzausnutzungsgrad erhöht, ist ein digitales Funksystem
vorgeschlagen worden, das die Kommunikation mit
Zeitmultiplexzugriff (TDMA) und Zeitduplex (TDD) übernimmt. Im TDMA/TDD-
System werden Digitalübertragungen nach dem
TDMA-Verbindungssystem realisiert, in dem mehrere Funkstationen eine Frequenz
auf der Basis der Zeitteilung und des
TDD-Kommunikationssystems benutzen, das bidirektionale Übertragungen ausführt, die
gewöhnlich als Ping-Pong-Kommunikation bezeichnet werden. Bei
der mobilen Kommunikation mit Verwendung des TDMA/TDD-Systems
erfolgen das Senden und der Empfang von Signalen im Ping-Pong-
oder Doppelmodus unter Verwendung einer Frequenz zwischen
einer Fest- bzw. Basisstation und einem Mobiltelefon, die
innerhalb eines Zeitabschnitts eingestellt ist, d. h. innerhalb
eine Paares von Zeitbändern, die einem TDMA-Rahmen als
Grundelement für die Kommunikation zugeordnet sind.
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In dem obigen TDMA/TDD-System mit Verwendung der einen
Frequenz für die obige Ping-Pong-Kommunikation wird in einem
Funkabschnitt des Geräts die gleiche Zwischenträgerfrequenz
bzw. IF-Trägerfrequenz zum Senden und zum Empfang verwendet,
was daher zu einem Gleichkanalstörungsproblem im Gehäuse des
Geräts führt. Bisher hat man diese Schwierigkeit auf die
folgende Weise bewältigt. Die Stromversorgung des
Sendeverstärkers wird abgeschaltet, und ein Antennenumschalter wird so
angeordnet, daß er den Eintritt einer Sendefunkwelle in den
Empfängerabschnitt verhindert, oder der Empfängerabschnitt wird
abgeschirmt, um zu verhindern, daß ein Zwischenfrequenzträger
(IF-Träger) und der Sendeträger den Empfängerabschnitt
nachteilig beeinflussen.
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Nach der bekannten Technologie war es jedoch unmöglich,
das Auftreten der Gleichkanalstörung in ein und demselben
Gehäuse zu verhindern, selbst wenn die obigen Schutzmaßnahmen
getroffen wurden.
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Die EP-A-0 496 498 wurde am 29. Juli 1992
veröffentlicht, d. h. nach dem in der vorliegenden Anmeldung
beanspruchten Prioritätsdatum. Diese Anmeldung beschreibt ein
Zeitduplex-Funksende- und -empfangsgerät, das unter Verwendung
einer gemeinsamen Antenne und eines Antennenumschaltkreises
auf der gleichen Frequenz sendet und empfängt. Bei der in Fig.
2 dargestellten zweiten Ausführungsform verwenden der
Empfängerabschnitt und der Senderabschnitt beide eine
Zwischenfrequenz von 200 MHz. Die im Senderabschnitt erforderliche
Lokaloszillatorfrequenz erhält man von einem 800 MHz-Oszillator
durch Teilung der Frequenz in zwei in Serie liegenden
Schaltungen, welche die Frequenz jeweils durch zwei teilen. Der
Betrieb des Frequenzteilers wird im Empfangszustand angehalten.
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Die Erfindung ist weiter unten im Anspruch 1 definiert,
auf den nachstehend Bezug zu nehmen ist. Vorteilhafte Merkmale
werden in den beigefügten Ansprüchen dargelegt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Dabei
zeigen:
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Fig. 1 ein Signalzeitdiagramm, das ein Beispiel für die
Arbeitsweise von Kommunikationsrahmen in dem TDMA/TDD-System
und ein Beispiel der Kommunikation zwischen einer privaten
oder persönlichen Station (PS) und einer Basisstation (BS) in
diesem System darstellt.
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Fig. 2 ein Prinzipschaltbild, das die Konfiguration
eines Beispiels des TDMA/TDD-Telefonkommunikationssystems
darstellt;
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Fig. 3 ein Blockschaltbild, das schematisch den Aufbau
eines Funkabschnitts in einem Funktelefongerät des TDMA/TDD-
Systems gemäß der verwandten Technik darstellt;
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Fig. 4 ein Blockschaltbild, das die Konfiguration einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Funktelefongeräts
darstellt; und
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Fig. 5 ein Blockschaltbild, das zur Erläuterung die
Konfiguration eines Beispiels eines
Frequenzteilungs-Orthogonalmodulators gemäß Fig. 4 darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird
nachstehend eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Funktelefongeräts näher erläutert.
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Vor der Beschreibung des Geräts nach dieser
Ausführungsform werden zum leichteren Verständnis des Geräts ein
Funktelefon-Kommunikationssystem des TDMA/TDD-Systems und ein
bekanntes Funktelefongerät kurz beschrieben. Fig. 2 zeigt ein
Beispiel der Systemkonfiguration des
Funktelefon-Kommunikationssystems, auf welches das TDMA/TDD-System angewandt wird,
während Fig. 1 ein Signalzeitdiagramm zeigt, das ein Beispiel
für die Kommunikation zwischen einer persönlichen Station (PS)
und einer Basisstation (BS) darstellt.
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Wie im Signalformat A von Fig. 1 dargestellt, wird
entsprechend dem TDMA/TDD-System ein Rahmen bei einer Frequenz fc
in einen Sendeschlitzteil oder ein Sendeschlitzfeld und ein
Empfangsschlitzfeld unterteilt. Außerdem wird jeder der
Schlitze einer Zeitteilung entsprechend der Anzahl der
privaten Stationen unterworfen. Das heißt in diesem Beispiel,
entsprechend der Zeitteilung wird das Sendeschlitzfeld in
Sendeschlitze T1 bis T4 unterteilt, und das Empfangsschlitzfeld
wird in Empfangsschlitze R1 bis R4 unterteilt. Jede private
Station verwendet einen Sendeschlitz und einen
Empfangsschlitz, der ihr zuvor für die Kommunikation zugeordnet wurde.
Zum Beispiel kommuniziert eine Funkstation PS1 über den
Sendeschlitz T1 und den Empfangsschlitz R1 mit einer Basisstation
BS.
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Als Ergebnis kann in einer in Fig. 2 dargestellten
Konfiguration mit vier privaten Stationen PS1 bis PS4 und einer
Basisstation BS 501, die über Teilnehmerleitungen 701 mit
einer Vermittlung 601 verbunden ist, ein Vierkanal-
Simultanverkehr durchgeführt werden. In Fig. 1 zeigt ein
Signalzeitdiagramm B die Arbeitsweise von Telefonverbindungen,
die gemäß dem TDMA/TDD-System simultan über vier Kanäle
zwischen vier Privatstationen und der Basisstation durchgeführt
werden. Jede Privatstation ist ein Funktelefongerät, wie z. B.
ein schnurloses Telefongerät, während die Basisstation eine
Verbindungseinrichtung zur Herstellung von Verbindungen
zwischen der Vermittlung 601 und den Privatstationen ist.
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Wie in dem Signalzeitdiagramm B von Fig. 1 dargestellt,
übernehmen die Privatstationen PS1 bis PS4 die ihnen jeweils
vorher zugeordneten Sendeschlitze T1 bis T4 zur Ausführung von
Signalübertragungen zur Basisstation BS, um eine gegenseitige
Störung der Sendewellen zu verhindern. Wenn die
kommunizierenden Privatstationen PS1 bis PS4 in den Empfangszustand
geschaltet werden, sendet die Basisstation entsprechend unter
Verwendung der jeweiligen Empfangsschlitze R1 bis R4 Signale
an die Privatstationen. Wie in Verbindung mit den Fig. 1
und 2 beschrieben, wird für die Zeitteilungs-Kommunikation im
TDMA/TDD-System die gleiche Trägerfrequenz verwendet.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 ein
Funkabschnitt beschrieben, auf den das bekannte TDMA/TDD-System
angewandt wird. In dieser Hinsicht weisen Funkabschnitte in
den Privatstationen und der Basisstation jeweils die gleiche
Konstruktion auf. Als Beispiel wird daher die Konfiguration
für die Struktur des Funkabschnitts der Privatstation
beschrieben. Wie aus Fig. 3 erkennbar, ist der Funkabschnitt
primär in einen Sendeteil oder -abschnitt 110 und einen
Empfangsabschnitt 120 unterteilt. Im Funkabschnitt jeder dieser
Abschnitte 110 und 120 werden die gleiche
Sendezwischenfrequenz (IF), Sende-Empfangs-Hochfrequenz (RF) und lokale
Hochfrequenz (RF) verwendet.
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Im Sendeabschnitt 110 empfängt ein
IF-Orthogonalmodulator 115 eine Frequenz eines lokalen IF-Signals f1 von einem
lokalen IF-Oszillator 116. Der Oszillator 116 schwingt nach
Empfang von Zeitteilungssignalen I und Q des Sendeschlitzes T1
mit einer Frequenz, die gleich der Zwischenfrequenz ist. Der
Modulator 115 führt dann an dem lokalen IF-Signal f1 eine
Orthogonalmodulation durch zwei Ringmodulatoren 117 aus, die
je
weils eine Diode aufweisen, wodurch ein Sendesignal IFf1 an
einen Sendemischer 113 ausgegeben wird.
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Der Mischer 113 moduliert das empfangene Signal IFf1
entsprechend der Frequenz fRF von einem lokalen
Hochfrequenzoszillator (RF-Oszillator) 130 und übermittelt eine
resultierende Sendewelle fc an einen Hochfrequenz-(RF-)
Sendeverstärker 114. Der Verstärker 114 verstärkt das Signal fc und
übergibt ein resultierendes Signal an einen Antennenschalter 131.
Da in dieser Situation der Antennenschalter 131 auf die Seite
des Sendeabschnitts 110 umgeschaltet worden ist, wird eine
Sendewelle 132 von der Antenne 132 ausgegeben. Da entsprechend
dem obigen TDMA/TDD-System zum Senden und zum Empfang des
Signals die gleiche Trägerfrequenz verwendet wird, ist der
Antennenschalter 131 für eine Umschaltoperation eingerichtet, um
den direkten Eintritt der Sendewelle in den Empfangsabschnitt
120 zu verhindern.
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Sobald das Senden beendet ist, stellt der
Sendeabschnitt 110 den Antennenschalter 131 auf die Seite des
Empfangsteils 120 um. Dadurch wird entsprechend die
Gleichkanalstörung bei irgendeiner anderen Privatstation verhindert und
das Auftreten der Gleichkanalstörung im gleichen Gehäuse
verhindert, die darauf zurückzuführen ist, daß das Sendesignal
die gleiche Frequenz wie das Empfangssignal aufweist.
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Als nächstes empfängt der Empfangsabschnitt 120 über
einen Empfangsschlitz R1 ein Empfangsträgersignal von der
Basisstation. Das Trägersignal hat die Frequenz fc der
Sendefrequenz. Dieses Signal wird durch ein
Empfangs-Hochfrequenzfilter 124 geschickt, um ein von Rauschen und dergleichen freies
Signal zu erhalten. Das erhaltene Signal wird durch einen
Hochfrequenz-Empfangsverstärker 123 verstärkt, um ein
verstärktes Signal an einen Empfangsmischer 122 zu übermitteln.
Der Mischer 122 demoduliert den Empfangsträger fc entsprechend
einer Frequenz fRF vom lokalen Hochfrequenzoszillator 130, der
außerdem zur Ausführung der Hochfrequenzmodulation beim Senden
verwendet wird. Die demodulierte Frequenz IFf2 wird zu einem
Demodulator 121 übertragen, der dann daraus demodulierte
Basisbandsignale I und Q erzeugt.
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Wie oben im Funkabschnitt der mit dem TDMA/TDD-System
verbundenen verwandten Technik werden die gleiche
Trägerfrequenz fc und die gleichen Zwischenfrequenzen IFf1 und IFf2 für
das Senden und den Empfang des Signals verwendet. Folglich ist
es beim Entwurf des Funkabschnitts des TDMA/TDD-System
notwendig, auf geeignete Weise die Gleichkanalstörung zu
unterdrücken, bei der die Sendewelle im gleichen Gehäuse in den
Empfangsabschnitt eintritt. Konkret gesagt, es besteht die
Ansicht, daß die Gleichkanalstörung durch die Sendewelle, die
über den Hochfrequenz-Sendeverstärker 114 und den
Antennenumschalter 131 in die Hochfrequenzempfängereinheit 120 eintritt,
durch das vom Sendemischer 113 in den
Hochfrequenzempfängerabschnitt 120 eintretende Signal oder durch die vom Mischer 131
in die Hochfrequenzempfängereinheit 120 eintretende
Sendezwischenfrequenz verursacht wird.
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Infolgedessen wird nach der in Fig. 3 dargestellten
verwandten Technologie zur Verringerung des
Gleichkanalstörungspegels im gleichen Gehäuse die Stromversorgung des
Sendeverstärkers 114 abgeschaltet, der Antennenumschalter 131 wird
eingeführt, um die Sendewelle am Eintritt in den Empfangsteil
120 zu hindern, oder der Empfangsabschnitt 120 wird
abgeschirmt, um den Eintritt des Sendesignals IFf1 und des
Ausgangssignals vom Sendemischer 113 in den Empfängerabschnitt
120 zu verhindern, wodurch das Auftreten der Störung vermieden
wird. Die Konstruktion des Funkabschnitts von Fig. 3 kann
jedoch die Störung nicht vollständig unterdrücken, und daher
werden die Zuverlässigkeit und die Leistungsfähigkeit des
Funktelefongeräts erheblich beeinträchtigt.
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Als nächstes wird eine Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Funktelefongeräts beschrieben. Fig. 4 zeigt ein
Blockschaltbild, das eine Ausführungsform des Funkabschnitts des
erfindungsgemäßen Funktelefongeräts darstellt. In dieser
Konfiguration sind den gleichen Komponenten wie in Fig. 3 die
gleichen Bezugszeichen zugeordnet, und der Aufbau des Systems
sowie die Kommunikationsabläufe sind die gleichen wie in Fig.
1 und 2. In diesem Zusammenhang werden der Systemaufbau und
die Kommunikationsabläufe gemäß der Darstellung in Fig. 1 und
2 nur als Beispiele zur Beschreibung der Ausführungsform
ver
wendet. Natürlich wird die Anzahl der Privatstationen und
dergleichen durch die Ausführungsform nicht eingeschränkt.
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Gemäß dieser Ausführungsform wird anstelle des
Orthogonalmodulators 115 mit den Ringmodulatoren 117, die in Fig. 3
als verwandte Technik dargestellt sind, ein Frequenzteilungs-
Orthogonalmodulator 111 verwendet. Wenn ein Teiler (x1/4)
davon abgeschaltet wird, unterbricht der Orthogonalmodulator 111
die Ausgabe des Zwischenfrequenzsignals. Fig. 5 zeigt ein
Blockschaltbild des Frequenzteilungs-Orthogonalmodulators 111
mit Verwendung des Teilers (x 1/4).
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In Fig. 5 empfängt ein lokaler Eingangsanschluß 205 von
einem lokalen Zwischenfrequenzoszillator 112 als
Eingangssignal ein Signal mit einer Frequenz, die gleich dem
Vierfachen der Zwischenfrequenz IF ist. Ein Taktpuffer 201 empfängt
als Puffereingangssignal ein lokales Signal vom lokalen
Oszillator 112 und speist dann den Teiler 210 mit einem Taktsignal
CK und einem inversen Taktsignal , dessen Phase invers zu
der des Taktsignals CK ist.
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Der Teiler 210 empfängt das lokale Signal und erzeugt
daraus ein Zwischenfrequenz-Trägersignal, das gegenüber dem
lokalen Signal um 90º phasenverschoben ist. Der Teiler 210
weist zwei D-Flipflopschaltungen 202A und 202B auf.
Taktsignalanschlüsse CR bzw. der Schaltungen sind mit dem
Taktpuffer 201 verbunden. PD-Anschlüsse, die Operationen der
entsprechenden Schaltungen steuern, sind mit einem
Stromabschaltanschluß 209 verbunden. Außerdem sind Anschlüsse , D, bzw. Q
der Flipflopschaltung 202A mit Anschlüssen Q, , bzw. D der
Flipflopschaltung 202B verbunden.
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Ferner sind Taktausgangsanschlüsse φ bzw. des
Flipflops 202A mit Takteingangsanschlüssen φ bzw. eines
doppelsymmetrischen Mischers 203A verbunden; während
Taktausgangsanschlüsse φ bzw. des Flipflops 202B mit
Takteingangsanschlüssen φ bzw. eines doppelsymmetrischen Mischers 203B
verbunden sind. In dieser Ausführungsform kann durch
Einstellen des Stromabschaltanschlusses 209 auf einen L-Pegel der
Betrieb des Frequenzteilers 210 angehalten werden. Infolgedessen
ist es möglich, die Erzeugung des Signals der
Zwischenfre
quenzkomponente IFf1 als Ausgangssignal vom Modulator
vollständig zu stoppen.
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Die doppelsymmetrischen Mischer 203A bzw. 2038
empfangen als elektrische Signale einen Kanal I von einem Anschluß
206 bzw. einen Kanal Q von einem Anschluß 207. Die von diesen
Kanälen empfangenen Signale sind darin entsprechend dem
Taktsignal von dem Teiler 210 gemischt. Jeder Mischer 203 hat zwei
Ausgangsanschlüsse. Wie in Fig. 5 dargestellt, sind diese
Anschlüsse der entsprechenden Mischer über zwei Widerstände
miteinander verbunden. Zwischenpunkte zwischen den Widerständen
sind mit zugehörigen Eingangsanschlüssen eines Addierglieds
204 verbunden. Als Modulatorausgangssignal wird von einem
Ausgangsanschluß 208 des Addierglieds 204 ein Signal der
Zwischenfrequenzkomponente IFf1 erzeugt.
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Wie oben wird gemäß dieser Ausführungsform der Betrieb
des Teilers 210 durch Änderung des Logikpegels des
Stromabschaltanschlusses 209 überwacht. Das heißt, wenn der Betrieb
des Teilers 210 angehalten wird, dann wird das Signal IFf1,
das den Demodulator 121 stört, unterbrochen. Infolgedessen
erscheint auch dann, wenn der lokale Hochfrequenzoszillator fRF
im Empfangszustand arbeitet, die Sendewelle fc nicht im
Ausgangssignal des Sendemischers 113. Dadurch wird die
Gleichkanalstörung der Sendewelle fc im Empfängerabschnitt 120
verhindert. Wenn beim Signalempfang der Teiler 210 des Modulators
111 angehalten wird, um das IFf1-Signal zu unterbrechen, wird
die Stromversorgung des Hochfrequenz-Sendeverstärkers 114
abgeschaltet, der Antennenschalter 131 wird auf die Seite des
Empfängerabschnitts 120 gestellt, und das Auftreten der
Gleichkanalstörung im Gehäuse wird vollständig verhindert.
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Da außerdem gemäß der Ausführungsform ein
Frequenzteilungs-Orthogonalmodulator anstelle eines Orthogonalmodulators
verwendet wird, unterscheidet sich die Frequenz des
Zwischenfrequenzsignals IFf1 von der des Zwischenfrequenzsignals IFf2,
wodurch folglich das Auftreten der Gleichkanalstörung
verhindert wird.
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Die vorliegende Erfindung ist zwar unter Bezugnahme auf
bestimmte erläuternde Ausführungsformen beschrieben worden,
wird aber durch diese Ausführungsformen nicht eingeschränkt,
sondern ausschließlich durch die beigefügten Patentansprüche.
Man wird erkennen, daß der Fachmann die Ausführungsformen
ändern oder modifizieren kann, ohne vom Schutzumfang der
vorliegenden Erfindung abzuweichen.