DE69331674T2 - Verfahren und System zur Frequenzumsetzung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Frequenzumsetzung eines Bezugssignals fRef zum Erzeugen mehrerer Signale.
• Hinsichtlich des Hintergrunds der Erfindung wird als Erstes diejenige bekannte Technik, die mit Funkgeräten wie Funktelefonen in Verbindung steht, mit Unterstützung der Fig. 1 untersucht, in der ein grob vereinfachtes Blockdiagramm eines Funktelefons gemäß dem Stand der Technik dargestellt ist. Der Empfangsteil 10 eines Funktelefons, d. h. der obere Teil in der Figur, verfügt über Filter- und Verstärkungsschaltungen 11 für ein empfangenes Signal fRx, einen ersten Mischer 12, Verstärkungs- und Filterschaltungen 13 für ein Zwischenfrequenzsignal fIF1, einen zweiten Mischer 14 sowie Filter- und Verstärkungsschaltungen 15 für eine zweite Zwischenfrequenz fIF2, von wo das empfangene Signal zu anderen Empfangsschaltungen (nicht dargestellt) und zu einem Steuerteil 30 mit einem Impulszähler, einem Prozessor und einem Analog/Digital-Wandler weitergeleitet wird. Die Struktur des Steuerteils wird im vorliegenden Zusammenhang nicht detaillierter spezifiziert, da davon ausgegangen wird, dass sie dem Fachmann vertraut ist, und dass sie für die Problemstellung der Erfindung nicht selbst wesentlich ist. Der Sendeteil 20, d. h. der untere Teil in der Figur, verfügt über einen Frequenzsynthesizer, der durch einen Prozessor des Teils 30 gesteuert wird, aus einer PLL-Schaltung 21 und einem spannungsgesteuerten Oszillator 22. Das vom Synthesizer erzeugte Signal wird Verstärkungs- und Filterschaltungen 23 zugeführt, von wo das Sendesignal weiter zu einer Luftstrecke (in der Richtung entgegengesetzt zum Empfangssignal fRx) geleitet wird. Der Rest der Schaltungen des Sendeteils wird für den vorliegenden Zusammenhang nicht angegeben.
• Mit dem A/D-Wandler des Steuerteils 30 wird auch der den ersten Mischer 12 speisende Frequenzsynthesizer gesteuert, der über einen spannungsgesteuerten/temperaturkompensierten Quarzoszillator 32, eine PLL-Schaltung 33 und einen spannungsgesteuerten Oszillator 34 verfügt.
• Der A/D-Wandler steuert auch die Ortsoszillatoren 31 des zweiten Mischers 14, wobei das Ausgangssignal die Differenz fIF1-fIF2 der Zwischenfrequenzen ist.
• Im Funkuntersystem eines Funktelefons oder eines anderen Funkgeräts ist es erforderlich, eine zu sendende Trägerwellenfrequenz fTx, eine Mischfrequenz fLO1 eines Empfangssignals zum Umsetzen desselben in eine erste Zwischenfrequenz fIF1 sowie eine zweite Mischfrequenz fLO2 zum weiteren Umsetzen der Zwischenfrequenz fIF1 in eine niedrigere zweite Zwischenfrequenz fIF2 zur Demodulation zu erzeugen. Typischerweise wird fTx durch Mischen von fLO1 mit der Frequenz fOff des Offsetoszillators erzeugt, der so moduliert wird, dass die folgenden Gleichungen gelten:
• fLO1 ± fOff = fTx (1)
• fLO1 ± fIF1 = fRx (2)
• Wenn z. B. fRx = 460 MHz und = 450 MHz gelten, erfüllen die Frequenzen fIF1 = 45 MHz und fOff = 35 MHz oder 55 MHz die Bedingungen. Außerdem ist es erforderlich, dass die Frequenzen fRx und fTx mit einem vorbestimmten Kanalabstand ΔfCh erzeugt werden können und der Sender/Empfänger sehr schnelle Wechsel, in der Praxis innerhalb einiger weniger Millisekunden, von einem Kanal zum anderen ausführen kann, und um einen schnellen Wechsel von einem Kanal auf einen anderen zu erleichtern, muss der Kanalabstand ΔfCh dadurch erzeugt werden, dass die ausgewählte Bezugsfrequenz fRef durch eine ganze Zahl geteilt wird, d. h., die Frequenz fRef muss ein Mehrfaches des Kanalabstands ΔfCh sein. Außerdem müssen die Bit- und Rahmenfrequenzen, wie sie bei Signalgabevorgängen zwischen dem Telefon und der Basisstation verwendet werden, sowie die beim Verarbeiten eines Sprachsignals erforderlichen Frequenzen und diejenigen, die bei möglichen externen Verbindungen erforderlich sind, im Systemteil des Funktelefons erzeugt werden. Als Beispiel beträgt beim NMT-System die Bitfrequenz für die Signalgabe 1.200 Hz und die Rahmenfrequenz ist ein ganzzahliger Bruchteil hiervon. Zum Verarbeiten des Sprachsignals oder für externe Verbindungen sind keine speziellen Frequenzforderungen aufgestellt. Die Überwachungsfrequenzen für die Sprachverbindung im NMT-System sind, wie es in der Technik bekannt ist, 3.970 Hz, 4.000 Hz und 4.030 Hz. Die obigen Signalgabefrequenzen im NMT- System können mit angemessener Genauigkeit als Divisionsergebnisse aus der Frequenz 921,6 kHz erzeugt werden.
• Bei einem anderen Funktelefonsystem, z. B. dem deutschen C-Netz-System (in der Patentveröffentlichung DE-30 12 513 offenbart) beträgt die Bitrate bei der Signalgabe 5.280 Bits/s, und das Sprachsignal wird so verarbeitet, dass der Inhalt jeder Sprachperiode von 12,5 ms auf einen Teil von 10/11 komprimiert wird, d. h. eine Länge von 11,26 ms aufweist, und das Zeitintervall dazwischen wird für den Austausch binärer Information zwischen dem Telefon und der Basisstation reserviert. Dies ist dadurch möglich, dass ein Sprachsignal über 12,5 ms mit einer Frequenz von N * 9,6 kHz abgetastet wird, wobei N eine ganze Zahl ist, und die Abtastwerte 1,136 ms später mit der Frequenz N * 10,56 kHz ausgelesen werden. Um eine gute Sprachqualität zu erzielen, muss die ganze Zahl den Wert N ≥ 2 haben, so dass Abtastfrequenzen in der Praxis 19,2 kHz und 21,12 kHz sind. Außerdem wird das Sprachsignal durch Invertieren der Frequenzen von 300 Hz bis 3.000 Hz in umgekehrter Reihenfolge verarbeitet, d. h. durch Spiegeln des Spektrums relativ zur Frequenz 3.300 Hz. Eine einfache Realisierung wie diese erfordert es, dass eine Abtastfrequenz von 6,6 kHz oder ein Mehrfaches davon existiert. Im C- Netz-System muss der Kanalabstand 10 kHz oder 12,5 kHz betragen, und der externe Smartcard-Anschluss (wie das Subscriber Identity Module = SIM) sollte eine Taktfrequenz von 4,9015 MHz aufweisen, wobei jedoch für den letztgenannten Wert eine Genauigkeit von einigen Prozent ausreicht.
• Die HF-Frequenzen fRx und fTx benötigen eine Genauigkeit von 1 ppm, und wegen der Genauigkeitsanforderungen für die Distanzmessung der Basisstation ist eine Bitratengenauigkeit von ungefähr 0,2 ppm erforderlich.
• Bei Funktelefonkonzepten im Stand der Technik werden zum Erzeugen der obigen Frequenzen in einem Funktelefon normalerweise fünf bis sechs Quarzoszillatoren verwendet. Die Verwendung derartig vieler Quarzoszillatoren ist teuer und platzaufwändig.
• US-A-5 021 754 offenbart ein Funkgerät, bei dem eine Bruchteilsdivision dazu verwendet wird, Signale mit verschiedenen Frequenzen zu erzeugen.
• Gemäß einer ersten Erscheinungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Erzeugen von Signalen auf verschiedenen Frequenzen in einem Funkgerät, wie es im Anspruch 1 beansprucht ist, geschaffen.
• Gemäß einer zweiten Erscheinungsform der Erfindung ist ein System zum Erzeugen von Signalen auf verschiedenen Frequenzen in einem Funkgerät, wie es im Anspruch 13 beansprucht ist, geschaffen.
• Ein Vorteil der ersten und zweiten Erscheinungsform der Erfindung besteht darin, dass im Wesentlichen alle verschiedenen Typen von Signalen mit verschiedenen Frequenzen, wie sie für ein Funkgerät, insbesondere ein Funktelefon, erforderlich sind, aus einer einzelnen Bezugsfrequenz fRef hergeleitet werden können. Ferner kann die Bezugsfrequenz so gesteuert werden, dass sie auf einen gewünschten Wert und harmonische Vielfache von fRef synchronisiert werden kann, wobei verhindert werden kann, dass ein zugehöriger Quotient (f(Ref)/N) oder ein zugehöriges Produkt aus wechselseitiger Mischung störungsmäßig in einen Empfangskanal fällt. Insbesondere können durch die Erfindung alle Frequenzen erzeugt werden, die für die hauptsächlichen Mobil-/Zellentelefonsysteme erforderlich sind, wie das C-Netz, NMT, TACS und AMPS.
• Nachfolgend wird eine spezielle Ausführungsform der Erfindung nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
• Fig. 1 zeigt die Realisierung eines bekannten Funktelefons;
• Fig. 2 zeigt die Realisierung eines erfindungsgemäßen Funktelefons; und
• Fig. 3 veranschaulicht ein Verfahren zum Synchronisieren einer Bezugsfrequenz fRef bei der Rahmenausrichtung des Systems.
• Das in der Fig. 1 dargestellte herkömmliche Design ist oben gemeinsam mit der Beschreibung der Technik beschrieben. Die im C-Netz-System verwendeten Frequenzen sind unten angegeben. Zusätzlich zu den HF-Frequenzen fREF (12,8 MHz), fLO2 (20,945 MHz) und fMod (31,4 MHz), wie sie in der Fig. 1 dargestellt sind, ist eine Systemfrequenz fSig zur Signalgabe erforderlich, die ein Vielfaches der Frequenz von 105,6 kHz (z. B. 211,2 kHz) ist, eine Frequenz fCHin (4,9 MHz) wird für einen Smartcardanschluss (wie SIM) benötigt, eine Audio-Quarz-Frequenz (4,336 MHz) wird für Audiovorgänge benötigt, und möglicherweise wird eine höhere Quarzfrequenz für einen den Betrieb steuernden Mikroprozessor, wie 11,0592 MHz (nicht dargestellt) benötigt. Von diesen Frequenzen und ihren Divisionsergebnissen sowie den Ergebnissen ihrer wechselseitigen Mischung wird eine große Anzahl unerwünschter Vielfacher im Empfangsband fRx = 460 - 465,75 MHz oder im Empfangsband eines anderen Systems erzeugt.
• Herkömmlicherweise nutzen Einschleifen-Synthesizer, wie z. B. aus GB-A- 2 079 999 bekannt, Frequenzdividierer, bei denen das Teilungsverhältnis P eine ganze Zahl zwischen 1 und einer großen Zahl ist. Typischerweise beruhen Synthesizer auf einer digitalen phasensynchronisierten Schleife (PLL), und sie verfügen über eine phasensynchronisierte Schleife (PLL), bei der die Eingangssignale des Phasendetektors einer Bezugsfrequenz fRef geteilt durch einen Koeffizienten M und derjenigen Frequenz entsprechen, die dadurch erhalten wird, dass die Ausgangsfrequenz fx eines spannungsgesteuerten Oszillators VCO zunächst in einem Vordividierer mit dem Teiler PO (typischerweise PO = 128) und danach in einem Frequenzdividierer mit dem Teiler P geteilt wird. Zwischen dem Frequenzdividierer und dem Phasendetektor ist auch ein Offsetzähler A vorhanden. Der Offsetzähler veranlasst den Vordividierer dazu, die VCO-Frequenz A mal mit der ganzen Zahl PO + 1 zu teilen, und dann erfolgt P mal ein Teilen mit der ganzen Zahl PO. Dies hat die Wirkung, dass die Impulse A/fx im VCO-Zweig länger werden, was zur Gesamtlänge TVCO = PPO/fx + A/fx führt.
• Die Länge der in den anderen Bezugszweig eintretenden Impulse ist das Ergebnis einer direkten Teilung, wobei die Länge der Impulse durch TRef = M/fRef gegeben ist.
• Das gefilterte Ausgangssignal des Phasenkomparators steuert den oben genannten spannungsgesteuerten Oszillator VCO. Wenn die Schleife abgestimmt ist, ist die VCO-Frequenz auf eine Grundfrequenz synchronisiert und es läuft kein Signal vom Phasendetektor vom Schleifenfilter. Wenn der Frequenzsynthesizer-Abschnitt synchronisiert ist, sind die Impulslängen der am Phasendetektor eintreffenden Frequenzen gleich, d. h., es gilt:
• M/fRef = PPO/fx + A/fx
• Woraus sich die VCO-Frequenz wie folgt ergibt:
• fx = (fRef/M)·(PPO + A)
• Die geteilte Bezugsfrequenz fRef/M bestimmt die Frequenz der Impulse vom Phasendetektor sowie das sogenannte Frequenzraster, wobei es sich um das kleinste programmierbare Frequenzintervall handelt. Typische Zahlenwerte z. B. für einen PLL-Frequenzsynthesizer für 900 MHz sind: PO = 128, M = 1.024, P = 614, und die Bezugsfrequenz ist fRef = 12,8 MHz. Dann ist die Frequenz, bei A = 2, fx = 982,450 MHz, und das Frequenzraster ist dann 12,5 kHz. Durch verschiedene Kombinationen von M, P, A können Frequenzen mit dem Frequenzraster entsprechendem Abstand erzeugt werden.
• Das erfindungsgemäße Telefondesign ist in der Fig. 2 dargestellt, und für das erfindungsgemäße Verfahren ist eine Telefon-Bezugsfrequenz fRef = 14,850 MHz geeignet. Wenn für die Zwischenfrequenzen die Frequenzen fIF1 = 45 MHz und fIF2 = 450 kHz ausgewählt werden, können die benötigten Mischfrequenzen fLO1, fLO2 des Empfängers durch eine PLL-Schaltung gemäß den folgenden Gleichungen synthetisiert werden:
• fLO1 = fRef (PPO + A)/M (3)
• wobei P, PO, A und M die oben beschriebenen ganzen Zahlen sind, wobei insbesondere für einen Kanalabstand von 12,5 kHz M = 1.188 und für einen Kanalabstand von 10 kHz M = 1.485 gelten. Die zweite Ortsoszillatorfrequenz fLO2 wird einfach dadurch aus der Bezugsfrequenz fRef hergeleitet, dass sie im Multiplizierer 211 mit einer ganzen Zahl, vorzugsweise 3, multipliziert wird:
• fLO2 = fRef·3
• Die Mischfrequenz fOff (35 MHz oder 55 MHz) des Sendeteils wird dadurch erzeugt, dass die Bezugsfrequenz fRef (14,85 MHz) mittels einer PLL-Synthese 21, 22 mit einer geeigneten Zahl, vorzugsweise 700/297 oder 1.100/297 erzeugt wird. Die Taktfrequenz fCHin des in einem Telefon für das C-Netz- System verwendeten SIM wird dadurch erzeugt, dass fRef im Dividierer 213 mit einer ganzen Zahl geteilt wird, und zwar vorzugsweise mit 3, wenn die Bezugsfrequenz 14,85 MHz beträgt. Die die Signalgabe und Sprachverarbeitung erforderlichen Frequenzen, die als Divisionsergebnisse aus einer Hilfsfrequenz fSig (211,2 kHz) erzeugt werden können, können so erzeugt werden, dass aus einem Signal fRef (14,85 MHz) mit einer Grundfrequenz ein Impuls auf jeweils N Impulse (N = 225) in einer Einrichtung 214 fallengelassen wird, wobei die so erzeugte digitale Impulsfolge im Dividierer 215 mit einer geeigneten ganzen Zahl K, vorzugsweise 70, geteilt wird. Es handelt sich also um die Frage des Synthetisierens mit Koeffizienten 1/K und (1 - I/N), wobei I, N und K ganze Zahlen sind (hier I = 1, N = 225 und K = 70). Im Ergebnis wird im Mittel eine Hilfsfrequenz fSig (211,2 kHz) erzeugt, aus der die gewünschte Abtastfrequenz fSigl (6,6 kHz) oder Vielfache davon dadurch hergeleitet werden, dass fSig (211,2 kHz) in einem Hilfs-Frequenzdividierer 216 durch eine geeignete ganze Zahl, vorzugsweise 32, geteilt wird, und die Abtastfrequenzen f51 (21,12 kHz), f52 (19,6 kHz), wie sie beim Komprimieren von Sprache benötigt werden, werden in Dividierern 217 und 218 durch Teilen der Hilfsfrequenz fSig (211,2 kHz) durch geeignete ganze Zahlen, vorzugsweise 10 und 11, erzeugt, und ferner wird eine Bitfrequenz fbit (5,28 kHz) im Dividierer 219 dadurch erzeugt, dass die Abtastfrequenz fS1 (21,12 kHz) durch eine geeignete ganze Zahl, vorzugsweise 4, geteilt wird.
• Diese Frequenzdivisionen ausgehend von der Bezugsfrequenz fRef (14,85 MHz) können am besten z. B. in ein und derselben Mikroschaltung realisiert werden, durch die die Signalgabe für das Telefon ausgeführt wird.
• Dem für die Frequenzen erstellten Genauigkeitserfordernis (abhängig vom Telefonsystem) wird dadurch genügt, dass nach einem Vorgang gesucht wird, der im Signalverkehr zwischen dem Telefon und der Basisstation mit genau bekannten Zeitintervall wiederkehrt, wie der Datenrahmen derselben Basisstation oder das Wiederauftreten eines Synchronisierbits eines Datenrahmens bei zeitunterteilter Übertragung von Sprache und Daten mit regelmäßigen Intervallen. Dies ist in der Fig. 3 dargestellt, in der sich das Zeitintervall TO auf eine bekannte Zeit ab dem Punkt B1 des letzten Bits des Synchronisiercodes bei der Modulation bis zum entsprechenden Vorgang B2 im anschließenden Rahmen erstreckt, TM bezieht sich auf ein angenommenes genaues Zeitintervall auf Grundlage der Quarzfrequenz des Telefons, und ΔTM bezieht sich auf einen Fehler, der bei der Quarzfrequenz fRef zwischen dem berechneten Endpunkt B3 und dem tatsächlichen Endpunkt B2 gemessen wird, der zu null erwartet wird, wozu die Quarzfrequenz fRef kontrolliert wird. Wenn TO, wie es in der Technik bekannt ist, KO Taktimpulse der gewünschten Frequenz fRef0 enthält, d. h., wenn
• TO = KO/fRef0
• gilt und wenn beim zugehörigen Messen
• TO = (KO + ΔKM)/fRef
• erhalten wird, wird die zu korrigierende Frequenzabweichung Δf vom ersten Punkt B1 des tatsächlichen Signals bis zum Endpunkt B3, der entsprechend der Frequenz fRef(t) des Telefons berechnet wurde, wie folgt erhalten:
• Δf = fRef - fRef0
• Δf = ΔKM/TO
• wobei nach dieser Korrektur alle Frequenzen des Telefons genau dort liegen, wo sie sich befinden müssen.
• Die Bezugsfrequenz fSig für die Signalgabe wird (wie oben beschrieben) unter Verwendung des Teilungsprozesses
• fSig = fRef·(1 + 1/N)/K
• erzeugt, wobei K und N ganze Zahlen sind, und insbesondere durch Ändern der ganzen Zahl N um ΔN Einheiten, werden solche Signalgabefrequenzen erhalten, bei denen die relative wechselseitige Differenz
• ΔfRef/fSig = ΔN/(ΔN + N)N ΔN/N²
• sehr klein ist, wenn N vergleichsweise groß ist. Wenn die Zeitperiode, während der die Signalgabefrequenz fSig untersucht wird, ausreichend lang ist, kann sie gemäß der Erfindung mittels einer zweistufigen Bruchteilung
• fSig = fRef (1 - 1/N) (1 - 1/M)/K
• genau gesteuert werden, wobei M die Anzahl der Impulse ist, aus denen einer zu entfernen ist, um gewünschte kleine Frequenzschritte zu realisieren, und der Quantisierungsfehler für die Frequenz fSig beträgt jeweils
• Δfsig/fsig 1/M²
• was unter 0,2 ppm liegt, wenn M > 2000 gilt, jedoch in solcher Weise, dass dann, wenn das Zeitintervall TM mittels der Vergleichsfrequenz fSig gemessen wird, der Messfehler der größere Wert der folgenden Fehler ist:
• ΔTM/TM = 1/M²
• ΔTM/TM = 1/T·fRef
• wobei der letztere Fehler auf der Tatsache beruht, dass das Ausmaß von Fehlern in den Taktimpulsen so ansteigt, dass es eine Impulslänge beträgt, bevor der Impuls herausgenommen wird.
• Unter Verwendung des Bruchdivisionsverfahrens (1 - 1/N) zum Erzeugen gewünschter Signalgabefrequenzen kann die Quarzfrequenz fRef um einen Wert abweichen, der z. B. einem Kanalabstand entspricht, wenn ein Vielfaches der Quarzfrequenz fRef oder ein Vielfaches der als Ergebnis einer Division hieraus erzeugten Frequenz auf eine gewünschte Empfangsfrequenz fällt, und demgemäß wird durch die unerwünschte Strahlung verhindert, dass der Empfänger mit voller Empfindlichkeit arbeitet. Da bei einer Systemlösung auf Grundlage einer Quarzfrequenz gemäß der Erfindung die unerwünschten Frequenzen mit der Bezugsquarzfrequenz in Beziehung stehen, kann der unerwünschte Effekt mittels der folgenden Prozedur beseitigt werden:
• 1) In einer Interferenzsituation wird die Bezugsquarzfrequenz fRef so verschoben, dass die Ortsoszillatorfrequenz fLO1, fLO2 um ungefähr einen (oder mehrere) Kanalabstand nach oben oder unten abweicht.
• 2) In Zusammenhang und gleichzeitig mit einer Änderung für den Kanal werden die Dividierer des Synthesizers auf einen Kanalabstand (oder jeweils mehrere Kanalabstände) in entgegengesetzten Richtungen programmiert, was zu einer Ortsoszillatorfrequenz führt, wie sie, gemäß dem unten folgenden Beispiel, für die Empfängerfrequenz benötigt wird, wobei jedoch die Harmonischen der Quarz- oder Taktfrequenz um einen (oder mehrere) Kanalabstand (Kanalabstände) zur Seite verschoben sind und sie so beim selektiven Filtern bei der ersten Zwischenfrequenz stark gedämpft werden, mit einem typischen Erfordernis von 60 bis 70 dB Dämpfung im benachbarten Kanal, und mit 20 bis 30 dB Dämpfung im verschachtelten Kanal, der in der Mitte zwischen den Kanälen liegt. So führt diese Anordnung zur erforderlichen Dämpfung beim Empfang störender HF-Emission des Telefons selbst.
• 3) Die Teilungsverhältnisse der anderen Taktfrequenzen werden so aktualisiert, dass sie einer neuen Situation entsprechen, und die automatische Frequenzsteuerung oder der Synchronisierungsvorgang für eine andere Systemfrequenz (z. B. die Rahmenfrequenz) wird an die möglicherweise geänderten Bedingungen angepasst.
• Die Situation wird durch das folgende Beispiel veranschaulicht. Wenn die Bezugsfrequenz fRef genau dem Nennwert 14,85 MHz entspricht, werden die folgenden Frequenzen erzeugt, um bei einer Empfangsfrequenz fRx = 460,35 MHz zu den Frequenzen in der Fig. 2 zu werden:
• - Empfangsfrequenz fRx 460,35 MHz
• - Ortsfrequenz fLO1 505,35 MHz
• - → erste Zwischenfrequenz fIF1 45 MHz
• - Ortsfrequenz fLO2 = 3 · 14,85 MHz 44,55 MHz
• - → zweite Zwischenfrequenz fIF2 450 MHz
• - Offsetoszillator fOff = 14,85 MHz, · 1100/297 55,0 MHz
• - → Sendefrequenz fTx = fLO1 - fOff 450,35 MHz
• Das Problem besteht darin, dass die einunddreißigste Harmonische der Quarzfrequenz von 14,85 MHz genau auf die Empfangsfrequenz fRx fällt, d. h.:
• 31·14,85 MHz = 460,35 MHz
• Die Bezugsfrequenz fSig für die Signalgabe wird wie folgt erhalten:
• 14,85 MHz·(1 - 1/225)/70 = 211,2 kHz.
• Wenn die Bezugsquarzfrequenz fRef um z. B. 297 Hz nach oben abweicht und die Teilerzahl des Synthesizers in gleicher Weise um eine ganze Zahl nach unten abweicht, werden die folgenden Frequenzen (und Frequenzabweichungen) erhalten:
• Empfangsfrequenz fRx 460,35 MHz
• Ortsfrequenz fLO1 505,350106 MHz (Δf = 106 Hz)
• → erste Zwischenfrequenz fIF1 45,000106 MHz (Δf = 106 Hz)
• 2. Ortsfrequenz fLO2 = 3 · 14,850297 MHz 44,550891 MHz (Δf = 106 Hz)
• → zweite Zwischenfrequenz fIF2 449 215 kHz (Δf = 785 Hz)
• Offsetoszillator fOff = 14,850297 MHz · 1100/297 55,001100 MHz
• Sendefrequenz fTx 450,348938 MHz (Δf = 994 Hz)
• Jedoch befindet sich die einunddreißigste Harmonische des Bezugsoszillators nun bei der Frequenz 31·14,850247 MHz = 460.3592 MHz, d. h. sie ist um 9,2 kHz gegenüber der Mittenfrequenz des Kanals verschoben.
• Die Bezugsfrequenz fSig für die Signalgabe wird unter Verwendung eines Divisionsprozesses gemäß der Gleichung (11) oder (10) durch die Teilerzahl N = 224 erhalten:
• fSig = 14,850 MHz·(1 - 1/224)/70 = 211,20001 kHz
• d. h., es wird mit einer Genauigkeit von 0,07 ppm die gewünschte Frequenz erhalten.
• Die störende Harmonische der Bezugsfrequenz kann durch verschiedene Parameter mehr als beim obigen Beispiel verschoben werden, falls erforderlich, und sie kann auch so verschoben werden, dass die Frequenzverschiebungen bei Zwischenfrequenzen entweder von gleicher Größe für beide Zwischenfrequenzen sind oder die Verschiebung nur für eine Zwischenfrequenz vorliegt. Ein unerwünschtes Sendesignal aufgrund der Quarzfrequenz ist eine punktförmige Frequenz, und so reicht eine Verschiebung um einen halben Kanalabstand aus.
• Gemäß der Erfindung können die Frequenzen eines Funktelefons dadurch erzeugt werden, dass die Bezugsfrequenz gemäß den in den Ansprüchen 1 und 13 beanspruchten Formeln synthetisiert wird. Hierbei ist nur ein Quarzoszillator erforderlich, um Frequenzen zu erzeugen, wohingegen bei im Stand der Technik bekannten Realisierungen fünf oder sechs Oszillatoren verwendet werden mussten. Außerdem sind im Telefon keine Zähler zur automatischen Frequenzsteuerung erforderlich, wie sie bei früheren Konzepten verwendet wurden. Daher sind im Vergleich zum Stand der Technik insgesamt ungefähr 50 Komponenten beseitigt, so dass durch die Erfindung sowohl Raum- als auch Kostenersparnisse erzielt werden.
• Diese Beschreibung offenbart ferner ein Verfahren zum Herleiten von Signalen aus einer Bezugsfrequenz fRef zum Verhindern von Störungen einer Empfangsfrequenz durch unerwünschte Frequenzen in Zusammenhang mit der Bezugsfrequenz fRef, wobei die Ortsoszillatorfrequenz (fLO1, fLO2) um einen oder mehrere Kanalabstände verschoben ist, wobei Dividierer im Synthesizer für eine entsprechende Anzahl von Kanalabständen in einer Richtung entgegengesetzt zur Verschiebung der Ortsoszillatorfrequenz (fLO1, fLO2) programmiert sind und wobei Teilungsverhältnisse und Einrichtungen zur automatischen Frequenzsteuerung entsprechend aktualisiert werden.
• Angesichts der vorstehenden Beschreibung ist es für den Fachmann ersichtlich, dass innerhalb des Schutzumfangs der durch die Ansprüche definierten Erfindung verschiedene Modifizierungen vorgenommen werden können.

Claims (18)

1. Verfahren zum Erzeugen von Signalen verschiedener Frequenzen in einem Funkgerät, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte aufweist:

- Erzeugen eines Signals mit einer Bezugsfrequenz (fRef); und

- Umsetzen dieses Signals mit der Bezugsfrequenz (fRef) in ein Signal einer anderen Frequenz (fSig) gemäß der folgenden Formel

fSig = fRef (1 - 1/N)(1 - 1/M)/K,

wobei N, M und K programmierbare ganze Zahlen sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Erzeugen mehrerer Signale mit verschiedenen Frequenzen im Funkgerät den Schritt des weiteren Umsetzens des Signals mit einer anderen Frequenz (fSig) in mehrere Signale verschiedener Frequenzen beinhaltet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte aufweist:

- Mischen eines vom Funkgerät empfangenen Signals (fRX) in einem ersten Mischer (12) mit einer von einem Frequenzsynthesizer (32, 33, 34) erzeugten ersten Mischfrequenz (fLO1) zum Erzeugen eines Signals mit einer ersten Zwischenfrequenz (fIF1)%

- Mischen des Signals mit der ersten Zwischenfrequenz (fIF1) in einem zweiten Mischer (14) mit einer zweiten Mischfrequenz (fLO2) zum Erzeugen eines Signals mit einer zweiten Zwischenfrequenz (fIF2)%

- Aufwärtsumsetzen eines zu sendenden Zwischenfrequenzsignals in einem Sendeteil (20) auf eine Sendefrequenz (fTx) mittels eines im Sendeteil (20) angeordneten Frequenzsynthesizers (32, 21, 22); und

- Erzeugen interner Signale des Funkgeräts aus dem durch einen Ortsoszillator (32) erzeugten Signal mit der Bezugsfrequenz (fRef), Umsetzen des Signals mit der Bezugsfrequenz (fRef) in ein Signal mit einer anderen Frequenz (fSig) gemäß der Formel

fSig = fRef (1 - 1/N)(1 - 1/M)/K,

wobei N, M und K programmierbare ganze Zahlen sind, und ferner Umsetzen dieses Signals mit einer anderen Frequenz (fSig) in mehrere Signale verschiedener Frequenzen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Mischfrequenz (fLO1) aus dem Signal mit der Bezugsfrequenz (fRef) gemäß der Formel

fLO1 = fRef·(P·PO + A)/M

erzeugt wird, wobei P, PO, A und M ganze Zahlen sind.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Mischfrequenz (fLO2) dadurch erzeugt wird, dass das Signal mit der Bezugsfrequenz (fRef) mit einer Zahl L multipliziert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass L eine ganze Zahl ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen der internen Signale des Funkgeräts mit einem Koeffizienten (1 - 1/Q)/R multipliziert werden, wobei Q und R ganze Zahlen sind.

8. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen der internen Signale des Funkgeräts durch eine Zahl geteilt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen der internen Signale des Funkgeräts durch eine ganze Zahl geteilt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es den folgenden Schritt aufweist:

- wenn die Bezugsfrequenz (fRef), oder ein Mehrfaches derselben oder eine andere Frequenz im Funkgerät oder ein Mehrfaches derselben oder ein Mischergebnis im Funkgerät oder in einem anderen Sender als Störsignal auf die Empfängerfrequenz (fRx) eines Empfangskanals fällt, wird die Bezugsfrequenz (fRef) oder eine aus ihr hergeleitete andere individuelle Frequenz verschoben, um das Störsignal aus dem Empfangskanal (fRx) zu verschieben, wobei die Verschiebung der ersten Mischfrequenz (fLO1) im Wesentlichen ein Mehrfaches des Kanalabstands eines Synthesizers (32, 33, 34) ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass

- nach dem Verschieben der Bezugsfrequenz (fRef) die erste Mischfrequenz (fLO1) dadurch auf den vom Empfangskanal (fRx) erforderlichen Wert zurückgeführt wird, dass die Teilerzahlen des Synthesizers (32, 33, 34) jeweils um mindestens einen Kanal geändert werden; und

- mögliche andere Systemfrequenzen, insbesondere durch Multiplikation mit (1 - I/N) erzeugte Frequenzen, jeweils modifiziert werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsfrequenz (fRef) so eingestellt wird, dass ein tatsächliches Wiederauftrittsintervall (TO) von Datenrahmen (B1, B2), wie durch eine Trägerwelle mit der Frequenz (fRx) des empfangenen Signals moduliert, und ein Wiederauftrittsintervall (TM) entsprechend einer Frequenz des Funkgeräts dieselbe Länge aufweisen.

13. System zum Erzeugen von Signalen verschiedener Frequenzen in einem Funkgerät, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes aufweist:

- eine Einrichtung (32) zum Erzeugen eines Signals mit einer Bezugsfrequenz (fRef); und

- eine programmierbare Einrichtung (214, 215) zum Umsetzen des Signals mit der Bezugsfrequenz (fRef) in ein Signal einer anderen Frequenz (fSig) gemäß der folgenden Formel

fSig = fRef (1 - 1/N)(1 - 1/M)/K,

wobei N, M und K programmierbare ganze Zahlen sind.

14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Erzeugen mehrerer Signale mit verschiedenen Frequenzen im Funkgerät eine Einrichtung (216, 217, 218, 219) zum weiteren Umsetzens des Signals mit einer anderen Frequenz (fSig) in mehrere Signale verschiedener Frequenzen aufweist.

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes aufweist:

- einen ersten Mischer (12) zum Mischen eines empfangenen Signals (fRx)

- einen Frequenzsynthesizer (32, 33, 34), der den ersten Mischer versorgt;

- einen zweiten Mischer (14);

- einen Frequenzsynthesizer (32, 21, 22), der im Sendeteil (20) des Funkgeräts angeordnet ist;

- einen Ortsoszillator (32) zum Erzeugen eines Signals mit einer Bezugsfrequenz (fRef); und

- eine programmierbare Einrichtung (214, 215) von Signalen verschiedener Frequenzen aus dem Signal mit der Bezugsfrequenz (fRef) gemäß der Formel

fSig = fRef (1 - 1/N)(1 - 1/M)/K,

wobei N, M und K programmierbare ganze Zahlen sind.

16. System nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine Einrichtung (212, 213, 216, 217, 218, 219) zum Teilen des Signals mit der Bezugsfrequenz (fRef) aufweist.

17. System nach Anspruch 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung zum Steuern der Bezugsfrequenz (fRef) in solcher Weise aufweist, dass ein tatsächliches Wiederauftrittsintervall (TO) von Datenrahmen (B1, B2), wie durch eine Trägerwelle mit der Frequenz (fRx) des empfangenen Signals moduliert, und ein Wiederauftrittsintervall (TM) entsprechend einer Frequenz des Funkgeräts dieselbe Länge aufweisen.

18. System nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung zum Verschieben der Bezugsfrequenz (fRef) um eine Verschiebefrequenz (ΔfRef) und eine Einrichtung zum Messen der Bezugsfrequenz (fRef) und eines zugehörigen verschobenen Werts (fRef ± ΔfRef) und zum Einstellen derselben in solcher Weise, dass ein gewünschtes Verhältnis entweder zur empfangenen Frequenz (fRx) oder einer damit modulierten Frequenz, wie einer Datenrahmenfrequenz, aufweist.