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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Empfänger zum
Empfangen von Signalen in unterschiedlichen Frequenzbändern. Die
Erfindung ist hauptsächlich
zur Verwendung als ein Empfänger in
einem Mobiltelefon für
zwei unterschiedliche Typen von Netzen gedacht.
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Stand der
Technik
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Herstellen
einer Verbindung zwischen einem Mobiltelefon und einem Mobiltelefonnetz
schlägt häufig fehl,
wenn das Netz stark belastet ist, da das Mobiltelefonienetz eine
gewisse maximale Kapazität hat,
die die Erreichbarkeit des Netzes begrenzt. Verbindungen schlagen
besonders häufig
in dicht besiedelten Gebieten fehl, wo Spitzen in gewissen Zeiten des
Tages auftreten.
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Die
Abdeckung von Mobiltelefonnetzen variiert geografisch. In einigen
Bereichen kann ein System eine gute Abdeckung haben, während die
Abdeckung eines anderen Netzes schlecht ist.
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Es
ist in dem Interesse des Mobiltelefon-Dienstanbieters sicherzustellen,
dass so viele Verbindungen wie möglich
erfolgreich hergestellt werden. Aus diesem Grund wünschen viele
Mobiltelefon-Dienstanbieter Mobiltelefone, die in mehreren Telefonnetzen
verwendet werden können.
Diese Mobiltelefonnetze können
aus unterschiedlichen Typen von Mobiltelefonsystemen bestehen, was
z.B. zur Folge haben kann, dass die Systeme un terschiedliche Trägerfrequenzen
für die
Funkkommunikation zwischen dem Mobiltelefon und dem Mobiltelefonnetz
verwenden. Diese unterschiedlichen Typen von Mobiltelefonnetzen
können
durch ein und den gleichen Mobiltelefon-Dienstanbieter vorgesehen
werden. Falls es möglich
ist, in einer beliebigen gegebenen Zeit das beste Netz auszuwählen, z.B.
von dem Mobiltelefon, kann das Netz für die Benutzer besser erreichbar
gemacht werden, sodass mehr Verbindungen hergestellt werden.
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Mobiltelefone,
die in mehreren Netzen für
unterschiedliche Mobiltelefoniesysteme verwendet werden können, erfordern
einen Sender und einen Empfänger
für jedes
der Mobiltelefoniesysteme. Um das Mobiltelefon in einer vernünftigen
Größe zu halten, bedeutet
dies, dass die gleichen Komponenten zu dem größten möglichen Ausmaß für die unterschiedlichen
Systeme verwendet werden müssen.
Dies reduziert die Zahl von Komponenten, die in dem Mobiltelefon
benötigt
werden, was es weniger aufwändig, kleiner
und leichter macht.
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In
US-A-5 564 076 wird ein tragbares Telefon im Dual-Modus zum Kommunizieren über zwei
unterschiedliche Netze/Modi offenbart, das eine Modulation einer
ersten Frequenz zur Modulation von Signalen, die in beiden Modi übertragen
werden, und eine Konvertierung einer zweiten Frequenz für Demodulation
von Signalen, die in den zwei Modi empfangen werden, synthetisiert.
Das Telefon ist mit einem Demodulationsmittel versehen, das verwendet
wird, Signale von beiden Modi zu bedienen. Der Nachteil bei dieser
Anordnung besteht darin, dass der Modus mit der stärksten Linearitätsanforderung
den Stromverbrauch des Demodulators dimensionieren wird, was einen
Nachteil für
das System mit der am wenigsten fordernden Linearitätsanforderung
ergibt.
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In
der europäischen
Patentanmeldung
EP 678
974 A2 werden ein Sender und ein Empfänger für Funkfrequenzsysteme offenbart.
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Diese
Funkfrequenzsysteme sind GSM und PCN. Der Sender und Empfänger sind
zur Verwendung für Übertragung
und Empfang für
zwei unterschiedliche Frequenzbereiche gedacht. Eine der gemeinsamen
Einheiten für
den Sender und den Empfänger
ist ein spannungsgesteuerter Kristalloszillator, der ein Mischersignal
LO3 mit einer Frequenz von 26 MHz generiert. Ferner sind zwei Synthesizer
mit dem spannungsgesteuerten Kristalloszillator verbunden. Jeder
eine dieser Synthesizer generiert ein Mischersignal LO1 bzw. LO2
unter Verwendung des Mischersignals LO3, das von dem Kristalloszillator
empfangen wird. Der erste Synthesizer generiert das Mischersignal
LO1 mit unterschiedlichen Frequenzen abhängig von dem Frequenzbereich,
der zu übertragen
und zu empfangen ist. Für
GSM ist die Frequenz von LO1 1500 MHz, und für PCN ist sie 1200 MHz. Der
Empfänger
hat eine gemeinsame HF-Basisbandverknüpfung für beide Frequenzbereiche. Somit
werden der gleiche Verstärker,
Filter, Mischer und I/Q-Demodulator für beide Frequenzbereiche verwendet.
Der Empfänger
mischt das Mischersignal LO1 mit dem empfangenen HF-Signal, um eine
erste Zwischenfrequenz IF1 zu erhalten. Die erste Zwischenfrequenz
IF1 ist die gleiche für
die zwei Frequenzbereiche. Durch Variieren des Mischersignals LO1
zwischen den zwei oben erwähnten
Frequenzen abhängig
von dem empfangenen Frequenzbereich wird eine Zwischenfrequenz IF1
erhalten, die für
die zwei Frequenzbereiche gleich ist. Um Störungen zu minimieren, sollte
diese erste Zwischenfrequenz IF1 280,4 Megahertz sein. Die erste
Zwischenfrequenz IF1 wird in dem nächsten Schritt mit dem Mischersignal
LO2 gemischt, und es wird eine zweite Zwischenfrequenz IF2 erhalten. Diese
Zwischenfrequenz IF2 wird in einem I/Q-Demodulator demoduliert,
um ein I- und ein Q-Basisbandsignal zu erhalten.
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Ein
Nachteil dieser Lösung
besteht darin, dass die Funkfrequenz zweimal vor der I/Q-Demodulation
gemischt wird, was den Energieverbrauch erhöht. Niedrig halten des Energieverbrauchs
ist z.B. in einem Mobiltelefon von höchster Wichtigkeit.
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Ein
anderer Nachteil dieser Lösung
besteht darin, dass um zwei unterschiedliche Funkfrequenzsysteme
mit dem Empfänger
zu empfangen, sie die gleiche Kanalbandbreite haben müssen. Der
Empfänger
arbeitet nicht für
Funkfrequenzsysteme mit unterschiedlichen Kanalbandbreiten.
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Die
europäische
Patentanmeldung
EP 682458
A2 offenbart eine Funkkommunikationsvorrichtung, die für Übertragung
und Empfang in zwei unterschiedlichen digitalen zellularen Systemen
gedacht ist. Die Vorrichtung umfasst eine Haupteinheit, die Kommunikation
in einem der zellularen Systeme (GSM) ermöglicht, und eine zusätzliche
Einheit, die zusammen mit der Haupteinheit Kommunikation in dem
anderen digitalen zellularen System (PCN) ermöglicht. Die Haupteinheit umfasst
variable Filter, zwei Mischer, einen variablen Synthesizer und einen Leistungsverstärker, der
für GSM
gedacht ist. Die zusätzliche
Einheit, ein Leistungsverstärker
für PCN, kann
mit der Haupteinheit verbunden sein.
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Die
Filterparameter und die Frequenz des Ausgangssignals von dem Synthesizer
sind abstimmbar. Wenn die zusätzliche
Einheit mit der Haupteinheit verbunden ist, wird dies durch einen Detektor
erfasst, der mit einer CPU verbunden ist. Die CPU weist die Steuereinheit
an, die Filterparameter und die Frequenz des Ausgangssignals von
dem Synthesizer an PCN anzupassen. Die Umschaltung wird dann durch
die Steuereinheit beeinflusst, sodass der Leistungsverstärker für PCN verbunden
ist. Wenn die zusätzliche
Einheit entfernt wird, ist der Leistungsverstärker für GSM verbunden und die Filterparameter
und die Synthesizerfrequenz werden erneut an GSM angepasst.
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Ein
Nachteil, der mit dieser Lösung
in Verbindung steht, besteht darin, dass die zusätzliche Einheit mitgebracht
werden muss um es möglich
zu machen, das Mobiltelefon mit beiden Systemen zu verbinden.
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Ein
anderer Nachteil besteht darin, dass wenn ein Signal empfangen wird,
Mischen zu einer ersten Zwischenfrequenz durchgeführt wird.
Dieses Mischen impliziert einen unnötigen Energieverlust für die Energieversorgung.
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Noch
ein anderer Nachteil dieses Empfängers
besteht darin, dass auch dieser Empfänger erfordert, dass die zwei
digitalen zellularen Systeme, die zu empfangen sind, die gleiche
Kanalbandbreite haben müssen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung geht das Problem an, es möglich zu machen, Funkfrequenzsignale
in mehreren unterschiedlichen Frequenzbändern in dem gleichen Empfänger zu
empfangen. Die empfangenen Signale können unterschiedliche Kanalbandbreiten
in dem jeweiligen Frequenzband haben.
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Ein
anderes Problem, das die Erfindung angeht, ist es, die Verwendung
des gleichen Basisbandempfängerteils
zu ermöglichen,
wenn Funkfrequenzsignale empfangen werden. Dies ermöglicht eine
Verringerung der Zahl von Komponenten in dem Empfänger, was
wiederum die Kosten des Empfängers
reduziert.
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Noch
ein anderes Problem, das die Erfindung angeht, besteht darin, den
Empfang von Funkfrequenzsignalen von Funkkommunikationssystemen
mit unterschiedlichen Anforderungen an das Empfängerleistungsverhalten zu ermöglichen.
Der Empfang ist in ein und dem gleichen Empfänger durchzuführen.
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Es
ist ein Zweck der vorliegenden Erfindung, den Empfang unterschiedlicher
Signale in dem HF-Bereich von unterschiedli chen Funkkommunikationssystemen
unter Verwendung eines Empfängers zu
ermöglichen,
der auf eine so einfach wie mögliche Weise
ausgelegt ist.
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Der
Mehrfachbandempfänger
gemäß der Erfindung
bildet eine Verknüpfung
in empfangenden Ketten für
HF-Signale von unterschiedlichen Funkkommunikationssystemen. Der
Mehrfachbandempfänger
wiederum ist mit mindestens zwei unterschiedlichen empfangenden
Ketten angeordnet, jede mit einem I/Q-Demodulator endend. Die Ausgänge von
den I/Q-Demodulatoren sind mit einem gemeinsamen Ausgang verbunden,
der mit einer gemeinsamen Basisbandeinheit verbunden sein kann.
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Die
Signalverarbeitung der empfangenen Basisbandsignale kann sich für die unterschiedlichen Systeme
unterscheiden. Dies bildet gewöhnlich
kein Problem, da die Verarbeitung durch Einheiten ausgeführt wird,
die weder viel Energie noch viel Raum erfordern.
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Die
erste empfangende Kette in dem Mehrfachbandempfänger empfängt ein Signal in dem HF-Bereich
mit einer gewissen geringen Kanalbeabstandung. Das empfangene Signal
wird verstärkt,
gefiltert und dann mit einer gewissen Frequenz gemischt, um ein
Signal in dem ZF-Bereich zu erhalten. Das ZF-Signal wird I/Q-demoduliert,
um ein Ausgangssignal in einem niedrigen Frequenzbereich zu erhalten.
Der niedrige Frequenzbereich entspricht dem Basisbandfrequenzbereich
von diesem Funkkommunikationssystem, für das ein HF-Signal empfangen
wird.
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Die
andere empfangende Kette in dem Mehrfachbandempfänger empfängt ein Signal in dem HF-Bereich,
das mit einer höheren
Kanalbeabstandung als das erste eine erwähnte I/Q-demoduliert wird.
Dadurch wird ein Ausgangssignal in einem anderen Basisbandfrequenzbereich
erhalten, welches Basisband in dem Funkkommunikationssystem verwendet
wird, von dem das HF-Signal empfangen wird. In der anderen empfangenden
Kette wird ein direktes Mischen von dem HF-Bereich zu dem Basisbandfrequenzbereich
ausgeführt,
wohingegen in der ersten erwähnten
empfangenden Kette das Mischen von dem HF-Bereich zu dem Basisbandfrequenzbereich über einen
Zwischenfrequenzbereich ausgeführt
wird.
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Ein
Vorteil mit der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die gleiche
Basisbandeinrichtung in dem Empfänger
für unterschiedliche
Funkkommunikationssysteme verwendet werden kann, die unterschiedliche
HF-Bereiche verwenden.
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Ein
anderer Vorteil besteht darin, dass der Empfänger relativ wenige Komponenten
umfasst, was bedeutet, dass eine einfache preiswerte Gestaltung
erreicht wird.
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Noch
ein anderer Vorteil der Erfindung ist der folgende. Es werden zwei
unterschiedlichen Verfahren verwendet, wenn von dem HF-Bereich zu
dem Basisbandfrequenzbereich in dem erfinderischen Mehrfachbandempfänger gemischt
wird. Dies ermöglicht
den Empfang von Funkkommunikationssystemen mit unterschiedlichen
Anforderungen an das Empfängerleistungsverhalten.
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Die
Erfindung wird in dem Folgenden mittels bevorzugter Ausführungsformen
und mit Verweis auf die eingeschlossenen Zeichnungen detaillierter
beschrieben.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Transceivervorrichtung;
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2 ist
ein Schema über
eine Ausführungsform
eines Mehrfachbandempfängers
gemäß der Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsformen
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1 ist
ein schematisches Diagramm einer Transceivervorrichtung in z.B.
einem Mobiltelefon für Funkkommunikation.
Der Transceiver umfasst eine Antenne 100, eine Antennenkombinationseinheit 101 und
einen Schalter 102. Der Schalter 102 verbindet sowohl
einen Mehrfachbandempfänger 104 über ein Bandpassfilter 103 als
auch einen Sender 113 mit der Antennenkombinationseinheit 101.
Die Transceivervorrichtung umfasst ferner ein Duplexfilter 106,
das den Sender 113 und den Mehrfachbandempfänger 104 mit
der Antennenkombinationseinheit 101 verbindet. Der Empfänger 104 ist
angeordnet, Signale in mehreren unterschiedlichen Frequenzbändern für unterschiedliche
Typen von Mobiltelefonsystemen in dem Funkfrequenz- (HF) Bereich
zu empfangen. Die unterschiedlichen Typen von Mobiltelefoniesystemen können auch
unterschiedliche Kanalbeabstandung haben. Die Mobiltelefoniesysteme
können
z.B. AMPS in dem Frequenzband 869-894 MHz mit 30 kHz Kanalbeabstandung,
und PCS in dem Frequenzband 1930-1990 MHz mit 200 kHz Kanalbeabstandung
sein.
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Es
können
natürlich
andere Mobiltelefonsysteme in anderen Frequenzbändern unter Verwendung anderer
Kanalbeabstandungen empfangen werden, falls der Empfänger Einheiten
umfasst, die an diese Systeme angepasst sind. Wenn die Empfängerkette
z.B. an AMPS bzw. PCS1900 angepasst ist, kann eine Auswahl zwischen
Empfang von Signalen für
diese zwei Systeme durchgeführt
werden. Die Auswahl kann manuell oder automatisch durchgeführt werden.
Z.B. kann das System mit dem besten Signal-Rausch-Verhältnis in
einem gegebenen Moment verbunden sein.
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Da
die Frequenzbänder
für Signale,
die in den zwei Systemen empfangen werden, unterschiedlich sind,
muss die Antenne 100 an die Frequenzbänder dieser Systeme angepasst
sein. Dies wird durch die Antennenkombinationseinheit 101 durchgeführt, die
mit der Antenne 100 verbunden ist. Die Antennenkombinationseinheit 101 funktioniert
auch als ein Schalter. Das empfangene HF-Signal wird entweder durch
den Schalter 102 und das Bandpassfilter 103 zu
einem ersten Eingang 108 oder durch das Duplexfilter 106 zu
einem zweiten Eingang 111 in dem erfinderischen Mehrfachbandempfänger 104 weitergeleitet,
wobei. die Eingänge
für das
HF-Signal gedacht sind.
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Als
ein Beispiel wird angenommen, dass die Vorrichtung, die in 1 gezeigt
wird, gegenwärtig abgestimmt
ist, in dem System PCS1900 verwendet zu werden. Die Antenne 100 ist
dann mittels der Antennenkombinationseinheit 101 für Übertragung
und Empfang in dem Frequenzband um 1900 MHz herum angepasst. Die
Antennenkombinationseinheit 101 ist mit dem ersten Bandpassfilter 103 durch
den Schalter 102, der in einer der Positionen ist, die
in 1 gezeigt werden, verbunden. Dieses Filter blockiert alle
Frequenzen außerhalb
des Bereichs, der für PCS1900
definiert ist. Der erfinderische Mehrfachbandempfänger 104 empfängt, in
seinem Eingang 108, Signale in dem Bereich 1900 MHz, der
für PCS1900
definiert ist, und mit einer Kanalbeabstandung von 200 kHz. In dem
Ausgang 112 des Mehrfachbandempfängers 104 werden Signale
in dem Basisbandfrequenzbereich empfangen, der für PCS1900 definiert ist. Der
Frequenzinhalt des Basisbandfrequenzbereichs reicht von Null Hz
bis zur Hälfte
der Kanalbeabstandung für
das Funkkommunikationssystem, für
das das HF-Signal empfangen wird. Da die Kanalbeabstandung für PCS1900
200 kHz ist, bedeutet dies, dass der Frequenzinhalt des Signals in
dem Ausgang 112 des Mehrfachbandempfängers 0-100 kHz ist. Das Ausgangssignal
in den Ausgängen 112 ist
ein Signal mit zwei Basisbandkanälen
in Quadratur, d.h. zwei Signale mit dem gleichen Informationsinhalt,
aber mit einer Phasendifferenz von 90°. Dieses Konzept ist dem Fachmann
bekannt. In der Basisbandeinheit wird dann unter anderen Dingen
Tiefpassfilterung, Erfassung und Nachbarkanalunterdrückung des
empfangen Signals, heruntergemischt zu dem Basisbandfrequenzbereich,
ausgeführt.
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Wenn
der Schalter 102 in seiner anderen Position gemäß 1 ist,
verbindet er auf eine in der Technik gewöhnliche Weise einen Eingang 109 des Senders 113 mit
der Antennenkombinationseinheit 101. Somit wird die gleiche
Antenne für Übertragung und
Empfang verwendet.
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In
dem Fall von Übertragung
und Empfang für
ein anderes System, z.B. AMPS, hat das Duplexfilter 106 die
gleiche Funktion wie der Schalter 102. Diese Funktion besteht
darin, die Sende- und Empfangssignale zu trennen. Das Duplexfilter 106 ist
mit einem Ausgang 110 des Senders 113 und mit
dem Eingang 111 des Empfängers 104 auf eine
in der Technik übliche
Weise verbunden. In dem Eingang 111 empfängt der
erfinderische Mehrfachbandempfänger
HF-Signale für
AMPS mit einer Kanalbeabstandung von 30 kHz. Da AMPS eine Kanalbeabstandung
von 30 kHz hat, umfasst das Signal, das in dem Ausgang 112 erhalten
wird, Frequenzen in dem Basisbandfrequenzbereich 0-15 kHz.
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Der
erfinderische Mehrfachbandempfänger 104 umfasst
mindestens die zwei Eingänge 108 und 111,
die Signale in dem HF-Bereich empfangen, und mindestens den Ausgang 112,
der mit der Basisbandeinheit 105 verbunden ist. Der Mehrfachbandempfänger 104 umfasst
ferner Einheiten, die die Verbindung von ein und dem gleichen Ausgang 112 mit ein
und dem gleichen Eingang in der Basisbandeinheit 105 ermöglichen.
Dies wird in Verbindung mit 2 detaillierter
beschrieben.
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Der
Empfänger
muss nicht notwendigerweise zusammen mit einem Sender verwendet
werden, sondern kann eine getrennte Einheit in z.B. einem Funkrufsystem
bilden, das HF-Signale in den zwei Frequenzbändern empfangen kann.
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Der
Mehrfachbandempfänger 104 kann
z.B. in einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC,
Application Specific Integrated Circuit) implementiert werden, was
die Größe des Mehrfachbandempfängers 104 klein
macht. Eine derartige Implementierung des erfinderischen Mehrfachbandempfängers 104 in
Kombination mit der Verwendung von nur einer Basisbandeinheit 105 ermöglicht einen kleineren
Empfänger
mit weniger Komponenten. Dadurch wird der Empfänger in der Herstellung preiswerter.
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2 zeigt
eine Ausführungsform
eines Mehrfachbandempfängers 104 gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Ein
erstes Mobiltelefonsystem (AMPS, NMT) hat eine gewisse geringe Kanalbeabstandung.
Signale mit dieser Kanalbeabstandung werden in dem Eingang 111 empfangen,
und ein erstes Mischen der Signale, von dem Funkfrequenzbereich
zu einem Zwischenfrequenzbereich, wird mittels eines Mischers 202 durchgeführt. Das
Zwischenfrequenzsignal wird dann in einem I/Q-Demodulator 205 I/Q-demoduliert,
um ein Ausgangssignal in dem Basisbandfrequenzbereich in einem Ausgang 211 zu
erhalten.
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Ein
zweites Mobiltelefonsystem (GSM, PCS1900, DCS1800) hat eine gewisse
größere Kanalbeabstandung
als das oben erwähnte
erste Mobiltelefonsystem. Signale mit dieser größeren Kanalbeabstandung werden
in dem Eingang 108 empfangen, und die I/Q-Demodulation
wird in dem I/Q-Demodulator 213 direkt in dem empfangenen
Signal in dem HF-Bereich ausgeführt.
Es wird ein Ausgangssignal in dem Basisbandfrequenzbereich des Eingangssignals
des anderen Systems in einem Ausgang 214 erhalten. Die
Ausgänge 211, 214 sind
mit einem gemeinsamen Ausgang 215 verbunden, der mit einem Verstärker 216 verbunden
ist. Signale, die in den Ausgängen 211, 214 erhalten
werden, werden somit in dem Verstärker 216 verstärkt und
das Ergebnis des verstärkten
Signals wird in dem Ausgang 112 erhalten (1).
Dieser Ausgang umfasst ein Ausgangspaar 227, 228,
was in 2 gezeigt wird.
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Der
Eingang 111 ist der Eingang zu einem ersten Verstärker 200 in
dem Mehrfachbandempfänger 104.
Der Verstärker 200 verstärkt Signale
hauptsächlich
in dem Funkfrequenzbereich. Der Verstärker 200 kann mit
einem Bandpassfilter 201 verbunden sein, das nur Signalen
in dem gegenwärtigen
Funkfrequenzbereich erlaubt zu passieren. Z.B. ist für AMPS das
Filter 201 ein Bandpassfilter mit einem Durchlass von 869-894
MHz, d.h. einer Bandbreite von 25 MHz.
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Das
Filter 201 ist auch mit dem Mischer 202 verbunden.
Der Mischer 202 empfängt
sowohl das gefilterte HF-Signal, das in dem Filter 201 erhalten wird,
als auch ein Signal mit einer zuvor bestimmten Frequenz LOf1 von
einem spannungsgesteuerten Oszillator VCO. Es wird ein Signal in
dem Zwischenfrequenzbereich generiert. Dieser Zwischenfrequenzbereich
ist für
AMPS und NMT annähernd
78 MHz. Der entsprechende Durchlass für das Filter 201 für NMT ist
935-960 MHz.
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Für AMPS werden
als ein Beispiel Frequenzen LOf1 durch den spannungsgesteuerten
Oszillator in einem Frequenzbereich von 947-972 MHz und für NMT in
dem Frequenzbereich von 1013-1038 MHz generiert.
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Der
Mischer 202 ist wiederum mit einem dritten Bandpassfilter 203 verbunden.
Dieses Filter 203 beseitigt alle Frequenzen der Signale
in dem Zwischenfrequenzbereich, die keinerlei Information für den Empfänger umfassen,
z.B. starke störende
Signale in anderen Kanälen.
Für AMPS
ist als ein Beispiel das Filter 203 gestaltet, eine Mittenfrequenz
von 78 MHz und eine Bandbreite von ±15 kHz zu haben, und für NMT ist
die entspre chende Mittenfrequenz 78 MHz mit einer Bandbreite von ±12,5 kHz.
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Das
Filter 203 ist mit dem I/Q-Demodulator 205 verbunden.
Der I/Q-Demodulator umfasst einen Differenzialverstärker 204,
zwei Mischer 206, 207 und eine Phasenverschiebungseinrichtung 208.
Der Differenzialverstärker 204 differenziert
das Zwischenfrequenzsignal, das von dem Filter 203 erhalten
wird. Durch die Differenzierung werden Signale mit einem besseren
Signal-Rausch-Verhältnis
erhalten. Ein Oszillator 212, der ein Signal mit der Frequenz
LOf2 generiert, ist mit der Phasenverschiebungseinrichtung 208 und
mit dem Mischer 207 verbunden. Als ein Beispiel ist die
Frequenz LOf2 für AMPS
und NMT 78 MHz.
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Die
Phasenverschiebungseinrichtung 208, die z.B. ein passives
Netz sein kann, verschiebt das Signal, das durch den Oszillator 212 generiert
wird, in der Phase. Das phasenverschobene Signal wird mit dem Signal
gemischt, das durch den Differenzialverstärker differenziert wird, und
es wird ein Signal Ia in dem Basisbandfrequenzbereich in einem Ausgang 209 des
I/Q-Demodulators 205 generiert.
Das Signal, das durch den Oszillator 212 generiert wird,
wird mit dem differenzierten Signal von dem Differenzialverstärker gemischt,
um ein anderes Signal Qa in dem Basisbandfrequenzbereich in dem
Ausgang 210 zu erhalten. Die Signale Ia und Qa sind zwei
Basisbandkanäle
in Quadratur und umfassen Frequenzen von Null bis zur Hälfte der
Kanalbeabstandung für
das System, für
das ein HF-Signal von dem HF-Bereich zu dem Basisbandfrequenzbereich
gemischt wurde. Die oben beschriebene I/Q-Demodulation ist dem Fachmann
gut bekannt.
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Jeder
der Ausgänge 209, 210 ist
mit einem Ausgang 226, 225 des Verstärkers 216 verbunden. Das
Signal Ia wird mittels mindestens eines Verstärkers 223 verstärkt, der
z.B. ein Ope rationsverstärker sein
kann. Dieser Verstärker
ist als eine Spannungsfolgeeinrichtung verbunden, um ein Ausgangssignal
I in einem Ausgang 228 zu erhalten. Auf die gleiche Weise
wird durch Verstärkung
des Signals Qa ein Ausgangssignal Q in einem Ausgang 227 erhalten. Die
Ausgänge 227 und 228 werden
als der Ausgang 112 in 1 bezeichnet.
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In
der anderen empfangenden Kette für
einen Empfang der Signale, die zu dem anderen System gehören, ist
der Eingang 108 ein Eingang zu einem Verstärker 224,
der HF-Signale verstärkt.
Der Verstärker 224 ist
eine Komponente in dem zweiten I/Q-Demodulator 213, der
auch zwei Mischer 220, 221 und eine Phasenverschiebungseinrichtung 222 umfasst.
Ein Oszillator 219, der ein Signal mit der Frequenz LOf3
generiert, ist mit dem I/Q-Demodulator 213 verbunden. Für PCS1900
generiert als ein Beispiel der Oszillator Frequenzen in einem Frequenzbereich
von 1930-1990 MHz, und für
DCS1800 ist der entsprechende Frequenzbereich 1805-1880 MHz.
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Der
I/Q-Demodulator 213 mischt ein empfangenes Signal in dem
Eingang 108 mit dem Signal mit der Frequenz LOf3 auf die
gleiche Weise wie oben für den
I/Q-Demodulator beschrieben. In dem Ausgang 217 wird somit
ein Basisbandsignal Id erhalten, und in einem Ausgang 218 wird
ein Basisbandsignal Qd erhalten. Id und Qd sind zwei Basisbandkanäle in Quadratur.
Die Signale Id, Qd haben einen größeren Basisbandfrequenzbereich
als die Signale Ia, Qa. In diesem Fall müssen die Signale nicht von
HF zu ZF herunter gemischt werden, und Filter entsprechend den zusätzlichen
Filtern 201, 203 in der ersten empfangenden Kette
werden nicht benötigt.
Für PCS1900
bedeutet dies als ein Beispiel Mischen von dem HF-Bereich 1900 MHz
zu dem Basisbandfrequenzbereich 0-100 kHz.
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Die
Verstärker,
die in der Erfindung verwendet werden, können z.B. Operationsverstärker mit
einer vorbestimmten Verstärkung sein
oder können
als Spannungsfolgeeinrichtungen verbunden sein.
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Falls
der erfinderische Mehrfachbandempfänger 104 als eine
ASIC implementiert ist, können mehrere
Einheiten, die z.B. zu dem Sender gehören, in der ASIC implementiert
sein. Auf diese Weise kann sogar noch mehr Raum eingespart werden,
was die HF-Einrichtung noch kleiner macht.
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Die
Erfindung ist natürlich
nicht auf nur zwei empfangende Ketten begrenzt, sondern kann mit mehr
als zwei empfangenden Ketten auf eine erfinderische Weise implementiert
werden.