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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Empfänger und ein Empfangsverfahren
und dient insbesondere, aber nicht ausschließlich, zur Verwendung in einem
drahtlosen zellularen Telekommunikationsnetzwerk.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Ein
typisches bekanntes drahtloses zellulares Telekommunikationsnetzwerk
wird nun unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Der von dem Netzwerk 2 abgedeckte Bereich ist in eine Vielzahl von
Zellen 4 unterteilt. Jede Zelle 4 wird von einer Funkbasisstation 6 bedient,
die eingerichtet ist, Signale an Endgeräte zu übertragen und Signale von diesen
zu empfangen, die sich in der Zelle 4 befinden, welche
mit der jeweiligen Funkbasisstation 6 verknüpft ist.
Die Endgeräte 8 können Mobilstationen sein,
die fähig
sind, sich zwischen den Zellen 4 zu bewegen.
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Jede
Funkbasisstation ist im GSM-Standard ("Global System for Mobile Communications") eingerichtet zum
Empfangen von N aus M verfügbaren
Kanälen
C1 ... CM, wie gemäß 2 veranschaulicht. Der
GSM-Standard verwendet eine Frequenzmultiplex-Mehrfachzugriffstechnik.
Jeder Kanal hat eine Bandbreite von 200 kHz. Jede Bandbreite ist
in Rahmen F unterteilt, von denen einer in 3 gezeigt
ist. Jeder Rahmen ist in acht Schlitze T0 ... T7 unterteilt.
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Der
GSM-Standard ist ein Zeitmultiplex-Mehrfachzugriffssystem (TDMA-System)
und dementsprechend werden unterschiedlichen Mobilstationen unterschiedliche
Zeitschlitze für
eine bestimmte Frequenz zugewiesen. Demnach wird die Funkbasisstation
Signale von unterschiedlichen Mobilstationen in unterschiedlichen
Zeitschlitzen auf der gleichen Frequenz empfangen.
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Es
wird Bezug genommen auf 7, die einen Teil einer bekannten
Funkbasisstation 9 zeigt, welche eingerichtet ist, N Kanäle gleichzeitig
zu empfangen. Um der Klarheit willen ist nur der Empfangsteil der
Funkbasisstation 9 gezeigt. Die Funkbasisstation 9 weist
eine Antenne 10 auf, die eingerichtet ist zum Empfangen
von Signalen von Mobilstationen in der Zelle, die von der Funkbasisstation 9 bedient wird.
Die Funkbasisstation umfasst N Empfänger R1, R2 ... RN. Folglich
ist für
jeden Kanal, der von der Basisstation 9 zur gleichen Zeit
zu empfangen ist, ein Empfänger
bereitgestellt. Alle Empfänger
R1 bis RN sind gleich, und dementsprechend sind nur die Komponenten
des ersten Empfängers
R1 gezeigt.
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Der
erste Empfänger
R1 umfasst ein erstes Bandpassfilter 12, das eingerichtet
ist, Signale herauszufiltern, die ins Äußere des Empfangsbands fallen,
in dem die M verfügbaren
Kanäle
liegen. Die gefilterte Ausgabe wird an einen ersten rauscharmen Verstärker 14 eingegeben,
der die empfangenen Signale verstärkt. Das verstärkte Signal
wird dann durch ein zweites Bandpassfilter 16 durchgeleitet,
das jegliches Rauschen herausfiltert, wie etwa Oberschwingungen
oder dergleichen, was durch den ersten Verstärker 14 eingeführt wurde.
Der Ausgang des zweiten Bandpassfilters ist mit einem Mischer 18 verbunden,
der eine zweite Eingabe von einem lokalen Oszillator 20 empfängt. Die
Frequenz der Ausgabe des lokalen Oszillators 20 wird von
der Frequenz des Kanals abhängen,
der dem speziellen Empfänger
zugewiesen ist. Die Ausgabe des zweiten Bandpassfilters 16 wird
mit der Ausgabe des lokalen Oszillators 20 gemischt, um
ein Signal auf einer Zwischenfrequenz IF bereitzustellen, die geringer
ist als die Funk- bzw. Hochfrequenz, auf der die Signale empfangen
werden. Die Zwischenfrequenz IF, die von dem Mischer 18 von
jedem Empfänger
ausgegeben wird, wird für alle
Empfänger
die Gleiche sein und kann zum Beispiel 180 MHz betragen. Hat zum
Beispiel der einem bestimmten Empfänger zugewiesene Kanal eine
Frequenz von 880 MHz, wird der lokale Oszillator 20 von diesem
Empfänger
auf 700 MHz abgestimmt sein. Andererseits wird der lokale Oszillator
auf eine Frequenz von 720 MHz abgestimmt sein, falls der einem bestimmten
Empfänger
zugewiesene Kanal eine Frequenz von 900 MHz aufweist.
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Die
Ausgabe des Mischers 18 wird an ein drittes Bandpassfilter 22 eingegeben,
das jegliches Rauschen herausfiltert, das von dem Mischer 18 eingeführt wurde.
Die Ausgabe des dritten Bandpassfilters 22 wird von einem
zweiten Verstärker 24 verstärkt und
an ein Oberflächenwellen-
(SAW-) Filter 26 ausgegeben. Das Oberflächenwellenfilter 26 wendet auf
alle interferierenden Signale mit Ausnahme desjenigen des Kanals,
der diesem speziellen Empfänger
zugewiesen ist, eine Filterung an. Mit anderen Worten werden alle
Kanäle,
die von der Antenne 10 empfangen werden, mit der Ausnahme
des dem Empfänger
zugewiesenen Kanals von dem Oberflächenwellenfilter 26 gefiltert.
Der Ausgang des Oberflächenwellenfilters 26 ist
mit einer automatischen Verstärkungsregelungseinheit 28 verbunden,
die die Verstärkung
des Signals verändert,
so dass es in den Dynamik- bzw. Aussteuerungsbereich eines Analog-Digital-Wandlers 30 fällt.
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Ein
Problem bei der bekannten Architektur besteht darin, dass es notwendig
ist, einen Empfänger
für jeden
Kanal bereitzustellen. Dies dient dazu, sicherzustellen, dass jedes
Signal, das an einen Analog-Digital-Wandler eingegeben wird, in
dem Dynamik- bzw. Aussteuerungsbereich von diesem Wandler liegt.
Das Erfordernis zum Bereitstellen eines Empfängers für jeden Kanal erhöht die Kosten
der Funkbasisstation wesentlich. Es ist daher ein Ziel von Ausführungsbeispielen
der Erfindung, dieses Problem anzugehen.
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Bestehende
Verfahren des Standes der Technik zum Empfangen einer Vielzahl von
frequenzmäßig getrennten
Kanälen
basieren rund um die Verwendung von Chirp-Signalen oder Frequenzdurchläufen, wie
in US-5,038,344 und in US-4,754,449 beschrieben. Die frequenzmäßig getrennten
Eingangssignale werden mit einem Chirp- oder Frequenzdurchlaufsignal
gemischt und die Ausgabe des Mischers wird gefiltert, um die Ausgabe
in eine Aufeinanderfolge von zeitlich getrennten Impulsen zu komprimieren.
Jeder dieser Impulse entspricht einer der Eingangsfrequenzen. Die
Verwendung von komplexen und genauen Filtern ist erforderlich, um
die Signale zu komprimieren, sobald sie mit dem Frequenzdurchlauf
gemischt wurden.
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KURZFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist ein Empfänger bereitgestellt mit einer
Einrichtung zum gleichzeitigen Empfangen einer ersten Vielzahl von Signalen
auf verschiedenen Frequenzen F1, F2 ..., FN, wobei jedes von der
ersten Vielzahl von Signalen eine Vielzahl von Bits aufweist; gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung zum Erzeugen einer zweiten Vielzahl von Signalen
auf verschiedenen Frequenzen F1',
F2', ..., FN' in Folge, wobei
diese Frequenzen eingerichtet sind, das Kriterium F1 – F1' = F2 – F2' = ... = FN – FN' = K zu erfüllen, wobei
K eine konstante Frequenz ist; einen Mischer zum gleichzeitigen
Empfangen der ersten Vielzahl von Signalen auf verschiedenen Frequenzen
und jeweils eines von der zweiten Vielzahl von Signalen, wobei die
zweite Vielzahl von Signalen in Aufeinanderfolge zum Empfangen von
dem Mischer bereitgestellt ist, wobei die erste Vielzahl von Signalen
mit aufeinanderfolgenden der zweiten Vielzahl von Signalen gemischt
wird, um eine Vielzahl von Sätzen
von Abtastungen zu erzeugen, wobei jeder Satz von Abtastungen eine
Abtastung für
jedes von der ersten Vielzahl von Signalen aufweist, wobei der Mischer
eingerichtet ist, einen Satz von Abtastungen in einer Zeitdauer
zu erzeugen, die gleich oder kleiner ist als die Zeitdauer von einem
Bit der ersten Vielzahl von Signalen; und eine Filtereinrichtung
zum Empfangen von Signalen, die von dem Mischer ausgegeben werden,
wobei die Filtereinrichtung zum Herausfiltern derjenigen von der ersten
Vielzahl von Signalen eingerichtet ist, welche nach dem Mischen
nicht auf der konstanten Frequenz sind, wobei die Filtereinrichtung
eingerichtet ist, eine Reihe von Abtastungen von der ersten Vielzahl
von Signalen auf der konstanten Frequenz auszugeben, wobei alle
der Abtastungen zeitlich getrennt sind.
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Demnach
ist es möglich,
einen einzigen Empfänger
bereitzustellen, der fähig
ist, mit einer Anzahl von Signalen auf unterschiedlichen Frequenzen umzugehen,
die unterschiedliche Kanäle
sein können.
Dementsprechend kann die Anzahl von Komponenten, die benötigt werden,
im Vergleich zu den bekannten Empfängern reduziert werden.
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Da
die Abtastungen zeitlich voneinander getrennt sind, ermöglicht dies,
einen Empfänger
bereitzustellen, bei dem zum Beispiel die Größe bzw. der Betrag von jedem
einzelnen Signal verändert
werden kann, um zu erlauben, dass die Signale immer in dem Dynamik-
bzw. Aussteuerungsbereich eines bestimmten Elements wie etwa eines
Analog-Digital-Wandlers liegen.
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Die
Erzeugungseinrichtung umfasst vorzugsweise einen Direktdigitalgenerator
bzw. -synthesizer. Vorzugsweise ist die Erzeugungseinrichtung eingerichtet,
alle der zweiten Vielzahl von Signalen nacheinander zu erzeugen.
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Die
Erzeugungseinrichtung kann eingerichtet sein, Signale zu erzeugen
und dann die Frequenz dieser zu erhöhen, um die zweite Vielzahl
von Signalen bereitzustellen. Dies ist dann vorteilhaft, wenn die Erzeugungseinrichtung
nicht fähig
ist, Signale einer ausreichend hohen Frequenz zur Verwendung in
einem speziellen Empfänger
bereitzustellen. Die Erzeugungseinrichtung kann eine Multiplizierereinrichtung
zum Erhöhen
der Frequenz von den erzeugten Signalen aufweisen, um die zweite
Vielzahl von Signalen zu erzeugen. Wahlweise kann die Erzeugungseinrichtung
die Oberschwingungen der erzeugten Signale nutzen, um die zweite
Vielzahl von Signalen bereitzustellen. Bei einer noch weiteren Alternative kann
die Erzeugungseinrichtung eine Einrichtung zum Addieren der erzeugten
Signale zu einem weiteren Signal aufweisen, zum Beispiel von einem
Generator, um die zweite Vielzahl von Signalen bereitzustellen.
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Vorzugsweise
werden die Frequenzen der ersten Vielzahl von Signalen durch den
Mischer um die gleiche Frequenz reduziert. Dies erleichtert es für der Reduzierungseinrichtung
nachgeschaltete Komponenten, die empfangenen Signale zu verarbeiten.
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Eine
Basisstation umfasst vorzugsweise einen Empfänger wie hierin vorstehend
definiert. Vorzugsweise verwendet die Basisstation ein Zeitmultiplex-Mehrfachzugriffssystem.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Empfangsverfahren mit den folgenden
Schritten bereitgestellt: gleichzeitiges Empfangen einer ersten
Vielzahl von Signalen auf verschiedenen Frequenzen F1, F2, ... FN,
wobei jedes von der ersten Vielzahl von Signalen eine Vielzahl von
Bits aufweist; gekennzeichnet durch: Erzeugen einer zweiten Vielzahl
von Signalen auf verschiedenen Frequenzen F1', F2',
... FN' in Folge,
wobei diese Frequenzen eingerichtet sind, das Kriterium F1 – F1' = F2 – F2' = ... = FN – FN' = K zu erfüllen, wobei
K eine konstante Frequenz ist; Reduzieren der Frequenz von der ersten
Vielzahl von Signalen durch gleichzeitiges Mischen der ersten Vielzahl
von Signalen auf verschiedenen Frequenzen und jeweils eines von
der zweiten Vielzahl von Signalen, wobei die zweite Vielzahl von Signalen
in Aufeinanderfolge von dem Mischer empfangen wird, wobei die erste
Vielzahl von Signalen mit aufeinanderfolgenden der zweiten Vielzahl
von Signalen gemischt wird, um eine Vielzahl von Sätzen von
Abtastungen zu erzeugen, wobei jeder Satz von Abtastungen eine Abtastung
für jedes
von der ersten Vielzahl von Signalen aufweist, wobei der Mischer eingerichtet
ist, einen Satz von Abtastungen in einer Zeitdauer zu erzeugen,
die gleich oder kleiner ist als die Zeitdauer von einem Bit der
ersten Vielzahl von Signalen; und Bereitstellen einer Reihe von
Abtastungen durch Herausfiltern derjenigen von der ersten Vielzahl von
Signalen, welche nicht auf der konstanten Frequenz sind, wobei alle
der Abtastungen zeitlich getrennt sind.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung und dahingehend, wie diese verwirklicht werden kann,
wird nun beispielhaft auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen,
bei denen zeigen:
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1 ein
typisches drahtloses zellulares Telekommunikationsnetzwerk;
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2 die
von Funkbasisstationen empfangbaren Kanäle;
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3 den
Aufbau eines Zeitrahmens;
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4 einen
die Erfindung verkörpernden Empfänger;
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5a ein
Diagramm der unterschiedlichen Trägerfrequenzen, die gleichzeitig
empfangen werden;
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5b das
Abtastungsverfahren während eines
Bits von einem Zeitschlitz;
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5c das
Steuersignal;
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5d die
Ausgabe des Bandpassfilters gemäß 4;
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6 die
Oberschwingungen, die durch die Synthese gemäß 4 hervorgebracht
werden; und
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7 eine
bekannte GSM-Funkbasisstation.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
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Der
gemäß 4 veranschaulichte
Empfänger 110 ist
in einer Funkbasisstation zum Beispiel in einem Netzwerk wie gemäß 1 veranschaulicht enthalten.
Zum Zweck der folgenden Beschreibung wird der Empfänger 110 im
Zusammenhang eines GSM-Systems beschrieben. Es sollte jedoch anerkannt
werden, dass Ausführungsbeispiele
der Erfindung mit jedem anderen geeigneten Telekommunikationsstandard
verwendet werden können.
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Der
Empfänger 110 umfasst
eine Antenne 112, die eingerichtet ist, von N unterschiedlichen
Trägern
transportierte Signale zu empfangen. Jeder der N unterschiedlichen
Träger
befindet sich auf einer anderen Frequenz. Gemäß 5a sind
die N unterschiedlichen Trägerfrequenzen
F1 bis FN veranschaulicht, von denen sich jede auf einer Funk- bzw. Hochfrequenz
befindet. Jeder Trägerfrequenzkanal F1
bis FN hat wie beim aktuellen GSM-Standard eine Bandbreite von 200
kHz. Benachbarte Trägerfrequenzen
F1 ... FN sind in einem Abstand von mindestens 600 kHz voneinander
entfernt angeordnet. Die N unterschiedlichen Träger und die von diesen transportierten
Signale werden von der Antenne 112 empfangen. Die von der
Antenne 112 empfangenen Signale werden an einen Mischer 114 eingegeben.
Wie bei dem bekannten Empfänger,
der gemäß 7 veranschaulicht
ist, können
die Signale zuerst an ein Bandpassfilter, einen Verstärker und
ein weiteres Bandpassfilter eingegeben werden. Diese zusätzlichen
Komponenten können
jedoch bei einigen Ausführungsbeispielen
der Erfindung weggelassen werden.
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Der
Mischer 114 empfängt
auch eine Eingabe von einem Direktdigitalgenerator bzw. -synthesizer 116.
Der Direktdigitalgenerator 116 ist eingerichtet, ein Frequenzsprungverfahren
durchzuführen, und
stellt Signale auf Frequenzen F1',
F2' und FN' in Folge bereit.
Die von dem Direktdigitalgenerator 116 bereitgestellten
Frequenzen sind eingerichtet, um zum Beispiel die folgenden Kriterien
zu erfüllen: F1 – F1' = F2 – F2' = ... = FN – FN' = K,wobei K
eine Konstante ist.
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Das
Frequenzsprungverfahren des Direktdigitalgenerators 116 wird
von einer Steuerung 118 gesteuert, die ein Steuersignal
bereitstellt. Jedes Mal, wenn sich das Steuersignal ändert, zum
Beispiel von einem niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel, wird die
Frequenz geändert,
die der Direktdigitalgenerator 116 erzeugt. Dementsprechend
wird der Direktdigitalgenerator 116 im ersten Steuerzyklus
Signale auf Frequenz F1' bereitstellen,
im nächsten
Steuerzyklus werden Signale auf Frequenz F2' bereitgestellt, und so weiter. Die
Steuerfrequenz wird derart gewählt, dass
jede der N unterschiedlichen Frequenzen F1 bis FN in einer Zeit
abgetastet werden kann, die gleich einer Bitzeitdauer ist. Die Bitzeitdauer
ist die Zeitlänge,
für die
jedes Bit auf jeder übertragenen
Trägerwelle
konstant ist. Mit anderen Worten ermöglicht die Zeitsteuerung des
Direktdigitalgenerators 116, dass jedes aufeinanderfolgende
Bit auf jeder Trägerwelle innerhalb
einer Bitzeitdauer abgetastet wird. Demnach werden alle Frequenzen
F1' ... FN' in einer einzigen
Bitzeitdauer abwechselnd erzeugt.
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Der
Ausgang des Mischers 114 ist mit einem Bandpassfilter 120 verbunden,
das auf die Frequenz K abgestimmt ist. Demnach werden alle Signale
gefiltert, die nicht auf Frequenz K liegen. Stellt der Direktdigitalgenerator 116 ein
Signal auf Frequenz F1' bereit,
werden die Signale auf Frequenz F1 auf K reduziert. Die Signale
auf Frequenzen F2' ...
FN' werden jedoch
auf entsprechende andere Frequenzen reduziert, die sich von Frequenz
K unterscheiden. Dementsprechend wird, wenn die Ausgabe des Mischers 114 an
das Bandpassfilter 120 eingegeben wird, von dem Filter 120 nur
das Signal ausgegeben, das von der Frequenz F1 hergeleitet wird,
wobei die anderen Signale von dem Filter 120 reduziert
oder entfernt werden. Dieser Prozess wird jedes Mal wiederholt,
wenn sich die von dem Generator bzw. Synthesizer 116 bereitgestellte
Frequenz ändert.
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Wie
aus 5b, welche die Zeitsteuerung der Abtastung veranschaulicht,
und 5c, welche die Steuersignalfrequenz zeigt, ersichtlich
ist, wird das anfänglich
auf Frequenz F1 liegende Signal demnach zu Beginn einer Bitzeitdauer
abgetastet, wobei der Generator bzw. Synthesizer auf Frequenz F1' abgestimmt ist.
Ist die Abtastung des anfänglich
auf F1 liegenden ersten Signals abgeschlossen, wird der Direktdigitalgenerator 116 abgestimmt,
um die zweite Frequenz F2' bereitzustellen.
Wie aus 5b ersichtlich ist, braucht
der Direktdigitalgenerator 116 ein wenig Zeit, um von einer
Bereitstellung der Frequenz F1' auf
eine Bereitstellung der Frequenz F2' zu wechseln. Dementsprechend wird während dieser Zeitdauer,
die durch Bezugszeichen g markiert ist, keine Abtastung erfolgen.
Stellt der Direktdigitalgenerator 116 die zweite Generatorfrequenz
F2' bereit, wird
das anfänglich
auf dem zweiten Träger
F2 liegende Signal abgetastet. Dies wird für jede der N Trägerfrequenzen
F1 bis FN durchgeführt.
Die Ausgabe des Bandpassfilters 120 bezüglich der Zeit ist gemäß 5d gezeigt.
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Beim
aktuellen GSM-Standard beträgt
die Bitzeitdauer 3,69 μs.
Bei einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird die Anzahl von Kanälen und somit von unterschiedlichen
Trägerfrequenzen,
die von der Funkbasisstation zur gleichen Zeit empfangen werden,
vier sein. Wird angenommen, dass die Schutzperiode und die Abtastperiode
gleich sind, wird der Direktdigitalgenerator 116 zwischen
den vier Frequenzen, die erforderlich sind, um einen entsprechenden
der empfangenen Kanäle
abwärts
zu wandeln, mit einer Rate von 461 ns springen müssen. Mit anderen Worten wird
die Zeit zwischen dem Ende einer Abtastperiode und dem Beginn der
nächsten
Abtastperiode 461 ns sein und wird die Länge jeder Abtastperiode 461
ns sein. Es sollte jedoch anerkannt werden, dass es nicht wesentlich
ist, dass die Abtast- und die Schutzzeiten gleich sind.
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Die
maximale Umschaltgeschwindigkeit von momentan verfügbaren Direktdigitalgeneratoren 116 beträgt 2/Fc, wobei Fc die Taktfrequenz
ist. Ein kommerziell verfügbarer
Direktdigitalgenerator hat eine Taktgeschwindigkeit von 300 MHz.
Dies würde
bedeuten, dass die maximale Umschaltgeschwindigkeit 7 ns wäre, weshalb
das hierin vorstehend skizzierte Ziel von 461 ns deutlich möglich ist.
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Mit
den momentan kommerziell verfügbaren Direktdigitalgeneratoren
beträgt
die maximale Frequenz, die erzeugt werden kann, ungefähr 40% der Taktfrequenz.
Somit würde
die maximale Ausgabefrequenz bei einer Taktgeschwindigkeit von 300
MHz ungefähr
120 MHz betragen. Die maximale Frequenz, die erforderlich sein wird,
wird von dem Standard abhängen,
mit dem der Empfänger
zu arbeiten ausgelegt ist. Für
einen GSM-Standard
sind die von dem Generator geforderten Frequenzen zum Beispiel ungefähr 700 MHz,
wohingegen für
andere Standards höhere
Frequenzen von ungefähr
1600 MHz erforderlich wären.
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Es
gibt mehrere Arten, auf die diese Aufwärtswandlung (mit anderen Worten
die Erhöhung der
von dem Generator ausgegebenen Frequenz auf das geforderte Niveau)
erreicht werden kann. Das erste Verfahren besteht darin, einfach
einen Multiplizierer zu verwenden, um die von dem Direktdigitalgenerator
ausgegebene Frequenz zu erhöhen.
Der gleiche Multiplizierer kann verwendet werden, um die unterschiedlichen
Frequenzen bereitzustellen. Die Grundfrequenz, die von dem Generator
ausgegeben wird, würde
dann je nach Bedarf verändert
werden. Der Multiplizierer würde
zwischen dem Ausgang des Generators und dem Eingang zum Mischer
liegen. Frequenzmultiplizierer sind wohl bekannt und umfassen typischerweise
eine nichtlineare Schaltung, die verwendet wird, um ein Signal auf
einem Vielfachen der Eingangssignalfrequenz zu erzeugen. Während Multiplizierer
bei bestimmten Ausführungsbeispielen der
Erfindung verwendet werden können,
enthält
das von dem Multiplizierer ausgegebene Signal ungewünschtes
Rauschen. Bei einer Alternative bleibt die Grundfrequenz des Generators
die Gleiche und wird der Faktor verändert, mit dem die Ausgabe
des Generators durch den Multiplizierer multipliziert wird, um die
geforderte Ausgabefrequenz für
den Mischer zu erhalten.
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Ein
zweites Verfahren besteht darin, von der Tatsache Gebrauch zu machen,
dass der Direktdigitalgenerator Oberschwingungen der Hauptfrequenz erzeugen
wird. Bei einer normalen Benutzung können diese Oberschwingungen
durch Filterung beseitigt werden. Ist die von dem Direktdigitalgenerator ausgegebene
Hauptfrequenz zum Beispiel f, werden die Oberschwingungen auf 2f,
3f, ... nf ausgegeben, wobei n eine Ganzzahl ist. Ist die von einem
Direktdigitalgenerator ausgegebene Hauptfrequenz zum Beispiel 120
MHz, werden Oberschwingungen auf 240 MHz, 360 MHz, usw. ausgegeben,
wie gemäß 6 veranschaulicht.
Wäre zum
Beispiel eine Frequenz um 1500 MHz erforderlich, könnte zum
Beispiel die Oberschwingung auf 1440 MHz verwendet werden. Da die
Oberschwingungen eine kleinere Amplitude als die Hauptfrequenz haben
werden, ist ein Verstärker
erforderlich. Zusätzlich
wird ein Filter benötigt,
um die ungewünschten
Frequenzen einschließlich
der Hauptfrequenz und der ungenutzten Oberschwingungen herauszufiltern.
Zum Modifizieren des gemäß 4 gezeigten
Ausführungsbeispiels,
um diese Aufwärtswandlung
zu verwenden, müssen
einfach ein Verstärker
und ein Filter zwischen den Direktdigitalgenerator 16 und
den Mischer 14 platziert werden. Die Grundfrequenz, von
der die Oberschwingungen erhalten werden, wird gemäß der Frequenz
verändert,
die an den Mischer eingegeben werden muss.
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Bei
einem dritten Verfahren der Aufwärtswandlung
wird eine herkömmliche
Aufwärtswandlungstechnik
verwendet. Demnach würde
das gemäß 4 gezeigte
Ausführungsbeispiel
derart modifiziert werden, dass es einen oder mehrere Mischer zwischen
dem Direktdigitalgenerator 116 und dem Mischer 114 umfasst.
Der zusätzliche
Mischer würde eine
Eingabe von dem Direktdigitalgenerator und eine Eingabe von einem
Festfrequenzgenerator umfassen. Der Festfrequenzgenerator würde nur
eine einzig Frequenz bereitstellen und die Ausgabe des Direktdigitalgenerators
würde verändert werden,
um sicherzustellen, dass die richtige Frequenz an den Mischer ausgegeben
wird. Der zusätzliche
Mischer würde
eingerichtet sein, um die zwei Frequenzen effektiv zusammenzuzählen, damit
sich eine höhere Frequenz
ergibt.
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Wie
hierin vorstehend erwähnt
wird die Ausgabe des Direktdigitalgenerators 116 von dem Mischer 114 mit
den von der Antenne 112 empfangenen Frequenzen gemischt.
Der Mischer 114 reduziert die Frequenzen der empfangenen
Signale auf die Zwischenfrequenz K. Die Ausgabe des Mischers 114 wird
an das Bandpassfilter 120 eingegeben. 5d zeigt
die typische Ausgabe des Bandpassfilters 120. Die Ausgabe
des Bandpassfilters 120 stellt einen Momentanwert für jedes
Bit eines Signals bereit, wobei jeder Wert von einem anderen getrennt
ist.
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Die
gefilterte Ausgabe des Bandpassfilters 120 wird an einen
Analog-Digital-Wandler und an einen digitalen Signalprozessorblock 122 eingegeben. Der
Prozessorblock 122 umfasst einen automatischen Verstärkungsregelungsblock 124,
der mit dem Ausgang des Bandpassfilters verbunden ist. Dieser automatische
Verstärkungsregelungsblock 124 regelt
die Verstärkung
des von dem Bandpassfilter 120 ausgegebenen Signals, so
dass das Signal eine Amplitude aufweist, die in einen vorbestimmten
Bereich fällt.
Dieser Bereich ist vorzugsweise der Dynamik- bzw. Aussteuerungsbereich
des Analog-Digital-Wandlerblocks im Prozessor 122. Die
Ausgabe des automatischen Verstärkungsregelungsblocks wird
an einen Analog-Digital-Wandler 126 eingeben, der ebenfalls
einen Teil des Prozessors 122 bildet. Das Signal von dem
automatischen Verstärkungsregelungsblock 124,
das in analoger Form vorliegt, wird in digitale Form gewandelt.
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Die
Ausgabe des Analog-Digital-Wandlers 126 wird an einen digitalen
Signalprozessor 128 des Prozessors 122 angelegt
und von diesem auf eine Art und Weise verarbeitet, die im Stand
der Technik im Allgemeinen gut bekannt ist und dementsprechend hierin
nachstehend nicht in weiteren Einzelheiten beschrieben wird. Im
Allgemeinen extrahiert der digitale Signalprozessor die Daten aus
den Trägerwellen.
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Momentan
verfügbare
digitale Signalprozessoren und Analog-Digital-Wandler sind fähig, aus
einem Träger,
der für
ein Bit in einem Phasenzustand vorliegt, Phaseninformationen für ungefähr 48 Zyklen der
Trägerfrequenz
pro Phasenzustand zu extrahieren. Bei dem gemäß 4 gezeigten
Ausführungsbeispiel
würden
78 Zyklen der Frequenz pro Phasenzustand vorliegen, falls die Zwischenfrequenz,
zum Beispiel 170 MHz, von dem Analog-Digital-Wandler der Einheit 122 für eine Dauer
von 461 ns abgetastet wird. Klarerweise wären bekannte digitale Signalprozessoren
in der Lage, dies zu bewältigen.
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Es
sollte beachtet werden, dass es bei einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung
nicht notwendig sein kann, die Ausgabe des Direktdigitalgenerators
aufwärts
zu wandeln. Dies kann der Fall sein, wenn eine relative niedrige
Frequenz von dem Direktdigitalgenerator gefordert wird. Es ist auch
vorauszusehen, dass Entwicklungen erfolgen werden, die es ermöglichen
werden, dass Direktdigitalgeneratoren höhere Frequenzen bereitstellen.
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Bei
den beschriebenen Ausführungsbeispielen
ist ein einzelner Empfänger
beschrieben, der fähig
ist, mit allen Kanälen
umzugehen. Bei einer Modifikation ist jedoch eine Vielzahl von Empfängern bereitgestellt,
und jeder Empfänger
ist eingerichtet, mit einer Vielzahl von Kanälen umzugehen.
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Bei
dem hierin vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird angenommen,
dass die Signale, die von der Basisstation empfangen werden, eine
synchronisierte Zeiteinteilung aufweisen, so dass die Bitzeitdauern
in jedem Kanal synchronisiert sind. Bei anderen Ausführungsbeispielen
der Erfindung müssen
die Kanäle
jedoch nicht synchronisiert sein.
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Während Ausführungsbeispiele
der Erfindung in Zusammenhang mit einem GSM-System beschrieben wurden,
können
Ausführungsbeispiele
der Erfindung mit jedem anderen geeigneten Standard verwendet werden,
einschließlich
analoger Standards, anderer Standards unter Verwendung von Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff
(TDMA), Spreizspektrumsystemen wie etwa Codemultiplex-Mehrfachzugriff (CDMA),
Frequenzmultiplex-Mehrfachzugriff (FDMA), Raummultiplex-Mehrfachzugriff
(SDMA) und Mischungen von jedem dieser Systeme.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung wurden im Kontext eines Empfängers für eine Funkbasisstation beschrieben.
Ausführungsbeispiele
der Erfindung können
jedoch bei jedem anderen geeigneten Empfänger wie etwa in einer Mobilstation
ebenso wie bei anderen Typen von Empfängern verwendet werden, die
nicht in zellularen Netzwerken verwendet werden, aber die eingerichtet
sind, eine Anzahl von Signalen auf unterschiedlichen Frequenzen
zur gleichen Zeit zu empfangen. Weitere Anwendungen umfassen eine
Mehrträger-Leistungssteuerung
für Sender.