ES2620321T3

ES2620321T3 - Transceptor TDD reversible

Info

Publication number: ES2620321T3
Application number: ES13739279.1T
Authority: ES
Inventors: Phil LONGHURST
Original assignee: Srt Marine Tech Ltd; SRT MARINE TECHNOLOGY Ltd
Current assignee: Srt Marine Tech Ltd; SRT MARINE TECHNOLOGY Ltd
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2017-06-28
Anticipated expiration: 2033-07-15
Also published as: US9473197B2; US20150372710A1; GB201301547D0; WO2014118490A1; GB2510187A; EP2951930B1; EP2951930A1

Abstract

Un radio transceptor, que comprende: dos cadenas transceptoras reversibles, cada una contiene un mezclador (140,156) de radiofrecuencia respectivo; y un generador (176) de frecuencia intermedia, para recibir una señal de banda base que contiene datos para transmisión, y para generar señales en dos frecuencias intermedias diferentes moduladas con dichos datos; En el que, en un modo de recepción, cada cadena transceptora recibe una señal respectiva a una radiofrecuencia respectiva, y en el que el mezclador de radiofrecuencia respectivo convierte la señal respectiva a una frecuencia intermedia respectiva; y en el que, en el modo de transmisión, una de dichas señales en las dos frecuencias intermedias diferentes moduladas con dichos datos se pasa al mezclador de radiofrecuencia respectivo para conversión a la frecuencia de radiofrecuencia respectiva.

Description

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DESCRIPCION

Transceptor TDD reversible Antecedente de la invencion Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a un radio transceptor, particularmente para uso en un sistema duplex de division en el tiempo. En realizaciones especlficas, la invencion se refiere en particular a un terminal transpondedor super heterodino doble para trasmitir y recibir senales AIS (Sistema de Identificacion Automatico) en la banda VHF marltima (156.025 a 162.025 MHz)

Description de la tecnica relacionada

La rapida adoption del equipo AIS marltimo esta siendo impulsada por los beneficios de seguridad de la navegacion y por los mandatos gubernamentales de seguridad interna en muchas regiones. Si bien los grandes embarques internacionales de mas de 300 toneladas han sido obligados a llevar la clase A de la categorla AIS durante varios anos, las embarcaciones mas pequenas solo han transportado la clase B de la categorla AIS de forma voluntaria hasta que entraron en vigor los ultimos mandatos. Los equipos AIS de clase B se han dirigido principalmente al mercado de embarcaciones de recreo y, por lo tanto, han sido disenados para la fabrication comercial de bajo coste y alto volumen. Esto, junto con el deseo de muchos fabricantes de equipos originales de construir modulos AIS en otros equipos, como las pantallas de graficos, ha impulsado la tendencia hacia disenos de modulos AIS cada vez mas pequenos.

La figura 1 muestra un transpondedor AIS de clase B comercial convencional de bajo coste. En general, el transpondedor 10 mostrado en la figura 1 comprende dos cadenas 12, 14 receptoras superheterodinas independientes y una cadena 16 transmisora modulada directamente.

Mas especlficamente, el transpondedor 10 comprende un puerto 18 de antena VHF, conectado a un conmutador 20 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion. En el lado de reception, el conmutador 20 esta conectado a traves de un primer filtro 22 de onda acustica superficial (SAW) y un amplificador 24 de bajo ruido a un divisor 26 pasivo. El divisor 26 esta conectado a las cadenas 12, 14 receptoras.

De este modo, una senal que entra en la primera cadena 12 receptora se pasa a un segundo filtro 28 SAW y a continuation a un primer mezclador 30 RF, donde es convertido a una primera frecuencia intermedia (IF). La senal IF resultante se hace pasar a traves de un primer amplificador 32 IF, un filtro 34 de cristal IF y un segundo amplificador 36 IF a un segundo mezclador IF y demodulador 38 integrados, en donde se convierte adicionalmente. La senal de banda base resultante se emite en un terminal 40 de salida.

De forma similar, una senal que entra en la segunda cadena 14 receptora se pasa a un tercer filtro 42 SAW, y luego a un segundo mezclador 44 RF, donde se convierte a una segunda frecuencia intermedia (IF). La senal IF resultante se hace pasar a traves de un tercer amplificador 46 IF, un filtro 48 de cristal IF y un cuarto amplificador 50 IF hasta un segundo demodulador 52 y mezclador IF integrados, en el que se convierte posteriormente. La senal de banda base resultante se emite en un segundo terminal 54 de salida.

La fuente de las senales de oscilador local requeridas es un reloj 56 de referencia de cuarzo, que esta conectado a un sintetizador 58 PLL dual. El sintetizador 58 PLL dual se conecta a un primer oscilador controlado por voltaje 60 (VCO), para generar una senal de oscilador local a una primera frecuencia de oscilador local, y a un segundo oscilador controlado por voltaje 62 (VCO), para generar una senal de oscilador local en una segunda frecuencia de oscilador local. La senal de oscilador local en la primera frecuencia de oscilador local se suministra a una segunda entrada del primer mezclador 30 RF y la senal de oscilador local a la segunda frecuencia de oscilador local se suministra a una segunda entrada del segundo mezclador 44 RF.

De este modo, mediante la selection apropiada de las senales en las primeras y segundas frecuencias del oscilador local, se pueden detectar senales en los canales AIS requeridos.

En la cadena 16 de transmision, se suministra una senal de reloj en una frecuencia conocida en una entrada 70 de un sintetizador 72 N PLL fraccional dual, que recibe una palabra de modulation de un microprocesador en su segunda entrada 74. El sintetizador 72 N PLL fraccional dual se puede controlar de manera que genere una senal en un canal elegido de los dos canales AIS en uso. La senal de salida resultante se hace pasar a traves de un oscilador 76 controlado por voltaje (VCO) de la trayectoria de transmision y luego a traves de un primer amplificador 78 de potencia RF y un segundo amplificador 80 de potencia RF a un filtro 82 de paso bajo armonico, antes de pasar a traves del conmutador 20 a la antena 18.

Los dos receptores 12, 14 monitorizan normalmente los dos canales AIS por defecto AIS1 y AIS2 que recolectan emisiones de informes de position de otros terminales AIS dentro del intervalo de radio VHF. De forma periodica, el transpondedor 10 AIS de clase B transmite sus propios datos de posicion geografica, derivados de un receptor GNSS a bordo. La sincronizacion de esta transmision automatica se determina por un protocolo acordado internacionalmente basado en el sistema Carrier-Sense TDMA.

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Los documentos US6356536, US2009028175, CN201878136 U, US6272329 proporcionan diversos ejemplos de transceptores conocidos.

Resumen de la invencion

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invencion, se proporciona....

Esto tiene la ventaja de que facilita la miniaturizacion de transceptores tales como transceptores AIS reutilizando determinadas areas de circuitos para transmitir y recibir. Esto se ha logrado mediante el diseno de circuitos de RF para ser reversibles en funcionamiento, lo que es posible en un sistema duplex por division en el tiempo (TDD) sin necesidad de transmitir y recibir simultaneamente.

Breve descripcion de los dibujos

Para una mejor comprension de la presente invencion, y para mostrar como se puede poner en practica, se hara ahora referencia, a modo de ejemplo, a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 muestra un radio transceptor convencional;

La figura 2 ilustra los tiempos de senal en un transpondedor AIS;

La figura 3 ilustra con mas detalle los tiempos de las senales en un transpondedor AIS;

La figura 4 es un diagrama esquematico en bloque de un transceptor de radio de acuerdo con la presente invencion;

y

La Figura 5 ilustra con mas detalle una parte del radio transceptor de la figura 4.

Descripcion detallada

La figura 2 muestra el funcionamiento de un sistema de transceptor de radio duplex de division en el tiempo y, en particular, ilustra el funcionamiento de un sistema de identificacion automatica (AIS) para uso en buques. Especlficamente, el sistema AIS en un buque monitoriza las transmisiones en dos canales 90, 92 AIS, identificados en la figura 2 como canal AIS A y canal AIS B. Aunque el sistema transceptor se describe aqul con referencia a su uso en un sistema AIS, sera evidente que se puede utilizar el mismo transceptor en cualquier sistema transceptor, y es particularmente util en un sistema que funciona sobre una base duplex por division en el tiempo, especialmente un sistema con multiples frecuencias de funcionamiento.

El sistema tambien transmite sus propias senales en los mismos dos canales 90, 92 AIS. De acuerdo con la especificacion AIS, la senalizacion puede tener lugar en cualquier par de canales asignados, y no necesariamente los canales A y canales B AIS predeterminados. Sin embargo, no se requiere un sistema AIS de clase B para transmitir en un canal distinto de uno de los pares de canales en los que acaba de recibir.

Se utiliza una tecnica de Acceso Multiple por Division en el Tiempo de Deteccion de Portador (CSTDMA) para asegurar que las senales transmitidas por el dispositivo no interfieran con las senales transmitidas por cualquier otro dispositivo AIS cercano. Esto significa que el dispositivo debe ser capaz de conmutar muy rapidamente entre recepcion y transmision, y viceversa, de acuerdo con lo especificado por la norma internacional IEC62287-1 ed.2.

Adicionalmente, se requiere que el transpondedor de clase B realice una deteccion de portador al comienzo de un intervalo de tiempo de transmision candidato recibiendo senales para comprobar si un transpondedor AIS de clase A o un transpondedor de Ayuda a Navegacion (AtoN) ha comenzado a transmitir en el mismo intervalo de tiempo. Por lo tanto, para sus propias transmisiones, el dispositivo es capaz de seleccionar intervalos de tiempo en los que no hay transmision competitiva.

El resultado es que, como se muestra en la figura 2, el dispositivo selecciona un intervalo de tiempo por cuadro 94, 96, 98 para sus propias transmisiones T, alternando entre la transmision en los dos canales AIS indicados por los numeros de referencia 90, 92. Mientras que no esta transmitiendo, esta recibiendo (R) en los dos canales 90, 92.

La figura 3 muestra el funcionamiento de la deteccion de portador, que establece condiciones estrictas en el diseno del transmisor. Por lo tanto, la figura 3 muestra la intensidad 100 de senal recibida en un portador particular, en funcion del tiempo, con el tiempo t = 0 que representa el inicio de un intervalo de tiempo que es candidato para las transmisiones desde el dispositivo. Especlficamente, el dispositivo supervisa la intensidad de la senal durante una ventana de deteccion de localization de portador, que se extiende desde 833-1979 gs desde el comienzo del intervalo de tiempo. Si, como se muestra en la figura 3, el nivel de la senal de RF recibida excede un nivel de umbral Lt durante dicha ventana de deteccion, entonces se determina que el dispositivo no debe transmitir durante ese intervalo de tiempo.

Sin embargo, si el nivel de la senal RF recibida no excede el nivel de umbral Lt durante la ventana de deteccion, entonces se determina que el dispositivo puede transmitir durante ese intervalo de tiempo, y entonces debe estar listo para comenzar la transmision poco tiempo despues, es decir, 2083 gs del inicio del intervalo de tiempo.

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Normalmente esto implicara diseno de sintetizador de tiempo de bloqueo extremadamente rapido para el transmisor en conjunto con los otros requisitos de sintetizador dificiles y frecuentemente exclusivos tales como ruido de fase baja y espurio. Tambien puede requerir un gran cuidado en el diseno del control de nivel de potencia del transmisor, para asegurar que las emisiones de fugas del transmisor en espera no interfieran en el receptor particular que intenta realizar la deteccion de portador en la misma frecuencia.

La figura 4 es un diagrama esquematico de bloques de un transceptor RF que es capaz de cumplir estos requisitos. Como se describe con mas detalle a continuacion, el transceptor 120 mostrado en la figura 4 utiliza una arquitectura de cadena RF parcialmente reversible basada en la alternancia IF, con el fin de reducir el numero de componentes en el dispositivo.

El transceptor 120 mostrado en la figura 4 se destina especificamente a la operacion en un sistema de comunicaciones por radio de Acceso Multiple por Division en el Tiempo (TDMA), tal como un transceptor AIS. Sin embargo, se apreciara que la invention es igualmente aplicable a otros usos, con una modification adecuada. En el caso de un sistema AIS, el transceptor esta obligado a recibir y transmitir senales en dos canales de radiofrecuencia

Frf,a y Frf,b.

con el fin de ser capaces de recibir y transmitir senales en los dos canales seleccionados, el transceptor 120 tiene dos cadenas 122, 124 de transceptor reversibles agiles en frecuencia.

El transceptor 120 comprende un puerto de antena 126 VHF, conectado a un circuito de extremo frontal que incluye un primer conmutador 128 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion. En el lado de reception, el conmutador 128 se conecta a traves de un primer filtro 130 de onda acustica de superficie (SAW) y un amplificador 132 de bajo ruido a un divisor 134 pasivo. El divisor 134 se conecta a las cadenas 122, 124 de transceptor reversibles.

De este modo, una senal recibida que entra en la primera cadena 122 de transceptor se conecta a traves de un segundo conmutador 136 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion a un segundo filtro 138 SAW, y despues se pasa a un primer mezclador 140 RF, en donde se convierte a una primera Frecuencia intermedia (IF1). La senal IF resultante se hace pasar a traves de un primer filtro 142 IF a un tercer conmutador 144 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion. A continuacion, se hace pasar una senal recibida a traves de un primer amplificador 146 IF a un segundo mezclador y demodulador 148 integrados IF, en donde se convierte posteriormente. La senal de banda base resultante se emite en un terminal 150 de salida.

De forma similar, una senal que entra en la segunda cadena 124 transceptor se conecta a traves de un cuarto conmutador 152 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion a un tercer filtro 154 SAW, y luego se pasa a un segundo mezclador 156RF, en donde se convierte a una segunda frecuencia intermedia (IF2). La senal IF resultante se hace pasar a traves de un segundo filtro 158 IF hasta un quinto conmutador 160 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion. A continuacion, se hace pasar una senal recibida a traves de un segundo amplificador 162 IF a un segundo demodulador 164 y mezclador IF integrados y, en donde se convierte posteriormente. La senal de banda base resultante se emite en un terminal 166.de salida

La fuente de las senales requeridas del oscilador local es un reloj 168 de referencia de cuarzo, que se conecta a un sintetizador 170 PLL dual. El sintetizador 170 PLL dual se conecta a un primer oscilador 172 controlado por voltaje (VCO), para generar una senal de oscilador local a una primera frecuencia de oscilador local LO1 y a un segundo oscilador 174 controlado por voltaje (VCO), para generar una senal de oscilador local a una segunda frecuencia de oscilador local LO2. La senal de oscilador local a la primera frecuencia de oscilador local se suministra a una segunda entrada del primer mezclador 140 RF y la senal de oscilador local a la segunda frecuencia de oscilador local se suministra a una segunda entrada del segundo mezclador 156 RF.

De este modo, mediante la selection apropiada de las senales en las frecuencias del primer y segundo oscilador local, se pueden detectar senales en los canales AIS requeridos, como se describe con mas detalle a continuacion.

En el caso de senales de transmision, se suministra una senal de reloj desde el reloj 168 de referencia de cuarzo a un generador de frecuencia intermedia, o bloque de generation de alternancia 176 IF que recibe en una segunda entrada 178 una senal de entrada, por ejemplo desde un microprocesador asociado, que contiene los datos AIS que se van a transmitir. Como es bien conocido, los datos AIS incluyen la identidad, position, etc. del buque en el que se lleva el dispositivo.

Basandose en estas entradas, el bloque 176 de generacion de alternancia IF genera senales en dos frecuencias del oscilador local de transmision, como se describe con mas detalle a continuacion.

La senal en la primera frecuencia de oscilador local de transmision se suministra a una entrada del tercer conmutador 144 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion, y luego a traves del primer filtro 142 IF al primer mezclador 140 RF.

En el primer mezclador 140 RF, la senal en la primera frecuencia de oscilador local de transmision se convierte a la frecuencia de radio. La senal RF resultante se hace pasar a traves del segundo filtro 138 SAW al segundo conmutador 136 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion.

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La senal puede ser entonces pasada por el conmutador 136 a un cuarto filtro 180 RF SAW y a continuation a traves de un primer amplificador 182 de potencia RF y un segundo amplificador 184 de potencia RF a un filtro 186 de paso bajo armonico antes de pasar a traves del conmutador 128 a la antena 126.

De forma similar, la senal en la segunda frecuencia de oscilador local de transmision se suministra a una entrada del quinto conmutador 160 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion y, a continuacion, a traves del segundo filtro 158 IF al segundo mezclador 156 RF.

En el segundo mezclador 156 RF, la senal en la segunda frecuencia de oscilador local de transmision se convierte a la frecuencia de radio. La senal RF resultante se pasa a traves del tercer filtro 154 SAW al segundo conmutador 152 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion.

La senal puede pasar entonces por el conmutador 152 al cuarto filtro 180 RF SAW y luego a traves del primer amplificador de potencia 182 RF y el segundo amplificador de potencia 184 RF al filtro 186 de paso bajo armonico, antes de pasar a traves del conmutador 128 a la antena 126.

De este modo, durante periodos de tiempo en los que el transceptor recibe senales en el primer y el segundo canal, el primer conmutador 128 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion se conecta para pasar senales desde la antena 126 al primer filtro 130 SAW; El segundo conmutador 136 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion se conecta, para pasar senales desde el divisor 134 al segundo filtro 138 SAW; El tercer conmutador 144 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion se conecta para pasar senales desde el primer filtro 142 IF al amplificador 146IF; El cuarto conmutador 152 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion se conecta para pasar senales desde el divisor 134 al tercer filtro 154 SAW; Y el quinto conmutador 160 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion se conecta para pasar senales desde el segundo filtro 158 IF al amplificador 162 FI. Esto significa que, en el modo de reception, no se generan senales de transmision a la frecuencia de reception, y por lo tanto la detection de portador puede tener lugar sin impedimentos.

Durante los periodos de tiempo en que el transceptor esta transmitiendo senales en el primer canal, el primer conmutador 128 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion se conecta para pasar senales desde el filtro 186 de paso bajo a la antena 126; El segundo conmutador 136 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion se conecta para pasar senales desde el segundo filtro 138 SAW al cuarto filtro 180 SAW; El tercer conmutador 144 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion se conecta para pasar senales desde el bloque 176 de generation de alternancia IF al primer filtro 142 IF; Y el cuarto y quinto conmutadores 152, 160 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion, bloquean todas las senales.

De forma similar, durante los periodos de tiempo en que el transceptor esta transmitiendo senales en el segundo canal, el primer conmutador 128 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion se conecta para pasar senales desde el filtro 186 de paso bajo a la antena 126; El segundo y tercer conmutadores 136, 144 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion, bloquean todas las senales; El cuarto conmutador 152 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion se conecta para pasar senales desde el tercer filtro 154 SAW al cuarto filtro 180 SAW; Y el quinto conmutador 160 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion se conecta para pasar senales desde el bloque 176 de generacion de alternancia IF al segundo filtro 158 IF.

Por lo tanto, solo es necesario proporcionar dos sintetizadores. Dado que los sintetizadores estan normalmente disponibles en paquetes de IC duales, en este caso utilizados como el sintetizador 170 PLL dual, esto reduce a la mitad el conteo del paquete de IC del sintetizador de disposition, en comparacion con un transceptor que tiene tres sintetizadores. Del mismo modo, solo se requieren dos osciladores 172, 174 controlados por voltaje para generar las senales requeridas del oscilador local para la mezcla superheterodina hacia/desde la frecuencia intermedia (IF). Los mezcladores balanceados doblemente y los filtros SAW comunmente utilizados son dispositivos inherentemente bidireccionales, por lo que la arquitectura mostrada en la figura 4 explota esta propiedad para reducir los circuitos RF/IF requeridos, ahorrando espacio y coste.

La figura 5 muestra con mas detalle la forma del bloque 176 de generacion de alternancia IF, en una realization ilustrativa de la invention.

Una senal de reloj de referencia a una frecuencia de referencia Fref es recibida desde el reloj 168 de referencia de cuarzo en una entrada 200 y aplicada a un regulador 202 intermedio de conmutacion. La senal de reloj de referencia tambien se aplica a un biestable 204 tipo D, que actua como un divisor de frecuencia dividido por 2, y el reloj de referencia dividido resultante a la frecuencia Fref/2 se aplica a un segundo regulador 206 de conmutacion.

Los buferes 202, 206 de conmutacion sirven para inhibir la generacion de productos IF no deseados a niveles CMOS durante los intervalos de recepcion, si el oscilador 208 necesita ser habilitado para propositos de calibration.

El bloque 176 de generacion de alternancia IF tambien incluye un oscilador 208 de cristal controlado por voltaje (VCXO) CMOS, que genera una senal en una frecuencia basica, que tiene especlficamente una frecuencia de salida nominal Fvcxo. Una senal de entrada, recibida en la entrada 178 y que contiene los datos AIS de capa flsica que se van a transmitir, se aplica al VCXO 208, de manera que modula en fase la senal de reloj en Fvcxo.

El reloj modulado resultante se pasa a un regulador 210 de conmutacion respectivo.

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La senal de reloj de referenda en la frecuencia de referenda Fref y la serial de reloj modulada en Fvcxo se pasan entonces a un primer traductor 212 de frecuencia XOR que actua como mezclador para generar una senal de frecuencia intermedia a una primera frecuencia intermedia de transmision Fif,txi (Fvcxo - Fref), y esta se envla al tercer conmutador 144 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion en la llnea 214. Adicionalmente, la senal de reloj de referencia dividida en la frecuencia de referencia Fref/2 y la senal de reloj modulada en Fvcxo se pasan a un segundo traductor 216 de frecuencia XOR que actua como mezclador para generar una senal de frecuencia intermedia a una segunda frecuencia intermedia de transmision Fif,tx2 dada por (Fvcxo - Fref/2), y esta se envla al quinto conmutador 160 de radiofrecuencia (RF) de transmision/recepcion en la llnea 218.

La primera y segunda frecuencia intermedia de transmision Fiftx1, Fiftx2 se separan entre si para evitar la interferencia. Mas especlficamente, con el fin de permitir que estas dos frecuencias intermedias generen senales de transmision en cualquiera de las dos frecuencias posibles, sin posibilidad de interferencia entre las dos frecuencias intermedias, estas deben estar separadas por el intervalo total de sintonizacion del sistema, mas una banda de proteccion por ejemplo, en el caso del sistema AIS, en el que los canales se separan a traves de una banda de sintonizacion de 6 MHz, se aconseja que la primera y la segunda frecuencias intermedias de transmision se separen por lo menos en, digamos, 8 MHz.

Durante los periodos de tiempo de transmision, la senal en la primera o segunda frecuencia intermedia de transmision, segun sea el caso, esta entonces limitada en banda para eliminar los productos de solapamiento pasando a traves del respectivo filtro 142, 158 de cristal IF que tambien se usa durante el modo de recepcion. El resultado es una senal IF analogica que se puede pasar al mezclador 140, 156 apropiado para generar la frecuencia de transmision deseada. Como se ha mencionado anteriormente, la cadena activa de las dos cadenas de transmision se encamina a traves de los amplificadores 182, 184 de potencia para producir una senal que tiene la potencia de salida de transmision deseada.

Por lo tanto, en el modo de transmision, el mezclador 140 se utiliza para convertir hacia arriba una senal de frecuencia intermedia a la primera frecuencia intermedia de transmision Fif,tx1 a una primera frecuencia de canal Frf,a y, en modo de recepcion, tambien se utiliza para convertir una senal recibida en la primera frecuencia de canal de rF Frf,a a la primera frecuencia intermedia de transmision Fif,tx1. Por lo tanto, el mezclador 140 requiere una senal de oscilador 172 local desde el oscilador a una primera frecuencia de oscilador local Flo1 = (Frf,a - Fif,tx1)

El mezclador 156 se utiliza en el modo de transmision para invertir una senal de frecuencia intermedia en la segunda frecuencia intermedia de transmision Fif,tx2 a una segunda frecuencia de canal RF Frf,b, y, en el modo de recepcion, tambien se utiliza para convertir una senal recibida en la segunda frecuencia de canal RF Frf,b a la segunda frecuencia intermedia de trasmision Fif,tx2. De esta manera, el mezclador 156 requiere una senal de oscilador local del oscilador 174 a una segunda frecuencia de oscilador local Flo2 = (Frf,b - Fif,tx2).

En una realizacion ilustrativa de la invencion, la senal de reloj de referencia recibida del reloj 168 de referencia de cuarzo tiene una frecuencia de referencia Fref = 19.2 MHz. Esta es una eleccion adecuada porque es una frecuencia de reloj estandar, y por lo tanto, los relojes de referencia adecuados estan facilmente disponibles. Adicionalmente, no hay armonicos de la frecuencia de 19.2 MHz dentro de la banda marina VHF y, por lo tanto, en el uso especlfico del circuito transceptor en un transpondedor AIS, el uso de esta frecuencia no dara lugar a ninguna interferencia en esa banda.

La frecuencia de referencia se utiliza para generar una de las frecuencias intermedias, y tambien es necesario en este ejemplo particular generar la otra frecuencia intermedia. Como se ha discutido anteriormente, la segunda frecuencia intermedia debe estar apropiadamente separada de la primera frecuencia intermedia.

En este ejemplo ilustrativo, la frecuencia de referencia se pasa al divisor 204 de frecuencia para generar un reloj de referencia dividido a la frecuencia Fref/2 = 9.6 MHz. Esto permite que la segunda frecuencia intermedia sea generada a partir de un reloj que se pueda derivar facilmente de la frecuencia de referencia, mientras que se separa adecuadamente de la primera frecuencia intermedia.

En esta realizacion ilustrativa, el oscilador 208 de cristal controlado por voltaje (VCXO) de CMOS tiene una frecuencia de salida nominal Fvcxo = 38.855 MHz.

Por lo tanto, en esta realizacion ilustrativa, la accion del primer y segundo traductores de frecuencia 212, 216 significa que la primera y segunda frecuencias intermedias de transmision Fif.tx1, Fif,tx2 son 19.655MHz (= 38.855MHz - 19.2MHz) y 29.255MHz ( = 38.855MHz - 9.6MHz) respectivamente.

El estandar AIS no requiere que el transpondedor de un sistema AIS de clase B transmita en un canal distinto de uno de los pares de canales en los que acaba de recibir. Por lo tanto, al cambiar el modo de recepcion al modo de transmision, no es necesario usar esta arquitectura para alterar cualquiera de las frecuencias del oscilador local generadas por los osciladores 172, 174 locales. Esto tiene el efecto beneficioso de que permite (<10ns) de la senal de transmision generada junto con un control de amplitud ultrarrapido (<10ns). Esto elimina as! el requisito de tiempo de bloqueo rapido de los sintetizadores de oscilador local, permitiendo al disenador concentrarse en optimizar los sintetizadores en lugar de un ruido de fase mas bajo y espureo para el beneficio del rendimiento del receptor mejorado.

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En el modo predeterminado, las dos frecuencias de canal Frf,a y frf,b son 161.975 MHz y 162.025 MHz.

Sin embargo, se puede asignar al transpondedor AIS un par diferente de frecuencias de canal de “variacion regional”, en la gama de frecuencias de 156.025 MHz a 162.025 MHz. Por lo tanto, las frecuencias del oscilador local necesitan ser sintonizables para que se puedan producir senales de oscilador local que sean adecuadas para convertir las frecuencias intermedias a estas frecuencias de canal y convertir estas frecuencias de canal a las respectivas frecuencias intermedias.

Mas especlficamente, en este ejemplo particular, la trayectoria del transceptor 122 utiliza un oscilador local de lado bajo. Es decir, el primer oscilador 172 controlado por voltaje (VCO) genera una senal de oscilador local a una primera frecuencia de oscilador local LO1 que es inferior a la frecuencia de la senal de RF que se va a transmitir.

En este ejemplo, la primera frecuencia intermedia Fif,tx1 se fija en 19.655MHz, por lo que el primer oscilador controlado 172 por voltaje (VCO) deberla ser sintonizable para generar una senal de oscilador local en cualquier primera frecuencia de oscilador local LO1 19.655 MHz por debajo del rango 156.025 MHz a 162.025 MHz, a saber en el rango 136.37 MHz a 142.37 MHz.

De nuevo, en este ejemplo particular, el trayecto del transceptor 124 utiliza un oscilador local de lado alto. Es decir, el segundo oscilador 174 controlado por voltaje (VCO) genera una senal de oscilador local a una segunda frecuencia de oscilador local LO2 que es mas alta que la frecuencia de la senal RF que se va a transmitir.

En este ejemplo, la segunda frecuencia intermedia Fif,tx2 se ajusta a 29.255 MHz, y por lo tanto el segundo oscilador 174 controlado por voltaje (VCO) deberla ser sintonizable para generar una senal de oscilador local en cualquier segunda frecuencia de oscilador local LO2 que sea 29.255 MHz por encima del rango de 156.025 MHz a 162.025 MHz, es decir, en el rango de 185.28 MHz a 191.28 MHz.

Sin embargo, se apreciara, por supuesto, que estos valores de frecuencia especlficos son aplicables solamente al ejemplo especlfico descrito aqul y que se seleccionaran otros valores de frecuencia para aplicaciones con un rango diferente de canales RF y que los valores de frecuencia dependen de las elecciones especlficas que se hagan para la primera y segunda frecuencias de referencia y la frecuencia.

Por lo tanto, se describe una arquitectura RF reversible que es particularmente adecuada para uso en un entorno TDMA. En particular, la IF de transmision se genera digitalmente. Sin embargo, el alcance de la invencion no se limita a la arquitectura especlfica divulgada.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

REIVINDICACIONES

1. Un radio transceptor, que comprende:

dos cadenas transceptoras reversibles, cada una contiene un mezclador (140,156) de radiofrecuencia respectivo; y un generador (176) de frecuencia intermedia, para recibir una senal de banda base que contiene datos para transmision, y para generar senales en dos frecuencias intermedias diferentes moduladas con dichos datos;

En el que, en un modo de recepcion, cada cadena transceptora recibe una senal respectiva a una radiofrecuencia respectiva, y en el que el mezclador de radiofrecuencia respectivo convierte la senal respectiva a una frecuencia intermedia respectiva; y

en el que, en el modo de transmision, una de dichas senales en las dos frecuencias intermedias diferentes moduladas con dichos datos se pasa al mezclador de radiofrecuencia respectivo para conversion a la frecuencia de radiofrecuencia respectiva.
2. Radio transceptor de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende una antena y circuitos de extremo delantero, los circuitos de extremo delantero incluyen:

un primer conmutador, para conectar la antena a una ruta de transmision o una ruta de recepcion del transceptor de radio en modo de transmision o recepcion respectivamente.
3. Radio transceptor de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que los circuitos de extremo delantero incluyen adicionalmente un divisor, en la ruta de recepcion, para pasar una senal recibida a las dos cadenas de transceptor en modo de recepcion.
4. Radio transceptor de acuerdo con la reivindicacion 2 o 3, en el que circuitos de extremo delanteros incluyen adicionalmente por lo menos un amplificador de potencia, conectado para recibir senales de transmision de cualquiera de las dos cadenas de transceptor, y para amplificar dichas senales de transmision para, por lo menos un amplificador de potencia que se acopla a dicho primer conmutador para hacer pasar dichas senales de transmision despues de la amplificacion a la antena en modo de transmision.
5. Radio transceptor como se reivindica en cualquier reivindicacion precedente, que comprende adicionalmente un segundo conmutador respectivo, asociado con cada mezclador de radiofrecuencia,

en el que cada mezclador de radiofrecuencia se conecta a un respectivo oscilador local para recibir una senal a una frecuencia de oscilador local respectiva,

en el que cada segundo conmutador se conecta al generador de frecuencia intermedia y a un respectivo mezclador de frecuencia intermedia,

en el que los segundos conmutadores son controlables de tal manera que:

en el modo de recepcion, la senal de frecuencia intermedia generada por cada mezclador de radiofrecuencia se pasa al mezclador de frecuencia intermedia respectivo y en el modo de transmision, la senal respectiva de una de dichas senales en las dos frecuencias intermedias diferentes moduladas con dichos datos se pasa al mezclador de radiofrecuencia respectivo.
6. Radio transceptor como se reivindica en cualquier reivindicacion precedente, que comprende adicionalmente un sintetizador de bucle de doble fase conectado a un primer y segundo osciladores controlados por voltaje, para generar senales respectivas de oscilador local para suministrar a los respectivos mezcladores de radiofrecuencia.
7. Radio transceptor como se reivindica en cualquier reivindicacion precedente, en el que cada cadena de transceptor contiene por lo menos un filtro de paso de banda, para pasar senales dentro de una banda de transmision-recepcion esperada, y en el que una de dichas senales de oscilador local esta a una frecuencia mayor que la banda transmision-recepcion esperada, y una de dichas senales de oscilador local esta a una frecuencia inferior a la banda de transmision-recepcion esperada.
8. Radio transceptor como se reivindica en cualquier reivindicacion precedente, en el que el generador de frecuencia intermedia comprende:

una fuente para la primera y segunda frecuencias de referencia; un generador de frecuencia basico;

un primer mezclador generador de frecuencia intermedia, para recibir la primera frecuencia de referencia y la frecuencia basica, y para generar una senal a una primera frecuencia intermedia, en la que la primera frecuencia intermedia es la diferencia entre la primera frecuencia de referencia y la frecuencia basica; y

un segundo mezclador generador de frecuencia intermedia, para recibir la segunda frecuencia de referenda y la frecuencia basica, y para generar una senal en una segunda frecuencia intermedia, en la que la segunda frecuencia intermedia es la diferencia entre la segunda frecuencia de referencia y la frecuencia basica.
9. Radio transceptor de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que el primer y segundo mezcladores generadores de 5 frecuencia intermedia comprenden mezcladores XOR.
10. Radio transceptor de acuerdo con la reivindicacion 8 o 9, en el que la fuente para la primera y segunda frecuencias de referencia comprende una entrada para recibir la primera frecuencia de referencia, y un divisor de frecuencia para formar la segunda frecuencia de referencia desde la primera frecuencia de referencia.
11. Radio transceptor de acuerdo con la reivindicacion 10, en el que la primera frecuencia de referencia es 19.2 10 MHz y la segunda frecuencia de referencia es 9.6 MHz.
12. Radio transceptor de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 11, que comprende un modulador para recibir una senal de datos y para modular la frecuencia basica con la senal de datos recibida.
13. Radio transceptor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada cadena de transceptor comprende un tercer conmutador respectivo, los terceros conmutadores se pueden controlar de tal

15 manera que, en el modo de transmision, se transmita una senal desde solamente una de las cadenas de transceptor para transmision.
14. Radio transceptor como se reivindica en cualquier reivindicacion precedente, para uso en un sistema duplex de division en el tiempo, para recibir senales en primera y segunda frecuencias de radio, y para transmitir senales en una de la primera y segunda frecuencias de radio.

20 15. Un transpondedor AIS, que comprende un transceptor de radio de acuerdo con cualquiera de las

reivindicaciones precedentes.