FR2802757A1

FR2802757A1 - Recepteur a rejection d'image dans un telephone mobile et son procede associe

Info

Publication number: FR2802757A1
Application number: FR9915883A
Authority: FR
Inventors: Fernando Romao
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Sagem SA
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-06-22

Abstract

Pour supprimer une fréquence image en sortie d'un transposeur (20) de fréquence dans un téléphone (1) mobile bibande B1 et B2, on réalise une transposition de fréquence d'un signal reçu à l'aide d'un signal hétérodyne à une fréquence intermédiaire, une fréquence du signal reçu étant comprise dans la bande B1 ou dans la bande B2 et la fréquence hétérodyne étant réglée pour que la fréquence image associée soit comprise dans la bande B2 ou dans la bande B1 respectivement afin d'être supprimée par un filtre diplexeur (8) du téléphone mobile réalisant une séparation des bandes B1 et B2. On s'affranchit de la nécessité d'un filtre (28) FI dont la sélectivité demandée est pénalisante du point de vue du coût et ou de la nécessité d'un filtre et ou d'un transposeur à réjection d'image.

Description

Récepteur réjection d'image dans un téléphone mobile et son procédé associé La présente invention a pour objet un récepteur multibande réjection de fréquence image. Elle a aussi pour objet un procédé de réception associé. Elle trouve son application dans le domaine de la téléphonie mobile. Le but de l'invention est de permettre une réjection d'un signalà la fréquence image et ceà moindre coût.

Un récepteur multibande est un récepteur capable de recevoir des signaux qui ont été émis suivant différentes bandes de fréquences. Par exemple, un tel récepteur peut recevoir des signaux émis dans une bande de fréquences associée au système GSM (Global System for Mobile communication en anglais pour système global de téléphonie mobile en français) ou alors dans une bande de fréquences associée au système DCS (Digital Cellular System en anglais pour système cellulaire numérique en français). En outre, dans un récepteur, une amplification sélective des signaux reçus est réaliséeà une fréquence dite intermédiaire. En effet, une amplification sélectiveà une fréquence porteuse serait très délicate. En effet, on observerait un couplage inévitable entre la sortie et l'entrée du dispositif d'amplification. De plus, le coût d'un étage d'amplification croit avec la fréquence. On fait donc appelà une transposition de fréquence et on obtient l'amplification nécessaire au moyen de deux amplificateurs. Un premier amplificateur fonctionne, avant la transposition,à la fréquence porteuse avec un gain modéré. Un deuxième amplificateur fonctionne, après la transposition,à une fréquence intermédiaire avec un gain important. Le terme fréquence intermédiaire indique simplement que cette fréquence est comprise entre la fréquence porteuse et la basse fréquence du signal modulant, objet de la transmission.

Un récepteur réalisant une telle conversionà une fréquence intermédiaire est généralement appelé récepteur superhétérodyne. Dans ce récepteur, un signalà la fréquence intermédiaire est obtenue par une combinaison différence, avec un transposeur, entre la porteuse et un signal auxiliaire de mélange ou encore signal hétérodyneà une fréquence dite hétérodyne. Cette fréquence hétérodyne est produiteà l'aide d'un oscillateur local. Le transposeur est généralement un mélangeur, c'està dire un dispositif non-linéaire permettant d'obtenir différentes combinaisons entre deux signaux, dont la combinaison différence. Cependant, le transposeur peut recevoirà une entrée un signal parasite,à une fréquence particulière, qui par une combinaison différence produirait aussi un signalà la fréquence intermédiaire. Cette fréquence particulière est appelée fréquence image.

En effet, dans un exemple, on prend une fréquence porteuse de900 MHz et une fréquence intermédiaire de 400 MHz, la fréquence hétérodyne est choisieà 1300 MHz. Ainsi, un signal reçu avec une fréquence porteuse de900 MHz est bien transposéà une fréquence intermédiaire de 400 MHz. En outre, un signal parasiteà une fréquence1700 MHz reçue en plus de la fréquence porteuse est aussi transposée par combinaison différenceà la fréquence intermédiaire de 400 MHz. En conséquence, dans cet exemple la fréquence image està 1700 MHz.

Actuellement, plusieurs réalisations existent pour se prémunir contre cette fréquence image. Une première réalisation consisteà utiliser un transposeur à réjection d'image. Ce transposeur permet d'atténuer en partie des signaux parasitesà la fréquence image. Un tel réjecteur est le plus souvent suivi en sortie d'un filtre centré sur la fréquence intermédiaire. Ce filtre demande une grande sélectivité, ce qui augmente très sensiblement un coût de réalisation. Au cas où le transposeur n'est pasà réjection d'image, on peut placer, dans une deuxième réalisation, dans des voies de réception associées chacuneà une bande de fréquences un filtre sélectif permettant de rejeter la fréquence image. Cette réalisation est elle aussi très coûteuse. Une troisième réalisation consisteà réaliser un récepteur dità conversion directe ou encore transposition ZIF (Zero Intermediate Frequency pour fréquence intermédiaire nulle). Dans cette troisième réalisation la fréquence hétérodyne est égaleà la porteuse. En conséquence, la transposition permet de retrouver directement le signal modulant. Cependant, avec une conversion directe, il existe de gros problèmes de compensation d'offset ainsi que des problèmes de rayonnement de l'oscillateur local vers l'antenne de réception associée au récepteur. Pour s'affranchir de ces problèmes, on connaît une quatrième réalisation dans laquelle la transposition de fréquence està conversion presque directe ou encore transposition LIF (pour Low Intermediate Frequency en anglais pour fréquence intermédiaire basse en français). Dans cette quatrième réalisation, observe toujours un problème de rayonnement de l'oscillateur local vers l'antenne. On observe aussi un problème de rotation de phase dueà la fréquence intermédiaire qui n'est pas nulle. Cela implique l'utilisation d'un algorithme spéciale de décodage qui tienne compte de la présence de cette fréquence dans le signal modulant.

L'invention a pour objet de résoudre ces problèmes en proposant une structure utilisant un transposeur sans réjection d'image, c'està dire un transposeur peut coûteux. Dans l'invention, on utilise la présence d'un diplexeur dans le récepteur. En effet, une voie de réception est associéeà bande de fréquences. Dans le cas d'un téléphone mobile bi-bande, on a une première bande de fréquence associéeà une première voie de réception et une deuxième bande de fréquences associéeà une deuxième voie de réception. Le diplexeur permet d'assurer une quasi-parfaite réjection de la première bande de fréquence dans la deuxième voie de réception. Ainsi, en réglant la fréquence intermédiaire pour que la fréquence image se retrouve dans la première bande de fréquence, on utilise le diplexeur pour atténuer très fortement tout signalà la fréquence image.

L'invention concerne donc un récepteur superhétérodyne dans un téléphone mobile multibandes comportant une antenne reliéeà une entrée d'un diplexeur, le diplexeur comportant un premier filtre passe-bande, entre l'entrée et une première sortie, et un deuxième filtre passe-bande, entre l'entrée et une deuxième sortie, le premier filtre étant accordé sur une bande Bl de fréquences, le deuxième filtre étant accordé sur une bande B2 fréquences, la première sortie étant reliéeà une première extrémité d'une première voie de réception et la deuxième sortie étant reliéeà une première extrémité d'une deuxième voie de réception, la première voie et la deuxième voie étant reliées, par une deuxième extrémité,à une première entrée d'un premier mélangeur réalisant une transposition de fréquenceà une fréquence intermédiaireà l'aide d'un signal hétérodyne appliquéà une deuxième entrée du premier mélangeur et produit par un oscillateur local, - caractérisé en ce que - une sortie du premier mélangeur est reliée directementà une première entrée d'un deuxième mélangeur réalisant une transposition de fréquence en bande de base.

Elle concerne aussi un procédé de réception d'un signal dans un téléphone multibande comportant une première voie de réception, une deuxième voie de réception, un diplexeur et une antenne, le diplexeur comportant un premier filtre, accordé sur une bande BI de fréquence, et un deuxième filtre, accordé sur une bande B2 de fréquence, le premier filtre étant relié d'une partà l'antenne et d'autre partà une première extrémité de la première voie et le deuxième filtre étant relié d'une partà l'antenne et d'autre partà une première extrémité de la deuxième voie, dans lequel: - on sélectionne une voie, entre la première voie et la deuxième voie, à relier par une deuxième extrémitéà une entrée d'un dispositif de transposition de fréquence, - on relie une deuxième entrée du dispositif transposeur à un oscillateur local produisant un signal hétérodyne, caractérisé en ce que: - on règle une valeur de fréquence du signal hétérodyne une valeur pour laquelle une valeur de fréquence image d'un signal parasite, reçuà travers la première voie et ou la deuxième voie, est comprise dans la bande B2 et ou B1 respectivement.

La présente invention sera mieux compriseà la lecture de la description qui suit età l'examen de la figure qui suit. Celle-ci n'est présentée qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure montre: - Figure1 : Une représentation d'une structure du récepteur superhétérodyne du téléphone mobile de l'invention.

La figure montre un téléphone1 selon l'invention. Le téléphone1 comporte une antenne 2. Cette antenne 2 est reliée, par l'intermédiaire d'un duplexeur 3, d'une partà un dispositif 4 de réception et d'autre partà un dispositif5 d'émission. Le duplexeur 3 est en fait un commutateur permettant de relier l'antenne 2 une fois au dispositif 4 une autre fois au dispositif5. Le dispositif5 ne sera pas plus détaillé dans le reste de la description.

Dans l'invention, on utilise un téléphone1 de type bi-bande. Ainsi, le dispositif 4 comporte une première voie6 de réception et une deuxième voie 7 d'émission. La voie6 est associéeà une bande BI de fréquence et la voie 7 est associée une bande B2 de fréquence. Le dispositif 4 comporte en outre un diplexeur 8 avec une entrée9. Le diplexeur 8 comporte un filtre10 passe bande entre l'entrée9 et une première sortie11 du diplexeur 8. Le filtre10 est accordée sur la bande BI de fréquence. Ainsi la sortie11 est reliéeà une première extrémité 12 de la voie6. Le diplexeur comporte encore un deuxième filtre13 entre l'entrée9 et une deuxième sortie 14 du diplexeur 8. Le filtre13 est accordé sur la bande B2 de fréquence. La sortie 14 du diplexeur 8 est reliéeà une première extrémité15 de la voie7. Par ailleurs, l'antenne est reliéeà l'entrée9. Ainsi, selon qu'un signal reçu sur l'antenne 2 appartienneà la bande Bl ou la bande B2, on récupérera ce signal dans la voie6 ou la voie7. Le rôle du diplexeur 8 est donc d'assurer une isolation, par filtrage passe-bande, entre la bande Bl et la bande B2.

La voie6 a pour fonction principale de filtrer et préamplifier un signal reçu par l'extrémité 12 en provenance de l'antenne 2. La voie comporte pour cela un filtre16 et un amplificateur17 en cascade avec le filtre16. De la même manière la voie7 comporte un filtre18 et un amplificateur19 e cascade avec le filtre18. Les amplificateurs17 et19 sont des amplificateurs à faible bruit.

Le dispositif 4 comporte un transposeur 20 de fréquence. Le transposeur 20 est généralement un premier mélangeur 20. Le mélangeur 20 , dans une réalisation préférée de l'invention, un mélangeur sans réjection d'image. Ce mélangeur 20 comporte une première entrée 21, une deuxième entrée 22 et une sortie23. Dans un exemple, le commutateur 4 comporte en outre un commutateur 24. Ce commutateur 24 permet de relier soit une deuxième extrémité25 de la voie6 soit une deuxième extrémité26 de la voie 7 l'entrée 21. On aurait très bien pu relier directement ces deux extrémités 25 et26 à l'entrée 21 et réaliser la commutation entre les extrémités 12 et15 voire même ne pas utiliser de commutateur. Dans ce dernier cas, on réalise une sélection de la voie6 ou de la voie7 en coupant l'alimentation de la voie 7 ou de la voie6 respectivement. La deuxième entrée 22 reçoit un signal hétérodyne, produit par un oscillateur27 local, afin de permettre une transposition de fréquence d'un signal dans la bande Bl ou dans la bande B2 vers une fréquence intermédiaire.

Dans l'invention, la fréquence du signal hétérodyne est régléeà une valeur permettant d'avoir un signalà une fréquence image, transmisà travers la voie6 et/ou à travers la voie7, dont une valeur de fréquence est comprise dans la bande B2 et/ou Bl respectivement. Ce signal,à une fréquence signal, est un signal parasite venant se superposer au signal reçu par l'antenne 2. Ce peut être, aussi, un signal parasite généré suiteà des non-linéarites des différents éléments du dispositif 4 tel que l'amplificateur17 entre autres.

Ainsi, par exemple, on reçoit sur l'antenne 2 un signal dont une fréquence appartientà la bande Bl. Ce signal reçu est donc transmis vers le diplexeur 8 dans lequel il sera filtré par le filtre10 et par le filtre13. Le filtre 13 étant accordé sur la fréquence B2, ce signal ne sera pas transmis sur l'extrémité15 de la voie7. Cependant, le filtre10 étant lui accordé sur la bande Bl alors ce signal sera transmisà travers la voie6. Si dans cet exemple le signal lors de sa réception sur l'antenne 2 comporte un signal parasiteà fréquence image alors ce dernier sera filtré par le filtre10 de manière suffisante pour que ce signalà la fréquence image ne dégrade pas le signal transposéà la fréquence intermédiaire. En effet, le diplexeur 8 est réalisé de telle manière que le filtre10 doit présenter une réjection suffisante de la bande B2 et que le filtre13 doit présenter une réjection suffisante de la bande Bl. Cette réjection est d'au moins60 dB.

Dès lors, un filtre28 passe bande accordé sur la fréquence intermédiaire n'est plus nécessaire ou tout du moins peut présenter une sélectivité beaucoup moins importante que dans l'état de la technique.

Ainsi, dans l'invention, la sortie23 du mélangeur 20 est reliée directementà une première entrée29 d'un deuxième mélangeur30 réalisant une transposition de fréquence dans une bande de fréquence du signal modulant objet de la transmission. La bande de fréquence associée ce signal modulant est généralement désignée par l'expression bande de base. Le mélangeur30 comporte pour cela une deuxième entrée31 reliéeà un oscillateur32 de fréquence égaleà la fréquence intermédiaire. On obtient ainsià une sortie33 du mélangeur30 un signal en bande de base mis en forme par une voie 34 de mise en forme reliéeà la sortie33.

Généralement, un signal reçu sur l'antenne 2 est un signal modulé en phase et en quadrature. Cela signifie que le signal reçu comporte deux composantes, en quadratures, une composante dite sinus et une composante dite cosinus. Ainsi, la sortie23 est aussi reliéeà une première entrée25 d'un troisième mélangeur36. Le mélangeur36 comporte une deuxième entrée37 reliéeà l'oscillateur32. Un signal produità une sortie38 du mélangeur36 est transmisà une voie39 de mise en forme. Pour pouvoir récupérer une composante cosinus et une composante sinus, la deuxième entrée37 est reliée directementà l'oscillateur32 alors que la deuxième entrée31 est reliéeà l'oscillateur32 par l'intermédiaire d'un circuit 40 de déphasage, généralement d'une valeur de90". On mélange ainsi un signal présent sur l'entrée29 par un signal en cosinus et non plus par signal en sinus comme sur l'entrée37. Les voies 34 et39 comportent divers moyens principalement de filtrage et d'amplification qui ne sont pas détaillés car ils n'apportent rien la compréhension de l'invention.

Dans une variante préférée, le dispositif 4 comporte un amplificateur 41 faible bruità larges bandes entre l'antenne 2 et l'entrée9 du diplexeur 8. En conséquence, des signaux transmisà la voie6 età la voie7 sont amplifiés. Or, l'atténuation d'un filtre est d'autant plus importante qu'on augmente sa sélectivité. Cependant, avec la présence de l'amplificateur 41 on peut améliorer la sensibilité des filtres16 et18 tout en négligeant les pertes induites par cette augmentation de sensibilité et ce grâceà l'amplification ainsi réalisée avant filtrage.

Dans un exemple préféré, la bande Bl est associéà un premier système de téléphonie mobile et la bande B2 est associéà un deuxième système de téléphonie mobile. Dans un exemple, la bande Bl correspond au système GSM et la bande B2 correspond au système DCS. En conséquence, le filtre10 du diplexeur 8 autorise le passage de signaux compris dans la bande GSM et atténue fortement des signaux issus de la bande DCS et inversement pour le filtre13. La bande Bl pourrait très bien être le système DCS et la bande B2 le système PCS (Personnal Communication Services en anglais pour services de communication personnels en français) ou toute autre association.

Le téléphone1 comporte un microprocesseur 42 commandé par un programme 43 dans une mémoire de programme 44, une mémoire 45 et un bus 46 de données, d'adresses et de commandes.

Généralement, une fréquence porteuse des signaux reçus sur l'antenne 2 varie entre deux phases de réception. En conséquence, l'oscillateur27 est réglé par le microprocesseur 42 afin de suivre ces sauts de fréquence. Pour régler la fréquence de l'oscillateur27, le microprocesseur 42 règle une fréquence hétérodyne entre la bande Bl et la bande B2. Ainsi, pour calculer une fréquence moyenne de réglage de l'oscillateur27, on calcule, dans un exemple préféré, la demi-somme entre la fréquence centrale du filtre16 et la fréquence centrale du filtre18. L'oscillateur27 réalisera des sauts en fréquence, par exemple par pas multiple de 200 KHz pour le GSM, autour de cette fréquence moyenne de réglage. Ces sauts en fréquence peuvent être positifs ou négatifs selon qu'une valeur de fréquence du signal reçu est supérieure ou inférieure respectivementà la fréquence centrale du filtre16 ou18. Un saut de fréquence positif est un saut vers une valeur de fréquence supérieureà cette valeur moyenne et un sautde fréquence négatif est un saut vers une valeur inférieureà la valeur moyenne.

L'invention concerne en outre un procédé de réception d'un signal dans le téléphone1. Avec ce procédé, on réalise les principales étapes suivantes. Dans une première étape et selon un mode de fonctionnement dans la bande Bl ou dans la bande B2, on sélectionne, notammentà l'aide du commutateur26, la voie6 ou la voie7 comme voie de réception. Cette voie de réception est donc reliéeà l'entrée 21 du mélangeur 20 qui réalise donc une transposition de fréquenceà l'aide du signal hétérodyne appliquéà l'entrée 22. Dans l'invention, on règle donc,à l'aide du microprocesseur 42 notamment, une valeur de fréquence de ce signal hétérodyne. Cette valeur de fréquence réglée est une valeur pour laquelle une valeur de fréquence image d'un signal parasite, reçueà travers la voie6 et/ou la voie7, est comprise dans la bande B2 et/ou Bl respectivement. C'est-à-dire dans le cas par exemple d'un choix de la voie6 alors la fréquence image associée au mélangeur 20 se trouve située dans la bande B2 par exemple la bande DCS. Lorsque la voie6 est sélectionnée seule la bande Bl n'est pas rejetée par le filtre10, la bande B2 étant très fortement atténuée.

Claims

REVENDICATIONS 1 - Recepteur (4) superhétérodyne dans un téléphone(1) mobile multibandes comportant une antenne (2) reliéeà une entrée(9) d'un diplexeur (8), le diplexeur comportant un premier filtre passe-bande, entre l'entrée et une première sortie(11), et un deuxième filtre(13) passe-bande, entre l'entrée et une deuxième sortie, le premier filtre étant accordé sur une bande BI de fréquences, le deuxième filtre étant accordé sur une bande B2 de fréquences, la première sortie étant reliéeà une première extrémité (12) d'une première voie(6) de réception et la deuxième sortie étant reliéeà une première extrémité(15) d'une deuxième voie(7) de réception, la première voie et la deuxième voie étant reliées, par une deuxième extrémité (24,25), une première entrée (21) d'un premier mélangeur (20) réalisant une transposition de fréquenceà une fréquence intermédiaireà l'aide d'un signal hétérodyne appliquéà une deuxième entrée (22) du premier mélangeur et produit par oscillateur(27) local, - caractérisé en ce que - une sortie(23) du premier mélangeur est reliée directementà une première entrée(29) d'un deuxième mélangeur(30) réalisant une transposition de fréquence en bande de base. 2- Récepteur selon la revendication1 caractérisé en ce qu'il comporte un amplificateur (41) faible bruità large bande entre l'antenne et l'entrée du diplexeur. 3 - Récepteur selon l'une des revendications1 ou 2 caractérisé en ce que la bande BI est associéeà un premier système de téléphonie mobile et la bande B2 est associéeà un deuxième système de téléphonie mobile. 4- Procédé de réception d'un signal dans un téléphone(1) multibande comportant une première voie(6) de réception, une deuxième voie(7) de réception, un diplexeur (8) et une antenne (2), le diplexeur comportant un premier filtre(10), accordé sur une bande BI de fréquence, et un deuxième filtre(13), accordé sur une bande B2 de fréquence, le premier filtre étant relié d'une partà l'antenne et d'autre partà une première extrémité (12) de la première voie et le deuxième filtre étant relié d'une partà l'antenne et d'autre partà une première extrémité(15) de la deuxième voie, dans lequel: - on sélectionne une voie, entre la première voie et la deuxième voie, à relier par une deuxième extrémité (24,25) à une entrée (21) d'un dispositif (20) de transposition de fréquence, - on relie une deuxième entrée (22) du dispositif transposeur à un oscillateur(27) local produisant un signal hétérodyne, caractérisé en ce que: - on règle valeur de fréquence du signal hétérodyneà une valeur pourlaquelle valeur de fréquence image d'un signal parasite, reçuà travers la première voie et ou la deuxième voie, est comprise dans la bande B2 et ou Bl respectivement.