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Verfahren und Schaltung eines Multibandempfänger in einem Mobilfunktelefon - Dokument DE60115572T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE60115572T2 21.09.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001193887
Titel Verfahren und Schaltung eines Multibandempfänger in einem Mobilfunktelefon
Anmelder SAGEM Communication, Paris, FR
Erfinder Romao, Fernando, 78360 Montesson, FR
Vertreter Hammonds Rechtsanwälte Patentanwälte, 80539 München
DE-Aktenzeichen 60115572
Vertragsstaaten DE, GB, IT
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 07.09.2001
EP-Aktenzeichen 010004331
EP-Offenlegungsdatum 03.04.2002
EP date of grant 07.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.09.2006
IPC-Hauptklasse H04B 1/28(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H04B 1/40(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrband-Empfangsschaltung in einem Mobiltelefon. Sie betrifft auch ein mit dieser Empfangsschaltung verbundenes Empfangsverfahren. Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung einer Mehrband-Empfangsschaltung zu ermöglichen, die möglichst wenig elektronische Bauteile benötigt, so dass die Herstellungskosten in Grenzen gehalten werden können.

Ein Mehrband-Empfänger ist ein Empfänger, der in der Lage ist, Signale zu empfangen, die entsprechend der Empfehlungen verschiedener Normen in unterschiedlichen Frequenzbändern gesendet wurden. So kann beispielsweise ein derartiger Empfänger Signale empfangen, die in einem dem GSM (Global System for Mobile Communication, englisch für Globales System für mobile Kommunikation) zugeordneten oder in einem dem UMTS-System (Universal Mobile Telecommunication System, englisch für Universales Mobiles Telekommunikations-System) zugeordneten Frequenzband ausgesendet wurden. Das dem GSM-System zugeordnete Frequenzband liegt im Bereich von 900 Megahertz (MHz), während das für die UMTS-Norm verwendete Frequenzband etwa 2.100 Megahertz beträgt. Weiterhin ist die Norm DCS bekannt, in der das Frequenzband im Bereich von 1.800 Megahertz liegt. Sofern im Folgenden auf den Begriff GMS-Norm Bezug genommen wird, so ist darunter einerseits die eigentliche GSM-Norm sowie andererseits die DCS-Norm zu verstehen. Die EP 0 784 381 offenbart mehrere Dualband-Empfangsschaltungen.

Eine herkömmliche Empfangsschaltung oder Empfangskette ist schematisch in 1 dargestellt. Aus dieser Figur ist ersichtlich, dass ein von einer Empfangsschaltung 1 empfangenes Signal nacheinander einen ersten Bandpassfilter 2, einen Verstärker 3, einen Umsetzer 4, einen zweiten Bandpassfilter 5, einen einer ersten Schaltung zur Signalverarbeitung im Basisband 7 zugeordneten zweiten Mischer 6 oder einen einer zweiten Schaltung zur Signalverarbeitung im Basisband 9 zugeordneten dritten Mischer durchläuft 8.

In vereinfachter Weise wird im Folgenden die Funktionsweise einer derartigen Empfangsschaltung erläutert: die Signale werden von einer Antenne 10 auf einem Träger empfangen und an den ersten Bandpassfilter 2 übertragen. Dieser Filter 2 lässt ein relativ breites Frequenzband durch, welches selbstverständlich das Frequenzband beinhaltet, das zur Übertragung der Signale nach der Norm, der der Empfänger 1 zugeordnet ist, verwendet wird. Die auf diese Weise gefilterten Signale werden mittels eines Verstärkers 3 verstärkt und an den Umsetzer 4 übertragen. Es wird dann ein Signal bei mittlerer Frequenz über eine mit dem Umsetzer 4 hergestellte Differenzkombination zwischen dem Träger und einem zusätzlichen Mischsignal, ein sogenanntes Heterodyn-Signal erzielt, welches bei einer sogenannten Heterodynfrequenz ausgesendet wird. Diese Heterodynfrequenz wird anhand eines lokalen Oszillators 11 erzeugt. Der Umsetzer 4 ist im Allgemeinen ein Mischer, das heißt eine nicht lineare Vorrichtung, mit welcher verschiedene Kombinationen zwischen zwei Signalen, insbesondere die Differenzkombination, erzielbar sind.

Nachdem die Signale in die Zwischenfrequenz übertragen wurden, werden sie durch den zweiten Zwischenfrequenz-Bandpassfilter genannten Bandpassfilter 5 gefiltert. Dieser Filter 5 ist auf die Zwischenfrequenz zentriert und weist eine Bandbreite auf, in der eine Kanalfilterung der empfangenen Signale durchgeführt werden kann. Der Begriff Kanalfilterung bezeichnet eine Filterung, die relativ zum in Betracht gezogenen Telekommunikationsstandard lediglich die wirklich nützlichen Signale durchlässt. Die so gefilterten Signale werden dann entweder zum zweiten Mischer 6 oder zum dritten Mischer 8 übertragen, um die beiden Komponenten der von der Antenne 10 empfangenen Signale wiederherzustellen, wobei diese Signale in der Tat meistens phasen- und quadraturmoduliert sind. Jeder dieser Mischer ist mit einem nicht dargestellten lokalen Oszillator verbunden, der jedem Mischer ein Heterodyn-Signal mit einer derartigen Frequenz liefert, dass die von den Mischern 6 und 8 stammenden Signale Basisbandsignale sind. Die Schaltungen zur Signalverarbeitung im Basisband 7 und 9 werden dann eingesetzt, um die in den Signalen enthaltenen Nutzinformation zu gewinnen.

Die Aufgabe des Umsetzers 4 besteht darin, die mit einer Zwischenfrequenz empfangenen Signale in eine andere Frequenz umzusetzen, wobei diese Frequenz zwischen der Trägerfrequenz und der Niederfrequenz des den Gegenstand der Übertragung darstellenden modulierenden Signals liegt. Anhand des Zwischenfrequenz-Bandpassfilters 5 ist somit die Filterung einfacher durchzuführen als bei einer Behandlung der Signale in der Frequenz des Trägers. Bei der GSM-Norm ist der Zwischenfrequenz-Bandpassfilter 5 auf einer Frequenz von einigen hundert Megahertz, beispielsweise auf 400 MHz, zentriert und hat eine Bandbreite von etwa 200 kHz, was der Bandbreite der Nutzsignale in der GSM-Norm entspricht. Dieser Bandpassfilter ist somit sehr selektiv und daher teuer in der Herstellung. Bei der UMTS-Norm wird die Kanalfilterung mit einem Zwischenfilter 5 durchgeführt, der auf eine Frequenz von einigen hundert Megahertz (zum Beispiel 300 MHz) zentriert ist; dieser Filter hat eine Bandbreite von etwa 4 MHz.

Aus 1 ist ersichtlich, dass eine Empfangsschaltung aus einer relativ großen Anzahl an Bauteilen besteht. Ist zudem eine Empfangsschaltung eine Zweibandschaltung, so muss die Empfangsschaltung 1 aus 1 ein zweites Mal hergestellt werden, um die Signale zu empfangen, die der zweiten Norm entsprechen. Daher sind Ausgestaltung und Herstellung von Mehrband-Empfangsschaltungen teuer und aufwändig.

Ein wichtiges Anliegen der Hersteller derartiger Empfangsschaltungen besteht darin, die in 1 dargestellte Empfangskette zu vereinfachen. Eine der vorgeschlagenen Lösungen besteht darin, eine Empfangsschaltung mit einer sogenannten unmittelbaren Umwandlung oder auch eine Empfangsschaltung mit ZIF-Architektur (Zero Intermediate Frequency, englisch für Null-Zwischenfrequenz) zu realisieren. Eine derartige Schaltung ist in der 2 dargestellt. In dieser Figur ist zu sehen, dass Signale, die von einer Empfangsschaltung 20 empfangen werden, nacheinander eine Antenne 21, einen ersten Bandpassfilter 22, einen Verstärker 23 und dann unmittelbar einen der vorzugsweise als Mischer ausgebildeten Umsetzer 24 oder 25, welche derart angeordnet sind, dass sie jeweils eine der beiden Komponenten der empfangenen Signale wiederherstellen, und schließlich eine der jeweils mit einem der Umsetzer 24 bzw. 25 verbundenen Schaltungen zur Signalverarbeitung im Basisband 26 bzw. 27 durchlaufen.

In dieser Empfangsschaltung sind die beiden Umsetzer 24 bzw. 25 jeweils mit einem Filter 26 bzw. 27 verbunden. Durch die im Bereich der Umsetzer 24 bzw. 25 durchgeführte Umsetzung kann das modulierende Signal unmittelbar wieder gefunden werden. Die Schaltungen mit Direktumwandlung benötigen daher weniger Bauteile als die Empfangsschaltungen, wie sie in 1 dargestellt sind.

Bei einer Direktumwandlung treten jedoch erhebliche Probleme im Zusammenhang mit Offsetausgleich sowie im Zusammenhang mit einer Strahlung des lokalen Oszillators auf die dem Empfänger zugeordnete Empfangsantenne auf. Insbesondere bei der GSM-Norm treten bei einer Empfangsschaltung mit ZIF-Architektur die folgenden Probleme auf:

  • – große Schwierigkeiten bei der Herstellung der Mischer 24 und 25, da die GSM-Norm vorgibt, Störsignalen, die 6 MHz vom Träger entfernt sind und im Vergleich zum Nutzsignal sehr hoch sind, zu widerstehen. Nun weist aber ein Mischer meistens eine Nichtlinearität der Größenordnung 2 auf. Beim Hinzufügen eines Störsignals drückt sich dieses Problem einer Nichtlinearität 2 durch das Vorhandensein von Interferenzsignalen am Ausgang des Mischers aus, wobei diese Interferenzsignale, insbesondere die der Größenordnung 2, eine kontinuierliche Komponente aufweisen. Bei der GSM-Norm weisen die in das Basisband zurückgeführten Nutzsignale nun aber eine sehr niedrigfrequente Energie auf;
  • – da die lokalen Oszillatoren ein 900 MHz- bzw. 1.800 MHz-Signal erzeugen, das in die Mischer 24 bzw. 25 gesendet wird, kann dieses Signal die Kette der Sendeschaltung 20 zurücklaufen, da der Verstärker 23 nicht isoliert ist und weil der Bandpassfilter 22 auf diese Frequenz zentriert ist. Im Bereich der Antenne 21 tritt dann ein Strahlungsphänomen auf.

Mit vorliegender Erfindung können alle vorgenannten Probleme gelöst werden. Mit der erfindungsgemäßen Empfangsschaltung und dem zugeordneten Empfangsverfahren kann ein Mehrband-Empfänger, und in einem besonderen Fall ein in zwei Modi arbeitender Empfänger; hergestellt werden, mit dem die Anzahl der Bauteile in den Empfangsketten zum Empfangen von nach einer Norm gesendeten Signalen begrenzt werden kann, ohne dass dabei die Probleme auftreten, die insbesondere bei der Herstellung einer Empfangsschaltung mit einer ZIF-Architektur Schwierigkeiten bereiten.

Die Erfindung kommt insbesondere in dem Fall zum Einsatz, in dem der in einer ersten Empfangskette verwendete zwischengeschaltete Bandpassfilter zur Kanalfilterung in dieser Empfangskette die Merkmale aufweist, die nötig sind, um die Filterung aller nach den Empfehlungen der Norm zu filternden Störsignale durchzuführen, nach welcher die Signale übertragen werden, welche für eine zweite Empfangskette bestimmt sind, und die Merkmale aufweist, die nötig sind, um die durch das Vorliegen von Störsignalen in einer Empfangskette erzeugten Interferenzsignale zu filtern.

Dieser Fall ist beispielsweise dann gegeben, wenn die erste Norm die UMTS-Norm und die zweite Norm die GSM-Norm ist: die Kanalfilterung bei der UMTS-Norm wird nämlich mittels eines Zwischenfrequenz-Bandpassfilters mit einer Bandbreite von etwa 4 MHz durchgeführt, welcher auf eine vorgegebene Zwischenfrequenz zentriert ist, während die GSM-Norm vorgibt, Störsignalen, die 6 MHz vom Träger entfernt sind, zu widerstehen. Die erfindungsgemäße Empfangsschaltung weist demnach, insbesondere für die zwei jeweils dem Empfang eines Signals nach einer bestimmten Norm zugeordneten Empfangsketten, einen einzigen ersten Mischer auf, nach den Begriffen, die verwendet wurden, um eine herkömmliche Empfangskette zu beschreiben, wie sie in 1 dargestellt ist. Dieser einzige erste Mischer ist einfach in der Herstellung, da die Anforderungen an seine Nichtlinearität viel weniger streng sind als bei einer Empfangsschaltung mit ZIF-Architektur.

Daher betrifft die Erfindung eine Mehrband-Empfangsschaltung in einem Mobiltelefon nach Anspruch 1, mit der erste funktechnische Signale, die bei einer ersten Trägerfrequenz nach einer ersten Mobilfunknorm übertragen werden, und zweite funktechnische Signale, die bei einer zweiten Trägerfrequenz nach einer zweiten Mobilfunknorm übertragen werden, empfangen werden können.

Vorzugsweise besteht die lokale Oszillatorvorrichtung einen ersten lokalen Oszillator und einen zweiten lokalen Oszillator, wobei der erste lokale Oszillator das erste Heterodyn-Signal mit einer derartigen ersten Frequenz erzeugt, dass die ersten Signale am Ausgang des ersten Mischers eine Trägerfrequenz haben, die der zentralen Frequenz des Zwischenfrequenz-Bandpassfilters entspricht, und der zweite lokale Oszillator das erste Heterodyn-Signal mit einer derartigen zweiten Frequenz erzeugt, dass die zweiten Signale am Ausgang des ersten Mischers eine Trägerfrequenz haben, die der zentralen Frequenz des Zwischenfrequenz-Bandpassfilters entspricht.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Empfangen eines Signals in einem Mehrband-Telefon nach Anspruch 6.

Das erfindungsgemäße Verfahren kommt vorteilhafterweise dann zum Einsatz, wenn die erste Norm die UMTS-Norm und die zweite Norm die GSM-Norm ist.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung und ihrer verschiedenen Anwendungen dienen die nun folgende Beschreibung und die beigefügten Figuren. Diese sind nur beispielhaft zu verstehen und sind auf keinen Fall einschränkend zu verstehen. Es zeigen:

1 die bereits beschrieben wurde, eine herkömmliche in der Mobiltelefonie verwendete Empfangsschaltung;

2 die bereits beschrieben wurde, eine in der Mobiltelefonie verwendete Empfangsschaltung mit ZIF-Architektur;

3 eine erfindungsgemäße Mehrband-Empfangsschaltung.

3 zeigt ein Telefon 101 mit einer Antenne 102. Die Antenne 102 ist über eine Schaltung 103 einerseits mit einer Empfangsvorrichtung 104 und andererseits mit einer Sendevorrichtung 105 verbunden. Die Schaltung 103 besteht aus einem Duplexer, der bei UMTS eine Trennung der Frequenzen durchführt, und einem Schalter, der bei GSM eine zeitliche Trennung vornimmt, und dies sowohl beim Senden als auch beim Empfangen. Auf eine nähere Beschreibung der Vorrichtung 105 wird im Folgenden verzichtet.

Bei der Erfindung wird ein Zweiband-Telefon 101 verwendet. Somit weist die Vorrichtung 104 einen ersten Empfangspfad 106 und einen zweiten Empfangspfad 107 auf. Der Pfad 106 ist einem Frequenzband B1 und der Pfad 107 einem Frequenzband B2 zugeordnet. Die Antenne 102 ist mit einem Eingang 111 des ersten Empfangspfads 106 und mit einem Eingang 112 des zweiten Empfangspfads 107 verbunden. Die erfindungsgemäße Empfangsschaltung 104 könnte jedoch mit zwei einzelnen Antennen hergestellt werden, wobei jede dieser Antennen dann mit jeweils einem Empfangspfad 106 bzw. 107 verbunden ist.

Die Hauptaufgabe des Empfangspfads 106 bzw. 107 besteht darin, die am Eingang 111, bzw. am Eingang 112 empfangenen von der Antenne 102 kommenden ersten Signale zu filtern und vorzuverstärken. Zu diesem Zweck weist der Pfad 106 einen auf das Frequenzband B1 eingestellten und zentrierten Bandpassfilter 116 und einen mit dem Filter 116 in Kaskade geschalteten Verstärker 117 auf. In derselben Weise weist der Pfad 107 einen auf das Frequenzband B2 eingestellten und zentrierten Bandpassfilter 118 und einen mit dem Filter 118 in Kaskade geschalteten Verstärker 119 auf. Die Verstärker 117 und 119 sind vorzugsweise rauscharme Verstärker.

Je nach dem, ob die an der Antenne 102 empfangenen Signale erste Signale sind, die nach einer Norm übertragen wurden, deren Trägerfrequenz dem Frequenzband B1 angehört, oder ob die an der Antenne 102 empfangenen Signale zweite Signale sind, die nach einer zweiten Norm übertragen wurden, deren Trägerfrequenz dem Frequenzband B2 angehört, werden diese ersten und zweiten Signale jeweils am Ausgang des ersten, zu diesem Zeitpunkt aktivierten Empfangspfads 106 oder am Ausgang des zweiten zu diesem Zeitpunkt aktivierten Empfangspfads 107 wiedergewonnen. Die Begriffe „erste Signale" bzw. „zweite Signale" beziehen sich im Folgenden immer auf die Signale, die nach einer ersten Norm bzw. nach einer zweiten Norm über den ersten Empfangspfad 106 bzw. über den zweiten Empfangspfad 107 übertragen wurden.

Die Empfangsvorrichtung 104 weist einen Frequenzumsetzer 120 auf. Der Umsetzer 120 ist im Allgemeinen ein erster Mischer 120. Der erste Mischer 120 weist einen ersten Eingang 121, einen zweiten Eingang 122 und einen Ausgang 123 auf. In einem Beispiel kann die Empfangsvorrichtung 104 außerdem einen Schalter 126 aufweisen. Mit diesem Schalter 126 kann entweder ein zweites Ende 124 des Pfades 106, oder ein zweites Ende 125 des Pfades 107 mit dem Eingang 121 verbunden werden.

Der zweite Eingang 122 des Mischers 120 empfängt ein von einer lokalen Oszillatorvorrichtung 127 erzeugtes Heterodyn-Signal, so dass die Frequenz der ersten Signale im Band B1 bzw. die Frequenz der zweiten Signale im Band B2 in eine vorbestimmte Zwischenfrequenz umgesetzt werden kann.

Ein sogenannter Zwischenfrequenz-Bandpassfilter ist mit dem Ausgang 123 des Mischers 120 verbunden. In einem bevorzugten Beispiel liegt die Zwischenfrequenz, auf die der Zwischenfrequenz-Bandpassfilter 128 zentriert ist, zwischen 350 und 450 MHz. Die Bandbreite dieses Zwischenfrequenz-Bandpassfilters liegt darüber hinaus bei etwa 4 MHz. So führt der Zwischenfrequenz-Bandpassfilter 128 eine ausgezeichnete Kanalfilterung für Signale durch, die nach der. UMTS-Norm übertragen werden. Im Übrigen ist das auch der Filtertyp, der tatsächlich in den UMTS-Einband-Empfangsschaltungen zur Kanalfilterung verwendet wird.

Aufgrund der in diesem Zwischenfrequenz-Bandpassfilter verwendeten Bandbreite werden Störsignale, die sich im Abstand von 6 MHz von der Trägerfrequenz befinden und die nach den Empfehlungen der GSM-Norm gefiltert werden müssen, somit in diesem Bereich tatsächlich gefiltert. Zudem ist der Mischer 120 viel einfacher herzustellen als die Mischer 24 und 25 aus 2, die eine Empfangsschaltung mit ZIF-Architektur darstellt, da die Anforderungen an die Nichtlinearität des ersten Mischers 120 wesentlich weniger streng sind als die, die an die Nichtlinearität der Mischer 24 und 25 gestellt werden. In der Tat werden hier die kontinuierlichen Komponenten, die insbesondere aufgrund der Nichtlinearität der Größenordnung 2 des Mischers 120 erzeugt werden können, aufgrund der hohen Frequenzmerkmale (Bandbreite von etwa 4 MHz zentriert auf eine Frequenz von etwa 400 MHz) des Zwischenfrequenz-Bandpassfilters 128 perfekt gefiltert.

Darüber hinaus besteht im Bereich der Antenne 102 keine Strahlungsgefahr mehr, da die Frequenz des von der lokalen Oszillator-Vorrichtung 127 gelieferten Heterodyn-Signals unabhängig vom Vorhandensein des Schalters 126 systematisch von den Bandpassfiltern 116 und 118 gefiltert wird. Die Frequenz dieses Signals ist derart, dass das in den Bandpassfilter 128 eingehende, mit einem aus dem ersten Empfangspfad 106 stammenden ersten Signal bzw. mit einem aus dem zweiten Empfangspfad 107 stammenden zweiten Signal gemischte Signal eine Trägerfrequenz aufweist, die im Wesentlichen der Mittenfrequenz des Zwischenfrequenz-Bandpassfilters 128 ähnlich ist. Werden beispielsweise die ersten vom ersten Empfangspfad 106 empfangenen Signale nach der UMTS-Norm, d.h. mit einer Trägerfrequenz von 2.100 MHz übertragen, und werden die zweiten vom zweiten Empfangspfad 107 empfangenen Signale nach der GSM-Norm, d.h. mit einer Trägerfrequenz von 1.800 MHz übertragen, so erzeugt die lokale Oszillatorvorrichtung 127 entweder ein Heterodyn-Signal bei 1.700 MHz zur Mischung mit den ersten empfangenen Signale oder ein Heterodyn-Signal bei 1.400 MHz zur Mischung mit den zweiten empfangenen Signale. In jedem Fall haben die aus dem ersten Mischer 120 stammenden ersten und zweiten Signale eine Trägerfrequenz, die im Wesentlichen der Mittenfrequenz des Zwischenfrequenz-Bandpassfilters 128 entspricht.

Zum Filtern von von einem ersten Mischer erzeugten Interferenzsignalen bei der Verbreitung von nach einer zweiten Norm übertragenen Signalen begnügt sich somit die erfindungsgemäße Mehrband-Empfangsschaltung durch die Verwendung eines Zwischenfrequenz-Bandpassfilters, der üblicherweise für die Kanalfilterung in einer Empfangskette zum Empfangen von ersten Signalen verwendet wird, mit einem einzigen ersten Mischer, der zudem einfach herzustellen ist. Die weiteren Probleme, die insbesondere mit den Empfangsschaltungen mit ZIF-Architektur auftreten, und insbesondere die Strahlungsprobleme im Bereich der Antenne werden dadurch ebenfalls vermieden.

Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Zwischenfrequenz-Bandpassfilter 128 mit einer Weiche 136 verbunden, mit der die ersten Signale bzw. die zweiten Signale auf eine erste Frequenzumsetzungsvorrichtung 129 bzw. auf eine zweite Frequenzumsetzungsvorrichtung 137 ausgerichtet werden können.

Im Folgenden wird die Funktionsweise der ersten Frequenzumsetzungsvorrichtung 129 erläutert: im Allgemeinen sind die von der Antenne 102 empfangenen Signale phasen- bzw. quadraturmodulierte Signale. Dies bedeutet, dass die empfangenen Signale zwei Quadratur-Komponenten aufweisen, eine sogenannte Sinuskomponente und eine sogenannte Cosinuskomponente. Zur Wiederherstellung der beiden Komponenten dieser Signale weist die erste Frequenzumsetzungsvorrichtung 129 insbesondere einen zweiten Mischer 130 und einen dritten Mischer 131 auf, so dass eine Frequenzumsetzung in ein Frequenzband des modulierenden Signals, das Gegenstand der Übertragung ist, erfolgt. Das diesem modulierenden Signal zugeordnete Frequenzband wird im Allgemeinen als Basisband bezeichnet.

Ein Eingang eines jeweiligen Mischers ist mit dem Zwischenfrequenz-Bandpassfilter 128 verbunden. Der zweite Mischer 130 und der dritte Mischer 131 weisen außerdem jeweils einen zweiten Eingang auf, der mit einem Oszillator 132 verbunden ist, dessen Frequenz der Zwischenfrequenz entspricht. Zur Wiederherstellung einer Cosinuskomponente und einer Sinuskomponente, ist der zweite Eingang des dritten Mischers 131 unmittelbar mit dem Oszillator 132 verbunden, während der zweite Eingang des zweiten Mischers 130 über eine Phasenverschiebung 135 von im Allgemeinen 90° mit dem Oszillator 132 verbunden ist. So wird ein am ersten Eingang des zweiten Mischers 130 vorhandenes Signal nicht mehr mit einem Sinussignal wie innerhalb des dritten Mischers 131, sondern mit einem Cosinussignal gemischt.

Die Funktionsweise der zweiten Frequenzumsetzungsvorrichtung 137 ist ähnlich, so dass auf diese nicht näher eingegangen wird.

So entstehen am Ausgang der jeweiligen Frequenzumsetzungsvorrichtung 129 bzw. 137 zwei von den Mischern erzeugte Basisbandsignale. Die aus der ersten Frequenzumsetzungsvorrichtung 129 stammenden ersten Signale sind bereits im Bereich des Zwischenfrequenz-Bandpassfilters 128 einer Kanalfilterung unterzogen worden. Sie werden also unmittelbar von einem ersten Signalformungspfad 133 und von einem zweiten Signalformungspfad 134 verarbeitet. Die aus der zweiten Frequenzumsetzungsvorrichtung 137 stammenden Signale sind nicht einer Kanalfilterung unterzogen worden. Die beiden zweiten Signale werden demnach jeweils an einen ersten Niederpassfilter 138 und an einen zweiten Niederpassfilter 139 übertragen, bevor sie jeweils über einen ersten Signalformungspfad 140 und einen zweiten Signalformungspfad 141 geformt werden. Sind die zweiten Signale nach der GSM-Norm übertragen worden, so sind die Tiefpassfilter, die dann eine Knickfrequenz von 200 kHz haben, einfach herzustellen.

Die Pfade 133, 134, 140 und 141 weisen verschiedene Mittel auf, hauptsächlich Mittel zur Filterung und zur Verstärkung.

In einer bevorzugten Variante weist die Vorrichtung 104 zwischen der Antenne 102 und den Empfangspfaden 106 und 107 einen rauscharmen Breitbandverstärker 141 auf. Infolgedessen werden Signale, die an den ersten Empfangspfad 106 und an den zweiten Empfangspfad 107 übertragen werden, verstärkt. Die Dämpfung eines Filters wird jedoch mit steigernder Selektivität immer wichtiger. Durch das Vorhandensein eines Verstärkers und dank der somit vor der Filterung durchgeführten Verstärkung kann jedoch die Empfindlichkeit der Bandpassfilter 116 und 118 verbessert werden, ohne dass die durch diese gesteigerte Selektivität verursachten Verluste dabei zum Tragen kommen.

Das Telefon 101 weist außerdem einen durch ein Programm 143 in einem Programmspeicher 144 gesteuerten Mikroprozessor 142, einen Speicher 145 und einen Daten-, Adressen- und Befehlsbus 146 auf. Die lokale Oszillatorvorrichtung 127 wird vom Mikroprozessor 142 geregelt, so dass ein Heterodyn-Signal derart erzeugt wird, dass das aus dem ersten Mischer 120 stammende Signal eine Trägerfrequenz aufweist, die der Zwischenfrequenz, d.h. der Mittenfrequenz des Zwischenfrequenz-Bandpassfilters 128 entspricht. Außerdem steuert der Mikroprozessor 142 die Weiche 136, um die ersten bzw. die zweiten Signale auf die erste Frequenzumsetzungsvorrichtung 129 und auf die zweite Frequenzumsetzungsvorrichtung 137 auszurichten.


Anspruch[de]
  1. Mehrband-Empfangsschaltung (104) in einem Mobiltelefon (101) zum Empfangen von ersten funktechnischen Signalen, die bei einer ersten Trägerfrequenz nach einer ersten Mobilfunknorm übertragen werden, und von zweiten funktechnischen Signalen, die bei einer zweiten Trägerfrequenz nach einer zweiten Mobilfunknorm übertragen werden, umfassend:

    – mindestens eine Antenne (102);

    – einen ersten Empfangspfad (106) zum Empfangen von ersten funktechnischen Signalen, die bei einer ersten Trägerfrequenz nach einer ersten Mobilfunknorm übertragen werden, umfassend einen mit der Antenne (102) verbundenen ersten Bandpassfilter (116), der auf die erste Trägerfrequenz zentriert ist, und einen ersten Verstärker (117), der am Ausgang des ersten Bandpassfilters (116) angeordnet ist;

    – einen zweiten Empfangspfad (107) zum Empfangen von zweiten funktechnischen Signalen, die bei einer zweiten Trägerfrequenz nach einer zweiten Mobilfunknorm übertragen werden, umfassend einen mit der Antenne (102) verbundenen zweiten Bandpassfilter (118), der auf die zweite Trägerfrequenz zentriert ist, und einen zweiten Verstärker (119), der am Ausgang des zweiten Bandpassfilters (118) angeordnet ist;

    – einen ersten Mischer (120) zur Umsetzung der Frequenz der ersten und der zweiten Signale in eine Zwischenfrequenz, wobei der erste Mischer (120) mit einem ersten Eingang (121), einem Ausgang des ersten Verstärkers (117) und einem Ausgang des zweiten Verstärkers (119) verbunden ist;

    – eine lokale Oszillatorvorrichtung (127) zum Erzeugen eines ersten Heterodyn-Signals, wobei die lokale Oszillatorvorrichtung (127) mit einem zweiten Eingang (122) des ersten Mischers (120) verbunden ist;

    dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes aufweist:

    – ein Zwischenfrequenzsystem umfassend einen Zwischenfrequenz-Bandpassfilter (128), der auf die am Ausgang des ersten Mischers (120) anliegende Zwischenfrequenz zentriert ist, wobei der Zwischenfrequenz-Bandpassfilter (128) eine Bandbreite aufweist, bei der eine Kanalfilterung der ersten empfangenen Signale durchgeführt werden kann;

    – eine Weiche (136), die am Ausgang des Zwischenfrequenz-Bandpassfilters (128) angeordnet ist und über welche der Zwischenfrequenz-Bandpassfilter (128) mit einer mit einer Kanalfiltervorrichtung (138; 139) verbundenen zweiten Frequenzumsetzungsvorrichtung (137), auf die die zweiten empfangenen Signale ausgerichtet sind, und mit einer unmittelbar mit Schaltungen zur Signalverarbeitung im Basisband (133; 134) verbundenen ersten Frequenzumsetzungsvorrichtung (129), auf die die ersten empfangenen Signale ausgerichtet sind, verbunden ist.
  2. Mehrband-Empfangsschaltung (104) in einem Mobiltelefon (101) nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Telekommunikationsnorm die UMTS-Norm und die zweite Telekommunikationsnorm die GSM-Norm ist.
  3. Mehrband-Empfangsschaltung (104) in einem Mobiltelefon (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenfrequenz-Bandpassfilter (128) eine Sendebandbreite von vier Megahertz hat.
  4. Mehrband-Empfangsschaltung (104) in einem Mobiltelefon (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenfrequenz-Bandpassfilter (128) auf eine Frequenz im Bereich von 350 und 450 Megahertz zentriert ist.
  5. Mehrband-Empfangsschaltung (104) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Oszillatorvorrichtung (127) aus einem ersten lokalen Oszillator und einem zweiten lokalen Oszillator besteht, wobei der erste lokale Oszillator das erste Heterodyn-Signal bei einer derartigen ersten Frequenz erzeugt, dass die aus dem ersten Mischer stammenden ersten Signale eine Trägerfrequenz haben, die der Mittenfrequenz des Zwischenfrequenz-Bandpassfilters (128) entspricht, und wobei der zweite lokale Oszillator das erste Heterodyn-Signal bei einer derartigen zweiten Frequenz erzeugt, dass die aus dem ersten Mischer (120) stammenden zweiten Signale eine Trägerfrequenz haben, die der Mittenfreguenz des Zwischenfrequenz-Bandpassfilters (128) entspricht.
  6. Verfahren zum Empfangen eines Signals in einem Mehrband-Mobiltelefon (101) umfassend:

    – mindestens eines Antenne (102);

    – einen ersten Empfangspfad (106) zum Empfangen von ersten funktechnischen Signalen, die bei einer ersten Trägerfrequenz nach einer ersten Mobilfunknorm übertragen werden, umfassend einen mit der Antenne (102) verbundenen ersten Bandpassfilter (116), der auf die erste Trägerfrequenz zentriert ist, und einen ersten Verstärker (117), der am Ausgang des ersten Bandpassfilters (116) angeordnet ist;

    – einen zweiten Empfangspfad (107) zum Empfangen von zweiten funktechnischen Signalen, die bei einer zweiten Trägerfrequenz nach einer zweiten Mobilfunknorm übertragen werden, umfassend einen mit der Antenne (102) verbundenen zweiten Bandpassfilter (118), der auf die zweite Trägerfrequenz zentriert ist, und einen zweiten Verstärker (119), der am Ausgang des zweiten Bandpassfilters (118) angeordnet ist;

    dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

    – Aktivieren einer der beiden Empfangspfade (106; 107) in einem Frequenzband, in dem die empfangenen Signale übertragen werden;

    – Erzeugen eines Heterodyn-Signals in Abhängigkeit des aktivierten Empfangspfades;

    – Durchführen einer Frequenzumsetzung mittels eines ersten Mischers (120) ausgehend vom Heterodyn-Signal zur Erzeugung von Zwischenfrequenzsignalen;

    – Filtern der Zwischenfrequenzsignale mittels eines Zwischenfrequenz-Bandpassfilters (128), dessen Merkmale derart festgelegt werden, dass die Filterung eine Kanalfilterung für die nach der ersten Norm übertragenen ersten Signale ist;

    – Ausrichten der zweiten Signale auf eine zweite Frequenzumsetzungsvorrichtung (137) und der ersten empfangenen Signale auf eine erste Frequenzumsetzungsvorrichtung (129) mittels einer mit dem Zwischenfrequenz-Bandpassfilter (128) verbundenen Weiche (136);

    – Durchführen einer Frequenzumsetzung am Ausgang des Zwischenfrequenz-Bandpassfilters (128) zur Umsetzung der ersten und der zweiten empfangenen Signale in Basisbandsignale;

    – Durchführen einer Kanalfilterung für die zweiten empfangenen Signale vor einer Signalverarbeitung im Basisband und unmittelbares Durchführen der Signalverarbeitung im Basisband für die ersten empfangenen Signale.
  7. Verfahren zum Empfangen eines Signals in einem Mehrband-Mobiltelefon (101) nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Norm die UMTS-Norm und die zweite Norm die GSM-Norm ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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