无线电发送和接收设备本发明涉及按权利要求1前序部分的一种无线电发送和接收设备
尤其是移动无线电终端设备。
在按GSM标准工作的移动无线电终端设备上,按标准不允许持续
同时的发送和接收作业。因此可以用一个共同的发送和接收天线运行
这些设备,而不存在由于发送信号的接收机输入端过调制的现实危
险。
在按未来的UMTS标准所概念设计的移动无线电终端设备上的情
况是不同的。在具有所谓的完全双工作业的这样的设备上,在发送和
接收作业之间的时间上的交叉将是允许的,并且在作业中也会产生
的。在这些设备上所以-像通常在具有发送和接收作业之间时间上交叉
的发送和接收设备上那样-,为了避免过调制,或甚至避免接收机输入
端通过发送信号高功率的破坏,在发送机和接收机之间的有效去耦是
必要的。
按当今技术水准通过一种所谓的双工作业滤波器,或一种双工作
业机来解决此问题。基本上在此涉及两种极端陡峭边沿的优质的带通
滤波器。在发送方面一个发送滤波器负责抑制发送机噪声和可能的寄
生辐射。在接收方面接收滤波器保证很高的接收机选择性。另可选择
地也可以将所提及的双工作业机实施为一种带阻滤波器双工作业机,
在此带阻滤波器双工作业机上,发送滤波器是具有接收带中零位的一
种带阻滤波器,而接收滤波器是具有发送带中零位的一种带阻滤波
器。
所提及滤波器的实施由于它们的专门特性实际上是无法一体化
的,并且因此与向越来越小而轻的移动无线电终端设备的趋势相对
立。此外它们是成本昂贵的,并且从在此领域中的,总在继续进展的
成本下降的角度来看也是成问题的。
因此本发明基于这种任务,提供具有改善的发送机接收机去耦的
一种无线电发送和接收设备,这种无线电发送和接收设备尤其以减小
的位置需求和成本花费来满足这种功能的要求。
通过具有权利要求1特征的一种无线电发送和接收设备来解决此
任务。
本发明包含这种主要的思路,即在以频分复用工作的无线电发送
和接收设备上,在很大程度上通过施加在接收机输入端上的发送信号
部分的补偿来实现必要的发送机接收机去耦。这一点使得舍弃极端陡
峭边沿的,和不能以半导体工艺技术制备的发送与接收滤波器成为可
能,以及最后使得集成地和因而节省位置与成本有利地实施去耦设备
成为可能。
补偿元件尤其是与发送带带通滤波器和接收带带通滤波器并联
的-它们俩者由于安排了补偿元件而不必满足极端的要求-,并且与接
收部分的接收前置放大器或接收混频器的输入端相连接。
补偿元件尤其包括用于分开地调节要处理信号的相位和振幅的
设备,以至于它提供在相位和振幅方面适合于清除串扰着发送信号部
分的一种输出信号。
可以如此程度地固定补偿-也就是要么按一个频率或一个信道,
要么按多个频率或多个信道,其中然后给每个信道分配一组补偿参
数,并且在信道转换时也进行补偿参数组之间的转接。在这里对于补
偿参数可以理解为一个相位旋转角和一个振幅值。这种具有固定调节
的参数的,也标志为″静态″的实施是可以特别简单和成本有利地实现
的。
具有适应性调节的补偿元件的一种实施却是可以较灵活地与不
同使用条件适配的,并且在实践中因此从当今的观点看是优先的。用
一种这样的实施也可以补偿天线适配中的,例如通过天线与导电物体
或人体的接触或相近邻而可能出现的变化。适应性调节从在接收机输
入端上的电压测量出发,其中如此来改变补偿元件中的相位和振幅,
以至于使这个所测量的电压最小化。从概念上可以将用于补偿元件适
应性控制所需要的设备归纳在概念″补偿控制单元″之下。除此测量装
置之外-此测量装置此外也可以实施为功率测量装置-,以一种优先设
计的这种补偿控制单元包括,用于将输入端信号ZF-转换到一个固有
中间频率上的设备(在利用反正含有在接收部分中的前置放大器和混
频器的条件下),连接在后面的一个简单的带通滤波器,和连接在此
带通滤波器之后的一个简单的AM接收部分。
AM接收部分的输出信号则代表适应性调节的输入量。为了达到调
节的高灵敏度,所提及的带通滤波器以有利的方式窄带地调谐到接收
频率上的。
以一种节省位置的和成本有利的设计,也就是尤其以硅工艺技术
中的高集成(LSI或VLSI)电路的形式,将补偿元件集成到发送和接
收设备的HF部件中。
此外在从属权利要求中,以及从借助图的优先实施例的以下说明
中得出本发明的优点和合理性。由这些图所展示的:
图1为以功能方框电路图形式的,本发明一个第一实施形式的示
意图,
图2为用于阐述源于图1补偿元件控制的示意图,
图3为以功能方框电路图形式的,本发明一个第二实施形式的示
意图,
图4为以功能方框电路图形式的,本发明一个第三实施形式的示
意图,和
图5为以功能方框电路图形式的,本发明一个第四实施形式的示
意图。
图1中以草图方式展示了在移动无线电终端设备1的与本发明实
施的关联中为主要的部件,和这些部件的互相作用。在输出方面经过
发送带带通滤波器5将在接收方面接收发送信号的发送终端级(终端
级)3与联合发送和接收天线7的一个连接点7a相连接。将一个接收
带带通滤波器11连接到天线7的连接点7a和接收前置放大器9的输
入端之间,在接收前置放大器9的输出端上提供一种预先放大的接收
信号。发送带带通滤波器5和接收带带通滤波器11的导通特性曲线(导
通曲线)相互间具有按移动无线电系统预先规定的一个频率间距;按
GSM标准(此GSM标准此外规定了在接收和发送作业之间的时间双工
作业)此间距例如为45 MHz。这两个带通滤波器5、11共同形成一个
双工作业滤波器,在与所建议方案的关联中却对此双工作业滤波器提
出了,比在常规无线电移动双工作业滤波器上的较低的要求,并且这
种双工作业滤波器因此是能够以集成的硅工艺技术实施的。
通过在发送终端级3的输出端和接收前置放大器9的输入端之间
安排补偿元件13,使得这一点成为可能。用指向图1中补偿元件13
的箭头″补偿元件的控制″在一般意义上标志了,补偿元件13在正常情
况下没有固定调节的,不可变的补偿特性,而是取决于预先规定的输
入量-大致取决于一种频率或信道分配,和/或取决于在此装置中所采
集的一个测量值-可控制的(详情请参阅后面所述的)。
图1中展示了,以一种优先设计的按图1的补偿元件13具有一
个相位补偿元件13.1和一个与此补偿元件13.1串联的振幅补偿元件
13.2,其中两个补偿元件13.1,13.2分别接收一个专门的控制信号″
相位特性控制″或″放大或衰减控制″,并且鉴于它们的传递特性曲线通
过各自的控制信号调节两个补偿元件13.1,13.2。
图3是按图1的移动无线电终端设备1的一种其它的示图,其中
在这里随同表示了用于控制补偿元件13的一个补偿控制单元15,这
种补偿控制单元15获得发送和接收作业的附加信息作为输入信号。补
偿控制单元15可以具有一个以检查表方式构造的存储器,在此存储器
中存储了补偿元件13的,在预先规定的发送/接收频率或发送/接收信
道,和合适的相位角值副/振幅特性值副之间的分配。如果移动无线电
终端设备只有发送和接收作业的一种可能的频率状态或信道状态的
话,则相应地只安排一个单一的值副。以一种特别灵活设计的补偿控
制单元15可以附加地处理标志着系统现实状态的信息;对此请参阅后
面的阐述。
图4中展示了一个相对于图1已修改的移动无线电终端设备1’,
在此移动无线电终端设备1’上控制单元接收和处理在接收放大器9的
输入端上所采集的附加信号。在采集点9a之后连接了一个测量放大器
17和一个整流器单元19,在这些测量放大器17和整流器单元19中获
得补偿控制单元15的,代表施加在接收前置放大器9输入端上电压的
附加输入信号。在这里如此设计补偿控制单元15,以至于通过相位和
振幅的合适调节(如上面所述那样,基于一个独立于频率的预先规定
的值副)使此电压最小化。
图5中展示了移动无线电终端设备1”的一个相对于图4已修改
的设计,除了图3中展示的载有像那里的相同相关号的,和这里不再
次说明的部件之外,此移动无线电终端设备1”在接收前置放大器的
输出端方面具有一个简单的″第二接收机″21。此第二接收机21与已修
改的补偿控制单元15”的控制输入端相连接。
用第二接收机21窄带地采集输入信号的振幅,于是也可以采集
和补偿串扰功率的很小的值。第二接收机21包括在其中进行将施加在
接收前置放大器9上的接收信号的中间频率转换到频率f(vco)上的
一个混频器21.1,连接在此混频器21.1之后用于在中间频率f
(iftx)上实施简单滤波的一个带通滤波器21.2,和连接在带通滤波
器21.2之后的一个AM接收机21.3/21.4。在接收信号路径中在混频
器21.1之后连接了在一个第二中间频率f(iftx)上滤波的一个简单
的其它带通滤波器23。
以工艺技术上以及在成本和使用价值观点下有利的方式,可以以
硅工艺技术一体化地实施所建议的设计。在图5中所展示的设计上,
用反正存在于接收部分中的混频器和前置放大器可以实现AM接收机
的混频器21.1和前置放大器21.3,以至于在这方面不必作出附加的
硬件花费。
本发明的实施不局限于上述的实例,而是以其发展位于符合专业
的活动范围中的变型也是可能的。