DE112004002326B4

DE112004002326B4 - Mehrmoden und Mehrband RF Transceiver und zugehöriges Kommunikationsverfahren

Info

Publication number: DE112004002326B4
Application number: DE112004002326.2T
Authority: DE
Inventors: Jyh-fong Lin; Did-Ming Shih
Original assignee: Via Technologies Inc
Current assignee: Via Technologies Inc
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2014-01-16
Anticipated expiration: 2024-12-07
Also published as: WO2005055623A1; CN100525479C; TW200520411A; CN1890993A; JP4499739B2; TWI261422B; DE112004002326T5; US20050124377A1; US7424271B2; JP2007512792A

Abstract

Mehrmoden Kommunikationsverfahren mit: Erzeugen eines oszillierenden Signals durch Bestimmen eines Steuersignals, wobei das oszillierende Signal eine Frequenz (fVCO) hat, die dem Steuersignal entspricht, Erzeugen eines Vergleichssignals entsprechend dem oszillierenden Signal und einem Teilungsverhältnis (N1), wobei das Vergleichssignal eine Frequenz hat, die gleich einem Produkt aus der Frequenz (fVCO) des oszillierenden Signals und dem Teilungsverhältnis (N1) ist, Einstellen des Teilungsverhältnisses (N1) und selektives Veranlassen des oszillierenden Signals, seine Frequenz (fVCO) in einem zweiten Modus mit einer Varietät von Inhalten eines zweiten Kommunikationssignals (Tx2) zu ändern, durch Einstellen des Teilungsverhältnisses (N1) in Übereinstimmung mit den Inhalten des zweiten Kommunikationssignals (Tx2), oder in einem ersten Modus seine Frequenz (fVCO) konstant zu halten, indem das Teilungsverhältnis (N1) unverändert gelassen wird; Einstellen des Steuersignals entsprechend der Frequenz des Vergleichssignals; selektiver Übermittlung des oszillierenden Signals entweder an ein Sendemodul (84; 86), wenn im zweiten Modus gearbeitet wird, oder an eine Empfangsseite (82), wenn im ersten Modus gearbeitet wird; und Mischen eines Empfangssignals, das von der Empfangsseite (82) empfangen wird, mit einem ersten Kommunikationssignal (Tx1) und Erzeugen eines dritten Kommunikationssignals, das auf dem Empfangssignal übertragen wird.

Description

Querverweisung auf Parallelanmeldungen
Dies ist eine Fortsetzungsanmeldung (CIP) der US-Anmeldung Nr. 60-481 737, die am 4. Dezember 2003 eingereicht wurde und hier durch Verweisung einbezogen wird.
Hintergrund der Erfindung
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen RF Transceiver und spezieller einen- Mehrmoden und Mehrband RF Transceiver wie etwa ein GSM/EDGE & WCDMA Zweimoden und Mehrband Mobiltelefon sowie ein zugehöriges Kommunikationsverfahren.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Die vergangene Dekade hat ein explosives Wachstum bei drahtlosen Kommunikationssystemen mit sich gebracht. Im Mobiltelefonmarkt ist eine Vielzahl von Kommunikationssystemen wie etwa GSM und CDMA eingeführt worden, um drahtlose Kommunikationsfunktionen zu realisieren. Ein Mobiltelefon umfaßt einen drahtlosen RF Transceiver zum Senden/Empfangen von drahtlosen Signalen. Ein RF Transceiver umfaßt gewöhnlich eine Phasenkopplungsschleife PLL (Phase Locked Loop) als Frequenzsythetisierer zum Erzeugen eines Trägersignals für einen lokalen Oszillator (LO).
US 5 896 562 offenbart einen Sender/Empfänger zum Senden und Empfangen eines RF-Signals in zwei Frequenzbändern. In beiden Frequenzbändern wird die jeweilige Mischfrequenz durch denselben Synthesizer erzeugt. Dabei wird in einem höheren Band die Frequenz des Ausgangssignals des Synthesizers als Mischfrequenz verwendet, und in einem niedrigeren Band wird die Frequenz des Ausgangssignals des Synthesizers durch einen Faktor von wenigstens 2 dividiert und als Mischfrequenz verwendet.
US 6 011 815 beschreibt einen Delta-Sigma-Modulator. Basierend auf einem Informationssignal wird ein Eingangssignal des Delta-Sigma-Modulators erzeugt. Die Ausgabe des Delta-Sigma-Modulators wird dann zur Steuerung des Teilungsverhältnisses eines Frequenzteilers verwendet.
Im allgemeinen muß ein typischer Mehrmoden oder Mehrband RF Transceiver mehr als einen LO und demgemäß mehr als eine PLL aufweisen, um mehr als ein Trägersignal für eine Varietät von Bändern oder Systemmoden zu erzeugen, wodurch sich die Komplexität des Systems erhöht und die Produktkosten aufgrund einer vergrößerten Chipgröße zunehmen.
Ein RF Transceiver umfaßt einen Sender zum Senden drahtloser Kommunikationssignale. Es wird auf 1 verwiesen, die ein funktionelles Blockdiagramm eines drahtlosen Senders 10 nach dem Stand der Technik zeigt. Die Grundfunktion des Senders 10 besteht darin, Basisbandinformation wie etwa Sprache, Video, Daten oder andere Information auf einen hochfrequenten sinusförmigen Träger zu modulieren oder zu dekodieren, der von einer Sendeantenne abgestrahlt werden kann. Der Grund dafür besteht darin, daß Signale mit höheren Frequenzen effizienter abgestrahlt werden können und das Radiofrequenzspektrum effizienter nutzen als die direkte Strahlung der Basisbandsignale. Der Sender 10 umfaßt einen ersten lokalen Oszillator (LO) 12 zum Erzeugen eines ersten LO Signals, einen I/Q Modulator 14 zum Modulieren eines I/Q Basisbandsignals mit dem ersten LO Signal zu einem Zwischenfrequenzsignal (IF) mit einer Frequenz, die üblicherweise von 10 bis 100 MHz reicht, einen ersten Bandpaßfilter 16 zum Durchlassen von Frequenzkomponenten innerhalb eines schmalen Durchlaßbandes, unter Zurückweisung von Frequenzkomponenten wie Rauschen außerhalb des Durchlaßbandes, einen zweiten LO 18 zum Erzeugen eines zweiten LO Signals, einen Mischer 20 zum Hochtransformieren des vom ersten Bandpaßfilter 16 ausgegebenen IF Signals in eine Summe und eine Differenz des IF Signals und des zweiten LO Signals durch Mischen des IF Signals mit dem zweiten LO Signal, einen mit dem Mischer 20 verbundenen zweiten Bandpaßfilter 22 zum Durchlassen ausschließlich der Summe aus dem IF Signal und dem zweiten LO Signal, einen Leistungsverstärker 24 zum Erhöhen der Leistung von Signalen, die von dem zweiten Bandpaßfilter 22 ausgegeben werden, und eine Sendeantenne 26 zum Umwandeln von leistungsverstärkten Signalen des Leistungsverstärkers 24 in sich ausbreitende elektromagnetische Wellen.
Der erste LO 12 und der zweite LO 18 sind beide aus einer PLL aufgebaut, in der ein spannungsgesteuerter Oszillator installiert ist. Eine Rückkopplungsschaltung der PLL ermöglicht es dem spannungsgesteuerten Oszillator, die Phase eines stabilen Referenzoszillators präzise zu verfolgen. Der zweistufige Sender 10, der in WCDMA Kommunikationssystemen eingesetzt wird, hat Vorteile hinsichtlich verringerter LO Verstimmung, geringerer LO Durchkopplung und milderen Übersprechens zwischen I/Q Kanälen.
Ein RF Transceiver enthält nicht nur einen Sender, sondern auch einen Empfänger. Es wird auf 2 verwiesen, die ein funktionelles Blockdiagramm eines superheterodynen Empfängers 30 nach dem Stand der Technik zeigt. Der Empfänger 30 umfaßt eine Antenne 32, einen dritten Bandpaßfilter 34, einen Verstärker 36 mit niedrigem Rauschen zur Verstärkung von möglicherweise sehr schwachen empfangenen Signalen, die von der Antenne 32 empfangen wurden, unter Minimierung der Rauschleistung, die den empfangenen Signalen zugefügt ist, einen dritten LO 38 zum Erzeugen eines dritten LO, einen zweiten Mischer 40 zum Heruntertransformieren von Signalen, die vom rauscharmen Verstärker 36 übermittelt wurden, in ein IF Signal, einen mit dem zweiten Mischer 40 verbundenen vierten Bandpaßfilter 42, einen vierten LO 44 zum Erzeugen eines vierten LO, und einen mit dem vierten Bandpaßfilter 42 und dem vierten LO 44 verbundenen Demodulator 46 zum Zurückgewinnen eines I/Q Basisbandsignals aus den vom vierten Bandpaßfilter 42 gefilterten Signalen.
Gemäß 1 und 2 enthält ein Transceiver für ein Mobiltelefon vier aufwendige LOs.
Aufgrund der sehr kompetitiven Natur des Marktes für Mobiltelefone besteht ein starker Bedarf, die Anzahl von Bauteilen, die Größe, das Gewicht und die Kosten des Senders 10 und auch des Empfängers 30 zu verringern. Direkt umwandelnde Sender, wie sie bei GSM Kommunikationssystemen eingesetzt werden, sind deshalb sehr interessant, weil der erste LO 12, der erste Bandpaßfilter 16 und der zweite Bandpaßfilter 22 des Senders 10 bei dieser Art der Sendertopologie entfallen.
Der oben genannte Nachteil kann überwunden werden, wenn ein Mehrmoden oder Mehrband RF Transceiver einen einzigen Frequenzsynthetisierer nutzen kann, der in der Lage ist, eine Varietät von Trägersignalen zu erzeugen, ohne die Qualität der Sende- und Empfangssignale drastisch zu beeinträchtigen. Ein solcher RF Transceiver hat einen einfachen Aufbau und geringe Kosten. Es wird auf 3 verwiesen, die ein funktionelles Blockdiagramm eines direkt umwandelnden Senders 50 nach dem Stand der Technik zeigt. Zwei I/Q Signale treten in einen fünften Bandpaßfilter 52 bzw. einen sechsten Bandpaßfilter 54 ein, und werden zur Orthogonalisierung mit einem LO Signal gemischt, das von einem fünften LO (PLL) 56 erzeugt wird. Die orthogonalisierten I/Q Signale treten in einen Leistungsverstärker 58 zur Leistungsverstärkung ein und werden von einer Sendeantenne 60 gesendet.
Ungeachtet des Vorteils, daß er ein Minimum an Bauteilen aufweist, kann der Sender 50 noch unter den Problemen der LO Injektionsverstimmung (Pulling) leiden, und er erfordert eine zusätzliche Topologie zur Isolation. Außerdem müssen die PLL, der Mischer und der Addierer des Senders 50 einen aufwendigen Aufbau haben, damit sie ein sehr geringes Phasenrauschen aufweisen, wodurch sich die Komplexität beim Entwurf der IC-Schaltung und bei der Herstellung des Halbleiterbauelements erhöht.
Kurzdarstellung der Erfindung
Es ist deshalb eine primäre Aufgabe der beanspruchten Erfindung, einen einfach herzustellenden Mehrmoden und Mehrband RF Transceiver mit einem Minimum an Komponenten sowie ein zugehöriges drahtloses Kommunikationsverfahren zu schaffen.
Gemäß einer Ausführungsform umfaßt das Mehrmoden Kommunikationssystem einen Oszillator zum Erzeugen eines oszillierenden Signals durch Bestimmung eines Steuersignals, wobei das oszillierende Signal eine Frequenz hat, die dem Steuersignal entspricht, einen elektrisch mit dem Oszillator verbundenen ersten Frequenzteiler zum Erzeugen eines Vergleichssignals durch Bestimmen des oszillierenden Signals und eines Teilungsverhältnisses, wobei das Vergleichssignal eine Frequenz hat, die gleich einem Produkt aus der Frequenz des oszillierenden Signals und dem Teilungsverhältnis ist, und einen elektrisch mit dem ersten Frequenzteiler verbundenen Frequenzmodulator (Sigma-Delta-Modulator) zum Modulieren des Teilungsverhältnisses, wobei der Frequenzmodulator in der Lage ist, entweder in einem ersten Modus mit konstanter Frequenz oder in einem zweiten Modus zu arbeiten. Wenn er im zweiten Modus arbeitet, ermöglicht es der Frequenzmodulator, daß das oszillierende Signal seine Frequenz mit einer Varietät von Inhalten eines zweiten Kommunikationssignals ändert, durch Modulation des Teilungsverhältnisses je nach Inhalt des zweiten Kommunikationssignals. Wenn er im ersten Modus arbeitet, ermöglicht es der Frequenzmodulator, daß das oszillierende Signal eine konstante Frequenz behält, indem das Teilungsverhältnis unverändert gelassen wird. Das Kommunikationssystem umfaßt weiterhin einen elektrisch mit dem ersten Frequenzteiler verbundenen Frequenz-Phasendetektor zum Einstellen des Steuersignals entsprechend der Frequenz des Vergleichssignals, ein Sendemodul zum Senden von Kommunikationssignalen, die von dem Kommunikationssystem ausgegeben werden, einen Schalter, der in der Lage ist, das oszillierende Signal entweder an das Sendemodul zu übermitteln, wenn der Frequenzmodulator im zweiten Modus arbeitet, oder an eine Empfangsseite, wenn der Frequenzmodulator im ersten Modus arbeitet, und ein zweites Kommunikationsmodul. Das zweite Kommunikationssystem umfaßt einen elektrisch mit der Empfangsseite verbundenen ersten Mischer zum Mischem eines ersten Kommunikationssignals mit einem Empfangssignal, das von der Empfangsseite empfangen wird, und zum Erzeugen eines dritten Kommunikationssignals, das auf dem Empfangssignal übertragen wird.
Es ist ein Vorteil der beanspruchten Erfindung, daß ein Mehrmoden Kommunikationssystem bei einer Vielzahl von Kommunikationssystemen mit einem Minimum an Komponenten eingesetzt werden kann.
Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann zweifellos deutlich werden nach dem Lesen der nachstehenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen, die in den verschiedenen Figuren und Zeichnungen illustriert sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines drahtlosen Senders nach dem Stand der Technik.
2 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines Empfängers nach dem Stand der Technik.
3 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines direktumwandelnden Senders nach dem Stand der Technik.
4 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines RF Senders gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines RF Tansceivers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines RF Senders gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines RF Senders gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
Es wird auf 4 verwiesen, die ein funktionelles Blockdiagramm eines Mehrmoden und Mehrband RF Senders 70 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der RF Sender 70 kann bei einem GSM, EDGE, CDMA, WCDMA, CDMA2000 und WLAN Kommunikationssystem und dergleichen eingesetzt werden. Der Sender 70 umfaßt einen N-fraktionellen Frequenzsynthetisierer 72, einen ersten Schalter 74, der in der Lage ist, durch Bestimmung von Signalen, die vom Frequenzsynthetisierer 72 übermittelt werden, eine elektrisch mit dem Frequenzsynthetisierer 72 verbundene Sendeseite 76 selektiv mit einer ersten, einer zweiten oder einer dritten Empfangsseite 78, 80 oder 82 zu verbinden, ein elektrisch mit der ersten Empfangsseite 78 verbundenes GSM-900 Sendemodul 84, ein elektrisch mit der zweiten Empfangsseite 80 verbundenes GSM-1800 Sendemodul 86 und ein elektrisch mit der dritten Seite 82 verbundenes WCDMA (WLAN 802.11b oder WLAN 802.11g) Modul 88.
Der Frequenzsynthetisierer 72 ist in der Lage, selektiv in einem ersten Modus eine Trägerwelle (CW) (Welle eines lokalen Oszillators) mit einer konstanten Frequenz f_VCO zum Hochtransformieren eines ersten Basisbandsignals T_x1 zu erzeugen, oder in einem zweiten Modus ein RF Signal, dessen Frequenz entsprechend dem Teilungsverhältnis des N-fraktionellen Tellers 94 variiert, der durch den Sigma-Delta Modulator 90 entsprechend einem zweiten Basisbandsignal T_x2 gesteuert wird. Der Frequenzsynthetisierer 72 enthält einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 92 zum Erzeugen eines oszillierenden Signals entsprechend einem Steuersignal, wobei das oszillierende Signal eine Frequenz hat, die dem Steuersignal entspricht, einen ersten N-fraktionellen Frequenzteiler 94, der elektrisch mit dem VCO 92 verbunden ist, zum Erzeugen eines Vergleichssignals entsprechend dem oszillierenden Signal und einem Teilungsverhältnis, wobei das Vergleichssignal eine Frequenz hat, die gleich einem Produkt aus der Frequenz des oszillierenden Signals und dem Teilungsverhältnis ist, einen Frequenz-Phasendetektor 96, der elektrisch zwischen dem ersten Frequenzteiler 94 und dem VCO 92 geschaltet ist, zum Einstellen des Steuersignals entsprechend der Frequenz des Vergleichssignals, und den Sigma-Delta Modulator 90, einen Frequenzmodulator, der elektrisch mit dem ersten Frequenzteiler 94 verbunden ist, zum Modulieren von T_x2 Daten in das Teilungsverhältnis.
Der N-fraktionelle Frequenzteiler 94 kann durch einen Addierer/Akkumulator implementiert werden und teilt ein Eingangssignal selektiv entweder durch N oder N + 1, je nach den Überträgen, die vom Addierer/Akkumulator ausgegeben werden. Da N-fraktionelle Frequenzteiler im Stand der Technik bekannt sind, werden sie hier nicht im einzelnen beschrieben.
Das GSM-900 Sendemodul 84 enthält eine GSM-900 Antenne, einen Tiefpaßfilter, einen Leistungsverstärker (PA) und einen PA-Treiber. Das GSM-1800 Sendemodul 86 hat einen ähnlichen Aufbau wie das GSM-900 Sendemodul 84.
In 4 hat das WCDMA Modul 88 einen heterodynen Aufbau, mit einem zweiten Frequenzteiler 98 zum Teilen von Signalen, die von der dritten Empfangsseite 82 empfangen werden, einem I/Q Modulator 100 zum Modulieren von Tx₁ Daten (WCDMA/EDGE), einem ersten Mischer 102 zum Mischen der modulierten Signale des I/Q Modulators 100 mit den Signalen, die von der dritten Empfangsseite 82 empfangen werden, und einer Antenne 104 zum Senden der gemischten Signale.
Wenn der RF Sender 70 in einen GSM Modus arbeitet, wird der Frequenzsynthetisierer 72 so gesteuert, daß er ein RF-Signal entsprechend den Tx₂ Daten erzeugt, die in den Sigma-Delta Modulator 90 eingegeben werden, und der erste Schalter 74 wird so angesteuert, daß er die Sendeseite 76 entweder mit der ersten Empfangsseite 78 oder mit der zweiten Empfangsseite 80 elektrisch verbindet, und schließlich sendet das GSM-900 Modul 84 oder das GSM-1800 Sendemodul 86 das RF-Signal.
Alternativ, wenn der RF Sender 70 in einem WCDMA Modus arbeitet, wird der Frequenzsynthetisierer 72 so gesteuert, daß er die CW (Welle des lokalen Oszillators) erzeugt, da das Teilungsverhältnis des N-fraktionellen Teilers konstant ist, und der erste Schalter 74 wird so angesteuert, daß er die Sendeseseite 76 elektrisch mit der dritten Empfangsseite 82 verbindet. Der zweite Frequenzteiler 98 des WCDMA Moduls 88 teilt die CW und erzeugt ein geteiltes Signal mit einer zweiten Frequenz f_VCO/N₂. Der Modulator 100 moduliert die Tx₁ Daten mit dem geteilten Signal und erzeugt ein moduliertes Signal, ein IF Signal. Der erste Mischer 102 mischt das modulierte Signal mit der CW, die die erste Frequenz f_VCO hat, und erzeugt zwei gemischte RF Signale mit zwei Arten von Frequenzen, f_VCO ± f_VCO/N₂. Schließlich sendet die Antenne 104 eines der beiden gemischten RF Signale.
Das zugehörige Kommunikationsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die folgenden Schritte: (a) Erzeugen eines RF Signals mit dem N-fraktionellen Frequenzsynthetisierer 72, dessen Teilungsverhältnis entsprechend den Tx₂ Daten gesteuert wird, und Senden des RF Signals, wenn im GSM Modus gearbeitet wird; (b) Erzeugen eines CW Tons mit einer konstanten Frequenz, da das Teilungsverhältnis des N-fraktionellen Frequenzsynthetisierers konstant gehalten wird, wenn im WCDMA Modus gearbeitet wird; (c) Mischen des von dem zweiten Frequenzteiler 98 geteilten Signals mit dem vom I/Q Modulator 100 erzeugten modulierten Signal entsprechend den Tx₁ Daten, und direktes Hochtransformieren des Tx₁ Signals in das gemischte Signal mit den Frequenzen f_VCO ± f_VCO/N₂; und (d) Senden des gemischten Signals mit der Antenne 104.
Ein Transceiver enthält sowohl einen Sender als auch einen Empfänger. Es wird auf 5 verwiesen, die einen RF Transceiver 400 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der RF Transceiver 400 kann im GSM Modus arbeiten, um Daten asynchron zu senden und zu empfangen, oder im WCDMA Modus, um Daten synchron zu senden und zu empfangen.
Zusätzlich zu dem Frequenzsynthetisierer 72 und dem WCDMA Modul 88 enthält der Transceiver 400 ein RF Empfangsmodul 402. Wenn der Transceiver 400 so gesteuert wird, daß er im WCDMA Modus arbeitet, verbindet ein zweiter Schalter 404 den Frequenzsynthetisierer 72 gleichzeitig mit dem WCDMA Modul 88 und dem RF Empfangsmodul 402, und der CW Ton mit der ersten Frequenz f_VCO vom Frequenzsynthetisierer 72 kann vom WCDMA Modul 88 und vom RF Empfangmodul 402 benutzt werden. Es ist zu bemerken, daß der Transceiver 400 nur einen LO aufweist.
Das RF Empfangsmodul 402 enthält einen dritten Frequenzteiler 406 zum Teilen einer CW (Welle eines lokalen Oszillators) und zum Erzeugen einer geteilten CW, einen zweiten Mischer 408 zum Mischen des CW Tons mit dem geteilten CW Ton und zum Erzeugen eines gemischten Signals, einen dritten Mischer 410 zum Heruntertransformieren eines drahtlos von der Antenne 104 empfangenen Signals, und einen Demodulator 412 zum Demodulieren des heruntertransformierten Signals in ein I/Q Signal.
Das RF Empfangsmodul 402 kann auch als ein GSM Empfänger dienen. In einem GSM Empfangsmodus verbindet der zweite Schalter 404 den Frequenzsynthetisierer 72 mit dem RF Empfangsmodul 402, das eine lokale Oszillatorwelle liefert, da sein Teilungsverhältnis konstant gehalten wird. Das RF Empfangsmodul 402 transformiert deshalb ein eintreffendes RF Signal entsprechend der lokalen Oszillatorwelle herunter.
Der zweite Frequenzteiler 98 des WCDMA Moduls 88 des in 4 gezeigten Senders 70 kann alternativ auch direkt elektrisch mit dem Frequenzsynthetisierer 72 verbunden sein, statt mit der dritten Empfangsseite 82 des ersten Schalters 74, wie in 6 gezeigt ist, bei der es sich um ein funktionelles Blockdiagramm eines RF Senders 120 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt. Der Sender 120 hat einen ähnlichen Aufbau wie der in 4 gezeigte Sender 70, mit der Ausnahme, daß der zweite Frequenzteiler 98 direkt elektrisch mit dem Frequenzsynthetisierer 72 verbunden ist und nicht mit der dritten Empfangsseite 82 des ersten Schalters 74, wie es bei dem dritten Frequenzteiler 110 des Kommunikationssystems 70 der Fall ist.
Es wird auf 7 verwiesen, die ein funktionelles Blockdiagramm eines RF Senders 140 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, der eine homodyne Struktur hat. Der Sender 140 hat ebenfalls eine ähnlichen Aufbau wie der Sender 70, mit der Ausnahme, daß ein WCDMA Modul 142 des Senders 140 einen Mischer aufweist, der die CW vom Frequenzsynthetisierer 72 mit einer anderen CW mischt, um eine weitere CW zu erzeugen, die von dem I/O Modulator 100 verwendet wird.
Im Unterschied zum Stand der Technik kann die vorliegende Erfindung einen Mehrmoden und Mehrband RF Transceiver und ein zugehöriges drahtloses Kommunikationsverfahren bereitstellen, die in der Lage sind, in zwei Moden (GSM/EDGE & WCDMA/WLAN 802.11b & 11g) sowie auch in mehreren Bändern (GSM 900 & 1800) zu arbeiten, mit einem N-fraktionellen Frequenzsynthetisierer, der nur aus einem LO besteht, so daß die Komplexität des Systems und die Herstellungskosten für eine integrierte Schaltung reduziert sind.
Der Fachmann wird erkennen, daß unter Beibehaltung der Lehre der Erfindung zahlreiche Modifikationen und Abwandlungen an der Vorrichtung und dem Verfahren vorgenommen werden können. Die vorstehende Beschreibung sollte deshalb so ausgelegt werden, daß sie nur durch die in den beigefügten Ansprüchen gezogenen Grenzen beschränkt wird.

Claims

Mehrmoden Kommunikationsverfahren mit: Erzeugen eines oszillierenden Signals durch Bestimmen eines Steuersignals, wobei das oszillierende Signal eine Frequenz (f_VCO) hat, die dem Steuersignal entspricht, Erzeugen eines Vergleichssignals entsprechend dem oszillierenden Signal und einem Teilungsverhältnis (N₁), wobei das Vergleichssignal eine Frequenz hat, die gleich einem Produkt aus der Frequenz (f_VCO) des oszillierenden Signals und dem Teilungsverhältnis (N₁) ist, Einstellen des Teilungsverhältnisses (N₁) und selektives Veranlassen des oszillierenden Signals, seine Frequenz (f_VCO) in einem zweiten Modus mit einer Varietät von Inhalten eines zweiten Kommunikationssignals (Tx2) zu ändern, durch Einstellen des Teilungsverhältnisses (N₁) in Übereinstimmung mit den Inhalten des zweiten Kommunikationssignals (Tx2), oder in einem ersten Modus seine Frequenz (f_VCO) konstant zu halten, indem das Teilungsverhältnis (N₁) unverändert gelassen wird; Einstellen des Steuersignals entsprechend der Frequenz des Vergleichssignals; selektiver Übermittlung des oszillierenden Signals entweder an ein Sendemodul (84; 86), wenn im zweiten Modus gearbeitet wird, oder an eine Empfangsseite (82), wenn im ersten Modus gearbeitet wird; und Mischen eines Empfangssignals, das von der Empfangsseite (82) empfangen wird, mit einem ersten Kommunikationssignal (Tx1) und Erzeugen eines dritten Kommunikationssignals, das auf dem Empfangssignal übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, mit: Teilen des an die Empfangsseite (82) übermittelten oszillierenden Signals.
Mehrmoden Kommunikationsverfahren mit: Erzeugen eines oszillierenden Signals durch Bestimmen eines Steuersignals, wobei das oszillierende Signal eine Frequenz (f_VCO) hat, die dem Steuersignal entspricht, Erzeugen eines Vergleichssignals entsprechend dem oszillierenden Signal und einem Teilungsverhältnis (N₁), wobei das Vergleichssignal eine Frequenz hat, die gleich einem Produkt aus der Frequenz (f_VCO) des oszillierenden Signals und dem Teilungsverhältnis (N₁) ist, Einstellen des Teilungsverhältnisses (N₁) und selektives Veranlassen des oszillierenden Signals, seine Frequenz (f_VCO) in einem zweiten Modus mit einer Varietät von Inhalten eines zweiten Kommunikationssignals (Tx2) zu ändern, durch Einstellen des Teilungsverhältnisses (N₁) in Übereinstimmung mit den Inhalten des zweiten Kommunikationssignals (Tx2), oder in einem ersten Modus seine Frequenz (f_VCO) konstant zu halten, indem das Teilungsverhältnis (N₁) unverändert gelassen wird; Einstellen des Steuersignals entsprechend der Frequenz des Vergleichssignals; selektiver Übermittlung des oszillierenden Signals an eine Empfangsseite (82), wenn im ersten Modus gearbeitet wird; und Mischen eines Empfangssignals, das von der Empfangsseite (82) empfangen wird, mit einem ersten Kommunikationssignal (Tx1) und Erzeugen eines dritten Kommunikationssignals, das auf dem Empfangssignal übertragen wird, wobei das Verfahren weiter umfasst: Empfang von Kommunikationssignalen, Teilen der Frequenz (f_VCO) des oszillierenden Signals mit konstant gehaltener Frequenz und Erzeugen eines geteilten oszillierenden Signals, Mischen des oszillierenden Signals mit dem geteilten oszillierenden Signal und Erzeugen eines gemischten Signals, Mischen der empfangenen Kommunikationssignale mit dem gemischten Signal und Heruntertransformieren der empfangenen Kommunikationssignale, und Demodulieren des heruntertransformierten Signals.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die empfangenen Kommunikationssignale drahtlos empfangen werden.
Mehrmoden Kommunikationsverfahren mit: Erzeugen eines oszillierenden Signals durch Bestimmen eines Steuersignals, wobei das oszillierende Signal eine Frequenz (f_VCO) hat, die dem Steuersignal entspricht, Erzeugen eines Vergleichssignals entsprechend dem oszillierenden Signal und einem Teilungsverhältnis (N₁), wobei das Vergleichssignal eine Frequenz hat, die gleich einem Produkt aus der Frequenz (f_VCO) des oszillierenden Signals und dem Teilungsverhältnis (N₁) ist, Einstellen des Teilungsverhältnisses (N₁) und selektives Veranlassen des oszillierenden Signals, seine Frequenz (f_VCO) in einem zweiten Modus mit einer Varietät von Inhalten eines zweiten Kommunikationssignals (Tx2) zu ändern, durch Einstellen des Teilungsverhältnisses (N₁) in Übereinstimmung mit den Inhalten des zweiten Kommunikationssignals (Tx2), oder in einem ersten Modus seine Frequenz (f_VCO) konstant zu halten, indem das Teilungsverhältnis (N₁) unverändert gelassen wird; Einstellen des Steuersignals entsprechend der Frequenz des Vergleichssignals; selektiver Übermittlung des oszillierenden Signals entweder an ein Sendemodul (84; 86), wenn im zweiten Modus gearbeitet wird, oder an eine Empfangsseite (82), wenn im ersten Modus gearbeitet wird; wobei das Verfahren weiter umfasst: Erzeugen eines Signals mit einer konstanten Frequenz; und Mischen des von der Empfangsseite (82) empfangenen oszillierenden Signals mit dem Signal mit konstanter Frequenz.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, mit: drahtloser Übertragung der Kommunikationssignale.
Mehrmoden Kommunikationssystem (70) mit: einem ersten Kommunikationsmodul (72) mit: einem Oszillator (92) zum Erzeugen eines oszillierenden Signals durch Bestimmung eines Steuersignals, wobei das oszillierende Signal eine dem Steuersignal entsprechende Frequenz (f_VCO) hat; einem elektrisch mit dem Oszillator (92) verbundenen ersten Frequenzteiler (94) zum Erzeugen eines Vergleichssignals entsprechend dem oszillierenden Signal und einem Teilungsverhältnis (N₁), wobei das Vergleichssignal eine Frequenz hat, die gleich einem Produkt aus der Frequenz (f_VCO) des oszillierenden Signals und dem Teilungsverhältnis (N₁) ist; einem elektrisch mit dem ersten Frequenzteiler (94) verbundenen Sigma-Delta-Modulator (90) zum Einstellen des Teilungsverhältnisses (N₁), wobei der Sigma-Delta-Modulator (90) selektiv entweder in einem zweiten Modus arbeitet und das oszillierende Signal veranlasst, seine Frequenz (f_VCO) mit einer Varietät von Inhalten eines zweiten Kommunikationssignals (Tx2) zu ändern, durch Einstellen des Teilungsverhältnisses (N₁) entsprechend den Inhalten des zweiten Kommunikationssignals (Tx2), oder in einem ersten Modus arbeitet und das oszillierende Signal veranlasst, seine Frequenz (f_VCO) konstant zu halten, indem das Teilungsverhältnis (N₁) unverändert gelassen wird; und einem Frequenz-Phasendetektor (96), der elektrisch mit dem ersten Frequenzteiler (94) und dem Oszillator (92) verbunden ist, zum Einstellen des Steuersignals entsprechend der Frequenz des Vergleichssignals; einem Sendemodul (84; 86) zum Senden von Kommunikationssignalen, die für die Ausgabe aus dem Kommunikationssystem (70) bereit sind; einem Schalter (74), der in der Lage ist, das oszillierende Signal entweder an das Sendemodul (84; 86) zu übermitteln, wenn der Sigma-Delta-Modulator (90) im zweiten Modus arbeitet, oder an eine Empfangsseite (82), wenn der Sigma-Delta-Modulator (90) im ersten Modus arbeitet; und einem zweiten Kommunikationsmodul (88) mit: einem elektrisch mit der Empfangsseite (82) verbundenen ersten Mischer (102) zum Mischen eines ersten Kommunikationssignals (Tx1) mit einem von der Empfangsseite (82) empfangenen Empfangssignal und zum Erzeugen eines dritten Kommunikationssignals, das auf dem Empfangssignal übertragen wird.
Kommunikationssystem nach Anspruch 7, bei dem das zweite Kommunikationsmodul (88) weiterhin einen zweiten Frequenzteiler (98) aufweist, der elektrisch mit der Empfangsseite (82) verbunden ist, zum Teilen der Frequenz (f_VCO) des vom Schalter zur Empfangsseite (82) übermittelten oszillierenden Signals.
Mehrmoden Kommunikationssystem (400) mit: einem ersten Kommunikationsmodul (72) mit: einem Oszillator (92) zum Erzeugen eines oszillierenden Signals durch Bestimmung eines Steuersignals, wobei das oszillierende Signal eine dem Steuersignal entsprechende Frequenz (f_VCO) hat; einem elektrisch mit dem Oszillator (92) verbundenen ersten Frequenzteiler (94) zum Erzeugen eines Vergleichssignals entsprechend dem oszillierenden Signal und einem Teilungsverhältnis (N₁), wobei das Vergleichssignal eine Frequenz hat, die gleich einem Produkt aus der Frequenz (f_VCO) des oszillierenden Signals und dem Teilungsverhältnis (N₁) ist; einem elektrisch mit dem ersten Frequenzteiler (94) verbundenen Sigma-Delta-Modulator (90) zum Einstellen des Teilungsverhältnisses (N₁), wobei der Sigma-Delta-Modulator (90) selektiv entweder in einem zweiten Modus arbeitet und das oszillierende Signal veranlasst, seine Frequenz (f_VCO) mit einer Varietät von Inhalten eines zweiten Kommunikationssignals (Tx2) zu ändern, durch Einstellen des Teilungsverhältnisses (N₁) entsprechend den Inhalten des zweiten Kommunikationssignals (Tx2), oder in einem ersten Modus arbeitet und das oszillierende Signal veranlasst, seine Frequenz (f_VCO) konstant zu halten, indem das Teilungsverhältnis (N₁) unverändert gelassen wird; und einem Frequenz-Phasendetektor (96), der elektrisch mit dem ersten Frequenzteiler (94) und dem Oszillator (92) verbunden ist, zum Einstellen des Steuersignals entsprechend der Frequenz des Vergleichssignals; einem Schalter (404), der in der Lage ist, das oszillierende Signal selektiv an eine Empfangsseite zu übermitteln, wenn der Sigma-Delta-Modulator (90) im ersten Modus arbeitet; und einem zweiten Kommunikationsmodul mit: einem elektrisch mit der Empfangsseite verbundenen ersten Mischer (102) zum Mischen eines ersten Kommunikationssignals (Tx1) mit einem von der Empfangsseite empfangenen Empfangssignal und zum Erzeugen eines dritten Kommunikationssignals, das auf dem Empfangssignal übertragen wird, wobei das Kommunikationssystem weiter aufweist: ein Empfangsmodul (402) zum Empfang von Kommunikationssignalen, die an das Kommunikationssystem (400) übermittelt werden, wobei der Schalter (404) in der Lage ist, das oszillierende Signal an das Empfangsmodul (402) zu übermitteln, wenn der Sigma-Delta-Modulator (90) in einem Modus arbeitet, in welchem der Sigma-Delta-Modulator (90) das oszillierende Signal veranlasst, seine Frequenz (f_VCO) konstant zu halten, indem das Teilungsverhältnis (N₁) des ersten Frequenzteilers (94) unverändert gelassen wird; und wobei das Empfangsmodul (402) einen dritten Frequenzteiler (406) zum Teilen der Frequenz (f_VCO) des von dem Schalter (404) an das Empfangsmodul (402) übermittelten oszillierenden Signals und zum Erzeugen eines geteilten oszillierenden Signals, einen zweiten Mischer (408) zum Mischen des oszillierenden Signals mit dem geteilten oszillierenden Signal und zum Erzeugen eines gemischten Signals, einen dritten Mischer (410) zum Heruntertransformieren eines von dem Empfangsmodul (402) empfangenen Kommunikationssignals, und einen Demodulator (412) zum Demodulieren des heruntertransformierten Signals aufweist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 9, bei dem das Empfangsmodul (402) in der Lage ist, Kommunikationssignale zu empfangen, die drahtlos an das Kommunikationssystem (400) übermittelt werden.
Mehrmoden Kommunikationssystem (140) mit: einem ersten Kommunikationsmodul (72) mit: einem Oszillator (92) zum Erzeugen eines oszillierenden Signals durch Bestimmung eines Steuersignals, wobei das oszillierende Signal eine dem Steuersignal entsprechende Frequenz (f_VCO) hat; einem elektrisch mit dem Oszillator (92) verbundenen ersten Frequenzteiler (94) zum Erzeugen eines Vergleichssignals entsprechend dem oszillierenden Signal und einem Teilungsverhältnis (N₁), wobei das Vergleichssignal eine Frequenz hat, die gleich einem Produkt aus der Frequenz (f_VCO) des oszillierenden Signals und dem Teilungsverhältnis (N₁) ist; einem elektrisch mit dem ersten Frequenzteiler (94) verbundenen Sigma-Delta-Modulator (90) zum Einstellen des Teilungsverhältnisses (N₁), wobei der Sigma-Delta-Modulator (90) selektiv entweder in einem zweiten Modus arbeitet und das oszillierende Signal veranlasst, seine Frequenz (f_VCO) mit einer Varietät von Inhalten eines zweiten Kommunikationssignals (Tx2) zu ändern, durch Einstellen des Teilungsverhältnisses (N₁) entsprechend den Inhalten des zweiten Kommunikationssignals (Tx2), oder in einem ersten Modus arbeitet und das oszillierende Signal veranlasst, seine Frequenz (f_VCO) konstant zu halten, indem das Teilungsverhältnis (N₁) unverändert gelassen wird; und einem Frequenz-Phasendetektor (96), der elektrisch mit dem ersten Frequenzteiler (94) und dem Oszillator (92) verbunden ist, zum Einstellen des Steuersignals entsprechend der Frequenz des Vergleichssignals; einem Sendemodul (84; 86) zum Senden von Kommunikationssignalen, die für die Ausgabe aus dem Kommunikationssystem (70) bereit sind; einem Schalter (74), der in der Lage ist, das oszillierende Signal entweder an das Sendemodul (84; 86) zu übermitteln, wenn der Sigma-Delta-Modulator (90) im zweiten Modus arbeitet, oder an eine Empfangsseite (82), wenn der Sigma-Delta-Modulator (90) im ersten Modus arbeitet; und einem dritten Kommunikationsmodul (142) mit einem lokalen Oszillator zum Erzeugen eines Signals mit einer konstanten Frequenz; und mit einem vierten Mischer zum Mischen des von der Empfangsseite (82) empfangenen oszillierenden Signals mit dem Signal mit konstanter Frequenz.
Kommunikationssystem nach Anspruch 7 oder 11, bei dem das Sendemodul (84; 86) in der Lage ist, Kommunikationssignale drahtlos aus dem Kommunikationssystem (70; 140) zu senden.