DE69329872T2

DE69329872T2 - Funksender/Empfänger

Info

Publication number: DE69329872T2
Application number: DE69329872T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Hoshigami; Yoichi Takahashi; Mikio Takano; Atsushi Utsugi
Original assignee: Kokusai Electric Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp
Priority date: 1992-10-22
Filing date: 1993-10-21
Publication date: 2001-05-31
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: EP0594434A2; JPH06140959A; EP0594434A3; EP0594434B1; JP3359944B2; US5477532A; DE69329872D1

Description

Diese Erfindung betrifft einen Funksendeempfänger und insbesondere einen Funksendeempfänger zur Verwendung in einem als PHP (Personal Handy Phone) bezeichneten digitalen schnurlosen Telefonsystem, das als schnurloses Telefon der zweiten Generation vorgeschlagen ist.
In einem schnurlosen Telefonsystem, das eines der mobilen Kommunikationssysteme ist, wird Sprache oder dergleichen als analoges Signal über einen Radiowellenübertragungsbereich zwischen einer Kopplungsvorrichtung (einem Hauptgerät, Master Set) und einem schnurlosen Telefongerät (einem Nebengerät, Slave Set) übertragen. Derzeit wird ein schurloses Telefonsystem vom digitalen Typ, das den Radiowellenübertragungsbereich digitalisiert, um die Leistung des Systems weiter zu verstärken, als schnurloses Telefonsystem der zweiten Generation untersucht.
Es wurde ein TDMA-TDD-System als eines der Übertragungssysteme zum Digitalisieren des Radiowellenübertragungsbereichs vorgeschlagen.
Das TDMA-TDD-System ist ein Kommunikationssystem, das zum Übertragen und Empfangen von Signalen zwischen einem Haupt- und einem Nebengerät ein TDD-System (Time Division Duplex) verwendet, in dem es dem Hauptgerät und dem Nebengerät möglich ist, dieselbe Trägerfrequenz zur Duplexverwendung eines Kanals auf Zeitaufteilungsbasis zu verwenden, und bei dem ein Hauptgerät und eine Vielzahl von Nebengeräten durch ein TDMA- System (Time Division Multiple Access) gesteuert werden.
Das oben genannte TDD-Übertragungssystem wird auch als TCM- System (Time Compression Multiplexing Transmission) bezeichnet und kann nach seinem Zeitsteuerungsverfahren auch als Ping-Pong-Übertragungssystem bezeichnet werden.
Allgemein gesagt verändert sich im Falle von mobiler Kommunikation der Abstand zwischen einer mobilen Station und einer Basisstation in jedem Augenblick, wenn sich die mobile Station bewegt und die Intensitäten ihres elektrischen Empfangsbereiches mit der Position der mobilen Station sich verändert, und daher die empfangenen Inputs entsprechend wesentliche Veränderungen erfahren. Im Falle eines schnurlosen Telefons wird ein Nebengerät (ein Mobilgerät) bisweilen in direkte Nähe zu einem Hauptgerät (einem Regler) gebracht, so dass seine empfangenen Inputwerte entsprechende normale Werte übersteigen. In diesem Fall erleidet das bestehende analoge schnurlose Telefongerät nur eine Minderung der erzeugten oder reproduzierten Sprachqualität, aber im Falle des digitalen schnurlosen Telefons vom TDMA-TDD-System, besteht die Gefahr, dass die Erfassung eines Synchronisationssignals, wie der Burstsynchronisation oder TDD-Synchronisation gestärkt wird, was einen Empfang unmöglich macht. Wenn beispielsweise der empfangene Inputwert so eingestellt ist, dass die Empfangsschaltung normalerweise im Bereich des kritischen Empfangswerts (dem minimalen Wert, bei dem Empfang möglich ist) von 10 dB/uV bis zum maximalen Wert von 70 dB/uV arbeitet, aber im Falle, wo das Nebengerät nahe zu einem Hauptgerät gebracht wird und der maximale Wert 70 dB/uN übersteigt und in den Bereich von 100 bis 120 dB/uV kommt, wird die reproduzierte Sprachqualität stark verschlechtert, ausserdem können keine Signale empfangen werden.
Um dieses Problem zu lösen, werden das Nebengerät und das Hauptgerät wie nachfolgend beschrieben konstruiert.
Fig. 5 der begleitenden Zeichnungen ist ein Schaltdiagramm, das ein Beispiel des prinzipiellen Teils eines herkömmlichen Sendeempfängers zeigt. In Fig. 5 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Duplexer, 2 einen Empfänger (Rx), 3 einen Sender (Tx), 4 einen Schaltregler für den Duplexer 1, 5 einen Regler und 9 einen variablen Dämpfer.
Der Regler 5 regelt den Betrieb der gesamten Sendeempfängerschaltung und erfasst den empfangenen Inputwert immer durch seine interne IC-Logik und wenn der empfangene Inputwert einen gegebenen maximalen Wert übersteigt und der Inputwert einen normalen Wert übersteigt, bringt der Regler ein Steuersignal auf den variablen Dämpfer 8 auf, um einen Dämpfungswert zu erhöhen, wobei der Inputwert des Empfängers 2 in den gegebenen Bereich gebracht wird.
Das heisst, der variable Dämpfer 8 ist an der Inputseite des Empfängers 2 vorgesehen und sein Dämpfungswert wird automatisch oder halbautomatisch geregelt, um zu verhindern, dass die reproduzierte Sprachqualität beeinträchtigt wird, wenn der Input überstark ist.
Der variable Dämpfer 8 ist als elektronischer variabler Dämpfer ausgebildet, der eine FET- oder PIN-Diode verwendet und für einen Überinputwert sehr wirksam ist, wenn aber der empfangene Inputwert so niedrig ist, dass er den kritischen Wert nicht erreicht, das heisst, wenn der Dämpfungswert durch den variablen Dämpfer 8 minimal ist, schafft er eine Dämpfung (einen Einfügungsverlust) von ungefähr 1 bis 2 dB, was zu einer Zunahme in der Rauschzahl des Empfängers führt. Folglich nimmt die Empfangsempfindlichkeit entsprechend dem Einfügungsverlust ab, so dass der Synchronisierungsvorgang instabil wird, was den Nutzungsbereich reduziert.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Funksendeempfänger des TDMA-TDD-Systems zur Verfügung zu stellen, der seinen Nutzungsbereich beibehält, indem eine Reduzierung der Empfangsempfindlichkeit durch den variablen Dämpfer vermieden wird, wenn der empfangene Wert niedrig ist, und der verhindert, dass die reproduzierte Sprachqualität beeinträchtigt wird und ein Zustand auftritt, bei dem Empfang unmöglich ist, wenn der Inputwert einen normalen Wert übersteigt.
EP-0-241 265 offenbart einen Sendeempfänger, bei dem das Ausmass an Kopplung zwischen einem empfangenen Input von einer Antenne und einer Empfängerschaltung variiert werden kann, indem der Widerstand von Dioden in einer Kopplungsschaltung verändert wird.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Funksendeempfänger zur Verfügung gestellt umfassend einen Sender, einen Empfänger, eine Antenne, einen Duplexer zum Schalten der Antenne auf den Sender oder den Empfänger, dadurch gekennzeichnet, dass er ferner umfasst: einen Regler zum Entwickeln eines Steueroutputs eines Zustands I, wenn ein empfangener Signalstärkenwert unter einen bestimmten Schwellenwert sinkt und zum Entwickeln eines Steueroutputs eines Zustands II, wenn der empfangene Signalstärkenwert einen bestimmten maximalen Schwelleninputwert des Empfängers über den bestimmten Schwellenwert übersteigt, einen Schaltregler zum Aktivieren des Duplexers, so dass die Antenne in Reaktion auf den Steueroutput des Zustands I vom Regler mit dem Empfänger verbunden ist und die Antenne durch den Duplexer mit dem Sender verbunden ist, während ein empfangener Streustrom in Reaktion auf den Steueroutput des Zustands II durch den Duplexer von der Antenne auf den Input des Empfängers aufgebracht wird.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden als Beispiel mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 2 ein Schaltdiagramm eines Beispiels eines Duplexers darstellt, der in der Ausführungsform von Fig. 1 verwendet ist,
Fig. 3 ein Fliessbild darstellt, das den Betrieb der Ausführungsform von Fig. 1 erläutert,
Fig. 4 ein Schaltdiagramm eines Beispiels eines Schaltreglers darstellt, der in der Ausführungsform von Fig. 1 verwendet ist, und
Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Beispiels eines herkömmlichen Funksendeempfängers darstellt.
In Fig. 1, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, bezeichnen die Bezugszeichen 1 bis 5 dieselben Teile wie im Beispiel von Fig. 5 aus dem Stand der Technik. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der herkömmlichen Anordnung von Fig. 5, in dem der variable Dämpfer 8, der einen Einfügungsverlust bewirkt, weggelassen ist und in dem der Schaltsteuervorgang des Duplexers 1 durch den Schaltregler 4 sich vom Stand der Technik unterscheidet. Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Isolator, der im Sender 3 vorgesehen ist und 7 ein Abschlusswiderstand.
Fig. 2 stellt ein Schaltdiagramm dar, das ein Beispiel des Duplexers 1 zeigt. Diese Schaltung wird als SPDT-Schaltung bezeichnet (Single Pole Double Threw). Die Bezugszeichen V&sub1; und V&sub2; stellen Steuerspannungen dar, die vom Schaltregler 4 geliefert werden. Wenn beispielsweise V&sub1; = 0 V und V&sub2; = -5 V ist, wird der Sender T(x) EIN geschaltet (während Empfänger R(x) AUS geschaltet wird), und wenn V&sub1; = -5 V ist und V&sub2; = 0 V, wird der Sender T(x) AUS geschaltet (während der Empfänger R(x) EIN geschaltet wird).
Der Betrieb eines Beispiels der vorliegenden Erfindung wie in Fig. 1 gezeigt wird mit Bezug zu Fig. 3 beschrieben, insbesondere eines Reglers 5, ein Beispiel dafür ein Computer.
Wenn der empfangene Input ein sehr geringer Inputwert nahe dem kritischen Punkt ist, wird eine bestimmte Empfangsempfindlichkeit gehalten und es kann ein exzellenter reproduzierter Empfangsoutput erhalten werden, ohne den Nutzungsbereich zu reduzieren, weil die vorliegende Erfindung nicht den herkömmlichen variablen Dämpfer verwendet, der die Empfangsempfindlichkeit verringert.
Wenn der empfangene Inputwert einen normalen Wert bei einem Empfangszustand (S&sub1;) übersteigt, das heisst, wenn ein RSSI- Wert (Receiving Signal Strength Indicator) einen zulässigen Maximalwert (d. h. einen Schwellenwert a) des Empfangsinputwertbereiches (S&sub2;) übersteigt, der beispielsweise 70 dB/uV beträgt, wird der Duplexer 1 durch Schalten des Schaltreglers 4 des Senders (Tx-Seite) geschaltet (S&sub3;). Im Funkfrequenzband des Funkwellensendebereichs des digitalen schnurlosen Telefonsystems, beispielsweise im 1 bis 2 GHz-Band, selbst wenn die in Fig. 2 abgebildete Duplexerschaltung 1 auf den Sender (Tx) geschaltet wird, um den Empfänger (Rx) AUS zu schalten, wird der Empfänger nicht vollständig abgestellt und hat einen gewissen Rückverlust von ungefähr 20 bis 30 dB, bedingt durch die Streuung durch den Duplexer und folglich wird ein Empfangssignalstreustrom gedämpft um ungefähr 20 bis 30 dB des Überwertinputs von der Antenne in den Empfänger 2 eingegeben, der seinen normalen Betrieb durchführt, so dass auf diese Weise die Qualität der reproduzierten Sprache unverändert bleibt.
Wie oben erwähnt ist der Duplexer 1 mit dem Sender während Sendung verbunden und wenn der empfangene Inputwert einen normalen Wert übersteigt, und er ist mit dem Empfänger verbunden, wenn der empfangene Inputwert unter dem zulässigen maximalen Wert (S&sub4;) liegt, das heisst, der RSSI-Wert ist unter einem Schwellenwert b (b < a), bei dem der Empfänger 2 in normalem Betrieb ist.
Die Duplexerschaltung kann übrigens in einem geschlossenen Typ oder in einem offenen Typ ausgebildet sein. Die Schaltung vom geschlossenen Typ ist mit RT + γFET = 50 Ohm geschlossen, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Schaltung vom offenen Typ ist im geöffneten Zustand, wenn sie geöffnet ist, aber da eine Sendeleitung einer bestimmten elektrischen Länge am Sender vorgesehen ist und da der Sender mit dem Abschlusswiderstand 7 des Isolators 6 des Senders 3 beendet ist, besteht keine Gefahr, dass abnormale Oszillation auftritt und die Streuung des Empfängers wird konstant gehalten.
Der Schaltregler 4 kann wie in Fig. 4 gezeigt aufgebaut sein, der einen Zustand I annimmt (V&sub1; = -5 V, V&sub2; = 0 V) bzw. einen Zustand II (V&sub1; = 0 V, V&sub2; = -5 V) in Reaktion auf +5 V, 0 V eines Inputs V&sub1; vom Regler 5.
Wie oben ausführlich beschrieben, erzeugt die vorliegende Erfindung die unten angegebenen Effekte.
(1) Es ist möglich, die exzellente reproduzierte Sprachqualität durch normalen Betrieb des Empfängers zu erhalten, ohne einen variablen Dämpfer für einen Überwertinput vorzusehen.
(2) Die Vermeidung des variablen Dämpfers erspart die Notwendigkeit, die Dämpfung entsprechend dem Überwertinput zu regeln, was die Last auf den Regler entsprechend mindert.
(3) Selbst wenn der empfangene Input sehr niedrig nahe dem kritischen Punkt ist, nimmt die Empfangempfindlichkeit nicht ab, weil kein Einfügungsverlust durch den variablen Dämpfer auftritt und ein gewünschter Nutzungsbereich beibehalten werden kann.
(4) Die Vermeidung des variablen Dämpfers verringert den Montageraum und dient daher in starkem Masse der Miniaturisierung des Geräts und zur Reduzierung seiner Kosten.
(5) Die Verringerung der Anzahl der verwendeten Teile reduziert die Versagensrate des Geräts und verstärkt daher seine Zuverlässigkeit.

Claims

1. Funksendeempfänger umfassend:

einen Sender (3),

einen Empfänger (2),

eine Antenne (ANT),

einen Duplexer (1) zum Schalten der Antenne (ANT) auf den Sender (3) oder den Empfänger (2), dadurch gekennzeichnet, dass er ferner umfasst:

einen Regler (5) zum Entwickeln eines Steueroutputs eines Zustands I, wenn ein Empfangssignalstärkewert (RSSI, received signal strength level) unter einen bestimmten Schwellenwert sinkt und zum Entwickeln eines Steueroutputs eines Zustands II, wenn der Empfangssignalstärkewert (RSSI) einen bestimmten maximalen Schwelleninputwert (a) des Empfängers über dem bestimmten Schwellenwert übersteigt,

einen Schaltregler (4) zum Aktivieren des Duplexers (1) so dass die Antenne (ANT) in Reaktion auf den Steueroutput des Zustands I vom Regler mit dem Empfänger verbunden ist, und die Antenne (ANT) durch den Duplexer (1) mit dem Sender (3) verbunden ist, während ein Empfangsstreustrom durch den Duplexer von der Antenne in Reaktion auf den Steueroutput des Zustands II auf den Input des Empfängers (2) aufgebracht wird.

2. Funksendeempfänger nach Anspruch 1, worin der Duplexer (1) zwischen den Sender (3) und den Empfänger (2) eingesetzt ist, um die Antenne (ANT) selektiv während des Sendens mit dem Sender zu verbinden.

3. Funksendeempfänger nach Anspruch 1 oder 2, worin der Duplexer (1) zum Verbinden der Antenne (ANT) mit dem Input des Empfängers (2) oder dem Output des Senders (3) vorgesehen ist.