Способ выбора промежуточной частоты передачи в сотовом телефонном аппарате (варианты), устройство генерирования частот гетеродинов в первом и втором диапазоне в сотовом телефонном аппарате и двухдиапазонный сотовый телефонный аппарат

 

Изобретение относится к системам радиосвязи, в частности к сотовой связи. Двухдиапазонный сотовой телефон содержит антенну, четыре полосовых фильтра, цепи приема и передачи, два гетеродина, два смесителя, переключатель для выбора частот гетеродинов. Способ выбора промежуточной частоты передачи включает этапы поиска средней частоты несущей интервалов качания радиочастоты первого и второго диапозонов, расчета разности между средней частотой несущей передачи первого диапазона частот и средней частотой несущей передачи второго диапазона частот, вычитания средней частоты несущей передачи радиочастоты второго диапазона частот из средней частоты несущей второго диапазона частот в интервале качания частот гетеродинов для определения промежуточной частоты сигнала передачи и добавления последней к частотам начала и останова полосы радиочастот. Достигаемый технический результат - компактность, пониженная стоимость, возможность автоматически приводить в действие различные системы сотовых телефонов. 3 с. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение касается системы радиосвязи и более конкретно - двухдиапазонной системы радиосвязи с сотовой структурой зоны обслуживания.

Описание связанной техники Сотовый телефонный аппарат состоит из радиочастотного (РЧ) участка и контроллера полосы частот. РЧ-участок преобразует с повышением частоты модулированную промежуточную частоту (ПЧ), поступающую из модулятора-демодулятора (модема), в радиочастоту в режиме передачи и преобразует с понижением частоты принимаемый радиочастотный сигнал в сигнал промежуточной частоты в режиме приема. Такой радиочастотный участок обычно состоит из множества смесителей, автоматических регуляторов усиления, фильтров, гетеродинов и усилителей.

В сотовых системах радиочастота передачи отличается от радиочастоты приема. Каждая система имеет различные способы распознавания частот. На способ выбора промежуточной частоты во время режимов передачи и приема оказывают влияние множество различных факторов. Для упрощения аппаратного средства и уменьшения стоимости промежуточные частоты во время передачи и приема необходимо выбирать таким образом, чтобы разнесение промежуточных частот точно совпадало с разнесением радиочастот. Таким образом, можно использовать один гетеродин. В соответствии с этим цепи передачи и приема могут использовать один и тот же гетеродин. Остальные части, не относящиеся к радиочастотному участку, включают в себя цепь передачи сигналов промежуточной частоты, цепь приема сигналов промежуточной частоты, цепь передачи радиочастотных сигналов и цепь приема радиочастотных сигналов.

Как показано на фиг. 1, обычный одночастотный сотовый телефонный аппарат включает в себя участок модема и радиочастотный участок. Участок модема состоит из блока модема 100. Радиочастотный участок включает в себя антенну 101, антенный переключатель 102 для переключения сигналов передачи и приема, малошумящий усилитель (МШУ) 103, полосовой фильтр РЧ-сигналов приема 105, усилитель мощности 104, полосовой фильтр РЧ-сигналов передачи 106, смесители 107 и 108, гетеродин 108 для цепи приема, полосовой фильтр ПЧ-сигналов приема 110, автоматический регулятор усиления 112 сигналов ПЧ приема, полосовой фильтр 111 сигналов ПЧ передачи и избирательный усилитель с регулируемым усилением 113. В системе один гетеродин можно использовать для всех других цепей.

Краткое изложение сущности изобретения Технической задачей настоящего изобретения является обеспечение способа выбора промежуточных частот путем использования цепей передачи и приема для изготовления компактного двухчастотного сотового телефонного аппарата с пониженной стоимостью.

Другой задачей настоящего изобретения является необходимость обеспечить устройство и способ для программирования и переключения первого и второго гетеродинов, чтобы автоматически приводить в действие различные системы сотовых телефонных аппаратов.

В соответствии с аспектом настоящего изобретения способ выбора промежуточной частоты передачи в сотовом телефонном аппарате, имеющем антенну, усилитель мощности, цепи передачи и приема сигналов радиочастот (РЧ), первый и второй гетеродины и цепи передачи и приема сигналов промежуточной частоты (ПЧ), включает в себя этапы: а) поиска средних частот интервалов качания радиочастот передачи первого и второго диапазонов; b) расчета разности между средней частотой несущей передачи первого диапазона частот и средней частотой несущей передачи второго диапазона частот; с) умножения рассчитанного значения разности на масштабный коэффициент с целью расчета средней частоты несущей в полосе качания частот гетеродина; d) вычитания средней частоты несущей передачи радиочастоты из средней частоты несущей в интервале качания гетеродина с целью определения промежуточной частоты передачи; e) добавление средней частоты несущей к частотам начала и останова интервала радиочастот передачи первого диапазона частот с целью определения частот начала и останова первого гетеродина для первого диапазона; и f) добавления промежуточной частоты к частотам начала и останова радиочастоты во втором диапазоне и умножения добавляемого значения на масштабный коэффициент с целью определения частот начала и останова второго гетеродина для второго диапазона.

Краткое описание чертежей Вышеописанные и другие цели, особенности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными в свете нижеприведенного подробного описания примерного варианта его осуществления, выполненного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых Фиг. 1 представляет блок-схему соответствующего известному уровню техники одночастотного сотового телефонного аппарата.

Фиг. 2 представляет блок-схему двухдиапазонного сотового телефонного аппарата, соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 представляет блок-схему гетеродина двухдиапазонного сотового телефонного аппарата, соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения Ниже приводится подробное описание предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичным элементам присвоены аналогичные ссылочные позиции. Далее, следует более четко понимать, что многие определения, типа детальных схемных элементов, показаны только посредством примера с целью обеспечения лучшего понимания настоящего изобретения, а настоящее изобретение можно выполнять без определений. Более того, следует отметить, что подробные описания относительно известной техники можно преднамеренно опустить, если предположить, что они не нужны при описании концепций настоящего изобретения.

Настоящее изобретение направлено на уменьшение сложности и стоимости изготовления двухдиапазонного сотового телефонного аппарата. В соответствии с настоящим изобретением двухдиапазонный сотовый телефонный аппарат имеет меньшее количество гетеродинов по сравнению с известным сотовым телефонным аппаратом. Обычный однодиапазонный сотовый телефонный аппарат, работающий в одном диапазоне частот, требует один гетеродин. Сотовый телефонный аппарат включает в себя один синтезатор частот для цепей передачи и приема. Реализацию общего гетеродина можно осуществить посредством выбора соответствующих промежуточных частот.

В соответствии с аналогичной теорией в обычной двухдиапазонной системе радиосвязи с сотовой структурой зоны обслуживания требуются три гетеродина, поскольку частотное разнесение промежуточных частот не идентично на обоих диапазонах. Следовательно, в сотовом телефонном аппарате можно использовать один синтезатор частот для всех цепей конкретного диапазона частот посредством выбора конкретной установки промежуточных частот. Однако в другом диапазоне требуются два синтезатора частот, подходящих для цепей передачи и приема.

Настоящее изобретение представляет способ конструирования двухдиапазонного сотового телефонного аппарата, имеющего два синтезатора частот, как показано на фиг. 2. Предпочтительные частоты определяются описываемым ниже алгоритмом. Можно осуществлять незначительную точную подстройку промежуточных частот с целью получения размера шага для синтезатора частот.

Как показано на фиг. 2, соответствующий настоящему изобретению двухдиапазонный сотовый телефонный аппарат включает в себя блок модема 100 и высокочастотный участок. Высокочастотный участок включает в себя двухдиапазонную антенну 101, квадроплексер 202 для разделения сигналов передачи и приема двойного диапазона частот, малошумящий усилитель двойного диапазона 103, полосовые фильтры 205 и 206 приема РЧ-сигналов, двухдиапазонный усилитель мощности 204, полосовые фильтры 207 и 208 передачи РЧ-сигналов, смесители 107 и 108, гетеродин 211 для цепи приема, гетеродин 212 для цепи передачи, полосовой фильтр цепи приема сигнала ПЧ 110, автоматический регулятор усиления цепи приема сигнала ПЧ 112, полосовой фильтр цепи передачи 111 сигнала ПЧ и избирательный усилитель с регулируемым усилителем 113.

Например, в описании предполагается, что сотовый телефонный аппарат работает в диапазоне 800 МГц МДКРК (многостанционный доступ с кодовым разделением каналов) (первый диапазон) и в диапазоне 1900 МГц ОЛС (обслуживания личной связи) (второй диапазон). Система МДКРК имеет диапазон частот передачи 824-849 МГц и диапазон частот приема 869-894 МГц. Система ОЛС имеет диапазон частот передачи 1850-1910 МГц и диапазон частот приема 1930-1990 МГц. Следует отметить, что разность радиочастот в первом диапазоне составляет 45 МГц, тогда как разность радиочастот во втором диапазоне составляет 80 МГц. Для выбора промежуточной частоты в обычной системе требуются один синхронизатор частот, используемый в первом диапазоне, и два синхронизатора частот, используемых во втором диапазоне.

Однако вариант осуществления настоящего изобретения включает в себя гетеродин 212 цепи передачи и гетеродин 211 цепи приема. Синтезатор частот 212 используется в цепи передачи двойного диапазона, а гетеродин 211 используется в цепи приема двойного диапазона. Каждый гетеродин 211 и 212 включает в себя переключатель (не показанный) для выбора требуемого одного из двух диапазонов. Промежуточные частоты выбирают таким образом, что частота от гетеродина 211 используется для второго диапазона, а половина частоты (то есть LO1-2) от гетеродин 211 используется для первого диапазона. Управление переключателем и точной частотой несущей программируются контроллером полосы частот сотового телефонного аппарата. Переключатель выбирает пути в соответствии с рабочими диапазонами, как показано на фиг. 3.

Как показано на фиг. 3, первый путь P1 представляет собой прямой путь для второго диапазона, а второй путь P2 представляет собой путь для первого диапазона. Сигнал управляемого напряжением генератора делится регулятором переключения и подается на делитель для обеспечения сигнала LO1 (то есть генератор управления - 2). Синтезатор в синтезаторе приема выполняет такую же методику, как описано выше.

Описываемый ниже алгоритм используется при выборе правильной промежуточной частоты, в котором можно использовать только два синтезатора частот. В цепи передачи двухдиапазонного сотового телефонного аппарата промежуточной частоты можно выбирать, как показано ниже. Предположим, что средняя частота несущей радиочастотного сигнала передачи первого диапазона представляет X1, а средняя частота несущей второго диапазона составляет X2. Далее, общая промежуточная частота относительно двух диапазонов представляет Y. Частота гетеродина второго диапазона перекрывает частоту гетеродина первого диапазона. Такой способ перекрытия частот требует низкого интервала частот управляемого напряжением генератора 304. Низкий интервал частот является почти таким же, как и интервал, требуемый при обычной однодиапазонной работе. В свете вышесказанного интервал двух диапазонов частот получается без снижения фазовых шумов синтезаторов частот. Таким образом, соотношение можно выразить следующими уравнениями (1) и (2): Z = X2 + Y; (1) Z/2 = X1 + Y, Z = 2 · X1 + 2 · Y. (2) Из уравнений (1) и (2) соотношение можно переписать, как представлено уравнениями (3) и (4) Z = 2 · (X2 - X1); (3)
Y = Z - X2, (4)
где X1 представляет среднюю частоту несущей интервала радиочастот первого диапазона, X2 представляет среднюю частоту несущей радиочастот второго диапазона, Y представляет промежуточную частоту вышеприведенных двух диапазонов, и Z представляет среднюю частоту несущей интервала частот гетеродина второго диапазона. Значение Z/2 представляет среднюю частоту несущей частотного интервала гетеродина, используемого в первом диапазоне. Частота начала и частота останова гетеродина определяется по значению средней частоты несущей и интервалу частот конкретного диапазона. Таким образом, отсюда следует ход аналогичной теории в отношении цепи приема двухдиапазонной системы связи с сотовой структурой зоны обслуживания. Здесь можно видеть, что интервалы частот гетеродинов двух диапазонов частот перекрываются друг другом. Частота гетеродина во втором диапазоне перекрывается частотой гетеродина (2 · LO) в первом диапазоне. Во втором пути P2 гетеродина используется предварительное пересчетное устройство в отношении первого диапазона для обеспечения второго диапазона надлежащей частоты. Для перекрытия частот гетеродинов требуется управляемый напряжением генератор 304 более низкого интервала качания для гетеродинов. Интервал качания примерно совпадает с интервалом качания второго диапазона.

Таким образом, фазовые шумы гетеродина в двухдиапазонной системе связи с сотовой структурой зоны обслуживания не будут снижаться.

На фиг. 3 показана схема гетеродина в двухдиапазонном сотовом телефонном аппарате, соответствующем варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на чертеже, гетеродин включает в себя генератор частот 301, синтезатор частот 302, фильтр нижних частот синхронного детектора 303, управляемый напряжением генератор (УНГ) 304, первый и второй переключатели 305 и 306 для переключения пути сигнала на первый и второй пути P1 и P2 и предварительное пересчетное устройство (- 2) 307. При выборе второго диапазона, сигнал передается по первому пути P1. В противоположность этому, если выбран первый диапазон, сигнал передается по второму пути P2, включающему в себя предварительное пересчетное устройство 307. Поскольку начальная частота и размер шага различаются в соответствии с диапазонами, синтезатор частот программируют таким образом, чтобы он генерировал надлежащую частоту. Поскольку сигнал в первом диапазоне передается через управляемый напряжением генератор 304 и предварительное пересчетное устройство 307, частота, генерируемая управляемым напряжением генератором 304, в два раза выше вышеупомянутой частоты. Далее, размер шага управляемого напряжением генератора 304 становится в два раза больше. Следовательно, ширина полосы частот контура становится выше, время синхронизации становится меньше, а ослабление ложного обращения становится выше.

Как описано выше, соответствующий изобретению двухдиапазонный сотовый телефонный аппарат имеет компактную конструкцию и изготавливается с пониженной стоимостью.

Хотя выше описан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, должно быть ясно, что в нем можно осуществлять многие изменения и (или) модификации основных концепций изобретения, которые очевидны специалистам в данной области техники, не выходя при этом за рамки сущности и объема настоящего изобретения.

Формула изобретения

1. Способ выбора промежуточной частоты передачи в сотовом телефонном аппарате, имеющем антенну, усилитель мощности, цепи передачи и приема сигналов радиочастот (РЧ), первый и второй гетеродины и цепи передачи и приема сигналов промежуточной частоты (ПЧ), заключающийся в том, что (а) определяют средние частоты несущей интервала частоты качания передачи и интервала частоты качания приема первого и второго диапазонов частот, (b) рассчитывают разность между средней частотой несущей передачи первого диапазона частот и средней частотой несущей передачи второго диапазона частот, (с) умножают значение вычисленной разности на масштабный коэффициент для расчета средней частоты несущей в интервале качания частот гетеродинов, (d) вычитают среднюю частоту несущей передачи радиочастоты второго диапазона частот из средней частоты несущей второго диапазона частот в интервале качания частот гетеродинов для определения промежуточной частоты сигнала передачи, (е) добавляют промежуточную частоту сигнала передачи к частотам начала и останова полосы радиочастоты первого диапазона частот для определения частот начала и останова первого гетеродина для первого диапазона частот, (f) добавляют промежуточную частоту сигнала передачи к частотам начала и останова радиочастоты во втором диапазоне частот и умножают добавляемое значение на масштабный коэффициент для определения частот начала и останова второго гетеродина для второго диапазона частот, а первый диапазон частот представляет собой более высокий диапазон радиочастот.

2. Способ выбора промежуточной частоты приема в сотовом телефонном аппарате, имеющем антенну, усилитель мощности, цепи передачи и приема сигналов радиочастоты, первый и второй гетеродины и цепи передачи и приема сигналов промежуточной частоты, отличающийся тем, что содержит этапы: определяют средние частоты несущей соответствующих первого и второго диапазонов передачи сигналов радиочастот (РЧ), рассчитывают разность между средней частотой несущей приема первого диапазона и средней частотой несущей второго диапазона, умножают значение вычисленной разности на масштабный коэффициент для расчета средней частоты несущей в интервале качания частот гетеродинов, вычитают среднюю частоту несущей приема радиочастоты из средней частоты несущей второго диапазона частот в интервале качания частот гетеродина для определения промежуточной частоты приема, а упомянутый первый диапазон представляет собой более высокий диапазон радиочастот.

3. Двухдиапазонный сотовый телефон, выполненный с возможностью работы в двухдиапазонной системе, имеющий модемный блок для выдачи сигнала промежуточной частоты (ПЧ) передачи в цепь передачи и для приема ПЧ-сигнала из цепи приема сотового телефона, отличающийся тем, что содержит указанную цепь передачи, включающую в себя один первый гетеродин для выдачи гетеродинного (Г) сигнала передачи, первый смеситель для смещения Г-сигнала передачи с ПЧ-сигналом передачи для получения сигнала радиочастоты (РЧ) передачи, полосовые фильтры (206, 208) РЧ передачи, имеющие разные полосы пропускания, соответствующие соответственным разным диапазонам частот двухдиапазонной системы, указанную цепь приема, включающую в себя полосовые фильтры (205, 206) РЧ для пропускания РЧ-сигнала, в диапазоне приема двойного диапазона, один второй гетеродин для формирования Г-сигнала приема, и второй смеситель для смещения Г-сигнала приема с РЧ-сигналом, пропущенным указанными полосовыми фильтрами (205, 206) для формирования указанного ПЧ-сигнала приема, и переключатель для выбора частот гетеродинов и частоты ПЧ приема таким образом, что сигналы передачи и приема поддерживаются при работе на любой частоте в пределах обоих рабочих диапазонов двойного диапазона.

4. Сотовый телефон по п.3, отличающийся тем, что указанный переключатель включает в себя средство для выбора частоты гетеродина при работе в нижнем диапазоне двойного диапазона как доли частоты гетеродина, используемой при работе в верхнем диапазоне двойного диапазона.

5. Сотовый телефон по п.4, отличающийся тем, что указанный верхний диапазон примерно вдвое больше указанного нижнего диапазона, причем различные части каждого из верхнего и нижнего диапазонов представлены для передачи и приема, и при этом указанное средство для выбора включает в себя средство для обеспечения перекрытия между диапазонами частоты гетеродина для верхнего диапазона и нижнего диапазона в обеих цепях передачи и приема.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3