專利名稱：用于收發(fā)信機(jī)中的頻率偏移方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地講涉及收發(fā)信機(jī)，具體地講涉及偏移在接收機(jī)和發(fā)射機(jī)中產(chǎn)生的頻率的方法和設(shè)備，由此消除收發(fā)信機(jī)中的自抑制(self-quieting)。
目前在射頻(RF)通信領(lǐng)域?qū)?shù)字加密話音和高速數(shù)據(jù)通信的需求已增加了。由于RF頻譜的固有限制，必須設(shè)計(jì)在構(gòu)成特性方面的新的系統(tǒng)概念以滿足增加的需求。時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)是這樣的一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供更有效的頻譜利用率和增加的容量。
在它的最簡單的形式中，TDMA系統(tǒng)包括一個(gè)發(fā)送基站，該基站能夠在單條RF信道上時(shí)分復(fù)用至少兩個(gè)用戶來的信息，和能夠接收至少一個(gè)時(shí)分復(fù)用信息的一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)端接收臺(tái)。典型地，該遠(yuǎn)端接收臺(tái)可能是一個(gè)移動(dòng)的或手持的無線電話，能夠發(fā)送TDMA信息到該基站和從該基站接收TDMA信息。
TDMA系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例使用一個(gè)時(shí)分雙工(TDD)時(shí)隙結(jié)構(gòu)，該TDD系統(tǒng)使用一條RF信道發(fā)送和接收遠(yuǎn)端接收臺(tái)和基站之間的控制與通信信息。在TDD系統(tǒng)中出現(xiàn)的一個(gè)問題是發(fā)射機(jī)的偏移頻率等于接收機(jī)的中頻(IF)。如果在發(fā)送與接收期間兩個(gè)頻率發(fā)生器保持住，它們將相互干擾，產(chǎn)生發(fā)送的與接收的數(shù)據(jù)的自抑制。這個(gè)問題可出現(xiàn)在遠(yuǎn)端接收站以及該基站中。
已經(jīng)提出解決這個(gè)問題的一個(gè)方案是使用快速鎖定頻率合成器作為位于該基站或遠(yuǎn)端接收臺(tái)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)中的頻率發(fā)生器?？焖冁i定合成器可以在發(fā)送和接收時(shí)隙之間接通或斷開并且又接通和很快地鎖定到TDD系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范內(nèi)它們希望的頻率?？焖冁i定頻率合成器系統(tǒng)非常昂貴，消耗大量的功率而且有復(fù)雜的實(shí)施要求。
因此，希望有一個(gè)便宜的功率有效的TDD收發(fā)信機(jī)，該收發(fā)信機(jī)不難實(shí)現(xiàn)并避免發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)的自抑制。
本發(fā)明包括操作射頻收發(fā)信機(jī)的一種方法。該收發(fā)信機(jī)包括一個(gè)本機(jī)振蕩器，它在不同時(shí)間產(chǎn)生二個(gè)本機(jī)振蕩器信號(hào)。每一個(gè)本地振蕩器信號(hào)具有一個(gè)唯一的頻率。在第一時(shí)間期間，射頻收發(fā)信機(jī)接收一個(gè)射頻信號(hào)。第一射頻信號(hào)與一個(gè)本機(jī)振蕩器信號(hào)組合，形成一個(gè)中頻信號(hào)。在第二時(shí)間期間，該收發(fā)信機(jī)接收一個(gè)頻率偏移信號(hào)。該頻率偏移信號(hào)與第二本機(jī)振蕩器信號(hào)組合，形成第二射頻信號(hào)。第一和第二射頻信號(hào)具有相同的頻率。


圖1是應(yīng)用本發(fā)明的無線電話通信系統(tǒng)的方框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的TDMA/TDD時(shí)間幀的圖示。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的收發(fā)信機(jī)的方框圖。
優(yōu)選的實(shí)施例包括無線電話的數(shù)字TDD收發(fā)信機(jī)。該數(shù)字收發(fā)信機(jī)包括一個(gè)本機(jī)振蕩器(LO)，一個(gè)中頻(IF)合成器和偏移頻率合成器。該本機(jī)振蕩器是快速鎖定頻率合成器，能夠在要求改變TDD系統(tǒng)內(nèi)的信道時(shí)在1.5毫秒內(nèi)變化頻率高達(dá)12MHz。發(fā)射機(jī)與接收機(jī)中的頻率合成器互相偏移2MHz，允許在二者之間隔離60dB以避免自抑制的問題。該本機(jī)振蕩器交變發(fā)送與接收時(shí)隙之間產(chǎn)生的頻率。這些交變的頻率與IF和發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的偏移頻率進(jìn)行混頻。在一個(gè)接收時(shí)隙期間，接收的射頻用該LO下混頻為合適的IF。在一個(gè)發(fā)送時(shí)隙期間，該偏移頻率用該LO上混頻為相同的射頻。
圖1是可采用本發(fā)明的無線電話系統(tǒng)的方框圖。在無線電話系統(tǒng)中，固定點(diǎn)的收發(fā)信機(jī)103發(fā)送射頻(RF)信號(hào)到固定地理區(qū)域內(nèi)的有關(guān)的移動(dòng)和手持無線電話以從該移動(dòng)和手持無線電話接收射頻(RF)信號(hào)。無線電話101就是由固定點(diǎn)收發(fā)信機(jī)103服務(wù)的這樣一種無線電話。
當(dāng)從固定點(diǎn)收發(fā)信機(jī)103接收信號(hào)時(shí)，無線電話101使用天線105合該RF信號(hào)并將RF信號(hào)變換為射頻電信號(hào)107。RF電信號(hào)由無線接收機(jī)109接收以便在無線電話101中使用。接收機(jī)109產(chǎn)生一個(gè)中頻信號(hào)用于解調(diào)RF電信號(hào)107和恢復(fù)在射頻電信號(hào)107內(nèi)的有關(guān)數(shù)據(jù)。得到的數(shù)據(jù)信號(hào)121從該接收機(jī)輸出到處理系統(tǒng)117。處理系統(tǒng)117為用戶接口123將該數(shù)據(jù)信號(hào)121格式為話音和或數(shù)據(jù)。用戶接口123包含一個(gè)送話器，一個(gè)揚(yáng)聲器和一個(gè)鍵盤。
當(dāng)RF信號(hào)從手持電話101傳輸?shù)焦潭c(diǎn)收發(fā)信機(jī)103時(shí)，從用戶接口123來的話音和/或數(shù)據(jù)信號(hào)由處理系統(tǒng)117處理。處理的信號(hào)輸入到發(fā)射機(jī)111。發(fā)射機(jī)111產(chǎn)生一個(gè)偏移頻率信號(hào)用于將處理的信號(hào)119調(diào)制為RF電信號(hào)，然后RF電信號(hào)輸入到天線105。RF電信號(hào)107被變換為RF信號(hào)并由天線105輸出。RF信號(hào)由固定點(diǎn)收發(fā)信機(jī)103接收，固定點(diǎn)收發(fā)信機(jī)103與陸地電話信號(hào)接口。
圖2是說明優(yōu)選的實(shí)施例的時(shí)分雙工TDMA的方框圖。在射頻信道上TDD幀200的持續(xù)時(shí)間為5毫秒。每5毫秒重復(fù)相同的TDD幀。在圖1的手持無線電話101中，在時(shí)隙205期間無線電話將信息發(fā)送到固定點(diǎn)收發(fā)信機(jī)103。在接收時(shí)隙207手持無線電話101從固定點(diǎn)收發(fā)信機(jī)103接收射頻信號(hào)。在發(fā)送時(shí)隙205結(jié)束之后，手持無線電話101有1.875毫秒來安排該收發(fā)信機(jī)經(jīng)過天線105接收數(shù)據(jù)。在圖3的詳細(xì)方框圖中說明了優(yōu)選實(shí)施例的具體實(shí)現(xiàn)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的射頻收發(fā)信機(jī)的示意圖。在優(yōu)選的實(shí)施例中，天線105接收1895至1907MHz之間的射頻信號(hào)。為了說明起見，我們將信號(hào)107當(dāng)作1900MHz射頻電信號(hào)107。同樣地，天線105發(fā)送包含從處理的數(shù)據(jù)信號(hào)119來的信息的1900MHz射頻電信號(hào)。本機(jī)振蕩器303設(shè)定在1762-1775MHz之間的頻率。這個(gè)本機(jī)振蕩器是一個(gè)快速捕獲頻率合成器，它允許該振蕩器在1.5毫秒內(nèi)在12MHz范圍內(nèi)工作。這個(gè)快速捕獲頻率合成器在任何無線電話中都是需要的，以便改變無線電話系統(tǒng)中內(nèi)的信道。
在發(fā)送時(shí)隙205發(fā)送信息時(shí)，發(fā)射機(jī)111從處理系統(tǒng)117接收處理的數(shù)據(jù)信號(hào)119。在功能框307中這個(gè)處理的數(shù)據(jù)信號(hào)119被調(diào)制并適當(dāng)?shù)馗袷?。功能?07的輸出是具有131MHz頻率的一個(gè)偏移頻率信號(hào)313。該偏移頻率信號(hào)313在混頻器305中與本機(jī)振蕩器頻率113混頻產(chǎn)生1900MHz射頻電信號(hào)，該射頻電信號(hào)輸出到天線105。在發(fā)送時(shí)隙205期間，本機(jī)振蕩器303頻率設(shè)定在1769MHz。在包含在處理的數(shù)據(jù)信號(hào)119中的數(shù)據(jù)發(fā)送之后，如在圖2的時(shí)間持續(xù)期間203所示的，該收發(fā)信機(jī)300有1.875毫秒時(shí)間改變?cè)诮邮諘r(shí)隙207期間用于接收的頻率。
在接收時(shí)隙207期間，接收機(jī)109從圖1的固定點(diǎn)收發(fā)信機(jī)103接收具有1900MHz頻率的射頻電信號(hào)107。然后在包含在接收機(jī)109內(nèi)的混頻器301，射頻電信號(hào)107與本機(jī)振蕩器頻率信號(hào)113混頻。得到的信號(hào)311是具有頻率等于133MHz的中頻信號(hào)。為了產(chǎn)生這個(gè)中頻，本機(jī)振蕩器頻率設(shè)定為1767MHz。因此在遲延的1.875毫秒期間本機(jī)振蕩器頻率信號(hào)113需要從1769MHz變到1767MHz。這個(gè)中頻信號(hào)311輸入到功能框309，它產(chǎn)生合成的數(shù)據(jù)信號(hào)121。
根據(jù)請(qǐng)求在這個(gè)空載時(shí)間改變本機(jī)振蕩器303的頻率。該系統(tǒng)避免了自抑制問題，這是由偏移頻率信號(hào)313和中頻信號(hào)311具有相同頻率產(chǎn)生的。如果它們的確具有相同的頻率，在電話呼叫期間自抑制的出現(xiàn)導(dǎo)致不純的數(shù)據(jù)和差錯(cuò)。由于本機(jī)振蕩器303的快速鎖定頻率合成器已要求用于無線電話系統(tǒng)，該系統(tǒng)在費(fèi)用、大小和功率上是有效的。
權(quán)利要求
1.一種操作射頻收發(fā)信機(jī)的方法，其特征在于步驟在第一和第二時(shí)間期間分別產(chǎn)生至少第一和第二本機(jī)振蕩器信號(hào)，上述第一和第二本機(jī)振蕩器信號(hào)具有不同的頻率；在上述第一時(shí)間期間接收第一射頻信號(hào)；在上述第一時(shí)間期間將上述第一射頻信號(hào)與上述第一本機(jī)振蕩器信號(hào)混頻，形成第一中頻信號(hào)；在上述第二時(shí)間期間產(chǎn)生第一頻率偏移信號(hào)；和在上述第二時(shí)間期間將上述第一頻率偏移信號(hào)與上述第二本機(jī)振蕩器信號(hào)混頻，形成第二射頻信號(hào)，使得上述第一和第二射頻信號(hào)基本上具有相同的頻率。
2.一種射頻收發(fā)信機(jī)，其特征是第一裝置，在第一和第二時(shí)間期間分別產(chǎn)生至少一個(gè)第一和一個(gè)第二本機(jī)振蕩器信號(hào)，上述第一和第二本機(jī)振蕩器信號(hào)具有不同的頻率;在上述第一時(shí)間期間接收第一射頻信號(hào)的裝置;在上述第一時(shí)間期間將上述第一射頻信號(hào)與上述第一本機(jī)振蕩器信號(hào)組合，形成第一中頻信號(hào)的裝置;第二裝置，在上述第二時(shí)間期間產(chǎn)生第一頻率偏移信號(hào);和第二裝置，在上述第二時(shí)間期間將上述第一頻率偏移信號(hào)與上述第二本機(jī)振蕩器信號(hào)組合，形成第二射頻信號(hào)，使得上述第一和上述第二射頻信號(hào)基本上具有相同的頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的射頻收發(fā)信機(jī)，其中上述第一中頻信號(hào)與上述第一頻率偏移信號(hào)具有不同的頻率，使得射頻收發(fā)信機(jī)的自抑制顯著地減少。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的射頻收發(fā)信機(jī)，其中上述第一和上述第二射頻信號(hào)的頻率在1895和1907MHz之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的射頻收發(fā)信機(jī)，其中上述第一中頻信號(hào)具有基本上等于133MHz的頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的射頻收發(fā)信機(jī)，其中上述偏移的頻率信號(hào)的頻率基本上等于131MHz。
7.在無線電話系統(tǒng)中使用的并包括一個(gè)收發(fā)信機(jī)的一種無線電話，該無線電話系統(tǒng)具有一個(gè)射頻(RF)信道間隔，該無線電話的特征在于第一裝置，在第一和第二時(shí)間期間分別產(chǎn)生至少第一和第二本機(jī)振蕩器信號(hào)，上述第一和上述第二本機(jī)振蕩器信號(hào)具有不同的頻率;在上述第一時(shí)間期間接收第一射頻信號(hào)的裝置;在上述第一時(shí)間期間將上述第一射頻信號(hào)與上述第一本機(jī)振蕩器信號(hào)組合，形成第一中頻信號(hào);第二裝置，在上述第二時(shí)間期間產(chǎn)生第一頻率偏移信號(hào);和第二裝置，在上述第二時(shí)間期間將上述第一頻率偏移信號(hào)與上述第二本機(jī)振蕩器信號(hào)組合，形成第二射頻信號(hào)，使得上述第一和上述第二射頻信號(hào)基本上具有相同的頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的無線電話，其中上述第一中頻信號(hào)與上述第一偏移頻率信號(hào)的頻率差別基本上等于四個(gè)RF信道間隔，使得該收發(fā)信機(jī)的自抑制顯著地減少。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的無線電話，其中上述第一中頻信號(hào)與上述第一偏移頻率信號(hào)的頻率差別基本上等于60分貝的隔離，使得該收發(fā)信機(jī)的自抑制顯著地減少。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的無線電話，其中上述第一中頻信號(hào)的頻率基本上等于133MHz。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的無線電話，其中上述第一偏移頻率信號(hào)的頻率基本上等于131MHz。
全文摘要
用于時(shí)分雙工(TDD)無線電話通信系統(tǒng)中的射頻收發(fā)信機(jī)。該收發(fā)信機(jī)包括在不同的時(shí)間產(chǎn)生至少兩個(gè)本機(jī)振蕩器信號(hào)的一個(gè)本機(jī)振蕩器。每個(gè)本機(jī)振蕩器信號(hào)具有唯一的頻率。在第一時(shí)間期間，該射頻收發(fā)信機(jī)接收一個(gè)射頻信號(hào)。第一射頻信號(hào)與一個(gè)本機(jī)振蕩器信號(hào)組合，形成一個(gè)中頻信號(hào)。在第二時(shí)間期間，該收發(fā)信機(jī)產(chǎn)生頻率偏移信號(hào)。該頻率偏移信號(hào)與第二本機(jī)振蕩器信號(hào)組合，形成第二射頻信號(hào)。該中頻信號(hào)和該偏移頻率信號(hào)具有不同的頻率以避免在TDD通信系統(tǒng)中固有的自抑制問題。
文檔編號(hào)H04B1/40GK1077579SQ9310422
公開日1993年10月20日 申請(qǐng)日期1993年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月14日
發(fā)明者蘭德爾·R·希爾羅克, 約漢·S·魯拜爾 申請(qǐng)人:莫托羅拉公司