DE69420621T2

DE69420621T2 - Tragbare Sende-Empfängeranordnung für digitale Signale mit 2 Betriebsarten

Info

Publication number: DE69420621T2
Application number: DE69420621T
Authority: DE
Inventors: Gerard Auvray
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1993-06-25
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: FR2707063B1; FI943030A; JP3010570B2; DK0631400T3; EP0631400A1; AU681647B2; JPH0759162A; AU6488494A; EP0631400B1; CA2126657A1; ATE184739T1; FR2707063A1; FI943030A0; US5564076A; DE69420621D1; ES2137338T3

Description

Das Gebiet der Erfindung ist das der digitalen Funkkommunikation.
Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine tragbare Funkkommunikationsvorrichtung mit zwei Betriebsarten, d. h. die alternativ in zwei verschiedenen Übertragungssystemen arbeiten kann, nämlich einerseits einem terrestrischen Funkkommunikationsnetz, z. B. einem zellularen Netz, und andererseits einem satellitengestützten Funkkommunikationsnetz. Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung ist das der terrestrischen GSM-(Groupe Special Mobile)-DCS1800- Funkkommunikation und der Globalstar/Inmarsat-Satellitenkommunikation.
Um nebeneinander bestehen zu können, müssen die zwei betrachteten Funkkommunikationsnetze natürlich zwei getrennte Frequenzbänder benutzen. So benutzt bei dem erwähnten Beispiel das terrestrische GSM-DCS1800-System zum Senden das Band 1710 bis 1785 MHz und zum Empfang das Band 1805 bis 1880 MHz, wohingegen das Satellitensystem Globalstar die Frequenzbänder 1610 bis 1625,5 MHz zum Senden und 2483,5 bis 2500 MHz benutzt.
Diese verschiedenen Frequenzbänder erfordern bei einer Sende-/Empfangsvorrichtung mit zwei Betriebsarten Mittel zum Senden bzw. zum Empfang, die für jede Betriebsart (terrestrisch oder satellitengestützt) spezifisch sind. Dies führt also zu einer Erhöhung der Kosten, des Platzbedarfes, des Gewichtes und des Energieverbrauches der Sende- /Empfangsvorrichtung. Diese Eigenschaften sind jedoch entscheidend bei der Konstruktion einer tragbaren Vorrichtung, und man ist immer bemüht, sie zu begrenzen.
Wenn die betrachteten Frequenzbänder im wesentlichen benachbart sind, können eventuell, mit Hilfe einiger Anpassungen, die gleichen Mittel benutzt werden. Dies ist z. B. der Fall bei den Sendebändern der zwei Systeme GSM und Globalstar. Wenn jedoch die Frequenzbänder relativ weit beabstandet sind (im Fall der Empfangsfrequenzbänder der genannten Systeme) erweist sich die Verdoppelung der Mittel, insbesondere für die Modulation und/oder Demodulation, als zwingend, was somit zu Gewichts-, Verbrauchsproblemen usw. führt.
Aufgabe der Erfindung ist insbesondere, diese Nachteile des Standes der Technik zu lindern.
Genauer gesagt ist eine Aufgabe der Erfindung, eine tragbare Sender-/Empfängervorrichtung für digitale Signale mit zwei Betriebsarten für terrestrische und satellitengestützte Funkkommunikation anzugeben, bei der die Zunahme an Platzbedarf, Gewicht und Energieverbrauch in Vergleich zu Vorrichtungen mit einer Betriebsart (terrestrisch oder satellitengestützt) begrenzt ist.
Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, eine solche Vorrichtung anzugeben, die nicht die Verdoppelung der Sende- und/oder Empfangskette erfordert, selbst wenn die betreffenden Frequenzbänder relativ weit voneinander entfernt sind.
Diese Aufgaben sowie andere, die nachfolgend deutlich werden, werden erfindungsgemäß mit Hilfe einer tragbaren Sender-/Empfängervorrichtung für digitale Signale mit zwei Betriebsarten gelöst, die Kommunikationen in einer ersten Übertragungsbetriebsart über ein terrestrisches Netz unter Verwendung eines ersten Sendefrequenzbandes und eines zweiten Empfangsfrequenzbandes und in einer zweiten Übertra gungsbetriebsart über ein Satellitennetz unter Verwendung eines dritten Sendefrequenzbandes und eines vierten Empfangsfrequenzbandes ermöglicht, wobei das erste und das dritte Frequenzband im wesentlichen benachbart und das zweite und das vierte Frequenzband im wesentlichen voneinander beabstandet sind, wobei die Vorrichtung Synthesemittel mit einer ersten Modulationsfrequenz zur Modulation der in dem ersten und dritten Frequenzband gesendeten Signale und für eine zweite Umsetzungsfrequenz für die Demodulation der in dem zweiten und vierten Frequenzband empfangenen Signale sowie Mittel zum Teilen der zweiten Umsetzungsfrequenz umfaßt, die eine dritte Umsetzungsfrequenz zur Demodulation der in dem vierten bzw. zweiten Frequenzband empfangenen Signale liefern.
So stehen gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung zwei Frequenzen für die Demodulation zur Verfügung, es ist aber nur ein einziger Frequenzsynthesizer notwendig, weil die zweite Frequenz durch Teilen der ersten, von dem Synthesizer erzeugten erhalten wird. Daraus resultiert ein Gewinn hinsichtlich Gewicht, Platzbedarf und Energieverbrauch, der im Fall einer tragbaren Vorrichtung wesentlich ist. Die Demodulation eines der Bänder erfordert die Verwendung der zweiten und dritten Umsetzungsfrequenz, wohingegen die Demodulation des anderen Bandes nur die zweite Frequenz nutzt (bei einer besonderen Ausgestaltung kann eine vierte Frequenz notwendig sein).
Vorteilhafterweise umfaßt die Vorrichtung:
- durch die erste Frequenz gesteuerte Mittel zur Modulation auf zwei Quadraturkanälen, die eine Modulation mit direkter Umwandlung der in dem ersten und dritten Frequenzband gesendeten Signale gewährleisten;
- durch die zweite Frequenz gesteuerte erste Mittel zum Umsetzen auf zwei Quadraturkanälen die eine Demodulation mit direkter Umwandlung der in dem zweiten bzw. vierten Frequenzband empfangenen Signale gewährleisten;
- durch die dritte Frequenz gesteuerte zweite Mittel zum Umsetzen auf Zwischenfrequenz, die das Produkt der in dem vierten bzw. zweiten Frequenzband empfangenen Signale mit der dritten Frequenz gewährleisten und ein Zwischenfrequenzsignal abgeben, das dazu vorgesehen ist, von den ersten Umsetzungsmitteln demoduliert zu werden.
So wird in einer ersten Betriebsart die Demodulation in direkter Umwandlung und in der zweiten Betriebsart auf Zwischenfrequenz durchgeführt. Die Quadraturunsetzungsmittel werden in beiden Betriebsarten verwendet. Wiederum ergibt sich ein Gewinn an Platzbedarf und Energieverbrauch.
Bei einer anderen besonderen Ausgestaltung der Erfindung steuert die zweite Frequenz Mittel zum Umsetzen auf Zwischenfrequenz, wobei die Vorrichtung dann Mittel zum Erzeugen einer vierten festen Frequenz umfaßt, die die Quadraturumsetzungs- bzw. -modulationsmittel mit direkter Umwandlung steuern.
Vorzugsweise führen die Mittel zum Teilen eine Teilung der Frequenz durch N durch, wobei N eine ganze Zahl und im wesentlichen gleich ±fr1/(fr2-fr1) ist, wobei fr1 dem vierten bzw. zweiten Frequenzband und fr2 dem zweiten bzw. vierten Frequenzband entspricht.
So erlaubt diese zweite Frequenz, direkt die Umsetzung auf eine Zwischenfrequenz zu gewährleisten, die geeignet ist, damit anschließend die Quadraturumsetzungsmittel verwendet werden können.
In symmetrischer Weise betrifft die Erfindung auch eine tragbare Sender-/Empfängervorrichtung für digitale Signale mit zwei Betriebsarten, die Kommunikationen in einer ersten Übertragungsbetriebsart über ein terrestrisches Netz unter Verwendung eines ersten Sendefrequenzbandes und eines zweiten Empfangsfrequenzbandes und in einer zweiten Übertragungsbetriebsart über ein Satellitennetz unter Verwendung eines dritten Sendefrequenzbandes und eines vierten Empfangsfrequenzbandes ermöglicht, wobei das zweite und das vierte Frequenzband im wesentlichen benachbart und das erste und das dritte Frequenzband im wesentlichen voneinander beabstandet sind, die Synthesemittel für eine erste Umsetzungsfrequenz zur Demodulation der in dem zweiten und vierten Frequenzband empfangenen Signale und für eine zweite Modulationsfrequenz zur Modulation der in dem ersten und dritten Frequenzband gesendeten Signale sowie Mittel zum Teilen der zweiten Modulationsfrequenz umfaßt, die eine dritte Modulationsfrequenz zur Umsetzung der in dem dritten bzw. ersten Frequenzband gesendeten Signale liefern.
In diesem Fall sind es die Sendefrequenzbänder, die in unterschiedlicher Weise verarbeitet werden, weil diese voneinander beabstandet sind.
Vorteilhafterweise sind die in der ersten Betriebsart übertragenen digitalen Signale nach einem ersten Typ von Codierung codiert, und die in der zweiten Betriebsart übertragenen digitalen Signale sind nach einem zweiten Typ von Codierung codiert, und die ersten Modulations- bzw. Umsetzungsmittel sind selektiv an erste oder zweite Codier- bzw. Decodiermittel, je nach eingesetzter Übertragungsbetriebsart, angeschlossen.
Bei einer besonderen Ausgestaltung umfaßt die Vorrichtung zweite Mittel zum Teilen der zweiten Frequenz, die eine vierte Frequenz für die Umsetzung wenigstens eines in Verarbeitung befindlichen Signals auf Zwischenfrequenz liefern.
So ist es möglich, eine zweite Umsetzung auf Zwischenfrequenz durchzuführen.
Vorzugsweise umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine erste Sende-/Empfangsantenne, die den Empfang wenigstens eines der Empfangs- und Sendefrequenzbänder wenigstens eines der Sendefrequenzbänder ermöglicht, wobei die Frequenzbänder im wesentlichen benachbart sind, und eine zweite Empfangs- bzw. Sendeantenne, wobei die erste Antenne direkt den ersten Umsetzungs- bzw. Modulationsmitteln zugeordnet ist und die zweite Antenne den zweiten Umsetzungs- bzw. Modulationsmitteln zugeordnet ist.
So erfordert der Empfang und das Senden auf den vier Frequenzbändern nur zwei Antennen.
In diesem Fall umfaßt die Vorrichtung vorteilhafterweise Mittel zum Auswählen der Antennen in Abhängigkeit von der angewendeten Betriebsart.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Sender-/Empfängervorrichtung eine einzige Antenne mit doppelter Resonanz, die abgestimmt ist, um Senden und Empfang sämtlicher Frequenzbänder zu gewährleisten.
Die Erfindung wird insbesondere für die Systeme GSM und Globalstar angewendet, bei denen:
- das erste Sendefrequenzband zwischen 1710 und 1785 MHz liegt;
- das erste Empfangsfrequenzband zwischen 1805 und 1880 MHz liegt;
- das zweite Sendefrequenzband zwischen 1610 und 1625,5 MHz liegt; und
- das zweite Empfangsfrequenzband zwischen 2483,5 und 2500 MHz liegt.
In diesem Fall gewährleisten die Mittel zum Teilen vorteilhafterweise eine Teilung durch 3.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausgestaltung, die einfach als verdeutlichendes und nicht beschränkendes Beispiel angegeben wird, und der beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
- Fig. 1 die Verteilung der Sende- und Empfangsfrequenzbänder bei dem Anwendungsbeispiel, das einer terrestrischen GSM-Übertragung und einer Globalstar-Satellitenübertragung entspricht;
- Fig. 2 ein Übersichtsschema einer erfindungsgemäßen Sender-/Empfängervorrichtung, die die Frequenzbänder der Fig. 1 verwendet;
- Fig. 3 eine Variante der Demodulationsmittel analog zur Fig. 2;
- Fig. 4 eine Variante der Sende-/Empfangsmittel aus Fig. 2 mit einer einzigen Zweibandantenne.
Ziel der Erfindung ist also, eine Funkkommunikationsvorrichtung mit zwei Betriebsarten anzugeben, die einerseits Kommunikationen über ein terrestrisches und andererseits über ein satellitengestütztes Netz ermöglicht.
Die bevorzugte Ausgestaltung, die unten beschrieben wird, betrifft eine Vorrichtung, die für zellulare Funkkommunika tionen nach GSM DCS1800 und Satellitenkommunikationen nach dem Globalstar-Standard vorgesehen ist. Die von diesen zwei Systemen verwendeten Frequenzbänder sind in Fig. 1 dargestellt.
Diese Funkkommunikationssysteme und die entsprechenden Frequenzbänder sind selbstverständlich einfache Beispiele. Es ist offensichtlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung in anderen Frequenzbändern und für andere Systeme angewendet werden kann.
Fig. 1 stellt auf der Frequenzachse 11 die von Globalstar verwendeten Frequenzbänder dar, nämlich:
- Sendefrequenzband (TX)12 : 1610-1625,5 MHz;
- Empfangsfrequenzband (RX)13 : 2483,5-2500 MHz;
sowie die Frequenzbänder des GSM-Systems:
- Sendefrequenzband (TX)14 : 1710-1785 MHz;
- Empfangsfrequenzband (RX)15 : 1805-1880 MHz.
Aus der Figur wird klar deutlich, daß die Frequenzbänder 14 und 15 des GSM-Systems nahe beieinander liegen. Sie können deshalb mit Hilfe einer bidirektionalen Antenne gesendet und empfangen werden. Die Frequenzbänder 12 und 13 des Globalstar-Systems hingegen sind weit beabstandet, und zwei Antennen sind notwendig.
Außerdem sind auch die Empfangsbänder 13 und 15 weit beabstandet. Es ist deshalb nicht möglich, sie mit den gleichen Empfangsmitteln (Antenne, Basisbandwandlern, ...) zu empfangen.
Fig. 2 ist ein Übersichtsschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Betriebsarten für die Frequenzbänder aus Fig. 1.
Es wird zunächst die Sendekette beschrieben. Die Vorrichtung umfaßt ein Mikrophon 21, das Schallsignale an ein Sprachcodiermodul 22 überträgt. Das codierte Sprachsignal 23 wird an einen Signalverarbeitungsprozessor (DSP) 24 übertragen, der insbesondere die Codierung des Signalkanals gewährleistet.
In herkömmlicher Weise ist der DSP 24 an einen Schreib/Lesespeicher (RAM) 247 angeschlossen. Er wird durch einen Verwaltungsmikroprozessor 248 gesteuert, der seinerseits an die Tastatur 249 angeschlossen ist.
Der DSP 24 liefert ein Signal 25 an eine digitale Modulationskette 26, die ein Modul 27 zur Modulation nach der GMSK-Technik umfaßt, das zwei Quadraturkanäle 28I und 28Q liefert. Die zwei Kanäle 28I und 28Q werden nach Filterung durch ein Tiefpaßfilter 29I bzw. 29Q an eine analoge Modulationskette 210 übertragen.
Die Kette 210 umfaßt zwei Mischer 211I und 211Q, die jeweils folgende Produkte bilden:
- Mischer 211I: Produkt des von dem Filter 29I gelieferten Signals 212I mit einem von dem Sende-VCO (spannungsgesteuerter Oszillator) 214 eines Frequenzsynthesemoduls 215 gelieferten reinen Träger 213I;
- Mischer 211Q: Produkt des vom Filter 29Q gelieferten Signals 212Q mit einem reinen Träger 213Q, der dem vom Phasenschieber 216 um 90º phasenverschobenen Träger 213I entspricht.
Die zwei modulierten Kanäle werden zusammengefaßt und verstärkt durch einen ersten Verstärker 217, der ein Signal 218 an einen Leistungsverstärker 219 und dann ggf. an einen Zirkulator 220 liefert. Der Zirkulator 220 ist an eine auf 1,7 GHz abgestimmte bidirektionale Antenne 221 über einen Duplexer 22 angeschlossen, dessen Funktion nachfolgend erläutert wird.
Die Sendemittel der analogen Modulationskette 210 und der Verstärker 219 sind Breitbandmittel. Sie sind so gewählt, daß sie das Signal:
- im Frequenzband 1610-1625,5 MHz für die Satellitenbetriebsart;
- im Frequenzband 1710-1785 MHz für die terrestrische Betriebsart
verstärken können.
So erlauben die gleichen Mittel, das Senden in beiden Betriebsarten ohne Verdoppelung technischer Elemente zu gewährleisten. Es genügt, die vom Oszillator 214 gelieferte Modulationsfrequenz auf die genaue Frequenz der eingesetzten Übertragungsbetriebsart abzustimmen.
Im Falle des Empfangs hingegen können nicht die gleichen Mittel eingesetzt werden, da die zwei Empfangsbänder 13 und 15 weit voneinander beabstandet sind (siehe Fig. 1). Die Erfindung bietet allerdings eine neuartige Lösung, die es erlaubt, die Zahl verdoppelter Elemente zu verringern und insbesondere nur eine analoge Modulationskette zu benutzen.
So empfängt beim Empfang ein rauscharmer Verstärker 223 je nach Empfangsbetriebsart das von der Antenne 221 empfangene Signal 224 (terrestrische Betriebsart) oder das von einer zweiten Antenne 226 empfangene und dann angepaßte Signal 225 (Satellitenbetriebsart). Ab dem Verstärker 223 ist die Verarbeitung einheitlich, unabhängig von der Übertragungsbetriebsart.
Das von dem Verstärker 223 abgegebene Signal 227 versorgt die Kette 210, die die Umsetzung ins Basisband durchführt.
Zwei Mischer 228I und 228Q, gesteuert durch die von einem Empfangsoszillator 230 des Synthesemoduls 215 erzeugte Basisbandumsetzungsfrequenz 229, gewährleisten die Umsetzung ins Basisband. Ein Phasenschieber 231 gewährleistet die für die Umsetzung des Quadraturkanals erforderliche Phasenverschiebung von 90º.
Die ins Basisband umgesetzten Signale 232I und 232Q werden an die digitale Demodulationskette 26 übertragen, die für jeden Kanal I und Q einen Tiefpaßfilter 233I, 233Q, einen Verstärker 234I, 234Q und einen Analog/Digitalwandler 2351, 235Q umfaßt.
Die digitalisierten Signale 236 werden zum Signalverarbeitungsmodul 24 geführt, das insbesondere die Demodulation und die Kanaldecodierung durchführt. Das Tonsignal wird schließlich von einem Lautsprecher 237 wiederhergestellt, nachdem es von dem Sprachcodierer 24 rekonstruiert worden ist.
Es werden nun die unterschiedlichen Verarbeitungen der empfangenen Signale je nach Übertragungsbetriebsart genauer erläutert.
Vor dem Verstärker 223 liegt ein Schalter 238, der zwei Positionen einnehmen kann, die jeweils den zwei Übertragungsbetriebsarten entsprechen.
Es kann sich z. B. um einen mechanischen Trennschalter oder einen verlustarmen elektrischen Trennschalter wie etwa einen Schalter mit Galliumarsenid-Dioden handeln.
In einer ersten Position (terrestrische Übertragung) verbindet der Schalter 238 den Verstärker 233 mit dem Duplexer 222 und damit mit der Antenne 221. Diese Breitbandantenne 221 erlaubt nämlich das Senden der zwei Sendebänder 12 und 14 und den Empfang des Empfangsbandes 13. Diese dreifache Nutzung bewirkt eine Verringerung des Platzbedarfes und des Gewichtes des tragbaren Empfängers. Der Duplexer 222 gewährleistet die Trennung zwischen den gesendeten und den empfangenen Signalen.
In der zweiten Stellung (Satellitenübertragung) gewährleistet der Schalter 238 die Verbindung mit der Antenne 226 über eine vorherige Verarbeitungskette. Diese Antenne 226 ist auf 2,5 GHz abgestimmt, was dem Satellitenempfangsband 15 entspricht, und an einen (fakultativen) Zirkulator 239 und dann einen rauscharmen Verstärker 240 angeschlossen.
Es versteht sich, daß das Frequenzband 15 (2,5 GHz) nicht direkt von der analogen Modulationskette 210 umgesetzt werden kann. Die vorherige Verarbeitungskette umfaßt daher erfindungsgemäß einen Mischer 241, der dazu bestimmt ist, das empfangene Signal 242 auf Zwischenfrequenz umzusetzen, so daß es mit den Umsetzungsmitteln kompatibel ist. Auf den Mischer 241 folgt ein Bandpaßfilter 243, der ein Signal 225 liefert, das von vom Mischen übriggebliebenen Parasitärsignalen frei ist.
Die Umsetzungsfrequenz ft auf Zwischenfrequenz 244 ist so gewählt, daß:
ft fr1 ± fr2,
wobei: ft die Umsetzungsfrequenz 244 ist;
fr1 die Modulationsfrequenz des von der Antenne 226 empfangenen Signals (ca. 2,5 GHz) ist;
fr2 die Modulationsfrequenz des von der Antenne 221 empfangenen Signals (ca. 1,8 GHz), also die Arbeitsfrequenz der analogen Demodulationskette 210 ist.
Einem wesentlichen Merkmal der Erfindung zufolge wird die Umsetzungsfrequenz ft nicht in herkömmlicher Weise ausgehend von einem Frequenzsynthesizer mit VCO synthetisiert. Sie wird aus der Umsetzungsfrequenz 229 durch Teilung 245 erzeugt. So ist ein einziger Frequenzsynthesizer nötig, um im Falle des Satellitenempfangs die Umsetzung auf Zwischenfrequenz 241 und die Demodulation 288I, 288Q zu gewährleisten. Dies führt abermals zu einem Gewinn an Gewicht, Platzbedarf und Energieverbrauch.
Auf diese Weise wird das Signal 224 in direkter Umwandlung durch die Kette 26 demoduliert, wohingegen das Signal 225 auf Zwischenfrequenz unter der Steuerung eines einzigen Lokaloszillators 230 demoduliert wird.
Bei der den Frequenzbändern aus Fig. 1 entsprechenden Ausgestaltung ist der Teiler 245 ein Teiler durch 3. Es ist nämlich
- die Satelliten-Empfangsfrequenz fr2 = 2480 MHZ.
- die terrestrische Empfangsfrequenz, gleich der Umsetzungsfrequenz 229, fr1 = 1850 MHz.
Man sieht leicht, daß man durch Subtrahieren von ft = 1850/3 620 MHz von fr2 2480 - 620 = 1860 MHz erhält, also im wesentlichen fr1. Das Signal 225 mit der Frequenz 1860 MHz ist durch die analoge Kette 26 direkt demodulierbar.
Allgemeiner teilt der Teiler 245 durch N, wobei N so gewählt ist, daß
fr2 ± fr1 / N fr1
also: N ± fr1/(fr2-fr1).
Die oben beschriebene Ausgestaltung kann mehrere Abwandlungen erfahren.
Insbesondere die Modulation aller Signale und die Demodulation der Signale in terrestrischer Betriebsart sind in direkter Umwandlung beschrieben. Diese Technik erweist sich als vorteilhaft aus zahlreichen Gründen, insbesondere einerseits aufgrund der Ökonomie der Mittel (keine Umsetzung auf Zwischenfrequenz), und damit der Kosten, des Platzbedarfes und des Energieverbrauches, und andererseits aufgrund der Beschränkung der Gefahren von Interferenz.
Die analoge Modulationskette 26 kann aber durchaus Umsetzungsmittel auf Zwischenfrequenz umfassen. In diesem Fall können die verschiedenen Modulations- bzw. Umsetzungsfrequenzen aus einer einzigen synthetisierten Frequenz erhalten werden, die geteilt wird, um die gewollten Frequenzen zu erhalten. Dieses Prinzip ist in Fig. 3 für die Demodulation gezeigt (nur die von denen der Fig. 2 abweichenden Elemente werden beschrieben).
Der spannungsgesteuerte Oszillator 230 erzeugt eine Frequenz 229, die einen Mischer 31 für die Umsetzung der empfangenen Signale 32 auf Zwischenfrequenz steuert, unabhängig von der Übertragungsbetriebsart. Um übriggebliebene Mischsignale zu beseitigen, wird das vom Mischer 31 gelieferte Signal 33 mit Hilfe eines Bandpaßfilters 34 gefiltert, bevor es die zwei Mischer 2281 und 22% versorgt.
Die zwei Mischer 2281 und 22% werden durch einen von einem Oszillator mit Festfrequenz 36 erzeugten reinen Träger 35 gesteuert.
Außerdem wird der Mischer 24 weiterhin durch die Frequenz 244 gesteuert, die der Teilung der Frequenz 229 durch N 245 entspricht.
Bei der Beschreibung der Fig. 2 wurde angenommen, daß die von den Modulen 24 und 26 durchgeführten digitalen Verarbeitungen in den zwei Übertragungsbetriebsarten die gleichen waren, und daß deshalb diese Module von den zwei Betriebsarten gemeinsam genutzt werden konnten. Dies erfordert z. B., daß die Satellitenübertragung genauso wie die GSM-Übertragung eine Datenverteilung im Zeitmultiplex (TDMA: Time Division Multiple Access) anwendet.
Es können auch andere Verteilungsbetriebsarten eingesetzt werden, wie etwa der Frequenzmultiplex (FDMA) oder Codemultiplex (CDMA).
In diesem Fall können die digitalen Module 24 und 26 teilweise verdoppelt sein, wie dies in Fig. 2 gestrichelt gezeigt ist.
Wenn also das Signal von einem Satelliten kommt, lenken die Schalter 246I und 246Q die Kanäle I und Q 232I bzw. 232Q zu einer Demodulationskette 26, die eine Demodulation entsprechend der angewendeten Modulation ausführt, und dann zu einem Signalverarbeitungsprozessor 24', der ein Signal 23 an das Sprachcodiermodul 22 liefert.
Vorteilhafterweise teilt dieser zweite Prozessor 24' mit dem ersten den Schreib/Lesespeicher 247 und den Verwaltungsmikroprozessor 248.
Obwohl dies in Fig. 2 nicht dargestellt ist, ist offensichtlich, daß die gleiche Unterscheidung zwischen den Verarbeitungen beim Senden getroffen werden muß.
Um die Schaltvorgänge zu vereinfachen und die Interferenzen zu begrenzen, können die Schalter 246I und 246Q gleichzei tig mit dem bereits beschriebenen Schalter 238 gesteuert werden.
Schließlich ist die Verwendung von zwei unterschiedlichen Antennen (221 und 226) nicht zwingend. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch mit einer einzigen Zweibandantenne ausgestattet sein, wie in Fig. 4 gezeigt. Dies erlaubt es, den Platzbedarf und das Gewicht noch weiter zu verringern.
In diesem Fall umfaßt die Vorrichtung eine einzige Antenne 41 mit doppelter Resonanz (bei den Frequenzen 1,8 GHz und 2,5 GHz).
Diese Antenne ist an einen Triplexer 42 angeschlossen, der:
- die zu sendenden Signale 43 zur Antenne 41 lenkt;
- die bei der Frequenz fr2 = 1,8 GHz (44) empfangenen Signale zum Verstärker 223 lenkt;
- die bei der Frequenz fr1 = 2,5 GHz (45) empfangenen Signale zum (fakultativen) Zirkulator 239 und dem Verstärker 240 lenkt.
Andere Ausgestaltungen sind selbstverständlich vorstellbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere die für den Empfang beschriebene getrennte Verarbeitung der Signale kann beim Senden ausgeführt werden, wenn es die Sendefrequenzbänder sind, die voneinander getrennt sind.

Claims

1. Tragbare Sender-/Empfängervorrichtung für digitale Signale mit zwei Betriebsarten, die Kommunikationen in einer ersten Übertragungsbetriebsart über ein terrestrisches Netz unter Verwendung eines ersten Sendefrequenzbands (14) und eines zweiten Empfangsfrequenzbands (15) und in einer zweiten Übertragungsbetriebsart über ein Satellitennetz unter Verwendung eines dritten Sendefrequenzbands (12) und eines vierten Empfangsfrequenzbands (13) ermöglicht, wobei das erste (14) und das dritte (12) Frequenzband im wesentlichen benachbart und das zweite (15) und das vierte (13) Frequenzband im wesentlichen voneinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie Synthesemittel (215) für eine erste Modulationsfrequenz (231I) zur Modulation (211I, 211Q) der in dem ersten (14) und dritten (12) Frequenzband gesendeten Signale und für eine zweite Umsetzungsfrequenz (229) zur Demodulation (228I, 228Q) der in dem zweiten (15) und vierten (13) Frequenzband empfangenen Signale sowie Mittel (245) zum Teilen der zweiten Umsetzungsfrequenz (229) umfaßt, die eine dritte Umsetzungsfrequenz (244) zur Demodulation (241) der in dem vierten (13) bzw. zweiten (15) Frequenzband empfangenen Signale liefern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

- durch die erste Frequenz (213I) gesteuerte Mittel (211I, 211Q) zur Modulation auf zwei Quadraturkanälen, die eine Modulation mit direkter Umwandlung der in dem ersten (14) und dritten (12) Frequenzband gesendeten Signale gewährleisten;

- durch die zweite Frequenz (229) gesteuerte erste Mittel (228I, 228Q) zum Umsetzen auf zwei Quadraturkanälen, die eine Demodulation mit direkter Umwandlung der in dem zweiten (15) und vierten (13) Frequenzband empfangenen Signale gewährleisten;

- durch die dritte Frequenz (244) gesteuerte zweite Mittel (241) zum Umsetzen auf Zwischenfrequenz, die das Produkt der in dem vierten (13) bzw. zweiten (15) Frequenzband empfangenen Signale (242) mit der dritten Frequenz (244) gewährleisten und ein Zwischenfrequenzsignal (225) abgeben, das vorgesehen ist, von den ersten Umsetzungsmitteln (228I, 228Q) demoduliert zu werden.

3. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Teilen (245) eine Teilung der Frequenz durch N durchführen, wobei N eine ganze Zahl und im wesentlichen gleich ±fr1/(fr2-fr1) ist, wobei fr1 dem vierten bzw. zweiten Frequenzband und fr2 dem zweiten bzw. vierten Frequenzband entspricht.

4. Tragbare Sender-/Empfängervorrichtung für digitale Signale mit zwei Betriebsarten, die Kommunikationen in einer ersten Übertragungsbetriebsart über ein terrestrisches Netz unter Verwendung eines ersten Sendefrequenzbands und eines zweiten Empfangsfrequenzbands und in einer zweiten Übertragungsbetriebsart über ein Satellitennetz unter Verwendung eines dritten Sendefrequenzbands und eines vierten Empfangsfrequenzbands ermöglicht, wobei das zweite und das vierte Frequenzband im wesentlichen benachbart und das erste und das dritte Frequenzband im wesentlichen voneinander beabstandet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß sie Synthesemittel für eine erste Umsetzungsfrequenz zur Demodulation der in dem zweiten und vierten Frequenzband empfangenen Signale und für eine zweite Modulationsfrequenz zur Modulation der in dem ersten und dritten Frequenzband gesendeten Signale sowie

Mittel zum Teilen der zweiten Modulationsfrequenz umfaßt, die eine dritte Modulationsfrequenz zur Modulation der in dem dritten bzw. ersten Frequenzband empfangenen Signale liefern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

- durch die erste Frequenz gesteuerte Mittel zur Umsetzung auf zwei Quadraturkanälen, die eine Demodulation mit direkter Umwandlung der in dem zweiten und vierten Frequenzband empfangenen Signale gewährleisten;

- durch die zweite Frequenz gesteuerte erste Mittel zur Modulation auf zwei Quadraturkanälen, die eine Modulation mit direkter Umwandlung der zum Senden auf dem ersten bzw. dritten Frequenzband bestimmten Signale gewährleisten;

- durch die dritte Frequenz gesteuerte zweite Mittel zur Modulation auf Zwischenfrequenz, die das Produkt von durch die ersten Modulationsmittel modulierten Zwischensignalen mit der dritten Frequenz gewährleisten und Signale abgeben, die zum Senden auf dem dritten bzw. ersten Frequenzband vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Teilen eine Teilung der Frequenz durch N durchführen, wobei N eine ganze Zahl und im wesentlichen gleich ±fr1/(fr2-fr1) ist, wobei fr1 dem dritten bzw. ersten Frequenzband und fr2 dem ersten bzw. dritten Frequenzband entspricht.

7. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 2, 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in der ersten Betriebsart übertragenen Signale nach einem ersten Typ von Kodierung kodiert sind und die in der zweiten Betriebsart übertragenen digitalen Signale nach einem zweiten Typ von Kodierung kodiert sind, und daß die ersten Mittel (211I, 211Q) zur Modulation bzw. Umsetzung je nach eingesetzter Übertragungsbetriebsart selektiv an erste (24, 26) bzw. zweite (24', 26') Kodier- bzw. Dekodiermittel angeschlossen sind.

3. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine erste Sende- /Empfangsantenne umfaßt, die den Empfang wenigstens eines der Empfangsfrequenzbänder und das Senden wenigstens eines der Sendefrequenzbänder erlaubt, wobei diese Frequenzbänder im wesentlichen benachbart sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite Empfangs- bzw. Sendeantenne (226) umfaßt, wobei die erste Antenne (221) den ersten Umsetzungs- bzw. Modulationsmitteln (228I, 228Q) direkt zugeordnet ist und die zweite Antenne (226) den zweiten Umsetzungs- bzw. Modulationsmitteln (241) zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Auswählen einer der Antennen (221, 226) in Abhängigkeit von der angewendeten Übertragungsbetriebsart umfaßt.

11. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine einzige Antenne (41) mit doppelter Resonanz umfaßt, die abgestimmt ist, um Senden und Empfang sämtlicher Frequenzbänder (12, 13, 14, 15) zu gewährleisten.

12. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Frequenz (229) die dritten Mittel (31) zum Umsetzen auf Zwischenfrequenz steuert, und daß die Vorrichtung Mittel (36) zum Erzeugen einer vierten, festen Frequenz (35) umfaßt, die die Quadraturumsetzungs- bzw. -modulationsmittel mit direkter Umwandlung steuert.

13. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

- das erste Sendefrequenzband (14) zwischen 1710 und 1785 MHz liegt;

- das erste Empfangsfrequenzband (15) zwischen 1805 und 1880 MHz liegt;

- das zweite Sendefrequenzband (12) zwischen 1610 und 1625,5 MHz liegt; und

- das zweite Empfangsfrequenzband(13) zwischen 2483, 5 und 2500 MHz liegt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (245) zum Teilen eine Teilung durch 3 gewährleisten.