Beschreibung Schaltungsanordnung für ein Multimode-Mobiltelefon zum Sen- den/Empfangen von Signalen in/aus verschiedene/n Mobilfunk- netze/n Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein Multimode-Mobiltelefon zum Senden/Empfangen von Signalen in/aus verschiedene/n Mobilfunknetze/n mit : einem Basis- band, in dem zumindest zwei Analog-Digital-Converter und ein Digital-Analog-Converter angeordnet sind, und einer Sende-und Empfangseinheit, in der mindestens ein erster Empfänger und ein zweiter Empfänger und mindestens ein Sen- derverstärker angeordnet sind, wobei sowohl Verbindungen zwischen den Ausgängen der Empfänger und den Analog- Digital-Convertern, und eine Verbindung zwischen dem Ein- gang des Senderverstärkers und dem Digital-Analog-Converter bestehen, als auch Verbindungen zwischen den Eingängen des ersten, des zweiten Empfängers, dem Ausgang des Senderver- stärker und einem Antennenschalter bestehen, wobei der An- tennenschalter an eine Sende-und Empfangsantenne ange- schlossen ist, und außerdem Mittel zum Durchführen einer digitalen adaptiven Predistortion vorgesehen sind.

In vielen Bereichen, wie beispielsweise auch bei Multimode- Mobiltelefon, wird eine lineare Signalverstärkung mit hoher Leistungseffizienz benötigt. Eine Möglichkeit eine lineare Signalverstärkung zu erreichen besteht darin, einen nicht- linearen Leistungsverstärker (= PA = Power Amplifier), der also eine nichtlineare Kennlinie aufweist, ein System, den Vorverzerrer, vorzuschalten. Der Vorverzerrer verzerrt die Eingangssignale so, dass das Gesamtsystem aus Vorverzerrer und nicht linearer Leistungsverstärker wieder ein wesent- lich lineareres Verhalten als nur ein Leistungsverstärker aufweist. Dieses Verstärkungsverfahren wird Predistortion ("Vorverzerrung"). genannt. Durch die Kombination der Vor- verzerrerkennlinie des eingespeisten Signals und der nicht-

linearen Verstärkerkennlinie ergibt sich insgesamt eine li- neare Kennlinie des Sendesystems und somit eine lineare Signalverstärkung. Ein Problem bei dieser Verstärkungsme- thode tritt durch die Alterung von Bauteilen oder die Tem- peraturabhängigkeit der Bauteile auf. Durch diese Effekte ändert sich wiederum die Linearität.

Um diese unerwünschten Effekte zu korrigieren, wird bei der digitalen adaptiven Predistortion die Einhüllende des ver- stärkten Signals mit Hilfe eines Messzweigs, dem Rückkopp- lungszweig, zurückgewonnen. Danach wird eine Adaption der Kennlinie des Vorverzerrers vorgenommen. Dieser Rückkopp- lungszweig besteht meistens aus einem Koppler, einem Demo- dulator und einem Analog-Digital-Converter (Abkürzung : ADC).

Ein Nachteil bei dieser Methode der digitalen adaptiven Predistortion ist, dass der Rückkopplungszweig einen zu- sätzlichen Aufwand an Kosten, Bauraum und Energieverbrauch verursacht. Aus diesem Grund werden bisher in kommerziellen Systemen keine Linearisierungsmethoden für Leistungsver- stärker realisiert, die einen komplexen Rückkopplungszweig benötigen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanord- nung für ein Multimode-Mobiltelefon vorzustellen, die eine digitale adaptive Predistortion ermöglicht, ohne zusätzli- che Hardwarekomponenten für den Rückkopplungszweig einzu- setzen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Pa- tentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Patentansprüche.

Die Erfinder haben erkannt, dass zum einen bestehende Hard- warekomponenten einer bekannten Schaltungsanordnung für ein Multimode-Mobiltelefon nicht permanent für ihre vorgesehe-

nen Aufgaben genutzt werden. Zum anderen sind diese beste- hende Hardwarekomponenten auch dafür geeignet, im Rahmen der digitalen adaptiven Predistortion, als Rückkopplungs- zweig zu fungieren.

Entsprechend dem allgemeinen Erfindungsgedanken schlagen die Erfinder vor, eine bestehende Schaltungsanordnung für ein Multimode-Mobiltelefon zum Senden/Empfangen von Signa- len in/aus verschiedene/n Mobilfunknetze/n mit : einem Ba- sisband, in dem zumindest zwei Analog-Digital-Converter und ein Digital-Analog-Converter angeordnet sind, und einer Sende-und Empfangseinheit, in der mindestens ein erster Empfänger und ein zweiter Empfänger und mindestens ein Sen- derverstärker angeordnet sind, wobei sowohl Verbindungen zwischen den Ausgängen der Empfänger und den Analog- Digital-Convertern, und eine Verbindung zwischen dem Ein- gang des Senderverstärkers und dem Digital-Analog-Converter bestehen, als auch Verbindungen zwischen den Eingängen des ersten, des zweiten Empfängers, dem Ausgang des Senderver- stärker und einem Antennenschalter bestehen, wobei der An- tennenschalter an eine Sende-und Empfangsantenne ange- schlossen ist, und außerdem Mittel zum Durchführen einer digitale adaptive Predistortion vorgesehen sind, dahinge- hend zu verbessern, dass mindestens ein Schaltelement der- art zwischen dem Ausgang des mindestens einen Senderver- stärkers und dem Eingang des zweiten Empfängers angeordnet ist, das wahlweise eine Verbindung geschaffen wird, die den Ausgang des mindestens einen Senderverstärkers mit dem Ein- gang des zweiten Empfängers verbindet und gleichzeitig die Verbindung des Eingangs dieses zweiten Empfängers zum An- tennenschalter trennt.

Hierdurch ist es möglich, dass in den Zeiten, in denen der zweite Empfänger keine Signale von der Sende-und Empfangs- antenne übermittelt bekommt, von dieser abgetrennt werden kann und dafür andere Signale empfangen kann. So können beispielsweise mit einem einfachen Schalter, der in einer

Schalterposition die Verbindung des zweiten Empfängers zur Sende-und Empfangsantenne trennt und gleichzeitig eine Verbindung zwischen dem Ausgang des Senderverstärkers und Eingang des zweiten Empfängers herstellt, die Signale am Ausgang des Senderverstärkers abgegriffen werden und mit dem zweiten Empfänger detektiert werden.

Es ist besonders günstig, wenn das mindestens eine Schalt- element im Antennenschalter angeordnet ist. So findet im Antennenschalter eine Trennung der gesendeten und empfange- nen Signale hinsichtlich der Frequenz und der Zeit statt.

Für diese Aufgaben sind im Antennenschalter gewisse Schalt- funktionen integriert. Durch zusätzliche Integration des Schaltelementes im Antennenschalter wird eine besonders günstige Variante für die Schaltvorrichtung vorgestellt.

Es ist vorteilhaft, wenn der mindestens eine erste Empfän- ger Signale aus dem UMTS-Netz übermittelt bekommt und der mindestens eine zweite Empfänger Signale aus dem GSM-Netz übermittelt bekommt. So kann der erste Empfänger immer für den Empfang aus dem UMTS-Netz zur Verfügung stehen, während der zweite Empfänger, der das GSM-Netz nur zeitweise moni- tort, in der Zeit in der keine Signale aus dem GSM-Netz empfangen werden, die Signalmessung am Senderverstärkeraus- gang vornimmt. Der zweite Empfänger sollte also die Anfor- derungen für eine UMTS-Predistortion als auch für GSM- Empfang erfüllen, das heißt dieser Empfänger sollte rekon- figurierbar sein. Hierdurch werden die bestehenden Hard- warekomponenten, die in gewissen Zeiten nicht verwendet werden, effektiver genutzt und in der Schaltungsanordnung müssen keine zusätzlichen Hardwarekomponenten die Zusatz- kosten und Bauraum bedeuten, eingebaut werden.

Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh- rungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Figur 1 : Bekannte Schaltungsanordnung für Multimode- Mobiltelefone, in der mit Hilfe von einem Rück- kopplungszweig eine digitale adaptive Predistor- tion durchgeführt wird ; Figur 2 : Schaltungsanordnung für Multimode-Mobiltelefone, in der mit einem von zwei Empfängern eine digita- le adaptive Predistortion durchgeführt wird.

Die Figur 1 zeigt eine bekannte Schaltungsanordnung für Multimode-Mobiltelefone, in der mit Hilfe von einem Rück- kopplungszweig 5 eine digitale adaptive Predistortion durchgeführt wird. Diese Schaltungsanordnung besteht im we- sentlichen aus einer Sende-und Empfangseinheit 2 und einer mit Basisband 1 bezeichneten Einheit, in der die für das Verfahren der digitalen adaptiven Predistortion notwendige Signalvorverzerrung stattfindet.

Die Sende-und Empfangseinheit 2, die in Figur 1 durch ei- nen gepunkteten Kasten eingerahmt ist, besteht ihrerseits aus einer Sende-und Empfangsantenne 8, die über einen An- tennenschalter 10 Verbindungen 13.1, 13.2 und 14 jeweils mit den Eingängen 19.1 und 19.2 der beiden Empfängern (RX 1 und RX 2) 3.1 und 3.2 und mit dem Ausgang 20 des Senderver- stärkers (TX) 4 aufweist. In dieser Ausführung ist der Emp- fänger 3.1 (RX 1) und der Senderverstärker 4 (TX) für den Signalempfang/die Signalübertrag aus/in dem/das UMTS-Netz geeignet. Es handelt sich um den bekannten FDD-UMTS Stan- dard (= Frequency Division Duplex-Universal Mobile Telecom- munikations System), bei dem mehrere Frequenzbänder genutzt werden. Durch die mehreren Frequenzbänder ist hier ein gleichzeitiges Senden und Empfangen von Signalen auf den verschiedenen Frequenzbändern möglich, wobei die Signale hinsichtlich der Amplitude und der Phase moduliert sein können. Mit dem Empfänger 3.2 (RX 2) wird das GSM-Netz (GSM

= Global System Mobile) gemonitort. Im GSM-Netz werden die Signale phasenmoduliert im Zeitmultiplexverfahren, in soge- nannten Zeitschlitzen oder mit Timeslots bezeichnet, über- tragen. Im GSM-Netz ist kein gleichzeitiges Senden und Emp- fangen von Signalen möglich. Mit dem Antennenschalter 10 können die über die Sende-und Empfangsantenne 8 gesendeten und die empfangenen Signale hinsichtlich der Frequenz und der Zeit getrennt werden.

Links in Figur 1, durch einen gepunkteten Kasten einge- rahmt, ist das Basisband 1 dargestellt. Das Basisband 1 verfügt über insgesamt drei Analog-Digital-Converter 6.1 bis 6.3 und einen Digital-Analog-Converter 7. Die beiden oberen Analog-Digital-Converter 6.1 und 6.2 bekommen je- weils über die Verbindungen 11.1 und 11.2 analoge Signale von den Ausgängen 17.1 und 17.2 der ersten und zweiten Emp- fänger (RX 1 und RX 2) 3.1 und 3.2 übermittelt. Um mit die- ser Schaltungsanordnung das Verfahren der digitalen adapti- ven Predistortion durchführen zu können, ist der unterste Digital-Analog-Converter 7 im Basisband 1 vorgesehen, der über die Verbindung 12 zum Eingang 18 des Senderverstärker 4 (TX) vorverzerrte Signale übermittelt.

Um mit. dieser Schaltungsanordnung eine lineare Signalver- stärkung zu erhalten, muss das über die Verbindung 12 am Eingang 18 des Senderverstärkers (TX) 4 eingespeiste und vorverzerrte Signal am Ausgang 20 des Senderverstärkers (TX) 4 abgegriffen und mit dem eingespeisten Signal vergli- chen werden.

Hierzu ist am Ausgang 20 des Senderverstärkers (TX) 4 eine Abzweigung 15 für einen Messzweig vorgesehen. Dieser Mess- zweig auch Rückkopplungszweig 5 genannt, nutzt außerdem den untersten Analog-Digital-Converter 6.3. Ober den Vergleich des am Eingang 18 eingespeisten Signals mit dem am Ausgang 20 ausgegeben Signal können Nichtlinearitäten der Signal- verstärkung detektiert und korrigiert werden.

Die Figur 2 zeigt eine neue Schaltungsanordnung für Multi- mode-Mobiltelefone, in der, mit einem Empfänger (RX 2) 3.2 von zwei Empfängern (RX 1 und RX 2) 3.1 und 3.2, eine digi- tale adaptive Predistortion durchgeführt werden kann. Ana- log zu Figur 1 besteht diese Schaltungsanordnung im wesent- lichen aus einer Sende-und Empfangseinheit 2 und einer mit Basisband 1 bezeichneten Einheit.

Die Sende-und Empfangseinheit 2 besteht analog zu Figur 1 aus einer Sende-und Empfangsantenne 8, die über einen An- tennenschalter 10 Verbindungen 13.1, 13.2 und 14 jeweils mit den beiden Eingängen 19.1 und 19.2 der Empfänger (RX 1 und RX 2) 3.1 und 3.2 und dem Ausgang 20 des Senderverstär- ker (TX) 4 aufweist. In dieser Ausführung ist der Empfänger 3.1 (RX 1) und der Senderverstärker 4 (TX) für den Signal- empfang und die Signalübertragung in das UMTS-Netz geeig- net. Es handelt sich um den bekannten FDD-UMTS Standard (= Frequency Division Duplex-Universal Mobile Telecommunicati- ons System), bei dem mehrere Frequenzbändern genutzt wer- den. Durch die mehreren Frequenzbänder ist hier ein gleich- zeitiges Senden und Empfangen von Signalen auf den ver- schiedenen Frequenzbändern möglich, wobei die Signale hin- sichtlich der Amplitude und der Phase moduliert sein kön- nen. Mit dem zweiten Empfänger 3.2 (RX 2) wird das GSM-Netz (GSM = Global System Mobile) gemonitort. Im GSM-Netz werden die Signale phasenmoduliert im Zeitmultiplexverfahren, in sogenannten Zeitschlitzen oder mit Timeslots bezeichnet, übertragen. Im GSM-Netz ist kein gleichzeitiges Senden und Empfangen von Signalen möglich. Mit dem Antennenschalter 10 können die über die Sende-und Empfangsantenne 8 gesendeten und die empfangenen Signale hinsichtlich der Frequenz und der Zeit getrennt werden.

Im Unterschied zu Figur 1 ist in der neuen Schaltungsanord- nung, kein eigener Rückkopplungszweig 5 am Ausgang des Sen- derverstärkers (TX) 4, zur Überwachung des Signals am Aus-

gang 20 des Senderverstärkers (TX) 4, vorgesehen. Durch den fehlenden Rückkopplungszweig 5 kann gleichzeitig der bisher notwendige Analog-Digital-Converter 6.3 (unterster ADC aus Figur 1) im Basisband 1 eingespart werden.

Um mit der neuen Schaltungsanordnung dennoch das Signal am Ausgang 20 des Senderverstärkers (TX) 4 detektieren zu kön- nen ist ein Schalter 9 angebracht. Ist der Schalter 9 in der Schalterstellung II so ist der Eingang 19.2 des Empfän- ger (RX 2) 3.2 über die wahlweise Verbindung 13. 2'mit den Antennenschalter 10 und mit der Sende-und Empfangsantenne 8 verbunden. In Schalterstellung II kann also das GSM-Netz gemonitort werden. Wie oben beschrieben, werden im GSM-Netz die Signale phasenmoduliert im Zeitmultiplexverfahren, in sogenannten Zeitschlitzen oder mit Timeslots bezeichnet, übertragen.

Es besteht also nun die Möglichkeit, in diesen Zweitschlit- zen, in denen keine GSM-Signale an den Eingang 19.2 des Empfängers (RX 2) 3.2 übermittelt werden, diesen Empfänger (RX 2) 3.2 zur Überwachung der Signale, die am Ausgang 20 des Senderverstärkers (TX) 4 ausgegeben werden, zu nutzen..

Hierzu wird der Schalter 9 in diesen Zeitschlitzen auf die Schalterstellung I bewegt, und somit die wahlweise Verbin- dung 13. 2' des zweiten Empfängers (RX 2) 3.2 und dem Anten- nenschalter 10 getrennt und gleichzeitig die wahlweise Ver- bindung 16'vom Ausgang 20 des Senderverstärkers (TX) 4 zum Eingang 19.2 des zweiten Empfängers (RX 2) 3.2 hergestellt.

Der zweite Empfängers (RX 2) 3.2 und der Analog-Digital- Converter 6.2 fungieren nun als Rückkopplungszweig.

Insgesamt wird also durch die Erfindung, eine Schaltungsan- ordnung für ein Multimode-Mobiltelefon vorgestellt, die es ermöglicht, eine digitale adaptive Predistortion durchzu- führen. Bei dieser Schaltungsanordnung wird zur Messung des verstärkten Signals nicht wie bisher ein zusätzlicher Mess- zweig benötigt, sondern es werden bestehende Hardwarekompo-

nenten der Schaltungsanordnung derart geschaltet, dass die- se die selbe Funktion wie der Messzweig haben. Je nach Schaltstellung des Schaltelementes eignet sich der zweite Empfänger zur Durchführung zum Beispiel einer UMTS- Predistortion als auch für den GSM-Empfang.

Es versteht sich, das die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstel- lung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu ver- lassen.

Bezugszeichenliste 1 Basisband 2 Sende-und Empfangseinheit 3.1 erster Empfänger RX 1 3.2 zweiter Empfänger RX 2 4 Senderverstärker TX 5 Rückkopplungszweig 6.1 Analog-Digital-Converter (ADC) des ersten Empfängers RX 1 6.2 Analog-Digital-Converter (ADC) des zweiten Empfängers RX 2 6.3 Analog-Digital-Converter (ADC) des Rückkopp- lungszweigs 7 Digital-Analog-Converter (DAC) des Senderver- stärkers TX 8 Sende-und Empfangsantenne 9 Schalter mit zwei Schalterstellungen I und II 10 Antennenschalter/Front End (FE) 11.1 Verbindung des Ausgangs des ersten Empfängers RX 1 mit dem Analog-Digital-Converter 6.1 11.2 Verbindung des Ausgangs des zweiten Empfän- gers RX 2 mit dem Analog-Digital-Converter 6.2 11.3 Verbindung des Rückkopplungszweigs mit dem Analog-Digital-Converter 6.3 12 Verbindung des Digital-Analog-Converter mit dem Eingang des Senderverstärker TX 13.1 Verbindung des Antennenschalters mit dem Ein- gang des ersten Empfängers RX 1 13.2 Verbindung des Antennenschalters mit dem Ein- gang des zweiten Empfängers RX 2

13. 2' wahlweise Verbindung des Antennenschalters mit dem Eingang des zweiten Empfängers RX 2 14 Verbindung des Ausgangs des Senderverstärkers TX mit dem Antennenschalter 15 Abzweigung des Ausgangs des Senderverstärkers TX zum Rückkopplungszweig 16'wahlweise Verbindung des Ausgang des Sender- verstärkers TX mit dem Eingang des zweiten Empfängers RX 2 17.1 Ausgang des ersten Empfängers RX 1 17.2 Ausgang des zweiten Empfängers RX 2 18 Eingang des Senderverstärkers TX 19.1 Eingang des ersten Empfängers RX 1 19.2 Eingang des zweiten Empfängers RX 2 20 Ausgang des Senderverstärkers TX