Normalerweise sind moderne, digitale Mobilfunksysteme aus- schließlich vollduplexfähige Systeme. Vollduplex-Systeme zeichnen sich dadurch aus, daß gleichzeitig gesendet und emp- fangen werden kann. Dabei wird auch dann von vollduplexfähi- gen Systemen gesprochen, wenn Senden und Empfangen nicht gleichzeitig erfolgen, das Umschalten zwischen den Übertra- gungsrichtungen aber vom Teilnehmer unbemerkt erfolgt.

Grundsätzlich werden zwei Duplex-Verfahren unterschieden. Bei dem sogenannten Frequenzduplex (FDD, Frequency Division Du- plex) erfolgen Senden und Empfangen in verschiedenen, dedi- zierten Frequenzbändern. Beim Zeitduplex (TDD, Time Division Duplex) hingegen werden die Übertragungsrichtungen in ver- schiedenen Zeitlagen oder Zeitschlitzen getrennt.

Bei dem weit verbreiteten Mobilfunkstandard GSM, Global Sy- stem for Mobile Communication, werden TDD-und FDD-Verfahren gemischt eingesetzt, um möglichst kostengünstig herstellbare und gut integrierbare Transceiver bereitstellen zu können.

Insbesondere im Empfangsteil von modernen Mobilfunksystemen kommt anstelle der homodynen Empfängerarchitektur (Direct Conversion) aufgrund der dabei auftretenden Offset- Problematik zunehmend die sogenannte Low-IF-Empfänger- architektur zum Einsatz. Dabei wird das empfangene Hochfre- quenzsignal zunächst auf eine verhältnismäßig geringe Zwi- schenfrequenz (englisch : Intermediate Frequency, IF) und in einem zweiten Schritt ins Basisband heruntergemischt.

Bei derart ausgebildeten Sendeempfängern, zwischen denen eine Zweipunktverbindung vorgesehen ist, ergibt sich regelmäßig die Problematik, daß bedingt durch die von Null verschiedene Zwischenfrequenz zwischen Sende-und Empfangszeitschlitzen stets ein Kanalwechsel stattfinden muß. Das heißt, daß die Phasenregelschleife des Sendeempfängers zwischen Sende-und Empfangszeitschlitzen stets auf eine neue Frequenz einschwin- gen muß, auch dann, wenn der nominelle Kanal eigentlich nicht gewechselt werden soll. Dies führt jedoch nachteilhafterweise dazu, daß die Netto-Datenübertragungsrate, welche über den Übertragungskanal erzielt wird, bezüglich der Bruttodatenrate stark reduziert wird.

In dem Dokument DE 100 46 586 sind Systeme zur Datenübertra- gung angegeben, die dieses Problem durch die Einstellung des Empfangsseitenbandes des Low-IF-Receivers, die sogenannte Si- deband Selection, lösen. Dabei ist vorgesehen, daß bei einer Zweipunktverbindung einer der beiden Empfänger ein empfange- nes hochfrequentes Signal in ein komplexwertiges Zwischenfre- quenzsignal mit positiver Zwischenfrequenz und der andere Empfänger in ein IQ-Signal mit negativer Zwischenfrequenz heruntermischt. Dieses Vorgehen erlaubt es, daß die Phasenre- gelschleife nicht zwischen jedem Sende-und Empfangszeit- schlitz auf eine neue Trägerfrequenz einschwingen muß und daß daher mit Vorteil eine Phasenregelschleife, PLL mit langsamer Einschwingzeit verwendet werden kann.

Alternativ zu der Verwendung positiver oder negativer Zwi- schenfrequenzebenen kann auch eine Empfängerstruktur mit spiegelfrequenzunterdrückendem Mischer in beiden Funkteilen der Zweipunktverbindung verwendet werden.

Als Nachteil derartiger Empfängerstrukturen bleibt jedoch, daß die Empfänger bezüglich der zweiten Abwärtsmischstufe, die von der Zwischenfrequenz ins Basisband heruntermischt, sowohl für eine Lage der Kanalfrequenz unterhalb, als auch

für eine Lage der Kanalfrequenz oberhalb der Lokaloszillator- frequenz der zweiten Mischstufe ausgelegt werden müssen.

Eine zumindest theoretische Möglichkeit zur Lösung dieser Problematik besteht darin, die entsprechenden analogen und digitalen Bauteile doppelt auszulegen für die beiden regelmä- ßig auftretenden beschriebenen Fälle. Dies bedeutet selbst- verständlich einen erheblichen Mehraufwand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Empfän- geranordnung, insbesondere für den Mobilfunk, anzugeben, wel- che für Mobilfunkverfahren mit Zeitduplex-Komponente geeignet ist, die Verwendung von Phasenregelschleifen mit langsamer Einschwingzeit erlaubt und dabei mit geringem Aufwand reali- sierbar ist..

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Empfän- geranordnung, insbesondere für den Mobilfunk, aufweisend - einen Abwärts-Frequenzmischer, ausgelegt zur Multiplikation komplexwertiger Signale, mit einem ersten Eingang umfassend einen Inphase-und einen Quadraturanschluß, mit einem zweiten Eingang umfassend einen Inphase-und einen Quadraturanschluß und mit einem Ausgang umfassend einen Inphase-und einen Qua- draturanschluß, und - eine Einrichtung zum Umschalten von Inphase-und Quadra- turanschluß in Abhängigkeit von einem Steuersignal, die an den ersten oder an den zweiten Eingang des Abwärts- Frequenzmischers angeschlossen ist und die einen Inphase-und einen Quadratur-Eingang sowie einen Inphase-und einen Qua- dratur-Ausgang hat, mit einem ersten Schaltzustand, in dem der Inphase-Eingang mit dem Inphase-Ausgang und der Quadra- tur-Eingang mit dem Quadratur-Ausgang verbunden ist, und mit einem zweiten Schaltzustand, in dem der Inphase-Eingang mit dem Quadratur-Ausgang und der Quadratur-Eingang mit dem In- phase-Ausgang verbunden ist.

Gemäß dem vorliegenden Prinzip ist eine komplexwertige Si- gnalverarbeitung des empfangenen Nutzsignals vorgesehen. In Abhängigkeit davon, ob das Nutzsignal im oberen oder unteren Empfangsseitenband liegt, wird gemäß vorliegendem Prinzip In- phase-und Quadraturkomponente des komplexwertigen Signals vertauscht oder nicht. Dabei kann die Vertauschung entweder bezüglich des komplexwertig vorliegenden Nutzsignals selbst oder bezüglich des dem Mischer ebenfalls zuzuführenden Loka- loszillatorsignals erfolgen.

Diese Möglichkeit, Inphase-und Quadraturkomponente des kom- plexwertigen Signals am Mischereingang zu vertauschen, ermög- licht eine Weiterverarbeitung des Signals unabhängig davon, ob das obere oder das untere Seitenband moduliert war. Gemäß dem vorliegenden Prinzip kann mit Vorteil die Lokaloszilla- torfrequenz zwischen Senden und Empfangen unverändert blei- ben, wobei es dennoch möglich ist, den oberhalb der Lokalos- zillatorfrequenz liegenden oder den unterhalb der Lokaloszil- latorfrequenz liegenden Kanal, je nach moduliertem Seiten- band, herunterzumischen.

Das beschriebene Prinzip ist weiterhin mit geringem Aufwand realisierbar, da lediglich zwei bzw. vier Multiplexer zusätz- lich vorzusehen sind. Gemäß vorliegendem Prinzip werden keine zusätzlichen Bauteile zur Inversion der nachfolgenden Demodu- lation oder zur Phasenverschiebung der Signals benötigt. Au- ßerdem muß der Abwärtsfrequenzmischer nicht seine Drehrich- tung ändern.

In Abhängigkeit davon, ob das Lokaloszillatorsignal oder das Nutzsignal selbst bezüglich I-und Q-Signalkomponente umge- schaltet beziehungsweise vertauscht wird, kann am erzeugten Ausgangssignal des Abwärtsfrequenzmischers noch eine Phasen- verschiebung von 90 Grad gegenüber dem eigentlich gewünschten Signal und/oder ein inverses Vorzeichen des erzeugten Signals vorliegen. Dies hat jedoch keine nachteilhaften Auswirkungen auf die weitere Signalverarbeitung im Empfänger.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfaßt die Einrichtung zum Vertauschen von Inphase-und Quadraturan- schluß einen ersten Multiplexer und einen zweiten Multiple- xer. Die Ausgänge der beiden Multiplexer sind mit Inphase- und Quadraturanschluß von erstem oder zweitem Eingang des Ab- wärts-Frequenzmischers verbunden.

Demnach bewirkt die Einrichtung zum Vertauschen von Inphase- und Quadraturanschluß mit den beiden Multiplexern entweder eine Vertauschung von Inphase-und Quadraturkomponente des Nutzsignals oder des Lokaloszillatorsignals am Eingang des Abwärts-Frequenzmischers.

Die beiden Multiplexer haben bevorzugt jeweils einen ersten und einen zweiten Eingang, die derart miteinander verbunden sind, daß an den Ausgängen der Multiplexer in Abhängigkeit von einem Steuersignal das komplexwertige, in Inphase-und Quadraturkomponente zerlegte Signal entweder unverändert oder mit vertauschten Komponenten bereitgestellt wird. Dabei sind die Steuereingänge bevorzugt miteinander zum Zuführen des Um- schalt-Steuersignals verbunden. Das Steuersignal wird Ab- hängigkeit davon bereitgestellt, ob das eingangsseitige Nutz- signal des Abwärts-Frequenzmischers bezüglich seines oberen oder seines unteren Seitenbandes moduliert ist.

Die Empfängeranordnung hat bevorzugt eine heterodyne Struk- tur, beispielsweise eine Low-IF-Empfängerstruktur. Dabei ist neben dem bereits erwähnten Abwärts-Frequenzmischer, der in diesem Fall ein Zwischenfrequenzsignal ins Basisband herun- termischt, eingangsseitig ein weiterer Abwärts- Frequenzmischer vorgeschaltet, welcher ein Hochfrequenzsignal in ein komplexwertiges Zwischenfrequenzsignal umsetzt. Den beiden Abwärts-Frequenzmischern wird bevorzugt jeweils ein geeignetes Lokaloszillatorsignal zugeführt, welches bei- spielsweise von einer jeweiligen Phasenregelschleife erzeugt werden kann. Bei einer derartigen heterodynen Empfängerstruk-

tur ist die Einrichtung zum Umschalten von Inphase-und Qua- draturanschluß demnach entweder in den komplexwertigen Nutz- signalpfad zwischen die beiden Abwärts-Frequenzmischer ge- schaltet oder zwischen den Frequenzgenerator, der das Loka- loszillatorsignal erzeugt, und denjenigen Abwärts- Frequenzmischer geschaltet, der die Umsetzung von der Zwi- schenfrequenzebene ins Basisband bewirkt.

In dem Falle, daß die Einrichtung zum Vertauschen von Inpha- se-und Quadraturanschluß zwischen beide Abwärts- Frequenzmischer geschaltet ist, ist mit Vorteil eine weitere Einrichtung zum Vertauschen von Inphase-und Quadraturpfad an den Ausgang des Abwärts-Frequenzmischers geschaltet, der von der Zwischenfrequenz ins Basisband umsetzt. Dies hat den Vor- teil, daß ein durch Vertauschen der Komponenten des Nutzsi- gnals bedingtes Vorzeichen wieder kompensiert wird.

Ausgangsseitig an den Abwärts-Frequenzmischer, der in der allgemeinen Form der Erfindung vorgesehen ist, ist bevorzugt ein Demodulator angeschlossen, der das von der Zwischenfre- quenzebene ins Basisband heruntergemischte Signal demodu- liert. Dieser Demodulator ist bevorzugt als Quadri-Korrelator oder als Verzögerungs-Demodulator ausgebildet, je nachdem, ob die weitere Signalverarbeitung in analoger oder digitaler Form erfolgt.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Er- findung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbei- spielen anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen : Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä- ßen Prinzips anhand eines vereinfachten Block- schaltbildes und

Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des vorliegenden Prinzips anhand eines vereinfachten Blockschaltbil- des.

Figur 1 zeigt eine Empfängeranordnung mit einem Abwärts- Frequenzmischer 1, der ausgelegt ist zum Heruntermischen ei- nes Nutzsignals, welches als komplexwertiges Signal vorliegt, von einer Zwischenfrequenzebene ins Basisband. Das kom- plexwertige Signal ist dabei ein in eine Inphase-Komponente und eine dazu orthogonal stehende Quadratur-Komponente zer- legtes Signal. Derartige, zur komplexwertigen Signalverarbei- tung ausgelegte Frequenzmischer 1 werden auch als IQ-Mischer bezeichnet. Der vorliegende Abwärts-Frequenzmischer 1 umfaßt vier Mischerzellen 2 bis 5, welche jeweils zwei Eingänge und einen Ausgang haben, an dem ein multipliziertes Signal be- reitgestellt wird. Der erste Eingang der ersten Mischerzelle 2 ist mit dem Inphase-Eingang 6 des Frequenzmischers 1 ver- bunden, ebenso wie der erste Eingang der zweiten Mischerzelle 3. Die ersten Eingänge der dritten und vierten Mischerzelle 4,5 sind mit dem Quadratur-Eingang 7 des Abwärts- Frequenzmischers 1 verbunden. Den zweiten Eingängen der Mi- scherzellen 2 bis 5 wird ein Lokaloszillatorsignal mit der Trägerfrequenz des an den Eingängen 6,7 anliegenden Nutzsi- gnals I, Q zugeführt. Dabei ist jedoch eine Einrichtung zum Vertauschen von Inphase-und Quadraturkomponente des Lokalos- zillatorsignals 8,9 vorgesehen, die zwischen einen Frequenz- generator 17 und die zweiten Eingänge des Mischers 1 geschal- tet ist. Diese Einrichtung 8,9 umfaßt einen ersten Multiple- xer 8 und einen zweiten Multiplexer 9. Die Multiplexer 8,9 haben jeweils zwei Eingänge und einen Ausgang sowie einen Steuereingang 10 zum Zuführen eines Umschaltbefehls. Der Aus- gang des Multiplexers 8 ist mit den zweiten Eingängen der Mi- scherzellen 3,4 verbunden. Der Ausgang des zweiten Multiple- xers 9 ist mit den zweiten Eingängen von erster und vierter Mischerzelle 2,5 verbunden. Die ersten und die zweiten Ein- gänge der beiden Multiplexer 8,9 sind jeweils miteinander

zur Bildung eines Lokaloszillatoreingangs zur Zuführung eines Lokaloszillatorsignals mit um 90 Grad zueinander stehenden Signalkomponenten verbunden. An den so gebildeten 0°/90°- Lokaloszillatoreingang ist ein Frequenzgenerator 17, ausge- führt als Phasenregelkreis mit Signalaufbereitung angeschlos- sen. Der Abwärts-Frequenzmischer 1 umfaßt neben den Mischer- zellen 2 bis 5 zwei Summierknoten 11,12, welche je zwei Ein- gänge und einen Ausgang haben. Die Eingänge des Summierkno- tens 11 sind mit den Ausgängen der Mischerzellen 2 und 4 ver- bunden, wobei der Ausgang der Mischerzelle 4 invertierend an- geschlossen ist. Die Ausgänge der Mischerzellen 3,5 sind mit den Eingängen des Summierknotens 12 verbunden. Die Ausgänge der Summierknoten 11,12 bilden die IQ-Ausgänge des Abwärts- Frequenzmischers 1 und sind an eine weitere Signalverarbei- tungsstufe 13 angeschlossen, an deren Ausgang wiederum ein Demodulator 14 angeschlossen ist. Bis zum Demodulator 14 wird das zu demodulierende Signal als komplexwertiges Signal ge- führt.

An den IQ-Eingang 6,7 ist eine Abwärts- Frequenzmischstufe 18 angeschlossen, die ein von einer Anten- ne empfangenes Hochfrequenzsignal in eine Zwischenfrequenze- bene umsetzt. In der Zwischenfrequenzebene sind zwischen Mischstufe 18 und Mischstufe 1 noch weitere Signalaufberei- tungsmittel, wie Verstärker und Filter vorgesehen, die jedoch vorliegend nicht eingezeichnet sind, da sie für das Verständ- nis des erfindungsgemäßen Prinzips nicht notwendig sind.

In Abhängigkeit davon, welches Seitenband des Nutzsignals mo- duliert ist, ist es mit dem vorliegenden Prinzip möglich, durch Vertauschen der Inphase-und Quadraturkomponente des Lokaloszillatorsignals die lokale Oszillatorfrequenz unverän- dert zu lassen und dennoch einmal den oberhalb und einmal den unterhalb der Lokaloszillatorfrequenz liegenden Kanal herun- terzumischen. Dies soll nachfolgend anhand einer mathemati- schen, beispielhaften Beschreibung mit einem komplexwertigen Signal s (t) = I (t) + jQ (t) erläutert werden :

sLO = exp (-j oIF t), S+IF = exp (j LwIF t + + (t) S-IF=exp(j [-#IF t + #(t)]), s+IF * SLO = exp (j IfflIF t + #(t) - #IF t]) =exp (j #(t)), S-IF * SLO,I<->Q = j * exp (j [-#IF t + #(t)] + i COIF t]) = j * exp (j + (t)). mit sL0 gleich Lokaloszillator-Signal, sLO, I<->Q gleich Loka- loszillator-Signal mit vertauschten Quadraturkomponenten, s+IF und s_IF gleich IF-Signal mit moduliertem oberem bzw. unterem Seitenband, #IF gleich Kreisfrequenz des Zwischen- frequenz-Signals.

Somit kann mit Vorteil auf eine doppelte Auslegung analoger und digitaler Komponenten für die Fälle, daß oberes oder un- teres Seitenband moduliert ist, verzichtet werden. Als weite- rer Vorteil kann eine Phasenregelschleife als Frequenzgenera- tor 17 eingesetzt werden, die zwischen Sende-und Empfangs- zeitschlitzen nicht ihre Frequenz ändern braucht, wenn der nominelle Kanal gleich bleibt.

Wie bereits erwähnt, kann das Multiplexen, welches ein Ver- tauschen von Inphase-und Quadraturkomponente bewirkt, alter- nativ auch im Nutzsignal anstelle des LO-Signals vorgesehen sein. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Figur 2 ge- zeigt.

Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild einer alternativen Ausfüh- rungsform der Erfindung anhand eines beispielhaften Block- schaltbildes, welches in verwendeten Bauteilen, vorteilhafter Verschaltung und Funktionsweise weitgehend demjenigen von Fi- gur 1 entspricht. Insoweit wird die Beschreibung an dieser Stelle nicht noch einmal wiederholt. Lediglich die Anordnung der Multiplexer 8,9 ist bei der Darstellung von Figur 2

nicht in der Zuführung des Lokaloszillatorsignals und demnach den zweiten Eingängen der Mischerzellen 2 bis 5 vorgeschaltet vorgesehen, sondern vielmehr an den ersten Eingängen der Mi- scherzellen 2 bis 5 und demnach im Nutzsignalpfad. Außerdem ist zur Kompensation eines auftretenden negativen Vorzeichens im Nutzsignal eine weitere Einrichtung zum Vertauschen von Inphase-und Quadraturanschluß vorgesehen, welche mit Bezugs- zeichen 15,16 versehen und in I-und Q-Pfad zwischen die Verarbeitungseinheit 16 und den Demodulator 14 geschaltet ist.

Im Einzelnen ist der Inphase-Eingang 6 des Abwärts-Mischstufe mit dem ersten Eingang des ersten Multiplexers 8 und dem zweiten Eingang des zweiten Multiplexers 9 verbunden. Der Quadratur-Eingang 7 ist mit dem zweiten Eingang des ersten Multiplexers 8 und dem ersten Eingang des zweiten Multiple- xers 9 verbunden. Die Steuereingänge der beiden Multiplexer 8,9 sind wiederum miteinander und einem Umschalteingang 10 verbunden zum Umschalten zwischen erstem und zweitem Schalt- zustand der Umschalteinrichtung 8,9. Der Ausgang des Multi- plexers 8 ist mit den ersten Eingängen von erster und zweiter Mischerzelle 2,3 verbunden, während der Ausgang des zweiten Multiplexers 9 mit den ersten Eingängen von dritter und vier- ter Mischerzelle 4,5 verbunden ist. Eine Komponente des Lo- kaloszillatorsignals wird den zweiten Eingängen von erster und vierter Mischerzelle 2,5 zugeführt, während die andere, dazu orthogonal stehende Komponente des komplexwertigen Loka- loszillatorsignals der zweiten und dritten Mischerzelle 3,4 zugeführt wird. Hierfür sind die zweiten Eingänge der Mi- scherzellen 2 bis 5 mit dem OGrad/90Grad-Ausgang des Fre- quenzgenerators 17 verbunden. Der Aufbau des Abwärts- Frequenzmischers 1 ist bezüglich des Schaltbildes von Figur 1 unverändert. Die weitere Einrichtung zur Vertauschung von In- phase-und Quadraturanschluß umfaßt zwei Multiplexer 15,16, mit je zwei Eingängen und einem Ausgang. Diese sind, ebenso wie die Multiplexer 8,9 von Figur 2, so verschaltet, daß je nach Steuersignal Inphase-und Quadraturkomponente am Ausgang

der Zwischenverarbeitungsstufe 13 dem Demodulator 14 entweder unverändert oder vertauscht zugeführt werden.

Dies ermöglicht eine vorzeichenrichtige Behandlung des Modu- lationssignals durch nochmaliges Vertauschen von I-und Q- Pfad.

Die Funktionsweise der Schaltung nach Figur 2 wird ebenfalls anhand einer mathematischen Beschreibung in Anlehnung an das Beispiel von Figur 1 erläutert : s-IF, I<->Q SLO = j * exp (-j [-wIF t + (t)]-i ] - j #IF t) = j * exp (-j + (t)), dabei repräsentiert s_IF I<-, Q das Nutzsignal mit vertausch- ten Quadraturkomponenten.

Man erkennt, daß ebenso wie bei Figur 1 die am Ausgang der Schaltung abgreifbaren Signale eine Phasenverschiebung von 90 Grad gegenüber dem gewünschten Signal haben, was jedoch keine nachteilhaften Einflüsse auf die weitere Signalverarbeitung ausübt.

Die Vorteile der Schaltung von Figur 2 entsprechen denen des Ausführungsbeispiels von Figur 1 und werden daher hier nicht noch einmal aufgeführt.

Es liegt selbstverständlich im Rahmen der Erfindung, auch an- dere Schaltungsmittel einzusetzen, um die dem erfindungsgemä- ßen Prinzip zugrundeliegende Vertauschung von Inphase-und Quadraturkomponente in Abhängigkeit von einem Steuersignal zu erzielen.

Bezugszeichenliste 1 Abwärts-Frequenzmischer 2 Mischerzelle 3 Mischerzelle 4 Mischerzelle 5 Mischerzelle 6 Inphase-Eingang 7 Quadratur-Eingang 8 Multiplexer 9 Multiplexer 10 Steuereingang 11 Summierknoten 12 Summierknoten 13 Zwischenverarbeitung 14 Demodulator 15 Multiplexer 16 Multiplexer 17 LO-Frequenzgenerator 18 Abwärts-Frequenzmischer