Brevet FR2759827A1 — publié le 19980821

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF POUR LA RÉCEPTION DE SIGrLAUX DE COMMUNICATION La présente invention concerne, de façon globale, les dispositifs de communication et plus particulièrement, un procédé et un dispositif pour la réception de signaux de communication. Avec l'augmentation de l'utilisation de dispositifs de communication sans fil, le spectre devient à peine suffisant. Dans de nombreux cas, les opérateurs de réseau10 fournissant des services sur une bande particulière ont dû fournir un service sur une bande séparée pour s'adapter à leurs clients. Par exemple, les opérateurs de réseau fournissant un service pour un système GSM dans une bande de fréquences de 900 MHz ont dû se baser sur un système DCS15 dans une bande de fréquences de 1.800 MHz. Ainsi, les dispositifs de communication, comme des radiotéléphones cellulaires, doivent être capables de communiquer sur chacune des fréquences ou même selon un troisième système comme le PCS 1900. Une telle condition de fonctionnement20 sur deux ou plusieurs fréquences soulève un certain nombre de problèmes. Par exemple, le dispositif de communication devra augmenter de taille et de coût si le récepteur comprend des composants séparés pour recevoir les signaux dans chacune des bandes. Ainsi, il existe un besoin pour un procédé et un dispositif de réception de signaux de communication dans une pluralité de bandes tout en minimisant l'augmentation des composants. Sur les dessins: la Figure 1 est un synoptique d'un dispositif de communication selon la présente invention; la Figure 2 est un synoptique d'un récepteur 127 de la Figure 1 selon la présente invention; la Figure 3 est un schéma d'un mélangeur 234 selon la présente invention; la Figure 4 est un synoptique d'un récepteur 127 de la Figure 1 selon un mode de mise en oeuvre en option de la présente invention; et la Figure 5 est un schéma d'un mélangeur 234 selon un mode de mise en oeuvre en option de la présente invention. Un procédé et un dispositif permettent à un dispositif de communication de fonctionner dans plusieurs bandes comme le GSM à 900 MHz, le DCS à 1.800 MHz et le PCS à 1.900 MHz en éliminant le besoin d'un mélangeur pour chaque bande. Dans un radiotéléphone à double bande GSM/DCS 1800, les fréquences d'injection d'un oscillateur local (LO) pour, à la fois, la bande GSM et la bande DCS sont fournies à un mélangeur via l'utilisation de filtres de combinaison. Alors, les conditions de fonctionnement en duplex et d'accord avec l'entrée du mélangeur sont20 simplifiées et les pertes de signal sont minimisées. Les filtres de combinaison RX/LO, un pour chacune des bandes GSM et DCS, sont conçus avec des connecteurs d'entrée RX et LO et un connecteur commun de sortie RX/LO. Les connecteurs communs de sortie du filtre de combinaison RX/LO GSM et du25 filtre de combinaison RX/LO DCS sont duplexés sur l'entrée du mélangeur. Comme les conditions de duplex entre les fréquences d'injection RX et LO sont adaptées par les filtres de combinaison, la conception du circuit réduit le nombre de lignes en duplex vers le mélangeur de six à deux30 pour un dispositif de communication à double bande et de dix à quatre pour un dispositif de communication à trois bandes. De même, l'adaptation d'impédance d'entrée du mélangeur est prévue pour accorder l'impédance des signaux de réception dans chaque bande ainsi que pour fournir un piège R.F. à la fréquence IF. Finalement, le circuit de sortie du mélangeur présente une faible impédance à la fréquence d'entrée R.F. et de même, une adaptation avec5 l'entrée du filtre IF. En référence à présent à la Figure 1, on illustre un synoptique d'un dispositif de communication sans fil comme un radiotéléphone cellulaire selon la présente invention. Dans le mode de mise en oeuvre préféré, un circuit ASIC10 générateur de trame 101, comme un CMOS ASIC disponible chez Motorola Inc., et un microprocesseur 103, comme un microprocesseur 68HC11 disponible, de même, chez Motorola Inc., se combinent pour générer le protocole nécessaire de communication pour un fonctionnement dans un système15 cellulaire. Le microprocesseur 103 utilise une mémoire 104 comprenant une mémoire vive RAM 105, une mémoire EEPROM 107 et une mémoire morte ROM 109, de préférence associées dans un boîtier 111, pour exécuter les étapes requises par la génération du protocole et pour effectuer d'autres20 fonctions pour le dispositif de communication sans fil, comme l'écriture sur un moyen d'affichage 113, l'acceptation d'une information à partir d'un clavier 115, l'acceptation d'une information d'entrée/sortie via un connecteur 116 selon la présente invention, la commande25 d'un synthétiseur en fréquence 125 ou l'application des étapes requises pour une amplification d'un signal selon le procédé de la présente invention. Le circuit ASIC générateur de trame 101 traite une information audio transformée par un circuit audio 119 à partir d'un30 microphone 117 vers un haut-parleur 121. Un émetteur/récepteur traite les signaux de fréquence radio. En particulier, un émetteur 123 émet, via une antenne 129, à l'aide de fréquences porteuses produites par un synthétiseur en fréquence 125. L'information reçue par35 l'antenne du dispositif de communication 129 pénètre dans le récepteur 127 qui démodule les symboles à l'aide des fréquences porteuses à partir du synthétiseur en fréquence 125. Le dispositif de communication peut comprendre, en option, un dispositif de réception et de stockage de message 130 comprenant un moyen de traitement de signal numérique. Le dispositif de réception et de stockage de message 130 peut être, par exemple, une machine de répondeur numérique ou un récepteur d'appel. En référence à présent à la Figure 2, un synoptique illustre un récepteur 127 pour un radiotéléphone à double bande selon la présente invention. Un signal R.F. reçu par une antenne 129 est couplé à un circuit d'adaptation 201 comprenant un premier bloc d'adaptation R.F. 202 et un second bloc d'adaptation R.F. 204. Les circuits15 d'adaptation R.F. sont conçus pour assurer l'adaptation d'impédance correcte avec le récepteur selon la fréquence du signal de réception. Le signal R.F. est alors couplé à un commutateur d'antenne 206 qui est commandé par un circuit de commande de commutation d'antenne 208. La20 commande de commutation d'antenne permet aux signaux R.F. d'être reçus et émis à l'aide d'un accessoire couplé au dispositif de communication par un connecteur 210. Par exemple, un accessoire de mains libres pour permettre un fonctionnement à mains libres dans un véhicule pourrait25 être couplé avec le connecteur 210 selon la présente invention. Le signal R.F. de réception est alors fourni à une pluralité de circuits du récepteur par une ligne 212. Ainsi, un circuit séparé sera prévu pour chaque bande selon30 le nombre de bandes disponibles dans le dispositif de communication. En particulier, la ligne 212 est couplée à une ligne de transmission 214 fournissant le signal R.F. à un premier filtre 216. Par exemple, le premier filtre 216 peut être un filtre en céramique passe-bande à trois pôles35 utilisé comme filtre de présélection. Par exemple, le filtre de céramique peut être accordé pour laisser des signaux R.F. entre 935 et 960 MHz dans la bande de réception GSM. Le signal de filtre est alors transmis à un préamplificateur 218. De préférence, le préamplificateur5 218 comprend une ligne de validation 220 pour activer ou désactiver le préamplificateur 218. De préférence, la ligne de validation commande un transistor pour constituer une isolation du mélangeur par rapport à l'énergie d'émission et d'autres fréquences parasites. La sortie du10 préamplificateur 218 est couplée à un filtre de combinaison 222 sur une première entrée 224 et avec une fréquence d'injection LO sur une seconde entrée 226 via une ligne de transmission 230 couplée à un oscillateur commandé en tension 228. Par exemple, dans le premier circuit, un15 filtre monobloc combiné en céramique peut recevoir entre 935 et 965 MHz dans la bande GSM et entre 720 et 745 MHz d'injection LO. Un connecteur de sortie commune 232 du filtre de combinaison 222 est couplé à un mélangeur 234 via une ligne de transmission 236. La ligne 212 est couplée, de même, à un second circuit R.F. via une ligne de transmission 240 qui est couplée à un second filtre 242. Le second filtre 242 peut être, de même, un filtre de céramique passe- bande à trois pôles, utilisé par exemple comme filtre de présélection. La sortie du second filtre 242 est couplée à un préamplificateur 244. De préférence, le préamplificateur 244 possède, de même, une ligne de validation 246 pour assurer une isolation du mélangeur de l'énergie d'émission et d'autres fréquences parasites. La sortie du30 préamplificateur 244 est couplée à un second filtre de combinaison 246 sur une troisième entrée 248. Le second filtre de combinaison 246 est couplé, de même, pour recevoir la fréquence LO sur une quatrième entrée 250 via une ligne de transmission 252. Une sortie combinée 254 est35 couplée, de même, au mélangeur 234 via une ligne de transmission 256. Comme cela sera décrit, de façon plus détaillée, sur la Figure 3, le mélangeur 234 génère un signal IF sur une sortie 258. Le signal IF qui est, de préférence, à 215 MHz, est fourni à une filtre 260 comme un5 filtre passe-bande SAW. En référence à présent à la Figure 3, un schéma illustre le mélangeur 234 de la Figure 2. Le mélangeur est conçu pour fonctionner dans un radiotéléphone à double bande, comme un téléphone prévu pour fonctionner sur10 chacune des bandes de fréquences DCS de 1.800 MHz et GSM de 900 MHz. Le circuit d'entrée de mélangeur est prévu pour s'adapter à 50 n dans toutes les bandes et pour filtrer le signal IF de sortie de 215 MHz. De même, le circuit de sortie de mélangeur est conçu à l'aide d'un circuit15 d'adaptation avec le filtre de 215 MHz et d'un circuit piège LC à microbande et large bande pour filtrer les signaux R.F. d'entrée (pour chaque bande) pour des performances optimales du mélangeur. En particulier, les signaux de sortie des filtres de combinaison sont couplés à20 une bobine d'induction 302 du mélangeur 234. La bobine d'induction 302 est couplée à un condensateur 304 à la masse et à un transistor 308 sur une base 310. Une bobine d'induction 312 est couplée, de même, à la base 310. La bobine d'induction 302 et le condensateur 304 en25 conjonction avec un condensateur 306 et une bobine d'induction 312 sont sélectionnés pour assurer une adaptation R.F. sur l'entrée du mélangeur. Ainsi, les valeurs sont sélectionnées pour fournir une impédance de 50 Q pour chacune des bandes de réception, comme 900 MHz et 1.800 MHz. Bien que d'autres valeurs puissent être utilisées dans le cadre de l'invention, la bobine d'induction 302 est, de préférence, d'environ 3,3 nH, le condensateur 304 d'environ 0,5 pF, le condensateur 306 d'environ 2 pF et la bobine d'induction 312 d'environ35 5,6 nH. Le collecteur 315 du transistor 308 est couplé à une microbande 318 qui va à la masse via un condensateur 320. Le collecteur est couplé, de même, à un condensateur 322 qui est lui- même couplé à une bobine d'induction 324 vers5 la masse et un filtre 260. Finalement, une bobine d'induction 326 est montée entre le collecteur 314 et une résistance 322 couplée à une bobine d'induction 312. Le condensateur 322 et la bobine d'induction 326 sont sélectionnés pour assurer une adaptation d'impédance avec10 le filtre IF 260. Les valeurs de la microbande 318 et du condensateur 320 sont sélectionnées pour constituer un circuit piège LC filtrant les signaux R. F. d'entrée pour des performances optimales du mélangeur. En particulier, les valeurs sont sélectionnées pour fournir une faible15 impédance sur la sortie empêchant les signaux R.F. de passer dans le filtre 260 et fournissant un signal IF propre au filtre 260. Pour un radiotéléphone à double bande recevant des signaux R.F. de 900 MHz et 1.800 MHz, la microbande 318 possède, de préférence, une largeur20 d'environ 20 mils et une longueur d'environ 350 mils, créant une inductance d'environ 3 nH. Le condensateur 320 est, de préférence, un condensateur de 4,7 pF tandis que la bobine d'induction 326 est d'environ 27 nH. Finalement, le mélangeur est conçu pour une adaptation IF avec le filtre 260. La bobine d'induction 326 et le condensateur 322 sont sélectionnés, de préférence, pour présenter une faible impédance à la fréquence IF du mélangeur. Pour une fréquence IF de 215 MHz, le condensateur 322 est d'environ 33 pF tandis que la bobine30 d'induction 326 est d'environ 27 nH. De même, un piège IF est prévu pour empêcher la fréquence intermédiaire d'être réinjectée dans le transistor 308. En particulier, un condensateur 334 monté entre la bobine d'induction 312 et la masse constitue un piège pour le signal IF. Pour une fréquence IF de 215 MHz, la bobine d'induction 312 est d'environ 5,6 nH et le condensateur 334 d'environ 68 pF. Dans un radio téléphone à triple bande, un circuit R.F. additionnel peut être prévu pour la réception de signaux à partir d'un troisième système de communication. Par exemple, le dispositif de communication peut être prévu, de même, pour recevoir des signaux PCS 1900. En particulier, sur la Figure 4, la ligne 212 peut être couplée à une troisième étage R.F. via des lignes de10 transmission 451 et 414 qui sont couplées à un filtre 416. Par exemple, le filtre 416 peut être un filtre de céramique passe-bande à trois pôles utilisé comme filtre de présélection. Le filtre de céramique peut être accordé pour faire passer des signaux R.F. entre 1.930 et 1.990 MHz dans15 la bande de réception PCS 1900. Le signal filtré est alors transmis à un préamplificateur 418. De préférence, le préamplificateur 418 comprend une ligne de validation 420 pour l'activation ou la désactivation du préamplificateur 418. De préférence, la ligne de validation 420 commande un transistor pour une isolation du mélangeur de l'énergie d'émission et d'autres fréquences parasites. La sortie du préamplificateur 418 est couplée à un filtre de combinaison 422 sur une cinquième entrée 424 et avec une fréquence d'injection LO sur une sixième entrée 426 via des lignes de transmission 430 et 452 couplées avec un oscillateur commandé en tension 228. La sortie de combinaison 432 du filtre de combinaison 422 est couplée au mélangeur 234 via des lignes de transmission 436 'et 453. Bien que trois étages soient illustrés dans la présente invention, on pourrait utiliser des étages additionnels comme requis selon le nombre de réseaux utilisés. En référence à la Figure 5, un schéma illustre le mélangeur 234 de la Figure 4. Le mélangeur est conçu pour fonctionner dans les bandes de fréquences GSM 900 MHz, DCS35 1.800 MHz et PCS 1.900 MHz dans un radiotéléphone à trois bandes. L'entrée du mélangeur est prévue pour s'adapter à Q dans toutes les trois bandes de fréquences et pour filtrer le signal IF de sortie de 215 MHz. De même, le circuit de sortie de mélangeur est muni d'un circuit5 d'adaptation avec le filtre de 215 MHz dans un circuit de piège LC à microbande et large bande afin de filtrer les signaux R.F. d'entrée (pour toutes les trois bandes) pour des performances optimales du mélangeur. Les parties restantes des Figures 4 et 5 sont identiques aux Figures 210 et 3 et la fonction de ces sections ne sera pas répétée. Bien que l'invention ait été décrite et illustrée dans la description et par les dessins ci-dessus, on comprendra que cette description est donnée à titre d'exemple seulement et que de nombreuses variantes et15 modifications peuvent être apportées par l'homme du métier sans sortir de l'esprit et du cadre de l'invention. Par exemple, on a décrit des systèmes spécifiques de radiotéléphone présentant des bandes de réception spécifiques. Cependant, d'autres systèmes, comme le EGSM,20 font partie de la présente invention. Bien que la présente invention trouve une application particulière dans les radiotéléphones cellulaires portables, l'invention pourrait être appliquée à un quelconque dispositif portable comprenant des récepteurs d'appel, des organiseurs électroniques ou des ordinateurs. La présente invention ne sera limitée que par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif de communication pour la réception de signaux de communication dans une pluralité de bandes R.F., caractérisé par: - un circuit d'antenne (129) pour la réception desdits signaux de communication dans ladite pluralité de bandes R.F.; - un premier circuit (216) couplé audit circuit d'antenne pour recevoir les signaux de communication dans une première bande R.F. de ladite pluralité de bandes; - un premier filtre (222) possédant une première entrée couplée audit premier circuit pour recevoir lesdits signaux de communication dans ladite première bande et une seconde entrée pour recevoir une fréquence fixe15 d'oscillateur, ledit premier filtre possédant une première sortie pour la génération d'un premier signal de sortie; - un second circuit (242) couplé audit circuit d'antenne pour recevoir les signaux de communication dans une seconde bande R.F. de ladite pluralité de bandes R.F.; - un second filtre (246) possédant une troisième entrée couplée audit second circuit pour recevoir lesdits signaux de communication dans ladite seconde bande R.F. et une quatrième entrée pour recevoir ladite fréquence fixe d'oscillateur, ledit second filtre générant une seconde25 sortie; et - un mélangeur (234) couplé audit premier filtre et audit second filtre pour combiner ledit premier signal de sortie et ledit second signal de sortie. 2. Dispositif de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier circuit comprend un premier filtre (216) pour faire passer les signaux de communication lorsque lesdits signaux de communication sont dans ladite première bande R.F. 3. Dispositif de communication selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier circuit comprend, de plus, un premier amplificateur (218) couplé pour recevoir un premier signal de validation pour la validation dudit premier circuit lorsque lesdits signaux de communication sont dans ladite première bande R.F. 4. Dispositif de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit second circuit comprend un second filtre (242) pour faire passer les signaux de communication lorsque lesdits signaux de communication sont dans ladite seconde bande R.F. 5. Dispositif de communication selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit premier circuit comprend, de plus, un second amplificateur (244) couplé pour recevoir un second signal de validation pour valider ledit second circuit lorsque lesdits signaux de communication sont dans ladite seconde bande R.F. 6. Dispositif de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit troisième circuit comprend un troisième filtre (416) pour faire passer les signaux de communication lorsque lesdits signaux de communication sont dans ladite troisième bande R.F. 7. Dispositif de communication selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit troisième circuit comprend un troisième amplificateur (418) couplé pour recevoir un troisième signal de validation pour la validation dudit troisième circuit lorsque lesdits signaux30 de communication sont dans ladite troisième bande R.F. 8. Dispositif de communication pour la réception de signaux de communication dans une pluralité de bandes R.F., caractérisé par: - un circuit d'antenne (129) pour la réception desdits signaux de communication dans ladite pluralité de bandes R.F.; - un premier circuit (216) couplé audit circuit d'antenne comprenant un premier amplificateur pour recevoir les signaux de communication dans une première bande R.F.10 de ladite pluralité de bandes, ledit premier amplificateur étant couplé pour recevoir un premier signal de validation pour la validation dudit premier circuit lorsque lesdits signaux de communication sont dans ladite première bande R.F.; - un premier filtre (222) possédant une première entrée couplée audit premier circuit pour recevoir lesdits signaux de communication dans ladite première bande et une seconde entrée pour recevoir une fréquence fixe d'oscillateur, ledit premier filtre possédant une première20 sortie pour la génération d'un premier signal de sortie; un second circuit (242) couplé audit circuit d'antenne comprenant un second amplificateur pour recevoir les signaux de communication dans une seconde bande R.F. de ladite pluralité de bandes R.F., ledit second amplificateur25 étant couplé pour recevoir un second signal de validation pour la validation dudit second' circuit lorsque lesdits signaux de communication sont dans ladite seconde bande R.F.; - un second filtre (246) possédant une troisième entrée couplée audit second circuit pour recevoir lesdits signaux de communication dans ladite seconde bande R.F. et une quatrième entrée pour recevoir ladite fréquence fixe d'oscillateur, ledit second filtre générant une seconde sortie; et - un mélangeur (234) couplé audit premier filtre et audit second filtre pour combiner ledit premier signal de sortie et ledit second signal de sortie. 9. Procédé pour la réception de signaux de communication à partir d'une pluralité de bandes, caractérisé par les étapes suivantes: - le couplage des signaux de communication dans une première bande avec une première entrée d'un premier filtre; - le couplage d'une fréquence fixe d'oscillateur avec une seconde entrée dudit premier filtre; - la génération d'une première sortie dudit premier filtre; - le couplage des signaux de communication dans une seconde bande avec une première entrée d'un second filtre; - le couplage de ladite fréquence fixe d'oscillateur avec une seconde entrée dudit second filtre; - la génération d'une seconde sortie dudit second filtre; et - le mélange de ladite première sortie et de ladite seconde sortie.