Beschreibung

Verfahren zur Frequenzabstimmung eines Senders und eines Empfängers eines mobilen Kommunikationsendgerätes zur Kompensa- tion des Einflusses des Dopplereffektes und mobiles Kommunikationsendgerät

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Frequenzabstimmung eines Senders und eines Empfängers eines mobilen Kommunikati- onsendgerätes zur Kompensation des Einflusses des Dopplereffektes und ein entsprechendes mobiles Kommunikationsendgerät.

Mobile Kommunikationsendgeräte sind seit vielen Jahren weit verbreitet. Sie ermöglichen einem sich bewegenden Teilnehmer, der ein mobiles Kommunikationsendgerät bei sich trägt, von nahezu allen dicht besiedelten Punkten auf der Landfläche der Erde eine Telekommunikationsverbindung zu einem anderen Teilnehmer aufzubauen bzw. von einem Teilnehmer gerufen zu werden. Die größte flächendeckende Versorgung hat zur Zeit das Mobilfunknetz, welches nach dem GSM-Standard (Global System for Mobile Communications) spezifiziert ist und die meisten in Gebrauch befindlichen mobilen Kommunikationsendgeräte nutzen den GSM-Standard. Weitere mobile GSM- Kommunikationsendgeräte sind so genannte GSM-Funkmodule, GSM- PCMCIA-Karten, GSM-Funkmodems etc.

Die Netzarchitektur des GSM-Standards besteht unter anderem aus einem Mobilfunksendesystem, auch Base Station Subsystem genannt, welches seinerseits aus Mobilfunkbasisstationen (Ba- se Transceiver Station) und zugeordneten Mobilfunkbasisstati- onsteuerungseinheiten (Base Station Controller) besteht, und einem Vermittlungssystem.

Der Zugriff auf die Funkressource erfolgt nach einer Mischung von Frequenzmultiplexverfahren und Zeitmultiplexverfahren. Die dabei benutzten Frequenzbänder sind das 900 MHz und 1800 MHz Frequenzband in Europa und das 850 MHz und 1900 MHz Fre- quenzband in Amerika. Die Frequenzbänder sind in eine Vielzahl von Frequenzkanälen unterteilt. Benachbarte Mobilfunkbasisstationen bedienen jeweils unterschiedliche Frequenzkanäle, um gegenseitige Interferenzen zu vermeiden.

Aufbau und Funktionsweise von zellularen Funknetzen, insbesondere das GSM-Mobilfunksystem, sind dem Fachmann bekannt und in vielen Publikationen eingehend beschrieben, so dass hier keine weitere Erläuterung dazu notwendig ist.

Im Hochfrequenzteil eines Sendeempfängers eines mobilen Kommunikationsendgerätes werden vor der Versendung die im Basisbandchipsatz erzeugten Nutzsignale auf eine Trägerfrequenz (Sendefrequenz) aufmoduliert. Nach dem Empfang von Funksignalen von einer Mobilfunkbasisstation im mobilen Kommunikati- onsendgerät werden die auf eine Trägerfrequenz aufmodulierten

Nutzsignale wieder von der Trägerfrequenz getrennt (Demodula- tion) . Die bei einer übertragung von Funksignalen zu benutzenden Trägerfrequenzen (Soll-Sendefrequenzen) und Zeitschlitze werden dem mobilen Kommunikationsendgerät von der Mobilfunkbasisstation über den Zugangsgewährungskanal (Access Grant Channel) übermittelt. Um eine hohe übertragungsqualität zu gewährleisten, muss der Sender des mobilen Kommunikationsendgerätes präzise auf Soll-Sendefrequenzen (Soll-Trägerfrequenzen) Funksignale versenden und der Empfänger des mobilen Kommunikationsendgerätes muss auf mit Soll-Sendefrequenzen

(Soll-Trägerfrequenzen) von der Mobilfunkbasisstation versendete Funksignale optimal abgestimmt sein. ähnliches gilt hinsichtlich der jeweils zugeordneten Zeitintervalle (Zeitschlitze) für die Funksignalübertragung.

Gleichbedeutend soll im Weiteren der Ausdruck „der Empfänger empfängt auf der Soll-Empfangsfrequenz" als „optimale Abstimmung eines Empfängers" im Hinblick auf Sendefrequenzen des Senders verstanden werden, der mit diesem Empfänger kommuniziert .

In GSM-standardkonformen mobilen Kommunikationsendgeräten erfolgt die Signalaufbereitung im Basisband und ggf. vorhande- nen Hochfrequenzstufen und Zwischenfrequenzstufen unter Nutzung einer gemeinsamen Zeitbasis bzw. Frequenzreferenz. In der Regel bildet ein Quarzoszillator diese Frequenzreferenz. Aus ihm bzw. der Frequenzreferenz werden alle notwendigen Trägerfrequenzen (Sende- und Empfangsfrequenzen) bzw. Takt- signale abgeleitet. Dieses ist in der GSM-Standardspezifikation 3GPP ETSI TS 51.010-1 Version 6.0.1 (2004-12), Release 6, Kapitel 23 Single Frequency Reference nachzulesen.

Um Abweichungen der Zeitbasis bzw. der Frequenzreferenz von einem Sollwert durch Herstellung, Alterung, thermische Einflüsse etc. auszugleichen sind die Quarzoszillatoren durch zusätzliche Bauelemente, wie Trimmkondensatoren, elektronisch abstimmbar und temperaturkompensiert. In der englischsprachigen Literatur sind die spannungsgesteuerten temperaturkompen- sierten Quarzoszillatoren auch als VC-TCXO bekannt. Solche

Schaltungen sind dem Fachmann zur Abstimmung der Frequenzreferenz auf den idealen Sollwert bekannt .

Das Korrektursignal zur Frequenzkorrektur auf Sollwerte des Quarzoszillators wird aus an das mobile Kommunikationsendgerät übertragenen Funksignalen abgeleitet. Dafür stehen insbesondere zwei Verfahren zur Verfügung.

In einem ersten Verfahren empfängt das mobile Kommunikationsendgerät eine so genannte Frequenzkorrektursignalfolge, auch als Frequency Correction Burst bekannt, mit dem sich das mobile Kommunikationsendgerät auf die Trägerfrequenz der Mobil- funkbasisstation aufsynchronisieren kann.

In einem zweiten Verfahren signalisiert die Mobilfunkbasisstation dem mobilen Kommunikationsendgerät über einen speziellen Zugangsgewährungskanal, auch als Access Grant Channel bekannt, sowohl ein Zeitkorrektursignal als auch ein Frequenzkorrektursignal. Diese werden in der Mobilfunkbasisstation aufgrund von Messungen von empfangenen Funksignalen des mobilen Kommunikationsendgeräts bestimmt.

Beide Frequenzkorrekturverfahren erlauben jedoch keine vollständig wirksame Frequenzkorrektur in dem mobilen Kommunikationsendgerät, wenn sich das mobile Kommunikationsendgerät relativ zur Mobilfunkbasisstation bewegt.

Der physikalische Hintergrund dafür ist der Dopplereffekt, dessen Auswirkungen auf die nach dem Stand der Technik bekannten Frequenzkorrekturverfahren unter Zuhilfenahme von Figur 1 nun näher beschrieben werden.

In der Figur 1 wird ein mobiles Kommunikationsendgerät MKEG gezeigt, welches sich in der Phase I der Mobilfunkbasisstation MB nähert. In der Phase II bewegt sich das mobile Kommunikationsendgerät MKEG um die Mobilfunkbasisstation MB herum, wobei keine änderung der abstandsabhängigen Komponente der Relativgeschwindigkeit zwischen dem mobilen Kommunikationsendgerät MKEG und der Mobilfunkbasisstation MB auftritt (konstanter Abstandsradius) . In der Phase III entfernt sich das mobile Kommunikationsendgerät MKEG von der Mobilfunkbasisstation MB.

Für die Phase I bedeutet dieses, dass Funksignale aufgrund des Dopplereffektes mit einer beim jeweiligen Empfänger (im mobilen Kommunikationsendgerät MKEG oder in der Mobilfunkba- sisstation MB) mit einer höheren Trägerfrequenz empfangen werden (positive Frequenzverschiebung) als sie vom Sender (in der Mobilfunkbasisstation MB oder im mobilen Kommunikationsendgerät MKEG) versendet wurden. In der Phase II erfolgt keine Frequenzverschiebung beim jeweiligen Empfänger der Funk- signale aufgrund des Dopplereffektes. In der Phase III werden Funksignale aufgrund des Dopplereffektes beim jeweiligen Empfänger mit einer niedrigeren Empfangsfrequenz (Trägerfrequenz) registriert als sie vom Sender versendet wurden (negative Frequenzverschiebung) .

Hinsichtlich des ersten beschriebenen Frequenzkorrekturverfahrens wird der Einfluss des Dopplereffektes dahingehend kompensiert, dass das mobile Kommunikationsendgerät MKEG in den Phasen I und III auf eine Empfangsfrequenz des empfange- nen Funksignals gezogen wird, die um den Einfluss des Dopplereffektes verschoben ist. In diesem Fall wird zwar der Empfänger des mobilen Kommunikationsendgerätes MKEG infolge des Frequenzkorrekturverfahrens optimal abgestimmt, jedoch wirkt sich diese Frequenzkorrektur hinsichtlich Sendefrequenzen, auf denen vom mobilen Kommunikationsendgerät MKEG zu versendenden Funksignale versendet werden, in der Weise aus, dass diese um den doppelten Betrag des Einflusses des Dopplereffektes in den Phasen I und III verschoben sind.

Hinsichtlich des zweiten beschriebenen Frequenzkorrekturverfahrens, bei dem die Korrekturgrößen in der Mobilfunkbasis- station MB ermittelt werden, wird das mobile Kommunikationsendgerät MKEG von der Mobilfunkbasisstation MB in den Phasen I und III angewiesen, auf einer um den Einfluss des Doppler-

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effektes versetzen Sendefrequenz die Funksignale zu versenden. Allerdings ist dann der Empfänger im mobilen Kommunikationsendgerät MKEG hinsichtlich der Empfangsfrequenzen der von der Mobilfunkbasisstation empfangenen Funksignale um den doppelten Betrag des Einflusses des Dopplereffektes versetzt.

Zusammenfassend liefern die nach dem Stand der Technik bekannten Frequenzkorrekturverfahren keine befriedigende Lösung, um bei sich bewegenden mobilen Kommunikationsendgeräten MKEG den Einfluss ^' des Dopplereffektes und die darauf beruhenden Frequenzverschiebungen sowohl beim Empfang als auch bei der Versendung von Funksignalen durch das mobile Kommunikationsendgerät MKEG zu berücksichtigen. Korrekturen der Trägerfrequenzen im mobilen Kommunikationsendgerät die für eine Richtung z.B. Senderichtung eine gute Abstimmung bewirken z.B. Erhöhung der zu verwendenden Sendefrequenzen, wirken sich kontraproduktiv für die umgekehrte Richtung, hier Empfangsrichtung, aus. Entweder wird sowohl der Sender als auch der Empfänger im mobilen Kommunikationsendgerät MKEG in Rich- tung höherer Trägerfrequenzen oder in Richtung niedrigerer Trägerfrequenzen angepasst . Zur Kompensation des Einflusses des Dopplereffektes ist aber eine Erhöhung der Sendefrequenzen des Senders bei gleichzeitiger Erniedrigung der Empfangsfrequenzen des Empfängers oder umgekehrt im mobilen Kommuni- kationsendgerät MKEG notwendig.

Die nach dem Stand der Technik mangelhafte Berücksichtigung des Einflusses des Dopplereffektes vermindert die maximal erreichbare Qualität des Funkübertragungskanals, wobei bei hö- heren Relativgeschwindigkeiten von mobilen Kommunikationsendgeräten MKEG in Bezug zur Mobilfunkbasisstation MB die übertragungsrate dynamisch herabgesetzt wird oder sogar die Funkverbindung abreißt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Frequenzabstimmung eines Senders und eines Empfängers eines mobilen Kommunikationsendgerätes zur Kompensation des Einflusses des Dopplereffektes und ein entsprechendes mobiles Kommunikationsendgerät anzugeben, welches bei änderungen der abstandsabhängigen Komponente der Relativgeschwindigkeit zwischen dem mobilen Kommunikationsendgerät und einer aktuellen Mobilfunkbasisstation eine Verbesserung der übertragungsqualität ermöglicht .

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Frequenzabstimmung eines Senders und eines Empfängers eines mobilen Kommunikationsendgerätes zur Kompensation des Einflusses des Dopplereffektes gelöst, bei dem a) das mobile Kommunikationsendgerät oder Schaltungsteile des mobilen Kommunikationsendgerätes hochstabile Takt- signale eines Frequenznormals über einen Referenzfrequenzeingang erhält , b) das mobile Kommunikationsendgerät von einer mit dem mo- bilen Kommunikationsendgerät kommunizierenden Mobilfunkbasisstation ein mit einer Soll-Sendefrequenz versendetes Funkssignal empfängt und ein aus dem Funksignal abgeleitetes Bezugssignal mit einer Bezugsfrequenz oder das empfangene Funksignal selbst einer Frequenzver- gleichs- und Frequenzkorrektureinrichtung zuführt, c) das mobile Kommunikationsendgerät ein aus den hochstabilen Taktsignalen des Frequenznormals abgeleitetes Vergleichssignal mit einer Vergleichsfrequenz oder die erhaltenen hochstabilen Taktsignale selbst der Frequenz- Vergleichs- und Frequenzkorrektureinrichtung zuführt, d) die Frequenzvergleicha- und Frequenzkorrektureinrichtung einen auf dem Dopplereffekt beruhenden eventuellen Frequenzunterschied zwischen dem Bezugssignal und dem Vergleichssignal feststellt,

e) die Frequenzvergleichs- und Frequenzkorrektureinrichtung eine von dem festgestellten Frequenzunterschied abhängige Regelgröße dem Sender und dem Empfänger zuführt, f) die Sendefrequenz im Sender des mobilen Kommunikationsend- gerätes einen derartigen Frequenzversatz erfährt, dass sich die Soll-Empfangsfrequenz am Ort der Mobilfunkbasisstation ergibt, g) der Empfänger mit einem Frequenzversatz gegenüber der von der Mobilfunkbasisstation ausgestrahlten SoIl- Sendefrequenz eingestellt wird, dass die Funksignale im

Empfänger optimal empfangen werden, h) die Frequenzversätze aus f) und g) in entgegensetzter Richtung erfolgen.

Die Aufgabe wird des Weiteren durch ein mobiles Kommunikationsendgerät zur Durchführung des vorgeschriebenen Verfahrens gelöst .

Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemä- ße mobile Kommunikationsendgerät werden auf dem Dopplereffekt beruhende Frequenzverschiebungen bei der Versendung und dem Empfang von Funksignalen im sich bewegenden mobilen Kommunikationsendgerät bestimmt und durch einen Korrekturmechanismus im mobilen Kommunikationsendgerät bei der Versendung und dem Empfang von Funksignalen berücksichtigt. Dieser Mechanismus verspricht einer Verbesserung der Qualität der Kommunikationsverbindung bzw. die Wahrscheinlichkeit eines Abbruchs der Kommunikationsverbindung wird herabgesetzt.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In vorteilhafter Weise stammen die hochstabilen Taktsignale des Frequenznormals von GPS-Satelliten und werden mit einem

GPS-Empfänger empfangen. Dadurch lassen sich bekannte satellitengestützte Technologien nutzen. Die Integration eines GPS-Empfängers in ein mobiles Kommunikationsendgerät ist bereits heutzutage kostengünstig erreichbar.

In weiterhin vorteilhafter Weise werden die hochstabilen Taktsignale alternativ zum vorigen Absatz direkt von einer Atomuhr erhalten oder aus einem Dienst für Referenzfrequenzen oder Zeitsignale abgeleitet. Dadurch werden schon auf der Er- de vorhandene hochstabile TaktSignalsender zum Zwecke der Erfindung genutzt.

In weiterhin vorteilhafter Weise wird alternativ zu den beiden vorstehenden Absätzen der Gegenstand des Patentanspruchs 1 derart weitergebildet, dass das Frequenznormal ein Referenzoszillator ist, der Bestandteil des mobilen Kommunikationsendgerätes ist . Mit der zu erwartenden Miniatuxisierung auch von Atomuhren können diese direkt in das mobile Kommunikationsendgerät integriert werden. Diese in das mobile Kommu- nikationsendgerät integrierten Atomuhren stellen die hochstabilen Taktsignale für das erfindungsgemäße Verfahren bereit .

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgen der Frequenzvergleich- und die Frequenzkorrektur durch entspre- chende Software-Algorithmen innerhalb der Modulation oder De- modulation. Dadurch werden softwaretechnische Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens ebenfalls mit berücksichtigt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung die Erfindung an Hand von einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Dabei zeigt in schematischer Darstellung die

FIG 2 ein erfindungsgemäßes mobiles Kommunikationsendgerät.

Die Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes mobiles Kommunikati- onsendgerät MKEG mit den für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlichen Bestandteilen. Das mobile Kommunikationsendgerät MKEG umfasst einen GPS-Empfänger GPSE, mit einer GPS-Antenne ANTGPS und mit einem Referenzfrequenz- ausgang REFA, und eine Kommunikationseinheit GSME. Die Kommu- nikationseinheit GSME umfasst einen Referenzfrequenzeingang REFE, welcher mit dem Referenzfrequenzausgang REFA des GPS- Empfängers GPSE verbunden ist. Der Referenzfrequenzeingang REFE ist mit einer Frequenzvergleichs- und Frequenzkorrektureinrichtung FVKE verbunden, die ihrerseits mit einem Empfän- ger E und einem Sender S verbunden ist. Sender S und Empfänger E sind mit der GSM-Antenne ANTGSM verbunden.

Dem Fachmann ist bekannt (hier nicht gezeigt) , dass neben den nur schematisch dargestellten Verbindungs- bzw. Steuerleitun- gen weitere vorhanden sind bzw. dass auch hier getrennt gezeichnete Schaltungsteile integriert sein können. Dieses betrifft z.B. auch eine gemeinsame Antenne.

Da zur Zeit noch keine hochstabilen und hochpräzisen Fre- quenznormale zur Verfügung stehen, die zu wettbewerbsfähigen Bedingungen wie Preis, Größe etc. in das mobile Kommunikationsendgerät MKEG integriert werden können, umfasst das mobile Kommunikationsendgerät MKEG eine Einrichtung z.B. Schaltungsteile, die hochstabile Taktsignale eines externen Frequenz- normals erhält, um den Einfluss des Dopplereffektes bei der

Versendung und beim Empfang von Funksignalen zu berücksichtigen.

Der GPS-Empfänger GPSE empfängt Taktsignale mehrerer GPS- Satelliten auf zwei Frequenzen, wobei der GPS-Empfänger GPSE die GPS-Signale von vier verschiedenen GPS-Satelliten benötigt, um aus deren Nachrichteninhalt eine Positionsbestimmung und eine Geschwindigkeitsbestimmung des mobilen Kommunikationsendgeräts MKEG vornehmen zu können. Algorithmen, die mit einer anderen Anzahl als vier auskommen, seien an dieser Stelle nicht erwähnt, da sie zur Beschreibung des „Prinzips" nichts beitragen. Wichtig in diesem Zusammenhang ist aber, dass die empfangenen GPS-Signale hochstabile Taktsignale eines Frequenznormals sind. Die von GPS-Satelliten ausgesendeten GPS-Signale beruhen auf Signalen eines hochstabilen atomuhrgenauen Frequenznormals.

Durch den Empfang der hochstabilen Taktsignale dieses Frequenznormals durch den GPS-Empfänger GPSE kann nun das mobile Kommunikationsendgerät MKEG selbst hochstabile von diesen Taktsignalen abgeleitete Trägerfrequenzen (Normalfrequenzen) erzeugen. Um dieses zu realisieren, wird das hochstabile Taktsignal vom GPS-Empfänger GPSE über seinen Referenzfrequenzausgang REFA und den Referenzfrequenzeingang REFE der Kommunikationseinheit GSME zugeführt. Die Kommunikationseinheit GSME kann nun hochstabile Frequenzen für die Signalaufbereitung und Weiterverarbeitung bereitstellen.

Da im GSM-Mobilfunkstandard die einzelnen zu benutzenden Trägerfrequenzen festgelegt sind und bei bestehender Kommunikationsverbindung von der Mobilfunkbasisstation MB dem mobilen Kommunikationsendgerät MKEG mitgeteilt wird ggf. unter Be- rücksichtigung von Frequenzsprungverfahren, auf welcher Trägerfrequenz die Funkübertragung in Richtung zur Mobilfunkbasisstation MB und auf welcher anderen Trägerfrequenz die Funkübertragung in Richtung zum mobilen Kommunikationsendge-

rät MKEG stattfinden soll, kann jetzt der Einfluss des Dopplereffektes bestimmt und kompensiert werden.

Dabei führt das mobile Kommunikationsendgerät MKEG ein von der Mobilfunkbasisstation MB empfangenes von der Mobilfunkbasisstation MB mit einer Soll-Sendefrequenz versendetes Funksignal oder ein aus dem empfangenen Funksignal abgeleitetes Bezugssignal mit einer Bezugsfrequenz der Frequenzvergleichsund Frequenzkorrektureinrichtung FVKE zu.

Andererseits führt das mobile Kommunikationsendgerät MKEG ein aus über den Referenzfrequenzeingang REFE erhaltenes hochstabiles Taktsignal oder ein aus dem erhaltenen hochstabilen Taktsignal abgeleitetes Vergleichssignal mit einer Ver- gleichsfrequenz ebenfalls der Frequenzvergleichs- und Frequenzkorrektureinrichtung FVKE zu.

Wenn sich wie in Phase II der Figur 1 beschrieben, das mobile Kommunikationsendgerät MKEG um die Mobilfunkbasisstation MB herumbewegt, ohne dass eine änderung der abstandsabhängigen Komponente der Relativgeschwindigkeit zwischen dem mobilen Kommunikationsendgerät MKEG und der Mobilfunkbasisstation MB auftritt (konstanter Abstandsradius) oder das mobile Kommunikationsendgerät MKEG ruht, wird die Frequenzvergleichs- und Frequenzkorrektureinrichtung FVKE keinen auf dem Dopplereffekt beruhenden Frequenzunterschied zwischen dem Bezugssignal und dem Vergleichssignal feststellen, der eine Korrektur von Sendefrequenzen und Empfangsfrequenz (d.h. optimale Abstimmung des Empfängers im Hinblick auf Sendefrequenzen eines mit dem Empfänger kommunizierenden Sender) erfordert. In diesem Fall wird im mobilen Kommunikationsendgerät MKEG kein Frequenzversatz von zu verwendenden vorgegebenen Sende- und Empfangsfrequenzen hinsichtlich der zu versendenden und zu empfangenden Funksignale vorgenommen.

Wenn sich wie in Phase I der Figur 1 beschrieben, das mobile Kommunikationsendgerät MKEG in Richtung der Mobilfunkbasis- station MB bewegt, so dass es eine änderung der abstandsab- hängigen Komponente der Relativgeschwindigkeit zwischen dem mobilen Kommunikationsendgerät MKEG und der Mobilfunkbasis- Station MB gibt, wird die Trägerfrequenz des vom mobilen Kommunikationsendgerätes MKEG empfangenen von der Mobilfunkbasisstation MB versendeten Funksignals größer sein als die Sendefrequenz am Ort der Aussendung d.h. am Ort der Mobil - funkbasisstation MB (positive Frequenzverschiebung) . Dieser Frequenzunterschied wird in folgender Weise innerhalb des mobilen Kommunikationsendgerätes MKEG festgestellt.

Die Soll-Sendefrequenz (Trägerfrequenz) ist dem mobilen Kommunikationsendgerät MKEG aus Mitteilungen der Mobilfunkbasisstation MB über den Zugangsgewährungskanal bekannt . Der Empfänger E ist zunächst auf diese Soll-Sendefrequenz optimal abgestimmt. Diese Abstimmung des Empfängers E wird auf Basis der dem mobilen Kommunikationsendgerät MKEG zugeführten hochstabilen Taktsignalen des Frequenznormals und entsprechender dem Fachmann bekannter Schaltungen, z. B. Frequenzumsetzer realisiert .

Das mobile Kommunikationsendgerät MKEG führt ein aus den hochstabilen Taktsignalen des Frequenznormals abgeleitetes Vergleichssignal mit einer Vergleichsfrequenz oder die erhaltenen hochstabilen Taktsignale selbst, welche in diesem Fall das Vergleichssignal bilden, der Frequenzvergleich- und Fre- quenzkorrektureinrichtung FVKE zu.

Andererseits führt das mobile Kommunikationsendgerät MKEG das empfangene von der Mobilfunkbasisstation MB stammende Funksignal selbst, welches in diesem Fall das Bezugssignal bil-

det, oder ein aus dem empfangenen Funksignal abgeleitetes Bezugssignal mit einer Bezugsfrequenz ebenfalls der Frequenzvergleichs- und Frequenzkorrektureinrichtung FVKE zu.

Mit anderen Worten wird das mit einer Soll-Sendefrequenz versendete Funksignal empfangen und mit dem eigenen Systemtakt in Bezug gesetzt und der Systemtakt an das hochstabile Takt- signal angebunden oder direkt verwendet.

Im vorliegenden Fall stellt die Frequenzvergleichs- und Frequenzkorrektureinrichtung FVKE einen auf dem Dopplereffekt beruhenden Frequenzunterschied zwischen dem Bezugssignal und dem Vergleichssignal fest.

Dadurch, dass das erfindungsgemäße mobile Kommunikationsend- gerät MKEG im Gegensatz zum Stand der Technik selbst über eine hochstabile Zeitbasis / Frequenzbasis verfügt, wird der festgestellte Frequenzunterschied als auf dem Dopplereffekt berührend interpretiert und kann in der Folge zur Anpassung von Sender S und Empfänger E d. h. zur Frequenzkorrektur genutzt werden.

Dem Sender S und dem Empfänger E des mobilen Kommunikationsendgerätes MKEG werden von dem festgestellten Frequenzunter- schied abhängige Regelgrößen z. B. eine Spannung oder eine digitale Zahlengröße zugeführt. Diese Regelgrößen für Sender S und Empfänger E müssen nicht zwangsläufig in Art und Größe gleich sein. Beispielsweise könnte dem Sender S auch ein Strom zugeführt werden, während der Empfänger E eine Spannung erhält.

Die Sendefrequenz im Sender S des mobilen Kommunikationsendgerätes MKEG erfährt bei nachfolgenden zu versendenden Funksignalen einen derartigen Frequenzversatz, dass sich die

Soll-Empfangsfrequenz, d. h. von der Mobilfunkbasisstation MB festgelegte Empfangsfrequenz auch wirklich am Ort der Mobil- funkbasisstation MB ergibt.

Auch wird der Empfänger E mit einem Frequenzversatz gegenüber der von der Mobilfunkbasisstation MB ausgestrahlten SoIl- Sendefrequenz eingestellt, so dass die nachfolgenden empfangenen Funksignale im Empfänger E optimal empfangen werden.

Dadurch, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens festgestellte Frequenzunterschiede dem Einfluss des Dopplereffektes zugerechnet werden können, können Sender S und Empfänger E in besonderer Weise zur Kompensation des Einflusses des Dopplereffektes hin nachgeregelt werden.

Mit anderen Worten werden durch die Regelgrößen im Sender S die vom mobilen Kommunikationsendgerät MKEG zu verwendenden Sendefrequenzen verschoben und im Empfänger E die vom mobilen Kommunikationsendgerät MKEG zu verwendenden Empfangsfrequen- zen verschoben, wobei die Verschiebung der Sendefrequenzen und der Empfangsfrequenzen in entgegengesetzter Richtung erfolgt.

Die vorstehend beschriebenen Frequenzversätze erfolgen also in entgegengesetzter Richtung. D. h. im vorliegenden Fall der Phase I aus Figur 1 wird der Sender S dahingehend abgestimmt, dass die ausgesendeten Funksignale mit niedrigeren Sendefrequenzen als Soll-Sendefrequenzen ausgesendet werden und dass der Empfänger E dahingehend optimiert wird, dass er optimal bei gegenüber den Soll -Sendefrequenzen höheren Empfangsfrequenzen empfängt. Diese optimierte Regelung von Sender S und Empfänger E in entgegengesetzter „Frequenz"-Richtung unterscheidet die Erfindung von Regelungsmechanismen des Standes der Technik.

Da innerhalb der Phase III der Figur 1 die Geschwindigkeits- komponente gegenüber Phase I mit umgekehrtem Vorzeichen auftritt, erfolgen die Frequenzkorrekturen alle entgegengesetzt zu Phase I .

Das beschriebene Frequenzvergleichs- und Frequenzkorrektur- verfahren geht von der Prämisse aus, dass alle festgestellten Frequenzunterschiede auf den Dopplereffekt zurückzuführen sind. Dieses ist auch berechtigt, da wie in der Einleitung bereits beschrieben, Frequenzverschiebungen, die durch Alterung oder thermische Einflüsse entstehen, durch Maßnahmen korrigiert werden, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, z.B. spannungsgesteuerte temperaturkompensierende Schaltungen in Verbindung mit den in der Einleitung beschriebenen Frequenzkorrekturverfahren aus dem Stand der Technik.

Die Erfindung ist nicht auf das spezielle Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern schließt weitere nicht explizit offenbar- te Abwandlungen mit ein, solange von dem Kern der Erfindung

Gebrauch gemacht wird.

Dieses gilt insbesondere, wenn das mobile Kommunikationsendgerät MKEG über Einrichtungen oder Schaltungsteile verfügt, die hochstabilen Taktsignale von Frequenznormalen anderer hochpräziser Satellitensysteme, von auf der Erde sich befindlichen externen Atomuhren oder aus Diensten für Referenzfrequenzen oder ZeitSignale erhalten.

Auch kann der hochstabile TaktSignalgeber in das mobile Kommunikationsendgerät MKEG integriert sein. Dieses ist insbesondere in der Zukunft denkbar, wenn im Zuge der weiteren Miniaturisierung Atomuhren kostengünstig erhältlich sein werden

oder Einrichtungen zur Verfügung stehen, die den Gedanken der Anmeldung unterstützen.

In der beschriebenen Frequenzvergleich- und Frequenzkorrek- tureinheit FVKE werden Bezugssignale umfassend Bezugsfrequenzen mit Vergleichssignalen umfassend Vergleichsfrequenzen verglichen. Es soll ausdrücklich von der Erfindung umfasst sein, dass derartige Bezugssignale bzw. Vergleichssignale in andere Signaltypen überführt und dann verglichen werden kön- nen. Insbesondere soll die überführung in Software-Algorithmen und deren Vergleich mit von der Erfindung umfasst sein.

Auch kann der Frequenzvergleich sowohl im Basisband, in Zwischen- und auch Hochfrequenzstufen erfolgen.

Hier sind dem Fachmann eine Vielzahl von Ausgestaltungen der Erfindung bekannt, deren detaillierte Beschreibung den Rahmen sprengen würde .

Auch die Zusammenfassung verschiedener beschriebener Komponenten zu größeren Einheiten oder die Frequenzaufbereitung in anderen Komponenten oder die SignalZuführung zwischen anderen Komponenten in dem mobilen Kommunikationsendgerät MKEG stellen lediglich offensichtliche Abwandlungen dar, die vom Kern der Erfindung erfasst sein sollen.

Auch lässt sich die Erfindung auf andere technische Funksysteme, die statt des GSM-Standards andere Standards verwenden, anwenden, in denen aber die Kommunikation zwischen Partnern auf der Basis von Frequenzmultiplexverfahren beruht, wobei beispielhaft das UMTS oder WiMAX genannt sind.