DE102004057881A1

DE102004057881A1 - Verfahren und Vorrichtung zur symmetrischen Phasen-Umtastung

Info

Publication number: DE102004057881A1
Application number: DE200410057881
Authority: DE
Inventors: Chin Lee
Original assignee: Via Technologies Inc
Current assignee: Via Technologies Inc
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2024-12-01
Also published as: DE102004057881B4

Abstract

Vorgeschlagen werden Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung symmetrischer Phasen-Umtastung (SPSK) zur Datenmodulation und -demodulation. Jedes Symbol in einem Übertragungssignal trägt n-Bit Informationen und wird mit einer von 2·n+1· Richtungen übertragen. Die Hälfte der Richtungen unter den 2·n+1· Richtungen werden als Grund-Richtungen betrachtet und die verbleibenden Richtungen als komplementäre Richtungen betrachtet. Jede Grund-Richtung hat eine entsprechende komplementäre Richtung mit einer Phasen-Differenz von PI und diese stellt dieselbe n-Bit Information dar wie die Grund-Richtung. Die Phasendifferenzz zwischen jedem der zwei aufeinander folgenden Symbole ist nach der Modulation kleiner oder gleich PI/2.

Description

Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft die Modulation innerhalb einer Datenübertragung, insbesondere die Phasen-Umtastung (engl. Phase Shift Keying, kurz PSK).

Die digitale Modulation wandelt digitale Daten für die physikalische Übertragung innerhalb der digitalen Kommunikation in analoge Symbole um, wobei die digitale Demodulation als Umkehrprozess gilt. Der Modulationsprozess, der die Übertragung ermöglicht, bedingt das Schalten (Umtasten, engl. keying) der Amplitude, der Frequenz oder der Phase eines sinusförmigen Trägers auf eine bestimmte Weise in Übereinstimmung mit den eingehenden digitalen Daten. Grundlegende Signalisierungsschemen sind Amplituden-Umtastung (engl. amplitude-shift keying, ASK), Frequenz-Umtastung (engl. frequency-shift keying, FSK) und Phasen-Umtastung (engl. phase-shift keying, PSK). Beide, PSK- und FSK-Signale, haben eine konstante Einhüllende und sind wegen dieser Eigenschaft stabil gegenüber Nichtlinearitäten in der Amplitude, welche in Kommunikationskanälen auftreten. PSK- und FSK-Signale werden zur Datenübertragung auf nicht-linearen Kanälen gegenüber ASK-Signalen bevorzugt.

Die Gauß-vorgefiltere Minimum-Umtastung (sog. GMSK) und die Π/4 QPSK (Quaternäre Phasen-Umtastung) sind übliche digitale Mobilfunk-Modulations- und Demodulationsverfahren in Europa bzw. in den USA, wobei Π/4 Differentielle QPSK (DQPSK) durch IS-54 (TDMA, CDMA), durch PACS (bei geringer Leistung) und durch PHS im gegenwärtigen Markt eingeführt sind. Die gewöhnlichen PSK – Verfahren beinhalten Binäre Phasen-Umtastung (BPSK), QPSK und ihre Varianten.

Die 1 ist ein BPSK-Konstellations-Diagramm (sog. Phasen-Zustandsdiagramm oder Zeigerdiagramm), das zeigt, dass jedes Bit gemäß seines Wertes durch Veränderung der Phase übertragen werden kann. Aus den Positionen, die auf dem BPSK-Konstellations-Diagramm der Phase = 0 und der Phase = Π entsprechen, leitet sich das Bit als logisches High oder Low ab. Die 2 veranschaulicht ein Beispiel von sechs Bits, die nach dem BPSK – Verfahren übertragen werden mit einem ganzen Zyklus einer Kosinuswelle, die dem logischen Low (0) entspricht und mit einem ganzen Zyklus einer negativen Kosinuswelle, die dem logischen High (1) entspricht. Zu beachten ist, dass es einen 180° (Π) Phasenwechsel immer dann gibt, wenn der Bitwert von 0 auf 1 oder von 1 auf 0 wechselt, und zwar mit einem scharfen Phasenwechsel, der einen spitzen Impuls im Zeitbereich ergibt, was eine hohe Übertragungsfrequenz (Trägerfrequenz) und eine breitere Bandweite erforderlich macht, die in Kommunikationssystemen aber nicht wünschenswert ist.

Die 3 ist ein QPSK-Konstellations-Diagramm, bei dem jedes Symbol zwei Bits Informationen trägt und zu seinen Nachbarn um Π/2 (90°) phasenversetzt ist. Die 4 veranschaulicht, dass in QPSK der maximale Phasenwechsel zwischen aufeinander folgenden Symbolen ebenfalls Π (180°) beträgt, was dieselben Bandbreitenprobleme wie bei BPSK erzeugt.

Die Π/4 QPSK ist eine andere Modulationsalternative, die das Konstellations-Diagramm weiter in acht Richtungen aufteilt, bei der aber die Anzahl an Bits, welche pro Symbol übertragen werden, gleich Zwei bleibt. So teilt ein zusätzliches Bit die acht Richtungen entweder gerade oder ungerade auf. Die 5 ist ein Konstellations-Diagramm für Π/4 QPSK, bei der die Phasen 0, Π/4, Π/2, 3Π/4, Π, –3Π/4, –Π/2 und –Π/4 mit (0,0)Gerade, (0,0)Ungerade, (1,0)Gerade, (1,0)Ungerade, (1,1)Gerade, (1,1)Ungerade, (0,1)Gerade bzw. (0,1)Ungerade korrespondieren. Die Paare mit derselben Bit-Information sind zueinander benachbart mit einer Phasendifferenz von Π/4 angeordnet, ohne zwei „Ungerade" oder zwei „Gerade" Symbole nebeneinander zu haben. Das System überträgt Symbole, die zwischen Gerade und Ungerade wechseln, so dass die größtmögliche Phasendifferenz zwischen zwei aufeinander folgenden Symbolen auf 3Π/4 reduziert ist. Je größer die Phasendifferenz im Zeitbereich ist, desto schärfer ist der Impuls beim Übergang von zwei Symbolen, wodurch ein breiteres Spektrum im Frequenzbereich erforderlich ist. Es ist äußerst wichtig, die Bandbreite so eng wie möglich zu halten, um die beschränkten Spektrumsressourcen effizient auszuschöpfen. Die Qualität der Kommunikation nimmt ab, wenn die Bandbreite, welche die übertragenen Signale benötigen, die zugewiesene Kanal-Bandbreite übersteigt, was zu Interferenzen mit anderen Signalen führt.

Kurzbeschreibung

Es werden Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen, die symmetrische Phasen-Umtastung (PSK) zur Daten-Modulation und – Demodulation anwenden. Jedes Symbol in einem Übertragungssignal trägt n-bit Informationen und wird mit einer von 2ⁿ⁺¹ Richtungen ausgesendet. 2ⁿ Richtungen unter den 2ⁿ⁺¹ Richtungen werden als vorgegebene Grund – Richtungen bzw. Standard – Richtungen betrachtet und die übrigen 2ⁿ Richtungen werden als komplementäre Richtungen betrachtet. Jede Grund – Richtung hat eine dazu passende komplementäre Richtung bei einer Phasendifferenz von Π (Pi), die dieselbe n-bit Information wie die Grund – Richtung darstellt.

In einem Verfahren wird eine der Grund – Richtungen, die dem aktuellen Symbol des Sendesignals entspricht, mit einer Phasendifferenz zwischen der abgerufenen bzw. gefundenen Grund – Richtung und einer zuvor bestimmten Richtung eines vorhergehenden Symbols im Sendesignal wieder gefunden. Das aktuelle Symbol wird gemäß der gefundenen Grund – Richtung gesendet, wenn die Phasendifferenz weniger oder gleich Π/2 ist, oder das aktuelle Symbol wird entsprechend der gemäß einer komplementären Richtung gesendet, die zu der gefundenen Grund – Richtung gehört.

Eine vorherige Richtung eines vorhergehenden Symbols im Sendesignal wird zum Vergleich erfasst, das 2ⁿ zulässige Übergangs-Richtungen bei einer Phasenabweichung von der vorigen Richtung um weniger als Π/2 hat oder mit der Grund – Richtung mit einer Π/2-gleichen Phasenabweichung von der vorigen Richtung erfasst wurde. Ein aktuelles Symbol mit einer aktuellen Richtung unter den 2ⁿ⁺¹ Richtungen wird überprüft, wenn die aktuelle Richtung sich unter den 2ⁿ zulässigen Richtungen befindet. Die aktuelle Richtung wird zur bestmöglichen zulässigen Richtung unter den 2ⁿ⁺¹ zulässigen Übergangs-Richtungen berichtigt, wenn die aktuelle Richtung sich nicht unter den 2ⁿ zulässigen Übergangs-Richtungen bzw. Durchgangs-Richtungen befindet. Das aktuelle Symbol wird zu der entsprechenden 2-bit Information gemäß der aktuellen Richtung dekodiert. Die bestmögliche zulässige Richtung unter den 2ⁿ zulässigen Übergangs-Richtungen ist als diejenige nächstliegende Richtung zu der aktuellen Richtung definiert, welche nicht zu den 2ⁿ zulässigen Übergangs-Richtungen gehört.

Der SPSK-Modulator umfasst einen symmetrischen Phasen-Kodierer, einen Verzögerungsschaltkreis (Verzögerungsstufe) und einen Modulator. Der symmetrische Phasen-Kodierer erzeugt eine aktuelle Richtung unter den 2ⁿ⁺¹ Richtungen für ein n-bit langes aktuelles Symbol, gemäß der Phasendifferenz zwischen der aktuellen Richtung und einer vorigen Richtung eines vorhergehenden Symbols. Die aktuelle Richtung wird gemäß der Grund – Richtung entsprechend dem n-bit langen aktuellen Symbol zugewiesen, wenn die Phasendifferenz weniger oder gleich Π/2 ist, oder die aktuelle Richtung wird gemäß einer komplementären Richtung entsprechend der Grund – Richtung zugewiesen. Der Verzögerungsschaltkreis liefert die vorherige Richtung an den symmetrischen Phasen-Kodierer, indem er das Ausgangssignal des symmetrischen Phasenkodierers verzögert. Der Modulator empfängt die aktuelle Richtung von dem symmetrischen Phasen-Kodierer und moduliert durch Phasen-Umtastung die aktuelle Richtung einem Sendesignal auf.

Der SPSK-Demodulator umfasst einen Demodulator (Demodulationsstufe), einen Verzögerungsschaltkreis (Verzögerungsstufe) und einen Gegenschaltkreis (Umkehrschaltkreis oder Gegenstufe). Der Demodulator demoduliert das empfangene Signal in (n+1) Bit Symbole. Der Verzögerungsschaltkreis ist an den Demodulator gekoppelt. Die Gegenstufe empfängt ein aktuelles Symbol vom Demodulator und ein vorheriges Symbol vom Verzögerungsschaltkreis. Die vorherige Richtung des vorhergehenden Symbols hat 2ⁿ zulässige Übergangs-Richtungen, die eine Phasenabweichung zur vorigen Richtung von weniger als Π/2 haben, oder die eine Grund – Richtung mit einer Phasenabweichung von Π/2 zur vorigen Richtung hat. Die Gegenstufe berichtigt auch die aktuelle Richtung zur bestmöglichen Richtung hin, wenn die aktuelle Richtung nicht eine der 2ⁿ zulässigen Übergangs-Richtungen ist und dekodiert das aktuelle Symbol gemäß der aktuellen Richtung zu der entsprechenden n-bit Information.

Beschreibung der Figuren

Die vorliegende Erfindung kann noch eingehender verstanden werden durch das Lesen der nachfolgenden detaillieren Beschreibung in Verbindung mit den Beispielen und mit den zu den beiliegenden Zeichnungen gemachten Bezugnahmen, wobei:

1 ein Konstellations-Diagramm einer BPSK ist;

2 eine beispielhafte Signal-Impulsform veranschaulicht, die unter Verwendung von BPSK übertragen wird;

3 ein Konstellations-Diagramm einer QPSK ist;

4 eine beispielhafte Signal-Impulsform veranschaulicht, die unter Verwendung von QPSK übertragen wird;

5 ein Konstellations-Diagramm einer Π/4 QPSK ist;

6 ein Konstellations-Diagramm einer SPSK nach Ausführungsbeispielen der Erfindung ist;

7 mögliche Kombinationen zur Datenmodulation nach Ausführungsbeispielen der Erfindung zeigt;

8a und 8b mögliche Kombinationen zur Datendemodulation nach Ausführungsbeispielen der Erfindung zeigen;

9a und 9b Blockdiagramme sind, die einen SPSK-Modulator und einen SPSK-Demodulator nach Ausführungsbeispielen der Erfindung zeigen.

Detailierte Beschreibung
Die 6 veranschaulicht ein Konstellations-Diagramm von SPSK gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung. In den 6, 8 stellt jede der Richtungen 2-Bit Informationen und 1-Bit Indikatoren (Zeiger) für entweder Links oder Rechts dar. Die 4 Richtungen mit einem „Rechts"-Indikator werden als Grund – Richtungen bzw. Standard – Richtungen betrachtet und die 4 Richtungen mit einem „Links"-Indikator werden als komplementäre Richtungen betrachtet. Jede Grund – Richtung hat bei einer Phasendifferenz von Π (180°) eine entsprechende komplementäre Richtung, wobei die komplementäre Richtung dieselbe 2-Bit Information wie die entsprechende Grund – Richtung trägt. Zum Beispiel trägt eine Grund – Richtung, die (0,1)Rechts repräsentiert, mit einer komplementären Richtung, die (1,0)Links repräsentiert, im Wesentlichen die selbe 2-Bit Information.
In der 6 ist der Phasenraum gleichmäßig in 8 Richtungen unterteilt: 0, Π/4, Π/2, 3Π/4, Π, –3Π/4, –Π/2, –Π/4, die durch (0,0) Rechts, (0,1) Rechts, (0,0) Links, (0,1) Links, (1,1) Links, (1,0)Links, (1,1)Rechts bzw. (1,0)Rechts dargestellt werden.
Die 7 und 8a–8b folgen den Symbol-Anordnungen des in der 6 gezeigten SPSK – Konstellations – Diagramms. Beide 7 und 8a–8b veranschaulichen die Zuweisung von Rechts als die Grund – Richtung und Links als die komplementäre Richtung. Die 7 zeigt mögliche Kombinationen für Auswahl-Richtungen zur Modulation. Eine aktuelle Richtung wird zunächst aus den 4 Grund – Richtungen mit einem „Rechts" – Indikator ausgewählt und wechselt nur dann zu einer entsprechenden komplementären Richtung mit einem „Links" – Indikator, wenn die Phasendifferenz zwischen der aktuellen Richtung und ihrer vorherigen Richtung Π/2 (90°) überschreitet. Wie in der 7 dargestellt ist, kann dann, wenn ein erstes Symbol entweder (0,0) oder (1,0) ist, die Richtung eines zweiten Symbols in eine der Grund – Richtungen übertragen werden. Wenn die Richtung des zweiten Symbols (0,1) Rechts ist und ein drittes Symbol (1,1) ist, dann ist die Richtung des dritten Symbols nicht (1,1)Rechts unter den Grund – Richtungen, sondern die entsprechende komplementäre Richtung (0,0)Links mit einer Phasenverzögerung von Π, weil die Phasendifferenz zwischen den Grund – Richtungen (0,1)Rechts und (1,1)Rechts Π/2 übersteigt, so wie es die 6 zeigt.
Gleichermaßen gilt: Wenn ein viertes Symbol (1,0) ist, so ist die Richtung davon eine komplementäre Richtung (0,1)Links und (1,0)Rechts, weil die Phasendifferenz zwischen (0,0)Links und (1,0)Rechts Π/2 übersteigt.
Die 8a und 8b veranschaulichen mögliche Dekodier-Bedingungen für demodulierte Symbole, die am Empfangsende empfangen werden. Das Dekodieren eines aktuellen Symbols erfordert Kenntnis eines vorigen Symbols, und die erste Spalte in den 8a–8b listet 8 mögliche vorherige Symbole auf. Die vorherigen und aktuellen Symbole umfassen jeweils 2-Bit Information und 1-Bit Indikator, der entweder Links oder Rechts anzeigt. Die dritte Spalte zeigt die entsprechend dekodierte 2-Bit Information für jedes aktuell empfangene Symbol. Die dekodierte 2-Bit Information wird dadurch erhalten, dass jede komplementäre Richtung (Links) in seine entsprechende Grund – Richtung (Rechts) abgebildet (gemappt) wird, wie z.B. ein empfangenes aktuelles Symbol (1,0)Links in (0,1)Rechts abgebildet wird, wenn das vorherige Symbol (1,1)rechts ist. Es gibt nur 4 aktuelle Richtungen für jede vorherige Richtung, die zulässige Übergangs-Richtungen berücksichtigen. Die zulässigen Übergangs-Richtungen werden als Richtungen (entweder als Grund- oder Komplementär-Richtungen) definiert, die eine Phasendifferenz haben, die kleiner als Π/2 ist, und die eine Grund – Richtung haben, die eine Phasendifferenz gleich Π/2 haben. Die verbleibenden 4 Richtungen, die nicht innerhalb der zulässigen Übergangs-Richtungen liegen, sind als N/A in der dritten Spalte markiert, um einen Fehler während der Datenübertragung oder Demodulation anzuzeigen bzw. zu markieren. Die vierte Spalte zeigt eine bestmögliche zulässige Richtung für jede Richtung, die nicht innerhalb der zulässigen Übergangs-Richtungen liegt. Die bestmögliche Richtung wird als die nächstliegende zulässige Übergangs-Richtung zum empfangenen aktuellen Symbol bestimmt. Wenn beispielsweise ein vorheriges Symbol (0,0) Rechts ist und ein aktuelles Symbol (1,0) Links ist, zeigt de_r entsprechende Eintrag in der dritten Spalte ein Fehler a_n, weil die Phasendifferenz zwischen den beiden Richtungen Π/2 übersteigt. Die entsprechende Richtung in der vierten Spalte ist (1,1) Rechts, weil es die nächste Richtung zu (1,0) Links unter den vier zulässigen Übergangs-Richtungen (0,1) Rechts, (0,0) Rechts, (1,0) Rechts und (1,1) Rechts ist.
Gleichermaßen gilt: Wenn ein vorheriges Symbol (1,1) Rechts ist und ein aktuelles Symbol (1,1) Links ist, zeigt der entsprechende Eintrag in der dritten Spalte einen Fehler an, weil die Phasendifferenz zwischen den beiden Richtungen Π/2 übersteigt. Die entsprechende Richtung in der vierten Spalte ist (1,0) Links, weil es die nächste Richtung zu (1,1) Links unter den vier zulässigen Übergangs-Richtungen (1,0) Links, (1,1) Rechts, (1,0) Rechts und (0,0) Rechts ist. Jedoch wird (1,0) Links zu (0,1) Rechts gewandelt, weil die Grund – Richtung rechts ist. Tatsächlich tragen die Symbole (1,0) Links und (0,1) Rechts dieselbe Information gemäß der Erfindung zum System.
Die 9a ist ein schematisches Blockdiagramm eines SPSK-Modulators gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung. Der SPSK-Modulator 92 umfasst einen symmetrischen Phasen-Kodierer (Encoder) 922, einen Verzögerungsschaltkreis (Verzögerungsstufe) 924 und einen Modulator 926. N-Bit Symbole werden nacheinander (sequenziell) in den symmetrischen Phasen-Kodierer 922 gespeist. Der Verzögerungsschaltkreis 924 erhält das Ausgangssignal (die Richtung) vom symmetrischen Phasen-Kodierer 922 und dieses wird nach einer Verzögerung um ein Symbol (One – Symbol – Delay) in den Phasen-Kodierer 922 zurück geführt. Der symmetrische Phasen-Kodierer 922 vergleicht das aktuelle (gegenwärtige) Symbol mit einer vorherigen Richtung eines vorhergehenden Symbols, das von dem Verzögerungsschaltkreis 924 zur Verfügung gestellt wird, _um eine (n+1) Bit Richtung unter 2ⁿ⁺¹ möglichen Richtungen zu erzeugen. Die aktuelle Richtung wird auf nicht mehr als Π/2 von der vorherigen Richtung des vorhergehenden Symbols beschränkt, wobei zwei Richtungen im Abstand von Π die selbe n-Bit Information tragen und ausgetauscht werden können, um Phasenschiebung (Phasendrehung) größer als Π/2 zu vermeiden. Die aktuelle Richtung wird dann für den Modulator 926 bereitgestellt und in das Sendesignal (Übertragungssignal) gemäß der durch die aktuelle Richtung bestimmten Phase moduliert.
Die 9b ist ein schematisches Blockdiagramm eines SPSK-Demodulators gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung. Der SPSK-Demodulator 94 umfasst einen Demodulator (Demodulationsstufe) 942, einen Verzögerungsschaltkreis (Verzögerungsstufe) 944 und einen Gegenschaltkreis (Umkehrstufe) 946. Der Demodulator 942 empfängt ein Signal und demoduliert (n+1) Bit Symbole. Der Ausgang des Demodulators 942 ist mit dem Verzögerungsschaltkreis 944 und mit dem Gegenschaltkreis 946 verbunden. Der Gegenschaltkreis 946 erhält eine aktuelle Richtung vom Demodulator 942 und eine vorige Richtung vom Verzögerungsschaltkreis 944 und dekodiert ein aktuelles Symbol. Ein Fehler tritt auf, wenn die Phasendifferenz zwischen der aktuellen und der vorigen Richtung Π/2 übersteigt, wodurch die Gegenstufe die aktuelle Richtung korrigiert, durch Ersetzen einer nächstliegenden zulässigen Richtung, die weniger oder gleich Π/2 ist.
Die Anordnung der Symbole auf dem Konstellations-Diagramm für SPSK-Modulations-/Demodulations-Verfahren gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung ist nicht auf das Konstellations-Diagramm beschränkt, das in der 6 gezeigt wird, soweit zwei beliebige Richtungen mit einer Phasendifferenz von Π logisch konträr sind aber die selbe Information tragen. In einigen Ausführungsformen können die SPSK-Modulations-/Demodulations-Verfahren und -Vorrichtungen die Interferenz durch Beschränkung des maximalen Phasenwechsels zwischen aufeinander folgenden Symbolen innerhalb von Π/2 begrenzen.
Während schließlich die Erfindung im Wege von Ausführungsbeispielen und mit den oben genannten Begriffen beschrieben worden ist, muss verstanden werden, dass die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Im Gegenteil, es ist beabsichtigt, verschiedenste Modifikationen und ähnliche Anordnungen abzudecken, so wie es für den Fachmann offensichtlich ist. Darum sollte der Schutzbereich der beiliegenden Ansprüche mit der breitesten Interpretation übereinstimmen, um somit alle diese Modifikationen und ähnlichen Anordnungen mitzuerfassen.
Bezugszeichenliste

Claims

Ein symmetrisches Phasen-Umtastungs-Verfahren (SPSK) zur Daten-Modulation, bei dem jedes Symbol in einem Übertragungssignal n-Bit Informationen trägt und in einer von 2ⁿ⁺¹ Richtungen übertragen wird, wobei 2ⁿ Richtungen unter den 2ⁿ⁺¹ Richtungen als Grund – Richtungen betrachtet werden und die anderen 2ⁿ Richtungen als komplementäre Richtungen betrachtet werden, wobei jede Grund – Richtung eine entsprechende komplementäre Richtung mit einer Phasendifferenz von Π hat und diese die gleichen n-Bit Informationen darstellt wie die Grund – Richtung, wobei das SPSK – Verfahren weiterhin umfasst: – Abfragen einer der Grund – Richtungen, die zu einem aktuellen Symbol des Übertragungssignals korrespondieren; – Bestimmen, ob eine Phasendifferenz zwischen der abgefragten Grund – Richtung und einer vorigen Richtung eines vorhergehenden Symbols im Übertragungssignal kleiner oder gleich Π/2 ist; – Übertragen des aktuellen Symbols gemäß der abgefragten Grund – Richtung, falls die Phasendifferenz kleiner oder gleich Π/2 ist; und – Übertragen des aktuellen Symbols entsprechend der komplementären Richtung, die zu der empfangenen Grund – Richtung korrespondiert, falls die Phasendifferenz Π/2 übersteigt.
Das SPSK – Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 1, wobei die 2ⁿ⁺¹ Richtungen gleichmäßig beabstandet in einem 2Π Phasenraum sind.
Das SPSK – Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, wobei jedes Symbol 2 Bits an Informationen trägt (n=2).
Das SPSK – Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die Grund – Richtungen in einer in einer Halbebene eines 2 Π Phasenraums angeordnet sind und die komplementären Richtungen in einer anderen Halbebene des 2Π Phasenraums angeordnet sind.
Ein symmetrisches Phasen – Umtastungs- Verfahren (SPSK) zur Daten – Demodulation, bei dem jedes Symbol in einem Übertragungssignal n-Bit Informationen trägt und in einer von 2ⁿ⁺¹ Richtungen übertragen wird, wobei 2ⁿ Richtungen unter den 2ⁿ⁺¹ Richtungen als Grund – Richtungen betrachtet werden und die anderen 2ⁿ Richtungen als komplementäre Richtungen betrachtet werden, wobei jede Grund – Richtung eine entsprechende komplementäre Richtung mit einer Phasen Differenz von Π hat und diese die gleichen n-Bit Informationen darstellt wie die Grund – Richtung, wobei das SPSK – Verfahren weiterhin umfasst: – Erfassen einer vorigen Richtung eines vorhergehenden Symbols im Übertragungssignal, wobei die vorigen Richtungen 2ⁿ zulässige Übergangs – Richtungen haben, die eine Phasendifferenz zu der vorigen Richtung kleiner als Π/2 haben oder die eine Grund- Richtung mit einer Phasendifferenz zu der vorigen Richtung von Π/2 haben; – Empfangen eines aktuellen Symbols mit einer aktuellen Richtung zwischen den 2ⁿ⁺¹ Richtungen; – Feststellen, ob die aktuelle Richtung unter den 2ⁿ zulässigen Übergangs-Richtungen ist; – Korrigieren der aktuellen Richtung zu einer bestmöglichen zulässigen Richtung unter den 2ⁿ zulässigen Übergangs – Richtungen, falls die aktuelle Richtung nicht unter den 2ⁿ zulässigen Übergangs-Richtungen ist; und – Dekodieren des aktuellen Symbols zu der entsprechenden n-Bit Information, gemäß der aktuellen Richtung.
Das SPSK – Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 5, wobei die bestmögliche zulässige Richtung zwischen den 2ⁿ Übergangs-Richtungen, die nächstliegende Richtung im Bezug auf die aktuelle Richtung ist.
Ein symmetrischer Phasen – Umtastungs – Modulator (SPSK-Modulator), bei dem jedes Symbol in einem Übertragungssignal n-Bit Informationen trägt und mit einer von 2ⁿ⁺¹ Richtungen übertragen wird, bei dem 2ⁿ Richtungen unter den 2ⁿ⁺¹ Richtungen als Grund – Richtungen betrachtet werden und die anderen 2ⁿ Richtungen als komplementäre Richtungen betrachtet werden, bei dem jede Grund – Richtung eine entsprechende komplementäre Richtung mit einer Phasendifferenz von Π hat und diese die gleichen n-Bit Informationen wie die Grund – Richtung darstellt, wobei der SPSK – Modulator weiterhin umfasst: – einen symmetrischen Phasen – Kodierer, der eine aktuelle Richtung aus den 2ⁿ⁺¹ Richtungen für ein aktuelles n-bit Symbol gemäß einer Phasendifferenz zwischen der aktuellen Richtung und einer vorigen Richtung eines vorhergehenden Symbols erzeugt, wobei die aktuelle Richtung gemäß der Grund – Richtung, die mit dem aktuellen n-bit Symbol korrespondiert, zugewiesen ist, falls die Phasendifferenz kleiner oder gleich zu Π/2 ist, oder gemäß der komplementären Richtung zugewiesen ist, die mit der Grund – Richtung korrespondiert; – einen Verzögerungsschaltkreis, der die vorige Richtung dem symmetrischen Phasen – Kodierer durch Verzögerung des Ausgangsignals des symmetrischen Phasen – Kodierers zur Verfügung stellt, – einen Modulator, der die aktuelle Richtung vom symmetrischen Phasen – Kodierer erhält und die aktuelle Richtung in das Signal zur Übertragung durch Phasen-Umtastung moduliert.
Der symmetrischer SPSK – Modulator gemäß dem vorhergehenden Anspruchs 7, weiterhin umfassend einen Seriell – zu – Parallel – Wandler mit einem einzigen (1) Eingang und n Ausgängen, um ein n-bit Symbol dem symmetrischen Phasen – Kodierer zur Verfügung zu stellen.
Ein symmetrischer Phasen – Umtastungs – Demodulator (SPSK-Demodulator), bei dem jedes Symbol in einem Empfangssignal n-Bit Informationen trägt und mit einer von 2ⁿ⁺¹ Richtungen übertragen wird, bei dem 2ⁿ Richtungen unter den 2ⁿ⁺¹ Richtungen als Grund – Richtungen betrachtet werden und die anderen 2ⁿ Richtungen als komplementäre Richtungen betrachtet werden, wobei jede Grund – Richtung eine entsprechende komplementäre Richtung mit einer Phasen Differenz von Π hat und diese die gleichen n-Bit Informationen wie die Grund – Richtung darstellt, wobei der SPSK-Demodulator weiterhin umfasst: – einen Demodulator, der das empfangene Signal in (n+1) Bit Symbole demoduliert; – einen Verzögerungsschaltkreis, der mit dem Demodulator verbunden ist; und – einen Gegenschaltkreis, der das aktuelle Symbol vom Demodulator und ein vorhergehendes Symbol von dem Verzögerungsschaltkreis empfängt, wobei die vorige Richtung des vorhergehenden Symbols 2ⁿ zulässige Übergangs-Richtungen hat, die eine Phasendifferenz zu der vorherigen Richtung von kleiner als Π/2 haben oder die eine Grund – Richtung mit einer Phasendifferenz von der vorhergehenden Richtung gleich Π/2 haben, wobei die aktuelle Richtung zu einer bestmöglichen Richtung korrigiert wird, falls die aktuelle Richtung nicht unter den 2ⁿ zulässigen Übergangs-Richtungen ist; und der das aktuelle Symbol zu den korrespondierenden n-Bit Informationen gemäß der aktuellen Richtung dekodiert.
Der SPSK – Demodulator nach Anspruch 9, bei dem der Gegenschaltkreis die nächstliegende Richtung unter Berücksichtigung der aktuellen Richtung als die möglichst beste zulässige Richtung unter den 2ⁿ zulässigen Übergangs – Richtungen bestimmt.
Ein symmetrisches Phasen – Umtastungs – Verfahren (SPSK) zur Daten – Modulation, umfassend: – Empfangen eines digitalen Datenstroms im seriellen Typ; – Kodieren eines aktuellen Musters basierend auf einer n-Bit Information, einem vorhergehendem Muster und einem Grund-Muster, wobei die aktuelle n-Bit Information, die von den digitalen Daten wieder gewonnen wurde, sowie das vorhergehende Muster für einen vorbestimmten Zyklus verzögert werden; – Modulieren eines aktuellen Symbols basierend auf dem aktuellen Muster; und – Übertragen des aktuellen Symbols, wobei die Phasendifferenz zwischen dem aktuellen Symbol und dem vorhergehenden Symbol, das basierend auf dem vorhergehenden Muster moduliert worden ist, kleiner oder gleich Π/2 ist.
Das Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend das Umwandeln des digitalen Datenstroms in einen n-Bit parallelen Typ.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 12, weiterhin umfassend das Umwandeln des digitalen Datenstroms in einen 2-Bit parallelen Typ.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 oder 13, wobei das vorhergehende Symbol sukzessive vor dem aktuellen Symbol übertragen wird.
Ein symmetrisches Phasen-Umtastungs-Verfahren (SPSK) zur Daten – Demodulation, umfassend: – Empfangen eines aktuellen Symbols; – Demodulieren des aktuellen Symbols zu einem aktuellen Muster; – Korrigieren des aktuellen Musters; und – Erlangen der aktuellen n-Bit Information durch Dekodierung des aktuellen Musters, wobei eine Phasendifferenz zwischen dem aktuellen Symbol und dem vorhergehenden Symbol kleiner oder gleich Π/2 ist, wobei das vorhergehende Symbol sukzessive vor dem aktuellen Symbol übertragen wird.
Das Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt der Korrektur des aktuellen Musters auf einem vorhergehenden Muster basiert, das für eine vorbestimmte Zeit verzögert wurde.
Eine symmetrische Phasen-Umtastungs-Vorrichtung (SPSK) zur Datenmodulation, umfassend: – einen symmetrischen Phasen – Kodierer, der einen digitalen Datenstrom im seriellen Typ empfängt und der ein aktuelles Muster kodiert, das auf den aktuellen n-Bit Informationen, einem vorhergehenden Muster und einem Grund-Muster basiert, wobei die aktuellen n-bit Informationen von den digitalen Daten erlangt werden; – einen Verzögerungsschaltkreis, der das vorhergehende Muster für einen vorbestimmten Zyklus verzögert; – einen Modulator, der das aktuelle Symbol basierend auf dem aktuellen Muster moduliert, wobei die Phasendifferenz zwischen dem aktuellen Symbol und dem vorhergehenden Symbol, das auf dem vorhergehenden Muster moduliert wurde, kleiner oder gleich Π/2 ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 17, weiterhin umfassend einen Seriell – Parallel – Wandler, mit 1 Eingang und n Ausgängen, um n-Bit Informationen dem symmetrischen Phasen-Kodierer zur Verfügung zu stellen.
Eine symmetrische Phasen-Umtastungs-Vorrichtung (SPSK) zur Daten – Demodulation, umfassend: – einen Demodulator, der ein aktuelles Symbol empfängt und der das aktuelle Symbol zu einem aktuellen Muster demoduliert; – einen Verzögerungsschaltkreis, der das vorhergehende Muster für einen vorbestimmten Zyklus verzögert; und – einen Gegenschaltkreis, der das aktuelle Muster basierend auf dem vorhergehenden Muster korrigiert, der das aktuelle Muster dekodiert und der die aktuellen n-Bit Informationen ausgibt, wobei die Phasendifferenz zwischen dem aktuellen Symbol und dem vorigen Symbol kleiner oder gleich Π/2 ist, wobei das vorhergehende Symbol sukzessive vor dem aktuellen Symbol übertragen wird.
Die Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch 19, wobei der Gegenschaltkreis konfiguriert ist, um das aktuelle Muster und das vorhergehende Muster zu vergleichen, um das aktuelle Muster zu korrigieren, und um die aktuellen n-Bit Informationen durch Dekodierung des aktuellen Musters zu erlangen.