DE102009010115B3 - Schaltung, Verwendung und Verfahren zur Steuerung einer Empfängerschaltung - Google Patents

Schaltung, Verwendung und Verfahren zur Steuerung einer Empfängerschaltung Download PDF

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Abstract

Schaltung, Verwendung und Verfahren zur Steuerung einer Empfängerschaltung (100), - bei dem aus einem empfangenen Signal (RF) ein komplexes Basisbandsignal (CBS) erzeugt wird, - bei dem eine Phasendifferenz (PD) zwischen einer Phase (PIQ) des komplexen Basisbandsignals (CBS) und einer aus vorhergehenden Abtastwerten vorausberechnete Phase (PR) ermittelt wird, - bei dem die Phasendifferenz (PD) mit einer ersten Schwelle (Sp) verglichen wird, - bei dem eine Anzahl (CT) durch Zählen von Überschreitungen der ersten Schwelle (Sp) durch die Phasendifferenz (PD) bestimmt wird, - bei dem eine Anzahl (CT) der gezählten Überschreitungen mit einer zweiten Schwelle (Sc) verglichen wird, und - bei dem die Empfängerschaltung (100) abgeschaltet wird, wenn die Anzahl (CT) der gezählten Überschreitungen die zweite Schwelle (Sc) innerhalb eines Zeitraumes (td) überschreitet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung, eine Verwendung und ein Verfahren zur Steuerung einer Empfängerschaltung.
  • Aus IEICE TRANS. COMMUN., VOL. 84-B, NO. 1, pp 26–35, Jan. 2001, ”Demodulation of CPFSK and GMSK Signals using Digital Signal Processing DPLL with Sequence Estimator” ist ein Empfänger mit einer digitalen Phasenregelschleife bekannt. Die digitale Phasenregelschleife (DPLL – engl. Digital Phase Locked Loop) weist einen Subtrahierer auf, der eine in der Schleife erzeugte Rückführphase von einer Eingangsphase subtrahiert. Die durch die Subtraktion erhaltene Phasendifferenz wird als Phasenfehler bezeichnet. Die digitale Phasenregelschleife ist Bestandteil eines Demodulators, der aus einem Inphase-Anteil und einem Quadraturphase-Anteil eines Basisbandsignals ein Signal für einen Entscheider zur Ermittlung von Daten demoduliert.
  • Derartige Empfänger können zur Übertragung von Messdaten, für Zugangssysteme von Kraftfahrzeugen oder zu Satellitenkommunikation vorteilhaft verwendet werden.
  • Aus „Adaptive linear predictive frequency tracking and CPM demodulation”, Gupta, M., Santhanam, B., Signals, Systems and Computers, 2003, Conference Record of the Thirty-Seventh Asilomar Conference an Vol. 1, 9–12 Nov. 2003, Seiten 202–206, ist für eine CPM Demodulation eine Vorausberechnung von Koeffizienten bekannt.
  • Aus der US 4,827,431 ist eine Verfahren und ein System für die simultane quantitative Messung von Phasen- und Amplituden-Jitter und Signal Rauschabstand in einem QAM-Datenkommunikationskanal bekannt. Dabei wird ein Phasen-Jitter-Index ermittelt.
  • Aus der DE 695 23 478 T2 ist ein Verfahren zum Senden von Daten zwischen Ursprungs- und Zielstationen in einem Kommunikationsnetz mit einer Vielzahl von Stationen bekannt. Ein Mikroprozessor steuert einen Kombinator, einen Empfänger, einen Leistungsverstärker und einen Sender.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde einen Empfänger möglichst zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Schaltung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung enthalten.
  • Demzufolge ist eine Schaltung vorgesehen, die vorzugsweise in einem Halbleiterchip monolithisch integriert ist.
  • Die Schaltung weist eine Empfängerschaltung zum Empfang eines modulierten Signals auf. Die Empfängerschaltung weist analoge und digitale Teilschaltungen, wie beispielsweise einen Eingangsverstärker, einen Mischer, Filter und einen Analog-Digital-Umsetzer auf.
  • Die Schaltung weist eine digitale Steuereinheit zur Steuerung der Empfängerschaltung auf. Die Steuereinheit weist beispielsweise einen Mikrocontroller oder eine Logikschaltung mit einem Steuerausgang auf. Zur Steuerung ist die Steuereinheit vorzugsweise mit einem Steuereingang der Empfängerschaltung verbunden.
  • Die Empfängerschaltung ist zur Ermittlung und Ausgabe einer Phasendifferenz ausgebildet. Die Empfängerschaltung ist ausgebildet die Phasendifferenz zwischen einer Phase eines komplexen Basisbandsignals und einer aus vorhergehenden Abtastwerten vorausberechneten Phase zu ermitteln. Die Phase des komplexen Basisbandsignals kann aus der Inphase-Komponente (I) und der Quadraturphase-Komponente (Q), also dem Realteil und dem Imaginärteil des komplexen Basisbandsignals, beispielsweise mittels der arcustangens-Funktion ermittelt werden. Unter der Phase kann, wie in der Elektrotechnik üblich, der Winkelwert aus der Eulerschen Darstellung verstanden werden. Vorzugsweise ist die Phase ein digitaler Zahlenwert. Das komplexe Basisbandsignal wird durch die Empfängerschaltung insbesondere durch Heruntermischen und Analog- Digital-Umsetzung erzeugt. Zur Erzeugung von Abtastwerten erfolgen Abtastungen des Signals, die durch ein Taktsignal gesteuert sind.
  • Die vorausberechnete Phase wird aus vorhergehenden Abtastwerten berechnet. Zur Berechnung werden die zeitlich vorhergehenden Abtastwerte beispielsweise gemittelt und/oder gewichtet. Die hierzu benötigte Anzahl vorhergehender Abtastwerte ist dabei von der verwendeten Abtastrate abhängig.
  • Die Schaltung weist eine Auswerteschaltung auf, die zur Auswertung der Phasendifferenz mit der Empfängerschaltung und der Steuereinheit verbunden ist. Die Auswerteschaltung ist eingerichtet die Phasendifferenz mit einer ersten Schwelle zu vergleichen. Die Auswerteschaltung ist eingerichtet ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von einer Anzahl Überschreitungen der ersten Schwelle durch die Phasendifferenz auszugeben.
  • Die Steuereinheit ist zum Ausschalten der Empfängerschaltung in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Auswerteschaltung eingerichtet. Hierzu wertet die Steuereinheit das Ausgangssignal aus. Zur Auswertung weist die Steuereinheit beispielsweise eine festverdrahtete insbesondere taktgesteuerte Logik oder eine programmierbare Recheneinheit auf. Beispielsweise bildet das Ausgangssignal der Auswerteschaltung ein Unterbrechungssignal (engl. interrupt) zur Unterbrechung einer Programmroutine der Steuereinheit.
  • Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde ein möglichst verbessertes Verfahren zur Steuerung einer Empfängerschaltung anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung enthalten.
  • Demzufolge ist ein Verfahren zur Steuerung einer Empfängerschaltung vorgesehen.
  • In dem Verfahren wird durch die Empfängerschaltung aus einem empfangenen Signal ein komplexes Basisbandsignal durch Heruntermischen und Analog-Digital-Umsetzung erzeugt. Zur Analog-Digital-Umsetzung erfolgt eine Abtastung.
  • Eine Phasendifferenz zwischen einer Phase des komplexen Basisbandsignals und einer aus vorhergehenden Abtastwerten vorausberechneten Phase wird ermittelt. Die Phasendifferenz wird mit einer ersten Schwelle verglichen.
  • In dem Verfahren wird eine Anzahl durch Zählen von Überschreitungen der ersten Schwelle durch die Phasendifferenz bestimmt. Die Anzahl der gezählten Überschreitungen wird mit einer zweiten Schwelle verglichen.
  • In dem Verfahren wird die Empfängerschaltung abgeschaltet, wenn die Anzahl der gezählten Überschreitungen die zweite Schwelle innerhalb eines insbesondere vorgebbaren Zeitraumes überschreitet. Der Zeitraum wird beispielsweise durch eine Anzahl von Abtastungen festgelegt.
  • Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, eine Verwendung anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Verwendung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben.
  • Demzufolge ist eine Verwendung einer mittels einer Phasenregelschleife ermittelten Phasendifferenz zwischen einer Phase eines aus einem empfangenen Signal erzeugten komplexen Basisbandsignals und einer aus vorhergehenden Abtastwerten vorausberechneten Phase zur Steuerung eines Ausschaltens einer Empfängerschaltung vorgesehen.
  • Die im Folgenden beschriebenen Weiterbildungen beziehen sich sowohl auf die Schaltung, als auch auf die Verwendung als auch auf das Verfahren zur Steuerung einer Empfängerschaltung.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Überprüfung der Qualität des empfangenen Signals durch die Auswerteschaltung fortlaufend ohne Unterbrechung wiederholt wird. Hierzu wird beispielsweise der Zähler zeitgesteuert – insbesondere zyklisch – zurückgesetzt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Empfängerschaltung ereignisgesteuert und/oder zeitgesteuert eingeschaltet wird. Ereignisgesteuert kann die Empfängerschaltung beispielsweise eingeschaltet werden, wenn nach dem Senden von Daten eine Antwort erwartet wird. Zum zeitgesteuerten Einschalten kann die Steuerschaltung ausgebildet sein die Empfängerschaltung zyklisch einzuschalten.
  • Zwar ist es möglich aus den vorhergehenden Abtastwerten die vorauszuberechnende Phase mittels einer gleitenden Mittelwertberechnung oder z. B. frequenzbasiert zu ermitteln. Jedoch weist In einer bevorzugten Weiterbildung die Empfängerschaltung eine digitale Phasenregelschleife zur Vorausberechnung auf. Die Phasenregelschleife ist ausgebildet aus vorhergehenden Abtastwerten eine Phase vorauszuberechnen. Die Phasenregelschleife ermöglicht also eine Voraussage des nächsten Phasenwertes mit dem die Eingangsphase des komplexen Basisbandsignals verglichen wird. Vorzugsweise ist die Phasenregelschleife ein Bestandteil eines digitalen Demodulators.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Phasenregelschleife einen Subtrahierer zur Ausgabe der Phasendifferenz auf. Der Subtrahierer subtrahiert vorzugsweise digitale Werte der vorausberechneten Phase von Werten der aus dem komplexen Basisbandsignal ermittelten Phase.
  • Bevorzugt ist die Auswerteschaltung zur veränderbaren Einstellung der ersten Schwelle ausgebildet. Vorzugsweise weist die Auswerteschaltung einen Steuereingang zur Einstellung der ersten Schwelle auf. Bevorzugt wird die erste Schwelle in Abhängigkeit von einer Datenrate eingestellt. Beispielsweise ist die erste Schwelle und/oder die zweite Schwelle durch jeweils einen konstanten Schwellwert gebildet. Alternativ ist die erste Schwelle und/oder die zweite Schwelle zeitabhängig oder in Abhängigkeit von den Abtastungen als Funktion ausgebildet.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildungsvariante weist die Auswerteschaltung einen ersten Vergleicher auf, der mit der Empfängerschaltung zum Vergleich der Phasendifferenz mit der ersten Schwelle ausgebildet. Wird die erste Schwelle des ersten Vergleichers überschritten ändert sich das Ausgangssignal des ersten Vergleichers.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Auswerteschaltung einen Zähler zur Bestimmung der Anzahl der Überschreitungen aufweist. Vorzugsweise ist der Zähler zum Zählen von Taktsignalen in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des ersten Vergleichers eingerichtet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Auswerteschaltung zudem einen zweiten Vergleicher auf, der zum Vergleich der durch den Zähler bestimmten Anzahl (der Überschreitungen) mit einer zweiten Schwelle eingerichtet ist. Ein vom Vergleichsergebnis abhängiges Ausgangssignal der Auswerteschaltung wird von dem zweiten Vergleicher ausgegeben, wenn die vom Zähler ausgegebene Anzahl die zweite Schwelle übersteigt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Auswerteschaltung einen Steuereingang zur Einstellung der ersten Schwelle und/oder der zweiten Schwelle auf. Durch die Steuerschaltung werden die erste Schwelle und/oder die zweite Schwelle applikationsspezifisch, insbesondere in Abhängigkeit von der Datenrate eingestellt. Vorzugsweise ist die Steuerschaltung ebenfalls zur Einstellung des Zeitraumes ausgebildet, wobei der Zeitraum an die durch Applikation erforderliche Empfindlichkeit oder Datenrate angepasst wird.
  • Die zweite Schwelle ist beispielsweise ein konstanter Wert. In einer anderen Ausgestaltungsvariante ist vorgesehen, dass die zweite Schwelle eine Funktion der Taktsignale der Abtastungen ist. Vorzugsweise ist die Funktion als monoton steigende Funktion ausgebildet. Hierdurch wird die zweite Schwelle wird im Takt der Abtastungen während des Vergleichs fortlaufend erhöht. Hierdurch kann die Empfindlichkeit der Qualitätsbestimmung des empfangenen Signals erhöht werden. Die Funktion ist im einfachsten Fall eine steigende Gerade.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste Vergleicher als digitaler Diskriminator ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der erste Vergleicher als digitaler Fensterdiskriminator ausgebildet.
  • Wird kein fehlerhaftes Signal durch die Auswerteschaltung bestimmt, kann die Signalqualität zudem nach dem Demodulator, beispielsweise mittels Auswertung eines Korrelationsergebnisses oder mittels Paritybits erfolgen. Auch in diesem Fall kann die Empfängerschaltung bei mangelnder Signalqualität ausgeschaltet werden.
  • Die Weiterbildungsvarianten sind sowohl einzeln als auch in Kombination besonders vorteilhaft. Dabei können sämtliche Weiterbildungsvarianten untereinander kombiniert werden. Einige mögliche Kombinationen sind in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Figuren erläutert. Diese dort dargestellten Möglichkeiten von Kombinationen der Weiterbildungsvarianten sind jedoch nicht abschließend.
  • Im Folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele anhand zeichnerischer Darstellungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen
  • 1 ein schematischen Schaltplan einer Schaltung,
  • 2 ein schematisches Diagramm, und
  • 3 ein schematischer Schaltplan eines Demodulators.
  • In 1 ist eine Schaltung durch einen schematischen Schaltplan dargestellt. Die Schaltung weist eine Empfängerschaltung 100 auf, an die eine Antenne 400 anschließbar ist. Die Empfängerschaltung 100 weist eine Mehrzahl von analogen und digitalen Teilschaltungen auf, wobei in 1 lediglich beispielhaft ein Eingangsverstärker 110, ein Mischer 120, ein analoger Filter 130, ein Analog-Digital-Umsetzer 140, ein digitaler Filter 150 ein digitaler Demodulator 160 und eine digitale Auswerteeinheit 170 als Block dargestellt sind.
  • Die Empfängerschaltung 100 weist den digitalen Demodulator 160 zur Demodulation eines komplexen Basisbandsignals CBS auf. Der Demodulator 160 weist eine digitale Phasenregelschleife 165 (PLL – engl. Phase Locked Loop) auf. Die Phasenregelschleife 165 kann dabei erster oder höherer Ordnung sein.
  • Die Phasenregelschleife 165 weist einen Subtrahierer 167 zur Ausgabe einer Phasendifferenz als Signal PD am Ausgang 169 auf. Bevorzugt ist der Subtrahierer 167 zur Subtraktion einer mit der Regelschleife 165 zurückgeführten Phase von einer Eingangsphase am Eingang der Phasenregelschleife 165 verschaltet. Das Regelverhalten der Phasenregelschleife 165 versucht die Phasendifferenz PD am Ausgang des Subtrahierers 167 auf Null zu regeln. Ein Wert der Phasendifferenz PD wird dabei für jeden Abtastwert des komplexen Basisbandsignals CBS erzeugt. Durch die Phasenregelschleife 165 wird eine Phase aus vorhergehenden Abtastwerten vorausberechnet, so dass die Phasendifferenz die Differenz zwischen dieser vorausberechneten Phase und der aktuellen Phase des komplexen Basisbandsignals CBS ist.
  • Im Ausführungsbeispiel der 1 sind die Teilschaltungen 110, 120, 130, 140, 150, 160 der Empfängerschaltung 100 durch je ein Steuersignal en1, en2, en3, en4, en5, en6 steuerbar. Mittels des Steuersignals en1, en2, en3, en4, en5, en6 wird die jeweilige Teilschaltung eingeschaltet und ausgeschaltet. Die Teilschaltungen 110, 120, 130, 140, 150, 160 weisen hierzu einen Freigabeeingang (engl. enable) auf. Die Möglichkeit jede Teilschaltung 110, 120, 130, 140, 150, 160 der Empfängerschaltung separat durch ein zugehöriges Steuersignal en1, en2, en3, en4, en5 bzw. en6 zu steuern, kann bei einem Hochlaufprozess genutzt werden um Teilschaltungen nacheinander einzuschalten und in ihrer Reihenfolge noch nicht benötigte Teilschaltungen während des Hochlaufprozesses später einzuschalten. Hierdurch wird es ermöglicht die Gesamtstromaufnahme der Empfängerschaltung 100 zu reduzieren. Wird die Funktionalität des Empfangs nicht benötigt können alle Teilschaltungen 110, 120, 130, 140, 150, 160 der Empfängerschaltung 100 zeitgleich ausgeschaltet werden. Die Steuersignale en1, en2, en3, en4, en5, en6 werden von einer Steuereinheit 200 generiert.
  • Die Steuereinheit 200 ist in 1 lediglich als Block dargestellt. Die Steuereinheit ist beispielsweise ein Mikrocontroller oder eine Logikschaltung, beispielsweise eine Zustandsmaschine. Die Steuereinheit 200 ist zudem mit einer Auswerteschaltung 300 verbunden. Die Auswerteschaltung 300 und die Steuereinheit 200 können dabei auch zusammen als ein Schaltungsblock ausgebildet werden, wobei die Funktionen der Auswerteschaltung 300 beispielsweise in einer Programmroutine eines Mikrocontrollers abgebildet sind. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die Auswerteschaltung 300 als separate Hardware ausgebildet ist, so dass die Funktionalität der Auswerteschaltung 300 parallel zur Steuereinheit 200 zur Verfügung steht und keine Ressourcen der Steuereinheit 200 verwendet werden.
  • Die Auswerteschaltung 300 weist einen ersten Vergleicher 310 auf, der mit dem Ausgang 169 des Subtrahierers 167 zum Vergleich der Phasendifferenz mit einer ersten Schwelle Sp verbunden ist. Bei einem Überschreiten der ersten Schwelle Sp durch die Phasendifferenz ändert sich ein Ausgangswert CO1 des ersten Vergleichers 310. Der erste Vergleicher 310 weist einen Eingang zur Einstellung der ersten Schwelle Sp auf. Die Schwelle Sp kann durch ein Steuersignal ssp von der Steuereinheit 200 beispielsweise durch Anlegen eines Schwellwertes oder durch Speichern eines Schwellwertes in dem ersten Vergleicher 310 eingestellt werden.
  • Die Auswerteschaltung 300 weist einen Zähler 320 auf, der zum Zählen mit dem ersten Vergleicher 310 verbunden ist. Der Ausgangswert CO1 des ersten Vergleichers 310 liegt dabei an einem Freigabeeingang 321 (engl. enable) des Zählers an. Der Zähler 320 ist verschaltet in Abhängigkeit von dem Ausgangswert CO1 des ersten Vergleichers 310 Taktimpulse clk (beispielsweise des Takts zur Abtastung) an seinem Takteingang zu zählen. Über einen Steuereingang kann der Zähler 320 durch ein Rücksetzsteuersignal res von der Steuereinheit 100 zurückgesetzt werden. Am Ausgang des Zählers 320 wird der Zählerwert CT ausgegeben.
  • Die Auswerteschaltung 300 weist einen zweiten Vergleicher 330 auf, der zum Vergleich des Zählwertes CT des Zählers 320 mit einer zweiten Schwelle Sc eingerichtet ist. Überschreitet der Zählwert CT die Schwelle Sc ändert sich das Ausgangssignal CO2 des zweiten Vergleichers 330 und damit der Auswerteschaltung 300. Diese Änderung des Ausgangssignals der Auswerteschaltung 300 wird von der Steuereinheit 200 – beispielsweise innerhalb einer Unterbrechungsprogrammroutine (engl. interrupt) – ausgewertet. Die zweite Schwelle Sc des zweiten Vergleichers 330 ist durch die Steuereinheit 200 mittels des Steuersignals ssc einstellbar. Hierzu weist der zweite Vergleicher 330 einen Steuereingang auf, an dem beispielsweise ein Schwellwert der zweiten Schwelle Sc anliegt oder in einen Speicher des zweiten Vergleichers 330 eingeschrieben werden kann.
  • Die Steuereinheit 200 ist zum Ausschalten der Empfängerschaltung 100 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal CO2 des zweiten Vergleichers 330 der Auswerteschaltung 300 eingerichtet.
  • Die Schaltung der 1 bewirkt, dass aus einem über die Antenne 400 empfangen Signal RF mittels der Teilschaltungen 110, 120, 130, 140 und 150 ein komplexes Basisbandsignal CBS mit einer Inphase-Komponente I und einer Quadraturphase-Komponente Q erzeugt wird. Der digitale Demodulator 160 wird in Synergie zur Demodulation des komplexen Basisbandsignals CBS für die Auswerteeinheit 170 und zur Ausgabe der Phasendifferenz PD genutzt.
  • Betrachtet wird dabei im Folgenden lediglich die Phasendifferenz PD. Die Phasendifferenz ist dabei von der durch das komplexe Basisbandsignal CBS bedingten Eingangsphase abhängig. Um Phasendifferenz PD zu erzeugen wird eine Phasenregelschleife 165 des Demodulators 160 verwendet. Die Phasenregelschleife 165 weist einen Subtrahierer 167 auf, der an seinem Ausgang 169 die Phasendifferenz PD ausgibt. Diese Phasendifferenz PD ist dabei betragsmäßig groß, wenn eine große Änderung der Phase des komplexen Basisbandsignals CBS auftritt. Durch die erste Schwelle Sp werden demzufolge große Änderungen der Eingangsphase gegenüber vorhergehenden Abtastwerten ausgewertet. Eine große Änderung der Eingangsphase tritt besonders bei einem stark gestörten Empfang oder bei einem Empfang eines Fremdsignals auf. In diesen beiden Fällen können ohnehin keine Daten von der Empfängerschaltung 200 empfangen werden, so dass es ein Ziel ist die Empfängerschaltung 200 möglichst schnell wieder auszuschalten um Strom zu sparen und so eine verlängerte Betriebsdauer im Falle einer batteriebetriebenen Schaltung zu ermöglichen.
  • Auch bei einem möglichen Empfang von Daten können vereinzelt große Phasendifferenzen PD oberhalb der ersten Schwelle Sp auftreten. Um die Auswerteschaltung 300 gegen diese kleinen, für den Empfang unbedeutenden Störungen unempfindlich zu machen ist der Zähler 320 und der zweite Vergleicher 330 mit der zweiten Schwelle Sc vorgesehen, so dass erst eine Mindestanzahl von großen Phasenänderungen ermittelt wird, bevor die Empfängerschaltung 100 durch die Steuereinheit 200 abgeschaltet wird.
  • Im Folgenden wird die Funktionalität der Schaltung anhand eines schematischen Diagramms in 2 näher erläutert.
  • Im oberen Teil des Diagramms ist die Phasendifferenz PD bezüglich der Zeit t dargestellt. Ebenfalls dargestellt ist die erste Schwelle Sp die zwei Schwellewerte aufweist, so dass der Betrag der Schwelle Sp von Phasendifferenz PD im Positiven wie im Negativen überschritten werden kann. Alle Werte der Phasendifferenz PD sind aufgrund der Abtastungen zeitdiskret.
  • Unterhalb der Phasendifferenz PD ist der Zählwert CT bezüglich der Zeit t graphisch dargestellt. Beginnend beim Zeitpunkt t0 wird die erste Schwelle Sp durch die Phasendifferenz PD mehrmals überschritten, so dass sich der Zählwert CT entsprechend erhöht. Zum Zeitpunkt toff überschreitet der Zählwert CT innerhalb des Zeitraums td zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 die zweite Schwelle Sc. Im untersten Teil des Diagramms ist dargestellt, dass das Steuersignal enx zum Zeitpunkt toff seinen Zustand von High auf Low ändert, so dass die Empfängerschaltung 100 im Low-Zustand abgeschaltet wird.
  • Nach einer Zeitspanne schaltet die Steuereinheit 100 die Empfängerschaltung 200 für einen erneuten Empfang wieder ein. Das zyklische Einschalten wird auch als Polling bezeichnet.
  • In 3 ist ein Beispiel eines Demodulators 160 mit einer Phasenregelschleife 165 als Blockschaltplan schematisch dargestellt. Der Demodulator 160 weist zwei Eingänge für eine Inphase-Komponente I und das Quadraturphase-Komponente Q des Basisbandsignals CBS auf, die mit dem Bandpass 150 verbunden sind. Die Inphase-Komponente I und die Quadraturphase-Komponente Q gelangen zu einem mit den Eingängen verbundenen ersten Übertragungsglied 164, das eine Arkustangensfunktion aufweist. Am Ausgang des ersten Übertragungsgliedes 164 wird demzufolge eine zeitabhängige Phase PIQ abgegeben, das aus der Inphase-Komponente I und aus der Quadraturphase-Komponente Q gebildet ist. Die zeitabhängige Phase PIQ hat dabei einen Wertebereich von –π bis π.
  • Die zeitabhängige Phase PIQ gelangt zu einem mit dem Ausgang des ersten Übertragungsgliedes 164 verbundenen Subtrahierer 167. Der Subtrahierer 167 vergleicht durch Subtraktion die zeitabhängige Phase PIQ mit einer zeitabhängigen Phase PR die durch die Elemente 165a, 165b, 165c, 165d, 165f, 165g der Phasenregelschleife 165 aus vorhergehenden Abtastungen und somit aus vorhergehenden Werten der Inphase-Komponente I und der Quadraturphase-Komponente Q des Basisbandsignals CBS vorausberechnet wird.
  • Der Ausgang des Subtrahierers 167 ist mit einem zweiten Übertragungsglied 165a mit nicht-linearer Übertragungsfunktion verbunden. Mit dem Ausgang des Subtrahierers 167 ist zudem die Auswerteschaltung 300 verbunden.
  • Wie in 3 weiterhin dargestellt weist der Demodulator 165 ein erstes Proportionalglied 165b und einen ersten Integrator 165d auf, die über einen Summierer 165c miteinander verbunden sind. Das Proportionalglied 165b ist weiterhin mit dem zweiten Übertragungsglied 165a und dem Ausgang des Demodulators 160 verbunden. Mit dem Ausgang des Demodulators 160 ist die Auswerteeinheit 170 verbunden.
  • Der Ausgang des Integrators 165d gibt die zeitabhängige Phase PR an einen Eingang des Subtrahierers 167 ab. Die Schleife aus Subtrahierer 167, erstem Übertragungsglied 165a, erstem Proportionalglied 165b und erstem Integrator 165d weist dabei bezogen auf das Ausgangssignal am Ausgang des Demodulators 160 und auf die Eingangsfrequenz annähernd Proportional-Regler-Eigenschaften auf.
  • Der Demodulator 160 weist zudem ein zweites Proportionalglied 165f und einen zweiten Integrator 165g zur Ausbildung einer Phasenregelschleife zweiter Ordnung auf. Dabei ist der Eingang des zweiten Proportionalglieds 165f mit dem Ausgang des zweiten Übertragungsglieds 165a und der Ausgang des zweiten Proportionalglieds 165f mit einem Eingang des zweiten Integrators 165g und ein Ausgang des zweiten Integrators 165g mit dem Summierer 165c verbunden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausgestaltungsvariante der 1 bis 3 beschränkt. Beispielsweise ist es möglich eine andere Empfängerschaltung zur Erzeugung eines komplexen Basisbandsignals vorzusehen. Auch ist es möglich auf andere Weise die Phasenänderungsrate des komplexen Basisbandsignals zu ermitteln. Die Funktionalität des Schaltkreises gemäß 1 kann besonders vorteilhaft für ein Funksystem in einem Kraftfahrzeug verwendet werden.
  • 100
    Empfängerschaltung
    110
    Eingangsverstärker
    120
    Mischer
    130
    Filter
    140
    Analog-Digital-Umsetzer
    150
    Filter
    160
    Demodulator
    165, PLL
    Phasenregelschleife
    165a, 165b, 165c, 165d, 165f, 165g
    Schleifenelemente
    167
    Subtrahierer
    169
    Ausgang
    170
    Auswerteeinheit
    200
    Steuereinheit
    300
    Auswerteschaltung
    310
    Vergleicher
    320
    Zähler
    321
    Eingang, Freigabeeingang
    330
    Vergleicher
    400
    Antenne
    RF
    Empfangssignal
    CBS
    komplexes Basisbandsignal
    PIQ, PR
    Phase
    PD
    Phasendifferenz
    Sp, Sc
    Schwelle
    CT
    Zählwert
    CO1, CO2
    Vergleichsergebnis, Ausgangswert
    clk
    Taktsignal
    en1, en2, en3, en4, en5, en6, enx
    Steuersignal, Freigabesignal
    ssc, res, ssp
    Steuersignal
    t
    Zeit
    t0, t1, toff
    Zeitpunkt
    td
    Zeitraum

Claims (11)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Empfängerschaltung (100), – bei dem aus einem empfangenen Signal (RF) ein komplexes Basisbandsignal (CBS) erzeugt wird, – bei dem eine Phasendifferenz (PD) zwischen einer Phase (PIQ) des komplexen Basisbandsignals (CBS) und einer aus vorhergehenden Abtastwerten vorausberechneten Phase (PR) ermittelt wird, – bei dem die Phasendifferenz (PD) mit einer ersten Schwelle (Sp) verglichen wird, – bei dem eine Anzahl (CT) durch Zählen von Überschreitungen der ersten Schwelle (Sp) durch die Phasendifferenz (PD) bestimmt wird, – bei dem eine Anzahl (CT) der gezählten Überschreitungen mit einer zweiten Schwelle (Sc) verglichen wird, und – bei dem die Empfängerschaltung (100) abgeschaltet wird, wenn die Anzahl (CT) der gezählten Überschreitungen die zweite Schwelle (Sc) innerhalb eines Zeitraumes (td) überschreitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, – bei dem die Empfängerschaltung (100) zeitgesteuert eingeschaltet wird, insbesondere zyklisch eingeschaltet wird.
  3. Schaltung – mit einer Empfängerschaltung (100) zum Empfang eines modulierten Signals (RF), – mit einer Steuereinheit (200) zur Steuerung der Empfängerschaltung (100), – bei der die Empfängerschaltung (100) zur Ausgabe einer Phasendifferenz (PD) zwischen einer Phase (PIQ) eines komplexen Basisbandsignals (CBS) und einer aus vorhergehenden Abtastwerten vorausberechneten Phase (PR) ausgebildet ist, – mit einer Auswerteschaltung (300), die zur Auswertung der Phasendifferenz (PD) mit der Empfängerschaltung (100) und der Steuereinheit (200) verbunden ist, – bei der die Auswerteschaltung (300) eingerichtet ist die Phasendifferenz (PD) mit einer ersten Schwelle (Sp) zu vergleichen und ein Ausgangssignal (CO2) in Abhängigkeit von einer Anzahl (CT) Überschreitungen der ersten Schwelle (Sp) durch die Phasendifferenz (PD) auszugeben, und – bei der die Steuereinheit (200) zum Ausschalten der Empfängerschaltung (100) in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal (CO2) der Auswerteschaltung (300) eingerichtet ist.
  4. Schaltung nach Anspruch 3, – bei der die Empfängerschaltung (100) eine digitale Phasenregelschleife (165) – insbesondere eines digitalen Demodulators (160) – aufweist, und – bei der die Phasenregelschleife (165) einen Subtrahierer (167) zur Ausgabe der Phasendifferenz (PD) aufweist.
  5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei der die Auswerteschaltung (300) einen Steuereingang zur Einstellung der ersten Schwelle (Sp) aufweist.
  6. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei der die Auswerteschaltung (300) einen ersten Vergleicher (310) aufweist, der mit der Empfängerschaltung (100), insbesondere mit dem Ausgang (169) des Subtrahierers (167) zum Vergleich der Phasendifferenz (PD) mit der ersten Schwelle (Sp) ausgebildet ist, – bei der die Auswerteschaltung (300) einen Zähler (320) zur Bestimmung der Anzahl (CT) der Überschreitungen aufweist, wobei der Zähler (320) zum Zählen von Taktsignalen (clk) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal (CO1) des ersten Vergleichers (310) eingerichtet ist, und – bei der die Auswerteschaltung (300) einen zweiten Vergleicher (330) aufweist, der zum Vergleich der durch den Zähler (320) bestimmten Anzahl (CT) mit einer zweiten Schwelle (Sc) und einer Ausgabe des vom Vergleichsergebnis abhängigen Ausgangssignals (CO2) der Auswerteschaltung (300) eingerichtet ist.
  7. Schaltung nach Anspruch 6, – bei der die Auswerteschaltung (300) einen Steuereingang zur Einstellung der zweiten Schwelle (Sc) aufweist.
  8. Schaltung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, – bei der die zweite Schwelle (Sc) eine, insbesondere steigende, Funktion der Taktsignale (clk) ist.
  9. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei der der erste Vergleicher (310) als digitaler Diskriminator ausgebildet ist, insbesondere als Fensterdiskriminator ausgebildet ist.
  10. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei der Steuereinheit (200) zum zeitgesteuerten und/oder ereignisgesteuerten Einschalten der Empfängerschaltung (100) eingerichtet ist.
  11. Verwendung einer mittels einer Phasenregelschleife (165) ermittelten Phasendifferenz (PD) zwischen einer Phase (PIQ) eines aus einem empfangenen Signal (RF) erzeugten komplexen Basisbandsignals (CBS) und einer aus vorhergehenden Abtastwerten vorausberechneten Phase (PR) zur Steuerung eines Ausschaltens einer Empfängerschaltung (100).
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IWANAMI, Yasunori: Demodulation of CPFSK and GMSK Signals Using Digital Signal Processing DPLL with Sequence Estmators, IN: IEICE Trans. Commun., Vol. E84-B, No. 1, January 2001, p. 26-35 Gupta, M., Santhanam, B.: Adaptive linear predictive frequency tracking and CPM demodulation, IN: Signals, Systems and Computers , 2003. Conference Record of the Thirty-Seventh Asilomar Conference on Volume 1, 9-12 Nov. 2003, Page(s):202-206, Vol. 1

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