DE102009029425B4

DE102009029425B4 - Sprunglose Phasenmodulation in einer Polarmodulationsumgebung

Info

Publication number: DE102009029425B4
Application number: DE102009029425A
Authority: DE
Inventors: Michael 82291 Wilhelm
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2029-09-15
Also published as: US20110084777A1; US7872545B2; US20100067617A1; US8502615B2; DE102009029425A1

Abstract

Schaltung (400), aufweisend: • einen Phasenschieber (401) zum gezielten Verschieben einer Phase eines Basisband-Phasensignals (Φ(t)) um einhundertachtzig Grad gemäß einem Nulldurchgangssignal zum Ausgeben eines gezielt phasenverschobenen Signals; • einen Phasenmodulator (402) zum Bereitstellen eines phasenmodulierten Trägersignals gemäß dem gezielt phasenverschobenen Signal; und • eine Vorrichtung (404) zum gezielten Invertieren des phasenmodulierten Trägersignals gemäß dem Nulldurchgangssignal.

Description

Die Erfindung betrifft eine sprunglose Phasenmodulation in einer Polarmodulationsumgebung.
In der Digitalkommunikation wird eine Vielzahl von Trägersignalmodulationsverfahren benutzt. Zahlreiche von diesen benutzen gleichphasige (I-) und Quadratur-(Q-)Signale zum Aufmodulieren von Basisbandinformationen auf einen Hochfrequenz-(HF-)Träger. Die jeweiligen I- und Q-Signale liegen phasenorthogonal zueinander und lassen sich leicht in einem kartesischen Koordinatensystem darstellen. Durch Rauschfilterung und weitere Leistungsfaktoren ist jedoch die Entwicklung anderer, als Polarmodulation bekannter Modulationsverfahren angeregt worden. Darin werden zeitveränderliche Amplituden-(A-) und phasenwinkel-(Φ-)Signale zum Aufmodulieren von Basisbandinformationen auf einen HF-Träger benutzt. Mit Polarmodulation wird im Vergleich zu IQ-Modulationsverfahren allgemein eine bessere Signalgüte und ein geringerer elektrischer Stromverbrauch erreicht.
1 zeigt graphisch ein beispielhaftes Polarmodulationsverfahren nach bekannten Verfahren für eine Digitalkommunikationsumgebung mit vier Symbolen. Digitale Basisbandinformationen – das heißt die auf eine Trägerwelle aufzumodulierende digitale Intelligenz – ist durch ein zeitveränderliches Amplitudensignal 100 und ein zeitveränderliches Phasensignal 102 dargestellt.
2 ist ein ein beispielhaftes Polarmodulationssystem 200 gemäß bekannten Verfahren darstellendes Blockschaltbild. Das System 200 enthält einen Phasenmodulator 202 zum Modulieren der Phase eines Hochfrequenz-(HF-)Trägersignals gemäß einer Basisband-Phasensignaleingabe. Auch enthält das System 200 einen Mischer 204, der das phasenmodulierte HF-Trägersignal vom Phasenmodulator 202 empfängt. Weiterhin enthält das System 200 einen Amplitudenmodulator 206 zum Bereitstellen eines Amplitudenmodulationssignals für den Mischer 204 gemäß einer Basisband-Amplitudensignaleingabe. Vom Mischer 204 wird die. Amplitude des phasenmodulierten HF-Trägersignals gemäß dem Amplitudenmodulationssignal vom Amplitudenmodulator 206 moduliert. So wird vom Mischer 204 ein polarmoduliertes Trägersignal bereitgestellt.
Zurückkehrend zu der 1 ist das beispielhafte polarmodulierte Trägersignal grafisch in einem Konstellationsdiagramm 104 dargestellt. Das Konstellationsdiagramm 104 enthält vier Zwei-Bit-Digitalsymbole 106, 108, 110 bzw. 112. Auf diese Weise kann das Konstellationsdiagramm 104 als eine Konstellation von vier Symbolen 106–112 bezeichnet werden, die jeweils durch eine bestimmte Polarmodulation des HF-Trägersignals dargestellt sind. Unter der gegenwärtigen Darstellung wird ein Strom von digitalen Basisbandinformationen als ein Symbol – zwei Digitalbit – zu einem Zeitpunkt auf ein HF-Trägersignal aufmoduliert. Es ist von Bedeutung zu beachten, dass ein Polarmodulationssystem (z. B. das System 200) „Nulldurchgänge” der digitalen Basisbandinformationen während einer solchen Operation berücksichtigen kann.
Als Beispiel und nicht zur Beschränkung zeigt das Konstellationsdiagramm 104 eine Betriebsinstanz, wobei die Digitalinformationen „1100” auf das HF-Trägersignal aufmoduliert werden. So muss das Symbol 106 und danach das Symbol 110 der Reihe nach auf den HF-Träger aufmoduliert werden. Dabei schwingt das Basisband-Amplitudensignal 100 vom Vollwert zu null und dann zurück zum Vollwert im Zeitbereich, eine Operation, die durch den Amplitudenmodulator (z. B. 206) leicht bewerkstelligt wird. Das Basisband-Phasensignal 102 muss sich jedoch unmittelbar um 180 Grad im Zeitbereich verschieben – eine Situation, die hier als „Nulldurchgangs-”szenario bezeichnet wird. Als Ergebnis muss ein konformer Phasenmodulator (z. B. 202) beinahe unendliche Frequenzen aufnehmen was bislang aufgrund der bekannten Ausführungsformen der Realität eigenen begrenzten Bandbreite ohne Verzerrungen unmöglich zu realisieren war. Während das oben beschriebene beispielhafte Polarmodulationsszenario im Zusammenhang mit vier Digitalsymbolen aufgesetzt ist, versteht es sich, dass andere Polarmodulationsverfahren (und ihre entsprechenden Konstellationen) mit anderen Symbolzahlen (z. B. acht, sechzehn usw.) hier in Betracht gezogen sind.
Beispielsweise hat die US-Patentanmeldung 2005/0136858 A1 eine Vorrichtung zum Gegenstand, welche ein Trägersignal gemäß einer Phasen- und Amplitudeninformation eines Eingangsnutzsignals in einem Polarmodulationsschema zur Informationsübertragung moduliert. Dabei wird eine bi-polare Amplitudendarstellung verwendet, bei der die Amplitude des Amplitudeninformationssignals sowohl positive wie auch negative Werte annehmen kann. Dadurch weist der Amplitudenverlauf bei einem Nulldurchgang keine abrupte Impulsform auf, sondern eine gleichmäßige Stufenfunktion. Der Phasenverlauf weist dann ebenfalls einen wesentlich gleichmäßigeren Verlauf auf.
3 zeigt grafisch Ausgangssignaleigenschaften des Phasenmodulators 202 bei Nulldurchgängen mittels jeweiliger Signaldiagramme 302 und 304. Auf jeden Fall sind Polarmodulationsverfahren und Polarmodulationssysteme, die sich mit den obigen Erwägungen befassen, wünschenswert.
Die ausführliche Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben. In den Figuren wird durch die am äußersten links stehende(n) Ziffer(n) einer Bezugszahl die Figur identifiziert, in der die Bezugszahl zuerst erscheint. Verwendung der gleichen Bezugszahlen an unterschiedlichen Stellen in der Beschreibung und in den Figuren kann ähnliche oder gleichartige Gegenstände anzeigen.
1 ist ein Diagramm von Polarmodulationssignalen gemäß bekannten Verfahren.
2 ist ein Blockdiagramm eines Polarmodulationssystems gemäß bekannten Verfahren.
3 enthält zwei Signaldiagramme gemäß bekannten Verfahren.
4 ist ein Polarmodulationssystem gemäß der vorliegenden Lehre.
5 enthält zwei Signalzeitdiagramme gemäß der gegenwärtigen Lehre.
6 ist ein Flussdiagramm mit Betriebsschritten gemäß der gegenwärtigen Lehre.
7 ist ein weiteres Polarmodulationssystem gemäß der gegenwärtigen Lehre.
8 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß der gegenwärtigen Lehre.
Es sind hier verbesserte Verfahren zum Verbessern der Leistung eines Polarmodulators offenbart. Mit Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Betriebsbandbreite vorteilhafterweise bei der Übertragung von Digitalinformationen über ein polar moduliertes Trägersignal verbessert werden. Im Allgemeinen sind solche Verfahren in einem weiten Bereich von Anwendungen nützlich, einschließlich des drahtlosen Internetzugangs, Ton- und/oder Bildkommunikationen und so weiter.
Nach einer Ausführungsform ist eine Schaltung offenbart. Die Schaltung kann mindestens einen Phasenschieber, einen Phasenmodulator und einen Inverter aufweisen. Mit dem Phasenschieber wird eine Phase eines Basisband-Phasensignals zum Ausgeben eines gezielt phasenverschobenen Signals um einhundertachtzig Grad gemäß einem Nulldurchgangssignal gezielt verschoben. Vom Phasenmodulator wird ein phasenmoduliertes Trägersignal gemäß dem gezielt phasenverschobenen Signal bereitgestellt. Vom Inverter wird das phasenmodulierte Trägersignal gezielt gemäß dem Nulldurchgangssignal invertiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Modulationsschaltung offenbart. Die Modulationsschaltung kann einen Phasenschieber, eine Phasenregelschleife, einen veränderlichen gesteuerten Oszillator und einen Schalter aufweisen. Der Phasenschieber ist zum gezielten Verschieben einer Phase eines Basisband-Phasensignals um einhundertachtzig Grad gemäß einem Nulldurchgangssignal zum Ausgeben eines gezielt phasenverschobenen Signals ausgelegt. Die Phasenregelschleife ist zum Bereitstellen eines Phasenmodulationssignals gemäß dem gezielt phasenverschobenen Signal eingerichtet. Der veränderliche gesteuerte Oszillator ist zum Bereitstellen eines differenziellen phasenmodulierten Signals gemäß dem Phasenmodulationssignal eingerichtet, wobei das differenzielle phasenmodulierte Signal über einen ersten Knoten und einen zweiten Knoten bereitgestellt wird. Der Schalter ist zum gezielten Leiten des differenziellen phasenmodulierten Signals vom ersten Knoten und vom zweiten Knoten zu einem dritten Knoten und einem vierten Knoten gemäß einem Nulldurchgangs-Eingangssignal eingerichtet.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren mindestens teilweise durch eine Elektronikschaltung durchgeführt. Das Verfahren weist auf ein gezieltes Verschieben einer Phase eines Basisband-Phasensignals um einhundertachtzig Grad gemäß einem Nulldurchgangssignal zum Ausgeben eines gezielt phasenverschobenen Signals. Auch weist das Verfahren ein Ableiten eines phasenmodulierten Hochfrequenz-Trägersignals aus dem gezielt phasenverschobenen Signal auf. Das Verfahren weist weiterhin ein gezieltes Invertieren des phasenmodulierten Hochfrequenz-Trägersignals gemäß dem Nulldurchgangssignal auf.
In einer weiteren Ausführungsform enthält eine Vorrichtung eine Quelle elektrischer Energie. Auch enthält die Elektronikschaltung eine an die Quelle elektrischer Energie angekoppelte Elektronikschaltung. Die Elektronikschaltung ist zum gezielten Verschieben einer Phase eines Basisband-Phasensignals um einhundertachtzig Grad gemäß einem Nulldurchgangssignal, Ableiten eines phasenmodulierten Hochfrequenz-Trägersignals und gezielten Invertieren des phasenmodulierten Hochfrequenz-Trägersignals gemäß dem Nulldurchgangssignal eingerichtet. Weiterhin ist die Elektronikschaltung zum Ableiten eines amplitudenmodulierten Signals aus einem Basisband-Amplitudensignal und Vermischen des gezielt invertierten phasenmodulierten Trägersignals mit dem amplitudenmodulierten Signal zum Ableiten eines polarmodulierten Trägersignals eingerichtet.
Schaltungen und weitere hier bereitgestellte Funktionsaspekte können mindestens teilweise auf einem gemeinsamen Substrat hergestellt werden, so dass ein oder mehrere jeweilige integrierte Schaltungsbauelemente definiert sind. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann mindestens ein Teil des hier dargestellten Funktionsgegenstandes innerhalb einer Umgebung von 130, 90, 65, 45 oder 32 Nanometer (oder kleiner) hergestellt werden.
Die hier beschriebenen Verfahren können auf eine Anzahl von Weisen implementiert werden. Unten stehend wird ein erläuternder Zusammenhang unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren und die weitergehende Besprechung bereitgestellt.
Erste beispielhafte Ausführungsform
4 ist ein Blockschaltbild eines Polarmodulationssystems 400 gemäß der gegenwärtigen Lehre. Das System 400 enthält einen Phasenschieber 401 und einen Phasenmodulator 402. Der Phasenschieber 401 ist zum gezielten Verschieben der Phase eines Basisband-Phasensignals Φ(t) um einhundertachtzig Grad gemäß dem momentanen Zustand eines Nulldurchgangs-Eingangssignals zum Ausgeben eines gezielt phasenverschobenen Signals eingerichtet. Die Phase des Basisband-Phasensignals wird zum Ausgeben eines gezielt phasenverschobenen Signals bei Auftreten eines Nulldurchgangs gezielt um einhundertachtzig Grad verschoben. Wenn kein Nulldurchgang auftritt, wird die Basisbandphase des Basisband-Phasensignals nicht verschoben. Das Signal Φ(t) ist zeitveränderlich und entspricht einem vordefinierten Digitalsymbol Modulationsverfahren (Konstellation). Der Phasenmodulator 402 ist zum Modulieren der Phase eines HF-Trägersignals gemäß dem gezielt phasenverschobenen Signal eingerichtet.
Auch enthält das System 400 einen Amplitudeninverter 404. Der Amplitudeninverter 404 ist zum gezielten Invertieren (d. h. Vertauschen oder „Flippen” von Polaritäten) der Amplitudeneigenschaft des phasenmodulierten HF-Trägersignals gemäß dem momentanen Zustand eines Nulldurchgangs-Eingangssignals eingerichtet. Die Gesamtfunktionsweise des Systems ist wie folgt. Bei Auftreten eines Nulldurchgangs ist das Basisband-Phasensignal Φ(t) einer Phasenverschiebung von einhundertachtzig Grad, Phasenmodulation und Amplitudeninversion unterworfen. Wenn kein Nulldurchgang auftritt, ist das Basisband-Phasensignal Φ(t) nur einer Phasenmodulation unterworfen, ohne einer Phasenverschiebung von einhundertachtzig Grad bzw. Amplitudeninversion unterworfen zu sein. Der Zustand des Nulldurchgangssignals kann gemäß der durch den digitalen Basisband-Informationsstrom diktierten nächsten erforderlichen Polarmodulation bestimmt werden. Als Beispiel und nicht zur Begrenzung kann eine Nachschlagetabelle oder (nicht dargestellte) Zustandsmaschine eingerichtet gemäß der entsprechenden Symbolkonstellation zur Bereitstellung des Nulldurchgangssignals benutzt werden. Das Nulldurchgangssignal ist zeitlich mit dem Basisband-Phasensignal Φ(t) synchronisiert. In einer oder mehreren Ausführungsformen wird das Nulldurchgangssignal als Einzel-Bit-Digitalsignal bereitgestellt, wie beispielsweise als „0”, die keinen Nulldurchgang darstellt, und „1”, die Nulldurchgang oder Nulldurchgangsnähe darstellt (siehe untenstehende Besprechung), oder umkehrt. In jedem Fall ist das Nulldurchgangssignal leicht abgeleitet, die Phase des Basisband-Phasensignals wird gezielt um einhundertachtzig Grad verschoben und vom Amplitudeninverter 404 wird das phasenmodulierte HF-Trägersignal entsprechend gezielt invertiert.
Auch wird ein weiteres ähnliches Szenario „Nulldurchgangsnähe” betrachtet. Eine „Nulldurchgangsnähe” tritt ein, wenn sich die Signalbahn dem Ursprung des Konstellationsdiagramms in einem vorbestimmten Abstand nähert. Es kann eine Schaltung zum Erkennen des Abstandes der Signalbahn vom Ursprung des Konstellationsdiagramms entworfen werden. Wenn der Abstand unter dem vorbestimmten Abstand liegt, ändert sich der Wert des Nulldurchgangssignals von „0” auf „1” oder umgekehrt. Auch kann das Nulldurchgangssignal auf eine weitere Weise entworfen werden. Beispielsweise kann das Nulldurchgangssignal ein den Abstand der Signalbahn vom Ursprung des Konstellationsdiagramms definierendes Dauersignals anstelle eines Einzel-Bit-Digitalsignals sein. In dieser Situation tritt eine „Nulldurchgangsnähe” ein, wenn das Nulldurchgangssignal kleiner als ein vorbestimmter Wert und/oder ein größerer Phasensprung als einvorbestimmter Wert ist.
Das System 400 enthält auch einen Amplitudenmodulator 406. Der Amplitudenmodulator 406 ist zum Empfangen eines Basisband-Amplitudensignals A(t) und zum Bereitstellen eines entsprechenden Amplitudenmodulationssignals eingerichtet. Das Basisband-Amplitudensignal A(t) ist zeitveränderlich und entspricht der gleichen vordefinierten Digitalsymbolkonstellation wie der des Basisband-Phasensignals Φ(t). Weiterhin enthält das System einen Mischer 408. Der Mischer 408 ist zum Empfangen des gezielt invertierten phasenmodulierten HF-Trägersignals vom Amplitudeninverter 404 und des Amplitudenmodulationssignals vom Amplitudenmodulator 406 eingerichtet. Der Mischer 408 wiederum moduliert die Amplitudeneigenschaft des gezielt invertierten phasenmodulierten HF-Trägersignals und leitet damit ein polarmoduliertes Trägersignal ab. Das polarmodulierte Trägersignal kann dann weiter verarbeitet und/oder verwendet werden (z. B. leistungsverstärkt, als drahtloses Signal übertragen usw.).
Bei Auftreten eines Nulldurchgangs weist das Basisband-Phasensignal Φ(t) eine Phasenänderung von einhundertachtzig Grad auf. Der Phasenschieber 401 verschiebt jedoch auch um einhundertachtzig Grad zurück. Die Phaseneingabe in den Phasenmodulator 402 ist daher fortlaufend ohne irgendwelche sprunghaften Änderungen. Auch bei Auftreten einer Nulldurchgangsnähe ist die Phaseneingabe in den Phasenmodulator 402 immer noch beinahe fortlaufend mit nur einer sehr geringen Änderung. So ist die Modulationsgüte immer noch verbessert. Das Ergebnis ist ein Modulationssystem 400, in dem der Phasenmodulator 402 ohne die Verzerrung arbeiten kann, die typischerweise während eines normalen Nulldurchgangsbetriebs auftritt. Auch sind die Bandbreitenerfordernisse des Phasenmodulators gelockert und die Modulationsgüte ist verbessert. Über das System 400 wird eine größere gesamte polarmodulierte Trägersignaltreue und Datenbandbreite (d. h. Durchsatz) erreicht.
5 zeigt grafisch die Ausgangssignaleigenschaften des Phasenmodulators 402 während des Nulldurchgangs mit jeweiligen Signaldiagrammen 502 und 504.
Beispielhaftes Verfahren
6 ist ein Verfahren 600 gemäß der gegenwärtigen Lehre zeigendes Flussdiagramm. Das Verfahren 600 enthält bestimmte Schritte und eine Ausführungsreihenfolge. Es versteht sich jedoch, dass andere Verfahren, die jeweils andere Schritte enthalten und/oder einen oder mehrere der gezeigten Schritte weglassen und/oder in anderen Ausführungsreihenfolgen fortschreiten, ebenfalls gemäß der gegenwärtigen Lehre benutzt werden können. Das Verfahren 600 ist daher beispielhaft und in Bezug auf die durch die gegenwärtige Lehre in Betracht gezogenen Operationen nicht beschränkt.
Bei 602 wird die Phase eines Basisband-Phasensignals gezielt gemäß einem Nulldurchgangssignal zum Ausgeben eines gezielt phasenverschobenen Signals bei Auftreten des Nulldurchgangs um einhundertachtzig Grad verschoben. Die Phase des Basisband-Phasensignals wird nicht verschoben, wenn kein Nulldurchgang auftritt.
Bei 604 wird ein phasenmoduliertes Trägersignal entsprechend dem gezielt phasenverschobenen Signal abgeleitet, nachdem das gezielt phasenverschobene Signal einer Phasenmodulation unterworfen ist.
Bei 606 wird die Amplitudeneigenschaft des bei 604 abgeleiteten phasenmodulierten Trägersignals gezielt gemäß dem Nulldurchgangssignal invertiert. So wie sie hier benutzt wird, bezieht sich Inversion auf ein Umdrehen der Polarität (oder des Vorzeichens) des Trägersignals in Bezug auf seine ursprüngliche Polarität. Die momentane zeitliche Änderungsrate des phasenmodulierten Trägersignals wird jedoch im absoluten Sinn nicht beeinflusst. Das invertierte Signal ist im Wesentlichen ein Spiegelbild des ursprünglichen phasenmodulierten Signals. Auf jeden Fall wird entweder das ursprüngliche (nicht invertierte) oder das invertierte phasenmodulierte Trägersignals zur Weiterverarbeitung gemäß dem Verfahren 600 weitergeleitet.
Bei 608 wird ein Amplitudenmodulationssignal gemäß einem Basisband-Amplitudensignal abgeleitet. Das Amplitudenmodulationssignal entspricht der gleichen Digitalsymbolkonstellation wie der bei 604 oben benutzten.
Bei 610 wird die Amplitudeneigenschaft des (ursprünglichen oder invertierten) phasenmodulierten Trägersignals gemäß dem bei 608 oben abgeleiteten Amplitudenmodulationssignal moduliert. Dabei wird ein polarmoduliertes Trägersignal abgeleitet. Das polarmodulierte Trägersignal entspricht einer vorbestimmten Digitalsymbolkonstellation (z. B. vier Symbole, acht Symbole usw.). Dabei übermittelt das polarmodulierte Trägersignal einen Strom von Digitalinformationen gemäß einem vorbestimmten Kommunikationsprotokoll.
Bei 612 wird das polarmodulierte Trägersignal zum Durchführen einer für alle Digitalmodulationsstandards wie beispielsweise UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) und LTE (Long Term Evolution) benutzten Drahtlos-Funktion benutzt. Beispielsweise und nicht als Beschränkung wird das polarmodulierte Trägersignal zum Erleichtern einer Internet-Browsing-Sitzung über ein Mobiltelefon und eine Mobildienste-Infrastruktur (d. h. Dienstanbieter) benutzt. Auch kann eine beliebige Anzahl sonstiger beispielhafter und nicht begrenzender Nutzungsszenarios unter Verwendung der polarmodulierten Trägersignalerzeugung gemäß dem Verfahren 600 durchgeführt werden.
Zweite beispielhafte Ausführungsform
7 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform des Polarmodulationssystems 700 gemäß der gegenwärtigen Lehre. Das System 700 enthält einen Phasenschieber 701 und eine Phasenregelschleife (PLL – phase locked loop) 702. Der Phasenschieber 701 ist zum gezielten Verschieben der Phase eines Basisband-Phasensignals Φ(t) um einhundertachtzig Grad zum Ausgeben eines gezielt phasenverschobenen Signals gemäß dem momentanen Zustand eines Nulldurchgangs-Eingangssignals eingerichtet. Bei Auftreten eines Nulldurchgangs wird das Basisband-Phasensignal Φ(t) einer Phasenverschiebung von einhundertachtzig Grad unterworfen. Wenn kein Nulldurchgang auftritt, wird die Phase des Basisband-Phasensignals Φ(t) nicht verschoben. Die PLL 702 ist zum Empfangen des gezielt phasenverschobenen Signals eingerichtet. Die PLL 702 ist weiterhin zum Erzeugen und Bereitstellen eines Phasenmodulationssignals für einen veränderlichen gesteuerten Oszillator (VCO – variable controlled oscillator) 704 des Systems 700 eingerichtet.
Auch enthält das System 700 den oben eingeführten VCO 704. Der VCO 704 ist zum Bereitstellen eines phasenmodulierten Träger-(Ausgangs-)Signals als Reaktion auf das Phasenmodulationssignal von der PLL 702 eingerichtet. Das phasenmodulierte Trägersignal vom VCO 704 wird wiederum zur PLL 702 zurückgekoppelt und wird zum Regeln des dadurch erzeugten Phasenmodulationssignals benutzt. Auf diese Weise wird ein Regelungsverhältnis hergestellt und durch die PLL 702 und den VCO 704 wird zusammenwirkend ein Phasenmodulator definiert.
Es ist von Bedeutung zu beachten, dass der VCO 704 das phasenmodulierte Trägersignal als ein differenzielles bzw. „schwebendes” Ausgangssignal über die entsprechenden Knoten 706 und 708 bereitstellt. In einer Ausführungsform ist der VCO 704 so eingerichtet, dass der Knoten 706 stets eine positive elektrische Polarität zum Knoten 708 aufweist. Auch können andere Ausführungsformen mit anderen Polaritätsauslegungen der Knoten 706 und 708 benutzt werden. Auf alle Fälle kann das durch den VCO 704 bereitgestellte phasenmodulierte Trägersignal auf invertierte oder nicht invertierte Weise angekoppelt (oder darauf zugegriffen) werden.
Das System 700 enthält einen Überkreuzungsschalter (Schalter) 710. Der Schalter 710 ist zum gezielten Ankoppeln des an Knoten 706 und 708 bereitgestellten phasenmodulierten Trägersignals an ein Paar Ausgangsknoten 712 bzw. 714 des Schalters 710 gemäß dem momentanen Zustand eines Nulldurchgangssignals (ZCS – zero crossing signal). In einer Ausführungsform ist das Nulldurchgangssignal ein Einzelbit-Digitalsignal. In einer beispielhaften und nicht begrenzenden Ausführungsform ist der Schalter 710 zum Betrieb gemäß der TABELLE 1 unten ausgelegt; TABELLE 1

ZCS Kopplung Kopplung Ausgangszustand

Knoten 706 Knoten 708

0 Knoten 712 Knoten 714 nicht invertiert

1 Knoten 714 Knoten 712 invertiert
So wird gemäß der TABELLE 1 oben durch den Schalter 710 als Reaktion auf einen „0”-(d. h. nicht invertierten) Zustand des Nulldurchgangssignals der Knoten 706 direkt an den Knoten 712 angekoppelt (d. h. angeschlossen) und der Knoten 708 direkt an den Knoten 714 angekoppelt. Andererseits wird durch den Schalter 710 als Reaktion auf einen „1”-(d. h. invertierten) Zustand des Nulldurchgangssignals der Knoten 706 direkt an den Knoten 714 angekoppelt und der Knoten 708 direkt an den Knoten 712 angekoppelt. Auch können andere Ausführungsformen des Überkreuzungsschalters 710 benutzt werden. Auf alle Fälle ist der Schalter 710 zum gezielten Invertieren des an Ausgangsknoten 712 und 714 angelegten phasenmodulierten Trägersignals unter Steuerung des Nulldurchgangssignals eingerichtet.
Auch enthält das System 700 einen Amplitudenmodulator 716. Der Amplitudenmodulator 716 ist zum Empfangen eines Basisband-Amplitudensignals A(t) und Bereitstellen (d. h. Ausgeben) eines entsprechenden Amplitudenmodulationssignals eingerichtet. Weiterhin enthält das System 700 einen Mischer 718. Der Mischer 718 ist zum Empfangen des gezielt invertierten phasenmodulierten Trägersignals an Knoten 712 und 714 und des Amplitudenmodulationssignals vom Amplitudenmodulator 716 und Bereitstellen (d. h. Ausgeben) eines polarmodulierten Trägersignals eingerichtet. Das polarmodulierte Trägersignal entspricht einer vorbestimmten Digitalsymbolkonstellation (z. B. vier Symbole, acht Symbole, 16 Symbole usw.).
Das System 700 ist beispielhaft für ein Polarmodulationssystem (oder -schaltungen) gemäß der gegenwärtigen Lehre. In diesem System ist die Phaseneingabe in den Phasenmodulator 402 kontinuierlich ohne jegliche plötzlichen Änderungen. Im Ergebnis wird die Gesamt-Signalverzerrung verringert und der Datendurchsatz wird relativ zu dem bekannten Polarmodulationsverfahren (z. B. System 200) unter dem System 700 erhöht.
Beispielhafte Vorrichtungen
8 ist eine Blockschaltbildansicht einer drahtlosen Vorrichtung (d. h. Vorrichtung) 800 mit Aspekten der gegenwärtigen Lehre. Für Zwecke eines nicht begrenzenden Beispiels wird angenommen, dass die drahtlose Vorrichtung 800 verschiedene Ressourcen enthält, die der Deutlichkeit halber nicht besonders dargestellt sind. Es wird weiterhin angenommen, dass die drahtlose Vorrichtung 800 zum Betrieb in einem oder mehreren drahtlosen Betriebsweisen ausgelegt ist (z. B. Zellularkommunikation, globales Positioniersystem (GPS), UMTS- und LTE-Empfänger usw.).
Die drahtlose Vorrichtung 800 enthält eine Schaltung 802. Die Schaltung 802 enthält unter anderen möglichen Merkmalen einen Polarmodulator 804. Der Polarmodulator 804 ist für den Betrieb gemäß der gegenwärtigen Lehre ausgelegt. So kann der Polarmodulator 804 mittels des Polarmodulationssystems 400 oder des Polarmodulationssystems 700 ausgeführt sein. Auch können andere Ausführungsformen gemäß der gegenwärtigen Lehre benutzt werden. Auf alle Fälle liefert der Polarmodulator 804 ein polarmoduliertes Hochfrequenz-(HF-)Trägersignal zum Übermitteln von Digitalinformationen gemäß einer vorbestimmten Digitalsymbolkonstellation.
Weiterhin enthält die drahtlose Vorrichtung 800 eine Quelle elektrischer Energie bzw. „Stromquelle” 806. In einer oder mehreren Ausführungsformen wird die Stromquelle 806 durch eine oder mehrere Batterien definiert. In anderen Ausführungsformen kann die Stromquelle 806 durch eine induktiv gekoppelte Stromversorgung definiert sein, die durch ein durch irgendeine der drahtlosen Vorrichtung 800 externe Instanz bereitgestelltes elektromagnetisches Beleuchtungsfeld erregt wird. Auch können andere Arten von Stromquelle 806 benutzt werden. Auf alle Fälle ist die Stromquelle 806 so angekoppelt, dass sie elektrische Energie für die Schaltung 802 bereitstellt. Es wird angenommen, dass die drahtlose Vorrichtung 800 auf diese Weise tragbar betreibbar ist.
Weiterhin enthält die drahtlose Vorrichtung 800 eine Antenne 808. Es wird angenommen, dass die drahtlose Vorrichtung 800 mittels drahtloser Signale 810 einschließlich des unmittelbar oben besprochenen polarmodulierten Trägersignals zwischen der Antenne 808 und einem drahtlosen Netz 812 funktioniert. Der Einfachheit halber ist ein einzelner Mobilfunkturm 812 dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass andere (nicht gezeigte) Ressourcen eines entsprechenden drahtlosen Netzes ebenfalls gegenwärtig und nach Bedarf funktionsfähig sind, damit die drahtlose Vorrichtung 800 ihre verschiedenen Funktionen (Mobilfunkkommunikation, Internetzugriff usw.) durchführen kann. Die drahtlose Vorrichtung 800 ist ein allgemeines und nicht begrenzendes Beispiel zahlloser Vorrichtungen und Systeme, die gemäß den Mitteln und Verfahren der gegenwärtigen Lehre ausgelegt und betrieben werden können.
Schlussfolgerung
Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung und der folgenden Ansprüche sind die Begriffe „gekoppelt” und „verbunden” zum Beschreiben, wie verschiedene Elemente angeschlossen sind, benutzt worden. Ein solcher beschriebener Anschluss verschiedener Elemente kann entweder direkt oder indirekt stattfinden. Obwohl der Erfindungsgegenstand in einer für Strukturmerkmale und/oder Verfahrenshandlungen spezifischen Sprache beschrieben worden ist, versteht es sich, dass der in den beiliegenden Ansprüche definierte. Erfindungsgegenstand nicht unbedingt auf die beschriebenen bestimmten Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Stattdessen sind die bestimmten Merkmale und Handlungen als bevorzugte Formen der Ausführung der Ansprüche offenbart.

Claims

Schaltung (400), aufweisend: • einen Phasenschieber (401) zum gezielten Verschieben einer Phase eines Basisband-Phasensignals (Φ(t)) um einhundertachtzig Grad gemäß einem Nulldurchgangssignal zum Ausgeben eines gezielt phasenverschobenen Signals; • einen Phasenmodulator (402) zum Bereitstellen eines phasenmodulierten Trägersignals gemäß dem gezielt phasenverschobenen Signal; und • eine Vorrichtung (404) zum gezielten Invertieren des phasenmodulierten Trägersignals gemäß dem Nulldurchgangssignal.
Schaltung (400) gemäß Anspruch 1, wobei eine Phase des gezielt phasenverschobenen Signals kontinuierlich ist, wenn die Schaltung (400) Nulldurchgang oder Nulldurchgangsnähe in einem Konstellationsdiagramm erkennt.
Schaltung (400) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Nulldurchgangssignal einem Nulldurchgangsereignis innerhalb eines vorbestimmten Polarmodulationsschemas entspricht.
Schaltung (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Basisband-Phasensignal (Φ(t)) einem Digitalinformationsstrom entspricht.
Schaltung (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: • einen Amplitudenmodulator (406) zum Bereitstellen eines amplitudenmodulierten Signals gemäß einem Basisband-Amplitudensignal (A(t)); und • einen Mischer (408) zum Modulieren einer Amplitudeneigenschaft des gezielt invertierten phasenmodulierten Signals gemäß dem amplitudenmodulierten Signal zum Ableiten eines polarmodulierten Trägersignals.
Schaltung (400) gemäß Anspruch 5, wobei das Basisband-Amplitudensignal (A(t)) einem Digitalinformationsstrom entspricht.
Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung zum gezielten Invertieren des Phasenmodulierten Trägersignals gemäß dem Nulldurchgangssignal als Inverter ausgebildet ist.
Schaltung (700) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Phasenmodulator als eine Phasenregelschleife (702) zum Bereitstellen eines Phasenmodulationssignals gemäß dem gezielt phasenverschobenen Signal zusammen mit einem veränderlichen gesteuerten Oszillator (704) zum Bereitstellen eines phasenverschobenen Differenzsignals gemäß dem Phasenmodulationssignal ausgebildet ist, wobei das phasenmodulierte Differenzsignal über einen ersten Knoten (706) und einen zweiten Knoten (708) bereitgestellt wird; und die Vorrichtung zum gezielten Invertieren des phasenmodulierten Trägersignals als ein Schalter (710) zum gezielten Leiten des phasenmodulierten Differenzsignals vom ersten Knoten (706) und dem zweiten Knoten (708) zu einem dritten Knoten (712) und einem vierten Knoten (714) gemäß dem Nulldurchgangssignal ausgebildet ist.
Schaltung (700) gemäß Anspruch 8, wobei der Schalter (710) weiterhin durch einen Überkreuzungsschalter (710) eingerichtet zum • Ankoppeln des ersten Knotens (706) an den dritten Knoten (712) und Ankoppeln des zweiten Knotens (708) an den vierten Knoten (714) als Reaktion auf einen ersten Zustand des Nulldurchgangs-Eingangssignals; und • Ankoppeln des ersten Knotens (706) an den vierten Knoten (714) und Ankoppeln des zweiten Knotens (708) an den dritten Knoten (712) als Reaktion auf einen zweiten Zustand des Nulldurchgangs-Eingangssignals definiert ist.
Schaltung (700) gemäß Anspruch 9, ferner aufweisend: • einen Amplitudenmodulator (716) zum Bereitstellen eines Amplitudenmodulationssignals gemäß einem Amplitudeneingangssignal; und • einen an den dritten Knoten (712) und den vierten Knoten (714) angekoppelten Mischer (718), wobei der Mischer (718) zum Mischen des phasenmodulierten Differenzsignals und des Amplitudenmodulationssignals zum Ableiten eines polarmodulierten Trägersignals eingerichtet ist.
Schaltung (700) gemäß Anspruch 10, • wobei das Basisband-Phasensignal (Φ(t)) und das Amplitudeneingangssignal jeweils einem Digital-Basisbandsignal entsprechen; und • das Nulldurchgangssignal einem Nulldurchgangsereignis in einem vorbestimmten Polarmodulationsschema entspricht.
Schaltung (700) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Schaltung (700) zum Betrieb gemäß einer Digitalsymbolkonstellation von mindestens vier Symbolen eingerichtet ist.
Schaltung (700) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei eine Phase des gezielt phasenverschobenen Signals kontinuierlich ist, wenn die Schaltung Nulldurchgang oder Nulldurchgangsnähe in einem Konstellationsdiagramm erkennt.
Schaltung (700) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die Schaltung mindestens teilweise durch eine integrierte Schaltung definiert ist.
Verfahren (600), aufweisend: • gezieltes Verschieben einer Phase eines Basisband Phasensignals um einhundertachtzig Grad gemäß einem Nulldurchgangssignal zum Ausgeben eines gezielt phasenverschobenen Signals (602); • Ableiten eines phasenmodulierten Hochfrequenz-Trägersignals aus dem gezielt phasenverschobenen Signal (604); und • gezieltes Invertieren des phasenmodulierten Hochfrequenz-Trägersignals gemäß dem Nulldurchgangssignal (606).
Verfahren (600) gemäß Anspruch 15, • wobei das phasenmodulierte Hochfrequenz-Trägersignal ferner durch ein an einem ersten elektrischen Knoten und einem zweiten elektrischen Knoten bereitgestelltes phasenmoduliertes Differenz-Hochfrequenz-Trägersignal definiert ist; • wobei das gezielte Invertieren des phasenmodulierten Hochfrequenz-Trägersignals gezieltes Ankoppeln des ersten elektrischen Knotens an entweder einen dritten elektrischen Knoten oder einen vierten elektrischen Knoten gemäß dem Nulldurchgangssignal aufweist; und • wobei das gezielte Invertieren des phasenmodulierten Hochfrequenz-Trägersignals auch das gezielte Ankoppeln des zweiten elektrischen Knotens an entweder den vierten elektrischen Knoten oder den dritten elektrischen Knoten gemäß dem Nulldurchgangssignal aufweist.
Verfahren (600) gemäß Anspruch 15 oder 16, ferner aufweisend: • Ableiten eines amplitudenmodulierten Signals aus einem Amplitudeneingangssignal (608); und • Mischen des gezielt invertierten Phasenmodulationssignals und des amplitudenmodulierten Signals zum Ableiten eines polarmodulierten Hochfrequenz-Trägersignals.