DE19617141C1 - Verfahren zur digitalen Phasenschritt-Modulation und System zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur digitalen Phasenschritt-Modulation und System zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur digitalen
Phasenschritt-Modulation nach dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1 und ein System zu dessen Durchführung.
Es sind digitale Phasenumtast-Modulationen bekannt, bei
spielsweise in Form einer digitalen Phasenumtastung (PSK =
Phase Shift Keying). Bei der digitaler Phasenumtastung (PSK)
handelt es sich um eine Modulation eines Trägers, bei wel
cher bei konstant gehaltener Amplitude und Frequenz des Modu
lationsträgers jedem Kennzustand eines diskreten Signals eine
bestimmte Phasenlage des Modulationsträgers entspricht. Der
Übergang von einer Phasenlage zur anderen kann eine konti
nuierliche oder diskontinuierliche Änderung sein. Ferner ist
die MSK-Modulation (Minimum Shift Keying) bekannt, die eine
spezielle Form der CPFSK-Modulation (Continuous Phase Fre
quency Shift Keying) ist. Bei der CPFSK-Modulation handelt es
sich um eine FSK-(Frequenzumtast-)-Modulation mit phasenkon
tinuierlichem Übergang zwischen den Frequenzen.
Die MSK-Modulation ist eine CPFSK-Modulation mit einem Modu
lationsindex von 0,5, die bei orthogonalen Signalen und mini
malem Frequenzhub einen Kompromiß zwischen Störfestigkeit und
Bandbreitenbedarf ergibt. Die MSK-Modulation erfordert aller
dings eine manchmal nicht annehmbar hohe Übertragungsband
breite oder ergibt eine zu geringe Datenübertragungsrate, was
auch durch die geglättete Variante z. B. der bekannten GMSK-Modulation
(Gaussian Minimum Shift Keying) oft nicht in aus
reichendem Maße verbessert werden kann.
Die GMSK-Modulation wird beispielsweise in Mobilfunksystemen
eingesetzt. Ein solches Mobilfunksystem ist das aus M. Mouly,
M.-B. Pautet, "The GSM System for Mobile Communications",
1992, insbesondere S. 249-259, bekannte GSM-Mobilfunksystem.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes digitales Pha
senschritt-Modulationsverfahren zu schaffen, das gegenüber
bekannten derartigen Modulationsformen mit einer deutlich
verringerten Übertragungsbandbreite des modulierten Trägers
auskommt, eine erhöhte Datenübertragungsrate zuläßt oder aber
ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis zeigt. Außerdem
soll ein System zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Er
findung geschaffen werden.
Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe bei einem Verfahren
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale in
dessen kennzeichnenden Teil gelöst. Vorteilhafte und zweckmä
ßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in
den Unteransprüchen angegeben.
Ein System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist im Anspruch 17 angegeben. Die folgenden Ansprüche enthal
ten zweckmäßige Weiterbildungen und Ausführungsmöglichkeiten
dieses Systems auf der Sende- bzw. der Empfangsseite.
Nachfolgend werden das Verfahren und ein System gemäß der Er
findung durch Ausführungsbeispiele anhand von drei Tabellen
und einer Figur erläutert. Es zeigen:
Tabelle 1 Phasenschritte beispielsweise bei 4-wertigen Sym
bolen unter Berücksichtigung eines zurückliegen
den Symbols,
Tabelle 2 Phasenschritte bei der bekannten MSK-Modulation
und bei einer gemäß der Erfindung ausgebildeten
MSK-Modulation,
Tabelle 3 Bit-Folgen mit den geringsten Abständen, und
die Figur über einem Bittakt zwei Phasenschrittverläufe zum
Vergleich zwischen der bekannten MSK-Modulation
und einer nach der Erfindung arbeitenden modifi
zierten MSK-Modulation.
Bei der digitalen Phasenschritt-Modulation gemäß der Erfin
dung wird für jedes Symbol eines zu übertragenden Signals ein
diskreter Phasenschritt bei einem Modulationsträger durchge
führt. Ferner sind die Phasenschritte jeweils von dem aktuell
zu übertragenden Symbol und von einem oder mehreren der vor
her übertragenen Symbole abhängig.
Vorteilhafterweise werden die diskreten Phasenschritte an ih
ren Übergängen einer Filterung bzw. einer Pulsformung unter
worfen, bevor die tatsächliche Phasenmodulation des Modulati
onsträgers durchgeführt wird. Bevorzugt wird dabei eine gauß- bzw.
sinusförmige Form des Phasenübergangs verwendet. Hierbei
wird die Amplitude des Modulationsträgers konstant gehalten.
Neben der Form, die gauß- oder sinusförmig, aber auch nach
einer Potenzfunktion oder linear ausgebildet sein kann, läßt
sich auch die Steilheit eines Phasenübergangs wählen. Deswei
teren kann die Übergangszeit für alle Phasenübergänge so ge
wählt werden, daß sie konstant ist. Die maximale Steigung des
Phasenübergangs läßt sich so wählen, daß sie konstant ist. In
Abhängigkeit vom aktuellen Phasenschritt ergeben sich dann
unterschiedliche Übergangszeiten, jedoch gleiche maximale Mo
mentanfrequenzen.
Im einfachsten Fall bestehen die Symbole aus einzelnen zu
übertragenden Bits; für höherstufige Modulationen bestehen
sie hingegen aus zwei oder mehr zu übertragenden Bits. Die
Berücksichtigungstiefe zeitlich zurückliegender Symbole kann
dabei unterschiedlich gewählt werden. Als eine Weiterbildung
können die durchzuführenden Phasenschritte zusätzlich von der
aktuellen Symbolposition in einem Datensignalstrom abhängig
gemacht werden. Durch eine geeignete Wahl der vorstehend be
schriebenen Parameter lassen sich deutliche Verbesserungen
gegenüber bekannten digitalen Phasenschritt-Modulationsver
fahren erzielen. Daher sind Verbesserungen durch einen redu
zierten Bandbreitenbedarf des modulierten Trägers oder ein
verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis von besonderem Interes
se.
Derartige Modulationen lassen sich durch Tabellen für die
aktuellen Phasenschritte und Phasenwerte darstellen und auch
realisieren, welche für ein zu übertragendes Symbol eines Si
gnals in Abhängigkeit von den zeitlich bereits vorher über
tragenen Symbolen verwendet werden. In Tabelle 1 ist ein Bei
spiel für 4-wertige Symbole unter Berücksichtigung eines vor
hergehenden Symbols dargestellt. In dem im Beispiel angenom
menen Fall enthält die Phasenschritt-Tabelle 1 also 16 Werte.
In Tabelle 1 sind die Symbole mit S0 bis S15 und die mögli
chen Phasenschritte mit P0 bis P15 bezeichnet.
Wenn mehr als ein zurückliegendes Symbol berücksichtigt wer
den soll, ergibt sich eine entsprechende Erhöhung der Anzahl
an möglichen Phasenschritten. Prinzipiell können die Phasen
schritte beliebig gewählt werden. Um aber bestimmte ge
wünschte Effekte zu erzielen, sind nur wenige unterschiedli
che Phasenschritte notwendig bzw. die Phasenschritte können
einfachen Gesetzmäßigkeiten folgen.
Im folgenden wird ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbei
spiel einer gemäß der Erfindung ausgebildeten, digitalen Pha
senschritt-Modulationsform im Vergleich zur bekannten MSK-Modulation
beschrieben. Bei der bekannten MSK-Modulationsform
werden die beiden Phasenschritte +90° und -90° verwendet, und
es werden die zurückliegenden Symbole nicht berücksichtigt.
Die einzelnen Phasenschritte sind linear gefiltert, d. h. alle
Übergänge von einem Phasenzustand zu einem anderen erfolgen
linear innerhalb einer Bitdauer. Die ebenfalls bekannte GMSK-Modula
tionsform geht aus dieser Modulation hervor, wenn die linea
ren Übergänge der MSK-Modulation durch gaußgefilterte Über
gänge ersetzt werden.
In Tabelle 2 sind die Phasenschritte bei der bekannten MSK-Modulation
und bei einer gemäß der Erfindung ausgebildeten
MSK-Modulationsform, die im folgenden als modifizierte MSK-Modulation
bezeichnet wird, unter Berücksichtigung eines zu
rückliegenden Bits auf der Basis einer digitalen Phasen
schritt-Modulation gegenübergestellt. Die modifizierte Modu
lation weist einen deutlich reduzierten Bandbreitenbedarf des
modulierten Trägers auf.
Als wesentlicher Unterschied ist in Tabelle 2 zu erkennen,
daß nunmehr neben den beiden bei der bekannten MSK-Modulation
bereits vorhandenen Phasenschritten von +90° und -90° ein
weiterer Phasenschritt von 0° vorgesehen ist.
Der Phasenschritt von 0° wird immer dann verwendet, wenn das
aktuell zu übertragende und das unmittelbar vorher gesendete
Bit unterschiedlich sind, d. h. Bitfolgen 0-1 oder 1-0 vorlie
gen. Sind die beiden aufeinanderfolgenden Bits jedoch gleich,
d. h. liegen Bitfolgen 0-0 oder 1-1 vor, dann werden die glei
chen Phasenschritte wie bei der bekannten MSK-Modulation ver
wendet.
Zwischen den anhand von Tabelle 2 verglichenen Modulationen
bestehen folgende Unterschiede: Für reine 0-Folgen oder reine
1-Folgen bestehen keinerlei Unterschiede zwischen den beiden
Modulationsarten. Bei der Übertragung von 0-1-Folgen hingegen
erfolgt bei der bekannten MSK-Modulation ein ständiger Wech
sel des Vorzeichens des Phasenschritts. Bei der so bezeichne
ten modifizierten MSK-Modulation, d. h. bei dem erfindungsge
mäßen Modulationsverfahren, ändert sich die Phase hingegen
nicht.
Das bedeutet, daß für den Fall, bei welchem bei der bekannten
MSK-Modulation die höchste Modulationsfrequenz und damit die
größte Frequenzband-Verbreiterung des modulierten Trägers
auftritt, bei der modifizierten MSK-Modulationsform effektiv
überhaupt keine Modulation des Trägers erfolgt. Bei der An
wendung der erfindungsgemäßen modifizierten MSK-Modulation
ergibt sich daher eine deutliche Reduktion der Breite des
durch die Modulation belegten Frequenzspektrums.
Im folgenden wird zur Abschätzung dieser Reduzierung der
spektralen Breite eines modulierten Signals die höchste ef
fektive Modulationsfrequenz in beiden Fällen betrachtet. Bei
der bekannten MSK-Modulation tritt diese mit der halben Bit-Frequenz
und zwar dreieckförmig mit einem maximalen Phasenhub
von ±45° auf. Bei der gemäß der Erfindung modifizierten MSK-Modulation
entsteht die höchste Modulationsfrequenz bei
0-0-1-1-Bit-Folgen. Die höchste Modulationsfrequenz beträgt
daher nur ein Viertel der Bit-Frequenz. Der maximale Phasen
hub beträgt ebenfalls ±45°. Die Modulation erfolgt ferner mit
einem trapezförmigen Modulationssignal, welches erheblich we
niger Oberwellen ist als ein zum Vergleich herangezogenes
Dreieckssignal der MSK-Modulation aufweist.
Eine Modulation gemäß der Erfindung führt also zu einer be
trächtlichen Reduzierung des Modulations-Bandbreitenbedarfs.
Bei der modifizierten MSK-Modulation gemäß der Erfindung er
folgen Richtungsänderungen in der Phase stets über einen Mo
dulationsschritt mit konstanter Phase. Diese Codierung stellt
somit eine gewisse Vorfilterung des Modulationssignals dar.
Da die GMSK-Modulation, die beispielsweise im GSM (Global Sy
stem for Mobile Communication) -Mobilfunksystem verwendet
wird, aus der bekannten MSK-Modulation durch eine Gauß-Fil
terung hervorgeht, gelten die vorstehenden Ausführungen na
türlich auch für eine gemäß der Erfindung modifizierte GMSK-Modulation.
Aus dem in der Figur dargestellten Beispiel von zwei über ei
nem Bit-Takt-Verlauf aufgezeichneten Phasenschritt-Verläufen
für das gleiche zu übertragende Signal ist zu erkennen, daß
die resultierende mittlere Phasenmodulation der bekannten
MSK-Modulation (siehe den in der Figur oben dargestellten
Verlauf) und der gemäß der Erfindung modifizierten MSK-Modu
lation (siehe den in der Mitte der Figur dargestellten Ver
lauf) ähnlich sind. Der Unterschied besteht jedoch darin, daß
bei der modifizierten MSK-Modulation langsamere Richtungsän
derungen auftreten als bei der bekannten MSK-Modulation. Dies
bedeutet, daß bei der gemäß der Erfindung modifizierten MSK-Modulation
die hochfrequenten Modulationsanteile im Vergleich
zur bekannten MSK-Modulation erheblich reduziert sind. Bei
beiden in der Figur dargestellten Modulationsverläufen ergibt
sich nach einer weiteren Gauß-Filterung ein erheblich glatte
rer Verlauf der effektiven Phase eines modulierten Trägers
als im Falle der GMSK-Modulation, worin sich der reduzierte
spektrale Bandbreitenbedarf widerspiegelt.
Die Einführung eines dritten Phasenschrittes führt nicht zu
einem schlechteren Verhalten der gemäß der Erfindung modifi
zierten MSK-Modulation in Bezug auf Störungen, obwohl drei
mögliche Endzustände der Phase auftreten können und sich da
durch eine Verringerung der Euklidischen Distanz zeigt. In
der Realität muß stets nur zwischen zwei Zuständen unter
schieden werden, da nie ein unmittelbarer Wechsel von +90°
auf -90° oder umgekehrt auftreten kann.
Darüber hinaus sind durch die Modulationsvorschrift aufeinan
derfolgende Phasenschritte miteinander verknüpft. Hierdurch
ist das Erkennen und die Korrektur von falschen Einzelent
scheidungen ermöglicht, d. h. eine Trellis-Decodierung ergibt
für diese Modulation ein erheblich besseres Verhalten als ei
ne Einzelbit-Decodierung.
Für die bekannte MSK-Modulation und die gemäß der Erfindung
modifizierte MSK-Modulation sind in Tabelle 3 auf der Basis
einer Trellis-Decodierung die Folgen mit den geringsten Ab
ständen dargestellt. Die Folgenlänge ist für die gemäß der
Erfindung modifizierte MSK-Modulation um ein Bit größer als
die Folgenlänge für die bekannte MSK-Modulation. Wenn Fehler
vorkommen, treten sie nach Tabelle 3 in beiden Fällen als
Doppelfehler in benachbarten Bits auf.
Bei einer effektiven Detektion auf der Empfangsseite ist also
die Modulationsgesetzmäßigkeit mit in Betracht zu ziehen. Al
lein auf der Basis von Einzelbit-Entscheidungen würde sich
eine erhöhte Bitfehler-Wahrscheinlichkeit ergeben. Auf der
Basis einer "Maximum-Likelihood"-Detektion erlaubt das Modu
lationsverfahren nach der Erfindung jedoch eine nennenswerte
Reduktion des spektralen Bandbreitenbedarfs eines Signals und
damit eine Reduzierung der Bandbreite eines Übertragungska
nals bzw. eine Erhöhung der Datenrate bei gleicher Bandbreite
des Übertragungskanals.
Lediglich wegen der verhältnismäßig einfachen Darstellung ist
vorstehend die MSK-Modulation als Beispiel ausgewählt worden.
Die Verhältnisse gelten völlig analog auch für die GMSK-Modu
lation, wie sie beispielsweise im GSM-Mobilfunksystem einge
setzt wird. Da Mobilfunksysteme praktisch immer spektral be
grenzt sind, kommt einer effektiven Modulation eine erheb
liche Bedeutung zu. Der GMSK-Modulation kommt daher wegen ih
rer zusätzlichen spektralen Filterung eine erheblich größere
Bedeutung zu als der MSK-Modulation, die nur dann sinnvoll
eingesetzt werden kann, wenn mäßige Anforderungen an die
spektrale Effizienz gestellt werden.
Die Realisierung des erfindungsgemäßen Phasenschritt-Modula
tionsverfahrens in einem System läßt sich sendeseitig ähnlich
wie in derzeit bekannten Systemen durchführen. Hierzu werden
zweckmäßigerweise die Verläufe der Phase bzw. der beiden Qua
draturkomponenten, d. h. des I-Anteils und des Q-Anteils, in
einer Tabelle abgelegt. Die Adresse für diese Tabelle wird
durch die bisher gesendeten Bits und mit den Ausgängen eines
mit einem Vielfachen des Bittaktes betriebenen Zählers gebil
det. Damit ist der Feinverlauf der Phase festgelegt. Die
Grundphase wird dann üblicherweise aus den bisherigen Phasen
schritten abgeleitet und dazu addiert.
Die vorstehend beschriebene, gemäß der Erfindung modifizierte
MSK- bzw. GMSK-Modulation stellt einen relativ einfachen Fall
einer digitalen Phasenschritt-Modulation dar, da lediglich
ein zurückliegendes Bit berücksichtigt wird. Es lassen sich
mittels des erfindungsgemäßen Phasenschritt-Modulationsver
fahrens generell, wie am Beispiel aufgezeigt, der spektrale
Bandbreitenbedarf reduzieren und die Länge der Minimal folgen
erhöhen. Ein Einsatz des erfindungsgemäßen Phasenschritt-Modulationsverfahrens
ist besonderes vorteilhaft in Mobil
funksystemen, wie dem GSM-Mobilfunksystem.
Für Funksysteme sind insbesondere auch höherstufige, nach dem
Erfindungsprinzip arbeitende Modulationen von Interesse, bei
denen zwei oder mehr Bits ein Symbol des über den Träger zu
übertragenden Signals bilden, um höherratige Signalübertra
gungen zu ermöglichen.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems zur
Realisierung eine Mobilfunksystems wird eine zu übertragende
Datenrate von 16 kbit/s unter Verwendung einer Faltungs
codierung der Rate 1/2 für den sogenannten "Full-Rate"-Kanal
und eine Datenrate von 8 kbit/s für den sogenannten "Half-Rate"-Kanal
des Mobilfunksystems vorgeschlagen. In diesem Zu
sammenhang wird eine Erhöhung der "Constraint-Length" der
Faltungscodierung gegenüber dem bisher eingeführten GSM-System
vorgeschlagen.
Die gemäß der Erfindung ausgebildete Phasenschrittmodulation
und die beschriebenen Weiterbildungen erlauben Datenübertra
gungen mit einer Rate von 14,4 und 16 kbit/s, was gegenüber
der bisher bei GSM maximal erreichbaren Rate von 9,6 kbit/s
eine erhebliche Verbesserung darstellt. Für Sprachübertra
gungen auf "Half-Rate"-Kanälen läßt sich mit 8 kbit/s eine
wesentlich bessere Qualität als mit teilgeschützten 6,5
kbit/s beim jetzigen GSM-Mobilfunksystem erzielen.
Der zuletzt erwähnte Sachverhalt ist insbesondere deswegen
von Interesse, weil ein großer Bedarf an der Einführung von
"Half-Rate"-Sprachcodierern mit einer Datenrate von 8 kbit/s
und einer Rahmenzeit von 10 ms besteht, durch die sich die
effektive Netzkapazität etwa verdoppelt würde. Darüber hinaus
ließe sich die bisher beim GSM-System auftretende Verzöge
rungszeit von ca. 90 ms mit einem derartigen Sprachcodierer
reduzieren.
Claims (27)
1. Verfahren zur digitalen Phasenschritt-Modulation eines
Modulationsträgers, bei dem für jedes zu übertragende digita
le Symbol eines Signals ein diskreter Phasenschritt bei kon
stant gehaltener Amplitude durchgeführt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die vorzunehmenden Phasenschritte
des Modulationsträgers jeweils sowohl vom aktuell zu übertra
genden Symbol als auch von einem oder mehreren der davor
übertragenen Symbole abhängig sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die diskreten Phasenschritte an ihren Übergängen
einer Filterung bzw. einer Pulsformung unterworfen werden,
bevor die tatsächliche Phasenmodulation des Modulationsträ
gers erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
eine gauß- oder sinusförmige Filterungsform an den Phasen
übergängen des Modulationsträgers.
4. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
eine Filterungsform an den Phasenübergängen des Modulations
trägers entsprechend einer Potenzfunktion.
5. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
eine lineare Filterungsform an den Phasenübergängen des Modu
lationsträgers.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß eine bestimmte Steilheit der Pha
senübergänge des Modulationsträgers gewählt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Übergangszeit für alle Phasen-Übergänge
des Modulationsträgers konstant ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die maximale Steigung der Phasen
übergänge des Modulationsträgers konstant ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Berücksichtigungstiefe
zuvor übertragener Symbole wählbar ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschritte
zusätzlich von der aktuellen Symbolposition in einem Daten
strom abhängig sind.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wahl der Phasen
schritt- und Übergangsparameter im Hinblick auf einen redu
zierten Bandbreitenbedarf des modulierten Trägers getroffen
wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wahl der Phasenschritt- und
Übergangsparameter im Hinblick auf ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis
getroffen wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine tabellarische Darstellung
der aktuellen Phasenschritte und Phasenwerte, welche für ein
zu übertragendes Symbol in Abhängigkeit von den bereits über
tragenen Symbolen verwendet werden.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche in An
wendung bei aus einem Bit (0 oder 1) bestehenden Symbolen und
unter Berücksichtigung nur des aktuellen und des diesem Bit
unmittelbar vorausgehenden Bits bei der Bildung des Phasen
schritts, dadurch gekennzeichnet, daß immer dann,
wenn das aktuell zu übertragende Bit und das unmittelbar da
vor übertragene Bit unterschiedlich sind (= Bitfolge 0-1 oder
1-0), ein Phasenschritt von 0° verwendet wird, daß immer
dann, wenn das aktuell zu übertragende Bit und das unmittel
bar davor übertragene Bit den logischen Zustand 0 aufweisen
(= Bitfolge 0-0), ein Phasenschritt von -90° verwendet wird,
und daß immer dann, wenn das aktuell zu übertragende Bit und
das unmittelbar davor übertragene Bit den logischen Zustand 1
aufweisen (= Bitfolge 1-1), ein Phasenschritt von +90° ver
wendet wird (modifizierte MSK-Modulation).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in Anwendung
bei aus einem Bit (0 oder 1) bestehenden Symbolen und unter
Berücksichtigung nur des aktuellen und des diesem Bit unmit
telbar vorausgehenden Bits bei der Bildung des Phasen
schritts,
dadurch gekennzeichnet, daß immer dann, wenn das
aktuell zu übertragende Bit und das unmittelbar davor über
tragene Bit unterschiedlich sind (= Bitfolge 0-1 oder 1-0),
ein Phasenschritt von 0° verwendet wird, daß immer dann, wenn
das aktuell zu übertragende Bit und das unmittelbar davor
übertragene Bit den logischen Zustand 0 aufweisen (= Bitfolge
0-0), ein Phasenschritt von +90° verwendet wird, und daß im
mer dann, wenn das aktuell zu übertragende Bit und das unmit
telbar davor übertragene Bit den logischen Zustand 1 aufwei
sen (= Bitfolge 1-1), ein Phasenschritt von -90° verwendet
wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß bei der empfangsseiti
gen Detektion aufgrund der durch die Modulationsgesetzmäßig
keit gegebenen Verknüpfung aufeinanderfolgender Phasenschrit
te falsche Einzelbit-Entscheidungen erkannt und korrigiert
werden.
17. System zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendeseite zur
Modulation eines Modulationsträgers ein Phasenschritt-Modulator
vorgesehen ist, der für jedes zu übertragende digi
tale Symbol eines Signals einen diskreten Phasenschritt bei
konstant gehaltener Amplitude vornimmt, wobei diese Phasen
schritte jeweils sowohl vom aktuell zu übertragenden Symbol
als auch von einem oder mehreren der unmittelbar vorher über
tragenen Symbole abhängig sind.
18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net,
daß im Phasenschritt-Modulator die diskreten Phasenschritte
an ihren Übergängen einer Filterung bzw. einer Pulsformung
unterworfen werden, bevor die tatsächliche Phasenmodulation
des Modulationsträgers erfolgt.
19. System nach einem der Ansprüche 17 und 18, dadurch
gekennzeichnet, daß auf der Sendeseite in einer Tabel
le die Verläufe der Phasenschritte bzw. der beiden Quadratur
komponenten (I- und Q-Anteile) abgelegt sind, daß die Adresse
für diese Tabelle durch die bisher gesendeten Bits und die
Ausgänge eines mit einem Vielfachen des Bittaktes betriebenen
Zählers gebildet wird, so daß daraus der Feinverlauf einer
Phase bestimmt ist, und daß die Grundphase aus den bisherigen
Phasenschritten abgeleitet und dazu addiert wird.
20. System nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß auf der Empfangsseite eine Detek
tionseinrichtung vorgesehen ist, in der zur Symboldetektion
auf der Basis einer "Maximum-Likelihood"-Detektion zusätzlich
zu Einzelbitentscheidungen auch die vorgegebenen Modulations
gesetzmäßigkeiten herangezogen werden.
21. System nach einem der Ansprüche 17 bis 20, das als Mo
bilfunksystem ausgeprägt ist.
22. System nach Anspruch 21, das als GSM- oder GSM ähnliches
Mobilfunksystem ausgeprägt ist.
23. System nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Filterung gauß-, sinusförmig,
linear oder einer Potenzfunktion folgend ausgeprägt ist
bzw. bei der Pulsformung eine bestimmte Steilheit der Phasen
übergänge des Modulationsträgers gewählt wird.
24. System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich
net, daß die maximale Steigung der Phasenübergänge des Mo
dulationsträgers als konstant gewählt wird.
25. System nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß bei der empfangsseitigen Detektion
aufgrund der durch die Modulationsgesetzmäßigkeit gegebenen
Verknüpfung aufeinanderfolgender Phasenschritte falsche Ein
zelbit-Entscheidungen erkannt und korrigiert werden.
26. System nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß für den sogenannten "Full-Rate"-Kanal
eine Datenrate von 16 kbits/s unter Verwendung einer
Faltungscodierung der Rate 1/2 und für den sogenannten "Half-Rate"-Kanal
eine Datenrate von 8 kbits/s vorgesehen ist.
27. System nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, eine Erhöhung der sogenannten "Con
straint Length" der Faltungscodierung gegenüber dem GSM-Mobilfunksystem
vorgesehen ist.
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1996
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1997
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Non-Patent Citations (2)
Title |
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KAMMEYER, Karl Dirk: Nachrichtenübertragung. Stuttgart: Teubner, 1992, S.369-407 * |
MOULY, Michel, PAUTET, Marie-Bernadette: The GSM-System for Mobile Commuinications. Palaiseau (Frankreich): Selbstverlag, 1992, S.248-259 * |
Also Published As
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