DE19739979C1 - Demodulationsverfahren für winkelmodulierte Trägersignale - Google Patents
Demodulationsverfahren für winkelmodulierte TrägersignaleInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Demodulationsverfahren
zum Demodulieren von einem mit einem digitalen Informations
signal winkelmodulierten Trägersignal gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
Unter Modulation versteht man allgemein die Veränderung eines
Trägersignals in Abhängigkeit von einem Nachrichten- oder In
formationssignal. In Abhängigkeit von der Verwendung eines
analogen oder digitalen niederfrequenten Informationssignals
unterscheidet man zwischen einer analogen oder digitalen Modu
lation. Die Aufgabe eines Empfängers ist es, die von einem
Sender durchgeführte Modulation umzukehren und die ursprüngli
che Datenfolge, d. h. das ursprüngliche Informationssignal,
möglichst gut wieder zu regenerieren. Es wird dazu eine zur
Sendeseite, d. h. zur Modulation, inverse Abbildung, d. h. Demo
dulation, vorgenommen. Zur Unterscheidung zwischen einer ana
logen und einer digitalen Modulation bzw. Demodulation wird
für die digitale Modulation bzw. Demodulation der Begriff
"Tastung" verwendet.
Grundsätzlich wird zwischen einer Amplituden-, Frequenz- und
Phasenmodulation bzw. Amplituden-, Frequenz- und Phasendemodu
lation unterschieden. Die Frequenz- und Phasenmodulation bzw.
Frequenz- und Phasendemodulation wird auch als Winkelmodulati
on bzw. Winkeldemodulation bezeichnet.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Demodulationsver
fahren zum Demodulieren von winkelmodulierten Trägersignalen,
wie sie insbesondere auf dem Gebiet der Nachrichtentechnik,
z. B. in Mobilfunksystemen oder Schnurlos-Telekommunikations
systemen, auftreten und verwendet werden.
Bei der Winkelmodulation wird die Phase bzw. die Frequenz des
Trägersignals in Abhängigkeit von dem modulierenden Informati
onssignal verändert. Bei der auch als Frequenzumtastung be
zeichneten digitalen Frequenzmodulation (FSK, Frequency Shift
Keying) nimmt die Frequenz des Trägersignals in Abhängigkeit
von der zu übertragenden digitalen Information zwischen zwei
und mehreren diskreten Werten an. Im einfachsten Fall genügen
hierzu zwei diskrete Frequenzwerte, wenn lediglich zwischen
den binären Zuständen "0" und "1" eines Bits unterschieden
werden soll. Mehrere Datenbits können jedoch auch zu einem
Symbol zusammengefaßt werden, so daß bei einem aus N = 1d(M)
Datenbits bestehenden Symbol insgesamt M Frequenzstufen erfor
derlich sind.
Bei der digitalen Phasenmodulation (PSK, Phase Shift Keying)
wird die Phase des Trägersignals in Abhängigkeit von der zu
übertragenden digitalen Information zwischen zwei oder mehre
ren diskreten Stufen umgeschaltet. Die digitale Phasenmodula
tion wird auch als Phasenumtastung bezeichnet. Der einfachste
Fall einer digitalen Phasenmodulation ist die binäre Phasenmo
dulation (binäre PSK, BPSK), bei der lediglich zwischen den
Zuständen "0" und "1" unterschieden wird und entsprechend die
Phase des Trägersignals auf 0° oder 180° eingestellt wird. Wie
hinsichtlich der Frequenzumtastung bereits beschrieben worden
ist, können jedoch auch N = 1d(M) Datenbits zu einem Symbol
zusammengefaßt werden, wobei insgesamt M Phasenstufen notwen
dig sind.
Winkelmodulierte Signale lassen sich gut als Vektor im Phasen
raum darstellen. Man erhält so eine als I/Q-Diagramm bezeich
nete Darstellung des Signalzeigers, wobei I die Signalkompo
nente, die in Phase zum Trägersignal liegt, und Q die Quadra
turkomponente senkrecht zur Trägerphase beschreibt. Fig. 4
zeigt ein solches I/Q-Diagramm für den Fall einer 8-PSK-Modu
lation, d. h. es wird zwischen acht diskreten Phasen für die
Trägerphase ϕ unterschieden.
Ein Beispiel für eine digitale Winkelmodulation ist die sogen.
Gaußsche Frequenzumtastung (Gaussian Frequency Shift Keying,
GFSK). Dabei wird die Trägerfrequenz abhängig von der digita
len Information um +Δ bzw. um -Δ geändert, wobei die Än
derung um +Δ z. B. einer logischen "1" und die Änderung um
-Δ einer logischen "0" entspricht. In dem I/Q-Diagramm ent
spricht diese Frequenzänderung um ±Δ einer Drehung des Si
gnalzeigers um Δϕ im Uhrzeigersinn (z. B. bei einer logischen
"1") bzw. entgegen dem Uhrzeigersinn (z. B. bei einer logischen
"0"). Zur Demodulation von winkelmodulierten GFSK-Signalen muß
demnach die Drehrichtung des Signalzeigers in der komplexen
I/Q-Ebene bestimmt werden. Der Betrag der Winkeländerung in
der I/Q-Ebene (d. h. der Betrag der Frequenzänderung) ist dabei
von dem verwendeten Modulationsindex abhängig.
Wie beispielsweise in der DE-A1-195 36 527 beschrieben ist,
wird bekanntermaßen mindestens ein weiteres Koordinatensystem
erzeugt, um auch geringe Winkeländerungen des Signalzeigers in
dem I/Q-Diagramm feststellen zu können. Dieses zusätzliche Ko
ordinatensystem kann beispielsweise durch eine zusätzliche A-
Komponente und B-Komponente gebildet werden, die durch Kombi
nation der I-Komponente mit der Q-Komponente des GFSK-Signals
(z. B. durch Addition bzw. Subtraktion der I- und Q-Komponente)
gewonnen werden. Die einzelnen Komponenten, d. h. die I-, Q-,
A- und B-Komponente, bzw. die entsprechenden Komponentensigna
le, werden hart begrenzt, d. h. limitiert, so daß für die ein
zelnen Komponenten lediglich die diskreten Zustände "1" (falls
der GFSK-Abtastwert auf der positiven Komponentenachse liegt)
oder "-1" (falls der GFSK-Abtastwert auf der negativen Kompo
nentenachse liegt) erzeugt werden.
Fig. 5a zeigt ein Beispiel der komplexen I/Q-Ebene, wobei ne
ben dem I/Q-Koordinatensystem auch das A/B-Koordinatensystem
dargestellt ist. Das A/B-Koordinatensystem ist gegenüber dem
I/Q-Koordinatensystem um 45° gedreht, so daß der Einheitskreis
in insgesamt acht gleichgroße Sektoren unterteilt wird. Mit
jedem der beiden Koordinatensysteme können vier Quadranten er
kannt werden, in denen sich der Signalzeiger des GFSK-Signals
befinden kann. In jedem Koordinatensystem ergeben sich somit
zwei Sektoren für die mögliche Position des Signalzeigers. Die
tatsächliche Position des Signalzeigers ergibt sich aus der
Schnittmenge der beiden möglichen Sektoren für die Position
des Signalzeigers im I/Q-Koordinatensystem mit den beiden mög
lichen Sektoren für die Position des Signalzeigers im A/B-
Koordinatensystem. Bei dem in Fig. 5a gezeigten Beispiel ist
dabei angenommen, daß der Abtastwert des zu demodulierenden
bzw. dekodierenden GFSK-Signals derart ist, daß die einzelnen
Komponenten die Werte I = 1, Q = 1, A = 1 und B = -1 aufwei
sen. In diesem Fall sind für die Position des Signalzeigers im
I/Q-Koordinatensystem die Sektoren 1 und 2 möglich, während
für die Position des Signalzeigers im A/B-Koordinatensystem
die Sektoren 1 und 8 möglich sind, so daß durch die Schnitt
mengenbildung als genaue Position für den Signalzeiger der
Sektor 1 erhalten wird.
Für andere Kombinationen von Abtastwerten für die I-, Q-, A-
und B-Komponente kann analog der jeweils gültige Sektor für
die tatsächliche Position des Signalzeigers ermittelt werden,
wobei die Zuordnungsregeln in der in Fig. 5b gezeigten Tabelle
dargestellt sind. Andere als die in Fig. 5b dargestellten Wer
tekombinationen sind nicht zulässig bzw. möglich.
Wie bereits beschrieben worden ist, ist die zu demodulierende
digitale Information in der Drehrichtung des Signalzeigers
enthalten. Diese Drehrichtung ergibt sich aus der aktuellen
Position, d. h. dem aktuellen Sektor, und der vorherigen Posi
tion, d. h. dem vorherigen Sektor, in der I/Q-Ebene. Abhängig
von der Drehrichtung des Signalzeigers kann somit entschieden
werden, ob eine logische "0" oder eine logische "1" gesendet
wurde. Die Rekonstruktion der digitalen Information ist mög
lich, wenn der Modulationsindex groß genug ist, um dafür zu
sorgen, daß immer ein Sektor überschritten wird, d. h. die An
zahl der Sektoren und damit die Winkelauflösung ist so zu wäh
len, daß die minimale Winkeländerung abhängig vom Modulati
onsindex immer einen Sektorwechsel herbeiführt.
Um die Winkelauflösung und damit die Sektoranzahl weiter zu
erhöhen, können den in Fig. 5a gezeigten Koordinatensystemen
weitere Koordinatensysteme bzw. Komponenten hinzugefügt wer
den.
Fig. 6 zeigt hierzu ein Beispiel eines Mehrachsen-Demodula
tors, wobei insbesondere ein Blockschaltbild eines sogen. li
mitierenden achtachsigen Homodynempfängers dargestellt ist.
Der in Fig. 6 gezeigte Empfänger 1 empfängt zunächst über eine
Antenne 2 ein hochfrequentes winkelmoduliertes Empfangs- bzw.
Trägersignal, wie z. B. ein GFSK-Signal. Dieses Signal wird mit
Hilfe eines rauscharmen Verstärkers 3 (ggfs. mit einem davor
geschalteten Bandpaßfilter) verstärkt und einem Synthesizer
zugeführt, der die zuvor beschriebenen I- und Q-Komponenten
signale des Trägersignals liefert. Zu diesem Zweck wird in dem
Synthesizer das Trägersignal auf zwei Pfade aufgeteilt, die
mit Hilfe eines Mischers 4 bzw. 5 jeweils mit dem Signal eines
lokalen Oszillators 6 gemischt werden. Die Frequenz des von
dem lokalen Oszillator 6 gelieferten Signals entspricht der
Trägerfrequenz des Trägersignals und wird über einen Phasen
schieber 7 dem oberen Pfad um 90° verschoben und dem unteren
Pfad direkt, d. h. mit einer Phasenverschiebung um 0°, zuge
führt. Auf diese Weise wird das hochfrequente Träger- bzw.
Empfangssignal in das Basisband oder auf eine sehr niedrige
Zwischenfrequenz heruntergemischt, so daß ausgangsseitig des
Synthesizers die orthogonalen Komponentensignale I und Q ent
stehen, die über Tiefpaßfilter 8 bzw. 9 ausgegeben werden. Mit
Hilfe der Tiefpaßfilter 8 bzw. 9 kann insbesondere bei gemäß
dem sogen. Frequenzmultiplexverfahren übertragenen Trägersi
gnalen durch Einstellung des Durchlaßbereiches eine Kanalaus
wahl getroffen werden, um somit die Übertragung verschiedener
Kanäle über unterschiedliche Frequenzbänder zu ermöglichen. In
einer Einrichtung 10, die im wesentlichen Operationsverstär
kerschaltungen umfaßt, werden durch Kombination, d. h. durch
Addition und Subtraktion, der Komponentensignale I und Q ana
log zu den bereits zuvor beschriebenen A- und B-Komponenten
weitere Komponentensignale erzeugt, wobei gemäß dem in Fig. 6
gezeigten Beispiel zusätzlich zu den I- und Q-Komponenten ins
gesamt sechs weitere Komponenten A-F gewonnen werden. Insge
samt werden somit von der Einrichtung 10 acht Komponentensi
gnale I, Q und A-F erzeugt, die zueinander um 22,5° versetzt
sind. Die von der Einrichtung 10 erzeugten Komponenten werden
einer Limitiereinrichtung zugeführt, welche für jedes Kompo
nentensignal I, Q und A-F Limiter 11-18 aufweist, die die
einzelnen Komponentensignale hart begrenzen, d. h. limitieren,
und auf diese Weise den I-, Q- und A-...F-Komponenten die dis
kreten Zustände "1" oder "-1" zuweisen. Diese diskreten Ab
tastwerte der einzelnen Signalkomponenten werden einer Demodu
latorlogik 19 zugeführt, die - beispielsweise analog zu der
anhand der Fig. 5 beschriebenen Vorgehensweise - die durch die
einzelnen Bits des modulierenden Informationssignals in dem
empfangenen Trägersignal hervorgerufenen Sektorenänderungen
der einzelnen Komponentensignale des Trägersignals ermittelt
und anhand der Drehrichtung in der I/Q-Ebene beurteilt, ob ei
ne logische "0" oder "1" gesendet worden ist.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel eines Blockschaltbilds der in Fig. 6
dargestellten Demodulatorlogik 19, während Fig. 8 die sich
daraus ergebende I/Q-Ebene bzw. das entsprechende Zeigerdia
gramm der Komponenten- bzw. Achssignale I, Q, A...F darstellt.
Dabei ist jedoch zu beachten, daß die Achsen I und Q bzw. A
und B bzw. C und D bzw. E und F jeweils ein orthogonales Koor
dinatensystem bilden.
Der Datenstrom der Komponenten- bzw. Achssignale I, Q, A-F
stellt einen in der Fig. 8 gezeigten Ebene rotierenden Signal
zeiger dar. Da die Komponentensignale mit der von dem zur vor
beschriebenen Synthesizer gelieferten Zwischenfrequenz vorlie
gen, dreht sich der Signalzeiger in der in Fig. 8 gezeigten
I/Q-Ebene mit dieser Zwischenfrequenz, die beispielsweise
864 kHz betragen kann. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, werden durch
die insgesamt acht Achsen sechzehn mit 0-15 bezeichnete Sek
toren gebildet, so daß bei einer Zwischenfrequenz von 864 kHz
eine Drehung des Signalzeigers um 12 Sektoren pro Bit statt
findet, was in Fig. 8 durch die Phasendrehung ΔϕZF darge
stellt ist. Ohne modulierende digitale Informationen würde der
Signalzeiger in dem in Fig. 8 gezeigten Koordinatensystem mit
konstanter Drehgeschwindigkeit rotieren, d. h. die von dem Si
gnalzeiger zurückgelegte Sektoränderung würde konstant sein.
Durch die modulierenden digitalen Daten wird jedoch - wie be
reits zuvor beschrieben worden ist - die Frequenz des Signal
zeigers verändert, d. h. bei einer empfangenen logischen "0"
verringert und bei einer "1" erhöht, so daß sich bei einer lo
gischen "0" eine geringere Sektoränderung als ΔϕZF und bei
einer logischen 10 eine größere Sektoränderung als ΔϕZF er
gibt. Ist die durch die Zwischenfrequenz hervorgerufene Ände
rung ΔϕZF, d. h. der Frequenzoffset zwischen der Trägerfre
quenz und der von dem lokalen Oszillator gelieferten Frequenz,
bekannt, kann anhand der tatsächlichen Position des Signalzei
gers im Vergleich zu der bei Nichtvorliegen von digitalen In
formationen zu erwartenden Signalposition P auf den binären
Wert der empfangenen Daten geschlossen werden.
Zu diesem Zweck werden mit Hilfe der in Fig. 6 und 7 gezeigten
Demodulatorlogik 19 zunächst die Komponenten- bzw. Achssignale
I, Q und A-F abgetastet, wobei die Abtastung mit einer die
Abtasttheorie erfüllenden Abtastrate, z. B. mit der neunfachen
Bitrate, erfolgt. Abhängig von den somit gelieferten Abtast
werten der Komponentensignale I, Q, A-F kann - wie bereits
anhand Fig. 5 erläutert worden ist - derjenige Sektor bestimmt
werden, in dem sich der Signalzeiger befindet. Die jeweiligen
Sektoren werden direkt sowie um ein Bit verzögert mit Hilfe
einer entsprechenden Einrichtung 21 einer Logik 22 zugeführt,
die aus der Differenz zwischen dem aktuellen Sektor und dem um
ein Bit verzögerten Sektor die Auslenkung des Signalzeigers in
der in Fig. 8 gezeigten I/Q-Ebene ermittelt, wobei sich - wie
in Fig. 8 gezeigt ist - diese Differenz zusammensetzt aus dem
gewünschten und an sich bekannten Solloffset ΔϕZF aufgrund
der Zwischenfrequenz (in Fig. 8 durch kursive Zahlen darge
stellt) und dem durch die GFSK-Daten hervorgerufenen Frequenz
hub ΔϕGFSK (in Fig. 8 in gestrichelten Kästchen dargestellt).
Dieser Frequenzhub kann beispielsweise drei oder vier Sektoren
betragen und ist allgemein abhängig vom gewählten Modulations
index.
Bei der Auswertung der Auslenkung des Signalzeigers infolge
eines empfangenen Bits besteht jedoch das Problem, daß die Ro
tationsgeschwindigkeit des Signalzeigers neben der Zwischen
frequenz und dem modulierenden binären Wert des Informations
signals zudem auch von einem unerwünschten Frequenzoffset ab
hängt, der durch ungenaues Abgleichen der Hochfrequenz-Teile
des in Fig. 6 gezeigten Empfängers 1 auftreten kann. Dieser
ungewünschte Frequenzoffset führt zu einer ungewünschten Aus
lenkung des Signalzeigers der in Fig. 8 gezeigten I/Q-Ebene,
d. h. zu einer ungewünschten Veränderung der Abtastwerte der
Achs- bzw. Komponentensignale I, Q und A-F, wobei das Ausmaß
und die Richtung dieser Frequenzänderung und die damit verbun
dene Auslenkung des Signalzeigers unbekannt ist und somit von
der in Fig. 7 gezeigten Entscheidungslogik 23 nicht berück
sichtigt werden kann.
Bislang wurde als Entscheidungsschwelle für eine Unterschei
dung zwischen einer empfangenen logischen "0" und einer logi
schen "1" derjenige Sektor der I/Q-Ebene gewählt, der sich bei
der Drehung des Signalzeigers mit der gewünschten Zwischenfre
quenz ergibt. Gemäß Fig. 8 ist dies der Sektor 4, der somit
die Entscheidungsschwelle S darstellt, d. h. bei einer Gesamt
auslenkung des Signalzeigers im Uhrzeigersinn über den Sektor
S hinaus wird auf den Empfang einer logischen "1" geschlossen,
da in diesem Fall aufgrund der bei der GFSK-Modulation erzeug
ten erhöhten Trägerfrequenz der Signalzeiger schneller dreht.
Im anderen Fall, d. h. bei einer im Uhrzeigersinn geringeren
Auslenkung des Signalzeigers, wird auf den Empfang einer logi
schen "0" geschlossen, da sich in diesem Fall der Signalzeiger
langsamer dreht.
Da bei dieser Vorgehensweise die zuvor beschriebene unge
wünschte Auslenkung bzw. Abweichung infolge eines ungenauen
Abgleichens der Hochfrequenz-Teile nicht berücksichtigt werden
konnte, führte dies zu schlechten Puls-Pause-Verhältnissen der
von der Demodulatorlogik 19 gelieferten binären Empfangsdaten
oder sogar zu falsch erkannten Bitzuständen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Demodulationsverfahren zum Demodulieren von mit einem di
gitalen Informationssignal winkelmodulierten Trägersignalen
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart auszugestalten,
daß eine möglichst genaue Ermittlung des empfangenen Bitzu
stands auch bei einem zusätzlich auftretenden unerwünschten
Frequenzoffset möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein
Demodulationsverfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Die Unteransprüche geben bevorzugte und vorteilhafte Ausge
staltungen dieses erfindungsgemäßen Demodulationsverfahrens
an.
Prinzipiell entspricht die Vorgehensweise gemäß dem erfin
dungsgemäßen Demodulationsverfahren der anhand der Fig. 6-8
beschriebenen Vorgehensweise. Im Gegensatz zu dem zuvor be
schriebenen Stand der Technik wird jedoch gemäß der vorliegen
den Erfindung das Auftreten eines ungewünschten Frequenzoff
sets erkannt und entsprechend die für die Unterscheidung zwi
schen einer logischen "0" und einer logischen "1" gesetzte
Entscheidungsschwelle korrigiert. Dazu werden die Abtastwerte
der Achs- bzw. Komponentensignale hinsichtlich einer unge
wünschten Veränderung überwacht, wobei vorteilhafterweise auf
das Vorliegen einer ungewünschten Veränderung, die auf das
Vorhandensein eines ungewünschten Frequenzoffsets beispiels
weise infolge eines ungenauen Abgleichens der Hochfrequenz-
Teile des Empfängers zurückgeht, dann geschlossen wird, wenn
sich die Abtastwerte der Komponentensignale über einen be
stimmten Grenzwert hinaus verändern, was in der in Fig. 8 ge
zeigten I/Q-Ebene eine über eine bestimmte Grenzauslenkung
hinausgehende Auslenkung des Signalzeigers zur Folge hat.
Konnte auf diese Weise der ungewünschte Frequenzoffset erkannt
werden, wird die Entscheidungsschwelle, d. h. in Fig. 8 der
Entscheidungsschwellensektor S, neu festgelegt, wobei insbe
sondere die Neufestlegung abhängig von dem Ausmaß und/oder der
Richtung der übermäßigen Veränderung bzw. Auslenkung erfolgt.
Wird nach einer Neufestlegung der Entscheidungsschwelle bzw.
des Entscheidungsschwellensektors festgestellt, daß im weite
ren Verlauf der Demodulation die Auslenkung doch nicht so groß
war wie zunächst angenommen, kann eine erneute Korrektur der
Entscheidungsschwelle vorgesehen sein.
Auf diese Weise wird eine adaptive Frequenzoffsetkorrektur bei
der Demodulation durchgeführt, wobei die Entscheidungsschwelle
für eine Unterscheidung zwischen einer logischen "0" und einer
logischen "1" in Abhängigkeit von dem Auftreten eines uner
wünschten Frequenzoffsets korrigiert und nachgestellt wird.
Zudem wurde bei Simulationen festgestellt, daß die erforderli
che Genauigkeit insbesondere dann erreicht werden kann, wenn
das Vorliegen des ungewünschten Frequenzoffsets anhand der
Präambel eines Zeitschlitzes (Slot) bei einem Zeitmultiplex-
Trägersignal bestimmt und die daraus ermittelte Entscheidungs
schwelle für den Rest des Zeitschlitzes beibehalten, d. h. ein
gefroren wird.
Das zuvor beschriebene Verfahren arbeitet jedoch aufgrund sei
ner Funktionsweise in der Präambel nur dann korrekt, wenn der
durch die binären Werte der einzelnen Bits hervorgerufene Fre
quenzhub, d. h. die Auslenkung des Signalzeigers, groß genug
ist, um bei einer zunächst irrtümlichen Annahme eines uner
wünschten Frequenzoffsets wieder in den normalen Betrieb mit
der ursprünglichen Entscheidungsschwelle umschalten zu können.
Der maximal zu tolerierende Restoffset ist daher stark hubab
hängig und bei einem geringen Frequenzhub groß.
Aus diesem Grund wird zudem vorgeschlagen, über mehrere Bits
die Gesamtveränderung der Abtastwerte der Komponentensignale,
d. h. die Gesamtauslenkung des Signalzeigers in der komplexen
I/Q-Ebene, zu ermitteln und anhand dieser aufaddierten Gesamt
veränderung bzw. Gesamtauslenkung das Vorliegen eines uner
wünschten Frequenzoffsets zu beurteilen und die Entscheidungs
schwelle für die Unterscheidung zwischen einer logischen "0"
und einer logischen "1" nachzustellen. Insbesondere wird diese
Entscheidung anhand der Gesamtveränderung bzw. Gesamtauslen
kung über eine gerade Anzahl von Präambelbits eines Zeit
schlitzes eines Zeitmultiplex-Trägersignals durchgeführt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungs
beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher
erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Zustandsfolgediagramm zur Erläuterung der
Entscheidungsschwellenkorrektur gemäß einem ersten Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild zur Durchführung eines Demo
dulationsverfahrens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 zeigt eine Tabelle zur Erläuterung der Änderung des
Entscheidungsschwellensektors in Abhängigkeit von der gemäß
Fig. 2 erfaßten Gesamtauslenkung des Signalzeigers,
Fig. 4 zeigt eine allgemeine Darstellung eines I/Q-Diagramms,
Fig. 5a und 5b zeigen Darstellungen zur Ermittlung der Positi
on des Signalzeigers in einem I/Q-Diagramm abhängig von I-,
Q-, A- und B-Komponenten,
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild eines Mehrachsen-Demodula
tors, der grundsätzlich auch zur Durchführung des erfindungs
gemäßen Demodulationsverfahrens eingesetzt werden kann,
Fig. 7 zeigt den internen Aufbau der in Fig. 6 dargestellten
Demodulatorlogik gemäß dem bekannten Stand der Technik, und
Fig. 8 zeigt eine Darstellung der I/Q-Ebene mit den bei dem in
Fig. 6 und 7 gezeigten Demodulator auftretenden Komponenten-
bzw. Achssignalen sowie deren Umsetzung in Sektoren zum Zwecke
der Demodulation.
Fig. 1 zeigt ein Zustandsfolgediagramm (im Sinne eines Moore-
Automats) zur Erläuterung der gemäß dem erfindungsgemäßen De
modulationsverfahren vorgeschlagenen adaptiven Frequenzoffset
korrektur. Unterhalb des Zustandsfolgediagramms ist die Legen
de des Diagramms dargestellt, woraus hervorgeht, daß innerhalb
jedes Kreises oberhalb eines "Bruchstriches" eine bestimmte
Zustandsbezeichnung und unterhalb des "Bruchstriches" der in
dem jeweiligen Zustand ausgegebene binäre Wert des jeweils
empfangenen Bits dargestellt ist. Im Zusammenhang mit den
durch Pfeilen dargestellten Zustandsübergängen sind jeweils
Auslenkungswerte gegenüber dem Solloffset-Schwellensektor S
bei dem in Fig. 8 gezeigten I/Q-Diagramm dargestellt, bei de
nen der jeweilige Zustandsübergang stattfindet. Die Zahlen
stellen somit in Sektoreinheiten angegebene Auslenkungswerte
des Signalzeigers gegenüber dem in Fig. 8 gezeigten Entschei
dungsschwellensektor S dar, die zum einen durch die modulie
renden binären Werte des Informationssignals und zum anderen
durch einen möglicherweise auftretenden unerwünschten Fre
quenzoffset infolge eines ungenauen Abgleichs der Hochfre
quenzteile des Empfängers hervorgerufen werden. Der zunächst
angenommene Entscheidungsschwellensektor S entspricht demjeni
gen Sektor, der sich durch die Auslenkung des Signalzeigers
infolge der Zwischenfrequenz der einzelnen Achs- bzw. Kompo
nentensignale I, Q und A-F ergibt.
Allgemein wird nachfolgend die vorliegende Erfindung unter Be
zugnahme auf den anhand von Fig. 6 und 8 beschriebenen Demodu
lator und dessen I/Q-Diagramms erläutert. Selbstverständlich
kann die vorliegende Erfindung jedoch entsprechend auch auf
Demodulationsverfahren mit einer anderen Komponentenanzahl,
d. h. mit mehr oder weniger als acht Komponentensignalen, ange
wendet werden. Im Prinzip könnte auch nur die Erzeugung einer
I- und Q-Komponente ausreichen.
In der Mitte von Fig. 1 ist der sogen. Normal-Betrieb darge
stellt, d. h. der Betrieb für den Fall, daß kein unerwünschter
Frequenzoffset und somit keine unerwünschte Auslenkung des Si
gnalzeigers in Fig. 8 vorliegt. In diesem Fall liegt die Ent
scheidungsschwelle für eine Entscheidung zwischen einer logi
schen "0" und einer logischen "1" bei dem sich durch die Zwi
schenfrequenz, d. h. durch ΔϕZF ergebenden Solloffset-Schwel
lensektor S (vgl. Fig. 8). Der ursprünglich festgesetzte Ent
scheidungsschwellensektor S wird beibehalten und es erfolgen
lediglich Zustandsübergänge innerhalb dieser Normal-Ebene,
d. h. zwischen den Zuständen s0n und s1n. Dies trifft zu, so
lange die infolge der binären Daten hervorgerufene Auslenkung
ΔϕGFSK gegenüber dem Schwellensektor S maximal 4 Sektoren be
trägt, d. h. die Auslenkung muß zwischen -4 und +4 liegen.
Beträgt hingegen die Auslenkung ≧ +5, so wird diese übermäßi
ge Auslenkung dahingehend interpretiert, daß aufgrund der Tat
sache, daß der Signalzeiger deutlich schneller als beabsich
tigt rotiert, ein unerwünschter Frequenzoffset vorliegt. Um
dies zu kompensieren, wird die Entscheidungsschwelle für die
"0/1"-Entscheidung auf die Auslenkung +1 des Signalzeigers ge
genüber dem ursprünglichen Entscheidungsschwellensektor S ge
legt, d. h. als neuer Entscheidungsschwellensektor wird der in
Fig. 8 gezeigte Sektor 3 verwendet. Dies bedeutet, daß bei dem
in Fig. 1 gezeigten Zustandsfolgediagramm ein Zustandsübergang
von dem Normal-Betrieb in den Fast-Betrieb stattfindet, wobei
dieser Zustandsübergang bei den mit Xn-f bezeichneten Auslen
kungswerten stattfindet. In diesem Fast-Betrieb kommt es zu
Zustandsänderungen zwischen den Zuständen s0f und s1f, wobei
abhängig von dem jeweiligen Zustand und den jeweils angegebe
nen Auslenkungswerten entweder auf den Empfang einer logischen
"0" oder einer logischen "1" geschlossen wird.
Sollte gegenüber dem ursprünglich gewählten Entscheidungs
schwellensektor S sogar eine Auslenkung ≧ +6 festgestellt
werden, wird auf das Vorliegen eines großen unerwünschten Fre
quenzoffsets geschlossen, so daß zur Kompensation dieses gro
ßen unerwünschten Frequenzoffsets der ursprüngliche Entschei
dungsschwellensektor S sogar um zwei Sektoren im Uhrzeigersinn
verschoben wird, so daß gemäß Fig. 8 der Entscheidungsschwel
lensektor nunmehr der Sektor 2 wäre. In diesem als Very-Fast-
Betrieb bezeichneten Betrieb erfolgt ein Zustandsübergang zwi
schen den Zuständen s0ff und s1ff. Der Übergang von dem Fast-
Betrieb in den Very-Fast-Betrieb erfolgt bei Feststellen der
mit Xf-ff dargestellten Auslenkungswerten.
Gelegentlich kann es vorkommen, daß sich nachträglich die Ver
schiebung des Entscheidungsschwellensektors als nicht erfor
derlich aufweist, da der unerwünschte Frequenzoffset doch
nicht so groß wie zunächst angenommen ist. Eine derartige
Überkompensation sollte wieder rückgängig gemacht werden. Aus
diesem Grund ist gemäß Fig. 1 ein durch die Auslenkungswerte
Xff-f angegebener Zustandsübergang vorgesehen, der von dem
Very-Fast-Betrieb wieder zurück in den Fast-Betrieb führt,
d. h. der zwischenzeitlich um zwei Sektoren im Uhrzeigersinn
verschobene Entscheidungsschwellensektor wird wieder um einen
Sektor entgegen dem Uhrzeigersinn zurückgeschoben. Wie durch
die Auslenkungswerte Xff-f angegeben ist, tritt dieser Zu
standsübergang für Auslenkungswerte ≦ -3 in der Very-Fast-
Ebene auf.
Ein analoger Zustandsübergang ist in der Fast-Ebene für mit
Xf-n bezeichnete Auslenkungswerte ≦ -4 vorgesehen, wobei in
diesem Fall wieder zurück in den Normal-Betrieb geschaltet
wird, d. h. es wird wieder auf den ursprünglich vorgesehenen
Entscheidungsschwellensektor S umgestellt.
Analog zu dem Fast-Betrieb bzw. dem Very-Fast-Betrieb für
übermäßig große Auslenkungen des Signalzeiges im Uhrzeigersinn
ist auch für eine übermäßig große Auslenkung des Signalzeigers
entgegen dem Uhrzeigersinn, d. h. für unerwünscht auftretende
negative Frequenzoffsets, entsprechende Korrekturen des
Schwellensektors S vorgesehen.
So ist ein Slow-Betrieb in dem Zustandsübergangsdiagramm vor
gesehen, in den gewechselt wird, wenn die tatsächliche Auslen
kung des Signalzeigers gegenüber dem ursprünglich angenommenen
Entscheidungsschwellensektor S um ≦ -5 abweicht (vgl. Übergang
Xn-s). Im Slow-Betrieb wird der Schwellensektor gegenüber dem
ursprünglich angenommenen Schwellensektor S um einen Sektor
entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben, um diesen ungewünschten
negativen Frequenzoffset auszugleichen. In dem Slow-Betrieb
erfolgen gemäß Fig. 1 Zustandsübergänge zwischen den Zuständen
s0s (Ausgabe einer logischen "0") und s1s (Ausgabe einer logi
schen "1").
Für Auslenkungen ≦ -6 gegenüber dem ursprünglich angenommenen
Entscheidungsschwellensektor S (Zustandsübergang Xs-ss) ist
analog zu dem Very-Fast-Betrieb für positive Auslenkungen ein
Very-Slow-Betrieb für negative Auslenkungen vorgesehen, wobei
der Entscheidungsschwellensektor um zwei Sektoren entgegen dem
Uhrzeigersinn verschoben wird, um diesen sehr großen negativen
Frequenzoffset auszugleichen.
Analog zu den Zustandsübergängen Xff-f und Xf-n sind auch hin
sichtlich des Very-Slow-Betriebs sowie des Slow-Betriebs Zu
standsübergänge Xss-s und Xs-n vorgesehen, um eine ggfs. vorge
nommene Überkompensation rückgängig zu machen und bei Auslen
kungen ≧ +3 im Very-Slow-Betrieb wieder in den Slow-Betrieb
bzw. bei Auslenkungen ≧ +4 in dem Slow-Betrieb wieder in den
Normal-Betrieb zurückschalten zu können.
Wie anhand von Fig. 1 erläutert worden ist, wird erfindungsge
mäß die Entscheidungsschwelle für eine Unterscheidung zwischen
einer logischen "0" und einer logischen "1" an die bestehenden
Frequenzoffset-Verhältnisse angepaßt und insbesondere abhängig
von einem vermuteten unerwünscht auftretenden Frequenzoffset
eingestellt, so daß es in der Regel nicht zu Bitfehlern durch
unbekannte und unerwünscht auftretende Frequenzoffsets kommen
kann. Wie bereits anhand der in Fig. 8 gezeigten Entschei
dungsschwelle S erläutert worden ist, wird auch bei einer neu
eingestellten Entscheidungsschwelle auf das Vorliegen einer
logischen "1" geschlossen, wenn der Signalzeiger über diese
neu gewählte Entscheidungsschwelle im Uhrzeigersinn hinaus
ausgelenkt worden ist. Andernfalls wird auf den Empfang einer
logischen "0" geschlossen.
Bei Simulationen wurde festgestellt, daß das zuvor beschriebe
ne erfindungsgemäße Simulationsverfahren insbesondere dann die
notwendige Genauigkeit erreicht, wenn der Anteil des unge
wünschten Frequenzoffsets über mehrere Bits des Träger- bzw.
Empfangssignals erfaßt und gemittelt wird und aus der dabei
festgestellten Gesamtauslenkung des Signalzeigers, d. h. aus
der Gesamtveränderung der Abtastwerte der Komponenten- bzw.
Achssignale, das Vorliegen einer ungewünschten Veränderung der
Abtastwerte, d. h. das Vorliegen eines ungewünschten Frequenz
offsets z. B. durch ein ungenaues Abgleichen der Hochfrequenz
teile, beurteilt wird. Insbesondere wurde festgestellt, daß es
vorteilhaft ist, die Auslenkung des Signalzeigers anhand der
Präambel eines als ein Zeitmultiplexsignal vorliegenden Trä
gersignals zu beurteilen und die dabei ermittelte Entschei
dungsschwelle für den Rest des der Präambel entsprechenden
Zeitschlitzes einzufrieren, d. h. unverändert beizubehalten.
Bei dem Zeitmultiplexverfahren handelt es sich um ein Viel
fachzugriffsverfahren, welches verwendet wird, um den Zugriff
mehrerer Teilnehmer auf die begrenzte Ressource des Frequenz
spektrums zu ermöglichen, ohne daß sich die einzelnen Teilneh
mer gegenseitig stören. Dazu wird vorzugsweise der Zeit-
und/oder Frequenzbereich ausgenutzt. Alternativ dazu ist es
auch möglich, den durch den Zeit- und Frequenzbereich defi
nierten Übertragungskanal zusätzlich durch unterschiedliche
Codierungen auszunutzen. Bei der Ausnutzung des Zeit- und/oder
Frequenzbereichs spricht man von einem Zeitmultiplex-(Time Di
vision Multiple Access, TDMA) und/oder Frequenzmultiplexver
fahren (Frequency Division Multiple Access, FDMA). Bei der
Ausnutzung des Zeit- und Frequenzbereichs in Verbindung mit
der Verwendung unterschiedlicher Codierungen spricht man von
einem Codemultiplexverfahren (Code Division Multiple Access,
CDMA).
Während beim Frequenzmultiplexverfahren jedem Teilnehmer ein
bestimmtes Frequenzband zugewiesen ist, hat beim Zeitmulti
plexverfahren jeder Teilnehmer das gesamte Frequenzband zur
Verfügung, darf aber nur zu bestimmten Zeiten senden. Diese
vorbestimmten Zeitspannen werden als Zeitschlitze oder Slots
bezeichnet, wobei die Breite der Zeitschlitze von der Datenra
te und dem verwendeten Modulationsverfahren abhängt. Die Zeit
schlitze eines Trägers sind zu Rahmen (Frames) zusammengefaßt.
Nach Ablauf eines Rahmens wiederholt sich die Abfolge der
Zeitschlitze. Jeder Zeitschlitz ist in ein Datenfeld für Syn
chronisations- und Signalisierungszwecke sowie ein die eigent
lichen Informationsdaten enthaltendes Datenfeld unterteilt.
Die Synchronisations- und Signalisierungsdaten können sich am
Anfang eines jedes Zeitschlitzes befinden und bilden somit die
Präambel des Zeitschlitzes.
Die bekannte 0/1-Folge der Präambel eines Zeitschlitzes kann
zu der anhand von Fig. 1 und Fig. 5-8 beschriebenen Bestim
mung der Auslenkung des Signalzeigers sowie der erfindungsge
mäßen Entscheidungsschwellenkorrektur verwendet werden, wobei
die festgelegte Entscheidungsschwelle für den Rest des zeit
schlitzes beibehalten, d. h. eingefroren wird. Dieses Verfahren
arbeitet jedoch aufgrund seiner Funktionsweise in der Präambel
nur dann korrekt, wenn der Frequenzhub und die damit verbunde
ne Auslenkung des Signalzeigers in der I/Q-Ebene für die ein
zelnen Bits groß genug ist, um bei einer zunächst irrtümlichen
Annahme eines unerwünschten Frequenzoffsets und einer damit
verbundenen falschen Festsetzung der Entscheidungsschwelle zum
Schalten in die richtige Betriebsebene der in Fig. 1 darge
stellten Betriebsebenen mit der richtigen Entscheidungsschwel
le auszureichen. Der maximal zu tolerierende Restfrequenzoff
set ist daher stark hubabhängig und bei einem geringen Fre
quenzhub zu groß.
Es wird daher vorgeschlagen, die Entscheidungsschwelle weiter
hin anhand der Präambel eines Zeitschlitzes festzustellen und
ggfs. zu korrigieren, jedoch diese Entscheidung abhängig von
der Aufaddition der Auslenkungen des Signalzeigers über mehre
re Bits der Präambel zu machen, wobei die Gesamtauslenkung des
Signalzeigers insbesondere über eine gerade Anzahl von Bits
der Präambel festgestellt wird.
Abhängig von der ermittelten Gesamtauslenkung des Signalzei
gers, d. h. der Gesamtveränderung der Abtastwerte der Komponen
tensignale, wird das Vorliegen eines ungewünschten Frequenz
offsets, der beispielsweise bei einem ungenauen Abgleichen der
Hochfrequenzteile auftritt, beurteilt und die Entscheidungs
schwelle für die 0/1-Entscheidung festgelegt und für den Rest
des Zeitschlitzes beibehalten.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des hierzu erforderlichen
Empfängers, wobei - wie auch in Fig. 7 gezeigt ist - die auf
die Werte -1 und +1 limitierten Komponenten- bzw. Achssignale
von einer Einrichtung 20 in die beispielsweise in Fig. 8 ge
zeigten Sektoren umcodiert werden und anschließend direkt so
wie von einer Einrichtung 21 um ein Bit verzögert einer Ein
richtung 22 zugeführt werden, die aus der Differenz der Sekto
ren die momentane Auslenkung des Signalzeigers gegenüber der
aufgrund der Zwischenfrequenz des Empfängers zu erwartenden
Drehung bestimmt. Bei dieser Auslenkung des Signalzeigers in
der I/Q-Ebene wird die durch den Frequenzhub einer empfangenen
"0" oder "1" hervorgerufene Auslenkung von der (konstanten)
Auslenkung durch einen unbekannten Frequenzoffset überlagert.
Um diesen unbekannten und unerwünschten Frequenzoffset zu er
mitteln, wird die Auslenkung während der Präambel eines Zeit
schlitzes über eine geradzahlige Anzahl von Bits hinweg aufad
diert, im vorliegenden Beispiel über zwei Bits, was bei einer
neunfachen Überabtastung der Abtastwerte einer Summation von
18 Auslenkungswerten entspricht. Ein Zähler 25 steuert den
zeitlichen Verlauf der Addition, sorgt für die Übernahme der
Auslenkungssumme nach 18 Addierzyklen und für das darauffol
gende Rücksetzen des Addierers 24.
Aus der von dem Addierer 24 gelieferten Gesamtauslenkung des
Signalzeigers, d. h. der Gesamtveränderung der Abtastwerte der
Komponenten- bzw. Achssignale I, Q und A-F, läßt sich der
bisher unbekannte und ungewünschte Frequenzoffset ablesen. Bei
der Addition der Auslenkung des Signalzeigers über eine gerad
zahlige Anzahl von Bits, insbesondere über zwei Bits, heben
sich die Beiträge zur Gesamtauslenkung des Signalzeigers durch
den Frequenzhub einer "0" und einer "1" gegenseitig auf, so
daß die verbleibende Gesamtauslenkung des Signalzeigers der
Drehung bzw. Auslenkung durch den bisher unbekannten Frequenz
offset während der zwei Bits entspricht.
Abhängig von dem dabei festgestellten Wert der Gesamtauslen
kung, d. h. der über die Bits der Präambel festgestellten Ge
samtsektoränderung, kann somit das Vorliegen eines ungewünsch
ten Frequenzoffsets erkannt werden und entsprechend - falls
erforderlich - die Entscheidungsschwelle, d. h. der Entschei
dungsschwellensektor, für die 0/1-Entscheidung neu festgesetzt
und korrigiert werden.
Dabei wird beispielsweise die in Fig. 3 gezeigte Tabelle ver
wendet, um abhängig von der bei diesem Verfahren festgestell
ten Gesamtauslenkung gegenüber dem ursprünglich festgesetzten
Schwellensektor S ggfs. den korrigierten Schwellensektor S'
festzusetzen. Ist die über die geradzahlige Anzahl von Präam
belbits festgestellte Gesamtauslenkung 0, so liegt kein unge
wünschter Frequenzoffset vor, d. h. die Entscheidungsschwelle
für die 0/1-Entscheidung liegt weiterhin bei dem ursprünglich
angenommenen Schwellensektor S, welcher der durch die Zwi
schenfrequenz des Empfängers hervorgerufenen Auslenkung ent
spricht (vgl. Fig. 8), so daß alle negativen Auslenkungen ge
genüber diesem Schwellensektor S als eine empfangene logische
"0" und alle positiven Auslenkungen als eine logische "1" in
terpretiert werden. Beträgt hingegen die Gesamtauslenkung bei
spielsweise +18, so bedeutet dies, daß sich der Signalzeiger
in der komplexen I/Q-Ebene pro Abtastwert um einen Sektor im
Uhrzeigersinn weitergedreht hat als dies ursprünglich angenom
men worden ist. Dies bedeutet, daß die Entscheidungsschwelle
für die 0/1-Entscheidung idealerweise bei dem gegenüber dem
ursprünglich angenommenen Schwellensektor S im Uhrzeigersinn
folgenden Sektor liegen sollte. Analog hat sich bei einer Ge
samtauslenkung von -18 des Signalzeigers pro Abtastwert um ei
nen Sektor weniger gedreht als ursprünglich angenommen, so daß
der Schwellensektor S' für die 0/1-Entscheidung auf den entge
gen dem Uhrzeigersinn zu dem ursprünglichen Schwellensektor S
benachbarten Schwellensektor festgelegt wird. Beträgt die Ge
samtauslenkung +36, so hat sich der Signalzeiger pro Abtast
wert um zwei Sektoren weitergedreht als dies ursprünglich an
genommen worden ist. Der Schwellensektor sollte daher auf den
im Uhrzeigersinn übernächsten Sektor bezüglich des ursprüngli
chen Schwellensektors S festgesetzt werden. Analog gilt für
eine Gesamtauslenkung von -36 eine Neufestsetzung des Schwel
lensektors S' auf S - 2. Bei Gesamtauslenkungswerten, die zwi
schen den in Fig. 3 dargestellten Werten liegen, können be
stimmte Grenzen für die Zuordnung eines neuen Schwellensektors
S' festgelegt werden. So kann beispielsweise bei einer Gesamt
auslenkung zwischen -8 und +9 der ursprüngliche Schwellensek
tor S beibehalten werden, während bei einer Gesamtauslenkung
von +10 bis +27 der neue Schwellensektor S' auf S + 1 usw. fest
gelegt wird.
Mit Hilfe dieses Verfahrens kann der ursprünglich unbekannte
Frequenzoffset bis auf einen bestimmten Restfrequenzoffset,
der der Drehung des Signalzeigers um einen halben Sektor pro
Bit entspricht (in diesem Beispiel etwa 36 kHz), ausgeglichen
werden.
Wie bereits zuvor beschrieben worden ist, wird der anhand der
Präambel eines Zeitschlitzes festgestellte neue Entscheidungs
schwellensektor für den Rest des Zeitschlitzes eingefroren,
d. h. beibehalten. Hierzu wird das am Ende der Präambel auftre
tende Signal RXDSG verwendet. Da dieses Signal jedoch erst
nach dem Empfang einer Doppeleins oder Doppelnull vorliegt,
muß die Aktivierung der neuen Entscheidungsschwelle um ca. 1
Bit verzögert werden, da bei einer Summe über eine Doppeleins
bzw. Doppelnull der Frequenzoffset nicht korrekt bestimmt wer
den kann. Dies geschieht gemäß Fig. 2 mit Hilfe einer Einrich
tung 27, welche die von der Einrichtung 26 durch das zuvor be
schriebene Verfahren festgelegte Entscheidungsschwelle S' um
ca. 1 Bit verzögert und erst nach Ablauf dieser Verzögerungs
zeit die neue Entscheidungsschwelle der Logik 23 zuführt, die
abhängig von dieser Entscheidungsschwelle S' auf das Vorliegen
einer logischen "0" bzw. einer logischen "1" schließt.
Claims (20)
1. Demodulationsverfahren zum Demodulieren von einem mit einem
digitalen Informationssignal winkelmodulierten Trägersignal,
umfassend die Schritte
- a) Erzeugen einer Gruppe von Komponentensignalen (I, Q, A...F) des Trägersignals, die mindestens ein I-Komponentensignal und ein Q-Komponentensignal umfaßt,
- b) Abtasten der Komponentensignale mit einer ausreichend hohen Abtastfrequenz, und
- c) Ermitteln des einem empfangenen Bit des winkelmodulierten
Trägersignals entsprechenden binären Werts anhand der gegen
über einer Entscheidungsschwelle (S, S') durch das Bit infolge
der Winkelmodulation hervorgerufenen Veränderung der Ab
tastwerte der Komponentensignale,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastwerte der Komponentensignale (I, Q, A...F) hin sichtlich einer ungewünschten Veränderung der Abtastwerte, die nicht durch die gewünschte Frequenz der Komponentensignale oder den binären Wert des empfangenen Bits hervorgerufen wor den ist, überwacht werden, und
daß die Entscheidungsschwelle bei Erfassen einer derartigen ungewünschten Veränderung der Abtastwerte der Komponentensi gnale korrigiert und neu festgelegt wird.
2. Demodulationsverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Entscheidungsschwelle (S, S') abhängig von dem Ausmaß
und/oder der Richtung der ungewünschten Veränderung der Ab
tastwerte der Komponentensignale (I, Q, A...F) neu festgelegt
wird.
3. Demodulationsverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gruppe von Komponentensignalen (I, Q, A...F) mehrere
Komponentensignalpaare umfaßt, von denen eines durch das I-
Komponentensignal und das Q-Komponentensignal gebildet ist,
wobei jedes Komponentensignalpaar die Achsen eines entspre
chenden Komponenten-Koordinatensystems repräsentiert, und
wobei alle Komponentenachsen der einzelnen Komponenten-Koor
dinatensysteme die dem I-Komponentensignal und dem Q-Kompo
nentensignal entsprechende Ebene des I/Q-Koordinatensystems
gleichmäßig in mehrere Sektoren unterteilen.
4. Demodulationsverfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastwerte der einzelnen Komponentensignale (I, Q, A...F) auf die diskreten Werte -1 und +1 beschränkt werden, wobei -1 einen negativen Abtastwert und +l einen positiven Ab tastwert des jeweiligen Komponentensignals bezeichnet,
daß den möglichen Kombinationen der diskreten Abtastwerte +1 bzw. -1 der einzelnen Komponentensignale jeweils ein bestimm ter Sektor im I/Q-Koordinatensystem zugeordnet ist, und
daß die durch das empfangene Bit hervorgerufene Veränderung der Abtastwerte der Komponentensignale anhand einer entspre chenden Sektoränderung gegenüber einem der Entscheidungs schwelle entsprechenden Entscheidungsschwellensektor (S, S') im I/Q-Koordinatensystem beurteilt wird.
daß die Abtastwerte der einzelnen Komponentensignale (I, Q, A...F) auf die diskreten Werte -1 und +1 beschränkt werden, wobei -1 einen negativen Abtastwert und +l einen positiven Ab tastwert des jeweiligen Komponentensignals bezeichnet,
daß den möglichen Kombinationen der diskreten Abtastwerte +1 bzw. -1 der einzelnen Komponentensignale jeweils ein bestimm ter Sektor im I/Q-Koordinatensystem zugeordnet ist, und
daß die durch das empfangene Bit hervorgerufene Veränderung der Abtastwerte der Komponentensignale anhand einer entspre chenden Sektoränderung gegenüber einem der Entscheidungs schwelle entsprechenden Entscheidungsschwellensektor (S, S') im I/Q-Koordinatensystem beurteilt wird.
5. Demodulationsverfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gruppe von Komponentensignalen (I, Q- A...F) acht ver schiedene Komponentensignale umfaßt, und
daß auf eine ungewünschte Veränderung der Abtastwerte der Kom ponentensignale geschlossen wird, wenn die Sektoränderung ge genüber dem Entscheidungsschwellensektor (S, S') mehr als vier Sektoren beträgt.
daß die Gruppe von Komponentensignalen (I, Q- A...F) acht ver schiedene Komponentensignale umfaßt, und
daß auf eine ungewünschte Veränderung der Abtastwerte der Kom ponentensignale geschlossen wird, wenn die Sektoränderung ge genüber dem Entscheidungsschwellensektor (S, S') mehr als vier Sektoren beträgt.
6. Demodulationsverfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Sektoränderung von 5 Sektoren der Entscheidungs
schwellensektor (S') neu auf den in Richtung der Sektorände
rung dem ursprünglichen Entscheidungsschwellensektor (S) un
mittelbar benachbarten Sektor in dem I/Q-Koordinatensystem
festgelegt wird.
7. Demodulationsverfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Sektoränderung von mindestens sechs Sektoren der
Entscheidungsschwellensektor (S') auf den in Richtung der Sek
toränderung gegenüber dem ursprünglichen Entscheidungsschwel
lensektor (S) übernächsten Sektor im I/Q-Koordinatensystem
festgelegt wird.
8. Demodulationsverfahren nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach einer Neufestlegung der Entscheidungsschwelle (S')
diese kontinuierlich überprüft und rückgängig gemacht wird,
falls sich ergibt, daß die neu festgelegte Entscheidungs
schwelle tatsächlich zu hoch oder zu niedrig gewählt worden
ist.
9. Demodulationsverfahren nach Anspruch 6 und 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Entscheidungsschwellensektor (S') wieder auf den ur
sprünglichen Entscheidungsschwellensektor (S) zurückgesetzt
wird, falls sich gegenüber dem neu gewählten Entscheidungs
schwellensektor eine Sektoränderung von mindestens vier Sekto
ren in Richtung zu dem ursprünglichen Entscheidungsschwellen
sektor (S) hin ergibt.
10. Demodulationsverfahren nach Anspruch 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Entscheidungsschwellensektor (S') auf den zwischen dem
ursprünglichen Entscheidungsschwellensektor (S) und dem neu
gewählten Entscheidungsschwellensektor (S') liegenden Sektor
festgesetzt wird, falls sich gegenüber dem zunächst neu ge
wählten Entscheidungsschwellensektor (S') eine Sektoränderung
von mindestens drei Sektoren in Richtung zu dem ursprünglichen
Entscheidungsschwellensektor (S) hin ergibt.
11. Demodulationsverfahren nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Veränderung der Abtastwerte der Komponentensignale (I, Q, A...F) über mehrere Bits des winkelmodulierten Trägersi gnals erfaßt wird und
daß das Vorliegen einer ungewünschten Veränderung der Abtast werte ausgehend von der den mehreren Bits entsprechenden Ge samtveränderung der Abtastwerte der Komponentensignale beur teilt wird.
daß die Veränderung der Abtastwerte der Komponentensignale (I, Q, A...F) über mehrere Bits des winkelmodulierten Trägersi gnals erfaßt wird und
daß das Vorliegen einer ungewünschten Veränderung der Abtast werte ausgehend von der den mehreren Bits entsprechenden Ge samtveränderung der Abtastwerte der Komponentensignale beur teilt wird.
12. Demodulationsverfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf das Vorliegen einer ungewünschten Veränderung ge schlossen wird, wenn die Gesamtveränderung der Abtastwerte ei nen bestimmten Grenzwert überschreitet, und
daß die Entscheidungsschwelle (S, S') bei Erfassen der unge wünschten Veränderung der Abtastwerte abhängig von der erfaß ten Gesamtveränderung der Abtastwerte neu festgelegt wird.
daß auf das Vorliegen einer ungewünschten Veränderung ge schlossen wird, wenn die Gesamtveränderung der Abtastwerte ei nen bestimmten Grenzwert überschreitet, und
daß die Entscheidungsschwelle (S, S') bei Erfassen der unge wünschten Veränderung der Abtastwerte abhängig von der erfaß ten Gesamtveränderung der Abtastwerte neu festgelegt wird.
13. Demodulationsverfahren nach Anspruch 11 oder 12 und An
spruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gesamtsektoränderung über die mehreren Bits des win kelmodulierten Trägersignals erfaßt wird, und
daß der ursprüngliche Entscheidungssektor (S) neu festgelegt wird, wenn die Gesamtsektoränderung eine bestimmte Anzahl von Sektoren übersteigt.
daß die Gesamtsektoränderung über die mehreren Bits des win kelmodulierten Trägersignals erfaßt wird, und
daß der ursprüngliche Entscheidungssektor (S) neu festgelegt wird, wenn die Gesamtsektoränderung eine bestimmte Anzahl von Sektoren übersteigt.
14. Demodulatiosnverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gesamtveränderung der Abtastwerte der Komponentensi
gnale (I, Q, A...F) über eine geradzahlige Anzahl von Bits des
winkelmodulierten Trägersignals erfaßt wird.
15. Demodulationsverfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gesamtveränderung der Abtastwerte der Komponentensi
gnale (I, Q, A...F) über zwei Bits des winkelmodulierten Trä
gersignals erfaßt wird.
16. Demodulationsverfahren nach Anspruch 13 und 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Gesamtsektoränderung, die mindestens neun Sekto
ren und höchstens 27 Sektoren umfaßt, der Entscheidungsschwel
lensektor (S') neu auf den in Richtung der Gesamtsektorände
rung dem ursprünglichen Entscheidungsschwellensektor (S) un
mittelbar benachbarten Sektor im I/Q-Koordinatensystem festge
legt wird.
17. Demodulationsverfahren nach Anspruch 13 und 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Gesamtsektoränderung, die mehr als 27 Sektoren
umfaßt, der Entscheidungsschwellensektor (S') auf den in Rich
tung der Gesamtsektoränderung gegenüber dem ursprünglichen
Entscheidungsschwellensektor (S) übernächsten Sektor im I/Q-
Koordinatensystem festgelegt wird.
18. Demodulationsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das winkelmodulierte Trägersignal als ein Zeitmultiplexsi gnal vorliegt, und
daß die Bits, über die die Gesamtveränderung der Abtastwerte der Komponentensignale (I, Q, A...F) erfaßt wird, Bits der Präambel eines Zeitschlitzes des Zeitmultiplexsignals sind.
daß das winkelmodulierte Trägersignal als ein Zeitmultiplexsi gnal vorliegt, und
daß die Bits, über die die Gesamtveränderung der Abtastwerte der Komponentensignale (I, Q, A...F) erfaßt wird, Bits der Präambel eines Zeitschlitzes des Zeitmultiplexsignals sind.
19. Demodulationsverfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach einer Neufestlegung der Entscheidungsschwelle (S, S')
diese für den gesamten Zeitschlitz beibehalten wird.
20. Demodulationsverfahren nach Anspruch 18 und 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aktivierung der neu festgelegten Entscheidungsschwelle
(S') um eine bestimmte Zeitspanne, insbesondere um ein Bit des
winkelmodulierten Trägersignals, verzögert wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19739979A DE19739979C1 (de) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | Demodulationsverfahren für winkelmodulierte Trägersignale |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19739979A DE19739979C1 (de) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | Demodulationsverfahren für winkelmodulierte Trägersignale |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19739979C1 true DE19739979C1 (de) | 1998-09-10 |
Family
ID=7842034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19739979A Expired - Fee Related DE19739979C1 (de) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | Demodulationsverfahren für winkelmodulierte Trägersignale |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19739979C1 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19536527A1 (de) * | 1995-09-29 | 1997-04-03 | Siemens Ag | Empfängerarchitektur zum Empfangen von winkelmodulierten/-getasteten Trägersignalen |
-
1997
- 1997-09-11 DE DE19739979A patent/DE19739979C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19536527A1 (de) * | 1995-09-29 | 1997-04-03 | Siemens Ag | Empfängerarchitektur zum Empfangen von winkelmodulierten/-getasteten Trägersignalen |
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