DE19744628C1 - Demodulationsverfahren und Empfänger für winkelmodulierte Trägersignale - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Demodulationsverfahren zum Demodulieren von einem mit einem digitalen Informations­ signal winkelmodulierten Trägersignal gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie einen entsprechenden Empfänger gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 5.

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, inverser Abbildung, d. h. De­ modulation, vorgenommen. Zur Unterscheidung zwischen einer analogen und einer digitalen Modulation bzw. Demodulation wird für die digitale Modulation bzw. Demodulation auch der Begriff "Tastung" oder "Umtastung" 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 die Demodulation von winkelmodulierten Trägersignalen, wie sie insbesondere auf dem Gebiet der Nachrichtentechnik, z. B. in Mobilfunksystemen oder Schnurlos-Telekommunikationssystemen, auftreten und verwendet werden.

Bei der Winkelmodulation wird die Phase bzw. die Frequenz des Trägersignals in Abhängigkeit von dem modulierenden Informati­ onssignal geändert. 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 = ld(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 = ld(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. 3 zeigt ein solches I/Q-Diagramm für den Fall einer 8-PSK-Mo­ dulation, d. h. es wird zwischen acht diskreten Phasen für die Trägerphase ϕ unterschieden, die das Trägersignal in Abhängig­ keit von der zu übertragenden Information des digitalen Infor­ mationssignals annehmen kann.

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 +Δf bzw. um -Δf geändert, wobei die Än­ derung um +Δf z. B. einer logischen "1" und die Änderung -Δ f einer logischen "0" entspricht. In dem I/Q-Diagramm ent­ spricht diese Frequenzänderung ±Δf einer Drehung des Signal­ zeigers 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 durch die übertragenen Bits des modulierenden di­ gitalen Informationssignals hervorgerufene Drehrichtung des Signalzeigers des Trägersignals in der komplexen I/Q-Ebene be­ stimmt werden. Der Betrag der Winkeländerung in der I/Q-Ebene (d. h. der Betrag der Frequenzänderung) ist dabei von dem ver­ wendeten Modulationsindex abhängig. Zur Bestimmung der Dreh­ richtung des Signalzeigers in der komplexen I/Q-Ebene wird die I-Komponente sowie die Q-Komponente des empfangenen Trägersi­ gnals bestimmt und abhängig von der Veränderung der den ein­ zelnen Bits des modulierenden Informationssignals entsprechen­ den Abtastwerte der I- und Q-Komponente auf die Drehrichtung des Signalzeigers und somit auf den binären Wert des jeweils empfangenen Bits geschlossen.

Wie beispielsweise in der DE-A1-195 36 526 und DE-A1- 195 36 527 beschrieben ist, werden bekanntermaßen durch Kombi­ nation der I- und Q-Komponente (d. h. durch Addition bzw. Sub­ traktion) mindestens zwei weitere Komponenten, wie z. B. eine A-Komponente und eine B-Komponente erzeugt, um auch geringe Winkeländerungen des Signalzeigers in dem I/Q-Diagramm fest­ stellen zu können. Diese beiden zusätzlichen Komponenten bil­ den ein gegenüber dem I/Q-Koordinatensystem phasenverschobenes zweites Koordinatensystem. Die einzelnen Komponenten, d. h. die I- und Q-Komponenten sowie beispielsweise die A- und B-Kompo­ nente, werden hart begrenzt, d. h. limitiert, so daß für die einzelnen Komponenten lediglich die diskreten Zustände "1" (falls die Komponente einen positiven Wert annimmt) oder "-1" (falls die Komponente einen negativen Wert annimmt) erzeugt werden.

Fig. 4c zeigt einen aus der DE-A1-195 36 526, DE-A1-195 36 527 und GB-A-2,286,950 bekannten Empfänger zum Empfangen und Demo­ dulieren eines winkelmodulierten Trägersignals, wobei insbe­ sondere ein Homodynempfänger (Direct Conversion Receiver) dar­ gestellt ist. Der in Fig. 4c gezeigte Empfänger 1 empfängt über eine Antenne 2 ein mit einem digitalen Informationssignal moduliertes hochfrequentes Trägersignal s_T, wobei das Emp­ fangssignal über ein Bandpaßfilter 3 einem rauscharmen Ver­ stärker 4 zugeführt wird. Das verstärkte Empfangssignal wird an einen Synthesizer 5 weitergeleitet, der die zuvor beschrie­ benen I- und Q-Komponentensignale des Trägersignals s_T lie­ fert. Zu diesem Zweck wird in dem Synthesizer 5 das Trägersi­ gnal auf zwei durch die Pfeile 19 bzw. 20 angedeutete Pfade bzw. Zweige aufgeteilt, wobei das Trägersignal in dem oberen Pfad 19 mit Hilfe eines Mischers 9 mit dem um 90° phasenver­ schobenen Signal eines lokalen Oszillators 8 gemischt wird. Im unteren Pfad 20 wird hingegen das Trägersignal mit dem Signal des lokalen Oszillators 8 ohne Phasenverschiebung gemischt. Die Frequenz des von dem lokalen Oszillator 8 gelieferten Si­ gnals entspricht der Trägerfrequenz, so daß auf diese Weise das hochfrequente Träger- bzw. Empfangssignal s_T in das Basis­ band oder auf eine sehr niedrige Zwischenfrequenz herunterge­ mischt wird und ausgangsseitig des Synthesizers 5 die orthogo­ nalen Komponentensignale I und Q entstehen, die über Tiefpaß­ filter 11 bzw. 12 ausgegeben werden. Mit Hilfe der Tiefpaßfil­ ter 11 bzw. 12 kann insbesondere bei dem sogen. Frequenzmulti­ plexverfahren (Frequency Division Multiple Access, FDMA), d. h. bei Übertragung mehrerer Kanäle, denen unterschiedliche Fre­ quenzbänder des Trägersignals zugeordnet sind, durch Einstel­ lung des Durchlaßbereiches der beiden Tiefpaßfilter eine Ka­ nalauswahl getroffen werden, um somit den Empfang und die Aus­ wahl eines bestimmten Kanals aus den mehreren übertragenen Ka­ nälen zu ermöglichen. Dem Synthesizer 5 ist eine Limitierein­ richtung 6 nachgeschaltet, die zu der I-Komponente sowie der Q-Komponente des zu demodulierenden Trägersignals durch Addi­ tion bzw. Subtraktion der I-Komponente und Q-Komponente weite­ re Komponenten, beispielsweise eine A-Komponente und eine B- Komponente, erzeugt. Zu diesem Zweck umfaßt die Limitierein­ richtung 6 eine Kombiniereinrichtung 13, die die notwendigen Kombinationen der I-Komponente und Q-Komponente zur Erzeugung der in Fig. 4c gezeigten A-Komponente und B-Komponente durch­ führt. Für die eigentliche Demodulation in einer Demodulator­ logik bzw. Demodulatoreinrichtung 7 werden die einzelnen Kom­ ponentensignale I, Q und A, B außerdem hart begrenzt, d. h. li­ mitiert, wodurch - wie bereits zuvor beschrieben worden ist - die Zustände "1" oder "-1" für die I-, Q-, A- und B-Komponen­ ten entstehen. Zu diesem Zweck weist die Limitiereinrichtung 6 für jedes Komponentensignal einen entsprechenden Limiter 14-17 auf. Die Limitiereinrichtung 6 besteht im wesentlichen aus Operationsverstärkerschaltungen. Die Demodulatorlogik 7 erfaßt Abtastwerte der limitierten Komponentensignale I, Q und A, B und ermittelt die aufgrund eines empfangenen Bits hervorgeru­ fene Auslenkung des Signalzeigers in der komplexen I/Q-Ebene aufgrund einer entsprechenden Veränderung der Abtastwerte der einzelnen Komponentensignale, um den Empfang einer logischen "0" oder einer logischen "1" feststellen und entsprechend die ursprüngliche Datenfolge des modulierenden Informationssignals s_M ausgeben zu können.

Die Demodulatorlogik 7 arbeitet dabei bei dem in Fig. 4c dar­ gestellten Beispiel nach dem nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 4a und 4b beschriebenen Prinzip. Fig. 4a zeigt die kom­ plexe I/Q-Ebene, wobei neben dem I/Q-Koordinatensystem auch das der A- und B-Komponente entsprechende A/B-Koordinatensy­ stem dargestellt ist. Das A/B-Koordinatensystem ist gegenüber dem I/Q-Koordinatensystem um 45° gedreht, so daß der Einheits­ kreis in insgesamt acht gleichgroße Sektoren unterteilt wird. Mit jedem der beiden Koordinatensysteme können aufgrund der Abtastwerte der entsprechenden Komponentensignale somit vier Quadranten erkannt werden, in denen sich der Signalzeiger des GFSK-Signals befinden kann. In jedem Koordinatensystem ergeben sich somit zwei Sektoren für die mögliche Position des Signal­ zeigers. 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 möglichen Sektoren für die Position des Signalzei­ gers im A/B-Koordinatensystem. Bei dem in Fig. 4a gezeigten Beispiel ist dabei angenommen, daß der Abtastwert des zu demo­ dulierenden bzw. dekodierenden GFSK-Signals derart ist, daß die einzelnen Komponenten die Werte I = 1, Q = 1, A = 1 und B = -1 aufweisen. In diesem Fall sind für die Position des Si­ gnalzeigers im I/Q-Koordinatensystem die Sektoren 1 und 2 mög­ lich, während für die Position des Signalzeigers im A/B-Koor­ dinatensystem die Sektoren 1 und 8 möglich sind, so daß durch die von der Demodulatorlogik 7 durchgeführte Schnittmengenbil­ dung als genaue Position für den Signalzeiger der Sektor 1 er­ halten wird.

Für andere Kombinationen von Abtastwerten der I-, Q-, A- und B-Komponente kann analog der jeweils gültige Sektor für die tatsächliche Position des Signalzeigers ermittelt werden, wo­ bei die Zuordnungsregeln in der in Fig. 4b gezeigten Tabelle dargestellt sind. Andere als die in Fig. 4b gezeigten Werte­ kombinationen sind nicht zulässig bzw. möglich.

Wie bereits beschrieben worden ist, ist bei der GFSK-Modula­ tion die zu demodulierende digitale Information in der Dreh­ richtung des Signalzeigers enthalten. Diese Drehrichtung er­ gibt sich aus der aktuellen Position, d. h. dem aktuellen Sek­ tor, und der vorherigen Position, d. h. dem vorherigen Sektor, in der I/Q-Ebene. Abhängig von der Drehrichtung des Signalzei­ gers kann somit entschieden werden, ob eine logische "0" oder eine logische "1" gesendet wurde.

Um die Winkelauflösung und damit die Sektoranzahl weiter zu erhöhen, können den in Fig. 4a-c gezeigten Koordinatensyste­ men weitere Koordinatensysteme bzw. Komponenten hinzugefügt werden, wobei die einzelnen Komponenten den Einheitskreis der I/Q-Ebene gleichmäßig in Sektoren unterteilen. Auf diese Weise können beispielsweise durch Kombination der I- und Q-Komponen­ te neben der A- und B-Komponenten vier weitere Komponenten (C, D, E und F) erhalten werden, wobei jeweils zwei Komponenten ein Koordinatensystem bilden und die einzelnen Koordinatensy­ steme jeweils um 22,5° verdreht sind, so daß die Achsen der den zusätzlich gewonnenen Komponentensignalen entsprechenden Koordinatensystem sowie die I- und Q-Achse den Einheitskreis in der I/Q-Ebene in insgesamt 16 gleichgroße Sektoren auftei­ len.

Wie anhand von Fig. 4c beschrieben worden ist, wird zur Erzeu­ gung der I-Komponente und Q-Komponente das empfangene Träger­ signal s_T auf zwei Pfade bzw. Zweige 19 und 20 aufgespaltet. Durch bestimmte Toleranzen der in den Zweigen 19 und 20 ver­ wendeten Bauteile kann es jedoch zu Phasen- bzw. Amplituden­ verzerrungen zwischen dem der I-Komponente zugeordneten Pfad und dem der Q-Komponente zugeordneten Pfad kommen. Die Folge sind Verzerrungen bei der Darstellung des Trägersignals in der komplexen I/Q-Ebene und somit ggfs. Fehler bei der Wiedergabe und Auswertung der I/Q-Komponente des Trägersignals, was schließlich zu einer Verringerung der Empfindlichkeit des Emp­ fängers führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Demodulationsverfahren für winkelmodulierte Trägersignale gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie einen entspre­ chenden Empfänger gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 5 der­ art auszugestalten, daß Verzerrungen zwischen dem der I-Kompo­ nente zugeordneten Empfängerzweig und dem der Q-Komponente zu­ geordneten Empfängerzweig vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Demodulationsverfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 so­ wie einen Empfänger mit den Merkmalen des Anspruches 5 gelöst.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen und An­ wendungsbeispiele der vorliegenden Erfindung an.

Die der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, daß der I-Zweig und Q-Zweig vertauscht werden, um den Einfluß der To­ leranzen der in den einzelnen Zweigen verwendeten Bauteile auf die Lage des Signals in der komplexen I/Q-Ebene zu minimieren. Somit wird während der Dauer eines empfagenen Bits einerseits die I-Komponente über den oberen Zweig und die Q-Komponente über den unteren Zweig und andererseits nach Umschalten der Zweige die I-Komponente über den unteren Zweig und die Q-Kom­ ponente über den oberen Zweig übertragen. Das Vertauschen der Zweige wird bevorzugt so durchgeführt, daß die I-Komponente und die Q-Komponente während der Dauer eines empfangene Bits insgesamt zu gleichen Zeiten über den oberen Zweig und den un­ teren Zweig übertragen werden, wodurch sich die Verzerrungen zwischen den beiden Komponenten gegenseitig aufheben und kom­ pensieren. Vorteilhafterweise erfolgt das Umschalten zwischen den beiden Zweigen des Empfängers in der Mitte eines empfange­ nen Bits.

Das Umschalten zwischen den beiden Zweigen des Empfängers, d. h. das Vertauschen der I- und Q-Zweige des Empfängers, er­ folgt insbesondere dadurch, daß das zur Erzeugung der I-Kom­ ponente und der Q-Komponente verwendete Signal eines lokalen Oszillators um 90° phasenverschoben wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungs­ beispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 zeigt allgemein die Darstellung der komplexen I/Q- Ebene,

Fig. 4a-4c zeigen ein Beispiel eines bekannten Empfängers sowie Darstellungen zur Erläuterung des in diesem Empfänger durchgeführten Demodulationsverfahrens.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die einzelnen Bauteile des in Fig. 1 gezeigten Empfängers 1 entsprechen im wesentlichen denjenigen des in Fig. 4c gezeig­ ten Empfängers. Auf eine wiederholte Beschreibung dieser Bau­ teile wird daher verzichtet. Im Unterschied zu dem in Fig. 4c gezeigten Empfänger werden jedoch gemäß dem in Fig. 1 gezeig­ ten Ausführungsbeispiel lediglich die I- und Q-Komponenten des Synthesizers 5 erzeugt und der Demodulatorlogik 7 zugeführt, d. h. es werden keine zusätzlichen Komponenten, wie z. B. eine A- oder B-Komponente, aus den I- und Q-Komponenten erzeugt. Zusätzlich ist eine Steuereinheit 18 vorgesehen, die zum er­ findungsgemäß vorgeschlagenen Umschalten zwischen dem I-Zweig und dem Q-Zweig dient. Wie bereits anhand von Fig. 4c be­ schrieben worden ist, wird normalerweise über den mit Bezugs­ zeichen 19 versehenen Pfad die I-Komponente des Trägersignals erzeugt und zu der Demodulatorlogik 7 übertragen. Des weiteren wird normalerweise über den mit Bezugszeichen 20 versehenen Zweig des Empfängers die Q-Komponente des Trägersignals er­ zeugt und zu der Demodulatorlogik 7 empfangen. Um die dabei aufgrund von Toleranzen der in den einzelnen Zweigen 19 und 20 verwendeten Bauteile verursachten Verzerrungen zwischen dem I- Komponentensignal und dem Q-Komponentensignal kompensieren zu können, wird gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, das I-Komponentensignal während der Bitdauer eines empfangenen Bits zum einen über den oberen Zweig 19 und zum anderen über den unteren Zweig 20 zu übertragen. Analog wird das Q-Kompo­ nentensignal zum einen über den unteren Zweig 20 und zum ande­ ren über den oberen Zweig 19 übertragen.

Das Umschalten zwischen dem oberen Zweig 19 und dem unteren Zweig 20 des Empfängers 1 erfolgt vorteilhafterweise dadurch, daß der zum Frequenzumsetzen benötigte lokale Oszillator 8 des Synthesizers 5 in seiner Phasenlage um 90° verschoben wird, wobei das entsprechend phasenverschobene Ausgangssignal des lokalen Oszillators 8 wie in Fig. 1 gezeigt über den Mischer 9 bzw. 10 mit dem Trägersignal gemischt wird. Somit wird abhän­ gig von der Phasenlage des dem Mischer 9 bzw. 10 zugeführten Signals des lokalen Oszillators 8 entweder das I-Komponenten­ signal (bei einer Phasenlage von 90°) oder das Q-Komponenten­ signal (bei einer Phasenlage von 0°) von dem Mischer 9 bzw. 10 erzeugt und ausgegeben. Entsprechend tritt am Ausgang des Syn­ thesizers 5, d. h. an den Ausgängen der Tiefpaßfilter 11 und 12, abhängig von der Phasenlage des den Mischern 9 oder 10 zu­ geführten Signals des lokalen Oszillators 8 entweder die I- Komponente oder die Q-Komponente des über die Antenne 2, den Bandpaßfilter 3 und den Verstärker 4 zugeführten Trägersignals s_T auf.

Zum Umschalten des lokalen Oszillators 8 dient die Steuerein­ heit 18, wobei die Steuereinheit 18 den Empfänger 1 derart steuert, daß während der Dauer eines empfangenen Bits die I- Komponente und die Q-Komponente jeweils zu gleichen Zeitantei­ len über den oberen Zweig 19 und den unteren Zweig 20 übertra­ gen wird, um somit die ansonsten zwischen den I- und Q-Kompo­ nenten auftretenden Verzerrungen zu kompensieren, d. h. "auszu­ mitteln". Dies ist am einfachsten dadurch zu realisieren, daß die Steuereinheit 18 die Phasenlage des von dem loken Oszilla­ tor 8 gelieferten Signals stets in der Mitte eines empfangenen Bits um 90° verschiebt, so daß während der ersten Hälfte der Bitdauer eines empfangenen Bits die I-Komponente über den obe­ ren Zweig 19 und die Q-Komponente über den unteren Zweig 20 und während der zweiten Hälfte der Bitdauer eines empfangenen Bits die I-Komponente über den unteren Zweig 20 und die Q-Kom­ ponente über den oberen Zweig 19 des in Fig. 1 gezeigten Emp­ fängers übertragen wird. Um ein mit der Bitmitte eines empfan­ genen Bits synchronisiertes Umschalten der beiden Zweige 19 und 20 zu realisieren, überwacht demnach die Steuereinheit 18 - wie in Fig. 1 gezeigt - das eingangsseitig an dem Synthesi­ zer 5 anliegende Empfangssignal. Ausgangsseitig gibt die Steu­ ereinheit 18 ein Steuersignal so für den lokalen Oszillator 8 ab, um die Phasenlage des Ausgangssignals des lokalen Oszilla­ tors 8 entsprechend zu steuern.

Die am Ausgang des Synthesizers 5 anliegenden I- und Q-Kompo­ nenten werden über die bereits anhand von Fig. 4c beschriebene Limitiereinrichtung 6 mit den Limitern 14 und 17 der Demodula­ torlogik 7 zugeführt. Die Demodulatorlogik schließt aufgrund der einzelnen Abtastwerte der I- und Q-Komponenten des Träger­ signals auf den binären Wert eines mit Hilfe des Trägersignals übertragenen Bits eines modulierenden digitalen Informations­ signals. Die eigentliche Demodulation kann dabei beispielswei­ se wie anhand des unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen GFSK-Demodulationsverfahrens erfolgen. Damit die Demodulator­ logik 7 jedoch tatsächlich aus der I-Komponente und der Q-Kom­ ponente des Synthesizers 5 die ursprüngliche Datenfolge s_M des über das winkelmodulierte Trägersignal s_T übertragenen digita­ len Informationssignals regenerieren kann, ist es erforder­ lich, daß die Demodulatorlogik 7 Kenntnis darüber besitzt, wann welche Komponente an welchem Zweig des Empfängers 1 auf­ tritt. Zu diesem Zweck wird das Steuersignal s_o der Steuerein­ heit 18 ebenso der Demodulatorlogik 7 zugeführt, so daß die Demodulatorlogik 7 stets über das Umschalten zwischen den bei­ den Zweigen 19 und 20 des Empfängers 1 informiert ist und ent­ sprechend korrekt die an den beiden Zweigen 19 und 20 des Emp­ fängers 1 auftretenden Signale als I-Komponentensignal bzw. Q- Komponentensignal auswerten kann.

Anstelle des Umschaltens der beiden Zweige 19 und 20 in der Bitmitte eines empfangenen Bits können die Zweige 19 und 20 auch mehrmals während der Bitdauer eines empfangenen Bits um­ geschaltet werden, wobei - wie bereits zuvor beschrieben wor­ den ist - lediglich sichergestellt sein muß, daß die I-Kompo­ nente und die Q-Komponente zu gleichen Zeitanteilen über den oberen Zweig 19 und den unteren Zweig 20 des Empfängers 1 übertragen werden, um tatsächlich eine vollständige Kompensa­ tion der Verzerrungen zu erzielen.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Als Ergänzung zu dem in Fig. 1 gezeigten Empfänger weist die in Fig. 2 gezeigte Limitiereinrichtung 6 zudem eine Kombiniereinrichtung 13 auf, die durch Kombination der von dem Synthesizer 5 gelieferten I- und Q-Komponenten (beispielsweise durch Addition und Subtraktion der beiden Komponenten) zusätz­ liche gegenüber den I- und Q-Komponentensignalen phasenver­ schobene Komponenten erzeugt. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Aus­ führungsbeispiel werden insbesondere analog zu dem anhand von Fig. 4 erläuterten Beispiel eines bekannten Empfängers zusätz­ lich eine A-Komponente und eine B-Komponente erzeugt. Die ein­ zelnen Komponenten werden über Limiter 14-17 der Demodula­ torlogik 7 zugeführt, die auf an sich bekannte Art und Weise anhand der limitierten Abtastwerte der einzelnen Komponenten­ signale den binären Wert eines empfangenen Bits ermittelt und somit die binäre Datenfolge des über das winkelmodulierte Trä­ gersignal s_T übertragenen digitalen Informationssignals s_M ausgibt. Aufgrund der Funktionsweise der Kombiniereinrichtung 13 der Limitiereinrichtung 6 wird deutlich, daß analog zu der Demodulatorlogik 7 auch die Kombiniereinrichtung 13 stets dar­ über Kenntnis besitzen muß, ob über den oberen Zweig 19 bzw. den unteren Zweig 20 gerade die I-Komponente oder die Q-Kompo­ nente übertragen wird, um entsprechend aus der I-Komponente und der Q-Komponente die zusätzlichen Komponenten A und B er­ zeugen zu können. Daher ist gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Aus­ führungsbeispiel das Steuersignal der Steuereinheit 18 s_o zu­ sätzlich auch an die Kombiniereinrichtung 13 angelegt, so daß diese stets darüber informiert ist, welche Komponente gerade über welchen Zweig des Empfängers 1 übertragen wird. Somit wird die Kombiniereinrichtung 13 im wesentlichen synchron mit dem lokalen Oszillator 8 und der Demodulatorlogik 7 umgeschal­ tet.

Alternativ zu dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, daß die Zweige 19 und 20 nicht von der Kombiniereinrichtung 13 durchgeschaltet wer­ den und entsprechend am Ausgang der Kombiniereinrichtung 13 abwechselnd die I- oder Q-Komponente auftritt, sondern daß die Kombiniereinrichtung 13 abhängig von den an den Ausgangsan­ schlüssen des Synthesizers 5 auftretenden Komponentensignalen sowie dem Steuersignal s_o der Steuereinheit 18 stets sicher­ stellt, daß die I-Komponente beispielsweise über den Limiter 14 und die Q-Komponente über den Limiter 17 der Demodulatorlo­ gik 7 zugeführt wird. In diesem Fall würde die Demodulatorlo­ gik 7 keine Informationen mehr darüber benötigen, über welchen Zweig des Synthesizers 5 tatsächlich jeweils die I-Komponente und Q-Komponente übertragen wird, so daß die Verbindung von der Steuereinheit 18 zu der Demodulatorlogik 7 entfallen könn­ te.

Selbstverständlich kann das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbei­ spiel auch dahingehend erweitert werden, daß von der Kombi­ niereinrichtung 13 mehr als zwei zusätzliche Komponentensigna­ le aus dem I- und Q-Komponentensignal des Synthesizers 5 abge­ leitet und von der Demodulatorlogik 7 zur 0/1-Entscheidung hinsichtlich eines empfangenen Bits ausgewertet werden.

Claims (10)

1. Demodulationsverfahren zum Demodulieren eines mit einem di­ gitalen Informationssignal (s_M) winkelmodulierten Trägersi­ gnals (s_T),
umfassend die Schritte

• a) Empfangen des winkelmodulierten Trägersignals (s_T) mit ei­ nem Empfänger (1),
• b) Erzeugen einer I-Komponente und einer Q-Komponente aus dem empfangenen winkelmodulierten Trägersignal (s_T),
• c) Übertragen der I-Komponente bzw. der Q-Komponente über ei­ nen ersten (19) bzw. einen zweiten (20) Zweig des Empfän­ gers (1), und
• d) Ermitteln des einem empfangenen Bit des digitalen Informa­ tionssignals (s_M) entsprechenden binären Wertes durch Aus­ wertung der I-Komponente und der Q-Komponente des winkel­ modulierten Trägersignals (s_T),

dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt c) während eines ersten Abschnitts der Bit­ dauer eines empfangenen Bits die I-Komponente über den ersten Zweig (19) und die Q-Komponente über den zweiten Zweig (20) des Empfängers (1) und während eines zweiten Abschnitts der Bitdauer des empfangenen Bits die I-Komponente über den zwei­ ten Zweig (20) und die Q-Komponente über den ersten Zweig (19) des Empfängers (1) übertragen werden.

2. Demodulationsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bitdauerabschnitt und der zweite Bitdauerab­ schnitt jeweils der halben Bitdauer des empfangenen Bits ent­ sprechen.

3. Demodulationsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der I-Komponente und der Q-Komponente über den ersten (19) bzw. zweiten (20) Zweig des Empfängers (1) in der Mitte des empfangenen Bits umgeschaltet wird.

4. Demodulationsverfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Schritt b) die I-Komponente bzw. die Q-Komponente durch Mischen des empfangenen winkelmodulierten Trägersignals (s_T) mit einem ersten bzw. zweiten Oszillatorsignal erzeugt wird, wobei das erste und zweite Oszillatorsignal eine identi­ sche Frequenz und eine um 90° verschobene Phasenlage besitzen, und
daß in dem Schritt c) die Übertragung der I-Komponente und der Q-Komponente über den ersten Zweig (19) bzw. zweiten Zweig (20) des Empfängers (1) umgeschaltet wird, indem das erste und zweite Oszillatorsignal jeweils um 90° phasenverschoben wird.

5. Empfänger (1) zum Empfangen und Demodulieren eines mit ei­ nem digitalen Informationssignal (s_M) winkelmodulierten Trä­ gersignals (s_T),
mit einer Synthesizereinrichtung (5) zum Erzeugen einer I- Komponente und einer Q-Komponente aus dem empfangenen winkel­ modulierten Trägersignal (s_T), und
mit einer Demodulatoreinrichtung (7), die durch Auswertung der I-Komponente und der Q-Komponente den einem empfangenen Bit entsprechenden binären Wert ermittelt,
gekennzeichnet durch
eine Steuereinheit (18), die den Empfänger (1) derart steuert, daß während eines ersten Abschnitts der Bitdauer des empfange­ nen Bits die I-Komponente über einen ersten Zweig (19) und die Q-Komponente über einen zweiten Zweig (20) des Empfängers (1) und während eines zweiten Abschnitts der Bitdauer des empfan­ genen Bits die I-Komponente über den zweiten Zweig (20) und die Q-Komponente über den ersten Zweig (19) des Empfängers (1) zu der Demodulatoreinrichtung (7) übertragen werden.

6. Empfänger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (18) die Übertragung der I-Komponente und der Q-Komponente über den ersten Zweig (19) bzw. zweiten Zweig (20) des Empfängers (1) in der Mitte des empfangenen Bits umschaltet.

7. Empfänger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Demodulatoreinrichtung (7) Informationen (S_o) darüber empfängt, welche Komponente der I- und Q-Komponenten zu wel­ chem Zeitpunkt über welchen Zweig (19, 20) des Empfängers (1) übertragen wird.

8. Empfänger nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Synthesizereinrichtung (5) einen lokalen Oszillator (8) aufweist, wobei die Synthesizereinrichtung (5) die I-Kom­ ponente durch Mischen des empfangenen winkelmodulierten Trä­ gersignals (s_T) mit dem um 90° phasenverschobenen Ausgangs­ signal des lokalen Oszillators (8) und die Q-Komponente durch Mischen des empfangenen winkelmodulierten Trägersignals (s_T) mit dem Ausgangssignal des lokalen Oszillators (8) erzeugt, und
daß die Steuereinheit (18) die Übertragung der I-Komponente über den zweiten Zweig (20) bzw. der Q-Komponente über den er­ sten Zweig (19) des Empfängers (1) durch Verschieben der Pha­ senlage des Ausgangssignals des lokalen Oszillators (8) um 90° herbeiführt.

9. Empfänger nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch
zwischen die Synthesizereinrichtung (5) und die Demodula­ toreinrichtung (7) geschaltete Mittel (6) zum Erzeugen von mindestens zwei zusätzlichen Komponenten (A, B) des winkelmo­ dulierten Trägersignals (s_T) abhängig von der von der Synthe­ sizereinrichtung (5) gelieferten I-Komponente und Q-Kompo­ nente,
wobei die zusätzlichen Komponenten (A, B) gegenüber der I-Kom­ ponente und der Q-Komponente jeweils phasenverschoben sind, und
wobei die Demodulatoreinrichtung (7) den binären Wert des emp­ fangenen Bits zusätzlich durch Auswertung der zusätzlichen Komponenten (A, B) ermittelt.

10. Empfänger nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel (6) zum Erzeugen der zusätzlichen Komponenten (A, B) in den ersten Zweig (19) und den zweiten Zweig (20) des Empfängers (1) geschaltet sind, und
daß die Mittel (6) zum Erzeugen der zusätzlichen Komponenten (A, B) Informationen (S_o) darüber empfangen, welche Komponente der I- und Q-Komponenten zu welchem Zeitpunkt über welchen Zweig (19, 20) des Empfängers (1) übertragen wird.