DE19781681C2

DE19781681C2 - Verfahren und Gerät zur Aufbereitung von digital modulierten Signalen durch Kanalzeicheneinstellung

Info

Publication number: DE19781681C2
Application number: DE19781681A
Authority: DE
Inventors: Robert J O'dea
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 2002-11-14
Anticipated expiration: 2017-04-03
Also published as: KR100310812B1; WO1997038506A1; US5696794A; KR20000005267A; DE19781681T1

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen digitale Datenüber tragungen und im besonderen die Aufbereitung digital modu lierter Signale wie beispielsweise zu Verstärkungszwecken.

Hintergrund

Heutige Datenübertragungssysteme verwenden oftmals digitale Signale, um Datenübertragungen durchzuführen. In einem typi schen, digitalen Funk-Datenübertragungsgerät werden die über tragenen Quellinformationen durch einen digitalen Informa tionsstrom dargestellt. Dieser digitale Informationsstrom wird für die Übertragung über einen Nachrichtenkanal modu liert und verstärkt. Um Informationen über einen Nachrichten kanal effektiv zu transportieren, sind viele komplexe, digi tale Modulationsschemen entwickelt worden. In Abhängigkeit vom verwendeten, digitalen Modulationsschema kann ein resul tierendes, übertragenes Signal eine Signalhüllkurve mit einer wesentlichen Abweichung oder einem dynamischen Bereich haben. Der dynamische Bereich der übertragenen Signalhüllkurve beeinflußt den Aufbau und die Auswahl eines Leistungsverstär kers, der verwendet wird, um die Nachrichtensignale vor der Übertragung zu verstärken.

Typischerweise muß der Leistungsverstärker die Abweichungen in der Signalhüllkurve verarbeiten, ohne das übertragene Signal zu verzerren. Eine Verzerrung des übertragenen Signals kann unerwünschte Auswirkungen verursachen, wie beispielsweise spektrales Übergreifen der Signalenergie in benachbarte Nachrichtenkanäle und die Verschlechterung der Empfänger empfindlichkeit. Damit eine Signalverzerrung vermieden wird, ist der Leistungsverstärker aufgebaut, um das übertragene Signal über seinen gesamten, dynamischen Bereich linear zu verstär ken.

Die Betriebscharakteristiken von konventionellen Leistungs verstärkern schreiben vor, daß der Wirkungsgrad des Verstär kers mit dem Wert der Signalhüllkurve monoton ansteigt. Die Modulation einer konstanten Signalhüllkurve, wie beispiels weise Frequenzmodulation (FM), gestattet, daß ein Leistungs verstärker aufgebaut wird, der ständig bei einem Spitzenwir kungsgrad betrieben wird. Wenn sich jedoch der Wert der übertragenen Signalhüllkurve zeitlich verändert, wird der Wirkungsgrad des Verstärkers wesentlich kleiner als der Spitzenwirkungsgrad sein. In einem batteriegespeisten Daten übertragungsgerät resultiert diese Verminderung des Verstär kerwirkungsgrads in einer verkürzten Lebensdauer der Batte rie. Im Vergleich zu Verstärkern für Signale mit konstanten Signalhüllkurven sind Verstärker, die große, dynamische Berei che des Signals verarbeiten, auch relativ kostspielig zu entwickeln und herzustellen.

Bekannte Leistungsverstärkungstechniken, wie beispielsweise Doberty, Supply Modulation (Versorgungsmodulation) und LINC (lineare Verstärkung mit nichtlinearen Komponenten) sind entwickelt worden, um Signale, die eine veränderliche Signal hüllkurve haben, zu verstärken ohne das Signal zu verzerren, während ein verbesserter Leistungswirkungsgrad gewährleistet wird. Bei diesen Verstärkungstechniken ist es jedoch kost spielig, Signale mit einem großen Dynamikbereich zu verarbei ten, während eine gute Leistungsfähigkeit aufrechterhalten wird. Demzufolge kann die Verwendung eines speziellen Modula tionsschemas bei einer veränderlichen Signalhüllkurve die Auswahl von bestimmten Verstärkerkonstruktionen aufgrund der Kostenfrage und Problemen der Leistungsfähigkeit ausschlie ßen.

Die Verminderung des Leistungsverbrauchs ist ein immer wich tigerer Aspekt bei der Konstruktion eines Funk-Datenübertra gungsgeräts geworden. Die Bereitstellung einer effektiven Leistungsverstärkung für die übertragenen Signale ist eine kritische Komponente bei der Verminderung des Leistungsver brauchs. Einige Modulationsschemen jedoch, die verwendet werden, um die spektrale Leistungsfähigkeit zu maximieren, können einen dynamischen Amplitudenbereich von 60 dB und mehr haben, der die Möglichkeit begrenzt, effektive Verstärkungs techniken zu verwenden.

Die US 4,596,043 bearbeitet das Problem "Splatter", nämlich die das Auftreten von Frequenzanteilen außerhalb einer angestrebten Arbeitsbandbreite beim Verstärken, indem bestimmte Abschnitte der Signalhüllkurve geklammert werden.

Es eine Aufgabe der Erfindung, die effektive Verstärkung von digitalen, modulierten Signalen zu vereinfachen, während Probleme vermieden werden, die mit Geräten nach dem Stand der Technik verbunden sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Teils eines Datenüber tragungsgeräts nach dem Stand der Technik, das in der Lage ist, digitale Informationen zu übertragen, indem ein Quadratur-Amplitudenmodulations-(QAM)Signal ver wendet wird.

Fig. 2 ist ein Schaltbild, das den Einfluß der Impulsform filterung eines auf der Grundlage von QAM digital modulierten Signals darstellt, wenn es durch das Gerät nach dem Stand der Technik von Fig. 1 verarbeitet wird.

Fig. 3 ist eine Kurve, die das zeitliche Verhalten eines Impulsformfilters darstellt.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines digitalen, linearen Sen ders in einem Datenübertragungsgerät, wobei der Sender in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung einen Kanalzeicheneinsteller enthält.

Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm der Abläufe für den Betrieb des Kanalzeicheneinstellers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Trajektorie (das Bahnbild) eines Signals mit und ohne Kanalzeicheneinsteller in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung vergleicht.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung

Die vorliegende Erfindung dient der Aufbereitung eines digi tal modulierten Signals, um beispielsweise die Verstärker leistungsfähigkeit in einem Sender zu verbessern. Zur digita len Modulation wird ein digitaler Informationsstrom auf eine Zeichenkonstellation abgebildet, um eine Folge von Kanalzei chen zu erzeugen. Die Folge der Kanalzeichen wird unter Berücksichtigung einer Signalhüllkurve, die diese Folge repräsentiert, durch die Bestimmung von Minimalwerten verar beitet, die durch die Signalhüllkurve angenommen werden ("Zeichenintervallminima"), wenn sich die Signalhüllkurve durch aufeinanderfolgende Kanalzeichen der Folge wandelt. Eine modifizierte Folge der Kanalzeichen wird durch die Einstellung der Charakteristiken von zumindest einigen der Kanalzeichen der Folge erzeugt, um Zeichenintervallminima zu vermeiden, die Werte unterhalb eines Minimaschwellenwerts haben. In der bevorzugten Ausführung werden Kanalzeichen durch die Veränderung der Amplitude und/oder der Phase derjenigen Kanalzeichen eingestellt, die geringe Zeichenintervall minima beeinflussen.

Bezugnehmend auf Fig. 1 wird ein Datenübertragungsgerät nach dem Stand der Technik 100 gezeigt, das Baugruppen enthält, die gewöhnlich in einem Gerät vorkommen, das eine lineare Übertragung von digital modulierten Signalen gewährleistet. Das Datenübertragungsgerät 100 enthält eine digitale Informa tionsquelle 110, wie beispielsweise einen Sprachkodierer, die einen Strom digitaler Informationen 115 erzeugt. Eine Kanal zeichenabbildungseinrichtung 120 ist in den Informationsstrom 115 geschaltet und gewährleistet die digitale Modulation. Im gezeigten Beispiel wird ein lineares Modulationsschema, wie beispielsweise Quadratur-Amplitudenmodulation (QAM), verwen det. Das QAM-Signalisierungsschema verwendet sowohl die Phase als auch die Amplitude eines Trägersignals, um Informationen zu übertragen, und hat ein relativ hohes Spitzen-Durch schnitts-Leistungsverhältnis. Die Kanalzeichenabbildungsein richtung 120 gibt ein moduliertes Signal aus, das eine Folge von Kanalzeichen 125 enthält, und das modulierte Signal wird an einen Impulsformfilter 130 geschaltet. Der Impulsform filter 130 gewährleistet eine Bandbreitenbegrenzungsfunktion, um das Signalspektrum zu begrenzen. Das Filter 130 gibt ein digital gefiltertes Signal 135 aus, das schließlich an einen Verstärker 140 geschaltet wird. Der Verstärker 140 gibt ein verstärktes Signal 145 aus, das über eine Antenne 150 ausge strahlt wird.

Fig. 2 zeigt eine grafische Darstellung 200 des Einflusses des Impulsformfilters auf dem Stand der Technik; zu Erläute rungszwecken wird angenommen, daß ein π/4-Quadratur-Phasen verschiebungsverschlüsselungs(QPSK)-Modulationsschema ver wendet wird. Wie in der Technik üblich, kann eine Zeichenkonstellation für ein π/4-QPSK-Modulationsschema grafisch als ein Zeichensatz in einem zweidimensionalen Aufbau dargestellt werden, der Phase und Amplitude repräsen tiert. Der grafische Block 210 ist eine Darstellung einer Kanalzeichenfolge, die die Werte {0, 1, 6, 7} hat, die durch die Kanalzeichenabbildungseinrichtung 120 erzeugt wurde, um eine Abtastung des digitalen Informationsstroms darzustellen. Es ist anzumerken, daß bei diesem Modulationsschema geradlinige Übergänge zwischen aufeinanderfolgenden Zeichen nicht den Ursprungspunkt kreuzen, d. h. kein Übergang besitzt einen Punkt, an dem die Amplitude und die Phase einen Wert von Null (0) haben.

Wie bei einer typischen Realisierung, die das π/4-QPSK-Modu lationsschema beinhaltet, ist das Filter 130 ein verstärktes Kosinus-Flankenabfall-Impulsformfilter mit einem vorbestimm ten Flankenabfallfaktor. Fig. 3 ist eine grafische Darstel lung 300, die das zeitliche Verhalten des Filters 130 zeigt. Es wird erwartet, daß der Ausgang des Filters 130 überlagerte Reaktionen des Filters auf mehrere Kanalzeichen enthält. Es wird angenommen, daß die Zeichenfolge eine Zeichenperiode T_S hat, die die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Zeichen darstellt. Ein Impuls vom Impulsformfilter kreuzt Null zu Vielfachen der Zeichenperiode T_S, und der Wert des zusammen gesetzten Signals an Vielfachen von T_S wird gleich dem Kanal zeichen sein, das diesem Zeichenzeitpunkt entspricht. Ein minimaler Wert der Signalhüllkurve wird zwischen Zeichenüber gängen auftreten.

Der grafische Block 220 ist eine Darstellung der Signalhüll kurve oder der Signaltrajektorie, die die Folge der Kanalzei chen {0, 1, 6, 7} darstellt, nachdem sie durch das Impulsform filter 130 verarbeitet worden ist. Wenn die Impulsformfilterung auf die Folge von Kanalzeichen angewendet wird, um das Signalspektrum zu begrenzen, können bestimmte Zeichenübergänge verursachen, daß die Signalhüllkurve einen sehr kleinen Wert hat. Dies liegt hauptsächlich an dem charakteristischen Überschwingen des Impulsformfilters, das verursacht, daß Phase und Amplitude des Signals während Zeichenübergängen eine Funktion von mehreren Zeichen sind. Auf diese Weise werden geradlinige Übergänge zwischen Kanal zeichen wie sie in der Grafik 210 auftreten, durch beliebige, nichtlineare Übergänge ersetzt, die extrem kleine Werte der Signalhüllkurve erzeugen. Der Einfluß der Filterung erhöht sich, wenn der Flankenabfallfaktor des Filters oder die Signalbandbreite reduziert werden.

Im gezeigten Beispiel nimmt die Signalhüllkurve für die Zeichenfolge {0, 1, 6, 7} einen Weg, der während des Übergangs vom Kanalzeichen {1} zum Kanalzeichen {6} nahe am Ursprung vorbeigeht. Die extrem kleinen Werte der Signalhüllkurve machen den Gebrauch von hocheffektiven, linearen Modulations techniken, wie beispielsweise Supply-Modulation LINC, schwierig und tragen zu Entschlüsselungsfehlern bei, wenn bestimmte Differentialerkennungstechniken verwendet werden, um die übertragenen Signale in einem Empfänger zu verarbeiten.

Für die Zwecke dieser Erläuterung wird der Teil der Signal hüllkurve, der während des Übergangs zwischen einem Kanalzei chen und einem nachfolgendem Kanalzeichen auftritt, hierin als ein Zeichenintervall bezeichnet. Ein Zeichenintervall minimum wird in Bezug auf ein bestimmtes Zeichenintervall als der minimale Wert der Signalhüllkurve während des bestimmten Zeichenintervalls definiert. Dieser minimale Wert wird durch den minimalen Abstand vom Ursprungspunkt zur Trajektorie der Signalhüllkurve während des Zeichenintervalls bestimmt.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird das modulierte Signal verarbeitet oder aufbereitet, vorzugsweise auf der Grundlage des Einflusses des Spektralformungsfilters, das verwendet wird, um das modulierte Signal zu filtern, um Werte der modulierten Signalhüllkurve zu vermeiden, die unterhalb einer bestimmten Minimaschwelle liegen. Eine derar tige Signalaufbereitung erleichtert die Verwendung von effek tiven, linearen Verstärkungstechniken, die einen begrenzten, dynamischen Bereich erfordern.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Senderteils eines digi talen Datenübertragungsgeräts in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Wie im Gerät nach dem Stand der Technik 100 (Fig. 1) enthält das Gerät 400 eine digitale Informationsquelle 110, eine Kanalzeichenabbildungseinrich tung 120, einen Filter 130 und eine Antenne 150, die alle die vorher beschriebenen Funktionen haben. Das Gerät 400 enthält weiterhin einen Digital/Analog-Wandler (DAC) 420, der an den Ausgang des Filters 130 geschaltet ist. Ein Hochfrequenz(RF)- Mischer 430 ist an den Ausgang des DAC 420 geschaltet, und ein linearer Hochleistungsverstärker 440, wie beispielsweise ein LINC-Verstärker, ist an den Ausgang des RF-Mischers 430 geschaltet. Der Ausgang des Verstärkers 440 ist an die Antenne 150 geschaltet.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung enthält das Datenübertragungsgerät einen Kanalzeicheneinsteller 410, der vorzugsweise zwischen die Kanalzeichenabbildungseinrichtung 120 und das Filter 140 geschaltet ist. Der Kanalzeichen einsteller 410 bereitet die Folge der Kanalzeichen 125 auf, die an der Kanalzeichenabbildungseinrichtung 120 erzeugt wurde und erzeugt eine modifizierte Folge der Kanalzeichen 415 als Eingang in das Filter 130. In der bevorzugten Ausfüh rung wirkt der Kanalzeicheneinsteller 410, um die Amplitude und/oder Phase von ausgewählten Kanalzeichen der Folge 125 einzustellen, die das digital modulierte Signal darstellt. Vorzugsweise basieren die Einstellungen zum Teil auf dem erwarteten Verhalten des Spektralformfilters 130, das in der bevorzugten Ausführung ein verstärktes Kosinus-Flankenabfall- Impulsformfilter ist.

Die Signalaufbereitung wird durchgeführt, um den Einfluß der Filterung auf die Signalhüllkurve des modulierten Signals auszugleichen. Es kann gezeigt werden, daß der Betrag des Anteils der Signalhüllkurve während der Übergänge zwischen Kanalzeichen durch die Einstellung der Amplitude und/oder der Phase der angrenzenden Kanalzeichen modifiziert werden kann. Als Beispiel wird angenommen, daß ein digitales, lineares Modulationssignalisierungsschema ein zweidimensionales RF- Signalisierungsformat verwendet, das geschrieben werden kann als:

wobei d(t) die komplexe Hüllkurve von s(t) ist, die gegeben ist durch:

und wobei d_k = x_k + jy_k ist, p (t) ist die Impulsform, T_S ist die Zeichendauer und x_k und y_k sind die Gleichphasen(I)- und Quadratur(Q)-Komponenten des jeweiligen, k-ten Kanalzeichens d_k. Der momentane Signalbetrag in s(t), P_S(t) kann ausge drückt werden als:

wobei die Ungleichung eine Gleichung wird, wenn die Kanal zeichen Phasen haben, die verursachen, daß jeder Term positiv beiträgt. Die Aufsummierung muß nur die Zeichen enthalten, die zum Zeichenwert an einem gegebenen Punkt beitragen. Die Anzahl der Zeichen, die in der Aufsummierung enthalten sein sollen, wird durch die Dauer des Überschwingens im Verhalten des Impulsformfilters bestimmt. Es ist anzumerken, daß die eindeutigen Kanalzeichen d_k oftmals durch eine zweidimensio nale Zeichenkonstellation erläutert werden, bei welcher der Wert von x_k an einer Gleichphasenachse angezeichnet wird und der Wert von y_k an einer Quadraturphasenachse angezeichnet wird. Durch die Veränderung von x_k und y_k für ein bestimmtes Kanalzeichen d_k wird der Betrag der Signalhüllkurve über dem bestimmten Kanalzeichen beeinflußt. Dementsprechend wirkt der Kanalzeicheneinsteller 410, um ausgewählte Kanalzeichen einzustellen, die einen Minimalwert der Signalhüllkurve beeinflussen, der unter einen vorausgewählten Schwellenwert fällt, so daß die darstellende Signalhüllkurve nicht unter den Schwellenwert fällt. Eigentlich werden die Einstellungen bezüglich der Zeichenkonstellation an den Zeichenkoordinaten der betroffenen Kanalzeichen vorgenommen.

Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm von Abläufen 500 für den Betrieb eines Kanalzeicheneinstellers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Zusammenfassend wird der digitale Informationsstrom zuerst auf einer Zeichenkonstellation abgebildet, wie beispielsweise durch die Verwendung eines π/4- QPSK-Modulationsschemas, um eine Folge von Kanalzeichen zu erzeugen. Der Vorgang bestimmt dann unter Berücksichtigung einer Signalhüllkurve, die die Folge der Kanalzeichen dar stellt, Minimalwerte für die Signalhüllkurve, wenn sie zwi schen aufeinanderfolgenden Kanalzeichen der Folge übergeht. Dann wird eine modifizierte Folge von Kanalzeichen durch die Einstellung der Charakteristiken von zumindest einigen Kanal zeichen der Folge erzeugt, um Minima der Zeichenintervalle zu vermeiden, die Werte unterhalb einer Minimaschwelle haben.

Der Kanalzeicheneinsteller bestimmt einen minimalen Wert Min_S für die Signalhüllkurve während eines bestimmten Zeichenintervalls, d. h. Minima des Zeichenintervalls, Schritt 510. Vorzugsweise entsprechen die Minima der Zeichenintervalle einem bestimmten Übergang zwischen ersten und zweiten Kanal zeichen, die nacheinander auftreten. Wenn Min_S kleiner ist als eine bestimmte Minimaschwelle Min_d (Schritt 515), wird ein Einstellungsvektor für zumindest ein dem Zeicheninter vallminimum benachbartes Zeichen auf der Grundlage eines erwarteten Verhaltens des Impulsformfilters oder eines ande ren, spektralformenden Filters bestimmt, das die Folge der Kanalzeichen verarbeitet, Schritte 520, 530, 540. Der Betrag des Einstellungsvektors wird vorzugsweise, zumindest teil weise auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Zei chenintervallminimum und der Minimaschwelle erzeugt, Schritt 520. In der bevorzugten Ausführung ist der Vektorbetrag M = (Min_d - Min_S).(0,5/P_mid), wobei P_mid eine Kenngröße des Filter verhaltens ist, die einem Mittelpunkt der Zeichenperiode entspricht, d. h., P_mid ist gleich dem Filterverhalten zu einem Zeitpunkt t = 0,5 T_S.

Die Phase des Einstellungsvektors wird auf der Grundlage der Zeichenphase Ph_S für das erste Kanalzeichen und der Signal phasendrehung Ph_r bestimmt, die der Signalhüllkurve bei ihren Übergängen zwischen den ersten und zweiten Kanalzeichen entsprechen, Schritt 530. Die Vektorphase Ph_adj wird vorzugs weise durch die Formel berechnet:

Ph_adj = Ph_S + Ph_r/2.

Vorzugs weise werden die beiden Kanalzeichen, die zum Zeicheninter vallminimum, das unterhalb der Minimaschwelle ist, benachbart sind oder an dieses angrenzen, durch die Einstellung einge stellt, Schritt 540.

Alle Zeichenintervalle, die der Folge der Kanalzeichen ent sprechen, werden nach Zeichenintervallminima, die kleiner als die Minimaschwelle sind, überprüft, und Kanalzeichen, die zu solchen Zeichenintervallminima benachbart sind, werden einge stellt. Eine zusätzliche Bearbeitung der Kanalzeichen kann durchgeführt werden, wie beispielsweise, um die Kanalzeichen beträge zu normieren, um eine Durchschnittsleistung des Signals aufrechtzuerhalten. Der gesamte Vorgang wird iterativ wiederholt, bis es keine Zeichenintervallminima gibt, die kleiner als die Minimaschwelle sind. Dieser Vorgang erzeugt eigentlich für die Signalhüllkurve ein "Loch" um den Ursprungspunkt herum, d. h., es gibt am oder in der Nähe des Ursprungspunktes keine Schnittpunkte mit der Signalhüllkurve.

Der Algorithmus, der durch den Kanalzeicheneinsteller der bevorzugten Ausführung verwendet wird, kann wie folgt zusam mengefaßt werden:

1. Bestimme Min_S im i-ten Zeichenintervall, d. h. zwi schen dem i-ten und dem (i + 1)-ten Zeichen.
2. Wenn Min_S kleiner als Min_d ist, dann:
- a) Setze den Einstellungsbetrag:
  M = (Min_d - Min_S).(0,5/P_mid).
- b) Bestimme die Signalphasendrehung Ph_r im i-ten Zeichenintervall.
- c) Bestimme die Phase des i-ten Zeichens Ph_S.
- d) Setze die Einstellungsphase Ph_adj = Ph_S + Ph_r/2.
- e) Addiere einen Vektor des Betrags M und der Phase Ph_adj zu den i-ten und (i + 1)-ten Zeichen.
3. Wiederhole die Schritte 1 und 2 für alle Zeichen intervalle.
4. Normiere die Kanalzeichenbeträge, um eine Durch schnittsleistung aufrechtzuerhalten.
5. Wiederhole die Schritte 1, 2, 3 und 4, bis kein Zei chenintervallminimum erkannt wird, das kleiner als Min_d ist.

Die Funktionen des oben beschriebenen Vorgangs können in einem digitalen Signalprozessor durch einen Algorithmus realisiert werden, wie beispielsweise in Verbindung mit einer Verweistabelle, bei einem minimalen Eingriff in den Hardware aufbau, den Aufbau des Modulationssystems, u. ä. Es gibt weiterhin einen vernachlässigbaren, nachteiligen Einfluß auf Parameter der Leistungsfähigkeit, wie beispielsweise die Signalübertragungsbandbreite.

Fig. 6 zeigt eine Blockdarstellung 600 der Umformung in eine Signalhüllkurve nach der Impulsformfilterung, wenn ein Kanal zeicheneinsteller in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die Kurve 610 zeigt eine impuls formgefilterte Signalhüllkurve, die durch die Zeichenfolge {0, 1, 6, 7} erzeugt wird, wenn der Kanalzeicheneinsteller nicht verwendet wird. Die Kurve 620 zeigt die impulsformgefilterte Signalhüllkurve, die durch die gleiche Zeichenfolge {0, 1, 6, 7} erzeugt wird, wenn der Kanalzeicheneinsteller verwendet wird. Aus der Kurve 610 ist zu erkennen, daß die Signalhüllkurve nahe am Ursprungspunkt vorbeigeht, wenn das Zeichenintervall {1, 6} erzeugt wird. Deswegen ist der Minimalwert der Signal hüllkurve, d. h. das Zeichenintervallminimum, für das Zeichen intervall {1, 6} nahe Null.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stellt der Kanalzeicheneinsteller die Charakteristiken von einem oder mehreren Kanalzeichen der Folge ein, um Zeichenintervall minima zu vermeiden, die Werte unterhalb einer bestimmten Minimaschwelle haben. Wenn ein Zeichenintervallminimum in der bevorzugten Ausführung unterhalb einer Minimaschwelle ist, werden die beiden Zeichen, die an das bestimmte Zeicheninter vallminimum grenzen, eingestellt. Die Einstellung wird vor zugsweise auf die zwei angrenzenden Zeichen gleichmäßig aufgeteilt, um den Einfluß auf die Entschlüsselung dieser Zeichen zu reduzieren. Die Einstellungen werden auf der Grundlage des Verhaltens oder des erwarteten Verhaltens des Filters vorgenommen. In dem erläuterten Beispiel werden Amplituden- und Phaseneinstellungen am Zeichen {1} und am Zeichen {6} vorgenommen, so daß die Trajektorie des Signals, die zwischen beiden Zeichen erzeugt wird, den Ursprungspunkt um zumindest den Betrag der Minimaschwelle meidet.

Die vorliegende Erfindung liefert eine Technik zur Beseiti gung extrem kleiner Signalhüllkurvenwerte für ein gefilter tes, digital moduliertes Signal durch die Einstellung der Charakteristiken der Kanalzeichen, vorzugsweise vor der Anwendung der Spektralformfilterung. In der bevorzugten Ausführung werden Kanalzeichen durch die Einstellung von Amplitude und/oder Phase modifiziert. In einer alternativen Ausführung können jedoch andere Charakteristiken, wie bei spielsweise die Kanalzeichentaktung, eingestellt werden. Während die Erläuterung das π/4-QPSK-Modulationsschema als Beispiel verwendet, sind die hierin angedachten Konzepte ebenso auf andere, digitale, lineare Modulationsschemen anwend bar und nicht auf einen bestimmten Typ der Spektralformfilte rung beschränkt. Es wird erwogen, daß die Konzepte auf Mehr fachkanäle angewendet werden könnten oder auf ein Modulationsschema, das Mehrfachkanäle verwendet, um Informa tionen zu übertragen. In einem derartigen System kann die zusammengesetzte Signalhüllkurve Minimalwerte annehmen, die am oder in der Nähe des Zeichentaktes liegen, und der Kanaleinstellungsalgorithmus würde dementsprechend modifi ziert sein, um diese Minimalwerte zu lokalisieren und einzu stellen.

Die Eliminierung von extrem kleinen Signalhüllkurvenminima gewährleistet wesentliche Vorteile. Die Verwendung der LINC- Leistungsverstärkertechnik wird durch die Schaffung eines Signalhüllkurven-"Lochs" um den Ursprungspunkt herum verein facht. Dieses Loch eliminiert die Notwendigkeit nach extrem genauer Phasenauflösung und reduziert die Bandbreitenanforde rungen im LINC-Verstärker. Als weiteres Beispiel eines Vor teils wird die Signalentschlüsselung in einem Empfänger vereinfacht, der ein Signal verarbeitet, das in Übereinstim mung mit der vorliegenden Erfindung erzeugt wird. Ein Phasendiskriminatordetektor, der typischerweise im Empfänger verwendet wird, reagiert auf Rauschen, das in einem Fehler resultieren kann, wenn das Rauschen den Zeichenübergang auf eine gegenüberliegende Seite des Ursprungspunkts verschiebt. Durch das Verschieben der Signalhüllkurve weg vom Ursprungs punkt wird die Wahrscheinlichkeit dieses Fehlertyps redu ziert.

Claims

1. Verfahren zur Aufbereitung eines digital modulierten Signals, das die folgenden Schritte enthält:

- Abbildung eines digitalen Informationsstroms auf eine Zeichenkonstellation, um eine Folge von Kanalzeichen zu erzeugen, und
- Verarbeitung der Folge von Kanalzeichen, um in einer modifizierten Folge ein aufbereitetes Signal bereitzustellen, das eine Signalhüllkurve hat, die Beträge der Signalhüllkurve vermeidet, die unterhalb einer Minimaschwelle liegen, wobei die modifizierte Folge der Kanalzeichen erzeugt wird durch die Einstellung der Charakteristiken von zumindest einigen Kanalzeichen der ursprünglichen Folge von Kanalzeichen, die unterhalb der Minimalschwelle liegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Erzeugung einer modifizierten Folge der Kanalzeichen den Schritt der Einstellung zumindest der Amplitude oder der Phase für zumindest ein Kanalzeichen enthält, das einen Teil der Signalhüllkurve beeinflußt, der einen minimalen Wert der Signalhüllkurve unterhalb des Schwellenwerts hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Erzeugung einer modifizierten Folge der Kanalzeichen den Schritt der Einstellung der Zeichenkoordinaten bezüglich der Zeichenkonstellation von zumindest einem Kanalzeichen enthält, das an einen Teil der Signalhüllkurve angrenzt, der einen minimalen Wert der Signalhüllkurve unterhalb des Schwellenwerts hat.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Erzeugung einer modifizierten Folge der Kanalzeichen die folgenden Schritte enthält:

- Bestimmung, daß ein bestimmter, minimaler Wert der Signalhüllkurve, der einem Teil der Signalhüll kurve entspricht, während eines Übergangs zwischen ersten und zweiten Kanalzeichen, die nacheinander auftreten, unterhalb des Schwellenwerts ist;
- Erzeugung eines Einstellungsvektors, der einen Betrag und eine auf der Zeichenphase für das erste Kanalzeichen basierende Phase, eine Signal phasendrehung für den Übergang und eine Differenz zwischen dem speziellen, minimalen Wert der Signalhüllkurve und dem Schwellenwert hat, und
- Einstellung der ersten und zweiten Kanalzeichen zumindest teilweise auf der Grundlage des Einstellungsvektors.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die modifizierte Folge der Kanalzeichen zumindest teilweise auf den Ansprechcharakteristiken eines Spektralformfilters basiert.

6. Sender, umfassend:
eine digitale Informationsquelle, die ein digitales Informationssignal bereitstellt;
eine Kanalzeichenabbildungseinrichtung, die an die digitale Informationsquelle geschaltet ist und die schaltbar ist, das digitale Informationssignal in Übereinstimmung mit einer Zeichenkonstellation in eine Folge von Kanalzeichen abzubilden, wodurch ein moduliertes Signal erzeugt wird, und
einen Signalaufbereiter, der schaltbar ist, die Folge von Kanalzeichen zu verarbeiten, um ein aufbereitetes Signal bereitzustellen, das eine Signalhüllkurve hat, die Beträge der Signal hüllkurve unterhalb einer Minimaschwelle vermeidet, wobei der Signalaufbereiter einen Kanalzeicheneinsteller umfaßt, der auf den Strom der Kanalzeichen reagiert, um ausgewählte Kanal zeichen einzustellen, um im Hinblick auf eine Signalhüllkurve, die die Folge der Kanalzeichen repräsentiert, minimale Werte der Signalhüll kurve, die unterhalb einer Minimaschwelle liegen, während Übergängen der Signalhüllkurve zwischen Paaren von aufeinanderfolgenden Kanalzeichen zu vermeiden, wodurch ein modifizierter Strom der Kanalzeichen bereitgestellt wird.

7. Sender nach Anspruch 6, wobei jedes Kanalzeichen eine bestimmte Phase und Amplitude hat und der Kanal zeicheneinsteller die Phase, die Amplitude oder beides von ausgewählten Kanalzeichen einstellt, bis alle minimalen Werte der Signalhüllkurve die Minimaschwelle überschreiten.

8. Sender nach Anspruch 7, weiter ein Spektralformfilter umfassend, das auf den modifizierten Strom der Kanalzeichen reagiert, um eine gefilterte Zeichenfolge zu erzeugen, wobei der Kanalzeicheneinsteller zumindest teilweise auf der Grundlage der Charakteristiken des Spektralformfilters arbeitet.