DE19937199B4

DE19937199B4 - Rauschsperre für digitale Hochfrequenzempfänger

Info

Publication number: DE19937199B4
Application number: DE1999137199
Authority: DE
Inventors: Jürgen Schmidt; Thomas Valten
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1999-08-06
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2019-08-07
Also published as: DE19937199A1

Abstract

Bei einer Rauschsperre für digitale Hochfrequenzempfänger wird aus der differenziellen Phase des digitalen Basisbandsignals nch einer Hochpaßfilterung der absolute Betrag des Phasenrauschens bestimmt, der dann über einen den Empfindlichkeitsbereich bestimmenden Begrenzer und nach Bildung des Mittelwertes einer Vergleichseinrichtung zugeführt und dort mit einem einstellbaren Sollwert verglichen wird; bei Unterschreitung dieses Sollwertes wird über die Vergleichseinrichtung der Audio-Ausgang des Empfängers stummgeschaltet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rauschspene für digitale Hochfrequenzempfänger.
Trotz der Einführung von digitalen Übertragungsverfahren wird auch noch in den nächsten Jahren der normale analoge AM/FM-Sprechfunk eine große Rolle insbesondere bei Flugfunksystemen spielen. Dafür sind weiterhin Rauschsperren (Squelch) erforderlich. Die für analoge Hochfrequenzempfänger entwickelten Rauschsperren, die in Abhängigkeit vom Empfangspegel den Audio-Ausgang des Empfängers stummschalten, sind für digitale Empfänger nicht geeignet.
Aus der DE 36 16 323 A1 ist eine Rauschsperre für digitale Hochfrequenzempfänger bekannt, bei der aus der Phase des digitalen Basisbandsignals der Betrag des Phasenrauschens bestimmt wird, wobei die Phase in zeitlich aufeinanderfolgenden Probenwerten vorliegt. Aufgrund eines Schwellwertvergleichs wird der Audio-Ausgang des Empfängers stummgeschaltet. Bei der bekannten Rauschsperre erfolgt eine statistische Auswertung der Phasenproben gegen eine bekannte Verteilungsfunktion.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Rauschsperre für digitale Hochfrequenzempfänger zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Hauptanspruches. Vorteilhafte Weiterbildungen ergehen sich aus den Unteransprüchen.

Eine erfindungsgemäße Rauschsperre kann sehr einfach und preiswert im Signalprozessor (DSP) eines digitalen Hochfrequenzempfängers implementiert werden und ermöglicht daher auch bei Einsatz eines digitalen Hochfrequenzempfängers für AM/FM-Demodulation das automatische Stummschalten des Audioausgangs. Eine erfindungsgemäße digitale Rauschsperre besitzt eine schnelle Reaktionszeit von weniger als 30 ms und kann mit geringem Aufwand und Rechenzeitbedarf in einem digitalen Empfänger realisiert werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Die Figur zeigt das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen digitalen Rauschsperre, bei der das nach Betrag 8 und Phase 10 vorliegende Basisbandsignal E eines üblichen digitalen Hochfrequenzempfängers ausgewertet wird. Betrag 8 und Phase 10 des Eingangssignals können beispielsweise mit dem bekannten CORDIC-Algorithmus aus den komplexen Basisband-Komponenten im Signalprozessor des Empfängers berechnet werden.
Aus dem Betrag 8 des Basisbandsignals E wird über eine Mittelwertbildung im Mittelwertbilder 9 der mittlere Signalpegel bestimmt und einer Vergleichseinrichtung 5 zugeführt.
Aus dem Phasenanteil 10 des Basisbandsignals E wird durch Subtraktion des jeweils letzten Abtastwertes die Differenzphase 1 des Signals ermittelt. Diese Differenzphase 1 wird einem Mittelwertbildner 11 zugeführt, der gemittelte Wert ist direkt proportional zum Frequenzfehler des Empfangssignals und wird ebenfalls der Vergleichseinrichtung 5 zugeführt.
Der Wert des so ermittelten Frequenzfehlers wird außerdem von der aktuellen Differenzphase 1 in einem Subtrahierer l2 subtrahiert, wodurch die Anforderungen an den nachfolgenden Hochpaß 2 vereinfacht werden. Diese Subtraktion kann je nach Komplexität des Hochpaßfilters gegebenenfalls auch weggelassen werden.
Vom höherfrequenten Anteil des Phasenrauschens der differentiellen Phase 1 am Ausgang des Hochpaßfilters 2 wird der Betrag ABS des Phasenrauschens bestimmt und über einen Begrenzer 3 und einen Mittelwertbildner 4 ebenfalls der Vergleichseinrichtung 5 zugeführt. Der Begrenzer 3 kann auf einen gewünschten Empfindlichkeitsbereich der Rauschsperre eingestellt werden, so daß diese beispielsweise nur zwischen 8 und 15 dB Signal-Rauschabstand wirksam ist. Am Ausgang des Mittelwertbildners 4 entsteht somit ein Kriterium, das proportional zum Signal-Rausch-Abstand (S/N) des Empfangssignales E ist und in der Vergleichseinrichtung 5 ausgewertet wird.
Die Mittelwertbildner 4, 9 und 11, mit denen der Erwartungswert bestimmt wird, können entweder unmittelbar als direkte Mittelwertbildner oder aber auch als Tiefpaß realisiert sein, je nachdem, in welcher Form sie im digitalen Empfänger realisiert werden.
In der Vergleichseinrichtung 5 wird das dem Signal-Rausch-Abstand proportionale Rauschkriterium mit einem einstellbaren Sollwert verglichen, falls der Signal-Rausch-Abstand zu gering ist, wird über die Vergleichseinrichtung 5 mittels des Schalters 7 automatisch das in dem digitalen Empfangszweig 13 aufbereitete Audiosignal zum Ausgang 6 hin stummgeschaltet.
Diese Art der Rauschunterdrückung kann noch dadurch verbessert werden, indem zusätzlich noch der mittlere Signalpegel am Ausgang des Mittelwertbildners 9 und/oder der ermittelte Frequenzfehler in der Vergleichseinrichtung 5 mit ausgewertet werden. Die Vergleichseinrichtung 5 kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß der Audioausgang 6 unabhängig vom Rauschkriterium ab einem bestimmten Eingangspegel immer durchgeschaltet wird. Der Frequenzfehler wird beispielsweise so berücksichtigt, daß der Audioausgang 6 nur dann durchgeschaltet wird, wenn dieser Frequenzfehler kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist. Aus Rechenzeitgründen kann diese Möglichkeit aber auch weggelassen werden.
Die erfindungsgemäße Rauschsperre kann sowohl bei AM- als auch bei FM-modulierten Signalen eingesetzt werden. Bei FM-Modulation muß lediglich die Grenzfrequenz des Hochpaßfilters 2 so gewählt werden, daß das eigentliche Nutzsignal genügend unterdrückt wird und nur der höherfrequente Rauschsignalanteil weiterverarbeitet wird.

Claims

Rauschsperre für digitale Hochfrequenzempfänger, bei der durch Differenzbildung (1) zeitlich aufeinanderfolgender Phasenwerte des digitalen Basisbandsignals (E) nach einer Hochpaßfilterung (2) der absolute Betrag (ABS) des Phasenrauschens bestimmt wird, der über einen den Empfindlichkeitsbereich bestimmenden Begrenzer (3) und nach Bildung des Mittelwertes (in 4) einer Vergleichseinrichtung (5) zugeführt und dort mit einem einstellbaren Sollwert verglichen wird, und wobei bei Unterschreitung des Sollwertes über die Vergleichseinrichtung (5) der Audio-Ausgang (6) des Empfängers stummgeschaltet wird.
Rauschsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Betragsanteil (8) des digitalen Eingangssignales (E) der Mittelwert bestimmt wird (in 9) und dieser in der Vergleichseinrichtung (5) zusammen mit dem Phasenrauschkriterium bei der Stummschaltung des Audio-Ausgangs (6) entsprechend berücksichtigt wird.
Rauschsperre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Phasenanteil (10) des digitalen Eingangssignals (E) die Differenz zeitlich aufeinanderfolgender Phasenwerte des Empfangssignals bestimmt, daraus durch Mittelwertbildung (in 11) der Frequenzfehler des Empfangssignals ermittelt und dieser in der Vergleichseinrichtung (5) mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird und nur dann der Audio-Ausgang (6) durchgeschaltet wird, wenn der Frequenzfehler kleiner als der vorgegebene Grenzwert ist.
Rauschsperre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ermittelte Wert des Frequenzfehlers von der Differenz zeitlich aufeinanderfolgender Phasenwerte subtrahiert wird.