DE2217526A1

DE2217526A1 - Verfahren zur unterdrueckung der stoerungen infolge von mehrwegeausbreitung bei frequenzmodulierten datenuebertragungssystemen

Info

Publication number: DE2217526A1
Application number: DE19722217526
Authority: DE
Inventors: Horst Maly; Wolfgang Dr Ing Schneider
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-04-12
Filing date: 1972-04-12
Publication date: 1974-01-10

Description

"Verfahren zur Unterdrückung der Störungen infolge von Mehrwegeausbreitung bei frequenzmodulierten Datenübertragungssystemen'l Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung der Störungen infolge von Nehrwegeausbreitung bei frequenzmodulierten Datenübertragungssystemen.
3ei Datenübertragung über Funk trifft das Sendesignal häufig auf mehreren Ausbreitungswegen mit unterschiedlichen Parametern am Empfangs ort ein. Vor allem bei frequenzmodulierten Systemen führt diese Mehrwegeausbreitung zu nichtlinearen Verzerrungen nach der Demodllation und erhöht damit die Fehlerwahrscheinlicrzeit bei der Erkennung der gesendeten Zeichen.
Oft tritt der Fall auf, daß nur zwei Ausbreitungswege vorhanden sind. In diesem einfachen Fall ist nach der Demodulation dem binären Nachrichtensignal ein Störsignal additiv überlagert, das ganz spezielle Eigenschaften aufweist.
Das Störsignal tritt nur innerhalb bestimmter Zeitintervalle auf, deren Dauer und deren Lage in Bezug auf das lxiutzsignal sowohl vom Laufzeitunterschied der beiden Ausbreitungswege als auch vom Nutzsignal selbst abhängig sind. Innerhalb dieser Zeit intervalle ist das Störsignal periodisch; Mittelwertbildung über eine Periodendauer liefert den Wert 'null. Die Periodendauer bleibt von den Parametern der Ausbreitungswege unbeeinflußt und wird ausschließlich vom Frequenzhub, der eine bekannte Systemgröße ist, bestimmt. Der zeitliche Verlauf des Störsignals wird durch das Dämpfungsverhältnis der beiden Ausbreitungswege festgelegt. Bei stark voneinander abweichenden Dämpfungen ist das Störsignal klein und näherungsweise sinusförmig. Verringert sich der Dämpfungsunterschied, so wird das Störsignal größer und geht im Grenzfall, wenn beide Ausbreitungswege gleich bedämpft sind, in eine periodische Folge von Dirac - Impulsen über.
Bei gebräuchlichen frequenzmodulierten Datenübertragungssystemen wird meist mit Rücksicht auf den Signal/Rauschabstand ein im Verhältnis zur Bitrate sehr kleiner Frequenzhub benützt. Da der Frequenzhub jedoch die Periodendauer des Störsignals bestimmt, entfällt auf eine Zeichenlänge nur ein Bruchteil der vollen Periode des Störsignals.
Es ist deshalb kaum möglich, die durch die Mehrwegeausbreitung auftretenden Störsignale durch eine Filterung nach der Demodulation zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch Mehrfegeausbreitung hervorgerufenen Störungen bei frequenzmodulierten Datenübertragungssystemen zu vermindern.
Erfindungsgemäß wird dazu der Frequenzhub im Verhältnis zur Bitrate so groß gewählt, daß auf eine Zeichenlänge mehrere Perioden des Störsignals entfallen. Durch eine geeignete Filterung nach.der Demodulation gelingt es dann, den Einfluß des Störsignals zu verringern.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es wird beispielsweise eine binäre Zeichenfolge betrachtet, die auf zwei husbreitun£swegen mit annähernd gleicher Dämpfung übertragen wird, die jedoch auf dem einen Ausbreitungsweg eine Laufzeitverzögerung erfährt, die etwa das 2 1/2 - fache einer Zeichenlänge beträgt. Aufgetragen ist in Fig. 1 jeweils die amplitude als Funktion der Zeit t. Fig. la zeigt die ungestörte binäre Zeichenfolge. Fig. Ib zeigt das demodulierte Ernfangssignal, das aus dem ungestörten Signal der Fig.
la durch tberlagerung mit dem Störsignal der Fig. lc entstanden ist. Durch die erfindungsgemäße Festlegung des Frequenzhubs ist die Periode des Störsignals klein gegen eine Zeichenlänge des Nachrichtensignals. Infolgedessen liegen große Anteile des Beistungsspektrums des Störsignals oberhalb des Spektrums des Nutzsignals. Eine Verminderung der Störung ist somit durch eine Tiefpaßfilterung zu erreichen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel benutzt ein Filter, dessen Frequenzgang den periodischen Eigenschaften des Störsignalverlaufs angepaßt ist. Da die Periode des Störsignals ausschließlich vom Frequenzhub, einer vorbestimmbaren Systemgröße, abhängt, kann eine wirksame Störverminderung dadurch erzielt werden, daß im Frequenzgang des Filters bei den harmonischen Frequenzen des Störsignals Nullstellen vorgesehen werden. Der Frequenzgang eines Ausführu'ngsbeispiels eines derartigen Filters kann z. B. durch folgende Formel beschreiben werden:4

F (f) ~ sin (2 # f T)

2 # f T

Der Frequenzgang ist in Fig. 2b dargestellt.
Darin bedeutet T die Periodendauer des Störsignals. Fig.
ld zeigt das ungestörte Empfangssignal der Fig. 1b nach einer derartigen Filterung. Figur 2 a zeigt eine Realisierung dieses Filters unter Verwendung eines Integrators und eines Laufzeitgliedes mit der Verzögerung T.
Eine Verminderung der Störungen läßt sicn auch durch eine Integration nach der Demodulation erzielen, wobei die Integrationszeit so-gewählt wird, daß sie mit der Dauer eines Zeichens des ITutzsignals übereinstimmt. Da der Mittelwert des periodischen Störsignals bei Mittelung über eine Periodendauer verschwindet, bleibt der Wert des Integrals über das getastete Störsignal der Fig. lc beschränkt; Integration über ein Zeichen des Nutzsignals liefert dagegen einen linear mit der Zeit ansteigenden Wert. Ist der Frequenzhub des Systets im Verhältnis zur übertragenen Bitrate genügend groß gewählt, so ist nach der Integration eine eindeutige Erkennung des Zeichens möglich. Fig. le verdeutlicht dieses Ergebnis der Integration.

Claims

Patentansprüche

Vefahren zur Unterdrückung der Störungen infolge von Mehrwegeausbreitung bei frequenzmodulierten Datenübertragungssystenen, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzhub im Verhältnis zur übertragenen Bitrate groß gewählt wird, und daß nach der Denodulation eine weitere Signalverarbeitung durchgeführt wird, die insbesondere die Mittelwertfreiheit und die durch den Frequenzhub bestimmte Periodendauer des Störsignals und/oder die Zeichenlänge des mutzsignals berücksichtigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der.Demodulation eine Filterung mit einen Tiefpaß erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Demodulation eine Filterung mit einem Filter erfolgt, in dessen Frequenzgang bei den harmonischen Frequenzen des Störsignals Nullstellen vorgesehen sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Demodulation eine Integration vorgenommen wird, wobei die Integrationszeit so gewählt wird, daß sie mit der Dauer eines Zeichens des Nutzsignals übereinstimmt. Leerseite