DE2712474C3

DE2712474C3 - Demodulationssystem für eine mehrphasig und mehrstufig fiberlagerungsmodulierte Trägerwelle

Info

Publication number: DE2712474C3
Application number: DE2712474A
Authority: DE
Inventors: Yasuharu Tokio Yoshida
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1976-03-22
Filing date: 1977-03-22
Publication date: 1979-11-29
Also published as: JPS5918900B2; IT1084657B; DE2712474B2; US4095187A; DE2712474A1; JPS52114254A

Description

Die Erfindung betrifft ein Demodulationssystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art.

Bemühungen, bei digitalen Übertragungssystemen die Übertragungskapazität der TräFerwellen besser und ''"> effektiver zu nutzen, haben zum Vorschlag von Übertragungssystemen mit mehrstufig mehrphasig überlagerungsmodulierten Signalen geführt, bei denen miteinander synchronisierte erste und zweite modulierte Trägerwellen derart überlagert bzw. synthetisiert werden, daß eine zusammengesetzte Trägerwelle entsteht, die dann übertragen wird. Ein normaler Demodulator für ein derartiges System arbeitet mi« einem sog. Remodulations-Demodulator, dessen Ausgangssignal mit der Trägerwelle synchronisiert und in einem Vektor-Subtrahierer von dieser subtrahiert wird.

Ein derartiger bekannter Demodulator demoduliert nun in seinem ersten Bereich die erste modulierte Trägerwelle, die in dem übertragenen überlagerungsmodulierten Träger enthalten ist Die zweite modulierte ⁵ⁿ Trägerwelle erhält man dann durch die Subtraktion der remodulierten ersten modulierten Trägerwelle von der übertragenen Trägerwelle. Aus der durch diesen Vorgang der Subtraktion gewonnenen zweiten modulierten Trägerwelle erhält man dann in einem zweiten >"' Bereich des Demodulators, der gleich wie der erste aufgebaut ist, die zweite demodulierte Trägerwelle.

Dieses Demodulationssystem hat den Nachteil, daß zwei Demodulatoren und ein Subtrahierer, der zwei Größen als Vektoren voneinander subtrahiert, notwendig sind. Dies kompliziert den Schaltungsaufbau. Außerdem ist es sehr schwierig, am Ausgang des Subtrahierers eine stabile modulierte Trägerwelle zu erhalten. Außerdem muß man im ersten Bereich des Demodulators neben der ersten demodulierten Träger- ^Μ welle noch eine erste modulierte Trägerwelle erzeugen, so daß ein Remodulator mit Phasensynchronisation verwendet werden muß. Dieser muß einen sehr einfachen Aufbau haben. Daraus ergeben sich gewisse Beschränkungen hinsichtlich des Schaltungsaufbaues,

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Demodulationssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das im Aufbau einfacher ist und die aufgezeigten Nachteile nicht aufweist

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar:

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines bekannten Modulators;

F i g. 2 ein Vektordiagramm des Signals am Ausgang des Modulators nach Fig. 1;

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines bekannten Demodulators;

F i g. 4 ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels;

F i g. 5 ein Beispiel eines in F i g. 4 verwendeten Analog/Digital-Konverters;

Fig.6 mehrere Wellenformen an verschiedenen Stellen in F i g. 5.

F i g. 1 zeigt einen bekannten Parallel-Modulator für ein löstufiges Modulationsüberlagerungs-System mit einem Oszillator 1 zur Erzeugung der Trägerwelle, einem ersten 4-Phasen-Phasenmodulator 2, einem zweiten 4-Phasen-Phasenmodulator 3, einem Phasenschieber 4 und einer Dämpfungsschaltung 5. Die beiden parallelen Zweige sind an der Ausgangsklemme 6 zusammengeschaltet Im Phasenmodulator 2 wird die Trägerwelle von ersten digitalen Signalen Su und Sn zweier Signalfolgen moduliert Dadurch entsteht ein erstes moduliertes Signal bzw. eine erste modulierte Welle. Das Signal, das man dann durch Demodulation dieses Signals erhält, wird im folgenden dann als erstes demoduliertes Signal bezeichnet. Im Phasenmodulator 3 wird die Trägerwelle durch zweite digitale Signale S21 und S22 zweier weilerer Signalfolgen moduliert Dadurch entsteht ein zweites modulier'-es Signal bzw. eine zweite modulierte Welle. Das Signal, das man dann durch Demodulation dieses Signais erhält, wird im folgenden als zweites demoduliertes Signal bezeichnet. Der Phasenschieber 4 stellt eine vorbestimmte Phasenbeziehung zwischen den ersten und den zweiten modulierten Signalen her, z. B. derart, daß beide miteinander in Phase sind. Durch die Dämpfungsschaltung 5 wird der Pegelunterschied zwischen den ersten und zweiten modulierten Signalen auf einen vorbestimmten Wert eingestellt. Der Pegel des ersten modulierten Signals sei z. B. γ, der des zweiten modulierten Signals sei β (vgl. F i g. 2). Ist nun γ gleich 2ß, dann ergibt sich die bekannte 16stufige (bzw. 16-Pegel-)Quadratur-Amplituden-Modulation (QAM).

F i g. 2 zeigt das Vektordiagramm des derart gebildeten Signals an der Ausgangsklemme 6 in Fig. 1. Der Vektor 7 stellt das erste modulierte Signal, der Vektor 8 das zweite modulierte Signal dar. An der Ausgangsklemme 6 erscheint ein Vektor, der eine Kombination dieser beiden Vektoren ist.

Fig.3 zeigt einen bekannten Demodulator für ein derartiges System mit einem 4-Phasen-Demoduiator iÖ, der in bekannter Weise als Remodulator mit Hilfe einer Phasensynchronisierschaltung aufgebaut ist. Ferner ist ein Subtrahierer 18 und ein Demodulator 19 vorgesehen, der ähnlich wie der Demodulator 10 aufgebaut ist.

Im Demodulator 10 sind ein 4-Phasen-Phasendetektor 11, Diskriminator/Impulsformer-Schaltungen (oder

Code-Regeneratoren) 12 und 13, ein Remodulator 14, ein Phasenvergleieher 15, ein Tiefpaß 16 und ein spannungsgesteuerter Oszillator 17 vorgesehen. Er ist bekannt und wird daher nur kurz beschrieben. In den Diskrimmator/Impulsformer-Schaltungen 12 und 13 werden die ersten demodulierten Signale S_u und S]₂ diskriminiert und reproduziert. Die zweiten demodulierten Signale Sz\ und Sn erhält man dann wie folgt; Pas Signal am Eingang wird in zwei Zweige aufgeteilt und das Signal am Ausgang des Remodulators 14 im ι ο Subtrahierer 18 (es handelt sich dabei im Prinzip um einen Richtungskoppler, in dem der eine der beiden den Eingängen zugeführten Vektoren von dem anderen abgezogen wird, also um einen Vektor-Subtrahierer) von dem Signal am Eingang, das direkt dem Subtrahierer zugeführt wird, abgezogen. Da das Signal am Ausgang des Remodulators 14 ja die erste modulierte Welle ist, ist das Signal am Ausgang des Subtrahierers 18 gleich dem zweiten modulierten Signal. Dieses zweite modulierte Signal wird im 4-Phasen-De- 2<i modulator 19 demoduliert, an dessen Ausgang man die zweiten demoduHerten Signale Sn und Sb erhält.

Ein derartiges bekanntes System hat jedoch /olgende Nachteile:

Man benötigt zwei 4-Phasen-Demodulatoren 10 und 19 und einen Subtrahierer 18. Damit wird die gesamte Schaltung sehr komplex. Da ferner die Subtraktion des Signals am Ausgang des Remodulators 14 von der durch Überlagerung der beiden modulierten Wellen entstandenen Welle, durch die man die erste modulierte Welle w erhält, im NF-Band durchgeführt wird, müssen, damit man einen stabilen Ausgang des Subtrahierers 18 erhält, dessen beide Eingangssignale hinsichtlich Amplitude und Phase ebenfalls sehr stabil sein. Ferner ist der Teil des Systems, der dazu dient, das Signal am Ausgang des » Remodulators 14 zu erzeugen, ziemlich aufwendig und komplex. Es ist also sehr schwer, ein stabiles Signal zu erhalten. Im Demodulator 10 muß neben dem ersten demodulierten Signal auch das erste modulierte Signal abgeleitet werden, das als Eingangssignal für den -?o Subtrahierer 18 benötigt wird. Daher muß der als Phasensynchronisierschaltung aufgebaute Remodulator einfach ausgelegt sein, so daß sich daraus weitere Beschränkungen beim Aufbau der Schaltung ergeben. Wenn man natürlich zusätzlich noch einen weiteren ■»"> 4-Phasen-Phasenmodulator vorsieht, dann kann man jede Art vosi Phasensynchronisierschaltung verwenden, z. B. einen Frequenzvervielfacher etc.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 bezeichnen die Bezugszeichen 11 und 14 bis 17 dieselben Bauteile wie in >i> Fig.3. Ferner ist ein Analog/Digital-Konverter 20 vorgesehen, in dem man das erste demodulierte Signal und das zweite demodulierte Signal erhält F i g. 5 zeigt den A/D-Konverter im einzelnen.

Der A/D-Konverter 20 nach Fig.5 weist Doppelweg-Gleichrichter bzw, Absolutwert-Schaltungen 30 und 31, Diskriminator/Impulsformer-Schaltungen 32 bis 35 und Exclusiv-ODER-Glieder 36 und 37 auf. Die Funktionsweise ergibt sich aus F i g. 6. Im 4-Phasen-Detektor 11 (Fig.4) wird das übertragene modulierte modulationsüberlagerte Signal in überlagerter Form, bestehend aus dem ersten modulierten und dem zweiten modulierten Signal, demoduliert Das demodulierte Signal am Ausgang des Detektors 11 ist ein Signal mit 4 möglichen Pegeln. Nimmt man an, das demodulierte Signal im Kanal CWi werde durch eine Folge der Wellenform A (Fig.6) gebildet dann ist es die Überlagerung des ersten demodulierten Signals mit der Wellenform B und des zweiten demoduHerten Signals mit der Wellenform C Zur Demodulation ist es daher lediglich notwendig, diese beiden Wellenformen durch geeignete Mittel voneinander zu trennen. Dazu erfolgt zunächst eine Diskriminierung der Wellenform A bezüglich des O-Pegels der Spannung-. Man erhält dann die Wellenform D, deren Verlauf dem der Wellenform B entspricht Man erhält so das erste demodulierte Signal Su- Werden ferner beide Halbwellen der Wellenform A im Doppelweg-Gleichrichter 30 gleichgerichtet so erhält inan die Wellenform £ Erfolgt nun eine Diskriminierung dieser Wellenform bezüglich eines Pegels L der Spannung, so erhält man die Wellenform F. Eine Betrachtung dieser Wellenform Fergibt, daß dann als Komponente das zweite demodulierte Signal enthalten ist jedoch derart, daß die Polarität der Wellenform Fkomplementär zu dem zweiten demodulierten Signa! Sn ist wenn das erste demodulierte Signal negativ (oder auf O-Pegel) ist Daher leitet man zunächst die Wellenform CaIs Komplementär-Ausgang eines Exclusiv-ODER-Gliedes 36 ab, in dem die Wellenformen Fund D miteinander verknüpft werden. Diese Wellenform G entspricht der Wellenform C und dient somit als zweites demoduliertes Ausgangssignal S₂U Auf diese Weise hat man nun das erste und das zweite demodulierte Signal erhalten. Bezüglich des Kanals CH₂ werden die gleichen Operationen durchgeführt. So erhält man alle demodulierten Signale Sn, S]₂ Und $21, S₂₂-

Das beschriebene Demodulationssystcm löst in besonders einfacher Weise die eingangs gestellte Aufgabe. Die Erfindung ist auch bei Systemen mit Frequenz-Multiplizierern sowie generell bei allen mehrstufig mehrphasig modulationsüberlagerten Übertragungssystemen anwendbar.

Hierzu 3

Claims

Patentanspruch;

Demodulationssystem for eine mehrphasig und mehrstufig überlagenmgsmodulierte Trägerwelle, die durch Kombination zweier miteinander synchro- ■> nisierter, phasenmodulierter Trägerwellen entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasendetektor (11) zur Feststellung der Phasenlagen der überlagerungsmodulierten Trägerwellen vorgesehen ist, daß ferner ein erster Demodulator (33, 34) "' aus dem Signal (A, A') am Ausgang des Phasendetektors (U) die erste demodulierte Trägerwelle (Su, Sn) zurückgewinnt, und ein zweiter Demodulator, gebildet durch Absolutwertschaltungen (30, 31), Diskriminator/Impulsformer-Schaltungen (32, 35) '5 und eine logische Verknüpfungsschaltung (36, 37), aus dem Signal am Ausgang des Phasendetektors (11) zunächst dessen Absolutwert (E, E') bildet, diesen dann einer Diskriminierung bezüglich eines bestimmten Pegels (L) unterwirft, und ferner die logische Verknüpfungsschaltung (36) eine Exclusiv-ODER-Verknüpfung des Signals (D, D') am Ausgang des ersten Demodulators (33,34) und des Signals (F, F') am Ausgang der genannten Diskriminator/Impulsformer-Schaltung (32, 35) vornimmt und daraus -'⁵ die zweite demodulierte Trägerwelle (G, C) zurückgewinnt