DE4026878A1 - Digital transmitter module pref. for MSK signal shaping - incorporates selected frequency registers and multiplexers feeding digital synthesiser for free choice of frequency shift - Google Patents
Digital transmitter module pref. for MSK signal shaping - incorporates selected frequency registers and multiplexers feeding digital synthesiser for free choice of frequency shiftInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Sendermodul gemäß dem Oberbe griff des Anspruch 1.The invention relates to a transmitter module according to the Oberbe handle of claim 1.
Die Erfindung der genannten Art wird u. a. in stör-/ab hörsicheren Einrichtungen und Radargeräten eingesetzt und kommt daher z. B. im Bereich der Nachrichten-/Signalüber tragung zur Anwendung.The invention of the type mentioned u. a. in fault / down Hearing-safe devices and radars are used and therefore comes z. B. in the field of news / signal wear to application.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein volldigita les programmierbares Sendermodul zur aufwandsgünstigen Synthese von Bandspreizsignalformen, vorzugsweise für MSK-Signalformen zu implementieren. (MSK = Minimum-Shift- Keying). Dieses Modul soll monolithisch integrierbar sein und somit zuverlässig, preiswert, materialsparend und leicht herstellbar ausfallen.The invention has for its object a fully digital The programmable transmitter module for low-cost Synthesis of spread spectrum waveforms, preferably for Implement MSK waveforms. (MSK = minimum shift Keying). This module should be monolithically integrable and therefore reliable, inexpensive, material-saving and turn out to be easy to manufacture.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist in dem Pa tentanspruch 1 beschrieben. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sowie bevorzugte An wendungen der Erfindung aufgeführt.The achievement of the object is in Pa Claim 1 described. In the subclaims are advantageous training and further education and preferred to uses of the invention listed.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß das MSK-Signal direkt digital im Bandpaßbereich durch Vor gabe der beiden in zwei Registern abgelegten Frequenzwerte und phasenkontinuierliches Umschalten im Frequenzsynthe sizer, auch Frequenzerzeuger genannt, erzeugt wird. Durch geeignete Auswahl der Registerinhalte sind am Ausgang des Frequenzerzeugers beliebige frequenzmodulierte Signale, wie z. B. FSK-, Chirp-Signal, generierbar.The achievement of the object is that the MSK signal directly digital in the bandpass range by pre the two frequency values stored in two registers and continuous switching in frequency synthe sizer, also called frequency generator. By suitable selection of the register contents are at the exit of the Any frequency-modulated signals, such as B. FSK, chirp signal, can be generated.
Insbesondere liefert der Frequenzerzeuger bei Vorgabe eines einzelnen konstanten Frequenzwertes ein unmodulier tes Trägersignal.In particular, the frequency generator delivers by default of a single constant frequency value an unmodulated t carrier signal.
Die vorabgenannten Bandpaßsignale können wahlweise einer Phasensprungmodulation (PSK) unterzogen werden.The aforementioned bandpass signals can optionally be one Phase shift modulation (PSK) are subjected.
Die vorliegende erfindungsgemäße Anordnung ist zuverläs sig, preiswert, materialsparend und leicht herstellbar und erfüllt die Aufgabenstellung in vollem Umfang.The present arrangement according to the invention is reliable sig, inexpensive, material-saving and easy to manufacture and fulfills the task in full.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Fig. 1 und Fig. 2 näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on Fig. 1 and explained in Fig. 2 in more detail. Show it:
Fig. 1 das Blockschaltbild einer vorteilhaften Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Anordnung; Fig. 1 is a block diagram of an advantageous exporting approximate shape of the inventive arrangement;
Fig. 2 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Wei terbildung der Anordnung nach Fig. 1. Fig. 2 is a block diagram of a Wei invention terbildung the arrangement of FIG. 1.
Die erfindungsgemäße Anordnung nach Fig. 1 weist einen La deeingang 10, einen Signalausgang 12, einen Steuereingang 11 und einen Steuereingang 15 auf. Der Ladeeingang 10 ist an einem ersten Multiplexer 21, der Steuereingang 11 ist an einem zweiten Multiplexer 22, der Signalausgang 12 ist an einem digitalen Frequenzsynthesizer 30 und der Steuereingang 15 an einer lokalen Steuerung 33 ausgebil det.The inventive arrangement of FIG. 1 has a La deeingang 10, a signal output 12, a control input 11 and a control input 15. The charging input 10 is at a first multiplexer 21 , the control input 11 is at a second multiplexer 22 , the signal output 12 is at a digital frequency synthesizer 30 and the control input 15 at a local controller 33 .
Die Ausgänge des ersten Multiplexers 21 sind jeweils über ein erstes bzw. zweites Register 31 bzw. 32 auf die zuge hörigen Eingänge des zweiten Multiplexers 22 aufgeschal tet. Dieser zweite Multiplexer 22 ist auf den digitalen Frequenzsynthesizer 30 aufgeschaltet.The outputs of the first multiplexer 21 are each switched via a first or second register 31 or 32 to the associated inputs of the second multiplexer 22 . This second multiplexer 22 is connected to the digital frequency synthesizer 30 .
In der erfindungsgemäßen Weiterbildung nach Fig. 2 ist am Signalausgang 12 nach Fig. 1 ein Phasenumtaster, im weite ren Multiplizierer 70 genannt, ausgebildet. Dieser Multi plizierer 70 weist weiterhin einen Eingang 13 und einen Ausgang 14 auf.In the further development according to the invention according to FIG. 2, a phase shift key, in the wide ren multiplier 70 , is formed at the signal output 12 according to FIG. 1. This multiplier 70 also has an input 13 and an output 14 .
In den beiden Registern 31 und 32 werden die gewünschten MSK-Frequenzwerte abgelegt. Nach Maßgabe der zu übertra genden digitalen Nachricht df(k), welche am Steuereingang 11 anliegt, k ist die diskrete Zeit, wird der Steuerein gang 11 des digitalen Frequenzsynthesizers 30 (auch Fre quenzsynthesizer genannt) mit den beiden Registern 31 und 32 verbunden, so daß der Frequenzsynthesizer 30 das ge wünschte phasenkontinuierliche MSK-Signal erzeugt. Die Phasenkontinuität wird durch geeignete Realisierung des Frequenzsynthesizers 30 gewährleistet.The desired MSK frequency values are stored in the two registers 31 and 32 . In accordance with the digital message d f (k) to be transmitted, which is present at the control input 11 , k is the discrete time, the control input 11 of the digital frequency synthesizer 30 (also called frequency synthesizer) is connected to the two registers 31 and 32 , so that the frequency synthesizer 30 generates the desired phase-continuous MSK signal. The phase continuity is ensured by suitable implementation of the frequency synthesizer 30 .
Behält der Steuereingang 11 einen konstanten Wert, liefert der Frequenzsynthesizer 30 eine Trägerschwingung konstan ter Frequenz (CW-Signal).If the control input 11 maintains a constant value, the frequency synthesizer 30 delivers a carrier oscillation of constant frequency (CW signal).
Durch freie Wahl der Frequenzwerte ist ein beliebiges FSK möglich.Any FSK can be chosen by freely selecting the frequency values possible.
Durch ständiges Nachladen der beiden Register 31 und 32 ist eine quasikontinuierliche Frequenzmodulation, insbe sondere zeitlineare Frequenzmodulation (Chirp) möglich.By constantly reloading the two registers 31 and 32 , quasi-continuous frequency modulation, in particular special time-linear frequency modulation (chirp) is possible.
Hierbei ist der Frequenzsynthesizer 30 vorzugsweise monolithisch integriert oder als Gate-Array.Here, the frequency synthesizer 30 is preferably integrated monolithically or as a gate array.
Mithin lassen sich wichtige digitale Modulationsarten wie z. B. (PN-)MSK, FSK, (PN-)PSK, (PN-)PSK/(PN-)FSK, Chirp, Chirp/(PN-)PSK, Frequenzhüpfen (= pseudozufälliges FSK mit mehr als zwei verschiedenen Frequenzen), (PN-)PSK/Frequenzhüpfen direkt digital im Bandpaßbereich erzeugen.Important digital modulation types such as e.g. B. (PN-) MSK, FSK, (PN-) PSK, (PN-) PSK / (PN-) FSK, Chirp, Chirp / (PN-) PSK, frequency hopping (= pseudorandom FSK with more than two different frequencies), (PN-) PSK / frequency hopping directly digital in the bandpass range produce.
Der Multiplizierer 70 nach Fig. 2 invertiert nach Maßgabe des Steuersignals dp(k) am Eingang 13 das Ausgangssignal des Synthesizers 30 und realisiert somit das PSK am Aus gang 14. Das Sendermodul ist vorzugsweise monolithisch in tegriert, und ggf. als Gate-Array ausgebildet.The multiplier 70 of FIG. 2 is inverted in accordance with the control signal d p (k) at the input 13 the output signal of the synthesizer 30, and thus realizes the PSK at from passage 14. The transmitter module is preferably integrated monolithically, and possibly formed as a gate array.
Die digitalen Ausgangssignale des Frequenzsynthesizers 30 bzw. des Sendermoduls können vor der weiteren Verarbei tung, z. B. zur analogen Umsetzung in den Übertragungsfre quenzbereich, in den Analogbereich umgesetzt werden. Dies geschieht zweckmäßigerweise mit einem externen Digi tal/Analog-Umsetzer.The digital output signals of the frequency synthesizer 30 or the transmitter module can be further processing, z. B. for analog implementation in the transmission frequency range, implemented in the analog range. This is conveniently done with an external Digi tal / analog converter.
Besonders vorteilhaft funktionale Zusammenhänge (Regeln) für die MSK-Synthese sind folgende.Functional relationships (rules) are particularly advantageous for MSK synthesis are the following.
Der verwendete Frequenzsynthesizer 30 sei gekennzeichnet durchThe frequency synthesizer 30 used is characterized by
Frequenzinkrement: Δf (1.1)
minimale Frequenz: fmin=Δf (1.2)Frequency increment: Δf (1.1)
minimum frequency: f min = Δf (1.2)
maximale Frequenz: fmax=N · Δf (1.3)
N∈N{0}, N»1maximum frequency: f max = NΔf (1.3)
N∈ N {0}, N »1
Die maximale Synthesizerfrequenz sei im folgenden so defi niert, daß unter Berücksichtigung der Abtastfrequenz des Frequenzsynthesizers das Abtasttheorem gerade erfüllt ist. Die maximale Synthesizerfrequenz kann jedoch auch deutlich geringer gewählt werden.The maximum synthesizer frequency is so defi in the following niert that taking into account the sampling frequency of Frequency synthesizers the sampling theorem is just fulfilled. However, the maximum synthesizer frequency can also be significant be chosen lower.
Der minimale AbstandThe minimum distance
ΔfMSK=f⁺-f- (2.1)Δf MSK = f⁺-f - (2.1)
der oberen f⁺ und unteren f⁻ MSK-Frequenz ist somit gleich dem Frequenzinkrement Δf. Dieser Frequenzabstandthe upper f and lower f MSK frequency is therefore the same the frequency increment Δf. This frequency separation
ΔfMSK=fc/2 (2.2)Δf MSK = f c / 2 (2.2)
ist gleich der halben Chipfrequenz fc bzw. gleich der hal ben Bitfrequenz. Daraus ergeben sich die möglichen Chipfrequenzwerteis equal to half the chip frequency f c or equal to half the bit frequency. The possible chip frequency values result from this
fc=k · 2 · Δf, k∈N{0}, (2.3)f c = k2Δf, k∈ N {0}, (2.3)
als ganzzahlig Vielfache des doppelten Synthesizer-Fre quenzinkrements.as an integer multiple of the double synthesizer fre quota increments.
Die Bandbreite einer MSK-Signalform zwischen den ersten Nullstellen istThe bandwidth of an MSK waveform between the first Is zeroing
B≈1,5 · fc (3)B≈1.5f c (3)
gleich in etwa dem 1,5-fachen der Chipfrequenz. Unter Be rücksichtigung des Abtasttheorems giltequal to approximately 1.5 times the chip frequency. Under Be consideration of the sampling theorem applies
B<fmax (4)B <f max (4)
voraus die maximal zulässige Chipfrequenz zuahead of the maximum allowable chip frequency
fc,max≈2 · fmax/3 (5)f c, max ≈2f max / 3 (5)
in etwa 2/3 der maximalen Synthesizerfrequenz folgt und die MSK-Mittenfrequenz gleich der halben maximalen Synthe sizerfrequenz ist.follows in about 2/3 of the maximum synthesizer frequency and the MSK center frequency is equal to half the maximum synthesis sizer frequency is.
Ist die Bandbreite eines MSK-Signals diejenige, innerhalb der ca. 99% der gesamten Signalenergie vorhanden sind, ergibt sich die maximal zulässige Chipfrequenz näherungs weise zuThe bandwidth of an MSK signal is the one within about 99% of the total signal energy is available, the maximum permissible chip frequency is approximate assign
fc,max≈5 · fmax/12. (6)f c, max ≈5f max / 12. (6)
Mithin ist die MSK-Mittenfrequenz in Abhängigkeit von der Chipfrequenz in weiten Grenzen wählbar. Bei großen Werten der Chipfrequenz ist die Wahl vorzugsweiseThe MSK center frequency is therefore dependent on the Chip frequency selectable within wide limits. With large values the choice of chip frequency is preferred
MSK-Mittenfrequenz: fmax/2 (7.1).MSK center frequency: f max / 2 (7.1).
Unter Berücksichtigung des Abtasttheorems gilt dann in etwaTaking into account the sampling theorem, the following roughly applies
untere MSK-Frequenz f-: fmax/3 . . . 19 · fmax/48 (7.2)lower MSK frequency f - : f max / 3. . . 19f max / 48 (7.2)
obere MSK-Frequenz f⁺: 29 · fmax/48 . . . 2 · fmax/3 (7.3)upper MSK frequency f⁺: 29 · f max / 48. . . 2f max / 3 (7.3)
maximale Chipfrequenz fc: fmax/3 . . . 5 · fmax/12 (7.4)maximum chip frequency f c : f max / 3. . . 5f max / 12 (7.4)
Bei kleinen Werten der Chipfrequenz muß die MSK-Mittenfre quenz nicht der o. g. Bedingung (7.1) gehorchen. Es ist lediglich darauf zu achten , daß das Abtasttheorem erfüllt ist. Die minimal mögliche Chipfrequenz ist.If the chip frequency is low, the MSK center fre quenz not the above Obey condition (7.1). It is just make sure that the sampling theorem is satisfied is. The minimum possible chip frequency is.
minimale Chipfrequenz fc: 2 · Δf. (8)minimum chip frequency f c : 2 · Δf. (8th)
Claims (5)
- - ein MSK-Signal direkt digital im Bandpaßbereich durch Vorgabe von zwei in Registern (1 bzw. 2) abge legten Frequenzwerten und phasenkontinuierlichen Um schaltern im Frequenzsynthesizer erzeugt ist;
- - durch geeignete Auswahl der Registerinhalte am Aus gang (12) des Frequenzerzeugers (30) beliebige fre quenzmodulierte Signale generiert sind.
- - An MSK signal is generated directly digitally in the bandpass range by specifying two frequency values stored in registers ( 1 or 2 ) and phase-continuous switches in the frequency synthesizer;
- - Any suitable frequency-modulated signals are generated by suitable selection of the register contents at the output ( 12 ) of the frequency generator ( 30 ).
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904026878 DE4026878A1 (en) | 1990-08-25 | 1990-08-25 | Digital transmitter module pref. for MSK signal shaping - incorporates selected frequency registers and multiplexers feeding digital synthesiser for free choice of frequency shift |
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Publications (1)
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DE4026878A1 true DE4026878A1 (en) | 1992-02-27 |
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DE19904026878 Withdrawn DE4026878A1 (en) | 1990-08-25 | 1990-08-25 | Digital transmitter module pref. for MSK signal shaping - incorporates selected frequency registers and multiplexers feeding digital synthesiser for free choice of frequency shift |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4026878A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4239509A1 (en) * | 1992-11-25 | 1994-05-26 | Daimler Benz Ag | Method and receiver for terrestrial digital broadcast transmission |
DE4423978A1 (en) * | 1994-07-07 | 1996-01-11 | Abb Patent Gmbh | Method and device for digital signal synthesis and processing for frequency agile spread spectrum systems |
DE19954897A1 (en) * | 1999-11-15 | 2001-07-26 | Infineon Technologies Ag | Method for using a transceiver based on frequency modulation for signals encoded with a spread spectrum method |
-
1990
- 1990-08-25 DE DE19904026878 patent/DE4026878A1/en not_active Withdrawn
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DE19954897A1 (en) * | 1999-11-15 | 2001-07-26 | Infineon Technologies Ag | Method for using a transceiver based on frequency modulation for signals encoded with a spread spectrum method |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DEUTSCHE AEROSPACE AG, 8000 MUENCHEN, DE |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
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