DE4292274C2 - Automatische Frequenzsteuerung durch ein adaptives Filter - Google Patents
Automatische Frequenzsteuerung durch ein adaptives FilterInfo
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Classifications
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- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H21/00—Adaptive networks
- H03H21/0012—Digital adaptive filters
- H03H21/0043—Adaptive algorithms
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03J—TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
- H03J7/00—Automatic frequency control; Automatic scanning over a band of frequencies
- H03J7/02—Automatic frequency control
- H03J7/04—Automatic frequency control where the frequency control is accomplished by varying the electrical characteristics of a non-mechanically adjustable element or where the nature of the frequency controlling element is not significant
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
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- Radio Relay Systems (AREA)
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf den Bereich des
Fernmeldewesens und insbesondere auf eine automatische Frequenzsteuerung.
In der digitalen Zellenkommunikation der USA (USDC-Communications) werden für
die Kommunikation zwischen einem mobilen Telefon und einer Basisstation
digitalisierte Stimmen- und Datensignale verwendet. Die mobilen Einheiten und die
Basisstationen verwenden für die Übertragung dieser Signale eine Modulation durch
Mehrfachzugriff im Zeitmultiplex (TDMA-Modulation). In Fig. 5 ist ein typisches
Format für TDMA-Datenübertragungsblöcke gezeigt. Dieser Datenübertragungsblock
sowie USDC im allgemeinen werden genauer in der USDC-Spezifikation EIA/TIA IS-
54 diskutiert, welche von Electronic Industries Association, Engineering Department,
2001 Eye Street, N.W., Washington D.C. 20006, erhältlich ist.
Wenn sich die mobile Einheit bewegt, kann dies aufgrund von Rauschen oder
Reflexionsverzerrungen eine Verschlechterung der Nachrichtenkanäle zur Folge
haben; sowohl das Rauschen als auch die Verzerrung sind zeitlich veränderlich. Die
Reflexionsverzerrung entsteht dadurch, daß ein Signal von der mobilen Einheit zu
verschiedenen Zeitpunkten empfangen wird, wenn es an Gebäuden oder dem
Erdboden auftrifft. Mehrwergkanäle können eine Intersymbolinterferenz (ISI)
hervorrufen, die durch einen adaptiven Kanalentzerrer, d. h. einen speziellen Typ
eines adaptiven Filters, beseitigt wird. Ein adaptiver Kanalkalkulator stellt einen
weiteren Typ eines adaptiven Filters dar.
In Fig. 1 ist ein typisches adaptives Filter dargestellt. Das Eingangssignal 106 wird
durch das adaptive Filter 101 verarbeitet, wobei das
Ausgangssignal 102 des adaptiven Filters erzeugt wird. Der Ausgang
des Filters wird anschließend von einem Referenzsignal 103, das typi
scherweise vom ungefilterten Eingangssignal 106 gebildet wird, sub
trahiert, um ein Fehlersignal 104 zu erzeugen. Dieses Fehlersignal 104
wird im adaptiven Filter von einem adaptiven Algorithmus mit einem
Aktualisierungskoeffizienten µ dazu verwendet, die Filterkoeffizienten
zu aktualisieren. Der Aktualisierungskoeffizient wird auch als Nach
laufkoeffizient oder Speicherkoeffizient bezeichnet. Der gespeicherte
Wert des adaptiven Algorithmus nimmt zu, wenn der Wert von µ zu
nimmt.
Der adaptive Algorithmus kann ein Kalman-Algorithmus, ein rekursi
ver Algorithmus der kleinsten Quadrate oder ein Algorithmus der
kleinsten mittleren Quadrate (LMS-Algorithmus) sein. Das typische
Ziel des adaptiven Algorithmus besteht in der Minimierung der mittle
ren quadratischen Werte des Fehlersignals 104 mittels des festen Ak
tualisierungskoeffizienten. Dieser Wert wird typischerweise mit mittle
rer quadratischer Fehler (MSE) bezeichnet.
Eine nachteilige Eigenschaft von adaptiven Kanalentzerrern besteht
darin, daß sie bei Vorhandensein einer Frequenz, die (in einem System
mit einer Symbolrate von 24 kHz) um mehr als ungefähr 10 Hz ver
setzt ist, eine verschlechterte Leistung zeigen können. Während die
Spezifikation für ein Übertragungssystem eine bestimmte Frequenz
schwankungsgrenze fordert, kann der adaptive Kanalentzerrer einen
strengeren Grenzwert fordern. Ein Beispiel bildet das USDC-System.
Das USDC-System macht erforderlich, daß die Empfängerbetriebsfre
quenz in einem Bereich von 200 Hz des Senders verriegelt ist. Der ad
aptive Kanalentzerrer kann in dieser Umgebung nicht einwandfrei ar
beiten. Um den größten Teil des Offsets zu beseitigen, wird typischer
weise eine grobe automatische Frequenzsteuerung (AFC) verwendet.
Ein verbleibender Offset kann jedoch einen Erfassungsalgorithmus
nachteilig beeinflussen und die Fehlerrate der erfaßten Bits erhöhen.
Daraus ergibt sich der Bedarf für eine AFC, die den Frequenz-Offset
auf einen annehmbar niedrigen Pegel verringern kann und jeder
Schwankung des Offsets folgen kann, wenn sich die Umgebung bei
der Bewegung der mobilen Einheit ändert.
Aus der US 4 896 336 ist ein digitales Modem zum Demodulieren
von DPSK-Signalen bekannt. Das digitale Modem weist zur Fre
quenzregelung eine AFC-Regelschleife auf. Um die Frequenzrege
lung des AFC effizienter zu machen, hat das digitale Modem eine
Vorrichtung zum Schätzen der Eingangssignalfrequenz. Die ge
schätzte Eingangssignalfrequenz wird mit der Frequenz
des Ausgangssignals eines numerisch gesteuerten Oszillators
verglichen. Falls die Differenz zwischen geschätzter Eingangs
signalfrequenz und Oszillatorfrequenz einen Grenzwert über
schreitet, wird die grobe Schätzung für die Frequenz auf das
Ausgangssignal des AFC-Filters aufaddiert. Die Summe bestimmt
dann die Ausgangsfrequenz des numerisch gesteuerten Oszilla
tors.
US 4 691 176 beschreibt eine Schaltung zum adaptiven Nachführen
der Trägerfrequenz von Empfangssignalen. Die Frequenzfluktua
tionen des Eingangssignals werden detektiert und in Antwort
darauf die Bandbreite eines Schleifenfilters eingestellt. In
einem Ausführungsbeispiel wird dem Schleifenfilter (adaptives
Filter) der Frequenzregelungsschaltung zusätzlich zum Mischsi
gnal das Frequenzfehlersignal zugeführt, um so die Leistung der
Trägerfrequenz -Nachführschaltung zu verbessern.
Weiterhin beschreibt die US 4 466 108 ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur kohärenten Detektion von Datenburstserien. Eine
Synchronisation der Trägerphase bei Datenbursts ohne An
fangsteil wird durch eine Referenzwellenform erreicht, die die
gleiche Frequenz wie die Trägerfrequenz des empfangenen Signals
hat. Die Referenzwellenform wird für eine pseudo-kohärente De
modulation verwendet. Die notwendige Symboltaktung wird aus
vorhergehenden Datenburstsignalen gewonnen, die Symbolphase
wird einmal pro TDMA-Rahmen aktualisiert und läuft bis zur An
kunft des nächsten Datenbursts alleine weiter.
Der Artikel "Fast frequency acquisition via adaptive least
squares algorithm" (in IEE Proceedings, Vol. 136, Pt. F, No. 4,
Aug. 1989, S. 155-160) von R. Kumar beschreibt einen Fehlerqua
dratalgorithmus für eine schnelle Frequenz- und Phasenerfassung
bei verrauschten Signalen. Dieser Algorithmus kann in vorteil
hafter Weise für die Trägerfrequenznachführung in Kommunikati
onssystemen verwendet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine automatische Frequenzsteue
rung zu schaffen, die auch bei großen Frequenzschwankungen ef
fizient arbeitet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der nebengeordneten An
sprüche 1 und 3 gelöst.
Dadurch, daß mehrere adaptive Filter verwendet werden, wobei
ein Teil der adaptiven Filter mit einem zugeordneten Referenz
signal versorgt werden und in Antwort auf das zugeordnete Refe
renzsignal ein Fehlersignal erzeugen, wobei ein Differenzsignal
(Ed) durch Vergleichen der Fehlersignale (ERROR1, ERROR2) des
Teils der adaptiven Filter erzeugt wird und das Signal zur au
tomatischen Frequenzsteuerung in Antwort auf das Differenzsignal eingestellt wird,
ist es in vorteilhafter Weise möglich, den Frequenz-Offset in einer AFC-Schaltung
auch bei großen Schwankungen in der Empfangsfrequenz klein zu halten.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines typischen adaptiven Filters.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbiid des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt einen Graphen des gegen den restlichen Frequenz-Offset aufgetra
genen mittleren quadratischen Fehlers gemäß dem Verfahren der vor
liegenden Erfindung.
Fig. 4 zeigt einen Graphen des gegen die Zeit aufgetragenen restlichen
Frequenz-Offsets gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 zeigt das Format eines TDMA-Datenübertragungsblocks, das in dem
digitalen Zellenkommunikationssystem der USA verwendet wird.
Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung schafft eine automatische
Feinfrequenzsteuerung in einer adaptive Filter verwendenden Einrichtung. Die
Leistungsdifferenz der adaptiven Filter wird dazu verwendet, das AFC-Signal zu
modifizieren, wodurch der Frequenz-Offset verringert wird.
Typischerweise demoduliert ein linearer, kohärenter digitaler Funkempfänger das
ankommende Signal, indem er unter Verwendung eines Empfangsoszillators das
Signal mit dem Grundband mischt. Die Frequenz des Empfangsoszillators muß sehr
nahe bei der Frequenz des Senders gehalten werden. Nachdem das Signal auf das
Grundband abwärts gemischt worden ist, wird ferner eine analoge oder digitale
Signalverarbeitung ausgeführt, um eine Schätzung der übertragenen Daten zu
erzeugen. In der folgenden Beschreibung des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung wird angenommen, daß das Grundbandsignal von einem Analog-/Digital-Umsetzer
in eine Form umgewandelt worden ist, die für eine weitere digitale
Signalverarbeitung geeignet ist.
Die bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, wie sie
in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt drei adaptive Filter 1 bis 3, die als adaptive
Kanalkalkulation (ACE) konfiguriert sind. Die drei ACEs 1 bis 3 besitzen einen
Aktualisierungskoeffizienten µ, der sich mit der Umgebung der Einrichtung ändert.
Das Verfahren zur Bestimmung von µ ist in der US-Patentschrift Nr. 5 230 007 der
Motorola, Inc. mit dem Titel "A Method for Optimization of Adaptive Filter Update
Coefficient" von Kevin Baum beschrieben. Während eines einzigen TDMA-Daten
übertragungsblocks bleibt der Aktualisierungskoeffizient konstant.
Die drei ACEs 1 bis 3 sind identisch, mit der Ausnahme, daß sie verschiedene
Zittersignalgeneratoren für den Frequenz-Offset besitzen, wobei ein
Zittersignalgenerator die Quelle für das Referenzsignal darstellt. Der ACE 2
verwendet als Referenzsignal das Grundband-Empfangssignal, das bei 9 mit dem
Signal des numerisch gesteuerten Oszillators NCO 8 gemischt worden ist. Die ACEs
1 und 3 mischen dieses Referenzsignal bei 11 und 12 mit den Frequenz-Offsets,
bevor sie es als Referenzsignal verwenden.
Die Frequenz-Offsets ejωdk und e-jωdk und deren Beziehung zu dem ge
wünschten restlichen Frequenz-Offset ω* sind in Fig. 3 graphisch dar
gestellt. Diese Offsets befinden sich auf beiden Seiten des geschätzten
Frequenz-Offsets -ωv. Die ACEs 1 und 3 wirken als "Sonden" für den
restlichen Frequenz-Offset; gegenüber ACE 2 wirkt der ACE 1 als
"Hochfrequenz"-Sonde, während der ACE 3 als "Niederfrequenz"-Sonde
wirkt. Die ACEs 1 und 3 schätzen auf der MSE-Kurve zwei
Punkte. Der ACE 2 führt die tatsächliche gewünschte adaptive Filte
rungsfunktion aus.
Das Symbol k des Frequenz-Offsets bezeichnet den Zeitindex der Ab
tastung. Der Ausdruck ωd ist anwendungsabhängig. ωd sollte so klein
wie möglich gewählt werden, derart, daß eine Erfassung einer Diffe
renz der mittleren quadratischen Fehler (MSE) noch möglich ist. ωd
kann ebenfalls mit der Zeit veränderlich sein, indem es anfangs für die
Beschleunigung der Erfassung auf einen größeren Wert gesetzt und an
schließend verringert wird, um die genaueste Schätzung für den Fre
quenz-Offset zu erhalten. In der bevorzugten Ausführungsform wird ωd
auf einen Wert von 5.(2π) Radian/Sekunde gesetzt.
Im Betrieb beseitigt das Verfahren der vorliegenden Erfindung zu Beginn aus dem
Grundband-Empfangssignal den momentan geschätzten Frequenz-Offset ωv, indem
es das Signal bei 9 mit dem Ausgang ejωvk des NCO 8 mischt. Zu Beginn wird die
Frequenz ωv des NCO 8 auf Null gesetzt, wenn der anfängliche Frequenz-Offset
vorher nicht bekannt ist. Dies kommt dadurch zum Ausdruck, daß der anfängliche
Wert des Akkumulators 7 Null ist.
Dieses Signal wird dann mittels eines Erfassungsalgorithmus 10 verar
beitet, der vom Ausgang des ACE 2 getrieben wird. Das daraus sich
ergebende Symbolentscheidungssignal α wird in die drei ACEs 1 bis 3
eingegeben.
Die ACEs 1 bis 3 erzeugen Fehlersignale, die die Differenz zwischen
dem gefilterten Ausgang und den zugehörigen Referenzsignalen, die
oben diskutiert worden sind, darstellen. Zwei der Fehlersignale, Feh
ler1 und Fehler3, werden in den MSE-Kalkulatoren 4 und 5 eingege
ben, die folgendermaßen arbeiten:
wobei k gleich wie im Frequenz-Offset ist und n die Anzahl der Abta
stungen des Fehlersignals ist. Wenn beispielsweise im ersten Schätz
zyklus k = 1 und n = 10 ist, beginnt k für den nächsten Zyklus bei 12.
Die Differenz zwischen den geschätzten MSEs, also Ed = ET1-ET3
ergibt einen Hinweis auf die Richtung entlang der in Fig. 3 dargestell
ten Achse des Frequenz-Offsets, in der eine Annäherung an den mini
malen MSE-Punkt (restlicher Offset = 0) erfolgt. Wenn beispielsweise
der restliche Frequenz-Offset größer als 0 ist, ist ET1 größer als ET3, so
daß Ed < 0 wird. Der negative Wert Ed gibt an, daß ωv zu groß ist und
abgesenkt werden sollte.
In der bevorzugten Ausführungsform wird Ed in einen Komparator 6
eingegeben, wo er mit 0 verglichen wird. In diesem Fall besitzt der
Komparator die folgende Ausgangsfunktion f(Ed):
f(Ed) = Δ, wenn Ed < 0,
f(Ed) = -Δ, wenn Ed < 0,
f(Ed) = o, wenn Ed = 0,
f(Ed) = -Δ, wenn Ed < 0,
f(Ed) = o, wenn Ed = 0,
wobei Δ anwendungsabhängig ist und die Auflösung der AFC und fer
ner die Anpassungsgeschwindigkeit der AFC bestimmt. Für Δ kann für
ein System mit einer groben AFC ein sehr kleiner Wert gewählt wer
den. In einer alternativen Ausführungsform kann sich Δ mit der Zeit
ändern, indem es anfangs zur Beschleunigung der Erfassung auf einen
größeren Wert gesetzt und anschließend verringert wird, um die ge
naueste Schätzung des Frequenz-Offsets zu erhalten. In der bevorzug
ten Ausführungsform wird Δ auf einen Wert von 2π Radian/Sekunde
gesetzt.
In einer alternativen Ausführungsform wird Ed anstatt in einen Kompa
rator in ein Filter eingegeben. Das Filter erzeugt eine zeitveränderliche
Stufenhöhe (im Vergleich zur konstanten Stufenhöhe von Δ), die von
der Größe des Fehlerdifferenzsignals abhängt. Wenn beispielsweise das
Fehlerdifferenzsignal groß wird, nimmt die Stufenhöhe automatisch zu,
woraus sich eine schnellere Konvergenz des Algorithmus ergibt. Die
Verwendung des Filters erhöht jedoch die Komplexität der Erfindung
und kann Stabilitätsprobleme verursachen, falls ein Filter höherer Ord
nung verwendet wird. Wegen Stabilitäts- und Einfachheitsbetrachtun
gen wird ein digitales Filter erster Ordnung mit unbegrenztem Anspre
chen auf einen Impuls (IIR) bevorzugt. Der Ausgang des Filters wird
zur Aktualisierung der Schätzung des Frequenz-Offsets verwendet.
Der Ausgang des Komparators 6 oder des Filters wird in einen Akku
mulator 7 eingegeben, der den neuen Eingangswert zum vorher gespei
cherten Wert addiert. Der akkumulierte Wert wird anschließend zur
Steuerung der Frequenz ωv des NCO 8 verwendet. Da die MSEs ET1
und ET3 für Blöcke von n Abtastungen geschätzt werden, werden Ed
und die Ausgänge des Komparators 6 und des Akkumulators 7 nach
jeweils n Iterationen berechnet. Daher wird die Frequenz des NCO 8
nach jeweils n Iterationen aktualisiert.
Wie in Fig. 3 graphisch dargestellt, ist ωv nach einigen Aktualisierungszyklen des
NCO 8 ungefähr gleich -ω*, wobei der restliche Frequenz-Offset ungefähr Null wird.
Wenn sich der Frequenz-Offset ändert, erfaßt das Verfahren der vorliegenden
Erfindung die Änderung und folgt dieser.
Die Operation des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann in Fig. 4 graphisch
betrachtet werden. Das Verfahren verwendet einen adaptiven LMS-Kanalkalkulator
mit einem anfänglichen Frequenz-Offset von 50 Hz. Die Bitfehlerrate des Detektors
beträgt in diesem Beispiel 1%. Es wird darauf hingewiesen, daß der restliche
Frequenz-Offset schnell auf ungefähr 0 Hz abfällt. Die Steigerung der anfänglichen
Änderung von 50 Hz kann durch Modifikation von Δ geändert werden. Ein größerer
Wert für Δ verursacht eine schnellere Erfassung und daher eine größere Steigung.
In der bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung
als Algorithmus verwirklicht. Alternative Ausführungsformen der Erfindung können
durch Hardware oder durch Hardware- und Softwarekombination verwirklicht
werden; hierbei kann jeder Block des Verfahrens entweder ein Algorithmus oder eine
Hardware- Schaltung sein, die zu diesem Block äquivalent ist.
Eine weitere alternative Ausführungsform kann lediglich zwei adaptive Filter
verwenden, indem sie das zweite adaptive Filter nicht verwendet. In dieser
Ausführungsform ersetzt der Ausgang eines der Filter den Ausgang des zweiten
Filters. Der resultierende AFC-Wert erfährt eine Asymmetrie von Δ/2.
Eine weitere Ausführungsform, die in Fig. 6 dargestellt ist, kann anstelle der
Kanalkalkulatioren adaptive Entzerrer verwenden. In dieser Ausführungsform werden
das Referenzsignal und das Symbol-Entscheidungssignal α in den Entzerrer
eingegeben. Die adaptiven Entzerrer 601 bis 603 arbeiten so, daß sie die ISI aus
den jeweiligen mit einem Zittersignal versehenen Empfangssignalen beseitigen. Der
adaptive Entzerrer kann eine bestimmte inhärente Verzögerung besitzen, bis ein
vom momentanen Eingang abhängiger Ausgang zur Verfügung steht. Die
Symbolentscheidungen α werden bei 604 bis 606 verzögert, bis der dieser
Entscheidung entsprechenden Entzerrerausgang zur Verfügung steht. Die Differenz
zwischen den Symbolentscheidungen und dem entsprechenden Entzerrerausgang
bildet ein Fehlersignal. Das Fehlersignal wird auf die gleiche Weise in der
bevorzugten Ausführungsform verwendet, um die NCO-Frequenz zu aktualisieren.
Insgesamt ist ein Verfahren zur automatischen Frequenzsteuerung in einer sich
ändernden Umgebung beschrieben worden. Durch Vergleich der Leistungen der
einzelnen adaptiven Algorithmen zur Bestimmung der Änderungseinrichtung der
Oszillatorfrequenz kann der Frequenz-Offset fast auf Null verringert werden. Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung wird durch eine Intersymbolinterferenz nicht
beeinflußt, da die adaptiven Kanalentzerrer bei ihren Schätzungen die ISI
berücksichtigen. Fernmeldeeinrichtungen, die dieses Verfahren der vorliegenden
Erfindung verwenden, können Einrichtungen verwenden, die lediglich eine grobe
AFC verwenden.
Claims (5)
1. Verfahren zur Erzeugung eines Signals zur automatischen Frequenzsteuerung
(exp(jωvk)) in einem Funkempfänger, der eine Vielzahl adaptiver Filter (1, 2, 3; 602, 603)
hat, wobei jedes adaptive Filter einen adaptiven Algorithmus hat, wobei ein Teil der
adaptiven Filter mit einem zugeordneten Referenzsignal versorgt werden und in Antwort
auf das zugeordnete Referenzsignal ein Fehlersignal erzeugen, wobei das Verfahren
folgende Schritte aufweist:
Erzeugen eines Differenzsignals (Ed) durch Vergleichen der Fehlersignale (ERROR1, ERROR3) des Teils der adaptiven Filter miteinander;
Einstellen des Signals zur automatischen Frequenzsteuerung in Antwort auf das Differenzsignal; und
Vergleichen der Leistungen eines Teils der adaptiven Filter (1, 3; 601, 603) aus der Vielzahl der adaptiven Filter miteinander, um das Differenzsignal zu bestimmen, wobei der Teil der adaptiven Filter aus der Vielzahl der adaptiven Filter ein Referenzsignal mit einem zugehörigen Frequenz-Offset (exp(-jωdk), exp(jωdk)) aufweist.
Erzeugen eines Differenzsignals (Ed) durch Vergleichen der Fehlersignale (ERROR1, ERROR3) des Teils der adaptiven Filter miteinander;
Einstellen des Signals zur automatischen Frequenzsteuerung in Antwort auf das Differenzsignal; und
Vergleichen der Leistungen eines Teils der adaptiven Filter (1, 3; 601, 603) aus der Vielzahl der adaptiven Filter miteinander, um das Differenzsignal zu bestimmen, wobei der Teil der adaptiven Filter aus der Vielzahl der adaptiven Filter ein Referenzsignal mit einem zugehörigen Frequenz-Offset (exp(-jωdk), exp(jωdk)) aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Funkempfänger weiterhin
ein Grundband-Empfangssignal, ein Oszillatorsignal (exp(jωdk))
und ein Symbolentscheidungssignal (α) hat, wobei der Schritt
des Erzeugens eines Differenzsignals folgende Unterschritte
umfaßt:
Multiplizieren des Grundband-Empfangssignals mit dem Oszillatorsignal, um ein erstes Referenzsignal zu erzeugen;
Multiplizieren des ersten Referenzsignals mit einem ersten Offset signal (exp(jωdk)), das eine erste Größe hat, um ein zweites Referenzsignal zu erzeugen;
Multiplizieren des ersten Referenzsignals mit einem zweiten Offset-Signal (exp(-jωdk)), das eine zweite Größe hat, um ein drittes Referenzsignal zu erzeugen;
Erzeugen eines ersten Fehlersignals (ERROR1) in Antwort auf das Symbolentscheidungssignal und das erste Referenzsignal;
Erzeugen eines zweiten Fehlersignals (ERROR2) in Antwort auf das Symbolentscheidungssignal und das zweite Referenzsignal;
Erzeugen eines dritten Fehlersignals (ERROR3) in Antwort auf das Symbolentscheidungssignal und das dritte Referenzsignal;
Schätzen eines ersten mittleren quadratischen Fehlers (ET1) in Antwort auf das zweite Fehlersignal;
Schätzen eines zweiten mittleren quadratischen Fehlers (ET3) in Antwort auf das dritte Fehlersignal;
Subtrahieren des zweiten mittleren quadratischen Fehlers vom ersten mittleren quadratischen Fehler, um ein mittleres quadratisches Fehlerdifferenzsignal (Ed) zu erzeugen; und
Modifizieren des Differenzsignals in Antwort auf das mittlere quadratische Fehlerdifferenzsignal.
Multiplizieren des Grundband-Empfangssignals mit dem Oszillatorsignal, um ein erstes Referenzsignal zu erzeugen;
Multiplizieren des ersten Referenzsignals mit einem ersten Offset signal (exp(jωdk)), das eine erste Größe hat, um ein zweites Referenzsignal zu erzeugen;
Multiplizieren des ersten Referenzsignals mit einem zweiten Offset-Signal (exp(-jωdk)), das eine zweite Größe hat, um ein drittes Referenzsignal zu erzeugen;
Erzeugen eines ersten Fehlersignals (ERROR1) in Antwort auf das Symbolentscheidungssignal und das erste Referenzsignal;
Erzeugen eines zweiten Fehlersignals (ERROR2) in Antwort auf das Symbolentscheidungssignal und das zweite Referenzsignal;
Erzeugen eines dritten Fehlersignals (ERROR3) in Antwort auf das Symbolentscheidungssignal und das dritte Referenzsignal;
Schätzen eines ersten mittleren quadratischen Fehlers (ET1) in Antwort auf das zweite Fehlersignal;
Schätzen eines zweiten mittleren quadratischen Fehlers (ET3) in Antwort auf das dritte Fehlersignal;
Subtrahieren des zweiten mittleren quadratischen Fehlers vom ersten mittleren quadratischen Fehler, um ein mittleres quadratisches Fehlerdifferenzsignal (Ed) zu erzeugen; und
Modifizieren des Differenzsignals in Antwort auf das mittlere quadratische Fehlerdifferenzsignal.
3. Vorrichtung zur automatischen Frequenzsteuerung in einem
Funkempfänger, der ein Empfangssignal hat, mit einer
Oszillatoreinrichtung (8) zur Erzeugung eines Oszillatorsignals
(exp(jωvk)), einer Symbolerfassungseinrichtung (10) zur Erzeugung
eines Symbolentscheidungssignals (α) und einer Vielzahl von
Multiplikationseinrichtungen (9, 11, 12) zur Erzeugung einer
Vielzahl von Referenzsignalen, wobei die Vorrichtung umfaßt:
eine erste adaptive Filtereinrichtung (1; 601), die mit der Symbolerfassungseinrichtung und einer ersten Multiplikationseinrichtung (11) aus der Vielzahl der Multiplikationseinrichtungen verbunden ist, zum Erzeugen eines ersten Fehlersignals (ERROR1) in Antwort auf das Symbolentscheidungssignal und ein erstes Referenzsignal aus der Vielzahl der Referenzsignale;
eine zweite adaptive Filtereinrichtung (2; 602), die mit der Symbolerfassungseinrichtung und einer zweiten Multiplikationseinrichtung (9) aus der Vielzahl der Multiplikationseinrichtungen gekoppelt ist, zum Erzeugen eines zweiten Fehlersignals (ERROR2), in Antwort auf das Symbolentscheidungssignal, das Oszillatorsignal und das Empfangssignal;
eine dritte adaptive Filtereinrichtung (3; 603), die mit der Symbolerfassungseinrichtung und einer dritten Multiplikationseinrichtung (12) aus der Vielzahl der Multiplikationseinrichtungen verbunden ist, zum Erzeugen eines dritten Fehlersignals (ERROR3) in Antwort auf das Symbolentscheidungssignal und ein zweites Referenzsignal aus der Vielzahl der Referenzsignale; und
eine erste Einrichtung (4) zum Schätzen eines mittleren quadratischen Fehlers, die mit der ersten adaptiven Filtereinrichtung verbunden ist, zum Erzeugen eines ersten mittleren quadratischen Fehlerschätzwertes (ET1);
eine zweite Einrichtung (5) zum Schätzen eines mittleren quadratischen Fehlers, die mit der dritten adaptiven Filtereinrichtung verbunden ist, zum Erzeugen eines zweiten mittleren quadratischen Fehlerschätzwertes (ET2);
eine Summationseinrichtung, die mit der ersten und der zweiten Einrichtung zum Schätzen eines mittleren quadratischen Fehlers verbunden ist, um ein Differenzsignal (Ed) zu erzeugen;
eine Einrichtung (6), die mit der Summationseinrichtung verbunden ist, zum Erzeugen eines Deltasignals; und
eine Akkumulationseinrichtung (7), die mit der Einrichtung zum Erzeugen eines Deltasignals und der Oszillatoreinrichtung verbunden ist, um das Deltasignal zu akkumulieren.
eine erste adaptive Filtereinrichtung (1; 601), die mit der Symbolerfassungseinrichtung und einer ersten Multiplikationseinrichtung (11) aus der Vielzahl der Multiplikationseinrichtungen verbunden ist, zum Erzeugen eines ersten Fehlersignals (ERROR1) in Antwort auf das Symbolentscheidungssignal und ein erstes Referenzsignal aus der Vielzahl der Referenzsignale;
eine zweite adaptive Filtereinrichtung (2; 602), die mit der Symbolerfassungseinrichtung und einer zweiten Multiplikationseinrichtung (9) aus der Vielzahl der Multiplikationseinrichtungen gekoppelt ist, zum Erzeugen eines zweiten Fehlersignals (ERROR2), in Antwort auf das Symbolentscheidungssignal, das Oszillatorsignal und das Empfangssignal;
eine dritte adaptive Filtereinrichtung (3; 603), die mit der Symbolerfassungseinrichtung und einer dritten Multiplikationseinrichtung (12) aus der Vielzahl der Multiplikationseinrichtungen verbunden ist, zum Erzeugen eines dritten Fehlersignals (ERROR3) in Antwort auf das Symbolentscheidungssignal und ein zweites Referenzsignal aus der Vielzahl der Referenzsignale; und
eine erste Einrichtung (4) zum Schätzen eines mittleren quadratischen Fehlers, die mit der ersten adaptiven Filtereinrichtung verbunden ist, zum Erzeugen eines ersten mittleren quadratischen Fehlerschätzwertes (ET1);
eine zweite Einrichtung (5) zum Schätzen eines mittleren quadratischen Fehlers, die mit der dritten adaptiven Filtereinrichtung verbunden ist, zum Erzeugen eines zweiten mittleren quadratischen Fehlerschätzwertes (ET2);
eine Summationseinrichtung, die mit der ersten und der zweiten Einrichtung zum Schätzen eines mittleren quadratischen Fehlers verbunden ist, um ein Differenzsignal (Ed) zu erzeugen;
eine Einrichtung (6), die mit der Summationseinrichtung verbunden ist, zum Erzeugen eines Deltasignals; und
eine Akkumulationseinrichtung (7), die mit der Einrichtung zum Erzeugen eines Deltasignals und der Oszillatoreinrichtung verbunden ist, um das Deltasignal zu akkumulieren.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste, zweite und dritte
adaptive Filtereinrichtung adaptive Kanalkalkulatoren (1, 2, 3)
sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste, zweite und dritte
adaptive Filtereinrichtung adaptive Entzerrer (601, 602, 603)
sind.
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