DE4335228C2 - Verfahren zur Empfangssynchronisation - Google Patents
Verfahren zur EmpfangssynchronisationInfo
- Publication number
- DE4335228C2 DE4335228C2 DE19934335228 DE4335228A DE4335228C2 DE 4335228 C2 DE4335228 C2 DE 4335228C2 DE 19934335228 DE19934335228 DE 19934335228 DE 4335228 A DE4335228 A DE 4335228A DE 4335228 C2 DE4335228 C2 DE 4335228C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- frequency
- phase
- signal
- demodulator
- detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
- H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
- H04L27/233—Demodulator circuits; Receiver circuits using non-coherent demodulation
- H04L27/2332—Demodulator circuits; Receiver circuits using non-coherent demodulation using a non-coherent carrier
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/0014—Carrier regulation
- H04L2027/0024—Carrier regulation at the receiver end
- H04L2027/0026—Correction of carrier offset
- H04L2027/0032—Correction of carrier offset at baseband and passband
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/0014—Carrier regulation
- H04L2027/0044—Control loops for carrier regulation
- H04L2027/0053—Closed loops
- H04L2027/0057—Closed loops quadrature phase
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/0014—Carrier regulation
- H04L2027/0044—Control loops for carrier regulation
- H04L2027/0063—Elements of loops
- H04L2027/0065—Frequency error detectors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Empfangssynchronisation der im Oberbegriff des Anspruchs 1
angegebenen Art und eine Vorrichtung zum Ausüben des
Verfahrens.
Bei der Satellitenkommunikation, insbesondere bei der
Verwendung von OQPSK-Modulationsverfahren (Offset
Quadrature Phase Shift Keying) werden sehr hohe
Anforderungen an die Trägerrückgewinnung aus dem
Empfangssignal gestellt. Dabei muß eine kohärente
Demodulation realisiert werden, d. h. die zur Ansteuerung
der Modulatoren eingesetzten, zunächst unsynchronisierten,
Oszillatoren müssen mit einer derart hohen Genauigkeit ohne
Kopplung mit dem Sendeoszillator synchronisiert werden, daß
eine kohärente Detektion der Nutzsignale erreicht wird.
Störungen des Satellitenkanals werden durch zeitvariante
Satellitenkanaleigenschaften bewirkt, unter anderem auch
deshalb, weil die Kommunikation zwischen Satellit und
bewegtem Fahrzeug erfolgen kann. Für eine derart hochgenaue
Empfangssynchronisation ist bei der Quadraturdemodulation
im Empfänger die Frequenzregelung allein zu ungenau.
Deshalb ist es bereits bekannt, zusätzlich zur
Frequenzregelung eine Phasenregelung im Anschluß an eine an
das Signal angepaßte Filterung vorzusehen, um die
restlichen Phasenfehler des Signals auszuregeln. Die
Phasendetektion erkennt dabei weitere Frequenzabweichungen,
die auf den Frequenzregelkreis zusätzlich zurückgekoppelt
werden.
Aus dem Stand der Technik gemäß "DSP Based Carrier Recovery
Technique For OQPSK Mobile Satellite Communications", von
J. Ahmad, T. G. Jeans und B. G. Evans, Centre for Satellite
Engineering Research University of Surrey Guildford Surrey
GU2 5XH, U.K., ist es bereits bekannt, nach der
Zwischenfrequenzdemodulation das Empfangssignal zu
digitalisieren und bei der nachfolgenden Demodulation eine
Inphase- und eine Quadraturkomponente des empfangenen
Signals zu erzeugen. Diese beiden Signalkomponenten werden
zur Ansteuerung eines Frequenzdetektors benutzt, um in der
Frequenzregelschleife die Frequenzabweichung zu bestimmen
und den zugehörigen Oszillator nachzustimmen. Die Inphase-
und Quadraturkomponente werden außerdem über ein Formfilter
einem weiteren Demodulator am Eingang der
Phasenregelschleife zugeführt. In dieser
Phasenregelschleife wird der nach der Frequenzregelung
verbliebene Phasenfehler ermittelt und einerseits der
weitere Demodulator nachgeregelt sowie andererseits der
Frequenzregekreis angesteuert, um die aus dem restlichen
Phasenfehler resultierenden Frequenzabweichungen auch
bereits in der Frequenzregelschleife zu kompensieren.
Es ist auch aus der amerikanischen
Patentschrift US 4 580 107 bekannt, zur Synchronisation von
Signalen eine Phase Lock Loop (PLL) und eine Frequency Lock
Loop (FLL) zu kombinieren, um einen Oszillator
nachzuregeln, wobei die FLL die Grobregelung und die PLL
die Feinregelung bestimmt. Dabei ist dieses
Synchronisationssystem universell konzipiert und aufgrund
mangelnder Anpassung an Signale und Signalstörungen für
Satellitenkommunikation nicht ausgebildet.
Der gemäß US 4 281 412 bekannte Stand der Technik, der den
Empfang und die Übertragung von OQPSK-Signalen betrifft,
weist keine vom Empfangssignal geregelten Phasen- oder
Frequenzregelkreise auf, sondern die Synchronisation
erfolgt aufgrund der Bitfolge der Signalpräambel des
OQPSK-Signals und wird durch eine signalabhängige
Entscheidungslogik verifiziert oder verworfen.
Die bekannten Verfahren können jedoch nicht die
Zuverlässigkeit bzw. Genauigkeiten erreichen, die
beispielsweise für moderne Satellitenkommunikationssysteme
gefordert werden und sind in ihrer schaltungstechnischen
Realisierung für kleine und mobile Anlagen zu aufwendig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die
Synchronisationsgenauigkeit und -geschwindigkeit weiter zu
verbessern und den schaltungstechnischen Aufwand zu
reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem
Kennzeichenteil des Hauptanspruchs gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die
Frequenzdetektion mit digitalen Signalwerten durchgeführt.
Diese Signalwerte werden jedoch vorher einem Filter
zugeführt, das an die Signalform und -eigenschaften der
gesendeten Signale bereits optimal angepaßt ist. Dadurch
werden bei der Frequenzdetektion Signale analysiert, die
durch weitgehende Störbefreiung und Eliminierung von
unerwünschten Eigenschaften des Übertragungskanals eine
wesentlich verbesserte Frequenzbestimmung zur Ansteuerung
des Eingangsdemodulators erlauben.
Dabei ist es vorteilhaft, als Eingangsdemodulator des
Frequenzregelkreises einen analogen Demodulator zu
verwenden und eine A/D-Wandlung innerhalb der Regelschleife
durchzuführen. Denn diese A/D-Wandlung erfolgt nun unter
Einhaltung der erforderlichen Abtastrate bereits mit
reduzierter Taktfrequenz, die wesentlich genauer
eingestellt und geregelt werden kann, so daß Störungen
infolge von Taktfrequenzschwankungen vermieden werden.
Das System zur Empfangssynchronisation ist zweistufig
aufgebaut und weist eine Frequenz- sowie eine
Phasenregelschleife auf, so daß eine schnelle
Phasensynchronisation in der Phasenregelschleife bereits
mit geringem Rest-Frequenz-Offset nach der
Frequenzdetektion erfolgt. Die in diesem Zusammenhang
eingesetzten OQPSK-Signale werden bei der
Signalrückgewinnung einer Quadraturdemodulation zugeführt,
die aus dem Eingangssignal nach der ZF-Mischung ein
Inphase-Signal und ein Quadratur-Signal erzeugt, die
gegeneinander um 90° beziehungsweise T/2 phasenverschoben
sind, wobei T der Dauer der Bitperiode entspricht.
In der Phasenregelungsschleife wird mittels der Inphase-
und der Quadratur-Abtastwerte der restliche Phasenfehler
ermittelt und ausgeregelt. Bei derartigen digitalen
Signalabtastwerten ist es besonders vorteilhaft, daß sie
immer im Energiemaximum für beide Signalkomponenten
genommen werden. Dieser Zustand wird für den Phasenregler
nun dadurch eingestellt, daß die Signalkomponenten um T/2
gegeneinander verschoben werden und so für die Regelung aus
dem OQPSK-Signal wieder ein QPSK-Signal (Quadrature Phase
Shift Keying) gewonnen wird. Der Phasenregler arbeitet dann
immer mit optimalem S/N-Verhältnis. Mit der aus diesem
Phasenfehler ermittelten Restfrequenzverschiebung wird
einerseits der komplexe digitale Demodulator der
Phasenregelschleife, aber auch die Frequenzregelschleife
angesteuert, um eine über das gesamte Empfangssystem
wirksame Regelung der Trägerfrequenzen der
Empfangsmodulatoren zu erreichen.
Der besondere Vorteil der zweistufigen
Empfangssynchronisation wird dadurch bewirkt, daß eine
vergleichsweise zeitaufwendige Frequenzregelung mit einer
schnellen Phasenregelung auf einfache Weise kombiniert
wird. Nach einer Anfangsregelung bzw. Voreinstellung des
NCO-Oszillators mit den Daten des Frequenzdetektors wird
dieser Regelkreis unterbrochen. Statt dessen generiert der
Phasendetektor neben einem proportionalen Signalanteil zur
schnellen Phasenregelung innerhalb der Phasenregelschleife
auch einen sich mit größerer Zeitkonstante ändernden
integralen Signalanteil, um auch die Trägerfrequenz des
NCO-Oszillators in der Frequenzregelschleife nachzustimmen.
Demzufolge ist nicht die Frequenzregelschleife, sondern die
schnelle Phasenregelung für die Geschwindigkeit der
Empfangssynchronisation maßgebend. Diese Maßnahme wird noch
dadurch gestützt, daß keine integrierenden,
zeitverzögernden Tiefpässe, z. B. das Signalformfilter zur
Störunterdrückung, in der Phasenregelschleife vorhanden
sind. Die Störbefreiung erfolgt vor der
Phasensynchronisation.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
auch aus den Ansprüchen 2 bis 10.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend
anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen
Empfangsvorrichtung,
Fig. 2 Blockschaltbild eines Frequenzdetektors,
Fig. 3 Blockschaltbild eines Taktgenerators.
Wie die Fig. 1 zeigt, wird bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren zur Empfangssynchronisation das Empfangssignal
über eine Antenne 10 aufgenommen und über einen ZF-
Demodulator 20 einer Frequenzregelschleife zugeführt. In
dieser Regelschleife wird durch Demodulation mit einem
regelbaren Trägerfrequenzsignal aus dem Empfangssignal ein
Inphase- und ein Quadratursignal gebildet. Erst danach
erfolgt die Digitalisierung der jeweiligen
Signalkomponenten, die somit bereits mit höherer
Frequenzkonstanz in der Basisbandlage durchgeführt werden
kann. Die digitalisierten Empfangssignale werden dann in
einem Formfilter 140 gefiltert, das an das Signalverhalten
des Sende-Empfangs-Systems angepaßt ist, und erst mit den
gefilterten Signalkomponenten wird einerseits eine
Frequenzdetektion und andererseits eine Phasendetektion im
nachgeschalteten Phasenregelkreis durchgeführt. Bei der
Frequenzdetektion wird mit digitalen Mitteln durch FFT
(Fast Fourier Transformation) und iterative
Frequenzbestimmung ein für die Erzeugung des
Trägerfrequenzsignals notwendiger Frequenzwert ermittelt
und dabei erreicht, daß die Trägerfrequenz im Mittel auf
±10 Hz genau eingestellt werden kann. Da mit dieser
Frequenzdetektion und Voreinstellung der Trägerfrequenz
noch keine ungestörte Signalverarbeitung und exakte
Detektion der dem Signal aufgeprägten Information möglich
ist, muß die eigentlich Phasen- und Frequenzsynchronität in
der folgenden Phasenregelschleife 200 erreicht und gehalten
werden.
Das Ausgangssignal des Frequenzregelkreises 100 ist
aufgrund des sendeseitigen Modulationsverfahrens ein OQPSK-
Signal, d. h. die Inphase- und die Quadratur-Komponente des
digitalen Signals sind um T/2 bzw. 90° gegeneinander
phasenverschoben. Dieses OQPSK-Signal wird in der
Phasenregelschleife 200 zunächst komplex demoduliert und
durch eine T/2-Verzögerung der einen Signalkomponente in
ein QPSK-Signal überführt, so daß die Phasendetektion mit
diesen gegeneinander zeitverschobenen Signalkomponenten
durchgeführt wird. Da das Störverhältnis im Bitmaximum
zwischen Abtastwerten der Signalkomponenten des QPSK-
Signals am geringsten ist, wird der Restphasenfehler
zuverlässig und wesentlich genauer aus diesen Inphase- und
Quadratursignalwerten ermittelt. Mit diesem
Restphasenfehler wird dann das Trägersignal für die
komplexe Demodulation im Eingang des Phasenregelkreises
nachgeregelt.
Als Ausgangssignal des Phasenregelkreises wird das bei der
Phasendetektion analysierte QPSK-Signal zur nachfolgenden
Signalverarbeitung und Informationsgewinnung ausgekoppelt,
das - wie auch bereits das OQPSK-Signal - in dem
zweitstufigen Synchronisationsverfahren durch Frequenz- und
Phasenregelung vollständig frequenz- und phasensynchron,
also kohärent demoduliert ist.
Zur Realisierung des Verfahrens ist gemäß Fig. 1 eine
Empfangsvorrichtung vorgesehen, bei der die Antenne 10 an
einen ZF-Demodulator 20 angeschlossen ist, der das
hochfrequente Empfangssignal in einen ZF-Frequenzbereich
heruntermischt. Der ZF-Demodulator 20 ist im allgemeinen
mehrstufig aufgebaut, um Signale aus dem GHz-Bereich in den
kHz-Bereich umzusetzen.
Ausgangsseitig ist der ZF-Demodulator 20 mit einem analogen
Demodulator 130 im Frequenzregelkreis verbunden, dessen
Trägerfrequenz durch einen geregelten Oszillator 131
erzeugt wird. Der geregelte Oszillator 131 ist als NCO
(numeric controlled oszillator) realisiert. Seine
Trägerfrequenz sollte dabei auch zu Beginn des
Regelvorgangs höchstens um ±1,5 kHz von dem Träger der
letzten ZF-Stufe abweichen. In dem Demodulator 130 erfolgt
eine komplexe Mischung des Eingangssignals mit jeweils um
90° gegeneinander phasenverschobenen Trägersignalen, so daß
alle nachfolgenden Signalverarbeitungsschaltungen komplexe
Signale bzw. Daten verarbeiten. Dem analogen Demodulator
130 sind dann ein zweikanaliger analoger Tiefpaß 132 zur
Eliminierung der bei der Modulation erzeugten oberen
Seitenbänder der komplexen Signalkomponenten
nachgeschaltet. Gleichzeitig wirkt der Tiefpaß 132 als
Antialiasing-Filter für den folgenden zweikanaligen A/D-
Wandler 135.
In den Rückkopplungszweig des Frequenzregelkreises ist
ferner ein Formfilter 140 eingeschaltet, das einerseits mit
dem Phasenregelkreis 200 und andererseits mit einer
Datenreduktionsstufe 151 verbunden ist. Das digitale
Formfilter 140 zur Störbefreiung ist als FIR-Filter (Finite
Impulse Response) ausgebildet und insbesondere durch
entsprechende Wahl seiner Koeffizienten an die
Eigenschaften des gesendeten Signals und des
Übertragungskanals angepaßt. Durch seinen Tiefpaßcharakter
beeinträchtigt es die Synchronisationsgeschwindigkeit und
ist deshalb der Phasensynchronisation zwar vorgeschaltet,
aber nicht in die Phasenregelschleife einbezogen. In der
Datenreduktionsstufe 151 wird die Abtastrate der Inphase-
und Quadratur-Komponente jeweils beispielsweise um den
Faktor 4 reduziert, so daß der nachgeschaltete
Frequenzdetektor 150 daher nur eine reduzierte Datenfolge
verarbeiten muß, um den Frequenzoffset des komplexen
Signals zu detektieren, wie weiter unten anhand Fig. 2
erläutert wird. Der Frequenzdetektor 150 ist ausgangsseitig
über den Summierer 160 mit dem Oszillator 131 verbunden,
der seinerseits mit den entsprechenden digitalen
Trägerfrequenzwerten ansteuerbar ist. Der zweite Eingang
der Summierstufe 160 ist mit dem Phasenregelkreis
verbunden, so daß zur genauen Frequenzeinstellung bzw.
Regelung des Oszillators 131 die im Phasenregelkreis 200
detektierten Frequenzverschiebungen berücksichtigt werden.
Die Frequenzdetektion wird nach der Ermittlung des
anfänglichen Trägerfrequenzwertes und der Voreinstellung
des Oszillators 131 unterbrochen. Damit ist dann die
Synchronisationsgeschwindigkeit nicht mehr durch die
zeitaufwendigere Frequenzdetektion, sondern durch eine
schnelle Phasendetektion bestimmt und eine besonders
schnelle Empfangssynchronisation gewährleistet.
Den Eingang des Phasenregelkreises bildet ein komplexer
Demodulator 210, der mit dem Ausgang des Formfilters 140 im
Frequenzregelkreis verbunden ist. Die Rückkopplungsschleife
des Phasenregelkreises ist im wesentlichen durch eine
Verzögerungsschaltung 215, den Phasendetektor 230 und den
vom Phasendetektor 230 ansteuerbaren digitalen
Steuergenerator 250 geschlossen, wobei der Steuergenerator
250 das für die komplexe Mischung im Demodulator 210
erforderliche komplexe Signal bereitstellt und dadurch die
restliche Phasen- und Frequenzkorrektur bewirkt.
Abhängig von dem bereits optimal synchronisierten Signalen
ist die Takterzeugung. Dazu ist ein Taktgenerator 220 mit
den Ausgängen der Verzögerungsschaltung 215 verbunden, um
ein an den Datentakt fTO phasenstarr angekoppeltes
Taktsignal zu erzeugen. Er ist ausgangsseitig an den A/D-
Wandler 135 angeschlossen, so daß die Digitalisierung des
Eingangssignals bereits mit an den Datentakt fTO angepaßter
Abtastrate erfolgt. Ferner ist er mit einer
Reduktionsschaltung 216 verbunden, die dem Phasendetektor
230 vorgeschaltet ist, um auch bei der Reduktion der
Abtastrate für den Phasendetektor eine Abtastung der
Datenwerte im Bitmaximum und damit eine Signalauswertung im
Energiemaximum zu gewährleisten.
Die Auskopplung des synchronisierten komplexen Signals, d. h.
der Inphase- und Quadratur-Komponente aus der
Phasenregelschleife, erfolgt nach der Verzögerungsschaltung
215. Als optimal synchronisiertes Signal für die weitere
Daten- und Signalverarbeitung zur Informationsgewinnung
wird somit das in der Abtastrate reduzierte QPSK-Signal
übertragen.
In Fig. 2 ist eine detailliertere Darstellung des
Frequenzdetektors 150 wiedergegeben, der trotz des
üblicherweise großen Rechenaufwandes eine vergleichsweise
schnelle Frequenzdetektion nicht zuletzt durch ein
besonders wirkungsvolles Iterationsverfahren gewährleistet.
Die von der Datenreduktionsstufe 151 in Fig. 1 übertragenen
komplexen Abtastdaten werden an ein FFT-Modul 152
übertragen, das dafür einen FFT-Speicher 153 aufweist.
Diesem FFT-Speicher 153 ist ein komplexer FFT-Rechner 154
zur Berechnung der komplexen Fast-Fourier-Transformation
(FFT) aus den gespeicherten Abtastwerten nachgeschaltet. In
einem Betragsrechner 155 wird das Betragsspektrum gebildet,
dessen maximaler Spektralwert im nachgeschalteten
Maximumdetektor 156 ermittelbar ist. Mit dem Frequenzwert
des maximalen Spektralwertes ist ein iterativer
Frequenzrechner 157 ansteuerbar, der nach Freigabe durch
den CW-Detektor 158 in einem Iterationsprozeß mittels der
im FFT-Speicher 153 gespeicherten Abtastwerte und des
maximalen Spektralwerts die Frequenzkorrektur Δf zur
Nachjustierung des Oszillators 131 ermittelt.
In dem iterativen Frequenzrechner 157 kann dabei
beispielsweise die Frequenzkorrektur Δf durch die
nachfolgende kurze Programmfolge berechnet werden.
Der FFT-Rechner 154 hat die Spektralwerte S(k) für k= 0, 1,
2, . . . N-1 ermittelt, wobei sich die Spektralwerte S(k)
gemäß
aus den im FFT-Speicher 153 abgelegten komplexen
Signalwerten s(n) mit n = 0,1, . . . , N-1 ergeben.
Ferner ist im Maximumdetektor 156 die Lage der größten
Spektrallinie bei k₀ bestimmt worden, dann werden für den
Beginn der Iteration eine rechtsseitige Konstante
kR = k₀+ 1/2 und eine linksseitige Konstante kL = k₀ - 1/2
bestimmt und die Iteration
durchlaufen und die Frequenzkorrektur
bestimmt, für die lediglich noch eine Plausibilitätsprüfung
notwendig ist, um den Addierer 159 mit einer
Frequenzkorrektur im richtigen Wertebereich anzusteuern.
Die obere Grenze I für die Iteration ist abhängig von der
Anzahl N der FFT-Spektralwerte.
Der CW-Detektor 158 ist in diesem Ausführungsbeispiel
signalbedingt erforderlich. Denn das Sende- und damit auch
das Empfangssignal bestehen aus OQPSK-modulierten
Datensignalteilen und aus kurzen Burst-Teilen, die CW-
moduliert sind und allein zum Zwecke der Synchronisation
den Informationsanteilen zugefügt werden. Zu Beginn der
Synchronisation müssen deshalb diese CW-Anteile primär
detektiert werden, um den Regelkreis, d. h. in diesem Fall
den iterativen Frequenzrechner 157, zu aktivieren.
Der FFT-Detektor 152 ist ausgangsseitig mit einem Addierer
159 zusammengeschaltet, so daß einerseits die
Frequenzkorrektur Δf und andererseits eine geschätzte
Basisfrequenz fe addiert werden.
Die Ausgangsfrequenz foe des Addierers 159 bildet
gleichfalls den Ausgangswert des Frequenzdetektors 150 zur
Ansteuerung des Summierers 160 gemäß Fig. 1.
Der Phasendetektor 230 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 1 weist einen als Costas-Regler ausgebildeten
Phasenregler 231 mit nachgeschaltetem PI-Regler 232
(Proportional-Intergral-Regler) auf. In einem derartigen
Phasenregler 231 werden die Inphase- und die Quadratur-
Komponente des anstehenden QPSK-Signals kreuzweise mit
einer Vorzeichenfunktion der jeweils anderen Komponente
multipliziert. Aus der Differenz der Produkte ergibt sich
dann die Phasendifferenz Δϕ der Inphase- und Quadratur-
Komponente. Diese Phasendifferenz Δϕ bildet das
Eingangssignal für den PI-Regler 232, dessen Summenfrequenz
fc mit einem proportionalen Frequenzanteil fcp und einem
integralen Frequenzanteil fci als Ausgangssignal des
Phasendetektors 230 zur Ansteuerung des digitalen
Steuergenerators 250 verwendet wird. Über einen weiteren
Ausgang wird der integrale Frequenzanteil fci an den
Summierer 160 übertragen, so daß langsame
Frequenzänderungen, die den integralen Frequenzanteil fci
variieren, bereits für den Oszillator 131 wirksam werden
und die primäre Frequenzregelung beeinflussen.
Im Steuergenerator 250 wird dann die in dem Phasendetektor
230 ermittelte geregelte Summenfrequenz fc in einen
Phasenwert ϕ umgesetzt und mit Hilfe einer Sinus/Kosinus-
Rechenvorrichtung in die zur phasensynchronen Demodulation
im komplexen Demodulator 210 benötigten Trägersignale
gewandelt. Dazu weist der Demodulator 210 digitale
Multiplizierer und Summierer auf, deren Darstellung bekannt
und deshalb hier verzichtbar ist.
Zur Taktsynchronisation gemäß Fig. 3 nach einem für
Quadratursignale angepaßten Early-Late-Gate Prinzip wird
der Taktgenerator 220 mit dem QPSK-Signal angesteuert. In
einer Quadrierstufe 221 erfolgt eine Energiewertbestimmung
der Inphase- und Quadratur-Signalkomponenten. Von dem
nachgeschalteten vierstufigen Register 222 werden im
dargestellten Beispiel die erste und die dritte Stelle
abgegriffen, mit deren Differenz Δϕ T am Ausgang des
Subtrahierers 223 ein Taktregler 225 angesteuert wird. Der
Taktregler 225 ist als PI-Regler realisiert, dessen
ausgangsseitige Summe von Proportional- und Integral-
Frequenzanteil eine Frequenzänderung ΔfT bildet und addiert
zum Datentakt fTO die Taktfrequenz
für den A/D-Wandler 135 in Fig. 1 ergibt, dabei sind P und
I Multiplikationkonstanten für den proportionalen und den
integralen Frequenzanteil und mTB gibt die Abtastzeitpunkte
an. Die Frequenz fTO ist die aus dem Datentakt des Systems
abgeleitete Grundfrequenz für das Abtasttaktsignal.
Claims (11)
1. Verfahren zur Empfangssynchronisation eines ZF-
demodulierten OQPSK-Empfangssignals, bei dem
aufeinanderfolgend Frequenz und Phase des
Empfangssignals in jeweils einem Demodulator einer
Frequenzregelschleife und einer Phasenregelschleife
geregelt werden, bei dem das Empfangssignal
digitalisiert und vor der Phasenregelung in einem
signalangepaßten Formfilter gefiltert wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Digitalisierung des
Empfangssignals innerhalb der Frequenzregelschleife
(100) durchgeführt wird, daß die Frequenzdetektion
ebenfalls mit dem durch das Formfilter (140)
gefilterten digitalisierten Empfangssignal
durchgeführt wird und daß in der Phasenregelschleife
(200) aus dem OQPSK-Signal ein QPKS-Signal zur
Ansteuerung eines Phasendetektors (230) erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Erzeugung des QPKS-Signals aus dem OQPKS-Signal
durch T/2-Verzögerung in der Phasenregelschleife (200)
bewirkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Frequenzdetektion mit einer um
ein ganzzahliges Vielfaches- beispielsweise 4,
reduzierten Pulsfolgefrequenz durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pulsfolgefrequenz zur
Ansteuerung des Phasendetektors (230) um ein
Vielfaches, beispielsweise 4, vermindert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß bei der Frequenzdetektion ein
Signalspektrum durch FFT ermittelt und der Maximalwert
der Spektrallinien bestimmt wird, daß in einem
Iterationsverfahren ausgehend vom Maximalwert eine
rechtsseitige Frequenzkonstante kR und eine
linksseitige Frequenzkonstante kL nach einer
Iterationsformel berechnet werden und daß mittels der
Konstanten kR und der Konstanten kL eine
Differenzfrequenz Δf zur Ansteuerung des ersten
Oszillators (131) berechnet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß aus dem QPSK-Signal der
Phasenregelschleife ein Takt gewonnen wird und daß die
Digitalisierung mit diesem Takt durchgeführt wird.
7. Vorrichtung zur Synchronisation des Empfangssignals
einer OQPSK-Empfangseinrichtung zum Ausüben des
Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 6 mit einem ZF-Demodulator, einem A/D-Wandler,
einem Signalformfilter, einem Frequenzregelkreis, der
einen Frequenzdetektor zur Steuerung eines Oszillators
(NCO) und einen von dem Oszillator ansteuerbaren
Demodulator aufweist, und mit einem Phasenregelkreis,
der einen Phasendetektor zur Ansteuerung des
Oszillators sowie eines Steuergenerators und einen von
dem Steuergenerator ansteuerbaren komplexen
Demodulator aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der
A/D-Wandler (135) innerhalb der Frequenzregelschleife
(100) dem Demodulator (130) nachgeschaltet ist, daß
das Formfilter (140) mit dem Frequenzdetektor (150)
und mit dem komplexen Demodulator (210) verbunden ist
und daß zwischen dem komplexen Demodulator (210) und
dem Phasendetektor (230) eine Verzögerungsschaltung
(215) zur Erzeugung des QPSK-Signals vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Frequenzdetektor (150) eine
Datenreduktionsstufe (151) vorgeschaltet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Phasendetektor (230) eine
Reduktionsschaltung (216) vorgeschaltet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Phasendetektor (230) einen
Phasenregler (231) aufweist, wobei der Phasenregler
(231) vorzugsweise als Costas-Regler ausgebildet ist,
daß dem Phasenregler (231) zur Ansteuerung des
Steuergenerators (250) ein PI-Regler (232)
nachgeschaltet ist und daß der PI-Regler (232) zur
Übertragung eines integralen Frequenzanteils mit dem
Summierer (160) verbunden ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verzögerungsschaltung (215)
ein Taktgenerator (220) nachgeschaltet ist und daß der
Taktgenerator (220) ausgangsseitig mit dem A/D-Wandler
(135) und der Reduktionsschaltung (216) verbunden ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934335228 DE4335228C2 (de) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Verfahren zur Empfangssynchronisation |
TW83108988A TW247384B (de) | 1993-10-15 | 1994-09-29 | |
PCT/EP1994/003324 WO1995010909A1 (de) | 1993-10-15 | 1994-10-08 | Verfahren zur träger- und taktrückgewinnung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934335228 DE4335228C2 (de) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Verfahren zur Empfangssynchronisation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4335228A1 DE4335228A1 (de) | 1995-05-04 |
DE4335228C2 true DE4335228C2 (de) | 1996-03-28 |
Family
ID=6500260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934335228 Expired - Fee Related DE4335228C2 (de) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Verfahren zur Empfangssynchronisation |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4335228C2 (de) |
TW (1) | TW247384B (de) |
WO (1) | WO1995010909A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6028900A (en) * | 1996-05-22 | 2000-02-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Digital broadcast receiver |
DE19933266A1 (de) * | 1999-07-15 | 2000-11-02 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Empfangen von Funksignalen |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5598441A (en) * | 1994-10-13 | 1997-01-28 | Westinghouse Electric Corp. | Carrier acquisition technique for mobile radio QPSK demodulator |
JPH09219693A (ja) * | 1996-02-09 | 1997-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | デジタル放送受信機 |
US6873663B1 (en) | 2000-02-16 | 2005-03-29 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Reception of M-ary PSK-modulated signals |
DE10232195B4 (de) * | 2002-07-16 | 2015-03-05 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Symbolrate eines digital modulierten Hochfrequenzsignals |
DE10309262B4 (de) * | 2003-03-03 | 2007-08-23 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Schätzen der Frequenz und/oder der Phase einer digitalen Signalfolge |
DE102004039016A1 (de) * | 2004-08-11 | 2006-02-23 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Schätzen der Frequenz und/oder der Phase mit blockweiser Grobschätzung |
FR3085568B1 (fr) * | 2018-08-31 | 2020-08-07 | Zodiac Data Systems | Procede de datation de signaux de telemesure |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4281412A (en) * | 1979-07-05 | 1981-07-28 | Cincinnati Electronics Corporation | Method of and apparatus for transmitting and recovering offset QPSK modulated data |
US4599732A (en) * | 1984-04-17 | 1986-07-08 | Harris Corporation | Technique for acquiring timing and frequency synchronization for modem utilizing known (non-data) symbols as part of their normal transmitted data format |
US4580107A (en) * | 1984-06-06 | 1986-04-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Phase lock acquisition system having FLL for coarse tuning and PLL for fine tuning |
FR2672454B1 (fr) * | 1991-01-31 | 1994-10-07 | Alcatel Telspace | Procede de demodulation coherente pour modulation a deplacement de phase et dispositif de mise en óoeuvre de ce procede. |
DE69217140T2 (de) * | 1991-08-07 | 1997-07-03 | Toshiba Ave Kk | QPSK-Demodulator mit automatischer Frequenznachregelung |
-
1993
- 1993-10-15 DE DE19934335228 patent/DE4335228C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-09-29 TW TW83108988A patent/TW247384B/zh active
- 1994-10-08 WO PCT/EP1994/003324 patent/WO1995010909A1/de active Application Filing
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6028900A (en) * | 1996-05-22 | 2000-02-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Digital broadcast receiver |
US6148045A (en) * | 1996-05-22 | 2000-11-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Digital broadcast receiver |
DE19933266A1 (de) * | 1999-07-15 | 2000-11-02 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Empfangen von Funksignalen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4335228A1 (de) | 1995-05-04 |
WO1995010909A1 (de) | 1995-04-20 |
TW247384B (de) | 1995-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2450727C1 (de) | Anordnung zur Informationsuebertragung | |
DE69421834T2 (de) | Digitale Taktrückgewinnungsschaltung | |
DE69422883T2 (de) | Teilchenanalysator | |
DE69429505T2 (de) | Korrelationsdetektor und nachrichtengerät | |
DE69837656T2 (de) | Trägerfolgesystem unter Anwendung eines Fehleroffsetfrequenzsignals | |
DE2637381C2 (de) | Zeitsteuerungswiedergewinnungsschaltung | |
DE69231879T2 (de) | PSK-Demodulator mit Rückkopplungsschaltung zur Phasen- und Frequenzkorrektur | |
DE2820943C3 (de) | Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung der Trägerfrequenz eines vielpegeligen Phasenumtastsignals | |
DE2646255A1 (de) | Digitales detektorsystem fuer differentielle phasenshift-umtastsignale | |
DE3689203T2 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung von Frequenz- und Phasenfehlern. | |
DE69738211T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur differentiellen Erkennung eines einzigartigen Wortes und Demodulation unter Verwendung von differentieller Erkennung eines einzigartigen Wortes | |
DE4335228C2 (de) | Verfahren zur Empfangssynchronisation | |
DD292788A5 (de) | Verfahren und einrichtung zur automatischen frequenzregelung | |
DE10063990B4 (de) | OFDM-Rahmensynchronisation | |
DD292789A5 (de) | Verfahren und einrichtung zur digitalen automatischen frequenzregelung | |
DE69213496T2 (de) | Verfahren zur kohärenten PSK-Demodulation und Einrichtung zu dessen Ausführung | |
DE3707763C1 (de) | Taktphasendetektor | |
DE3853345T2 (de) | Spreizspektrum-Demodulationseinrichtung für ein Spreizspektrum-Übertragungssystem. | |
DE3887879T2 (de) | Empfänger mit veränderlicher datenrate. | |
EP1210805B1 (de) | Vorrichtung zur feinsynchronisation von codesignalen | |
WO2008116544A1 (de) | Konzept zur reduktion eines phasenrauschens | |
DE2845210C2 (de) | ||
DE2906886C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Schrittakt-Gewinnung | |
DE2738279C3 (de) | Verfahren und Anordnung zum Ableiten eines Empfangstaktes | |
DE10132403A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Taktrückgewinnung aus einem Datensignal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: RHEINMETALL DEFENCE ELECTRONICS GMBH, 28309 BREMEN |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120501 |