DE4403910A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Generierung von Schwellwertpegeln in einer Funkkommunikationsvorrichtung zum Empfang von Signalen mit vier Pegeln - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Generierung von Schwellwertpegeln in einer Funkkommunikationsvorrichtung zum Empfang von Signalen mit vier PegelnInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Funkkommunikations
vorrichtungen (Funkgeräte) und insbesondere eine Funkkommunikationsvor
richtung zum Empfang von Signalen mit vier Pegeln.
Digitale Kommunikationssysteme, wie beispielsweise selektive Personen
rufsysteme, haben für viele Jahre binäre, digitale Signalformate ver
wendet. Wenn solche digitalen Signalformate verwendet wurden, mußte die
digitale Information auf dem Träger moduliert werden, indem Modulations
techniken verwendet wurden, wie beispielsweise eine Frequenzmodulation
mit Frequenzumtastung (Frequency Shift Keying - FSK), bei denen eine
digitale Information direkt auf dem Träger (Trägerfrequenz) moduliert
wird. Innerhalb des Empfängers wird der frequenzumgetastete Träger demo
duliert und weiterverarbeitet, um eine Folge aus digitalen Daten zu er
halten. Solche Modulations- und Demodulationstechniken sind, während sie
bei niedrigen Datenbitraten effektiv sind, wie beispielsweise solchen
Bitraten unterhalb etwa 6000 Bits pro Sekunde, nicht effektiv bei höheren
Datenbitraten infolge von Synchronisationsproblemen in Simultanüber
tragungssystemen. Hierdurch sind andere Modulationstechniken erforder
lich, um höhere Datendurchsätze unter niedrigen Symbol- bzw. Zeichenraten
zu ermöglichen.
Eine solche Modulationstechnik, die höhere Datendurchsätze unter
niedrigen Symbolraten ermöglicht, ist eine Mehrfachpegel-Frequenz
modulationstechnik, wie beispielsweise eine Vier-Pegel-Frequenzmodulation
(FM). Verglichen mit einer herkömmlichen frequenzumgetasteten Modulation
ermöglicht eine Vier-Pegel-Frequenzmodulation den zweifachen Datendurch
satz für eine vorgegebene Datensymbolrate. In herkömmlichen
Vier-Pegel-FM-Empfängern wird der Träger empfangen und in analoge
Spannungen gewandelt. Die analogen Spannungen werden dann mit vorprogram
mierten Schwellwertpegeln verglichen, um eine Bestimmung zu ermöglichen,
welches der vier Datensymbolen für jede analoge Spannung generiert werden
sollte. Obwohl diese Demodulationstechnik eine Folge aus digitalen Daten
liefert, können die Daten nicht immer genau wiederaufbereitet werden, und
zwar aufgrund dessen, daß die vorprogrammierten Schwellwertpegel keine
Variationen in den empfangenen Trägerwellen erlauben, was zu Spannungs
verschiebungen führt. Falls weitere Verschiebungen in der empfangenen
Trägerwelle auftreten, werden größere Spannungsversetzungen erhalten, und
es können keine korrekten Datensymbole generiert werden, was möglicher
weise eine fehlerhafte Wiederaufbereitung der Informationen aus dem Funk
signal verursacht.
Demzufolge ist dasjenige, was erforderlich ist, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Verwendung in Verbindung mit Vielfachpegelsignalformaten
für eine dynamische Variierung der Schwellwertpegel, die zur Zurückge
winnung von Datensymbolen in Abhängigkeit von Variationen in den Span
nungsverschiebungen verwendet werden, die durch Spannungsvariation in der
empfangenen Trägerwelle verursacht werden.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren
zur Erzeugung von Datensymbolen aus einem empfangenen Signal, das Mehr
fachsignalspannungen besitzt, die Verfahrensschritte der Spurbildung von
Signalspannungen des empfangenen Signals, um Spitzen- und Kleinstwerte zu
bestimmen, die jeweils hohen und niedrigen Spannungen des empfangenen
Signals zugeordnet sind, und der Berechnung daraus von oberen, unteren
und mittleren Schwellwerten des empfangenen Signals auf, wobei die
oberen, unteren und mittleren Schwellwerte vier Bereiche von Werten fest
legen. Das Verfahren weist weiterhin die Verfahrensschritte der Bestim
mung, welcher der vier Bereiche der Werte eine empfangene Signalspannung
umfaßt, und der Erzeugung eines von vier möglichen Datensymbolen in Ab
hängigkeit des Bestimmungs-Verfahrensschritts auf.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besitzt ein
Symboldetektor zur Erzeugung von Datensymbolen aus einem empfangenen Sig
nal, das Mehrfachsignalspannungen besitzt, einen Analog/Digital-Wandler
zur Wandlung der Vielfachsignalspannungen in digitale Werte und
Spitzen- und Kleinstwertzähler auf, die mit dem Analog/Digital-Wandler
zur Spurung der digitalen Werte verbunden sind, um Spitzen- und Kleinst
werte zu bestimmen, die jeweils den hohen und niedrigen Spannungen des
empfangenen Signals zugeordnet sind. Der Symboldetektor weist weiterhin
einen Kalkulator bzw. eine Berechnungseinheit, die mit den Spitzen- und
Kleinstwertzählern zur Berechnung von oberen, unteren und mittleren
Schwellwerten gemäß den Spitzen- und Kleinstwerten verbunden ist, und
einen Dekoder auf, der mit dem Analog/Digital-Wandler und der Berech
nungseinheit zur Erzeugung von Datensymbolen gemäß digitalen Werten der
oberen, unteren und mittleren Schwellwerte verbunden ist.
Fig. 1 zeigt eine elektrische Funkkommunikationsvorrichtung zur Aufnahme
von Signalen, die von einem Vier-Pegel-Signalformat gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung übertragen werden.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer digitalen Wellenform, die digitale Werte
entsprechend analogen Signalspannungen eines Vier-Pegel -Hochfrequenz
signals enthält, und zwar gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein elektrisches Blockschaltbild eines adaptiven Schwell
wertgenerators, der innerhalb der Funkkommunikationsvorrichtung der Fig.
1 zur Erzeugung von oberen, unteren und mittleren Schwellwerten aus den
empfangenen Signalen enthält, und zwar gemäß der bevorzugten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 zeigt ein elektrisches Blockschaltbild eines adaptiven Schwell
wertgenerators zur Erzeugung von oberen, unteren und mittleren Schwell
werten gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung.
Fig. 5 und 6 zeigen
Flußdiagramme, die die Betriebsweise des adaptiven
Schwellwertgenerators der Fig. 3 darstellen.
Fig. 1 zeigt ein elektrisches Blockschaltbild einer Funkkommunikations
vorrichtung (Funkgerät) 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Die Funkkommunikationsvorrichtung 100 weist einen
Empfänger 105 zur Demodulation und zur Aufbereitung von analogen Signal
spannungen von einem empfangenen Hochfrequenzsignal auf, das unter Ver
wendung einer Vier-Pegel-Frequenzmodulation (FM) übertragen wird. Die
analogen Signalspannungen werden dann einem Symboldetektor 110 zur Über
tragung der analogen Signalspannungen in Datensymbolen, vorzugsweise in
Form von Bit-Mustern, zugeführt.
Der Symboldetektor 110 weist einen Analog/Digital-Wandler 115 zur Wand
lung der analogen Signalspannungen, die dort hinzugeführt werden, in
digitale Werte, die eine Länge von acht Bit haben, auf, die von 0 bis 255
reichen, und zwar für einen Acht-Bit-Analog/Digital-Wandler. Die digi
talen Werte werden einem adaptiven Schwellwertgenerator 120 eingegeben,
der, gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, obere, untere
und mittlere Schwellwerte aus den digitalen Werten berechnet. Der Symbol
detektor 110 weist weiterhin einen Dekoder 125 auf, der mit dem adaptiven
Schwellwertgenerator 120 und dem Analog/Digital-Wandler 115 zur Erzeugung
der Datensymbole gemäß den digitalen Werten und den oberen, unteren und
mittleren Schwellwerten, wie besser anhand der Fig. 2 verstanden wird,
verbunden ist.
Fig. 2 zeigt einen Graphen, der ein Beispiel einer Wellenform 202 dar
stellt, die die wiederaufbereiteten digitalen Werte entsprechend analogen
Signalspannungen für ein Vier-Pegel-Hochfrequenzsignal, das durch den
Empfänger 105 empfangen wird, umfaßt. Der Dekoder 125 (Fig. 1) empfängt
die oberen, unteren und mittleren Schwellwerte in der Form von digitalen
Schwellwerten von dem adaptiven Schwellwertgenerator 120. Zusätzlich
empfängt der Dekoder 125 die digitalen Werte entsprechend den analogen
Signalspannungen. Der Dekoder 125 bestimmt danach, welche vier Bereiche,
die durch die oberen, unteren und mittleren Schwellwerte festgelegt
werden, die digitalen Werte einschließen, und danach erzeugt er das pas
sende Datensymbol. Die Datensymbole, z. B. Bit-Muster 204, die für jeden
der vier Bereiche erzeugt werden, können zum Beispiel die nachfolgenden
sein:
Bereich | |
Bit-Muster | |
digitaler Wert < oberer Schwellwert (UT)|0-0 | |
mittlerer Schwellwert (CT) < digitaler Wert < UT | 0-1 |
unterer Schwellwert (LT) < digitaler Wert < CT | 1-1 |
digitaler Wert < LT | 1-0 |
Obwohl es ersichtlich werden wird, daß der Dekoder 125, der in dem
Symboldetektor 110 enthalten ist, die Datensymbole, z. B. die
Bit-Muster 204, in einer herkömmlichen Art und Weise generiert, liefert
der Symboldetektor 110 genauere Ergebnisse als herkömmliche Symbol
detektoren, da die oberen, unteren und mittleren Schwellwerte, die dem
Detektor 125 zugeführt werden, gemäß dem empfangenen Vier-Pegel-Hoch
frequenzsignal variieren, wie in weiterem Detail nachfolgend erläutert
wird. Umgekehrt sind in herkömmlichen Symboldetektoren die oberen,
unteren und mittleren Schwellwerte vorprogrammiert, um den erwarteten
Werten zu entsprechen, die einem empfangenen Vier-Pegel-Signal zugeordnet
sind, und sie können nicht geändert werden. Als Ergebnis hiervon können,
falls die Spannung des empfangenen Signals um einen größeren Wert als
erwartet verschoben ist, die vorgegebenen Schwellwerte die fehlerhafte
Generierung von Datensymbolen verursachen.
Wie wiederum die Fig. 1 zeigt, umfaßt die Funkkommunikationsvorrich
tung 100 weiterhin einen Prozessor, bei dem es sich vorzugsweise um einen
Mikrocomputer 130 handelt, zum Beispiel der MC68HC05, der durch Motorola,
Inc., Schaumburg, Illinois, hergestellt wird. Alternativ kann der
Prozessor durch eine verdrahtete Logik ersetzt werden, die dazu geeignet
ist, entsprechende Operationen durchzuführen. Der Mikrocomputer 130 weist
eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) 135 zur Steuerung der Betriebsweise
des Mikrocomputers 130 und zur Steuerung der Betriebsweise des adaptiven
Schwellwertgenerators 120 über eine Mode-Steuerleitung 137 auf. Die
CPU 135 überträgt Signale über die Mode-Steuerleitung 137, die dem
adaptiven Schwellwertgenerator 120 für dessen Zurücksetzung zugeführt
wird, um die ankommenden, digitalen Werte einzuspuren (auf eine Spur zu
setzen), um dynamisch die Schwellwerte zu erzeugen, oder um die momen
tanen Schwellwerte zu halten.
Die CPU 135 nimmt die Datensymbole, die durch den Symboldetektor 110 ge
liefert werden, auf und verarbeitet diese entsprechend Unterprogrammen,
die in einem Lesespeicher (Read Only Memory - ROM) 140 gespeichert sind.
Da die Datensymbole bis nach einer Empfängeraufwärmzeit, die zur Stabili
sierung der Empfängerbaukomponenten erforderlich ist, ungenau sein
können, nimmt die CPU 135 auf Zeitwerte Bezug, die durch einen Takt
geber 145 gebildet werden, der mit dem Mikrocomputer 130 verbunden ist,
bevor die Datensymbole dekodiert werden, um die Informationen zu ge
winnen, wie beispielsweise selektive Rufnachrichten, die darin enthalten
sind. Die Information wird dann in einem Direktzugriffspeicher (Random
Access Memory - RAM) 150 gespeichert, der typischerweise zur zeitweiligen
Speicherung von Daten verwendet wird, wie beispielsweise variable und
dekodierte Informationen, die während des Betriebs der Funkkommuni
kationsvorrichtung 100 abgeleitet werden. Wenn eine selektive Ruf
nachricht empfangen wird, aktiviert die CPU 135 vorzugsweise entweder
automatisch oder in Abhängigkeit von Signalen, die durch Benutzer
steuerungen bzw. -einheiten 155 übermittelt werden, eine Anzeige 160, die
die Nachricht dem Benutzer anzeigt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist ein Blockschaltbild des adaptiven
Schwellwertgenerators 120 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Er
findung dargestellt. Der adaptive Schwellwertgenerator 120 weist vorzugs
weise eine Steuereinheit 305 zum Empfang der "Reset" (Rücksetz), "Track"
(Spur) und "Hold" (Halte) -Signalen von der CPU 135 und zur Aufnahme von
digitalen Werten von dem Analog/Digital-Wandler 115 auf. Wenn die Steuer
einheit 305 auf den "Track" -Modus eingestellt ist, erhöht sie einen
Spitzenwertzähler 310, der anfänglich auf Null gesetzt wird, um die digi
talen Werte entsprechend den hohen Spannungen der ankommenden Hoch
frequenzsignale in einer für den Fachmann bekannten Art und Weise zu
spuren. Ein Kleinstwertzähler (valley counter) 315 wird durch die Steuer
einheit 305 schrittweise herabgesetzt, um die digitalen Werte ent
sprechend den niedrigen Signalspannungen zu spuren. Der Kleinstwert
zähler 315 wird vorzugsweise anfänglich auf seinen maximalen Wert ge
setzt, der 255 (1-1-1-1-1-1-1-1) für einen Acht-Bit-Zähler beträgt.
Modulo-6-Binär-Zähler 320, 325 sind mit den Spitzenwert- und Kleinstwert
zählern 310, 315 zur Erhöhung, falls die Spitzenwert- und Kleinstwert
zähler 310, 315 schrittweise erhöht und erniedrigt werden, jeweils ver
bunden. Da sie mit jeder sechsten Erhöhung zurückgesetzt werden, werden
die Modulo-Zähler 320, 325 dazu verwendet, Restwerte zu speichern, die
digital durch ein Summlerglied 330 addiert werden. Das Ergebnis der
Addition wird einem Komparator 332 zum Vergleich der Summe der Restwerte
mit einer ersten, vorgegebenen Zahl, z. B. fünf, zugeführt. Wenn die
Summe der Restwerte größer als fünf ist, erzeugt der Komparator 332 ein
hohes Ausgangssignal, d. h. ein digitales Signal.
Der adaptive Schwellwertgenerator 120 weist weiterhin einen ersten und
einen zweiten Schwellwertzähler 335, 340 auf, die jeweils mit einem der
Modulo-Zähler 320, 325 verbunden sind, wie dies dargestellt ist. Jeder
Schwellwertzähler 335, 340 wird jeweils mit jeder Zurücksetzung des
Modulo-Zählers 320, 325, die jeweils damit verbunden sind, erhöht. Das
Summierglied 345 addiert dann digital ganzzahlige Werte (Integerwerte),
die durch die Schwellwertzähler 335, 340 gespeichert sind, und die Werte,
die an dem Ausgang des Komparators 332 gebildet werden, um einen ersten
Summenwert SUM1 zu erhalten, der einem Summierglied 350 zugeführt wird.
Das Summierglied 350 addiert digital den ersten Summenwert SUM1 zu einer
zweiten, vorgegebenen Zahl, die durch Verdrahtung in dem Summierglied 350
vorprogrammiert ist. Die zweite vorgegebene Zahl wird vorzugsweise durch
die Anzahl der Bits des Analog/Digital-Wandlers 115 bestimmt und ist
durch die Gleichung gegeben
Falls zum Beispiel der Analog/Digital-Wandler 115 ein Acht-Bit-Wandler
ist, ist die zweite vorgegebene Zahl zweiundvierzig (42). Das Ergebnis
der Addition durch das Summierglied 350 ist ein zweiter Summenwert, SUM2.
Weiterhin sind in dem adaptiven Schwellwertgenerator 120 Summier
glieder 355, 356 enthalten, wobei das erste 355 davon digital den zweiten
Summenwert SUM2 zu dem Spitzenwert, d. h. dem Wert, der in dem Spitzen
wertzähler 310 gespeichert ist, hinzuaddiert, um den oberen Schwellwert
UT zu generieren, und das zweite 356 davon digital den zweiten Summenwert
SUM2 von dem Kleinstwert, d. h. dem Wert, der in dem Kleinstwert
zähler 315 gespeichert ist, subtrahiert, um den unteren Schwellwert LT zu
generieren. Ein Summierglied 360 wird dazu eingesetzt, den oberen und
unteren Schwellwert aufzusummieren, wobei das Ergebnis davon durch ein
Dividierglied 365 durch zwei geteilt wird, um den mittleren Schwellwert
CT zu generieren.
Es wird ersichtlich, daß der mittlere Schwellwert CT auch durch Aufsum
mierung der Spitzen- und Kleinstwerte generiert werden kann, wie dies in
der alternativen Ausführungsform gezeigt ist, die in Fig. 4 dargestellt
ist. Ein Summierglied 360′ ist, wie dargestellt ist, mit Spitzenwert- und
Kleinstwertzählern 310, 315 verbunden, um an denselben, resultierenden
mittleren Schwellwert zu gelangen, der durch den adaptiven Schwellwert
generator 120, der in Fig. 3 gezeigt ist, generiert wird.
Der adaptive Schwellwertgenerator 120, wie er in Fig. 3 oder Fig. 4 dar
gestellt ist, generiert in vorteilhafter Weise die oberen, unteren und
mittleren Schwellwerte aus den digitalen Werten, die dort hinzugeführt
werden. Falls sich die hohen und niedrigen Signalspannungen, die den
digitalen Werten entsprechen, ändern, was vielleicht Spannungsverschie
bungen in dem empfangenen Signal bedeutet, werden die Spitzen- und
Kleinstwerte und demzufolge die oberen, unteren und mittleren Schwell
werte, modifiziert, um die Spannungsänderungen in dem empfangenen Signal
wiederzugeben. Als Ergebnis hiervon verbleiben die Datensymbole, die
durch den Dekoder 125 erzeugt werden, genau, falls die Spannungsver
setzung des empfangenen Signals variiert.
Die Flußdiagramme, die in den Fig. 5 und 6 dargestellt sind, geben die
Betriebsweise des adaptiven Schwellwertgenerators 120 an. Nach dem Ein
schalten der Funkkommunikationsvorrichtung 100 empfängt die Steuer
einheit 305 (Fig. 3) an dem Verfahrensschritt 505 das Mode-Steuersignal
von der CPU 135 (Fig. 1). Wenn die Steuereinheit 305 dadurch in den
"Reset"-Mode in dem Verfahrensschritt 510 gesetzt wird, werden die
Spitzenwert- und Kleinstwertzähler 310, 315 reinitialisiert, d. h. der
Spitzenwert = Null und der Kleinstwert = Maximalwert. Wenn die Steuer
einheit 305 in dem Verfahrensschritt 510 in den "Hold"-Mode gesetzt ist,
werden fortgesetzt die oberen, unteren und mittleren Schwellwerte er
zeugt, und zwar in dem Verfahrensschritt 520, und zwar aus den Werten,
die laufend durch die Spitzenwert- und Kleinstwertzähler 310, 315, den
Modulo-Zählern 320, 325 und den Schwellwertzählern 335, 340 gespeichert
werden.
Wenn in dem Verfahrensschritt 525 die Steuereinheit 305 in den
"Track"-Mode gesetzt wird, wird der Spitzenwert, der in dem Spitzenwert
zähler 310 gespeichert ist, in dem Verfahrensschritt 530 erhöht, um die
digitalen Werte entsprechend den hohen Signalspannungen zu spuren. Der
Modulo-Zähler 320, der mit dem Spitzenwertzähler 310 verbunden ist, wird
an dem Verfahrensschritt 535 mit jeder Erhöhung des Spitzenwert
zählers 310 erhöht und bei jeder sechsten Erhöhung zurückgesetzt. Deshalb
speichert der Modulo-Zähler 320 effektiv den Restwert des Quotienten, der
sich aus der Teilung des Spitzenwerts durch sechs, d. h. REM P/6 ergibt.
Der Schwellwertzähler 335 wird in einem Verfahrensschritt 540 zu jedem
Mal erhöht, wenn der Modulo-Zähler 320 zurückgesetzt wird, und er
speichert deshalb den ganzzahligen Teil des Quotienten, der sich aus der
Teilung des Spitzenwerts durch sechs, d. h. INT P/6 ergibt.
In ähnlicher Weise erniedrigt die Steuereinheit 305 in einem Verfahrens
schritt 545 den Kleinstwert, der in dem Kleinstwertzähler 315 eingestellt
(eingegeben) ist, um die digitalen Werte entsprechend den niedrigen Sig
nalspannungen zu spuren. In einem Verfahrensschritt 550 wird der
Modulo-Zähler 325, der mit dem Kleinstwertzähler 315 verbunden ist, zu
jedem Mal erhöht, wenn der Kleinstwert erniedrigt wird, und bei jeder
sechsten Erhöhung zurückgesetzt. Der Modulo-Zähler 325 speichert den
Restwert, der sich aus der Division eines herabgesetzten Werts durch
sechs ergibt, wobei der herabgesetzte Wert gleich dem maximalen Kleinst
wert ist, z. B. 255, minus dem herabgesetzten Kleinstwert. Der Wert, der
durch den Modulo-Zähler 325 gespeichert ist, wird durch die Gleichung
REM{(255-V)/6} gegeben. Der Schwellwertzähler 340, der an einem Ver
fahrensschritt 555 mit jeder Zurücksetzung des Modulo-Zählers 325 erhöht
wird, speichert den ganzzahligen Teil des sich ergebenden Quotienten,
wenn der herabgesetzte Wert durch sechs geteilt ist, d. h. INT{(255-V)/6}.
Die Restwerte, die in den Modulo-Zählern 320, 325 gespeichert sind, werden
dann in einem Verfahrensschritt 560 durch ein Summierglied 330 (Fig. 3)
aufsummiert und das Ergebnis wird dem Komparator 332 zugeführt. Wenn in
einem Verfahrensschritt 565 die Summe der Restwerte größer als eine
erste, vorgegebene Zahl, vorzugsweise fünf, ist, wird der Komparator
ausgang auf eins in einem Verfahrensschritt 570 gesetzt. Wenn die Summe
der Restwerte nicht größer als fünf ist, wird der Komparatorausgang in
einem Verfahrensschritt 575 auf Null gesetzt. Danach addiert das Summier
glied 345 in einem Verfahrensschritt 580 den Wert, der durch den Kompara
tor 332 generiert ist, und die Werte, die durch die Schwellwert
zähler 335, 340 gespeichert sind, um einen ersten Summenwert, SUM1, zu
erhalten, und das Summierglied 350 subtrahiert in einem Verfahrensschritt
585 den ersten Summenwert von einer zweiten, vorgegebenen Zahl, um einen
zweiten Summenwert, SUM2, zu erhalten. Wie vorstehend beschrieben ist,
ist die zweite, vorgegebene Zahl von der Zahl der Bits des
Analog/Digital-Wandlers 115 abhängig und ist durch die vorstehend er
wähnte Gleichung gegeben.
Der zweite Summenwert wird dann in einem Verfahrensschritt 590 zu dem
Spitzenwert durch das Summierglied 355 hinzuaddiert, das den oberen
Schwellwert generiert. Zusätzlich wird der zweite Summenwert in einem
Verfahrensschritt 595 von dem Kleinstwert durch das Summierglied 356
subtrahiert, das den unteren Schwellwert generiert. Der mittlere Schwell
wert wird als nächstes in einem Verfahrensschritt 600 in einer der zwei
Art und Weisen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4
beschrieben sind, generiert.
Zusammengefaßt überträgt der Symboldetektor gemäß der bevorzugten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung analoge Signalspannungen in
Datensymbole, indem ein adaptiver Schwellwertgenerator verwendet wird.
Der adaptive Schwellwertgenerator bestimmt Spitzen- und Kleinstwerte, die
jeweils hohen und niedrigen Signalspannungen zugeordnet sind, und berech
net daraus obere, untere und mittlere Schwellwerte für die Übertragung zu
einem Dekoder, der Datensymbole generiert, die in einem Mikrocomputer
vorgegeben sind. Auf diese Art und Weise ist der Dekoder in der Lage,
genaue Datensymbole zu generieren, gerade dann, wenn eine Spannungsver
schiebung des empfangenen Hochfrequenzsignals variiert. In herkömmlichen
Funkkommunikationsvorrichtungen sind auf der anderen Seite Schwellwerte,
die zur Generlerung von Datensymbolen verwendet werden, vorprogrammiert,
und es ist nicht möglich, sie zu ändern. Als Ergebnis hiervon können,
wenn die Spannungsverschiebung des Trägers groß genug ist, die Daten
symbole falsch generiert werden.
Es kann nun ersichtlich werden, daß ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur dynamischen Variation der Schwellwerte gemäß Datensymbolen, die in
Abhängigkeit von Variationen in der Spannungsversetzung des empfangenen
Hochfrequenzsignals generiert werden, geschaffen wurden.
Claims (10)
1. Symboldetektor (110) zur Erzeugung von Datensymbolen aus einem em
pfangenen Signal, das Mehrfachsignalspannungen besitzt, wobei der
Symboldetektor (110) umfaßt:
einen Analog/Digital-Wandler (115) zur Wandlung der Vielfachsignal spannungen in digitale Werte;
Spitzen- und Kleinstwertzähler (310, 315), die mit dem Analog/Digi tal-Wandler (115) zur Spurung der digitalen Werte verbunden sind, um Spitzen- und Kleinstwerte zu bestimmen, die jeweils den hohen und niedrigen Spannungen des empfangenen Signals zugeordnet sind;
eine Berechnungseinrichtung (120), die mit den Spitzen- und Kleinst wertzählern (310, 315) zur Berechnung von oberen, unteren und mitt leren Schwellwerten gemäß den Spitzen- und Kleinstwerten verbunden ist; und
einen Dekoder (125), der mit dem Analog/Digital-Wandler (115) und der Berechnungseinrichtung (120) zur Erzeugung von Datensymbolen gemäß den digitalen Werten der oberen, unteren und mittleren Schwellwerts verbunden ist.
einen Analog/Digital-Wandler (115) zur Wandlung der Vielfachsignal spannungen in digitale Werte;
Spitzen- und Kleinstwertzähler (310, 315), die mit dem Analog/Digi tal-Wandler (115) zur Spurung der digitalen Werte verbunden sind, um Spitzen- und Kleinstwerte zu bestimmen, die jeweils den hohen und niedrigen Spannungen des empfangenen Signals zugeordnet sind;
eine Berechnungseinrichtung (120), die mit den Spitzen- und Kleinst wertzählern (310, 315) zur Berechnung von oberen, unteren und mitt leren Schwellwerten gemäß den Spitzen- und Kleinstwerten verbunden ist; und
einen Dekoder (125), der mit dem Analog/Digital-Wandler (115) und der Berechnungseinrichtung (120) zur Erzeugung von Datensymbolen gemäß den digitalen Werten der oberen, unteren und mittleren Schwellwerts verbunden ist.
2. Symboldetektor (110) nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinrich
tung (120) umfaßt:
Dividiereinrichtungen (320, 325) zur Division des Spitzenwerts und eines herabgesetzten Werts durch eine erste, vorgegebene Zahl, was jeweils zu ersten und zweiten ganzen Zahlen und ersten und zweiten Restwerten führt, wobei der herabgesetzte Wert zu der Anzahl gleich ist, mit der der Kleinstwertzähler (315) herabgesetzt worden ist, um den Kleinstwert zu erhalten;
ein erstes Summierglied (345), das mit den Dividiereinrich tungen (320, 325) für eine Addition, wenn die Summe des ersten und des zweiten Restwerts größer als eine zweite vorgegebene Zahl ist, wobei die ersten und der zweiten ganzen Zahlen und eine dritte vor gegebene Zahl zu einem ersten Summenwert führen, und zur Addition, wenn die Summe des ersten und des zweiten Restwerts nicht größer als die zweite vorgegebene Zahl ist, wobei die ersten und die zweiten ganzen Zahlen zu dem ersten Summenwert führen, verbunden ist;
ein zweites Summierglied (350), das mit dem ersten Summier glied (345) zur Subtraktion des ersten Summenwerts von einer vier ten, vorgegebenen Zahl, um einen zweiten Summenwert zu erhalten, verbunden ist;
ein drittes Summierglied (355), das mit dem zweiten Summierglied (350) und dem Dekoder (125) zur Addition des zweiten Summenwerts zu dem Spitzenwert verbunden ist, um den oberen Schwellwert zu erzeu gen; und
ein viertes Summierglied (356), das mit dem dritten Summier glied (355) und dem Dekoder (125) zur Subtraktion des zweiten Sum menwerts von dem Kleinstwert verbunden ist, um den unteren Schwell wert zu erzeugen.
Dividiereinrichtungen (320, 325) zur Division des Spitzenwerts und eines herabgesetzten Werts durch eine erste, vorgegebene Zahl, was jeweils zu ersten und zweiten ganzen Zahlen und ersten und zweiten Restwerten führt, wobei der herabgesetzte Wert zu der Anzahl gleich ist, mit der der Kleinstwertzähler (315) herabgesetzt worden ist, um den Kleinstwert zu erhalten;
ein erstes Summierglied (345), das mit den Dividiereinrich tungen (320, 325) für eine Addition, wenn die Summe des ersten und des zweiten Restwerts größer als eine zweite vorgegebene Zahl ist, wobei die ersten und der zweiten ganzen Zahlen und eine dritte vor gegebene Zahl zu einem ersten Summenwert führen, und zur Addition, wenn die Summe des ersten und des zweiten Restwerts nicht größer als die zweite vorgegebene Zahl ist, wobei die ersten und die zweiten ganzen Zahlen zu dem ersten Summenwert führen, verbunden ist;
ein zweites Summierglied (350), das mit dem ersten Summier glied (345) zur Subtraktion des ersten Summenwerts von einer vier ten, vorgegebenen Zahl, um einen zweiten Summenwert zu erhalten, verbunden ist;
ein drittes Summierglied (355), das mit dem zweiten Summierglied (350) und dem Dekoder (125) zur Addition des zweiten Summenwerts zu dem Spitzenwert verbunden ist, um den oberen Schwellwert zu erzeu gen; und
ein viertes Summierglied (356), das mit dem dritten Summier glied (355) und dem Dekoder (125) zur Subtraktion des zweiten Sum menwerts von dem Kleinstwert verbunden ist, um den unteren Schwell wert zu erzeugen.
3. Symboldetektor (110) nach Anspruch 2, wobei die Berechnungseinrich
tung (120) weiterhin umfaßt:
ein fünftes Summierglied (360), das mit dem dritten und vierten Summierglied (355, 356) zur Addition des oberen und unteren Schwell werts verbunden ist, um einen dritten Summenwert zu erhalten; und
ein Dividierglied (365), das mit dem fünften Summierglied (360) und dem Dekoder (125) zur Division des dritten Summenwerts durch zwei verbunden ist, um den mittleren Schwellwert zu erzeugen.
ein fünftes Summierglied (360), das mit dem dritten und vierten Summierglied (355, 356) zur Addition des oberen und unteren Schwell werts verbunden ist, um einen dritten Summenwert zu erhalten; und
ein Dividierglied (365), das mit dem fünften Summierglied (360) und dem Dekoder (125) zur Division des dritten Summenwerts durch zwei verbunden ist, um den mittleren Schwellwert zu erzeugen.
4. Symboldetektor (110) nach Anspruch 2, wobei die Berechnungseinrich
tung (120) weiterhin umfaßt:
ein fünftes Summierglied (360′), das mit den Spitzen- und Kleinst wertzählern (310, 315) zur Addition der Spitzen- und Kleinstwerte verbunden ist, um einen dritten Summierwert zu erhalten; und
ein Dividierglied (365), das mit dem fünften Summierglied (360′) und dem Dekoder (125) zur Division des dritten Summenwerts durch zwei verbunden ist, um den mittleren Schwellwert zu erzeugen.
ein fünftes Summierglied (360′), das mit den Spitzen- und Kleinst wertzählern (310, 315) zur Addition der Spitzen- und Kleinstwerte verbunden ist, um einen dritten Summierwert zu erhalten; und
ein Dividierglied (365), das mit dem fünften Summierglied (360′) und dem Dekoder (125) zur Division des dritten Summenwerts durch zwei verbunden ist, um den mittleren Schwellwert zu erzeugen.
5. Symboldetektor (110) nach Anspruch 2, wobei die Dividiereinrichtung
umfaßt:
erste und zweite Modulo-Zähler (320, 325), die mit den Spitzen- und Kleinstwertzählern (310, 315) jeweils zur Division des Spitzenwerts und des herabgesetzten Werts durch die erste, vorgegebene Zahl und zur Speicherung der ersten und zweiten Restwerte verbunden ist;
erste und zweite Schwellwertzähler (335, 340), die mit den ersten und zweiten Modulo-Zählern (320, 325) jeweils und dem ersten Sum mierglied (345) zur Speicherung der ersten und zweiten ganzen Zahlen und zur Zuführung der ersten und zweiten ganzen Zahlen zu dem ersten Summierglied (345) verbunden sind;
ein fünftes Summierglied (330), das mit den ersten und zweiten Modu lo-Zählern (320, 325) zur Aufsummierung der ersten und zweiten Rest werte verbunden ist; und
einen Komparator (332), der mit dem fünften Summierglied (330) und dem ersten Summierglied (345) zum Vergleich der Summe der ersten und zweiten Restwerte mit der zweiten vorgegebenen Zahl und zur Zufüh rung der dritten vorgegebenen Zahl zu dem ersten Summierglied (345) hin verbunden ist, wenn die Summe der ersten und zweiten Restwerte größer als die zweite, vorgegebene Zahl ist.
erste und zweite Modulo-Zähler (320, 325), die mit den Spitzen- und Kleinstwertzählern (310, 315) jeweils zur Division des Spitzenwerts und des herabgesetzten Werts durch die erste, vorgegebene Zahl und zur Speicherung der ersten und zweiten Restwerte verbunden ist;
erste und zweite Schwellwertzähler (335, 340), die mit den ersten und zweiten Modulo-Zählern (320, 325) jeweils und dem ersten Sum mierglied (345) zur Speicherung der ersten und zweiten ganzen Zahlen und zur Zuführung der ersten und zweiten ganzen Zahlen zu dem ersten Summierglied (345) verbunden sind;
ein fünftes Summierglied (330), das mit den ersten und zweiten Modu lo-Zählern (320, 325) zur Aufsummierung der ersten und zweiten Rest werte verbunden ist; und
einen Komparator (332), der mit dem fünften Summierglied (330) und dem ersten Summierglied (345) zum Vergleich der Summe der ersten und zweiten Restwerte mit der zweiten vorgegebenen Zahl und zur Zufüh rung der dritten vorgegebenen Zahl zu dem ersten Summierglied (345) hin verbunden ist, wenn die Summe der ersten und zweiten Restwerte größer als die zweite, vorgegebene Zahl ist.
6. Funkkommunikationsvorrichtung (100) zur Verarbeitung eines em
pfangenen Signals, um Informationen, die darin enthalten sind, auf
zubereiten, wobei die Funkkommunikationsvorrichtung (100) umfaßt:
einen Empfänger (105) zur Demodulation des empfangenen Signals, um analoge Signalspannungen zu erzeugen;
einen Symboldetektor (110), der mit dem Empfänger (105) zur Erzeu gung von Datensymbolen aus den analogen Signalspannungen, die dazu zugeführt werden, verbunden ist; wobei der Symboldetektor umfaßt:
einen Analog/Digital-Wandler (115) zur Wandlung der analogen Sig nalspannungen in digitale Werte;
Spitzen- und Kleinstwertzähler (310, 315), die mit dem Analog/Digi tal-Wandler (115) zur Spurung der digitalen Werte verbunden ist, um Spitzen- und Kleinstwerte, die jeweils den hohen und niedrigen Span nungen des empfangenen Signals zugeordnet sind, zu bestimmen;
eine Berechnungseinrichtung (120), die mit den Spitzen- und Kleinst wertzählern (310, 315) zur Berechnung von oberen, unteren und mitt leren Schwellwerten gemäß den Spitzen- und Kleinstwerten verbunden ist; und
einen Dekoder (125), der mit der Berechnungseinrichtung (120) und dem Analog/Digital-Wandler (115) zur Erzeugung von Datensymbolen aus den oberen, unteren und mittleren Schwellwerten und den digitalen Werten verbunden ist; und
einen Prozessor (130), der mit dem Symboldetektor (110) zur Aufnahme von Datensymbolen und zur Zurückgewinnung daraus derjenigen Informa tion, die in dem empfangenen Signal enthalten ist, verbunden ist.
einen Empfänger (105) zur Demodulation des empfangenen Signals, um analoge Signalspannungen zu erzeugen;
einen Symboldetektor (110), der mit dem Empfänger (105) zur Erzeu gung von Datensymbolen aus den analogen Signalspannungen, die dazu zugeführt werden, verbunden ist; wobei der Symboldetektor umfaßt:
einen Analog/Digital-Wandler (115) zur Wandlung der analogen Sig nalspannungen in digitale Werte;
Spitzen- und Kleinstwertzähler (310, 315), die mit dem Analog/Digi tal-Wandler (115) zur Spurung der digitalen Werte verbunden ist, um Spitzen- und Kleinstwerte, die jeweils den hohen und niedrigen Span nungen des empfangenen Signals zugeordnet sind, zu bestimmen;
eine Berechnungseinrichtung (120), die mit den Spitzen- und Kleinst wertzählern (310, 315) zur Berechnung von oberen, unteren und mitt leren Schwellwerten gemäß den Spitzen- und Kleinstwerten verbunden ist; und
einen Dekoder (125), der mit der Berechnungseinrichtung (120) und dem Analog/Digital-Wandler (115) zur Erzeugung von Datensymbolen aus den oberen, unteren und mittleren Schwellwerten und den digitalen Werten verbunden ist; und
einen Prozessor (130), der mit dem Symboldetektor (110) zur Aufnahme von Datensymbolen und zur Zurückgewinnung daraus derjenigen Informa tion, die in dem empfangenen Signal enthalten ist, verbunden ist.
7. Funkkommunikationsvorrichtung (100) nach Anspruch 6, wobei die Be
rechnungseinrichtung (120) umfaßt:
Divisionseinrichtungen (320, 325) zur Division des Spitzenwerts und eines herabgesetzten Werts durch eine erste, vorgegebene Zahl, um jeweils erste und zweite ganze Zahlen und erste und zweite Restwerte zu erhalten, wobei der herabgesetzte Wert gleich derjenigen Anzahl ist, in der der Kleinstwertzähler (315) herabgesetzt worden ist, um den Kleinstwert zu erhalten;
ein erstes Summierglied (345), das mit den Dividiereinrich tungen (320, 325) zur Addition, wenn die Summe der ersten und zwei ten Restwerte größer als eine zweite, vorgegebene Zahl ist, wobei die ersten und zweiten ganzen Zahlen und eine dritte, vorgegebene Zahl zu einem ersten Summenwert führen, und zur Addition, wenn die Summe des ersten und zweiten Restwerts nicht größer als die zweite, vorgegebene Zahl ist, wobei die ersten und zweiten ganzen Zahlen zu dem ersten Summenwert führen, verbunden ist;
ein zweites Summierglied (350), das mit dem ersten Summier glied (345) zur Subtrahierung des ersten Summenwerts von einer vier ten, vorgegebenen Zahl, um einen zweiten Summenwert zu erhalten, verbunden ist;
ein drittes Summierglied (355), das mit dem zweiten Summier glied (350) und dem Dekoder (125) zur Addition des zweiten Summen werts zu dem Spitzenwert verbunden ist, um den oberen Schwellwert zu erzeugen; und
ein viertes Summierglied (356), das mit dem dritten Summier glied (350) und dem Dekoder (125) zur Subtrahierung des zweiten Summenwerts von dem Kleinstwert verbunden ist, um den unteren Schwellwert zu erzeugen.
Divisionseinrichtungen (320, 325) zur Division des Spitzenwerts und eines herabgesetzten Werts durch eine erste, vorgegebene Zahl, um jeweils erste und zweite ganze Zahlen und erste und zweite Restwerte zu erhalten, wobei der herabgesetzte Wert gleich derjenigen Anzahl ist, in der der Kleinstwertzähler (315) herabgesetzt worden ist, um den Kleinstwert zu erhalten;
ein erstes Summierglied (345), das mit den Dividiereinrich tungen (320, 325) zur Addition, wenn die Summe der ersten und zwei ten Restwerte größer als eine zweite, vorgegebene Zahl ist, wobei die ersten und zweiten ganzen Zahlen und eine dritte, vorgegebene Zahl zu einem ersten Summenwert führen, und zur Addition, wenn die Summe des ersten und zweiten Restwerts nicht größer als die zweite, vorgegebene Zahl ist, wobei die ersten und zweiten ganzen Zahlen zu dem ersten Summenwert führen, verbunden ist;
ein zweites Summierglied (350), das mit dem ersten Summier glied (345) zur Subtrahierung des ersten Summenwerts von einer vier ten, vorgegebenen Zahl, um einen zweiten Summenwert zu erhalten, verbunden ist;
ein drittes Summierglied (355), das mit dem zweiten Summier glied (350) und dem Dekoder (125) zur Addition des zweiten Summen werts zu dem Spitzenwert verbunden ist, um den oberen Schwellwert zu erzeugen; und
ein viertes Summierglied (356), das mit dem dritten Summier glied (350) und dem Dekoder (125) zur Subtrahierung des zweiten Summenwerts von dem Kleinstwert verbunden ist, um den unteren Schwellwert zu erzeugen.
8. Funkkommunikationsvorrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei die Be
rechnungseinrichtung (120) weiterhin umfaßt:
ein fünftes Summierglied (360), das mit dem dritten und vierten Summierglied (355, 356) zur Addition der oberen und unteren Schwell werte verbunden ist, um einen dritten Summenwert zu erhalten; und
ein Dividierglied (365), das mit dem fünften Summierglied (360) und dem Dekoder (125) zur Division des dritten Summenwerts durch zwei verbunden ist, um den mittleren Schwellwert zu erzeugen.
ein fünftes Summierglied (360), das mit dem dritten und vierten Summierglied (355, 356) zur Addition der oberen und unteren Schwell werte verbunden ist, um einen dritten Summenwert zu erhalten; und
ein Dividierglied (365), das mit dem fünften Summierglied (360) und dem Dekoder (125) zur Division des dritten Summenwerts durch zwei verbunden ist, um den mittleren Schwellwert zu erzeugen.
9. Funkkommunikationsvorrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei die Be
rechnungseinrichtung (120) weiterhin umfaßt:
ein fünftes Summierglied (360′), das mit den Spitzen- und Kleinst wertzählern (310, 315) zur Addition der Spitzen- und Kleinstwerte verbunden ist, um einen dritten Summenwert zu erhalten; und
ein Dividierglied (365), das mit dem fünften Summierglied (360′) und dem Dekoder (125) zur Division des dritten Summenwerts durch zwei verbunden ist, um den mittleren Schwellwert zu erzeugen.
ein fünftes Summierglied (360′), das mit den Spitzen- und Kleinst wertzählern (310, 315) zur Addition der Spitzen- und Kleinstwerte verbunden ist, um einen dritten Summenwert zu erhalten; und
ein Dividierglied (365), das mit dem fünften Summierglied (360′) und dem Dekoder (125) zur Division des dritten Summenwerts durch zwei verbunden ist, um den mittleren Schwellwert zu erzeugen.
10. Funkkommunikationsvorrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei die Divi
diereinrichtung umfaßt:
erste und zweite Modulo-Zähler (320, 325), die mit den Spitzen- und Kleinstwertzählern (310, 315) jeweils zur Division des Spitzenwerts und des herabgesetzten Werts durch die erste vorgegebene Zahl und zur Speicherung der ersten und zweiten Restwerte verbunden ist;
erste und zweite Schwellwertzähler (335, 340), die mit den ersten und zweiten Modulo-Zählern (320, 325) jeweils und dem ersten Sum mierglied (345) zur Speicherung der ersten und zweiten ganzen Zahlen und zur Zuführung der ersten und zweiten ganzen Zahlen zu dem ersten Summierglied (345) verbunden ist;
ein fünftes Summierglied (330), das mit den ersten und zweiten Modu lo-Zählern (320, 325) zur Aufsummierung der ersten und zweiten Rest werte verbunden ist; und
einen Komparator (332), der mit dem fünften Summierglied (330) und dem ersten Summierglied (345) zum Vergleichen der Summe der ersten und zweiten Restwerte mit der zweiten, vorgegebenen Zahl und zur Zuführung der dritten vorgegebenen Zahl zu dem ersten Summier glied 345, wenn die Summe der ersten und zweiten Restwerte größer als die zweite, vorgegebene Zahl ist, verbunden ist.
erste und zweite Modulo-Zähler (320, 325), die mit den Spitzen- und Kleinstwertzählern (310, 315) jeweils zur Division des Spitzenwerts und des herabgesetzten Werts durch die erste vorgegebene Zahl und zur Speicherung der ersten und zweiten Restwerte verbunden ist;
erste und zweite Schwellwertzähler (335, 340), die mit den ersten und zweiten Modulo-Zählern (320, 325) jeweils und dem ersten Sum mierglied (345) zur Speicherung der ersten und zweiten ganzen Zahlen und zur Zuführung der ersten und zweiten ganzen Zahlen zu dem ersten Summierglied (345) verbunden ist;
ein fünftes Summierglied (330), das mit den ersten und zweiten Modu lo-Zählern (320, 325) zur Aufsummierung der ersten und zweiten Rest werte verbunden ist; und
einen Komparator (332), der mit dem fünften Summierglied (330) und dem ersten Summierglied (345) zum Vergleichen der Summe der ersten und zweiten Restwerte mit der zweiten, vorgegebenen Zahl und zur Zuführung der dritten vorgegebenen Zahl zu dem ersten Summier glied 345, wenn die Summe der ersten und zweiten Restwerte größer als die zweite, vorgegebene Zahl ist, verbunden ist.
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