DE60024984T2

DE60024984T2 - Digitaler Rundfunkempfänger für Basisstation

Info

Publication number: DE60024984T2
Application number: DE60024984T
Authority: DE
Inventors: Kenichi Yokohama-shi SHIRAISHI; Akihiro Zama-shi HORII; Shoji Kawasaki-shi MATSUDA
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 2000-04-24
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2020-04-25
Also published as: CN1284340C; EP1511255B1; CA2371074A1; EP1511255A3; WO2000065794A1; CN1348653A; DE1175055T1; EP1175055A1; JP2000307670A; JP3634187B2; DE60024984D1; EP1511255A2; US6993096B1; DE04025193T1; EP1175055B1; CA2371074C; EP1175055A4

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen digitalen Satellitenrundfunkempfänger zum Empfang eines digitalen BS-Signals, wobei ein Signal, welches von einem hierarchischen Übertragungssystem moduliert wird, welches typischerweise von einem digitalen Satellitenrundfunkempfänger zum Empfang von digitalem Satellitenrundfunk für TV repräsentiert wird, zeitgemultiplext wird.
STAND DER TECHNIK
Digitaler Satellitenrundfunk verwendet sowohl ein hierarchisches Modulationssystem also auch ein System, das als Burst-Symboleinschub bezeichnet wird und Empfang bei geringem Träger-Rauschabstand erlaubt. Dabei wird ein Hauptsignal vom Frame und mittels Zeitmultiplexing gesendet, wobei 8PSK-Modulation, QPSK-Modulation und BPSK-Modulation entweder allein oder zu mehreren eingesetzt werden. Ein Burst-Symbol (BS) und ein TMCC-Signal werden einer BPSK-Modulation unterzogen.
Allgemein bekannt ist, dass sich ein Frame in dem hierarchischen Übertragungssystem aus 39936 Symbolen zusammensetzt, weil Burst-Symbole (BS) zwischen den TMCC-Signalen, 8PSK-Hauptsignalen, ..., QPSK-Hauptsignalen und den Hauptsignalen eingefügt werden (s. 11A).
Wie 12 veranschaulicht, besitzt ein digitaler Satellitenrundfunkempfänger die Funktionen, empfangene Signale zu Zwischenfrequenzsignalen zu wandeln und eine Komplexoperation an I- und Q-Signalen, welche durch orthogonales Erfassen der Zwischenfrequenzsignale mittels eines quasi-synchronen Erfassungssystems erhalten werden, auf einer Komplexoperationsschaltung 11 durchzuführen, um diese zu demodulieren und sie daraufhin durch ein aus einem FIR-Filter bestehendes Roll-Off-Filter 12 zu leiten, damit sie anschließend auf einer Thinning-Schaltung 13 zu Symbolströmen gewandelt werden.
Bei den aus der Thinning-Schaltung 13 ausgegebenen Demodulationsdaten DI und DQ erfolgen der Reihe nach, wie auch später erwähnt, Rahmensynchronisationsmustererfassung, Trägerrückgewinnung, Absolut-Einphasung und TMCC-Decodierung; des Weiteren wird auf Grundlage von aus A0- und A1-Signalen bestehenden Modulationssystemidentifikationssignalen jeweils eine Trägerrückgewinnungsphasenfehlertabelle ausgewählt in Entsprechung zu einem Modulationssystem zwecks jeweiliger Identifizierung von Sektionen einer 8PSK-Modulationswelle, einer QPSK-Modulationswelle und einer BPSK-Modulationswelle, und die Demodulationsdaten DI und DQ werden empfangen und einer Phasenfehlerfassungsschaltung 15 zugeführt, welche einen Phasenkomparator zur Erfassung eines Phasenfehlers bildet; aus eben dieser Schaltung wird eine zur Trägerrückgewinnung erforderliche Phasenfehlerspannung bezogen und einem Schleifenfilter 17 zugeführt, um eine Abstimmspannung zu erhalten.
Die aus einem Schleifenfilter 17 ausgegebene Abstimmspannung wird einem numerisch gesteuerten Frequenzoszillator 18 zugeführt, aus welchem sinωt-Daten und cosωt-Daten beruhend auf der Abstimmspannung zwecks Durchführung der Trägerrückgewinnung ausgegeben werden. Genauer ausgedrückt, wird die folgende Komplexoperation mittels sinωt und cosωt durchgeführt, also mittels der Ausgabe des numerisch gesteuerten Frequenzoszillators 18 und der Orthogonalerfassungsausgabe I und Q, damit daraus die Demodulationsdaten DI und DQ errechnet werden.
Die Demodulationsdaten DI und DQ werden zu einer Absolut-Einphasungsschaltung 14 weitergeleitet, damit sie absolut-eingephast werden, um die Phasen auf ein sendendes Ende abzustimmen. Die absolut-eingephasten Demodulationsdaten der ADI- und ADQ-Signale werden einer W1 Erfassungsschaltung 2 zugeführt, damit ein Rahmensynchronisationsmuster (W1) aus den Demodulationsdaten ADI und ADQ erfasst wird. Die Demodulationsdaten, für welche auf Grundlage des auf der W1 Erfassungsschaltung 2 erfassten Rahmensynchronisationsmusters ein Rahmentakt hergestellt ist, werden zwecks Decodierung einem Decodierbereich 3 zugeführt.
Wird der Rahmentakt durch Erfassen des Rahmensynchronisationsmusters hergestellt, werden jeweils Zeitreihenpositionen des Rahmensynchronisationsmusters, der TMCC-Signale, eines Supenahmenidentifikationsmusters und von Burst-Symbolen gefunden und in einem Decodierbereich 3 decodiert. Die aus dem Decodierbereich 3 ausgegebenen TMCC-Signale werden einem TMCC-Decodierbereich zwecks Decodierung zugeführt. Ein Schaltbefehlssignal, welches auf dem Rahmensynchronisationsmuster, das auf der W1 Erfassungsschaltung 2 erfasst wird, beruht, ein aus dem Decodierbereich 3 ausgegebener Empfangs-Träger-Rauschabstand (überschreitet der Träger-Rauschabstand einen vorgegebenen Wert, wird er zu „H") und die decodierten TMCC-Signale werden einer Taktgeneratorschaltung 5 zugeführt, aus welcher die aus A0 und A1 bestehenden Modulationssystemidentifikationssignale und ein Burst-Freigabesignal (BRTEN) gesendet werden, welches anzeigt, dass ein Trägerrückgewinnungsbereich ein Burst-Symbolbereich sein wird.
Das A1-, das A0-, das Schaltbefehls- und das BRTEN-Signal sind so beschaffen, wie 11B, C, D und E dies darstellen. Ferner bezeichnet Bezugsziffer 16 in 12 eine Datenverarbeitungsschaltung, welche eine Aktion zur automatischen Frequenzregelung ausführt. Eine Phasenfehlererfassungsschaltung 15, das Schleifenfilter 17, der numerisch gesteuerte Frequenzoszillator 18 und die Datenverarbeitungsschaltung 16 werden kombiniert, um als Ganzes eine Trägerrückgewinnungsschaltung 19 zu bilden.
Bei dem obigen herkömmlichen digitalen Satellitenrundfunkempfänger wird eine Demodulatorschaltung 1 so eingesetzt, dass bei einer Empfangsoperation mit hohem Träger-Rauschabstand die Trägerrückgewinnung durchgeführt wird, indem eine Phasenfehlererfassung basierend auf allen Modulationssystemen (kontinuierlicher Empfang) erfolgt. Des Weiteren findet bei einer Empfangsoperation mit geringem Trägerrauschabstand die Trägerrückgewinnung durch Burst-Empfang eines BPSK-modulierten Signals statt.
Detailliert beschrieben, lässt sich Burst-Empfang dadurch implementieren, dass eine Operation wie das Halten der Ausgabe des Schleifenfilters 17 auf der Trägerrückgewinnungsschaltung 19 ausgeführt wird. Bezüglich des BPSK-modulierten Signals erfolgt bei der Empfangsoperation ein Burst-Empfang, wenn der Träger-Rauschabstand gering ist, so dass die Trägerrückgewinnung unter Verwendung des Phasenfehlers der Sektion geleistet wird.
Jedoch ist das Problem aufgetreten, dass in dem Fall, wo sich die Leistung eines Abwärtswandlers einer mit Antenne ausgestatteten Außeneinheit (ODU/outdoor unit) oder dergleichen als nicht ausreichend erweist, ein Empfang mit geringfügiger festgelegter Verschlechterung bei Durchführung des Burst-Empfangs im Vergleich zum kontinuierlichen Empfang schwer zu erreichen ist, und zwar bedingt durch das Phasenrauschen.
Empfängt der digitale Satellitenrundfunkempfänger beispielsweise die 8PSK-, QPSK- und BPSK-Modulationswellen bei großem Träger-Rauschabstand, führt er zwecks Implementierung der Trägerrückgewinnung kontinuierlichen Empfang durch. Verändert sich hierbei die Empfangssituation, und der Träger-Rauschabstand nimmt ab, erweist es sich für den digitalen Satellitenrundfunkempfänger schwierig, die 8PSK-Modulationswelle zu empfangen und die Trägerrückgewinnung zu implementieren, so dass er Burst-Empfang ausführt, um die Trägerrückgewinnung zu leisten, wobei die auf dem Schaltbefehlssignal basierende 8PSK-Modulationssektion ausgenommen ist (s. 11D). Eine Festlegung der Schaltung erfolgt durch Überwachung einer Fehlerrate nach einer Trellis-Decodierung usw., und das Schalten wird auf dem digitalen Satellitenrundfunkempfänger so eingestellt, dass er bei einem beliebigen Wert geschalten wird.
Für den Fall, dass die Trägerrückgewinnung über das Schalten zwischen einem großen Träger-Rauschabstand und einem mittleren Träger-Rauschabstand erwogen wird, unterscheidet sich der marginale Träger-Rauschabstand bei Durchführung des kontinuierlichen Empfangs von dem marginalen Träger-Rauschabstand bei Durchführung des Burst-Empfangs (s. 3). Dieser Punkt wird nachstehend anhand 13 beschrieben.
Bei 13 handelt es sich um ein Diagramm, dessen horizontale Achse das Phasenrauschen und dessen vertikale Achse den marginalen Träger-Rauschabstand repräsentiert, wobei (a) den marginalen Träger-Rauschabstand darstellt, welcher aus einer Bitfehlerrate bei 8PSK-Modulationsempfang erhalten wird, wenn die Trägerrückgewinnung durch kontinuierlichem Empfang erfolgt, (b) den marginalen Träger-Rauschabstand darstellt, welcher aus einer Bitfehlerrate bei 8PSK-Modulationsempfang erhalten wird, wenn die Trägerrückgewinnung durch Burst-Empfang erfolgt, welcher durch die Demodulationsdaten des BPSK-Modulationsbereichs ausgeführt wird, (d) den marginalen Träger-Rauschabstand darstellt, welcher aus einer Bitfehlerrate bei QPSK-Modulationsempfang erhalten wird, wenn die Trägerrückgewinnung durch kontinuierlichen Empfang (unter Vernachlässigung der 8PSK-Sektion) erfolgt, (e) den marginalen Träger-Rauschabstand darstellt, welcher aus einer Bitfehlerrate bei QPSK-Modulationsempfang erhalten wird, wenn die Trägerrückgewinnung durch Burst-Empfang erfolgt, welcher durch die Demodulationsdaten der BPSK-Modulationssektion ausgeführt wird. Hierbei bildet der marginale Träger-Rauschabstand einen Grenzwert, wobei jeder beliebige Träger-Rauschabstand, der unter demselben liegt, nicht durch Fehlerkorrektur mit Anschlusswert korrigiert werden kann.
Wenn beispielsweise das Phasenrauschen θ rms 10 (deg) beträgt, wird ein Schaltpunkt von dem kontinuierlichen Empfang (der BPSK-, QPSK- und 8PSK-Modulationssektion) zu dem Burst-Empfang bei 9.5 dB (s. 13(a)) auf einem Verlagerungspunkt von einem Empfang bei hohem Träger-Rauschabstand zu einem Empfang bei Träger-Rauschabstand im oberen Zwischenbereich berechnet, und ein Schaltpunkt von dem Burst-Empfang zu dem kontinuierlichen Empfang wird bei 13 dB (s. 13(b)) auf einem Verlagerungspunkt von dem Empfang bei Träger-Rauschabstand im oberen Zwischenbereich zu dem Empfang mit hohem Träger-Rauschabstand errechnet. Somit kommt es zur Hysterese bezüglich jener Schaltpunkte, welche dem kontinuierlichen Empfang und dem Burst-Empfang gemeinsam sind (dargestellt z.B. anhand eines Pfeils (c) in 13); zudem ergibt sich das Problem, dass ein Umstand dieses Auftretens der Hysterese von dem Phasenrauschen der Außeneinheit abhängt. Wenn die Phasenrauschmerkmale der Außeneinheit im voraus bekannt wären, könnten technische Gegenmaßnahmen getroffen werden; tatsächlich ist es jedoch unmöglich, diese Merkmale vorherzusagen, da die Benutzer Außeneinheiten verschiedener Typen erwerben. Zur Lösung dieses Problems wäre auch denkbar, den Grad des Phasenrauschens der Außeneinheit zu erfassen, was allerdings keineswegs eine leichte Aufgabe darstellt.
Beträgt das Phasenrauschen θ rms beispielsweise wiederum 10 (deg), wird ferner ein Schaltpunkt von dem kontinuierlichen Empfang (der QPSK- und der 8PSK-Modulationssektion) zu dem Burst-Empfang bei 3.5 dB (s. 13(d)) auf einem Verlagerungspunkt vom Empfang bei geringem Träger-Rauschabstand zu Empfang bei Träger-Rauschabstand im unteren Zwischenbereich berechnet, und ein Schaltpunkt vom Burst-Empfang zum kontinuierlichen Empfang wird bei 4 dB (s. 13(e)) auf einem Verlagerungspunkt von dem Empfang bei Träger-Rauschabstand im unteren Zwischenbereich zu Empfang bei geringem Träger-Rauschabstand berechnet. So kommt es zur Hysterese zwischen jenen Schaltpunkten, welche dem kontinuierlichen Empfang und dem Burst-Empfang (dargestellt z.B. anhand eines Pfeils (f) in 13) gemeinsam sind; des Weiteren stellt sich das bereits bekannte Problem, dass der Umstand dieses Auftretens einer Hysterese von dem Phasenrauschen der Außeneinheit abhängt.
Sundberg, C.–E. W., u.a.: „Hybrid Trellis-Coded 8/4-PSK Modulation Systems", IEEE Transactions on Communications, IEEE Inc., New York, USA, Band 38, Nr. 5, 1. Mai 1990 (01.05.1990), Seiten 602–613, XP000136883 ISSN: 0090-6778, lehren, dass kombinierte Faltungscodes mit mehrstufiger Phasenumtastung (trelliscodierte PSK-Modulation) sowohl leistungs- als auch bandbreiteneffiziente Übertragung hervorbringen können. Durch Verwendung von Coderaten 2/3 gefolgt von 8PSK-Modulation wird für eine ideale kohärente Übertragung auf dem weißen Gaußschen Kanal ein Gewinn von 3–6 dB gegenüber uncodiertem 4PSK erreicht. Dieser Gewinn wird ohne Bandbreitenexpansion und ohne Veränderung der Datenrate erzielt. Bei Vorhandensein eines Trägerphasenoffsets wurde gezeigt, dass trelliscodierte 8PSK-Systeme empfindlicher als uncodierte 4PSK-Systeme sind. Die herkömmlichen trelliscodierten Systeme haben einen begrenzten Ziehbereich von ±22.5° für den Phasenfehler in der Rückgewinnungsschleife. Liegt der Phasenfehler außerhalb dieses Intervalls, scheitert die Trägerrückgewinnung, was eine Random Walk-Situation mit einer erheblichen Fehlerhäufung verursacht. Für Systeme, welche auf Kanälen mit Phasenvariationen wie Jitter und Fading arbeiten, stellen dieser Random Walk und diese Phasensprünge ernsthafte Probleme dar.
Eine stabilere Leistung lässt sich durch mit Coderate 2/3 trelliscodierten 8PSK-Signalen und 4PSK-Signalen in zeitvariierender Weise erzielen. Lediglich der Mapper aus der Ausgabe des binären Faltungscodes an die zu übertragende Signalpunktzahl muss periodisch zeitvariierend sein. Die verbleibenden Teile des Systems sind zeitunvariabel. In ihrer einfachsten Form alternieren trelliscodierte 8PSK- und 4PSK-Signale hinsichtlich der Zeit. Die Verfasser haben sich außerdem mit Systemen beschäftigt, bei welchen die Mischung aus 8-PSK- und 4-PSK-Signalen variiert, mit einer kurzen periodischen Sequenz zeitvariierender Mapping-Regeln. Die Distanzspektren und die Fehlerwahrscheinlichkeit werden mit und ohne Phasenoffset evaluiert. Simulationsergebnisse von Bitfehlenate und Leistung der Rückgewinnungsschleife (S-Kurve) werden ebenso aufgezeigt. Mehrere Optionen bieten sich zur Gestaltung der entscheidungsgesteuerten Trägerrückgewinnung und zur Formung der S-Kurve. Die Häufigkeit der Phasensprünge im herkömmlichen System bei 7.5° rms Jitter beläuft sich auf etwa 25%, bei den neuen Schemen aber nur auf 0.1%. Dies wird fast ohne Nachteile bei den Bitfehlerraten in ohne Phasensprünge empfangenen Blöcken erreicht. Vergleiche bezüglich herkömmlicher mit Coderate 2/3 trelliscodierter 8PSK werden angeführt. Die Verfasser gelangen zu dem Schluss, dass sich Systeme, welche im Hinblick auf Jitter robuster sind, mittels zeit-variierender hybrider trelliscodierter 8/4PSK-Systeme erreichen lassen.
Combarel, L., u.a.: «HD-SAT modems for the satellite broadcasting in the 20 GHz frequency band", IEEE Transactions on Consumer Electronics, IEEE Inc., New York, USA, Band 41, Nr. 4, 1. November 1995 (01.11.1995), Seiten 991–999, XP000553474 ISSN: 0098-3063, stellen das HD-Sat-Projekt vor und beschreiben die beiden Satellitenmodems, welche für HDTV (High Definition Digital Televison)-Satellitenrundfunk auf dem 20 GHz Frequenzband entworfen wurden. Das Satellitenmodem mit Graceful Degradation verwendet geschichtete Modulation (TCM-8PSK/QPSK), um die Servicekontinuität bei diesem gegenüber Regendämpfung empfindlichen Band zu steigern. Das 47–70 Mb/s TCM-8PSK Modem belegt, dass Empfänger mit variabler Rate auch für den Hausgebrauch ausführbar sind, indem digitale Demodulationstechniken eingesetzt werden, welche für im höchsten Maße integrierte Ausführungen geeignet sind. Mit diesen beiden Modems zusammen, welche Prototypvorführungen und Tests durchlaufen haben, werden die wesentlichen Schwierigkeiten im Hinblick auf Funktionalität und Implementierung bei Ka-Band für digitalen HDTV-Rundfunk angegangen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Probleme in dem System zur Schaltung von Empfangsverfahren zu beseitigen und das Hindernis, welches die Unsicherheit bezüglich des von dem Phasenrauschen der Außeneinheit abhängigen Schaltpunkts darstellt, zu vermeiden, um einen digitalen Satellitenfunkempfänger zu bieten, welcher zu einem optimalen Empfang in der Lage ist.
Erfindungsgemäß wird die obige Aufgabe durch einen Empfänger nach Anspruch 1 erfüllt. Bevorzugte Ausführungsformen werden in Anspruch 2 bis 5 beansprucht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines digitalen Satellitenrundfunkempfängers im Bezug auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Datenverarbeitungsschaltung des digitalen Satellitenrundfunkempfängers im Bezug auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung von Funktionen des digitalen Satellitenrundfunkempfängers im Bezug auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung von Funktionen des digitalen Satellitenrundfunkempfängers im Bezug auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Blockdiagramm, welches eine weitere Konfiguration der Datenverarbeitungsschaltung des digitalen Satellitenrundfunkempfängers im Bezug auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines Deformationsbeispiels des digitalen Satellitenrundfunkempfängers im Bezug auf eine Ausführungsform darstellt, welche sich von der vorliegenden Erfindung unterscheidet.
7 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Datenverarbeitungsschaltung eines Deformationsbeispiels des digitalen Satellitenrundfunkempfängers im Bezug auf eine Ausführungsform zeigt, welche sich von der vorliegenden Erfindung unterscheidet.
8 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung von Funktionen eines Deformationsbeispiels des digitalen Satellitenrundfunkempfängers im Bezug auf eine Ausführungsform, welche sich von der vorliegenden Erfindung unterscheidet.
9 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung von Funktionen eines Deformationsbeispiels des digitalen Satellitenrundfunkempfängers im Bezug auf eine Ausführungsform, welche sich von der vorliegenden Erfindung unterscheidet.
10 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung von Funktionen eines Deformationsbeispiels des digitalen Satellitenrundfunkempfängers im Bezug auf eine Ausführungsform, welche sich von der vorliegenden Erfindung unterscheidet.
11 ist ein Ablaufdiagramm zum Schalten von Empfangsmodi in dem digitalen Rundfunkempfänger im Bezug auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ein Deformationsbeispiel davon.
12 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines herkömmlichen digitalen Satellitenrundfunkempfängers veranschaulicht.
13 ist ein Schaubild, welches einen marginalen Träger-Rauschabstand im Verhältnis zum Phasenrauschen bei kontinuierlichem Empfang und bei Burst-Empfang erläutert.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM
Nachfolgend wird ein digitaler Satellitenrundfunkempfänger im Bezug auf die vorliegende Erfindung anhand einer Ausführungsform derselben beschrieben.
Bei 1 handelt es sich um Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines digitalen Satellitenrundfunkempfängers im Bezug auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Der einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechende digitale Satellitenrundfunkempfänger verfügt über zwei Demodulatorschaltungen. Anzumerken gilt, dass in 1 für jene Komponenten, welche die gleichen sind wie bei dem in 12 veranschaulichten herkömmlichen digitalen Satellitenrundfunkempfänger, auch die gleichen Symbole verwendet werden.
Der einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechende digitale Satellitenrundfunkempfänger ist mit den Demodulatorschaltungen 6A und 6B ausgestattet. Anstelle der zu einer Demodulatorschaltung 1 des herkömmlichen digitalen Satellitenrundfunkempfängers gehörenden Phasenfehlererfassungsschaltung 15 umfasst die Demodulatorschaltung 6A eine Phasenfehlererfassungsschaltung 15A mit einer Phasenfehlertabelle, um ein Phasenfehlersignal lediglich aus Demodulationsdaten einer BPSK-Modulationswelle zu erfassen (welche auch als die Demodulationsdaten einer BPSK- Modulationssektion bezeichnet werden; Gleiches gilt auch im Fall anderer Modulationen). Des Weiteren weist die Demodulatorschaltung 6B eine W1 Phasenerfassungsschaltung 20 in einer Demodulatorschaltung 1 auf.
Der einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechende digitale Satellitenrundfunkempfänger besitzt eine Auswahleinrichtung 7, um entweder aus der Demodulatorschaltung 6A ausgegebene Demodulationsdaten ADI1 und ADQ1 oder aus der Demodulatorschaltung 6B ausgegebene Demodulationsdaten ADI2 und ADQ auszuwählen; überdies umfasst der Empfänger eine W1 Erfassungsschaltung 2A, damit die Demodulationsdaten von der Auswahleinrichtung 7 ausgewählt werden und ein Verriegelungssignal a zugeführt wird, einen Decodierbereich 3, einen TMCC-Decodierbereich 4, eine Taktgeneratorschaltung 5A, damit TMCC-Signale, ein Rahmensynchronisationsmuster und ein Verriegelungssignal b zugeführt werden, und eine Datenverarbeitungsschaltung 16A. Die Phasenfehlererfassungsschaltung 15A, ein Schleifenfilter 17A und ein numerisch gesteuerter Frequenzoszillator 18 bilden eine Trägerrückgewinnungsschaltung 19A, und die Phasenfehlererfassungsschaltung 15, ein Schleifenfilter 17B und ein numerisch gesteuerter Frequenzoszillator ergeben die Trägerrückgewinnungsschaltung 19B.
Bei der Demodulatorschaltung 6A handelt es sich um eine Hauptdemodulatorschaltung, welche eine Komplexoperation an I- und Q-Signalen, die mittels eines quasi-synchronen Erfassungssystems mit Ausgabe aus dem numerisch gesteuerten Frequenzoszillator 18 orthogonal erfasst werden, auf einer Komplexoperationsschaltung 11 vornimmt, welche ferner Demodulationsdaten DI und DQ, die durch einen Roll-Off-Filter 12 und eine Thinning-Schaltung 12 ausgegeben werden, an die Phasenfehlererfassungsschaltung 15A leitet zwecks Durchführung von Trägerrückgewinnung aus den Demodulationsdaten der BPSK-Modulationssektion, um eine Phasenfehlerspannung PED zu erhalten, die für Trägerrückgewinnung benötigt wird, und welche diese zudem dem Schleifenfilter 17A zuführt, wo eine Abstimmspannung LF1 gewonnen wird. Die aus dem Schleifenfilter 17A ausgegebene Abstimmspannung LF1 wird dem numerisch gesteuerten Frequenzoszillator 18 zugeführt, und die I- und Q-Signale werden demoduliert, indem eine Komplexoperation für Phasenrotation auf Grundlage einer Oszillationsfrequenz aus dem numerisch gesteuerten Frequenzoszillator 18 durchgeführt wird. Diese Demodulation erfolgt durch den rückgewonnenen Träger basierend auf den Demodulationsdaten der BPSK-Modulationswelle.
Die Auswahleinrichtung 7 wählt zunächst die aus der Demodulatorschaltung 6A ausgegebenen Demodulationsdaten ADI1 und ADQ1. Die W1 Erfassungsschaltung 2A erfasst das Rahmensynchronisationsmuster (W1) aus den Demodulationsdaten ADI1 und ADQ, und wenn ein Rahmentakt hergestellt ist, werden jeweils Zeitreihenpositionen des Rahmensynchronisationsmusters, des Superidentifikationsmusters der TMCC-Signale und der Burst-Symbole gefunden, so dass die Taktgeneratorschaltung 5A ein in 11F dargestelltes Burst-Freischaltsignal 1 (BRTEN1) ausgibt.
Ein Verriegelungssignal a wird empfangen, und die TMCC-Signale werden in einem Decodierbereich 4 decodiert.
Der von der Phasenfehlererfassungsschaltung 15A erfasste Phasenfehler wird zu dem Schleifenfilter 17A geleitet, und eine Filter-/Halteoperation wird an dem von der Taktgeneratorschaltung 5A ausgegebenen BRTEN1-Signal durchgeführt. Jedoch ist auf der Phasenfehlererfassungsschaltung 15A lediglich eine Phasenfehlertabelle für die Demodulationsdaten der BPSK-Modulationssektion vorgesehen, so dass eine Trägerrückgewinnung basierend auf dem Phasenfehler, welcher aus den Demodulationsdaten der BPSK-Modulationssektion erhalten wird, auf der Trägerrückgewinnungsschaltung 19A erfolgt. Dieser rückgewonnene Träger gestattet einen Burst-Empfang, und ein Empfang bei geringem Träger-Rauschabstand wird dadurch ermöglicht, dass nur ein Empfang (Burst-Empfang) der BPSK-Modulationssektion geleistet wird.
Verschiedene Modulationssignale, einschließlich des obigen Signals der BPSK-modulierten Sektion, werden auf einem sendenden Ende absolut-positioniert, so dass die Möglichkeit besteht, eine Absolutphase auf einem empfangenden Ende aus einem Standard eines Empfangspunkts des Rahmensynchronisationsmusters wiederherzustellen. Bei der Burst-Empfangsoperation der BPSK-Modulationssektion erfolgt der Empfang entweder in einer Absolutphase oder in einer um 180 Grad gedrehten Phase. Was die Bestimmung jener Phase anbelangt, in welcher der Empfang stattgefunden hat, ist festzustellen, dass das Rahmensynchronisationsmuster W1, welches bei Empfang in der Absolutphase durch „11101100110100101000" dargestellt ist, in einer entgegengesetzten Phase einfach zu „00010011001011010111" wird, so dass eine Absolut-Einphasung mittels einer erfassten Phase des Rahmensynchronisationsmusters erfolgen kann.
Die Taktgeneratorschaltung 5A gibt sämtliche Modulationssystemidentifikationssignale (A0 und A1) aus, welche die 8PSK-, QPSK- und BPSK-Modulationssystemsektion in einem Übertragungsmodus unter den von dem TMCC-Decodierbereich 4 decodierten TMCC-Signalen erkennen.
Die Demodulatorschaltung 6B führt auf einer Komplexoperationsschaltung 11A eine Komplexoperation an I- und Q-Signalen durch, welche mittels eines quasi-synchronen Erfassungssystems mit Ausgabe aus dem numerisch gesteuerten Frequenzoszillator 18A orthogonal erfasst werden; weiterhin leitet sie Demodulationsdaten D1 und DQ, welche durch einen Roll-Off-Filter 12A und eine Thinning-Schaltung 13A ausgegeben werden, an die Phasenfehlererfassungsschaltung 15A zwecks Durchführung von Trägerrückgewinnung aus den Demodulationsdaten der BPSK-Modulationssektion, der QPSK-Modulationssektion und der 8BSK-Modulationssektion, um die für eine Trägerrückgewinnung erforderliche Phasenfehlerspannung zu erhalten, und führt diese dem Schleifenfilter 17B zu, wo eine Abstimmspannung LF2 gewonnen wird.
Die aus dem Schleifenfilter 17B ausgegebene Abstimmspannung LF2 wird dem numerisch gesteuerten Frequenzoszillator 18A zugeführt, und die I- und Q-Signale werden dadurch demoduliert, dass auf Grundlage der Oszillationsfrequenz aus dem numerisch gesteuerten Frequenzoszillator 18A eine Komplexoperation ausgeführt wird. Bei dieser auf der Identifikationsnummer des Demodulationssystems beruhenden Phasenfehlererfassung werden die Phasenfehlertabellen für die Demodulationsdaten der BPSK-Modulationssektion, der QPSK-Modulationssektion und der 8PSK-Modulationssektion geschalten, um einen Phasenfehler zu erfassen und die Trägerrückgewinnung für jede von diesen durchzuführen. Die Absolut-Einphasung erfolgt auf Grundlage der Ergebnisse, die sich daraus ergeben, dass eine Empfangsphase des Rahmensynchronisationsmusters W1 erfasst und das Verriegelungssignal b in der W1 Phasenerfassungsschaltung 20 empfangen wird.
Wie oben beschrieben, leistet die Demodulatorschaltung 6B die Trägerrückgewinnung grundsätzlich durch Implementierung des kontinuierlichen Empfangs. Nach Herstellung von Synchronisation auf Grundlage des Verriegelungssignals b wählt die Auswahleinrichtung 7 in der 8PSK-Modulationssektion die aus der Demodulatorschaltung 6B ausgegebenen Demodulationsdaten ADI2 und ADQ2 aus, und selektiert in weiteren Sektionen die aus der Demodulatorschaltung 6A ausgegebenen Demodulationsdaten ADI1 und ADQ1.
Bei Empfang mit hohem Träger-Rauschabstand und mit mittlerem Träger-Rauschabstand leistet der zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehörende digitale Satellitenrundfunkempfänger keine Schaltsteuerung des kontinuierlichen Empfangs und des Burst-Empfangs.
Zu den Funktionen der Datenverarbeitungsschaltung 16A gehören grundsätzlich die automatische Frequenzregelungsoperation der Trägerrückgewinnung der Demodulatorschaltung 6A, die Trägerverriegelungsbestimmung bezüglich der Demodulatorschaltungen 6A und 6B und die Steuerung der Schleifenfilter 17A und 17B der Demodulatorschaltungen 6A und 6B.
Die Datenverarbeitungsschaltung 16A ist so konfiguriert, wie in 2 veranschaulicht, wo sie anhand der Demodulationsdaten ADI2/ADQ2 und der Modulationssystemidentifikationssignale (A0 und A1) mittels einer Trägerrückgewinnungs- und Synchronisationserfassungsschaltung 161 erfasst, dass der rückgewonnene Träger verriegelt ist (in dieser Patentschrift ist unter dem Ausdruck „verriegelt sein" zu verstehen, dass der rückgewonnene Träger in einen Verriegelungsbereich der Trägerrückgewinnungsschaltung eingetreten ist), und das Verriegelungssignal b ausgibt und wo sie anhand der Demodulationsdaten ADI1/ADQ1 und der Modulationssystemidentifikationssignale mittels einer Trägerrückgewinnungs- und Synchronisationserfassungsschaltung 162 gleichermaßen erfasst, dass der rückgewonnene Träger verriegelt ist, und das Verriegelungssignal a ausgibt und wo sie anhand der Demodulationsdaten ADI1/ADQ1 und der Modulationssystemidentifikationssignale mittels einer Fehlerfrequenzoperationsschaltung 163 eine Operation an einer Fehlerfrequenz ausführt und anhand des Verriegelungssignals a, des Verriegelungssignals b, der Abstimmspannungen LF1 und LF2 und des Fehlerfrequenzsignals mittels einer Steuerschaltung 164 eine Steuerspannung IFCS1 an das Schleifenfilter 17A ausgibt und wo sie daraufhin eine Steuerspannung EFCS2 an das Schleifenfilter 17B ausgibt.
In erster Linie wird nun die Funktion der Datenverarbeitungsschaltung 16A beschrieben. Zunächst erfolgt auf der W1 Erfassungsschaltung 2A eine Rahmensynchronisation mittels einer ungefähren Abtastoperation der automatischen Frequenzregelung (aus der Steuerspannung IFCS1 wird ein Abtastwert an die Abstimmspannung LF1 gegeben). Zu diesem Zeitpunkt ist der rückgewonnene Träger noch nicht auf der Demodulatorschaltung 6A verriegelt. Die Datenverarbeitungsschaltung 16A berechnet die Fehlerfrequenz des rückgewonnenen Trägers aus den Signalen der TMCC-Sektion der Demodulationsdaten ADI1 und ADQ1, welche aus den Demodulationssystemidentifikationssignalen (A0 und A1) bekannt sind, und überlagert die Abstimmspannung LF1 mit der Fehlerfrequenz, um die Abstimmspannung LF1 mittels der Steuerspannung IFCS1 einzustellen.
Danach führt die Datenverarbeitungsschaltung 16A im Bezug auf das Schleifenfilter 17A eine Burst-Operation aus. Die Burst-Operation steuert das Schleifenfilter 17A mit BRTEN1 als Freigabesignal und macht die TMCC-Signalsektion und die Burst-Symbolsektion zu Freigabesektionen. Die Datenverarbeitungsschaltung 16A überprüft die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers, indem sie die Verteilung der Empfangspunkte der Demodulationsdaten ADI1 und ADQ1 in der TMCC-Signalsektion und der Burst-Symbolsektion erfasst, welche anhand der Demodulationssystemidentifikationssignale (A0 und A1) erkennbar sind.
Sobald anhand des Verriegelungssignals a erfasst ist, dass der rückgewonnene Träger verriegelt ist, werden sämtliche Empfangspunkte von einer Absolut-Einphasungsschaltung 14 absolut-eingephast und die TMCC-Signale an dem TMCC-Decodierbereich 4 decodiert. Die decodierten TMCC-Signale werden empfangen, und bei der Taktgeneratorschaltung 5A werden die Modulationssystemidentifikationssignale A0 und A1 erzeugt. Die Abstimmspannung LF1 der Demodulatorschaltung 6A wird mittels der Steuerspannung EFCS2 zu der Abstimmspannung LF2 kopiert.
Sobald anhand des Verriegelungssignals b überprüft ist, dass der rückgewonnene Träger in der Demodulatorschaltung 6B auf die gleiche Art wie die obige Demodulatorschaltung 6A verriegelt ist, werden alle Empfangspunkte der aus der Demodulatorschaltung 6B ausgegebenen Demodulationsdaten DI und DQ absolut-eingephast. Daraufhin wählt die Auswahleinrichtung 7 die Demodulationsdaten ADI2 und ADQ2 in der 8PSK-Modulationssektion aus der Demodulatorschaltung 6B und die Demodulationsdaten anderer Modulationssektionen aus der Demodulatorschaltung 6A. Die Auswahleinrichtung 7 selektiert die Demodulationsdaten aus der Demodulatorschaltung 6A in einem Anfangsstadium, und wenn der rückgewonnene Träger der Demodulatorschaltung 6B unverriegelt ist.
Was die obige Methode zur Überprüfung der Verriegelung anbelangt, gibt es beispielsweise auch ein Verfahren zur Berechnung von Verteilungswerten der Empfangspunkte, und zwar beruhend auf den Demodulationsdaten von BPSK-modulierten Burst-Symbolen.
Wie oben beschrieben, überprüft die Datenverarbeitungsschaltung 16A die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers, stellt daraufhin die Abstimmspannung LF1 als Steuerspannung EFCS2 der Demodulatorschaltung 6B zur Verfügung und überwacht ADI2 und ADQ2, um die Verriegelung der Trägerrückgewinnung zu überprüfen. Außerdem ist es bei Empfang mit mittlerem Träger-Rauschabstand und bei Empfangs mit geringem Träger-Rauschabstand höchstwahrscheinlich, dass der rückgewonnene Träger der Demodulatorschaltung 6B nicht verriegelt ist, und daher kann der Wert der Abstimmspannung LF2 erheblich abfallen.
In diesem Fall kopiert jedoch die Datenverarbeitungsschaltung 16A die Abstimmspannung LF1 zu der Abstimmspannung LF2, indem sie die Steuerspannung EFCS2 jedes Mal steuert, wenn keine Verriegelung besteht, so dass die Abstimmspannung LF2 nicht weit von der Abstimmspannung LF1 entfernt liegt, oder anders ausgedrückt, so dass sie innerhalb eines Erfassungsbereichs der Demodulatorschaltung 6B bleibt. Dementsprechend erholt sich die Abstimmspannung LF2 schnell, und außerdem erfolgen der Burst-Empfang und der kontinuierliche Empfang simultan, so dass die Möglichkeit besteht, das Problem zu vermeiden, das die Unsicherheit bezüglich des von dem Phasenrauschen der Außeneinheit abhängigen Modusschaltlevels mit sich bringt.
Des Weiteren wird nun ein Deformationsbeispiel der Datenverarbeitungsschaltung 16A beschrieben. Bei 5 handelt es sich um ein Blockdiagramm der Datenverarbeitungsschaltung 16B, welche ein Deformationsbeispiel der Datenverarbeitungsschaltung 16A darstellt. Während die Datenverarbeitungsschaltung 16A die Fehlerfrequenzoperationsschaltung 163 bietet, stellt die Datenverarbeitungsschaltung 16B eine Fehlerfrequenzoperationsschaltung 163A zur Verfügung, welche die Fehlerfrequenz aus den Modulationssystemidentifikationssignalen A0 und A1 und aus einem Phasenfehlersignal PED errechnet, das aus der Phasenfehlererfassungsschaltung 15A ausgegeben wird. Im Übrigen besteht zu der Datenverarbeitungsschaltung 16A kein Unterschied.
Als nächstes werden die obigen Funktionen in dem zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehörenden digitalen Satellitenrundfunkempfänger anhand der in 3 und 4 dargestellten Flussdiagramme beschrieben.
Wenn ein Kanal ausgewählt ist (Schritt S1), erfolgt die Synchronisation des W1 Rahmens aus den Demodulationsdaten ADI1 und ADQ1 (Schritt S2). Im Anschluss an Schritt S2 werden Taktsignale der TMCC-Signalsektion und der Burst-Symbolsektion erzeugt (Schritt S3). In Schritt S3 werden die TMCC-Signale, die Burst-Symbole und die Modulationssystemidentifikationssignale (A0 und A1) zur Angabe der BPSK-Modulationssektion erstellt. Nach Schritt 3 wird die Aktion für automatische Frequenzregelung der Demodulatorschaltung 6A durchgeführt (Schritt S4), und auf der Dermodulatorschaltung 6A erfolgt Trägerrückgewinnung durch die TMCC-Signale und die Burst-Symbole (Schritt S5). In diesem Schritt S5 wird nur die BPSK-Modulationssektion durch das BRTEN1-Signal empfangen.
Nach Schritt S5 wird überprüft, ob der rückgewonnene Träger auf der Demodulatorschaltung 6A verriegelt ist oder nicht, und wenn bestimmt wird, dass er unverriegelt ist, erfolgt im Anschluss an Schritt S6 so lange ein erneutes Ausführen ausgehend von Schritt 2, bis der Träger verriegelt ist. Wird bestimmt, dass der rückgewonnene Träger verriegelt ist, wird im Anschluss an Schritt S6 eine Absolut-Einphasung (Schritt S7) ausgeführt, woraufhin die TMCC-Signale decodiert werden (Schritt S8). Nach Schritt S8 werden die Taktsignale der Modulationssystemidentifikationssignale A0 und A1 zur Identifikation sämtlicher Modulationssysteme gesendet (Schritt S9), und die Abstimmspannung LF1 der Demodulatorschaltung 6A wird zu der Abstimmspannung LF2 (Schritt S10) kopiert.
Im Anschluss an Schritt S10 wird überprüft, ob die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers der Demodulatorschaltung 6A aufrechterhalten ist (Schritt S11) oder nicht, und wenn bestimmt wird, dass die Verriegelung derselben nicht aufrechterhalten ist, erfolgt im Anschluss an Schritt S11 ein erneutes Ausführen ausgehend von Schritt S2. Wird hingegen bestimmt, dass die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers in Schritt S11 aufrechterhalten ist, wird im Anschluss an Schritt S11 überprüft, ob der rückgewonnene Träger der Demodulatorschaltung 6B verriegelt ist oder nicht (Schritt S12).
Wird bestimmt, dass die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers in Schritt S12 nicht aufrechterhalten ist, werden die aus der Demodulatorschaltung 6A ausgegebenen Demodulationsdaten ADI1 und ADQ1 von der Auswahleinrichtung 7 im Anschluss an Schritt S12 ausgewählt (Schritt S13), woraufhin ein erneutes Ausführen ausgehend von Schritt S10 erfolgt.
Wird in Schritt S12 bestimmt, dass die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers aufrechterhalten ist, wird an den Demodulationsdaten DI2 und DQ2 mittels der W1 Phasenerfassungsschaltung 20 im Anschluss an Schritt S12 zunächst eine Absolut-Einphasung durchgeführt (Schritt S14), und dann werden die Demodulationsdaten ADI2 und ADQ2 der 8PSK-Modulationssektion der Demodulatorschaltung 6B von der Auswahleinrichtung 7 ausgewählt, und weitere Demodulationsdaten der QPSK- und der BPSK-Sektion werden aus den Demodulationsdaten ADI1 und ADQ1 aus der Demodulatorschaltung 6A selektiert (Schritt S15), und es erfolgt ausgehend von Schritt S11 ein erneutes Ausführen.
Wie oben beschrieben, leistet die Demodulatorschaltung 6B einer zu der vorliegenden Erfindung gehörenden Ausführungsform des digitalen Satellitenrundfunkempfängers konstant kontinuierlichen Empfang unter Vernachlässigung eines hohen Träger-Rauschabstands oder eines mittleren Träger-Rauschabstands, weshalb eine Bitfehlerrate der 8PSK-Modulationssektion durch das Phasenrauschen der Außeneinheit nicht beeinflusst wird. Da die Demodulatorschaltung 6A konstant Burst-Empfang BPSK-modulierter Wellen durchführt, und zwar unabhängig von einem Empfang mit hohem Träger-Rauschabstand oder mit mittlerem Träger-Rauschabstand, bricht die Trägerrückgewinnung jedoch nicht zusammen, und auch die Rahmensynchronisation scheitert nicht. Dem gemäß besteht keine Notwendigkeit, mühevoll den optimalen Punkt zur Schaltung des oben beschriebenen Empfangs mit großem Träger-Rauschabstand und mit mittlerem Träger-Rauschabstand auszuwählen; von dem Phasenrauschen geht eine nur geringe Beeinträchtigung aus. Zudem ist die Steuerung des Schaltens an sich nicht erforderlich, was der Operation Stabilität verleiht.
Als Nächstes wird ein Deformationsbeispiel des digitalen Satellitenrundfunkempfängers beschrieben, welcher zu einer Ausführungsform gehört, die sich von der vorliegenden Erfindung unterscheidet.
6 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines Deformationsbeispiels des digitalen Satellitenrundfunkempfängers zeigt, der zu einer Ausführungsform gehört, welche sich von der vorliegenden Erfindung unterscheidet. Bei diesem Deformationsbeispiel besteht die Möglichkeit, zum einen von Empfang mit hohem Träger-Rauschabstand auf Empfang mit Träger-Rauschabstand im oberen Zwischenbereich zu schalten und zum anderen von Empfang mit mittlerem Träger-Rauschabstand auf Empfang mit geringem Trägerrauschabstand.
Bei diesem Deformationsbeispiel besitzt die Demodulatorschaltung 6A die gleiche Konfiguration wie jene des digitalen Satellitenrundfunkempfängers, welcher zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehört. 6 zeigt ein BRTEN2-Signal, bei welchem es sich um das gleiche Signal handelt wie beim BRTEN1-Signal. Wie 11G veranschaulicht, weist Demodulatorschaltung 6C dahingehend einen Unterschied auf, dass sie, anstelle des Schleifenfilters 17B auf der Demodulatorschaltung 6B, eine Trägerrückgewinnungsschaltung 19C mit einem Schleifenfilter 17C einsetzt, wobei ein BRTEN3-Signal zugeführt wird, um die BPSK-Modulationssektion, die QPSK-Modulationssektion und die 8BSK-Modulationssektion beim Empfang mit hohem Träger-Rauschabstand oder beim Empfang mit Träger-Rauschabstand im oberen Zwischenbereich frei zu schalten und die BPSK-Modulationssektion und die QPSK-Modulationssektion beim Empfang mit Träger-Rauschabstand im unteren Zwischenbereich oder beim Empfang mit geringem Träger-Rauschabstand frei zu schalten.
Außerdem unterscheidet sich dieses Deformationsbeispiel von dem zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehörenden digitalen Satellitenrundfunkempfänger darin, dass anstelle der Datenverarbeitungsschaltung 16B eine Datenverarbeitungsschaltung 16C eingesetzt wird (s. 7), bei welcher die Datenverarbeitungsschaltung 16B um eine Schaltung 165 zur Berechnung des Träger-Rauschabstands erweitert wird, um den Träger-Rauschabstand anhand der Verteilungswerte der aus den Demodulationsdaten ADI und ADQ1 bestehenden Empfangspunkte zu gewinnen, und dass anstelle der Taktgeneratorschaltung 5A eine Takt erzeugende Schaltung 5B verwendet wird, wobei der aus den obigen Verteilungswerten gewonnene Träger-Rauschabstand zugeführt wird.
Als nächstes wird eine Beschreibung der Funktionen dieses Deformationsbeispiels gegeben, wobei diese die Operation der Datenverarbeitungsschaltung 16C in den Mittelpunkt stellt. Zunächst wird die Rahmensynchronisation auf der W1 Erfassungsschaltung 2A mittels einer ungefähren Abtastoperation der automatischen Frequenzregelung durchgeführt (ein Abtastwert wird aus der Steuerspannung IFCS1 zu der Abstimmspannung LF1 geleitet). Zu diesem Zeitpunkt ist der rückgewonnene Träger noch nicht auf der Demodulatorschaltung 6A verriegelt. Die Datenverarbeitungsschaltung 16C berechnet die Fehlerfrequenz des rückgewonnenen Trägers aus den Signalen der TMCC-Sektion der Demodulationsdaten ADI1 und ADQ1 und überlagert die Abstimmspannung LF1 mit der Fehlerfrequenz, um die Abstimmspannungen LF1 mittels der Steuerspannung IFCS1 einzustellen.
Danach führt die Datenverarbeitungsschaltung 16C im Bezug auf das Schleifenfilter 17A eine Burst-Operation aus. Die Burst-Operation steuert das Schleifenfilter 17A mit BRTEN2 als Freigabesignal und macht die TMCC-Signal-Sektion und die Burst-Symbol-Sektion zu Freigabesektionen. Die Datenverarbeitungsschaltung 16C überprüft die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers, indem sie die Verteilung der Empfangspunkte der Demodulationsdaten ADI1 und ADQ1 in der TMCC-Signalsektion und der Burst-Symbolsektion erfasst.
Sobald der rückgewonnene Träger verriegelt ist, unterzieht die Absolut-Einphasungsschaltung 14 alle Empfangspunkte einer Absolut-Einphasung, und die TMCC-Signale werden an dem TMCC-Decodierbereich 4 decodiert. Die Verteilungswerte der Empfangspunkte werden aus den Demodulationsdaten ADI1 und ADQ1 berechnet, um den Träger-Rauschabstand zu erhalten. Liegt der Träger-Rauschabstand im oberen Zwischenbereich oder höher, werden die decodierten TMCC-Signale empfangen, und die Modulationssystemidentifikationssignale A0 und A1 werden bei der Taktgeneratorschaltung 5B erzeugt, und das Modulationssystemidentifikationssignal BRTEN3 wird als hohes Potential wiedergegeben. Die Abstimmspannung LF1 der Demodulatorschaltung 6A wird zu der Abstimmspannung LF2 mittels der Steuerspannung EFCS2 kopiert.
Wenn überprüft ist, dass der rückgewonnene Träger in der Demodulatorschaltung 6C in der gleichen Weise wie die obige Demodulatorschaltung 6A verriegelt ist, werden alle Empfangspunkte der aus der Demodulatorschaltung 6C ausgegebenen Demodulationsdaten DI und DQ absolut-eingephast. Daraufhin selektiert die Auswahleinrichtung 7 die Demodulationsdaten ADI2 und ADQ2 in der 8PSK-Modulationssektion aus der Demodulatorschaltung 6C und die Demodulationsdaten anderer Modulationssektionen aus der Demodulatorschaltung 6A.
Liegt hingegen der Träger-Rauschabstand nicht im oberen Zwischenbereich oder darüber, werden die TMCC-Signale decodiert, und die Modulationssystemidentifikationssignale A0 und A1 werden an der Taktgeneratorschaltung 5B erzeugt, und das BRTEN3-Signal wird nur in der 8PSK-Modulationssektion als niedriges Potential wiedergegeben, was bedeutet, dass es lediglich in derselben inaktiviert ist und in anderen Modulationssektionen als hohes Potential wiedergegeben wird. Die Abstimmspannung LF1 der Demodulatorschaltung 6A wird zu der Abstimmspannung LF2 der Demodulatorschaltung 6C mittels der Steuerspannung EFCS2 kopiert.
Wenn überprüft ist, dass der rückgewonnene Träger der Demodulatorschaltung 6C verriegelt ist, werden die Empfangspunkte auf Grundlage der Demodulationsdaten ADI2 und ADQ2 der Demodulatorschaltung 6C absolut-eingephast. Daraufhin selektiert die Auswahleinrichtung 7 die Demodulationsdaten der QPSK-Modulationssektion aus der Demodulatorschaltung 6C und die Demodulationsdaten anderer Modulationssektionen aus der Demodulatorschaltung 6A. Die Auswahleinrichtung 7 wählt die Demodulationsdaten aus der Demodulatorschaltung 6A in einem Anfangsstadium aus, und wenn der rückgewonnene Träger der Demodulatorschaltung 6C unverriegelt ist.
Als nächstes werden anhand der in 8 bis 10 dargestellten Flussdiagramme die oben erwähnten Funktionen beim Deformationsbeispiel des digitalen Satellitenrundfunkempfängers beschrieben, der zu einer Ausführungsform gehört, welche sich von der vorliegenden Erfindung unterscheidet.
Wenn ein Kanal ausgewählt ist (Schritt S21), wird der W1 Rahmen anhand der Demodulationsdaten ADI1 und ADQ1 synchronisiert (Schritt S22). Im Anschluss an Schritt S22 werden die Taktsignale der TMCC-Signalsektion und der Burst-Symbolsektion erzeugt (Schritt S23). In Schritt S23 geht die Erzeugung der Modulationsidentifikationssignale (A0 und A1) zwecks Identifikation der BPSK-Modulationssektionssignale vonstatten. Nach Schritt S23 wird die automatische Frequenzregelungsaktion der Demodulatorschaltung 6A ausgeführt (Schritt S24), und auf der Demodulatorschaltung 6A wird Trägerrückgewinnung durch die TMCC-Signale und die Burst-Symbole geleistet (Schritt S25). In Schritt S25 wird lediglich die BPSK-Modulationssektion durch das BRTEN2-Signal empfangen.
Im Anschluss an Schritt S25 wird überprüft, ob der rückgewonnene Träger auf der Demodulatorschaltung 6A verriegelt ist oder nicht; wenn bestimmt wird, dass er unverriegelt ist, erfolgt nach Schritt S26 so lange ein wiederholtes Ausführen ausgehend von Schritt 22, bis er verriegelt ist. Wird hingegen bestimmt, dass der rückgewonnene Träger verriegelt ist, wird im Anschluss an Schritt S26 eine Absolut-Einphasung durchgeführt (Schritt S27), woraufhin die TMCC-Signale decodiert werden (Schritt S28). Nach Schritt S28 werden die Taktsignale der Modulationssystemidentifikationssignale A0 und A1 zur Identifikation sämtlicher Modulationssysteme gesendet (Schritt S29), und es wird überprüft, ob der Träger-Rauschabstand im oberen Zwischenbereich oder darüber liegt (Schritt S30).
Wenn in Schritt S30 bestimmt wird, dass der Träger-Rauschabstand in einem oberen Zwischenbereich oder darüber liegt, werden die Modulationssystemidentifikationssignale A0 und A1 erzeugt, und BRTEN3 wird konstant als hohes Potential wiedergegeben (Schritt S31), und die Abstimmspannung LF1 der Demodulatorschaltung 6A wird zu der Abstimmspannung LF2 der Demodulatorschaltung 6C kopiert (Schritt S32). Anschließend an Schritt S32 wird überprüft, ob die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers der Demodulatorschaltung 6A aufrechterhalten ist oder nicht (Schritt S33).
Wenn bestimmt wird, dass in Schritt S33 die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers der Demodulatorschaltung 6A nicht aufrechterhalten ist, wird Schritt S22 ausgehend von Schritt S33 durchgeführt. Wenn bestimmt wird, dass in Schritt S33 die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers der Demodulatorschaltung 6A aufrechterhalten ist, wird im Anschluss an Schritt S33 überprüft, ob der rückgewonnene Träger der Demodulatorschaltung verriegelt ist oder nicht (Schritt S34). Wenn bestimmt wird, dass in Schritt S34 der rückgewonnene Träger der Demodulatorschaltung 6C nicht verriegelt ist, werden die Demodulationsdaten der Demodulatorschaltung 6A von der Auswahleinrichtung 7 ausgewählt, und Schritt S30 wird ausgeführt (Schritt S35).
Wenn in Schritt S34 bestimmt wird, dass die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers der Demodulatorschaltung 6C aufrechterhalten ist, wird eine Absolut-Einphasung an den Demodulationsdaten DI2 und DQ2 durch die W1 Phasenerfassungsschaltung 20 durchgeführt (Schritt S36), woraufhin die Demodulationsdaten ADI2 und ADQ2 der 8PSK-Modulationssektion der Demodulatorschaltung 6C von der Auswahleinrichtung 7 ausgewählt werden, und andere Demodulationsdaten der QPSK- und BPSK-Sektion aus der Demodulatorschaltung 6A ausgewählt werden (Schritt S37), und es wird überprüft, ob der Träger-Rauschabstand im oberen Zwischenbereich oder darüber liegt (Schritt S38); wenn bestimmt wird, dass der Träger-Rauschabstand im oberen Zwischenbereich oder darüber liegt, erfolgt ein erneutes Ausführen ausgehend von Schritt S33.
Wenn bestimmt wird, dass in Schritt S38 der Träger-Rauschabstand nicht im oberen Zwischenbereich oder darüber liegt, oder wenn bestimmt wird, dass in Schritt 30 der Träger-Rauschabstand nicht im oberen Zwischenbereich oder darüber liegt, werden die Modulationssystemidentifikationssignale A0 und A1 erzeugt, und das BRTEN3-Signal wird lediglich in der 8PSK-Modulationssektion als niedriges Potential wiedergegeben (Schritt S39). Im Anschluss an Schritt S39 wird die Abstimmspannung LF1 der Demodulatorschaltung 6A zu der Abstimmspannung LF2 der Demodulatorschaltung 6C kopiert (S40).
Nach Schritt S40 wird überprüft, ob die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers der Demodulatorschaltung 6A aufrechterhalten ist oder nicht (Schritt S41). Wenn bestimmt wird, dass in Schritt S41 die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers der Demodulatorschaltung 6A nicht aufrechterhalten ist, erfolgt im Anschluss an Schritt S41 eine erneute Ausführung ausgehend von Schritt S22. Wenn bestimmt wird, dass in Schritt S41 die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers der Demodulatorschaltung 6A aufrechterhalten ist, wird überprüft, ob der rückgewonnene Träger der Demodulatorschaltung 6C verriegelt ist oder nicht (Schritt S42).
Wenn bestimmt wird, dass in Schritt S42 die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers der Demodulatorschaltung 6C nicht aufrechterhalten ist, erfolgt eine erneute Ausführung ausgehend von Schritt S35. Wenn bestimmt wird, dass in Schritt S42 die Verriegelung des rückgewonnenen Trägers der Demodulatorschaltung 6C aufrechterhalten ist, wird eine Absolut-Einphasung an den Demodulationsdaten DI2 und DQ2 durch die W1 Phasenerfassungsschaltung 20 im Anschluss an Schritt S42 durchgeführt (Schritt S43), und dann werden die Demodulationsdaten ADI2 und ADQ2 der QPSK-Modulationssektion der Demodulatorschaltung 6C von der Auswahleinrichtung 7 ausgewählt, und andere Demodulationsdaten der 8PSK- und BPSK-Sektion werden aus der Demodulatorschaltung 6A selektiert (Schritt S44).
Anschließend an Schritt S44 wird überprüft, ob der Träger-Rauschabstand hoch ist oder sich im oberen Zwischenbereich befindet (Schritt S45); wenn bestimmt wird, dass in Schritt S45 der Träger-Rauschabstand weder hoch ist, noch im oberen Zwischenbereich liegt, erfolgt ausgehend von Schritt S41 eine erneute Ausführung; wird hingegen bestimmt, dass der Träger-Rauschabstand in Schritt S45 hoch ist oder im oberen Zwischenbereich liegt, erfolgt eine erneute Ausführung ausgehend von Schritt S30.
Genauer ausgedrückt, ist bei diesem Deformationsbeispiel das BRTEN3-Signal stets das hohe Potential bei Empfang mit Träger-Rauschabstand im hohen Bereich und im oberen Zwischenbereich und wird lediglich in der 8PSK-Modulationssektion zum geringen Potential bei Empfang mit einem Träger-Rauschabstand im unteren Zwischenbereich und im unteren Bereich. Beim Empfang mit Träger-Rauschabstand im hohen Bereich und im oberen Zwischenbereich ist das BRTEN2-Signal das geringe Potential während der QPSK-Modulationssektion und der 8PSK-Modulationssektion, und die Demodulatorschaltung 6A führt Burst-Empfang der BPSK-Modulationssektion durch.
Bei Empfang mit geringem Träger-Rauschabstand führt die Demodulatorschaltung 6A nur in der BPSK-Modulationssektion Burst-Empfang durch, während das BRTEN2-Signal zum hohen Potential wird. Die Funktionen der Demodulatorschaltung 6A bestehen darin, die grundlegende Synchronisation des Trägerrückgewinnungssystems bei Empfang mit Trägerrauschabstand im hohen Bereich und im oberen Zwischenbereich aufrechtzuerhalten, Daten der QPSK-Modulationssektion rückzugewinnen und die wesentliche Synchronisation des Trägerrückgewinnungssystems bei Empfang mit Träger-Rauschabstand im unteren Zwischenbereich und im unteren Bereich aufrechtzuerhalten. Die Funktionen der Demodulatorschaltung 6C bestehen darin, Daten der 8PSK-Modulationssektion bei der Trägerrückgewinnung durch kontinuierlichen Empfang bei hohem Träger-Rauschabstand rückzugewinnen und Daten der QPSK-Modulationssektion und der BPSK- Modulationssektion durch Burst-Empfang rückzugewinnen unter Vernachlässigung der 8PSK-Modulationssektion bei Empfang mit einem Träger-Rauschabstand im unteren Zwischenbereich.
Die jeweilige Bestimmung des Empfangs mit einem Träger-Rauschabstand im hohen Bereich, im oberen Zwischenbereich, im unteren Zwischenbereich und im unteren Bereich kann durch eine Schaltung zur Berechnung des Träger-Rauschabstands (in der Datenverarbeitungsschaltung 16) vorgenommen werden. Insbesondere wird nach Bestimmung eines Träger-Rauschabstands im oberen oder unteren Zwischenbereich der Empfangsmodus der Demodulatorschaltung 6A auf die Demodulatorschaltung 6B geschalten, und eine Auswahl der Auswahleinrichtung 7 wird durch die Demodulatorschaltung 6B zu dem Datenrückgewinnungssystem geschalten. Dadurch leistet die Demodulatorschaltung 6B konstant Burst-Empfang unter Vernachlässigung der 8PSK-Modulationssektion und ungeachtet eines Empfangs mit Träger-Rauschabstand im unteren Zwischenbereich oder im unteren Bereich; daher wird die Bitfehlerrate der QPSK-Modulationssektion nicht durch das Phasenrauschen der Außeneinheit beeinflusst.
Da die Demodulatorschaltung 6A konstant Burst-Empfang durchführt, und zwar nur in der Burst-Symbolsektion und unabhängig vom Empfang mit einem Träger-Rauschabstand im unteren Zwischenbereich oder im unteren Bereich, bricht die Trägerrückgewinnung nicht zusammen, und die Rahmensynchronisation scheitert nicht. Dem gemäß eröffnet sich die Möglichkeit, das ernsthafte Problem zu vermeiden, wo der optimale Punkt für das Schalten des Träger-Rauschabstands im unteren Zwischenbereich zu wählen ist, weil die andere Demodulatorschaltung 6C optimalen Empfang leistet, und es besteht kaum eine Beeinträchtigung durch das Phasenrauschen. Darüber hinaus ist die Steuerung des Schaltens an sich nicht erforderlich, was der Operation Stabilität verleiht.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie oben beschrieben, ist der digitale Satellitenrundfunkempfänger der vorliegenden Erfindung in der Lage, mittels paralleler Anordnung der Demodulatorschaltungen das Problem im Bezug auf die schwer festzulegende Position des Schaltpunkts zu vermeiden, welche vom Phasenrauschen abhängt, und zwar bedingt durch Schaltung der Empfangsmodi für den Empfang mit hohem und mittlerem Träger-Rauschabstand, und es kann ein optimaler Empfang ermöglicht werden.

Claims

Digitaler Satellitenrundfunkempfänger zum Empfang digitaler Signale, wobei eine Mehrzahl von mehrphasigen PSK-Modulationswellen, welche unterschiedliche Phasenzahlen haben, zeitgemultiplext ist, wobei besagter digitaler Satellitenrundfunkempfänger Folgendes aufweist: erste Demodulationseinrichtung (6A) zur Demodulation der Gesamtheit der Mehrzahl von mehrphasigen PSK-Modulationswellen und zur Erzeugung erster Demodulationsdaten (DI, DQ, welche eine erste Trägerwiederherstellungsvorrichtung hat zur Wiederherstellung eines ersten Trägers auf der Basis eines Phasenfehlers in lediglich jenem Abschnitt der ersten Demodulationsdaten, welcher den PSK-Modulationswellen mit der niedrigsten Phasenzahl unter der Mehrzahl von mehrphasigen PSK-Modulationswellen entspricht, wobei die erste Demodulationseinrichtung (6A) geeignet ist zur Durchführung der Demodulation durch den wiederhergestellten ersten Träger; zweite Demodulationseinrichtung (6B) zur Demodulation der Gesamtheit der Mehrzahl von mehrphasigen PSK-Modulationswellen und zur Erzeugung zweiter Demodulationsdaten (D1, DQ), welche eine zweite Trägerwiederherstellungsvorrichtung hat zur Wiederherstellung eines zweiten Trägers auf der Basis eines Phasenfehlers in den zweiten Demodulationsdaten von PSK-Modulationswellen der gesamten Anzahl von Phasen der Mehrzahl von mehrphasigen PSK-Modulationswellen, wobei die zweite Demodulationseinrichtung (6B) geeignet ist zur Durchführung der Demodulation durch den wiederhergestellten zweiten Träger; Bestimmungseinrichtung (16A) zur Bestimmung, ob jeder von der ersten und zweiten Wiederherstellungsvorrichtung wiederhergestellte Träger verriegelt ist oder nicht, wobei die Bestimmungseinrichtung (16A) zur Ausgabe eines Verriegelungssignals geeignet ist zwecks Angabe, dass der wiederhergestellte Träger jeder Demodulationseinrichtung (6A, 6B) in einen Verriegelungsbereich eintritt, basierend auf den Demodulationsdaten aus der ersten und zweiten Demodulationseinrichtung (6A, 6B) und Modulationssystemidentifikationssignalen; und Auswahleinrichtung (7) welche, basierend auf Bestimmungsergebnissen der Bestimmungseinrichtung (16A), entweder von der ersten Demodulationseinrichtung (6A) ausgegebene Demodulationsdaten (ADI1, ADQ1) oder von der zweiten Demodulationseinrichtung (6B) ausgegebene Demodulationsdaten (ADI2, ADQ2) auswählt und ausgibt.
Digitaler Satellitenrundfunkempfänger nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinrichtung (16A) eine Einrichtung zur Bestimmung aufweist, dass die Verriegelung des von der ersten Trägerwiederherstellungsvorrichtung wiederhergestellten Trägers aufrechterhalten ist und sich der von der zweiten Trägerwiederherstellungsvorrichtung wiederhergestellte Träger in einem verriegelten Zustand befindet; und wobei die Auswahleinrichtung (7) eine auf die Bestimmungseinrichtung reagierende Einrichtung aufweist zur Auswahl der von der zweiten Demodulationseinrichtung ausgegebenen Demodulationsdaten des 8PSK-Modulationswellenabschnitts und zur Auswahl der von der ersten Demodulationseinrichtung ausgegebenen Demodulationsdaten des BPSK- oder QPSK-Modulationswellenabschnitts, um die Daten auszugeben.
Digitaler Satellitenrundfunkempfänger nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mehrzahl von mehrphasigen PSK-Modulationswellen die BPSK-, QPSK- und 8PSK-Modulationsabschnitte umfasst.
Digitaler Satellitenrundfunkempfänger nach Anspruch 3, wobei die erste Trägerwiederherstellungsvorrichtung in Betrieb ist zwecks Wiederherstellung des Trägers zur Demodulation von BPSK-, QPSK- und 8PSK-Modulationswellen auf der Basis des Phasenfehlers in Demodulationsdaten eines BPSK-Modulationsabschnitts, und die zweite Trägewiederherstellungsvorrichtung in Betrieb ist zwecks Wiederherstellung des Trägers zur Demodulation der BPSK-, QPSK- und 8PSK-Modulationswellen auf der Basis des Phasenfehlers in Demodulationsdaten der BPSK-, QPSK- und 8PSK-Modulationsabschnitte, und die Auswahleinrichtung (7) in Betrieb ist zwecks Auswahl der von der zweiten Demodulationseinrichtung (6B) ausgegebenen Demodulationsdaten des 8PSK-Modulationsabschnitts und zwecks Auswahl der von der ersten Demodulationseinrichtung (6A) ausgegebenen Demodulationsdaten der BPSK- und QPSK-Modulationsabschnitte, um die ausgewählten Daten auszugeben.
Digitaler Satellitenrundfunkempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welcher weiterhin eine Kopiereinrichtung aufweist, welche, wenn der durch die zweite Trägerwiederherstellungsvorrichtung wiederhergestellte Träger nicht verriegelt ist, die Ausgangsgröße aus einem Schleifenfilter (17A) in der ersten Trägerwiederherstellungsvorrichtung, wenn der von der ersten Trägerwiederherstellungsvorrichtung wiederhergestellte Träger in einem verriegelten Zustand ist, zu der Ausgangsgröße aus einem Schleifenfilter (17B) in der zweiten Trägerwiederherstellungsvorrichtung kopiert.