DE60033896T2

DE60033896T2 - Unterscheidung von Modulationsarten

Info

Publication number: DE60033896T2
Application number: DE60033896T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Minato-ku Ishii; Masahiro Minato-ku Kuroda; Yoshimitsu Minato-ku Iki
Original assignee: Anritsu Corp; NEC Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2020-09-12
Also published as: EP1083716B1; EP1083716A3; US6934342B1; JP3576880B2; EP1083716A2; NO20004533L; NO20004533D0; JP2001086171A; DE60033896D1; CA2317968A1; CA2317968C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Identifizieren einer Modulationsart und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Identifizieren einer Modulationsart eines Empfangssignals mit unbekannten Kommunikationselementen und ein magnetisches Speichermedium, in dem ein Programm zum Betreiben der Vorrichtung und zum Implementieren des Verfahrens gespeichert ist.
Eine derartige herkömmliche Vorrichtung zum Identifizieren einer Modulationsart eines Empfangssignals ist beispielsweise eine im US-Patent Nr. 5600673 beschriebene Empfangssignalidentifizierungsschaltung. Diese Empfangssignalidentifizierungsschaltung wird in einem Funkkommunikationssystem verwendet, in dem für eine Kommunikation zwischen isolierten Inseln und für eine Dringlichkeitskommunikation in einem Notfall das gleiche Frequenzband verwendet wird, und wird dazu verwendet, ein Dringlichkeitskommunikationssignal exakt und mit einer hohen Geschwindigkeit zu identifizieren.
Die vorstehend erwähnte Empfangssignalidentifizierungsschaltung wird nachstehend unter Bezug auf 1 erläutert. Die in 1 dargestellte Empfangssignalidentifizierungsschaltung weist eine Taktextraktionsschaltung 111 zum Extrahieren eines Datentaktes von demodulierten Empfangsdaten auf. Eine Phasendifferenzmessschaltung 112 misst eine Phasendifferenz zwischen dem durch die Taktextraktionsschaltung 111 extrahierten Datentakt und den demodulierten Empfangsdaten. Eine Abweichungsberechnungsschaltung 113 berechnet eine Abweichung zwischen der durch die Phasendifferenzmessschaltung 112 gemessenen Phasendifferenz und einem auf der Basis der Modulationsart vorgegebenen Abweichungs-Referenzwert. Eine Quadrierungsschaltung 114 quadriert die durch die Abweichungsberechnungsschaltung 113 berechnete Abweichung. Eine Mittelwertberechnungsschaltung 115 berechnet einen Mittelwert mehrerer quadrierter Werte, die durch die Quadrierungsschaltung 114 aufeinanderfolgend berechnet werden. Eine Vergleichsschaltung 116 führt eine Vergleichsoperation aus, um zu entscheiden, ob der durch die Mittelwertberechnungsschaltung 115 berechnete Mittelwert oder der vorgegebene Referenzwert der größere Wert ist, und gibt auf der Basis des Vergleichsergebnisses ein Entscheidungssignal aus.
Nachstehend wird eine Verarbeitung der Empfangssignalidentifizierungsschaltung erläutert. Es ist Aufgabe der Empfangssignalidentifizierungsschaltung, zu entscheiden, ob Empfangsdaten einer gewünschten Modulationsart zugeführt werden oder nicht. Einem Eingangsabschnitt für Empfangsdaten wird ein Demodulator für die das Identifizierungsobjekt darstellende Modulationsart vorgeschaltet, und die Empfangssignalidentifizierungsschaltung führt die Identifizierungsverarbeitung basierend auf einer in einem 1-Bit-Datenintervall der demodulierten Empfangsdaten enthaltenen Taktzahl für die Phasendifferenzmessung aus. Hierfür wird ein Merkmal verwendet, gemäß dem, wenn die Empfangsdaten der gewünschten Modulationsart entsprechen, eine Taktzahl konstant wird, und wenn die Empfangsdaten einer anderen Modulationsart entsprechen, die Taktzahl einen instabilen Wert annimmt.
Daher ist es unter Verwendung dieser Empfangssignalidentifizierungsschaltung, wenn Empfangsdaten empfangen werden, die nicht der gewünschten Modulationsart entsprechen, unmöglich, diese Modulationsart zu spezifizieren. Außerdem müssen bei der Identifizierungsverarbeitung, weil vorausgesetzt wird, dass die Identifizierungsverarbeitung unter Verwendung der demodulierten Empfangsdaten ausgeführt wird, die für die Demodulation des Empfangssignals erforderlichen Kommunikationselemente im Voraus bekannt sein.
D.h., zunächst wird das Empfangssignal durch einen Demodulator demoduliert, in dem die für die Demodulation erforderlichen Kommunikationselemente gesetzt worden sind. Daraufhin werden die demodulierten Empfangsdaten der in 1 dargestellten Schaltung zugeführt, und der Datentakt wird durch die Taktextraktionsschaltung 111 extrahiert. Dann werden die Empfangsdaten und der extrahierte Datentakt der Phasendifferenzmessschaltung 112 zugeführt. Die Phasendifferenzmessschaltung 112 weist einen Phasendifferenzmesstakt mit einer darin fest vorgegebenen Frequenz auf. Die Phasendifferenzmessschaltung 112 berechnet eine Taktzahl für die Phasendifferenzmessung von einem Änderungspunkt der Empfangsdaten bis zu einer vorderen Flanke des nächsten Datentaktes.
Die 2A bis 2C zeigen Wellenformdiagramme für einen Fall, in dem Empfangsdaten der gewünschten Modulationsart zugeführt werden. Die 3A bis 3C zeigen Wellenformdiagramme für einen Fall, in dem von der gewünschten Modulationsart verschiedene Empfangsdaten zugeführt werden. Die 2A und 3A zeigen die Wellenformen der demodulierten Empfangsdaten, und die 2B, 3B zeigen die Wellenformen des Datentaktes. Die 2C, 3C zeigen Wellenformen des gemessenen Datentaktes des Phasendifferenzmesstaktes.
Wie in den 2A bis 2C ersichtlich ist, nimmt, wenn die Empfangsdaten der gewünschten Modulationsart als Empfangssignal zugeführt werden, die gemessene Taktzahl einen konstanten Wert an. Wie in den 3A bis 3C dargestellt ist, wird jedoch, wenn nicht durch die gewünschte Modulationsart modulierte Empfangsdaten zugeführt werden, der Änderungspunkt der Empfangsdaten zufällig, und auch die gemessene Anzahl der Phasendifferenzmesstakte wird zufällig. Anhand der vorstehend erwähnten Ergebnisse kann bestimmt werden, ob die Empfangsdaten der gewünschten Modulationsart entsprechen oder nicht.
Die Abweichungsberechnungsschaltung 113, die Quadrierungsschaltung 114 und die Mittelwertberechnungsschaltung 115 sind Rechenschaltungen, die zum Erhöhen der Genauigkeit der Identifizierungsverarbeitung verwendet werden, indem das vorstehend erwähnte Merkmal verwendet wird. Die Vergleichsschaltung 116 bestimmt basierend auf dem zugeführten Rechenergebnis, ob das Empfangssignal der gewünschten Modulationsart entspricht oder nicht.
Wie vorstehend erwähnt wurde, ist es Ziel des Stands der Technik, zu entscheiden, ob Empfangsdaten einer gewünschten Modulationsart empfangen werden oder nicht. Für diese Entscheidungsverarbeitung werden die demodulierten Empfangsdaten verwendet, und um diese demodulierten Empfangsdaten zu erhalten, müssen die für die Demodulation erforderlichen Kommunikationselemente und der entsprechende Demodulator im Voraus bereitgestellt werden.
Als Schaltung zum Entscheiden, ob das Empfangssignal der gewünschten Modulationsart entspricht oder nicht, ist eine im vorstehend erwähnten US-Patent Nr. 5600673 beschriebene Entscheidungsschaltung bekannt. Diese Entscheidungsschaltung ist in 4 dargestellt. In 4 extrahiert die Entscheidungsschaltung die Taktdaten von den demodulierten Empfangsdaten durch eine PLL-(Phasenregelschleife)Schaltung 119, und die Empfangsdaten werden in einer Decodierschaltung 117 durch den extrahierten Datentakt decodiert. Daraufhin wird durch eine Synchroncodeerfassungsschaltung 118 ein Synchroncode vom extrahierten Datentakt und den decodierten Daten erfasst. Unter Verwendung des erfassten Synchroncodes wird entschieden, ob die Empfangsdaten der gewünschten Modulationsart entsprechen oder nicht.
D.h., in dieser Entscheidungsschaltung wird die Entscheidungsverarbeitung unter Betrachtung des Synchroncodes nach der Decodierung ausgeführt. Außerdem wird in der Entscheidungsverarbeitung lediglich entschieden, ob die gewünschte Modulationsart vorliegt oder nicht. Außerdem müssen bei der Entscheidungsverarbeitung die Kommunikationselemente (einschließlich des Synchroncodes) zum Bestimmen des Synchroncodes im Voraus bekannt sein und ist der Demodulator für die Demodulation erforderlich.
Wie anhand der vorstehenden Erläuterung deutlich wird, treten im herkömmlichen Modulationsartidentifizierungsverfahren die nachstehenden Probleme auf.
Ein erstes Problem ergibt sich aus der Tatsache, dass beim vorstehend erwähnten herkömmlichen Entscheidungs- oder Identifizierungsverfahren lediglich entschieden werden kann, ob die Empfangsdaten einer gewünschten Modulationsart entsprechen oder nicht. D.h., dass Empfangsdaten einer anderen Modulationsart kein Identifizierungsobjekt für die Modulationsartidentifizierung sind. Daher wird, wenn mehrere Modulationsarten als Identifizierungsobjekt betrachtet werden sollen, eine Vorrichtung großformatig, so dass auch ein Problem hinsichtlich der Flexibilität der Vorrichtung auftritt.
Ein zweites Problem ergibt sich aus der Tatsache, dass die Kommunikationselemente bei der herkömmlichen Entscheidungsschaltung für die Entscheidungsverarbeitung im Voraus bekannt sein müssen. Dies ist der Fall, weil die in der Entscheidungsverarbeitung verwendeten Daten die Empfangsdaten nach der Demodulation und der Synchroncode nach der Decodierung sind. Um diese Daten und den Code zu erhalten, müssen die Kommunikationselemente der das Identifizierungsobjekt darstellenden Modulationsart und der Demodulator, in dem die Kommunikationsele mente gesetzt werden, im Voraus bereitgestellt werden. Wenn sie nicht im Voraus bekannt sind, werden in der Entscheidungsverarbeitung keine exakten Daten verwendet, so dass es schwierig ist, die Entscheidungsverarbeitung auszuführen.
Ein drittes Problem ergibt sich aus der Tatsache, dass, wenn die Kommunikationselemente des das Identifizierungsobjekt darstellenden Signals sich ändern, es unmöglich ist, diese Änderung zu handhaben. Dies ist der Fall, weil in der herkömmlichen Entscheidungsschaltung vorausgesetzt wird, dass eine Modulationsart basierend auf den Empfangsdaten identifiziert wird, nachdem die Empfangsdaten unter Verwendung der bekannten Kommunikationselemente demoduliert worden sind. Dies ist auch der Fall, weil keine Kommunikationswellenelementextraktionsschaltung, die dazu geeignet ist, eine Änderung der Kommunikationselemente zu handhaben, und keine Einrichtung zum Analysieren der Änderung vorgesehen sind.
Ein viertes Problem ergibt sich aus der Tatsache, dass in der herkömmlichen Entscheidungsschaltung eine lange Zeitdauer für die Decodierung und die Erfassung des Synchroncodes erforderlich ist, so dass es unmöglich ist, die Entscheidungsverarbeitung mit einer hohen Geschwindigkeit auszuführen. Dies ist der Fall, weil im Beispiel von 4 trotz der Tatsache, dass die synchronen Daten, d.h. normalerweise Präambeldaten und ähnliche, am Anfang der Empfangsdaten angeordnet sind, diese Daten eine Verarbeitung zum Erfassen des nachfolgend angeordneten Synchroncodes durchlaufen müssen.
Ein fünftes Problem ergibt sich aus der Tatsache, dass, wenn mehrere Typen herkömmlicher Entscheidungsschaltungen kombiniert und mehrere Modulationsarten als Identifizierungsobjekt gesetzt werden, eine Schaltung großformatig und komplex wird, so dass der erforderliche Rechenaufwand wesentlich zunimmt. Dies ist der Fall, weil, um zu erreichen, dass mehrere Modulationsarten als Identifizierungsobjekt gesetzt werden können, eine Konfiguration verwendet werden muss, in der mehrere beispielsweise in 1 dargestellte Anordnungen parallel angeordnet sind.
In "A MICROCOMPUTER-BASED GENERAL ARCHITECTURE FOR RADIO-COMMUNICATION SIGNAL CLASSIFICATION AND DIGITAL DEMODULATION SIGNAL PROCESSING THEORIES AND APPLICATIONS", Portillo-Garcia et al., Barcelona, 18.–21. Sept. 1990, PROCEEDINGS OF THE EUROPEAN SIGNAL PROCESSING CONFERENCE, Amsterdam, Elsevier, NL, Bd. 3, CONF. 5, 18. September 1990 (1990-09-18), Seiten 1919–1922, XP000365934, ist eine automatische Modulationsartidentifizierungsvorrichtung gemäß der Präambel von Patentanspruch 1 dargestellt.
Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Modulationsartidentifizierungsvorrichtung und ein Modulationsartidentifizierungsverfahren zum automatischen Analysieren einer Modulationsart eines Empfangssignals mit unbekannten Kommunikationswellenelementen bereitzustellen.
Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Modulationsartidentifizierungsvorrichtung und ein Modulationsartidentifizierungsverfahren bereitzustellen, in denen bei der Modulationsartidentifizierung des Empfangssignals Kommunikationselemente zum Ausführen einer Identifizierungsverarbeitung zum Identifizieren der Modulationsart und Hardware, z.B. ein Demodulator, nicht im Voraus bereitgestellt werden müssen.
Es ist eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Genauigkeit für die Identifizierung einer Modulationsart und die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung durch die Verwendung mehrerer Parameter (vom Empfangssignal extrahierte Merkmale oder Charakteristiken, die für die Modulationsartidentifizierung verwendet werden) für eine Modulationsartidentifizierung zu erhöhen und eine Gewichtungsverarbeitung bezüglich den Parametern für die Identifizierungsverarbeitung auszuführen.
Es ist eine vierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optimale Verarbeitungstechnik bereitzustellen, die das Empfangssignal, das als Ergebnis der Modulationsartidentifizierungsverarbeitung als unbekannt (unklar) identifiziert wurde, unter Verwendung von Information, die durch die Identifizierungsverarbeitung bis zu diesem Zeitpunkt erhalten wurde, und eines Backtracking- oder Rücksprungverfahrens auf eine andere Identifizierungsverarbeitung schaltet, indem das Modulationsartidentifizierungsergebnis in einer Speicherschaltung gespeichert und die Information mit gespeicherter Information verglichen wird, wenn das gleiche unbekannte Empfangssignal erneut zugeführt wird.
Es ist eine fünfte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anzahl der handhabbaren Signalarten zu erhöhen, indem in der vorstehend erwähnten Speicherschaltung eine Datenbank zum Speichern von Information eingerichtet wird.
Es ist eine sechste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, durch die außer der Modulationsartidentifizierungsverarbeitung eine Demodulationsverarbeitung für das Empfangssignal ausgeführt wird, indem die in einer Modulationsartidentifizierungsverarbeitung für das Empfangssignal erhaltenen Kommunikationselemente gespeichert und verwendet werden.
Es ist eine siebente Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Modulationsartidentifizierungsvorrichtung und ein Modulationsartidentifizierungsverfahren bereitzustellen, durch die in der Modulationsartidentifizierungsverarbeitung die Identifizierungsverarbeitung ausgeführt werden kann, ohne dass auf eine Erfassung der Modulationsdaten und eine Erfassung des Synchroncodes gewartet werden muss.
Es ist eine achte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Konfiguration zum Verbessern der Zuverlässigkeit der Modulationsartidentifizierungsvorrichtung bereitzustellen. Mit dieser Konfiguration werden eine Hardwarekonfiguration, die dazu geeignet ist, die Identifizierungsverarbeitung für mehrere Modulationsarten mit einer hohen Genauigkeit auszuführen, und eine Verarbeitungstechnik durch eine Digitalsignalverarbeitung bereitgestellt.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Indem besonderes Augenmerk auf die Tatsache gerichtet wird, dass das Empfangssignal ein Merkmal aufweist, das einer ihm entsprechenden Kommunikationsmodulationsart zugeordnet ist, ist die erfindungsgemäße automatische Modulationsartidentifizierungsvorrichtung dazu geeignet, die Modulationsart durch Extrahieren/Analysieren dieses Merkmals zu identifizieren.
D.h., die automatische Modulationsartidentifizierungsvorrichtung weist eine Schaltung zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart auf, die entscheidet, ob das Empfangssignal ein Signal einer analogen Modulationsart, einer linearen digitalen Modulationsart oder einer nichtlinearen digitalen Modulationsart ist (1 in 5).
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer herkömmlichen Empfangssignalmodulationsartidentifizierungsschaltung;
2A bis 2C zeigen Wellenformansichten zum Erläutern einer Funktionsweise der Empfangssignalmodulationsartidentifizierungsschaltung von 1 für einen Fall, in dem ein Empfangssignal einer gewünschten Modulationsart empfangen wird;
3A bis 3C zeigen Wellenformansichten zum Erläutern einer Funktionsweise der Empfangssignalmodulationsartidentifizierungsschaltung von 1 für einen Fall, in dem ein Emp fangssignal einer von der gewünschten Modulationsart verschiedenen Modulationsart empfangen wird;
4 zeigt ein Blockdiagramm einer Konfiguration eines anderen Beispiels der herkömmlichen Empfangssignalmodulationsartidentifizierungsschaltung;
5 zeigt ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung;
6 zeigt eine Wellenformansicht zum Erläutern einer Situation, bei der ein Einfluss durch Signalschwund in der in 5 dargestellten automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung berücksichtigt wird;
7 zeigt eine Ansicht zum Darstellen eines Algorithmus zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart in der in 5 dargestellten automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung;
8A bis 8C zeigen Ansichten zum Erläutern von Algorithmen zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart durch Spektrumformen in der in 5 dargestellten automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung;
9 zeigt eine Ansicht zum Darstellen eines Algorithmus zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart in der in 5 dargestellten automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung;
10A bis 10E zeigen Signalsymbole einer linearen Modulationsart unter den Empfangssignalen, die der in 5 dargestellten automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung zugeführt werden;
11A und 11B zeigen Wahrscheinlichkeitsverteilungen für erzeugte Signale bezüglich Symbolvektorradien für ein 16-QAM-Signal und ein 64-QAM-Signal unter den Empfangssignalen, die der in 5 dargestellten automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung zugeführt werden;
12A und 12B zeigen Symbolkonvergenzpositionen für jeweils eine Symbolzeit eines π/4-Shift- oder Offset-QPSK-Signals und eines 8-PSK-Signals unter Empfangssignalen, die der in 5 dargestellten automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung zugeführt werden;
13A und 13B zeigen Amplitudenverteilungen für jeweils eine Symbolzeit des π/4-Offset-QPSK-Signals und des 8-PSK-Signals unter Empfangssignalen, die der in 5 dargestellten automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung zugeführt werden;
14A und 14B zeigen Ansichten zum Darstellen von Beispielen. von FM-Erfassungsausgangssignalen bezüglich eines Signals einer nichtlinearen Modulationsart unter den Empfangssignalen, die der in 5 dargestellten automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung zugeführt werden;
15 zeigt ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung;
16 zeigt ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung;
17 zeigt ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung;
18 zeigt ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung;
19 zeigt ein Blockdiagramm einer Konfiguration eines automatischen Modulationsartidentifizierungssystems, in dem eine erfindungsgemäße automatische Modulationsartidentifizierungsvorrichtung verwendet wird;
20 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Erläutern des Arbeitsablaufs einer erfindungsgemäßen automatischen Modulationsartidentifizierungsverarbeitung;
21 zeigt ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer sechsten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung;
22 zeigt ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer siebenten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung;
23 zeigt eine Ansicht zum Darstellen von Amplitudenverteilungen des Symbolvektorradius des Empfangssignal vor einer Neuabtastung (Resampling) zum Erläutern von Verarbeitungen einer Modulationsartidentifizierungsschaltung in einer in 22 dargestellten Schaltung zum Identifizieren einer linearen Modulationsart;
24 zeigt eine Ansicht zum Darstellen von Amplitudenverteilungen des Symbolvektorradius des Empfangssignal vor einer Neuabtastung (Resampling) zum Erläutern von Verarbeitungen einer Modulationsartidentifizierungsschaltung in der in 22 dargestellten Schaltung zum Identifizieren einer linearen Modulationsart;
25 zeigt ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer achten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung; und
26 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer automatischen Modulationsartidentifizierungsverarbeitung gemäß der Ausführungsform von 25.
Nachstehend wird unter Bezug auf 5 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung beschrieben. Die automatische Modulationsartidentifizierungsvorrichtung weist auf: eine Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart, eine Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart, eine Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart und eine Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart.
Die Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart ist eine Schaltung, die, wenn ein Empfangssignal mit unbekannten Kommunikationselementen zugeführt wird, entscheidet, ob das Empfangssignal ein Signal einer analogen oder einer digitalen Modulationsart ist. Das als Entscheidungsergebnis in der Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart als Signal einer analogen Modulationsart identifizierte Empfangssignal wird der Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart zugeführt. Die Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart ist eine Schaltung zum Entscheiden, ob das zugeführte Signal ein AM-(Amplitudenmodulation)Signal oder ein FM-(Frequenzmodulation)Signal ist.
Das in der Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart als Signal der linearen digitalen Modulationsart identifizierte Empfangssignal wird der Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart zugeführt. Die Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart entscheidet, ob das zugeführte Empfangssignal ein BPSK-(binäre Phasenumtastung)Signal, ein QPSK-(Quadratur-Phasenumtastung)Signal, ein π/4-Offset-QPSK-Signal, ein 8-PSK-Signal, ein M-äres PKS-(M-äre Phasenumtastung)Mehrpegelsignal mit mehr als 8 Pegeln (wobei M eine positive ganze Zahl ist, ein 16 QAM-(Quadratur-Amplitudenmodulation)Signal oder ein M-äres QAM-(M-äre Quadratur-Amplitudenmodulation)Mehrpegelsignal mit mehr als 16 Pegeln ist.
Andererseits wird das in der Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart als Signal der nichtlinearen digitalen Modulationsart identifizierte Empfangssignal der Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtli nearen Modulationsart zugeführt. Die Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart entscheidet, ob das zugeführte Empfangssignal ein M-äres FSK-(M-äre Frequenzumtastung)Mehrpegelsignal mit mehr als 2 Pegeln, ein 2-FSK-(Frequenzumtastung)Signal, ein MSK-(Minimum Shift Keying)Signal oder ein GMSK-(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying)Signal ist.
Die Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart weist eine Hüllkurvenerfassungsschaltung (erster Hüllkurvenerfassungsabschnitt) 11 und eine Hüllkurvenschwankungsbestimmungsschaltung (erster Hüllkurvenschwankungsbestimmungsabschnitt) 12 auf. Die Hüllkurvenerfassungsschaltung 11 ist eine Schaltung zum Extrahieren einer Hüllkurve vom Empfangssignal. Die Hüllkurvenschwankungsbestimmungsschaltung 12 ist eine Schaltung, die nachdem die extrahierte Hüllkurve für eine vorgegebene Zeitdauer integriert wurde, einen Mittelwert davon berechnet und ein Hüllkurvenschwankungsmerkmal extrahiert.
Die Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart weist ferner eine Symboltaktextraktionsschaltung (erster Symboltaktextraktionsabschnitt) 14, eine Symboltaktbestimmungsschaltung 15 und eine Spektrumanalyseschaltung (erster Spektrumanalyseabschnitt) 16 auf. Die Symboltaktextraktionsschaltung 14 extrahiert einen Symboltakt vom Empfangssignal. Die Symboltaktbestimmungsschaltung 15 bestimmt das Vorhandensein/Nichtvorhandensein des Symboltaktes von einem Ausgangssignal der Symboltaktextraktionsschaltung 14. Die Spektrumanalyseschaltung 16 extrahiert ein Spektrum des Empfangssignals und analysiert ein Merkmal davon (z.B. eine Spektrumform).
Die Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart weist ferner eine Modulationsartidentifizierungsschaltung (erster Modulationsartidentifizierungsab schnitt) 13 auf. Anhand des durch die Hüllkurvenschwankungsbestimmungsschaltung 12 und die Symboltaktbestimmungsschaltung 15 erhaltenen Merkmalextraktionsergebnisses des Empfangssignals und eines durch die Spektrumanalyseschaltung 16 erhaltenen Analyseergebnisses des Empfangssignals entscheidet die Modulationsartidentifizierungsschaltung 13, ob das Empfangssignal ein Signal der analogen Modulationsart, der linearen digitalen Modulationsart oder der nichtlinearen digitalen Modulationsart ist, und ordnet das Entscheidungsergebnis ein.
Die Symboltaktextraktionsschaltung 14 hat eine Funktion zum Extrahieren des Symboltaktes der linearen digitalen Modulationsart und eine Funktion zum Extrahieren des Symboltaktes der nichtlinearen digitalen Modulationsart.
Das durch die Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart als Signal der analogen Modulationsart identifizierte Empfangssignal wird der Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart zugeführt. Die Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart weist eine Trägerwellenextraktionsschaltung 21, eine Seitenbandspektrumerfassungsschaltung 22 und eine Signalbanderfassungsschaltung 23 auf. Die Trägerwellenextraktionsschaltung 21 extrahiert eine Trägerwelle des zugeführten Empfangssignals. Die Seitenbandspektrumerfassungsschaltung 22 erfasst eine Symmetrieeigenschaft eines Seitenbandspektrums des Spektrum des zugeführten Empfangssignals. Die Signalbanderfassungsschaltung 23 erfasst ein Signalband des zugeführten Empfangssignals und analysiert eine Spektrumform des Empfangssignals.
Die Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart weist ferner eine Hüllkurvenerfassungsschaltung (zweiter Hüllkurvenerfassungsabschnitt) 26 auf, die bestimmt, ob eine Hüllkurve des zugeführten Empfangssignals eine konstante Hüllkurve ist, und eine Hüllkurvenschwankungsbestimmungsschaltung (zweiter Hüllkurvenschwankungsbestimmungsab schnitt) 27. Die Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart weist ferner eine Modulationsartidentifizierungsschaltung (zweiter Modulationsartidentifizierungsabschnitt) 24 auf. Anhand eines von der Trägerwellenextraktionsschaltung 21, der Seitenbandspektrumerfassungsschaltung 22 und der Signalbanderfassungsschaltung 23 erhaltenen Merkmalextraktions- und eines Analyseergebnisses des Empfangssignals entscheidet die Modulationsartidentifizierungsschaltung 24, ob das Empfangssignal ein AM-Modulationssignal, ein FM-Modulationssignal oder ein unbekanntes (unklares) Signal ist, das als keines dieser Signale identifiziert werden kann.
Die Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart weist ferner eine Backtracking- oder Rücksprungschaltung (erster Rücksprungabschnitt) 25 auf. Die Rücksprungschaltung 25 ist eine Schaltung zum Speichern eines Verzweigungspunktes (Verzweigung) der Identifizierungsverarbeitungen, die in jedem der vorstehend erwähnten Abschnitte ausgeführt wird, wenn das unbekannte Signal zugeführt wird, und zum Schalten des unbekannten Signals derart, dass durch Rücksprung zu diesem Verzweigungspunkt eine andere Modulationsartidentifizierungsverarbeitung ausgeführt wird.
Wenn das unbekannte Signal am Verzweigungspunkt der Identifizierungsverarbeitung erneut zugeführt wird, berechnet die Rücksprungschaltung 25, wenn mehrere Kandidaten vorhanden sind, einen Kandidaten mit der höchsten Wahrscheinlichkeit basierend auf einem Ergebnis, das durch die Modulationsartidentifizierungsverarbeitung bis zu diesem Zeitpunkt erhalten wurde, und schaltet entsprechend die Verarbeitungsschaltung (Verzweigung) für das unbekannte Signal.
Das in der Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart identifizierte Empfangssignal der linearen digitalen Modulationsart wird der Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart zugeführt. Die Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart weist eine Symboltaktextraktionsschaltung (zweiter Symboltaktextraktionsabschnitt) 31, eine Neuabtastungsschaltung (erster Neuabtastungsabschnitt) 32, eine Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung (erster Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitt) 33 und eine Modulationsartidentifizierungsschaltung (dritter Modulationsartidentifizierungsabschnitt) 34 auf. Die Symboltaktextraktionsschaltung 31 regeneriert und extrahiert den Symboltakt vom zugeführten Empfangssignal. Die Neuabtastungsschaltung 32 tastet das Empfangssignal auf der Basis des extrahierten Symboltaktes erneut ab und extrahiert ein überlagertes Informationssignalsymbol. Die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 33 berechnet einen Symbolvektorradius und extrahiert seine Amplitudenverteilung. Die Modulationsartidentifizierungsschaltung 34 entscheidet, ob das Signal ein 16-QAM-Signal oder ein M-äres QAM-Mehrpegelsignal mit mehr als 16 Pegeln ist, basierend auf einem von den vorstehend erwähnten Signalen verschiedenen Signal auf der Basis des von der Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 33 ausgegebenen Ergebnisses und ordnet das Entscheidungsergebnis ein.
Die Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart weist ferner eine Synchronisationsverarbeitungsschaltung 35 für eine vorausgesetzte Trägerwelle, eine Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung (zweiter Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitt) 36, eine Modulationsartidentifizierungsschaltung (vierter Modulationsartidentifizierungsabschnitt) 37 und eine Rücksprungschaltung (zweiter Rücksprungabschnitt) 38 auf. Ein als von einem 16-QAM-Signal und einem M-ären QAM-Signal verschiedenes Signal identifiziertes Signal wird der Synchronisationsverarbeitungsschaltung 35 für eine vorausgesetzte Trägerwelle zugeführt. Die Synchronisationsverarbeitungsschaltung 35 für eine vorausgesetzte Trägerwelle führt eine Trägerwellensynchronisationsverarbeitung aus, in der die Modulationsart des zugeführten Signals vorausgesetzt wird. Die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 36 extrahiert Amplitudenverteilungen ungeradzahliger Signalsymbole und geradzahliger Signalsymbole. Anhand der Konvergenzpositionen der Signalsymbole nach der Synchronisationsverarbeitung für die vorausgesetzte Trägerwelle, der Anzahl der Konvergenzpunkte und einer Amplitudenverteilung für jedes Symbol entscheidet die Modulationsartidentifizierungsschaltung 37, ob das Signal ein BPSK-, ein QPSK-, ein π/4-Offset-QPSK-, ein 8-PSK-, ein M-äres PSK-Mehrpegelsignal mit mehr als 8 Pegeln oder ein davon verschiedenes unbekanntes Signal ist. Die Rücksprungschaltung 38 speichert einen Verzweigungspunkt (Verzweigung) der Identifizierungsverarbeitungen in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 37, und schaltet, wenn ein unbekanntes Signal zugeführt wird, das Signal derart, dass durch Rücksprung zu diesem Verzweigungspunkt eine andere Modulationsartidentifizierungsverarbeitung ausgeführt wird.
Ein als Signal der nichtlinearen digitalen Modulationsart identifiziertes Signal wird von der Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart der Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart zugeführt. Die Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart weist eine FM-Erfassungsschaltung 41, eine Symboltaktextraktionsschaltung (dritter Symboltaktextraktionsabschnitt) 45, eine Neuabtastungsschaltung (zweiter Neuabtastungsabschnitt) 42, eine Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung (vierter Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitt) 43 und eine Modulationsartidentifizierungsschaltung (fünfter Modulationsartidentifizierungsabschnitt) 44 auf. Die FM-Erfassungsschaltung 41 führt eine FM-Erfassungsverarbeitung für das zugeführte Signal aus. Die Symboltaktextraktionsschaltung 45 regeneriert und extrahiert den Symboltakt von einem Ausgangssignal der FM-Erfassungsschaltung 41. Die Neuabtas tungsschaltung 42 führt eine Neuabtastungsverarbeitung bezüglich des zugeführten Signals auf der Basis des extrahierten Symboltaktes aus. Die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 43 extrahiert eine Amplitudenverteilung für eine Pegelzahlbestimmung der nichtlinearen Modulationsart basierend auf dem neuabgetasteten Signal. Die Modulationsartidentifizierungsschaltung 44 führt eine Pegelzahlbestimmung auf der Basis des von der Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 43 extrahierten Ergebnisses aus und bestimmt das M-äre FSK-Signal (wobei M ≥ 3 ist) von einem davon verschiedenen Signal und ordnet das Ergebnis ein.
Die Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart weist ferner eine Modulationsindexerfassungsschaltung 46 und eine Modulationsartidentifizierungsschaltung (sechster Modulationsartidentifizierungsabschnitt) 47 auf. Für ein Signal, das als ein von einem M-ären FSK-Signal verschiedenes Signal identifiziert wird, erfasst die Modulationsindexerfassungsschaltung 46 einen Modulationsindex des zugeführten Signals auf der Basis des durch die Symboltaktextraktionsschaltung 45 extrahierten Symboltaktes. Die Modulationsartidentifizierungsschaltung 47 unterscheidet zwischen dem 2-FSK-Signal und einem davon verschiedenen Signal basierend auf dem erfassten Modulationsindex und ordnet das Ergebnis ein.
Die Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart weist ferner eine Intersymbolinterferenzanalyseschaltung 48, eine Spektrumanalyseschaltung (zweiter Spektrumanalyseabschnitt) 49, eine Modulationsartidentifizierungsschaltung (siebenter Modulationsartidentifizierungsabschnitt) 50 und eine Rücksprungschaltung (dritter Rücksprungabschnitt) 51 auf. Die Intersymbolinterferenzanalyseschaltung 48 analysiert eine Intersymbolinterferenz in der Zeitachse eines als Signal einer von der M-ären FSK-Modulationsart verschiedenen Modulationsart identifizierten Signals. Die Spektrumanalyse schaltung 49 führt eine Spektrumanalyse für das vorstehend erwähnte Signal aus und analysiert die Intersymbolinterferenz in der Frequenzachse. Auf der Basis eines von der Intersymbolinterferenzanalyseschaltung 48 und der Spektrumanalyseschaltung 49 erhaltenen Merkmalextraktions- und eines Analyseergebnisses unterscheidet die Modulationsartidentifizierungsschaltung 50 das MSK-Signal und das GMSK-Signal von einem unbekannten (unklaren) Signal, das als keines der vorstehend erwähnten Signale identifizierbar ist, und ordnet das Ergebnis ein. Die Rücksprungschaltung 51 speichert einen Verzweigungspunkt (Verzweigung) der Identifizierungsverarbeitungen in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 50 und schaltet, wenn ein unbekanntes Signal zugeführt wird, das unbekannte Signal derart, dass durch Rücksprung zu diesem Verzweigungspunkt eine andere Modulationsartidentifizierungsverarbeitung ausgeführt wird.
Wie vorstehend erwähnt wurde, berechnet die Rücksprungschaltung 51, wenn das unbekannte Signal zu dem Verzweigungspunkt der Identifizierungsverarbeitung zurückgeführt wird, wenn mehrere Kandidaten vorliegen, einen Kandidaten mit der höchsten Wahrscheinlichkeit basierend auf dem bis zu diesem Zeitpunkt durch die Modulationsartidentifizierungsverarbeitung erhaltenen Ergebnis und schaltet die Verarbeitungsschaltung (Verzweigung) für das unbekannte Signal.
Nachstehend wird eine Verarbeitung der vorliegenden Ausführungsform der Modulationsartidentifizierungsvorrichtung unter Bezug auf die 5 bis 7, 8A bis 8C, 10, 11A, 11B, 12A, 12B, 13A, 13B und 14A, 14B ausführlich erläutert. Das Empfangssignal wird der Hüllkurvenerfassungsschaltung 11 zugeführt, und in der Hüllkurvenerfassungsschaltung 11 wird eine Hüllkurve (Amplitudenpegel) Xj des Empfangssignals berechnet. Unter der Voraussetzung, dass der gleichphasige Kanal durch I und der orthogonale Kanal durch Q bezeichnet wird, wird dieser Rechenvorgang durch die nachstehende Gleichung (1) dargestellt: Xj = (I2 + Q2)1/2 (1)wobei j eine Zeitvariable und Xj die Hüllkurve des Empfangssignals innerhalb einer vorgegebenen Zeit j bezeichnen.
Die Hüllkurvenschwankungsbestimmungsschaltung 12 beobachtet die Hüllkurve Xj für eine vorgegebene Zeit und bestimmt einen Mittelwert μ und eine Standardabweichung σ der Hüllkurve. Dies wird durch die nachstehenden Gleichungen (2) und (3) dargestellt.
Ein Hüllkurvenschwankungsmerkmal des Empfangsignals kann durch σ/μ extrahiert werden, wobei dieser Wert ein Verhältnis zwischen dem Mittelwert μ und der Standardabweichung σ darstellt. Wenn das Empfangssignal ein Signal der linearen Modulationsart ist, ist das Verhältnis σ/μ ungleich 0, woraus folgt, dass eine Hüllkurvenschwankung vorhanden ist. Wenn das Empfangssignal dagegen ein Signal der nichtlinearen Modulationsart ist, nimmt das Verhältnis σ/μ etwa den Wert 0 an, woraus folgt, dass keine Hüllkurvenschwankung vorhanden ist.
Hierbei besteht während einer Funkwellenübertragungszeitdauer die Möglichkeit, dass das Empfangssignal durch Signalschwund oder Fading beeinflusst wird. In der vorliegenden Erfindung wird auch dieser Einfluss untersucht und gehandhabt. D.h., es wird vorausgesetzt, dass eine Kommunikationsvorrichtung sich bewegt, und es wird vorausgesetzt, dass eine Trägerwellenfrequenz 1,5 GHz und eine Bewegungsgeschwindigkeit der Kommunikationsvorrichtung 50 km/h betragen. In diesem Fall beträgt eine Fading-Frequenz einer Empfangsvorrichtung 69 Hz, so dass 70 Mal pro Sekunde eine Schwankung der Empfangsintensi tät, d.h. eine Schwankung der Hüllkurve, auftritt. Wenn als Beispiel ein PHS (Personal Handy Phone System) betrachtet wird, ist dessen Modulationsart eine π/4-Offset-DQPSK-Modulation der linearen Modulationsart (es existiert eine Hüllkurve), wobei die Modulationsgeschwindigkeit 192 kSymbole/s beträgt und eine Hüllkurvenschwankung mit etwa der 3000-fachen Fading-Frequenz auftritt. Wie in 6 dargestellt ist, wird in der vorliegenden Erfindung durch Verkürzen einer Zeitdauer t, während der Daten in der Modulationsartidentifizierungsverarbeitung verwendet werden, der Einfluss durch Fading vermindert. Die Zeitdauer t liegt in einer Größenordnung, die im Vergleich zur Fading-Frequenz vernachlässigbar ist. Außerdem kann im Fall einer nichtlinearen Modulationsart (Modulationsart mit konstanter Hüllkurve) der Einfluss durch Fading ähnlicherweise vermindert werden. D.h., unter Verwendung kurzzeitig bereitgestellter Daten wird ein Einfluss bei der Bestimmung des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins der Hüllkurvenschwankung eliminiert.
In der Symboltaktextraktionsschaltung 14 werden eine Symboltaktextraktionsverarbeitung bezüglich beider Modulationsarten, d.h. der linearen digitalen Modulationsart (BPSK, QPSK, π/4-Offset-QPSK, 8-PSK, M-äre PSK, 16-QAM, M-äre QAM) und der nichtlinearen digitalen Modulationsart (M-äre FSK, 2-FSK, MSK, GMSK) für das Empfangssignal ausgeführt. Der Symboltaktbestimmungsschaltung 15 wird ein Symboltaktextraktionsergebnis zugeführt. Auf der Basis des Symboltaktextraktionsergebnisses bestimmt die Symboltaktbestimmungsschaltung 15 das Vorhandensein/Nichtvorhandensein des Symboltaktes.
Im Fall der digitalen Modulationsart ist notwendigerweise der Symboltakt vorhanden, und durch die Symboltaktextraktionsverarbeitung wird ein Wert (konstanter Wert) erhalten, der der Symbolgeschwindigkeit entspricht. Andererseits existiert im Fall der analogen Modulationsart der Symboltakt nicht, so dass der Wert eines Ausgangssignals der Symboltaktextraktionsschaltung 14 im Verlauf der Zeit wesentlich schwankt. Dies ist der Fall, weil ein als Symboltakt ausgegebenes Signal durch ein analoges Signal selbst, z.B. durch ein Sprachsignal, beeinflusst wird, das ein Quellensignal darstellt. Basierend auf einem Verteilungsmerkmal des Symboltaktes bestimmt die Symboltaktbestimmungsschaltung 15 das Vorhandensein/Nichtvorhandensein des Symboltaktes.
In der Spektrumanalyseschaltung 16 wird eine Spektrumform eines Modulationssignals vor der Demodulation analysiert. Die Spektrumform weist für jede Modulationsart ein inhärentes Merkmal auf, so dass eine Analyse in der Modulationsartidentifizierung anhand der Spektrenform möglich ist. In der Modulationsartidentifizierungsschaltung 13 wird auf der Basis mehrerer Merkmalextraktionsergebnisse der Hüllkurvenschwankungsschaltung 12, der Symboltaktbestimmungsschaltung 15 und der Spektrumanalyseschaltung 16 die analoge Modulationsart von der linearen und der nichtlinearen digitalen Modulationsart unterschieden. Die Modulationsartidentifizierungsschaltung 13 gibt ein Signal der analogen Modulationsart an die Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart, ein Signal der linearen digitalen Modulationsart an die Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart bzw. ein Signal der nichtlinearen digitalen Modulationsart an die Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart aus.
D.h., die Modulationsartidentifizierungsschaltung 13 führt die Identifizierungsverarbeitung durch Vergleichen des extrahierten Merkmals des Empfangssignals mit dem Merkmal des Modulationssignals aus, wie in 7 dargestellt ist. Die Unterscheidung zwischen der analogen Modulationsart und der digitalen Modulationsart (die die lineare Modulationsart und die nichtlineare Modulationsart einschließt) ist basierend auf dem Vorhandensein/Nichtvorhandensein des Symboltaktes möglich.
D.h. die Modulationsart wird als analoge Modulationsart identifiziert, wenn kein Symboltakt vorhanden ist, und als digitale Modulationsart, wenn der Symboltakt vorhanden ist. Wie vorstehend erwähnt wurde, ist dies der Fall, weil die digitale Modulation des Informationssignals mit einem spezifizierten Symboltakt erfolgt.
Zweitens kann durch Beobachten der Hüllkurvenschwankung des Empfangssignals die lineare Modulationsart von der nichtlinearen Modulationsart unterschieden werden. Signale der linearen Modulationsart haben die Eigenschaft, dass ihre Hüllkurve schwankt; Beispiele hierfür sind AM-, BPSK-, QPSK-, π/4-Offset-QPSK-, M-äre PSK-, 16-QAM- und M-äre QAM-Modulationssignale. Andererseits haben Signale der nichtlinearen Modulationsart die Eigenschaft, dass ihre Hüllkurve konstant ist; Beispiele hierfür sind M-äre FSK, 2-FSK-, MSK- und GMSK-Signale. Daher kann durch Analysieren der Hüllkurvenschwankung zwischen der linearen Modulationsart und der nichtlinearen Modulationsart unterschieden werden.
Drittens kann durch die Spektrumform des Empfangssignals zwischen der AM-Modulationsart, der linearen Modulationsart und der nichtlinearen Modulationsart unterschieden werden. Beispielsweise haben, wie in 8A dargestellt ist, Signale der AM-Modulationsart die Eigenschaft, dass sie ein Trägerwellenspektrum und zwei Seitenbandspektren aufweist, die bezüglich des Trägerwellenspektrums symmetrisch sind. Andererseits haben, wie in 8B dargestellt ist, Signale der linearen Modulationsart die Eigenschaft, dass ein Signalband ein bandbegrenztes Spektrum aufweist und das Spektrum scharf gedämpft ist. Wie in 8C dargestellt ist, weisen Signale der nichtlinearen Modulationsart dagegen, anders Signale der linearen Modulationsart, die Eigenschaft auf, dass das Spektrum in Verbindung mit einer Verstimmung der Frequenz langsam gedämpft ist.
Auf der Basis der vorstehend erwähnten Eigenschaften oder Merkmale entscheidet die Modulationsartidentifizierungsschaltung 13, ob das Empfangssignal ein Signal der analogen Modulationsart, der linearen digitalen Modulationsart oder der nichtlinearen digitalen Modulationsart ist, und gibt das Empfangssignal gemäß dem Entscheidungsergebnis an eine nächste Stufe aus. Wie vorstehend erwähnt wurde, hat die Modulationsartidentifizierungsschaltung 13 u.a. die Eigenschaft, dass die Identifizierung der Modulationsart unter Verwendung mehrerer vom Empfangssignal erhaltener Merkmalextraktionsergebnisse mit einer hohen Genauigkeit ausgeführt wird. Außerdem ist die Modulationsartidentifizierungsschaltung 13 dazu geeignet, im Voraus einen Test unter Verwendung eines Testsignals für mehrere Merkmalextraktionsergebnisse auszuführen, und basierend auf diesem Test wird die Modulationsart identifiziert, indem den mehreren Merkmalextraktionsergebnissen ein Gewichtungskoeffizient zum Verbessern der Modulationsartidentifizierungsgenauigkeit hinzugefügt wird.
Dann wird das durch die Modulationsartidentifizierungsschaltung 13 identifizierte Empfangssignal der Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart, der Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart oder der Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart zugeführt.
Wenn das Empfangssignal als Signal der analogen Modulationsart identifiziert wird, wird das Empfangssignal der Schaltung 2 zum Identifizieren der analogen Modulationsart zugeführt, um zwischen einem AM-Signal und einem FM-Signal zu unterscheiden. Eine Identifizierungsverarbeitung wird durch Extrahieren von Merkmalen des AM-Signals und des FM-Signals ausgeführt, wie in 9 dargestellt ist. D.h., wenn eine Kurzzeitspektrumwellenform des AM-Signals mit derjenigen des FM-Signals verglichen wird, hat das AM-Signal eine Trägerwellen komponente und ferner zwei symmetrische Seitenbandspektren. Das FM-Signal hat dagegen ein asymmetrisches Spektrum. Außerdem ist im Allgemeinen eine Signalbandbreite des AM-Signals schmäler als diejenige des FM-Signals. Dies ist der Fall, weil eine Bandbreite eines Informationssignals direkt die Signalbandbreite darstellt, weil das AM-Signal eine Modulationsart aufweist, gemäß der die Modulation durch das Informationssignal direkt ausgeführt wird. D.h., das AM-Signal unterscheidet sich vom FM-Signal, in dem eine Frequenzmodulation ausgeführt wird, wobei das Informationssignal ein Eingangssignal eines spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) ist.
Obwohl eine Gleichung zum Berechnen einer Spektrumwellenform des FM-Signals durch die nachstehende Gleichung (4) dargestellt wird, hat das FM-Signal im Allgemeinen eine unendliche Frequenz, die durch eine Besselfunktion der 1. Art n-ter Ordnung gegeben ist: fFM(t) = VcJ0(mf)sinωct – VcJ1(mf)cos(ωc ± ωm)t – VcJ2(mf)cos(ωc ± 2ωm)t (4)wobei J_n(m_f) die Besselfunktion 1. Art n-ter Ordnung, m_f einen Modulationsindex, ω_m eine Winkel- oder Kreisfrequenz des Informationssignals und ω_c eine Trägerwellenfrequenz bezeichnen.
Hinsichtlich des Hüllkurvenschwankungsmerkmals schwankt die Hüllkurve in Abhängigkeit vom Informationssignal im AM-Signal, während im FM-Signal eine konstante Hüllkurve ohne Hüllkurvenschwankung vorliegt.
Um diese Merkmale zu extrahieren, wird zunächst durch die Trägerwellenextraktionsschaltung 21 das Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Trägerwellenkomponente eines Eingangssignals erfasst. Zweitens wird hinsichtlich des Eingangssignals durch die Seitenbandspektrumerfassungsschaltung 22 eine Symmetrieeigenschaft in der positiven/negativen Richtung mit der Trägerwellenfrequenz als Mittenfrequenz erfasst. Drittens wird durch die Signalbanderfassungsschaltung 23 eine Signalbandbreite des Eingangssignals erfasst, und ferner wird ein Diffusionsgrad des Signalspektrums erfasst. Hierbei konzentriert sich, wie in 9 dargestellt ist, das Spektrum des AM-Signals auf die Umgebung der Trägerwelle, während im FM-Signal ein Diffusionsspektrum ein große Bandbreite einnimmt. Aus diesem Gesichtspunkt bestimmt die Signalbanderfassungsschaltung 23, ob das Signalspektrum ein Diffusionsspektrum ist oder nicht. Viertens sind die Hüllkurvenerfassungsschaltung 26 und die Hüllkurvenschwankungsbestimmungsschaltung 27 mit der Hüllkurvenerfassungsschaltung 11 und der Hüllkurvenschwankungsbestimmungsschaltung 12 in der Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart identisch und erfassen nach der Erfassung einer Hüllkurve des Eingangssignals das Vorhandensein/Nichtvorhandensein der Hüllkurvenschwankung durch Bestimmen einer Schwankung der Hüllkurve.
Die Modulationsartidentifizierungsschaltung 24 vergleicht mehrere vom Eingangssignal erhaltene Merkmalextraktionsergebnisse mit einem in 9 dargestellten Algorithmus und unterscheidet, ob das Eingangssignal ein AM-Signal, ein FM-Signal oder ein davon verschiedenes unbekanntes (unklares) Signal ist. Hierbei ist ähnlich wie bei der Modulationsartidentifizierungsschaltung 13 in der Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart die Identifizierungsgenauigkeit der Modulationsartidentifizierungsschaltung 24 durch die Verwendung mehrerer Identifizierungsparameter verbessert, und die Identifizierungsgenauigkeit kann durch Ausführen einer Gewichtungsverarbeitung für die der Modulationsartidentifizierungsschaltung 24 zugeführten mehreren Merkmalextraktionsergebnisse weiter verbessert werden. Ein Gewichtungskoeffizient wird basierend auf einem vorangehenden Ergebnis bestimmt, durch das in einem Test unter Verwendung des Testsignals ein optimale Resultat erzielt wird. Es wird ein Identifizierungs ergebnis für ein als AM- oder FM-Modulationssignal bestimmtes Empfangssignals ausgegeben.
Andererseits wird der Rücksprungschaltung 25 ein als unbekanntes Signal identifiziertes Signal zugeführt, und in der Rücksprungschaltung ist der vorstehend erwähnte Verzweigungspunkt (Verzweigung) der Identifizierungsverarbeitungen gespeichert, wobei, wenn das unbekannte Signal zugeführt wird, das Signal derart geschaltet wird, dass durch Rücksprung zu diesem Verzweigungspunkt eine andere Modulationsartidentifizieruungsverarbeitung ausgeführt wird. Wenn das unbekannte Signal durch die Rücksprungschaltung 25 zum Verzweigungspunkt der Identifizierungsverarbeitung zurückgeführt wird, wird, wenn mehrere Kandidaten vorhanden sind, ein Kandidat mit der höchsten Wahrscheinlichkeit basierend auf einem Ergebnis berechnet, das durch die Modulationsartidentifizierungsverarbeitung bis zu diesem Zeitpunkt erhalten wurde, und das unbekannte Signal wird entsprechend geschaltet. D.h., für ein Empfangssignal, das in der Verarbeitung zum Identifizieren einer analogen Modulationsart nicht identifiziert werden kann, wird das Empfangssignal auf die Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart oder die Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart geschaltet, oder die Verarbeitung zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart wird in der Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart erneut ausgeführt.
Das in der Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart als Signal der linearen Modulationsart identifizierte Empfangssignal wird der Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart zugeführt. Zunächst wird der Symboltakt des Empfangssignals in der Symboltaktextraktiosschaltung 31 extrahiert. Auf der Basis des in der Symboltaktextraktionsschaltung 31 extrahierten Symboltaktes führt die Neuabtastungsschaltung 32 eine Neuabtastungsver arbeitung für das Empfangssignal aus und extrahiert ein Signal(Informations)symbol. Das Symbolsignal erzeugt eine Symboldrehung des Signals, weil keine trägersynchrone Verarbeitung ausgeführt wird, aber das extrahierte Signal weist ein für die Modulationsart inhärente Konvergenzmerkmal auf, wie in den 10A bis 10E dargestellt ist.
D.h., wie in den 10A bis 10D dargestellt ist, konvergiert im BPSK-Signal, im QPSK-Signal, im π/4-Offset-QPSK-Signal und im 8-PSK-Signal das Signalsymbol auf einem einzelnen Umfang. Obwohl das M-äre PSK-Signal ein PSK-Mehrpegelsignal mit mehr als 8 Pegeln ist, konvergiert sein Symbol ebenfalls auf einem einzelnen Umfang. Hinsichtlich des 16-QAM-Signals konvergiert dagegen, wie in 10E dargestellt ist, das Signalsymbol auf drei verschiedenen Umfängen. Außerdem wird eine Symbolvektorradiusamplitudenverteilungswahrscheinlichkeit P(x) des 16-QAM-Signals, wie in 11A dargestellt ist, γ1:γ2:γ3 = 1:2:1, wenn die Symbolvektorradien in der Folge ausgehend vom kleinsten Radius durch γ1, γ2 und γ3 bezeichnet werden. Daher kann durch Messen des Symbolvektorradius von einem Signalursprung, während ein Ausgangssignal der Neuabtastungsschaltung 32 verwendet wird, durch die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 33 und ferner durch Analysieren der Anzahl der Symbolvektorradien und ihrer Amplitudenverteilungswahrscheinlichkeit in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 34 das 16-QAM-Signal von einem davon verschiedenen Signal unterschieden werden. Wenn beispielsweise das M-äre QAM-Signal mit mehr als 16 Pegeln betrachtet wird, wobei M = 64 ist, wird die in 11B dargestellte Symbolvektorradiusamplitudenverteilungswahrscheinlichkeit P(x) einer Neuabtastungswelle erhalten.
Wie in den 11A und 11B dargestellt ist, sind bezüglich des QAM-Signals aufgrund seiner Pegelzahl, die Anzahl und das Amplitudenverhältnis der Symbolvektorradien und die Amplitudenverteilungswahrscheinlichkeit verschieden. D.h., wie vorstehend beschrieben wurde, beträgt die Anzahl der Symbolvektorradien für das 16-QAM-Signal "3". Wenn vorausgesetzt wird, dass die Symbolvektorradien ausgehend vom kleinsten Radius nacheinander durch γ1, γ2 und γ3 bezeichnet sind, betragen die Verhältnisse zwischen diesen Radien γ1:γ2:γ3 = √2:√10:3√2 . Außerdem wird die Amplitudenverteilungswahrscheinlichkeit in der Folge von der kleinsten Wahrscheinlichkeit P1(x):P2(x):P3(x) = 1:2:1. Andererseits betragen die Verhältnisse zwischen den Radien für das 64-QAM-Signal γ1:γ2:γ3:γ4:γ5:γ6:γ7:γ8:γ9 = √2:√10:3√2:√26:√34:5√2:√58:√74:7√2 , und die Amplitudenverteilungswahrscheinlichkeit wird in der Folge von der kleinsten Wahrscheinlichkeit P1(x):P2(x):P3(x):P4(x):P5(x):P6(x):P7(x):P8(x):P9(x) = 1:2:1:2:2:3:2:2:1. D.h., das Merkmal des QAM-Signals, anhand dem es identifizierbar ist, ist die verschiedene Pegelzahl.
Für das in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 34 als QAM-Signal identifizierte Empfangssignal und das M-äre QAM-Signal wird das Identifizierungsergebnis ausgegeben. Das als Signal einer vom 16-QAM-Signal und vom M-ären Signal verschiedenen Modulationsart identifizierte Signal wird der Synchronisationsverarbeitungsschaltung 35 für eine vorausgesetzte Trägerwelle zugeführt. Wie vorstehend erwähnt wurde, wird, weil keine Trägerwellensynchronisationsverarbeitung bezüglich des zugeführten Empfangssignals ausgeführt wird, eine Drehung auf das Signalsymbol angewendet. Hierbei sind, wie in den 10A bis 10E dargestellt ist, bei der linearen Modulationsart die Konvergenzposition und die Anzahl der Konvergenzpunkte der Signalsymbole nach der Trägerwellensynchronisationsverarbeitung gemäß der Modulationsart verschieden. Dadurch wird, wenn die Signaldrehung des Empfangssignals durch die Trägerwellensynchronisationsverarbeitung gestoppt werden kann, die Verarbeitung zum Identifizieren der von der 16-QAM- und der M-ären QAM-Modulationsart verschiedenen verbleibenden Modulationsart (BPSK, QPSK, π/4-Offset-QPSK, 8-PSK, M-äre PSK) möglich. In der Synchronisationsverarbeitungsschaltung 35 für die vorausgesetzte Trägerwelle wird eine Trägerwellensynchronisationsverarbeitung ausgeführt. D.h., die Synchronisationsverarbeitungsschaltung 35 für die vorausgesetzte Trägerwelle führt die Trägerwellensynchronisationsverarbeitung für das Empfangssignal aus, dessen Modulationsart unklar ist, indem vorausgesetzt wird, dass das Empfangssignal ein Signal einer spezifizierten Modulationsart ist.
Die Trägerwellensynchronisationsverarbeitung ist in der vorliegenden Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass unter der Voraussetzung, dass ein Signal mit der höchsten Pegelzahl vorliegt, eine Trägersynchronisation auch für eine andere Modulationsart eingerichtet werden kann. Wenn die maximale Pegelzahl 8 beträgt, wird vorausgesetzt, dass ein 8-PSK-Signal als Empfangssignal empfangen wird, dessen Modulationsart unklar ist, und die Trägerwellensynchronisation wird durch Ausführen der Trägerwellensynchronisationsverarbeitung eingerichtet.
Nachstehend wird das hierbei zugrundeliegende Prinzip unter Bezug auf die 10A bis 10E beschrieben.
Wie gemäß 10D ersichtlich ist, beinhalten die Konvergenzpunkte des 8-PSK-Signals Konvergenzpunkte einer anderen Modulationsart (BPSK, QPSK, π/4-Offset-QPSK). D.h., dass die Modulationsarten BPSK, QPSK, π/4-Offset-QPSK Teil der 8-PSK-Modulationsart sind. In der vorliegenden Ausführungsform kann unter Berücksichtigung dieses Merkmals die Trägerwellensynchronisationsverarbeitung ausgeführt werden. D.h., die Synchronisationsverarbeitung wird durch das M-äre PSK-Mehrpegelsignal ermöglicht, das die Symbolkonvergenzpunkte einer anderen Modulationsart aufweist.
Aufgrund der vorstehend erwähnten Merkmale kann hinsichtlich eines Signals, für das die Trägersynchronisationsverarbeitung durch die Synchronisationsverarbeitungsschaltung 35 für die vorausgesetzte Trägerwelle ausgeführt worden ist, basierend auf den Signalsymbolkonvergenzpositionen und der Anzahl der Konvergenzpunkte zwischen dem BPSK-Signal und dem QPSK-Signal unterschieden werden. Andererseits sind die Konvergenzpositionen und die Anzahl der Konvergenzpunkte der Signalsymbole im π/4-Offset-QPSK-Signal und im 8-PSK-Signals identisch. Es wird jedoch angenommen, dass eine Signalsymbolposition zu einem bestimmten Zeitpunkt eine ungeradzahlige und eine andere Signalsymbolposition als eine nächste Position nach dem Übergang eine geradzahlige ist. Wie in 12A dargestellt beträgt dann im π/4-Offset-QPSK-Signal die Anzahl von Signalsymbolkonvergenzpunkten, deren Übergang für jedes Signalsymbol möglich ist, "4". Außerdem unterscheiden sich die ungeradzahligen Symbolkonvergenzpositionen von den geradzahligen. Andererseits beträgt im 8-PSK-Signal die Anzahl der Signalsymbolkonvergenzpunkte, deren Übergang für jedes Signalsymbol möglich ist, "8", wie in 12B dargestellt ist. Außerdem unterscheiden sich die ungeradzahligen Symbolkonvergenzpositionen nicht von den geradzahligen. Daher nehmen, wenn das Signal nach der Trägersynchronisationsverarbeitung in ein Signal ungeradzahliger und ein Signal geradzahliger Symbole geteilt wird und die resultierenden Amplitudenverteilungsmerkmale extrahiert werden, diese die in den 13A und 13B dargestellte Form an. Hierbei bezeichnet die Abszisse einen Bogenwinkel des Signals und die Ordinate eine Erzeugungswahrscheinlichkeit des Signals.
Wie vorstehend erwähnt wurde, beträgt im π/4-Offset-QPSK-Signal die Anzahl der Signalsymbolkonvergenzpunkte für ungeradzahlige Symbole und geradzahlige Symbole "4", und ferner sind die Konvergenzpositionen verschieden. Andererseits be trägt bezüglich des 8-PSK-Signals die Anzahl der Signalsymbolkonvergenzpunkte für ungeradzahlige Symbole und geradzahlige Symbole immer "8", und die Konvergenzpositionen sind gleich. Unter Verwendung dieser Merkmale wird eine Unterscheidung zwischen dem π/4-Offset-QPSK-Signal und dem 8-PSK-Signal ermöglicht. Diese Entscheidungsverarbeitung wird durch die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 36 ausgeführt. Die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 36 teilt die Signalsymbole des zugeführten Empfangssignals in ungeradzahlige und geradzahlige Symbole und führt eine Amplitudenverteilungsmerkmalextraktionsverarbeitung für jedes Signalsymbol aus.
Basierend auf einem derartigen Merkmalextraktions- und Analyseergebnis der Synchronisationsverarbeitungsschaltung 35 für eine vorausgesetzte Trägerwelle und der Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 36 auf der Basis eines vorstehend erwähnten Algorithmus entscheidet die Modulationsartidentifizierungsschaltung 37, ob das Empfangssignal ein BPSK-, ein QPSK-, ein π/4-Offset-QPSK-, ein 8-PSK-, ein M-äres PSK-Mehrpegelsignal mit mehr als 8 Pegeln oder ein davon verschiedenes unbekanntes (unklares) Signal ist. Ähnlich wie in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 13 und in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 24, die vorstehend erwähnt wurden, ist in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 37 die Identifizierungsgenauigkeit durch die Verwendung mehrerer Identifizierungsparameter verbessert, und außerdem kann die Identifizierungsgenauigkeit durch Ausführen einer Gewichtungsverarbeitung für die mehreren Merkmalextraktionsergebnisse verbessert werden, die der Modulationsartidentifizierungsschaltung 37 zugeführt werden. Wie vorstehend erwähnt wurde, wird ein Gewichtungskoeffizient basierend auf einem vorangehenden Ergebnis bestimmt, durch das im Test unter Verwendung des Testsignals ein optimales Resultat erzielt wird.
Hierbei wird in der Synchronisationsverarbeitung für die vorausgesetzte Trägerwelle im vorstehend erwähnten Fall, gemäß dem die Modulationsart unklar ist, angenommen, dass die Modulationsart alle Signalsymbolkonvergenzpunkte eines Modulationsartidentifizierungsobjekts enthält, wird die Trägersynchronisationsverarbeitung ausgeführt, nachdem die Signaldrehung des Eingangssignals gestoppt wurde, und wird die Modulationsart basierend auf der Symbolkonvergenzposition und der Anzahl der Symbolkonvergenzpunkte spezifiziert, was eines der Merkmale der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Ausführungsform ist, dass das Amplitudenverteilungsmerkmal für jedes einzelne Symbol extrahiert und die Modulationsart basierend auf den Symbolkonvergenzpositionen und der Anzahl der Symbolkonvergenzpunkte bestimmt wird.
Das Identifizierungsergebnis für das in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 37 als BPSK-, QPSK-, π/4-Offset-QPSK, 8-PSK, M-äres PSK-Signal identifizierte Empfangssignals wird ausgegeben. Andererseits wird ein als unbekanntes Signal identifiziertes Signal der Rücksprungschaltung 38 zugeführt. Ähnlich wie die Rücksprungschaltung 25 ist in der Rücksprungschaltung 38 der Verzweigungspunkt (Verzweigung) der Identifizierungsverarbeitungen gespeichert, wobei, wenn ein unbekanntes Signal zugeführt wird, das zugeführte Signal derart geschaltet wird, dass durch Rücksprung zu diesem Verzweigungspunkt eine andere Modulationsidentifizierungsverarbeitung ausgeführt wird. Wenn das unbekannte Signal zum Verzweigungspunkt der Identifizierungsverarbeitung zurückgeführt wird, berechnet die Rücksprungschaltung 38, wenn mehrere Kandidaten vorliegen, einen Kandidaten mit der höchsten Wahrscheinlichkeit basierend auf einem durch die Modulationsartidentifizierungsverarbeitung bis zu diesem Zeitpunkt erhaltenen Ergebnis, und schaltet das unbekannte Signal entsprechend.
Das durch die Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart als Signal der nichtlinearen digitalen Modulationsart identifizierte Signal wird der Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart zugeführt. Zunächst wird durch die FM-Erfassungsschaltung 41 eine FM-Erfassungsverarbeitung bezüglich des zugeführten Empfangssignals ausgeführt. Ein Ausgangssignal nach der FM-Erfassungsverarbeitung ist ein Modulations(Informations)signal selbst. In der nichtlinearen Modulationsart werden, weil das Informationssignal ein Eingangssignal ist und im Allgemeinen unter Verwendung eines VCO in eine Frequenzinformation umgewandelt wird, M (Anzahl) Frequenzen für die Modulation des M-ären FSK-Signals verwendet (wobei M ≥ 3 ist), und 2 (zwei) Frequenzen werden für die Modulation des 2-FSK-Signals, des MSK-Signals und des GMSK-Signals verwendet.
14A zeigt ein Beispiel eines FM-Erfassungsausgangssignals für ein Modulationssignal, bei dem das Informationssignal ein Rechtecksignal der M-ären FSK-Modulationsart ist. 14B zeigt ein Beispiel eines FM-Erfassungsausgangssignal für ein Modulationssignal, bei dem das Informationssignal ein Rechtecksignal der 2-FSK-, MSK-Modulationsart ist. Es ist offensichtlich, dass die Anzahl der verwendeten Frequenzen verschieden ist. Daher kann, wie vorstehend erwähnt, durch Bestimmen der Amplitudenverteilung des FM-Erfassungsausgangssignals das M-äre FSK-Signal (M ≥ 3) von einem davon verschiedenen Signal unterschieden werden.
D.h., durch die Symboltaktextraktionsschaltung 45 wird ein Symboltaktsignal vom FM-Erfassungsausgangssignal extrahiert. Die Neuabtastungsschaltung 42 extrahiert unter Verwendung des Symboltaktes von der Symboltaktextraktionsschaltung 45 ein Signalsymbol vom Eingangssignal. Die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 43 bestimmt eine Frequenz von einer Phasenabweichung für jedes Symbol vom extrahierten Symbol und extra hiert eine Amplitudenverteilung eines Frequenzsignals davon. In der Modulationsartidentifizierungsschaltung 44 wird eine Pegelzahl von der in der Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 43 extrahierten Amplitudenverteilung bestimmt, und das M-äre FSK-Signal (M ≥ 3) wird von einem davon verschiedenen Signal unterschieden. Das Entscheidungsergebnis für das als das M-äre FSK-Signal identifizierte Empfangssignals wird ausgegeben.
Andererseits wird das als Signal einer von der M-ären FSK-Modulationsart verschiedenen Modulationsart identifizierte Empfangssignal der Modulationsindexerfassungsschaltung 46 zugeführt. Basierend auf dem in der Symboltaktextraktionsschaltung 45 extrahierten Symboltakt (z.B. T [Symbole/s]), einer Zeichensignalfrequenz f_M und einer Leerzeichensignalfrequenz f_S, die durch die Frequenzanalyse in der Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 43 erhalten werden, berechnet die Modulationsindexerfassungsschaltung 46 einen maximalen Modulationsindex h durch eine nachstehend dargestellte Gleichung (5). h = |fM – fS|/T (5)
Hierbei ist der Modulationsindex des FSK-Signals im Allgemeinen optional, aber das MSK-Signal und das GMSK-Signal haben jeweils eine Modulationsart, gemäß der der Modulationsindex klein ist, bis h den Wert 0,5 erreicht, wobei dieser Wert einen Grenzwert des orthogonalen Zustands darstellt. Daher kann in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 47 das FSK-Signal von einem davon verschiedenen Signal unterschieden werden, indem bestimmt wird, ob der Wert des durch die Modulationsindexextraktionsschaltung 46 extrahierten Modulationsindex h = 0,5 beträgt. Dadurch wird das Entscheidungsergebnis für das als FSK-Signal identifizierte Empfangssignals ausgegeben.
Andererseits wird das als Signal einer von einer FSK-Modulationsart verschiedenen Modulationsart identifizierte Empfangssignal der Intersymbolinterferenzanalyseschaltung 48 und der Spektrumanalyseschaltung 49 zugeführt. Die Intersymbolinterferenzanalyseschaltung 48 entscheidet, ob das Empfangssignal ein GMSK-Signal ist, durch Erfassen des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins einer Intersymbolinterferenz des Empfangssignals in der Zeitachse. D.h., im GMSK-Signal erfährt, weil das Spektrum eines NRZ-Codes, der das Informationssignal darstellt, unter Verwendung eines Gaussfilters in ein Spektrum einer Gaussverteilungsfunktion umgewandelt wird, das Signalsymbol zu einem bestimmten Zeitpunkt durch ein Signalsymbol vor und ein Signalsymbol nach dem bestimmten Zeitpunkt eine Intersymbolinterferenz.
Hierbei wird eine Impulsantwort h(t) des Gaussfilters durch eine nachstehend dargestellte Gleichung (6) erhalten.
wobei
ist und Bb das 3 dB-Band des Gaussfilters darstellt.
Wie vorstehend erwähnt wurde, basiert der Einfluß der Intersymbolinterferenz auf dem Symbol vor dem bestimmten Zeitpunkt und dem Symbol nach dem bestimmten Zeitpunkt. Beispielsweise ist der Einfluss g(t) der Intersymbolinterferenz zu einem bestimmten Zeitpunkt (ak), wenn vorausgesetzt wird, dass die Intersymbolinterferenz durch das Symbol (ak – 1) vor dem bestimmten Zeitpunkt und das nächste Symbol (ak + 1) nach dem bestimmten Zeitpunkt erzeugt wird, und der Einfluss durch eine Invertierung des Codes vernachlässigt wird, durch eine Kombination der drei folgenden Zustände (A) bis (C) gegeben:
(ak – 1, ak, ak + 1) = (1, 1, 1)(A)
= (–1, 1, 1)(B)
= (–1, 1, 1)(C)
wobei (A) eine Wiederholung des Wertes "1" als Informationssymbol, (B) die Wiederholung der Werte "–1"-"1"-"1" als Infor mationssymbol und (C) die Wiederholung der Werte "–1"-"1"-"–1" als Informationssymbol darstellen.
Der Einfluss der Intersymbolinterferenz kann in diesem Fall gemäß einer nachstehend dargestellten Gleichung (7) berechnet werden.
wobei
ist.
Daher kann in der Intersymbolinterferenzanalyseschaltung 48 das Vorhandensein/Nichtvorhandensein der Intersymbolinterferenz des Empfangssignals in der Zeitachse bestimmt werden, indem für das Empfangssignal der durch ein beispielsweise vorstehend erwähntes Verfahren berechnete Intersymbolinterferenzwert verglichen wird.
Andererseits führt die Spektrumanalyseschaltung 49 eine Spektrumanalyse für das zugeführte Empfangssignal aus und berechnet einen Wert BbT von einer Spektrumform davon. Hierbei bezeichnen Bb eine 3 dB-Bandbreite des Signals und T eine Symboltaktzeit. Im Allgemeinen nimmt, obwohl der Wert BbT des MSK-Signals unendlich ist, das GMSK-Signal einen konstanten Wert an, weil es einer Bandbegrenzung durch das Gaussfilter unterzogen wird. Daher bestimmt die Spektrumanalyseschaltung 49 das Vorhandensein/Nichtvorhandensein der Intersymbolinterferenz durch Berechnen des Wertes BbT von der Spektrumform und Vergleichen des Wertes.
Auf der Basis des Merkmalextraktions- und des Analyseergebnisses der Intersymbolinterferenzanalyseschaltung 48 und der Spektrumanalyseschaltung 49 führt die Modulationsartiden tifizierungsschaltung 50 eine Identifizierungsverarbeitung für das Empfangssignal aus, um zu entscheiden, ob das Empfangssignal ein GMSK-Signal ist, wenn erkannt wird, dass die Intersymbolinterferenz durch eine Charakteristik des Gaussfilters verursacht wird. Wenn keine Intersymbolinterferenz erkannt wird, gibt die Modulationsartidentifizierungsschaltung 50 weiterhin ein Entscheidungsergebnis aus, um zu entscheiden, ob das Empfangssignal ein MSK-Signal ist. Wenn das Empfangssignal weder als MSK-Signal noch als GMSK-Signal identifiziert werden kann, weil die Intersymbolinterferenz nicht durch die Charakteristik des Gaussfilters verursacht wird, entscheidet die Modulationsartidentifizierungsschaltung 50, dass das Empfangssignal ein unbekanntes (unklares) Signal ist. Ähnlich wie in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 13, in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 24 und in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 37 wird die Identifizierungsgenauigkeit in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 50 durch die Verwendung mehrerer Identifizierungsparameter verbessert, und eine weitere Verbesserung der Identifizierungsgenauigkeit kann durch Ausführen einer Gewichtungsverarbeitung für die mehreren Merkmalextraktionsergebnisse erzielt werden, die der Modulationsartidentifizierungsschaltung 50 zugeführt werden. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird ein Gewichtungskoeffizient basierend auf einem Ergebnis erhalten, durch das in einem Test unter Verwendung des Testsignals ein optimales Resultat erzielt wird.
Das Entscheidungs- oder Identifizierungsergebnis für das als MSK-Signal und als GMSK-Signals identifizierte Signal wird ausgegeben, und ein als unbekanntes Signal identifiziertes Signal wird der Rücksprungschaltung 51 zugeführt. Ähnlich wie in den vorstehend erwähnten Rücksprungschaltungen ist in der Rücksprungschaltung 51 der Verzweigungspunkt (Verzweigung) für die Identifizierungsverarbeitung gespeichert, und wenn ein un bekanntes Signal zugeführt wird, wird das Signal derart geschaltet, dass durch einen Rücksprung zu diesem Verzweigungspunkt eine andere Modulationsartidentifizierungsverarbeitung ausgeführt wird. Wenn das unbekannte Signal durch die Rücksprungschaltung zu dem Verzweigungspunkt der Identifizierungsverarbeitung zurückgeführt wird, wird, wenn mehrere Kandidaten vorliegen, ein Kandidat mit der höchsten Wahrscheinlichkeit basierend auf einem Ergebnis berechnet, das durch die Modulationsartidentifizierungsverarbeitung bis zu diesem Zeitpunkt erhalten wurde, und das unbekannte Signal wird entsprechend geschaltet.
In der Modulationsartidentifizierungsverarbeitung und in der Merkmalextraktionsverarbeitung und in der Analyseverarbeitung, die vorstehend erwähnt worden sind, kann außerdem eine hochgradig genaue Identifizierungsverarbeitung realisiert werden, indem die Identifizierungsverarbeitung unter Verwendung einer oder einer Kombination mehrerer Al-Techniken (neurale Netzwerktechnik, Expert-System, Fuzzy-Technik, GA-Technik, usw.) ausgeführt wird.
Durch die vorstehend erwähnten Verarbeitungen kann, auch wenn Kommunikationswellen mit vollständig unbekannten Kommunikationselementen empfangen werden, deren Modulationsart automatisch identifiziert werden.
Nachstehend wird unter Bezug auf 15 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. In der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der in 5 dargestellten ersten Ausführungsform eine Abstimmungsfehlerkorrekturschaltung 6 hinzugefügt. Weil andere Komponenten, mit Ausnahme der Abstimmungsfehlerkorrekturschaltung 6 mit denjenigen der ersten Ausführungsform identisch sind, werden diese nicht näher beschrieben.
In der ersten Ausführungsform muss, wenn eine Kommunikationswelle mit unbekannten Kommunikationselementen empfangen wird, bei der Identifizierung ihrer Modulationsart eine Frequenz des Empfangssignals vollständig abgestimmt werden, Bei einer unzureichenden Abstimmung wird die Identifizierungsgenauigkeit beeinträchtigt. Um dieses Problem zu lösen, wird die Abstimmungsfehlerkorrekturschaltung 6 bereitgestellt. Die Abstimmungsfehlerkorrekturschaltung 6 weist eine Spektrumanalyseschaltung (Spektrumanalyseabschnitt) 61 und eine Frequenzkorrekturschaltung 62 auf.
Durch die Spektrumanalyseschaltung 61 werden eine Spektrumextraktion und -analyse des Empfangssignals ausgeführt, und es wird eine Mittenfrequenz oder eine Trägerwellenfrequenz des Empfangssignals erfasst. Anschließend erfasst die Frequenzkorrekturschaltung 62 einen Abstimmungsfehler von der erfassten Trägerfrequenz und führt eine Fehlerkorrektur aus. Hierbei wird beispielsweise eine schnelle Fouriertransformation (FFT) für die Spektrumanalyse verwendet, und die Mittenfrequenz des Empfangssignals wird basierend auf mehreren FFT-Rechenergebnissen berechnet. Eines der Merkmale der vorliegenden Ausführungsform ist, dass die Erfassungsgenauigkeit durch die Verwendung mehrerer derart erhaltener Rechenergebnisse verbessert wird. Für die Frequenzkorrektur ist ein NCO (Numerical Control Oscillator) oder eine ähnliche Einrichtung vorgesehen.
Wie vorstehend erwähnt wurde, kann durch Hinzufügen der Abstimmungsfehlerkorrekturschaltung 6 der Abstimmungsfehler automatisch erfasst und korrigiert werden, so dass die Identifizierungsgenauigkeit verbessert werden kann.
Außerdem kann die zweite Ausführungsform, auch wenn das Empfangssignal auf ein anderes Signal geschaltet und die Frequenz geändert wird, einer Frequenzänderung flexibel folgen.
Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 16 beschrieben. In der dritten Ausführungsform sind der in 5 dargestellten ersten Ausführungsform Speicherschaltungen 7 hinzugefügt. D.h., die Speicherschaltungen (erster bis dritter Speicherabschnitt) 7 sind mit jeweiligen Rücksprungschaltungen 25, 38 bzw. 51 verbunden.
Wenn ein als unbekanntes Signal identifiziertes Signal zugeführt wird, entscheidet jede der Rücksprungschaltungen 25, 38, 51 in dieser Ausführungsform, dass die Modulationsart des Signals von einem gesetzten Modulationsartobjekt verschieden ist, speichert das Merkmalextraktions- und das Analyseergebnis (einschließlich der Kommunikationselemente), die durch verschiedene Analysen erhalten werden, und erstellt dadurch eine selbstregenerierende Datenbank. Durch Speichern des Identifizierungsverarbeitungsergebnisses des durch die Rücksprungschaltung auf eine andere Identifizierungsverarbeitung geschalteten Empfangssignals in die Speicherschaltung hat diese Ausführungsform ferner das Merkmal, dass eine Datenbank hinzugefügt ist. Dadurch wird, wenn der Rücksprungschaltung ein unbekanntes Signal erneut zugeführt wird, durch Vergleichen des Signals mit Information in der Speicherschaltung 7 eine optimale Identifizierungsverarbeitung ermöglicht, und es kann trotz der Tatsache, dass das Signal unbekannt (unklar) ist, eine Identifizierungsverarbeitung ausgeführt werden, die dem Signal des gesetzten Modulationsartobjekts entspricht. Außerdem wird erreicht, dass die Anzahl handhabbarer Signalarten erhöht und die Effizienz der Verarbeitung erhöht wird (der Rechenaufwand vermindert wird).
Die dritte Ausführungsform kann in Kombination mit der zweiten Ausführungsform verwendet werden.
Nachstehend wird unter Bezug auf 17 eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der vierten Ausführungsform sind der in 5 dargestellten ersten Ausführungsform Elementspeicherschaltungen 8 hinzugefügt. D.h., die Elementspeicherschaltungen 8 sind mit der Symboltaktextraktionsschaltung 31 in der Schaltung 3 zum Identifi zieren einer linearen Modulationsart verbunden. Außerdem sind die Elementspeicherschaltungen 8 mit der Symboltaxtextraktionsschaltung 45 bzw. der Modulationsindexerfassungsschaltung 46 in der Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart verbunden, und die Elementspeicherschaltungen 8 sind gemeinsam mit der Intersymbolinterferenzanalyseschaltung 48 und der Spektrumanalyseschaltung 49 verbunden.
Die Elementspeicherschaltung 8 sind unter den verschiedenen Empfangssignalmerkmalextraktionsschaltungen Schaltungen zum Speichern der zum Demodulieren des Empfangssignals erforderlichen Elemente und ermöglichen eine Demodulationsverarbeitung für das Empfangssignal durch Summieren des Modulationsartidentifizierungsergebnisses und Ausgeben dieses Ergebnisses an einen Empfänger. Beispielsweise sind in der digitalen Demodulationsart die zum Demodulieren des Empfangssignals erforderlichen Elemente eine Symboltaktrate, ein Modulationsindex, ein Filterparameter und ähnliche. Dadurch hat die vorliegende Ausführung die neue Wirkung, dass nicht nur die Modulationsart identifiziert, sondern darüber hinaus auch die Demodulationsverarbeitung für das Empfangssignal ermöglicht wird. Außerdem wird durch Zwischenspeichern der Elemente eines Kommunikationsdienstes (im Fall von PHS beispielsweise: Modulationsart: π/4-Offset-DQPSK, Modulationsgeschwindigkeit: 192 kSymbole/s, Filter: Roll-off-Filter, Filterkoeffizient: 0,5; usw.) in der Elementspeicherschaltung 8 eine neue Wirkung dahingehend erzielt, dass nicht nur das Modulationsartidentifizierungsverarbeitungsergebnis sondern auch der Kommunikationsdienst spezifiziert werden kann. Auch wenn keines der Kommunikationselemente spezifizierbar ist, kann durch Berechnen ihrer Wahrscheinlichkeit basierend auf einem Schwellenwert der betreffende Dienst spezifiziert werden.
Die Demodulationsverarbeitung kann durch Verwendung einer Softwareempfangseinrichtung durch die gleiche Vorrichtung realisiert werden.
Die vierte Ausführungsform kann mit der zweiten und dritten Ausführungsform kombiniert werden.
Nachstehend wird unter Bezug auf 18 eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der fünften Ausführungsform sind der in 5 dargestellten ersten Ausführungsform eine Rücksprungschaltung (vierter Rücksprungabschnitt) 17 und eine Speicherschaltung (vierter Speicherabschnitt) 18 hinzugefügt. D.h., die Rücksprungschaltung 17 und die Speicherschaltung 18 sind mit der Modulationsartidentifizierungsschaltung 13 verbunden.
Die erste Ausführungsform ist unter der Voraussetzung konstruiert, dass entschieden werden kann, ob das Empfangssignal ein analoges Modulationssignal oder ein digitales Modulationssignal ist, wobei, wenn entschieden wird, dass es keiner dieser Modulationsarten entspricht, die Verarbeitung sich möglicherweise aufhängt. Wenn das Signal weder als analoges Modulationssignal noch als digitales Modulationssignal identifiziert wird, wird das Empfangssignal der Rücksprungschaltung 17 zugeführt. In der Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart extrahierte und analysierte Signalelemente werden in der Speicherschaltung 18 gespeichert und werden Daten für eine Vergleichsoperation, wenn das gleiche Signal erneut zugeführt wird. Andererseits gibt die Rücksprungschaltung 17 das Empfangssignal an die Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart, die Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart und die Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart aus, um die Merkmalextraktions- und die Analyseverarbeitung für das Empfangssignal auszuführen, und speichert die Ergebnisse dieser Verarbeitungen in der Speicherschaltung 18.
Die in der Speicherschaltung 18 gespeicherten Daten werden mit den vom Empfangssignal extrahierten und analysierten Signalelementen verglichen, und das Empfangssignal wird an die Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart, die Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart und die Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart oder an mehrere dieser Identifizierungsschaltungen ausgegeben.
Dadurch werden die Wirkungen erzielt, dass die Verarbeitung sich auch dann nicht aufhängt, wenn das Signal, das in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 13 nicht identifizierbar ist, erneut zugeführt wird und das unbekannte Signal durch Ausführen eines Vergleichs mit den vom Empfangssignal extrahierten und analysierten Signalelementdaten gehandhabt und so verarbeitet werden kann, als ob es zuvor registriert worden wäre.
Außerdem wird durch diese Verarbeitung erreicht, dass die Anzahl handhabbarer Signalarten erhöht werden kann.
Die fünfte Ausführungsform kann in Kombination mit der zweiten, der dritten und der vierten Ausführungsform verwendet werden.
Nachstehend wird unter Bezug auf 19 eine Ausführungsform eines automatischen Modulationsartidentifizierungssystems unter Verwendung der vorstehend erwähnten automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung erläutert. Das in 19 dargestellte System weist auf: einen A/D-(Analog/Digital)Wandler 101, ein Halbbandfilter (HBF) 102, ein NCO-Oszillatormodul 103, einen Puffer 104, eine DSP/CPU (Digitalsignalprozessor/Zentraleinheit) 105, einen PLD (programmierbarer Logikbaustein) 106, und einen Taktsignalgenerator 107. Der A/D-Wandler 101 digitalisiert ein Analogsignal einer Zwischenfrequenz (ZF) in ein Digitalsignal. Das HBF 102 führt eine orthogonale Transformationsverarbeitung zum Umwandeln des digi talisierten Zwischenfrequenzsignals in ein komplexes Signal eines Basisbandes, eine TPF-(Tiefpassfilter)Verarbeitung und eine Komprimierungsverarbeitung um den Faktor 2 aus. Das Oszillatormodul 103 kompensiert einen Abstimmungsfrequenzfehler. Der Puffer 104 dient zum Zwischenspeichern der Daten und zum glatten Zuführen des Signals zur DSP/CPU 105. Die DSP/CPU 105 dient zum Ausführen der vorstehend erwähnten Modulationsartidentifizierungsverarbeitung. Der PLD 106 dient zum internen Frequenzuntersetzen eines Taktsignal vom Taktsignalgenerator 107 und zum Zuführen des untersetzten Taktes zu den einzelnen Elementen.
Nachstehend wird eine Arbeitsweise dieses Systems ausführlich erläutert. In 19 führt die DSP/CPU 105 die Funktion jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen aus, wobei alle Verarbeitungen durch eine digitale Signalverarbeitungstechnik realisiert werden. Wenn eine Verarbeitung in Echtzeit betrachtet wird, führt die DSP/CPU 105 eine parallele Verarbeitung unter Verwendung mehrerer Elemente aus. In der digitalen Signalverarbeitungstechnik hat der A/D-Wandler 101 die Funktion zum Digitalisieren eines über eine Antenne empfangenen Analogsignals, so dass die vorliegende Ausführungsform auf das Digitalsignal angewendet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Frequenzumwandlung in eine Frequenz in der Nähe des Basisbandes des Eingangssignals realisiert durch die Verwendung eines Signals, das durch Frequenzuntersetzen des Signals des Taktsignalgenerators 107 durch den PLD 106 und bei Verwendung einer Digitalisierungsverarbeitung durch Ausführen einer Unterabtastung (Bandpassabtastung) für eine Anpassung an die Digitalisierung erhalten wird.
Das HBF 102 wird zum Vermindern des Rechenaufwandes in der DSP/CPU 105 und zum Extrahieren des komplexen Signals verwendet, was erforderlich wird, wenn in dieser Ausführungsform die Kommunikationselemente, wie beispielsweise die Phase und die Frequenz, des Signals extrahiert werden. Das HBF 102 führt eine Frequenzabwärtswandlungsverarbeitung um den Faktor 1/4 der Abtastfrequenz, eine TPF-Verarbeitung und eine Komprimierungsverarbeitung um den Faktor 2 des Digitalisierungssignals aus, was in Verbindung mit dem vorstehend erwähnten Sachverhalt ermöglicht wird.
Das Oszillatormodul 103 führt durch eine Verarbeitung in Kombination mit der DSP/CPU 105 die Funktion der in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Abstimmungsfehlerkorrekturschaltung 6 aus. D.h., durch die DSP/CPU 105 wird eine Spektrumanalyse (Funktion der Spektrumanalyseschaltung 61) des Empfangssignals ausgeführt, und die Kompensation des durch die Spektrumanalyse erhaltenen Abstimmungsfehlers wird durch das Oszillatormodul 103 digital realisiert. Dadurch wird das Empfangssignal ein komplexes Signal, das einer Signalabstimmungsverarbeitung des Basisbandes unterzogen wurde. Der Puffer 104 zwischenspeichert ein Ausgangssignal des Oszillatormoduls 103 und führt eine Synchronisationsverarbeitung aus, um das Signal der DSP/CPU 105 glatt zuzuführen. Der PLD 106 führt durch internes Frequenzuntersetzen eines Taktes des Taktsignalgenerators 107 jedem Element einen geeigneten Takt zu. Die vorliegende Ausführungsform kann durch Verwendung der vorstehend erwähnten Konstruktion realisiert werden.
Die vorliegende Ausführungsform ist insbesondere durch die Hardwarekonstruktion zum einheitlichen Realisieren und effizienten Ausführen der Modulationsartidentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der digitalen Signalverarbeitungstechnik und die Signalverarbeitungstechnik gekennzeichnet.
Damit die DSP/CPU 105 eine später beschriebene Identifizierungsverarbeitung ausführen kann, wird ein Speichermedium 108 bereitgestellt, in dem ein Identifizierungsverarbeitungs programm gespeichert ist. Das Speichermedium 108 wird durch eine magnetische Platte, einen Halbleiterspeicher oder ein anderes Speichermedium realisiert.
20 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Ablaufs einer automatischen Modulationsartidentifizierungsverarbeitung, die durch das im Speichermedium 108 gespeicherte Identifizierungsverarbeitungsprogramm ausgeführt wird. Das Identifizierungsverarbeitungsprogramm wird vom Speichermedium 108 in die DSP/CPU 105 eingelesen, um eine Verarbeitung der DSP/CPU 105 zu steuern.
Gemäß 20 wird in einem Schritt S1 durch die Hüllkurvenerfassungsschaltung 11, die Hüllkurvenabweichungsbestimmungsschaltung 12, die Symboltaktextraktionsschaltung 14, die Symboltaktbestimmungsschaltung 15 und die Spektrumanalyseschaltung 16 in der Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart eine Verarbeitung zum Extrahieren mehrerer Merkmale und eine Analyseverarbeitung für das Empfangssignal ausgeführt. In einem Schritt S2 wird durch die Modulationsartidentifizierungsschaltung 13 auf der Basis der extrahierten mehreren Merkmale und des Analyseergebnisses bestimmt, ob das Empfangssignal ein Signal der analogen Modulationsart, der linearen digitalen Modulationsart oder der nichtlinearen digitalen Modulationsart ist.
Wenn in Schritt S2 entschieden wird, dass das Empfangssignal ein Signal der analogen Modulationsart ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S3 fort. In Schritt S3 werden die Verarbeitung zum Extrahieren mehrerer Merkmale und die Analyseverarbeitung für das Empfangssignal durch die Trägerwellenextraktionsschaltung 21, die Seitenbandspektrumerfassungsschaltung 22, die Signalbanderfassungsschaltung 23, die Hüllkurvenerfassungsschaltung 26 und die Hüllkurvenschwankungsbestimmungsschaltung 27 in der Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart ausgeführt. In einem Schritt S4 wird auf der Basis der extrahierten mehreren Merkmale und des Analyseergebnisses durch die Modulationsartidentifizierungsschaltung 24 entschieden, ob das Empfangssignal ein Signal der AM-Modulationsart oder der FM-Modulationsart ist. Wenn in Schritt S4 entschieden wird, dass das Empfangssignal ein unbekanntes Signal ist, d.h. weder ein Signal der AM-Modulationsart noch ein Signal der FM-Modulationsart, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S5 fort, wo eine Rücksprungverarbeitung ausgeführt wird.
Wenn in Schritt S2 entschieden wird, dass das Empfangssignal ein Signal der linearen digitalen Modulationsart ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S6 fort. In Schritt S6 werden durch die Symboltaktextraktionsschaltung 31 und die Neuabtastungsschaltung in der Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart eine Neuabtastungsverarbeitung einschließlich einer Symboltaktextraktion und einer Signalsymbolextraktion ausgeführt. Anschließend wird in Schritt S7 durch die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 33 ein Symbolvektorradius berechnet, und ferner wird eine Verarbeitung zum Extrahieren seiner Amplitudenverteilung ausgeführt. In Schritt S8 bestimmt die Modulationsartidentifizierungsschaltung 34 auf der Basis der extrahierten Amplitudenverteilung, ob das Empfangssignal ein 16-QAM-Signal oder ein M-äres QAM-Signal oder ein davon verschiedenes Signal ist. Wenn in Schritt S8 bestimmt wird, dass das Empfangssignal ein von einem 16-QAM-Signal und einem M-ären QAM-Signal verschiedenes Signal der linearen Modulationsart ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S9 fort. In Schritt S9 wird durch die Synchronisationsverarbeitungsschaltung 35 für eine vorausgesetzte Trägerwelle eine Modulationsart vorausgesetzt, und es wird eine Trägerwellensynchronisationsverarbeitung ausgeführt. Anschließend wird in Schritt S10 durch die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 36 eine Verarbeitung zum Extrahieren von Amplitudenverteilungen der ungeradzahligen Signalsymbole und der geradzahligen Signalsymbole ausgeführt. In Schritt S11 bestimmt die Modulationsartidentifizierungsschaltung 37 auf der Basis der extrahierten Amplitudenverteilungen, ob das Empfangssignal ein BPSK-Signal, ein QPSK-Signal, ein π/4-Offset-QPSK-Signal oder ein 8-PSK-Signal ist. Wenn in Schritt S11 entschieden wird, dass das Empfangssignal ein von einem BPSK-Signal, einem QPSK-Signal, einem π/4-Offset-QPSK-Signal, einem 8-PSK-Signal und einem M-ären PSK-Signal verschiedenes unbekanntes Signal ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S12 fort. In Schritt S12 wird eine Rücksprungverarbeitung durch die Rücksprungschaltung 38 ausgeführt.
Wenn in Schritt S2 entschieden wird, dass das Empfangssignal ein Signal der nichtlinearen digitalen Modulationsart ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S13 fort. In Schritt S13 werden durch die FM-Erfassungsschaltung 41, die Symboltaktextraktionsschaltung 45 und die Neuabtastungsschaltung 42 in der Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart zunächst eine FM-Erfassungsverarbeitung, eine Symboltaktextraktionsverarbeitung und eine Neuabtastungsverarbeitung ausgeführt. Anschließend wird in Schritt S14 durch die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 43 eine Amplitudenverteilungsextraktionsverarbeitung für eine Pegelzahlbestimmung der nichtlinearen Modulationsart basierend auf dem neuabgetasteten Signal ausgeführt. In Schritt S15 wird basierend auf der Tatsache, dass die Modulationsartidentifizierungsschaltung 44 die Pegelzahlbestimmung auf der Basis der extrahierten Amplitudenverteilung ausführt, bestimmt, ob das Empfangssignal ein M-äre FSK-Signal oder ein davon verschiedenes Signal ist. Wenn in Schritt S15 entschieden wird, dass das Empfangssignal ein von einem M-ären FSK-Signal verschiedenes Signal ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S16 fort. In Schritt S16 wird auf der Basis eines in der Symboltaktextraktionsschaltung 45 ex trahierten Symboltaktes durch die Modulationsindexerfassungsschaltung 46 ein Modulationsindex des Empfangssignals erfasst. In Schritt S17 bestimmt die Modulationsartidentifizierungsschaltung 47 auf der Basis des erfassten Modulationsindex, ob das Empfangssignal ein 2-FSK-Signal oder ein davon verschiedenes Signal ist. Wenn entschieden wird, dass das Empfangssignal ein von einem 2-FSK-Signal verschiedenes Signal ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S18 fort, wo durch die Intersymbolinterferenzanalyseschaltung 48 und die Spektrumanalyseschaltung 49 eine Intersymbolinterferenz in der Zeitachse und eine Intersymbolinterferenz in der Frequenzachse analysiert werden. In Schritt S19 entscheidet die Modulationsartidentifizierungsschaltung 50 basierend auf dem Analyseergebnis von Schritt S18, ob das Empfangssignal ein MSK-Signal, ein GMSK-Signal oder ein unbekanntes Signal ist. Wenn in Schritt S19 entschieden wird, dass das Empfangssignal ein unbekanntes Signal ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S20 fort. In Schritt S20 wird durch die Rücksprungschaltung 51 eine Rücksprungverarbeitung ausgeführt.
Nachstehend wird unter Bezug auf 21 eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform ist eine Modifikation der in 5 dargestellten ersten Ausführungsform. D.h., diese Ausführungsform basiert auf der Tatsache, dass in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 13 der Modulationsartidentifizierungsschaltung 1 unter Verwendung des Hüllkurven-, des Symboltakt- und des Spektrummerkmals des Empfangssignals auch das FM-Modulationssignal und das AM-Modulationssignal der analogen Modulationsart identifiziert werden können. In diesem Fall ist, obwohl die Identifizierungsgenauigkeit für das FM-Modulationssignal und das AM-Modulationssignals im Vergleich zur in 5 dargestellten Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart gering ist, eine Identifizierung möglich. Diese Ausführungsform kann mit den vorstehend erwähnten zweiten bis fünften Ausführungsformen kombiniert und auch auf das in 19 dargestellte Identifizierungssystem angewendet werden. In diesem Fall bestimmt das im Speichermedium 108 gespeicherte Identifizierungsverarbeitungsprogramm in Schritt S2 unter den in 20 dargestellten Schritten S1 bis S20, ob das Empfangssignal ein FM-Modulationssignal der analogen Modulationsart, ein AM-Modulationssignal der analogen Modulationsart, ein Signal der linearen digitalen Modulationsart oder ein Signal der nichtlinearen digitalen Modulationsart ist. Die Schritte S3 bis S5 von 20 sind weggelassen, und die Schritte S6 bis S20 von 20 werden in dieser Ausführungsform auf die gleiche Weise ausgeführt wie die Schritte S3 bis S17.
22 zeigt eine siebente Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß 22 unterscheidet sich in dieser Ausführungsform die Konstruktion der Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart von derjenigen der in 5 dargestellten ersten Ausführungsform. D.h., die Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart weist die Symboltaktextraktionsschaltung 31, die Neuabtastungsschaltung 32, die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 33, eine Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung (dritter Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitt) 39, eine Modulationsartidentifizierungsschaltung (achter Modulationsartidentifizierungsabschnitt, aber im Fall einer Kombination mit einer später erwähnten Ausführungsform von 25 vierter Modulationsartidentifizierungsabschnitt) 34' und die Rücksprungschaltung 38 (zweiter Rücksprungabschnitt in den Patentansprüchen 10 und 23 und erster Rücksprungabschnitt in Patentanspruch 50) auf.
Die Symboltaktextraktionsschaltung 31 regeneriert und extrahiert den Symboltakt vom Empfangssignal. Die Neuabtastungsschaltung 32 tastet das Empfangssignal auf der Basis des ext rahierten Symboltaktes neu ab und extrahiert ein überlagertes Informationssignalsymbol. Die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 33 berechnet einen Symbolvektorradius von einem Extraktionsergebnis der Neuabtastungsschaltung 32 und extrahiert dessen Amplitudenverteilung. Die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 39 analysiert die Amplitudenverteilung des Empfangssignals. Auf der Basis eines Extraktionsergebnisses der Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 33 und des Analyseergebnisses der Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 39 entscheidet die Modulationsartidentifizierungsschaltung 34', ob das Empfangssignal ein 16-QAM-Signal, ein M-äres QAM-Mehrpegelsignal mit mehr als 16 Pegeln, ein BPSK-Signal, ein QPSK-Signal, ein π/4-Offset-QPSK-Signal, ein 8-PSK-Signal, ein M-äres PSK-Mehrpegelsignal mit mehr als 8 Pegeln oder ein von diesen Signalen verschiedenes unbekanntes Signal ist. Die Rücksprungschaltung 38 speichert einen Verzweigungspunkt (Verzweigung) der Identifizierungsverarbeitungen in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 34' und schaltet, wenn das Empfangssignal als unbekanntes Signal identifiziert wird, das Empfangssignal derart, dass durch Rücksprung zu diesem Verzweigungspunkt eine andere Modulationsartidentifizierungsverarbeitung ausgeführt wird.
Die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 39 analysiert in dieser Ausführungsform eine Amplitudenverteilung des Empfangssignals, bevor die Neuabtastungsverarbeitung ausgeführt wird. Wie in den 23 und 24 dargestellt ist, hat die Amplitudenverteilung des Symbolvektorradius vor der Neuabtastung für jede Modulationsart und auch für die gleiche Modulationsart gemäß ihrer Pegelzahl eine inhärente Amplitudencharakteristik. D.h., basierend auf der Amplitudenverteilung kann die lineare digitale Modulationsart identifiziert werden. Nachstehend wird ein konkretes Beispiel eines Identifizierungsverfahrens dargestellt. Eine Amplitudenverteilungswellen form, die für jedes gesetzte Modulationsartobjekt normiert ist, wird in der Modulationsartidentifizierungsschaltung 34' im Voraus bereitgestellt, und die Identifizierungsverarbeitung kann durch Vergleichen der Amplitudenverteilungswellenform in ihrer Korrelation mit einem Ausgangssignal der Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 39 ausgeführt werden. In den 23 und 24 bezeichnen die Abszisse einen Symbolvektorradius nach der Normierung und die Ordinate eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion. Weitere Messungen werden unter den Bedingungen ausgeführt, dass das Filter ein Nyquist-Filter ist und eine Roll-off-Rate (α) = 0,5 beträgt. Insbesondere kann in dieser Ausführungsform, weil die Vergleichsoperation in Kombination mit der Amplitudenverteilung nach der Neuabtastung ausgeführt wird, dadurch, dass die Neuabtastungsschaltung 32 und die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 34 bereitgestellt werden, eine Verbesserung der Identifizierungsgenauigkeit erzielt werden. D.h. umgekehrt, dass in Abhängigkeit von den Verhältnissen die Neuabtastungsschaltung 32 und auch die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 34 gegebenenfalls weggelassen werden können.
Diese Ausführungsform kann in Kombination mit den vorstehend erwähnten zweiten bis sechsten Ausführungsformen verwendet und auch auf das in 19 dargestellte Identifizierungssystem angewendet werden. In diesem Fall sind hinsichtlich des im Speichermedium 108 gespeicherten Identifizierungsverarbeitungsprogramms die Schritte S9 bis S12 unter den in 20 dargestellten Schritten S1 bis S20 weggelassen, und nach Schritt S7 wird durch die Amplitudenverteilungsextraktionsschaltung 39 ein Analyseschritt ausgeführt. Nach diesem Schritt wird die vorstehend erwähnte Identifizierungsverarbeitung durch den Modulationsartidentifizierungsabschnitt 34' ausgeführt.
Nachstehend wird unter Bezug auf die 25 und 26 eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dieser Ausführungsform wird an Stelle der Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart in der ersten Ausführungsform von 5 eine Identifizierungsschaltung 70 bereitgestellt, die eine Identifizierungsverarbeitung basierend auf einer Hüllkurvenschwankungsmerkmal ausführt. Die Identifizierungsschaltung 70 weist eine Hüllkurvenerfassungsschaltung 71, eine Hüllkurvenschwankungsbestimmungsschaltung 72, eine FM-Erfassungsschaltung 73, eine Symboltaktextraktionsschaltung 74 und eine Modulationsartidentifizierungsschaltung (erster Modulationsartidentifizierungsabschnitt) 75 auf.
Durch die Hüllkurvenerfassungsschaltung 71 wird eine Hüllkurvenerfassungsverarbeitung bezüglich des Empfangssignals ausgeführt (Schritt S31 von 26) (erster Schritt), und durch die Hüllkurvenschwankungsbestimmungsschaltung 72 wird das Vorhandensein/Nichtvorhandensein der Hüllkurvenschwankung bestimmt (Schritt S32) (zweiter Schritt). Hinsichtlich eines Signals, für das bestimmt wird, dass es keine Hüllkurvenschwankung aufweist, wird durch die FM-Erfassungsschaltung 73 eine FM-Erfassungsverarbeitung ausgeführt (Schritt S33) (dritter Schritt), und durch die Symboltaktextraktionsschaltung 74 wird ein Symboltakt extrahiert (Schritt S34) (vierter Schritt). Hinsichtlich eines Signals, für das bestimmt wird, dass es eine Hüllkurvenschwankung aufweist, wird der Symboltakt durch die Symboltaktextraktionsschaltung 74 extrahiert (Schritt S36) (fünfter Schritt). In der Modulationsartidentifizierungsschaltung 75 wird basierend auf dem Vorhandensein/Nichtvorhandensein des Symboltaktes in den Schritten S35 und S37 entschieden, ob das Empfangssignal ein AM-Modulationssignal, ein FM-Modulationssignal, ein lineares digitales Modulationssignal oder ein nichtlineares digitales Mo dulationssignal ist, und das Entscheidungsergebnis wird ausgegeben (sechster Schritt). Wenn in Schritt S37 entschieden wird, dass das Empfangssignal ein lineares digitales Modulationssignal ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S6 in 20 fort, und die Schritte S6 bis S12 werden als die siebenten bis dreizehnten Schritte ausgeführt. Andernfalls schreitet die Verarbeitung, wenn in Schritt S3 entschieden wird, dass das Empfangssignal ein nichtlineares digitales Modulationssignal ist, zu Schritt S13 in 20 fort, und die Schritte S13 bis S20 werden als vierzehnte bis einundzwanzigste Schritte ausgeführt.
Die achte Ausführungsform kann in Kombination mit den vorstehend erwähnten zweiten bis sechsten Ausführungsformen verwendet und auch auf das in 19 dargestellte Identifizierungssystem angewendet werden. In diesem Fall werden durch das im Speichermedium 108 gespeicherte Identifizierungsverarbeitungsprogramm an Stelle der in 20 dargestellten Schritte S1 bis S5 die Schritte S31 bis S37 ausgeführt. Beispielsweise wird, wenn diese Ausführungsform mit der in 16 dargestellten dritten Ausführungsform kombiniert wird, weil die Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart weggelassen ist, die Modulationsartidentifizierungsschaltung 13 ein erster Modulationsartidentifizierungsabschnitt, die Modulationsartidentifizierungsschaltung 34 ein zweiter Modulationsartidentifizierungsabschnitt und die Modulationsartidentifizierungsschaltung 37 ein dritter Modulationsartidentifizierungsabschnitt. Außerdem wird, wenn diese Ausführungsform mit der in 22 dargestellten siebenten Ausführungsform kombiniert wird, die Modulationsartidentifizierungsschaltung 34' ein vierter Modulationsartidentifizierungsabschnitt (Anspruch 50) und kein achter. Andererseits werden in den 16 und 22 die Modulationsartidentifizierungsschaltungen 44, 47 und 50 ein fünfter, ein sechster bzw. ein siebenter Modulationsartidentifizierungsabschnitt.
In der in 5 dargestellten ersten Ausführungsform wird die Verarbeitung zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart unter Verwendung von drei Parametern, d.h. der Hüllkurvenschwankung, dem Spektrum und dem Symboltakt, ausgeführt. Andererseits werden, indem zunächst die Hüllkurvenschwankung des Empfangssignals betrachtet wird, in der achten Ausführungsform das FM-Modulationssignal der analogen Modulationsart, dessen Hüllkurve eine konstante Hüllkurvenschwankung aufweist, und die nichtlineare digitale Modulationsart vom AM-Modulationssignal der analogen Modulationsart, dessen Hüllkurve eine nicht konstante Hüllkurvenschwankung aufweist und der linearen digitalen Modulationsart unterschieden. Anschließend wird eine Verarbeitung zum Entscheiden zwischen der analogen Modulationsart und der digitalen Modulationsart basierend auf dem Vorhandensein/Nichtvorhandensein des Symboltaktes ausgeführt. Für das Empfangssignal, für das bestimmt wurde, dass es eine konstante Hüllkurve aufweist, wird vorzugsweise eine FM-Erfassungsverarbeitung ausgeführt, und anschließend wird eine Symboltaktextraktionsverarbeitung ausgeführt. Dies ist der Fall, weil das Signal mit der konstanten Hüllkurve ein FM-Modulationssignal ist.
Gemäß dieser Ausführungsform ist im Vergleich zur ersten Ausführungsform die Schaltung 2 zum Identifizieren einer analogen Modulationsart unnötig, und es ist offensichtlich, dass die in 5 dargestellte Schaltung 3 zum Identifizieren einer linearen Modulationsart und die Schaltung 4 zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart mit der Modulationsartidentifizierungsschaltung 75 verbunden sind. Außerdem kann die Identifizierungsschaltung 70 im Vergleich zu derjenigen der in 5 dargestellten Schaltung 1 zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart vereinfacht werden, so dass eine Miniaturisierung der Vorrichtung in Kombination mit einer Verminderung des Verarbeitungs- oder Rechenaufwandes erzielt werden kann.
Wie vorstehend erläutert wurde, werden erfindungsgemäß die folgenden Wirkungen erzielt.
Eine erste Wirkung ist, dass ein Empfangssignal einer von mehreren Modulationsarten, dessen Kommunikationselemente unbekannt sind, automatisch identifiziert und seine Modulationsart spezifiziert wird. Dadurch können mehrere Modulationsarten durch eine einzige Vorrichtung identifiziert werden, und es können eine Miniaturisierung und eine Erhöhung der Effizienz der Vorrichtung realisiert werden. Dies ist der Fall, weil bei der Ausführung der Modulationsartidentifizierungsverarbeitung unter Betrachtung der Merkmale jeder einzelnen Modulationsart eine Einrichtung zum Extrahieren und Analysieren dieser Merkmale und eine Verarbeitungseinrichtung (einschließlich der Schaltungsstruktur) zum Identifizieren einer Modulationsart unter Verwendung dieser Merkmale verwendet werden.
Eine zweite Wirkung ist, dass keine Vorabinformationen, z.B. Kommunikationselemente, zum Identifizieren von Modulationsdaten im Voraus erforderlich sind. Dies ist der Fall, weil herkömmlich eine Modulationsartidentifizierungsverarbeitung unter Verwendung von Modulationsdaten und Synchronisationsdaten oder ähnlichen Daten ausgeführt worden ist, in der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Modulationsartidentifizierungsverarbeitung unter Verwendung von Merkmalen der Signale der einzelnen Modulationsarten vor der Demodulation ausgeführt.
Eine dritte Wirkung ist, dass die Modulationsartidentifizierungsverarbeitung durch mehrere Modulationsartidentifizierungsschaltungen und nicht nur durch eine einzelne Verarbeitungsschaltung ausgeführt werden kann. Dadurch kann, auch wenn die Identifizierungsverarbeitung einer bestimmten Modulations artidentifizierungsschaltung fehlschlägt, dieser Zustand durch eine andere Modulationsartidentifizierungsschaltung kompensiert werden, so dass die Identifizierungsgenauigkeit erhöht wird. Dies ist der Fall, weil für ein unbekanntes (unklares) Signal, das durch die einzelnen Modulationsartidentifizierungsverarbeitungen nicht identifiziert werden kann, eine Rücksprungschaltung zum Ausführen einer Verarbeitung zum Schalten des Signals auf eine andere Modulationsartidentifizierungsschaltung bereitgestellt wird, der die höchste Identifizierungswahrscheinlichkeit zugeordnet ist.
Eine vierte Wirkung ist, dass einer Änderung der Elemente, z.B. der Modulationsartidentifizierungsverarbeitung, des Empfangssignals flexibel gefolgt werden kann. Dadurch kann, auch wenn ein als Identifizierungsobjekt spezifiziertes Empfangssignal auf ein Signal einer anderen Modulationsart geändert wird, oder wenn, obwohl das Signal die gleiche Modulationsart aufweist, sich Kommunikationselemente ändern, dieser Zustand gehandhabt werden. Dies ist der Fall, weil in der Modulationsartidentifizierungsverarbeitung vorausgesetzt wird, dass die Kommunikationselemente des Empfangssignals extrahiert und analysiert werden und eine Einrichtung (Schaltung) dafür bereitgestellt wird. Außerdem ist dies der Fall, weil eine Einrichtung (Schaltung) bereitgestellt wird, die eine Verarbeitung gemäß dem extrahierten Ergebnis ausführt, z.B. die Symboltaktextraktionsschaltung, die Neuabtastungsschaltung oder die Abstimmungsfehlerkorrekturschaltung.
Eine fünfte Wirkung ist, dass, auch wenn ein Signal mit einer vom Identifizierungsobjekt verschiedenen Modulationsart empfangen wird, die Merkmalextraktion und die Analyse für dieses Signals möglich sind, so dass es als Signal mit einer neuen Modulationsart gehandhabt werden kann. Dadurch kann, auch wenn ein Signal mit einer vom Identifizierungsobjekt verschiedenen Modulationsart erneut empfangen wird, dieses als ein identifizierbares Signal verarbeitet werden, so dass die Vorrichtung flexibel und entwicklungs- oder erweiterungsfähig ist. Dies ist der Fall, weil eine Einrichtung bereitgestellt wird, die das Merkmalextraktionsergebnis des als unbekanntes (unklares) Signal identifizierten Empfangssignals als ein neues Signal in der Rücksprungschaltung speichert, und eine Einrichtung zum Verfolgen und Speichern eines einer anderen Identifizierungsverarbeitungsschaltung zuzuführenden Ergebnisses als das unbekannte Signal durch die Rücksprungschaltung.
Eine sechste Wirkung ist, dass in der Modulationsartidentifizierungsschaltung eine Modulationsartidentifizierung mit einer hohen Genauigkeit durch Ausführen der Identifizierungsverarbeitung unter Verwendung mehrerer extrahierter Merkmale ausgeführt werden kann und ferner eine Gewichtungsverarbeitung für diese Merkmalextraktion ausgeführt wird. Dies ist der Fall, weil im erfindungsgemäßen Modulationsartidentifizierungsverfahren unter Betrachtung mehrerer Merkmale jedes Modulationstyps eine Einrichtung zum Extrahieren und Analysieren dieser Merkmale bereitgestellt wird und bei der Identifizierungsverarbeitung eine Funktion zum Bestimmen und Gewichten (Wahrscheinlichkeit) der mehreren Merkmalextraktionsergebnisse durch Ausführen eines Tests unter Verwendung eines Testsignals im Voraus bereitgestellt wird.
Eine siebente Wirkung ist, dass außer der Modulationsartidentifizierung für das Empfangssignal die Kommunikationselemente zum Demodulieren des Empfangssignals gespeichert und ausgegeben werden können. Dadurch können die Modulationsartidentifizierungsvorrichtung und die Empfangsvorrichtung (Demodulator) integriert werden, so dass die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung verbessert wird und die Vorrichtung miniaturisiert und vereinigt werden kann. Dies ist der Fall, weil in der erfindungsgemäßen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung die Modulationsart durch Extrahieren und Analysieren der Merkmale des Empfangssignals identifiziert und die Elementspeicherschaltung zum Speichern und Extrahieren der Kommunikationselemente bereitgestellt wird, die im Verlauf der Identifizierungsverarbeitung erhalten wurden.
Eine achte Wirkung ist, dass die Zuverlässigkeit der Modulationsartidentifizierungsvorrichtung erhöht werden kann. Dies ist der Fall, weil, wie in Verbindung mit den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert wurde, die Modulationsartidentifizierungsverarbeitung durch eine digitale Signalverarbeitungstechnik realisierbar ist, die, anders als im Fall einer analogen Signalverarbeitung durch eine Außenumgebung kaum beeinflussbar ist. Außerdem ist keine Wartung erforderlich.

Claims

Automatische Modulationsartidentifizierungsvorrichtung zum Empfangen eines Empfangssignals und Identifizieren einer Modulationsart des Empfangssignals, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Einrichtung (1) zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart zum Extrahieren und Analysieren eines vorgegebenen Merkmals des Empfangssignals und Entscheiden, ob die Modulationsart des Empfangssignals eine analoge Modulationsart oder eine digitale Modulationsart ist; eine Einrichtung (2) zum Identifizieren einer analogen Modulationsart, die, wenn das Empfangssignal als Signal der analogen Modulationsart identifiziert wird, das identifizierte Empfangssignal empfängt und entscheidet, ob das identifizierte Empfangssignal ein AM-Signal oder ein FM-Signal ist; eine Einrichtung (3) zum Identifizieren einer linearen Modulationsart, die, wenn das Empfangssignal als ein Signal der linearen digitalen Modulationsart identifiziert wird, das identifizierte Empfangssignal empfängt und entscheidet, ob das identifizierte Empfangssignal ein 16-QAM-Signal, ein BPSK-Signal, ein QPSK-Signal, ein π/4-Offset-QPSK-Signal, ein 8-PSK-Signal, ein M-äres PSK-Mehrpegelsignal mit mehr als 8 Pegeln, wobei M eine positive ganze Zahl ist, oder ein M-äres QAM-Mehrpegelsignal mit mehr als 16 Pegeln ist; und eine Einrichtung (4) zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart, die, wenn das Empfangssignal als ein Signal der nichtlinearen digitalen Modulationsart identifiziert wird, das identifizierte Empfangssignal empfängt und entscheidet, ob das identifizierte Empfangssignal ein M-äres FSK-Mehrpegelsignal mit mehr als 2 Pegeln, ein 2-FSK-Signal, ein MSK-Signal oder ein GMSK-Signal ist; wobei ein Hüllkurven-, ein Symboltakt- und ein Spektrummerkmal des Empfangssignals als vorgegebene Merkmale verwendet werden; dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart aufweist: einen ersten Hüllkurvenerfassungsabschnitt (11) zum Erfassen der Hüllkurve des Empfangssignals; einen ersten Hüllkurvenschwankungsbestimmungsabschnitt (12), der, nachdem die erfasste Hüllkurve für eine vorgegebene Zeitdauer integriert worden ist, deren Mittelwert berechnet und durch Berechnen einer Standardabweichung einer Amplitudenverteilung ein Hüllkurvenschwankungsmerkmal extrahiert; einen ersten Symboltaktextraktionsabschnitt (14) zum Extrahieren des Symboltaktes vom Empfangssignal; einen Symboltaktbestimmungsabschnitt (15) zum Bestimmen des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins des Symboltaktes basierend auf einem Ausgangssignal des Symboltaktextraktionsabschnitts; einen ersten Spektrumanalyseabschnitt (16) zum Extrahieren einer Spektrumwellenform des Empfangssignals und Analysieren ihres Merkmals; und einen Abschnitt (13) zum Identifizieren einer ersten Modulationsart, der basierend auf einem durch den ersten Hüllkurvenschwankungsbestimmungsabschnitt und den Symboltaktbestimmungsabschnitt erhaltenen Merkmalerfassungsergebnis und einem durch den ersten Spektrumanalyse abschnitt erhaltenen Analyseergebnis des Empfangssignals entscheidet, ob das Empfangssignal ein Signal der analogen Modulationsart, der linearen digitalen Modulationsart oder der nichtlinearen digitalen Modulationsart ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Identifizieren einer analogen Modulationsart aufweist: einen Trägerwellenextraktionsabschnitt (21) zum Extrahieren einer Trägerwelle des Empfangssignals; einen Seitenbandspektrumerfassungsabschnitt (22) zum Erfassen einer Symmetrieeigenschaft eines Seitenbandspektrums des Empfangssignals; einen Signalbanderfassungsabschnitt (23) zum Erfassen eines Signalbandes des Empfangssignals und zum Analysieren einer Spektrumform des Empfangssignals; einen zweiten Hüllkurvenerfassungsabschnitt (26) zum Erfassen einer Hüllkurve des Empfangssignals; einen zweiten Hüllkurvenschwankungsbestimmungsabschnitt (27) zum Extrahieren einer Hüllkurvenschwankung von der erfassten Hüllkurve; einen zweiten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (24), der unter Verwendung eines durch den Trägerwellenextraktionsabschnitt, den Seitenbandspektrumerfassungsabschnitt, den Signalbanderfassungsabschnitt und den zweiten Hüllkurvenschwankungsbestimmungsabschnitt erhaltenen Merkmalextraktions- und eines Analyseergebnisses des Empfangssignals entscheidet, ob das Empfangssignal das AM-Signal, das FM-Signal oder ein davon verschiedenes unbekanntes (unklares) Signal ist; und einen ersten Rücksprungabschnitt (25) zum Speichern eines Verzweigungspunktes (Verzweigung) jeder Identifizierungsverarbeitung in jedem der Abschnitte, wobei, wenn das Empfangssignal als unbekanntes Signal identifiziert wird, das unbekannte Signal derart geschaltet wird, dass durch Rücksprung zu diesem Verzweigungspunkt eine andere Modulationsartidentifizierungsverarbeitung ausgeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Identifizieren einer linearen Modulationsart aufweist: einen zweiten Symboltaktextraktionsabschnitt (31) zum Regenerieren und Extrahieren eines Symboltaktes vom Empfangssignal; einen ersten Neuabtastungsabschnitt (32) zum Neuabtasten des Empfangssignals auf der Basis des extrahierten Symboltaktes und zum Extrahieren eines informationsüberlagerten Symboltaktes; einen ersten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitt (33) zum Berechnen eines Symbolvektorradius von einem Extraktionsergebnis des ersten Neuabtastungsabschnitts und zum Extrahieren seiner Amplitudenverteilung; einen dritten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (34), der auf der Basis eines Ausgabeergebnisses des ersten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitts das 16-QAM-Signal und das M-äre QAM-Mehrpegelsignal mit mehr als 16 Pegeln von einem von diesen Signalen verschiedenen Signal bestimmt; einen Synchronisationsverarbeitungsabschnitt (35) für eine vorausgesetzte Trägerwelle, dem das als vom 16-QRM-Signal und vom M-ären QAM-Signal verschiedenes Signal identifizierte Empfangssignal zugeführt wird, und der eine Trägerwellensynchronisationsverarbeitung ausführt, bei der die Modulationsart des Empfangssignals vorausgesetzt wird; einen zweiten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitt (36) zum Empfangen eines Ausgangssignals des Syn chronisationsverarbeitungsabschnitts für eine vorausgesetzte Trägerwelle und zum Extrahieren von Merkmalen eines ungeradzahligen und eines geradzahligen Signalsymbols; einen vierten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (37), der basierend auf einer Konvergenzposition, einer Anzahl von Konvergenzpunkten und einem Merkmalextraktionsergebnis der Amplitudenverteilung für jedes der Signalsymbole nach der Synchronisationsverarbeitung für die vorausgesetzte Trägerwelle entscheidet, ob das Empfangssignal das BPSK-Signal, das QPSK-Signal, das π/4-Offset-QPSK-Signal, das 8-PSK-Signal, das M-äre PSK-Mehrpegelsignal mit mehr als 8 Pegeln oder ein davon verschiedenes unbekanntes Signal ist; und einen zweiten Rücksprungabschnitt (38) zum Speichern eines Verzweigungspunktes (Verzweigung) jeder Identifizierungsverarbeitung im vierten Modulationsartidentifizierungsabschnitt, wobei, wenn das Empfangssignal als unbekanntes Signal identifiziert wird, das Empfangssignal derart geschaltet wird, dass durch Rücksprung zu diesem Verzweigungspunkt eine andere Modulationsartidentifizierungsverarbeitung ausgeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Identifizieren einer linearen Modulationsart aufweist: einen zweiten Symboltaktextraktionsabschnitt (31) zum Regenerieren und Extrahieren eines Symboltaktes vom Empfangssignals; einen ersten Neuabtastungsabschnitt (32) zum Neuabtasten des Empfangssignals auf der Basis des extrahierten Symboltaktes und zum Extrahieren eines informationsüberlagerten Symboltaktes; einen ersten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitt (33) zum Berechnen eines Symbolvektorradius von einem Extraktionsergebnis des ersten Neuabtastungsabschnitts und zum Extrahieren seiner Amplitudenverteilung; einen dritten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitt (39) zum Analysieren eines Amplitudenverteilungsmerkmals des Empfangssignals; einen achten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (34'), der auf der Basis eines Extraktionsergebnisses des ersten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitts und eines Analyseergebnisses des dritten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitts entscheidet, ob das Empfangssignal das 16-QAM-Signal, das M-äre QAM-Mehrpegelsignal mit mehr als 16 Pegeln, das BPSK-Signal, das QPSK-Signal, das π/4-Offset-QPSK-Signal, das 8-PSK-Signal, das M-äre PSK-Mehrpegelsignal mit mehr als 8 Pegeln oder ein davon verschiedenes unbekanntes Signals ist; und einen zweiten Rücksprungabschnitt (38) zum Speichern eines Verzweigungspunktes (Verzweigung) jeder Identifizierungsverarbeitung im achten Modulationsartidentifizierungsabschnitt, wobei, wenn das Empfangssignal als ein unbekanntes Signal identifiziert wird, das Empfangssignal derart geschaltet wird, dass durch Rücksprung zu diesem Verzweigungspunkt erneut eine andere Modulationsartidentifizierungsverarbeitung ausgeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart aufweist: einen FM-Erfassungsabschnitt (41) zum Ausführen einer FM-Erfassungsverarbeitung für das Empfangssignal; einen dritten Symboltaktextraktionsabschnitt (45) zum Regenerieren und Extrahieren eines Symboltaktes von einem Ausgangssignal des FM-Erfassungsabschnitts; einen zweiten Neuabtastungsabschnitt (42) zum Ausführen einer Neuabtastungsverarbeitung für das Empfangssignal auf der Basis des extrahierten Symboltaktes; einen vierten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitt (43) zum Extrahieren einer Amplitudenverteilung für eine Mehrpegelzahlbestimmung der nichtlinearen Modulationsart von einem neuabgetasteten Signal; einen fünften Modulationsartidentifizierungsabschnitt (44) zum Ausführen der Mehrpegelzahlbestimmung auf der Basis eines Extraktionsergebnisses des vierten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitts und zum Unterscheiden eines M-ären FSK-Mehrpegelsignals mit mehr als 2 Pegeln von einem 2-FSK-Signal; einen Modulationsindexerfassungsabschnitt (46), der auf der Basis des im dritten Symboltaktextraktionsabschnitt extrahierten Symboltaktes einen Modulationsindex des Empfangssignals für das als ein vom M-ären Signal verschiedenes Signal identifiziertes Empfangssignals erfasst; einen sechsten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (47), der basierend auf dem erfassten Modulationsindex das 2-FSK-Signal von einem davon verschiedenen Signal unterscheidet; einen Intersymbolinterferenzanalyseabschnitt (48) zum Analysieren einer Intersymbolinterferenz in der Zeitachse des als von einem 2-FSK-Signal verschiedenen Signal identifizierten Empfangssignals; einen zweiten Spektrumanalyseabschnitt (49) zum Ausführen einer Spektrumanalyse für das Empfangssignal und zum Analysieren einer Intersymbolinterferenz in der Frequenzachse; einen siebenten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (50), der auf der Basis eines Merkmalextraktions- und eines Analyseergebnisses des Intersymbolinterferenzanalyseabschnitts und des zweiten Spektrumanalyseabschnitts das MSK-Signal und das GMSK-Signal von einem unbekannten Signal unterscheidet, das als keines dieser Signale identifizierbar ist; und einen dritten Rücksprungabschnitt (51) zum Speichern eines Verzweigungspunktes (Verzweigung) jeder Identifizierungsverarbeitung im siebenten Modulationsartidentifizierungsabschnitt, wobei, wenn das Empfangssignal als ein unbekanntes Signal identifiziert wird, das unbekannte Signal derart geschaltet wird, dass durch Rücksprung zu diesem Verzweigungspunkt erneut eine andere Modulationsartidentifizierungsverarbeitung ausgeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten, zweiten, vierten und siebenten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (13, 24, 37, 50) die Identifizierungsgenauigkeit durch Ausführen einer Gewichtungsverarbeitung für das Merkmalextraktionsergebnis verbessert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abstimmungsfehlerkorrektureinrichtung (6) in einer Vorstufe der Einrichtung zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart vorgesehen ist und die Abstimmungsfehlerkorrektureinrichtung aufweist: einen dritten Spektrumanalyseabschnitt (61) zum Ausführen einer Spektrumextraktion und Analyse bezüglich des Empfangssignals und Erfassen einer Mittenfrequenz oder einer Trägerwellenfrequenz des Empfangssignals; und einen Frequenzkorrekturabschnitt (62) zum Erfassen eines Abstimmungsfehlers von der erfassten Mittenfrequenz oder Trägerwellenfrequenz und zum Ausführen einer Fehlerkorrektur.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass erste bis dritte Speicherabschnitte (7) mit den ersten bis dritten Rücksprungschaltungen (25, 38, 51) verbunden sind; und jeder der ersten bis dritten Rücksprungabschnitte, wenn ein als unbekanntes Signal identifiziertes Empfangssignal zugeführt wird, erkennt, dass das Empfangssignal ein Signal einer von der als Ziel gesetzten Modulationsart verschiedenen Modulationsart ist und das Merkmalextraktions- und das Analyseergebnis für das Empfangssignal, die im Verlauf der Identifizierungsverarbeitung erhalten wurden, in einen entsprechenden der ersten bis dritten Speicherabschnitte speichert.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Elementspeicherabschnitte (8) mit dem dritten Symboltaktextraktionsabschnitt (45) bzw. mit dem Modulationsindexerfassungsabschnitt (46) der Einrichtung (4) zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart verbunden sind und ferner ein Elementspeicherabschnitt (8) gemeinsam mit dem Intersymbolinterferenzanalyseabschnitt (48) und dem zweiten Spektrumanalyseabschnitt (49) verbunden ist und Elemente, z.B. eine Symboltaktrate, ein Modulationsindex und ein Filterparameter, die für die Demodulation des Empfangssignal erforderlich sind, in jedem der entsprechenden Elementspeicherabschnitte gespeichert werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein vierter Rücksprungabschnitt (17) und ein vierter Speicherabschnitt (18) mit dem ersten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (13) in der Einrichtung (1) zum Identifizieren der analogen/digitalen Modulationsart verbunden sind, das Empfangssignal dem vierten Rücksprungabschnitt zugeführt wird, wenn es weder als analoges noch als digitales Modulationssignal identifizierbar ist, und der vierte Rücksprungabschnitt veranlasst, dass Kommunikationselemente, die in der Einrichtung zum Identifizieren der analogen/digitalen Modulationsart extrahiert und analysiert wurden, im vierten Rücksprungabschnitt gespeichert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart durch eine andere Einrichtung zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart ersetzt ist, die aufweist: einen ersten Hüllkurvenerfassungsabschnitt (11) zum Erfassen der Hüllkurve vom Empfangssignal; einen ersten Hüllkurvenschwankungsbestimmungsabschnitt (12), der, nachdem die erfasste Hüllkurve für eine vorgegebene Zeitdauer integriert wurde, deren Mittelwert berechnet und ein Hüllkurvenschwankungsmerkmal extrahiert, indem eine Standardabweichung eines Amplitudenverteilungsmerkmals berechnet wird; einen ersten Symboltaktextraktionsabschnitt (14) zum Extrahieren des Symboltaktes vom Empfangssignal; einen Symboltaktbestimmungsabschnitt (15) zum Bestimmen des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins des Symboltaktes von einem Ausgangssignal des ersten Symboltaktextraktionsabschnitts; einen ersten Spektrumanalyseabschnitt (16) zum Extrahieren einer Spektrumwellenform des Empfangssignals und Analysieren ihres Merkmals; und einen ersten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (13), der basierend auf einem durch den ersten Hüllkurvenschwankungsbestimmungsabschnitt und den Symboltaktbestimmungsabschnitt erhaltenen Merkmalerfassungsergebnis des Empfangssignals und einem durch den ersten Spektrumanalyseabschnitt erhaltenen Analyseergebnis des Empfangssignals entscheidet, ob das Empfangssignal ein FM-Signal der analogen Modulationsart, ein AM-Signal der analogen Modulationsart, ein Signal der linearen digitalen Modulationsart oder ein Signal der nichtlinearen digitalen Modulationsart ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (3) zum Identifizieren einer linearen Modulationsart aufweist: einen zweiten Symboltaktextraktionsabschnitt (31) zum Regenerieren und Extrahieren eines Symboltaktes vom Empfangssignal; einen ersten Neuabtastungsabschnitt (32) zum Neuabtasten des Empfangssignals auf der Basis des extrahierten Symboltaktes und zum Extrahieren eines informationsüberlagerten Symboltaktes; einen ersten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitt (33) zum Berechnen eines Symbolvektorradius von einem Extraktionsergebnis des ersten Neuabtastungsabschnitts und zum Extrahieren seiner Amplitudenverteilung; einen dritten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (34), der auf der Basis eines Ausgabeergebnisses des ersten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitts das 16-QAM- Signal und das M-äre QAM-Mehrpegelsignal mit mehr als 16 Pegeln von einem davon verschiedenen Signal unterscheidet; einen Synchronisationsverarbeitungsabschnitt (35) für eine vorausgesetzte Trägerwelle, dem das als vom 16-QAM-Signal und vom M-ären QAM-Signal verschiedenes Signal identifizierte Empfangssignal zugeführt wird und der eine Trägerwellensynchronisationsverarbeitung ausführt, bei der die Modulationsart des Empfangssignals vorausgesetzt wird; einen zweiten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitt (36) zum Empfangen eines Ausgangssignals des Synchronisationsverarbeitungsabschnitts für eine vorausgesetzte Trägerwelle und zum Extrahieren von Merkmalen eines ungeradzahligen und eines geradzahligen Signalsymbols; einen vierten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (37), der von einer Konvergenzposition, einer Anzahl von Konvergenzpunkten und einem Merkmalextraktionsergebnis der Amplitudenverteilung für jedes der Signalsymbole nach der Synchronisationsverarbeitung für die vorausgesetzte Trägerwelle entscheidet, ob das Empfangssignal das BPSK-Signal, das QPSK-Signal, das π/4-Offset-QPSK-Signal, das 8-PSK-Signal, das M-äre PSK-Mehrpegelsignal mit mehr als 8 Pegeln oder ein davon verschiedenes unbekanntes Signal ist; und einen zweiten Rücksprungabschnitt (38) zum Speichern eines Verzweigungspunktes (Verzweigung) jeder Identifizierungsverarbeitung im vierten Modulationsartidentifizierungsabschnitt, wobei, wenn das Empfangssignal als unbekanntes Signal identifiziert wird, das Empfangssignal derart geschaltet wird, dass durch Rücksprung zu diesem Verzweigungspunkt erneut eine andere Modulationsartidentifizierungsverarbeitung ausgeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (3) zum Identifizieren einer linearen Modulationsart aufweist: einen zweiten Symboltaktextraktionsabschnitt (31) zum Regenerieren und Extrahieren eines Symboltaktes vom Empfangssignal; einen ersten Neuabtastungsabschnitt (32) zum Neuabtasten des Empfangssignals auf der Basis des extrahierten Symboltaktes und zum Extrahieren eines informationsüberlagerten Symboltaktes; einen ersten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitt (33) zum Berechnen eines Symbolvektorradius von einem Extraktionsergebnis des ersten Neuabtastungsabschnitts und zum Extrahieren seiner Amplitudenverteilung; einen dritten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitt (39) zum Analysieren eines Amplitudenverteilungsmerkmals des Empfangssignals; einen achten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (34'), der auf der Basis eines Extraktionsergebnisses des ersten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitts und eines Analyseergebnisses des dritten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitts entscheidet, ob das Empfangssignal das 16-QAM-Signal, das M-äre QAM-Mehrpegelsignal mit mehr als 16 Pegeln, das BPSK-Signal, das QPSK-Signal, das π/4-Offset-QPSK-Signal, das 8-PSK-Signal, das M-äre PSK-Mehrpegelsignal mit mehr als 8 Pegeln oder ein davon verschiedenes unbekanntes Signal ist; und einen zweiten Rücksprungabschnitt (38) zum Speichern eines Verzweigungspunktes (Verzweigung) jeder Identifizierungsverarbeitung im achten Modulationsartidentifizierungsabschnitt, wobei, wenn das Empfangssignal als unbekanntes Signal identifiziert wird, das Empfangssignal derart geschaltet wird, dass durch Rücksprung zu diesem Ver zweigungspunkt erneut eine andere Modulationsartidentifizierungsverarbeitung ausgeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4) zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart aufweist: einen FM-Erfassungsabschnitt (41) zum Ausführen einer FM-Erfassungsverarbeitung für das Empfangssignal; einen dritten Symboltaktextraktionsabschnitt (45) zum Regenerieren und Extrahieren eines Symboltaktes von einem Ausgangssignal des FM-Erfassungsabschnitts; einen zweiten Neuabtastungsabschnitt (42) zum Ausführen einer Neuabtastungsverarbeitung für das Empfangssignal auf der Basis des extrahierten Symboltaktes; einen vierten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitt (43) zum Extrahieren einer Amplitudenverteilung für eine Mehrpegelzahlbestimmung der nichtlinearen Modulationsart von einem neuabgetasteten Signal; einen fünften Modulationsartidentifizierungsabschnitt (44) zum Ausführen der Mehrpegelzahlbestimmung auf der Basis eines Extraktionsergebnisses des vierten Amplitudenverteilungsextraktionsabschnitts und zum Unterscheiden eines M-ären FSK-Mehrpegelsignals mit mehr als 2 Pegeln von einem 2-FSK-Signal; einen Modulationsindexerfassungsabschnitt (46), der auf der Basis des im dritten Symboltaktextraktionsabschnitt extrahierten Symboltaktes einen Modulationsindex des Empfangssignals für das Empfangssignal erfasst, das als ein vom M-ären FSK-Signal verschiedenes Signal identifiziert wurde; einen sechsten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (47), der basierend auf dem erfassten Modulations index das 2-FSK-Signal von einem davon verschiedenen Signal unterscheidet; einen Intersymbolinterferenzanalyseabschnitt (48) zum Analysieren einer Intersymbolinterferenz in der Zeitachse des als von einem 2-FSK-Signal verschiedenen Signal identifizierten Empfangssignals; einen zweiten Spektrumanalyseabschnitt (49) zum Ausführen einer Spektrumanalyse für das Empfangssignal und zum Analysieren einer Intersymbolinterferenz in einer Frequenzachse; einen siebenten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (50), der auf der Basis eines Merkmalextraktions- und eines Analyseergebnisses des Intersymbolinterferenzanalyseabschnitts und des zweiten Spektrumanalyseabschnitts das MSK-Signal und das GMSK-Signal von einem unbekannten Signal unterscheidet, das als keines der erstgenannten Signale identifizierbar ist; und einen dritten Rücksprungabschnitt (51) zum Speichern eines Verzweigungspunktes (Verzweigung) jeder Identifizierungsverarbeitung im siebenten Modulationsartidentifizierungsabschnitt, wobei, wenn das Empfangssignal als das unbekannte Signal identifiziert wird, das unbekannte Signal derart geschaltet wird, dass durch Rücksprung zu diesem Verzweigungspunkt erneut eine andere Modulationsartidentifizierungsverarbeitung ausgeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten, vierten und siebenten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (13, 37, 50) die Identifizierungsgenauigkeit durch Ausführen einer Gewichtungsverarbeitung für das Merkmalextraktionsergebnis verbessert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmungsfehlerkorrektureinrichtung (6) in einer Vorstufe der Einrichtung (1) zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart vorgesehen ist und die Abstimmungsfehlerkorrektureinrichtung aufweist: einen dritten Spektrumanalyseabschnitt (61) zum Ausführen einer Spektrumextraktion und -analyse bezüglich des Empfangssignals und zum Erfassen einer Mittenfrequenz oder einer Trägerwellenfrequenz des Empfangssignals; und einen Frequenzkorrekturabschnitt (62) zum Erfassen eines Abstimmungsfehlers von der erfassten Mittenfrequenz oder Trägerwellenfrequenz und zum Ausführen einer Fehlerkorrektur.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite und der dritte Speicherabschnitt (7) mit der zweiten bzw. dritten Rücksprungschaltung (38, 51) verbunden sind; und der zweite und der dritte Rücksprungabschnitt, wenn ein als unbekanntes Signal identifiziertes Empfangssignal zugeführt wird, erkennt, dass das Empfangssignal ein Signal einer von der als Ziel gesetzten Modulationsart verschiedenen Modulationsart ist und das Merkmalextraktions- und das Analyseergebnis für das Empfangssignal, die im Verlauf der Identifizierungsverarbeitung erhalten wurden, in einen zugeordneten zweiten bzw. dritten Speicherabschnitt speichern.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass Elementspeicherabschnitte (8) mit dem dritten Symboltaktextraktionsabschnitt (45) bzw. mit dem Modulationsindexerfassungsabschnitt (46) der Einrichtung (4) zum Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart verbunden sind und ferner ein Elementspeicherabschnitt (8) gemeinsam mit dem Intersymbolinterferenzanalyseabschnitt (48) und dem zweiten Spektrumanalyseabschnitt (49) verbunden ist und Elemente, z.B. eine Symboltaktrate, ein Modulationsindex und ein Filterparameter, die für die Demodulation des Empfangssignal erforderlich sind, in jedem der entsprechenden Elementspeicherabschnitte gespeichert werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine vierte Rücksprungschaltung (17) und ein vierter Speicherabschnitt (18) mit dem ersten Modulationsartidentifizierungsabschnitt (13) in der Einrichtung (1) zum Identifizieren der analogen/digitalen Modulationsart verbunden sind, das Empfangssignal dem vierten Rücksprungabschnitt zugeführt wird, wenn es weder als analoges noch als digitales Modulationssignal identifizierbar ist, und der vierte Rücksprungabschnitt veranlasst, dass Kommunikationselemente, die in der Einrichtung zum Identifizieren der analogen/digitalen Modulationsart extrahiert und analysiert wurden, im vierten Rücksprungabschnitt gespeichert werden.
Automatisches Modulationsartidentifizierungssystem mit einer automatischen Modulationsartidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 19, wobei die automatische Modulationsartidentifizierungsvorrichtung durch eine DSP (Digitalsignalprozessor)/CPU (Zentraleinheit) (105) realisiert wird, die gemäß einem vorgespeicherten Programm arbeitet, wobei das automatische Modulationsartidentifizierungssystem aufweist: einen A/D-(Analog/Digital)Wandler (101) zum Digitalisieren eines analogen Empfangssignals mit einer Zwischenfrequenz in ein Digitalsignal; ein HBF (Halbbandfilter) (102) zum Ausführen einer orthogonalen Transformationsverarbeitung zum Umwandeln eines digitalisierten Signals einer Zwischenfrequenz in ein komplexes Signal eines Basisbandes, und einer TPF-(Tiefpassfilter)Verarbeitung und einer Komprimierungsverarbeitung um den Faktor 2; ein NCO-Oszillatormodul (103) zum Kompensieren eines Abstimmfrequenzfehlers; einen Puffer (104) zum Zwischenspeichern von Empfangsdaten und zum glatten Zuführen der Empfangsdaten zur DSP/CPU; einen Taktsignalgenerator (107); und einen PLD (programmierbarer Logikbaustein) (106) zum internen Frequenzuntersetzen eines Taktsignals des Taktsignalgenerators und zum Zuführen des Taktsignals zu jedem Element.
Automatisches Modulationsartidentifizierungsverfahren zum Empfangen eines Empfangssignals und Identifizieren einer Modulationsart des Empfangssignals, wobei ein vorgegebenes Merkmal vom Empfangssignal extrahiert und analysiert wird, um zunächst zu entscheiden, ob die Modulationsart des Empfangssignals eine analoge Modulationsart oder eine digitale Modulationsart ist; wobei das Verfahren ferner die Schritte aufweist: Identifizieren einer analogen Modulationsart, wobei, wenn das Empfangssignal als Signal einer analogen Modulationsart identifiziert wird, das identifizierte Empfangssignal empfangen und entschieden wird, ob das identifizierte Empfangssignal ein AM-Signal oder ein FM-Signal ist; Identifizieren einer linearen Modulationsart, wobei, wenn das Empfangssignal als Signal einer linearen digita len Modulationsart identifiziert wird, das identifizierte Empfangssignal empfangen und entschieden wird, ob das identifizierte Empfangssignal ein 16-QAM-Signal, ein BPSK-Signal, ein QPSK-Signal, ein π/4-Offset-QPSK-Signal, ein 8-PSK-Signal, ein M-äres PSK-Mehrpegelsignal mit mehr als 8 Pegeln, wobei M eine positive ganze Zahl ist, oder ein QAM-Mehrpegelsignal mit mehr als 16 Pegeln ist; und Identifizieren einer nichtlinearen Modulationsart, wobei, wenn das Empfangssignal als nichtlineares digitales Modulationssignal identifiziert wird, das identifizierte Empfangssignal empfangen und entschieden wird, ob das identifizierte Empfangssignal ein M-äres FSK-Mehrpegelsignal mit mehr als 2 Pegeln, ein 2-FSK-Signal, ein MSK-Signal oder ein GMSK-Signal ist; wobei ein Hüllkurven-, ein Symboltakt- und ein Spektrummerkmal des Empfangssignals als vorgegebenes Merkmal verwendet wird; dadurch gekennzeichnet dass der Schritt zum Identifizieren einer analogen/digitalen Modulationsart die Schritte aufweist: einen ersten Schritt (S1) mit: einem ersten Hüllkurvenerfassungsschritt zum Erfassen einer Hüllkurve des Empfangssignals; einem ersten Hüllkurvenschwankungsbestimmungsschritt wobei, nachdem die erfasste Hüllkurve für eine vorgegebene Zeitdauer integriert wurde, deren Mittelwert berechnet und durch Berechnen einer Standardabweichung eines Amplitudenverteilungsmerkmals ein Hüllkurvenschwankungsmerkmal extrahiert wird; einem ersten Symboltaktextraktionsschritt zum Extrahieren des Symboltaktes vom Empfangssignal; einem Symboltaktbestimmungsschritt zum Bestimmen des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins des Symboltaktes von einem Ausgangssignal des Symboltaktextraktionsabschnitts; einem ersten Spektrumanalyseschritt zum Extrahieren einer Spektrumwellenform des Empfangssignals und zum Analysieren ihres Merkmals; und einen zweiten Schritt (S2) mit: einem ersten Identifizierungsschritt, in dem basierend auf einem durch den ersten Hüllkurvenschwankungsbestimmungsschritt und den Symboltaktbestimmungsschritt erhaltenen Merkmalextraktionsergebnis und auf einem durch den ersten Spektrumanalyseschritt erhaltenen Analyseergebnis des Empfangssignals entschieden wird, ob das Empfangssignal ein Signal der analogen Modulationsart, der linearen digitalen Modulationsart oder der nichtlinearen digitalen Modulationsart ist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Empfangssignal als Signal der analogen Modulationsart identifiziert wird, entschieden wird, ob das Empfangssignal ein AM-Signal oder ein FM-Signal ist, indem für das Empfangssignal das Vorhandensein/Nichtvorhandensein eines Trägerwellensignals, eine Symmetrieeigenschaft eines Seitenbandspektrums, eine Spektrumkonzentrationseigenschaft des Empfangssignals und das Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Hüllkurvenschwankung extrahiert und analysiert und ferner ein zweiter Identifizierungsschritt gemäß einem Analyseergebnis ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Empfangssignal als Signal der linearen digitalen Modulationsart identifiziert wird, entschieden wird, ob das Empfangssignal ein 16-QAM-Signal, ein M-äres QAM- Mehrpegelsignal mit mehr als 16 Pegeln, ein BPSK-Signal, ein QPSK-Signal, ein π/4-Offset-QPSK-Signal, ein 8-PSK-Signal oder ein M-äres PSK-Mehrpegelsignal mit mehr als 8 Pegeln ist, indem für das Empfangssignal ein Extraktions- und Analyseschritt bezüglich einer Symbolvektorradiusverteilung basierend auf einem Signalsymbolkonvergenzmerkmal vor einer Trägerwellensynchronisationsverarbeitung, einer Anzahl von Abständen davon einer Konvergenzposition des Signals nach einer Trägerwellensynchronisationsverarbeitung, einer Anzahl von Konvergenzpunkten und einem Symbolkonvergenzpositionsmerkmal eines Konvergenzmerkmals für jedes Symbol ausgeführt wird und ferner ein dritter Identifizierungsschritt gemäß dem Analyseergebnis ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Empfangssignal als Signal der nichtlinearen digitalen Modulationsart identifiziert wird, entschieden wird, ob das Empfangssignal ein M-äres FSK-Signal, wobei M ≥ 3 ist, ein FSK-Signal, ein MSK-Signal oder ein GMSK-Signal ist, indem für das Empfangssignal ein Extraktions- und Analyseschritt bezüglich eines Amplitudenverteilungsmerkmals nach einer FM-Erfassung, eines Modulationsindex, eines Einflusses einer Intersymbolinterferenz und eines Typs der Intersymbolinterferenz ausgeführt wird und ferner ein vierter Identifizierungsschritt gemäß dem Analyseergebnis ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Empfangssignal als Ergebnis der Identifizierung als unbekanntes (unklares) Signal identifiziert wird, dem keine Modulationsart zugeordnet werden kann, in jedem der ersten bis vierten Identifizierungsschritte ermöglicht wird, dass durch eine Rücksprungtechnik eine andere Modulationsartidentifizierungsverarbeitung ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rücksprungtechnik ein Entscheidungspunkt (Verzweigung) einer Identifizierungsverarbeitung gespeichert wird und ein bis zu diesem Zeitpunkt erhaltenes Merkmalextraktionsergebnis verwendet wird, wobei, wenn mehrere Identifizierungsverarbeitungskandidaten vorhanden sind, eine Verzweigung zu einer Verarbeitung mit der höchsten Wahrscheinlichkeit ausgewählt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Empfangssignal als unbekanntes (unklares) Signal identifiziert wird, die bis zu diesem Zeitpunkt erhaltenen Kommunikationselemente dieses Empfangssignals gespeichert werden, um es als neues Zielsignal zu setzen, und eine selbstregenerierende Datenbank erstellt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Rücksprungtechnik ein Ergebnis verfolgt und gespeichert werden kann und verschiedene Merkmalextraktions- und Analyseergebnisse einer Identifizierungsverarbeitung für eine andere Identifizierungsverarbeitung bereitgestellt werden können.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das vorgegebene Merkmal ein Hüllkurven-, ein Symboltakt- und ein Spektrummerkmal des Empfangssignals ist, und wobei das vorgewählte Merkmal eine Trägerwelle, ein Seitenbandspektrum, ein Signalband und eine Hüllkurvenschwankung des Empfangssignals ist; und wobei das Verfahren ferner die Schritte aufweist: einen dritten Schritt (S3) zum Ausführen einer Verarbeitung zum Extrahieren eines vorgewählten Merkmals und einer Analyseverarbeitung für das Empfangssignal, wenn das Empfangssignal im zweiten Schritt als Signal einer analogen Modulationsart identifiziert wird; einen vierten Schritt (S4) zum Entscheiden, ob das Empfangssignal ein AM-Signal oder ein FM-Signal ist, auf der Basis eines im dritten Schritt extrahierten Merkmals und eines Analyseergebnisses; einen fünften Schritt (S5) zum Ausführen einer Rücksprungverarbeitung, wenn das Empfangssignal im vierten Schritt als unbekanntes (unklares) Signal identifiziert wird, das weder ein AM-Signal noch ein FM-Signal ist; einen sechsten Schritt (S6) zum Ausführen einer Verarbeitung zum Extrahieren eines Symboltaktes oder einer Neuabtastungsverarbeitung, die die Extraktion eines Symboltaktes des Empfangssignals beinhaltet, wenn das Empfangssignal im zweiten Schritt als Signal der linearen digitalen Modulationsart identifiziert wird; einen siebenten Schritt (S7), in dem auf der Basis der Neuabtastungsverarbeitung ein Symbolvektorradius berechnet und ferner ein Merkmal seiner Amplitudenverteilung extrahiert wird; einen achten Schritt (S8) zum Entscheiden, ob das Empfangssignal ein 16-QAM-Signal und ein M-äres QAM-Mehrpegelsignal mit mehr als 16 Pegeln oder ein davon verschiedenes Signal ist, basierend auf dem extrahierten Merkmal der Amplitudenverteilung; einen neunten Schritt (S9) zum Voraussetzen der Modulationsart und Ausführen einer Synchronisationsverarbeitung für eine vorausgesetzte Trägerwelle, wenn das Empfangssignal im achten Schritt als von einem 16-QAM-Signal und einem M-ären QAM-Signal verschiedenes lineares Modulationssignal identifiziert wird; einen zehnten Schritt (S10) zum Extrahieren einer Amplitudenverteilung ungeradzahliger und geradzahliger Signalsymbole von einem im neunten Schritt erhaltenen Verarbeitungsergebnis; einen elften Schritt (S11) zum Entscheiden, ob das Empfangssignal ein BPSK-Signal, ein QPSK-Signal, ein π/4-Offset-QPSK-Signal, ein 8-PSK-Signal oder ein M-äres PSK-Mehrpegelsignal mit mehr als 8 Pegeln ist, auf der Basis der im zehnten Schritt extrahierten Amplitudenverteilungen; einen zwölften Schritt (S12) zum Ausführen einer Rücksprungverarbeitung, wenn das Empfangssignal im elften Schritt als von einem BPSK-Signal, einem QPSK-Signal, einem π/4-Offset-QPSK-Signal, einem 8-PSK-Signal und einem M-ären PSK-Signal verschiedenes unbekanntes Signal identifiziert wird; einen dreizehnten Schritt (S13) zum Ausführen einer FM-Erfassungsverarbeitung, einer Symboltaktextraktionsverarbeitung und einer Neuabtastungsverarbeitung, wenn das Empfangssignal im zweiten Schritt als Signal der nichtlinearen digitalen Modulationsart identifiziert wird; einen vierzehnten Schritt (S14) zum Ausführen einer Amplitudenverteilungsextraktionsverarbeitung für eine Mehrpegelzahlbestimmung in der nichtlinearen Modulationsart von einem im dreizehnten Schritt neuabgetasteten Signal; einen fünfzehnten Schritt (S15) zum Entscheiden, ob das Empfangssignal ein M-äres FSK-Mehrpegelsignal mit mehr als zwei Pegeln oder ein davon verschiedenes Signal ist, durch Ausführen der Mehrpegelzahlbestimmung auf der Basis einer im vierzehnten Schritt extrahierten Amplitudenverteilung; einen sechzehnten Schritt (S16) zum Erfassen eines Modulationsindex des Empfangssignals auf der Basis eines im dreizehnten Schritt extrahierten Symboltaktes, wenn das Empfangssignal im fünfzehnten Schritt als von einem M-ären FSK-Signal verschiedenes Signal identifiziert wird; einen siebzehnten Schritt (S17) zum Entscheiden, ob das Empfangssignal ein 2-FSK-Signal oder ein davon verschiedenes Signal ist, auf der Basis des im sechzehnten Schritt erfassten Modulationsindex; einen achtzehnten Schritt (S18) zum Analysieren einer Intersymbolinterferenz in einer Zeitachse und einer Intersymbolinterferenz in einer Frequenzachse, wenn das Empfangssignal im siebzehnten Schritt als von einem 2-FSK-Signal verschiedenes Signal identifiziert wird; einen neunzehnten Schritt (S19) zum Entscheiden, ob das Empfangssignal ein MSK-Signal, ein GMSK-Signal oder ein unbekanntes Signal ist, basierend auf einem im achtzehnten Schritt erhaltenen Analyseergebnis; und einen zwanzigsten Schritt (S20) zum Ausführen einer Rücksprungverarbeitung, wenn das Empfangssignal im neunzehnten Schritt als unbekanntes Signal identifiziert wird.
Speichermedium (108), in dem ein Programm gespeichert ist, durch das ein Computer veranlasst wird, den ersten bis zwanzigsten Schritt des Patentanspruchs 29 auszuführen.