DE60034552T2

DE60034552T2 - Schaltung zur taktrückgewinnung

Info

Publication number: DE60034552T2
Application number: DE60034552T
Authority: DE
Inventors: Shoji Kawasaki-shi MATSUDA; Kenichi Yokohama-shi SHIRAISHI
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 2000-02-07
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2020-02-08
Also published as: EP1152577B1; EP1152577A1; CN1129285C; EP1152577A4; US6519303B1; WO2000048371A1; JP2000232492A; DE1152577T1; CA2361032C; JP3649930B2; DE60034552D1; CA2361032A1; CN1340263A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Taktrückgewinnungsschaltung zum Wiederherstellen eines Abtasttaktsignals aus einem PSK-Signal, um das PSK-Signal bei seinem Augenaperturpunkt abzutasten.
STAND DER TECHNIK
Ein Taktrückgewinnungsverfahren nach Stand der Technik, das ein Abtastaktsignal aus einem PSK-Signal mittels einer Nulldurchgangstechnik wiederherstellt, ist bereits bekannt. Es sollte dem Umstand Rechnung getragen werden, dass es sich bei einem Nulldurchgangspunkt um einen Punkt handelt, an dem benachbarte Empfangspunkte des PSK-Signals eine I-Achse oder eine Q-Achse schneiden.
Das PSK-Signal wird hinsichtlich seines Bands durch Filtern oder irgendeine andere Technik begrenzt; insbesondere besitzt ein QPSK-Signal eine Konstellation, wie in 9(a) dargestellt, und eine volle Wellenform, wie in 9(b) veranschaulicht. Damit korrekte Mapping-Informationen aus einem PSK-Signal mit solch einer vollen Wellenform erhalten werden, ist es notwendig, ein Taktsignal wiederherzustellen, um das PSK-Signal bei einem Punkt abzutasten, der als Augenaperturpunkt bezeichnet wird.
Ein Timing für dieses Abtasten wird mittels der Nulldurchgangstechnik festgelegt, die einen Punkt nutzt, an dem benachbarte Empfangspunkte des PSK-Signals die I-Achse oder die Q-Achse schneiden. Der Augenaperturpunkt wird nämlich auf Grundlage des Nulldurchgangspunkts bestimmt. Dies ist durch die Tatsache bedingt, dass ein Punkt vorhanden ist, an dem die Amplitude des PSK-Signals null ist, das heißt, an dem das PSK-Signal die I-Achse oder die Q-Achse schneidet.
Falls beispielsweise ein Empfangspunkt von Punkt A zu Punkt B übergeht, wie 10(a) zeigt, kann eine geringfügige zeitliche Abweichung zwischen dem zeitlichen Mittelpunkt C für Augenaperturpunkte und dem Nulldurchgangspunkt D auftreten, wie aus 10(b) hervorgeht. Ein Taktsignal kann aus einem empfangenen Signal dadurch extrahiert werden, dass diese Abweichung erfasst und das Abtasttiming zwecks Beseitigung dieser Abweichung in einer Richtung korrigiert wird. Hierbei handelt es sich um das Taktrückgewinnungsverfahren mittels einer herkömmlichen Nulldurchgangstechnik.
Es sollte dem Umstand Rechnung getragen werden, dass bei einem QPSK-Signal, das keinen Empfangspunkt auf der I-Achse oder der Q-Achse aufweist, der Definition gemäß die benachbarten Empfangspunkte die I-Achse oder die Q-Achse schneiden. Deshalb ließe sich für das QPSK-Signal selbst dann, wenn ein Nulldurchgangspunkt vom zeitlichen Mittelpunkt für Augenaperturpunkte abweichen würde, eine korrekte Timingabweichung berechnen.
Da jedoch ein 8PSK-Signal seine Empfangspunkte auf der I-Achse oder der Q-Achse hat, wie in der Konstellation aus 11(a) und der Wellenform aus 11(b) dargestellt, kann ein Punkt, der kein tatsächlicher Nulldurchgangspunkt ist, als Nulldurchgangspunkt erfasst werden, d.h. ein Schnittpunkt auf der I-Achse kann fälschlicherweise als Nulldurchgangspunkt erkannt werden, beispielsweise wenn ein Empfangspunkt auf der I-Achse einem Empfangspunkt im dritten Quadranten folgt und der Empfangspunkt auf der I-Achse aus irgendeinem Grund in positiver Richtung der Q-Achse abweicht.
So werden beim Taktsignalwiederherstellungsverfahren nach Stand der Technik Empfangspunkte während des Amplitudenintervalls α, wie 11(b) zeigt, nicht zur Nulldurchgangserfassung genutzt und demnach gelöscht, so dass Empfangspunkte in der Nähe der I-Achse oder der Q-Achse als jene auf der Achse erkannt werden können, um jeden erheblichen Fehler beim Erfassen von Nulldurchgangspunkten zu vermeiden und ein Abtasten bei den Augenaperturpunkten des 8PSK-Signals zu ermöglichen.
Allerdings ist eine Taktrückgewinnungsschaltung nach Stand der Technik nicht in der Lage, eine präzise Erfassung von Nulldurchgangspunkten zu gewährleisten, weil sie nicht feststellt, ob ein maßgeblicher Punkt ein Empfangspunkt in der Nähe der I-Achse oder der Q-Achse ist. Darüber hinaus weist das 8PSK-Signal einen Maximalwert, einen Minimalwert und einen Wert auf der I-Achse sowie einen Mittelpunktwert auf; so kann, falls ein Empfangspunkt von Punkt A zu Punkt B übergeht, wie in der Konstellation aus 12(a) veranschaulicht, der zeitliche Mittelpunkt C für benachbarte Augenaperturpunkte von einem erfassten Nulldurchgangspunkt D abweichen, wie aus 12(b) ersichtlich, und ein Phasenfehler aufgrund einer Abweichung zwischen dem Mittelpunkt C und dem Nulldurchgangspunkt D auftreten.
Ferner erfolgt in der Schaltung nach Stand der Technik eine Nulldurchgangserfassung mittels einer Absoluteinphasungstechnik, die ermöglicht, dass ein Signal am Empfänger in Phase mit einem Signal am Sender ist; auf diese Weise kann ein Empfangspunkt auf der Achse vorhanden sein, und weniger Nulldurchgangspunkte können erfasst werden.
Gemäß dem Oberbegriff aus Anspruch 1 geht die vorliegende Erfindung von der Lehre aus EP-A-0 613 268 aus.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Taktrückgewinnungsschaltung zu bieten, die ein Taktsignal präzise aus einem PSK-Signal wiederherstellen kann, um einen Augenaperturpunkt abzutasten.
Erfindungsgemäß wird die obige Aufgabe durch eine Taktrückgewinnungsschaltung nach Anspruch 1 erfüllt. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den Ansprüchen 2 bis 4 beansprucht.
Mit der Taktrückgewinnungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung wird das PSK-Signal von der Phasendrehschaltung um jenen Winkel phasengedreht, der vom Übergangswinkel zwischen benachbarten Empfangspunkten vorbestimmt ist, und der Phasenfehler, der durch die Zeitdifferenz zwischen dem Nulldurchgangspunkt, an dem die benachbarten Empfangspunkte des von der Phasendrehschaltung phasengedrehten PSK-Signals die I-Achse oder die Q-Achse schneiden, und dem zeitlichen Mittelpunkt für die benachbarten Empfangspunkte bedingt ist, wird von der Phasenfehler-Erfassungsschaltung erfasst, so dass die Abtaststelle für die benachbarten Empfangspunkte des PSK-Signals basierend auf dem von der Phasenfehler-Erfassungsschaltung erfassten Phasenfehler erfasst wird, um ein Abtasten bei einem Augenaperturpunkt zu ermöglichen.
Dementsprechend kann ein Abtastpunkt, der auf Grundlage eines von der Taktrückgewinnungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung wiederhergestellten Takts erhalten wird, mit dem Augenaperturpunkt zusammenfallen, um ein Abtasten bei dem Augenaperturpunkt zu ermöglichen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Taktrückgewinnungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Phasendrehschaltung in der Taktrückgewinnungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3 ist eine erläuternde Zeichnung, welche Wahrheitswerte in einem Decoder für die Phasendrehschaltung aus 2 zeigt;
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Phasenfehler-Erfassungsschaltung in der Taktrückgewinnungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 ist eine schematische Zeichnung, die eine Funktionsweise der Taktrückgewinnungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
6 ist eine schematische Zeichnung, welche die Funktionsweise der Taktrückgewinnungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
7 ist eine schematische Zeichnung, welche die Funktionsweise der Taktrückgewinnungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
8 ist eine schematische Zeichnung, welche die Funktionsweise der Taktrückgewinnungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
9 ist eine schematische Zeichnung, die eine Nulldurchgangstechnik erklärt, die für ein Taktrückgewinnungsverfahren nach Stand der Technik genutzt wird;
10 ist eine schematische Zeichnung, welche die Nulldurchgangstechnik erklärt, die für das Taktrückgewinnungsverfahren nach Stand der Technik genutzt wird;
11 ist eine schematische Zeichnung, welche die Nulldurchgangstechnik erklärt, die für das Taktrückgewinnungsverfahren nach Stand der Technik genutzt wird;
12 ist eine schematische Zeichnung, welche die Nulldurchgangstechnik erklärt, die für das Taktrückgewinnungsverfahren nach Stand der Technik genutzt wird.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun erfolgt die Beschreibung einer Taktrückgewinnungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei im Folgenden auf Ausführungsformen derselben Bezug genommen wird.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Taktrückgewinnungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Exemplarisch wird die Taktrückgewinnungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nachstehend für ein 8PSK-Signal erläutert.
In der Taktrückgewinnungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie 1 veranschaulicht, wird ein PSK-Signal (I, Q) einer Phasendrehschaltung 1 zugeführt und dort um einen Phasenwinkel phasengedreht, der von einem Trägerwiederherstellungs-Flag, Demapping-Daten und einem Übergangswinkel zwischen benachbarten Empfangspunkten vorbestimmt wird; auf diese Weise wird ein phasengedrehtes PSK-Signal (I', Q') von der Phasendrehschaltung 1 zugeführt.
Das PSK-Signal (I', Q') aus der Phasendrehschaltung 1 wird einer Phasenfehler-Erfassungsschaltung 2 zwecks Erfassung eines Phasenfehlers zugeführt, der durch eine Zeitdifferenz zwischen einem Nulldurchgangspunkt, basierend auf den benachbarten Empfangspunkten des PSK-Signals (I', Q'), und dem zeitlichen Mittelpunkt für die Empfangspunkte bedingt ist. Der von der Phasenfehler-Erfassungsschaltung 2 erfasste Phasenfehler wird einem Tiefpass-IIR-Filter 3 zugeführt, um eine Niederfrequenzkomponente des Phasenfehlers zu extrahieren, woraufhin die Ausgangsgröße des Tiefpass-IIR-Filters 3 einem D/A-Wandler 4 zugeführt wird, um sie zu einem Analogsignal mit einem Pegel zu wandeln, der anhand der Niederfrequenzkomponente des Phasenfehlers bestimmt wird; schließlich wird das gewandelte Analogsignal einem temperaturkompensierenden spannungsgesteuerten Quarzoszillator 5 als Frequenzsteuerungssignal zugeführt, um ein Grundtaktsignal zu erhalten. Aus diesem Grundtaktsignal wird ein Abtasttakt gewonnen, beispielsweise durch Dividieren des Grundtaktsignals.
Auf diese Weise wird basierend auf dem Grundtaktsignal ein Abtasten bei einem Augenaperturpunkt des PSK-Signals vorgenommen. Es sollte dem Umstand Rechnung getragen werden, dass die Konfiguration der Phasenfehler-Erfassungsschaltung 2 und der nachfolgenden Stufen jener für die Nulldurchgangstechnik nach Stand der Technik ähnelt.
Als nächstes erfolgt nachstehend eine detailliertere Beschreibung der Konfiguration.
Die Phasendrehschaltung 1 wird mit Blick auf 2 erläutert. Das PSK-Signal (I, Q) wird einer Phasendreheinrichtung 12 zugeführt, um eine Phasendrehung des PSK-Signals (I, Q) um –45° durchzuführen. Die Ausgangsgröße aus der Phasendreheinrichtung 12 wird als PSK-Signal (I45, Q45) bezeichnet. Das PSK-Signal (I, Q) und das PSK-Signal (I45, Q45) werden einer Wähleinrichtung 13 zugeführt, die eines dieser Signale auf Grundlage eines Auswahlsignals S45 aus einem Decoder 11 auswählt, der später beschrieben ist. Die Ausgangsgröße aus der Wähleinrichtung 13 wird als PSK-Signal (I'', Q'') bezeichnet.
Das PSK-Signal (I'', Q'') wird einer Phasendreheinrichtung 14 zugeführt, damit am PSK-Signal (I, Q) eine Phasendrehung um –22.5° vorgenommen wird. Die Ausgangsgröße aus der Phasendreheinrichtung 14 wird als PSK-Signal (I22.5, Q22.5) bezeichnet. Das PSK-Signal (I'', Q'') und das PSK-Signal (I22.5, Q22.5) werden einer Wähleinrichtung 14 zugeführt, die eines dieser Signale auf Grundlage eines Auswahlsignals S22.5 aus dem Decoder 11 auswählt, der später beschrieben ist. Die Ausgangsgröße aus der Wähleinrichtung 15 wird als PSK-Signal (I', Q') bezeichnet.
So kann in Abhängigkeit von den Auswahlsignalen S22.5 und S45 das PSK-Signal (I', Q') das PSK-Signal (I, Q) sein, an dem keine Phasendrehung in Bezug auf das PSK-Signal (I, Q) vorgenommen wurde, oder das PSK-Signal (I22.5, Q22.5), das um –22.5° phasengedreht wurde, oder das PSK-Signal (I45, Q45), das um –45° phasengedreht wurde, oder das PSK-Signal (I67.5, Q67.5), das um –67.5° phasengedreht wurde.
Der Decoder 11 empfängt ein Trägerwiederherstellungs-Flag und Demapping-Daten und sendet die ausgewählten Signale S45 und S22.5 jeweils an die Wähleinrichtungen 13 und 15. Bei 3 handelt es sich um eine Wahrheitstabelle, die den Decodiervorgang im Decoder 11 erklärt.
Das Trägerwiederherstellungs-Flag liegt auf einem hohen Potential, während der Träger wiederhergestellt wird. Bei den Demapping-Daten handelt es sich um numerische Werte von (0) bis (7), die eine Empfangsphase des PSK-Signals repräsentieren, wobei davon ausgegangen wird, dass der Wert 0 einen positiven Punkt auf der I-Achse darstellt und er für 45° um 1 entgegen dem Uhrzeigersinn inkrementiert wird. Die Demapping-Daten (0), (1), (2), (3), (4), (5), (6) und (7) entsprechen nämlich jeweils 0, 45, 90, 135, 180, 225 und 270°.
Deshalb verhalten sich eine Differenz zwischen den Demapping-Daten und eine Phasendifferenz so, wie in 3 für jeden Fall aufgeführt, und die Phasendifferenz gibt einen Übergangswinkel an. Ein Phasendrehwinkel, um den das PSK-Signal (I, Q) in Abhängigkeit von Auswahlsignal S45 oder S22.5 aus dem Decoder 11 zwecks Erzeugung des PSK-Signals (I', Q') phasengedreht wird, ist in 3 als Drehwinkel von (I', Q') bezeichnet.
Diese Wahrheitstabelle wird unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele weiter erläutert. Beispielsweise liegen in Fall e mit den Demapping-Daten 1, 4 die Empfangspunkte bei 45 und 180°. In diesem Fall geht der Empfangspunkt bei 45° zum Punkt bei 180° mit einem Übergangswinkel von 135° über. Falls der Empfangspunkt bei 180° zum Punkt bei 45° übergeht, werden die gleichen Übergangsergebnisse erzielt.
In diesem Fall wird das PSK-Signal (I, Q) von der Phasendrehschaltung 1 um einen Rotationswinkel von –22.5° gedreht, was bedeutet, dass das Signal im Uhrzeigersinn um 22.5° phasengedreht wird. Diese Drehung bewirkt, dass der Empfangspunkt bei 45° zum Empfangspunkt bei 22.5° und der Empfangspunkt bei 180° zum Empfangspunkt bei 157.5° gedreht wird, weshalb sich auf der I-Achse und der Q-Achse kein Empfangspunkt befindet. Dies gilt auch für jeden anderen Empfangspunkt.
Das von der Phasendrehschaltung 1 phasengedrehte PSK-Signal (I', Q'), wie oben beschrieben, wird der Phasenfehler-Erfassungsschaltung 2 zugeführt. Ein Beispiel für die Phasenfehler-Erfassungsschaltung 2 ist in 4 dargestellt.
In der Phasenfehler-Erfassungsschaltung 2 wird das PSK-Signal (I', Q') einem D-Flip-Flop (auch DFF genannt) 21 zugeführt, der das PSK-Signal (I', Q') mittels eines Abtasttakts bei einer Frequenz ausliest, die doppelt so hoch ist wie jene eines Symboltakts. Die Ausgangsgröße aus dem DFF 21 wird als PSK-Signal (I2, Q2) bezeichnet. Das PSK-Signal (I2, Q2) wird einem DFF 22 zugeführt und mittels eines Abtasttakts in ähnlicher Weise ausgelesen. Die Ausgangsgröße aus dem DFF 22 wird PSK-Signal (I3, Q3) genannt. Das PSK-Signal (I3, Q3) wird einem DFF 23 zugeführt und mittels eines Abtasttakts in ähnlicher Weise ausgelesen. Die Ausgangsgröße aus dem DFF 23 wird als PSK-Signal (I0, Q0) bezeichnet.
Die PSK-Ausgangsgröße (I2, Q2) und die PSK-Ausgangsgröße (I0, Q0) werden einem Code-Komparator 25 zugeführt, der die Vorzeichen dieser Ausgangsgrößen vergleicht. Der Code-Komparator 25 erstellt ein Freigabesignal, wenn sich das Vorzeichen der PSK-Ausgangsgröße (I2, Q2) von jenem der PSK-Ausgangsgröße (I0, Q0) unterscheidet. Demgegenüber werden ein durch den Abtasttakt mittels einer Division-durch-Zwei-Schaltung (divide by two circuit) 27 dividierter Symboltakt und das vom Code-Komparator 25 zur Verfügung gestellte Freigabesignal mittels eines UND-Gatters 28 geUNDet, und dann werden unter Verwendung der Ausgangsgröße des UND-Gatters 28 als Abtastimpuls Phasenfehlerdaten, die von einer Phasenfehlerdetektor 24, die das PSK-Signal (I2, Q2) und das PSK-Signal (I3, Q3) empfängt, zur Verfügung gestellt werden, von einer Latch-Schaltung 26 gelatcht.
Die Latch-Ausgangsgröße aus der Latch-Schaltung 26 wird dem temperaturkompensierenden spannungsgesteuerten Quarzoszillator 5 zugeführt, um die Frequenz des Abtasttakts auf Grundlage der Oszillationsfrequenz des temperaturkompensierenden spannungsgesteuerten Quarzoszillators 5 zu steuern, und so ist, wenn der Abtasttakt konvergiert ist, ein Abtasttiming zum Auslesen des PSK-Signals (I', Q') eine Abtastausgangsgröße bei einem Augenaperturpunkt und das PSK-Signal (I0, Q0) eine Abtastausgangsgröße des PSK-Signals (I', Q') bei einem Augenaperturpunkt, der dem vom DFF 21 ausgelesenen Augenaperturpunkt nachfolgt.
Deshalb ist bei einer Konvergierung, wie oben beschrieben, das PSK-Signal (I3, Q3) das PSK-Signal (I', Q') beim zeitlichen Mittelpunkt für die Abtastausgangsgrößen, und deren Nulldurchgangspunkte fallen miteinander zusammen. Demgegenüber entspricht das PSK- Signal (I3, Q3), ohne Konvergierung, einem Abstand zwischen dem PSK-Signal beim zeitlichen Mittelpunkt für benachbarte Empfangspunkte des PSK-Signals und der I-Achse oder der Q-Achse.
Der Phasenfehlerdetektor 24 empfängt das PSK-Signal (I2, Q2) und das PSK-Signal (I3, Q3), um einen Phasenfehler zu erzeugen, der dem Abstand zwischen dem PSK-Signal beim zeitlichen Mittelpunkt für benachbarte Empfangspunkte des PSK-Signals und der I-Achse oder der Q-Achse entspricht. Die Richtung dieses Phasenfehlers wird anhand des Vorzeichens eines Augenaperturpunkts basierend auf dem PSK-Signal (I2, Q2) bestimmt.
Deshalb wird als die Ausgangsgröße aus dem Phasenfehlerdetektor 24 eine Zeitdifferenz zwischen dem zeitlichen Mittelpunkt für Augenaperturpunkte und dem Nulldurchgangspunkt bestimmt gemeinsam mit der Polarität. Da die Latch-Schaltung 26 Phasenfehlerdaten nutzt, die der Phasenfehlerdetektor 24 einmal pro zwei benachbarte Abtasttakte zur Verfügung stellt, werden das PSK-Signal (I0, Q0) und das PSK-Signal (I2, Q2) zu einem Augenaperturpunkt konvergiert.
Die Ausgangsgröße der Latch-Schaltung 26 wird dem Tiefpass-IIR-Filter zugeführt, und ihre Niederfrequenzkomponente wird als Phasenfehler vom D/A-Wandler zu einem Analogsignal gewandelt; schließlich wird das D/A-gewandelte Analogsignal dem temperaturkompensierenden spannungsgesteuerten Quarzoszillator 5 als Frequenzsteuerungssignal zugeführt, um ein Grundtaktsignal zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise wird die Frequenz des Grundtakts auf Grundlage des Phasenfehlers, der vom Phasenfehlerdetektor 24 zur Verfügung gestellt wird, geregelt, so dass der Mittelpunkt zwischen den Augenaperturpunkten so kontrolliert wird, dass er bei einem Nulldurchgangspunkt des PSK-Signals (I', Q') basierend auf diesem Grundtakt liegt, und daher wird ein Abtasten bei einem Augenaperturpunkt durchgeführt.
Die Funktionsweise der Phasenfehler-Erfassungsschaltung in der Taktrückgewinnungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, wird nun mit Blick auf die 5 bis 8 weiter erläutert.
Wenn es sich bei Mapping-Daten des PSK-Signals (I, Q) um (1) und (2) handelt, wie in 5 dargestellt, ist dies der Fall b, bei dem der Übergangswinkel zwischen Empfangspunkten 45° beträgt und das von der Phasendrehschaltung 1 um –67.5° phasengedrehte PSK-Signal (I', Q') der Phasenfehler-Erfassungsschaltung 2 zugeführt wird. Das PSK-Signal (I', Q') wird vom DFF 21 bei einem Abtastpunkt a abgetastet, das PSK-Signal (I', Q') wird vom DFF 23 bei einem Abtastpunkt b abgetastet, und das PSK-Signal (I', Q') wird vom DFF 22 abgetastet. Das vom DFF 22 abgetastete PSK-Signal (I', Q') befindet sich am Mittelpunkt zwischen dem Abtastpunkt a und dem Abtastpunkt b und wird nachstehend Erfassungsnulldurchgangspunkt genannt. Der Begriff ts bezeichnet die Periode eines Abtasttakts.
Ein Abstand zwischen dem Erfassungsnulldurchgangspunkt und der I-Achse oder der Q-Achse wird vom Phasenfehlerdetektor 24 als Phasenfehler erfasst, und die Frequenz des Grundtakts wird auf Grundlage dieses Phasenfehlers gesteuert, so dass im Fall aus 5 der Erfassungsnulldurchgangspunkt zur rechten Seite hin bewegt wird, damit er mit dem Nulldurchgangspunkt zusammenfällt. Es sollte dem Umstand Rechnung getragen werden, dass in diesem Fall die Phasendrehung keinen Augenaperturpunkt des PSK-Signals (I', Q') hervorbringt, der auf der I-Achse oder der Q-Achse anzuordnen ist. Des Weiteren sollte dem Umstand Rechnung getragen werden, dass in diesem Fall, da die Empfangspunkte vor und nach dem Übergang in der gleichen Polaritätsrichtung in Bezug auf die I'-Achse liegen, kein Phasenfehler erfasst wird, was durch das Symbol x auf dem Phasenfehler I in der Figur gezeigt wird.
Wenn es sich bei Mapping-Daten des PSK-Signals (I, Q) um (0) und (2) handelt, wie in 6 dargestellt, ist dies der Fall d, bei dem der Übergangswinkel zwischen Empfangspunkten 90° beträgt und das von der Phasendrehschaltung 1 um –45° phasengedrehte PSK-Signal (I', Q') der Phasenfehler-Erfassungsschaltung 2 zugeführt wird. Das PSK-Signal (I', Q') wird vom DFF 21 bei einem Abtastpunkt a abgetastet, das PSK-Signal (I', Q') wird vom DFF 23 bei einem Abtastpunkt b abgetastet, und das PSK-Signal (I', Q') wird vom DFF 22 bei einem Erfassungsnulldurchgangspunkt abgetastet.
Ein Abstand zwischen dem Erfassungsnulldurchgangspunkt und der I-Achse oder der Q-Achse wird vom Phasenfehlerdetektor 24 als Phasenfehler erfasst, und die Frequenz des Grundtakts wird auf Grundlage dieses Phasenfehlers gesteuert, so dass im Fall von 6 der Erfassungsnulldurchgangspunkt zur rechten Seite hin bewegt wird, damit er mit dem Nulldurchgangspunkt zusammenfällt. Es sollte dem Umstand Rechnung getragen werden, dass in diesem Fall die Phasendrehung keinen Augenaperturpunkt des PSK-Signals (I', Q') hervorbringt, der auf der I-Achse oder der Q-Achse anzuordnen ist. Des Weiteren sollte dem Umstand Rechnung getragen werden, dass in diesem Fall, da die Empfangspunkte vor und nach dem Übergang in der gleichen Polaritätsrichtung in Bezug auf die I'-Achse liegen, kein Phasenfehler erfasst wird, was durch das Symbol x auf dem Phasenfehler I in der Figur gezeigt wird.
Wenn es sich bei Mapping-Daten des PSK-Signals (I, Q) um (7) und (2) handelt, wie in 7 dargestellt, ist dies der Fall e, bei dem der Übergangswinkel zwischen Empfangspunkten 135° beträgt und das von der Phasendrehschaltung 1 um –22.5° phasengedrehte PSK-Signal (I', Q') der Phasenfehler-Erfassungsschaltung 2 zugeführt wird. Das PSK-Signal (I', Q') wird vom DFF 21 bei einem Abtastpunkt a abgetastet, das PSK-Signal (I', Q') wird vom DFF 23 bei einem Abtastpunkt b abgetastet, und das PSK-Signal (I', Q') wird vom DFF 22 bei einem Erfassungsnulldurchgangspunkt abgetastet.
Ein Abstand zwischen dem Erfassungsnulldurchgangspunkt und der I-Achse oder der Q-Achse wird vom Phasenfehlerdetektor 24 als Phasenfehler erfasst, und die Frequenz des Grundtakts wird auf Grundlage dieses Phasenfehlers gesteuert, so dass im Fall aus 7 der Erfassungsnulldurchgangspunkt zur rechten Seite hin bewegt wird, damit er mit dem Nulldurchgangspunkt zusammenfällt. Es sollte dem Umstand Rechnung getragen werden, dass in diesem Fall die Phasendrehung keinen Augenaperturpunkt des PSK-Signals (I', Q') hervorbringt, der auf der I-Achse oder der Q-Achse anzuordnen ist. Des Weiteren sollte dem Umstand Rechnung getragen werden, dass in diesem Fall, da die Empfangspunkte vor und nach dem Übergang in der gleichen Polaritätsrichtung in Bezug auf die I'-Achse liegen, kein Phasenfehler erfasst wird, was durch das Symbol x auf dem Phasenfehler I in der Figur gezeigt wird.
Wenn es sich bei Mapping-Daten des PSK-Signals (I, Q) um (6) und (2) handelt, wie in 8 dargestellt, ist dies der Fall h, bei dem der Übergangswinkel zwischen Empfangspunkten 180° beträgt und das von der Phasendrehschaltung 1 um –45° phasengedrehte PSK-Signal (I', Q') der Phasenfehler-Erfassungsschaltung 2 zugeführt wird. Das PSK-Signal (I', Q') wird vom DFF 21 bei einem Abtastpunkt a abgetastet, das PSK-Signal (I', Q') wird vom DFF 23 bei einem Abtastpunkt b abgetastet, und das PSK-Signal (I', Q') wird vom DFF 22 bei einem Erfassungsnulldurchgangspunkt abgetastet.
Ein Abstand zwischen dem Erfassungsnulldurchgangspunkt und der I-Achse oder der Q-Achse wird vom Phasenfehlerdetektor 24 als Phasenfehler erfasst, und die Frequenz des Grundtakts wird auf Grundlage dieses Phasenfehlers gesteuert, so dass im Fall aus 8 der Erfassungsnulldurchgangspunkt zur rechten Seite hin bewegt wird, damit er mit dem Nulldurchgangspunkt zusammenfällt. Es sollte dem Umstand Rechnung getragen werden, dass in diesem Fall die Phasendrehung keinen Augenaperturpunkt des PSK-Signals (I', Q') hervorbringt, der auf der I-Achse oder der Q-Achse anzuordnen ist. Des Weiteren sollte dem Umstand Rechnung getragen werden, dass in diesem Fall, da die Empfangspunkte vor und nach dem Übergang in verschiedenen Polaritätsrichtungen in Bezug auf die I'-Achse liegen, ein Phasenfehler I für die I'-Achse in ähnlicher Weise wie der Phasenfehler Q erfasst wird. Dann beläuft sich der Phasenfehler in diesem Fall auf den Durchschnitt aus dem Phasenfehler Q und dem Phasenfehler I.
Wenn Phasenfehler sowohl für die I-Achse als auch für die Q-Achse erfasst werden, wird der Durchschnitt aus beiden Phasenfehlern als Phasenfehler für den betreffenden Fall verwendet, woraus sich eine bessere Leistung ergibt, als wenn einer der beiden Phasenfehler benutzt würde.
Bei der Taktrückgewinnungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, wird der Grundtakt aus der Ausgangsgröße der Phasenfehler-Erfassungsschaltung 2 via den IIR-Filter 3, den D/A-Wandler 4 und den temperaturkompensierenden spannungsgesteuerten Oszillator 5 erhalten; es sollte jedoch dem Umstand Rechnung getragen werden, dass sich der Grundtakt eher durch eine digitale Operation an der Ausgangsgröße der Phasenfehler-Erfassungsschaltung 2 gewinnen lässt als durch solch eine Wandlung zu einem Analogsignal. Des Weiteren sollte dem Umstand Rechnung getragen werden, dass ein Augenaperturpunkt, der einen tatsächlichen Empfangspunkt darstellt, anhand der Ausgangsgröße der Phasenfehler-Erfassungsschaltung 2 geschätzt werden kann.
Ferner sollte dem Umstand Rechnung getragen werden, dass in der obigen Beschreibung zwar 8PSK-Signale verwendet werden, aber die vorliegende Erfindung auch auf BPSK-Signale und QPSK-Signale anwendbar sein kann. Bei BPSK-Signalen kann die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nur durch Anwenden der Fälle g und h aus 3 auf besagte Signale erfüllt werden, weil nur eine Phasendifferenz von 180° für einen Empfangspunkt auftritt. Im Gegensatz dazu kann bei QPSK-Signalen die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nur durch Anwenden der Fälle c, d, g und h aus 3 auf besagte Signale erfüllt werden, weil nur eine Phasendifferenz von 90 oder 180° für einen Empfangspunkt auftritt.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie oben beschrieben, wird mit der Taktrückgewinnungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung ein PSK-Signal von der Phasendrehschaltung um einen Winkel phasengedreht, der anhand eines Übergangswinkels zwischen benachbarten Empfangspunkten vorbestimmt wird, und ein Phasenfehler, der bedingt ist durch eine Zeitdifferenz zwischen einem Nulldurchgangspunkt, an dem die benachbarten Empfangspunkte des phasengedrehten PSK-Signals die I-Achse oder Q-Achse schneiden, und dem zeitlichen Mittelpunkt für die benachbarten Empfangspunkte, wird erfasst, so dass eine Abtaststelle für die benachbarten Empfangspunkte des PSK-Signals auf Grundlage des erfassten Phasenfehlers korrigiert wird, um ein Abtasten bei einem Augenaperturpunkt zu ermöglichen. Deshalb wird kein Nulldurchgangspunkt fälschlicherweise erfasst, und ein Takt kann präzise wiederhergestellt werden.
Zusätzlich wird mit der Taktrückgewinnungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung kein Empfangspunkt mit der I-Achse und der Q-Achse zusammenfallen, und mehr Nulldurchgangspunkte können erfasst werden.

Claims

Taktrückgewinnungsschaltung, umfassend eine Phasendreheinrichtung (1), welche eine Phasendrehung eines PSK-Signals um einen vorbestimmten Winkel basierend auf dem Übergangswinkel zwischen benachbarten Empfangspunkten durchführt; eine Phasenfehler-Erfassungseinrichtung (2), welche einen Phasenfehler erfasst; und eine Korrektureinrichtung, welche eine Abtaststelle für die benachbarten Empfangspunkte des PSK-Signals auf Grundlage des erfassten Phasenfehlers korrigiert, um zu ermöglichen, dass ein Abtasten bei einem Augenaperturpunkt ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenfehler-Erfassungseinrichtung (2) arbeitet, um eine Zeitdifferenz zwischen einem Nulldurchgangspunkt, bei welchem ein Wirkkomponentensignal oder ein Querkomponentensignal des phasengedrehten PSK-Signals den Nullpegel schneidet, und dem zeitlichen Mittelpunkt der benachbarten Empfangspunkte zu erfassen.
Taktrückgewinnungsschaltung nach Anspruch 1, bei welcher die Phasendreheinrichtung (1) eine Phasendrehwinkel-Auswahleinrichtung (12–15) aufweist, welche den vorbestimmten Phasendrehwinkel so wählt, dass das Wirkkomponentensignal oder das Querkomponentensignal des phasengedrehten PSK-modulierten Signals den Nullpegel während eines Übergangsvorgangs von zwei Empfangspunkten schneidet.
Taktrückgewinnungsschaltung nach Anspruch 2, bei welcher die Phasendrehwinkel-Auswahleinrichtung (13, 15) das PSK-Signal empfängt und eine erste Phasendreheinrichtung (12) aufweist, welche eine Phasendrehung eines Empfangspunkts um –45° durchführt, eine erste Wähleinrichtung (13), welche entweder die Ausgangsgröße der ersten Phasendreheinrichtung (12) oder das empfangene PSK-Signal auswählt, eine zweite Phasendreheinrichtung (14), welche eine Phasendrehung der Ausgangsgröße der ersten Wähleinrichtung (13) um –22.5° durchführt, und eine zweite Wähleinrichtung (15), welche entweder die Ausgangsgröße der zweiten Phasendreheinrichtung (14) oder die Ausgangsgröße der ersten Wähleinrichtung (13) auswählt, wobei die Auswahl durch die erste und die zweite Wähleinrichtung (13, 15) basierend auf einem Übergangswinkel zwischen benachbarten Empfangspunkten durchgeführt wird.
Taktrückgewinnungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, welche weiter eine Einrichtung zum Erhalten eines Abtasttakts aufweist, welcher verwendet wird, um einen Augenaperturpunkt basierend auf einer Ausgangsoszillationsfrequenz eines Oszillators (5) abzutasten, dessen Oszillationsfrequenz basierend auf einer Niederfrequenzkomponente des von der Phasenfehler-Erfassungseinrichtung (2) erfassten Phasenfehlers gesteuert wird.