DE69433469T2 - Träger-Demodulator - Google Patents

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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D1/00—Demodulation of amplitude-modulated oscillations

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Trägerdetektor zum Erfassen des Eintreffens des Datenbündels und zum Erfassen eines Trägers, und eine denselben in einem Satellitenkommunikations- und mobilen Kommunikationssystem verwendende Frequenzsteuervorrichtung.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • In SCPC(Einzelkanal pro Träger)-Systemen, die z. B. Sprachaktivierung verwenden, sollte ein Demodulator eine Bündeloperation durchführen. Es wurde ein Verfahren zum Verbessern der Bündeloperation eines Demodulators vorgeschlagen, in dem das Eintreffen des Bündels durch Verwendung eines Trägerdetektors erkannt wird. 45 ist ein Blockschaltbild, das ei nen herkömmlichen Trägerdetektor zeigt, der in "0 db Eb/No Burst Mode SCPC Modem with High Coding Gain FEC" (IEEE, ICC '86 56.4) beschrieben ist. 46 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des in 45 gezeigten Detektors zeigt. In 45 bezeichnen die Zahlen jeweils: 12 einen spannungsgesteuerten Oszillator (nachfolgend als VCO bezeichnet); 13 einen Phasendetektor zum Vergleichen einer Phase eines empfangenen Signals und einer Phase eines Ausgangssignals des VCO 12; 14 eine PLL(Phasenregelschleife)-Schaltung, die aus einem Ausgang des VCO 12 und dem Phasendetektor 12 zusammengesetzt ist; 15 einen Mischer zum Mischen des empfangenen Signals und des Ausgangssignals des VCO 12; 16 ein Tiefpassfilter für die Bildung des Durchschnittswertes des Rauschens in dem Ausgangssignal des Mischers 15; und 17 eine Quadrierschaltung zum Berechnung eines Quadratwertes eines Ausgangssignals des Tiefpassfilters 16.
  • Die Arbeitsweise dieses Detektors wird nun mit Bezug auf die 45, 46 und 47 beschrieben. 47 zeigt ein Beispiel eines Formats eines zu empfangenden Bündelsignals. In 47 bezeichnen die Zahlen jeweils: 20 ein Muster für eine Trägerwiedergewinnung (normalerweise ein '11'- oder '00'-Muster (nachfolgend als CR-Muster bezeichnet); 21 ein Muster für die Bitzeitwiedergewinnung (normalerweise ein '10'-Muster, nachfolgend als BTR-Muster bezeichnet; 22 ein Bündelsynchronisationsmuster, das als eindeutiges Wort bezeichnet wird (nachfolgend als UW-Muster bezeichnet); 23 einen Datenabschnitt zum Tragen von Daten; 24 einen Nichtsignalabschnitt (nur Rauschen); 25 das aus dem CR-Muster 20, dem BTR-Muster 21, dem UW-Muster 22 und dem Datenabschnitt 23 zusammengesetzte Bündel. Da der in 45 gezeigte Trägerdetektor kontinuierlich arbeitet, würde, wenn das empfangene Signal durch s(t) dargestellt ist, dieses s(t) das CR-Muster, das BTR-Muster, das UW-Muster, den Datenabschnitt und den Nichtsignalabschnitt (nur Rauschen) empfangen. Aber zur Vereinfachung werden in diesem Fall nur die folgenden drei Fälle betrachtet:
    • (a) CR-Muster;
    • (b) Nichtsignalabschnitt (nur Rauschen); und
    • (c) Datenabschnitt.
  • Für jeden dieser drei Fälle wird nun die Arbeitsweise des Trägerdetektors beschrieben. In diesem Fall wird angenommen, dass das UW-Muster und der Datenabschnitt Pseudorauschmuster sind (nachfolgend als PN-Muster bezeichnet).
  • (a) Nur Träger
  • Wenn das empfangene Signal durch s(t) dargestellt ist, und das mit der PLL 14 verriegelte Ausgangssignal des VCO 12 durch V(t) dargestellt ist, werden s(t) und V(t) durch die folgenden Gleichungen 1 und 2 ausgedrückt: s(t) = exp(j2πΔft) + n(t) (1)Δf: Trägerfrequenz
    n(t): Rauschkomponente V(t) = exp{j2πΔft + jθe + θn(t)} (2)θe: Phasenfehler im eingeschwungenen Zustand
    θn(t): durch Rauschen bewirktes Phasenzittern
  • Der Mischer 15 multipliziert s(t) mit V(t), deren Produkt durch das Tiefpassfilter 16 hindurchgeht. Die Quadrierschaltung 17 berechnet das Quadrat z des Ausgangssignals r des Tiefpassfilters 16, um die Energie P(z) von z zu erhalten.
  • (b) Nichtsignalabschnitt (nur Rauschen)
  • Das empfangene Signal s(t) kann durch die Gleichung 3 dargestellt werden: s(t) = n(t) (3)
  • Mit diesem s(t) kann P(z) in derselben Weise wie in dem Fall (a) erhalten werden.
  • (c) Datenabschnitt
  • Das empfangene Signal s(t) wird durch die Gleichung 4 dargestellt: s(t) = exp{–j(2πΔft + D)} + n(t) (4)
  • D: Zufällige Variable, die die Phasenmodulation darstellt: Mit diesem s(t) kann P(z) in derselben Weise wie in dem Fall (a) erhalten werden.
  • Die Verteilung von P(z) kann wie in 45 dargestellt werden, so dass es möglich ist, die Existenz des CR-Musters zu erfassen, indem eine geeigneter Schwellenwert von dieser 45 gesetzt wird. Als eine Folge ist es durch Vergleich mit dem Ausgangssignal P(z) der Quadrierschaltung 17 mit einem Schwellenwert möglich, das Eintreffen des Bündels zu erfassen und den Träger zu erfassen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Da der herkömmliche Trägerdetektor wie vorstehend erwähnt zusammengesetzt ist, hat sich der Nachteil ergeben, dass er, wenn die Differenz zwischen der Frequenz des Eingangssignals und des Frequenz des VCO größer als der Verriegelungsbereich des PLL ist, nicht mehr arbeiten kann.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Trägererfassung selbst dann durchzuführen, wenn es eine große Frequenzversetzung in dem empfangenen Eingangssignal oder eine Restfrequenz aufgrund der quasikohärenten Erfassung durch Verarbeitung der Signale auf der Frequenzachse gibt.
  • Dieses Problem wir durch den Trägerdetektor nach Anspruch 1 gelöst. Weiterhin sind Verbesserungen dieses Trägerdetektors in den abhängigen Ansprüchen gegeben. Gemäß der Erfindung ist ein Trägerdetektor mit einem A/D-Wandler für die A/D-Umwandlung eines empfangenen Signals, das auf einer Zeitachse ausgedrückt ist und einen Träger enthält, gekennzeichnet durch eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung zum Umwandeln des empfangenen Signals in ein auf der Frequenzachse ausgedrücktes Signal, und einen Entscheidungsabschnitt zum Erfassen des Trägers auf der Grundlage des auf der Frequenzachse ausgedrückten Signals und zum Ausgeben eines Trägererfassungssignals.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieses Trägerdetektors ist gekennzeichnet durch eine Multiplikationsvorrichtung zum Multiplizieren der Frequenz des empfangenen Signals; einen Spitzendetektor zum Berechnen mehrerer Spitzen auf der Grundlage des Amplitudenwertes oder der Energie der Signale ausgedrückt auf der Frequenzachse; einen Akkumulator zum Berech nen eines akkumulierten Wertes der Frequenz jeder Spitze und eines Amplitudenwertes des Signals bei den mehreren Abtasten vor oder hinter dieser Frequenz; und einen Maximalwertdetektor zum Berechnen und Ausgeben des Maximums unter den mehreren akkumulierten Werten.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieses Trägerdetektors ist gekennzeichnet durch einen Akkumulator zum Berechnen eines akkumulierten Wertes eines verstärkenden Wertes oder der Energie, ausgedrückt auf der Frequenzachse, wobei der Entscheidungsabschnitt den akkumulierten Wert des Akkumulators mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht, um ein Trägererfassungssignal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses auszugeben.
  • Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel dieses Trägerdetektors ist gekennzeichnet durch eine Multiplikationsvorrichtung zum Multiplizieren eines empfangenen Signals, das auf einer Zeitachse ausgedrückt ist, auf der Grundlage eines vorbestimmten Wertes; die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung drückt das multiplizierte empfangene Signal auf der Frequenzachse aus; einen Detektor zum Erfassen eines Signals mit einer bestimmten großen Amplitude oder Energiewert unter den auf der Frequenzachse ausgedrückten Signalen; wobei der Entscheidungsabschnitt den in dem Detektor erfassten Wert mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht, und ein Trägererfassungssignal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses ausgibt.
  • Noch ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieses Trägerdetektors ist gekennzeichnet durch einen Korrelator zum Berechnen einer Korrelation eines empfangenen Signals mit einem Bezugswert auf der Grund lage einer Berechnung einer Phase des empfangenen Signals, das auf einer Zeitachse ausgedrückt ist, und einer Phase des vorher gespeicherten Bezugssignals; und einen Detektor zum Ausgeben eines Wertes von größerer Korrelation; wobei der Entscheidungsabschnitt einen in dem Detektor erfassten Wert mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht und ein Trägererfassungssignal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses ausgibt.
  • Noch ein weiteres bevorzugten Ausführungsbeispiel dieses Trägerdetektors ist gekennzeichnet durch eine Trägerkomponenten-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen einer Differenz zwischen einer Phase des empfangenen Signals und einer Phase eines vorhergehenden empfangenen Signals, und zum Berechnen einer Trägerkomponente auf der Grundlage der Phasendifferenz; wobei der Entscheidungsabschnitt das von der Trägerkomponenten-Berechnungsvorrichtung ausgegebene Signal mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht und ein Trägererfassungssignal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses ausgibt.
  • Noch ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieses Trägerdetektors, der verwendet wird zum Ausdrücken eines phasenmodulierenden kohärenten oder quasi-kohärenten Erfassungssignals, das einer A/D-Umwandlung unterzogen wurde, und ausgedrückt auf der Zeitachse nach dem Hindurchgehen durch ein angepasstes Filter zum Eliminieren von Rauschen, auf einer Frequenzachse, ist gekennzeichnet durch einen Akkumulator zum Berechnen eines akkumulierten Wertes des Amplitudenwertes oder der Energie des Signals ausgedrückt auf der Frequenzachse, wobei der Entscheidungsabschnitt den von dem Akkumulator ausgegebenen akkumulierten Wert mit einem vorbestimmten Schwellen wert vergleicht und ein Trägererfassungssignal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses ausgibt.
  • Ein noch weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieses Trägerdetektors, der zum Multiplizieren eines empfangenen kohärenten oder quasi-kohärenten Erfassungssignals, das einer A/D-Umwandlung unterzogen wurde und durch ein angepasstes Filter zum Eliminieren von Rauschen hindurchgegangen ist, Ausdrücken des phasenmodulierten Signals, das multipliziert wurde und auf der Zeitachse ausgedrückt wurde, auf einer Frequenzachse, Berechnen des maximalen Amplitudenwertes oder der Energie des Signals auf der Frequenzachse und Erfassen des Trägers durch Verwendung des maximalen Wertes, verwendet wird, ist gekennzeichnet durch eine Multiplikationsvorrichtung zum Multiplizieren des empfangenen Signals, wobei die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung das multiplizierte Signal auf der Frequenzachse umwandelt, und einen Maximalwertdetektor zum Berechnen und Ausgeben eines maximalen Wertes von entweder den Amplitudenwerten oder der Energie des Signals, das auf der Frequenzachse ausgedrückt wurde; wobei der Trägerdetektor aufweist: der Entscheidungsabschnitt vergleicht des maximalen Wert, der von den Trägererfassungsmitteln ausgegeben wurde, mit einem vorbestimmten Schwellenwert und gibt ein Trägererfassungssignal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses aus.
  • Ein noch weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieses Trägerdetektors, der zum Multiplizieren eines empfangenen kohärenten oder quasi-kohärenten Erfassungssignals, das einer A/D-Umwandlung unterzogen wurde und durch ein angepasstes Filter zum Eliminieren von Rauschen hindurchgegangen ist, zum Ausdrücken dieses phasenmodulierten Signals, das multipliziert und auf der Frequenzachse ausgedrückt wurde, auf der Frequenzachse, zum Berechnen eines Amplitudenwertes des Signals oder eines akkumulierten Wertes der Energie des Signals auf der Frequenzachse für jeweils mehrere Abtastungen, und zum Bestimmen des maximalen Wertes hiervon, und zum Erfassen eines Trägers durch Verwendung des maximalen Wertes des akkumulierten Wertes, verwendet wird, ist gekennzeichnet durch eine Multiplikationsvorrichtung zum Multiplizieren des empfangenen Signals, wobei die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung das multiplizierte Signal in ein Signal auf der Frequenzachse umwandelt, einen Akkumulator zum Berechnen eines akkumulierten Wertes des Amplitudenwertes oder der Energie des Signals ausgedrückt auf der Frequenzachse für jeweils mehrere Abtastungen, um mehrere Akkumulationswerte auszugeben, und einen Maximalwertdetektor zum Ausgeben des Maximums der mehreren Akkumulationswerte; wobei der Entscheidungsabschnitt das Ausgangssignal der Erfassungsvorrichtung mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht, um ein Trägererfassungssignal auszugeben.
  • Bei einem Trägerdetektor nach der sechzehnten Erfindung wird ein Energiepegel einer Trägerkomponente eingestellt auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines Pegeldetektors.
  • Bei einem Trägerdetektor gemäß der siebzehnten Erfindung wird die Frequenz auf der Grundlage einer Frequenz des von dem Detektor empfangenen Signals korrigiert. Bei einem Trägerdetektor gemäß der achtzehnten Erfindung wird eine Frequenz auf der Grundlage einer Frequenz eines von einem Detektor empfangenen Signals und eines Trägererfassungssignals korrigiert.
  • Bei einem Trägerdetektor nach der neunzehnten Erfindung werden in einem Korrelator eine Phasenkomponente des empfangenen Signals und eine Korrelation des empfangenen Signals zu einem Bezugssignal berechnet, und ein Entscheidungsabschnitt vergleicht die Korrelation mit einem Schwellenwert, um den Träger zu erhalten.
  • Bei einem Trägerdetektor gemäß der zwölften Erfindung wird ein Träger erfasst, wenn ein von einem Detektor erfasster Wert einen Schwellenwert überschreitet.
  • Bei einem Trägerdetektor gemäß einer weiteren Erfindung wird ein Träger erfasst durch Berechnen einer Zuverlässigkeit einer Korrelation, die in einem Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt erhalten wurde, durch Eliminieren von Korrelationen mit geringer Zuverlässigkeit.
  • Bei einem Trägerdetektor gemäß einer weiteren Erfindung wird eine Frequenz des empfangenen Signals durch eine Frequenzkorrekturschaltung zum Korrigieren einer Frequenz des empfangenen Signals auf der Grundlage der Frequenzinformationen über den Korrelator korrigiert.
  • Bei einem Trägerdetektor gemäß einer weiteren Erfindung berechnet der Trägerkomponenten-Berechnungsabschnitt eine Differenz zwischen einer Phase des empfangenen Signals und der Phase des vorher empfangenen Signals und berechnet eine Trägerkomponente unter Verwendung der Phasendifferenz, und der Entscheidungsabschnitt erfasst den Träger durch Vergleich der Trägerkomponente mit dem Schwellenwert.
  • Bei einem Trägerdetektor gemäß einer weiteren Erfindung berechnet wird die Differenzerfassung durch Ver wendung des empfangenen Signals durchgeführt, und der Träger wird erfasst durch Berechnen der Trägerkomponente unter Verwendung des Ergebnisses der Differenzerfassung.
  • Bei einem Trägerdetektor gemäß einer weiteren Erfindung wird der Pegel des Trägerkomponenten-Berechnungsabschnitts auf der Grundlage des Ausgangssignals von dem Pegeldetektor eingestellt.
  • Bei einem Trägerdetektor gemäß einer weiteren Erfindung wird die Frequenz des empfangenen Signals auf der Grundlage der von dem Trägerkomponenten-Berechnungsabschnitt ausgegebenen Frequenzinformationen korrigiert.
  • Bei einem Trägerdetektor gemäß einer weiteren Erfindung wird der Träger mit verbesserter Genauigkeit erfasst, indem eine Korrelationsinterpolationsschaltung zum Durchführen der Interpolation für die Korrelation vorgesehen ist.
  • Die obigen und andere Vorteile, Merkmale und zusätzliche Aufgaben dieser Erfindung werden dem Fachmann erkennbar bei Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen, in denen ein strukturelles Ausführungsbeispiel, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält, beispielhaft gezeigt ist.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des in den 1 und 19 gezeigten Detektors zeigt;
  • 3 ist ein Beispiel für die Gesamtenergie des von einem Akkumulator ausgegebenen empfangenen Signals;
  • 4 ist ein Beispiel für die Gesamtenergie des von einem in den 1 und 19 gezeigten Akkumulator ausgegebenen empfangenen Signals;
  • 5 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des in den 5 und 20 gezeigten Detektors zeigt;
  • 7 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 8 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise der in den 7 und 21 gezeigten Detektoren zeigt;
  • 9 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 10 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise der in 9 und 22 gezeigten Detektoren zeigt;
  • 11 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 12 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise der in den 11 und 23 gezeigten Detektoren zeigt;
  • 13 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 14 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise der in den 13 und 24 gezeigten Trägerdetektoren zeigt;
  • 15 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem siebenten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 16 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise der in den 15 und 25 gezeigten Detektoren zeigt;
  • 17 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägererfassungsabschnitt gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 18 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise von Detektoren gemäß den 17 und 26 zeigt;
  • 19 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem neunten Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 20 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 21 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 22 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 23 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 24 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 25 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 26 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem sechzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 27 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem siebzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 28 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des in 27 gezeigten Detektors zeigt;
  • 29 Blockschaltbild, das einen Korrelator gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 30 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors in 29 zeigt;
  • 31 ist ein Blockschaltbild, das die Arbeitsweise des Trägerdetektors gemäß dem neunzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 32 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 31 zeigt;
  • 33 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 34 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 33 zeigt;
  • 35 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Trägerdetektors gemäß einem 21. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 36 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem 22. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 37 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors in 36 zeigt;
  • 38 ist ein Blockschaltbild eines Trägerdetek tors gemäß einem 23. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 39 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 38 zeigt;
  • 40 ist ein Blockschaltbild, das einen Korrelator gemäß einem 24. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 41 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 40 zeigt;
  • 42 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise zum Interpolieren einer Korrelation zeigt;
  • 43 ist ein Blockschaltbild eines Trägerdetektors, der ein 25. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 44 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 43 zeigt;
  • 45 ist ein Blockschaltbild, das einen herkömmlichen Trägerdetektor zeigt;
  • 46 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 45 zeigt; und
  • 47 ist ein Beispiel für ein Bündelformat.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
  • Das hier beschriebene Verfahren ist typischerweise anwendbar auf eine Wellenform, die durch M-Phasen-PSK moduliert ist. Hier bedeutet der Ausdruck "empfangenes Signal", das nicht besonders spezifiziert ist, ein Signal, das einer kohärenten oder quasi-kohärenten Erfassung und einer A/D-Umwandlung unterzogen wurde, und dann durch M-Phasen-PSK moduliert und durch Filtern rauschfrei gemacht wurde, und auf der Zeitachse ausgedrückt ist. Eine bedeutende Frequenzversetzung in dem empfangenen Eingangssignal oder die Restfrequenz aufgrund der quasi-kohärenten Erfassung wird einfach als "Frequenzversetzung" bezeichnet. Es wird angenommen, dass die Bündel nicht synchronisiert sind, die Zeit des Eintreffens des Bündels nicht vorhersagbar ist (das Bündel kann zu jeder Zeit eintreffen), und dass der Trägerdetektor in kontinuierlichem Betrieb arbeitet, bis der Träger erfasst wird.
  • Bei dem 1. bis 19. Ausführungsbeispiel wird, obgleich die Frequenzversetzung durch einen Trägerkomponenten-Berechnungsabschnitt unter Verwendung der Amplitude von Signalen, die auf der Frequenzachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung ausgedrückt wurden, berechnet werden kann, ein Fall der Durchführung der diskreten Fouriertransformation (nachfolgend als DFT, FFT eingeschlossen, bezeichnet) beispielhaft angenommen. Bei diesen Ausführungsbeispielen wird weiterhin angenommen, dass das Bündel ein Pseudorauschmuster (nachfolgend als PN-Muster bezeichnet) hat.
  • Bei dem 20. bis 25. Ausführungsbeispiel identifiziert der Trägerdetektor ein Bündel durch Erfassen eines nicht modulierenden Musters (nachfolgend als CR-Muster bezeichnet). In Bezug auf die Bereiche, die der Differenzerfassung zu unterziehen sind, wird zur Vereinfachung nur ein Fall der Durchführung der Dif ferenzerfassung bei einem einmal abgetasteten vorhergehenden Signal beschrieben.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • 1 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt, 2 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 1 zeigt, und die 3 und 4 zeigen die Gesamtenergie des von einem Akkumulator ausgegebenen empfangenen Signals.
  • In 1 bezeichnen die Zahlen jeweils: 1 eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung zum Umwandeln eines empfangenen Signals, das auf der Zeitachse ausgedrückt ist, in ein solches, das auf der Frequenzachse ausgedrückt ist; 2 einen Akkumulator zum Berechnen eines akkumulierten Wertes des Energiespektrums eines auf der Frequenzachse ausgedrückten Signals; 100 einen Trägererfassungsabschnitt, der aus der Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1 und dem Akkumulator 2 zusammengesetzt ist; 3 einen Entscheidungsabschnitt zum Erfassen des Eintreffens des Bündels durch Vergleichen eines akkumulierten Wertes, der von dem Trägererfassungsabschnitt 100 ausgegeben wurde, mit einem Schwellenwert, Erfassen des Trägers und Ausgeben eines Trägererfassungssignals, wenn der Träger erfasst ist.
  • Das empfangene Signal wird als s(t) bezeichnet. Angesichts eines gesamten akkumulierten Leistungsspektrums von empfangenen Signalen, während Rauschenergie in dem Fall des Fehlens eines Bündels erhalten wird, wird (Rauschen + Signal) Energie erhalten, wenn ein Bündel vorhanden ist. Daher ist die Gesamtenergie mit Bündel größer als die ohne Bündel. Die Bündelerfas sang unter Verwendung dieses Prinzips wird nun betrachtet. Aufeinander folgende k (Anzahl) Abtastdaten werden herausgenommen für jede oder mehrere Abtastungen, die durch A/D-Umwandlung abgetastet wurden, wobei diese Daten als x(1)–x(k) bezeichnet werden (301). Diese k Signale werden dann der DFT unterzogen und quadriert, um ein Energiespektrum von s(t) zu erhalten, so dass sich k Signale (F(1)–F(k) ergeben, die auf der Frequenzachse ausgedrückt sind (302). Weiterhin wird eine Gesamtenergie s(t) berechnet durch Akkumulieren von F(1)–F(k) (303). Wenn die Gesamtenergie von s(t) als S(t) ausgedrückt wird bei einer Bündellänge BL, wird dann S(t) verändert, wie beispielsweise in den 3 und 4 gezeigt ist. Demgemäß ist es möglich, das Eintreffen des Bündels zu erfassen (304) sowie den Träger durch Verringern der Falscherfassungswahrscheinlichkeit aufgrund von Rauschen, einen geeigneten Schwellenwert zu setzen, um die Fehlererfassungswahrscheinlichkeit zu reduzieren, und S(t) mit dem Schwellenwert zu vergleichen.
  • Der Trägerdetektor nach dem ersten Ausführungsbeispiel wird nun beschrieben. Die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1 führt eine DFT bei dem empfangenen Signal durch und quadriert es, um ein Energiespektrum von s(t) so vorzusehen, dass k Signale F(1)–F(k), die auf der Frequenzachse ausgedrückt sind, zu erhalten, Der Akkumulator 2 addiert akkumulierend F(1)–F(k), um eine Gesamtenergie S(t) von s(t) zu erhalten. Der Entscheidungsabschnitt 3 vergleicht S(t) mit dem Schwellenwert und stellt fest, dass ein Bündel eingetroffen ist, wenn S(t) den Schwellenwert überschreitet, um ein Trägererfassungssignal auszugeben.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • 5 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, und 6 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 5 zeigt.
  • In 5 bezeichnen die Zahlen jeweils: 4 eine Multiplikationsvorrichtung zum Multiplizieren des empfangenen Signals; 1 dieselbe Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel; 5 einen Maximalwertdetektor zum Berechnen des maximalen Wertes des Leistungsspektrums, ausgedrückt auf der Frequenzachse; 100 einen Trägererfassungsabschnitt, der aus der Multiplikationsvorrichtung 4, der Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1 und dem Maximalwertdetektor 5 zusammengesetzt ist; 3 denselben Entscheidungsabschnitt wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • In dem Fall, dass kein Rauschen vorliegt, wird das empfangene Signal s(t) ausgedrückt nur durch die Frequenzversetzung in dem empfangenen Eingangssignal und die modulierende Komponente aufgrund der Übertragungsdaten, wie durch die Gleichung 5 dargestellt: s(t) = exp{2πΔft + θe)} * exp(–jθ(t)) (5)
  • θ(t): Modulierende Komponente aufgrund der Daten, die ausgedrückt ist als θ(t) = 2π * m/M (M = 0, 1, ..., M – 1). Zu der Zeit t entspricht m einem Wert von 0–M – 1 in Übereinstimmung mit den Übertragungsdaten.
    Δf: Frequenzversetzung
    θe: anfängliche Phasendifferenz aufgrund der Frequenzversetzung
  • Wenn dieses s(t) mit M multipliziert wird, wird das resultierende Ausgangssignal ausgedrückt als sM(t), und dieses sM(t) wird ausgedrückt als: sM(t) = exp{–j(M2πΔft + Mπe)} * exp(–jMθ(t)) = exp{–j(M2πΔft + Mθe)} * exp(–jM * 2π*m/M) = exp{–j(M2πΔft + Mθe)} * exp(–j * 2π * m) = exp{–j(M2πΔft + Mθe)} (6).
  • Somit wird die modulierende Komponente der Übertragungsdaten eliminiert und nur die mit M multiplizierte Frequenzversetzung und die anfängliche Phasendifferenz verbleiben. Durch Anwendung der DFT und Quadrieren von sM(t) werden F(1)–F(k) erhalten. Wenn das durch die Gleichung 6 ausgedrückte Energiespektrum auf der Frequenzachse beobachtet wird, sollte ein Linienspektrum bei MΔf erscheinen. Jedoch wird das Spektrum tatsächlich erweitert aufgrund des durch das Datenmuster erzeugten Musterzitterns. Wenn demgemäß die durch F(1)–F(k) beobachtbare Frequenz als Frequenzbeobachtungspunkt bezeichnet wird, wird das Energiespektrum bei MΔf oder bei dem hierzu nächsten Frequenzbeobachtungspunkt ein Maximum.
  • Angesichts des Vorstehenden wären bei einem Maximalwert von F(1)–F(k) zu der Zeit t, der berechnet und als P(t) bezeichnet wird, wenn in dem Fall nur des Rauschens, die Werte von F(1)–F(k) dieselben. Wenn jedoch ein Bündel vorhanden ist, werden die Spitzen von F(1)–F(k) auferlegt bei MΔf oder den hierzu nächsten Frequenzbeobachtungspunkten. Hier ist es möglich, da P(t) in derselben Weise wie in den 3 und 4 für S(t) gezeigt verändert wird, das Eintreffen des Bündels zu erfassen und den Träger zu erfassen durch Setzen eines geeigneten Schwellenwertes und Vergleichen des Schwellenwertes mit P(t).
  • Demgemäß multipliziert der Multiplizierer 4 das empfangene Signal mit M, um die modulierende Komponente zu beseitigen, und die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1 führt eine DFT und einen Quadrierungsvorgang in derselben Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel durch, um F(1)–F(k) zu erhalten. Der Maximalwertdetektor 5 arbeitet in derselben Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, um P(t) auszugeben. Der Entscheidungsabschnitt 3 vergleicht P(t) mit dem Schwellenwert und stellt fest, dass das Bündel eingetroffen ist, wenn P(t) den Schwellenwert überschreitet, um das Trägererfassungssignal auszugeben.
  • Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist, wenn MΔf nicht mit dem Frequenzbeobachtungspunkt übereinstimmt, das Energiespektrum auf zwei Frequenzbeobachtungspunkte, zwischen denen MΔf liegt, zerstreut. Daher wird der erfasste Maximalwert mit einem unerwünscht niedrigeren Maximalwert als dem korrekten Maximalwert beobachtet. Somit ist die Möglichkeit einer falschen Erfassung oder Fehlerfassung erhöht. Um dieses Problem zu beseitigen, sollte der Schätzfehler für MΔf und den Frequenzbeobachtungspunkt reduziert werden, d. h., das Problem wird gelöst durch Herabsetzen der Frequenzauflösung durch die DFT. Zur Vereinfachung wird X (Anzahl) von s(t) für ein Symbol abgetastet, und die DFT wird durchgeführt unter Verwendung von Daten x(1)–x(k) (k = X * L) für L Symbole. Wenn die Symbolperiode gleich T ist und das Abtastintervall gleich Δt kann die folgende Gleichung gebildet werden: Δt = T/X (7)
  • Weiterhin wird mit der Frequenzauflösung durch DFT als Δfr Δfr = 1/(Δt * k) = X/(T * k) = X/(T * X * L) = 1/(T * L) (8)
  • Demgemäß verringert eine erhöhte Anzahl von zu verarbeitenden Symbolen die Auflösung, um die Trägererfassungsgenauigkeit zu verbessern.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • 7 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 8 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 7 zeigt.
  • In 7 bezeichnen die Zahlen jeweils: 4 und 1 eine Multiplikationsvorrichtung und eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel; 2 einen Akkumulator zum Berechnen eines akkumulierten Wertes des Energiespektrums des auf der Frequenzachse ausgedrückten Signals; 5 einen Maximalwertdetektor zum Erhalten des maximalen der mehreren von dem Akkumulator 2 ausgegebenen akkumulierten Werte; 100 einen Trägererfassungsabschnitt, der aus der Multiplikationsvorrichtung 4, der Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1, dem Akkumulator 2 und dem Maximalwertdetektor 5 zusammengesetzt ist. Der Entscheidungsabschnitt 3 ist derselbe wie der bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Wenn das Leistungsspektrum s(t) auf der Frequenzachse beobachtet wird, sollte theoretisch ein Linienspektrum bei MΔf erscheinen. Tatsächlich erscheinen jedoch Spektren an anderen Positionen als MΔf infolge des Einflusses von Rauschen und Musterzittern. Da F(1)–F(k) auf der Frequenzachse mit einem Intervall von Δfr verstreut sind, werden die Energiespektren an den Frequenzbeobachtungspunkten entsprechend MΔf oder an Frequenzbeobachtungspunkten, die MΔf am nächsten sind, erfasst.
  • Wie vorstehend erwähnt ist, wird, wenn MΔf nicht mit den Frequenzbeobachtungspunkten übereinstimmt, der erfasste Maximalwert mit einem unerwünscht niedrigeren Maximalwert als dem korrekten Maximalwert des Signals beobachtet. In dem schlechtesten Fall wird die Spitze um 3,9 dB herabgesetzt. Als eine Folge ergibt sich die Möglichkeit einer Falscherfassung oder Fehlerfassung. Um ein derartiges Problem zu bewältigen, wird der akkumulierte Wert des Energiespektrums für jeweils mehrere Abtastungen berechnet, und das des maximalen Wertes wird anhand mehrerer akkumulierter Werte erfasst, und ein Träger wird erfasst unter Verwendung des maximalen Wertes. Durch Erfassung des akkumulierten Wertes des Energiespektrums für jeweils mehrere kontinuierliche Abtastungen wird es möglich, die Trägerenergie zu erhalten, selbst wenn MΔf nicht mit dem Frequenzbeobachtungspunkt übereinstimmt. Wenn z. B. der i-te akkumulierte Wert des Energiespektrums des Signals an einem Punkt mit m Abtastungen vorwärts und rückwärts hiervon als X(i) ausgedrückt wird, kann dieses X(i) durch die Gleichung (9) dargestellt werden, und das mit dem maximalen Wert von X(i) wird ausgewählt aus (k – 2m) akkumulierten Werten.
    Figure 00250001
    (1 + m ≤ i ≤ k – m)
  • Die Multiplikationsvorrichtung 4 und die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1 multiplizieren daher das empfangene Signal mit M, um die modulierende Komponente wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel zu beseitigen, und führen die DFT und die Quadrierungsoperation bei dem multiplizierten Signal durch, um F(1)–F(k) zu erhalten. Der Akkumulator 2 berechnet X(i), das durch Gleichung 9 gezeigt ist. Der Maximalwertdetektor 5 gibt in derselben Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel den maximalen Wert von X(i) als P(t) aus. Der Entscheidungsabschnitt 3 vergleicht P(t) mit dem Schwellenwert und stellt fest, dass ein Bündel eingetroffen ist, wenn P(t) den Schwellenwert überschreitet, um das Trägererfassungssignal auszugeben.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • 9 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 10 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise nach 9 zeigt.
  • In 9 bezeichnen die Zahlen jeweils: 4 und 1 eine Multiplikationsvorrichtung und eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1 jeweils wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel; 6 einen Spitzendetektor zum Erfassen mehrerer größerer Spitzen in Reihenfolge aus Energiespektren von auf der Frequenzachse ausgedrückten Signalen; 2 einen Akkumulator zum Berechnen eines akkumulierten Wertes von Energie spektren bei mehreren früheren und späteren Abtastungen jeweils eines Frequenzbeobachtungspunktes, der eine von dem Spitzendetektor 6 ausgegebene Spitze ist; 5 einen Maximalwertdetektor zum Erfassen des maximalen Wertes aus mehreren von dem Akkumulator 2 ausgegebenen akkumulierten Werten; 100 einen Trägererfassungsabschnitt, der aus der Multiplikationsvorrichtung 4, der Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1, dem Spitzendetektor 6, dem Akkumulator 2 und dem Maximalwertdetektor 5 zusammengesetzt ist. Der Entscheidungsabschnitt 3 ist derselbe wie der bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird der akkumulierte Wert für jeden beobachteten Bereich berechnet, um X(i) zu erhalten. Wenn jedoch der Wert von X(i) an anderen Positionen als MΔf groß wird, gibt es in den meisten Fällen eine Spitze, die den Mittelwert von F(i) in F(i) (1 ≤ i ≤ k) aufgrund des Rauschens überschreitet. Daher braucht ein akkumulierter Wert der Energiespektren für alle Beobachtungsbereiche nicht berechnet zu werden. In diesem Fall werden Spitzen von der obersten herunter zu der der "h"-ten erfasst, X(i) wird für diese h Spitzen berechnet und der maximale Wert für X(i) wird als P(t) bezeichnet.
  • Die Multiplikationsvorrichtung 4 und die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1 multiplizieren demgemäß das empfangene Signal mit M, um die modulierende Komponente zu entfernen, wenden die DFT und eine Quadrierungsoperation bei den multiplizierten Signalen an, um F(1)–F(k) zu erhalten. Der Spitzendetektor erfasst mehrere Spitzen in Reihenfolge von der größten von F(1)–F(k) aus, und der Akkumulator 2 berechnet X(i), ausgedrückt durch die Gleichung 9, für diese Spitzen in derselben Weise wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel. Der Maximalwertdetektor 5 gibt in gleicher Weise wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel den Maximalwert von X(i) zu der Zeit t als P(t) aus. Der Entscheidungsabschnitt 3 vergleicht P(t) mit einem Schwellenwert und stellt fest, dass das Bündel eingetroffen ist, um ein Trägererfassungssignal auszugeben, wenn P(t) den Schwellenwert überschreitet.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • 11 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, 12 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 11 zeigt.
  • In 11 bezeichnen die Zahlen jeweils: 3 und 100 einen Entscheidungsabschnitt und einen Trägererfassungsabschnitt wie bei dem zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel; 7 einen Pegeldetektor zum Erfassen des Pegels des empfangenen Signals; 8 einen ACG(Automatische Verstärkungssteuerung)-Verstärkung zum Einstellen des Pegels von P(t), das von dem Trägererfassungsabschnitt 100 ausgegeben wurde; 101 eine ACG-Schaltung, die aus dem Pegeldetektor 7 und dem ACG-Verstärker 8 zusammengesetzt ist.
  • Während in dem Entscheidungsabschnitt bei dem zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel der Träger erfasst wurde, wenn P(t) den Schwellenwert überschritten hat, so wurde der Erfassungsvorgang durch den Pegel des Eingangssignals beeinflusst. Daher wird nun in Betracht gezogen, die AGC bei dem empfangenen Signal auf der Grundlage von dessen erfasstem Pegel anzuwenden und den Pegel von P(t), das von dem Trägererfas sungsabschnitt ausgegeben wurde, zu kompensieren. Ein Beispiel für AGC ist nachfolgend gezeigt.
  • Der Trägererfassungsabschnitt 100 arbeitet in derselben Weise wie bei dem zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel, um P(t) auszugeben. Der Pegeldetektor 7 tastet das empfangene Signal ab, um eine Durchschnittsenergie Pr des empfangenen Signals auf der Zeitachse zu berechnen, und er berechnet weiterhin ein Verhältnis r von Pr zu der Energie P bei C/N = ∞. r = Pr/P (C/N = ∞) (10)
  • Die Zeitkonstante zum Berechnen der Durchschnittsenergie Pr wird so gewählt, um Pegelschwankungen des Signals aufgrund von Phaseneinflüssen usw. ausreichend auszugleichen. Der AGC-Verstärker 8 verwendet ein Ausgangssignal P(t) des Trägererfassungsabschnitts 100 und das Ausgangssignal r des Pegeldetektors 7, um der folgenden Bedingung zu genügen, wodurch P'(t) erhalten wird: P'(t) = P(t) × 1/r (11)
  • Der Entscheidungsabschnitt 3 vergleicht in derselben Weise wie bei dem zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel P'(t) mit einem Schwellenwert, um den Träger zu erfassen.
  • Sechstes Ausführungsbeispiel
  • 13 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 14 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 13 zeigt.
  • In 13 arbeitet der Entscheidungsabschnitt 3 in derselben Weise wie bei dem zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel. Der Trägererfassungsabschnitt 100 arbeitet in derselben Weise wie bei dem zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel und gibt eine Frequenz aus, um das Energiespektrum zu maximieren (nachfolgend als fMAXM bezeichnet). In 13 bezeichnen die Zahlen jeweils: 9 einen Frequenzteiler zum Teilen von fMAXM durch M, um eine Frequenzversetzung (nachfolgend als fMAX bezeichnet) auszugeben; 10 eine Frequenzkorrekturschaltung zum Korrigieren der Frequenz des empfangenen Signals unter Verwendung von fMAX, das von dem Frequenzteiler 9 ausgegeben wurde.
  • Der Trägererfassungsabschnitt 100 erfasst P(t) und gibt dieses aus. Aber da die Frequenzversetzung fMAX hier gleichzeitig erhalten werden kann, wird nun in Betracht gezogen, die AFT (Automatische Frequenzsteuerung) bei dem empfangenen Signal unter Verwendung von fMAX anzuwenden. Der Trägererfassungsabschnitt 100 gibt in derselben Weise wie bei dem zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel P(t) aus. Wenn die Frequenz entsprechend P(t) als fMAXM dargestellt wird angesichts der Ergebnisse bei dem zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel, ist fMAXM eine mit M multiplizierte Frequenzversetzung, so dass fMAXM durch M geteilt wird, um eine Frequenzversetzung fMAX zu erhalten. Wenn die Frequenzversetzung gleich fMAX ist, wird die Anwendung der AFC ausgeführt durch Verschieben der Frequenz des empfangenen Signals um –fMAX in der Frequenzkorrekturschaltung.
  • Siebentes Ausführungsbeispiel
  • 15 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerde tektor gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt, und 16 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 15 zeigt.
  • In 15 sind der Trägererfassungsabschnitt 100, der AGC-Abschnitt 100 und der Entscheidungsabschnitt 3 dieselben wie diejenigen bei dem fünften Ausführungsbeispiel, und der Frequenzteiler 9 und die Frequenzkorrekturschaltung 10 sind dieselben wie diejenigen bei dem sechsten Ausführungsbeispiel.
  • Die Arbeitsweise des Detektors nach diesem Ausführungsbeispiel wird nun beschrieben. Der Erfassungsabschnitt 100 und der AGC-Abschnitt 101 arbeiten, um den Träger in derselben Weise wie bei dem fünften Ausführungsbeispiel zu erfassen, und der Frequenzteiler 9 und die Frequenzkorrekturschaltung 10 arbeiten, um die Frequenz des empfangenen Signals in derselben Weise wie bei dem sechsten Ausführungsbeispiel zu korrigieren und ein Korrektursignal auszugeben.
  • Achtes Ausführungsbeispiel
  • 17 ist ein Blockschaltbild, das einen Maximalwert-Erfassungsabschnitt gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 18 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 17 zeigt.
  • In 17 sind die Komponenten bis zu der Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1 dieselben wie diejenigen bei dem zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel, und die Zahl 11 bezeichnet eine Frequenzinterpolationsschaltung zum Interpolieren der Frequenz unter Verwendung von Energiespektren bei P und an mehreren Punkten vor und hinter fMAXM, die jeweils von dem Maximalwertdetektor 5 ausgegeben wurden.
  • Die Arbeitsweise nach dem achten Ausführungsbeispiel wird nun beschrieben. Wie in der Gleichung 8 gezeigt ist, wird Δfr nur durch die Anzahl L von verarbeiteten Symbolen bestimmt. Daher kann in einem derartigen Fall, in dem es nicht möglich ist, Δfr ausreichend zu reduzieren, die Differenz zwischen der Frequenz, die formal eine Spitze werden sollte, und der erfassten fMAX nicht reduziert werden. Als eine Folge tritt ein bestimmter Fehler in fMAX auf. Um dieses Problem zu bewältigen, wird die Durchführung einer Interpolation auf der Frequenzachse in Betracht gezogen. Als ein Beispiel für die Interpolation in diesem Fall gibt es ein Verfahren zum Interpolieren der Frequenz unter Verwendung des Energiespektrums bei P, das von dem Maximalwertdetektor 5 ausgegeben wurde, oder einem Nachbarpunkt nahe vor oder hinter fMAXM. Die durch Interpolation und Frequenzteilung erhaltene Frequenz wird als fMAX bezeichnet, um zu der Frequenzkorrekturschaltung ausgegeben zu werden. Daher interpoliert die Frequenzinterpolationsschaltung 11 die von dem Maximalwertdetektor 2 ausgegebene Frequenz zur Durchführung der Frequenzkorrektur unter Verwendung der Frequenz von verbesserter Genauigkeit.
  • Neuntes Ausführungsbeispiel
  • 19 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 19 zeigt, und die 3 und 4 zeigen die Gesamtenergie der von dem Akkumulator ausgegebenen emp fangenen Signale.
  • In 19 bezeichnen die Zahlen jeweils: 100a einen Abschnitt für empfangene Signale, die durch M-Phasen-PSK moduliert wurden, um eine kohärente oder quasi-kohärente Erfassung bei diesen durchzuführen; 100b einen A/D-Wandler zum Empfang eines Ausgangssignals von dem Abschnitt 100a und zum Durchführen einer A/D-Umwandlung bei diesem; 100c ein Filter zum Eliminieren von Rauschen in den durch den A/D-Umwandler umgewandelten Signalen; 1 eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung zum Umwandeln des Ausgangssignals (empfangenes Signal) des Filters, ausgedrückt auf der Zeitachse, in solche, die auf der Frequenzachse ausgedrückt sind, 2 einen Akkumulator zum Berechnen eines akkumulierten Wertes des Energiespektrums der auf der Frequenzachse ausgedrückten Signale; 100 einen Trägererfassungsabschnitt, der aus der Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1 und dem Akkumulator 2 zusammengesetzt ist; 3 einen Entscheidungsabschnitt zum Feststellen, dass das Bündel eingetroffen ist, durch Vergleichen des von dem Trägererfassungsabschnitt ausgegebenen akkumulierten Wertes mit einem Schwellenwert, Erfassen eines Trägers und Ausgeben eines Trägererfassungssignals, wenn ein Träger erfasst ist.
  • Der Trägererfassungsvorgang durch den Trägererfassungsabschnitt ist derselbe wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Der Trägerdetektor gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel wird nun mit Bezug auf 19 beschrieben. Die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1 führt eine DFT bei dem empfangenen Signal durch und quadriert es, um ein Energiespektrum s(t) zu erhal ten, um so k Signale F(1) – F(k) zu erhalten, die auf der Frequenzachse auszudrücken sind. Der Akkumulator 2 addiert akkumulierend F(1) – F(k), um die Gesamtenergie S(t) von s(t) zu erhalten. Der Entscheidungsabschnitt 3 vergleicht S(t) mit einem Schwellenwert und stellt fest, dass das Bündel eingetroffen ist, wenn S(t) den Schwellenwert überschreitet, um ein Trägererfassungssignal auszugeben.
  • Zehntes Ausführungsbeispiel
  • 20 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 6 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 20 zeigt.
  • In 20 bezeichnen die Zahlen jeweils: 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie diejenigen bei dem neunten Ausführungsbeispiel; 4 eine Multiplikationsvorrichtung zum Multiplizieren der empfangenen Signale; 1 eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung ähnlich der bei dem neunten Ausführungsbeispiel; 5 einen Maximalwertdetektor zum Berechnen des maximalen Wertes der Leistungsspektren der auf der Frequenzachse ausgedrückten Signale; 100 einen Trägererfassungsabschnitt, der aus der Multiplikationsvorrichtung 4, der Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1 und dem Maximalwertdetektor 5 zusammengesetzt ist; und 3 einen Entscheidungsabschnitt ähnlich dem bei dem neunten Ausführungsbeispiel.
  • Daher multipliziert die Multiplikationsvorrichtung 4 das empfangene Signal mit M und entfernt die modulierende Komponente, und die Zeitachsen/Frequenzachsen- Umwandlungsschaltung 1 führt die DFT und den Quadrierungsvorgang in derselben Weise wie bei dem neunten Ausführungsbeispiel durch, um F(1) – F(k) zu erhalten. Der Maximalwertdetektor 5 gibt P(t) in derselben Weise wie bei dem neunten Ausführungsbeispiel aus. Der Entscheidungsabschnitt 3 vergleicht P(t) mit einem Schwellenwert und stellt fest, dass ein Bündel eingetroffen ist, wenn P(t) den Schwellenwert überschreitet, um ein Trägererfassungssignal auszugeben.
  • Bei diesem Beispiel werden in derselben Weise wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, wenn MΔf nicht mit den Frequenzbeobachtungspunkten übereinstimmt, die Leistungsspektren in zwei Frequenzbeobachtungspunkte mit MΔf dazwischen verstreut. Daher werden die erfassten Maximalwerte fehlerhaft als ein Wert, der niedriger als ihr wahrer maximaler Wert ist, beobachtet. Somit ergibt sich die Möglichkeit der Falscherfassung oder Fehlererfassung. Um ein derartiges Problem zu bewältigen, sollte die angenommene Differenz zwischen MΔf und dem Frequenzbeobachtungspunkt verringert werden, d. h., die Frequenzauflösung durch die DFT herabgesetzt werden. Wenn das Abtastintervall durch Δ t dargestellt wird, kann die Frequenzauflösung Δfr durch die Gleichung 8 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel erhalten werden. Daher kann die Frequenzauflösung reduziert werden durch Erhöhen der Anzahl von zu verarbeitenden Symbolen, um die Trägererfassungsgenauigkeit zu verbessern.
  • Obgleich ein Fall zum Berechnen des maximalen Wertes durch den Maximalwertdetektor bei diesem Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann dieselbe Wirkung erhalten werden durch Berechnen eines Wertes, der größer als der vorbestimmte Wert ist.
  • Elftes Ausführungsbeispiel
  • 21 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem elften Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt, und 8 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 21 zeigt.
  • In 21 bezeichnen die Zahlen jeweils: 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie diejenigen bei dem neunten Ausführungsbeispiel; 4 und 1 eine Multiplikationsvorrichtung und eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung ähnlich denjenigen bei dem neunten Ausführungsbeispiel; 2 einen Akkumulator zum Berechnen akkumulierter Werte von Energiespektren der auf der Frequenzachse ausgedrückten Signale für jeweils mehrere Abtastungen; 5 einen Maximalwertdetektor zum Erfassen den maximalen Wert unter mehreren akkumulierten Werten von dem Akkumulator 2; 100 einen Trägererfassungsabschnitt, der aus der Multiplikationsvorrichtung 4, der Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1, dem Akkumulator 2 und dem Maximalwertdetektor 5 zusammengesetzt ist; 3 einen Entscheidungsabschnitt ähnlich dem bei dem neunten Ausführungsbeispiel. Der Entscheidungsabschnitt 3 in 21 vergleicht den maximalen Wert P(t) mit dem Schwellenwert und stellt fest, dass ein Bündel eingetroffen ist, wenn P(t) den Schwellenwert überschreitet, um ein Trägererfassungssignal auszugeben.
  • Zwölftes Ausführungsbeispiel
  • 22 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt, 10 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors in 22 zeigt.
  • In 22 bezeichnen die Zahlen jeweils: 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie diejenigen bei dem neunten Ausführungsbeispiel; 4 und 1 eine Multiplikationsvorrichtung und eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung ähnlich denjenigen bei dem zweiten Ausführungsbeispiel; 6 einen Spitzendetektor zum Erfassen mehrerer Spitzen in der Reihenfolge von den größten unter den Energiespektren der auf der Frequenzachse ausgedrückten Signale; 2 einen Akkumulator zum Berechnen eines akkumulierten Wertes der Leistungsspektren von mehreren Abtastungen vor und hinter den Frequenzbeobachtungspunkten, um von dem Spitzendetektor 6 ausgegebene Spitzen zu sein; 5 einen Maximalwertdetektor zum Erfassen den maximalen Wert von mehreren von dem Akkumulator 2 ausgegebenen akkumulierten Werten; 100 einen Trägererfassungsabschnitt, der aus der Multiplikationsvorrichtung 4, der Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1, dem Spitzendetektor 6, dem Akkumulator 2 und dem Maximalwertdetektor 5 zusammengesetzt ist; und 3 einen Entscheidungsabschnitt ähnlich dem bei dem neunten Ausführungsbeispiel.
  • Bei dem elften Ausführungsbeispiel wird ein akkumulierter Wert für jeden Beobachtungsbereich berechnet, um X(i) zu erhalten. Wenn jedoch der Wert X(i) an anderen Positionen als MΔf groß wird, gibt es gewöhnlich Spitzen, die den Mittelwert von F(i) zwischen f(i) überschreiten (1 ≤ i ≤ k). Daher ist es unnötig, die akkumulierten Werte der Energiespektren für jeden Beobachtungsbereich zu erhalten. In diesem Fall ist es ausreichend, Spitzen in der Reihenfolge von der größten zu einer h-ten zu erfassen und X(i) für die h Spitzen zu berechnen, was den maximalen Wert von X(i) als P(t) darstellt.
  • Demgemäß multiplizieren die Multiplikationsvorrichtung 4 und die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1 in derselben Weise wie bei dem zehnten Ausführungsbeispiel das empfangene Signal mit M, um die modulierende Komponente zu eliminieren, wenden die DFT und den Quadrierungsvorgang bei dem multiplizierten Signal an, um F(1)–F(k) zu erhalten. Der Spitzendetektor erfasst mehrere Spitzen in der Reihenfolge von der größten aus F(1)–F(k), und der Akkumulator 2 berechnet X(i), das durch die Gleichung 9 dargestellt ist, für die Spitzen in derselben Weise wie bei dem elften Ausführungsbeispiel. Der Maximalwertdetektor 5 gibt den Maximalwert von X(i) zu der Zeit t als P(t) aus in derselben Weise wie bei dem elften Ausführungsbeispiel. Der Entscheidungsabschnitt 3 vergleicht P(t) mit einem Schwellenwert und stellt fest, dass ein Bündel eingetroffen ist, wenn P(t) den Schwellenwert überschreitet, und gibt ein Trägererfassungssignal aus.
  • Dreizehntes Ausführungsbeispiel
  • 23 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, 19 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 23 zeigt.
  • In 23 bezeichnen die Zahlen jeweils: 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie bei dem neunten Ausführungsbeispiel; 3 und 100 einen Entscheidungsabschnitt und einen Trägererfassungsabschnitt ähnlich denjenigen bei dem zehnten bis zwölften Ausführungsbeispiel; 7 einen Pegeldetektor zum Erfassen eines Pegels eines empfangenen Signals; 8 einen AGC- Verstärker zum Einstellen des Pegels von P(t), das von dem Trägererfassungsabschnitt 100 ausgegeben wurde; 101 eine AGC-Schaltung, die aus dem Pegeldetektor 7 und dem AGC-Verstärker 8 zusammengesetzt ist. Die AGC-Schaltung ist äquivalent einer Einstellschaltung.
  • Bei dem zehnten bis zwölften Ausführungsbeispiel wird, wenn P(t) den Schwellenwert überschreitet, ein Träger erfasst. Bei einem derartigen Verfahren ist der Erfassungsvorgang dem Pegel des Eingangssignals unterworfen. Demgemäß wird eine AGC angewendet auf der Grundlage des erfassten Pegels des empfangenen Signals, das dann durch den Trägererfassungsabschnitt ausgegeben wird.
  • Der Trägererfassungsabschnitt 100 arbeitet in derselben Weise wie bei dem zehnten bis zwölften Ausführungsbeispiel und gibt P(t) aus. Der Pegeldetektor 7 tastet die empfangenen Signale ab, berechnet die Durchschnittsenergie Pr des empfangenen Signals auf der Zeitachse und berechnet weiterhin ein Verhältnis r von Pr zu einer Energie P bei C/N = ∞. r = Pr/P (C/N = ∞) (10)
  • Die Zeitkonstante zum Berechnen der Durchschnittsenergie Pr wird so ausgewählt, dass sie ein solcher Zeitwert ist, der geeignet ist für eine ausreichende Durchschnittswertbildung der Pegelschwankung der Signale aufgrund des Phasenabgleichs usw. (Anzahl von Symbolen).
  • Der AGC-Verstärker 8 verwendet das Ausgangssignal P(t) des Trägererfassungsabschnitts 100 und das Ausgangssignal r des Pegeldetektors 7, um der folgenden Bedingung zu genügen, so dass P'(t) erhalten wird: P'(t) = P(t) × 1/r (11)
  • Der Entscheidungsabschnitt 3 vergleicht in derselben Weise wie bei dem zehnten bis zwölften Ausführungsbeispiel P'(t) mit einem Schwellenwert, um die Trägererfassung durchzuführen.
  • Vierzehntes Ausführungsbeispiel
  • 24 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt, und 14 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors in 24 zeigt.
  • In 24 bezeichnen die Zahlen jeweils: 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie bei dem neunten Ausführungsbeispiel; 3 einen Entscheidungsabschnitt, der in derselben Weise arbeitet wie der bei dem zehnten bis zwölften Ausführungsbeispiel; 100 einen Trägererfassungsabschnitt, der in derselben Weise wie bei dem zehnten bis elften Ausführungsbeispiel arbeitet und eine Frequenz zum Maximieren des Energiespektrums (nachfolgend als fMAXM bezeichnet) ausgibt; 9 einen Frequenzteiler zum Teilen fMAXM durch M, um eine Frequenzversetzung (nachfolgend als fMAX bezeichnet) auszugeben; 10 eine Frequenzkorrekturschaltung zum Korrigieren der Frequenz des empfangenen Signals unter Verwendung von fMAX, die von dem Frequenzteiler 9 ausgegeben wurde.
  • Der Trägererfassungsabschnitt 100 erfasst P(t) und gibt dieses aus. In diesem Fall kann er gleichzeitig die Frequenzversetzung fMAX berechnen, so dass nun erwogen wird, die AFC bei dem empfangenen Signal unter Verwendung von fMAX anzuwenden. Der Trägererfassungsabschnitt 100 gibt P(t) in derselben Weise wie bei dem zehnten bis zwölften Ausführungsbeispiel aus. Die Frequenz entsprechend diesem P(t) wird dargestellt durch fMAXM anhand der Ergebnisse des elften bis dreizehnten Ausführungsbeispiels, und fMAXM ist gleich einer Frequenzversetzung, die mit M multipliziert wurde. Somit wird fMAXM durch M geteilt, um die Frequenzversetzung fMAX zu erhalten. Da die Frequenzversetzung durch FMAX dargestellt wird, wird die Verschiebung der Frequenz des empfangenen Signals um –fMAX in der Frequenzkorrekturschaltung äquivalent der Anwendung der AFC.
  • Fünfzehntes Ausführungsbeispiel
  • 25 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 16 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors in 25 zeigt.
  • In 25 bezeichnen die Zahlen 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie bei dem neunten Ausführungsbeispiel. Der Trägererfassungsabschnitt 100, der AGC-Abschnitt 101 und der Entscheidungsabschnitt 3 sind dieselben wie diejenigen bei dem dreizehnten Ausführungsbeispiel, während der Frequenzteiler 9 und die Frequenzkorrekturschaltung 10 dieselben wie diejenigen bei dem vierzehnten Ausführungsbeispiel sind.
  • Im Betrieb des Detektors nach diesem Ausführungsbeispiel arbeiten der Trägererfassungsabschnitt 100 und der AGC-Abschnitt 101 und führen die Trägererfassung in derselben Weise durch wie bei dem dreizehnten Ausführungsbeispiel, und der Frequenzteiler 9 und die Frequenzkorrekturschaltung 10 arbeiten, korrigieren die Frequenz des empfangenen Signals und geben ein Korrektursignal in derselben Weise aus wie bei dem vierzehnten Ausführungsbeispiel.
  • Sechzehntes Ausführungsbeispiel
  • 26 ist ein Blockschaltbild, das einen Maximalwertdetektor gemäß dem sechzehnten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt, und 18 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors in 26 zeigt.
  • In 26 bezeichnen die Zahlen 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie bei dem Ausführungsbeispiel 9. Die Komponenten bis zu der Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung 1 sind dieselben wie bei dem zehnten bis zwölften Ausführungsbeispiel. Die Zahl 11 bezeichnet eine Frequenzinterpolationsschaltung zum Interpolieren der Frequenz unter Verwendung des Energiespektrums bei P, das von dem Maximalwertdetektor ausgegeben wurde, und bei mehreren Punkten vor und hinter fMAXM.
  • Im Betrieb wird, wie in Gleichung 8 gezeigt ist, Δfr nur durch die Anzahl L von zu verarbeitenden Symbolen bestimmt. Daher ist es in dem Fall, in dem es nicht möglich ist, Δfr ausreichend herabzusetzen, unmöglich, die Differenz zwischen der Frequenz, bei der die Spitze erwartet wird, und der erfassten fMAX zu reduzieren, welche daher einen Zähler enthält. Um ein derartiges Problem zu bewältigen, wird nun die Interpolation auf der Frequenzachse beschrieben. Die in diesem Teil durchzuführende Interpolation kann z. B. durchgeführt werden durch Verwendung des Energiespektrums bei P, das von dem Maximalwertdetektor 5 ausgegeben wird, und an einem Punkt direkt vor und hinter fMAXM. Die so durch die Interpolation und die Frequenzteilung erhaltene Frequenz wird dargestellt durch fMAX, die dann zu der Frequenzkorrekturschaltung ausgegeben wird. Als eine Folge führt die Frequenzkorrekturschaltung 10 die Interpolation für die von dem Maximalwertdetektor 5 ausgegebene Frequenz durch und korrigiert die Frequenz unter Verwendung der Frequenz mit verbesserter Genauigkeit.
  • In dem Entscheidungsabschnitt nach dem neunten Ausführungsbeispiel wird ein Träger erfasst, wenn das Ausgangssignal der vorhergehenden Stufe des Schwellenwerts überschreitet. Alternativ ist es auch möglich, diesen nur zu erfassen, wenn das Ausgangssignal den Schwellenwert während einer vorbestimmten Periode überschreitet, angesichts des Einflusses des Rauschens oder der Pegelschwankung.
  • In dem Entscheidungsabschnitt nach dem zehnten bis sechzehnten Ausführungsbeispiel wurde der Träger erfasst, wenn das Ausgangssignal der vorhergehenden Stufe den Schwellenwert überschreitet. Alternativ ist es auch möglich, die Trägererfassungsgenauigkeit zu verbessern, indem die Erfassung erfolgt, wenn dieselbe oder eine nahe Frequenz den Schwellenwert während einer vorbestimmten Periode überschreitet, angesichts des Rauschens oder der Pegelschwankung, oder sogar, wenn sie nicht den Schwellenwert überschreitet, indem die Erfassung nur erfolgt, wenn dieselbe oder eine nahe Frequenz während einer bestimmten Periode als stabil angenommen wird.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel war das Bündel in einem PN-Muster, aber wenn ein CR-Muster in dem Bündel vorhanden ist, kann dieser Teil für die Trägererfas sung verwendet werden. In diesem Fall ist, da das CR-Muster nichtmodulierend ist, ein Multiplikationsvorgang in dem Trägererfassungsabschnitt nach dem zehnten bis sechzehnten Ausführungsbeispiel nicht erforderlich, so dass eine Multiplikationsvorrichtung nicht benötigt wird. Aus demselben Grund sind die Multiplikationsvorrichtung und der Frequenzteiler nicht erforderlich, so dass die Schaltungsstruktur vereinfacht wird.
  • Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wurde der Trägerdetektor in kontinuierlichem Betrieb ohne Bündelsynchronisation betrieben. Wenn jedoch das Bündel synchronisiert ist, sollte die Trägererfassungsoperation nur einmal für ein Bündel mit Synchronizität erfolgen, um die Rechenmenge zu verringern. Bei dem zehnten bis zwölften Ausführungsbeispiel braucht, wenn die AFC während der Kommunikation mit dem synchronisierten Bündel angewendet wird, P(t) nicht mit dem Schwellenwert verglichen zu werden, und die AFC kann unter Verwendung einer Frequenz entsprechend P(t) angewendet werden, um die Rechenmenge zu verringern.
  • Die Software wird auf der Grundlage der bei dem neunten bis sechzehnten Ausführungsbeispiel gezeigten Flussdiagramme durchgeführt. Der Trägerdetektor wird gesteuert durch die Operation einer CPU auf der Grundlage der Software.
  • Siebzehntes Ausführungsbeispiel
  • 27 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem siebzehnten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt, und 28 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 27 zeigt.
  • In 27 bezeichnen die Zahlen 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie diejenigen bei dem neunten Ausführungsbeispiel. Die Zahlen bezeichnen jeweils: 26 eine Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung zum Umwandeln von Polarkoordinaten des empfangenen Signals; 27 einen Phasensubtraktionsabschnitt zum Subtrahieren einer Phase eines vorher gespeicherten Bezugssignals von einer Phase des empfangenen Signals, um die Korrelation des empfangenen Signals zu dem Bezugssignal zu erhalten; 28 einen Phasendifferenz-Berechnungsabschnitt zum Berechnen einer Differenz zwischen einer von dem Phasensubtraktionsabschnitt 27 ausgegebenen Phase und einer Phase eines vorherigen Ausgangssignals von einer Abtastung; 29 einen Akkumulator zum Akkumulieren der von dem Phasendifferenz-Berechnungsabschnitt 28 ausgegebenen Phasendifferenz, um den absoluten Wert des akkumulierten Wertes zu erhalten; 30 einen Minimalwertdetektor zum Auswählen und Ausgeben des minimalen absoluten Wertes unter mehreren absoluten Werten der von dem Akkumulator 29 ausgegebenen akkumulierten Werte; 102 einen Korrelator, der aus der Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung 26, der Phasensubtraktionsschaltung 27, der Phasendifferenz-Berechnungsschaltung 28, dem Akkumulator 29 und dem Minimalwertdetektor 30 zusammengesetzt ist; und 31 einen Entscheidungsabschnitt zum Erfassen des Eintreffens von Bündeln durch Vergleichen des absoluten Wertes des von dem Korrelator 102 ausgegebenen akkumulierten Wertes mit dem Schwellenwert, Erfassen eines Trägers und Ausgeben eines Trägererfassungssignals, wenn ein Träger erfasst ist.
  • Wenn das empfangene Signal s(t) mit einer Abtastperiode T abtastet und das k-te empfangene Signal durch s(KT) dargestellt wird, können seine Phasenkomponente θ(kT) und Amplitudenkomponente R(kT), θ(kT) wie folgt ausgedrückt werden: θ(kT) = Δθ + ΔωkT + θMOD(kT) + θNS(kT) (12)T: Abtastperiode
    Δθ: Anfängliche Phasendifferenz
    Δω: Versetzungswinkelfrequenz
    θNS(kT): Phasenkomponente des Rauschens zur Zeit kT
    θMOD(kT): modulierende Komponente der Phase zur Zeit kT in dem Fall des CR-Musters ist θMOD(kT) = 0
  • Wenn die Phasenkomponente des Bezugssignals gleich θREF( kT) und die Amplitudenkomponente gleich RREF(kT) sind, kann θREF(kT) wie folgt ausgedrückt werden: θREF(kT) = ΔθREF + ΔωREFkT (13)ΔθREF: anfängliche Phasendifferenz des Bezugssignals
    ΔωREF: Winkelfrequenz des Bezugssignals
  • Die Phasendifferenz Φ(kT) zwischen dem empfangenen Signal und dem Bezugssignal kann durch die folgende Gleichung erhalten werden: Φ(kT) = θ(kT) – θREF(kT) = Δθ + ΔωkT + θMOD(kT) ü θNS(kT) – ΔθREF – ΔωREFkT = {Δθ – ΔθREF} + {Δω – ΔωREF}kT + θMOD(kT) + θNS(kT) (14)
  • Die Phasendifferenz ΔΦ(kT) von der vorhergehenden einen Abtastung kann wie folgt ausgedrückt werden: ΔΦ(kT) = Φ(kT) – Φ(kT – T = {Δθ – ΔθREF} + {Δω – ΔωREF}kT + θMOD(kT) + θNS(kT) – {Δθ – ΔθREF} – {Δω – ΔωREF}(kT – T) – θMOD(kT – T) – θNS(kT – T) = {Δω – ΔωREF}T + {θMOD(kT) – θMOD(kT – T)} + {θNS(kT) – θNS(kT – T) (15)
  • Dies kann dargestellt werden durch eine Summe der Phasendifferenz entsprechend der Frequenzdifferenz zwischen dem empfangenen Signal und dem Bezugssignal, der Phasenkomponente aufgrund der Modulation und der Phasenkomponente aufgrund des Rauschens. Die Summe S der Phasendifferenz für L Abtastungen kann erhalten werden durch:
  • Figure 00460001
  • Für den Fall, dass das empfangene Signal ein CR-Muster ist, wird das zweite Glied der Gleichung 16 gleich null, mit dem Ergebnis:
  • Figure 00460002
  • Es werden nun |S| und |SCR| betrachtet. In den Gleichungen 16 und 17 sind T und L feste Werte. Demgemäß wird, wenn die Versetzungsfrequenz des empfangenen Signals gleich der Frequenz des Bezugssignals ist ({Δω – ΔωREF} = 0), der Wert von |S| und |SCR| ein Minimum und beide Gleichungen werden wie folgt umgewandelt:
  • Figure 00470001
  • Demgemäß werden die vorbeschriebenen Prozesse für mehrere Bezugssignale durchgeführt, ein Fall, bei dem der absolute Wert des akkumulierten Wertes ein Minimum wird, wird ausgewählt, und dieser Wert wird mit einem Schwellenwert, der in der Lage ist, |SCR| hiervon zu trennen, verglichen. Wenn er kleiner als der Schwellenwert ist, wird festgestellt, dass das CR-Muster eingetroffen ist.
  • Der Trägerdetektor gemäß dem siebzehnten Ausführungsbeispiel wird nun mit Bezug auf die 27 und 28 beschrieben. Die Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung 26 berechnet die Phasenkomponente des empfangenen Signals, und die Phasensubtraktionsschaltung 27 subtrahiert die Phase des Bezugssignals von der Phase des empfangenen Signals. Der Phasendifferenz-Berechnungsabschnitt 28 berechnet die Differenz zwischen der von dem Phasensubtraktionsabschnitt 27 ausgegebenen Phase und der der vorhergehenden einen Abtastung, und der Akkumulator 29 akkumuliert die Phasendifferenzen für die zu beobachtenden Abtastungen, um den absoluten Wert hiervon zu erhalten. Der Minimalwertdetektor 30 wählt das Minimum der absoluten Werte mehrerer von dem Akkumulator 29 akkumulierten Werte aus und gibt dieses aus. Der Ent scheidungsabschnitt 31 vergleicht das Minimum der absoluten Werte des von dem Minimalwertdetektor 30 ausgegebenen akkumulierten Wertes und stellt fest, dass ein Bündel eingetroffen ist, wenn das Minimum kleiner als der Schwellenwert ist, um ein Trägererfassungssignal auszugeben.
  • Achtzehntes Ausführungsbeispiel
  • 29 ist ein Blockschaltbild, das einen Korrelator gemäß einem achtzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 30 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Abschnitts nach 29 zeigt.
  • In 29 bezeichnen die Zahlen jeweils: 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie diejenigen bei dem neunten Ausführungsbeispiel; 26 eine Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung; 27 eine Phasensubtraktionsschaltung; 28 eine Phasendifferenz-Berechnungsschaltung; 29 einen Akkumulator; 30 einen Minimalwertdetektor; 32 eine Absolutwert-Berechnungsschaltung zum Berechnen eines absoluten Wertes, der von der Phasendifferenz-Berechnungsschaltung ausgegebenen Phasendifferenz; 33 einen Akkumulator zum Akkumulieren der Ausgangssignale der Absolutwert-Berechnungsschaltung 32; 103 einen Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt, der aus der Absolutwert-Berechnungsschaltung 32 und dem Akkumulator 33 zusammengesetzt ist; 102 einen Korrelator, der aus der Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung 26, dem Phasensubtraktionsabschnitt 27, dem Phasendifferenz-Berechnungsabschnitt 28, dem Akkumulator 29, dem Minimalwertdetektor 30 und dem Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitt 103 zusammengesetzt ist.
  • Bei dem siebzehnten Ausführungsbeispiel wurde ΔΦ(kT) durch die Gleichung 15 erhalten. Jedoch kann ΔΦ(kT) nicht erhalten werden außer in dem Rest des Bereichs von [–π, π]. So wird in dem Fall eines CR-Musters in der Gleichung 15, wenn z. B. {Δω – ΔωREF}T = π oder –π,
  • ΔΦ(kT) ein Wert nahe ±π aufgrund des Rauschens.
  • Wenn diese daher akkumuliert werden, um den absoluten Wert hiervon zu erhalten, gibt es einen Fall, in welchem |SCR| nahezu 0 wird. Um dieses Problem zu bewältigen, wird nun in Betracht gezogen, die Zuverlässigkeit des akkumulierten Wertes zu erhalten und einen akkumulierten Wert mit geringer Zuverlässigkeit auszuwählen, um eliminiert zu werden.
  • Zuerst wird der absolute Wert von ΔΦ(kT) akkumuliert, und dieser akkumulierte Wert wird durch M dargestellt.
  • Figure 00490001
  • Wie bei dem vorbeschriebenen Beispiel wird, selbst wenn {Δω – ΔωREF}T = π oder –π und der absolute Wert des akkumulierten Wertes dieses Falles klein wird, M in diesem Fall ein großer Wert, da er eine Akkumulation eines Wertes nahe n ist, um von demjenigen in dem Fall von {Δω – ΔωREF}T = 0 unterschieden zu werden.
  • Der Korrelator gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird nun mit Bezug auf 29 beschrieben. Die Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung 26, die Phasensubtraktionsschal tung 27, der Phasendifferenz-Berechnungsabschnitt 28 und der Akkumulator 29 arbeiten in derselben Weise wie bei dem siebzehnten Ausführungsbeispiel. Die Absolutwert-Berechnungsschaltung 32 berechnet den absoluten Wert der von dem Phasendifferenz-Berechnungsabschnitt 28 ausgegebenen Phasendifferenz, und der Akkumulator 33 akkumuliert den absoluten Wert für dieselbe Abtastung wie diejenigen für den Akkumulator 29. Der Minimumwertdetektor 30 erfasst das Minimum der absoluten Werte mehrerer von dem Akkumulator 29 ausgegebener akkumulierter Werter, aber führt nicht die Erfassung für die absoluten Werte der akkumulierten Werte der Bezugssignale mit großem M, die von dem Akkumulator 33 ausgegeben wurden, aufgrund seiner niedrigen Zuverlässigkeit durch. Daher wird es möglich, den minimalen absoluten Wert der akkumulierten Werte aus denen mit hoher Zuverlässigkeit zu erfassen.
  • Neunzehntes Ausführungsbeispiel
  • 31 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß einem neunzehnten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt, und 32 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise nach 31 zeigt.
  • In 31 bezeichnen die Bezugszahlen 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie diejenigen bei dem neunten Ausführungsbeispiel. Der Korrelator 102 ist derselbe wie der bei dem siebzehnten und achtzehnten Ausführungsbeispiel. Die Zahl 34 bezeichnet eine Frequenzkorrekturschaltung zum Korrigieren einer Frequenz des empfangenen Signals unter Verwendung von von dem Minimalwertdetektor 30 ausgegebenen Frequenzinformationen.
  • Der Minimalwertdetektor 30 gibt den minimalen absoluten Wert der akkumulierten Werte aus. Da jedoch das Bezugssignal, das den absoluten Wert des akkumulierten Wertes minimiert, die Versetzungsfrequenz des empfangenen Signals ist, ist es möglich, die Frequenzversetzung fMAX in diesem Fall zur selben Zeit zu erhalten. Daher kann, wenn ein Trägererfassungssignal ausgegeben wird, die AFC bei dem empfangenen Signal in derselben Weise wie bei dem vierzehnten Ausführungsbeispiel angewendet werden.
  • Zwanzigstes Ausführungsbeispiel
  • 33 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt, und 34 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise nach 33 zeigt.
  • In 33 bezeichnen die Zahlen jeweils: 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie bei dem neunten Ausführungsbeispiel; 26 dieselbe Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung wie bei dem siebzehnten Ausführungsbeispiel; 35 einen Differenzerfassungsabschnitt zum Erfassen der Differenz zwischen der von der Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung 26 ausgegebenen Phase und der Phase der vorhergehenden einen Abtastung; 36 eine DFT zum Berechnen einer Trägerkomponente des empfangenen Signals durch Anwenden der DFT unter Verwendung der von dem Differenzerfassungsabschnitt 35 ausgegebenen Phase; 104 einen Trägerkomponenten-Berechnungsabschnitt, der aus der Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung 26, dem Differenzerfassungsabschnitt 35 und der DFT 36 zusammengesetzt ist; 37 einen Entscheidungsabschnitt zum Erfassen des Eintreffens eines Bündels durch Vergleichen des von dem Trägerkomponenten-Berechnungsabschnitt 104 ausgegebe nen Wertes mit dem Schwellenwert, Erfassen eines Trägers und Ausgeben eines Trägererfassungssignals, wenn der Träger erfasst ist.
  • Die Differenzerfassung erfolgt bei dem Ausgangssignal der Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung 26, und das Ergebnis Ψ(kT) wird wie folgt ausgedrückt: Ψ(kT) = θ(kT) – θ(kT) – T) = Δθ + ΔωkT + θMOD(kT) + θNS(kT) – Δθ – Δω(k – 1)T – θMOD(kT – T) – θNS(kT – T) = ΔωT + {θMOD(kT) – θMOD(kT – T)} + {θNS(kT) – θNS(kT – T)} (21)
  • In dem Fall eines CR-Musters ist ΨCA(kT) = θ(kT) – θ(kT – T) = Δθ + ΔωkT + θNS(kT) – Δθ – Δω(k – 1)T – θNS(kT – T) = ΔωT + {θNS(kT) – θNS(kT – T)} (22)
  • Gemäß Gleichung 22 hat die Versetzungsfrequenz eine feste Phase mittels der Durchführung der Differenzerfassung, so dass sie in der Gleichstromkomponente des Energiespektrums des Differenzerfassungsergebnisses auftritt. Wenn jedoch eine Phasenschwankung aufgrund der Modulationskomponente oder des Rauschens auftritt, erscheint keine feste Phase, so dass die Gleichstromkomponente in dem Energiespektrum verringert wird. Daher wird die Gleichstromkomponente herausgezogen, um mit einem Schwellenwert verglichen zu werden, der in der Lage ist, ein CR-Muster abzutrennen, und es wird festgestellt, dass ein CR-Muster eingetroffen ist, wenn sie größer als der Schwellenwert ist.
  • Der Trägerdetektor gemäß dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel wird nun mit Bezug auf 33 beschrieben. Die Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung 26 berechnet die Phasenkomponente des empfangenen Signals, und der Differenzerfassungsabschnitt 35 berechnet die Differenz zwischen der von der Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung 26 ausgegebenen Phase und der Phase der vorhergehenden einen Abtastung. Die DFT 36 führt eine DFT durch unter Verwendung dieser Phase, um das Energiespektrum im Gleichstrom zu erhalten. Der Entscheidungsabschnitt 37 vergleicht das Energiespektrum mit einem Schwellenwert und stellt fest, dass ein Bündel eingetroffen ist, wenn es größer als der Schwellenwert ist, um ein Trägererfassungssignal auszugeben.
  • Einundzwanzigstes Ausführungsbeispiel
  • 33 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt, und 35 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 33 zeigt.
  • 33 ist dieselbe wie die bei dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel.
  • Der Differenzerfassungsabschnitt führt die Differenzerfassung in derselben Weise wie bei dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel durch, aber bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Differenzerfassung durchgeführt in Anbetracht der Amplitudenkomponente des Signals. Als eine Folge wird die Gleichung 21 wie folgt ausgedrückt: Ψθ(kT) = [ΔωT + {θMOD(kT) – θMOD(kT – T)} + {θNS(kT) – θNS(kT – T)}] Ψθ(kT) = R(kT)R(kT – T) (23)
  • Dieselben Prozesse wie bei dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel werden durchgeführt unter Verwendung der durch Gleichung 23 erhaltenen Phase, um eine Trägerkomponente im Gleichstrom zu erhalten. ΨR(kT) wird dann mit diesem Wert multipliziert, so dass ein Träger durch Vergleich dieses Werts mit einem Schwellenwert erfasst wird.
  • Der Trägerdetektor gemäß dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel wird nun mit Bezug auf 33 beschrieben. Die Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung 26 berechnet die Phasenkomponente und die Amplitudenkomponente des empfangenen Signals, indem die Polarkoordinatenumwandlung bei dem empfangenen Signal durchgeführt wird. Der Differenzerfassungsabschnitt 35 führt eine Differenzerfassung unter Verwendung der von der Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung 26 ausgegebenen Phase und Amplitude durch, die DFT 36 führt eine DFT unter Verwendung des Differenzerfassungsergebnisses durch, um das Energiespektrum im Gleichstrom zu erhalten. Der Entscheidungsabschnitt 37 arbeitet in derselben Weise wie bei dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel, um ein Trägererfassungssignal auszugeben.
  • Zweiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel
  • 36 ist ein Blockschaltbild einer Trägerdetektors gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 37 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors in 36 zeigt.
  • In 36 bezeichnen die Zahlen 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie diejenigen bei dem neunten Ausführungsbeispiel. Der Trägerkomponenten-Berechnungsabschnitt 104 und der Entscheidungsabschnitt 37 sind dieselben wie diejenigen bei dem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel, und der Pegeldetektor 7, der AGC-Verstärker 8 und der AGC-Abschnitt 109 sind dieselben wie diejenigen bei dem dreizehnten Ausführungsbeispiel.
  • In dem Entscheidungsabschnitt nach dem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel wird der Träger erfasst, wenn das Energiespektrum den Schwellenwert überschreitet, derart, dass der Erfassungsvorgang dem Einfluss des Eingangssignalpegels unterworfen ist. Demgemäß wird nun in Betracht gezogen, den Pegel des Energiespektrums zu kompensieren, indem der Pegel des empfangenen Signals gemessen und die AGC auf diesen angewendet wird. Die Vorgänge der Pegelerfassung und der AGC-Anwendung sind dieselben wie diejenigen bei dem dreizehnten Ausführungsbeispiel.
  • Der Trägerdetektor gemäß dem zweiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel wird nun mit Bezug auf 36 beschrieben. Der Trägerkomponenten-Berechnungsabschnitt 104 gibt ein Energiespektrum in derselben Weise wie bei dem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel aus. Der Pegeldetektor 7 berechnet Pr des empfangenen Signals, bestimmt die Amplitudenrate des AGC-Verstärkers 8, und der AGC-Verstärker 8 wendet die AGC bei dem von dem Trägerkomponenten-Berechnungsabschnitt 104 ausgegebenen Energiespektrum an. Der Entscheidungsabschnitt 37 arbeitet in derselben Weise wie bei dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel anhand des Energiespektrums, das der AGC unterzogen wurde, um ein Trägererfassungssignal auszugeben.
  • Dreiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel
  • 38 ist ein Blockschaltbild, das einen Trägerdetektor gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 39 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Detektors nach 38 zeigt.
  • In 38 bezeichnet die Zahlen 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie diejenigen bei dem neunten Ausführungsbeispiel. Der Trägerkomponenten-Berechnungsabschnitt 104 und der Entscheidungsabschnitt 37 sind dieselben wie diejenigen bei dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel, und die Frequenzkorrekturschaltung 34 ist dieselbe wie die bei dem neunzehnten Ausführungsbeispiel.
  • Wie bei dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel erwähnt ist, wird die Phase in der Versetzungsfrequenz eine Gleichstromkomponente. Daher kann die Versetzungsfrequenz erhalten werden durch Anwenden der DFT bei dem Differenzerfassungsergebnis und durch Erfassen der Phase in dieser Gleichstromkomponente. Die DFT 36 gibt das Energiespektrum aus und berechnet gleichzeitig die Frequenzversetzung. Wenn ein Trägererfassungssignal ausgegeben wird, wird die AFC bei dem empfangenen Signal in derselben Weise wie bei dem vierzehnten Ausführungsbeispiel angewendet.
  • Vierundzwanzigstes Ausführungsbeispiel
  • 40 ist ein Blockschaltbild eines Korrelators, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 41 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Abschnitts nach 40 zeigt.
  • In 40 bezeichnen die Zahlen 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie diejenigen bei dem neunten Ausführungsbeispiel. Die Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung 26, der Phasensubtraktionsabschnitt 27, der Phasendifferenz-Berechnungsabschnitt 28 und der Akkumulator 29 sind dieselben wie diejenigen bei dem siebzehnten Ausführungsbeispiel. Die Zahl 38 ist eine Korrelationsinterpolationsschaltung zum Interpolieren eines absoluten Wertes des addierten akkumulierten Wertes durch Verwendung des Ausgangssignals des Akkumulators 29. Die Zahl 102 bezeichnet einen Korrelator, der aus der Polarkoordinaten-Umwandlungsschaltung 26, dem Phasensubtraktionsabschnitt 27, dem Phasendifferenz-Berechnungsabschnitt 28, dem Akkumulator 29 und der Korrelationsinterpolationsschaltung 38 zusammengesetzt ist.
  • Die Korrelationsinterpolationsschaltung kann bei dem Korrelator nach dem achtzehnten Ausführungsbeispiel angewendet werden, aber zur Vereinfachung wird nun der des siebzehnten Ausführungsbeispiels beschrieben. Um eine Korrelation in dem Korrelator zu erhalten, wird eine Korrelation für mehrere Bezugssignale berechnet. Wenn jedoch der Frequenzschritt des Bezugssignals nicht klein ist, kann {Δω – ΔωREF} nicht ausreichend reduziert werden. In diesem Fall tritt fehlerhaft ein Fehlererfassungszustand auf, obgleich das Bündel tatsächlich empfangen wurde. Um dieses Problem zu bewältigen, wird die Interpolation für den absoluten Wert des akkumulierten Wertes durchgeführt. Ein Beispiel für die Interpolation wird mit Bezug auf 42 beschrieben. Ein absoluter Wert eines akkumulierten Wertes wurde interpoliert durch Verwendung einer Interpolationsgleichung (z. B. Lagrange-Interpolationsformel) für den absoluten Wert des akkumulierten Wertes. Der Korrelator gibt einen maximalen Wert von dem Interpolationswert aus. Zur Ausgabe eines minimalen Wertes kann der minimale Wert der Interpolationsformel (X1 in 42) ausgegeben werden, oder ein minimaler Wert unter den verstreuten Abtastpunkten (X2 in 42) kann ausgegeben werden.
  • Weiterhin kann für die Durchführung der Interpolation die Rechenmenge reduziert werden, indem die Interpolation nur für mehrere absolute Werte der akkumulierten Werte, die das Minimum enthalten, durchgeführt wird. Weiterhin ist es für die Anwendung des Korrelators bei dem achtzehnten Ausführungsbeispiel möglich, die Interpolation nur für den absoluten Wert des akkumulierten Wertes mit hoher Zuverlässigkeit durchzuführen.
  • Fünfundzwanzigstes Ausführungsbeispiel
  • 43 ist ein Blockschaltbild eines Korrelators gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 44 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise nach 43 zeigt.
  • In 43 sind die Zahlen 100a, 100b und 100c dieselben Komponenten wie diejenigen bei dem neunten Ausführungsbeispiel. Der Entscheidungsabschnitt 31, die Frequenzkorrekturschaltung 34 und der Korrelator 102 sind dieselben wie diejenigen bei dem neunzehnten Ausführungsbeispiel. Die Frequenzinterpolationsschaltung 11 ist dieselbe wie bei dem sechzehnten Ausführungsbeispiel.
  • Bei dem neunzehnten Ausführungsbeispiel kann, wenn die Frequenzschritt des Bezugssignals nicht klein ist, die Differenz zwischen der formalen Versetzungsfrequenz und der erfassten fMAX nicht in gleicher Weise wie bei dem Fall nach dem sechzehnten Ausführungs beispiel verringert werden. Als eine Folge treten Fehler in fMAX auf. Um einen derartigen Missstand zu beseitigen, wird eine Frequenzinterpolationsschaltung hinzugefügt. Die Frequenzinterpolationsschaltung interpoliert eine Frequenz des empfangenen Signals unter Verwendung eines minimalen Wertes des absoluten Wertes des akkumulierten Wertes, der von dem Minimalwertdetektor erhalten wurde, und des absoluten Wertes der akkumulierten Werte an mehreren Abtastpunkten vor und hinter dem minimalen Wert, unter Verwendung beispielsweise der Lagrange-Interpolationsformel. Die Frequenzinterpolationsschaltung gibt die so durch diese Interpolation erhaltene fMAX aus. Auf diese Weise kann eine stark verbesserte AFC erhalten werden.
  • Bei der Frequenzinterpolationsschaltung nach dem fünfundzwanzigsten Ausführungsbeispiel wird eine Interpolation durchgeführt unter Verwendung eines absoluten Wertes von mehreren akkumulierten Werten zum Erhalten von fMAX, so dass diese Schaltung nicht nur als eine Frequenzinterpolationsschaltung verwendet werden kann, sondern auch als eine Korrelationsinterpolationsschaltung, die bei dem vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
  • Wie vorstehend erwähnt ist, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den Träger mit höherer Genauigkeit als mit dem herkömmlichen Verfahren zu erfassen, indem Signale auf der Frequenzachse verarbeitet werden, selbst wenn eine große Frequenzversetzung auftritt.
  • Weiterhin kann durch Verwendung der Multiplikationsvorrichtung die Modulationskomponente aufgrund der Daten eliminiert werden. Als eine Folge kann der Träger erfasst werden, selbst wenn andere Muster als das CR-Muster verwendet werden. Zusätzlich kann die Trägererfassungsgenauigkeit verbessert werden durch Erhöhen der Anzahl von zu verarbeitenden Abtastungen.
  • Die Verwendung eines akkumulierten Wertes der Energiespektren von mehreren kontinuierlichen Abtastungen dient für die ständige stabile Berechnung der Energie des Trägers, um zu ermöglichen, dass die Trägererfassung mit weiterer Genauigkeit durchgeführt wird.
  • Zusätzlich kann die Rechenmenge reduziert werden, indem der akkumulierte Wert der Energiespektren von mehreren kontinuierlichen Abtastungen nur für mehrere Spitzen berechnet wird, die Kandidaten des Energiespektrums sind.
  • Auch wird der Pegel des maximalen Wertes des erfassten Energiespektrums so eingestellt, dass er dem Pegel des empfangenen Signals entspricht, was zur Erhöhung der Trägererfassungsgenauigkeit beiträgt.
  • Darüber hinaus wird die Frequenzversetzung des empfangenen Signals berechnet und zum Korrigieren der Frequenz des empfangenen Signals verwendet, was der AFC-Funktion äquivalent ist.
  • Da der Maximalwertpegel des Spektrums eingestellt wird durch Anwendung der AFC, um dem empfangenen Signalpegel zu entsprechen, wird die Trägererfassungsgenauigkeit weiter erhöht.
  • Die Interpolation auf der Frequenzachse dient weiterhin zur Verbesserung der AFC-Wirkung.
  • Weiterhin ist es durch Durchführung der Trägererfassung unter Verwendung nur der Phasenkomponente des empfangenen Signals möglich, einen Träger viel genauer und mit weniger Rechenmenge als bei dem herkömmlichen Verfahren zu erfassen.
  • Zusätzlich kann die Trägererfassungsgenauigkeit verbessert werden durch Verwendung des Zuverlässigkeitsberechnungsabschnitts, der zur Eliminierung von Korrelationen mit geringer Zuverlässigkeit in der Lage ist.
  • Die Korrektur der Frequenz des empfangenen Signals unter Verwendung der Frequenz des empfangenen Signals wird äquivalent dem Hinzfügen einer AFC-Funktion.
  • Durch Erfassen des Trägers mit der Phasendifferenz nach der Durchführung der Differenzerfassung für das empfangene Signal kann der Träger durch weniger Berechnungen als bei dem herkömmlichen Verfahren erfasst werden.
  • Weiterhin kann die Trägererfassungsgenauigkeit verbessert werden durch Verwendung der Amplitudenkomponente der Differenzerfassung bei der Trägererfassung.
  • Weiterhin kann der Träger genau erfasst werden durch Einstellen des Pegels des erfassten Energiespektrums derart, dass er dem empfangenen Signalpegel entspricht.
  • Da der Maximalwertpegel des erfassten Energiespektrums so eingestellt wird, dass er dem empfangenen Signalpegel entspricht, kann der Träger genau erfasst werden mittels einer Funktion, die der AFC äquivalent ist.

Claims (28)

  1. Trägerdetektor, welcher aufweist: einen A/D-Wandler zur A/D-Wandlung eines empfangenen Signals, das auf einer Zeitachse ausgedrückt ist und einen Träger enthält; gekennzeichnet durch eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung zum Umwandeln des empfangenen Signals in ein Signal, das auf der Frequenzachse ausgedrückt ist, und einen Entscheidungsabschnitt (3) zum Erfassen des Trägers auf der Grundlage des auf der Frequenzachse ausgedrückten Signals und zum Ausgeben eines Trägererfassungssignals.
  2. Trägerdetektor nach Anspruch 1 zum Ausdrücken eines phasenmodulierenden kohärenten oder quasi kohärenten Erfassungssignals, das einer A/D-Umwandlung unterzogen wurde, und ausgedrückt auf der Zeitachse ist nach dem Hindurchgehen durch ein angepasstes Filter zum Eliminieren von Rauschen, auf einer Frequenzachse, gekennzeichnet durch einen Akkumulator (2) zum Berechnen eines akkumulierten Wertes des Amplitudenwertes oder der Stärke des Signals ausgedrückt auf der Frequenzachse, wobei der Entscheidungsabschnitt (3) den von dem Akkumulator (2) ausgegebenen akkumulierten Wert mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht und ein Trägererfassungssignal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses ausgibt.
  3. Trägerdetektor nach Anspruch 1, zum Multiplizieren eines empfangenen kohärenten oder quasi kohärenten Erfassungssignals, das einer A/D-Umwandlung unterzogen wurde und durch ein angepasstes Filter zum Eliminieren von Rauschen hindurchgegangen ist, Ausdrücken des phasenmodulierten Signals, das multipliziert wurde und auf der Zeitachse ausgedrückt wurde, auf einer Frequenzachse, Berechnen des maximalen Amplitudenwertes oder der Stärke des Signals auf der Frequenzachse und Erfassen des Trägers durch Verwendung des maximalen Wertes, gekennzeichnet durch eine Multiplikationsvorrichtung (4) zum Multiplizieren des empfangenen Signals, wobei die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung (1) das multiplizierte Signal auf der Frequenzachse multipliziert, und einen Maximalwertdetektor (5) zum Berechnen und Ausgeben eines maximalen Wertes von entweder den Amplitudenwerten oder der Stärke des Signals, das auf der Frequenzachse ausgedrückt wurde; worin der Trägerdetektor aufweist: der Entscheidungsabschnitt (3) vergleicht den maximalen Wert, der von den Trägererfassungsmitteln (100) ausgegeben wurde, mit einem vorbestimmten Schwellenwert und gibt ein Trägererfassungssignal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses aus.
  4. Trägerdetektor nach Anspruch 1, zum Multiplizieren eines empfangenen kohärenten oder quasi kohärenten Erfassungssignals, das einer A/D-Umwandlung unterzogen wurde und durch ein angepasstes Filter zum Eliminieren von Rauschen hindurchgegangen ist, zum Ausdrücken dieses phasen modulierten Signals, das multipliziert und auf der Zeitachse ausgedrückt wurde, auf der Frequenzachse, zum Berechnen eines Amplitudenwertes des Signals oder eines akkumulierten Wertes der Stärke des Signals auf der Frequenzachse für jeweils mehrere Abtastungen, und zum Bestimmen des maximalen Wertes hiervon, und zum Erfassen eines Trägers durch Verwendung des maximalen Wertes des akkumulierten Wertes, gekennzeichnet durch eine Multiplikationsvorrichtung (4) zum Multiplizieren des empfangen Signals, wobei die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung (1) das multiplizierte Signal in ein Signal auf der Frequenzachse umwandelt, einen Akkumulator (2) zum Berechnen eines akkumulierten Wertes des Amplitudenwertes oder der Stärke des Signals ausgedrückt auf der Frequenzachse für jeweils mehrere Abtastungen, um mehrere Akkumulationswerte auszugeben, und einen Maximalwertdetektor (S) zum Ausgeben des Maximums der mehreren Akkumulationswerte; worin der Entscheidungsabschnitt (3) das Ausgangssignal der Erfassungsmittel (100) mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht, um ein Trägererfassungssignal auszugeben.
  5. Trägerdetektor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Multiplikationsvorrichtung (4) zum Multiplizieren der Frequenz des empfangenen Signals; einen Spitzendetektor (6) zum Berechnen mehrerer Spitzen auf der Grundlage des Amplitudenwertes oder der Stärke der auf der Frequenzachse ausgedrückten Signale; einen Akkumulator (2) zum Berechnen eines akkumulierten Wertes der Frequenz jeder Spitze und eines Amplitudenwertes des Signals bei den mehreren Abtastungen vor oder hinter dieser Frequenz; und einen Maximalwertdetektor (5) zum Berechnen und Ausgeben des Maximums von den mehreren akkumulierten Werten.
  6. Trägerdetektor nach einem der Ansprüche 2–5, gekennzeichnet durch einen Pegeldetektor (7) zum Erfassen eines Pegels des empfangenen Signals; und eine ABC-(automatische Verstärkungssteuerungs-) Schaltung (101), die einen ABC-Verstärker zum Einstellen des Pegels des maximalen Wertes des Ausgangssignals des Maximalwertdetektors durch Verwendung des Ausgangssignals des Pegeldetektors aufweist.
  7. Trägerdetektor nach einem der Ansprüche 3–6, gekennzeichnet durch eine Frequenzkorrekturschaltung (10) zum Korrigieren der Frequenz des empfangen Signals auf der Grundlage der von dem Trägerdetektor ausgegebenen Frequenzinformationen.
  8. Trägerdetektor nach einem der Ansprüche 3–6, gekennzeichnet durch eine Frequenzinterpolationsschaltung (11) zum Interpolieren der Frequenz des empfangenen Signals auf der Grundlage der von dem Maximalwertdetektor (5) ausgegebenen Frequenzinformationen und des Trägererfassungssignals.
  9. Trägerdetektor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Akkumulator (2) zum Berechnen eines akkumulierten Wertes eines Verstärkungswertes oder der Stärke ausgedrückt auf der Frequenzachse, worin der Entscheidungsabschnitt (3) den akkumulierten Wert des Akkumulators mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht, um ein Trägererfassungssignal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses auszugeben.
  10. Trägerdetektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Entscheidungsabschnitt (3) das Eintreffen des Signalbündels erfasst wird, wenn der Akkumulationswert den Schwellenwert überschreitet.
  11. Trägerdetektor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Multiplikationsvorrichtung (4) zum Multiplizieren eines empfangenen Signals, das auf einer Zeitachse ausgedrückt ist, auf der Grundlage eines vorbestimmten Wertes; eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung (1), die das empfangene multiplizierte Signal auf der Frequenzachse ausdrückt; einen Detektor (5) zum Erfassen eines Signals mit einer bestimmten großen Amplitude oder einem Stärkewert aus den Signalen, die auf der Frequenzachse ausgedrückt sind; worin der Entscheidungsabschnitt (3) den in dem Detektor (5) erfassten Wert mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht und ein Trägererfassungssignal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses ausgibt.
  12. Trägerdetektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Entscheidungsabschnitt (3) das Eintreffen des Signalbündels erfasst wird, wenn der in dem Detektor erfasste Wert einen Schwellenwert überschreitet.
  13. Trägerdetektor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Multiplikationsvorrichtung (4) zum Multiplizieren des empfangenen Signals, das auf einer Zeitachse ausgedrückt wurde, auf der Basis eines vorbestimmten Wertes; worin die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung (1) das multiplizierte empfangene Signal auf einer Frequenzachse ausdrückt; und worin der Akkumulator (2) einen Akkumulationswert der Amplitude oder Stärke des auf der Frequenzachse ausgedrückten Signals auf der Grundlage einer vorbestimmten Einheit ausgibt.
  14. Trägerdetektor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Entscheidungsabschnitt (3) das Eintreffen des Signalbündels erfasst wird, wenn der in dem Detektor erfasste Wert einen Schwellenwert überschreitet.
  15. Trägerdetektor nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Spitzendetektor (6) zum Erfassen mehrerer Spitzen der Amplitude oder Stärke des auf einer Frequenzachse ausgedrückten Signals, worin der Akkumulator (2) einen Akkumulationswert der Amplitude oder Stärke von Signalen mit einer Spitzenfrequenz oder von Signalen von mehreren früheren oder späteren Abtastungen hiervon berechnet; und einen Maximalwertdetektor (5) zum Berechnen und Ausgeben eines Maximums von mehreren Akkumulationswerten.
  16. Trägerdetektor nach einem der Ansprüche 9–15, gekennzeichnet durch einen Pegeldetektor (7) zum Erfassen eines Pegels des empfangenen Signals; und eine Einstellschaltung zum Einstellen eines Stärkepegels des von dem Detektor (7) ausgegebenen Wertes.
  17. Trägerdetektor nach einem der Ansprüche 9–16, gekennzeichnet durch eine Frequenzkorrekturschaltung zum Korrigieren der Frequenz des empfangenen Signals auf der Grundlage der von dem Detektor ausgegebenen Frequenzinformationen.
  18. Trägerdetektor nach einem der Ansprüche 1 oder 8–16, gekennzeichnet durch eine Frequenzinterpolationsschaltung (11) zum Interpolieren der Frequenz des empfangenen Signals auf der Grundlage der von dem Detektor ausgegebenen Frequenzinformationen und des Trägererfassungssignals.
  19. Trägerdetektor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Korrelator (39) zum Berechnen einer Korrelation eines empfangenen Signals mit einem Bezugswert auf der Grundlage einer Berechnung einer Phase des auf einer Zeitachse ausgedrückten empfangenen Signals und einer Phase des vorher gespeicherten Bezugssignals; und einen Detektor zum Ausgeben eines Wertes der größeren Korrelation; worin der Entscheidungsabschnitt (37) einen in dem Detektor erfassten Wert mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht und ein Trägererfas sungssignal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses ausgibt.
  20. Trägerdetektor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Entscheidungsabschnitt (37) das Eintreffen des Signalbündels erfasst wird, wenn der von dem Detektor erfasste Wert einen Schwellenwert überschreitet.
  21. Trägerdetektor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrelator (39) weiterhin einen Zuverlässigkeits-Berechnungsabschnitt zum Berechnen einer Zuverlässigkeit der Korrelation zum Eliminieren relativer Werte mit geringer Zuverlässigkeit aufweist.
  22. Trägerdetektor nach Anspruch 19 oder 21, gekennzeichnet durch eine Frequenzkorrekturschaltung (34) zum Korrigieren der Frequenz des empfangenen Signals auf der Grundlage der Frequenzinformationen des Korrelators.
  23. Trägerdetektor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Trägerkomponenten-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen einer Differenz zwischen einer Phase des empfangenen Signals und einer Phase des vorhergehend empfangenen Signals und zum Berechnen einer Trägerkomponente auf der Grundlage der Phasendifferenz; worin der Entscheidungsabschnitt das von der Trägerkomponenten-Berechnungsvorrichtung ausgegebene Signal mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht und ein Trägererfassungssignal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses ausgibt.
  24. Trägerdetektor nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine Trägerkomponenten-Berechnungsvorrichtung zum Durchführen einer Differenzerfassung unter Verwendung des empfangenen Signals und zum Berechnen der Komponente unter Verwendung des Ergebnisses der Differenzerfassung.
  25. Trägerdetektor nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch, einen Pegeldetektor zum Erfassen eines Pegels des empfangenen Signals; und eine Einstellschaltung zum Einstellen eines Stärkepegels eines von der Trägerkomponenten-Berechnungsvorrichtung ausgegebenen Wertes.
  26. Trägerdetektor nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine Frequenzkorrekturschaltung zum Korrigieren der Frequenz des empfangenen Signals auf der Grundlage der von der Trägerkomponenten-Berechnungsvorrichtung ausgegebenen Frequenzinformationen.
  27. Trägerdetektor nach einem der Ansprüche 19–21, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Korrelator eine Korrelations-Interpolationsschaltung (38) zum Interpolieren der Korrelation vorgesehen ist.
  28. Trägerdetektor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzkorrekturschaltung weiterhin eine Frequenzinterpolationsschaltung aufweist.
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