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Die Erfindung betrifft einen Empfänger für digital
modulierte Signale und insbesondere einen Trägerdetektor für einen
linearen Empfänger
für digital modulierte
Signale.
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Die Messung der Signalstärke eines
Empfangssignals zum Detektieren eines Trägers ist wichtig, besonders
wenn Signale von mehreren Basisstationen empfangen werden und ein
optimales Signal unter den Empfangssignalen ausgewählt werden muß, z. B.
bei einer Endstelle in der Mobilkommunikation. 1 ist ein Blockschaltbild des Aufbaus
eines herkömmlichen
Trägerdetektors.
Ein Empfangssignal 101 wird in einen Empfangssignalstärkedetektor 2 eingegeben,
aus dem ein Empfangssignal 103 und ein Empfangsstärkesignal 104 ausgegeben
werden. Ein logarithmischer Verstärker o. ä. wird für den Empfangssignalstärkedetektor 2 verwendet.
Das Empfangsstärkesignal 104 wird
durch Signalumwandlung auf der Grundlage eines Steuersignals (z. B.
eines Verstärkungssteuersignals)
im logarithmischen Verstärker
zum Gewährleisten
einer logarithmischen Linearität
des Verstärkers
erzeugt und wird allgemein als RSSI (Empfangssignalstärkeanzeige) bezeichnet.
Ein Gleichanteil-Extraktionsfilter 3 empfängt das
Empfangsstärkesignal 104 und
extrahiert einen Gleichanteil 105 des Empfangsstärkesignals 104.
Eine Entscheidungsschaltung 8 vergleicht einen dem Gleichanteil 105 entsprechenden
Spannungswert mit einem vorbestimmten Pegel und gibt ein Entscheidungssignal 108 aus,
das darstellt, ob die Stärke
des Empfangssignals ausreichend hoch ist.
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Da aber beim zuvor beschriebenen
herkömmlichen
Verfahren einfach nur die Feldstärke
eines Empfangssignals gemessen wird, auch wenn das Empfangssignal
ein Signal mit einer unterschiedlichen Modulationsrate oder ein
Signal ist, dessen Demodulation wegen Gleichkanalstörung oder
aus einem anderen Grund schwierig ist, kann es, nur wenn das Empfangssignal
eine ausreichend hohe Feldstärke
hat, eventuell fälschlich
als optimales Signal ausgewählt
werden. Somit wird nicht unbedingt ein optimales Empfangssignal
ausgewählt.
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Da ferner auch dann, wenn das Empfangssignal
so stark ist, daß der
Empfänger
in einen Sättigungszustand
versetzt wird, in dem der Empfänger das
Empfangssignal nicht demodulieren kann, lediglich entschieden wird,
ob die Feldstärke
des Empfangssignals höher
als ein bestimmter Pegel ist, kann das Empfangssignal eventuell
unverändert
ausgewählt
werden, was zu fehlerhafter Auswahl eines optimalen Empfangssignals
führt.
Eine Gegenmaßnahme
für dieses
Problem ist z. B. in der JP-A-04343547 offenbart, wobei dann, wenn
die Feldstärke
eines Empfangssignals höher
als ein bestimmter Pegel ist, die Ausgabe des Empfangssignals durch
ein Dämpfungsglied
auf einen Pegel gedämpft
wird, mit dem der Empfänger
nicht gesättigt
wird. Ein vierphasiges Phasenmodulationssignal, das in ein Hochfrequenzempfangsteil
eingegeben wird, wird in ein Zwischenfrequenzsignal umgewandelt,
und das umgewandelte Signal wird ausgegeben und durch das Demodulationsteil
demoduliert und ausgegeben. Eine Baudtaktung zum Extrahieren eines
digitalen Signals aus dem Demodulationsteil wird von einem Amplitudeninformations-Detektionsteil
zum Detektieren eines Amplitudenänderungsanteils
aus dem Zwischenfrequenzsignal und Extrahieren der Taktung angewendet.
Gleichzeitig überwacht
ein Detektionsteil für elektrische
Feldinformationen die Stärke
eines elektrischen Felds auf der Grundlage des Zwischenfrequenzsignals
bei jeder Baudtaktung. Beim Eingeben des vierphasigen Phasenmodulationssignals
mit einem starken elektrischen Feld wird das Zwischenfrequenzsignal
gesättigt,
aber das Detektionsteil detektiert den elektrischen Speicherfeldzustand
und reduziert die Verstärkung
des Empfangsteils, was die Sättigung
des Zwischenfrequenzsignals verhindert. Dadurch kann der Amplitudenänderungsanteil
stets wirksam detektiert werden. In diesem Fall muß aber das
Detektionsergebnis der Empfangssignalstärke eine monoton steigende
Kennlinie im Hinblick auf den Empfangssignalpegel haben. Da insbesondere die
monoton steigende Kennlinie bei Sättigung des Empfängers ver loren
geht, ist es unbestimmt, ob der RSSI-Ausgangspegel im Hinblick auf
den Eingangspegel des Empfangssignals einen Zustand zeigt, in dem
die Ausgabe des Empfangssignals im Hinblick auf einen bestimmten
RSSI-Ausgangspegel vollständig
gesättigt
ist, oder einen anderen Zustand, in dem die Ausgabe des Empfangssignals
noch nicht gesättigt
ist. Somit hat das Verfahren des Stands der Technik ein Problem,
daß aufgrund
der Tatsache, daß nicht
entschieden werden kann, ob sich der RSSI-Ausgangspegel nahezu in
einem Sättigungszustand
oder in einem Sättigungszustand
befindet, nicht bestimmt werden kann, wie das Dämpfungsglied gesteuert werden
sollte. Folglich wird mit dem Verfahren des Stands der Technik nicht
unbedingt ein optimales Empfangssignal ausgewählt.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht
darin, eine Empfangssignalentscheidungsvorrichtung bereitzustellen,
die unter Beseitigung der Probleme der herkömmlichen Empfangssignalentscheidungsvorrichtung
für einen
zuvor beschriebenen Empfänger für digital
modulierte Signale ein optimales Empfangssignal auswählen kann
oder detektieren kann, daß sich
ein Empfänger
in einem Sättigungszustand befindet,
und den Sättigungszustand
des Empfängers
verhindern kann.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen
der Ansprüche
gelöst.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird
bereitgestellt: eine Empfangssignalentscheidungsvorrichtung für einen
Empfänger
für digital
modulierte Signale mit einer Empfangssignalstärke-Detektionseinrichtung zum
Detektieren einer Empfangssignalstärke entsprechend einer Hüllkurve
eines Empfangssignals und Ausgeben eines Empfangsstärkesignals,
einem Gleichanteil-Extraktionsfilter zum Extrahieren eines Gleichanteils
des Empfangsstärkesignals,
einem Modulationsratenanteil-Extraktionsfilter zum Extrahieren eines
Modulationsratenanteils des Empfangsstärkesignals und einer Entscheidungseinrichtung
zum auf der Grundlage des Gleichanteils und des Modulationsratenanteils
des Empfangsstärkesignal
erfolgenden Entscheiden, ob das Empfangssignal optimal ist. Die
Entscheidung der Entscheidungseinrichtung kann auf der Beziehung
zwischen dem Gleichanteil und dem Modulationsratenanteil des zu vor
beschriebenen Empfangssignals beruhen, und sie kann entscheiden,
daß das Empfangssignal
optimal ist,
- (1) wenn beide Anteile höher als
bestimmte jeweilige Schwellwertpegel sind oder
- (2) wenn das Verhältnis
von Modulationsratenanteil zu Gleichanteil höher als ein bestimmter Schwellwertpegel
ist oder wenn das Verhältnis von
Gleichanteil zu Modulationsratenanteil niedriger als ein weiterer
bestimmter Schwellwertpegel ist,
wobei sie aber in jedem anderen
Fall entscheidet, daß das
Empfangssignal nicht optimal ist.
Ferner kann die Empfangssignalentscheidungsvorrichtung
ein Dämpfungsglied
aufweisen, das auf der Eingangsseite der Empfangssignalstärke-Detektionseinrichtung
vorgesehen ist. In diesem Fall kann die Entscheidungseinrichtung
entscheiden, daß das
Empfangssignal nicht optimal ist,
- (3) wenn der Gleichanteil höher
als ein dafür
eingestellter Schwellwertpegel ist und der Modulationsratenanteil
niedriger als ein weiterer dafür
eingestellter Schwellwertpegel ist oder
- (4) wenn das Verhältnis
von Modulationsratenanteil zu Gleichanteil niedriger als ein bestimmter Schwellwertpegel
ist oder wenn das Verhältnis von
Gleichanteil zu Modulationsratenanteil höher als ein weiterer bestimmter
Schwellwertpegel ist,
und das Dämpfungsglied so steuern, daß es die Verstärkung des
Empfängers
senkt, so daß die Ausgabe
des Empfängers
nicht gesättigt
werden kann, wobei aber in jedem anderen Fall die Entscheidungseinrichtung
entscheidet, daß das Empfangssignal
optimal ist.
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Sind ferner mehrere Kandidaten als
Alternativen für
ein zu empfangendes Signal vorhanden, kann die Entscheidungseinrichtung
ein Verhältnis des
Gleichanteils zum Modulationsratenanteil des Empfangsstärkesignals
oder ein umgekehrtes Verhältnis
zu diesem Verhältnis
für jeden
der Kandidaten berechnen und entscheiden, daß eine der Alternativen für das zu
empfangende Signal, deren Verhältnis den
höchsten
Wert zeigt oder deren umgekehrtes Verhältnis den niedrigsten Wert
zeigt, als Empfangssignal optimal ist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
Erfindung wird bereitgestellt: eine Empfangssignalentscheidungsvorrichtung
für einen
Empfänger
für digital
modulierte Signale mit einer Empfangssignalstärke-Detektionseinrichtung zum
Detektieren einer Empfangssignalstärke entsprechend einer Hüllkurve
eines Empfangssignals und Ausgeben eines Empfangsstärkesignals,
einem Gleichanteil-Extraktionsfilter zum Extrahieren eines Gleichanteils
des Empfangsstärkesignals,
einem Modulationsratenanteil-Extraktionsfilter zum Extrahieren eines
Modulationsratenanteils des Empfangsstärkesignals, einem Dämpfungsglied,
das auf der Eingangsseite der Empfangssignalstärke-Detektionseinrichtung vorgesehen
ist, und einer Steuereinrichtung zum Steuern des Dämpfungsglieds
als Reaktion auf den Gleichanteil und den Modulationsratenanteil
des Empfangsstärkesignals,
wobei die Steuereinrichtung die Ausgabe des Dämpfungsglieds gemäß dem Wert
eines Verhältnisses
des Gleichanteils zum Modulationsratenanteil des Empfangsstärkesignals
kontinuierlich steuert, um eine Sättigung der Ausgabe des Empfängers zu verhindern,
und die Steuereinrichtung auf der Grundlage der Ausgabe des Empfängers als
Ergebnis der Steuerung des Dämpfungsglieds
entscheidet, ob das Empfangssignal optimal ist.
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1 ist
ein Blockschaltbild des Aufbaus einer herkömmlichen Empfangssignalentscheidungsvorrichtung
für einen
Empfänger
für digital
modulierte Signale;
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2 ist
ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Ausführungsform der Erfindung;
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3 ist
ein Blockschaltbild des Aufbaus einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung; und
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4 ist
ein Blockschaltbild des Aufbaus noch einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung.
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Im folgenden werden Ausführungsformen der
Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
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2 ist
ein Blockschaltbild einer Ausführungsform
einer Empfangssignalentscheidungsvorrichtung der Erfindung für einen
Empfänger
für digital modulierte
Signale. Gemäß 2 erzeugt ein Empfangssignalstärkedetektor 2 ein
Empfangsstärkesignal 104 und
ein Empfangssignal 103 aus einem in ihn eingegebenen Empfangssignal 101.
Das Empfangsstärkesignal 104 wird
als RSSI, die gemäß einer
Hüllkurve
des zuvor beschriebenen Empfangssignals 101 detektiert
wird, zu einem Gleichanteil-Extraktionsfilter 3 und einem
Modulationsratenanteil-Extraktionsfilter 4 ausgegeben.
Das Gleichanteil-Extraktionsfilter 3 ist unter Verwendung
eines Tiefpaßfilters (LPF)
gebildet, extrahiert einen Gleichanteil des Empfangsstärkesignals 104 und
gibt das extrahierte Gleichanteilsignal 105 mit einem dem
extrahierten Gleichanteil entsprechenden Ausgangspegel (Spannungswert
oder Stromwert) zu einer Entscheidungsschaltung 5 aus.
Ferner ist das Modulationsratenanteil-Extraktionsfilter 4 durch
ein Bandpaßfilter
(BPF) und einen Detektor gebildet, extrahiert einen Linienspektrumanteil,
der einer Modulationsrate entspricht, aus dem Empfangsstärkesignal 104 mit
Hilfe des Bandpaßfilters
und gibt ein extrahiertes Modulationsratenanteilsignal 106 mit
einem dem Modulationsratenanteil entsprechenden Ausgangspegel (Spannungswert
oder Stromwert) zur Entscheidungsschaltung 5 aus. Die Entscheidungsschaltung 5 vergleicht den
Ausgangspegel des extrahierten Gleichanteilsignals 105 mit
einem vorbestimmten Schwellwertpegel, und ist der Ausgangspegel
des extrahierten Gleichanteilsignals 105 höher als
der Schwellwertpegel und ergibt ferner ein Vergleich des Ausgangspegels
des extrahierten Modulationsratenanteilsignals 106 mit einem
weiteren vorbestimmten Schwellwertpegel, daß auch der Ausgangspegel des
extrahierten Modulationsratenanteilsignals 106 höher als
der Schwellwertpegel ist, entscheidet die Entscheidungsschaltung 5,
daß das
Empfangssignal 101 ein optimales Empfangssignal ist und
gibt ein Entscheidungssignal 108 als Darstellung eines
Ergebnisses der Entscheidung aus.
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Zu beachten ist, daß die Entscheidung
der Entscheidungsschaltung 5 auf dem zuvor beschriebenen
Verfahren basieren kann, bei dem die Ausgangspegel der extrahierten
Anteilsignale 105 und 106 mit jeweiligen geeigneten
Pegeln (Schwellwertpegeln) einzeln verglichen werden, oder auf einem weiteren
Verfahren, bei dem ein Empfangssignal auf der Grundlage der Beziehung
zwischen einem Modulationsratenanteil und einem Gleichanteil so
ausgewählt
wird, daß entscheiden
wird, daß das
Empfangssignal optimal ist, wenn
- (a) das Verhältnis von
Modulationsratenanteil zu Gleichanteil höher als ein bestimmter Schwellwertpegel
ist oder
- (b) das Verhältnis
von Gleichanteil zu Modulationsratenanteil niedriger als ein weiterer
bestimmter Schwellwertpegel ist,
wobei aber in jedem anderen
Fall entscheiden wird, daß das
Empfangssignal nicht optimal ist. Während gemäß dem Stand der Technik insbesondere
nur die Feldstärke über eine
RSSI (Ausgangspegel des extrahierten Gleichanteilsignals 105)
detektiert wird, wird erfindungsgemäß das Verhältnis des Ausgangspegels des
extrahierten Modulationsratenanteilsignals 106 zum Ausgangspegel
des extrahierten Gleichanteilsignals 105 oder das umgekehrte
Verhältnis
dazu detektiert, und es wird das Merkmal genutzt, daß das Verhältnis einen
niedrigen Wert zeigt, wenn sich der Ausgangspegel des extrahierten
Modulationsratenanteilsignals 106 in einem voll gesättigten Zustand
befindet. Somit wird das Verhältnis
des Ausgangspegels des extrahierten Modulationsratenanteilsignals 106 zum
Ausgangspegel des extrahierten Gleichanteilsignals 105 oder
das umgekehrte Verhältnis
dazu beobachtet und mit einem jeweiligen vorbestimmten Schwellwertpegel
verglichen. Als Ergebnis des Vergleichs kann geeignet entschieden
werden, ob ein bestimmter RSSI-Ausgangspegel eine Bedingung zeigt,
bei der sich die Ausgabe des Empfangssignals in einem voll gesättigten
Zustand befindet, oder eine weitere Bedingung, bei der sich die
Ausgabe des Empfangssignals nicht in einem voll gesättigten
Zustand befindet.
Im folgenden wird eine weitere Ausführungsform der
Erfindung anhand von 3 beschrieben.
Das
Empfangssignal 101 wird in den Empfangssignalstärkedetektor 2 über ein
Dämpfungsglied 1 eingegeben.
Ferner gibt eine Entscheidungsschaltung 6 das Entscheidungssignal 108 aus
und gibt zudem ein Steuersignal 107 zum Steuern des Dämpfungsglieds 1 gemäß einem
Entscheidungsergebnis der Entscheidungsschaltung 6 zum
Dämpfungsglied 1 aus.
Ansonsten ähneln Aufbau
und Betrieb dieser Ausführungsform
der zuvor anhand von 2 beschriebenen.
In einem Fall wählt
die Entscheidungsschaltung 6 ein Empfangssignal auf folgende
Weise aus: Ist das extrahierte Gleichanteilsignal 105 höher als
ein vorbestimmter Schwellwertpegel und ist das extrahierte Modulationsratenanteilsignal 106 niedriger
als ein weiterer vorbestimmter Schwellwertpegel, entscheidet die
Entscheidungsschaltung 6 insbesondere, daß das Empfangssignal
nicht optimal ist, und gibt das Steuersignal 107 aus, um
den Dämpfungsbetrag
des Dämpfungsglieds 1 zu
erhöhen, damit
die Verstärkung
des Empfängers
gesenkt wird, wodurch ein ansonsten möglicher Sättigungszustand der Ausgabe
des Verstärkers
beseitigt wird. Unter Verwendung dieses Ergebnisses erfolgt eine
Entscheidung darüber,
ob das Empfangssignal optimal ist, ähnlich wie in der zuvor beschriebenen
ersten Ausführungsform.
Ferner entscheidet die Entscheidungsschaltung 6 in einem
weiteren Fall, daß das
Empfangssignal nicht optimal ist, wenn
- (c) das Verhältnis
von Modulationsratenanteil zu Gleichanteil kleiner als ein bestimmter
Schwellwertpegel ist oder
- (d) das Verhältnis
von Gleichanteil zu Modulationsratenanteil höher als ein weiterer vorbestimmter
Schwellwertpegel ist,
und beseitigt den Sättigungszustand der Ausgabe des
Empfängers
auf ähnliche
Weise. In jedem anderen Fall entscheidet die Entscheidungsschaltung 6,
daß das
Empfangssignal optimal ist. Die Grundlage des Betriebs der Entscheidungsschaltung 6 in
diesen Fällen ähnelt der
in der ersten Ausführungsform.
Da in der zweiten Ausführungsform
das Steuersignal 107 sowohl einen Modulationsratenanteil
als auch einen Gleichanteil berücksichtigt,
braucht die monoton steigende Kennlinie des Verstärkers im
Empfangssignalstärkedetektor 2 nicht
berücksichtigt
zu werden, und folglich kann ein stabiles optimales Empfangssignal
erhalten werden.
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Ferner ist leicht verständlich,
daß es
als Abwandlung der zuvor beschriebenen Ausführungsformen bei Vorhandensein
mehrerer Kandidaten als Alternativen für ein zu empfangendes Signal
möglich ist,
ein Verfahren zu verwenden, bei dem das Verhältnis des extrahierten Gleichanteilsignals 105 zum
ex trahierten Modulationsratenanteilsignals 106 eines Empfangsstärkesignals
oder das umgekehrte Verhältnis
dazu für
jede der Alternativen für
das zu empfangende Signal berechnet wird und daß eine der Alternativen für das zu
empfangende Signal, die den höchsten
Wert bzw. den niedrigsten Wert zeigt, als optimales Signal für das Empfangssignal 101 bestimmt
wird.
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Während
die Entscheidungsoperationen der Entscheidungsschaltungen in den
zuvor beschriebenen Ausführungsformen
alle auf einer Ein-Aus-Steuerung zwischen einem oberen und unteren
Bereich im Hinblick auf einen bestimmten Schwellwertpegel beruhen,
kann alternativ ein weiteres Entscheidungsverfahren zum Einsatz
kommen. Insbesondere wird eine Steuerung 7 gemäß 4 verwendet. In diesem Fall
steuert die Steuerung 7 das Dämpfungsglied, so daß z. B.
der Dämpfungsbetrag
des Dämpfungsglieds
eine solche kontinuierliche Veränderung
hat, daß er
proportional oder umgekehrt proportional zum Verhältnis des
Gleichanteils zum Modulationsratenanteil zunimmt, und auf der Grundlage
eines Steuerergebnisses wird durch die Steuerung 7 entschieden, ob
das Empfangssignal optimal ist.
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Wie zuvor beschrieben wurde, kann
erfindungsgemäß ein Empfangssignal
ausgewählt
werden, das eine ausreichend hohe Signalstärke hat, aber wegen einer Modulationsratendifferenz
oder wegen Gleichkanalstörung
schwierig zu demodulieren ist. Auch wenn sich der Empfänger in
einem Sättigungszustand
befindet und keine Demodulation durchführen kann, kann erfindungsgemäß ferner
das Empfangssignal gedämpft
werden, ohne daß eine monoton
steigende Kennlinie des Detektionsergebnisses der Empfangssignalstärke im Hinblick
auf den Empfangssignalpegel notwendig ist.
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Somit ist es möglich, Signale von mehreren Basisstationen
zu empfangen und ein optimales Signal unter den Empfangssignalen
auszuwählen,
z. B. bei einer Endstelle für
die Mobilkommunikation.