DE69725227T2 - Taktrückgewinnung für DAB-Empfänger - Google Patents

Taktrückgewinnung für DAB-Empfänger Download PDF

Info

Publication number
DE69725227T2
DE69725227T2 DE69725227T DE69725227T DE69725227T2 DE 69725227 T2 DE69725227 T2 DE 69725227T2 DE 69725227 T DE69725227 T DE 69725227T DE 69725227 T DE69725227 T DE 69725227T DE 69725227 T2 DE69725227 T2 DE 69725227T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
error
frequency
receiver
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69725227T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69725227D1 (de
Inventor
Dominic Thomas Parfrey Banham
Adrian John Chepstow Anderson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roke Manor Research Ltd
Ensigma Ltd
Original Assignee
Roke Manor Research Ltd
Ensigma Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Roke Manor Research Ltd, Ensigma Ltd filed Critical Roke Manor Research Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE69725227D1 publication Critical patent/DE69725227D1/de
Publication of DE69725227T2 publication Critical patent/DE69725227T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2657Carrier synchronisation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2668Details of algorithms
    • H04L27/2673Details of algorithms characterised by synchronisation parameters
    • H04L27/2676Blind, i.e. without using known symbols
    • H04L27/2679Decision-aided
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2662Symbol synchronisation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Empfänger zur Detektion von Funksignalen, die Daten enthalten, und zum Wiedererlangen von Daten, die von den Funksignalen übertragen werden.
  • Daten werden in Funkübertragungssystemen übertragen, indem Maßnahmen durchgeführt werden, um Funksignale mit Signalen zu modulieren, welche die zu übertragenden Daten darstellen. Um die Funkübertragungssysteme mit Mitteln zu versehen, die das zugewiesene Funkfrequenzspektrum optimal ausnutzen, wird das Funksignal gemäß eines bandbreiteeffizienten Modulationsschemas moduliert. Danach werden die modulierten Signale aufwärts konvertiert und auf einem Funkfrequenzträger übertragen, der im zugewiesenen Spektrum liegt.
  • Um die Daten, die das Funksignal trägt, wiederzuerlangen, muß ein Empfänger, der im Funkübertragungssystem arbeitet, mit Mitteln zur Erfassung und Nachführung der Trägerfrequenz des modulierten Funksignals versehen sein. Danach arbeitet der Empfänger gemäß der erfaßten Trägerfrequenz und mit dem Modulationsschema, um das Funksignal zu demodulieren und es in eine Basisbandrepräsentation der übertragenen Daten abwärts zu wandeln. Um die Daten aus dem Basisbandsignal wiederzuerlangen, muß der Empfänger darüber hinaus mit Mitteln zur Detektion und Wiedererlangung des Zeichentimings einer Abfolge von Zeichen versehen sein, die die Daten darstellen, die von dem Funksignal übertragen werden.
  • Bekannte Funkübertragungssysteme arbeiten mit Synchronisationssignalen, die als Teil der datenenthaltenden Funksignale übertragen werden und die dazu dienen, eine Timingreferenz der Zeichen zu liefern, aus der die Abfolge der Zeichen, die die Daten darstellen, wiedererlangt werden kann. Der Empfänger der Funksignale arbeitet deshalb so, daß er die Synchronisationssignale erfaßt, aus denen die Timingreferenz der Zeichen wiedererlangt wird. Die Timingreferenz der Zeichen wird danach verwendet, um die Basisbandsignale abzutasten, wobei die Abtastwerte die Abfolge der Zeichen darstellen, die zu den übertragenen Daten gehören.
  • Die Patentschrift WO 95/19671 [ISAKSSON] offenbart ein Verfahren zur Synchronisation bei OFDM-Modulation. Digitale Audioübertragung (DAB) ist ein bekanntes Übertragungssystem, bei dem ein Synchronisationssignal zusammen mit Daten, die von Funkübertragungssignalen übertragen werden, gesendet und entsprechend eines Modulationsschemas, das durch einen DAB-Standard gegeben ist, moduliert werden. Das DAB-System dient dazu, Mittel zur Übertragung digitaler Übertragungssignale mit hoher Bandbreite zur Verfügung zu stellen, um Musik mit hoher Wiedergabetreue und Unterhaltungsprogramme zu liefern. Um digitale Übertragungskanäle mit hoher Bandbreite zur Verfügung zu stellen, ist das DAB-System mit einem OFDM-Modulationsschema versehen, das so arbeitet, daß es die digitale Information auf mehrere gleichzeitig übertragene Trägerfrequenzsignale moduliert und bei dem ein Synchronisationssignal zusammen mit den vom System übertragenen Daten zur Verfügung gestellt wird. Ein Empfänger zur Detektion und Demodulation von Funksignalen, die in Übereinstimmung mit dem DAB-System übertragen werden, muß deshalb mit Mitteln zur Wiedererlangung und zum Nachführen einer Trägerfrequenz des DAB-Funksignals und Mitteln zur Detektion und Wiedererlangung des Synchronisationssignals ausgestattet sein, wodurch dem Empfänger das Zeichentiming der Zeichenabfolge, die die Digitalinformation darstellt, zur Verfügung gestellt wird.
  • Empfänger zur Detektion und Wiedererlangung der Informationsübertragung eines DAB-Systems werden benötigt, um eine genaue und stabile Referenz zur Demodulierung und zur Abwärtskonvertierung des Funkfrequenzsignals zu liefern. Diese Anforderung ist ziemlich hart, da die mehreren Trägersignale im OFDM-Modulationsschema nur um 1 kHz getrennt sind und so moduliert werden, daß sie innerhalb eines Frequenzbandes von 1,536 MHz übertragen werden können, wodurch es nötig ist, daß ein Empfänger zur Demodulation und zur Abwärtswandlung der DAB-Signale in ein Zwischenfrequenzsignal mit einer sehr genauen und stabilen Referenz und mit Mitteln zur Nachführung des Phasenversatzes des Trägers ausgestattet ist. Darüber hinaus muß ein Empfänger für DAB-Signale mit einer genauen und stabilen Timingreferenz zur Aufnahme einer Zeichenabfolge der DAB-Funksignale gemäß den Synchronisationssignalen, die von den Funksignalen geliefert werden, versehen sein.
  • Um ein genaues Referenzsignal zur Nachführung und zur Abwärtswandlung der Funksignale und zur Wiedererlangung des oben erwähnten Zeichentimings zu liefern, sind bekannte Empfänger mit spannungsgesteuerten Kristalloszillatoren ausgestattet. Solche spannungsgesteuerten Kristalloszillatoren sind teuer und fallen von Zeit zu Zeit aus. Darüber hinaus sind bekannte Empfänger mit einem spannungsgesteuerten Oszillator zur Abwärtswandlung des Funksignals in ein Zwischenfrequenzsignal und mit einem weiteren spannungsgesteuerten Oszillator zur Erzeugung des Aufnahmetimingsignals ausgestattet.
  • Um ein Funksignal, das auf eine sehr genau erzeugte Trägerfrequenz moduliert wurde, wobei der Frequenzwert durch eine beträchtliche Anzahl von signifikanten Stellen dargestellt wird, zu erfassen und zurückzugewinnen, muß ein Empfänger zur Wiedererlangung des Funksignals mit einer Referenzfrequenz mit entsprechender Genauigkeit versehen sein. Beispielsweise beträgt die Trägerfrequenz für ein DAB-System 225,648 MHz. Bekannte Anordnungen zur Erzeugung eines solchen sehr genauen Signals erfordern darüber hinaus den Gebrauch von teuren Bauteilen, wie z. B. spannungsgesteuerten Kristalloszillatoren.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Empfänger zur Detektion und Wiedererlangung von Daten, die von Funksignalen übertragen werden, vorteilhaft zu gestalten.
  • Ein Empfänger zur Detektion und Wiedererlangung digitaler Daten, die durch eine Zeichenabfolge, die von Funksignalen übertragen werden, dargestellt sind, wobei die Funksignale mit Synchronisationsinformation, die zu einem Zeichen-Timing der Zeichenabfolge gehört, versehen sind, wobei der Empfänger einen Demodulator zur Abwärts-Wandlung und Demodulation des Funksignals unter Steuerung eines Taktsignals umfaßt, dadurch gekennzeichnet ist, daß der Demodulator so arbeitet, daß er Frequenzfehler-Daten in Abhängigkeit des demodulierten Funksignals in Kombination mit dem Taktsignal erzeugt und daß er Timingfehler-Daten in Abhängigkeit von der Synchronisationsinformation aus dem Zeichen-Timing und in Kombination mit dem Taktsignal erzeugt, und eine numerisch steuerbare Skalierungsschleife umfaßt, die mit Mitteln zur im wesentlichen kontinuierlichen Anpassung des Skalierungsverhältnisses versehen ist, die verwendet werden, das Taktsignal in Abhängigkeit von adaptiven Fehlerdaten, die von einem numerischen Fehlerfilter in Abhängigkeit von der Frequenz geliefert werden, und den Timingfehler-Daten in Kombination mit einem im wesentlichen festen Frequenzreferenzsignal zu erzeugen, wodurch der Empfänger mit Mitteln zur Wiedererlangung der Daten versehen ist.
  • Die numerisch steuerbare Skalierungsschleife kann ein Phasen-Frequenz-Detektormittel, das im Betrieb ein Phasenfehler-Signal entsprechend einer Phasendifferenz zwischen dem festen Frequenzreferenzsignal und einem dazu übertragenen Rückführungssignal erzeugt, und einen spannungsgesteuerten Oszillator umfassen, der mit dem Phasen-Frequenz-Detektor verbunden ist und der das Taktsignal in Abhängigkeit des Phasenfehler-Signals erzeugt, wobei das Taktsignal an einen selektiv steuerbaren Skalierer angelegt ist, wobei der selektiv steuerbare Skalierer im Betrieb das Rückführungssignal erzeugt, das das durch die adaptiven Fehlerdaten geteilte Taktsignal darstellt.
  • Die numerisch steuerbare Skalierungsschleife arbeitet so, daß das Skalierungsverhältnis des Taktsignals im wesentlichen kontinuierlich angepaßt wird, wodurch das Rückführungssignal entsprechend einem Phasenfehler zwischen dem Rückführungssignal und dem Referenzsignal kontinuierlich angepaßt wird. Der Phasenfehler liegt an dem spannungsgesteuerten Oszillator an, der dazu dient, das Taktsignal zu erzeugen. Die numerisch steuerbare Skalierungsschleife wird dadurch mit Mitteln zum kontinuierlichen Anpassen der Frequenz des Taktsignals entsprechend der adaptiven Fehlerdaten, die von dem numerischen Fehlerfilter in Abhängigkeit der Frequenz- und Timingfehlerdaten erzeugt werden, versehen.
  • Die numerisch steuerbare Skalierungsschleife kann darüber hinaus ein Tiefpaßfilter umfassen, das zwischen den Phasenfehler-Detektor und den spannungsgesteuerten Oszillator geschaltet ist, wobei das Tiefpaßfilter so arbeitet, daß es einen Mittelwert des Phasenfehlersignals, das an den spannungsgesteuerten Oszillator angelegt ist, liefert. Der spannungsgesteuerte Oszillator kann ein spannungsgesteuerter LC-Oszillator sein. Der selektiv steuerbare Skalierer kann ein selektiv steuerbarer Teiler sein.
  • Indem innerhalb der Rückführungsschleife ein Tiefpaßfilter zur Gewinnung des Taktsignals vorgesehen ist, werden Schwankungen, die durch die kontinuierliche Anpassung des schaltbaren Teilers erzeugt werden, entfernt, da die Schwankungen, die durch solche Wechsel des Teilers erzeugt werden, nur bei hohen und nicht bei niedrigen Frequenzen vorhanden sind.
  • Der Empfänger kann darüber hinaus eine Teilereinheit umfassen, die so arbeitet, daß sie ein Demodulationssignal erzeugt, das durch entsprechendes Skalieren des Taktsignals eine gewünschte Frequenz aufweist, wobei das Demodulationssignal an den Demodulator übertragen wird und dazu dient, eine Referenz zur Demodulation der empfangenen Funksignale zu liefern.
  • Das den numerischen Fehler erzeugende Filter kann ein unbegrenztes Impulsantwortfilter und ein Nur-Fehler-Filter sein, so daß die adaptiven Fehlerdaten an den selektiv steuerbaren Teiler angelegt werden, der so arbeitet, daß er das Taktsignal bei einem vorherbestimmten Wert aufrechterhält.
  • Der Empfänger zur Wiedererlangung der digitalen Information, die von einem Funksignal übertragen wird, ist mit einem Referenzsignal mit einer festen Referenzfrequenz versehen, die an eine Seite eines Phasen-Frequenz-Detektors angelegt ist. Der Phasen-Frequenz-Detektor bildet einen Teil der numerisch steuerbaren Teilungsschleife und arbeitet so, daß er den spannungsgesteuerten LC-Oszillator steuert. Das Signal am Ausgang des spannungsgesteuerten LC- Oszillators ist auf einen selektiv steuerbaren Teiler zurückgeführt, der das Signal am Ausgang des spannungsgesteuerten LC-Oszillators teilt, um ein Rückführungssignal zu liefern, das an die andere Seite des Phasen-Frequenz-Detektors angelegt ist. Der Phasen-Frequenz-Detektor dient deshalb dazu, die Frequenz des Taktsignals am Ausgang des spannungsgesteuerten LC-Oszillators aufrechtzuerhalten, wobei die Frequenz so eingerichtet ist, daß sie die gewünschte Frequenz ist, so daß die heruntergeteilte Signalfrequenz des Taktes, der an die andere Seite des Phasen-Frequenz-Detektors angelegt ist, im wesentlichen mit gleicher Phase wie das Referenzsignal aufrechterhalten wird. Indem die adaptiven Fehlerdaten so eingerichtet werden, daß sie durch die Filtermittel zum Erzeugen des numerischen Fehlers entsprechend der Frequenz- und Timingfehler konstant angepaßt werden, kann ein sehr genaues Taktsignal des gewünschten Frequenzwertes auf mehrere signifikante Stellen von einem ziemlich preisgünstigen Referenzoszillator und einem spannungsgesteuerten Oszillator abgeleitet werden. Zwar ist der augenblickliche Wert der gewünschten Taktfrequenz eine ganze Zahl, indem jedoch die adaptiven Fehlerdaten entsprechend der Frequenz- und Timingfehler kontinuierlich angepaßt werden, weist der kurzfristige Mittelwert des Taktsignals eine Frequenz auf, die sich bis zur gewünschten Genauigkeit erstreckt. Darüber hinaus wird eine Frequenz des Referenzsignals, das zur Demodulation und Abwärts-Wandlung der empfangenen Funksignale verwendet wird, entsprechend einer Zeichen-Timingrate nachgeführt, die entsprechend den durch die Funksignale übertragenen Synchronisationssignalen geliefert wird.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, wobei die Zeichnungen folgendes zeigen:
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines Empfängers zum Betrieb in einem DAB-System;
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines Demodulators für OFDM-Signale; und
  • 3 ist ein Blockdiagramm eines Filter zur Erzeugung eines numerischen Fehlers.
  • Wie oben erwähnt, muß ein Empfänger zur Detektion und Wiedererlangung von DAB-Funksignalen mit einer Referenzfrequenz zum Nachweis der OFDM-Funksignale ausgestattet sein. Die OFDM-Signale umfassen mehrere Trägerfrequenzsignale, bei denen digitale Daten auf jedes Trägersignal moduliert sind. Der Abstand dieser Trägerfrequenzsignale ist ziemlich klein. Im Fall der DAB ist dies in der Größenordnung von einem Kilohertz, wobei die Trägerfrequenz 225,648 MHz mit einer Bandbreite von 1,536 MHz ist. Deshalb muß das Referenzsignal eine Genauigkeit von ungefähr einem Kilohertz haben, so daß die vielen Trägersignale zurückgewonnen werden können. Um die digitalen Daten, die als eine Abfolge von digitalen Zeichen dargestellt sind, wiederzuerlangen, muß darüber hinaus der Abtastpunkt des Zeichentimings festgesetzt werden, bei dem die Abtastwerte dieser Zeichenabfolge an einem im wesentlichen optimalen oder nahezu optimalen Punkt aufgenommen werden. Auf diese Weise überträgt das DAB-System diese Zeichentiminginformation, wie oben erwähnt wurde.
  • Ein Empfänger, der mit Mitteln zur Detektion und Wiedererlangung von DAB-Signalen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist, ist in 1 gezeigt. In 1 dient eine Antenne 1 dazu, ein Funksignal zu erfassen, das an ein RF-Glied 2 weitergereicht wird. Das RF-Glied 2 dient dazu, das Funksignal in ein Zwischenfrequenzsignal, das bei 2,048 MHz zentriert ist, entsprechend eines Referenzsignals, das von einem Eingang des RF-Gliedes 2 auf einer Leitung 3 geliefert wird, abwärts zu wandeln. Das Zwischenfrequenzsignal wird danach in einen digitalen Bereich von einem Analog-Digital-Wandler 4 gewandelt, der dazu angeschlossen ist und der digitale Abtastwerte des Zwischenfrequenzsignals liefert, die danach an eine Demodulatorstufe 5 angelegt werden. Danach wird das Signal an einen DQPSK-Demodulator 6 angelegt, der dazu dient, jede der vielen Trägerfrequenzsignale zu demodulieren, und danach werden die Signale an einen Demultiplexer 7 übertragen.
  • Um die Frequenz und um das Zeichentiming der empfangenen DAB-Signale wiederzuerlangen, wird ein Referenzsignalgenerator 9 zur Verfügung gestellt, der ein Signal mit einer festen Frequenz erzeugt, das an die eine Seite eines Phasen-Frequenz-Detektors 10 angelegt wird. Die Frequenz des festen Frequenzsignals weist einen nominalen ganzzahligen Wert von 250 kHz auf und kann deshalb von einem kostengünstigen Kristalloszillator 8 und einem festen Teiler 11 geliefert werden. An den Phasen-Frequenz-Detektor 10 wird darüber hinaus über die Leitung 12 ein Rückführungssignal eines steuerbaren Teilers 13 angelegt. Ein Ausgang des Phasen-Frequenz-Detektors liegt über einem Tiefpaßfilter 15 an einem spannungsgesteuerten LC-Oszillator 14 an, wobei ein Ausgang des LC-Oszillators mit einem Eingang einer Teilerkette 17 und eines ersten Eingangs des steuerbaren Teilers 13 verbunden ist. Der steuerbare Teiler 13 und der spannungsgesteuerte LC-Oszillator 14 bilden in Kombination mit dem Phasen-Frequenz-Detektor 10 eine numerisch steuerbare Skalierungsschleife, die im Betrieb ein Taktsignal am Ausgang des spannungsgesteuerten LC-Oszillators erzeugt, das von der Frequenz des Referenzsignals abgeleitet ist, das an den ersten Eingang des spannungsgesteuerten Oszillators 14 angelegt ist. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Referenzsignal eine Frequenz von 250 kHz auf, aus dem ein genaues Taktsignal mit einer Frequenz von 49,132 MHz erzeugt wird. Um dies zu erreichen, teilt der steuerbare Teiler 13 im Betrieb das Taktsignal durch eine adaptive Fehlerzahl, die in diesem Fall 196,608 ist. Da jedoch nur eine Division durch eine ganze Zahl möglich ist und um die gewünschte Genauigkeit zu erreichen, teilt im Betrieb der selektiv steuerbare Teiler die Taktsignalfrequenz durch eine kontinuierlich adaptierte Größe zwischen 192 und 200, die aber so eingerichtet ist, daß der kurzfristige Mittelwert der Wirkung des steuerbaren Teilers 13 ist, das Taktsignal durch die gewünschte Zahl 196,608 zu teilen. Deshalb weist das Phasenfehlersignal, das von dem Phasen-Detektor 10 an den spannungsgesteuerten Oszillator 14 angelegt wird, einen Schwankungsbestandteil auf, da der selektiv steuerbare Teiler dazu dient, daß Teilerverhältnis kontinuierlich zu verändern. Diese Schwankungen sind jedoch nur in dem hochfrequenten Bestandteil des Phasenfehlersignals enthalten und deshalb sind die Schwankungen im wesentlichen beseitigt, indem das Phasenfehlersignal so angeordnet ist, daß es ein Tiefpaßfilter 15 passiert, bevor es an den spannungsgesteuerten Oszillator 14 angelegt wird.
  • An den zweiten Eingang des steuerbaren Teilers 13 ist ein Fehlersignal angeschlossen, das von einer Filteranordnung 16 erzeugt wird, die einen numerischen Fehler erzeugt. Die Fehlerfilteranordnung 16 dient dazu, die adaptive Fehlerzahl zu erzeugen, die an den Eingang des steuerbaren Teilers 13 angelegt wird, der dazu dient, das Teilerverhältnis zu ändern, durch das das Taktsignal am Ausgang des spannungsgesteuerten LC-Oszillators 14 geteilt wird, um das Rückführungssignal zu erzeugen, das über die Leitung 12 an den Phasen-Frequenz-Detektor angelegt wird. Das numerische Fehlerfilter 16 dient deshalb dazu, die Fehlerzahl zu erzeugen, die an den steuerbaren Teiler 13 angelegt wird, und sein Betrieb wird weiter unten beschrieben. Die Teilerkette 17 dient dazu, das Taktsignal am Ausgang des spannungsgesteuerten LC-Oszillators 14 durch eine ganze Zahl zu teilen, so daß das Demodulationsreferenzsignal, das über die Leitung 3 angelegt wird, zur Verfügung gestellt wird. Die Teilerkette 17 erzeugt auch ein Abtasttimingsignal, das über die Leitung 18 an den DQJSK-Demodulator 6 angelegt wird, das dazu dient, einen Abtastpunkt zu definieren, um die Zeichenabfolge, die von dem DAB-Funksignal übertragen wird, zurückzugewinnen. Die Demodulatorstufe 5 erzeugt im Betrieb auch ein Frequenzfehlersignal, das auf einer Leitung 19 geliefert wird und das an ein Nachführungsmittel 20 angelegt wird. An das Nachführungsmittel 20 wird auch ein Timing-Fehlersignal angelegt, das vom DQPSK-Demodulator 6 erzeugt und über eine Leitung 21 angelegt wird. Das Timing-Fehlersignal der Zeichenabfolge wird im wesentlichen von und in Übereinstimmung mit einem Synchronisationssignal des DAB-Systems abgeleitet. Der DQPSK-Demodulator 6 liefert das Timing-Fehlersignal gemäß dem Synchronisationssignal, das dadurch aus dem empfangenen DAB-Funksignal erfaßt und wiedererlangt wird.
  • Das Nachführungsmittel 20 arbeitet so, daß es Nachführungsdaten, die an einen Eingang des fehlererzeugenden Filters 16 angelegt werden, entsprechend einer Größe erzeugt, um die das demodulierte Funksignal von einem gewünschten optimalen Trägerfrequenzsignal verschoben ist, und entsprechend einer Größe erzeugt, um die das Timingsignal des Zeichens um einen gewünschten Zeichenabtastpunkt verschoben ist, der gemäß dem Synchronisationssignal bestimmt ist. Nachdem die Daten durch den Demultiplexer 7 gemultiplext werden, werden sie an einen Viterbi-Decoder 22 angelegt, der so arbeitet, daß er Fehler innerhalb der zurückgewonnenen digitalen Daten korrigiert, und danach werden die Daten über die Leitung 23 an Audioausgangsmittel weitergegeben.
  • Die Demodulatorstufe 5 ist etwas genauer in 2 gezeigt, in der Teile, die auch in 1 auftreten, die gleichen Bezugsziffern tragen. In 2 werden die diskreten Zeitsignalabtastwerte des Zwischenfrequenzsignals vom Analog-Digital-Wandler 4 an einen ersten und einen zweiten Multiplizierer 24, 25 angelegt, die dazu dienen, auf digitale Weise die diskreten Zeitsignale mit diskreten Zeitdemodulationssignalen zu multiplizieren, die von dem numerisch gesteuerten Oszillator 26 erzeugt werden, und an zweite Eingänge des ersten und des zweiten Multiplizierers 24, 25 angelegt werden. Der erste und der zweite Multiplizierer 24, 25 arbeiten so, daß das diskrete Zeitsignal durch das diskrete Zeitdemodulationssignal skaliert wird, so daß der erste Multiplizierer als ein I- oder In-Phase-Demodulator und der zweite Multiplizierer 25 als ein Q- oder Quadraturphasendemodulator dient. Danach wird das I-Ergebnis der Multiplikation über das erste Tiefpaßfilter 28 und das Q-Ergebnis der Multiplikation über das zweite Tiefpaßfilter 29 an eine FFT-Einheit 27 angelegt. Die FFT-Einheit 27 dient dazu, die diskreten Zeit I- und Q-Bestandteile des empfangenen komplexen Basisbandsignals aus dem Zeitbereich in den Frequenzbereich umzuwandeln, wodurch ein Mittel zum Demodulieren des OFDM-Signals in unterschiedliche Signalbestandteile geliefert wird, aus dem die modulierten Daten zurückgewonnen werden können. Die Signale des Frequenzbereichs werden über eine Leitung 30 an den DQPSK-Demodulator 6 angelegt. Die Signale des Frequenzbereichs werden auch vom Ausgang der FFT-Einheit 27 über eine Leitung 19 an die Nachführungseinheit 20 angelegt, um das Frequenzfehlersignal gemäß den Prinzipien, die oben erwähnt wurden, weiterzuverarbeiten und zu erzeugen.
  • Die Frequenz der diskreten Zeitdemodulationssignale, die von dem numerisch gesteuerten Oszillator 26 erzeugt werden, werden entsprechend eines Frequenzsteuersignals gesteuert, das über die Teilereinheit 17 von dem Taktsignal abgeleitet wird, und dienen entsprechend eines zweiten Steuersignals, das über eine Leitung 31 von der Nachführungseinheit 20 geliefert wird, dazu, die Frequenz der diskreten Zeitdemodulierungssignale so anzupassen, daß die mehreren Trägerfrequenzsignale innerhalb einer vorherbestimmten Bandbreite bleiben, aus der die FFT-Einheit 27 die modulierten Daten zurückgewinnen kann.
  • Die Nachführungseinheit 20 liefert dadurch Mittel zur Aufrechterhaltung des OFDM-Signals innerhalb einer vorherbestimmten Bandbreite entsprechend des Fehlerfrequenzsignales, das dafür erzeugt wurde. Die Nachführungseinheit 20 vergleicht im Betrieb auch Timingsignale, die dem DQPSK-Demodulator 6 geliefert werden, mit Synchronisierungsinformation, die von den DAB-Funksignalen, wie oben beschrieben wurde, geliefert wird, und erzeugt danach ein Timingfehlersignal. Die Timing- und Frequenzfehlersignale werden danach verwendet, um Nachführungsdaten zu erzeugen, die an das numerische Fehlerfilter 16 angelegt werden.
  • Das numerische Fehlerfilter 16 ist etwas genauer in 3 gezeigt, wobei Bestandteile, die auch in 1 und 2 vorhanden sind, identische Bezugszeichen tragen. Die Nachführungsdaten P werden über eine Leitung 32 an einen Datenspeicher 33 innerhalb des Fehlerfilters 16 angelegt. Das Fehlerfilter 16 umfaßt ein Schieberegister mit mehreren Stufen. In dieser beispielhaften Ausführungsform gibt es drei Stufen 34, 35 und 36, die so arbeiten, daß sie die gefilterten Ausgangsabtastwerte, die über eine Leitung 37 von einem Ausgangsschieberegister 38 angelegt werden, entsprechend verzögern. Die 20 niederwertigen Bits des gefilterten Ausgangsabtastwertes, der von dem Ausgangsschieberegister 38 erzeugt wird, werden an den Eingang der ersten Stufe 34 des Verzögerungsschieberegisters angelegt. Danach werden verzögern und verschobene Versionen der gefilterten Ausgangsabtastwerte von einem Ausgang jeder Stufe des Schieberegisters jeweils an die drei Skalierungsmittel 39, 40, 41 angelegt, wobei die Skalierungsmittel so arbeiten, daß sie die verzögerten und verschobenen gefilterten Ausgangsabtastwerte mit einem Satz von vorherbestimmten Koeffizienten, die mit a0, a1 und a2 bezeichnet werden, skalieren. Die Skalierungsmittel 39, 40, 41 dienen deshalb dazu, die verzögerten verschobenen gefilterten Ausgangsabtastwerte mit vorherbestimmten Skalierungskoeffizienten a0, a1, a2 zu gewichten. Danach dient ein Summierer 42 dazu, die verzögerten gewichteten Ausgangsfilterabtastwerte zu den Nachführungsdaten P zu addieren, die von dem Datenspeicher 33 angelegt werden, um ein kombiniertes Signal zu erzeugen, das an den Eingang des Ausgangsverzögerungsschieberegisters 38 angelegt wird. Das Ausgangsschieberegister 38 und jede der Stufen 34, 35, 36 des Schieberegisters, die in dem numerischen Fehlerfilter 16 gezeigt sind, werden entsprechend eines Taktsignals getaktet, das aus dem Rückführungssignal erzeugt wird, das am Ausgang des selektiv steuerbaren Teilers 13 erzeugt wird. Die gefilterten Ausgangsabtastwerte, die von dem Ausgangsschieberegister 38 erzeugt werden, werden über eine Leitung 37 an einen weiteren Summierer 43 angelegt, wobei jedoch nur die vier höchstwertigen Bits des gefilterten Ausgangsabtastwertes an den weiteren Summierer 43 angelegt werden. Die vier höchstwertigen Bits entsprechen einem kombinierten Timing- und Frequenzfehlersignal, das einem Zeit- und Frequenzversatz zwischen dem vom Empfänger demodulierten DAB-Funksignal und einem gewünschten optimalen Frequenz- und Symboltiming zur Demodulation entspricht. Der weitere Summierer 43 arbeitet so, daß er die Fehlerdaten in einem Bereich von 192 bis 200 erzeugt, indem er die vier höchstwertigen Bits, die den Fehlerversatz darstellen, der vom Ausgangsschieberegister 38 geliefert wird, zu einem Nominalwert von 196 addiert, der die nächste ganze Zahl des gewünschten Teilerverhältnis der selektiv steuerbaren Teilerschleife darstellt. Der ganzzahlige Wert von 196 wird über einen Datenspeicher 44 an den zweiten Eingang des weiteren Summierers 43 angelegt. Das Fehlerfilter dient deshalb dazu, an seinem Ausgang eine Zahl zu liefern, die einer Größe entspricht, um die der steuerbare schaltbare Teiler 13 angepaßt werden soll, um sicherzustellen, daß die Referenzfrequenz des RF-Glieds 2 und der Abtasttimingpunkt, der an den DQPSK-Demodulator angelegt wird, im wesentlichen an einer gewünschten Stelle sind.
  • Die Nachführungseinheit 20 dient darüber hinaus dazu, einen numerisch gesteuerten Oszillator 26 innerhalb der Frequenznachführungsmittel 5 anzupassen, wobei der numerisch gesteuerte Oszillator 26 dazu dient, ein Versatzfrequenzsignal zu erzeugen, das verwendet wird, die Zwischenfrequenzsignalabtastwerte zu modulieren, die von dem Analog-Digital-Wandler angelegt werden. Die Nachführungseinheit 20 liefert in Verbindung mit dem numerisch gesteuerten Oszillator 26 deshalb Mittel zum Anpassen und Feineinstellen des Frequenzversatzes in dem empfangenen Signal, so daß die vielen Trägerfrequenzen innerhalb eines vorherbestimmten Bereiches aufrechterhalten werden.
  • Die Anordnung, die in 1 gezeigt wurde, liefert Mittel zur kombinierten Frequenz- und Symbolsynchronisationsnachführung der empfangenen Signale, wobei ein preisgünstiger LC-Oszillator und ein preisgünstiger fester Oszillator ohne Forderung nach spannungsgesteuerten Kristalloszillatoren verwendet werden, wodurch eine preisgünstige Ausführung eines Empfängers für DAB-Signale zur Verfügung gestellt wird.
  • Ein Fachmann wird verstehen, daß an dem oben beschriebenen Aufbau des Empfängers viele Modifikationen gemacht werden können, die dennoch in den Bereich dieser Erfindung fallen. Beispielsweise kann der Empfänger auch digitale Modulationsschemen anwenden, die sich vom OFDM-Modulationsschema unterscheiden.

Claims (13)

  1. Empfänger zur Detektion und Wiedererlangung digitaler Daten, die durch eine Zeichenabfolge, die von Funksignalen übertragen werden, dargestellt sind, wobei die Funksignale mit Synchronisationsinformation, die zu einem Zeichen-Timing der Zeichenabfolge gehört, versehen sind, wobei der Empfänger einen Demodulator (5) zur Abwärts-Wandlung und Demodulation des Funksignals unter Steuerung eines Taktsignals umfaßt und bei dem der Demodulator so arbeitet, daß er Frequenzfehler-Daten in Abhängigkeit des demodulierten Funksignals in Kombination mit dem Taktsignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Demodulator im Betrieb Timingfehler-Daten in Abhängigkeit von der Synchronisationsinformation aus dem Zeichen-Timing in Kombination mit dem Taktsignal erzeugt und daß eine numerisch steuerbare Skalierungsschleife mit Mitteln zur im wesentlichen kontinuierlichen Anpassung des Skalierungsverhältnisses versehen ist, die dazu verwendet werden, das Taktsignal in Abhängigkeit von adaptiven Fehlerdaten, die von einem numerischen Fehlerfilter in Abhängigkeit von der Frequenz geliefert werden, und von Timingfehler-Daten in Kombination mit einem im wesentlichen festen Frequenzreferenzsignal zu erzeugen, wodurch der Empfänger mit Mitteln zur Wiedererlangung der Daten versehen ist.
  2. Empfänger nach Anspruch 1, bei dem die numerisch steuerbare Skalierungsschleife Phasen-Frequenz-Detektormittel (10), die im Betrieb ein Phasenfehler-Signal entsprechend einer Phasendifferenz zwischen dem festen Frequenzsignal und einem dazu übertragenen Rückführungssignal erzeugen, und einen spannungsgesteuerten Oszillator (14) umfaßt, der mit dem Phasen-Frequenz-Detektor verbunden ist und der das Taktsignal in Abhängigkeit des Phasenfehler-Signals erzeugt, wobei das Taktsignal an einen selektiv steuerbaren Skalierer angelegt ist, wobei der selektiv steuerbare Skalierer im Betrieb das Rückführungssignal erzeugt, das das mit den adaptiven Fehlerdaten skalierte Taktsignal darstellt.
  3. Empfänger nach Anspruch 2, bei dem die numerisch steuerbare Skalierungsschleife darüber hinaus ein Tiefpaßfilter (28) umfaßt, das zwischen den Phasen-Frequenz-Detektor und den spannungsgesteuerten Oszillator geschaltet ist und das im Betrieb ein gemitteltes Phasenfehlersignal erzeugt, das an den spannungsgesteuerten Oszillator angelegt ist.
  4. Empfänger nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der Empfänger darüber hinaus eine Teilereinheit (13) umfaßt, die im Betreib ein Demodulationssignal erzeugt, das durch entsprechendes Skalieren des Taktsignals eine gewünschte Frequenz aufweist, wobei das Demodulationssignal an den Demodulator (6) übertragen wird und dazu dient, eine Referenz zum Demodulieren des empfangenen Funksignals zu liefern.
  5. Empfänger nach Anspruch 4, bei dem die Teilereinheit darüber hinaus im Betrieb ein Abtast-Timingsignal erzeugt, das eine gewünschte Abtastrate durch entsprechendes Skalieren des Taktsignals darstellt und das an den Demodulator zum Abtasten der Zeichenabfolge übertragen wird.
  6. Empfänger nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das numerische Fehlerfilter so ausgeführt ist, daß es die adaptiven Fehlerdaten innerhalb eines vorherbestimmten Bereichs von Werten erzeugt.
  7. Empfänger nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das numerische Fehlerfilter darüber hinaus eine Fehler-Nachführungseinheit (20) umfaßt, die mit dem Demodulator verbunden ist und die im Betrieb Nachführungsdaten in Abhängigkeit des Frequenzfehlers und des Timingfehlers erzeugt, wobei die Nachführungsdaten an das digitale Fehlerfilter zur Voreinstellung der adaptiven Fehlerwerte angelegt werden.
  8. Empfänger nach Anspruch 7, bei dem das digitale Fehlerfilter ein unbegrenztes Impulsantwortfilter ist.
  9. Empfänger nach Anspruch 7, bei dem das digitale Fehlerfilter ein finites Impulsantwortfilter ist.
  10. Empfänger nach Anspruch 8, bei dem das unbegrenzte Impulsantwortfilter ein Schieberegister, das so ausgeführt ist, daß es mehrere verzögerte Abtastwerte eines Ausgangssignals des Filters liefert, mehrere Skalierungsmittel, die so ausgeführt sind, daß sie die mehreren Abtastwerte des Ausgangs durch vorherbestimmte Abgriffsgewichte skalieren, ein Summiermittel, das so ausgeführt ist, daß es die gewichteten Abtastwerte des Ausgangs und die dahin übertragenen Nachführungsdaten summiert, und ein Verzögerungsmittel umfaßt, das so ausgeführt ist, daß es das Ausgangssignal entsprechend verzögerten summierten Signalen von dem Summiermittel liefert.
  11. Empfänger nach Anspruch 8, bei dem das numerische Fehlerfilter darüber hinaus ein zweites Summiermittel (43) umfaßt, das so ausgeführt ist, daß es die adaptiven Fehlerdaten durch Voreinstellen des Ausgangssignals des unbegrenzten Impulsantwortfilters mit vorherbestimmten Voreinstelldaten erzeugt.
  12. Empfänger nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der selektiv steuerbare Skalierer ein selektiv steuerbarer Teiler (13) ist.
  13. Digitales Audioübertragungssystem, das einen Empfänger nach einem der vorherigen Ansprüche umfaßt.
DE69725227T 1996-07-12 1997-07-04 Taktrückgewinnung für DAB-Empfänger Expired - Fee Related DE69725227T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9614712 1996-07-12
GBGB9614712.9A GB9614712D0 (en) 1996-07-12 1996-07-12 Improvements in or relating to radio receivers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69725227D1 DE69725227D1 (de) 2003-11-06
DE69725227T2 true DE69725227T2 (de) 2004-07-29

Family

ID=10796831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69725227T Expired - Fee Related DE69725227T2 (de) 1996-07-12 1997-07-04 Taktrückgewinnung für DAB-Empfänger

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0818904B1 (de)
AT (1) ATE251367T1 (de)
CA (1) CA2209984A1 (de)
DE (1) DE69725227T2 (de)
GB (2) GB9614712D0 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11275050A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Pioneer Electron Corp ディジタル放送受信機
GB2359705B (en) * 2000-02-28 2003-11-26 Virata Ltd xDSL sample rate compensation using phase balancing
GB2360152A (en) * 2000-03-10 2001-09-12 Rover Group Control circuit arrangements
DE10024267A1 (de) 2000-05-17 2001-11-29 Bosch Gmbh Robert Rundfunkempfänger für den Empfang von digitalen Rundfunksignalen und Verfahren zum Empfang von digitalen Rundfunksignalen
US6738608B2 (en) * 2002-02-12 2004-05-18 Qualcomm Incorporated Frequency-timing control loop for wireless communication systems
GB201806129D0 (en) 2018-04-13 2018-05-30 Nordic Semiconductor Asa Radio communications

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4599732A (en) * 1984-04-17 1986-07-08 Harris Corporation Technique for acquiring timing and frequency synchronization for modem utilizing known (non-data) symbols as part of their normal transmitted data format
US5282228A (en) * 1991-12-09 1994-01-25 Novatel Communications Ltd. Timing and automatic frequency control of digital receiver using the cyclic properties of a non-linear operation
SE501608C2 (sv) * 1994-01-18 1995-03-27 Telia Ab Förfarande och arrangemang för synkronisering vid OFDM- modulering
SE504787C2 (sv) * 1994-12-14 1997-04-28 Hd Divine Ab Metod vid OFDM-mottagning för korrigering av frekvens, tidsfönster, samplingsklocka och långsamma fasvariationer
JPH09162936A (ja) * 1995-12-11 1997-06-20 Nec Corp 周波数オフセット補正機能付き通信装置

Also Published As

Publication number Publication date
GB9614712D0 (en) 1996-09-04
EP0818904A2 (de) 1998-01-14
GB2315376A (en) 1998-01-28
GB9713883D0 (en) 1997-09-03
GB2315376B (en) 2000-11-01
ATE251367T1 (de) 2003-10-15
EP0818904A3 (de) 2001-01-24
EP0818904B1 (de) 2003-10-01
CA2209984A1 (en) 1998-01-12
DE69725227D1 (de) 2003-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69532722T2 (de) Zweiwegfunksystem mit synchronisierter frequenz
DE69837656T2 (de) Trägerfolgesystem unter Anwendung eines Fehleroffsetfrequenzsignals
DE4193230C1 (de) Sendeschaltung in einem Funktelefon mit einem Pegelsender
DE69534625T2 (de) Mehrschwellendetektion für 0.3-GMSK
DE4191766C2 (de) Frequenzsteuerschaltkreis für einen einstellbaren Empfänger-Oszillator
DE69631985T2 (de) Verfahren zur Übertragung von orthogonalen Frequenzmultiplexsignalen (OFDM) und Empfänger dafür
EP0486554B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum umsetzen digital modulierter empfangssignale aus dem hochfrequenzbereich
EP0062872B1 (de) Empfangssystem
DE69433660T2 (de) Kode-multiplex sender/empfänger
DE69825658T2 (de) Symbolchronisierung in Mehrträgerempfängern
DE19705055C2 (de) Verfahren zur Frequenzsteuerung eines Oszillators sowie digitaler Rundfunkempfänger
DE69633052T2 (de) Empfänger für m-stufige fsk-signale
EP1264458B1 (de) Digitaler i/q-modulator mit vorverzerrung
DE2309167A1 (de) Verfahren und anordnung zum korrigieren eines durch phasenzittern verfaelschten nachrichtenuebertragungssystems
DE2546116A1 (de) Digitaldatendetektor
DE69433255T2 (de) Gruppen modulator
DD292788A5 (de) Verfahren und einrichtung zur automatischen frequenzregelung
DE69725227T2 (de) Taktrückgewinnung für DAB-Empfänger
EP0627834B1 (de) Demodulator für RDS-Signale
DE69829096T2 (de) Rahmenstruktur mit einer Mehrzahl von Modulationsarten
DE2420831C2 (de) Rekursives Digitalfilter mit Phasenentzerrung
EP0579100A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Phasenkorrektur im Basisband eines PSK-Empfängers
EP1556986B1 (de) Verfahren und schaltung zur erzeugung eines hilfssymbols zum einregeln eines qam-demodulators
DE60009678T2 (de) Frequenznachlaufschleife und verfahren zum frquenznachlaufen
DE69932411T2 (de) Digitaler Demodulator

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee