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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Kommunikationssysteme
und im Besonderen auf das Konditionieren eines modulierten Signals,
wie z. B. für
Verstärkungszwecke.
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Hintergrund
der Erfindung
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Die
heutigen Kommunikationssysteme setzen häufig modulierte Signale ein,
um Kommunikationen auszuführen.
Zum Beispiel wird in einer typischen digitalen Funkkommunikationsvorrichtung
die übertragene
Quelleninformation durch eine digitale Informationsreihe dargestellt.
Diese digitale Informationsreihe wird zur Übertragung über einen Kommunikationskanal
moduliert und verstärkt.
Es sind viele komplexe digitale Modulationsschemata entwickelt worden,
um Informationen effektiv über
einen Kommunikationskanal zu ü bertragen.
In Abhängigkeit
von dem verwendeten digitalen Modulationsschema kann ein resultierendes übertragenes
Signal eine Signalhüllkurve
mit einer deutlichen Abweichung oder einem dynamischen Bereich haben.
Der dynamische Bereich der übertragenen
Signalhüllkurve
beeinflusst die Konstruktion und die Auswahl eines Leistungsverstärkers, der
verwendet wird, um das Kommunikationssignal vor der Übertragung
zu verstärken.
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Typischerweise
muss der Leistungsverstärker
die Abweichungen in der Signalhüllkurve
anordnen ohne das übertragene
Signal zu verzerren. Eine Verzerrung des übertragenen Signals kann unerwünschte Effekte
bewirken, wie z. B. ein spektrales Spreizen der Signalenergie in
benachbarte Kommunikationskanäle
und eine Minderung auf die Empfängerempfindlichkeit.
Um eine Signalverzerrung zu vermeiden, ist der Leistungsverstärker so
konstruiert, dass er das übertragene
Signal über
seinen vollständigen
dynamischen Bereich linear verstärkt.
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Die
Betriebsmerkmale von konventionellen Leistungsverstärkern diktieren,
dass die Verstärkereffizienz
mit dem Wert der Signalhüllkurve
monoton ansteigt. Eine konstante Signalhüllkurvenmodulation, wie z.
B. eine Frequenzmodulation (FM), gestattet es einem Leistungsverstärker konstruiert
zu sein, um kontinuierlich bei einer Spitzeneffizienz zu arbeiten.
Wenn der Wert der übertragenen
Hüllkurve mit
der Zeit variiert, ist die Gesamtverstärkereffizienz jedoch signifikant
geringer als die Spitzeneffizienz. In einer batteriebetriebenen
Kommunikationsvorrichtung resultiert diese Verringerung in der Verstärkereffizienz
in einer verringerten Lebensdauer der Batterie. Verstärker, die
große
dynamische Signalbereiche anordnen, sind im Vergleich zu Verstärkern für konstante
Signalhüllkurvensignale
in der Entwicklung und Herstellung außerdem relativ teuer.
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Bekannte
Leistungsverstärkungsverfahren, wie
z. B. Doherty, Supply Modulation und LINC (lineare Verstärkung mit
nichtlinearen Komponenten) werden konstruiert, um Signale zu verstärken, die eine
variierende Signalhüllkurve
haben, ohne das Signal zu verzerren, während sie gleichzeitig eine
verbesserte Leistungseffizienz zur Verfügung stellen. Mit diesem Verstärkungsverfahren
ist es jedoch teuer, Signale mit einem großen dynamischen Bereich bei gleichzeitiger
Aufrechterhaltung einer guten Leistung anzuordnen. Konsequenterweise
kann die Verwendung eines bestimmten Modulationsschemas mit einer
variierenden Signalhüllkurve
die Auswahl von bestimmten Verstärkerkonstruktionen
aus Kosten- und Leistungsgründen ausschließen.
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Die
Verringerung des Stromverbrauchs ist zu einem zunehmend wichtigen
Aspekt der Konstruktion einer Funkkommunikationsvorrichtung geworden. Die
Bereitstellung einer effektiven Leistungsverstärkung für übertragene Signale ist eine
kritische Komponente bei der Verringerung des Stromverbrauchs. Einige
Modulationsschemata, die verwendet werden, um die spektrale Effizienz
zu maximieren, können
jedoch einen 60 Dezibel- oder größeren dynamischen Amplitudenbereich
haben, was die Fähigkeit
begrenzt, effiziente Verstärkungsverfahren
zu verwenden. Es ist wünschenswert,
die effiziente Verstärkung von
modulierten Signalen zu erleichtern, während mit Vorrichtungen nach
dem Stand der Technik verknüpfte
Probleme vermieden werden.
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Die
US 3,851,266 offenbart eine
Signalkonditionierungsschaltung, die die Verwendung eines Komparators,
eines Regelverstärkers
und einer Gleichstrombasisliniensteuer schaltung erfordert. Die
US 3,851,266 offenbart nicht
die Verwendung einer Fensterfunktion, um ein moduliertes Signal
zu konditionieren. Die
US 3,851,266 ist
auf Empfängersignale von
einer Antenne mit einer Kanalcodierung, Mehrweginhalt und hinzugefügtem Rauschen
begrenzt und offenbart nicht ein Verarbeiten des konditionierten
Signals zur Verstärkung
an die Antenne.
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Die
US 5,287,387 offenbart eine
Spitzen-zu-Durchschnitts-Verhältnis-Steuerung
ohne Erzeugung einer signifikanten Nachbarkanalstörung. Die
US 5,287,387 offenbart keine
Steuerung des dynamischen Bereichs oder Minimalwertfenstertechnik und
keine Minimalwertberücksichtigung.
Die
US 5,287,387 bezieht
sich auf eine Spitzen-zu-Durchschnitts-Steuerung.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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In
einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Konditionieren eines digital modulierten Signals zur Verfügung, wie
in Anspruch 1 beansprucht.
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In
einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Konditionieren eines digital modulierten Signals zur Verfügung, wie
in Anspruch 5 beansprucht.
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In
einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen digitalen
Sender zur Verfügung, wie
in Anspruch 6 beansprucht.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist ein Blockdiagramm
eines Teils einer Kommunikationsvorrichtung nach dem Stand der Technik
zum Übertragen
digital modulierter Signale.
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2 ist ein Diagramm, das
den Einfluss von Pulsformungsfiltern auf das digital modulierte
Signal in der Vorrichtung nach dem Stand der Technik von 1 darstellt.
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3 ist ein Graph, der die
Zeitbereichsantwort eines Pulsformungsfilters darstellt.
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4 ist ein Blockdiagramm
eines Senderteils einer Kommunikationsvorrichtung, die einen Fenstersignalkonditionierer
enthält,
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5 ist ein Flussdiagramm
von Verfahren zum Betreiben des Fenstersignalkonditionierers, gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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6 ist ein Graph, der eine
Fensterfunktion gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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7 ist ein Diagramm, das
den Einfluss auf die Signalhüllkurve
eines digital modulierten Signals zeigt, wenn es gemäß der vorliegenden
Erfindung verarbeitet wird.
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Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform
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Die
vorliegende Erfindung stellt das Konditionieren eines modulierten
Signals dar, das geeignet ist, die Verstärkerleistung in einem Sender
zu verbessern. Das modulierte Signal wird durch Ausdehnen, durch
Verwenden einer Fensterfunktion, ausgewählter Teile der Signalhüllkurve,
die Signalhüllkurvengrößen unterhalb
eines Schwellenwertes haben, konditioniert. In der bevorzugten Ausführungsform wird
ein digital moduliertes Signal durch Abbilden von digitalen Quelleninformationen
auf eine Symbolkonstellation, die einem bestimmten Modulationsschema
entspricht, zur Verfügung
gestellt, um eine Reihe von Kanalsymbolen zu erzeugen. Das modulierte
Signal wird durch ein spektrales Formgebungsfilter verarbeitet und
die resultierende Signalhüllkurve
wird analysiert, um Minimalwerte der Signalhüllkurve als die modulierten
Signalübergänge zwischen
aufeinanderfolgenden Kanalsymbolen der Sequenz zu bestimmen. Aus
dem modulierten Signal wird durch Einstellen von Teilen der Signalhüllkurve
ein konditioniertes Signal erzeugt, um Signalhüllkurvenminimalwerte unterhalb
des Schwellenwertes zu vermeiden. Einstellungen auf die Signalhüllkurve
werden durch Verwenden eines Fensteralgorithmus vorgenommen, der
den Minimalwert eines bestimmten Teils der Signalhüllkurve
zwischen zwei aufeinander folgenden Kanalsymbolen erhöht, wenn
der bestimmte Teil einen Minimalwert unterhalb des Schwellenwertes
hat.
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Es
wird auf 1 Bezug genommen,
darin wird eine Kommunikationsvorrichtung 100 nach dem Stand
der Technik gezeigt, die Elemente enthält, die üblicherweise in einer Vorrichtung
vorgesehen sind, die eine lineare Übertragung von digital modulierten Signalen
zur Verfügung
stellt. Die Kommunikationsvorrichtung 100 umfasst eine
digitale Informationsquelle 110, wie z. B. einen Sprachcodierer,
die eine Reihe von digitalen Informationen 115 erzeugt.
Ein Kartensymbolkartograph 120 ist mit der Reihe von Informationen 115 gekoppelt
und stellt eine digitale Modulation zur Verfügung. In dem gezeigten Beispiel wird
ein lineares Modulationsschema, wie z. B. Quadratur-Amplitudenmodulation
(QAM) verwendet. Das QAM-Signalisierungsschema verwendet sowohl die Phase
als auch die Amplitude eines Trägersignals, um
Informationen zu übertragen,
und hat ein relativ hohes Spitzen-zu-Durchschnittsleistungs-Verhältnis. Der
Kanalsymbolkartograph 120 gibt ein moduliertes Signal aus,
das eine Sequenz von Kanalsymbolen 125 umfasst, und das
modulierte Signal ist mit einem Pulsformungsfilter 130 gekoppelt.
Das Pulsformungsfilter 130 stellt eine Bandbreitenbegrenzungsfunktion
zur Verfügung,
um das Signalspektrum zu begrenzen. Das Filter 130 gibt
ein digital gefiltertes Signal 135 aus, das schließlich mit
einem Verstärker 140 gekoppelt
wird. Der Verstärker 140 gibt
ein verstärktes
Signal 145 aus, das durch eine Antenne 150 ausgestrahlt
wird.
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2 zeigt eine graphische
Darstellung 200 des Einflusses des Pulsformungsfilters
in der Kommunikationsvorrichtung 100 nach dem Stand der Technik.
Zum Zwecke der Darstellung wird angenommen, dass ein ➅/4
Vierphasenumtastungs (QPSK)-Modulationsschema eingesetzt wird. Wie auf
dem Fachgebiet allgemein üblich,
kann eine Symbolkonstellation für
ein ➅/4 QPSK-Modulationsschema graphisch als ein Satz von
Symbolen in einer zweidimensionalen Struktur dargestellt werden,
die eine Phase und eine Amplitude darstellen. Der graphische Block 210 ist
eine Darstellung einer Kanalsymbolsequenz, deren Werte {0, 1, 6,
7} durch den Kanalsymbolkartographen 120 erzeugt werden,
um einen digitalen Informationsreihenabtastwert darzustellen. Es
ist zu beachten, dass in diesem Modulationsschema die Übergänge der
geraden Linie zwischen aufeinander folgenden Symbolen nicht den Koordinatenursprung
kreuzen, d. h. kein Übergang hat
einen Punkt, bei dem die Amplitude und die Phase einen Wert von
Null (0) haben.
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Wie
in einer typischen Implementierung, die das ➅/4 QPSK-Modulationsschema
enthält,
ist das Filter 130 ein Raised-Cosine-Rolloff-Pulsformungsfilter
mit einem vorbestimmten Rolloff-Faktor. 3 ist ein Graph 300, der eine
Zeitbereichsantwort des Filters 130 zeigt. Es wird erwartet,
dass die Ausgabe des Filters 130 überlagerte Antworten des Filters
an Mehrfachkanalsymbole enthält.
Es wird angenommen, dass die Sequenz von Symbolen eine Symbolperiode
TS hat, die die Zeit zwischen aufeinander
folgenden Symbolen darstellt. Ein Puls von dem Pulsformungsfilter
kreuzt Null bei Vielfachen der Symbolperiode TS und
der Wert des zusammengesetzten Signals bei Vielfachen von TS ist gleich dem Kanalsymbol, das dieser
Symbolzeit entspricht. Ein Minimalwert der Signalhüllkurve
tritt zwischen Symbolübergängen auf.
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Der
graphische Block 220 ist eine Darstellung der Signalhüllkurve
oder Signalbahn, die die Sequenz von Kanalsymbolen {0, 1, 6, 7}
anzeigt, nachdem sie durch das Pulsformungsfilter 130 verarbeitet worden
sind. Wenn ein Pulsformungsfilter auf die Sequenz von Kanalsymbolen
angewendet wird, um das Signalspektrum zu begrenzen, können bestimmte Symbolübergänge bewirken,
dass die Signalhüllkurve
einen sehr kleinen Wert hat. Dies ist in erster Linie wegen des
charakteristischen Klingelns des Pulsformungsfilters so, das bewirkt,
dass die Signalphase und -amplitude während der Symbolübergänge eine Funktion
von Mehrfachsymbolen ist. Somit werden die Übergänge der geraden Linien zwischen
Kanalsymbolen, wie in dem Graphen 210 gezeigt, durch zufällige nicht-lineare Übergänge ersetzt,
die extrem kleine Signalhüllkurvenwerte
erzeugen. Dieser Einfluss des Fil terns nimmt zu, wenn der Filter-Rolloff-Faktor
oder die Signalbandbreite verringert werden.
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In
dem gezeigten Beispiel nimmt die Signalhüllkurve für die Symbolsequenz {0, 1,
6, 7} einen Verlauf, der während
des Übergangs
von dem Kanalsymbol {1} zu dem Kanalsymbol {6} nahe bei dem Nullpunkt
passiert. Extrem kleine Werte der Signalhüllkurve machen die Verwendung
von hocheffizienten linearen Verstärkungsverfahren, wie z. B.
die Spannungsmodulation LINC, schwierig und tragen zu Codierfehlern
bei, wenn bestimmte differentielle Detektionsverfahren eingesetzt
werden, um übertragene
Signale bei einem Empfänger
zu verarbeiten.
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Für die Zwecke
der vorliegenden Diskussion wird der Teil der Signalhüllkurve,
der während
des Übergangs
zwischen einem Kanalsymbol und einem nachfolgenden Kanalsymbol auftritt,
hierin als ein Symbolintervall bezeichnet. Ein Symbolintervallminimum
wird bezüglich
eines bestimmten Symbolintervalls als der Minimalwert der Signalhüllkurve
während
des bestimmten Symbolintervalls definiert. Dieser Minimalwert wird
durch den minimalen Abstand von dem Nullpunkt zu der Bahn der Signalhüllkurve während des
Symbolintervalls bestimmt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird das modulierte Signal, vorzüglich basierend auf der Auswirkung
des spektralen Formgebungsfilters, das verwendet wird, um das modulierte
Signal zu filtern, verarbeitet oder konditioniert, um modulierte
Signalhüllkurvenwerte
unterhalb eines bestimmten minimalen Schwellenwertes zu vermeiden.
Ein solches Signalkonditionieren erleichtert die Verwendung von
effizienten linearen Verstärkungsverfahren,
die einen begrenzten dynamischen Bereich erfordern.
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4 ist ein Blockdiagramm
eines Senderteils einer digitalen Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Wie in der Vorrichtung 100 gemäß dem Stand
der Technik (1) umfasst
die Vorrichtung 400 eine digitale Informationsquelle 110,
einen Kanalsymbolkartographen 120, ein Filter 130 und
eine Antenne 150, die alle die vorher beschriebenen Funktionen
haben. Ein Fenstersignalkonditionierer 410, der vorzugsweise
mit dem Ausgang des Filters 130 gekoppelt ist, stellt ein
konditioniertes Signal 415 zur Verfügung. Die Vorrichtung 400 umfasst
weiter einen Digital-Analog-Wandler (DAC) 420, der mit
dem durch den Fenstersignalkonditionierer 410 erzeugten
konditionierten Signal gekoppelt ist. Ein Funkfrequenz (RF)-Mischer 430 ist bei
dem Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 420 gekoppelt und
ein hocheffizienter linearer Verstärker 440, wie z. B.
ein LINC-Verstärker,
ist mit dem Ausgang des RF-Mischers 430 gekoppelt. Der
Ausgang des Verstärkers 440 ist
mit der Antenne 150 gekoppelt.
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Der
Fenstersignalkonditionierer 410 modifiziert oder konditioniert
ein moduliertes Signal, im Besonderen eines, das durch ein spektrales
Formgebungsfilter verarbeitet wird, um Signalhüllkurvenwerte für das modulierte
Signal unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes zu vermeiden.
Der Fenstersignalkonditionierer 410 mildert den Einfluss
des Filters 130 auf den dynamischen Bereich des modulierten Signals
durch Etablieren einer Untergrenze ("floor") für
die Signalhüllkurve
des gefilterten modulierten Signals.
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5 ist ein Flussdiagramm
der Verfahren 500 zum Betreiben des Fenstersignalkonditionierers, gemäß der vorliegenden
Erfindung. Zuerst wird ein moduliertes Signal erzeugt, wie z. B.
für eine
digitale Übertragung,
Schritt 510. Das modulierte Signal hat eine Signalhüllkurve,
deren Größe über die
Zeit variiert. In der bevorzugten Ausführungsform wird zuerst eine
digitale Informationsreihe auf eine Symbolkonstellation abgebildet,
wie z. B. durch Verwenden eines π/4
QPSK-Modulationsschemas, um eine Sequenz von Kanalsymbolen zu erzeugen.
Ein Pulsformungsfilter wird verwendet, um die Sequenz von Kanalsymbolen
zu verarbeiten, wodurch ein gefiltertes moduliertes Signal erzeugt
wird. Das gefilterte modulierte Signal ist ein repräsentatives
Signal für
die Sequenz von Kanalsymbolen.
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Vorzugsweise
werden Teile der Signalhüllkurve
ausge wählt,
auf denen minimale Signalhüllkurvenwerte
berechnet werden, Schritt 520. In der bevorzugten Ausführungsform
entsprechen die ausgewählten
Teile den Intervallen zwischen zwei Kanalsymbolen, die aufeinander
folgend in der Sequenz von Kanalsymbolen auftreten. Für jeden
ausgewählten
Teil der Signalhüllkurve
werden Minimalwerte bestimmt, Schritt 530. Die Minimalwerte
entsprechen der minimalen absoluten Größe des ausgewählten Teils
der Signalhüllkurve
relativ zu einer etablierten Basislinie. Somit arbeitet das Verfahren,
um bezüglich
einer Signalhüllkurve,
die die Sequenz von Kanalsymbolen darstellt, Symbolintervallminima
zu bestimmen, die Signalhüllkurvenübergänge zwischen aufeinander
folgenden Kanalsymbolen der Sequenz entsprechen.
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Wenn
ein ausgewählter
Teil einen minimalen Wert unterhalb eines minimalen Schwellenwertes hat,
wendet der Fenstersignalkonditionierer eine Fensterausdehnungsfunktion
an, um den ausgewählten
Teil zu skalieren, so dass er einen Minimalwert von mindestens dem
minimalen Schwellenwert hat, Schritte 535, 540, 550.
Vorzugsweise wird der ausgewählte
Teil der Signalhüllkurve
abgetastet, um den Minimalwert zu bestimmen und um die Fensterausdehnungsfunktion
anzuwenden. In der bevorzugten Ausführungsform werden Abtastwerte
ausgewählt,
die Signalhüllkurvenwerte
widerspiegeln, die den Teil des ausgewählten Teils der Signalhüllkurve umfassen
und diesem unverzüglich
vorausgehen und nachfolgen, der den minimalen Wert hat, Schritt 540.
Die Zahl von ausgewählten
Abtastwerten definiert die Fensterlänge für die Fensterausdehnungsfunktion.
Die Fensterausdehnungsfunktion wird auf jeden der Abtastwerte angewendet,
um das konditionierte modulierte Signal zu erzeugen, Schritt 550.
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Vorzugsweise
wird nur die Größe der Signalhüllkurve
durch die Fensterausdehnungsfunktion beeinflusst und andere Aspekte
des modulierten Signals bleiben unverändert. Um das Erzeugen unerwünschter
Nebeneffekte zu vermeiden, wie z. B. eine spektrale Nachbarkanalstörung, verändert das
Größenskalieren
die Signalhüllkurve
vorzugsweise in einer sanften, graduellen Weise. Eine Fensterdefinition,
die für
viele Anwendungen geeignet ist und in der bevorzugten Ausführungsform
verwendet wird, ist das generalisierte Hanningbasierte Fenster,
h(n), das gegeben ist durch:
wo n eine Abtastwertzahl,
N die Zahl von Abtastwerten und k eine vorbestimmte Abfallrate des
gewünschten
Pulses ist. Eine minimale Fensterfunktion, w(n), wird basierend
auf dem Hanning-Fenster h(n) und basierend auf dem gewünschten
Minimalwert oder minimalen Schwellenwert, Min
d,
und dem tatsächlichen
Minimalwert oder Symbolintervallminimum, Min
S,
bestimmt, die für
einen bestimmten ausgewählten
Teil der Signalhüllkurve
bestimmt werden. Die minimale Funktion, w(n), wird definiert als:
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6 zeigt einen Graphen 600,
der das Verhalten der minimalen Fensterfunktion für Mind = 0,2, MinS = 0,07
und k = 2 darstellt. Die Fensterlänge N wird gemäß der Rate
bestimmt, bei der die Signalhüllkurvengröße fluktuiert.
Ein sich schnell änderndes
Signal gewährleistet,
dass ein enges Fenster vermeidet, Signalwerte zu skalieren, die
groß sind. Ebenso
erfordert ein langsam variierendes Signal, dass ein breiteres Fenster
die große
Zahl von kleinen Signalwerten anordnet, die an jeder Seite des Teils der
Signalhüllkurve
erwartet werden, der einem Minimalwert entspricht.
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Das
Verfahren wird wiederholt, bis alle Symbolintervalle in einer bestimmten
Sequenz von Kanalsymbolen hinsichtlich Symbolintervallminima überprüft worden
sind, die geringer als der minimale Schwellenwert sind, und eine
Fensterausdehnung wird angewendet, wo angebracht, Schritt 555.
Eine zusätzliche
Verarbeitung kann durchgeführt
werden, um z. B. das konditionierte Signal zu normalisieren, um
die durchschnittliche Leistung des vorkonditionierten Signals zu
erhalten. Die Funktionen des oben beschriebenen Verfahrens können in
einem digitalen Signalprozessor durch einen Algorithmus, wie z.
B. in Verbindung mit einer Referenztabelle, mit einem minimalen
Einfluss auf die Hardwarekonstruktion, Modulationssystemkonstruktion
und dergleichen, implementiert sein.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
führt das
Verfahren dem gefilterten Signal zwischen aufeinander folgenden
Symbolen von der Sequenz von Symbolen einen Fensteralgorithmus selektiv
zu, um einen bestimmten Teil der Signalhüllkurve oberhalb eines minimalen
Schwellenwertes sanft einzustellen, wenn der bestimmte Teil ein
Symbolintervallminimum unterhalb des minimalen Schwellenwertes hat,
wodurch ein konditioniertes Signal erzeugt wird. Dies erzeugt um
den Nullpunkt für
die Signalhüllkurve
als Effekt ein „Loch", d. h. kein Teil
der Signalhüllkurve kreuzt
bei oder nahe bei dem Nullpunkt durch die Signalhüllkurve.
Das Loch wird ohne einen wesentlich nachteiligen Einfluss auf Leistungsparameter,
wie z. B. die Signalübertragungsbandbreite,
erzeugt.
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7 zeigt einen Graphen 700,
der die Transformation der Signalhüllkurve nach dem Pulsformungsfiltern
aufzeigt, wenn der Fenstersignalkonditionierer verwendet wird, gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der Graph 710 zeigt, wie die pulsformgefilterte Signalhüllkurve
durch die Symbolsequenz {0, 1, 6, 7} läuft, wenn der Fenstersignalkonditionierer nicht
verwendet wird. Der Graph 720 zeigt, wie die pulsformgefilterte
Signalhüllkurve
durch die selbe Sequenz von Symbolen {0, 1, 6, 7} läuft, wenn
der Fenstersignalkonditionierer verwendet wird. Aus dem Graphen 710 wird
ersichtlich, dass die Signalhüllkurve
nahe bei dem Nullpunkt passiert, wenn sie auf dem Symbolintervall
{1, 6} übergeht.
Somit ist der Minimalwert der Signalhüllkurve, d. h. das Symbolintervallminimum,
für das
Symbolintervall {1, 6} nahe bei Null.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung modifiziert oder konditioniert der Fenstersignalkonditionierer
ein moduliertes Signal, im Besonderen eines, das durch ein spektrales
Form gebungsfilter verarbeitet wurde, um Signalhüllkurvenwerte für das modulierte Signal
unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes zu vermeiden. In der
bevorzugten Ausführungsform, wenn
ein Symbolintervallminimum unterhalb eines minimalen Schwellenwertes
ist, wird eine Fensterausdehnungsfunktion einem Teil der Signalhüllkurve zwischen
den zwei Kanalsymbolen, die das bestimmte Symbolintervallminimum
begrenzen, zugeführt.
In dem diskutierten Beispiel tritt die Fensterausdehnung zwischen
dem Kanalsymbol {1} und dem Kanalsymbol {6} auf. Somit vermeidet
die resultierende Signalhüllkurve
den Nullpunkt um mindestens das Maß des minimalen Schwellenwertes.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Entfernen von extrem
kleinen Signalhüllkurvenwerten
für ein
moduliertes Signal zur Verfügung, wodurch
das modulierte Signal konditioniert wird. In der bevorzugten Ausführungsform
wird eine Fensterausdehnungsfunktion einer Signalhüllkurve
zugeführt,
die die Sequenz von Kanalsymbolen darstellt, um Teile der Signalhüllkurve
auszudehnen, um Symbolintervallminima mit Werten unterhalb eines
minimalen Schwellenwertes zu vermeiden. Obwohl die Diskussion das π/4 QPSK-Modulationsschema
als ein Beispiel verwendete, sind die hierin offenbarten Konzepte
ebenso auf andere digitale, lineare Modulationsschemata anwendbar
und nicht auf irgendeinen bestimmten Typ von spektralem Formgebungsfilter
begrenzt. Es ist zu beachten, dass die Konzepte auf Mehrfachkanäle oder
auf ein Modulationsschema angewendet werden können, das Mehrfachkanäle verwendet,
um Informationen zu über übertragen.
In einem solchen System kann die zusammengesetzte Signalhüllkurve
Minimalwerte erfahren, die bei oder nahe bei Symbolzeiten sind,
und der Fensterausdehnungs algorithmus wird entsprechend modifiziert,
um diese Minimalwerte zu lokalisieren und einzustellen.
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Die
Eliminierung von extrem kleinen Signalhüllkurvenminima stellt wesentliche
Vorteile zur Verfügung.
Zum Beispiel wird die Verwendung des LINC-Leistungsverstärkerverfahrens durch die Erzeugung
eines Signalhüllkurven-„Lochs" um den Nullpunkt
herum erleichtert. Dieses Loch eliminiert die Notwendigkeit einer
extrem genauen Phasenauflösung
und verringert die Bandbreitenanforderungen in dem LINC-Verstärker. In
einem anderen Beispiel eines Vorteils wird ein Signaldecodieren
bei einem Empfänger
erleichtert, der ein Signal verarbeitet, das gemäß der vorliegenden Erfindung
erzeugt wird. Ein differentieller Phasendetektor, der manchmal bei dem
Empfänger
verwendet wird, ist gegenüber
Rauschen empfindlich, was zu einem Fehler führen kann, wenn das Rauschen
den Symbolübergang
auf eine entgegengesetzte Seite des Nullpunktes schiebt. Durch Bewegen
der Signalhüllkurve
von dem Nullpunkt weg wird die Wahrscheinlichkeit dieses Fehlertyps
verringert.
