EP0629323A1 - Verfahren und empfänger für die terrestrische digitale rundfunkübertragung - Google Patents

Verfahren und empfänger für die terrestrische digitale rundfunkübertragung

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EP0629323A1
EP0629323A1 EP94901862A EP94901862A EP0629323A1 EP 0629323 A1 EP0629323 A1 EP 0629323A1 EP 94901862 A EP94901862 A EP 94901862A EP 94901862 A EP94901862 A EP 94901862A EP 0629323 A1 EP0629323 A1 EP 0629323A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
receiver
cpm
digital
signal
transmitter
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP94901862A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas MÜLLER
Dietmar Rudolph
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.)
Telefunken Sendertechnik GmbH
Original Assignee
Daimler Benz AG
Telefunken Sendertechnik GmbH
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 Daimler Benz AG, Telefunken Sendertechnik GmbH filed Critical Daimler Benz AG
Publication of EP0629323A1 publication Critical patent/EP0629323A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H60/00—Arrangements for broadcast applications with a direct linking to broadcast information or broadcast space-time; Broadcast-related systems
    • H04H60/02—Arrangements for generating broadcast information; Arrangements for generating broadcast-related information with a direct linking to broadcast information or to broadcast space-time; Arrangements for simultaneous generation of broadcast information and broadcast-related information
    • H04H60/07—Arrangements for generating broadcast information; Arrangements for generating broadcast-related information with a direct linking to broadcast information or to broadcast space-time; Arrangements for simultaneous generation of broadcast information and broadcast-related information characterised by processes or methods for the generation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H40/00—Arrangements specially adapted for receiving broadcast information
    • H04H40/18—Arrangements characterised by circuits or components specially adapted for receiving
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H2201/00—Aspects of broadcast communication
    • H04H2201/10—Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system
    • H04H2201/20—Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system digital audio broadcasting [DAB]

Definitions

  • the invention is used in terrestrial digital radio transmission. It relates to a method and a device for receiving digital signals according to the preamble of claims 1, 8 and 9.
  • the invention is accordingly based on the object of specifying a digital transmission method and suitable receivers in order to prevent adjacent channel interference.
  • this is intended to create the possibility of replacing, in particular, analog FM-FM transmitters as required by transmitters for digital broadcasting in shared frequency bands.
  • the invention is based on studies for transmitters and receivers for terrestrial radio reception. It was found that digital signals that are transmitted using the constant envelope method keep the adjacent channel interference so low or not at all that there is an undisturbed coexistence of the digital signals
  • Broadcasting station and the analogue broadcasting station is possible in the application of terrestrial broadcasting.
  • the invention is based on the knowledge that it is through the modern method of data compression
  • REPLACEMENT LEAF it has become possible to transmit a sufficient amount of digital data in the usual bandwidth of the FM VHF transmitters in order to achieve a reception quality corresponding to the digital standard, but nonetheless to influence the reception quality of other, in particular analogue transmitters, or to influence it only insignificantly.
  • 1 shows the schematic representation of a circuit for bit-clock synchronization
  • DFE Decition Feedback Equilizer
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a circuit for generating digital frequency modulation (CPM) on the transmitter side using an EPROM memory for storing the time profiles of the I and Q components for the symbols of the CPM signals.
  • CPM digital frequency modulation
  • Fig. 5 shows the schematic representation of a circuit with the use of a Nume ⁇ cal ly Controlled Oscillator (NCO) for the frequency modulation of the CPM signals.
  • NCO Nume ⁇ cal ly Controlled Oscillator
  • the present invention has the advantage that the modulated digital signal has a constant envelope with a frequency bandwidth corresponding to an FM-FM radio channel. According to the invention
  • Radio can be replaced without the channel structure and the channel spacing in the FM band having to be changed, - the existing FM transmitters have to be completely replaced, new transmitter antennas are needed,
  • One program is provided for each transmitter.
  • the proposed method uses frequency modulation (FM) or continuation phase modulation (CPM) and frequency shift keying (FSK) for the digital signal.
  • FM frequency modulation
  • CPM continuation phase modulation
  • FSK frequency shift keying
  • the source coding method (Musicam), which is also common for COFDM-DAR, can be used for signal processing, for example, if the digital symbols are rounded appropriately (eg Gauss -Filtering GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) or TFM (Tamed Frequency Modulation)), one obtains an HF band width for the proposed method, which corresponds to the usual value per transmitter in the FM-FM band Broadcast reception is therefore compatible with the existing VHF-FM broadcasting bandwidths.
  • GMSK Gauss -Filtering
  • TFM Treatment Frequency Modulation
  • the transmitter can operate in C mode (i.e. non-linear mode / saturation range). This means that it is possible to use transmitters that previously broadcast FM radio to send CPM signals (transmitter compatibility).
  • Linear reception concepts are common. These are quite complex. Linear receivers are required for difficult reception conditions, e.g. with mobile reception in the car.
  • Receiver concepts (limiting amplifier and discriminator). "Simple" receivers require normal reception conditions. Under this condition there is no difference in quality in the received program.
  • the simple receiver assumes that the entire information of an angle-modulated signal can be obtained from its zero crossings. This leads to a reception concept that is identical to a conventional (analog) FM receiver in the following components:
  • RF input stage and tuner (frequency converter) IF amplifier filter and limiter amplifier
  • FM demodulator common analog discriminator or similar
  • the analog FM demodulator also has the property that it is absolutely uncritical with regard to small deposits from the target frequency.
  • the actual data receiver connects to the FM demodulator. This consists of a signal-adapted filter and a decision stage. A circuit for bit clock synchronization is also required (FIG. 1).
  • a digital implementation is available for the data receiver.
  • the decision maker can e.g. can be implemented as a Viterbi decoder with soft decision.
  • Integrated circuits are already available for this (e.g. company QUALCOM, model Q02561 -1 N), so that the effort remains low.
  • Channel equalization is not intended for the simple receiver, since the capture property of the FM is known to largely suppress echoes, in-channel interferers and adjacent-channel interferers. It is known from analog FM receivers that capture ratios of ⁇ 1 dB can be achieved.
  • the simple receiver is therefore cheap to manufacture and economical in power consumption. It is suitable on the one hand for portable devices (Henkelware) and on the other hand for stationary receivers (stereo systems) with favorable reception conditions.
  • the HF input part of the linear receiver differs in principle
  • the IF filter (intermediate frequency filter) can also be of the same type.
  • the first difference is in the IF amplifier. This must be linear. Associated with this is the requirement that the IF amplifier have an automatic gain control so that it delivers a signal with a constant level at the output.
  • the IF signal is then converted into the low-pass position by means of two linear multipliers, one of which is controlled by means of a cos carrier, the other by means of a sin carrier. (Bandpass> lowpass transformation, Fig. 2).
  • the linear receiver has an equalizer for the compensation of multipath (echoes), b) the signal-adapted filter and the equalizer are channel-adaptive.
  • DFE Decision Feedback Equalizer
  • the CPM demodulator is largely identical to the PSK demodulator (well known from the literature). As shown in FIG. 3, the DFE additionally contains - in deviation from
  • PSK demodulator - a CPM modulator in the feedback branch. This generates the transmission signal belonging to the symbols already received.
  • the response of the matched Fi filter to this signal is fed to the feedback branch.
  • the matched filter and DFE are adapted to the time-variant channel in the same way as for one
  • the channel is measured during a periodically repeated training sequence. Between two channel measurements, the estimated channel impulse response (shock response) is tracked with an adaptation algorithm of the changing impulse response of the real channel.
  • the comparison signal necessary for the channel measurement sets the CPM on account of the non-linearity
  • the associated transmission signal is permanently stored in the receiver and the associated algorithm for the CPM modulator is therefore not required in the receiver.
  • the transmission signal used for the channel measurement must be spectrally "white”. Because of the non-linear properties of frequency modulation, this does not necessarily apply to the test sequence itself.
  • Osci Ilator Osci Ilator modulator.
  • the temporal profiles of the I and Q components for the symbols of the CPM signal are electrically stored (EPROM) for the equalization of the digital frequency modulation (CPM) and read out by means of a control circuit.
  • EPROM electrically stored
  • Figure 4 shows a schematic representation of the generation of a signal with a costly amplitude for sending digital information.
  • an electronic memory e.g. an EPROM
  • the time profiles of the I and Q components for the symbols of the CPM signals are stored. They are read out by means of a control circuit and transformed with the aid of D / A converters. After the signals generated in this way have passed through a frequency filter, they are further processed according to the known method to give the constant transmit signal.
  • Figure 5 shows another preferred variant of the generation of transmission signals for the transmission of digital data.
  • NCO Numerical Controld Osci l lator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

Verfahren und Empfänger für die terrestrische digitale Rundfunkübertragung
Beschreibung
Die Erfindung findet Verwendung bei der terrestrischen digitalen Rundfunkübertragung. Sie betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Empfangen digitaler Signale nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 , 8 und 9.
Seit einigen Jahren wird an der Einführung des digitalen Rundfunks gearbeitet da er gegenüber der analogen Übertragung erhebliche Vorteile besitzt. Empfangsqual ität, Senderstabilität und zusätzl ich übermittelte Informationen stellen nur einen Teil der positiven Aspekte des d igitalen Rundfunks dar.
Bei der Einführung eines digitalen terrestrischen Rundfunks ergibt sich jedoch das Problem, geeignete Frequenzbereiche für das neue übertragungsverfahren zu finden.
Für terrestrische Ü bertragung wurden mehrere d igitale Verfahren vorgeschlagen, d ie al le zur Bandbreitenersparnis eine Quell-Cod ierung mit einer Datenredu ktionsrate von ca. 8 arbeiten. Eine Übersicht gibt Broadcast Engineering, Juli 1991 : "Digital Radio Formats compared ". Die hierin verglichenen Verfahren sind: a) Breitbandverfahren mit der Bündelung mehrerer Kanäle und b) Schmal bandverfahren mit - QPSK-Modulation
- Frequenz-Diversity oder -Hopping zwischen verschiedenen
Kanälen
- Unter-Träger oder Mehrfach-Träger.
ERSATZBLATT Daraus ergeben sich Überlegungen eigenständige, digitale Frequenzbänder zu kreieren, in denen ausschließlich d igital übertragene Programme abgestrahlt werden. Dies hat jedoch den Nachteil, daß d ie Umstel lung auf digitalen Rundfun k auf ein mal durchgeführt werden muß. Für den Empfang sind dann z.B. teure, digitale Geräte zu erwerben, d ie auch nur auf d iesen digitalen Frequenzbändern arbeiten.
Eine Alternative stellen gemischte Sendesysteme dar, in denen analoge und digitale Signale in den selben Frequenzbändern paral lel abgestrahlt werden. Diese gemischten Systeme haben den Vorteil, daß sowohl Sender wie Empfänger, während einer Übergangszeit, nach und nach umgestellt und/oder sogar gleichzeitig verwendet werden können. Untersuchungen zur Unterbringung digitaler Rundfunksignale in dem bisher für den analogen FM-Rundfunk genutzten Frequenzbändern ergaben jedoch, daß es zu erheblichen Nachbarkanalstörungen (Übersprech-störungen) bei UKW-FM-Empfängern kam. Diese Probleme rühren teilweise von der Kombination der zu übermittelnden Datenmenge mit der zur Verfügung stehenden Frequenzbreite sowohl als auch der Art der Datenübertragung selbst her. Die zu einem unvertretbaren Maß beeinträchtigte Sendequalität führte dazu, daß d ie schrittweise Umstellung einzelner Sender auf das neue Übertragungsverfahren, insbesondere in gemischten Systemen, bisher verworfen werden mußte.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein di gitales übertragungsverfahren und geeignete Empfänger anzugeben, um Nachbarkanalstörungen zu verhindern. Insbesondere soll dadurch die Mögl ichkeit geschaffen werden in gemeinsam genutzten Frequenzbändern insbesondere analoge FM-UKW-Sender nach Bedarf durch Sender für den d igitalen Rundfunk zu ersetzen.
Die Erfindung basiert auf Untersuchungen für Sender und Empfänger für den terrestrischen Rundfunkempfang. Dabei stellte sich heraus, daß d igitale Signale, die mit dem Verfahren einer konstanten Einhül lenden übertragen werden die Nachbarkanalstörungen so gering halten oder garnicht erst aufkommen lassen, daß eine ungestörte Koexistenz der d igitalen
Rundfun ksender und der analogen Rundfun ksender in der Anwendung des terrestischen Rundfunkbetriebs möglich wi rd. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß es durch die modernen Verfahren der Datenkomprimierung
ERSATZBLATT möglich geworden ist, eine ausreichende digitale Datenmenge in der üblichen Bandbreite der FM-UKW-Sender zu übertragen um eine dem d igitalen Standart entsprechende Empfangsqualität zu erreichen, aber trozdem die Empfangsqualität anderer insbesondere analoger Sender nicht oder nur unerheblich zu beeinflussen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 , 8 und 9 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung wird anhand von bevorzugten
Ausführungsbeispielen beschrieben unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen, die alleine erläuternden Charakter haben und keinenfails eine Einschränkung des erfinderischen Konzepts darstellen.
Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer Schaltung zur Bit- Ta«kt-Synchronisation
Fig. 2 zeigt die schmatische Darstellung einer Bandpass > Tiefpass - Transformationsstufe
Fig. 3 zeigt die schematische Darstellung einer Schaltung eines Decition Feedback Equilizer (DFE)
Fig. 4 zeigt die schematische Darstellung einer Schaltung zur senderseitigen Erzeugung der digitalen Frequenzmodulation (CPM ) unter Verwendung eines EPROM-Speichers für die Speicherung der zeitlichen Verläufe der I- und Q-Komponenten für die Symbole der CPM-Signale.
Fig. 5 zeigt die schematische Darstellung einer Schaltung mit senderseitigen Verwendung eines Numeπcal ly Controlled Oscillator (NCO) für die Frequenzmodulation der CPM-Signale.
Die vorl iegende Erfindung hat den Vortei l, daß das modulierte digitale Signal eine konstante Einhül lende hat mit einer Frequenzbandbreite entsprechend einem FM-UKW-Rundfunkkanal. Erfindungsgemäß können
ERSATZBLATT FM-UKW-Sender vortei l hafterweise durch Sender für den digitalen
Rundfun k ersetzt werden, ohne daß d ie Kanal-Stru ktur und der Kanal-Abstand im UKW-Band geändert werden muß, - die vorhandenen UKW-Sender komplett ersetzt werden müssen, neue Sender-Antennen gebraucht werden,
Störungen (durch einen frequenzmäßig benachbarten digital modulierten Sender) in den noch verbleibenden UKW-FM-Empfängern auftreten, auf preiswerte Kombinationsempfänger für FM einerseits und digitale Modulation andererseits verzichtet werden müßte.
Dabei ist pro Sender ein Programm vorgesehen.
Das vorgeschlagene Verfahren verwendet die Frequenzmodulation ( FM) bzw. die Continuons Phase Modulation (CPM) und das Frequency Shift Keying ( FSK) für das digitale Signai. Es wird ein CPM-Verfahren für Schmalband-DAR (Digital Audio Radio) angegeben, bei dem pro Rundfun kkanal ein Frequenzkanai benutzt wird.
Verwendet man wie oben beschrieben Daten kompression unter Zuhilfenahme der Quell-Codierung, dann bieten sich bekannte Stand artverfahren für d ie Signalaufbereitung an (vgl. International Standard ISO/IEC 1 1 172 (Coding of Moving Pictures and Associated Audio for Digital storage Media at up to 1 ,5 Mbit/s - Audio Part 1 1 172-3, März 1993). Für d ie Signalaufbereitung kann z.B. das auch bei COFDM-DAR übliche Quellcod ierungsverfahren (Musicam) eingesetzt werden. Werden die digitalen Symbole geeignet verrundet (z.B. Gauß-Filterung GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) oder TFM (Tamed Frequency Modulation)), so erhält man für das vorgeschlagene Verfahren eine HF-Band breite, die dem im UKW-FM-Band pro Sender üblichen Wert entspricht. Das vorgeschlagene Verfahren zum digitalen Rundfunkempfang ist also zu dem bestehenden UKW-FM-Rundfun k band breiten kompatibel.
Aufgrund der erfindungsgemäßen konstanten Einhüllenden kann der Sender im C-Betrieb (d.h. nicht linearer Betrieb/Sättigungsbereich ) arbeiten. Somit ist es mögl ich, Sender, die bislang FM-Rundfunk abstrahlen, zum Senden von CPM-Signalen zu verwenden (Sender-Kompatibi lität).
ERSATZBLATT Dadurch ergeben sich erfindungsgemäß im Vergleich zu den bisherigen Lösungsansätzen mehrere entscheidende Vortei le:
1. Keine großen Investitionen auf der Senderseite nötig.
2. Bequeme Möglich keit zur Einführung des Verfahrens. 3. Großer Wi rkungsgrad des Senders wegen C-Betrieb.
4. Senderseitige Tests sind einfach möglich.
5. Vorhandene Sende-Antennen können weiterbenutzt werden.
Will man im bestehenden UKW-FM-Band einzelne Sender auf DAR umstellen oder DAR in bislang ungenutzten Kanälen ausstrahlen, darf dadurch keine Störung in den vorhandenen UKW-Empfangsgeräten entstehen. Solche Störungen entstehen jedoch dann, wenn ein HF-Signal eine Amplitudenmodulation (AM) aufweist. Erfindungsgemäß wird dieses Problem für den terrestischen Rundfunk durch die Verwendung von digitalen Rundfunksignalen mit konstanter Einhüllender gelöst. Erfindungsgemäß ergibt sich damit der weitere Vorteil, daß die CPM-Signale empfangskompatibel sind.
Für die Empfänger von digitalen Signalen sind i.a. "l ineare" Empfangskonzepte üblich. Diese sind recht aufwendig. Lineare Empfänger werden für schwierige Empfangsverhältnisse benötigt, z.B. beim mobilen Empfang im Auto.
Die konstante Einhüllende des CPM-Signals gestattet jedoch auch recht einfache Empfangskonzepte entsprechend zu den bei FM üblichen
Empfängerkonzepten (Begrenzerverstärker und Diskriminator). " Einfache" Empfänger benötigen normale Empfangsverhältnisse. Unter dieser Voraussetzung ist kein Qualitätsunterschied im empfangenen Programm vorhanden.
Der einfache Empfänger geht davon aus, daß die gesamte Information eines winkelmodul ierten Signals aus seinen Nulld urchgängen gewonnen _werden kann. Dies führt auf ein Empfangskonzept, das in folgenden Komponenten identisch mit einem konventionellen (analogen) FM-Empfänger ist:
HF-Eingangsstufe und Tuner (Frequenzumsetzer) ZF-Verstärker: Fi lter und Begrenzerverstärker FM-Demodulator: üblicher analoger Diskriminator o.a.
ERSATZBLATT Der Aufwand für diesen Tei l des Empfängers ist somit äußerst gering. Zusätzlich ist der Stromverbrauch niedrig, was besonders für portable Geräte von Bedeutung ist.
Der analoge FM-Demodulator hat zudemhin die Eigenschaft, daß er bezüglich kleiner Ablagen von der Sollfrequenz absolut un kritisch ist.
An dem FM-Demodulator schl ießt der eigentliche Datenempfänger an. Dieser besteht aus einem signalangepaßten Filter und einer Entscheiderstufe. Weiter ist eine Schaltung zur Bittakt-Synchronisation erforderlich (Fig. 1 ).
Für den Datenempfänger bietet sich eine digitale Realisierung an. Abhängig von der Kanal-Cod ierung kann der Entscheider z.B. als Viterbi-Decoder mit Soft-Decision realisiert werden. Hierfür werden bereits integrierte Schaltkreise angeboten (z.B. Firma QUALCOM, Model Q02561 -1 N), so daß der Aufwand trotzdem gering bleibt.
Eine Kanal-Entzerrung ist für den einfachen Empfänger nicht vorgesehen, da die Capture-Eigenschaft der FM bekanntermaßen Echos, Inkanal-Störer und Nachbarkanal-Störer weitestgehend unterdrückt. Von analogen FM-Empfängern ist bekannt, daß sich Capture-Ratios von < 1 dB erreichen lassen.
Der einfache Empfänger ist damit bill ig in der Herstellung und sparsam im Stromverbrauch. Er eignet sich einerseits für portable Geräte (Henkelware) und andererseits für stationäre Empfänger (Stereo-Anlagen ) mit günstigen Empfangsverhältnissen.
Da im Fal l einer analogen FM-Übertragung nach dem Frequenzdemodulator bereits das Multiplexsignal zur Verfügung steht, lassen sich mit diesem Konzept in einfacher Art Kombinationsempfänger für FM-UKW einerseits _und DAR andererseits erstellen.
Die Möglichkeit auch mit einfachen und kostengünstigen Empfängern DAR empfangen zu können, ist einer der wesentlichen Vorteile der Erfindung.
Das HF-Eingangstei l des l inearen Empfängers unterscheidet sich prinzipiel l
ERSATZBLATT nicht von dem des einfachen Empfängers. Das ZF-Filter (Zwischenfrequez- Filter) kann ebenfalls gleichartig sein.
Der erste Unterschied besteht im ZF-Verstärker. Dieser muß linear sein. Damit verbunden ist die Forderung, daß der ZF-Verstärker eine automatische Verstärkungsregelung besitzt, so daß er am Ausgang ein Signal mit konstantem Pegel liefert.
Das ZF-Signal wird dann mit Hilfe von zwei linearen Multiplizierern, von denen einer mittels eines Cos-Trägers, der andere mittels eines Sin-Trägers angesteuert wird, in die Tiefpaß-Lage umgesetzt. (Bandpass > Tiefpass - Transformation, Fig. 2).
Weitere wesentliche Unterscheidungsmerkmaie des linearen Empfängers sind: a) Er besitzt einen Entzerrer zur Kompensation von Mehrwegeausbrei¬ tungen (Echos), b) Das signalangepaßte Filter und der Entzerrer sind kanaladaptiv.
Für die Entzerrung sind verschiedene Verfahren möglich: - Decision Feedback Equalizer (DFE) oder Viterbi-Entzerrer
Wird ein DFE verwendet, ist der CPM-Demodulator weitgehend identisch mit dem (aus der Literatur hinlänglich bekannten ) PSK-Demodulator. Wie Fig. 3 zeigt, enthält der DFE jedoch zusätzlich - abweichend vom
PSK-Demodulator - einen CPM-Modulator im Rückführungszweig. Dieser erzeugt das zu den bereits empfangenen Symbolen gehörende Sendesignal. Die Antwort des signalangepaßten Fi lters auf dieses Signal wird dem Rückführungszweig zugeführt. Die Anpassung von Matched Filter und DFE an den zeitvarianten Kanal erfolgt in der gleichen Art wie bei einem
PSK-Demodulator. Während einer periodisch wiederholten Trainingssequenz wird der Kanal vermessen. Zwischen zwei Kanalmessungen wird d ie geschätzte Kanal-Impulsantwort (Stoßatwort) mit einem Adaptionsalgorithmus der sich ändernden Impulsantwort des realen Kanals nach geführt.
Das für die Kanalvermessung (mit Hilfe einer Korreiationsmessung) notwendige Vergleichssignal setzt aufgrund der Nichti inearität der CPM
ERSATZBLATT wieder ein Modell des Senders voraus, welcher während der Vermessung mit der Testsequenz gespeist wird. Dies bedeutet aber keinen Mehraufwand, da die Testsequenz a priori bekannt ist. Es wird das zugehörende Sendesignal im Empfänger fest abgespeichert und es wird somit der zugehörige Algorithmus für den CPM-Modulator im Empfänger nicht benötigt.
Das für die Kanal Vermessung verwendete Sendesignal muß spektral "weiß" sein. Wegen der nichtlinearen Eigenschaften der Frequenzmodulation trifft dies für die Testsequenz selbst nicht notwendigerweise zu.
Da der l ineare Empfänger kritisch bezügl ich eines Frequenzversatzes ist, scheiden analoge Verfahren für die Frequenzmodulation aus. Senderseitig müssen die vorhandenen Modulatoren (Steuersender) ersetzt werden, z.B. durch einen EP ROM -Modulator oder ein NCO (Numerically Controlled
Osci Ilator )-Modulator. Bei einem Steuersender mit einem EPROM-Modulator werden für die Entzerrung der digitalen Frequenzmodulation (CPM) die zeitlichen Verläufe der I- und Q-Komponenten für d ie Symbole des CPM-Signals elektrisch gespeichert (EPROM) und mittels einer Ansteuerschaltung ausgelesen.
Erfindungsgemäß ergeben sich auch für die Sender einfache Konzepte. Abbildung 4 zeigt in schematischer Darstellung die Erzeugung eines Signais mit kostanter Amplitude zum Aussenden digitaler Informationen. In einem elektronischen Speicher, z.B. einem EPROM, werden die zeitlichen Verläufe der I- und Q-Komponenten für die Symbole der CPM-Signale abgespeichert. Sie werden mittels einer Ansteuerschaltung ausgelesen und mit Hilfe von D/A-Wandlern transformiert. Nachdem die so erezeugten Signale einen Frequenzfilter passiert haben werden sie nach bekannter Methode zu dem ampl ituden konstanten Sendesignal weiter verarbeitet.
Abbildung 5 zeigt eine weitere bevorzugte Variante der Erzeugung von Sendesignalen zur Übermittlung digitaler Daten. Unter Verwendung von einem NCO (Numerical Controld Osci l lator) wird das zu sendende Signal mittels einer Steuereinheit dem D/A-Wandler zugeführt. Dieser sendet sein Ausgangssignal auf den Frequenzgenerator und moduliert somit das in seiner Amplitude konstante Sendesignal.
ERSATZBLATT

Claims

Patentansp r üche
1. Verfahren zur digitalen Rundfunkübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modulationsverfahren mit konstanter Einhüllender eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine Continuous Phase Modulation (CPM) durchgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung innerhalb der Übertragungsbandbreite eines FM-Rundfunkkanais durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das senderseitige CPM-Signal mit einem einfachen FM-Empfänger verarbeitet wi rd.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das senderseitige CPM-Signal mit einem linearen Empfänger verarbeitet wird.
ERSATZBLATT
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß senderseitig für d ie Erzeugung der digitalen Frequenzmodulation (CPM) die zeitlichen Verläufe der I- und Q-Komponenten für die Symbole eines CPM-Signals elektronisch gespeichert werden (z.B.
EPROM) und mittels einer Ansteuerschaltung ausgelesen werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß senderseitig ein Numerically Control led Oscillator (NCO) für die
Frequenzmodulation eines CPM-Signals verwendet wird.
8. Empfänger für ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der zumindest eine HF-Eingangsstufe, einen Frequenzumsetzer, einen ZF-Verstärker, einen FM-Demodulator und eine Daten-Rückgewinnungε-Einrichtung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß
- d ie HF-Eingangsstufe und der Frequenzumsetzer - der ZF-Verstrker
- der FM-Demodulator identisch oder ähnlich denen eines analogen FM-Empfängers sind, und daß die Daten-Rückgewinnungε-Einrichtung des Empfängers
- ein signalangepaßtes Filter, - einen Entscheider und
- eine Bittakt-Synchronisation enthält.
9. Empfänger für ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger einen linear betreibbaren ZF-Verstärker
(Zwischenfrequenz-Verstärker) enthält.
ERSATZBLATT
10. Empfänger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
- eine Bandpaß-Tiefpaß-Transformation, - ein signalangepaßtes digitales Filter mit Adaption der
Fi lter-Koeffizienten,
- ein Entzerrer mit Adaption der Entzerrerkoeffizienten,
- ein Entscheider,
- eine Bittakt-Synchronisation und - eine Kanal Vermessung im Empfänger enthalten sind.
ERSATZBLATT
EP94901862A 1992-11-25 1993-11-24 Verfahren und empfänger für die terrestrische digitale rundfunkübertragung Withdrawn EP0629323A1 (de)

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DE4239509A DE4239509A1 (de) 1992-11-25 1992-11-25 Verfahren und Empfänger für die terrestrische digitale Rundfunkübertragung
PCT/EP1993/003294 WO1994013071A1 (de) 1992-11-25 1993-11-24 Verfahren und empfänger für die terrestrische digitale rundfunkübertragung

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EP94901862A Withdrawn EP0629323A1 (de) 1992-11-25 1993-11-24 Verfahren und empfänger für die terrestrische digitale rundfunkübertragung

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DE (1) DE4239509A1 (de)
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