EP2115988A1 - Anwendung von vorläufig entschiedenen symbolen in einem quadraturempfänger - Google Patents

Anwendung von vorläufig entschiedenen symbolen in einem quadraturempfänger

Info

Publication number
EP2115988A1
EP2115988A1 EP08707048A EP08707048A EP2115988A1 EP 2115988 A1 EP2115988 A1 EP 2115988A1 EP 08707048 A EP08707048 A EP 08707048A EP 08707048 A EP08707048 A EP 08707048A EP 2115988 A1 EP2115988 A1 EP 2115988A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
symbol
auxiliary
decided
radius
symbols
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.)
Withdrawn
Application number
EP08707048A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Bock
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.)
Entropic Communications LLC
Original Assignee
TDK Micronas 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 TDK Micronas GmbH filed Critical TDK Micronas GmbH
Priority to EP08707048A priority Critical patent/EP2115988A1/de
Priority claimed from PCT/EP2008/000250 external-priority patent/WO2008087004A1/de
Publication of EP2115988A1 publication Critical patent/EP2115988A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Definitions

  • the invention relates to a method for deciding a symbol when receiving a signal coupled to a quadrature signal according to the preamble features of claim 1 or a circuit arrangement for carrying out such a method.
  • Fig. 11 shows one suitable for implementing the method
  • an A / D converter 1 In which as an introductory component, an A / D converter 1 is shown.
  • the A / D converter converts the analog reception signal sa into a digitized or digital signal sd.
  • the digital signal sd is output to a quadrature converter or mixer 2, which converts the digitized or digital signal sd into baseband and splits it onto the two quadrature components I, Q.
  • the signal output from the mixer 2 is applied to a gain controller 3 in a manner known per se.
  • a signal amplified by the gain controller 3 is applied to a low-pass filter 4 supplied, the output signal of which is supplied to a sampling device 5, at which a sampling clock ti is applied for sampling.
  • a signal sampled with the sampling device 5 is output to a further low-pass filter 6, preferably a Nyquist filter, and filtered by the latter and applied to an E-qualifier 7 (German: equalizer).
  • the equalizer 7 outputs received signal values or received symbols S to a decision maker 8, which decides a symbol and outputs a decided symbol D.
  • the decided symbol D is output on further circuits for further data processing, as is known per se.
  • a circuit 9 for determining a phase difference ⁇ can be applied to both the received signal value and the received symbol S and the ent ⁇ different symbol D in order to determine therefrom the standing between these loading phase difference ⁇ .
  • the phase difference ⁇ is applied to a frequency control device 10, FC, which is designed as a carrier control device.
  • the frequency control device 10 controls, in a manner known per se, a local oscillator 11, which outputs two carriers offset by 90 ° to the mixer 2, so that the mixer 2 receives the digital signal sd to provide the two quadrature components I, Q receives.
  • these components can be implemented in a known manner and in a different order and configuration. Modifications in a manner known per se, however, can also be implemented with regard to the other components.
  • Both the signal values or symbols S output by the equalizer 7 and the decided symbols D output by the decision maker 8 are also applied to a clock control device 14. From this, the clock control device 14 determines, in a manner known per se, the sampling clock ti which is applied to the scanning device 5. In addition, the decided symbols D are applied as another input signal to the equalizer 7 for processing in a manner known per se.
  • Fig. 12 shows a Mueller-Müller correlator for detecting errors at the sampling time. Shown are the block which forms the clock control device 14 in FIG. 11, as well as the decision maker 8 (English, slicer or data slicer). The undecided signals are correlated with the decided symbols D of the neighboring time.
  • a subsequent low-pass filter LP generates a control voltage for the change of the sampling phase or of the sampling clock ti.
  • the received signal or undecided symbol S is correlated with the delayed decided symbol D, in the other branch the decided symbol D with the delayed received signal or the undecided symbol S is correlated.
  • a clock synchronization with Hilfssvmbolen is used according to DE 102 49 492 Al, in which the decider does not output symbols of the alphabet, but auxiliary symbols of the alphabet on nominal radii, but at the angle of the received signal to the correlator. Sollradien are such radii, on which occur symbols of the symbol alphabet.
  • DE 102 49 492 A1 describes a method and a circuit for generating an auxiliary symbol for adjusting a QAM demodulator (QAM: Quadrature Amplitude Modulation).
  • QAM Quadrature Amplitude Modulation
  • the method is applied to receiving a digital signal coupled to a quadrature signal of two quadrature signal components.
  • a scanning device which is dependent on symbol sampling times, preliminary symbols or corresponding signal values from the digital signal and their polar coordinates are scanned.
  • an associated setpoint radius is determined which, in conjunction with the angle component of the preliminary symbol, determines the polar coordinates of the auxiliary symbol in the plane of the quadrature signal pair.
  • This auxiliary symbol replaces during the adjustment phase the decisive symbol in at least one decision-feedback control.
  • a multiplexer with its signal inputs to a decision maker for preliminary auxiliary symbols and with an input to a symbol decision for decided symbols is have been connected and forming a switching device, which is controlled by a STEU ⁇ er worn then from the auxiliary symbol on a decided icon switches when the decided symbol is safely within the capture range of each decision feedback loop.
  • Fig. 13 shows a representation of a first quadrant of 64-QAM.
  • a draw symbol S sketched by a point at the end of the radius ray
  • D °, z To the left, but to the nearest nominal radius, which is outlined in bold.
  • an auxiliary symbol is generated at the receiving angle ⁇ which, as a decided provisional symbol Dr, passes to the sampling rate recovery and other control loops of the receiver, in particular to the equalizer.
  • Such a method can also be implemented in an arrangement as shown in FIG. 2 with two decision makers 8, 12. Decisions in the upper decision maker 12 serving as auxiliary decision maker are made according to DE 103 44 756 A1 or EP 1 523 144 only or preferably according to radii. A switchover between the decided symbols D and Dr takes place in a switching device 13, X. Instead of a second decider 12 and the actual first decision maker 8 can be changed per se to make a decision only or preferably to radii.
  • control voltage for the sampling clock ti is useful only in the vicinity of the target time. This problem occurs in particular if the phase of the sampling clock ti is still far from its nominal value and if a small roll-off factor of the Nyquist filter is used, so that corresponding eye diagrams as decision criteria are very narrow.
  • FIG. 15 shows a simulation of the output voltage of the Mueller-Müller correlator as a function of the sampling phase in 256-QAM, in decisions with a rectangular discriminator, which is sketched by thin curves, and with auxiliary symbols according to DE 102 49 492 A1, which is represented by thick curve is outlined. In this case, a normalization of the two curves to the same slope in the central area.
  • the RoIl off factor of the Nyquist filter is 12%, no carrier frequency offset is present, and an average of 40,000 symbol transitions has been used.
  • FIG 16 shows a simulation of the output voltage of the Mueller-Müller correlator as a function of the sampling phase in 256-QAM, decisions with a rectangular separator, shown as a thin curve, and with auxiliary symbols according to DE 102 49 492 A1, shown as a thick curve, FIG the normalization of the last image was retained and is also used in the other similar comparative measurements.
  • a RoIl-off factor of the Nyquist filter is 12%, a carrier frequency offset is 1.6% of the symbol rate and an average of 40000 symbol transitions has been taken into account.
  • an intersection point on a single auxiliary radius is determined for a received signal in a first step in the radial direction, namely in such a way that rotation is effected on the auxiliary radius up to a position in whose radial course an actual predetermined position is located for a possible icon.
  • Auxiliary symbols are thus positioned with an auxiliary radius in the intersection of a radial axis which passes through an actually possible predetermined position of digital signals and output as preliminary symbols to the other components of the corresponding control circuit.
  • the auxiliary radius can be dimensioned such that it itself does not intersect any of the possible predefined positions for actual digital signals or decidable symbols.
  • An essential aspect of such a procedure is that the angle of the received signal is decided so that it falls on the angle of a set point of the respective Qm constellation. Such decided temporary auxiliary symbols are used in the described circuit arrangement only for the regulation of the equalizer.
  • EP 1523144 shows a further circuit arrangement and method for deciding symbols in a manner known per se.
  • the object of the invention is to propose a method or a circuit arrangement which enable the generation of a control voltage with preferably a correlation circuit according to Mueller-Müller and even with large phase error of the symbol sampling time and also work with not yet engaged carrier frequency and phase control.
  • a method of deciding a decided symbol upon receipt of a received symbol coupled to a pair of quadrature signals in which the symbol is assigned to a particular setpoint of a plurality of setpoints in each plane spanned by the pair of quadrature signals, and each of the plurality of setpoints corresponds to a setpoint radius of a plurality of Sollradien is assigned, wherein on each of the set radii at least one of the setpoint points, and a receiving point of the received symbol on at least a predetermined fixed auxiliary radius a preliminary symbol is decided, the auxiliary radius independently of the
  • Sollradien is selectable, wherein the provisional symbol is decided on a position below the angle of the reception point of the received symbol on the auxiliary radius.
  • a method is also possible which can be used if none of the plurality of setpoint points lies on the auxiliary radius and if the angle of the reception point is unequal to an angle below which one of the decided symbols lies in the defined plane.
  • a method is also possible which can be used in addition to these then formally excluded parameter ranges if at least one of the plurality of setpoints lies on the auxiliary radius and if another such angle of the reception point is equal to an angle below that of one of the decided symbols in FIG the level defined, as it is known in each case.
  • a method is advantageous in which more than one such auxiliary radius is defined in the defined plane and the provisional symbol depends on the position of the received one Symbols in the plane spanned on one of the auxiliary radii or not decided.
  • the provisional symbol is only decided if the received symbol lies in at least one region of the plane which is defined for the auxiliary radius or the respective one of the auxiliary radii.
  • the provisional symbol is preferably decided only if the received symbol lies in at least one predetermined radius region of the defined plane.
  • the provisional symbol is preferably decided only if the received symbol lies in at least one predetermined radius region of the plane spanned with a radius greater than half the distance of the maximum of the symbol positions along one of the axes of the quadrature signal pair, particularly preferably with a radius greater than the distance of the maximum of the symbol positions lies along one of the axes of the quadrature signal pair.
  • An undecided received symbol may preferably be optionally unselected as the preliminary symbol instead of the preliminary symbol on the auxiliary radius.
  • the preliminary symbol is preferably forwarded to subsequent process steps or components for sampling rate recovery.
  • the preliminary symbol is preferably used for the equalizer and the determination of the sample clock.
  • the preliminary symbol and a decided symbol for a target position for subsequent driving steps or components are mixed, in which case means the relative adding.
  • a decision is designed to decide to a receiving point of the received symbol on at least a predetermined fixed auxiliary radius a preliminary symbol, wherein the auxiliary radius independently is selectable from the set radii, and wherein the decider decides the provisional symbol at a position below the angle of the reception point of the received symbol on the auxiliary radius.
  • a circuit arrangement is also made possible which, in addition to these then formally excluded parameter ranges, takes into account if at least one of the plurality of setpoints lies on the auxiliary radius and if another such angle of the reception point is equal to an angle below that of one of the decided symbols in FIG spanned level, as it is known on its own.
  • Such a circuit arrangement with a switching device which is designed to be advantageous when the threshold falls below or exceeds a threshold for sufficient adjustment accuracy between the forwarding of the preliminary symbol and a decided symbol for a target position to subsequent ones Switch process steps or components.
  • the switching device can be designed to receive symbols of a first decider and an auxiliary decider and to forward a selected one of these symbols.
  • a switching device which controls a single decider suitable, so that this outputs decided either for an auxiliary radius preliminary symbols or symbols for target positions decided symbols.
  • provision may be made, e.g. also a circuit arrangement with instead of a switching device of a mixing device, which is designed to mix their results for a sufficient adjustment accuracy depending on the provisional symbol and a decided symbol for subsequent method steps or components.
  • a clock controller is provided for providing a sampling clock to which the preliminary symbol is applied.
  • provisional symbols which were provisionally decided under the same angular constellation, such as the angular constellation of the received signals, not only as an input signal of an equalizer but also as an input signal for a clock control device for providing a sampling clock.
  • the method can be implemented in particular on a transmission of digital signals with QAM (Quadrature Amplitude Modulation), typical receiver concepts with complex downmixing into baseband, amplitude, carrier frequency / carrier phase and sampling rate control.
  • QAM Quadrature Amplitude Modulation
  • the method is according to the method according to DE 102 49 492 Al modified so that auxiliary symbols are not generated on all desired radii, but only on some selected radii of reference as auxiliary radii, in extreme cases only on a single radius. There new symbols are generated at the angle of the input signal.
  • the sample rate recovery circuit and the equalizer receive these preliminary symbols as "decided symbols". In extreme cases, the
  • Such a procedure can be implemented, for example. for complex digital modulation methods like QAM. They are used by the new radio, television and data services via cable and z. T. also used terrestrial.
  • Fig. 1 shows a plane spanned by quadrature signal components with symbols and Cartesian decision boundaries distributed therein in the first quadrant of 256-QAM to illustrate the basic idea of the preferred method
  • Fig. 2 is an exemplary circuit arrangement for carrying out the preferred method
  • FIG. 6 shows the plane spanned by the quadrature signal components according to a modified embodiment with an auxiliary radius and a decision area assigned to it;
  • FIG. 7 shows control voltages with decisions for only large radii of such a modified embodiment
  • Fig. 8 is a simulation of the output voltage of the Mueller-Müller correlator of such an embodiment
  • FIG. 9 shows the first quadrant of the plane spanned by the quadrature signal components to illustrate a further modified embodiment with two auxiliary radii; 10 shows the first quadrant of the plane spanned by the quadrature signal components to illustrate a still further modified embodiment with two auxiliary radii;
  • Fig. 11 is a circuit arrangement known per se for receiving QAM signals
  • FIG. 12 shows components of a known Müller-Müller correlator for detecting errors at sampling instants
  • FIG. 13 shows the first quadrant of the plane spanned by the quadrature signal components of 64-QAM for the purpose of illustrating a method according to the prior art according to DE 102 49 492;
  • FIG. 14 shows the first quadrant of the plane spanned by the quadrature signal components to illustrate symbols, set radii and Cartesian decision boundaries according to 256-QAM;
  • FIG. 15 shows an inherently known simulation of the output voltage of the known Mueller-Müller correlator as a function of the sampling phase in 256-QAM using the method according to DE 102 49 492;
  • FIG. ' shows an inherently known simulation of the output voltage of the known Mueller-Müller correlator as a function of the sampling phase in 256-QAM using the method according to DE 102 49 492;
  • FIG. ' shows an inherently known simulation of the output voltage of the known Mueller-Müller correlator as a function of the sampling phase in 256-QAM using the method according to DE 102 49 492;
  • Fig. 1 shows the first quadrant spanned by quadrature signal components Q, I of 256-QAM along the coordinate axes with coordinate values x, y.
  • target positions P P (x, y) on which sent and ideally also received symbols are.
  • Cartesian decision boundaries are shown in the usual manner, which form a decision area for the respectively lying in this target position P upon receipt of a symbol.
  • An essential element is a radius which runs as an auxiliary radius Rh, in particular with equidistant spacing around the origin of the coordinate system.
  • the auxiliary radius is chosen so that it is also possible that none of the desired positions P (x, y) is on the auxiliary radius Rh. The choice of the auxiliary radius is thus not dependent on the desired positions.
  • an example received signal value of a received symbol S which assumes an exemplary position Pe with receive coordinates xe, ye in the first quadrant.
  • this received signal value or this received symbol S in the case of a control loop that has not yet been adjusted, actually corresponds to a desired position P ° (3,2) in an adjacent decision area and a symbol actually assigned to this desired position P ° (3,2) D ° would be assigned.
  • the received symbol S is assigned to a position on the auxiliary radius Rh independently of the Cartesian decision boundaries.
  • the position on the auxiliary radius Rh is set so that the provisionally decided symbol Dr is positioned at the same angle ⁇ on the auxiliary radius Rh which corresponds to the angle ⁇ of the received symbol S.
  • FIG. 2 shows an exemplary circuit arrangement in which an A / D converter 1 is shown as an initiating component.
  • a clock signal t and a received receive signal sa are input to the A / D converter.
  • the A / D converter 1 converts the analog reception signal SA into a digita ⁇ ized or digital signal sd.
  • the digital signal sd is output to a quadrature converter or mixer 2, which converts the digitized or digital signal sd into the baseband and splits it onto the two quadrature components I, Q.
  • the signal output from the mixer 2 is applied to a gain controller 3 in a manner known per se.
  • a signal amplified by the gain controller 3 is supplied to a low-pass filter 4, the output of which is supplied to a sampling means 5 to which a sampling clock ti is applied for sampling.
  • a signal sampled with the sampling device 5 is output to a further low-pass filter 6, in particular a Nyquist filter, and filtered by it and applied to an equalizer (German: Entzer- rer) 7.
  • the equalizer 7 outputs received signal values or received symbols S to a decision maker 8, which decides a symbol and outputs a decided symbol D.
  • the decided symbol D is output on further circuits for further data processing, as is known per se.
  • a circuit 9 for determining a phase difference ⁇ both the received signal value and the received symbol S and the decided symbol D are applied in order to determine the phase difference ⁇ between them.
  • the phase difference ⁇ is applied to a frequency control device 10, FC, which is designed as a carrier control device.
  • the frequency control device 10 controls, in a manner known per se, a local oscillator 11 which outputs two carriers offset by 90 ° to the mixer 2, so that the mixer 2 supplies the digital signal sd for providing the two quadrature components I , Q receives.
  • these components can in a known manner also in a different order and Implementation be implemented.
  • modifications in a manner known per se can also be implemented with regard to the further components.
  • the circuit arrangement has an additional auxiliary decision block 12 to which the signal values or received symbols S output by the equalizer 7 are applied.
  • the auxiliary decision block 12 carries out a method according to the procedure which is described with reference to FIG. 1 in order to decide on the received symbols S or the signal values of the equalizer 7 provisional symbols Dr as auxiliary symbols and to output these.
  • Both the signal values or symbols S output by the equalizer 7 and the decided symbols D output by the decision maker 8 are applied to a clock control device 14 in the controlled state of the circuit arrangement.
  • the timing controller 14 determines, in a manner known per se, the sampling clock ti which is applied to the sampling means 5. In this way, a clock control loop is formed.
  • the decided symbols D are applied as a further input signal to the E-qualifier 7 for processing in a manner known per se.
  • Both the provisional symbols Dr of the auxiliary decision maker 12 and the decided symbols D of the decision maker 8 are applied to a switching device 13, X which optionally either one of the applied preliminary symbol Dr or the applied decided symbol D to the clock control device 14 and to the equalizer 7 creates.
  • the decision in the switching device 13 is made such that in non-steady or no longer steady clock control or equalizer 7, ie in particular when switching on the clock control circuit or the equalizer 7 of the circuit as long as the preliminary symbols Dr are forwarded until sufficient stability and the decided symbols D with sufficient accuracy lie on their desired radii.
  • the switching device 13 then forwards the decided symbols D to the equalizer 7 and / or the clock control device 14.
  • a mixing device can be used to mix their symbols Dr or D.
  • a circuit arrangement with the decision maker 8 for deciding the decided symbols D and the other decision maker as Hilfsentscheider 12 for example, a circuit arrangement with only a single decider can be used, which is driven accordingly, either provisional symbols Dr or decided symbols D to decide.
  • Such a single decider would then be driven by a control device to corresponding decisions, wherein the control device uses comparable criteria as the switching device 13, in particular Einregelphasen the decision criteria for deciding the provisional symbols Dr and in controlled circuit the decision criteria for the decided symbols D in Ent - to activate separators or to supply such decision criteria to the decider.
  • FIG. 3 shows a corresponding simulation of the output voltage of the Mueller-Müller correlator as a function of the sampling phase or the sampling clock ti at 256-QAM, in the case of decisions with a rectangular discriminator, shown as a thin curve
  • Ver ⁇ applies was an arbitrary normalization of the last signal and a roil-off factor of the Nyquist filter of 12% with no carrier frequency and phase offset.
  • Each graph shows an average of 40000 symbol transitions.
  • the control voltages according to the method according to DE 102 49 492 A1 and according to the present method are, in contrast to a control voltage, which is formed with decisions from the rectangular decision, independent of the position of the carrier frequency and phase, as with reference to FIG 4 is outlined.
  • Shown in FIG. 4 is a simulation of the output voltage of the Mueller-Müller correlator as a function of the sampling phase in 256-QAM, in decisions with a rectangular separator, shown as a thin curve, decisions with auxiliary symbol according to DE 102 49 492 A1 as dashed curve, and decisions for symbols on only one radius GE measure the method of FIG. 1 and 2, shown as a thick curve, with arbitrary normalization of the last signal.
  • the RoIl off factor of the Nyquist filter is 12% and the carrier frequency offset is 1.6% of the symbol rate, with each curve showing an average of 40000 symbol transitions.
  • control voltages with symbols according to the preferred method as a simulation of the output voltage of the Mueller-Müller correlator as a function of the sampling phase at 256-QAM, a RoIl-off factor of the Nyquist filter of 12% and a carrier frequency offset 1 , 6% of the symbol rate for 10 trials with 1000 symbol transitions each.
  • several equidistant or otherwise selected radii with their own decision zones can be used.
  • Particularly advantageous is a method in which only signals with high absolute values are decided. All other signals are passed on undecided.
  • Fig. 6 correspondingly shows the first quadrant of 256-QAM according to such a modified embodiment. While in FIG. 1 all received signal values or symbols S of a position corresponding to their received angle ⁇ are assigned to the auxiliary radius Rh as preliminarily decided symbols, according to the embodiment shown with reference to FIG. 6, only those received signal values or symbols S are decided as provisionally Symbols Dr or auxiliary symbols associated with the corresponding position on the auxiliary radius Rh, which are in a decision area with a radius value greater than or equal to the auxiliary radius Rh. Other signal values or received symbols remain unchanged in a decision according to this embodiment.
  • FIG. 7 shows corresponding control voltages with decisions for only large radii, that is to say for received signal values or symbols S which lie in the outer region of the first quadrant.
  • received signal values or symbols outside an auxiliary radius Rh are determined has a radial value equal to the outer position value of the Cartesian decision boundaries adjacent to the axes of the quadrature components Q, I or a corresponding desired position P (x, y).
  • Shown here is a simulation of the output voltage of a Mueller-Müller correlator as a function of the sampling phase at 256-QAM with a RoIl-off factor of the Nyquist filter of 12% and a carrier frequency offset of 1.6% of the symbol rate at 10 Try with 1,000 symbol transitions each.
  • FIG. 1 shows corresponding control voltages with decisions for only large radii, that is to say for received signal values or symbols S which lie in the outer region of the first quadrant.
  • received signal values or symbols outside an auxiliary radius Rh has a radial value equal to the outer position
  • FIG. 9 shows a first quadrant of 256-QAM, in which two auxiliary radii Rh, Rh * are arranged, whereby not necessarily set positions for decidable symbols must lie on them.
  • received signal values or received symbols S having a position in an outer radius range lying between the auxiliary radii Rh, Rh * are assigned to the outer of the two auxiliary radii Rh, while received signal values or symbols S * with a position within the radii range are assigned to the smaller of the two auxiliary radii Rh *.
  • auxiliary symbols or temporary symbols Dr are decided at the corresponding angles ⁇ , ⁇ * of the received signal values or symbols on the auxiliary radii Rh and Rh *, respectively.
  • all received signal values or symbols S, S * are assigned to one of the two auxiliary radii Rh or Rh * for determining a corresponding setpoint position and a corresponding provisional symbol Dr or Dr *.
  • the decision boundaries need not be in the middle between the radii, but otherwise can be chosen.
  • the radii on which the auxiliary symbols lie do not need to lie in the middle or at the border to decision areas, but may be elsewhere within the complex plane.
  • FIG. 10 shows by way of example the first quadrant of 256-QAM with likewise two auxiliary radii Rh, Rh *, in which case, for example, all received signal values or received symbols remain in a radius range between these two auxiliary radii Rh or Rh *.
  • signal values received in the radius range between the two auxiliary radii Rh or Rh * can be forwarded as undecided symbols to the sampling recovery or clock control device 14 and the equalizer 7.
  • the receiver by means of the switching device 13 in the locked state should preferably either a sampling rate control with a decision for an auxiliary symbol according to DE 102 494 92 Al, a Modified decision for an auxiliary symbol according to DE 102 494 92 A1 within the symbol boundaries of a symbol decision according to EP 1523144 or switched to a decision with a rectangular decision.

Landscapes

  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Entscheiden eines Symbols (D) beim Empfang von mit einem Quadratursignalpaar (I, Q) gekoppelten empfangenen Symbols (S), bei dem in einer vom Quadratursignalpaar aufgespannten Ebene (x, y) das Symbol (D) einem bestimmten Sollpunkt einer Vielzahl von Sollpunkten (P (x, y) ) zugeordnet ist und jedem der Sollpunkte auf einem Sollradius einer Vielzahl von Sollradien (Rl - R31) liegt, wobei auf jedem der Sollradien mindestens ein solcher der Sollpunkte (P (x, y) ) liegt, und zu einem Empfangspunkt (xe, ye, α) des empfangenen Symbols (S) auf zumindest einem vorbestimmt festgelegten Hilfsradius (Rh) ein vorläufiges Symbol (Dr) entschieden wird, wobei der Hilfsradius unabhängig von den Sollradien der Vielzahl der Sollpunkte (P (x, y) ) wählbar ist. Vorteilhaft ist, wenn dabei das vorläufige Symbol (Dr) auf einer Position unter dem Winkel (α) des Empfangspunkts (Pe) des empfangenen Symbols (S) auf dem Hilfsradius (Rh) entschieden wird.

Description

Verfahren und Schaltungsanordnung zum Entscheiden eines Symbols im komplexen Phasenraum eines Quadraturmodulationsverfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entscheiden eines Symbols beim Empfang eines mit einem Quadratursignal gekoppelten Signals gemäß den Oberbegriffliehen Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. eine Schaltungsanordnung zum Durchführen eines solchen Verfahrens.
Eine Rückgewinnung eines Abtasttaktes einschließlich Takt-, Abtastzeitpunkt- und Abtastraten-Rückgewinnung (engl, clock reco- very, timing recovery, rate control) beim Empfang eines mit einem Quadratursignal gekoppelten Signals erfolgt oft nach einem Korrelationsverfahren nach K. H. Mueller und M. S. Müller, wie dies beschrieben ist in „Timing Recovery in Digital Synchronous Data Receivers", IEEE Trans. Com., Vol. COM-24, No. 5, 516- 531, Mai 1976". Bei diesem Korrelationsverfahren wird nach E- nergieanteilen eines Symbols bei zeitlich benachbarten Signalen (engl, inter symbol interference) geschaut. Diese Methode hat den Vorteil, dass sie nur Signale mit der einfachen Symbolrate benötigt, wohingegen viele andere Methoden die doppelte Symbolrate verwenden.
Fig. 11 zeigt eine zur Umsetzung des Verfahrens geeignete
Schaltungsanordnung, bei welcher als einleitende Komponente ein A/D-Umsetzer 1 dargestellt ist. In den A/D-Umsetzer werden ein Taktsignal t und ein empfangenes analoges Empfangssignal sa eingegeben. Der A/D-Umsetzer 1 wandelt das analoge Empfangssig- nal sa in ein digitalisiertes bzw. digitales Signal sd um. Das digitale Signal sd wird an einen Quadratur-Umsetzer bzw. Mischer 2 ausgegeben, welcher das digitalisierte bzw. digitale Signal sd ins Basisband umsetzt und es auf die beiden Quadratur-Komponenten I, Q aufspaltet. Das vom Mischer 2 ausgegebene Signal wird einer Verstärkungsregeleinrichtung 3 in für sich bekannter Art und Weise angelegt. Ein von der Verstärkungsregeleinrichtung 3 verstärktes Signal wird einem Tiefpassfilter 4 zugeführt, dessen Ausgangssignal einer Abtasteinrichtung 5 zugeführt wird, an welcher ein Abtasttakt ti zum Abtasten anliegt. Ein mit der Abtasteinrichtung 5 abgetastetes Signal wird an einen weiteren Tiefpassfilter 6, vorzugsweise einen Ny- quistfilter, ausgegeben und von diesem gefiltert und einem E- qualizer (deutsch: Entzerrer) 7 angelegt. Der Equalizer 7 gibt empfangene Signalwerte bzw. empfangene Symbole S an einen Entscheider 8 aus, welcher ein Symbol entscheidet und ein entschiedenes Symbol D ausgibt. Das entschiedene Symbol D wird an weiteren Schaltungen zur weiteren Datenverarbeitung ausgegeben, wie dies für sich genommen bekannt ist. Einer Schaltung 9 zur Bestimmung einer Phasendifferenz Δφ werden sowohl der empfangene Signalwert bzw. das empfangene Symbol S als auch das ent¬ schiedene Symbol D angelegt, um daraus die zwischen diesen be- stehende Phasendifferenz Δφ zu bestimmen. Die Phasendifferenz Δφ wird einer Frequenzsteuereinrichtung 10, FC angelegt, welche als eine Trägerregeleinrichtung ausgestaltet ist. Die Frequenzsteuereinrichtung 10 steuert in für sich bekannter Art und Weise einen lokalen Oszillator 11 an, welcher zwei um 90° Grad versetzte Träger an den Mischer 2 ausgibt, so dass der Mischer 2 das digitale Signal sd zur Bereitstellung der beiden Quadratur-Komponenten I, Q erhält. Insbesondere diese Komponenten können in für sich bekannter Art und Weise auch in einer anderen Reihenfolge und Ausgestaltung umgesetzt werden. Modifikati- onen in für sich bekannter Art und Weise sind aber auch bezüglich der weiteren Komponenten umsetzbar.
An eine Taktsteuereinrichtung 14 werden ebenfalls sowohl die vom Equalizer 7 ausgegebenen Signalwerte bzw. Symbole S als auch die vom Entscheider 8 ausgegebenen entschiedenen Symbole D angelegt. Daraus bestimmt die Taktsteuereinrichtung 14 in für sich bekannter Art und Weise den Abtasttakt ti, welcher der Ab- tasteinrichtung 5 angelegt wird. Außerdem werden die entschiedenen Symbole D als weiteres Eingangssignal dem Equalizer 7 zur Verarbeitung in für sich bekannter Art und Weise angelegt. Fig. 12 zeigt einen Mueller-Müller-Korrelator zur Feststellung von Fehlern im Abtastzeitpunkt. Dargestellt sind der Block, welcher in Fig. 11 die Taktsteuereinrichtung 14 ausbildet, sowie darüber der Entscheider 8 (engl, slicer oder data slicer) . Die unentschiedenen Signale werden mit den entschiedene Symbolen D des Nachbarzeitpunktes korreliert. Ein nachfolgender Tiefpassfilter LP generiert eine Regelspannung für die Änderung der Abtastphase bzw. des Abtasttaktes ti. In einem Zweig wird das Empfangssignal bzw. unentschiedene Symbol S mit dem verzö- gerten entschiedenen Symbol D korreliert, im anderen Zweig das entschiedene Symbol D mit dem verzögerten Empfangssignal bzw. dem unentschiedenen Symbol S .
Zur schnelleren Synchronisation wird eine Taktsynchronisation mit Hilfssvmbolen nach DE 102 49 492 Al verwendet, bei der der Entscheider nicht Symbole des Alphabets, sondern Hilfssymbole des Alphabets auf Sollradien, aber unter dem Winkel des empfangenen Signals an den Korrelator ausgibt. Sollradien sind dabei solche Radien, auf denen Symbole des Symbolalphabets vorkommen.
DE 102 49 492 Al beschreibt ein Verfahren und eine Schaltung zur Erzeugung eines Hilfssymbols zum Einregeln eines QAM- Demodulators (QAM: Quadratur-Amplituden-Modulation) . Das Verfahren wird angewendet beim Empfang eines digitalen Signals, welches an ein Quadratur-Signal aus zwei Quadratur- Signalkomponenten gekoppelt ist. Entsprechend vorgegebenen Positionen des empfangenen digitalen Signals in der vom Quadratursignalpaar aufgespannten Ebene werden Sollradien und Bereichsgrenzen, insbesondere Radiengrenzen, bestimmt. Mittels einer von Symbol-Abtastzeitpunkten abhängigen Abtasteinrichtung werden vorläufige Symbole bzw. entsprechende Signalwerte aus dem digitalen Signal und deren polaren Koordinaten abgetastet. Aus den polaren Koordinaten, insbesondere der Radiuskomponente, wird ein zugehöriger Sollradius bestimmt, der in Verbindung mit der Winkelkomponente des vorläufigen Symbols die Polarkoordinaten des Hilfssymbols in der Ebene des Quadratursignalpaares bestimmt. Dieses Hilfssymbol ersetzt während der Einregelphase das entschiedene Symbol bei mindestens einer entscheidungsrückgekoppelten Regelung.
Bei QAM-Verfahren höherer Ordnung können einige dieser SoIl- kreisringe so schmal sein, dass einerseits ihre Auswertung in Verbindung mit den üblichen Störungen unsicher ist. Da ihr Regelbeitrag andererseits gering ist, stört diese Unsicherheit kaum und die unsicheren Kreisringe werden durch eine geeignete Gewichtung der Regelinformation in ihrer Wirkung weiter redu- ziert oder ganz ausgeblendet. Weiterhin ist bekannt, Kreisringe zuzulassen, die den jeweiligen Sollradius enger umschließen und ihn so mit größerer Sicherheit erfassen. Liegt der gemessene Radius außerhalb dieser engen Radiusgrenzen, dann wird gar kein Hilfssymbol gebildet, weil dies zu unsicher wäre.
Bei einer Schaltungsanordnung zum Umsetzen eines solchen Verfahrens ist ein Multiplexer mit seinen Signaleingängen an einem Entscheider für vorläufige Hilfssymbole und mit einem Eingang an einem Symbolentscheider für entschiedene Symbole angeschlos- sen und bildet eine Umschalteinrichtung, welche von einer Steu¬ ereinrichtung gesteuert dann vom Hilfssymbol auf ein entschiedenes Symbol umschaltet, wenn das entschiedene Symbol sicher innerhalb des Fangbereiches des jeweiligen entscheidungsrückgekoppelten Regelkreises liegt.
Insbesondere bei QAM-Verfahren höherer Ordnung mit einer großen Vielzahl an Sollradien, auf denen die möglichen vorgegebenen Positionen für die digitalen Signale liegen, besteht das Problem, dass die Zuordnung zu einem bestimmten der Sollradien in der anfänglichen Einregelphase nicht richtig vorgenommen wird, was zu einer deutlichen Verlängerung der Einregelzeit oder möglicherweise sogar zu einem Aufhängen in einer Schleife resul¬ tieren kann.
Fig. 13 zeigt eine Darstellung eines ersten Quadranten von 64- QAM. Beim Empfang eines Signals als unentschiedenem Symbol S, skizziert durch einen Punkt am Ende des Radiusstrahls, fällt die Entscheidung nicht auf das nächstgelegene Symbol D°, z. B. links davon, sondern auf den nächstgelegenen Sollradius, der fett skizziert ist. Dort wird nach DE 102 49 492 Al unter dem Emfpangswinkel α ein Hilfssymbol erzeugt, das als entschiede- nes vorläufiges Symbol Dr an die Abtastratenrückgewinnung und andere Regelschleifen des Empfängers, insbesondere an den Equalizer geht.
Umsetzbar ist ein solches Verfahren auch in einer Anordnung ge- maß Fig. 2 mit zwei Entscheidern 8, 12. Entscheidungen im als Hilfsentscheider dienenden oberen Entscheider 12 werden gemäß DE 103 44 756 Al oder EP 1 523 144 nur oder bevorzugt nach Radien getroffen. Eine Umschaltung zwischen den entschiedenen Symbolen D bzw. Dr erfolgen in einer Umschalteinrichtung 13, X. Statt eines zweiten Entscheiders 12 kann auch der eigentliche erste Entscheider 8 an sich verändert werden, um eine Entscheidung nur oder bevorzugt nach Radien zu bewerkstelligen.
Bei höherwertigen Symbolalphabeten, z.B. gemäß 256-QAM, 1024- QAM usw., sind die Entscheidungsfelder sehr eng, so dass sich entschiedene Symbole und unentschiedene Signale nicht sehr unterscheiden. Symbole, Sollradien Rl, R2, ..., R31 und kartesi- sche Entscheidungsgrenzen im ersten Quadranten von 256-QAM zeigt beispielhaft Fig. 14.
Damit wird die Regelspannung für den Abtasttakt ti erst in der Nähe des Sollzeitpunktes brauchbar. Dieses Problem tritt insbesondere dann auf, wenn die Phase des Abtasttaktes ti noch weit von ihrem Sollwert entfernt ist und wenn ein kleiner Roll-Off- Faktor des Nyquist-Filters verwendet wird, so dass entsprechende Augendiagramme als Entscheidungskriterien sehr eng sind.
Bei einem Trägerfrequenzoffset gibt es bei einem kartesischen Entscheider kaum richtige Regelinformationen. Hier hilft das Verfahren nach DE 102 49 492 Al, das auch im Falle einer falschen Phasenlage des lokalen Oszillators (engl, carrier phase offset) oder gar eines Frequenzoffsets (engl, carrier frequency offset) noch gültige Regelinforitiationen liefert.
Fig. 15 zeigt eine Simulation der Ausgangsspannung des Mueller- Müller-Korrelators in Abhängigkeit von der Abtastphase bei 256- QAM, bei Entscheidungen mit einem Rechteckentscheider, was durch dünne Kurven skizziert ist, und mit Hilfssymbolen nach DE 102 49 492 Al, was durch eine dicke Kurve skizziert ist. Dabei erfolgt eine Normierung der beiden Kurven auf gleiche Steilheit im Zentralbereich. Der RoIl-Off-Faktor des Nyquist-Filters beträgt 12 %, kein Trägerfrequenzoffset liegt vor und es wurde ein Mittelwert von jeweils 40000 Symbolübergängen verwendet.
Fig. 16 zeit eine Simulation der Ausgangsspannung des Mueller- Müller-Korrelators in Abhängigkeit von der Abtastphase bei 256- QAM, Entscheidungen mit einem Rechteckentscheider, dargestellt als dünne Kurve, und mit Hilfssymbolen nach DE 102 49 492 Al, dargestellt als dicke Kurve, wobei die Normierung des letzten Bildes beibehalten wurde und auch in den weiteren ähnlichen Vergleichsmessungen angewendet wird. Ein RoIl-Off-Faktor des Nyquist-Filters beträgt 12%, ein Trägerfrequenzoffset beträgt 1,6 % der Symbolrate und es wurden Mittelwert von jeweils 40000 Symbolübergängen berücksichtigt.
Zwar liefert eine Korrelation mit entschiedenem Hilfssignal nach DE 102 49 492 Al auch außerhalb der engen Grenzen, die ein kartesischer Entscheider bietet, ein Regelsignal für die Abtastphase. Allerdings ist dieses Signal sehr verrauscht. Dadurch kann nur eine sehr langsame Regelung der Abtastphase er- reicht werden.
Fig. 17 zeigt eine Simulation der Ausgangsspannung des Mueller- Müller-Korrelators in Abhängigkeit von der Abtastphase bei 256- QAM, mit Entscheidungen mit Hilfssymbolen nach DE 102 49 492 Al, einem RoIl-Off-Faktor des Nyquist-Filters von 12 % und einem Trägerfrequenzoffset von 1,6 % der Symbolrate bei 10 Versuchen mit je 1000 Symbolübergängen. US 2005/0220220 Al beschreibt ein weiteres Verfahren und eine entsprechende Schaltung zur Erzeugung eines Hilfssymbols . Ver- fahrensgerαäß wird zu einem empfangenen Signal in einem ersten Schritt in radialer Richtung ein Schnittpunkt auf einem einzigen Hilfsradius bestimmt, und zwar derart bestimmt, dass auf dem Hilfsradius eine Rotation vorgenommen wird bis zu einer Position, in deren radialem Verlauf sich eine tatsächliche vorgegebene Position für ein mögliches Symbol befindet. Hilfssymbole werden somit im Schnittbereich einer radialen Achse, die durch eine tatsächlich mögliche vorgegebene Position digitaler Signale verläuft, mit einem Hilfsradius positioniert und als vorläufige Symbole an die weiteren Komponenten des entsprechenden Regelkreises ausgegeben. Dabei kann der Hilfsradius so dimensio- niert sein, dass er selber keine der möglichen vorgegebenen Positionen für tatsächliche digitale Signale bzw. entscheidbare Symbole schneidet. Wesentlicher Aspekt einer solchen Verfahrensweise ist, dass der Winkel des empfangenen Signals so entschieden wird, dass er auf den Winkel eines Sollpunktes der je- weiligen Qm-Konstellation fällt. Derart entschiedene vorläufige Hilfssymbole werden bei der beschriebenen Schaltungsanordnung nur zur Regelung des Equalizers verwendet.
EP 1523144 zeigt eine weitere Schaltungsanordnung und Verfah- rensweise zum Entscheiden von Symbolen in für sich bekannter Art und Weise.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren bzw. eine Schaltungsanordnung vorzuschlagen, welche das Erzeugen einer Regelspannung mit vorzugsweise einer Korrelationsschaltung nach Mueller-Müller ermöglichen und auch bei großem Phasenfehler des Symbol-Abtastzeitpunktes und außerdem bei noch nicht eingerasteter Trägerfrequenz- und Phasenregelung funktionieren.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Entscheiden eines Symbols mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bzw. durch eine Schaltungsanordnung insbesondere zum Durchführen ei- nes solchen Verfahrens mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche .
Bevorzugt wird demgemäß ein Verfahren zum Entscheiden eines entschiedenen Symbols beim Empfang von mit einem Quadratursignalpaar gekoppelten empfangenen Symbols, bei dem in einer vom Quadratursignalpaar aufgespannten Ebene das Symbol einem bestimmten Sollpunkt einer Vielzahl von Sollpunkten zugeordnet ist und jeder der Vielzahl der Sollpunkte einem Sollradius einer Vielzahl von Sollradien zugeordnet ist, wobei auf jedem der Sollradien mindestens ein solcher der Sollpunkte liegt, und zu einem Empfangspunkt des empfangenen Symbols auf zumindest einem vorbestimmt festgelegten Hilfsradius ein vorläufiges Symbol entschieden wird, wobei der Hilfsradius unabhängig von den
Sollradien wählbar ist, wobei das vorläufige Symbol auf einer Position unter dem Winkel des Empfangspunkts des empfangenen Symbols auf dem Hilfsradius entschieden wird.
Ermöglicht wird insbesondere auch ein Verfahren, welches einsetzbar ist, wenn auf dem Hilfsradius keiner der Vielzahl der Sollpunkte liegt und wenn der Winkel des Empfangspunkts ungleich einem Winkel ist, unter dem eines der entschiedenen Symbole in der aufgespannten Ebene liegt.
Ermöglicht wird optional auch ein Verfahren, welches zusätzlich zu diesen dann formell ausgeschlossenen Parameterbereichen einsetzbar ist, wenn auf dem Hilfsradius zumindest ein weiterer der Vielzahl der Sollpunkte liegt und wenn ein weiterer solcher Winkel des Empfangspunkts gleich einem Winkel ist, unter dem eines der entschiedenen Symbole in der aufgespannten Ebene liegt, wie dies jeweils für sich genommen bekannt ist.
Vorteilhaft ist dabei ein Verfahren, bei dem mehr als ein sol- eher Hilfsradius in der aufgespannten Ebene festgelegt wird und das vorläufige Symbol abhängig von der Position des empfangenen Symbols in der aufgespannten Ebene auf einem der Hilfsradien oder nicht entschieden wird.
Das vorläufige Symbol wird insbesondere nur entschieden, falls das empfangene Symbol in zumindest einem für den Hilfsradius bzw. den jeweiligen der Hilfsradien vorbestimmten Bereich der aufgespannten Ebene liegt.
Das vorläufige Symbol wird dabei bevorzugt nur entschieden, falls das empfangene Symbol in zumindest einem vorbestimmten Radienbereich der aufgespannten Ebene liegt. Das vorläufige Symbol wird bevorzugt nur entschieden wird, falls das empfangene Symbol in zumindest einem vorbestimmten Radienbereich der aufgespannten Ebene mit einem Radius größer als der halbe Ab- stand der maximalen der Symbolpositionen längs einer der Achsen des Quadratursignalpaars liegt, besonders bevorzugt mit einem Radius größer als der Abstand der maximalen der Symbolpositionen längs einer der Achsen des Quadratursignalpaars liegt.
Ein nicht entschiedenes empfangenes Symbol kann bevorzugt optional unentschieden als das vorläufiges Symbol anstelle des vorläufigen Symbols auf dem Hilfsradius weitergeleitet werden.
Das vorläufige Symbol wird bevorzugt an nachfolgende Verfah- rensschritte oder Komponenten zur Abtastratenrückgewinnung weitergeleitet. Somit wird das vorläufige Symbol vorzugsweise für den Equalizer und die Bestimmung des Abtasttaktes bzw. die Abtastphase verwendet.
Bei Unter- oder Überschreiten einer Schwelle für eine ausreichende Einregelgenauigkeit wird zwischen dem Weiterleiten des vorläufigen Symbols und eines entschiedenen Symbols für eine Sollposition an nachfolgende Verfahrensschritte oder Komponenten umgeschaltet.
Alternativ dazu kann z.B. das vorläufige Symbol und ein entschiedenes Symbol für eine Sollposition für nachfolgende Ver- fahrensschritte oder Komponenten gemischt werden, wobei hier das verhältnismäßige Addieren bedeutet.
Eigenständig bevorzugt wird eine Schaltungsanordnung zum Ent- scheiden eines entschiedenen Symbols beim Empfang von mit einem Quadratursignalpaar gekoppelten empfangenen Symbols, bei dem in einer vom Quadratursignalpaar aufgespannten Ebene das Symbol einem bestimmten Sollpunkt einer Vielzahl von Sollpunkten zugeordnet ist und jeder der Vielzahl der Sollpunkte einem Sollra- dius einer Vielzahl von Sollradien zugeordnet ist, wobei auf jedem der Vielzahl von Sollradien mindestens ein solcher der Sollpunkte liegt, und ein Entscheider ausgelegt ist, zu einem Empfangspunkt des empfangenen Symbols auf zumindest einem vorbestimmt festgelegten Hilfsradius ein vorläufiges Symbol zu entscheiden, wobei der Hilfsradius unabhängig von den Sollradien wählbar ist und wobei der Entscheider das vorläufige Symbol auf einer Position unter dem Winkel des Empfangspunkts des empfangenen Symbols auf dem Hilfsradius entscheidet.
Möglich wird dadurch insbesondere auch, dass auf dem Hilfsradius keiner der Vielzahl der Sollpunkte liegt und dass der Winkel des Empfangspunkts ungleich einem Winkel ist, unter dem eines der entschiedenen Symbole in der aufgespannten Ebene liegt.
Ermöglicht wird optional auch eine Schaltungsanordnung, welche zusätzlich zu diesen dann formell ausgeschlossenen Parameterbereichen berücksichtigt, wenn auf dem Hilfsradius zumindest ein weiterer der Vielzahl der Sollpunkte liegt und wenn ein weiterer solcher Winkel des Empfangspunkts gleich einem Winkel ist, unter dem eines der entschiedenen Symbole in der aufgespannten Ebene liegt, wie dies jeweils für sich genommen bekannt ist.
Vorteilhaft ist eine solche Schaltungsanordnung mit einer Umschalteinrichtung, die ausgelegt ist, bei Unter- oder Über- schreiten einer Schwelle für eine ausreichende Einregelgenauigkeit zwischen dem Weiterleiten des vorläufigen Symbols und eines entschiedenen Symbols für eine Sollposition an nachfolgende Verfahrensschritte oder Komponenten umzuschalten. Dabei kann die Umschalteinrichtung ausgelegt sein, Symbole eines ersten Entscheiders und eines Hilfsentscheiders zu empfangen und ein ausgewähltes dieser Symbole weiterzuleiten. Möglich ist aber auch eine Umschalteinrichtung, welche einen einzigen Entscheider geeignet ansteuert, so dass dieser entweder für einen Hilfsradius entschiedene vorläufige Symbole oder für Sollpositionen entschiedene Symbole ausgibt.
Vorgesehen werden kann aber z.B. auch eine Schaltungsanordnung mit anstelle einer Umschalteinrichtung einer Mischeinrichtung, die ausgelegt ist, für eine ausreichende Einregelgenauigkeit abhängig von dem vorläufigen Symbol und einem entschiedenen Symbol für nachfolgende Verfahrensschritte oder Komponenten de- ren Ergebnisse zu mischen.
Bevorzugt wird eine Taktsteuereinrichtung zum Bereitstellen eines Abtasttakts, der das vorläufige Symbol angelegt wird.
Möglich ist der Einsatz einer solchen Verfahrensweise bzw. einer Schaltungsanordnung zum Durchführen eines solchen Verfahrens mit vorzugsweise einem einzigen Hilfsradius. Vorteilhaft können aber auch mehrere solche Hilfsradien eingesetzt werden, welchen bestimmte Bereiche, insbesondere Radienbereiche inner- halb der durch die Quadratur-Signalkomponenten aufgespannten Ebene als Entscheidungseinzugsbereiche zugeordnet werden. Bestimmt werden somit zur Einregelung eines Regelkreises insbesondere Hilfssymbole auf einem reduzierten Radiensatz für die Taktsynchronisation von QAM-Signalen. Überraschenderweise er- gibt sich durch die Positionierung des vorläufigen Symbols als Hilfssymbol unter dem Winkel des empfangenen Signals bzw. Symbols eine unerwartet schnelle Einregelung der Schaltungsanordnung, so dass ein baldiges Umschalten auf entschiedene Symbole oder eine höhere Gewichtung von entschiedenen Symbolen erfolgen kann. Besonders vorteilhaft ist auch der Einsatz der vorläufigen Symbole, welche unter der gleichen Winkelkonstellation vorläufig entschieden wurden, wie der Winkelkonstellation der empfangenen Signale, zum Einsatz nicht nur als Eingabesignal eines Equali- zers sondern auch als Eingabesignal für eine Taktsteuereinrichtung zum Bereitstellen eines Abtasttaktes. Dies führt zu einer überraschend schnellen Einregelung des Abtasttaktes und entsprechend schnellen Bereitstellung von empfangenen Symbolen bzw. Signalwerten für den oder die Entscheider.
Umsetzbar ist das Verfahren somit insbesondere auf eine Übertragung von digitalen Signalen mit QAM (Quadraturamplitudenmodulation) , typische Empfängerkonzepte mit komplexer Abwärtsmi- schung ins Basisband, Amplituden-, Trägerfrequenz- /Trägerphasen- und Abtastratenregelung.
Insbesondere bei höherwertigen Modulationsformen, z.B. QAM mit 256 oder 1024 Symbolen, wird verfahrensgemäß das Verfahren nach DE 102 49 492 Al so modifiziert, dass Hilfssymbole nicht auf allen Sollradien generiert werden, sondern nur auf einigen ausgewählten Sollradien als Hilfsradien, im Extremfall nur auf einem einzigen Radius. Dort werden neue Symbole unter dem Winkel des Eingangssignals erzeugt. Die Schaltung für die Abtastratenrückgewinnung sowie der Equalizer erhalten diese vorläufigen Symbole als "entschiedene Symbole". Im Extremfall stellt der
Hilfsentscheider für die Abtastratenregelung und den Equalizer "entschiedene Symbole" somit auf nur einem Radius zur Verfügung.
Umsetzbar ist eine solche Verfahrensweise z.B. für komplexe digitale Modulationsverfahren wie QAM. Sie werden von den neuen Rundfunk-, Fernseh- und Datendiensten über Kabel und z. T. auch terrestrisch benutzt.
Ein Ausführungsbeispiel sowie Modifikationen davon werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in verschiedenen der Figuren verweisen auf gleiche, gleich wirkende oder äquivalent wirkende Komponenten, Größen oder Funktionen und werden unter Verweis auf die Ausführungen in Beschreibungen zu anderen der Figuren nicht wiederholt beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine durch Quadratur-Signalkomponenten aufgespannte Ebene mit darin verteilten Symbolen und kartesischen Entscheidungsgrenzen im ersten Quadranten von 256-QAM zur Veranschaulichung des Grundgedankens der bevorzugten Verfahrensweise;
Fig. 2 eine beispielhafte Schaltungsanordnung zum Durchführen des bevorzugten Verfahrens;
Fig. 3 eine Simulation einer Ausgangsspannung eines Mueller- Müller-Korrelators;
Fig. 4 eine weitere Simulation der Ausgangsspannung bei modifizierten Parametern;
Fig. 5 eine weitere Simulation der Ausgangsspannung bei anders modifizierten Parametern;
Fig. 6 die durch die Quadratur-Signalkomponenten aufgespannte Ebene gemäß einer modifizierten Ausführungsform mit einem Hilfsradius und einem diesen zugewiesenen Entscheidungsbereich;
Fig. 7 Regelspannungen mit Entscheidungen für nur große Radien einer solchen modifizierten Ausführungsform;
Fig. 8 eine Simulation der AusgangsSpannung des Mueller- Müller-Korrelators einer solchen Ausführungsform;
Fig. 9 den ersten Quadranten der durch die Quadratur- Signalkomponenten aufgespannten Ebene zur Veranschaulichung ei- ner weiter modifizierten Ausführungsform mit zwei Hilfsradien; Fig. 10 den ersten Quadranten der durch die Quadratur- Signalkomponenten aufgespannten Ebene zur Veranschaulichung einer noch weiter modifizierten Ausführungsform mit zwei Hilfsra- dien;
Fig. 11 eine für sich genommen bekannte Schaltungsanordnung zum Empfangen von QAM-Signalen;
Fig. 12 Komponenten eines für sich genommen bekannten Muel- ler-Müller-Korrelators zur Feststellung von Fehlern in Abtastzeitpunkten;
Fig. 13 den ersten Quadranten der durch die Quadratur- Signalkomponenten von 64-QAM aufgespannten Ebene zur Veran- schaulichung eines Verfahrens gemäß dem Stand der Technik nach DE 102 49 492;
Fig. 14 den ersten Quadranten der durch die Quadratur- Signalkomponenten aufgespannten Ebene zur Veranschaulichung von Symbolen, Sollradien und kartesischen Entscheidungsgrenzen gemäß 256-QAM;
Fig. 15 eine für sich genommen bekannte Simulation der Ausgangsspannung des für sich genommen bekannten Mueller-Müller- Korrelators in Abhängigkeit von der Abtastphase bei 256-QAM unter Einsatz des Verfahrens gemäß DE 102 49 492;'
Fig. 16 eine Simulation der Ausgangsspannung mit modifizierten Parametern und
Fig. 17 eine weitere Simulation der Ausgangsspannung zur Veranschaulichung von Schwankungen bei einer Vielzahl durchgeführter Versuche.
Fig. 1 zeigt den ersten Quadranten, der durch Quadratur- Signalkomponenten Q, I von 256-QAM längs der Koordinatenachsen mit Koordinatenwerten x, y aufgespannt wird. Dargestellt sind mögliche Sollpositionen P = P(x, y) auf welchen gesendete und idealerweise auch empfangene Symbole liegen. Außerdem sind in üblicher Art und Weise kartesische Entscheidungsgrenzen dargestellt, welche einen Entscheidungsbereich für die jeweils in diesen liegende Sollposition P beim Empfang eines Symbols bilden. Wesentliches Element ist ein Radius, welcher als Hilfsra- dius Rh mit insbesondere äquidistantem Abstand um den Ursprung des Koordinatensystems verläuft. Der Hilfsradius ist dabei so gewählt, dass auch möglich ist, dass keine der Sollpositionen P(x, y) auf dem Hilfsradius Rh liegt. Die Wahl des Hilfsradius ist somit nicht von den Sollpositionen abhängig.
Dargestellt ist außerdem ein beispielhaft empfangener Signalwert eines empfangenen Symbols S, welcher eine beispielhafte Position Pe mit Empfangskoordinaten xe, ye in dem ersten Quadranten einnimmt. Beispielhaft könnte angenommen werden, dass dieser empfangene Signalwert bzw. dieses empfangene Symbol S bei noch nicht eingeregelter Regelschleife eigentlich einer Sollposition P°(3,2) in einem benachbarten Entscheidungsbereich und einem dieser Sollposition P°(3,2) eigentlich zugeordneten zu entscheidenden Symbol D° zugeordnet wäre.
Während der Einregelphase einer entsprechenden Schaltungsanordnung oder bei Bedarf auch zu späteren Zeitpunkten wird das emp- fangene Symbol S jedoch unabhängig von den kartesischen Entscheidungsgrenzen einer Position auf dem Hilfsradius Rh zugeordnet. Dabei wird die Position auf dem Hilfsradius Rh derart festgelegt, dass das vorläufig entschiedene Symbol Dr unter demselben Winkel α auf dem Hilfsradius Rh positioniert wird, der dem Winkel α des empfangenen Symbols S entspricht.
Dargestellt sind in Fig. 1 somit Sollpunkte P(x,y) für Symbole, kartesische Entscheidungsgrenzen und ein zentraler Radius als Hilfsradius Rh im ersten Quadranten von 256-QAM, auf dem ein Hilfssymbol als vorläufiges Symbol Dr für einen empfangenen komplexen Signalwert bzw. als unentschiedenes Symbol S gebildet wird. Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Schaltungsanordnung, bei welcher als einleitende Komponente ein A/D-Umsetzer 1 dargestellt ist. In den A/D-Umsetzer werden ein Taktsignal t und ein emp- fangenes analoges Empfangssignal sa eingegeben. Der A/D- Umsetzer 1 wandelt das analoge Empfangssignal sa in ein digita¬ lisiertes bzw. digitales Signal sd um. Das digitale Signal sd wird an einen Quadratur-Umsetzer bzw. Mischer 2 ausgegeben, welcher das digitalisierte bzw. digitale Signal sd ins Basis- band umsetzt und es auf die beiden Quadratur-Komponenten I, Q aufspaltet. Das vom Mischer 2 ausgegebene Signal wird einer Verstärkungsregeleinrichtung 3 in für sich bekannter Art und Weise angelegt. Ein von der Verstärkungsregeleinrichtung 3 verstärktes Signal wird einem Tiefpassfilter 4 zugeführt, dessen Ausgangssignal einer Abtasteinrichtung 5 zugeführt wird, an welcher ein Abtasttakt ti zum Abtasten anliegt. Ein mit der Abtasteinrichtung 5 abgetastetes Signal wird an einen weiteren Tiefpassfilter 6, insbesondere einen Nyquistfilter, ausgegeben und von diesem gefiltert und einem Equalizer (deutsch: Entzer- rer) 7 angelegt. Der Equalizer 7 gibt empfangene Signalwerte bzw. empfangene Symbole S an einen Entscheider 8 aus, welcher ein Symbol entscheidet und ein entschiedenes Symbol D ausgibt. Das entschiedene Symbol D wird an weiteren Schaltungen zur weiteren Datenverarbeitung ausgegeben, wie dies für sich genommen bekannt ist. Einer Schaltung 9 zur Bestimmung einer Phasendifferenz Δφ werden sowohl der empfangene Signalwert bzw. das empfangene Symbol S als auch das entschiedene Symbol D angelegt, um daraus die zwischen diesen bestehende Phasendifferenz Δφ zu bestimmen. Die Phasendifferenz Δφ wird einer Frequenzsteuer- einrichtung 10, FC angelegt, welche als eine Trägerregeleinrichtung ausgestaltet ist. Die Frequenzsteuereinrichtung 10 steuert in für sich bekannter Art und Weise einen lokalen Oszillator 11 an, welcher zwei um 90° Grad versetzte Träger an den Mischer 2 ausgibt, so dass der Mischer 2 das digitale Sig- nal sd zur Bereitstellung der beiden Quadratur-Komponenten I, Q erhält. Insbesondere diese Komponenten können in für sich bekannter Art und Weise auch in einer anderen Reihenfolge und Ausgestaltung umgesetzt werden. Modifikationen in für sich bekannter Art und Weise sind aber auch bezüglich der weiteren Komponenten umsetzbar.
Gemäß einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Schaltungsanordnung einen zusätzlichen Hilfsentscheider 12 auf, welchem die vom Equalizer 7 ausgegebenen Signalwerte bzw. empfangenen Symbole S angelegt werden. Der Hilfsentscheider 12 führt ein Verfahren gemäß der Vorgehensweise durch, welche an- hand Fig. 1 beschrieben ist, um zu den empfangenen Symbolen S bzw. den Signalwerten des Equalizers 7 vorläufige Symbole Dr als Hilfssymbole zu entscheiden und diese auszugeben.
An eine Taktsteuereinrichtung 14 werden im eingeregelten Zu- stand der Schaltungsanordnung sowohl die vom Equalizer 7 ausgegebenen Signalwerte bzw. Symbole S als auch die vom Entscheider 8 ausgegebenen entschiedenen Symbole D angelegt. Die Taktsteuereinrichtung 14 bestimmt in für sich bekannter Art und Weise den Abtasttakt ti, welcher der Abtasteinrichtung 5 angelegt wird. Derart wird ein Taktregelkreis gebildet. Außerdem werden die entschiedenen Symbole D als weiteres Eingangssignal dem E- qualizer 7 zur Verarbeitung in für sich bekannter Art und Weise angelegt.
Sowohl die vorläufigen Symbole Dr des Hilfsentscheiders 12 als auch die entschiedenen Symbole D des Entscheiders 8 werden einer Umschalteinrichtung 13, X angelegt, welche wahlweise eines der Symbole, also wahlweise entweder das anliegende vorläufige Symbol Dr oder das anliegende entschiedene Symbol D an die Taktsteuereinrichtung 14 und an den Equalizer 7 anlegt. Die Entscheidung in der Umschalteinrichtung 13 wird dabei derart getroffen, dass bei nicht-eingeschwungenem oder nicht mehr eingeschwungenem Taktregelkreis oder Equalizer 7, d.h. insbesondere beim Einschalten des Taktregelkreises oder des Equalizers 7 der Schaltungsanordnung so lange die vorläufigen Symbole Dr weitergeleitet werden, bis eine ausreichende Stabilität vorliegt und die entschiedenen Symbole D mit ausreichender Genau- igkeit auf ihren Sollradien liegen. Daraufhin leitet die Um- schalteinrichtung 13 die entschiedenen Symbole D an den Equalizer 7 und/oder die Taktsteuereinrichtung 14 weiter.
Anstelle einer Schaltungsanordnung mit dem Entscheider 8 zum
Entscheiden der entschiedenen Symbole D, dem weiteren Entscheider als Hilfsentscheider 12 sowie der Umschalteinrichtung 13 zum Umschalten zwischen diesen kann beispielsweise auch eine Mischeinrichtung eingesetzt werden zum Mischen von deren Symbo- len Dr bzw. D.
Anstelle einer Schaltungsanordnung mit dem Entscheider 8 zum Entscheiden der entschiedenen Symbole D und dem weiteren Entscheider als Hilfsentscheider 12 kann beispielsweise auch eine Schaltungsanordnung mit nur einem einzigen Entscheider eingesetzt werden, welcher entsprechend angesteuert wird, entweder vorläufige Symbole Dr oder entschiedene Symbole D zu entscheiden. Ein solcher einzelner Entscheider würde dann durch eine Steuereinrichtung zu entsprechenden Entscheidungen angesteuert, wobei die Steuereinrichtung vergleichbare Kriterien wie die Umschalteinrichtung 13 einsetzt, um in insbesondere Einregelphasen die Entscheidungskriterien zum Entscheiden der vorläufigen Symbole Dr und bei eingeregelter Schaltungsanordnung die Entscheidungskriterien für die entschiedenen Symbole D im Ent- scheider zu aktivieren oder solche Entscheidungskriterien dem Entscheider zuzuführen.
Solche Hilfssymbole als vorläufige Symbole Dr geben, zurückgeführt als entschiedene Symbole, in der Taktsteuereinrichtung 14 als für sich bekanntem MM-Korrelator ein sehr gutes Regelspannungsverhalten über den Gesamtbereich der möglichen Lage der Abtastphase .
Fig. 3 zeigt eine entsprechende Simulation der Ausgangsspannung des Mueller-Müller-Korrelators in Abhängigkeit von der Abtastphase bzw. dem Abtasttakt ti bei 256-QAM, bei Entscheidungen mit einem Rechteckentscheider, dargestellt als dünne Kurve, mit Hilfssymbolen nach DE 102 49 492 Al, dargestellt als gestrichelte Kurve, und dies für Symbole auf einem Radius gemäß dem Verfahren nach Fig. 1 und 2, dargestellt als dicke Kurve. Ver¬ wendet wurde eine willkürliche Normierung des letzten Signals und ein RoIl-Off-Faktor des Nyquist-Filters von 12 % ohne Trägerfrequenz- und Phasenoffset . Jede Kurve zeigt einen Mittelwert von 40000 Symbolübergängen.
Die Regelspannungen nach dem Verfahren gemäß DE 102 49 492 Al und gemäß dem vorliegenden Verfahren sind, im Gegensatz zu einer Regelspannung, die mit Entscheidungen aus dem Rechteckent- scheider gebildet wird, unabhängig von der Lage der Trägerfrequenz und -phase, wie dies anhand von Fig. 4 skizziert ist. Dargestellt ist in Fig. 4 eine Simulation der AusgangsSpannung des Mueller-Müller-Korrelators in Abhängigkeit von der Abtastphase bei 256-QAM, bei Entscheidungen mit einem Rechteckent- scheider, dargestellt als dünne Kurve, Entscheidungen mit Hilfssymbol nach DE 102 49 492 Al, dargestellt als gestrichelte Kurve, und Entscheidungen für Symbole auf nur einem Radius ge- maß dem Verfahren nach Fig. 1 und 2, dargestellt als dicke Kurve, bei willkürlicher Normierung des letzten Signals. Der RoIl- Off-Faktor des Nyquist-Filters beträgt 12% und der Trägerfrequenzoffset 1, 6 % der Symbolrate, wobei jede Kurve einen Mittelwert von 40000 Symbolübergängen zeigt.
Mit diesem Verfahren lassen sich auch außerhalb eines engen Bereiches um den richtigen Abtastzeitpunkt richtige Regelspannungen erzeugen, die zudem wesentlich weniger rauschen als solche mit dem Hilfsentscheider nach DE 102 49 492 Al erzeugten.
Fig. 5 zeigt Regelspannungen mit Symbolen nach dem bevorzugten Verfahren als eine Simulation der Ausgangsspannung des Mueller- Müller-Korrelators in Abhängigkeit von der Abtastphase bei 256- QAM, von einem RoIl-Off-Faktor des Nyquist-Filters von 12% und einem Trägerfrequenzoffset 1,6% der Symbolrate bei 10 Versuchen mit je 1000 Symbolübergängen. Außerdem können mehrere äquidistante oder sonst wie gewählte Radien mit je eigenen Entscheidungszonen verwendet werden.
Besonders vorteilhaft ist ein Verfahren, bei dem nur Signale mit großen Absolutwerten entschieden werden. Alle anderen Signale werden unentschieden weitergereicht.
Fig. 6 zeigt entsprechend den ersten Quadranten von 256-QAM gemäß einer solchen modifizierten Ausführungsform. Während gemäß Fig. 1 sämtliche empfangenen Signalwerte bzw. Symbole S einer deren empfangenen Winkel α entsprechenden Position auf dem Hilfsradius Rh als vorläufig entschiedene Symbole zugeordnet werden, werden gemäß der anhand Fig. 6 dargestellten Ausführungsform nur solche empfangenen Signalwerte bzw. Symbole S als vorläufig entschiedene Symbole Dr bzw. Hilfssymbole der entsprechenden Position auf dem Hilfsradius Rh zugeordnet, welche in einem Entscheidungsbereich mit einem Radiuswert größer oder gleich dem des Hilfsradius Rh liegen. Andere Signalwerte bzw. empfangene Symbole bleiben bei einer Entscheidung nach dieser Ausführungsform unverändert.
Fig. 7 zeigt entsprechende Regelspannungen mit Entscheidungen für nur große Radien, das heißt für empfangene Signalwerte bzw. Symbole S, welche im äußeren Bereich des ersten Quadranten lie- gen. Beispielsweise werden dabei empfangene Signalwerte bzw. Symbole außerhalb eines Hilfsradius Rh bestimmt, welcher beispielsweise einen radialen Wert gleich dem äußeren Positionswert der an die Achsen der Quadratur-Komponenten Q, I angrenzenden kartesischen Entscheidungsgrenzen oder einer entspre- chenden Sollposition P(x, y) hat. Dargestellt ist dabei eine Simulation der Ausgangsspannung eines Mueller-Müller- Korrelators in Abhängigkeit von der Abtastphase bei 256-QAM mit einem RoIl-Off-Faktor des Nyquist-Filters von 12% und einem Trägerfrequenz-Offset von 1,6% der Symbolrate bei 10 Versuchen mit je 1.000 Symbolübergängen. Fig. 8 zeigt eine Simulation der entsprechenden Ausgangsspannung des Mueller-Müller-Korrelators in Abhängigkeit von der Abtastphase bei 256-QAM im Fall von Entscheidungen mit einem Rechteck-Entscheider, welche als gepunktete Kurve dargestellt sind und die in diesem Fall wegen der Trägerfrequenzregelabweichung keine nennenswerte Regelgröße liefert, von Entscheidungen mit einem Hilfssymbol gemäß DE 102 49 492, welche als gestrichelte Kurve dargestellt sind, und von Entscheidungen für nur große Radien, welche als durchgezogene Kurve dargestellt sind gemäß einer Verfahrensweise nach Fig. 6, wobei bezüglich des letztgenannten Signals eine willkürliche Normierung angewendet wurde. Bei den Versuchen wurde ein RoIl-Off-Faktor des Nyquist- Filters von 12% und ein Trägerfrequenz-Offset von 1,6% der Symbolrate angesetzt, wobei die Kurven einen Mittelwert von je 40.000 Symbolübergängen zeigen.
Alternativ sind auch andere Entscheidungsbereiche mit insbesondere auch mehr als einem derart festgelegten Hilfsradius möglich. Beispielhaft zeigt Fig. 9 einen ersten Quadranten von 256-QAM, in welchem zwei Hilfsradien Rh, Rh* angeordnet sind, wobei nicht unbedingt Sollpositionen für entscheidbare Symbole auf diesen liegen müssen. Bei der anhand Fig. 9 beispielhaft dargestellten Ausführungsform werden empfangene Signalwerte bzw. empfangene Symbole S mit einer Position in einem äußeren Radienbereich, der zwischen den Hilfsradien Rh, Rh* liegt, dem äußeren der beiden Hilfsradien Rh zugeordnet, während empfangene Signalwerte bzw. Symbole S* mit einer Position innerhalb des Radienbereiches dem kleineren der beiden Hilfsradien Rh* zugeordnet werden. Wieder werden entsprechende Hilfssymbole bzw. vorläufige Symbole Dr unter den entsprechenden Winkeln α, α* der empfangenen Signalwerte bzw. Symbole auf den Hilfsradien Rh bzw. Rh* entschieden. Beispielhaft werden somit sämtliche empfangenen Signalwerte bzw. Symbole S, S* einem der beiden Hilfsradien Rh bzw. Rh* zur Bestimmung einer entsprechenden Sollpo- sition und eines entsprechenden vorläufigen Symbols Dr bzw. Dr* zugeordnet . Die Entscheidungsgrenzen brauchen nicht in der Mitte zwischen den Radien liegen, sondern können sonst wie gewählt werden. Die Radien, auf denen die Hilfssymbole liegen, brauchen nicht in der Mitte oder an der Grenze zu Entscheidungsbereichen liegen, sondern können sonst wo innerhalb der komplexen Ebene sein.
Auch ein Verfahren, bei dem nur Signale, deren Werte innerhalb bestimmter Gebiete liegen, also bei zwei Radien z. B. innerhalb des kleineren bzw. außerhalb des größeren Radius liegen, funk- tioniert. Diese Signale werden unter dem empfangenen Signalwinkel auf den kleinen bzw. größeren Radius abgebildet. Im Bereich zwischen den beiden Radien wird das empfangene Signal im Entscheider nicht verändert und einfach als "entschiedenes Symbol" ausgegeben. Zusätzlich möglich sind beliebige Kreisringe als Hilfsradien für unentschiedene Bereiche.
Fig. 10 zeigt dementsprechend beispielhaft den ersten Quadranten von 256-QAM mit ebenfalls zwei Hilfsradien Rh, Rh*, wobei in diesem Fall beispielhaft sämtliche empfangenen Signalwerte bzw. empfangenen Symbole in einem Radienbereich zwischen diesen beiden Hilfsradien Rh bzw. Rh* unentschieden bleiben. Insbesondere können derart in dem Radienbereich zwischen den beiden Hilfsradien Rh bzw. Rh* empfangene Signalwerte als unentschiedene Symbole an die Abtastrückgewinnung bzw. Taktsteuereinrich- tung 14 und den Equalizer 7 weitergeleitet werden.
Obwohl die bevorzugte Schaltung nach Fig. 2 für große Phasenabweichungen vom Abtastzeitpunkt ein wesentlich besseres Regelsignal als eine Schaltung mit Hilfssymbol nach DE 102 494 92 Al oder gar als eine mit Rechteckentscheider gibt, ist doch für Abtastzeitpunkte bei der oder nahe an der Idealphase die Performance der anderen Entscheider wesentlich besser. Dies gilt insbesondere für den Rechteckentscheider bei eingerasteter Trägerfrequenzregelung und Trägerphasenregelung. Daher sollte der Empfänger mittels der Umschalteinrichtung 13 im eingerasteten Zustand bevorzugt entweder auf eine Abtastratenregelung mit Entscheidung für ein Hilfssymbol nach DE 102 494 92 Al, eine modifizierte Entscheidung für ein Hilfssymbol nach DE 102 494 92 Al innerhalb der Symbolgrenzen eines Symbolentscheiders nach EP 1523144 oder auf eine Entscheidung mit Rechteckentscheider umgeschaltet werden.
Generell ist es auch möglich, die in zwei Entscheidern, einem Rechteckentscheider oder Entscheider nach DE 102 494 92 Al und einem Entscheider nach Fig. 1 und 2, oder mehr Entscheidern auf unterschiedliche Weise entschiedenen Symbole in zwei bzw. mehr Taktsteuereinrichtungen 14 zu bearbeiten und die Regelsignale mit einer entsprechenden Wichtung in einem nachfolgenden Block zu addieren. Damit hat man insbesondere für die Akquisitions- phase eine Regelspannung, die immer das richtige Vorzeichen hat und im Bereich idealer Abtastung eine große Steilheit. Die Wichtung zwischen den Signalen kann dem Fortschritt der Synchronisation angepasst werden.
Um den erforderlichen Aufwand zu minimieren, ist es stattdessen möglich, an Stelle verschiedener Korrelatoren für die verschie- denen Verfahren auch gleich die verschiedenen Arten "entschiedener Symbole", insbesondere Hilfssymbole auf einem einzelnen Radius nach insbesondere Fig. 1 und 2 und Symbole mit Rechteckentscheider oder solchem nach EP1523144 oder nach DE 102 494 92 Al zu addieren, bevor sie als ein "entschiedenes Symbol" im Mueller-Müller-Korrelator oder im Equalizer verwendet werden. Die Umschalteinrichtung 13 wird dann von einem Umschalter zu einem gewichteten Addierer.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Entscheiden eines Symbols (D) beim Empfang von mit einem Quadratursignalpaar (I, Q) gekoppelten empfangenen Symbols (S) , bei dem
- in einer vom Quadratursignalpaar (I, Q) aufgespannten Ebene (x, y) das Symbol (D) einem bestimmten Sollpunkt einer Vielzahl von Sollpunkten (P (x, y) ) zugeordnet ist und jeder der Vielzahl der Sollpunkte (P (x, y) ) einem Sollradius einer Vielzahl von Sollradien (Rl - R31) zugeordnet ist, wobei auf jedem der Vielzahl von Sollradien (Rl - R31) mindestens ein solcher der Sollpunkte (P (x, y) ) liegt, und
- zu einem Empfangspunkt (xe, ye, α) des empfangenen Symbols (S) auf zumindest einem vorbestimmt festgelegten Hilfsradius (Rh) ein vorläufiges Symbol (Dr) entschieden wird, wobei
- der Hilfsradius (Rh) unabhängig von den Sollradien (Rl - R31) wählbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass
- das vorläufige Symbol (Dr) auf einer Position unter dem Win- kel (α) des Empfangspunkts (Pe) des empfangenen Symbols (S) auf dem Hilfsradius (Rh) entschieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem auf dem Hilfsradius (Rh) keiner der Vielzahl der Sollpunkte (P (x, y) ) liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Winkel (α) des Empfangspunkts (Pe) ungleich einem Winkel ist, unter dem eines der entschiedenen Symbole (D) in der aufgespannten Ebene (x, y) liegt.
4. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem mehr als ein solcher Hilfsradius (Rh) in der aufgespannten Ebene (x, y) festgelegt wird und das vorläufige Symbol (Dr) abhängig von der Position (Pe) des empfangenen Symbols (S) in der aufgespannten Ebene (x, y) auf einem der Hilfsradien (Rh oder Rh*) oder nicht entschieden wird.
5. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem das vorläufige Symbol (Dr) nur entschieden wird, falls das empfangene Symbol (S) in zumindest einem für den Hilfsradius (Rh) bzw. den jeweiligen der Hilfsradien (RH, Rh*) vorbestimmten Bereich der aufgespannten Ebene (x, y) liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das vorläufige Symbol (Dr) nur entschieden wird, falls das empfangene Symbol (S) in zumindest einem vorbestimmten Radienbereich der aufgespannten Ebene (x, y) liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem ein nicht entschiedenes empfangenes Symbol (S) unentschieden als das vorläufiges Symbol anstelle des vorläufigen Symbols auf dem Hilfsra- dius (Rh; Rh, Rh*) weitergeleitet werden.
8. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem das vorläufige Symbol (Dr) an nachfolgende Verfahrensschritte oder Komponenten zur Abtastratenrückgewinnung weitergeleitet wird.
9. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem bei Unter- oder Überschreiten einer Schwelle für eine ausreichende Einregelgenauigkeit zwischen dem Weiterleiten des vorläufigen Symbols (Dr) und eines entschiedenen Symbols (D) für eine SoIl- position (P (x, y) ) an nachfolgende Verfahrensschritte oder Komponenten umgeschaltet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das vorläufige Symbol (Dr) und ein entschiedenes Symbol (D) für ei- ne Sollposition (P (x, y) ) für nachfolgende Verfahrensschritte oder Komponenten gewichtet addiert werden.
11. Schaltungsanordnung zum Entscheiden eines entschiedenen Symbols (D) beim Empfang von mit einem Quadratursignalpaar (I, Q) gekoppelten empfangenen Symbols (S), bei dem
- in einer vom Quadratursignalpaar (I, Q) aufgespannten Ebene (x, y) das Symbol (D) einem bestimmten Sollpunkt einer Vielzahl von Sollpunkten (P(x, y) ) zugeordnet ist und jeder der Vielzahl der Sollpunkte (P (x, y) ) einem Sollradius einer Vielzahl von Sollradien (Rl - R31) zugeordnet ist, wobei auf jedem der Vielzahl von Sollradien (Rl - R31) mindestens ein solcher der SoIl- punkte (P (x, y) ) liegt, und
- ein Entscheider ausgelegt ist, zu einem Empfangspunkt (xe, ye, α) des empfangenen Symbols (S) auf zumindest einem vorbestimmt festgelegten Hilfsradius (Rh) ein vorläufiges Symbol (Dr) zu entscheiden, wobei - der Hilfsradius (Rh) unabhängig von den Sollradien (Rl - R31) wählbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass
- der Entscheider (12) das vorläufige Symbol (Dr) auf einer Position unter dem Winkel (α) des Empfangspunkts (Pe) des emp- fangenen Symbols (S) auf dem Hilfsradius (Rh) entscheidet.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11 mit einer Umschalteinrichtung (13), die ausgelegt ist, bei Unter- oder Überschreiten einer Schwelle für eine ausreichende Einregelgenauigkeit zwi- sehen dem Weiterleiten des vorläufigen Symbols (Dr) und eines entschiedenen Symbols (D) für eine Sollposition (P (x, y) ) an nachfolgende Verfahrensschritte oder Komponenten umzuschalten.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11 oder 12 mit einer Mischeinrichtung, die ausgelegt ist, für eine ausreichende Einregelgenauigkeit abhängig von dem vorläufigen Symbol (Dr) und einem entschiedenen Symbol (D) für nachfolgende Verfahrensschritte oder Komponenten deren Ergebnisse gewichtet zu addieren.
14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, die ausgelegt ist einer Taktsteuereinrichtung (14) zum Bereitstellen eines Abtasttakts (ti) das vorläufige Symbol (Dr) anzulegen.
15. Verwendung einer Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14 zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
EP08707048A 2007-01-16 2008-01-15 Anwendung von vorläufig entschiedenen symbolen in einem quadraturempfänger Withdrawn EP2115988A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08707048A EP2115988A1 (de) 2007-01-16 2008-01-15 Anwendung von vorläufig entschiedenen symbolen in einem quadraturempfänger

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007003108 2007-01-16
EP2007004930 2007-06-04
PCT/EP2008/000250 WO2008087004A1 (de) 2007-01-16 2008-01-15 Anwendung von vorläufig entschiedenen symbolen in einem quadraturempfänger
EP08707048A EP2115988A1 (de) 2007-01-16 2008-01-15 Anwendung von vorläufig entschiedenen symbolen in einem quadraturempfänger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2115988A1 true EP2115988A1 (de) 2009-11-11

Family

ID=41153235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP08707048A Withdrawn EP2115988A1 (de) 2007-01-16 2008-01-15 Anwendung von vorläufig entschiedenen symbolen in einem quadraturempfänger

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP2115988A1 (de)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008087004A1 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69608884T2 (de) Flanken-, drift-und offsetkompensierung für zero-zf-empfänger
DE69736188T2 (de) Verfahren in einem digitalen quadraturmodulator und -demodulator sowie digitaler quadraturmodulator und -demodulator
DE69007505T2 (de) Verfahren zur schnellen Einstellung der Frequenz eines kohärenten Radioempfängers und Gerät zur Durchführung des Verfahrens.
DE2309167C2 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zum Korrigieren eines durch Phasenzittern verfälschten elektrischen Übertragtungssignals
DE2945331A1 (de) Vorrichtung zur einstellung einer signalverarbeitungsschaltung
EP1592164B1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zum Bestimmen eines Taktsignal-Abtastzeitpunkts für Symbole eines Modulationsverfahrens
EP1273106B1 (de) Verfahren und sendeschaltung zur erzeugung eines sendesignals
DE69729329T2 (de) Gerät und verfahren zur phasenschätzung
DE4306551A1 (de)
DE102004052897B4 (de) Funkempfänger und Verfahren für den Empfang von mit zwei Modulationsarten modulierten Datenbursts
DE2556959B2 (de) Automatischer Bandpassentzerrer für Datenübertragungssysteme
DE102011006652B4 (de) Demodulator und Verfahren zum Demodulieren eines modulierten Trägersignals
DD292788A5 (de) Verfahren und einrichtung zur automatischen frequenzregelung
EP1190544A1 (de) Phasenfehlerdetektor für einen qam-empfänger
DE102007056490A1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zum Entscheiden eines Symbols beim Empfang von mit einem Quadratursignalpaar gekoppelten empfangenen Symbolen
EP1523144A2 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zum Entscheiden eines Symbols im komplexen Phasenraum eines Quadratumodulationsverfahrens
DE4216156C1 (de)
EP1523146A2 (de) Verfahren zum Synchronisieren einer Schaltungsanordnung beim Empfang eines modulierten Signals
EP2115988A1 (de) Anwendung von vorläufig entschiedenen symbolen in einem quadraturempfänger
WO2008087004A1 (de) Anwendung von vorläufig entschiedenen symbolen in einem quadraturempfänger
EP1556986B1 (de) Verfahren und schaltung zur erzeugung eines hilfssymbols zum einregeln eines qam-demodulators
DE102006005032A1 (de) Empfangsverfahren mit digitaler Pegeleinstellung im Analogteil und stufenweiser Pegelveränderung im Digitalteil
DE3938643C2 (de) Verfahren zum Rekonstruieren abgetrennter Gleichspannungsnutzanteile an ZF-Signalen in einem Direct-Conversion-Empfänger und Empfänger zum Durchführen des Verfahrens
DE102004023889A1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zum Bestimmen der Frequenz eines empfangenen Signals zum Demodulieren von empfangenen Symbolen
EP1892910A2 (de) Verfahren bzw. Schaltungsanordnung zum Entscheiden eines Symbols beim Empfang eines mit einem Quadratur-Signalpaar gekoppelten Signals

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20090716

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: TRIDENT MICROSYSTEMS (FAR EAST) LTD.

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20100830

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: ENTROPIC COMMUNICATIONS, INC.

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20170801