FI97662C - Menetelmä kantoaallon palauttamiseksi - Google Patents

Description

97662

Menetelmä kantoaallon palauttamiseksi

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää.

5 Siirrettäessä digitaalisia signaaleja valojohtimien tai kaapelien kautta tai radioteitse käytetään usein kohe-renttia demodulaatiota käyttäviä menetelmiä. Esimerkkeinä voidaan mainita BPSK (Binary Phase Shift Keying), QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) ja OQPSK (Offset Quadrature 10 Phase Shift Keying). Suurtaajuuskantoaallon palauttamiseksi käytetään yleisesti tavallisia PLL (Phase Locked Loop)-piirejä tai Costas-silmukkapiirejä tai neliöiviä silmuk-kapiirejä. Näissä silmukkapiireissä on epäedullista, että kohinaisen vastaanottosignaalin yhteydessä voi esiintyä 15 häiritsevää vaihejättämää. Esimerkiksi on käytettäessä neliöivää silmukkapiiriä kertojan yhteydessä vaihediskri-minaattorina tämä jättämä jopa ½ · 2π = n ts. 180°, mikä BPSK-menetelmän yhteydessä johtaa jopa digitaalisen signaalin invertoitumiseen. Korjaus voidaan saavuttaa vastaa-20 van koodausmenetelmän avulla, esimerkiksi erokoodauksella BPSK- tai OQPSK-menetelmän yhteydessä. Tähän liittyy kuitenkin se haitta, että virheiden todennäköisyys seurauksena kaksoisvirheiden esiintymisestä kohoaa.

Keksinnön tehtävänä on kehittää johdannon mukaista 25 menetelmää siten, että vaihejättämän vaikutukset voidaan vähentää minimiin.

Tämä tehtävä ratkaistaan johdannon mukaisen menetelmän yhteydessä patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkien avulla.

30 Keksinnön avulla saavutettavat edut perustuvat eri- ^ tyisesti siihen, että kantoaaltoa palautettaessa myös esiintyvä vaihejättämä tuskin enää vaikuttaa negatiivisesti virhetaajuuteen huonommalla signaalikohinasuhteella.

Keksinnön mukaisen menetelmän edullinen käyttöalue 35 on digitaaliset radiopuhelimet.

2 97662

Keksinnön suoritusmuotoesimerkkejä on esitetty piirustuksen useiden kuvioiden avulla ja niitä selitetään lähemmin seuraavassa. Piirustuksessa kuvio 1 esittää PLL-piirin periaatekytkentäkuvan 5 keksinnön mukaista menetelmää varten, kuvio 2 esittää lohkokaavion keksinnön mukaiselle laitteelle kantoaallon palauttamista varten ja kuvio 3 esittää lohkokaavion keksinnön mukaiselle laitteelle kantoaallon palauttamiseksi MPSK-menetelmällä. 10 Kuvion 1 mukaisessa periaatekytkentäkaaviossa vii tenumero 10 merkitsee keksinnön mukaiseen menetelmään sovelletun PLL-piirin sisääntuloa ja viitenumero 11 sen ulostuloa. Sisääntuloon 10 liittyy vahvistin 12, jonka ulostulo on liitetty diskriminaattorin vastaavasti kertojan 14 en-15 simmäiseen sisääntuloon 13. Kertojan 14 toinen sisääntulo 15 on yhteydessä jänniteohjatun oskillaattorin 16 ulostulon kanssa. Kertojan 14 ulostulo on liitetty alipäästösuotimen 17 kautta jänniteohjatun oskillaattorin 16 ohjaussisään-tuloon 18, jonka toinen ulostulo 19 vastaa PLL-piirin ulos-20 tuloa 11.

Edellä kuvatun PLL-piirin toimintatapa on seuraava. PLL-piirin sisääntulolla 10 oleva kohinainen suur-taajuussignaali seuraa yhtälöä 25 u' (t) - U0 ' cos [ω c t + φτ(ΐ)], jolloin ω0 on kantoaallon taajuus ja<{>r(t) on kohinainen nollavaihe.

Jänniteohjatun oskillaattorin 16 antama signaali on 30 u(t) = U0 · sin (ω c t + 4>c ), jolloin ω c on (pitkälti) kohinasta vapaa jänniteohjatun oskillaattorin 16 jännitesignaalin vaihe. Kertomalla ker-35 tojan 14 ensimmäisellä sisääntulolla 13 ja toisella sisään- 3 97662 tulolla 15 olevat signaalijännitteet syntyy jännite, joka seuraa yhtälöä U(S = U0 · |>ct + 4>r(t)] · Uc sin (o)ct +Φβ).

5 Alipäästösuotimen 17 avulla saadaan edellä maini tusta signaalijännitteestä ^suodatettu virhesignaali u. - u 5 · H (j ω) u0" 10 = - sin [φ - ΦΓ (t)] · H (jw), 2 jolloin H vastaa alipäästösuotimen 17 siirtofunktiota. Käyttömodulaatiota ei ole yllä esitetyissä yhtälöissä 15 otettu huomioon.

Kuvion 2 lohkokaaviossa, jota on laajennettu kuvion 1 lohkokaavion suhteen asteiden 22-25 ja 31 suhteen, merkitsee viitenumero 20 vaihejättämää vähentämään tarkoitetun PLL-piirin sisääntuloa ja viitenumero 21 sen ulostuloa.

20 Sisääntuloon 20 liittyy vahvistin 22 ja siihen se- koittimen 23 ensimmäinen sisääntulo, jonka toinen sisääntulo on liitetty suurtaajuusoskillaattoriin 24. Sekoitinta 23 seuraa kaistanpäästösuodin 25 ja sitä toinen vahvistin 26, jonka ulostulo on liitetty kertojan (diskriminaattorin) 25 27 ensimmäiseen sisääntuloon. Kertojan ulostulo on yhtey dessä alipäästösuotimen 28 kautta jänniteohjatun oskillaattorin 30 ohjaussisääntuloon 29, jonka ulostulo on liitetty kertojan 27 toiseen sisääntuloon. Jänniteohjatun oskillaattorin toinen sisääntulo on liitetty jännitteen-30 jakajan 31 kautta laitteen ulostuloon 21.

. Kuvion 2 piirijärjestelyn toimintatapa on seuraava.

Sisääntulolla 20 olevan kohinaisen ja vahvistimella 22 vahvistetun suurtaajuussignaalin taajuus fc' moduloidaan sekoittimessa 23 oskillaattoritaajuudella f0 = n · fc , 35 jolloin n on kokonaisluku, joka on paljon suurempi kuin 1. Sekoittimeen 23 liittyvällä kaistanpäästösuotimella 4 97662 erotetaan taajuus (n + 1) fc . Kaistanpäästösuotimen 25 ulostulojännite johdetaan toisella vahvistimella 26 tapahtuvan vahvistuksen yhteydessä kertojan 27 ensimmäiseen sisääntuloon, jonka toisella sisääntulolla on jännite-5 ohjatun oskillaattorin 30 ulostulojännite. Kertojalta saatu jännite kulkee alipäästösuotimen 28 läpi ja ohjaa jännite-ohjattua oskillaattoria. Edelleen johdettu oskillaattori-jännite jaetaan jännitteenjakajalla 31 tekijällä (n + 1), joten piirijärjestelyn ulostulossa 21 on jälleen käytet-10 tävissä signaalitaajuus fc . Jos PLL-piirissä esiintyy vaihe jättämä, esimerkiksi 2n, niin se vaikuttaa tähän taajuuteen fc ulostulossa 21 vain suhteessa 2π/(η + 1). Jos n valitaan riittävän suureksi, niin on vaihejättämän johdosta esiintyvä laadun heikkeneminen merkityksetön.

15 Vaihe jät tämä voi diskriminaattori tyypin mukaan olla 2n tai k · π, jolloin useimmiten k = 2 tai 4.

Kuvion 3 lohkokaaviossa, joka on tarkoitettu MPSK-menetelmää (M-ARY-menetelmää) varten, on suoritettu seu-raavat rajoitukset kuvion 2 lohkokaavion suhteen. Ensim-20 mäisen vahvistimen 22 ja sekoittimen 23 välissä on taa-juusmoninkertaistajan 36, kaistanpäästösuotimen 37 ja erään muun vahvistimen 38 sarjaankytkentä. Jänniteohjatun oskillaattorin 30 ja piirijärjestelyn ulostulon välissä on ylimääräinen taajuusjakaja 39. Taajuusmoninkertaistaja 36 25 kertoo sisääntulotaajuuden fc' kertoimella m; sekoittimeen 23 kuuluvalla oskillaattorilla 24 on oskillaattoritaajuus f0 - m (n + 1) fc; ylimääräinen taajuusjakaja 39 jakaa sille johdetun taajuuden tekijällä m.

Tekijä eli jakaja m vastaa MPSK-menetelmän yhtey-30 dessä mahdollisten vaihetilojen lukumäärää, m on kokonaisluku, joka on suurempi kuin 1. Edellä annettujen ylimääräisten toimenpiteiden avulla syntyy mahdollisuus kehittää modulaatiovapaa kantoaalto. Ylimääräisellä summauksella m (n + 1) fe sekoittimella 23 ja seuraavalla jaolla teki-35 jällä (n + 1) taajuusjakajassa 31 vähenee vaihejättämä.

5 97662

Jakaminen jakajalla m taajuusjakajassa 39 rekonstruoi alkuperäisen kantoaaltotaajuuden fc. Molemmat taajuusjakajat 31 ja 39 voivat tällöin olla yhdistetyt yhdeksi ainoaksi taajuusjakajaksi, jolla on jakosuhde m (n + 1).

Claims (3)

6 97662

1. Menetelmä tahdinpalauttamiseksi digitaalisesti siirretyn datan koherentin tai näennäiskoherentin demodu- 5 laation yhteydessä, tunnettu siitä, että vastaanotetussa signaalitaajuudessa (fc') muodostetaan modulaatiolla signaali taajuudella (n · f c ) taajuus (n + 1) f c , jolloin n on kokonaisluku, joka on suurempi kuin 1, että modulaatiolla saatu taajuus (n + 1) fc johdetaan referens-10 sitaajuutena PLL-piirille, jonka jänniteohjatulla oskillaattorilla (30) on taajuus (n + 1) fc ja että oskillaattori taajuudesta taajuusjaolla jakajalla (n + 1) saadaan pitkälti vaihejättämätön signaalitaajuus (fc).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-15 n e t t u siitä, että MPSK-menetelmän yhteydessä siirretystä datasta vastaanotettu signaalitaajuus (fc' ) ennen modulaatiota lisäksi kerrotaan tekijällä (m), jolloin m on kokonaisluku, joka on suurempi kuin 1 ja että taajuus-jaon jakajalla (n + 1) tapahtuu toinen taajuusjako tekijää 20 (m) vastaavalla jakajalla (m).

3. Laite patenttivaatimuksen 2 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että molemmat taajuusjakajat (31, 39) on yhdistetty yhdeksi ainoaksi taajuusjakajaksi, jolla on jakosuhde m (n + 1). > IM ' * anti I I i Ml 7 97662