PT93455B

PT93455B - Circuito para o reconhecimento de um sinal de referencia de frequencia

Info

Publication number: PT93455B
Application number: PT93455A
Authority: PT
Inventors: Otmar Ringelhaan; Horst Fenske; Gerhard Eichiner
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1989-03-16
Filing date: 1990-03-15
Publication date: 1996-05-31
Also published as: EP0387720B1; FI901306A0; NO175696B; IE900942L; NO901170L; PT93455A; DK0387720T3; NO175696C; DE59003646D1; FI901306A7; IE63591B1; ES2046564T3; ATE98070T1; EP0387720A1; NO901170D0

Description

DESCRIÇÃO

DA

PATENTE DE INVENÇÃO

N.° 93 455

REQUERENTE: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, alemã, industrial e comercial, com sede em Wittelsbacherplatz 2, D-8000 Munique, República Federal Alemã.

EPÍGRAFE: '· CIRCUITO PARA 0 RECONHECIMENTO DE UM SINAL

DE REFERENCIA DE FREQUÊNCIA

INVENTORES: Otmar Ringelhaan, Horst Fenske e Gerhard

Eichiner.

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883.

Patente europeia apresentado em 16 de Março de 1989, sob o n^e. 89 104 713.6.

;NPI MOO Í13 R F 1C732

Descrição referente ã patente de invenção de SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT alemã, industrial e comercial, com sede em Wittelsbacherplatz 2, D-8000 Munique, República Federal Alemã, (inventores: Otmar Ringelhaan, Horst Fenske e Gerhard Eichiner, residentes na Alemanha Ocidental), para CIRCUITO PARA O RECONHECIMENTO DE UM SINAL DE REFERÊNCIA DE FREQUÊNCIA

DESCRIÇÃO

A presente invenção refere-se a um circuito para o reconhecimento de um sinal de referência de frequência que é emitido, em multiplex por divisão do tempo, com um sinal de mensagem.

Em ligação com um futuro sistema de telemõvel previu-as corrigir o padrão de frequência das estações móveis (MS) mediante a emissão de uma frequência de referência a partir das estações de base (fixas) (BS). 0 padrão de frequência de uma estação móvel tem de ser corrigido, por um lado, a fim de garantir a precisão exigida para a geração da própria frequência de emissão, mas, por outro lado, também para facilitar a desmodu lação da mensagem recebida. A emissão desta frequência de referência pela estação de base faz-se em multiplex por divisão do tempo com o sinal da mensagem de modo tal que se emite, alternadamente, durante um determinado intervalo de tempo (à volta de 0,5 ms), a frequência de referência e no intervalo de tempo seguinte, mais comprido (cerca de 50 ms), o sinal da mensagem. Ne^ te caso, os dados digitais do sinal de mensagem transmitem-se com a velocidade ft (por exemplo, ft - 271 KHz) e numa determina

- 1 da largura de banda (de cerca de 200 KHz). A frequência de referência, na forma de uma onda sinusoidal, ê transmitida a uma distância de ft/4 acima do meio da respectiva banda de frequências de transmissão. Como no instante da correcção da frequência ainda não existe qualquer sincronismo entre a estação de base e a estação móvel, a estação móvel necessita de um dispositivo que seja sensível às características especiais destas denominadas sequências de dados de correcção da frequência (FC-Burst) e que forneça a informação mais precisa possível sobre a sua posição no tempo.

objecto da presente invenção consiste portanto em proporcionar, para a determinação da posição no tempo de um sinal de frequência de referência emitido juntamente com um sinal de mensagem na trama TDM (múltiplex por divisão do tempo), uma solução cuja realização evite a necessidade de circuitos dispendiosos e grandes velocidades de processamento de dados.

Segundo a presente invenção, o problema resolve-se com um circuito constituido por dois filtros transversais que servem para fazer a distinção entre o sinal da mensa gem e a sequência de dados de correcção de frequência a partir do sinal de recepção, transposto para a faixa das frequências in termédias e explorado periodicamente e, para esse efeito, formados de modo tal que o factor de transmissão de um dos filtros pa ra a frequência de correcção FC apresente um mínimo, enquanto o outro tenha a essa frequência um máximo e constituidos além disso cada um por um dispositivo para a formação do valor do quadra do do sinal de saída do filtro e um dispositivo, ligado a seguir ao anterior, para a formação da média deslizante ao longo do intervalo de tempo que dura uma sequência de dados de correcção da frequência, e um dispositivo no qual se faz permanentemente a comparação entre as tensões de saída dos dois fios e se determiy na o instante do máximo.

Nas reivindicações secundárias são indicadas variantes vantajosas e aperfeiçoadas do objecto da presente invenção.

Descreve-se a seguir a presente invenção

com mais pormenor, com base num exemplo de realização representado nos desenhos anexos.

A fig. 1 representa uma estrutura de um filtro adaptado, com o qual ê realizado o circuito de reconhecimento. A este circuito são levados, depois da conversão realizada com êxito para uma banda de frequências intermédias apropriada e da exploração periódica do sinal de recepção, os valores da amostragem assim obtidos. Tendo em vista a técnica mais simples possível para os circuitos, a banda de frequências intermédias e a frequência de amostragem são escolhidas de modo tal que a sequência de dados para a correcção da frequência ê transformada numa frequência que estã numa relação racional com aquela frequê ncia de amostragem. Num exemplo de realização preferido, a frequência intermédia é 2ft, a sequência de dados para correcção da frequência nesta banda de frequências portanto 9/4ft e, depois de uma amostragem com uma frequência de ft' - 8/5ft (avaliação de cinco em cinco amostras) em 13/32ft'. 0 espectro do sinal de mensagem situa-se então na gama de 0 a l/2ft'.

O filtro adaptado contém, do lado da entrada, dois filtros transversais (FIR-Filter £ Finite Impulse Response) com atrasos comuns de nT (Tç^l/ft' ) e os coeficientes +1, +1 ou +1, -1, respectivamente, que servem para a diferenciação propriamente dita entre o sinal da mensagem e o FC-Burst. Estes filtros têm a característica de filtros com espectro em pente, com factores de transmissão cos(η.ΤΓ .f/ft’) ou, respectivamente sen (ηϊΓ. f/ft') portanto caracteristicas de passagem e de bloqueio desfasadas entre si. O factor n ê então escolhido de modo que o factor de transmissão de um dos filtros apresente um mãximo para a frequência FC enquanto que o outro apresenta um mínimo. No caso do exemplo de realização atrãs referido, resulta por exemplo n^lô. Então, para a frequência FC, o filtro de seno tem o factor de transmissão 1, enquanto que o factor de transmissão do filtro de coseno apresenta a essa frequência uma passagem pelo zero. Para o sinal da mensagem com um carácter de ruí do, os dois filtros fornecem aproximadamente a mesma potência de salda, enquanto que quando aparecer uma sequência de dados de correcção da frequência (FC-Burst) fornecem uma potência de saí3

da muito diferente. Este facto é registado na parte seguinte do circuito do filtro adaptado.

Para isso, previu-se em cada fio um dispositivo de um filtro FIR e de um filtro IIR (IIR - Infinite Impul se Response), constituido por um circuito de atraso ((4) ou (5), respectivamente) (tempo de atraso mT), um circuito de adição ((6) ou (7), respectivamente) bem como um outro circuito de atra so ((8) ou (9), respectivamente), que os dois sinais atravessam depois de um dispositivo ((2) ou (3), respectivamente) no qual seria formado em si o quadrado dos valores de saída dos filtros transversais, fazendo-se no entanto, para simplificar o dispositivo, a formação de um valor absoluto. Esta disposição é a versão que poupa tempo de um filtro transversal com resposta rectan guiar aos impulsos de duração mT e fornece o mesmo valor médio neste intervalo de tempo. As tensões de saída dos dois fios são permanentemente comparadas entre si, para o que se previu o dispositivo divisor (10). Com mT, de acordo com a duração da sequên cia FC-Burst (0,5 ms), resulta aí um valor extremo num instante, visto que a sequência FC-Burst se torna activa em toda a sua duração, portanto na transição da sequência FC-Burst para o sinal da mensagem. Ê portanto necessário ainda determinar o instante desse valor extremo.(máximo).

Para vencer as dificuldades na realização técnica dos circuitos da divisão aqui prevista em tempo real, previu-se a seguinte solução: em vez de fazer a divisão permanen temente com a maior definição, faz-se a leitura dos pares de valores (valores médios) nas entradas (C) e (D) do dispositivo de divisão (10) permanentemente para uma memória RAM (representada a tracejado) com a capacidade aproximada de metade do comprimento da sequência de dados de correcção da frequência e simultânea mente faz-se a sua comparação mútua. Interrompe-se a leitura para a memória RAM logo que se obtenha uma certa condição deduzida da comparação. Essa condição consiste em a relação dos valores obtida permanentemente desça abaixo de um certo limiar, depois de este valor de limiar ter sido ultrapassado um tempo mínimo an tes. Este valor de limiar ê escolhido de modo que, por um lado, se situe seguramente abaixo do valor extremo esperado na divisão

e, por outro lado, - tendo em conta a capacidade necessária para a memória RAM - se abranja o menor número possível de pares de valores. Deste modo, neste instante memorizam-se na memória RAM apenas os pares de valores na vizinhança imediata de cada valor extremo. Pode agora iniciar-se a avaliação dos valores de pares memorizados e em princípio só termina quando deva ser recebida uma nova sequência de dados de correcção da frequência. A posição temporal dessa sequência, isto ê, o instante exacto, pode agora ser determinado com calma (não em tempo real) a partir dos endereços da memória RAM nos quais foram memorizados os pares de valores correspondentes. 0 circuito necessário em vez da divisão em tempo real pode ser realizado com um custo consideravelmente menor. A seguir à formação do quociente, um outro filtro FIR ser ve para uma eliminação adicional de ruido e portanto para melhorar a precisão da determinação da fase da sequência de dados de correcção da frequência.

A Fig. 2 mostra numa representação gráfica as curvas dos sinais para uma simulação do circuito, mais concre tamente depois da formação dos valores absolutos nos pontos (A) e (B), depois da formação das médias deslizantes na saída do di£ positivo dos filtros FIR e IIR (pontos (C) e (D) do circuito) e finalmente os quocientes E 2 D/C, isto ê, a relação das médias deslizantes. Na última curva pode ver-se nitidamente um valor ex tremo num instante, porque a sequência FC-Burst se tornou activa durante toda a sua duração, portanto na transição da sequência para o sinal da mensagem.

Uma ampliação do circuito com a finalidade de limitar o domínio de cálculo pode fazer-se intercalando nos dois fios, entre o dispositivo para a formação da média deslizante e o dispositivo de divisão, um circuito de adição (11) ou um circuito de subtração (12), respectivamente.

A Fig. 3 representa esta parte do circuito da Fig. 1 entre os pontos (C¹) e (C) e (D') e (D), às entradas de cada um dos dois circuitos são levados os sinais dos dois fios. Os números 0, 1 e 2 colocados nos aneis indicam os valores do sinal na entrada do dispositivo para a formação da média deslizante e depois da passagem pelo circuito de adição e de suba5 tracção, referindo-se os indicados com (a) e (a*) ao andamento normal do sinal e os com (b) e (b’) aos valores do sinal quando surge uma sequência de dados de correcção da frequência. Para a relação dos dois sinais nos pontos (D) e (C) resulta daí o valor 0 ou 1, aparecendo o valor máximo 1 para um instante em que a sequência de dados de correcção da frequência esteve activo em toda a sua duração (ver para isso a Fig. 4)).

Em contraste com a representação da Fig. 2 resulta neste caso para o máximo sempre um valor muito preciso de 1 ou um pouco menor, independentemente das condições de transmissão (ruido de fundo, desvio de frequência).

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Circuito para o reconhecimento de um sinal de referência de frequência, que é emitido num sistema multiplex por divisão do tempo com um sinal de mensagem, caracterizado por compreender dois filtros transversais que servem para a diferenciação entre o sinal de mensagem e a sequência de dados de cooperação da frequência (FC-Burst - Frequency Correction Burst) a partir do sinal de recepção, transposto para uma banda de frequência intermédia e explorado periodicamente, e que para isso são formados de modo tal que o factor de transmissão de um dos filtros apresenta um mínimo para a frequência FC enquanto o do outro apresenta aí um máximo e, além disso, um dispositivo (2,3) respectivo para a formação do valor do quadro dos sinais de saída dos filtros e um dispositivo que se lhe segue (4 a 9) para a formação do valor médio deslizante durante um intervalo de tempo correspondente ao comprimento da referida sequência de dados, e um dispositivo (10) no qual são postas em relação as tensões de saída das duas pernas do circuito e se determina o instante do máximo.
2. Circuito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os dois filtros transversais (1) terem um atraso comum nT (T = 1/ft’) e apresentarem coeficientes +1,+1 ou +1,-1, respectivamente e as características de filtros com espectro em pente com factores de transmissão cos(n f/ft’ ou sen(n f/ft’).
3. Circuito de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o factor n dos filtros transversais (1) ser escolhido de modo que o factor de transmissão do filtro apresenta, à frequência FC, valores máximo/rainimo de sinais contrários.
4. Circuito de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado por o dispositivo (4 a 9) para a formação do valor médio deslizante ser constituído por um filtro FIR e um filtro IIR.
5. Circuito de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por os valores médios serem lidos continuamente nos filtros FIR e IIR e inscritos numa memória RAM ao mesmo tempo que são comparados entre si, sendo a inscrição na memória RAM interrompida quando se atingir uma condição deduzida dessa comparação.
6. Circuito de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a condição consistir na diminuição da relação contínua dos valores abaixo de um valor de limiar, dimensionado de modo tal que, por um lado, esse valor se situa seguramente abaixo do valor extremo esperado na divisão e que, por outro lado, tendo em conta a capacidade necessária da memória RAM, abranja o menor número possível de pares de valores.
7. Circuito de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por as memórias RAM apresentarem uma capacidade de cerca de metade do comprimento da referida sequência de dados.
8. Circuito de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por. se inserir entre o dispositivo (4 a 9) para formação do valor médio deslizante e o dispositivo de divisão (10), numa das pernas um dispositivo de adição (11) e na outra perna um dispositivo de subtracção (12), a cujas duas entradas é levado, respectivamente, o sinal de saída de cada uma das pernas.
9. Circuito de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por se inserir entre os filtros transversais (1) e o dispositivo (4 a 9) para a formação do valor médio deslizante, respectivamente, um dispositivo para a formação do valor absoluto dos sinais de saída dos filtros.