SE515035C2 - Metod och apparat för automatisk frekvenskontroll i en radiofrekvent mottagare - Google Patents

Description

515 035 2 från var och en av de med mångfalden antenner mottagna respektive signalerna. Felsignalerna kombineras därefter på ett sådant sätt för att komma fram till en kombinerad felsignal som har större tillförlitlighet än vilken som helst av de individuella felsigna- lerna tagen ensam. Slutligen styrs en krets för automatisk frekvenskontroll med användning av den kombinerade felsignalen.

Eftersom effekten av fädning minskas på insignalen till kretsen för automatisk frekvenskontroll, ökas prestanda för kretsen för automatisk frekvenskontroll och radiomottagningens kvalitet förbättras.

Kort beskrivning av ritninqarna Dessa och andra egenskaper och fördelar med uppfinningen kommer att bli klart uppenbara för någon med ordinär teknikkännedom från den följande skrivna beskrivningen, vilken läses i tillsammans med ritningarna i vilka: Fig. l är ett blockschema över den väsentliga delen av en radiomottagare med automatisk frekvenskontroll i enlighet med den föreliggande uppfinningen, och Fig. 2 är ett blockschema över datadetektorn och fasupp- skattaren i fig. l.

Belvsande utförinqsform Nu med hänvisning till fig. l, visas mottagaren med rumsdiversi- tet enligt den föreliggande uppfinningen som om den vore försedd med två antenner ll och 13, men vilket som helst antal antenner kan emellertid användas i överensstämmelse med den föreliggande uppfinningens princip. Den radiofrekventa signalen som tas upp av den första antennen ll betecknas som fænfl och en radiofrekvent signal som tas upp av den andra antennen l3 betecknas som fænq.

De respektive radiofrekventa signalerna matas in till blandare och 17, och en lokal kopia av bärvágsfrekvensen fmf alstrad av en frekvenssynteserare 33 matas också in till vardera av blandarna 15 och 17. De radiofrekventa signalerna och referens- frekvensen slås tillsammans i blandarna för att återskapa 515 035 3 respektive basbandsinformationssignaler slßt) och szßt). Dessa basbandsinformationssignaler används av en datadetektor och en fasfelsuppskattare 23 för att detektera data ursprungligen utsända samt för att alstra en felsignal för att användas av en krets 31 för automatisk frekvenskontroll. Kretsen 31 för automatisk frekvenskontroll styr referensfrekvensen alstrad av frekvenssynteseraren 33.

Med avsikten för att förklara den föreliggande uppfinningens princip kommer det att antas att utsändningarna som skall tas emot av mottagaren i fig. 1 innehåller digital vinkelmodulering.

Speciellt, med avsikten att åskådliggöra, kommer differentiell fasskiftsnyckling att antas, även om den föreliggande upp- finningens princip är tillämplig för alla digitala modulations- slag.

Eftersom jordens atmosfär är ett synnerligen icke-idealt kanal- medium för radiofrekventa överföringar, kommer de radiofrekventa signalerna fann och fana och följaktligen informationssignalerna s1(t) och s2(t) att vara föremål för tidsvarierande fasskift som resulterar i fasfel. Dessa fasfel uppskattas av datadetektorn och fasfelsuppskattaren 23 och matas ut som PhuTloch PhflT, Radiofre- kventa signaler är också föremål för fädning som förklarats tidigare. Eftersom vid en given tidpunkt en av informationssigna- lerna sikt) och szßt) ofta kommer att tas emot bättre än den andra av informationssignalerna, bildas en viktad kombination av fasfelssignalerna Phawl och Phmïz med användning av respektive förstärkare 25 och 27 samt en summeringsanordning 29 för att bilda en viktad summa Phumtfl av de respektive fasfelssignalerna för inmatning till kretsen 31 för automatisk frekvenskontroll.

Lämpliga vikter för var och en av fasfelsignalerna beräknas med en processor 21 och inmatas till de respektive förstärkarna 25 och 27 för att sätta de respektive förstärkarnas förstärkningar Kl och K2.

En signalmätningsenhet 19 utför signalmätning i förhållande till informationssignalerna slft) och szbt) och tillhandahåller 515 035 4 mätresultat till processorn 21 för användning vid fastställande av vikterna som skall påföras de respektive fasfelsignalerna.

Signalmätningsenheten 19 kan också vara en del av datadetektorn och fasfelsuppskattaren 23. Olika typer av signalmätning kan användas. Möjliga typer innefattar till exempel mätning av signalamplitud, signaleffekt (proportionell mot kvadraten på signalamplituden) och signalkvalitet i termer av ett signal-till- brusförhållande. Andra möjliga mätningar av signalkvalitet är ett signal-till-störningsförhållande och ett bitfelsför- hållande, varvid det senare använder detekteradecdata. Signalmät- ningsenheten 19 kvantifierar väsentligen hur bra var och en av informationssignalerna s1(t) och s2(t) mottas. Hur bra informa- tionssignalerna tas emot kommer att bestämma hur mycket vikt den signalen ges för ändamålet med automatisk frekvenskontroll. Till exempel om en av de mottagna informationssignalerna är mycket svag jämfört med den andra på grund av fädning, kommer den starka informationssignalen att dominera styrningen av kretsen för automatisk frekvenskontroll.

Datadetektorn och fasfelsuppskattaren 23 i fig. l visas mera i detalj i fig. 2, i vilken T representerar en symbolisk tid i informationsströmmen och tas som ett samplingsintervall. Först matas informationssignalerna slßt) och s2(t) innehållande både fas och amplitud till fasdetektorerna 35 och 37 för att alstra signaler 61(t) och Gzflt) innehållande endast fasinformation i förhållande till referensfrekvensens frfi fas. Vid samplingstider t=n-T för n=l, 2..., samplas fassignalerna Blßt) och Gzßt) i respektive samplingsenheter 39 och 41 för att alstra samplade fasdatasignaler 91(n-T) och 62(n-T). Tidigare samplade fasdata- signaler 61((n-1)~T) och 62((n-1)-T) fördröjs med fördröjnings- element 43 och 45 en samplingsperiod T och subtraheras från de aktuella samplade fasdatasignalerna 61(n-T) och 92(n-T). Vid dif- ferentiell fasskiftsnyckling representerar de resulterande fas- differenserna A@l(n-T) och A®2(n-T) den kodade informationen och matas in till ett beslutselement 51. Speciellt i enlighet med differentiell fasskiftsnyckling om -90°< Aê < +90° så är DATAm=O, annars om +90°< Ae < +270° så är DATA;dn 515 D35 Beslutselementet 51 använder de två olika fasdifferenssignalerna för att alstra en mera tillförlitlig datautmatning än som skulle resultera vid av användning av endast en enda fasdifferensinmat- ning. En viktad kombination av de olika fasdifferenssignalerna kan bildas på liknande sätt som den viktade kombinationen av de individuella fasfelsignalerna i fig. 1, eller kan väljas en "bästa" av fasdifferenssignalerna i enlighet med mätningar gjorda med signalmätningsenheten 19 och på vilken ett beslut baseras.

Om ett udda antal antenner används för att alstra ett udda antal fasdifferenssignaler, då kan beslutselementet 51 vara sådant att det utformar ett majoritetsbeslut. Vart och ett av de föregående alternativen har sina relativa fördelar. Andra metoder att utforma ett beslut kan också vara lämpliga. De uppräknade alternativen avses därför endast att vara exemplifierande.

Det resulterande databeslutet kodas i en faskodare 53 för att alstra vad som skulle ha varit originalfasinformationen Phmm.

Denna fasinformation.subtraheras frånckarespektive fasdifferens- signalerna i summeringsanordningar 55 och 57 för att generera de respektive fasfelssignalerna. I enlighet med differential fasskiftsnyckling om DATAh=0 så är Phm&;O° och PhuT=A@, annars om DATAh=l så är Phnfi°=l80° och PhÜT=A®-l80°.

Kretsen 31 för automatisk frekvenskontroll enligt fig. 1 behöver inte vara av någon speciell konstruktion utan kan snarare vara av vilken. som helst av typerna vanligen använda i moderna mottagare för radiofrekvens. Som är fallet med vilken som helst krets för automatisk frekvenskontroll, kommer inte prestanda för kretsen att vara bättre än tillförlitligheten för signalen som driver den automatiska frekvenskontrollslingan. Genom att driva den automatiska frekvenskontrollslingan med användning av en viktad kombination av felsignaler härledda ur en diversitetsmot- tagares olika inmatningssignaler och genom beräkning av lämpliga vikter i enlighet med hur bra de olika signalerna tas emot, alstras en mera tillförlitlig signal för att driva den auto- matiska frekvenskontrollslingan. Speciellt under fädning när den automatiska frekvenskontrollen som mest behövs kan prestanda för 515 035 6 den automatiska frekvenskontrollen förbättras.

Det förutsätts att den föreliggande uppfinningen av fackmannen kan konkretiseras i andra speciella former utan att avvika från andemeningen. eller väsentliga kännetecken, för denna. De för närvarande visade utföringsformerna. betraktas därför' i alla hänseenden att vara illustrativa och inte begränsande. Omfatt- ningen av uppfinningen anges genom de bifogade kraven snarare än den föregående beskrivningen, och alla ändringar vilka faller inom meningen och omfattningen av ekvivalenter för detta anses vara innefattade däri.

Claims (13)

1. 515 035

2. ?

3. PATENTKRAV l. Metod för automatisk frekvenskontroll i en radiofrekvent mottagare vilken använder antenndiversitet och har en mångfald antenner (ll, l3) samt en lokaloscillator (33), sagda metod innefattar stegen: uppskattning av fasfel (PheHl,PheH2) i respektive en av signalerna (færfl, fæffl) mottagen med en respektive i mångfalden antenner (ll, 13), bildade av en viktad summa av fasfelen (Phex¿, Phegz), styrning av frekvensen för signalen alstrad, av den lokala oscillatorn (33) baserat på den viktade summan, kännetecknad av att: bildandet av en viktad summa innefattar att komma fram till ett mått på tillförlitligheten för var och en av signalerna (farm, fcflffl mottagna med mångfalden antenner (ll, 13) samt pàförande av en större vikt till en av signalerna (s1(t), s2(t)) med större tillförlitlighet och pàförande en mindre vikt till en av signalerna (s1(t), s2(t)) med mindre tillförlitlighet. 2. Metod enligt krav l, kännetecknad av att signalstyrka används som ett mått på tillförlitlighet 3. Metod enligt krav l, kànnetecknad av att signaleffekt används som ett mått pà tillförlitlighet. 4. Metod enligt krav l, kännetecknad av att signalkvalitet används som ett mått på tillförlitlighet. 5. Apparat för automatisk frekvenskontroll i en radiofrekvent mottagare vilken använder antenndiversitet och har en mångfald antenner (ll, l3) samt en lokaloscillator (33), vilken apparat ytterligare innefattar:

4. KO 515_ 035 å* ett organ (23) för uppskattning av fasfel (Phafu Phaffl i respektive en av signalerna (s¿(t), s¿(t)) mottagna med respektive en i mångfalden antenner (ll, 13), organ (25, 21, 29)för bildande av en viktad summa av fasfelen, frekvensen för (33) organ (31) för styrning av alstrad av den lokala oscillatorn baserat på viktade summan, samt kànnetecknad av att organen för bildande av en viktad summa innefattar organ för att komma fram till ett mått på (fcarrlz ett och en av signalerna 13) tillförlitligheten för var mottagna med mångfalden antenner (ll, samt 27) foarrl) organ (25, for påförande av en större vikt till en av signalerna (s¿(t), s¿(t)) med större tillförlitlighet och pàförande av en mindre vikt till en av signalerna (s;(t), s¿(t)) med mindre tillförlitlighet.

5. Apparat enligt krav 5, kànnetecknad av att organet (19) för att komma fram till ett mått på tillförlitligheten för och en av signalerna (s¿(t), sgítš) an'ander signalstyrka som ett mått på tillförlitlighet. (19) f

6. O:

7. H

8. Apparat enligt krav 5, kännetecknad av att organet

9. W att komma fram till ett mått på tillförlitligheten för va och en av signalerna (s¿(t), s¿(t)) anvander signalef-ekt ett mått på tillförlitlighet.

10. Apparat enligt krav 5, kànnetecknad av att organet för att komma fram till ett mått på tillförlitligheten för var och en av signalerna (s¿(t), s3(t)) anvander signalkvalitet som ett mått på tillförlitlighet. för automatisk frekvenskontroll i_ en radiofrekvent

11. Metod mottagare vilken anvander antenndiversitet och har en 10. s1¿ oss mångfald antenner (ll, l3) samt en lokaloscillator (33), kànnetecknad av stegen: uppskattning av felkvalitet i förehållande till signaler (farm, fæïfl) mottagna med var och en i mångfalden antenner (ll, 13), kommande fram till ett mått på tillförlitlighet för var och en av signalerna (færfl, füflü) nwttagna med mångfalden antenner (ll, 13), bildande av en viktad summa av felkvantiteterna genom påförande av en större vikt till en felkvantitet för en av (t), påförande av en mindre vikt till en felkvantitet för en av (t), s2(t)> styrning av en signalerna (sl s2(t)) med större tillförlitlighet och signalerna (sl med mindre tillförlitlighet, samt rekvens för signalen alstrad av lokaloscillatorn (33) baserat på den viktade summan.

12. Mottagare för radiofrekvens vilken använder frekvens- kontroll och antenndiversitet och har en mångfald antenner (ll, l3) samt en lokaloscillator (33), kànnetecknad av ett organ för uppskattning av en felkvantitet i för- mottagen med var och (fca::lr fcarr2)

13. ) hållande till en signal (ll, en av mångfalden antenner ett organ för att komma fram till ett mått på till- fca::2) förlitlighet för var och, en av signalerna (färd, mottagna med mångfalden antenner (ll, l3), (25, 27, 29) organ för bildande av en viktad summa av genom påförande av en större vikt till en (S1(t), Sz(t)) felkvantiteterna felkvantitet för en av signalerna med större tillförlitlighet och påförande av en mindre vikt till en felkvantitet för en av signalerna (s1(t), s2(t)) med mindre tillförlitlighet, samt ett organ (31) för styrning av en frekvens för sig- nalen alstrad av lokaloscillatorn (33) baserat på den viktade summan. 515 035 /0 Metod för reducering av fadningseffekt, på åtminstone en av ett flertal inmatningssignaler till en automatisk frekvenskontrollkrets (31), i en radiofrekvent mottagare vilken anvander antenndiversitet och har en mångfald antenner (ll, 13) samt en lokal oscillator (33), kànnetecknad av stegen \ * var och en av uppskattning av fasfel (PheH¿, Pherfl, i de respektive signalerna (fart, f gang), var och en av respektive signaler (s1(t) och s¿(t)) mottagna med en respektive i mångfalden antenner (ll, 13); tillhandahållande av nëtresultat av tillförlitlighet o hos var och en av de sagda felsignalerna, och lagga st rre vikt på den av de sagda felsignalerna som har en större tillförlitlighet och lagga en. mindre vikt på den av de sagda fel signalerna som har en nundre tillförlitlighet, för att bilda en viktad kombination av fasfelen (Pherfn Ph eïfi) som. har storre tillförlitlighet an någon av sagda individuella fasfel var för sig, styrning av fiekvensen i sagda automatiska frekvenskontrollkrets (313 genori att använda den viktade kombinationen av fasfelen (Phex¿, Ph eng) för att reducera fadnings effekten av sagda inmatningssignal i sagda automatiska frekvenskontrollkrets.