SE519549C2 - Krets för automatisk frekvensreglering - Google Patents

Description

519 549 2 54 för att erhålla fasskillnaden mellan en aktuell signalkompo- sant och en signalkomposant en period före den aktuella signal- komposanten, en genomsnittsvärdesdetekteringskrets 55 för att integrera fasskillnadsutsignalen från fasskillnadsdetekterings- kretsen 54 ett förutbestämt antal gånger för att erhålla genomsnittsvärdet, en integreringskrets 56 för att integrera genomsnittsvärdesutsignalen från genomsnittsvärdesdetekterings- kretsen 55 i symbolenheter, och en vektoromvandlingskrets 57 för att omvandla en utsignal från integreringskretsen 56 till reella och imaginära delamplitudvärden.

Fasregleringsarbetssättet hos kretsen. med automatisk frekvensreglering och med detta arrangemang kommer nu att förklaras.

När pseudobrus- (PN-) signaler med ett förutbestämt mönster och sända upprepade gånger från sändaren under ingress- perioden före skurperioden tas emot av antennen 41 kvadraturdemo- duleras de för utmatning av I- och Q-signaler som har fasskillna- den 90° från ad-omvandlarna 51 och 52. Med användning av en tabell erhåller fasskillnadsdetekteringskretsen 54 faserna hos I- och Q-signalerna bildade av amplitudvärden med reella och imaginära delar från ad-omvandlarna 51 och 52 och erhåller fasskillnaderna mellan de erhållna faserna och en fas erhållen från en PN-signal före en period. Fasskillnadsdetekteringskretsen 54 upprepar denna fasskillnadsdetekteringsoperation ett förut- bestämt antal gånger.

Kretsen 55 för detektering av genomsnittsvärde mottar upprepade gånger fasskillnaderna hos PN-signaler från fasskill- nadsdetekteringskretsen 54 för att beräkna ett genomsnittsvärde A6. Det beräknade genomsnittsvärdet A6 är konstant under skurperioden som följer efter ingressperioden. Integreringskret- sen 56 integrerar genomsnittsvärdet A6 i enheter av symboler och matar ut det integrerade värdet till vektoromvandlingskretsen 57.

Vektoromvandlingskretsen 57 omvandlar utsignalen från integre- ringskretsen 56 till amplitudvärden med reella och imaginära delar och matar ut dem till fasvridaren 53. Fasvridaren 53 syntetiserar utsignalerna från vektoromvandlingskretsen 57 med en mottagen signal och korrigerar fasen genom detta.

Inom denna teknikens ståndpunkt erhålls fasskillnaden 5-19 549 3 för PN-signalen för varje skur. I en omgivning med frekvensselek- tiv flerbanefädning kan emellertid fasskillnaden för att noggrant bestämma frekvensförskjutningen mellan sändaren och mottagaren inte erhållas för varje skur till följd av distorsion, brus och liknande.

Det är således ett mål med föreliggande uppfinning att åstadkomma en krets med automatisk frekvensreglering, vilken krets kan beräkna fasskillnaden för att noggrant korrigera frekvensförskjutningen mellan sändaren och mottagaren för varje skur även i miljön med frekvensselektiv flerbanefädning och att förbättra felraten för demodulerade data som uppstår genom frekvensförskjutningens inverkan.

För att det ovannämnda målet skall nås anordnas enligt uppfinningen en krets för automatisk frekvensreglering i en mottagare för att mottaga och kvadraturdemodulera en kvadratur- modulerad signal i flera nivåer sänd under en ingressperiod och en dataperiod efter ingressperioden, innefattande fasskillnads- detekteringsorgan för att erhålla fasskillnaden mellan mönster- signaler per period på basis av en kvadraturdemodulerad mönster- signalkomposant och en mönstersignalkomposant en period före den kvadraturdemodulerade mönstersignalkomposanten, varvid mönster- signalerna sänds upprepade gånger med samma mönster från en sändare under ingressperioden, genomsnittsvärdesberäkningsorgan för att beräkna genomsnittsvärdet av första fasskillnader mellan mönstersignalerna som matas ut upprepade gånger från fasskill- nadsdetekteringsorganen, varigenom en andra fasskillnad erhålls i enheter av symboler i en aktuell skur, vägningsorgan för att väga den andra fasskillnaden från genomsnittsvärdesdetekterings- organen och en tredje fasskillnad fram till en tidigare skur, varigenom en fjärde fasskillnad erhålls fram till den aktuella skuren, och fasskorrigeringsorgan för att korrigera en demodule- rad mottagen signal på basis av den fjärde fasskillnaden från vägningsorganen.

På bifogade ritningar är fig 1 ett blockschema som visar en krets för automatisk frekvensreglering på en mottagarsida enligt en utföringsform av denna uppfinning, fig 2 är en vy som visar dispositionen av en sändningsram, fig 3 är ett blockschema som visar en vägningskrets i fig 1, och fig 4 är ett blockschema 519 549 4 som visar en krets för automatisk förstärkningsreglering på en konventionell mottagarsida.

Uppfinningen kommer att beskrivas i detalj i det följande med hänvisning till de ovannämnda ritningarna.

Fig 1 visar arrangemanget av mottagarsidan i en krets för automatisk frekvensreglering enligt en utföringsform av uppfinningen. I fig l innefattar mottagaren en antenn 1 för att ta emot radiovågor från en sändare, ett bandpassfilter 2 för att ta ut en signal med erforderligt band ur den mottagna signalen, en förstärkare 3 för att förstärka utsignalen från bandpass- filtret 2, en blandare 4 för att blanda utsignalen från för- stärkaren 3 och en lokalfrekvenssignal till en signal med en förutbestämd frekvens, en oscillator 5 för att bringa lokalfrek- venssignalen att oscillera och för att mata den till blandaren 4, en förstärkare 6 för att förstärka utsignalen från blandaren 4, en kvadraturdemoduleringskrets 20 för att kvadraturdemodulera.den mottagna utsignalen från förstärkaren 6 och för att mata ut I- och Q-signaler (basbandsignaler) med fasskillnaden 90°, och ad- omvandlare ll och 12 för att ad-omvandla I- och Q-signalerna bildade av amplitudvärden med reella och imaginära delar, vilka signaler matas ut från kvadraturdemoduleringskretsen 20.

Vidare innefattar mottagaren såsom en krets för automatisk frekvensreglering en fasvridare 13 för att vrida faserna hos de demodulerade utsignalerna från ad-omvandlarna 11 och l2j_erforderlig omfattning, en fasskillnadsdetekteringskrets 14 för att erhålla fasskillnaden mellan en aktuell signalkompo- sant och en signalkomposant som ligger en period före den aktuellasignalkomposanten,engenomsnittsvärdesdetekteringskrets 15 för att integrera fasskillnaderna som matas ut från fasskill- nadsdetekteringskretsen 14 ett förutbestämt antal gånger för att erhålla genomsnittsvärdet, en vägningskrets 16 för att få fram ett genomsnitt av genomsnittsvärdet fram till den tidigare skuren och genomsnittsvärdet hos den aktuella skuren som matas ut från genomsnittsvärdesdetekteringskretsen 15, en integreringskrets 17 för att integrera genomsnittsvärdet som matas ut från vägnings- kretsen 16 i enheter av symboler, och en vektoromvandlingskrets 18 för att omvandla en utsignal från integreringskretsen 17 till amplitudvärden med reella och imaginära delar. -. .. v « « . < »1 1 e . = ~ -vfl f; .V-af q .w- v . ß w 1.: u v. .»». z a a; x 5 Kvadraturdemoduleringskretsen 20 är bildad av blandare 7 och 8 för att blanda utsignalen från förstärkaren 6 med bärvågsregenereringssignaler med fasskillnaden 90° och för att kvadraturdemodulera de blandade signalerna, en 0°/90°-fas- generator 9 för att mata ut två bärvågsregenereringssignaler med fasskillnaden 90° till blandarna 7 och 8, och en oscillator 10 för att bringa en referensbärvågsregenereringssignal som är faslåst med bärvågen att oscillera och för att mata ut den till 0°/90°-fasgeneratorn 9.

Fig 2 visar dispositionen av sändningsramen från sändaren. I fig 2 är en skur bildad av en ingressperiod för att detektera ramsynkronisering och liknande och en informations- dataperiod efter ingressperioden. Skuren sänds från sändaren till mottagaren i ett skurintervall. Under ingressperioden sänds PN- signaler med samma mönster upprepade gånger från sändaren.

Under en förutbestämd ingressperiod erhålls fasskillna- den A6 i enheter av symboler baserad på fasskillnaden mellan PN- sampelsignaler som är en period isär inbördes. Ett värde A61 som bildas genom att den erhållna fasskillnaden AH i den aktuella skuren multipliceras med en godtycklig koefficient a adderas till ett värde A62 som bildas genom att en fasthållen fasskillnad A63' multipliceras upp till den föregående skuren med en godtycklig koefficient ß så att man erhåller summan. Fasskillnaden A63 som utgör genomsnittsvärdet av summan hålls fast under en skur och integreras i enheter av symboler, varigenom fasen på mottagar- sidan korrigeras.

Detta kommer nu att beskrivas i detalj. I mottagaren tas en PN-signal från sändaren emot av antennen 1, förs genom bandpassfiltret 2 och förstärks i förstärkaren 3. Utsignalen från förstärkaren 3 blandas med en lokalfrekvenssignal från oscilla- torn 5 till en signal med förutbestämd frekvens av blandaren 4 samt förstärks av förstärkaren 6. Den mottagna utsignalen från förstärkaren 6 kvadraturdemoduleras av kvadraturdemodulerings- kretsen 20 för utmatning av I- och Q-signaler som har fasskillna- den 90°. I- och Q-signalerna sonlmatas ut från kvadraturdemodule- ringskretsen 20 omvandlas till digitalsignaler av ad-omvandlarna och matas ut till fasvridaren 13. Fasvridaren 13 vrider fasen på basis av korrigeringsamplitudvärden med reella och imaginära 51-9 549 6 delar och korrigerar därigenom den mottagna signalens fas.

Fasskillnadsdetekteringskretsen 14 tar från ad-omvand- larna ll och 12 emot I- och Q-signalerna som kvadraturdemoduleras via fasvridaren 13 och erhåller fasen för den aktuella PN- signalen med användning av amplitudvärdena med de reella och imaginära delarna och en tabell. Fasskillnadsdetekteringskretsen 14 erhåller då fasskillnaden mellan den erhållna fasen av den aktuella PN-signalen och fasen hos en PN-signal som ligger en period före den aktuella PN-signalen. Fasskillnadsdetekterings- kretsen 14 upprepar denna fasskillnadsdetekteringsoperation för varje PN-insignal och matar ut de erhållna fasskillnaderna till genomsnittsvärdesdetekteringskretsen 15. Genomsnittsvärdes- detekteringskretsen 15 tar emot utsignalen från fasskillnads- detekteringskretsen 14 ett förutbestämt antal gånger och beräknar genomsnittsvärdet som fasskillnaden A6 i enheter av symboler.

Vägningskretsen 16 bildar genomsnitt av summan av värdet A61 (den första vägningsfasskillnaden) som erhålls genom multiplicering av fasskillnaden A6 för den aktuella utgångsskuren från genomsnittsvärdesdetekteringskretsen 15 med den godtyckliga koefficienten a och värdet A62 (den andra vägningsfasskillnaden) som erhålls genom multiplicering av en fasthållen fasskillnad A93' fram till den tidigare skuren med den godtyckliga koeffi- cienten ß. På detta sätt erhåller vägningskretsen 16 den genomsnittliga fasskillnaden A63. Den genomsnittliga fasskillna- den A63 är konstant under den aktuella skurperioden.

Integreringskretsen 17 integrerar utsignalen med den genomsnittligt bildade fasskillnaden A63 från vägningskretsen 16 i enheter av symboler. Vektoromvandlingskretsen. 18 omvandlar utsignalen från integreringskretsen 17 till amplitudvärden med reella och imaginära delar och matar ut dem till fasvridaren 13.

Fasvridaren 13 syntetiserar amplitudvärdena med reella och imaginära delar från integreringskretsen. 17 med en mottagen signal och korrigerar därigenom fasen.

Vägningskretsen 16 kommer nu att förklaras i detalj med hänvisning till fig 3.

Vägningskretsen 16 är bildad av multiplikatorer 31 och 32, en adderare 33, ett minne 34 och en låskrets 35.

I vägningskretsen 16 multiplicerar multiplikatorn 31 519 549 f? 7 fasskillnaden A6 från genomsnittsvärdesdetekteringskretsen 15 med koefficienten 11 och matar därigenom tm: den första vägnings- fasskillnaden A61. Multiplikatorn 32 multiplicerar en som genomsnitt bildad fasskillnad A63' fram till den tidigare skuren som är lagrad i minnet 34 med koefficienten ß och matar därigenom ut den andra vägningsfasskillnaden A62. Adderaren 33 adderar de första och andra vägningsfasskillnaderna A61 resp A62 från multiplikatorerna 31 och 32 och matar då ut en ny som genomsnitt bildad fasskillnad A63. Låskretsen 35 låser den som genomsnitt bildade fasskillnaden A63 från adderaren 33 under en skurperiod och matar ut den till integreringskretsen 17. Minnet 34 upp- daterar och lagrar den som genomsnitt bildade fasskillnaden A63 från adderaren 33 som en som genomsnitt bildad fasskillnad A63' fram till den tidigare skuren.

Koefficienterna a och ß kan exempelvis sättas till a = 0,1 och ß == 0,9 för att minska inverkan av en nydetekterad fasskillnad och för att tillfoga vikt till den genomsnittligt bildade fasskillnaden A63' fram till den tidigare skuren. Detta kan reducera inverkan av ett värde som har detekterats felaktigt till följd av brus eller liknande under den aktuella skuren och kan förbättra precisionen i frekvensförskjutningsvärdet mellan sändnings- och mottagningssidan. Observera att värdena a och ß kan väljas godtyckligt.

Såsom har beskrivits kan denna uppfinning öka detekte- ringsprecisionen i ett frekvensförskjutningsvärde även i en miljö med frekvensselektiv flerbanefädning i en krets med automatisk frekvensreglering för att korrigera inverkan av frekvensför- skjutningen i en radiodatakommunikationsterminal med användning av ett system med utjämning av mottagna signaler genom att få fram karaktäristikor för sändningsbanan under ingressperioden medelst en smalbandmoduleringsmetod. Uppfinningen kan således förbättra den felrat i data som uppstår genom inverkan av frekvensförskjutningen i jämförelse med teknikens ståndpunkt och kan förbättra verkningsgraden och tillförlitligheten j. sänd- ningen.

Claims (9)

519 549 8 PATENTKRAV

1. Krets för automatisk frekvensreglering i en mottagare för att mottaga och kvadraturdemodulera en kvadraturmodulerad signal i flera nivåer sänd under en ingressperiod och en dataperiod efter ingressperioden, k ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar fasskillnadsdetekteringsorgan (14) för att erhålla fasskillnaden mellan mönstersignaler per period på basis av en kvadraturdemodulerad mönstersignalkomposant och en mönstersignalkomposant en period före den kvadraturdemodulerade mönstersignalkomposanten, varvid mönstersignalerna sänds upprepade gånger med samma mönster från en sändare under ingressperioden, genomsnittsvärdesberäkningsorgan (15) för att beräkna genomsnittsvärdet av första fasskillnader mellan lnönstersignalerna. son\ matas ut upprepade gånger från nämnda fasskillnadsdetekteringsorgan, varigenom en andra fasskillnad (A6) erhålls i enheter av symboler i en aktuell skur, vägnings- organ (16) för att väga den andra fasskillnaden från nämnda genomsnittsvärdesdetekteringsorgan.och till en tidigare skur, varigenom en fjärde fasskillnad (A63) erhålls fram till den aktuella skuren, och fasskorrigeringsorgan (17-19) för att korrigera en demodulerad mottagen signal på basis av den fjärde fasskillnaden från nämnda vägningsorgan.

2. Krets enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda vägningsorgan innefattar multipliceringsorgan (31) för att multiplicera. den andra fasskillnaden från nämnda genom- snittsvärdesberäkningsorgan med en första koefficient (a), adderingsorgan (33) för att addera en utsignal från nämnda multipliceringsorgan och ett värde (A62) bildat genom multipli- cering av' den tredje fasskillnaden franx till den föregående skuren med en andra koefficient (ß), varigenom den fjärde fasskillnaden matas ut, lagringsorgan (34) för att lagra den fjärde fasskillnaden från nämnda adderingsorgan till nästa skur, och låsorgan (35) för att låsa den fjärde fasskillnaden från nämnda adderingsorgan under en aktuell skurperiod.

3. Krets enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att de första och andra koefficienterna är valda godtyckligt.

4. Krets enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den andra koefficienten är vald större än den första 519 549 koefficienten.

5. Krets enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda fasskorrigeringsorgan innefattar integreringsorgan (17) för att integrera de fjärde fasskillnaderna från nämnda vägningsorgan i enheter av symboler under dataperioden, omvand- lingsorgan (18) för att omvandla en utsignal från nämnda integreringsorgan till signalkomposanter, och fasvridningsorgan (19) för att vrida fasen hos en mottagen demodulerad signal på basis av utsignaler från nämnda omvandlingsorgan, varigenom fasen blir korrigerad.

6. Krets enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att signalkomposanterna är amplitudvärden med reella och imaginära delar.

7. Krets enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att mönstersignaler som sänds upprepade gånger från sändaren är pseudobrus- (PN-) signaler.

8. Krets enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda krets ytterligare innefattar kvadraturdemodulerings- organ (20) för att kvadraturdemodulera den mottagna kvadraturmo- dulerade flernivåsignalen och för att mata ut två basbandsignaler med olika faser och att nämnda fasskillnadsdetekteringsorgan utför en fasskillnadsdetekteringsoperation .med användning av basbandsignalerna från nämnda kvadraturdemoduleringsorgan.

9. Krets med automatisk frekvensreglering för att korrigera inverkan av en frekvensförskjutning hos en radiodata- kommunikationsterminal med användning av ett systenxmed utjämning av mottagna signaler genom att erhålla sändningsbanekaraktäristi- kor under en ingressperiod genom en smalbandmoduleringsmetod, enligt vilken förutbestämda pseudobrus- (PN-) signaler sänds upprepade gånger som ingressignaler från en sändare, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den innefattar organ (14) för att ge fasskillnaden per PN-period på basis av amplitudvärden med reella och imaginära delar i en aktuell PN-signalkomposant och en PN- signal en period före den aktuella PN-signalkomposanten, vilken är kvadraturmodulerad under ingressperioden, organ (15) för att dela fasskillnaden med antalet symboler per PN-period, varigenom en fasskillnad (A6) i enheter av symboler erhålls, organ (31) för att multiplicera den erhållna fasskillnaden med koefficienten a, 519 549 10 organ (33) för att addera ett värde (A61) bildat genom multipli- cering med koefficienten a och ett värde (A62) bildat genom multiplicering av fasskillnaden (A63') fram till en tidigare skur med en koefficient B, varigenom fasskillnaden (A63) fram till en aktuell skur beräknas, organ (34) för att lagra den beräknade fasskillnaden (A63) fram till den aktuella skuren tills nästa skur, organ (35) för att låsa den beräknade fasskillnaden (A63) fram till den aktuella skuren under en aktuell skurperiod, organ (17) för att integrera de beräknade fasskillnaderna (A63) fram till den aktuella skuren i enheter av symboler under en datademo- duleringsperiod, organ (18) för att omvandla det integrerade värdet till amplitudvärden med reella och imaginära delar, och organ (53) för att korrigera fasen hos en mottagen demodulerad signal på basis de omvandlade amplitudvärdena med reella och imaginära delar.