DE19513080C1 - Demodulator für orthogonal modulierte Trägersignale - Google Patents
Demodulator für orthogonal modulierte TrägersignaleInfo
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- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/38—Demodulator circuits; Receiver circuits
- H04L27/3818—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation, i.e. using one or more nominally phase synchronous carriers
- H04L27/3827—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation, i.e. using one or more nominally phase synchronous carriers in which the carrier is recovered using only the demodulated baseband signals
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Demodulator für
orthogonal modulierte Trägersignale, der eine Phasenregel
schleife zur Trägerrückgewinnung aufweist, mit einem Phasen
diskriminator, der die Phasenablage zwischen einem empfange
nen modulierten Trägersignal und einer im Demodulator er
zeugten Referenzfrequenz ermittelt, welche Phasenablage als
Regelgröße zum Nachführen der Referenzfrequenz auf die Fre
quenz des Trägersignals dient. Ein derartiger Demodulator
ist aus EP 0 108 358 B1 bekannt.
Demodulatoren für orthogonal modulierte Trägersignale - z. B.
4PSK, 16QAM, 32QAM . . . Signale - besitzen üblicherweise zwei
Detektoren, welche ein Eingangssignal mit einem Referenzträ
ger multiplizieren, der beiden Detektoren mit einer gegen
seitigen Phasenablage von 90 Grad zugeführt wird. An ihren
Ausgängen liefern die beiden Detektoren ein Inphase-Signal
und ein Quadratur-Signal. Um die Fehlerrate der Ausgangs
signale möglichst gering zu halten, muß der Referenzträger
dem empfangenen orthogonal modulierten Trägersignal mit ho
her Genauigkeit nachgeführt werden. Wie auch aus
EP 0 108 358 B1 bekannt, wird für die Trägerrückgewinnung
eine Phasenregelschleife eingesetzt. Diese Phasenregel
schleife enthält einen Phasendiskriminator, der die
Phasenablage zwischen dem empfangenen modulierten
Trägersignal und dem Referenzträger ermittelt. In
Abhängigkeit von dem Eingangssignal überlagerten Rauschen
oder Störsignalen verändert der Phasendiskriminator seine
Kennliniensteilheit, wodurch sich die Bandbreite der
Phasenregelschleife verringert. Dadurch verschlechtert sich
das Führungsverhalten der Regelschleife.
An der DE 35 24 145 C2 ist eine
Trägerrückgewinnungsschaltung für PSK-Signale bekannt,
welche ebenfalls eine Phasenregelschleife mit einem
Phasendiskriminator und einem spannungsgesteuerten
Oszillator (VCO) aufweist. Aus der im Ausgangssignal des
Demodulators detektierten Bit-Fehlerrate wird ein
Korrektursignal gebildet, das dem Eingangssignal des VCO
additiv überlagert wird, um einen breiten
Frequenz-Einfangbereich des VCO zu erzielen und die Frequenz
des erzeugten Trägersignals zu stabilisieren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
Demodulator der eingangs genannten Art anzugeben, der
unbeeinflußt von dem Eingangssignal überlagerten Rauschen
oder Störsignalen den Referenzträger mit möglichst hoher
Genauigkeit auf den Träger des Eingangssignals nachführt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst, indem nämlich die
Phasenregelschleife ein Stellglied enthält, das, gesteuert
von einem aus den Demodulatorausgangssignalen abgeleiteten
Fehlersignal, eine Abnahme der Kennliniensteilheit des
Phasendiskriminators mit zunehmender Fehlerrate
kompensiert. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung gehen
aus den Unteransprüchen hervor.
Verschlechterungen der Kennliniensteilheit des
Phasendiskriminators werden gemäß der Erfindung mit geringem
Schaltungsaufwand kompensiert. Es ist lediglich ein in die
Regelschleife eingefügtes Stellglied erforderlich, dessen
Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Fehlerrate der
Demodulator-Ausgangssignale gesteuert wird. Als Stellglieder
können steuerbare Verstärker, Dämpfungsglieder oder
Spannungsteiler verwendet werden.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei
spiels wird nachstehend die Erfindung näher erläutert. Es
zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Demodulators,
Fig. 2 zwei Kennlinien eines Phasendiskriminators, Fig. 3
zwei Modulationsschemata bei 4PSK-Modulation und Fig. 4
Übertragungsfunktionen der Phasenregelschleife des Demodula
tors.
Der in der Fig. 1 dargestellte Demodulator für orthogonal
modulierte Trägersignale, besitzt zwei Detektoren DI und DQ,
denen zu gleichen Teilen ein empfangenes Eingangssignal S
zugeführt wird. Dieses Eingangssignal S wird in den beiden
Demodulatoren DI und DQ mit einem Referenzträger multipli
ziert, den ein spannungsgesteuerter Oszillator VCO den De
tektoren zuführt. Damit die beiden Detektoren DI und DQ den
Referenzträger mit einer gegenseitigen Phasenablage von 90
Grad erhalten, sind zwischen dem spannungsgesteuerten Oszil
lator VCO und dem jeweiligen Detektor DI bzw. DQ jeweils ein
Phasenschieber PI bzw. PQ geschaltet, von denen der eine ei
ne Phasenablage von plus 45 Grad und der andere eine Phasen
ablage von minus 45 Grad erzeugt. Der Ausgang eines jeden
Detektors DI und DQ ist mit einem Analog/Digital-Umsetzer
ADI und ADQ beschaltet. Die aus den Detektoren DI und DQ
hervorgehenden Signalkomponenten, ein Inphase-Signal I und
ein Quadratur-Signal Q, liegen somit in digitalisierter Form
vor. Eine anschließende Fehlerkorrekturschaltung FK ermit
telt die Fehlerrate aus dem Inphase- und dem Quadra
tur-Signal I und Q, führt Fehlerkorrekturen durch und lie
fert an seinen Ausgängen korrigierte Signale I′ und Q′. Als
Fehlerkorrekturschaltung FK kann beispielsweise eine
FEC-Schaltung (Vorwärts-Fehlerkorrektur) eingesetzt werden.
Aber auch andere bekannte Arten von Fehlererkennungs- und
-korrekturschaltungen können hier verwendet werden.
Für die Nachführung des vom spannungsgesteuerten Oszillator
VCO erzeugten Referenzträgers auf den Träger des Eingangs
signals S ist eine Phasenregelschleife vorgesehen, die gemäß
dem Stand der Technik einen Phasendiskriminator PD und ein
Schleifenfilter RG aufweist. Der Phasendiskriminator PD er
mittelt aus dem Inphase-Signal I und dem Quadratur-Signal Q
die Phasenablage gegenüber dem vom spannungsgesteuerten Oszillator
VCO erzeugten Referenzträger RT. Der Phasendis
kriminator PD erzeugt eine Steuerspannung für den spannungs
gesteuerten Oszillator VCO, deren Größe von der besagten
Phasenablage abhängt.
Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, hat die mit a bezeichnete
Kennlinie (U = Steuerspannung, Δϕ = Phasenablage) des Phasen
diskriminators PD in der Umgebung des Arbeitspunktes einen
sprunghaften Verlauf, wenn man von dem Idealzustand ausgeht,
daß das Empfangssignal S nicht von Rauschen oder Störsigna
len überlagert ist. Je stärker das Empfangssignal S gestört
ist, desto flacher wird der Verlauf der Kennlinie b des Pha
sendiskriminators PD. Die Fig. 3 zeigt am Beispiel eines
4PSK modulierten Trägersignals ein Modulationsschema a für
ein ungestörtes Empfangssignal S und ein Modulationsschema b
für ein gestörtes Empfangssignal S. Der flachere Verlauf der
Kennlinie eines Phasendiskriminators stellt sich deshalb
ein, weil sein Ausgangssignal von der Summe aus Stör- und
Nutzsignal abhängt und mit steigender statistisch verteilter
Störsignalamplitude das Nutzsingal immer weniger stark in
der Summe dominiert. Betrachtet man die Übertragungsfunktion
S (ω) des Phasenregelkreises, so stellt man fest, daß die
Schleifenbandbreite mit Abnahme der Kennliniensteilheit des
Phasendiskriminators geringer wird, denn die Schleifenband
breite ist proportional der Wurzel aus der Kennliniensteil
heit. Der Verlauf b der Übertragungsfunktion S (co) resul
tiert aus dem flacheren Verlauf b der Kennlinie des Phasen
diskriminators, und der breitbandigere Verlauf a der Über
tragungsfunktion S (ω) stellt sich bei dem sehr steilen
Kennlinienverlauf a des Phasendiskriminators ein. Dieser un
erwünschte Effekt der Bandbreitenreduzierung der Regel
schleife in Abhängigkeit von der Kennliniensteilheit des
Phasendiskriminators PD kann auf folgende Weise kompensiert
werden. In die Regelschleife ist ein Stellglied SG einge
setzt. Dieses Stellglied SG wird von einem von der Fehler
korrekturschaltung FK abgegebenen Signal FI gesteuert, das
proportional zu der von der Fehlerkorrekturschaltung FK er
mittelten Fehlerrate in den Ausgangssignalen des Demodula
tors ist. Das Stellglied SG kann ein steuerbarer Verstärker
oder ein steuerbares Dämpfungsglied oder im einfachsten Fall
ein steuerbarer Spannungsteiler sein. Die Steuerung des
Stellgliedes erfolgt so, daß mit zunehmender Fehlerrate das
Übertragungsmaß des Stellgliedes ansteigt, so daß die Steu
erspannung für den spannungsgesteuerten Oszillator VCO zu
nimmt. Das Steuersignal für das Stellglied (SG) kann einen
kontinuierlichen oder einen gestuften Verlauf haben.
Um störende Schwankungen des Steuersignals FI für das Stell
glied SG zu unterdrücken, ist es zweckmäßig, das Signal FI
über ein Tiefpaßfilter TP, z. B. ein RC-Glied, zu führen. Ein
dem Stellglied SG vorgeschalteter Begrenzer BG sorgt dafür,
daß das Stellglied SG nicht eine die Diskriminator-Kennlinie
überkompensierende Spannung erzeugt.
Claims (8)
1. Demodulator für orthogonal modulierte Trägersignale, der
eine Phasenregelschleife zur Trägerrückgewinnung aufweist,
mit einem Phasendiskriminator, der die Phasenablage zwischen
einem empfangenen modulierten Trägersignal und einer im De
modulator erzeugten Referenzfrequenz ermittelt, welche Pha
senablage als Regelgröße zum Nachführen der Referenzfrequenz
auf die Frequenz des Trägersignals dient, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Phasenregelschleife ein Stellglied (SG)
enthält, das, gesteuert von einem aus den Demodula
tor-Ausgangssignalen (I, Q) abgeleiteten Fehlersignal (FI),
eine Abnahme der Kennliniensteilheit des Phasendiskrimina
tors (PD) mit zunehmender Fehlerrate kompensiert.
2. Demodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Stellglied (SG) ein steuerbarer Verstärker ist.
3. Demodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Stellglied (SG) ein steuerbares Dämpfungsglied ist.
4. Demodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerung des Stellgliedes (SG) kontinuierlich erfolgt.
5. Demodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerung des Stellgliedes (SG) gestuft erfolgt.
6. Demodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Fehlersignal (FI) dem Stellglied (SG) über einen Tiefpaß
(TP) zugeführt ist.
7. Demodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Fehlersignal (FI) über einen Begrenzer (BG) dem Stell
glied (SG) zugeführt ist.
8. Demodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine FEC-Schaltung (Vorwärts-Fehlerkorrektur) das Fehler
signal (FI) generiert.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995113080 DE19513080C1 (de) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | Demodulator für orthogonal modulierte Trägersignale |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995113080 DE19513080C1 (de) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | Demodulator für orthogonal modulierte Trägersignale |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19513080C1 true DE19513080C1 (de) | 1996-11-14 |
Family
ID=7759059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995113080 Expired - Fee Related DE19513080C1 (de) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | Demodulator für orthogonal modulierte Trägersignale |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19513080C1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3524145C2 (de) * | 1984-07-10 | 1987-08-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, Jp | |
DE3634751A1 (de) * | 1986-10-11 | 1988-04-14 | Thomson Brandt Gmbh | Phasendiskriminator, insbesondere fuer eine pll-schaltung |
DE4119452A1 (de) * | 1991-06-13 | 1992-12-17 | Thomson Brandt Gmbh | Pll-schaltung mit einem zaehlphasendiskriminator |
-
1995
- 1995-04-07 DE DE1995113080 patent/DE19513080C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3524145C2 (de) * | 1984-07-10 | 1987-08-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, Jp | |
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DE4119452A1 (de) * | 1991-06-13 | 1992-12-17 | Thomson Brandt Gmbh | Pll-schaltung mit einem zaehlphasendiskriminator |
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Legal Events
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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