FI98584B - Menetelmä ja piirijärjestely vastaanotetun signaalin käsittelemiseksi - Google Patents

Description

98584

Menetelmä ja piirijärjestely vastaanotetun signaalin käsittelemiseksi - Förfa-rande och anordning för att behandla en mottagen signal

Keksinnön kohteena on menetelmä ja piirijäijestely vastaanotetun signaalin käsitte-5 lemiseksi muuttuvan symbolitaajuuden järjestelmässä, esim. digitaalisessa televisiojärjestelmässä.

Digitaalisissa tiedonsiirtojärjestelmissä on pyrkimyksenä ottaa käyttöön siirtomenetelmiä, joissa käytetään kvadratuurista monitilamodulaatiota ja joissa signaalin 10 symboli- eli siirtonopeus on muuttuva. Symbolinopeus saattaa olla kanavakohtainen tai se voi muuttua myös samalla tiedonsiirtokanavalla. Symbolinopeus saattaa olla tyypillisesti 1-30 MBd. Muuttuvan symbolinopeuden järjestelmässä vastaanottimen tehtävänä on tunnistaa käytetty symbolinopeus ja suorittaa vastaanotto kyseiseen symbolinopeuteen nähden optimaalisella tavalla. Digitaalista siirtomenetelmää on 15 kuvattu mm. julkaisussa [1] The European Digital Video Broadcasting Project (DVB) 1994 DVB-TCM 11, version 3, DVB Project Office c/o EBU, 1994.

On ennestään tunnettua suorittaa vastaanotetun signaalin käsittely käyttämällä kiin-20 teällä kellotaajuudella tapahtuvaa digitaalista näytteenottoa kantataajuisesta signaalista, jolloin saatu näytejono suodatetaan ja suodatettujen näytteiden perusteella tehdään päätös signaaliarvosta. Näytteiden digitaalisessa suodatuksessa käytetään : samaa kellotaajuutta kuin näytteenotossa.

• · • · · • · · • · 25 Mainittua periaatera voidaan soveltaa muuttuvan symbolitaajuuden järjestelmässä .·. : muuttamalla näytteenottotaajuutta käytettyä symbolitaajuutta vastaavaksi. Koska • ♦ · / / symbolitaajuutta ei aluksi tunneta, se ilmaistaan suodatetuista näytteistä, ja tämän :::/ jälkeen näytteenottotaajuus sekä suodattimen kellotaajuus muutetaan vastaamaan • · · ilmaistua symbolitaajuutta. Symbolitaajuuden ilmaisuun on tunnettua käyttää esim. 30 ns. nollanylitysten tarkkailua, epälineaarista operaatiota + suodatusta tai ns. early-late-piiriä.

• ·· * * · • · · • :** Näytteenottotaajuudelta edellytetään huomattavan hyvää tarkkuutta ja stabiilisuutta.

. Kiinteän symbolitaajuuden järjestelmissä näytteenottotaajuus muodostetaan jaka- • · 35 maila sopivasti valitun kideoskillaattorin taajuus kokonaisluvulla. Tällöin kideoskil- • · : *** laattorista digitaalisesti johdettu näytteenottotaajuus täyttää mainitut vaatimukset.

• · 2 98584

Jos muuttuvan symbolitaajuuden järjestelmässä käytetään vain sovittuja symbolitaa-juuksia, joiden taajuuksien suhde on rationaaliluku, on tarvittavat näytetaajuudet mahdollista muodostaa jakamalla riittävän korkea kideoskillaattorin taajuus muutettavilla kokonaisluvuilla.

5

Muuttuvan symbolitaajuuden jäijestelmässä käytettyjen symbolitaajuuksien suhde ei kuitenkaan välttämättä ole pienistä kokonaisluvuista muodostettu murtoluku, vaan mm. järjestelmän siirtotehokkuuden maksimoimiseksi on edullista sallia käytettävän symbolitaajuuden valitseminen vapaasti asetetuissa rajoissa. Tällöin oikeaa näyt-10 teenottotaajuutta ei välttämättä saada käytettävissä olevan kideoskillaattorin taajuudesta jakamalla, vaan olisi käytettävä esim. vaihelukittuun silmukkaan perustuvaa analogista oskillaattoria. Tällä tavoin on hyvin vaikeaa saavuttaa riittävää näytteenottotaajuuden tarkkuutta ja stabiilisuutta. Lisäksi analogisen teknologian käyttö muutoin digitaalisella tekniikalla toteutettujen lohkojen yhteydessä on valmistus-15 teknisesti vaikeasti toteutettava ja lisäkustannuksia aiheuttava ratkaisu.

Keksinnön tarkoituksena on luoda menetelmä ja piirijärjestely vastaanotetun signaalin käsittelemiseksi järjestelmässä, jossa on muuttuva symbolitaajuus, siten, että mainitut tekniikan tasoon liittyvät epäkohdat vältetään.

20

Keksinnön olennaisena ajatuksena on, että vastaanotetusta kantataajuisesta signaalista otetaan digitaalisia näytteitä näytetaajuudella, joka on suurempi kuin vastaanotettavien signaalien maksimi symbolitaajuus, ja tämän jälkeen näytetaajuus muunnetaan mainitun symbolitaajuuden suuruiseksi tai sen kokonaislukukerran-25 naiseksi suodatusta ja päätöksentekoa varten. Näytetaajuuden muunnos suoritetaan edullisesti ns. muunnetulla Farrovv-tyyppisellä murtoviivesuotimella, jota ohjataan kunkin näytteen viiveeseen verrannollisella ohjaussignaalilla.

Keksinnön mukaisen ratkaisun etuna on, että vastaanotetun signaalin symbolitaa-30 juuden ja vastaanottimen näytteenottotaajuuden suhde voi asetetuissa rajoissa olla mielivaltainen. Ratkaisu on lisäksi toteutettavissa digitaalisella tekniikalla, yksinkertaisella rakenteella ja vähäisellä laskentakapasiteetdtaipeella.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että 35 - näytteenotto suoritetaan taajuudella, joka on suurempi kuin vastaanotettavan sig naalin suurin symbolitaajuus, 3 98584 - ennen suodatusta näin saadusta ensimmäisestä näytejonosta muodostetaan toinen näytejono, jonka näytetaajuus on olennaisesti yhtä suuri kuin vastaanotetun signaalin symbolitaajuus tai tämän kokonaislukukerrannainen ja - toisen näytejonon muodostamiseksi ensimmäiselle näytejonolle suoritetaan Lag-5 range-interpolaatio.

Keksinnön mukaiselle piirijäijestelylle on tunnusomaista, että - näytteenottopiirin näytetaajuus on suurempi kuin vastaanotettavan signaalin suurin symbolitaajuus, 10 - piirijäijestely käsittää murtoviivesuotimen näytteistetyn signaalin näytetaajuuden muuntamiseksi olennaisesti yhtä suureksi kuin vastaanotetun signaalin symboli-taajuus tai tämän kokonaislukukerrannainen ja - mainittu murtoviivesuodin on Lagrange-interpolaattori.

15 Keksinnön edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Seuraavassa keksintöä selostetaan oheisten piirustusten avulla, joissa 20 kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaisen vastaanottimen kantataajuisen osan lohkokaaviota, : kuvio 2 esittää Lagrange-interpolaattorin F arrow-rakennetta ja m · · • · • · · 25 kuvio 3 esittää 3-asteisen Lagrange-interpolaattorin muunnettua Farrow-rakennetta.

• · • ♦ • · ·

Kuvioissa on käytetty seuraavia lohkojen merkintöjä: • · · ··· · ··♦ *·* * 1 Kaistanpäästösuodin 11 FIR-suodin 30 2 Sekoitin 12 Kertoja 3 Jänniteohjattu oskillaattori 13 Summain :T: 4 Alipäästösuodin 14 Summain 5 A/D-muunnin 15 Siirtorekisteri « ·· *... 6 Murtoviivesuodin 16 Summain 35 7 Näytetaajuuden muunnin 17 Vakiokertoja ; ·· 8 Signaalisuodin 18 Ohjattava kertoja *:**: 9 Päätöspiiri 10 Ajastuslohko 4 98584

Kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaisen, QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) -siirtojärjestelmän vastaanottimen lohkokaaviota kantataajuisen signaalinkäsittelyn osalta. Vastaanottimen suurtaajuusosassa (ei esitetty kuviossa) vastaanotettu signaali 5 vahvistetaan ja sekoitetaan välitaajuudelle (IF). IF-signaali on kaistarajoitettu kais-tanpäästösignaali, jonka keskitaajuus on vastaanottimen valmistajan valittavissa (esim. 70 MHz). QPSK-symbolinopeus, jr ra vastaanottaja ei ennalta tiedä, voidaan valita esimerkiksi 1 ja 30 MBd.n väliltä.

10 Välitaajuinen signaali suodatetaan kaistanpäästösuotimella 1 ja johdetaan sekoitti-miin 2, joissa signaali demoduloidaan kantataajuudelle. Jänniteohjattu oskillaattori 3 (VCO) syöttää I (In-phase) ja Q (quadrature) -haarojen sekoittimiin 2 vastaavasti vaiheessa olevan ja vaihesiirretyn sekoitustaajuuden, jolloin tuloksina saadaan vaiheessa oleva (I) ja kvadratuurinen (Q) kantataajuinen signaalikomponentti. Sekoi-1S tustuloksina syntyvät sivukaistat poistetaan loivalla analogisella alipäästösuotimella 4, joka ei vaikuta alipäästötyyppisen signaalin sisältöön.

Aiipäästösignaalit muunnetaan digitaalisiksi A/D-muuntimessa 5, jossa näytteen resoluutio on digitaalitelevisiosovelluksessa noin 5-6 bittiä. A/D-muuntimen näyte-20 taajuus on tässä keksinnön mukaisessa ratkaisussa kiinteä ff. Näytetaajuuden on teoreettisesti oltava vähintään symbolitaajuuden fj suuruinen, mutta riittävän tarkkuuden saavuttamiseksi näytetaajuuden ff tulisi olla vähintään kaksinkertainen sym-: boiitaajuuteen f, nähden. Digitaalisessa televisiojärjestelmässä, jossa maksimi sym- bolitaajuus on 30 MBd, järjestelmän kellotaajuuden ff tulee siis olla vähintään 60 25 MHz.

• · • · • · · • · ·

Signaali suodatetaan digitaalisilla kohokosini-puolen Nyquistin suotimilla 8 näyttei-den keskinäisvaikutuksen vähentämiseksi. Digitaalitelevisiosoveiluksissa suotimen *** * ns. a parametrin arvoksi on määritelty 0,35. Tämän suotimen on adaptoiduttava 30 käytettyyn symbolinopeuteen, ts. suotimen kellotaajuuden fs tulee olla vastaanote-tun signaalin symbolitaajuus tai sen kokonaislukukerrannainen.

• · · • · · • · · • :·! Suodatettujen näytteiden perusteella tehdään signaaliarvosta päätös päätöspiirissä 9.

*···. Päätös voidaan tehdä jollakin tunnetulla menetelmällä kuten kvanti soimalla tai las- <* · ”/ 35 kemalla minimietäisyyksiä. Päätökset tehdään symbolitaajuudella f; • · ·· • · • · *:**: Vastaanotetun signaalin symbolitaajuus ilmaistaan ajastuslohkossa 10. Kun sym bolitaajuus on ilmaistu, muodostetaan ajastuslohkossa suotimen kellotaajuus fs.

5 98584

Symbolikellon muodostamiseen voidaan käyttää mm. aiemmin mainittuja menetelmiä nollanylitysten tarkkailua, epälineaarista operaatiota + suodatusta tai ns. early-late-piiriä. Ajastuslohkossa muodostetaan symbolitaajuinen fj kellosignaali päätöspiirillc.

5

Ajastuslohko 10 suorittaa myös kantoaallon taajuuden ja vaiheen uuton ja ohjaa demodulaatiossa käytettävää jänniteohjattua oskillaattoria 3. Tämä voidaan toteuttaa COSTAS-silmukalla tai päätösohjatulla silmukalla. Pftätösohjattu silmukka edellyttää päätöspiirissä suoritettujen päätösten ohjaamista myös ajastusyksikköön 10, kun 10 COSTAS-silmukka käyttää ainoastaan suotimista 8 saatuja näytteitä.

Nyquist-suotimen ja päätöspiirin toimintaa sekä symbolitaajuuden ilmaisua ja kantoaallon uuttoa on kuvattu mm. julkaisussa [2] Proakis, J.G.: Digital communications (1989) McGraw-Hill, Inc., New York, 15 905 s.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa kiinteällä näytetaajuudella ff A/D-muuntimesta saadut digitaaliset näytteet muunnetaan ensin matalammalle näytetaajuudelle mur-toviivesuotimen 6 avulla ennen suodinta 8. Murto viive suodin pienentää näytetaa-20 juutta tekijällä 1 ...2 interpoloimalla uudet näytearvot tarvittavina ajanhetkinä. Mur-toviivesuodinta ohjataan siten, että tuloksena saadun näytejonon näytetaajuus on yhtä suuri kuin vastaanotetun signaalin symbolitaajuus fj tai tämän kokonaislukuker-rannainen.

25 Piirissä voi lisäksi oila murtoviivesuotimen 6 jälkeen, ennen suodinta 8, näytetaa-juuden muunnin 7, joka tarvittaessa jakaa muitoviivesuotimesta 6 saadun näytetaa-juuden pienellä kokonaisluvulla M, jonka suuruus on edullisesti 1, 2, 3 tai 4. Näin suotimelle 8 saadaan näytejono, jonka näytetaajuus on vastaanotetun signaalin symbolitaajuuden fj suuruinen tai sen kokonaislukukerrannainen riippumatta A/D-30 muuntunen kellotaajuuden ff ja symbolitaajuuden fj suhteesta.

Keksinnön mukainen ratkaisun olennainen rakenneosa on murtoviivesuodin, jonka avulla voidaan interpoloida näytteet mielivaltaisina ajanhetkinä. Seuraavassa esitetään murtoviivesuodinrakenne, jonka avulla pystytään edullisesti toteuttamaan kek-35 sinnön mukainen vastaanotinratkaisu vaihtuvan symbolinopeuden järjestelmään. Lisäksi esitetään teoreettinen perusta mainitun suodinrakenteen toiminnalle.

6 98584

Yksittäinen ulostuleva signaalinäyte y(n) approksimoi ideaalisesti viivästettyä signaalia yjd(n) = x(n - D). Muuttuja D on reaaliarvoinen viiveparametri, jonka murto-osaa d kutsutaan murtoviiveeksi. Signaalinäyte y(n) voidaan esittää seuraavasti: 5 y(n) = x(n)*h(n) =£*(*)*('»-*) (1), *>0 jossa x(n) on tuleva signaali ja h(n) on interpoloivan suotimen impulssivaste.

Jotta signaali y(n) vastaisi ideaalisesti viivästettyä signaalia, impulssivasteen h(n) 10 tulisi olla äärettömän pituinen, mikä ei käytännön ratkaisuissa ole mahdollista. Eräs tunnettu menetelmä äärellisen pituisen, ns. FIR (Finite Impulse Response) -tyyppisen murtoviivesuotimen suunnittelemiseksi on Lagrangen interpolointitekniikka, joka on ideaalisen interpolaattorin maksimaalisen laakalatvainen approksimaatio.

15 Lagrange-interpolaattorin kertoimet voidaan esitettää suljetussa muodossa: h(n) = ΓΤ—-- jossa n = 0,1,2,...N (2) k*m jossa N on suotimen asteluku.

20 Tällaista menetelmää on käsitelty mm. seuraavassa julkaisussa: [3] Laakso, T., Välimäki, V., Kaijalainen, M., & Laine, U.K. 1994. Crushing the Delay - Tools for Fractional Delay Filter Design. Report no. 35, Helsinki University of Technology, Laboratory of Acoustics and Audio Signal Processing, Espoo, Fin-25 land, 46 s.

Seuraavassa johdetaan Lagrange-interpolaattorille rakenne, joka voidaan toteuttaa tehokkaasti aikamuuttuvassa sovelluksessa. Tavoitteena on, että FIR-suotimen kertoimet esitetään N-asteisina viiveparametrin D polynomeina, jolloin suodin voi-30 daan toteuttaa N+l -vakiokertoimisen FIR-suotimen avulla ja viiveen säätäminen vaatii ainoastaan parametrin D muuttamisen. Lagrange-inteipolointi voidaan johtaa tällaiseen muotoon seuraavasti:

Muodostetaan suodinapproksimaatio z-tasossa: Y(z) = H(z)X(z) (3) 35 7 98584 jossa X(z) ja Y(z) ovat suotimen tulo-ja lähtösignaalicn, x(n) ja y(n), z-muunnokset ja interpolointisuotimen siirtofunktio H(z) esitetään nyt D:n polynomina: 5 Η(ζ) = Σ ck(z)°k (4) *=0

Lagrange-interpolaation johdossa edellytetään, että polynomi saa datan x(n) kanssa saman arvon kokonaislukupisteissä n = 0, 1, 2,.... N. Sama vaatimus voidaan esittää z-tasossa seuraavasti: 10 Y(z) = z-DX(z) kun D = 0, l,2,...,N (5)

Yhtälöiden (3) ja (4) kanssa tästä voidaan johtaa N+l ehtoa: 15 2 C]<(z)Dk = z-° kun D = 0,1,2,·.·,N (6) *«0 joka voidaan kirjoittaa matriisimuodossa: 20 Uc»z (7) jossa L x L-matriisi U on: ’o° o' o2 ··· oN ] n o o ··· o lu 1' i2 .N lii i u = 2° 2‘ 22 2N = 1 2 4 2N (8), N° N1 N2 — NN 1 N N2 ··· NN_ 25 vektori c:

c = [C0(z) Ci(z) C2(z) ... CN(z))]T W

30 ja viivevektori z: z=[l z"l Z"2 ... z"N]T (10) 8 98584 U on ns. Vandermonde-matriisi, jolloin on olemassa käänteismatriisi U' 1, jonka avulla yhtälön (7) ratkaisu voidaan kirjoittaa muodossa: 5 c = U*lz (li) Käänteismatriisia U"* merkitään jatkossa Q:lla.

10 Käänteis-Vandermonde-matriisin Q vaakarivit sisältävät uuden suodinrakenteen kertoimet, minkä vuoksi matriisi ositellaan seuraavasti: Q = [qoqi <12 ··· <in]t O2) 15 Siirtofunktiot Cn(z) saadaan sisätuloina

Cn(z)= <ίηζ = Σ qn(k)z'k,jossan= 1,2,...,N (13) *=0

Sijoittamalla D = 0 yhtälössä (13) nähdään, että 20 Σ Ck(z)Ok=l =>C0(z)=l (14) *= 0 • * • * • · · .v eli että siirtofunktio Co(z) = 1 riippumatta suotimen asteluvusta N. Muut siirtofunk- :*·: tiot Cn(z) ovat N-asteisia z:n polynomeja eli N-asteisia FIR-suotin<i.; *·.: 25 • · . .·. Tätä johdettua rakennetta voidaan kutsua Lagrange-interpolaattorin FaiTow-rakcn- • · · · teeksi. Farrow-rakennetta on aikaisemmin käsitelty muissa yhteyksissä mm. seuraa-vissa julkaisuissa: [4] Farrow, C.W. 1988. A continuously variable digital delay element. Proc. 1988 30 IEEE Int. Symp. On Circuits and Systems (ISCAS '88), Espoo, Finland, June 7-9, : 1988, vol. 3, pp. 2641-2645.

{*·.. [5] Välimäki, V. 1994. Fractional Delay Waveguide Modeling of Acoustic Tubes.

Report no. 34, Helsinki University of Technology, Laboratory of Acoustics and 4 · · ./ Audio Signal Processing, Espoo, Finland, 133 p.

:.!i; 35 • · 9 98584

Farrow-rakenne voidaan toteuttaa tehokkaasti Homerin menetelmän avulla, joka on tehokas menetelmä polynomin evaluoimiseksi:

_,V

Σ Ck(z)Dk = Co(z)+[Ci(z)+[C2(z)+...+[CN.i(z)+CN(z)D]D]A.]D (15) t» o 5 Tässä muodossa suodinrakenteen toteutus vaatii N kertolaskua D.llä. Tämän "suoramuotoisen", N-asteisen Lagrange-interpolaattorin toteutus yhtälön (15) mukaisesti esitetään kuvassa 2. Tämän rakenteen edullinen ominaisuus on se, että siirtofunktiot Cn(z) 11 ovat vakioita tietyllä N:n arvolla. Interpolaattoria säädetään 10 siis suoraan murtoviiveen arvona D keitojissa 12 eli muiden parametrien laskentaa ei tarvita, kun viiveen arvo muuttuu.

F arrow-rakenne voidaan muuntaa tehokkaampaan muotoon muuttamalla parametrin D kokonaisosaa. Tämä merkitsee yksikköviiveiden siirtämistä paikasta toiseen 15 järjestelmän sisällä, jolloin järjestelmän siirtofunktio säilyy ennallaan. Uusi parametri d saa arvoja 0 < d < 1 (N pariton) tai -0,5 < d < 0,5 (N parillinen). Tämä muutos voidaan tehdä muunnosmatriisilla T, joka määritellään seuraavasti:

Tn.m=| U J [mj (16) 0 kun n<m 20 • · · • · * 1 m 1 m · jossa n,m = 0, 1, 2,.... N.

· • · · / Seuraavassa käsitellään uuden rakenteen erikoistapausta arvona N = 3. Silloin 25 muunnosmatriisi on seuraavanlainen: • · · • · · m Ί l l Γ : 0 12 3 : : : 0 0 13 v ' ./ |_0 0 0 1 • · · m * 1 · t : T Kun kolmannen asteen suodinrakenteen kerroinmatriisi Q kerrotaan tällä matriisilla, : ’·· 30 saadaan seuraava tulos: • · ίο 98584 '0 1 0 0 " „ -1/3 -1/2 1 -1/6 Ö = TQ = , (18) 1/2 -1 1/2 0 v ’ -1/6 1/2 -1/2 l/6_ Tämä suotimen toteutus on esitetty kuviossa 3. Kuvion rakenteessa on 10 yhteenlaskua, jotka on toteutettu summaimilla 16. Yhdellä summaimista on kolme tuloa, 5 jolloin laskutoimitus saattaa käytännössä olla edullisempaa toteuttaa kahdella 2-tuloisella summaimella. Tällöin summaimia tarvitaan 11 kappaletta. Lisäksi rakenteessa on 9 kertojaa, joista kuudessa kertojassa 17 kertoja on vakio ja kolmessa kertojassa 18 kertoja on viiveparametri d. Vakiokertoimiset siirtofunktiot voivat käyttää yhteisiä siirtorekistereitä 15. N-asteinen Farrow-suodin vaatiikin vain N 10 siirtorekisteriä viivelinjan toteutukseen kuten yksi N-asteinen suoramuotoinen FIR-suodin.

Jos Lagrange-interpolaattori toteutettaisiin suoramuotoisena FIR-suotimena, tarvittaisiin ensin 3 yhteen-ja 10 kertolaskua suodinkertoimien määrittämiseen ja vielä 3 15 yhteen-ja 4 kertolaskua ulostulonäytteen laskemiseen eli yhteensä 6 yhteen-ja 14 kertolaskua. Yhteensä tarvitaan siis 20 laskutoimitusta kuten Farrow-rakenteessakin, mutta kertolaskujen osuus olisi suoramuofoisessa toteutuksessa suurempi kuin Farrow-rakenteessa. Lisäksi suoramuotoisessa toteutuksessa kertoimien käytännöllinen laskenta edellyttää välitulosten tallennusta ja siten enemmän muistia.

: 20

Tavanomaista digitaalitelevisiosovellutusta ajatellen yllä käsitellyllä kolmannen • · · ] asteen suotimella saavutetaan riittävä näytearvojen tarkkuus. Asteluku voi olla myös • « jokin muu pieni pariton kokonaisluku kuten 5 tai 7. Keksinnön mukaisessa piirijär-*· ; jestelyssä ei siten tarvita korkea-asteisia suotimia ja siirtorekistereiden tarve on :y '· 25 vähäinen. Lisäksi suodinkertoimille voidaan yksinkertaisesti ja nopeasti laskea : tarkat arvot. Toteutuksessa tarvitaan vain vähäinen määrä kertolaskuja jokaista ulostulevaa näytettä kohden.

• · · • · · ··· :T: Menetelmä voidaan toteuttaa tehokkaasti ohjelmoitavalla signaaliprosessorilla tai ..* 30 erityispiirillä, joka voidaan suunnitella tähän tarkoitukseen. Digitaalitelevisiotek- *..* nilkassa näytetaajuus on hyvin suuri ja siksi erityispiiritoteutus on edullinen ratkaisu *·;·* tähän tarkoitukseen. Pienemmän näytetaajuuden sovelluksissa, kuten esim. mo- deemi- tai audiosignaalisovelluksissa, signaaliprosessori on edullinen toteutusratkai-·:··: su.

35 98584 π

Vaikka edellä esitetyssä jäijestelmässä käsiteltävä signaali on kantataajuinen, on keksinnöllisen ajatuksen puitteissa mahdollista toteuttaa myös vastaanotin, jossa näytetaajuuden muunnos suoritetaan signaalille, jota ei ole demoduloitu kantataa-juudelle.

5

Edellä on esitetty eräitä keksinnön mukaisen menetelmän sovelluksia. Luonnollisesti keksinnön mukaista periaatetta voidaan muunnella patenttivaatimusten suoja-alan puitteissa esim. toteutuksen yksityiskohtien sekä käyttöalueiden osalta. Keksintö ei siten rajoitu digitaaliseen televisiojärjestelmään vaan se en sovellettavissa 10 muissakin digitaalisissa tiedonsiirtojäijestelmissä.

« · * ·· *··

Claims (14)

98584 12 Paten tti vaatimukset

1. Menetelmä vastaanotetun signaalin käsittelemiseksi muuttuvan symbolinopeuden järjestelmässä, jolloin vastaanotetusta signaalista otetaan digitaalisia näytteitä, digitaaliset näytteet suodatetaan ja suodatetuista näytteistä tehdään päätökset, tunnettu 5 siitä, että - näytteenotto suoritetaan taajuudella (ff), joka on suurempi kuin vastaanotettavan signaalin suurin symbolitaajuus, - ennen suodatusta näin saadusta ensimmäisestä näytejonosta muodostetaan toinen näytejono, jonka näytetaajuus on olennaisesti yhtä suuri kuin vastaanotetun signaa-

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että Lagrange-inter-15 polaatio suoritetaan olennaisesti Farrow-rakenteen mukaisesti.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että Lagrange· interpolaation asteluku on pieni pariton kokonaisluku.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kunkin toisen näytejonon näytearvon muodostamiseksi määritetään kunkin näytteen viiveen arvo (D).

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 25 toisesta näytejonosta muodostetaan kolmas näytejono, jonka näytetaajuus on olennaisesti toisen näytejonon näytetaajuus jaettuna kokonaisluvulla (M).

* 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että * ensimmäisen näytejonon näytetaajuus muunnetaan siten, että suodattimelle syötettä-30 vän näytejonon näytetaajuus on yhtä suuri kuin vastaanotetun signaalin symbolitaa- : juus tai tämän kokonaislukukerrannainen.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että * · vastaanotettu signaali on moduloitu kvadratuurisella menetelmällä, jolloin mainittu 35 näytejonon näytetaajuuden muunnos suoritetaan erikseen I-ja Q-haaran näytejo-noille. I · · 13 98584

8. Piirijäijestely vastaanotetun signaalin käsittelemiseksi muuttuvan symbolinopeu-den jäijestelmässä, joka käsittää peräkkäin kytkettyinä näytteenottopiirin (5) digitaalisten näytteiden muodostamiseksi, suotimen (8) ja päätöspiirin (9) päätösarvon muodostamiseksi näytteistä, tunnettu siitä, että 5. näytteenottopiirin (5) näytetaajuus (ff) on suurempi kuin vastaanotettavan signaa lin suurin symbolitaajuus, - piirijäijestely käsittää murtoviivesuotimen (6) näytteistetyn signaalin näytetaajuu-den muuntamiseksi olennaisesti yhtä suureksi kuin vastaanotetun signaalin symboli-taajuus tai tämän kokonaislukukerrannainen ja 10 - mainittu murtoviivesuodin (6) on Lagrange-interpolaattori.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen piirijäijestely, tunnettu siitä, että murtoviivesuotimen (6) jälkeen ennen päätöspiiriä (9) piirissä on näytetaajuuden muunnin (7) näytetaajuuden jakamiseksi kokonaisluvulla (M). 15

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen piirijäijestely, tunnettu siitä, että mainitulla Lagrange-interpolaattorilla on Farrow-rakenne, jolloin ohjaussignaali on olennaisesti verrannollinen näyteviiveeseen (D).

10 Iin symbolitaajuus (fj) tai tämän kokonaislukukerrannainen ja - toisen näytejonon muodostamiseksi ensimmäiselle näytejonolle suoritetaan Lag-range-interpolaatio.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen piirijäijestely, tunnettu siitä, että mainitulla Lagrange-interpolaattorilla on muunnettu Farrow-rakenne, jossa siirtorekisterien ja kertojien lukumäärä on minimoitu.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 8-11 mukainen piirijärjestely, tunnettu siitä, että 25 Lagrange-interpolaattorin asteluku on pieni pariton kokonaisluku.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen menetelmän tai piirijäijestelyn käyttö digitaalisen televisiojäijestelmän vastaanottimessa.

• · • · « 14 98584