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DE3784675T2 - Schaltung zur rueckgewinnung von traegersignalen. - Google Patents

Schaltung zur rueckgewinnung von traegersignalen.

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Publication number
DE3784675T2
DE3784675T2 DE8787202438T DE3784675T DE3784675T2 DE 3784675 T2 DE3784675 T2 DE 3784675T2 DE 8787202438 T DE8787202438 T DE 8787202438T DE 3784675 T DE3784675 T DE 3784675T DE 3784675 T2 DE3784675 T2 DE 3784675T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
carrier signal
sampling
clock pulse
phase
Prior art date
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Application number
DE8787202438T
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English (en)
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DE3784675D1 (de
Inventor
Dirk Muilwijk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication of DE3784675D1 publication Critical patent/DE3784675D1/de
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/227Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation
    • H04L27/2275Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses the received modulated signals
    • H04L27/2276Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses the received modulated signals using frequency multiplication or harmonic tracking
    • HELECTRICITY
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    • H04L27/2003Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation
    • H04L27/2007Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation in which the phase change within each symbol period is constrained
    • H04L27/2017Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation in which the phase change within each symbol period is constrained in which the phase changes are non-linear, e.g. generalized and Gaussian minimum shift keying, tamed frequency modulation

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Trägerrückgewinnungsschaltung zum Extrahieren des Trägersignals aus einem pulscodiert modulierten Trägersignal, wobei diese Schaltungsanordnung die folgenden Elemente aufweist: einen Taktimpulsregenerator, einen Multiplizierer mit einem Multiplikationsfaktor N (N = 2, 3, .) zum Erzeugen der N. Harmonischen aus dem modulierten Trägersignal, ein erstes Bandpaßfilter, das zum Isolieren der genannten N. Harmonischen mit dem Multiplizierer gekoppelt ist, einen zwischen dem Multiplizierer und dem ersten Bandpaßfilter vorgesehenen Abtastkreis, der mit dem Taktimpulsregenerator verbunden ist zum Abtasten der N. Harmonischen unter Ansteuerung eines von dem Taktimpulsregenerator herrührenden Taktimpulssignals an nicht weniger als einem vorbestimmten Abtastzeitpunkt je Symbolzeit T des Datensignals, und einen mit dem ersten Bandpaßfilter verbundenen Teiler mit der Teilungszahl N.
  • Eine derartige Trägerrückgewinnungsschaltung ist aus der US-A 3,835,404 bekannt. Dieses Dokument beschreibt eine Trägerrückgewinnungsschaltung für PSK-Signale, wobei der Jitteranteil durch Phasenverschiebungen in dem Trägersignal, die an Bitübergängen auftreten, durch Abtastung mit Taktimpulsen mit einer Impulsbreite, die kleiner ist als der Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Phasenverschiebungen in dem modulierten Trägersignal aber mit einer möglichst großen endlichen Breite, vermieden wird.
  • Es ist bekannt, kontinuierliche Phasenmodulation des Trägersignals anzuwenden, weil auf diese Weise modulierte Trägersignale eine konstante Amplitude haben, wodurch nicht-lineare Verstärkung möglich ist, und weil sie meistens eine geringe Bandbreite aufweisen. Diese Modulationsart besteht u. a. aus "Tamed Frequency Modulation" (TFM = gezähmte Frequenzmodulation), "Quadrivalent Three-Bit Correlated Cosinusoidal Modulation" (Q3RC = Vierwertige Drei-Bit-korrelierte Cosinus Modulation) und "Correlative Phase Shift Keying" (CORPSK = Korrelative Phasenumtastung).
  • Es hat sich gezeigt, daß ein hoher Jitterwert meistens in einem von einem solchen pulscodiert kontinuierlich phasenmodulierten Trägersignal abgeleiteten Trägersignal auftritt.
  • Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, auf einfache Weise den Jittereffekt weitgehend zu verringern, der auftritt, wenn ein Trägersignal von einem kontinuierlich phasenmodulierten Trägersignal zurückgewonnen wird.
  • Die Schaltungsanordnung zum Extrahieren von Trägersignalen nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß das pulscodiert modulierte Trägersignal ein pulscodiert kontinuierlich phasenmoduliertes Trägersignal ist mit einem rationellen Modulationsindex und daß der Abtastkreis unter Ansteuerung des Taktimpulssignals eine augenblickliche Abtastung der N. Harmonischen liefert.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es im Falle eines kontinuierlich phasenmodulierten Trägersignals zum Extrahieren des Trägersignals von einem derartigen kontinuierlich phasenmodulierten Trägersignal wesentlich ist, daß zu vorbestimmten Abtastzeitpunkten eine augenblickliche Abtastung erhalten wird, damit ein möglichst zuverlässiges zurückgewonnenes Trägersignal erhalten wird.
  • Es wurde festgestellt, daß eine Trägerrückgewinnungsschaltung zum Extrahieren des Trägersignals aus einem pulscodiert kontinuierlich phasenmodulierten Trägersignal an sich bekannt ist, und zwar aus u. a. dem Artikel mit dem Titel: "Synchronization properties of continuous phase modulation" von J. Aulin und C.E. Sundberg, veröffentlicht in den "Conference Papers" von "Globecom 82", "Global Telecommunication Conference, Miami, 29th November - 2nd December 1982". Aber in dieser bekannten Schaltungsanordnung gibt es zwischen dem Multiplizierer und den ersten Bandpaßfiltern keine Abtastschaltung.
  • Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf einen Empfänger mit einer Trägerrückgewinnungsschaltung zum Extrahieren des Trägersignals aus einem pulscodiert modulierten Trägersignal, wobei diese Schaltungsanordnung die folgenden Elemente aufweist: einen Taktimpulsregenerator, einen Multiplizierer mit einem Multiplikationsfaktor N (N = 2, 3, . . .) zum Erzeugen einer N. Harmonischen aus dem modulierten Trägersignal, ein erstes Bandpaßfilter, das zum Isolieren der genannten N. Harmonischen mit dem Multiplizierer gekoppelt ist, einen zwischen dem Multiplizierer und dem ersten Bandpaßfilter vorgesehenen Abtastkreis, der mit dem Taktimpulsregenerator verbunden ist zum Abtasten der N. Harmonischen unter Ansteuerung eines von dem Taktimpulsregenerator herrührenden Taktimpulssignals an nicht weniger als einem vorbestimmten Abtastzeitpunkt je Symbolzeit T des Datensignals, und einen mit dem ersten Bandpaßfilter verbundenen Teiler mit der Teilungszahl N, und weist dazu das Kennzeichen auf, daß das pulscodiert modulierte Trägersignal ein pulscodiert kontinuierlich phasenmoduliertes Trägersignal ist mit einem rationellen Modulationsindex und daß der Abtastkreis (7) unter Ansteuerung des Taktimpulssignals einen augenblicklichen Abtastwert der N. Harmonischen liefert.
  • Die Erfindung und ihre Vorteile werden untenstehend in bezug auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen, wobei entsprechende Elemente in den Figuren durch identische Bezugszeichen angegeben sind, näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Empfängers mit einer Trägerrückgewinnungsschaltung für kontinuierlich phasenmodulierte Signale mit einem rationellen Modulationsindex nach der Erfindung,
  • Fig. 2a die Stoßantwort und
  • Fig. 2b den Phasenbaum eines 2RC-Signals,
  • Fig. 3a die Stoßantwort und
  • Fig. 3b den Phasenbaum für CORPSK (2-3, 1 + D) und Duobinäre CPM mit h = 0,5 und
  • Fig. 4a die Stoßantwort und Fig. 4b den Phasenbaum für TFM bzw. TFSK.
  • Mit Hilfe des in Fig. 1 dargestellten Empfängers mit einer Trägerrückgewinnungsschaltung 10 ist es möglich, auf sehr zuverlässige Weise ein der Eingangsklemme 1 zugeführtes kontinuierlich phasenmoduliertes Trägersignal (CPM-Signal) mit einem rationellen Modulationsindex h derart zu extrahieren, daß das resultierende Trägersignal einen geringen Phasenjitteranteil aufweist. Vor der Erläuterung der Trägerrückgewinnungsschaltung wird die Struktur eines derartigen CPM-Signale näher erläutert.
  • Ein digital zu übertragendes Informationssignal, dargestellt durch eine Reihe (am) m-ärer Symbole,
  • (am- a&submin;&sub2;, a&submin;&sub1;, a&sub0;, a&sub1;, a&sub2;, ..an (1)
  • mit am = ±(2n+1) und n=0,1,2,...usw.
  • kann als Funktion der Zeit wie folgt dargestellt werden:
  • a(t) = Σamp(t-mT) (2)
  • wobei T die Dauer der digitalen Symbole darstellt und p(t) ein Rechteckimpuls mit einer Länge T ist.
  • Vor der Übertragung derartiger Signale werden sie vorzugsweise moduliert, wobei das modulierte Trägersignal eine konstante Amplitude hat. Der wesentliche Vorteil eines derartigen Trägersignals ist die Tatsache, daß nicht-lineare Signalbearbeitung, wie nicht-lineare Verstärkung zum Erhalten eines hohen Wirkungsgrades angewandt werden kann, ohne daß die Information in dem Signal angegriffen wird.
  • Jede digitale Modulation mit konstanter Amplitude läßt sich wie folgt schreiben:
  • u(t) = cos{ωct + φ(t)} (3)
  • wobei ωc die Winkelfrequenz des Trägers ist und φ(t) die Phase als Funktion der Zeit darstellt.
  • Wenn φ(t) als Funktion von a(t) geändert wird, wird die nachfolgende Gleichung erhalten:
  • φ(t) = φ{a(t)} (4)
  • Bei Phasenumtastung (PSK = Phase Shift Keying) wird φ(t) über die Symbolzeit T konstant gehalten und bei den Symbolübergängen sprunghaft geändert.
  • Es sind aber auch Modulationsarten bekannt, wie die kontinuierliche Phasen-Frequenzumtastung (CPFSK = Continuous Phase Frequency Shift Keying), für die Nachfolgendes gilt:
  • dφ(t)/d(t) = K.a(t) (5)
  • wobei K eine Konstante ist. Bei kontinuierlicher Phasen-Frequenzumtastung läßt sich der Detektionsprozeß zum Erhalten eines besseren Rauschabstandes über mehr als nur ein Symbolintervall ausbreiten.
  • Beispiele von CPFSK sind Minimum-Frequenzumtastung (MSK) und Sinus-Frequenzumtastung (SFSK). MSK ist eine Modulation mit einer linearen Phasenänderung von ± π/2 je Symbolzeit, was durch den Modulationsindex h = 0,5 angegeben wird, wobei h als die Anzahl π Radiale definiert wird, um welche die Phase je Symbolzeit T sich geändert hat.
  • Bei SFSK ist nicht nur die Phase, sondern auch die erste Abgeleitete der Phase, also die Frequenz, kontinuierlich. Dadurch wird die Seitenbandunterdrückung verbessert.
  • Wenn die Phasenverschiebung bei CPFSK derart gemacht wird, daß fließende Phasenübergänge zwischen Symbolintervallen verwirklicht werden, ist die Phasenänderung nicht länger konstant über ein Symbolintervall und ist von einer kontinuierlichen Phasenmodulation (CPM) die Rede. Wegen der kontinuierlich sich ändernden Phase über jede Symbolzeit ist eine spezielle Trägerrückgewinnungsschaltung, beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt, erforderlich zum Extrahieren des Trägersignals aus einem empfangenen CPM-Signal.
  • Beispiele von CPMs sind "Ralsed Cosine Modulation" (RCM = erhöhte Cosinus-Modulation), welcher Name für sich spricht, und die Klasse der "Correlative Phase Modulation" (CORPM = Korrelative Phasenmodulation).
  • Zur Erzielen einer weiteren Glättung der Phasenverschiebung ist bei CORPM die Phasenänderung in einer Symbolzeit auch von der Information von einer oder mehreren vorhergehenden Symbolzeiten abhängig. Bekannte CORPMs sind "Tamed Frequency Modulation" (TFM = gezähmte Frequenzmodulation), "Tamed Frequency Modulation" (TFM = gezähmte Frequenzmodulation), "Gaussian Modified Shift Keying" (GMSK = Gaußsche geänderte Umtastung).
  • Von allen CPM-Typen sind für die Erfindung nur diejenigen von Bedeutung, in denen zu festen Zeitpunkten nahezu feste Phasenwerte auftreten, die sich als ganzer Bruch von 2π schreiben lassen, beispielsweise 2π/n mit n = ± 1 ± 2,..
  • Diese Modulationstypen werden untenstehend als CPM mit rationellem Modulationsindex h bezeichnet. Wird der Eingangsklemme 1 des in Fig. 1 dargestellten Empfängers mit der Trägerrückgewinnungsschaltung 10 ein derart moduliertes Trägersignal zugeführt, so wird das Signal auf übliche Weise nach Filterung in einem, weiterhin als drittes Bandpaßfilter bezeichneten, Bandpaßfilter 2 einer Multiplizieranordnung 3 zugeführt. Eine derartige Multiplizieranordnung 3 weist ein nicht-lineares Element auf, mit dessen Hilfe zum Erhalten einer erwünschten Harmonischen das modulierte Trägersignal mit einem Faktor N, der vorzugsweise dem Wert 2/h entspricht, multipliziert wird. Durch die Multiplikation werden die Phasenänderungen des modulierten Trägersignals phasengleich (modulo 2π) enden. Bei bekannten Trägerrückgewinnungsschaltungen für CPM-modulierte Signale wird das auf diese Weise erhaltene Signal zum Eliminieren aller unerwünschter Harmonischen unmittelbar einem ersten Bandpaßfilter 4 geringer Bandbreite, beispielsweise in der Größenordnung von 1/100. fIN, wobei fIN die Frequenz des empfangenen Signals ist, zugeführt, wonach die erwünschte Harmonische des Trägersignals in einem Teiler 5 mit der Teilungszahl N geteilt wird. Das auf diese Weise zurückgewonnene Trägersignal wird zum kohärenten Demodulieren des gefilterten Eingangssignals einem ebenfalls an das dritte Breitbandfilter 2 angeschlossenen koherenten Detektor 6 zugeführt.
  • Fig. 2a bis 4b zeigen einige Beispiele von CPM-Signalen mit einem nahezu rationellen Modulationsindex. Dabei zeigt Fig. 2a die Stoßantwort g(t) eines einem nicht dargestellten Modulator in einem Senden für RC-Signale zugeführten Impulses. Horizontal ist die Zeit in Einheiten der Symbolzeit T und vertikal die Amplitude in Einheiten von T&supmin;¹ aufgetragen. Aus dieser Figur geht hervor, daß die dargestellte Stoßantwort für RC-modulierte Signale eine Länge entsprechend 2T hat und deswegen ein durch 2RC bezeichnetes CORPM-Signal ist. Fig. 2b zeigt in einem Phasenbaum mittels dieser Stoßantwort die Phasenverschiebung eines kontinuierlich phasenmodulierten Trägersignals. Ein derartiger Phasenbaum zeigt alle etwaigen Phasenänderungen als Funktion der Zeit eines mit einem beliebigen Datensignal modulierten Trägersignals. Dabei ist vertikal die Phase in Einheiten von π aufgetragen, während horizontal die Zeit in Einheiten der Symbolzeit T aufgetragen ist.
  • Wie aus diesen Figuren hervorgeht, hat die Phase zu den Zeitpunkten mT, wobei m = 0, 1, 2, . . ., einen bestimmten Wert entsprechend einem der Werte nhπ, wobei n = 0, ± 1, ± 2, . . . usw. ist. Daß die Phase zu den genannten Zeitpunkten nahezu feste Werte aufweist, wird verursacht durch die Tatsache, daß durch die Bemessung des Vormodulationsfilters die Oberfläche unterhalb der Stoßantwortkurve g(t) und folglich der Modulationsindex einen dem Wert h entsprechenden Wert aufweist, so daß die Phase je Zeit T genau mit den Werten von hπ ändern kann. Für die meisten CPM-Modulationsarten gilt, daß ausschließlich nach Multiplikation des modulierten Trägersignals mit dem Faktor 2/h in der Multiplizieranordnung 3 die Phasen zu den Zeitpunkten mT die konstanten eindeutigen Werte (0 ± 2πn) haben. Ein Beispiel einer Ausnahme dabei ist TFM, wobei, wie untenstehend noch näher erläutert wird, außer bei einem Faktor acht auch bei einem Faktor vier ein nahezu konstanter eindeutiger Wert {(±2n+ 1)π} auftritt.
  • Fig. 3a zeigt die Stoßantwort g(t) und Fig. 3b den zugeordneten Phasenbaum für CORPSK (2-3, 1 +D) mit gezogenen Linien und für duobinäre CPM in gestrichelten Linien. In der Angabe (2-3, 1 +D) bezeichnet die Ziffer 2, daß das dem Vormodulationsfilter zugeführte Informationssignal zweiwertig ist, die Ziffer 3 bezeichnet, daß das Ausgangssignal des Vormodulationsfilters dreiwertig ist zum Modulieren des Trägersignals mit drei verschiedenen Phasenwerten, und 1 + D bezeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Informationsbits dadurch korreliert sind, daß in dem Vormodulationsfilter das augenblickliche genormte, durch 1 bezeichnete, Informationsbit zu dem um eine Periodenzeit T verzögerten, vorhergehenden, durch die D von "Delay" bezeichneten Informationsbit addiert wird.
  • Die in Fig. 3a dargestellte Oberfläche unterhalb der Stoßantwortkurve g(t) hat den Wert 1/2, wodurch alle Zweige des Phasenbaums zu den Zeitpunkten nT durch die festen Phasenpunkte nπ/2 gehen. Multiplikation in der Multiplizieranordnung 3 (Fig. 1) mit 2/h = 4 bringt in der erwünschten Harmonischen die Phase zu den obengenannten Zeitpunkten zurück zu 0 ± 2πn.
  • Als letztes Beispiel zeigt Fig. 4a die Stoßantwort g(t) und Fig. 4b zeigt den zugeordneten Phasenbaum für TFM mit gezogenen Linien und für TFSK (Tarned Frequency Shift Keying = gezähmte Frequenzumtastung) mit gestrichelten Linien. Auch hier zeigt es sich, daß am Ende der Symbolintervalle die Phase des Trägersignals genaue Werte hat, in diesem Fall gleich nπ/4. Eine Multiplikation in der Multiplizieranordnung 3 (Fig. 1) mit einem Faktor 8 ist dadurch erforderlich. Aus Fig. 4b geht hervor, daß in der Mitte der Symbolintervalle die Phase immer nahe bei den Werten π/4 + nπ/2 liegt, wobei n eine ganze Zahl ist. Es reicht nun, in der Multiplizieranordnung 3 dieses Signal nur mit einem Faktor 4 zu multiplizieren zum Erhalten der nahezu festen Werte π + 2πn zu den genannten Zeitpunkten (1/2 + m)T in dem erwünschten harmonischen Signal.
  • Obschon die Phasen zu den genannten Zeitpunkten nicht genau die Werte π/4 + nπ/2 aufweisen, bietet dies gegenüber den festen Phasenpunkten zu den Zeitpunkten mT den Vorteil, daß bereits durch eine Multiplikation mit einem Faktor 4 eine zuverlässige Trägerrückgewinnung möglich ist.
  • Aus den obenstehenden Beispielen folgt, daß für CPM-Signale mit einem rationellen Modulationsindex gilt, daß durch Multiplikation mit einer ganzen Zahl die Phasen des Trägersignals derart zunehmen, daß zu bestimmten Zeitpunkten ein einziger nahezu fester Phasenwert in dem erwünschten harmonischen Signal auftritt, beispielsweise 0 ± 2πn oder π ± πn, d. h. eine von dem Symbolmuster einer Datenreihe unabhängige Trägerphase.
  • Das Zurückgewinnen des Trägers dadurch, daß das Ausgangssignal der Multiplizieranordnung 3 auf die übliche Art und Weise unmittelbar dem schmalbandigen ersten Bandpaßfilter 4 zugeführt wird, führt wegen eines nicht unwesentlichen Jitteranteils in dem zurückgewonnenen Trägersignal zu einem nicht optimalen Ergebnis. Dieser Jitter entsteht dadurch, daß in dem Signal nach dem Multiplizierer 3 außer den erwünschten Phasenwerten zu den genannten Zeitpunkten zugleich viel unbrauchbare Störung verursachende Teile auftreten.
  • Zur Verringerung dieses Jitter-Effektes ist der Trägerregenerator 10 mit einer zwischen der Multiplizieranordnung 3 und dem ersten Bandpaßfilter 4 vorgesehenen Abtastanordnung 7 versehen, die durch ein von einem Taktimpulssignalregenerator 8 abgegebenen Taktimpulssignal gesteuert wird. Dieser Taktimpulssignalregenerator 8 ist an das Breitbandfilter 2 angeschlossen zum auf bekannte Art und Weise aus dem vom Breitbandfilter 2 abgegebenen Signal Zurückgewinnen eines genauen Taktimpulssignals. Ein derartiger Taktimpulssignalregenerator ist beispielsweise in dem bereits genannten Artikel "Synchronization properties of continuous phase Modulation" von T. Aulin und C.E. Sundberg, veröffentlicht in den "Conference Papers" von "Globecom 82", "Global Telecommunication Conference, Miami, 29th November - 2nd December 1982".
  • Der Taktimpulssignalregenerator 8 weist weiterhin eine nicht dargestellte Verzögerungsanordnung (beispielsweise eine Verzögerungsleitung) auf, die eine derartige Verzögerung herbeiführt, daß die verzögerten Taktimpulse zu dem für ein bestimmtes CPM-Signal erwünschten Abtastzeitpunkt in jedem Symbolintervall auftreten. Sollte der Empfänger für den Empfang mehrerer Arten von CPM-Signalen geeignet sein, so ist statt mehrerer einschaltbarer Verzögerungselemente auf vorteilhafte Weise ein einstellbares Verzögerungselement verwendbar.
  • Da die Phase des modulierten Trägersignals nur zu einem einzigen Zeitpunkt oder in manchen Fällen zu zwei Zeitpunkten je Symbolintervall eine erwünschte Phase hat, ist es von wesentlicher Bedeutung, daß die Phase nur zu diesen Zeitpunkten abgetastet wird. Dies bedeutet, daß Abtastung mit einem breiteren als einem augenblicklichen Abtastimpuls die Genauigkeit des regenerierten Trägersignals beeinträchtigen wird.
  • Eine weitere Verbesserung wird dadurch erhalten, daß zwischen der Multiplizieranordnung 3 und der Abtastanordnung 7 ein relativ breitbandiges zweites Bandpaßfilter 9, vorzugsweise mit einer Bandbreite in der Größenordnung von fIN, vorgesehen wird, damit das Spektrum der erwünschten Harmonischen isoliert wird.
  • Anhand einer durch Komputersimulation erhaltenen Tabelle wird die durch Abtastung erhaltene Verbesserung für ein einziges CPM-Signal mit rationellem Modulationsindex, insbesondere ein TFM-Signal näher erläutert.
  • In einer ersten Spalte der Tabelle ist der Störabstand (S/N = Signal to Noise Ratio) des dem Regenerator nach Fig. 1 zugeführten TFM-Signals angegeben.
  • In den drei weiteren Spalten der Tabelle ist die Quadratwurzel des Effektivwertes (rms) des Phasenfehlers ΔR des zurückgewonnenen Trägersignals über die letzteren 136 Datensymbole der 156 empfangenen Datensymbole dargestellt und ist die Zugriffzeit Taq des Empfängers angegeben, ausgedrückt in Symbolzeiten T, wobei vorausgesetzt wird, daß Zugriff auftritt, wenn der Phasenfehler kleiner ist als 5º. Insbesondere sind in der ersten der drei Spalten die genannten Werte aufgetragen für einen Multiplizierfaktor N=4, ohne daß Abtastung angewandt wird, in der zweiten Spalte für einen Multiplizierfaktor N=4 mit augenblicklicher Abtastung in der Mitte der Symbolintervalle und in der dritten Spalte für einen Multiplizierfaktor N=8 mit augenblicklicher Abtastung am Ende der Symbolintervalle. S/N ΔΦrms(deg)/Tacq (Symbole) (dB) ohne Abtastung mit Abtastung
  • Tabelle für TFM-Signale
  • Aus dieser Tabelle folgt, daß bei der augenblicklichen Abtastung mitten in dem Bitintervall (N=4) für TFM-Signale eine wesentliche Verbesserung in der Unterdrückung von Phasenjitter erzielt wird, und zwar im Vergleich zu dem Fall, wo keine Abtastung angewandt wird. Insbesondere für Störabstände, die in der Praxis am wichtigsten sind. So ist für einen Störabstand von 10 dB beispielsweise die Verbesserung in der Phasenjitter-Unterdrückung sogar 6 dB. Für augenblickliche Abtastung am Ende (N=8) der Symbolintervalle, wo die Phase einem Vielfachen von π/4 genau entspricht, gibt es tatsächlich eine bessere Jitter-Unterdrückung als für augenblickliche Abtastung in der Mitte (N=4) der Symbolintervalle und zwar bis zu einem Störabstand besser als etwa 12 dB. Aber bei einem Störabstand von 10 dB wird der hohe Multiplizierfaktor seinen Tribut fordern und der Phasenjitter in dem zurückgewonnenen Signal steigt schnell.
  • Für praktische Werte des Störabstandes wird der Multiplizierfaktor 4 mit Abtastung in der Mitte daher bevorzugt. Aus dem obenstehenden Beispiel dürfte es einleuchten, daß für andere CPM-Signale mit rationellem Modulationsindex entsprechende Verbesserungen auftreten, wie dies für TFM-Signale dargelegt wurde.

Claims (4)

1. Trägerrückgewinnungsschaltung zum Extrahieren des Trägersignals aus einem pulscodiert modulierten Trägersignal, wobei diese Schaltungsanordnung die folgenden Elemente aufweist: einen Taktimpulsregenerator (8), einen Multiplizierer (3) mit einem Multiplikationsfaktor N (N = 2, 3, . . .) zum Erzeugen einer N. Harmonischen aus dem modulierten Trägersignal, ein erstes Bandpaßfilter (4), das zum Isolieren der genannten N. Harmonischen mit dem Multiplizierer gekoppelt ist, einen zwischen dem Multiplizierer (3) und dem ersten Bandpaßfilter (4) vorgesehenen Abtastkreis (7), der mit dem Taktimpulsregenerator (8) verbunden ist zum Abtasten der N. Harmonischen unter Ansteuerung eines von dem Taktimpulsregenerator herrührenden Taktimpulssignals an nicht weniger als einem vorbestimmten Abtastzeitpunkt je Symbolzeit T des Datensignals, und einen mit dem ersten Bandpaßfilter verbundenen Teiler (5) mit der Teilungszahl N, dadurch gekennzeichnet, daß das pulscodiert modulierte Trägersignal ein pulscodiert kontinuierlich phasenmoduliertes Trägersignal ist mit einem rationellen Modulationsindex und daß der Abtastkreis (7) unter Ansteuerung des Taktimpulssignals eine augenblickliche Abtastung der N. Harmonischen liefert.
2. Trägerrückgewinnungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Multiplizieranordnung (3) und der Abtastanordnung (7) ein zweites Bandpaßfilter (9), vorgesehen wird, das eine Bandbreite aufweist, die wesentlich größer ist als die Bandbreite des ersten Bandpaßfilters (4).
3. Trägerrückgewinnungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktimpulsregenerator (8) ein einstellbares Verzögerungsmittel aufweist, damit ein Trägersignal zurückgewonnen werden kann für ein kontinuierlich phasenmoduliertes Trägersignal jeder Art mit einem rationellen Modulationsindex.
4. Empfänger mit einer Trägerrückgewinnungsschaltung zum Extrahieren des Trägersignals aus einem pulscodiert modulierten Trägersignal, wobei diese Schaltungsanordnung die folgenden Elemente aufweist: einen Taktimpulsregenerator (8), einen Multiplizierer (3) mit einem Multiplikationsfaktor N (N = 2, 3, . . .) zum Erzeugen einer N. Harmonischen aus dem modulierten Trägersignal, ein erstes Bandpaßfilter (4), das zum Isolieren der genannten N. Harmonischen mit dem Multiplizierer gekoppelt ist, einen zwischen dem Multiplizierer (3) und dem ersten Bandpaßfilter (4) vorgesehenen Abtastkreis (7), der mit dem Taktimpulsregenerator (8) verbunden ist zum Abtasten der N. Harmonischen unter Ansteuerung eines von dem Taktimpulsregenerator herrührenden Taktimpulssignals an nicht weniger als einem vorbestimmten Abtastzeitpunkt je Symbolzeit T des Datensignals, und einen mit dem ersten Bandpaßfilter verbundenen Teiler (5) mit der Teilungszahl N, dadurch gekennzeichnet, daß das pulscodiert modulierte Trägersignal ein pulscodiert kontinuierlich phasenmoduliertes Trägersignal ist mit einem rationellen Modulationsindex und daß der Abtastkreis (7) unter Ansteuerung des Taktimpulssignals eine augenblickliche Abtastung der N. Harmonischen liefert.
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