DK174720B1 - Sender, fremgangsmåde til transmission og modtager - Google Patents

Description

i DK 174720 B1

Opfindelsen angår en sender samt en fremgangsmåde til transmission, som begge har en høj ydelse. Opfindelsen angår især også en modtager.

5 Det er kendt at sende information ved at benytte modulerede bølger, såsom f.eks. elektromagnetiske bølger. Det er kendt at forsøge at øge de sendte informationsmængder. Imidlertid sker forøgelsen i den sendte information oftest ved en forøgelse af det benyttede frekvensbånd.

10 Når at der er tale om ledet transmission, er der en begrænsning på grund af kanalens gennemgangsbånd, som det f.eks. er tilfældet for et koaksialt kabel eller en optisk fiber, mens der ved transmission gennem luften ikke længere er tilstrækkeligt med frekvenser til at tilfreds-15 stille alle behov.

Fransk patentansøgning FR 86 09622, som er offentliggjort under nummeret 2 601 210, beskriver en fremgangsmåde til transmission ved benyttelse af symbolerne A (f, t). Hvert 20 symbol svarer til en frekvens og en given transmissionstid. Idet transmissionstiden ikke er fast, benytter enheden ikke nogen form for fin synkronisering, hvilket dermed begrænser spektraludnyttelsen til ca. 0,7 bit/(Hz.s).

Desuden beskriver fransk ansøgning om tillægspatent nr.

25 86 13271, som er offentliggjort under nummeret 2 604 316, benyttelsen af enheder til beregning af den diskrete Fou-rier-transformation for demodulationen af signalet. Denne tillægspatentansøgning foreslår desuden benyttelsen af en beskyttelsesperiode mellem symbolerne. De benyttede kana-30 lers manglende orthogonalitet begrænser imidlertid spektraludnyttelsen til i bedste tilfælde 1 b±t/(Hz.s).

Hed enheden ifølge nærværende opfindelsen er det muligt at overstige 5 bit/(Hz.s) under analoge betingelser.

Opfindelsen angår en forbedring i de apparater og fremgangsmåder til transmission, som er beskrevet i de frans- 35 DK 174720 B1 2 ke skrifter nr. 86 13937, 86 13938, 86 13939, 86 13940, 86 13941, 86 18351 og 86 18352.

I apparaterne af kendte type har det ofte været forsøgt 5 at forøge den sendte informationsmængde ved at mindske transmissionstiderne, som tildeles hver informationsenhed (eller ved at øge antallet af mulige symboler). Der er således blevet genereret et udvidet spektrum, hvis sidesløjfer må filtreres ved transmission, hvorved der skabes 10 en forvrængning af signalet. For et firkantsignal med en periode r opnås et spektrum, som har adskillige sidesløjfer, og hvor hovedsløjfen har en bredde på 2/*. I den efterfølgende del af dette patent vil vi kalde denne forvrængning af signalet for auto-forvrængningen.

15

Apparatet ifølge opfindelsen giver den nye egenskab at kunne reducere eller eliminere autoforvrængningen af signalet ved at benytte lange transmissionsintervaller for informationselementerne (ofte benævnt symboler), som skal 20 transmitteres. For at opnå en stor transmitteret informationsmængde transmitteres et antal informationselementer samtidigt ved at benytte orthogonale kanaler. Et informationselement er f.eks- et digitalt ord på 6 bit. Med fordel kan der sendes et informationselement pr. transmis-25 sionskanal. Orthogonaliteten i modtagerenden af transmissionskanalerne muliggør en adskillelse af informationen, som hører til forskellige kanaler. Orthogonaliseringen i modtagerenden af de forskellige kanaler er resultatet af et valg mellem adskillige transmissionsfrekvenser regel-30 mæssigt anbragt med et mellemrum på k/T, hvor k er et naturligt tal og T er perioden for det brugbare transmissionsinterval. Denne type transmission antager, at der sker synkronsampling i modtagerenden for at opnå adskillelsen af kanalerne.

Hovedformålet med opfindelsen er at angive en fremgangsmåde til transmission af modulerede bølger, som samtidigt 35 3 DK 174720 B1 benytter et antal frekvenser, kendetegnet ved, at den omfatter successive trin af transmission af digitale ord i en periode T + δτ, hvor to transmissionsfrekvenser er adskilt af 1/T, hvor T er det brugbare transmissionsinter-5 val og δΤ skifteintervallet.

Formålet med opfindelsen er også at angive en fremgangsmåde kendetegnet ved, at ΔΤ > 0.

10 Formålet med opfindelsen er også at angive en fremgangsmåde kendetegnet ved, at der transmitteres synkroniseringssignaler, som i modtagerenden tillader sampling af signalet for brugbare transmissionsintervaller for perioden T for at give orthogonale kanaler, som svarer til 15 forskellige frekvenser.

Formålet med opfindelsen er også at angive en fremgangsmåde kendetegnet ved, at T er stor i forhold til δΤ.

20 Formålet med opfindelsen er også at angive en fremgangsmåde kendetegnet ved, at den første benyttede frekvens fo er lig med k/2T, hvor k er et positivt heltal eller nul.

Formålet med opfindelsen er også at angive en fremgangs-25 måde kendetegnet ved, at transmissionen standses i skifteintervallerne.

Formålet med opfindelsen er også at angive en fremgangsmåde kendetegnet ved, at den omfatter et trin: 30 - til bestemmelse af mønstrene for det brugbare transmissionsinterval med periode T, - til transmission af mønstret for et transmissionsinter- 35 val med periode T og dets kohærente fortsættelse i skifteintervallet med periode δτ.

4 DK 174720 B1

Formålet med opfindelsen er også at angive en fremgangsmåde kendetegnet ved, at der i hvert brugbart transmis-sionsinterval af periode T transmitteres et digitalt ord på hver frekvens.

5

Formålet med opfindelsen er også at angive en fremgangsmåde kendetegnet ved, at der i hvert transmissionsinterval af periode T transmitteres et (real del, imaginær del) eller (amplitude, fase)-par på hver frekvens, hvor 10 (realdel, imaginær del) eller (amplitude, fase)-parret er i 1-til-l-ækvivalens med den information, som skal transmitteres .

Formålet med opfindelsen er yderligere at angive en sen-15 der karakteriseret ved, at den muliggør implementering af fremgangsmåden.

Formålet med opfindelsen er også at angive en sender kendetegnet ved, at den omfatter en modulationsenhed, der 20 muliggør transmission i hvert brugbart transmissionsinterval med periode T af et digitalt ord på hver benyttet frekvens.

Formålet med opfindelsen er også at angive en sender ken-25 detegnet ved, at modulationsenheden omfatter N modulato-rer, hvor N er antallet af benyttede frekvenser, og hvor udgangene af de N modulatorer er forbundet til indgangene på en summationsenhed.

30 Formålet med opfindelsen er også at angive en sender kendetegnet ved, at summationsenheden omfatter et symmetrisk distributionstræ.

Formålet med opfindelsen er også at angive en sender ken-35 detegnet ved, at modulationsenheden omfatter en enhed til beregning af den inverse.Fourier-transformation.

5 DK 174720 B1

Formålet med opfindelsen er også at angive en sender kendetegnet ved, at enheden til kalkulation af den inverse Fourier-transformation er et digitalt kredsløb til beregning af den hurtige Fourier-transformation (fast Fourier 5 transform - FFT).

Formålet med opfindelsen er også at angive en sender kendetegnet ved, at en af transmissionskanalerne er centreret omkring bærebølgefrekvensen nul.

10

Formålet med opfindelsen er også at angive en sender kendetegnet ved, at modulationsenheden arbejder ved en mellemfrekvens.

15 Formålet med opfindelsen er også at angive en sender kendetegnet ved, at modulationsenheden er en digital enhed til bærebølgemodulation.

Formålet med opfindelsen er også at angive en sender ken-20 detegnet ved, at den omfatter midler til for i det mindste nogle af de benyttede frekvenser at generere kalibreringssignaler for amplituden A og/eller for fasen

Formålet med opfindelsen er også at angive en sender ken-25 detegnet ved, at nævnte sender er en sender for digitale data.

Formålet med opfindelsen er også at angive en sender kendetegnet ved, at nævnte sender er en sender til transmis-30 sion af TV-signaler.

Formålet med opfindelsen er også at angive en sender kendetegnet ved, at nævnte sender er en sender for radio-transmission.

Formålet med opfindelsen er også at angive en modtager, som omfatter midler til sampling synkront med signalet og 35 6 DK 174720 B1

Kendetegnet ved, at den omfatter midler til demodulation af et moduleret bølgesignal, som benytter symboler transmitteret i en periode T + ΔΤ på et antal frekvenser, hvor to transmissionsfrekvenser er adskilt af 1/T, hvor T er 5 det brugbare transmissionsinterval og δτ er skifteintervallet, og at den omfatter en servostyreenhed, der sikrer synkroniseringen af modtageren med det modtagne signal.

Formålet med opfindelsen er også at angive en modtager 10 kendetegnet ved, at den omfatter en enhed med automatisk styret forstærkning (AGC) styret af en enhed til detektering af middeleffekten for i det mindste en del af signalet.

15 Formålet med opfindelsen er også at angive en modtager kendetegnet ved, at den omfatter midler til dekodning af (realdel, imaginaerdel) eller (amplitude, fase)-par for at konvertere dem til digitale ord.

20 Formålet med opfindelsen er også at angive en modtager kendetegnet ved, at den omfatter i det mindst en enhed til beregning af den hurtige Fourier-transformation (FFT).

25 Formålet med opfindelsen er også at angive en modtager kendetegnet ved, at den omfatter en prøveenhed, som kan forsyne referencefaser og/eller -amplituder fra kalibreringssignaler .

30 Formålet med opfindelsen er også at angive en modtager kendetegnet ved, at den omfatter en enhed til modforvrængning til kompensation for svingningerne i signalet, som kommer fra transmissionen.

35 Formålet med opfindelsen er også at angive en modtager kendetegnet ved, at den omfatter midler til reorthogona-lisering ved benyttelse af skifteintervallet med periode 7 DK 174720 B1 δΤ for at få et antal orthogonale kanaler.

Formålet med opfindelsen er også at angive en modtager kendetegnet ved, at nævnte modtager er en modtager for 5 radiofoniske transmissioner.

Formålet med opfindelsen er også at angive en modtager kendetegnet ved, at nævnte modtager er en modtager for TV-transmissioner.

10

Formålet med opfindelsen er også at angive en fremgangsmåde kendetegnet ved, at de modulerede bølger er elektromagnetiske bølger.

15 Formålet med opfindelsen er også at angive en fremgangsmåde kendetegnet ved, at trinnet til adskillelse af de N orthogonale kanaler omfatter en trin til beregning af den hurtige Fourier-transformation (FFT) for signalet.

20 Formålet med opfindelsen er også at angive en fremgangsmåde kendetegnet ved, at den omfatter et trin til rekonstruktion af et TV-signal fra signaler, som er modtaget i de N kanaler.

25 Opfindelsen vil nu blive beskrevet nærmere i det følgende ved hjælp af ikke-begrænsende eksempler under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er et diagram, som viser fænomenet med udbredning 30 af spektret, fig. 2 er et diagram, som viser transmissionen af en bærefrekvens, 35 fig. 3 er et diagram, som forklarer virkemåden for enheden ifølge opfindelsen, 8 DK 174720 B1 fig. 4 er et diagram, som forklarer virkemåden for enheden ifølge opfindelsen, fig. 5 er et diagram, som forklarer virkemåden for enhe-5 den ifølge opfindelsen, fig. 6 indeholder tidsdiagrammer, som viser sammenkædningen af perioderne eller transmissionsintervallerne, 10 fig. 7 er et diagram af et eksempel på en kodning, som kan implementeres i enheden ifølge opfindelsen, fig. 8 er et generelt diagram for en sender ifølge opfindelsen, 15 fig. 9 er et diagram af en første udførelsesform for en sender ifølge opfindelsen, fig. 10 er et diagram for en anden udførelsesform af en 20 sender ifølge opfindelsen, fig. 11 er et diagram af en tredie udførelsesform af for en sender ifølge opfindelsen, 25 fig. 12 er et diagram for en udførelsesform for en detalje af senderne fra fig. 9, 10 eller 11, fig. 13 er et diagram af en udførelsesform for en detalje af senderen i fig. 11, 30 fig. 14 er et diagram af en første udførelsesform for en detalje for senderne ifølge opfindelsen, fig. 15 er et diagram af en anden udførelsesform for en 35 detalje for senderne ifølge opfindelsen.

9 DK 174720 B1 fig. 16 er et diagram af en første udførelsesform af en detalje af enheden vist i fig. 13, fig. 17 er et diagram af en anden udførelsesform for en-5 heden vist i fig. 13, fig. 18 er en kurve, som viser den opnåede informationsoverførsel som en funktion af antallet af kodningstilstande for en periode af det brugbare transmissionsinter-10 val T og en givet antal af benyttede kanaler, fig. 19 er en kurve, som viser en analog udførelsesform for sender-modtager-synkroniseringen, 15 fig- 20 er et diagram af en tredie udførelsesform for en detalje af senderne ifølge opfindelsen, fig. 21 er et diagram af en udførelsesform af en modtager ifølge opfindelsen, 20 fig. 22 er et diagram af en udførelsesform for en TV-mod-tager ifølge opfindelsen, fig. 23 er et diagram, som viser et eksempel på modfor-25 vrængning, som kan implementeres i enheden ifølge opfin delsen, fig. 24 er et diagram af en arkitektur, som kan implementeres i enheden ifølge opfindelsen, 30 fig. 25 er et diagram af en udførelsesform af en detalje af modtageren ifølge opfindelsen, fig. 26 er en kurve, som viser en analog udførelsesform 35 for sender-modtager-synkroniseringen, 10 DK 174720 B1 fig. 27 er en udførelsesform for en enhed, som kan implementeres i enheden ifølge opfindelsen, og fig. 28 er en kurve, som viser den opnåede informations-5 overførsel som en funktion af antallet af kodningstil stande for en periode af det brugbare transmissionsinterval T og det givne antal af benyttede kanaler.

I fig. 1-28 er der benyttet de samme henvisningstal til 10 at betegne de samme elementer.

I fig. 1 ses en kurve 3, som i modtagerenden repræsenterer amplituden A 2 for spektret af en bølge med konstant amplitude, som transmitteres i et begrænset tidsinterval 15 med perioden T. Kurven 3 har form som sinus x/x.

1 frekvens transmitteres der udover hovedsløjfen også sidesløjfer, som går mod nul i trin med afstanden fra centerfrekvensen f^. Amplituden A passerer igennem nul i to 20 punkter, betegnet 50 og 51, symmetrisk i forhold til centerfrekvensen fø. Nulgennemgangene fra amplituden er jævnt fordelt og adskilt af 1/T.

Udbredningen af spektre afhænger hovedsageligt af perio-25 den for de transmitterede impulser. De korte transmis sioner bevirker en større frekvensudbredning. I enheder af kendt type forlænger udbredningen af spektret med en begrænset gennemgang hørende til transmissionerne perioden for det pulsede svar for signalet, hvorved der genere-30 res interferencer mellem impulserne (benævnt "intersym- bol-interferencer”). Mængden af adskillelig information har således været begrænset. 1 fig. 2a kan ses en kurve 6 svarende til transmissionen 35 af en ren sinusfrekvens, som starter til et tidspunkt 16.

Signalet 6 kan f.eks. svare til en bærebølge. Kurven 6 viser amplituden som funktion af tiden.

11 DK 174720 B1 I fig. 2b kan ses en kurve 7, som viser amplituden som en funktion af tiden for bølgen 6 modtaget af en modtager.

Forudsat at modtageren er fast i forhold til senderen, vil den modtagne bølge 7 have samme frekvens som den 5 sendte bølge 6. Imidlertid har amplituden og fasen ændret sig. I fig. 2b har begyndelsen af modtagelsen henvisningstallet 17. Tidspunktet 17 er senere end tidspunktet 16, idet forskellen svarer til forsinkelsestiden for bølgerne mellem senderen og modtageren. Fra et tidspunkt 18 10 har signalet 7 samme form som signalet 6. Mellem tidspunktet 17 og tidspunktet 18 kan vi se i etableringen af signalet, hvor der kan ses forskellige svingninger. Svingningerne i tidsintervallet mellem tidspunktet 17 og tidspunktet 18 er især resultatet af forvrængninger frem-15 bragt af transmissions- og modtagerudstyret, svingninger som følge af multiple ekkoer, samt på grund af begrænsning af senderens gennemgangsbånd. Forudsat at frekvensen for signalet 6 og for signalet 7 bevares, er det muligt ved at udføre en kalibrering af amplituden og fasen at 20 gendanne den sendte information i modtagerenden. Visse frekvensmodifikationer som f.eks. frekvensmodifikationerne på grund af Doppler-effekten, som f.eks. skyldes, at modtageren flyttes i forhold til senderen, vil kunne kompenseres ved en passende kalibrering.

25

For at udføre kalibreringen kan der f.eks. benyttes den betragtning, at alt, hvad der optræder mellem senderen og modtageren, er et filter, som har et stabilt frekvenssvar over perioder, som er meget større end perioden T for 30 symbolerne. Ved at transmittere signaler af kendt type er det muligt at bestemme frekvenssvaret for filteret. Ved at anvende det inverse frekvenssvar udføres således gendannelsen i modtagerenden af det transmitterede signal.

35 I fig. 3 kan ses et diagram, som viser virkemåden for en heden ifølge opfindelsen. I fig. 3 kan ses en første kurve 31 og en anden kurve 32, som er centrerede på 12 DK 174720 B1 frekvenser henholdsvis og £q + 1/T, hvor T er perioden for det brugbare transmissionsinterval. Amplituden A på kurven 31 passerer igennem nul ved punkterne 51 og 53.

5 Amplituden A for kurven 32 passerer igennem nul ved punk terne 52, 54.

Punktet 52 svarer til maksimal amplitude for kurven 31 og til nulamplitude for kurven 32. Et punkt 311 på spektret 10 for frekvensen £q forstyrres ikke af signalet svarende til kurven 32.

På samme måde svarer punktet 53 til maksimal amplitude for kurven 32 og til nulamplitude for kurven 31. I punk-15 tet 53 med frekvensen f^ + 1/T hører signalet udelukkende til kurven 32. Ved at sample spektret for frekvenserne og fg + 1/T opnås den fuldstændige adskillelse af frekvenserne svarende til kurverne 31 og 32. Det vil let være muligt at benytte uafhængig amplitude, fase eller 20 amplitude/fase-tilstande for hver af frekvenserne f^ og fQ + 1/T. Da de to kodninger er perfekt uafhængige og adskillelige i modtagerenden, er det muligt at fordele den totale informationsoverførsel mellem flere kanaler.

25 For at øge den transmitterede informationsoverførsel i apparater af kendt type har perioden for impulserne og/eller den tid, som er reserveret til transmission af hvert elementarelement af informationen, været mindsket (eller ved at øge antallet af mulige symboler).

30 I modsætning hertil kan det i enheden ifølge opfindelsen for en given informationsoverførsel, forudsat det er muligt at fordele den sendte informationsoverførsel mellem flere kanaler, være tilladeligt at øge perioden T for im-35 pulserne og/eller for de brugbare transmissionsintervaller, som svarer til et elementarelement af information.

Den totale overførsel opnås ved at finde summen for ele- 13 DK 174720 B1 menternes overførsel, svarende til hver frekvens. Ved at øge perioden T for de brugbare transmissionsintervaller mindskes udbredningen af spektret og autoforvrængningen for signalet. Det er således muligt som vist i fig. 4 at 5 benytte et stort antal bærebølger 31 til 3N. Benyttelsen af N frekvenser 31, 3N muliggør en meget udstrakt opfyldning af gennemgangsbåndet B. Som i fig. 3 er successive kurver adskilt i frekvens af 1/T. Således svarer maksimum i spektret for hver kanal til nulgennemgangen for ampli-10 tuden af spektret for alle de andre kanaler.

I fig. 4 passerer en kurve 3 gennem maksimum ved en frekvens, som svarer til punktet 5 (i + 1), og gennem nul ved frekvenserne svarende til punkterne 5j, hvor j for-15 skellig fra i + 1. Af hensyn til overskueligheden i fig.

4 er kun vist sidesløjferne for kurven 31.

Hver transmissionskanal svarende til en forskellig bærebølgefrekvens overfører en informationsenhed uafhængigt 20 af de andre kanaler. Den totale informationsoverførsel er lig med summen af informationsoverførslerne for N kanaler.

Forøgelsen af antallet af kanaler øger perioden T for de 25 brugbare transmissionsintervaller uden at mindske informationsoverførslen .

Til gengæld kræver forøgelsen i antallet af kanaler både i sende- og i modtagerenden større elektronik eller elek-30 tronik med højere ydelse.

For en korrekt virkemåde for enheden ifølge opfindelsen er det af betydning, at den brugbare del af signalet er stabilt i modtagerenden. For at opnå dette i modtageren-35 den elimineres tidsintervallerne med perioden δΤ, hvor signalet kan risikere ikke at være stationært. Denne tid svarer i hovedsagen til de pulsede svar for senderen og 14 DK 174720 B1 modtageren og til de flere transmissionsveje. I det efterfølgende benævnes det interval, hvor signalerne kan risikere ikke at være stationære skifteintervallet med perioden ΔΤ og den stationære del af signalet, som kan 5 udnyttes af modtageren, det brugbare interval af periode T. Signalet transmitteres med fordel i transmissionsintervaller med perioden T + δΤ. Spektret for hver kanal har således, selv om det er ensartet fordelt med en afstand på 1/T, en bredde for hovedsløjfen lig med 2/(T + 10 ΔΤ). I modtagerenden benyttes kun det brugbare interval af perioden T, hvilket således muliggør rekonstruktion af spektret fra fig. 4. Et ikke-begrænsende eksempel med overførsel i M bit/s er vist i fig. 18 som en funktion af antallet af mulige tilstande (hvilket vil sige at for-15 skellige symboler, der kan transmitteres).

Yderligere er antallet af bit for kodningen indikeret som 4 abscisse. F.eks. giver en kodning på 4 bit 2 =16 for skellige tilstande. Kurverne er givne for et identisk 20 transmissionsinterval med perioden ΔΤ = 8 us.

En første kurve indikerer overførslen, som opnås for N = 64 og T + ΔΤ 16 με.

25 En anden kurve indikerer overførslen, som opnås for N = 128 og T + ΔΤ 24 με.

En tredie kurve indikerer overførslen, som opnås for N = 256 og T + ΔΤ 40 με.

30

En fjerde kurve indikerer overførslen, som opnås for N = 512 og T + δΤ 72 με.

For konstant skifteinterval vil det, at den brugbare del 35 af signalet øges, føre til et mætningsfænomen, som begrænser overførslen, hvilket ikke er vist i fig. 18. Kurverne i fig. 18 svarer til et gennemgangsbånd B på 8 MHz.

15 DK 174720 B1

Især som følge af det tilgængelige gennemgangsbånd, anvendelsen og forsinkelsesbetingelserne vil en fagmand vælge det ideale krompromis mellem antallet af kanaler N og det brugbare transmissionsinterval T.

5

Overførslen kan øges op til en vis grænse ved at benytte et skifteinterval med meget lille periode δτ i forhold til perioden T for det brugbare transmissionsinterval.

10 Det er fordelagtigt at benytte den inverse, hurtige Fourier-transformation (FFT ^) til at udføre modulationen af kanalerne i sendeenden og den hurtige Fourier-transformation (FFT) til at udføre demodulationen i modtagerenden. Brugen af den hurtige Fourier-transformations al-15 goritme medfører udførelsen af beregninger på et antal målinger lig med en potens af to. I tilfældet af TV-transmissioner benyttes f.eks. 256, 512, 1024 eller 2048 kanaler. Imidlertid er det ikke nødvendigt for hver kanal at transmittere et informationselement.

20 X modtagerenden måles for hvert brugbar transmissionsin-terval T fasen og amplituden svarende til hver af frekvenserne 31 til 3N. Der benyttes en synkron sampling til at uddrage informationselementerne fra signalet.

25

Amplituden, som repræsenterer informationselementet er konstant over hele perioden af transmissionsintervallet med periode T eller T + δΤ, og fasen, som repræsenterer informationselementet, svarer til faseforskellen i for-30 hold til en fasereference.

En modtager beregnet til modtagelse af de transmitterede bølger af en sender ifølge opfindelsen er beskrevet i en fransk patentansøgning indleveret af ansøgeren samtidigt 35 med denne patentansøgning og med det umiddelbart højere nummer.

16 DK 174720 B1

For at opnå en stor informationsoverførsel er det nødvendigt at kunne skelne tætliggende faser og amplituder og således gøre brug af en fase- og amplitudereference for hver kanal. Denne reference for amplituden og for fasen 5 er med fordel givet ved referencesignaler, som periodisk transmitteres af senderen til modtageren. Repetitionsfrekvensen for referencesignalerne afhænger af stabiliteten for forsinkelsesbetingelserne og de lokale oscillatorer.

10 1 en første variant af enheden ifølge opfindelsen transmitteres fase- og amplitudereferencesignaler periodisk på alle frekvenserne 31 til 3N i et tidsinterval med perioden T eller τ + δΤ. Imidlertid må det bemærkes, at hyppig 15 transmission af kalibreringssignaler reducerer overførs len af brugbar transmitteret information.

I en fordelagtig variant af enheden ifølge opfindelsen transmitteres kun få kalibreringssignaler med fordel 20 jævnt fordelt over frekvenserne 31 til 3N, idet koeffeci-enterne for de andre frekvenser bestemmes ved beregning, f.eks. ved interpolation.

Mere generelt er det muligt at fordele kalibreringssigna-25 lerne i tid og/eller på forskellige kanaler.

Det er f.eks. muligt periodisk at transmittere prøvesignaler, hvor hver transmission udføres på forskellige kanaler. F.eks. udføres en cirkulær fordeling af kanaler-30 ne hørende til prøverne. Det pulsede svar for transmissionsmediet udledes for alle kanalerne f.eks. ved interpolation i tid og/eller på frekvenserne. Matricen med korrektioner i amplitude og i fase, som skal anvendes til hver kanal, kan så udledes.

Det er vigtigt at kompensere ved kalibreringer for variationerne i det pulsede svar for transmissionsmediet, 35 17 DK 174720 B1 f.eks. på grund af en variation (endog lokal) i de atmosfæriske betingelser.

Det pulsede svar for mediet bestemmes f.eks. ved bereg-5 ning af Fourier-transformationen for de anvendte korrek tioner .

I en udførelsesform tjente en kanal på niveau 8 til kalibrering af amplituden A og af fasen for alle kanalerne 31 10 til 3N. I en sådan enhed er det muligt enten at udføre kalibreringen i hvert transmissionsinterval med perioden T, eller som i tilfældet med den tidligere beskrevne udførelsesform kun at reservere visse transmissionsintervaller til kalibreringen. Synkroniseringen fastholdes ved 15 brug af en stabil tidsbasis.

Antallet af kanaler og/eller af perioder, som er reserveret til kalibrering, afhænger af den fejl, som det ønskes at kunne korrigere, samt af de fordelinger, som er i 20 stand til at påvirke informationstransmissionen. Kalibre ringerne må f.eks. forekomme oftere for at kompensere frekvensforskydningen på grund Doppler-effekten i tilfælde af, at den ene sender flyttes i forhold til den anden, f.eks. i tilfælde af radiotelefoner eller kommunikation 25 mellem luftfartøjer.

De første og sidste kanaler risikerer især at blive forstyrret af filtrene i senderen og modtageren. Som vist i fig. 5 benyttes den første og den sidste kanal med fordel 30 ikke til informationstransmission. F.eks. transmitteres intet i den første og den sidste kanal, eller transmissionen i den anden kanal gentages på den første og fra den næstsidste på den sidste.

35 I fig. 6 kan ses forskellige eksempler på tidsdiagrammer for sammenkædning af successive transmissionsperioder 8.

18 DK 174720 B1 I fig. 6a kan ses brugbare transmissionsintervaller 8.

Mellem de brugbare transmissionsintervaller 8 er der skifteintervaller 81, som ikke giver nogen nedsættelse i den transmitterede effekt. F.eks. kan signalet, som 5 transmitteres i slutningen af det tilsvarende brugbare transmissionsinterval transmitteres i skifteintervallet 81. Den kendsgerning, at transmissionseffekten ikke mindskes, muliggør den bedste udnyttelse af forstærkerne i senderne- 10 I fig. 6b kan ses på hinanden følgende brugbare transmissionsintervaller 8, som ikke er adskilt af skifteintervaller. Dette tilfælde svarer til den maksimale informationsoverførsel . Det har ulempen med lav sikkerhed for 15 transmission i tilfælde af forstyrrelser. Denne variant vil f.eks. kunne udnyttes til kabeltransmissioner.

I fig. 6c ses en følge af brugbare transmissionsintervaller 8 adskilt af skifteintervaller 81, i hvilke transmis-20 sionen af modulerede bølger standses. Der spares således energi -

Valget af type og af periode for skifteintervallerne 81 afhænger af den benyttede elektronik og af de forventede 25 transmissions- og modtagerbetingelser. F.eks. vil, hvis der forventes store, multiple ekkoer, benyttelsen af længere skifteintervaller være fordelagtig. Længden af skifteintervallet 81 vil f.eks. kunne bestemmes ud fra de værste betingelser, hvor det ønskes at være sikker på at 30 kunne opnå en korrekt modtagelse. Hvis det f.eks. ønskes at kunne være fri for multiple ekkoer kommende fra en maksimal afstand på 600 meter, vil der blive benyttet et skifteinterval 81 svarende til forsinkelsestiden for dette ekko, f.eks. elektromagnetisk, og eventuelt for tiden, 35 som svarer til dæmpningen af det pulsede svar for dette ekko, f.eks. 4 ns.

19 DK 174720 B1 I fig. 7 kan ses et eksempel på en informationskodning, som kan implementeres i en enhed ifølge opfindelsen. Denne type kodning er beskrevet i de franske patentansøgninger FR 86 13937, FR 86 13938, FR 86 13939, FR 86 13940, 5 FR 86 13941, FR 86 18351 og FR 86 18352. I denne type kodning hører en amplitude og en fase i det komplekse plan til hver digitalt ord. (Amplitude, fase)-parret er ækvivalent med real- og imaginærdelen af signalet. X det viste eksempel er (amplitude, fase)-parrene 14 jævnt for-10 delt på de koncentriske cirkler 150, 160, 170 og 180. I eksemplet i fig. 7 benyttes 32 forskellige værdier, hvilket svarer til en kodning af fem bit. Det vil kunne forstås, at kodningen af et forskelligt antal bit, som f.eks. 2, 3, 4 eller 6 eller flere ikke afviger fra op- 15 findeisens ide. Størrelsen af skiverne 13 centreret omkring punkterne 13 og svarende til det samme digitale ord sikrer, at en vis unøjagtighed kan tolereres. En større diameter på skiverne 13 vil give en lavere fejlrate; men man kan i mindre udstrækning have forskellige værdier. I 20 det i fig. 7 viste eksempel har cirklerne 150, 160, 170 og 180 diametrene pi, p2, *>3 og p4, som er lig med V2/2, 1, V2 og 2, idet senderens effekt er normaliseret til 1.

I eksemplet i fig. 7 er skiverne 13 for at mindske risikoen ved fejl ved modtagerenden spredt maksimalt. På hver 25 efterfølgende cirkel er punkterne 14 således placeret på halveringslinien mellem punkterne på den foregående cirkel. Det må forstås, at det på fig. 7 viste arrangement kun er givet som et ikke begrænsende eksempel. F.eks. vil fordelingen af punkterne 14 på et rektangel eller en spi-30 ral, f.eks. logaritmisk eller arkimedes, ikke afvige fra opfindelsens ide. På samme måde kan benyttes andre typer kodning, idet typen af kodning afhænger af informationsoverførslen og naturen for den information, som skal transmitteres. Kodningen kan være analog eller digital 35 afhængig af den ønskede anvendelse.

20 DK 174720 B1 I enheden ifølge opfindelsen er det muligt at udføre analysen af det pulsede svar for transmissionsmediet. Ifølge anvendelsen er det muligt at benytte en realtidsanalyse eller en forsinket analyse.

5

Analysen muliggør tilpasning af transmissionsstandarden til de lokale forhold, f.eks. i en lokal computer, telefonnetværk eller i retningsbestemte radiokæder.

10 F.eks. er det på et lokalt netvært muligt at udføre analysen ved hver rekonfiguration af netværket. For at eliminere reflektioner i kablerne kan dele af skifteintervallerne (med samme periode δΤ) placeres i det øjeblik, hvor disse reflektioner er størst.

15 I retningsbestemte radiokæder benyttes f.eks. en computer til at udføre realtidsanalysen af det pulsede svar for mediet og til at tilpasse transmissionerne på en sådan måde, at der opnås den maksimale overførsel, som tillades 20 af forstyrrelserne i mediet. F.eks. mindsker computeren perioden δΤ for skifteintervallet, når dette er muligt uden at overstige den accepterede fejlrate. I en variant udfører computeren valget af transmissionsmiddel blandt et antal mulige.

25 I fig. 8 ses et generelt diagram for en udførelsesform af en sender ifølge opfindelsen. Senderen omfatter en kodningsenhed 70 og en modulationsenhed 90.

30 Kodningsenheden 70 modtager information, som skal trans mitteres, fra informationskilderne 73. Informationskilderne kan f.eks. være et TV-kamera, en mikrofon, en videooptager, en båndoptager, et TV-kontrolrum, en computer, en telefoncentral, en dataopsamlingsenhed, en radio- 35 telefon, en telefon, en informationskilde hørende til en radar, en sonar og/eller en sensor. Senderen ifølge opfindelsen kan med fordel mellem informationskilderne 73 21 DK 174720 B1 og kodningsenheden 70 omfatte en enhed 700 til informa-tionsbearbejdning, hvilket muliggør, at de ønskede modifikationen kan udføres. F.eks. omfatter informationsbearbejdning senheder en enhed af kendt type til reduktion af 5 informationsoverførsel, f.eks. ved at eliminere redundant information. Enheden 700 kan med fordel omfatte en enhed til forvrængning af signalet af kendt type, som afgiver et signal, der omfatter den information, der skal sendes, men hvis integration i tid svarer til hvid støj. For så 10 vidt, at enheden ifølge opfindelsen på den ene side muliggør transmission af store informationsoverførsler, og at det på den anden side er muligt at transmittere enten samtidigt eller ved tidsmultiplexing, forskellige informationstyper, er det muligt samtidigt at forbinde flere 15 kilder 73 til kodningsenheden 70. Kodningsenheden 70 udfører kodningen enten for at opnå den højeste ydelse eller for at opnå tilpasning til en etableret transmis-sionsstandard. Indholdet af den bearbejdede transmission transmitteres fra kodningsenheden 70 til modulationsenhe-20 den 90. Modulationsenheden 90 muliggør samtidig modulation af et antal bærebølger som vist i f.eks. fig. 4. De af modulationsenheden 90 modulerede signaler forstærkes af en forstærker 77 og transmitteres f.eks. af en antenne 40 eller sendes ind i et kabel 400. Hvis det viser sig nød-25 vendigt, udføres modulationen af en højfrekvent bærebølge før transmissionen.

Hvis der transmitteres N uafhængige kanaler, er det muligt at udføre separat forstærkning af de forskellige ka- 30 naler. 1 fig. 9 kan ses en udførelsesform af sendere ifølge op findelsen og omfattende et antal forstærkere 77 anbragt mellem modulationsenheden 90 og summationsenheden 76.

35 Hver forstærker 77 svarer med fordel til en kanal. Det er imidlertid muligt uden at afvige for opfindelsens ide at benytte flere forstærkere 77 til hver kanal eller på den 22 DK 174720 B1 anden side at udføre en delvis summation af flere kanaler på udgangen fra modulationsenheden 90 for derefter at påtrykke dem en enkelt forstærker.

5 Brugen af et antal forstærkere 77 passer specielt til transistoriserede forstærkere. Faktisk er det kendt, at benytte summen af de leverede effekter fra et antal transistoriserede moduler for at opnå den ønskede effekt.

10 I fig. 10 ses en første udførelsesform af en sender iføl ge opfindelsen. I det i fig. 10 viste eksempel leveres signalet, som skal transmitteres, af et TV-kamera 71, en mikrofon 72 og/eller andre kilder 73. Kilderne 71, 72 og/eller 73 kan med fordel forbindes til informations-15 bearbejdningsenheden 700. Kodningsenheden 70 omfatter et formningskredsløb forbundet til en enhed til kompleks di-gital/signal-omsættelse. Modulationsenheden 90 omfatter et sæt af N modulatorer, betegnet 91 til 9N, og forbundet til en summationsenhed 76. Enheden til summation af sig-20 nalet 76 omfatter f.eks. et symmetrisk fordelingstræ 760-Modulationsenheden 90 er forbundet til en forstærkningsenhed 77, der selv er forbundet til en transmissionsantenne 40 og/eller et transportkabel 400. Forstærkningsenheden 77 kan omfatte enheder til forøgelse af frekvensen, 25 som kan være nødvendig for at opfylde transmissionsstandarder.

Formningsenheden 74 frembringer den ønskede form på signalerne, som kommer fra kilderne 71 til 73. F.eks. udfø-30 rer formningsenheden 74 multiplexing af de forskellige kilder og afgiver tal i serie. Formningskredsløbet 74 omfatter sampling-kredsløb, analog/digital-omsætterkredsløb og/eller multiplexere. Hvor der_er tale om digitale enheder, afhænger beregningsevnen for formningsenheden 74 35 især af den ønskede informationsoverførsel. F.eks. vil en transmission med et højopløseligt, digitalt TV-signal med high fidelity stereofonisk lyd på flere sprog samt digi- 23 DK 174720 B1 tal information kræve en meget større overførsel end f.eks. en stereofonisk radiotransmission, eller i endnu større grad en radiotelefontransmission.

5 Med fordel transmitteres der (amplitude, fase)-par f.eks. som de i fig. 7 viste eller (real del, imaginær del)-par fra signalet. Enheden til omsaettelse fra digitale til komplekse signaler 75 genererer ud fra digitale ord, som kommer fra formningsenheden 74, (real del, imaginær del)-10 eller (amplitude, fase)-par fra signalet og fordeler dem mellem de forskellige modulatorer 91 til 9N. Summationsenheden 76 leverer til indgangen på forstærkerenheden 77 et sammensat signal, som omfatter frekvenserne 31 til 3N, som er nødvendige for transmissionen. Frekvenserne 31 til 15 3n er modulationsfrekvenser. Det er således muligt ved enten niveauet for modulationsenheden 90 eller ved niveauet for forstærkningsenheden 70 at øge transmissionsfrekvensen. Det sammensatte signal, som bæres på ! f.eks. en højfrekvent bærebølge, transmitteres af anten-20 nen 40 eller føres ind i et kabel 400.

I fig. 11 ses en anden udførelsesform for en sender ifølge opfindelsen. Enheden i fig. 11 omfatter mellem udgangen for omsættelsesenheden 75 og indgangen for forstærke- ; 25 ren 77 en enhed til omplacering af signalet 78, en enhed til beregning af den inverse Fourier-transformation 190, en enhed 301 til at gøre signalet serielt og en enhed 302 til generering af bærebølgesignalet, som alle er forbundet i serie. Modulationen af det sammensatte signal, som i 30 skal transmitteres, kan opnås ved beregning af den inverse Fourier-transformation,

Med fordel benyttes en computer 190, som kan beregne en diskret, inverse Fourier-transformation.

Med fordel benyttes der et kredsløb til beregning af en invers, hurtig Fourier-transformation (FFT~^). Anvendel- 35 24 DK 174720 B1 sen af algoritmer til den inverse, hurtige Fourier-trans-formation betyder, at antallet N af kanaler skal være en potens af 2. Det er imidlertid ikke nødvendigt at alle kanaler bærer information.

5

Demonstration af muligheden for at benytte algoritmer til diskret, invers Fourier-transformation til at udføre modulationen af signalet: 10 Lad N frekvenser ίφ, f^ + 1/T, fQ + 2/T, fQ + 3/T, fø + k/T, fg + (N-l)/T være amplitude og/eller fase modulerede i et tidsinterval med periode T. De N modulerede bærebølger er: 15 Sk (t) = Ak exp (j (21T(fq * k/T) t* φ k)) hvor k er et helt tal mellem 0 og N-l,

Ak er amplituden af bærebølge nr. k, 20 t er tiden, og tfk er fasen af bærebølge nr. k.

Det antages, at referencen for den transmitterede faseværdi tages ved starten af tidsintervallerne T.

25

Signalerne Sk (t) og Sk' (t) er uafhængige og helt adskillelige, hvis de opfylder orthogonalitetsbetingelsen: V k ji k' /sk (t) Sk’ (t) dt = 0.

0 30 ζ Sk (t) Sk' (t) dt = fj Ak Ak' exp j(2fl (fQ ► k/T) t*<pk) øxp j(21T (fQ * k'/T) t* φ k') dt = Ak Ak* f exp j(2H (fQ ♦ (k * k’)/T) t * φ k * φ k’) dt = Ak Ak' (exp j (4U fQ T + φ k * φ k') - exp j ( φ k * φ k1) 25 DK 174720 B1

Orthogonalitetsbetingelsen er derfor opfyldt, hvis 4irfgT = 21*, hvor I er et helt tal, som er ækvivalent til f0 - X/2T.

5

Lad os tage en frekvens fg = - (N/2 - 1)/T = (2-N)/2T.

Lad os sample signalerne Sk (t) ved samplingsfrekvensen f = = B' hvor 0 er gennemgangsbåndet.

10

Sk (n) = Ak exp j (2H((2-N)/2T>k/T) η T/N * φ k) = Ak exp ] (21f(n(2-N)/2N*nk/N) * φ k) 15 Det modulerede signal X kan skrives som 4 - 4.

X(n) = l Sk (n) k:0 20 tJ'l = L Ak exp j (2H(n(2'N)/2N ♦ nk/N) * φ k) k: 0 ^ = Σ Ak exp J (2Ti(n(2-N) ♦ 2k)/2N ‘9 k) ♦ £ Ak exp ] β. - O i 1 1- i . ± - 1 (2H(n(2-N*2k)/2N) ♦ φ k) 30

Lad os sætte k’ *= k+(N/2)+l for k liggende mellem 0 og (N/2)-2, hvilket vil sige, at k* ligger mellem (N/2)+l og N-l, og k1 = k-(N/2)+l for k liggende mellem N/2-1 og N-1, hvilket svarer til k* liggende mellem 0 og N/2.

35 26 DK 174720 B1 v)-l

X(n) = £ (Ak’ - (N/2) -1) exp j (21in(2-N«-2k'-N-2)/2N

‘i -ti * q>k'-N’/2-1) 5 * £ (Ak' + (N/2) -1) exp j (21Tn (2-N*2k'*N-2)/2N* κ'ζ.0 9k’«-(N/2)-l) 10

vi - JL

X(n) = £ (Ak1 - (N/2) -1) exp j (2H(n(k'-N)/N) * <pk'-(N/2)-l) k' - iri ' z 15 ^/ί * £ (Ak1 ^ (N/2) -1) exp j (2H(nk'/N) ♦ φ k'*(N/2)-L)

. k'-.O

hJ, i X(n) £ Bk’ exp (j Θ k') exp j(21Tnk7N) k'-o 20 with

Bk1 = Ak'*(N/2)-l Θ k1 = Θ k‘-(N/2)-1 £or k1 = O, . . . ,N/2 25 Bk1 - Ak'-(N/2)-l tor k1 = N/2 * 1, Λ - ,N-1 Θ k' = φ k'-(N/2)-l (X(n)) er den diskrete, inverse Fourier-transformation 30 (DFT~1) af A( (N/2)-1) exp (j 0 (N/2 ) -1 ), AN-1 exp (j ø (N-lAo exp (j * O), ..., A ((N/2)-2) exp (3 Φ (N/2)-2) 35 27 DK 174720 B1

Tilsvarende er det ved modtagerenden muligt at udføre demodulation af signalet ved at udføre en diskret Fourier-transformation (DFT).

5 Opfindelsen er ikke begrænset til benyttelsen af den inverse Fourier-transformation til at udføre modulationen af signalet. Andre algoritmer, som transformere et frekvensdomæne til tidsdomænet kan implementeres.

10 Enheden 301 til omsættelse på seriel form leverer med fordel en række af digitale værdier til enheden til generering af signalet 302. Med fordel kan enheden 301 til omsættelse på seriel form gentage visse digitale værdier på en sådan måde, at der genereres skifteintervallet. Med 15 fordel retransmitteres i skifteintervaller med periode T slutningen af det brugbare interval med periode T, som følger efter nævnte skifteinterval.

I en variant, som svarer til de i fig. 6c viste signaler, 20 leverer enheden 301 til omsættelse på seriel form "0”'er i perioden ΔΤ for skifteintervallerne.

Enheden til omsættelse på seriel form omfatter midler til lagring og multiplexere.

25

Det må forstås, at andre varianter for generering af signalet, som f.eks. genereringen af homodyne signaler f.eks. ved brug af et antal enheder til beregning af Fourier- transformationen, ikke afviger fra opfindelsens ide.

30 I fig. 12 ses en udførelsesform for enheden 75 for omsættelse af digitale ord til komplekse signaler. Enheden 75 omfatter to omsættelsestabeller 750, som er lagrede i enheder, som kan lagre permanent. F.eks. kan der bruges 35 permanente lagre af typen ROM, PROM, EPROM, EEPROM eller RAM (read-only memory, programmable read-only memory, erasable read-only memory, electrically erasable read- 28 DK 174720 B1 only memory eller sikret random-access memory). De digitale ord, som skal omsættes, svarer til adresserne i tabellerne 750, idet værdierne for amplitude eller real delen for signalet lagres på denne adresse i en første ta-5 bel 750 og værdien af fasen eller imaginærdelen af signalet lagres i den anden tabel.

Det må forstås, at de to tabeller ikke nødvendigvis svarer til to lagerbokse. Det er således muligt at benytte 10 en enkelt lagerboks, som har tilstrækkelig kapacitet, eller at benytte mere end to lagerbokse afhængigt af den ønskede opløsning og kapaciteten af de benyttede lagerkredsløb .

15 I fig. 13 ses en enhed 78 til omplacering. Omplaceringsenheden 78 omfatter en enhed 781, som kan lagre, en multiplexer, 782 og en sekvensenhed 784. Lagerenheden 781 er forbundet til multiplexeren 782. Sekvensenheden 784 er forbundet via styrelinien 785 til lagerenheden 781 og via 20 en styrelinie 786 til multiplexeren 782. Omplaceringsenheden 78 muliggør, at dataene, som skal bearbejdes, kan bringes i et format, som er kompatibelt med beregningsenheden 190. Omplaceringen af data afhænger især af den model, der f.eks. bruges for kredsløbene til beregning af 25 den hurtige Fourier-transformation. Sekvensenheden 784 muliggør omplacering af rækkefølgen af digitale ord og/eller bit i digitale ord, som skal bearbejdes af beregningskredsløbet, hvilket ikke er vist i fig. 13. Sekvensenheden 784 leverer adresserne til lagerenheden 30 781 ved hjælp af linien 785 sammen med styresignaler.

Sekvensenheden 784 leverer styresignalerne til multiplexeren 782 ved hjælp af linien 786, hvilket muliggør, at der kan skiftes mellem forskellige positioner for multiplexeren. Multiplexeren 782 kan f.eks. være en trestil-35 lingsmultiplexer, som muliggør, at der kan vælges mellem to lagerbanke og en 0-generator 787. 0-generatoren 787 muliggør f.eks. genereringen af nuller, som er nødvendige 29 DK 174720 B1 for genereringen af signalet af den inverse Fourier-transformation.

Nullerne, soru er nødvendige til genereringen af den in-5 verse Fourier-transformation, lagres i en lagerenhed 781.

De transmitteres enten fra specielle forbindelser på lagerenheden 781, som er forbundet til multiplexeren 782, eller af de udførte adresser af sekvensenheden 784 for lagerenheden 781.

10

Om nødvendigt omfatter enheden 78 et interface 783, som muliggør tilpasning af udgangssignalerne til indgangssignalerne for beregningskredsløbet, f.eks. for den diskrete Fourier-transformation.

15 I fig. 16 ses en udførelsesform for lagerenheden 781 fra fig. 13. I det i fig. 16 viste eksempel omfatter lagerenheden 781 fire lagerbanke 7811, 7812, 7813 og 7814. Hver bank modtager f.eks. fra sekvensenheden 784 en læse- el-20 ler skrivekommando R/W. To banke, f.eks. 7811 og 7812, er i læsestilling, og to banke, f.eks. 7813 og 7814, er i skrivefase samtidigt. De ankommende signaler kan således skrives i en bank i den rækkefølge, som er nødvendig for, at de genlæses. Den samtidige genlæsning af den anden la-25 gerbank muliggør leveringen af de nødvendige digitale data til beregningskredsløbet.

I fig. 17 ses en anden udførelsesform for lagerenheden 781. Lagerenheden 781 i fig. 17 omfatter kun to lagerban-30 ke 7811 og 7812. Sekvensenheden 784 er i dette tilfælde en DMA (Direct memory access)-sekvensenhed. De to lagerbanke muliggør således samtidig læsning og skrivning af data.

35 I tilfældet fra fig. 16 og 17 leveres samtidigt real- og imaginær dele I og Q fasekvadraturdata.

30 DK 174720 B1 I enheden ifølge opfindelsen er det muligt at benytte modulationen af signalet på forskellige frekvenser. F.eks. er det i tilfældet med højfrekvente elektromagnetiske bølger muligt at modulere signalet direkte på transmis-5 sionsbærebølgen, dvs. ved transmissionsfrekvensen som vist i fig. 15, at udføre modulationen ved mellemfrekvenser som vist i fig. 14 eller at udføre modulationen ved basisfrekvensen.

10 Modulationen på basebåndet udføres nødvendigvis i form af I og Q. I omsætning dertil kan modulationen ved mellemfrekvens eller på transmissionsbærebølgen udføres ud fra reelle signaler som vist i fig. 20.

15 Enheden i fig. 20 omfatter en analog/digital-omsætter 3211, et lav-pas filter 3209, en mixer 3201, et filter 3022, en mixer 3204 og et filter 3205, som er forbundet i serie. De andre indgange på mixerne 3201 og 3204 er for- · bundet til lokaloscillatorer, som ikke er vist på figu-20 ren.

I fig. 14 ses en anden udførelsesform af en enhed 302 til generering af signalet, som skal transmitteres.

25 Enheden 302 omfatter en første mixer 3201 og en anden mixer 3207, som er forbundet til en informationsenhed 3023. Udgangen af summationsenheden 3023 er forbundet til en første indgang på en tredie mixer 3204.

30 Den anden indgang på mixeren 3207 er forbundet til udgangen af en lokaloscillator 3305, som genererer mellem frekvensen. Den anden indgang af mixeren 3201 er forbundet til udgangen af en lokaloscillator 3305 ved hjælp af en enhed 3208, som indfører et faseskift på ir/2. Forøgel-35 sen i frekvenserne for fase-kvadraturkomponenterne I og Q udføres således, idet signalet rekonstrueres af summationsenheden 3023.

31 DK 174720 B1

Den anden indgang på mixeren 3204 er forbandet til en lokaloscillator 3306, hvis oscillationsfrekvens er højere end frekvensen for lokaloscillatoren 3305.

5 Med fordel kan de to oscillatorer 3305 og 3306 være synkroniserede af en enkelt tidsenhed, som ikke er vist. Lokaloscillatorer 3305 og 3304 er tilstrækkeligt stabile til at tillade en pålidelig kalibrering i modtagerenden.

10 Med fordel kan tidsbasen synkroniseres med enheden til sampling af signalet.

I en variant er enheden 302 en digital enhed.

15 1 den i fig. 14 viste variant er enheden 302 en analog enhed, som således i indgangsenden omfatter analog/digi-tal-omsættere 3211 og 3212. Omsætterne 3211 og 3212 er forbundet til de første indgange på mixerne 3201 og 3207. Lav-pasfiltre, henholdsvis 3209 og 3210, er placeret mel-20 lem udgangene på analog/digital-omsætterne 3211 og 3212 og indgangene på mixerne 3201 og 3207. Filtrene 3209 og 3210 har til formål at eliminere højfrekvenskomponenterne, som genereres af analog/digital-omsætterne 3211 og 3212.

25 På udgangen af mixerne 3201, 3207 og 3204 er det nødvendigt at placere filtre, henholdsvis 3022, 3206 og 3205, som har til formål at vælge den ønskede del af det tilstedeværende spektrum på udgangen af mixerne.

30 I fig. 15 ses en variant af enheden 302, som omfatter et enkelt trin til forøgelse af frekvensen. Enheden 302 i fig. 15 omfatter en første mixer 3201 og en anden mixer 3207. Udgangene fra mixerne 3201 og 3207 er forbundet til 35 indgangene på en summationsenhed 3203 ved hjælp af bånd-pasfiltrene 3022 og 3206. I det i fig. 15 viste analoge eksempel er den første indgang på mixerne 3201 og 3207 32 DK 174720 B1 forbundet til udgangene på analog/digital-omsætterne 3211 og 3212 ved hjælp af filtrene 3209 og 3210.

Senderen ifølge opfindelsen overfører kodningssignaler, 5 som ved modtagerenden muliggør den præcise synkronisering af en tidsbasis for modtageren med en tidsbasis for senderen. Det er således muligt at opnå en god opløsning for tid og/eller fase.

10 I en i fig. 19 vist udførelsesform benyttes en analog synkronisering.

I det i fig. 19 viste eksempel transmitteres et sæt 3000 af modulerede signaler på N kanaler, idet spektret fak-15 tisk er rektangulært og har en frekvensbredde f 1 lig med B, gennemgangsbåndet, og en højde Am svarende til middelamplituden A 2 for signalet inde i båndet B. To frekvenser fft og ίβ med en amplitude AM betragteligt større end Am transmitteres. F.eks. kan AM være 12 db større end Am.

20 Det vil således ved modtagerenden ved at kende frekvenserne og f0 være muligt at adskille fA og ίβ. Ved at kende på den ene side frekvenserne f og fg og på den anden side deres forskel i modtagerenden opnås en frekvens-reference, fra hvilken en tidsreference kan uddrages. I 25 modtagerenden opnås forskellen f -f f.eks. ved at lade

A O

frekvenserne f. og f_ blandes i en mixer.

A a B 1 en udførelsesform for enheden ifølge opfindelsen er B lig med 8 MHz og fft er adskilt fra med 5 MHz.

30 I fig. 21 ses et diagram for en udførelsesform af en modtager ifølge opfindelsen. Den i fig. 21 viste modtager omfatter en modtagerantenne 40, forstærker 603, en mixer 41, et bånd-pasfilter 42, en forstærker 604 med variabel 35 forstærkning, en mixer 4817, et lav-pasfilter 4818, en analog/digital-omsætter 4819, en reorthogonaliseringsen-hed 482, en demodulationsenhed 48, en lokaloscillator 33 DK 174720 B1 250, en enhed 605 til automatisk forstærkning (AGC), en lokaloscillator 491, en servostyreenhed 49, et analysekredsløb 601, et beslutningskredsløb 602, en behandlingsenhed 45 og et udnyttelseskredsløb 46.

5

Antennen 40 er forbundet til indgangen på forstærkeren 603. Udgangen fra forstærkeren 603 er forbundet til en første indgang på mixeren 41. Udgangen på mixeren 41 er forbundet til indgangen på bånd-pasfilteret 42. Udgangen 10 for bånd-pasf ilter 42 er forbundet til indgangen på forstærkeren 604. Udgangen fra forstærkeren 604 er forbundet til på den ene side en første indgang på mixeren 4817 og på den anden side til indgangen på kredsløbet 605 til automatisk styret forstærkning. Udgangen fra kontrol-15 kredsløbet 605 til automatisk forstærkning er forbundet til en forstærknings-kommandoindgang på forstærkeren 604.

Udgangen fra mixeren 4817 er forbundet til indgangen på lav-pasfilteret 4818. Udgangen af lav-pasfilteret 4818 er forbundet til indgangen på analog/digital-omsætteren 20 4819. Udgangen fra analog/digital-omsætteren 4819 er for bundet til indgangen på reorthogonaliseringsenheden 482.

Udgangen fra reorthogonaliseringsenheden 482 er forbundet til indgangen på demodulationsenheden 48. Udgangen fra demodulationsenheden 48 er forbundet på den ene side til 25 indgangen på analysekredsløbet 601 og på den anden side til indgangen for servostyreenheden 49. Udgangen fra analysekredsløbet 601 er forbundet til indgangen for en beslutningsenhed 602. Udgangen af beslutningsenheden 602 er forbundet til indgangen på informationsbearbejdningsenhe-30 den 45. Udgangen fra informationsbearbejdningsenheden 45 er forbundet til indgangen på udnyttelseskredsløbet 46.

En første udgang på servostyreenheden 49 er forbundet til analog/digital-omsætteren 4819, til reorthogonaliseringsenheden 482, til demodulationsenheden 48, til analyse-35 kredsløbet 601 og til beslutningsenheden 602. En anden udgang fra servostyreenheden 49 er forbundet til lokaloscillatoren 491. En tredie udgang fra servostyreenheden 34 DK 174720 B1 49 er forbundet til lokaloscillatoren 250.

Antennen 40 modtager høj frekvenssignalet, som kommer fra senderen.

5

Forstærkeren 603 forstærker signalet, som er opfanget af antennen 40. Ved blanding med højfrekvenssignalet, som leveres af lokaloscillatoren 250, sænker mixeren 41 frekvensen af det modtagne signal. Signalet filtreres af 10 et filter 42. Filteret 42 muliggør elimineringen af de uvedkommende signaler til de signaler, som man ønsker at modtage. Filteret 42 kan med fordel være SAW-filter (surface acoustic wave).

15 Forstærkeren 604 udfører under styring fra kredsløbet 605 til automatisk forstærkning, forstærkningen af mellem-frekvenssignalet. Kredsløbet til automatisk forstærkning opfanger signalet på udgangen af forstærkeren 604. En integration over en tilstrækkelig lang periode i tid giver 20 middelværdien af amplituden for signalet til beregningen af et styresignal for forstærkeren 604, hvilket muliggør optimering af modtagelsen.

Mixeren 4817 udfører blandingen mellem et signal leveret 25 af lokaloscillatoren 491 og de forstærkede signaler fra forstærkeren 604. Mixeren 4817 afgiver et signal på det lave bærebølgeniveau. Filteret 4818 vælger den ønskede part af spektret.

30 Analog/digital-omsætteren 4819 udfører den digitale sampling af signalet.

For at være i stand til at opnå store informationsoverførsler er det vigtigt at udføre en total adskillelse af 35 signalerne, som hører til de forskellige kanaler. Re-orthogonaliseringskredsløbet 482 kan med fordel muliggøre elimineringen af krydstale mellem kanaler. Krydstale kun- 35 DK 174720 B1 ne f.eks. være resultatet af multiple ekkoer, som forsinker en del af signalet. Sådanne signaler ankommer især ved modtageren under modtagelsen af efterfølgende mønstre. Reorthogonaliseringsenheden 482 omfatter et kredsløb 5 til detektering af mønstermodifikation. F.eks- omfatter det midler til at fratrække signalet fra et signal, som er forsinket en periode T. Da de to samplingsværdier er taget i et enkelt transmissionsinterval af periode T + ΔΤ, er deres forskel næsten konstant. Dette er tilfældet 10 for hver transmissionsinterval i en periode δΤ mindsket med ankomsttidspunktet for det fjernest liggende multiple ekko. Til gengæld viser en hurtig variation med denne forskel, at de to samplingsværdier ikke længere hører til samme transmissionsinterval. Ud fra forskellen mellem de 15 to samplingsværdier bestemmes således tidspunktet for ændringen i transmissionsintervallet og således en synkronisering af transmissionsintervallerne (også kaldet pakkesynkronisering). Signalet, som kommer fra de multiple ekkoer, og hvor der er fare for fremkaldelse af kryds-20 tale, elimineres enten i tilfældet som vist i fig. 6a el ler adderes på koherent vis til det tidligere mønster i tilfældet, som er vist i fig. 6c. I første tilfælde er perioden δτ for skifteintervallet med fordel større end forsinkelsesperioden for de multiple ekkoer, som det 25 ønskes at kunne eliminere. Elimeringen af de multiple ekkoer udføres f.eks. ved ikke at tage hensyn til signalerne, som modtages i skifteintervallerne 81 med periode ΔΤ.

30 I det andet tilfælde opsamles signalerne, som ankommer i skifteintervallet, og adderes til begyndelsen af det tilsvarende brugbare transmissionsinterval. Denne sidste udførelsesform kræver forsinkelsesmidler, som muliggør lagring af tidligere mønstre inden deres behandling af demo-35 dulationsenheden.

36 DK 174720 B1

Demodulationsenheden 48 udfører adskillelsen af signalerne, som hører til forskellige kanaler, i det i figuren viste eksempel er behandlingen digital. F.eks. benyttes en enhed til beregning af den diskrete Fourier-transfor-5 mation. Med fordel benyttes en enhed til beregning af den hurtige Fourier-transformation (FFT). Imidlertid afviger en analog adskillelse f.eks. ved at benytte banke af frekvensmixere, adskilt af 1/T, ikke fra ideen med opfindelsen.

10

De demodulerede signaler ledes på den ene side til analysekredsløbet 601 og på den anden side til en servostyre-enhed 49.

15 Analysekredsløbet 601 udfører analysen af de modtagne signaler, modforvrængningen og kalibreringen af signalerne ud fra kalibrerings- eller testsignaler, som er modtaget fra senderen.

20 Servostyreenheden 49 udfører synkroniseringen mellem de forskellige trin i modtageren og mellem modtageren og senderen. Specielt leverer den synkroniseringssignaler til lokaloscillatorerne 250 og 491, hvilket muliggør deres stabile funktion i tid. Yderligere leverer den en 25 samplingsfrekvens til analog/digital-omsætteren 4819, til reorthogonaliseringsenheden 482, til demodulationsenheden 48, til analysekredsløbet 601 og til beslutningsenheden 602.

30 Signalerne, som er normaliserede af analysekredsløbene 601, ledes til beslutningskredsløbet 602.

Beslutningskredsløbet 602 bestemmer, hvilket punkt 14 fra fig. 7, det drejer sig om, og således hvilket (realdel af 35 signalet, imaginær del af signalet)- eller (amplitude, fase)-par, det drejer sig om. Beslutningsenheden 602 kan med fordel tildele et digitalt ord til hvert par.

37 DK 174720 B1

Modtageren ifølge opfindelsen omfatter andre enheder, som f.eks. en beregningsenhed 45. Beregningsenheden 45 udfører den ønskede beregning på signalet. F.eks. kan beregningsenheden 45 i en TV-modtager rekonstruere billedet og 5 lyden fra digitale signaler. Med fordel kan enheden 45 benytte algoritmer til billeddekomprimering, for så vidt at der har været benyttet algoritmer til billedkomprime-ring i sendeenden.

10 Informationsbehandlingsenheden 45 er forbundet til udnyttelsesenheden 46. Udnyttelsesenheden 46 muliggør udnyttelse af de modtagne signaler. Typen for udnyttelsesenheden afhænger især af den type modtager, som benyttes.

F.eks. vil der ved transmission af TV-signaler blive be-15 nyttet et katodestrålerør eller en flad skærm samt en højttaler. Ved transmission af telefoniske data kan udnyttelsesenheden f.eks. være en telefoncentral eller en telefon. Ved transmission af data kan udnyttelsesenheden 46 f.eks. være en computer, som modtager dataene, der 20 skal behandles eller lagres.

I fig. 9 kan ses en udførelsesform for modtageren ifølge opfindelsen, som for de lave bærebølger omfatter en behandlingskæde for realdelen og en behandlingskæde for 25 imaginærdelen af signalet i fasekvadratur.

Enheden på fig. 9 omfatter en antenne 40, en forstærker 603, en mixer 41, et båndpasfilter 42, en forstærker 604 med variabel forstærkning, et styrekredsløb 605 til auto-30 matisk forstærkning, en mixer 4817, en mixer 4814, et lav-pasfilter 4818, et lav-pasfilter 4815, en analog/di-gital-omsætter 4819, en analog/digital-omsætter 4816, en reorthogonaliseringsenhed 4821, en reorthogonaliserings-enhed 4822, en demodulationsenhed 48, et analysekredsløb 35 601, et beslutningskredsløb 602, en informationsbehand- lingsenhed 45, en visningsenhed 462, en lydgengivelsesenhed 461, en servostyreenhed 49 og en enhed 4813 til fase- 38 DK 174720 B1 skift på 7Γ/2.

Antennen 40 er forbundet til indgangen på forstærkeren 603. Udgangen fra forstærkeren 603 er forbundet til en 5 første indgang på mixeren 41. Udgangen fra mixeren 41 er forbundet til et båndpasfilter 42. Udgangen fra båndpas-filteret 42 er forbundet til indgangen på en forstærker 604. Udgangen fra forstærkeren 604 er forbundet til indgangen på en enhed 605 til automatisk forstærkning, 10 til en første indgang på en mixer 4817 og til en første indgang på mixeren 4814. Udgangen fra styreenheden 605 til automatisk forstærkning er forbundet til en første forstærkningsstyreindgang på forstærkeren 604. Udgangen fra mixeren 4817 er forbundet til indgangen på filteret 15 4818- Udgangen fra mixeren 4814 er forbundet til indgan gen af filteret 4815. Udgangen af filteret 4818 er forbundet til indgangen på analog/digital-omsætteren 4819,

Udgangen fra lavpasfilteret 4815 er forbundet til indgangen på analog/digital-omsætteren 4816. Udgangen fra ana-20 log/digital-omsætteren 4819 er forbundet til indgangen på reorthogonaliseringsenheden 4821. Udgangen fra analog/digital-omsætteren 4816 er forbundet til indgangen på reorthogonaliseringsenheden 4822. Udgangen fra reorthogonaliseringsenheden 4821, 4822 er forbundet til indgangene 25 på demodulationsenheden 48. Udgangen fra demodulationsenheden 48 er forbundet til indgangen på analysekredsløbet 601 og til servostyreenheden 49. Udgangen fra analysekredsløbet 601 er forbundet til indgangen på beslutningsenheden 602. Udgangen fra beslutningsenheden 602 er for-30 bundet til indgangen af informationsbehandlingsenheden 45. Udgangen fra informationsbehandlingsenheden 45 er forbundet til udnyttelsesenheden, såsom f.eks. visningsenheden 462 og lydgengivelsesenheden 461. En første udgang på servostyreenheden 49 er forbundet til analog/di-35 gital-omsætterne 4819 og 4816, til reorthogonaliserings-enhederne 4821 og 4822, til demodulationsenheden 48, til analysekredsløbet 601 og til beslutningskredsløbet 602.

39 DK 174720 B1

Denne udgang leverer samplingsfrekvensen. I den i fig. 9 viste udførelsesform ledes blandingsfrekvensen direkte via udgange på servostyreenheden 49. En højfrekvent udgang er forbundet til den anden indgang på mixeren 41. En 5 mellemfrekvensudgang er forbundet til indgangen på fase-skifteenheden 4813 med faseskift på ir/2 og til den anden indgang på mixeren 4817. Udgangen fra faseskifteren 4813 er forbundet til den anden indgang på mixeren 4814- I den på fig. 9 viste enhed arbejdes på real- og imaginærdelen 10 af signalet i fasekvadratur. Det er således muligt at sænke frekvensen uden at miste information.

Demodulationsenheden 48 omfatter med fordel en enhed til beregning af Fourier-transformationen.

15

Enheden til beregning af Fourier-transformationen er med fordel en enhed til beregning af den diskrete Fourier-transformation.

20 Enheden til beregning af Fourier-transformationen kan med fordel være en enhed til beregning af den hurtige Fourier- transformation (FFT). Brugen af den hurtige Fourier-transformationsalgoritme kræver udførelsen af beregninger på et antal samplingsværdier, som er lig med en potens af 25 to. 1 tilfældet med TV-transmissioner bruges f.eks. 256, 512, 1024 eller 2048 kanaler. Imidlertid er det ikke nødvendigt, at hver kanal transmitterer en informationsenhed. Benyttelsen af en enhed til beregning af den hurtige Fourier-transformation for at udføre demodulationen af 30 det modtagne signal muliggør benyttelsen af standard kredsløb eller en kombination af standardkredsløb til beregning af den hurtige Fourier-transformation. Det må forstås at andre varianter, som f.eks. homodyn-demodula-tion, ikke afviger fra opfindelsens ide.

35 I fig. 23 ses en udførelsesform af analyseenheden 601.

Enheden i fig. 23 omfatter en opsplitningsenhed 586, mod- 40 DK 174720 B1 forvrængningsenhed 587, en enhed til analysering af testsignaler 588 og en sekvensenhed 585.

Opsplitningsenheden 586 modtager signalerne, som skal be-5 handles. Udgangene fra opsplitningsenheden 586 er forbundet dels til modforvrængningsenheden 587 og dels til analyse- og testenheden 588. Udgangen fra analyse og testenheden 588 er forbundet dels til modforvrængningsenheden 587 og dels til synkroniseringsenheden 490.

10

Opsplitningsenheden 586 adskiller testsignalerne, som den overfører til analyse- og testenheden 588, fra informationssignalerne, som den overfører til modforvrængningsenheden 587. Detekteringen af testsignalerne kan f.eks.

15 udføres i henhold til en specificeret transmissionsstandard. F.eks. "ved" opsplitningsenheden 586, at i hver transmissionsinterval er der reserveret en kanal på niveau 8 til testsignaler. I en anden transmissionsstandard kan testsignalerne svare til alle kanalerne i et 2o transmissionsinterval på f.eks. niveau 100. Disse to typer testsignaler, som tjener til kalibreringen af den modtagne fase og/eller amplitude, kan blandes for at give f.eks. en testkanal på niveau 16 for hver 64 intervaller.

25 I en første udførelsesform er modtageren ifølge opfindelsen beregnet til at kunne følge en enkelt standard, i et sådan tilfælde er det nødvendigt at udføre en første synkronisering eller i hvert fald at modtage en synkronisering fra en anden enhed i modtageren.

30 I en anden variant af modtageren ifølge opfindelsen kan modtageren modtage flere transmissionsstandarder. I dette tilfælde er det nødvendigt at detektere, hvilken transmissionsstandard, de modtagne signaler hører til. For så 35 vidt, at transmissionerne på adskilte kanaler muliggør transmissionen ved at multiplekse flere kanaler og/eller via en tidsmultipleksnin'g til at overføre information af 41 DK 174720 B1 forskellig natur, er det muligt at reservere f.eks. en del af informationsoverførslen til serviceinformation. Serviceinformationen kan f.eks. periodisk indeholde informationsenheden for den type af transmission som udfø-5 res.

Transmissionsstandarden kan også vælges ved at skifte, ved at brugeren vælger det ønskede program. Han vælger f.eks. at skifte fra en TV-transmission til en radiofo-10 nisk transmission, informationen om transmissionsstandar-. derne er f.eks. lagret i et permanent lager (ikke vist).

Opsplitningsenheden 586 omfatter f.eks. multipleksere og et fast trådet logisk element til at udføre de ordrer, 15 som gives af sekvensenheden 585.

Værdierne af testsignalerne må være kendt af modtageren.

F.eks. kan testsignalerne være pseudotilfældige signaler. Signalerne genereres i senderen og modtageren ifølge sam-20 me algoritme, hvilket således muliggør sammenligning af det modtagne signal med et signal, som er identisk med det signal, som blev sendt.

t

Analyse og testenheden 588 detekterer det modtagne niveau 25 i hver af testkanalerne. Det bestemmer faseskiftet og dæmpningen, som modtages i testkanalerne. Fra dæmpningen og faseskiftet bestemmer analyse- og testenheden 588 dæmpningerne og faseskiftene i de kanaler, som ligger mellem testkanalerne, ved f.eks. at bruge interpolations-30 metoden. Interpolationen kan f.eks. være en lineær interpolation.

For at opnå en stor informationsoverførsel er det nødvendigt at kunne skelne tætliggende faser og amplituder og 35 således gøre brug af en amplitude- og fasereference for hver kanal. Denne amplitude- og fasereference kan med fordel være givet af referencesignaler, som transmitteres 42 DK 174720 B1 periodisk fra senderen til modtageren. Repetitionsfrekvensen for referencesignalerne afhænger af stabiliteten for forsinkelsesbetingelserne og de lokal oscillatorer.

5 I en første variant af enheden ifølge opfindelsen transmitteres fase- og amplitudereferencesignalerne periodisk på alle frekvenserne 31 til 3N i et tidsinterval af periode T eller T + δΤ. Imidlertid er det nødvendigt at bemærke, at den hyppige transmission af kalibreringssigna-10 ler reducerer overførslen af brugbar transmitteret information.

I en fordelagtig variant af enheden ifølge opfindelsen transmitteres kun få kalibreringssignaler, som med fordel 15 er regelmæssigt fordelt henover frekvenserne 31 til 3N, idet koefficienterne for de andre frekvenser bestemmes ved beregning f.eks. interpolation.

Mere generelt er det muligt at fordele kalibreringssigna-20 lerne i tid og/eller forskellige kanaler.

Det er f.eks. muligt periodisk at transmittere testsignaler, hvor hver transmission udføres på forskellige kanaler. F.eks. udføres en cirkulær fordeling af kanalerne 25 som er tildelt testformålene. Det pulsede svar fra transmissionsmediet udledes for alle kanalerne f.eks. ved interpolation i tid og/eller på frekvenserne. Matricen med korrektioner i amplitude og i fase, som skal anvendes ved hver kanal, kan så udledes.

30

Det er vigtigt ved kalibreringerne at kompensere for variationerne i det pulsede svar på transmissionsmediet, f.eks. på grund af en variation (endog lokal) i de atmosfæriske betingelser.

35

Det pulsede svar fra mediet bestemmes f.eks. ved at beregne Fourier-transformationen for de påtrykte korrek- 43 DK 174720 B1 tioner.

X en udføreIsesform tjente en kanal på niveau 8 til kalibreringen af amplituden A og fase for alle kanalerne 31 5 til 3N. I en sådan type for enheden er det muligt enten at udføre kalibreringen ved hver brugbar transmissionsinterval med periode T, eller som det var tilfældet ved den tidligere beskrevne udførelsesform alene at reservere visse transmissionsintervaller til kalibreringen. Synkro-10 niseringen fastholdes ved brug af en stabil tidsbasis.

Analyse- og testenheden omfatter f.eks. enheden med lagerevne og mikroprocessorer til beregning af det hurtige signal. Værdierne for faseskift og dæmpninger for hver 15 kanal transmitteres til modforvrængningsenheden 587.

Modforvrængningsenheden 587 påtrykker til hver kanal en forstærkning og et faseskift, som er inverse til dem, der blev påført ved transmissionen. Således er amplituderne 20 af alle kanalerne i modtagerenden efter modforvrængning i kredsløbet 587 proportionale til amplituderne på transmissionstidspunktet. På samme måde er det relative faseskift mellem kanalerne i modtagerenden efter behandling i modforvrængningsenheden 587 lig med det relative fase-25 skift mellem kanalerne i sendeenden.

I en analog variant omfatter modforvrængningsenheden variable faseskiftere og variable forstærkere. De analoge faseskiftere kan have en digital styring, der kan f.eks.

30 benyttes CCD (charge transfer devices), som omfatter en enkelt indgang og et antal udgange. Hver udgang svarer til et forskelligt faseskift. 1 en digital variant af mod forvrængningsenheden 587 be-35 nyttes multiplikationer og additioner til at udføre am plitude- og fasekorrektioner. Fast optrådede logiske elementer og/eller mikroprogrammerede eller programmerede 44 DK 174720 B1 logiske elementer benyttes.

I fig. 24 kan ses en arkitektur af kendt type, som kan implementeres i enheden ifølge opfindelsen. Arkitekturen 5 i fig- 24 kan benyttes i reorthogonaliseringsenheden. Enheden 4841 med lager er f.eks. en to-portsenhed. Dataene, som skal lagres, ankommer via indgangsporten. Disse data forlader igen i omplaceret form enheden fra udgangsporten. Sekvensenheden 4842 leverer adresserne for skrivning 10 og genlæsning af dataene. Afhængigt af den ønskede type for omorganisering af data er det muligt at genlæse hele ord eller kun dele af ord eller individuelle bit. Enheden med lager 4841 omfatter f.eks. RAM (random-access memory )-integrerede kredsløb.

15

Sekvensenheden 4842 omfatter f.eks. et fast optrådet logisk element og tællere. I en variant er det for at bruge standardkredsløb muligt at erstatte sekvensenheden 4842 med f.eks. en mikroprocessor. Mikroprocessoren kan med 20 fordel være af den type, som bearbejder signalet. 1 fig. 25 kan ses en anden udførelsesform for en reortho-gonaliseringsenhed. I den i fig. 25 viste udførelses form omfatter enheden 482 en enhed med lager 4825, en aritme-25 trisk og logisk enhed 4826, en multiplekser 4823 samt en sekvensenhed 4824. Udgangen af lagerenheden 4825 er forbundet til indgangen af den aritmetiske og logiske enhed 4826 og til en første indgang på multiplekseren 4823. Udgangen fra den aritmetiske og logiske enhed 4825 er for-30 bundet til en anden indgang på multiplekseren 4823.

Sekvensenheden 4824 modtager de generelle signaler til synkronisering af modtageren fra f.eks. en servostyreen-hed 49. Sekvensenheden 4824 sender styre- og synkroniseringssignaler til multiplekseren 4823. Sekvensenheden 35 4824 sender adresse og synkroniseringssignaler til lager enheden 4825. I den i fig. 25 viste enhed muliggør adresseringen af lageret 4825 af sekvensenheden 4824 udførel- 45 DK 174720 B1 sen af omplaceringen af de digitale ord. Den aritmetiske og logiske enhed er belastet med udførelsen af de ønskede summationer af signalerne. Omskiftningen i multiplekseren 4823 muliggør valget mellem de to måder for omplacering 5 afhængigt af den ønskede transmissionsstandard og den øjeblikkelige modtagelsesfase.

Yderligere er det muligt for at udnytte signalet at bruge en amplitude/fase-demodulator, som f.eks. den, der er 10 vist i fig. 22 i fransk patentansøgning nr. FR 86 13947, som er indleveret af ansøgeren 7. oktober 1986.

Senderen ifølge opfindelsen overfører kodningssignaler, som ved modtagerenden muliggør den præcise synkronisering 15 af en tidsbasis for modtageren med en tidsbasis for senderen. Det er således muligt at opnå en god tidsmæssig og/eller faseopløsning.

I en første udførelsesfornt for en enhed ifølge opfindel-20 sen benyttes digital synkronisering.

I en udførelsesform vist i fig. 27 benyttes analog synkronisering.

25 X det i fig. 26 viste eksempel transmitteres et sæt 3000 af modulerede signaler på N-kanaler.

Spektret er faktisk rektangulært med en frekvensbredde f 1 lig med B, gennemgangsbåndet, og en højde Am svarende 30 til middelamplituden A 2 for signalet. Inde i båndet B transmitteres to frekvenser og fg med en amplitude AM betragteligt meget større end Am. AM er f.eks. 12 db større end Am. Således vil det ved modtagerenden ved at kende frekvenserne fft og være muligt at adskille fA og 35 fg. Udfra kendskab til på den ene side frekvenserne og fB og på den anden side deres forskel i modtagerenden opnås en frekvensreference, fra hvilken en tidsreference 46 DK 174720 B1 kan uddrages. Ved modtagerenden opnås forskellen f.eks. ved at blande frekvenserne fA og fa i en mixer.

I en udførelsesform af enheden ifølge opfindelsen er B 5 lig med 8 MHz og er adskilt fra med 5 MHz.

I fig. 14 er vist en analog udførelsesform for servosty-reenheden 49 fra fig- 8 og 9. Enheden i fig. 14 er beregnet til at fungere med et signal, som transmitteres fra 10 senderen som vist i fig. 13. Servostyreenheden 49 omfatter et bånd-pas filter 701 og et båndpasf ilter 702, en mixer 703, en faselåst sløjfe 704 (PLL), en faselåst sløjfe 709 (PLL) til frekvensopdeling, en faselåst sløjfe 710 (PLL) til frekvensopdeling og faselåst sløjfe 711 15 (PLL) til frekvensopdeling. De faselåste sløjfer omfatter f.eks. en mixer, et lavpasfilter, en spændingskontrolleret oscillator. I fig. 27 omfatter sløjfen 704 en mixer 705, et lavpasf ilter 706 og en spændingskontrolleret oscillator 707 (VCO).

20 indgangen til enheden 49 er forbundet til indgangene på filtrene 701 og 702. Udgangen fra filteret 701 er forbundet til en første indgang på mixeren 703. Udgangen fra filteret 702 er forbundet til en anden indgang på mixeren 25 7 03. Udgangen fra mixeren 703 er forbundet til en første indgang på mixeren 705. Udgangen på mixeren 705 er forbundet til indgangen på lavpasfilteret 706. Udgangen af oscillatoren er forbundet til indgangen på den faselåste sløjfe 709, til indgangen på den faselåste sløjfe 710 og 30 til indgangen på den faselåste sløjfe 711. Udgangen fra lavpasfilteret 706 er forbundet til indgangen på oscillatoren 707. Udgangen fra oscillatoren 707 er forbundet til den anden indgang på mixeren 705. Udgangene fra de faselåste sløjfer 709, 710 og 711 udgør udgangene på servo-35 styreenheden 49, som leverer de ønskede frekvenser.

47 DK 174720 B1

Filteret 701 vælger frekvensen fA, filteret 702 vælger frekvensen fe. Mixeren 703 udfører blandinger mellem frekvenserne fft og fg.

5 Den faselåste sløjfe 704 leverer værdien af forskellene mellem frekvenserne f. og f„. Forskellen mellem frekven-serne ίβ, fft ved transmissionsenden, som er bestemt af transmissionsstandarden, kendes. Sammenligningen ved modtagerenden muliggør, at der kan leveres en frekvens- og 10 fasereference.

De faselåste sløjfer 709, 710 og 711 muliggør leveringen af frekvens- og fasereferencer, som er tilstrækkeligt stabile til driften af enheden ifølge opfindelsen. F.eks.

15 muliggør sløjferne 709, 710, 711 levering af en frekvensreference til henholdsvis lokaloscillatoren 250 og til lokaloscillatoren 491 i fig. 21 og et taktsignal til sampling til de digitale enheder i fig. 8 og 9. Oscillationsfrekvenserne afhænger af oscillatorernes indstil-20 ling.

Opfindelsen anvendes til enheder for modtagelse af analog og/eller digital information til kommunikationer mellem computere, til telefonisk kommunikation mellem centraler, 25 til telefonisk kommunikation mellem radiotelefoner og kommunikationsstationer, til radioelektrisk kommunikation mellem jordstationer og satelitter, til kommunikation mellem satelitter, til akustisk kommunikation i luft og/eller i vand, til konstruktionen af lokale computer-30 netværk og til modtagelsen af radiofoniske og TV-transmissioner.

Opfindelsen angår en ny type modulation, som kan anvendes til alle transmissioner eller informationsopsamlinger.

35 Opfindelsen er anvendt på en enhed, som bruger alle typer bølger, især akustiske bølger, og mere specielt elektromagnetiske bølger.

Claims (18)

48 DK 174720 B1 Enheden ifølge opfindelsen anvendes især til radiofonisk og TV-transmission, til transmissionsenheder for analog eller digital information, til kommunikation mellem computere, til telefonisk kommunikation mellem centraler, 5 til telefonisk kommunikation mellem radiotelefoner og kommunikationsstationer, til radioelektrisk kommunikation mellem jordstationer og satelitter, til kommunikationer mellem to satelitter, til akustisk kommunikation i luft og/eller i vand, til konstruktion af lokale computernet-10 værk, til sonarer, til radarer. Opfindelsen er specielt egnet til high fidelity radiofoniske transmissioner og modtagelse samt til højopløseligt TV (HDTV) og/eller digitalt TV. 15 20 25 30 35 49 DK 174720 B1

1. Fremgangsmåde til transmission af modulerede bølger, som har en høj 5 spektra) udnyttelse og samtidigt benytter et antal orthogonale frekvenser, hvor symboler transmitteres i en periode T + ΔΤ, hvor to transmissionsfrekvenser er adskilt af 1/T, idet T er det brugbare transmissionsinterval og ΔΤ skifteintervallet, som optager de ikke-stationære egenskaber på grund af ankomsten af forskellige ekkoer, hvor der i hvert transmissionsinterval med pe-10 riode T + ΔΤ transmitteres et (real del, imaginær del)- eller (amplitude, fase)-par på hver frekvens, hvor (realdel, imaginær del)- eller (amplitude, fase)-parret er i 1 -til-1 -ækvivalens med den information, som skal sendes, kendetegnet ved, at antallet af mulige par er større end 4, at de transmitterede symboler er opbygget periodisk af referencesignaler, 15 som i modtagerenden muliggør modforvrængningen af transmissionskanalen, og at der transmitteres synkroniseringssignaler, som i modtagerenden muliggør bearbejdningen af signalet i løbet af de brugbare transmissionsintervaller med periode T for at gendanne orthogonaliteten af kanalerne svarende til de forskellige frekvenser. 20

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1,kendetegnet ved, at forholdet ΔΤ/Τ er mindre end eller lig med 1/8.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, 25 at den første benyttede frekvens fo er lig med k/T, hvor k er et positivt heltal eller 0.

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-3, k e n d e t e g -π e t ved, at det omfatter et trin: 30 - til bestemmelse af mønstrene for det brugbare transmissionsinterval med periode T, - til transmission af mønsteret i løbet af et transmissionsinterval med periode DK 174720 B1 50 T og dets kohærente fortsættelse ved genkopiering af slutningen af det brugbare interval af det digitale signal i skifteintervallet med periode ΔΤ.

5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-3, kendeteg-5 net ved, at transmissionen standses i skifteintervallerne.

6. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-5, k e n d e t e g - n e t ved, at der i hvert brugbare transmissionsinterval med periode T transmitteres et symbol på alle eller en del af frekvenserne. 10

7. Sender til implementering af fremgangsmåden ifølge krav 1-6, k e n -betegnet ved, at den omfatter en modulationsenhed (90), som i et transmissionsinterval med periode T + ΔΤ for hver benyttet frekvens muliggør transmissionen af enten et symbol valgt fra et stort antal af amplitude, 15 fase-par, eller et referencesignal, som muliggør, at modforvrængning af transmissionskanalen kan sikres.

8. Sender ifølge krav 7, kendetegnet ved, at modulations-enheden (90) omfatter en enhed (190) til beregning af den digitale, inverse

20 Fourier-transformation for mere end 1024 samplingsværdier med en beregningstid <100 ps.

9. Sender ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at en af transmissionskanalerne er centreret omkring 0-frekvens-bærebølgen. 25

10. Sender ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at modulationsenheden (90) arbejder ved mellemfrekvens.

11. Sender ifølge krav 7 eller 8,kendetegnet ved, at mo-30 dulationsenheden (90) er en digital enhed til bærebølgemodulation.

12. Modtager til modtagelse af de bølger med høj spektral udnyttelse, som er transmitteret med en fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-6 og omfat- 51 DK 174720 B1 tende midler til omdannelse og sampling synkront med signalet, kendetegnet ved, at den omfatter midler til demodulation af en moduleret bølgetransmission ved brug af symboler, som er transmitteret i en periode T + ΔΤ på et antal af ortogonale frekvenser, hvor to transmissions-5 frekvenser er adskilt af 1/T, idet T er det brugbare transmissionsinterval og ΔΤ skifteintervallet, og at den omfatter en servostyreenhed (49), som sikrer synkroniseringen af modtageren med det modtagne signal ved at bruge skifteintervallet ΔΤ, og at den omfatter prøvningsorganer, som bruger reference-signalerne med henblik på at udføre en modforvrængning af kanalen. 10

13. Modtager ifølge krav 12, k endetegnet ved, at den omfatter en enhed med automatisk styret forstærkning (AGC), styret af en enhed til detektering af middeleffekten af i det mindste en del af signalet.

14. Modtager ifølge krav 12 eller 13, kendetegnet ved, at den omfatter mindst en enhed (483) til beregning af den hurtige Fourier-transformation (FFT) for mere end 1024 samplingsværdier med en beregningstid <100 ps.

15. Modtager ifølge krav 12 eller 14, kendetegnet ved, at den omfatter midler (45) til dekodning af (real del, imaginær del)- eller (amplitude, fase)-par for at omsætte dem til digitale ord.

16. Modtager ifølge krav 12, kendetegnet ved, at prøv-25 ningsorganerne omfatter en enhed (587) til modforvrængning, som kompenserer for variationer i signalet, som kommer fra transmissionen og især de multiple veje på grund af de forskellige ekkoer,

17. Modtager ifølge ethvert af kravene 12-16, k endetegnet 30 ved, at den omfatter midler til reorthogonalisering (482, 4821, 4822), som bruger skifteintervallet ΔΤ til at gendanne et antal af orthogonale kanaler.

18. Modtager ifølge krav 17, k endetegnet ved, at midlerne