DE102005050229A1 - Transferring data between transmitter, receiver involves deriving estimated initial value of demodulation signal frequency within frequency window by evaluating received transmission signal with respect to transmitter side carrier frequency - Google Patents
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- H03D1/00—Demodulation of amplitude-modulated oscillations
- H03D1/22—Homodyne or synchrodyne circuits
- H03D1/2245—Homodyne or synchrodyne circuits using two quadrature channels
Abstract
Description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Datenübertragung durch ein beliebiges Medium, insbesondere der Datenübertragung binärer Signale in einem bandbegrenzten Funkkanal, und betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen einem Sender und einem Empfänger, bei dem sendeseitig ein die Daten repräsentierendes Nutzsignal auf ein Trägersignal mit einer Trägersignalfrequenz aufmoduliert wird und als Übertragungssignal an den Empfänger gesendet wird und empfängerseitig das Nutzsignal aus dem empfangenen Übertragungssignal gewonnen wird, indem das empfangene Übertragungssignal mit einem Demodulationssignal beaufschlagt wird, wobei die Demodulationssignalfrequenz in einem beschränkten Frequenzfangfenster auf die Trägersignalfrequenz abgestimmt wird.The Invention is in the field of data transmission by any Medium, in particular data transmission binary Signals in a band-limited radio channel, and relates to a method to transfer of data between a sender and a receiver at the transmitting end representing the data Payload on a carrier signal with a carrier signal frequency is modulated and as a transmission signal to the recipient is sent and receiver side the useful signal obtained from the received transmission signal is transmitted by the received transmission signal is applied with a demodulation signal, wherein the demodulation signal frequency in a limited one Frequency capture window on the carrier signal frequency is agreed.
Mit sich stetig erweiternden Anwendungsgebieten für die Datenübertragung und mit zunehmendem Volumen zu übertragender Daten wächst der Bedarf an Übertragungsverfahren, die unter Einsatz einfacher und preiswerter Mittel eine hohe Datenrate mit geringer Datenfehlerrate bzw. mit hoher Toleranz gegen Datenübertragungsfehler übertragen können.With constantly expanding fields of application for data transmission and with increasing Volume to be transferred Data is growing the need for transmission methods, using a simple and inexpensive means a high data rate with low data error rate or transmitted with high tolerance against data transmission errors can.
Das
empfangene Nutzsignal
Das vorbeschriebene Verfahren setzt allerdings voraus, dass die Frequenz f0' in einem vergleichsweise geringen Fangbe reich – nachfolgend als Frequenzfangfenster bezeichnet – korrekt eingestellt ist.However, the method described above assumes that the frequency f 0 'in a comparatively small Fangbe rich - hereinafter referred to as frequency capture window - is set correctly.
In der Praxis aber ist die vorbeschriebene empfängerseitige Heruntermischung zweistufig aufgebaut. Dies hat seine Gründe insbesondere darin, dass ein zu verwendender Analog- Digitalwandler mit niedrigerer Frequenz einen geringeren Strombedarf hat und für höhere Frequenzen teurer ist.In In practice, however, is the above-described receiver-side downmixing constructed in two stages. This is due in particular to the fact that a lower frequency analog-to-digital converter to be used has a lower power requirement and is more expensive for higher frequencies.
Deshalb
wird wie in
In
Dabei tritt allerdings folgendes Problem auf: Die Trägerfrequenz f0 kann nicht in jedem Fall absolut konstant gehalten werden. Eine Abweichung der Trägerfrequenz f0 von beispielsweise 80 ppm (entsprechend 80 ppm × 900 MHz = 72 kHz;) werden in dem zweistufigen Down-Conversion-Verfahren nicht entsprechend reduziert, sondern bleiben als absolute Größe bestehen. Mit anderen Worten: Bei der dann vorliegenden, herunterzumischenden Trägerfrequenz fn = 1 MHz kann die eingangsseitige Abweichung mit 72 KHz zu einer ganz erheblichen Frequenzabweichung führen. Diese ist mit standardisierten Verfahren nicht mehr einfangbar.However, the following problem occurs: The carrier frequency f 0 can not be kept absolutely constant in each case. A deviation of the carrier frequency f 0 of, for example, 80 ppm (corresponding to 80 ppm × 900 MHz = 72 kHz;) are not correspondingly reduced in the two-stage down-conversion method, but remain as an absolute value. In other words, with the carrier frequency f n = 1 MHz to be mixed down, the input-side deviation at 72 kHz can lead to a very considerable frequency deviation. This can no longer be captured with standardized methods.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die vorbeschriebenen Probleme zu vermeiden und mit einfachen Mittels eine zuverlässige Datenübertragung sicherzustellen, bei der auch Abweichungen in der Konstanz der sendeseitigen Trägerfrequenz bzw. somit des sendeseitigen Signals toleriert werden können.Of the Invention is the object of the above problems to avoid and with simple means a reliable data transmission to ensure that also deviations in the constancy of the transmitting side carrier frequency or thus the transmission-side signal can be tolerated.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.These The object is achieved by a Method solved with the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention will become apparent from the dependent claims, the Description and the drawing.
Ein erster erfindungswesentlicher Aspekt besteht darin, die vorbeschriebene Frequenzabweichung des senderseitigen Trägersignals auf der Empfängerseite in einem sehr weiten Bereich kompensiert wird, indem das grundsätzlich erforderliche Frequenzfangverfahren (wie es vorstehend anhand des Beispiels der Costa Loop beschrieben worden ist) durch Vorgabe eines Schätzwertes an einen optimierten Startpunkt gesetzt wird. Mit anderen Worten: Das Frequenzfangverfahren wird in seinem Fangfenster so vorpositioniert, dass ein sicheres Fangen der Frequenz gewährleistet ist.One The first aspect essential to the invention consists in the above-described Frequency deviation of the transmitter-side carrier signal on the receiver side is compensated in a very wide range, by the principle required Frequenzfangverfahren (as described above using the example of the Costa Loop has been given by specifying an estimated value to an optimized Starting point is set. In other words: the frequency-catching procedure is pre-positioned in its capture window so that a secure Catching the frequency guaranteed is.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird empfängerseitig das Nutzsignal aus dem empfangenen Übertragungssignal gewonnen, indem in mindestens zwei Demodulationsschritten das empfangene Übertragungssignal jeweils mit einem Demodulationssignal beaufschlagt wird, wobei der Schätzwert dadurch gebildet wird, dass nach dem ersten Demodulationsschritt das so gewonnene Zwischensignal mit einem Mischsignal moduliert wird und eine Nullstellenzählung des so hoch-gemischten Signals durchgeführt wird.To A preferred embodiment of the invention is receiver side the useful signal obtained from the received transmission signal by in at least two demodulation steps, the received transmission signal each subjected to a demodulation signal, wherein the estimated value is formed by that after the first demodulation step modulates the intermediate signal thus obtained with a mixed signal is and a zero count of the high-mixed signal is performed.
Bevorzugt wird auch hier eine so genannte Costa Loop verwendet, die mit dem hoch-gemischten Signal beaufschlagt wird, so dass deren Frequenzvorwahl gemäß dem Schätzwert vorgenommen wird.Prefers Here, too, a so-called Costa Loop is used with the high-mixed signal is applied, so that their frequency preselection according to the estimate becomes.
Zur Erläuterung der Erfindung zeigt die Zeichnung in:to explanation The invention is shown in the drawing in:
Gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.Same or functionally identical elements are denoted by the same reference numerals Mistake.
Der
grundsätzliche
Ablauf einer Datenübertragung
mit einem auf ein Trägersignal
aufmodulierten Nutzsignal ist bereist im Zusammenhang mit den
Das
von einem (in
Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch zu erzielen, dass nicht das bereits auf 1 MHz herunter-gemischte Empfangssignal bzw. dessen Trägerfrequenz verwendet wird, sondern – und zwar in der Praxis aufgrund des zuvor erforderlichen Heruntermischens – ein Wieder-Hoch-Mischen erfolgt. Dabei kann beispielsweise eine Trägerfrequenz von 40 MHz verwendet werden, so dass vor dem Quadrieren eine Mischfrequenz von 41 MHz (40 MHz + 1 MHz) entsteht. Dieses Signal wird dann quadriert, wodurch sich ein Signal mit einer Frequenz von 82 MHz ergibt. Damit ist eine sehr viel höhere Anzahl von Nulldurchgängen in der entsprechenden Zeit gewährleistet, so dass die statistische Aussagekraft erheblich erhöht ist. In diesem Beispiel würden dann die mit 82 MHz ermittelten Nullstellen in Bezug auf den Ermittlungszeitraum zur Ermittlung der Schätzfrequenz führen, wobei diese dann aufgrund der vorhergehenden Quadrierung durch 2 geteilt werden muss. Der Costa Loop würde in diesem Fall das auch entsprechend hoch-gemischte Eingangssignal (nämlich auf 41 MHz hoch-gemischt) eingangsseitig zugeführt werden und entsprechend mit der Frequenz von ca. 41 MHz vorgesetzt werden.A Further improvement of the method according to the invention is characterized to achieve that not already down-mixed to 1 MHz Receive signal or its carrier frequency is used, but - and in practice, due to the previously required downmixing - re-mixing occurs. In this case, for example, a carrier frequency of 40 MHz is used so that before squaring a mixing frequency of 41 MHz (40 MHz + 1 MHz). This signal is then squared, thereby a signal with a frequency of 82 MHz results. This is one much higher Number of zero crossings guaranteed in the appropriate time, so that the statistical significance is considerably increased. In this example, would then the zeros determined at 82 MHz with respect to the investigation period for determining the estimated frequency to lead, this then due to the previous squaring by 2 has to be shared. The Costa Loop in this case would be too correspondingly high-mixed input signal (namely high-mixed to 41 MHz) supplied on the input side and preset according to the frequency of about 41 MHz become.
Das
in dem Speicher
- f0 f 0
- Trägerfrequenzcarrier frequency
- f0'f 0 '
- Frequenzfrequency
- fn'f n '
- Nachmischer-FrequenzRemixer frequency
- fv f v
- Mischfrequenzmixing frequency
- fT f T
- Frequenzfrequency
- F(jω)F (jω)
- Frequenzbereichfrequency range
- ωω
- Frequenzfrequency
- φ'φ '
- Phasephase
- 11
- Nutzsignalpayload
- 1', 1''1 ', 1' '
- Seitenbändersidebands
- 22
- Mischermixer
- 33
- up-convertionup-convertion
- 44
- Übertragungssignaltransmission signal
- 55
- FunkübertragungsstreckeRadio transmission link
- 66
- Sendertransmitter
- 77
- Empfängerreceiver
- 1010
- empfangenes Nutzsignalreceived payload
- 1111
- Bandpassbandpass
- 1212
- Down-ConversionDownconversion
- 1414
- Mischermixer
- 1515
- Eingangentrance
- 2020
- Mischermixer
- 2222
- IF-LevelIF Level
- 2121
- Bandpassbandpass
- 2323
- Analog-Digital-WandelungAnalog-digital conversion
- 2424
- Heruntermischungdownmix
- 2525
- Frequenzmischersfrequency mixer
- 3030
- Generatorgenerator
- 3131
- Ausgangssignaloutput
- 3232
- Mischermixer
- 3333
- Phasenschieberphase shifter
- 3434
- Mischermixer
- 36, 3736 37
- Bandpassbandpass
- 3838
- Mischermixer
- 3939
- Ausgangssignaloutput
- 4040
- Tiefpasslowpass
- 4949
- Bandpassbandpass
- 5050
- Mischer- oder DemodulationsstufeMixer- or demodulation stage
- 5151
- VCOVCO
- 5252
- AD-WandlerADC
- 5353
- Signalsignal
- 5454
- SpeicherStorage
- 5555
- Bandpassbandpass
- 5656
- Quadrierersquarer
- 5757
- Bandpassbandpass
- 5858
- Signalsignal
- 5959
- NullstellendetektorZeroing detector
Claims (3)
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