HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Datenemfangssystem, das für ein tragbares
digitales Telefongerät, ein digitales Autotelefongerät oder dergleichen zu verwenden ist.
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Tragbare Telefonsysteme wurden in den vergangenen Jahren fortschreitend
digitalisiert und die Entwicklung von digitalen Datenempfangseinheiten wurde
vorangetrieben. Unter diesen Umständen ist die Verwendung von Entzerrern in
tragbaren Telefonsystemen in Europa nun grundlegend und unvermeidbar. Da tragbare
Telefongeräte batteriebetrieben sind, ist es erforderlich, Empfangseinheiten zu
entwickeln, die geringen Leistungsbedarf haben. Daher ist die Entwicklung von
Datenempfangseinheiten, welche Entzerrer mit weniger Operationen für die
Signalverarbeitung beinhalten, von größerer Wichtigkeit.
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Herkömmliche Datenempfangseinheiten werden nachfolgend erläutert.
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Fig. 1 zeigt den Aufbau des Hauptteils der herkömmlichen Datenempfangseinheit.
In Fig. 1 bezeichnet 21 eine Empfangsantenne, 22 einen Empfangsfilter, und 23 einen
Entzerrer.
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Die Funktionsweise des obigen Beispiels des Standes der Technik wird
nachfolgend erläutert. Bezugnehmend auf Fig. 1 wird ein durch die Empfangsantenne 21
empfangenes Signal durch den Empfangsfilter 22 verarbeitet, so daß nur das Signal von
einem gewünschten Kanal entnommen wird. Dieses entnommene Signal wird zu einer
Entzerrer-Eingangsgröße 25 und wird dem Entzerrer 23 zugeführt. Der Entzerrer 23
entfernt eine Verzerrung eines Übertragungswegs aus dem vom Empfangsfilter 22
ausgegebenen Signal und gibt Empfangsdaten 24 mit geringem Fehler aus. Wenn das
Signal übertragen wird, nachdem es durch das
MSK-(Minimal-Phasenlagen-Modulation)-System oder das
GMSK-(Glockenkurven-Minimal-Phasenlagen-Modulation)-System oder dergleichen
moduliert wurde, wird T, welches die Zeit ist, die zum Übertragen von einem (einzelnen)
Bit-Signal erforderlich ist, zu T = (1/Übertragungsgeschwindigkeit).
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Konfigurationsbeispiele des für die obige Datenempfangseinheit verwendeten
Entzerrers werden nachfolgend bezugnehmend auf die Fig. 2A bis 2C erläutert. Fig. 2A
zeigt ein Beispiel eines Fraktionsintervall- oder Teilintervall-Entzerrers. Fig. 2B zeigt ein
Beispiel eines linearen entscheidungsrückgekoppelten Entzerrers, und Fig. 2C zeigt ein
Beispiel eines entscheidungsrückgekoppelten Fraktionsintervall-Entzerrers. In jeder
dieser Zeichnungen bezeichnet 26 eine Verzögerungseinheit oder Laufzeitglied (T/2), 27
eine Verzögerungseinheit (T), 28 einen Verstärker, 29 einen Addierer und 30 einen
Diskriminierer. Die Anzahl der Abgriffstellen und das Intervall des
Fraktionsintervall-Entzerrers sind voneinander unterschiedlich, in Abhängigkeit von den
Bedingungen, unter welchen diese Einheiten verwendet werden.
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Der Fraktionsintervall-Entzerrer wird nachfolgend erläutert. In Fig. 2A wird die
Entzerrer-Eingangsgröße 25 zuerst den Verzögerungseinheiten 26 zugeführt und in einer
Fraktionsintervall-Laufzeitkette gespeichert. Die Entzerrer-Eingangsgröße wird dann
gewichtet, um eine Verzerrung eines Übertragungswegs durch den Verstärker 28 zu
kompensieren, und wird durch den Addierer 29 aufaddiert. Ein Plus oder ein Minus
einer Ausgangsgröße vom Addierer 29 wird durch den Diskriminierer 30 unterschieden,
so daß die Empfangsdaten 24 mit geringem Fehler erzeugt werden. Da dieser Entzerrer
fraktionierte Intervalle für Abgriffstellen besitzt, oder Abgriffintervalle in feinen
bruchzahligen Stücken (fractions) abgetastet werden, ist es möglich, Daten eines weiten
Bereichs zu handhaben. Daher kann dieser Entzerrer nicht nur eine Verzerrung aufgrund
eines Mehrfachimpuls-Frequenzselektiv-Fadings kompensieren, sondern auch ein Fading,
das auf einer Interferenz von benachbarten Wellen beruht.
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Der lineare entscheidungsrückgekoppelte Entzerrer wird nachfolgend erläutert. In
Fig. 2B ist die Funktionsweise des Entzerrers die gleiche wie die Funktionsweise des
Entzerrers in Fig. 2A, abgesehen davon, daß die Vorderseite des Entzerrers, oder der
Abschnitt oberhalb des Addierers 29 in Fig. 2B ein symbolisches Intervall (T) für die
Verzögerungsgröße der Verzögerungseinheit 27 besitzt. Auf der Rückseite des
Entzerrers, oder beim Abschnitt unterhalb des Addierers 29, werden die Empfangsdaten
24 in der Verzögerungseinheit 27 gespeichert, durch den Verstärker 28 gewichtet und
durch den Addierer 29 aufaddiert. Da dieser Entzerrer die Rückseite besitzt, kann er
Fehlerhäufigkeiten der Empfangsdaten 24 weitgehender als ein Entzerrer verringern, der
lediglich den Fraktionsintervall-Entzerrer auf der Vorderseite besitzt, und zwar bei einem
frequenzselektiven Fading (wenn die verzögerte Welle kleiner als die Hauptwelle ist).
Jedoch kann dieser Entzerrer keine Verzerrung kompensieren, die auf einer Interferenz
von benachbarten Wellen beruht.
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Nachfolgend wird der entscheidungsrückgekoppelte Fraktionsintervall-Entzerrer
erläutert. In Fig. 2C ist die Funktionsweise der Vorderseite die gleiche wie die
Funktionsweise des in Fig. 2A dargestellten Fraktionsintervall-Entzerrers, und die
Funktionsweise der Rückseite ist die gleiche wie die Funktionsweise des in Fig. 2B
dargestellten linearen entscheidungsrückgekoppelten Entzerrers. Da dieser Entzerrer die
Rückseite besitzt, besitzt er die gleiche Leistung wie der Entzerrer in Fig. 2B bei einem
frequenzselektiven Fading. Weiter kann, da die Vorderseite dieses Entzerrers
fraktionierte Intervalle besitzt, dieser Entzerrer eine Verzerrung aufgrund einer
Interferenz von benachbarten Wellen kompensieren.
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Jedoch treten gemäß den oben beschriebenen Datenempfangseinheiten des Standes
der Technik die folgenden Probleme auf. Der Fraktionsintervall-Entzerrer besitzt
gegenüber dem entscheidungsrückgekoppelten Entzerrer eine geringere
Leistungsfähigkeit bei einem frequenzselektiven Fading, der lineare
entscheidungsrückgekoppelte Entzerrer kann keine Verzerrung aufgrund einer
Interferenz von benachbarten Wellen kompensieren und der
entscheidungsrückgekoppelte Fraktionsintervall-Entzerrer besitzt ein großes
Operationsvolumen aufgrund der großen Gesamtanzahl der beteiligten Abgriffstellen.
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EP-A-0 166 555 beschreibt ein digitales Datenwiedergabesystem, welches einen
Transversalfilter beinhaltet, bei welchem Schalter verwendet werden, um auszuwählen,
ob der Filter gebrochenzahlig beabstandete Abgriffstellen oder im Bitintervall T
beabstandete Abgriffstellen besitzen sollte.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Datenempfangseinheit
bereitzustellen, welche in einem vorbestimmten kleinen Operationsvolumen sowohl eine
Verzerrung aufgrund eines frequenzselektiven Fadings als auch eine Verzerrung, die auf
einer Interferenz von benachbarten Wellen beruht, kompensieren kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Datenempfangssystem bereitgestellt,
welches aufweist:
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Empfangsfiltereinrichtungen, die erste, zweite und dritte Filter beinhalten, wobei
der erste Filter angeordnet ist, um eine Hauptwelle aus einem an diesem anliegenden,
empfangenen Signal zu extrahieren, der zweite Filter angeordnet ist, um aus dem
empfangenen Signal eine Welle zu extrahieren, die zur Hauptwelle benachbart liegt und
eine höhere Frequenz als die Hauptwelle besitzt, und der dritte Filter angeordnet ist, um
aus dem empfangenen Signal eine Welle zu extrahieren, die zur Hauptwelle benachbart
liegt und eine niedrigere Frequenz als die Hauptwelle besitzt;
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eine Entzerreinrichtung, die auf die Hauptwelle vom ersten Filter anspricht und
beinhaltet: einen Teilintervall- oder Fraktionsintervall-Entzerrer, um eine Verzerrung zu
entfernen, die durch die zur Hauptwelle benachbarten Wellen verursacht ist, und einen
linearen entscheidungsrückgekoppelten Entzerrer, um eine Verzerrung zu entfernen, die
durch ein frequenzselektives Fading von dieser verursacht ist;
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eine Entzerrer-Steuereinrichtung, die auf die Hauptwelle vom ersten Filter und die
benachbarten Wellen vom zweiten Filter und dem dritten Filter anspricht, zum
Vergleichen der Leistung der Hauptwelle mit derjenigen der benachbarten Wellen, um
entweder den Teilintervallentzerrer oder den linearen entscheidungsrückgekoppelten
Entzerrer auszuwählen.
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Mit dem obigen Aufbau kann das Datenempfangssystem den linearen
entscheidungsrückgekoppelten Entzerrer wählen, wenn die Verzerrung aufgrund des
frequenzselektiven Fadings vorherrscht, und kann den Fraktionsintervall-Entzerrer
auswählen, wenn eine Verzerrung aufgrund der Interferenz der benachbarten Wellen
vorherrscht, so daß die Datenempfangseinheit sowohl die Verzerrung aufgrund des
frequenzselektiven Fadings als auch die Verzerrung aufgrund der Interferenz der
benachbarten Wellen kompensieren kann, und zwar in einem vorbestimmten kleinen
Operationsvolumen.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter besonderer Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen:
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Fig. 1 ein Blockdiagramm, welches den Hauptteil der herkömmlichen
Datenempfangseinheit zeigt;
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Fig. 2A bis 2C Blockdiagramme, welche Beispiele des bei der herkömmlichen
Datenempfangseinheit verwendeten Entzerrers zeigen;
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Fig. 3 ein Blockdiagramm, welches den Hauptteil der Datenempfangseinheit gemäß
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 4 ein Blockdiagramm, welches den Entzerrer gemäß der vorliegenden
Ausführungsform zeigt;
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Fig. 5A bis 5C Frequenzspektrumsdiagramme, welche die Beziehung zwischen der
Hauptwelle und den benachbarten Wellen zeigen, um die Funktionsweise der
vorliegenden Ausführungsform zu erläutern; und
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Fig. 6 ein Diagramm, welches eine weitere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Fig. 3 zeigt den Aufbau einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf Fig. 3 bezeichnet 1 eine Empfangsantenne und 2, 3 und 4 bezeichnen
Empfangsfilter. Der Empfangsfilter 2 entnimmt ein Signal (benachbarte Welle A) von
einer Frequenz oberhalb der Frequenz der Hauptwelle, der Empfangsfilter 3 entnimmt die
Hauptwelle und verwendet seine Ausgangsgröße als Entzerrer-Eingangsgröße 13, und
der Empfangsfilter 4 entnimmt ein Signal (benachbarte Welle B) des Kanals von einer
Frequenz unterhalb der Frequenz der Hauptwelle. 5 bezeichnet eine
Entzerrungs-Steuereinrichtung, welche die Leistung der von den Empfangsfiltern 2, 3
bzw. 4 entnommenen Signale vergleicht und einen Entzerrer 6 steuert. Der Entzerrer 6
beinhaltet einen Fraktionsintervall-Entzerrer und einen linaren
entscheidungsrückgekoppelten Entzerrer, welche durch Verzögerungseinheiten (T/2) 7,
Verzögerungseinheiten (T) 8, Verstärker 9, einen Addierer 10 und einen Diskriminierer
11 aufgebaut sind, wobei sowohl der Fraktionsintervall-Entzerrer als auch der lineare
entscheidungsrückgekoppelte Entzerrer selektiv durch einen Wahlschalter 12
umgeschaltet werden können, wie in Fig. 4 gezeigt. In Fig. 4 bezeichnet 14
Empfangsdaten und 15 ein Entzerrungs-Steuersignal.
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Die Funktionsweise der obigen Ausführungsform wird nachfolgend bezugnehmend
auf die Fig. 3 bis 5 erläutert. In den Fig. 3 und 4 wird, wenn ein Signal durch die
Empfangsantenne 1 empfangen wurde, ein Signal (benachbarte Welle A) des Kanals von
einer Frequenz oberhalb der Frequenz der Hauptwelle durch den Empfangsfilter 2
entnommen, und dieses Signal wird der Entzerrungs-Steuereinrichtung 5 zugeführt. Die
Hauptwelle wird durch den Empfangsfilter 3 entnommen und als
Entzerrer-Eingangsgröße 13 sowohl dem Entzerrer 6 als auch der
Entzerrungs-Steuereinrichtung 5 zugeführt. Ein Signal (benachbarte Welle B) des
Kanals von einer Frequenz unterhalb der Frequenz der Hauptwelle wird durch den
Empfangsfilter 4 entnommen und der Entzerrungs-Steuereinrichtung 5 zugeführt. Die
Entzerrungs-Steuereinrichtung 5 vergleicht dann die Leistung von diesen drei Arten von
Signalen und entscheidet selektiv, ob der Entzerrer 6 als Fraktionsintervall-Entzerrer, der
die Verzögerungseinheit 7 verwendet, zu verwenden ist, oder der Entzerrer 6 als linearer
entscheidungsrückgekoppelter Entzerrer, der die Verzögerungseinheit 8 verwendet, zu
verwenden ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Leistung der
benachbarten Welle A und die Leistung der benachbarten Welle B als Gesamtleistung der
benachbarten Wellen aufaddiert, und diese Gesamtleistung der benachbarten Wellen wird
mit der Leistung der Hauptwelle verglichen.
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Wenn keine Verzerrung aufgrund eines frequenzselektiven Fadings vorliegt und
eine Verzerrung aufgrund der benachbarten Wellen gering ist, wie in Fig. 5A gezeigt, ist
die Leistung der benachbarten Wellen gering, und daher wird der lineare
entscheidungsrückgekoppelte Entzerrer gewählt. Wenn eine Verzerrung aufgrund der
benachbarten Wellen vorherrscht, und keine Verzerrung aufgrund eines
frequenzselektiven Fadings vorliegt (oder wenn eine Verzerrung aufgrund der
benachbarten Wellen überaus groß ist, auch wenn eine Verzerrung aufgrund eines
frequenzselektiven Fadings vorhanden ist), wie in Fig. 5B gezeigt, wird der
Fraktionsintervall-Entzerrer gewählt. Wenn eine Verzerrung aufgrund eines
frequenzselektiven Fadings vorherrscht, da eine Verzerrung aufgrund der benachbarten
Wellen gering ist, wie in Fig. 5C gezeigt, wird der lineare entscheidungsrückgekoppelte
Entzerrer gewählt, wie dies in Fig. 5A der Fall ist. Das Ergebnis der Auswahl wird dem
Entzerrer 6 durch das Entzerrungs-Steuersignal 15 übermittelt, und der Wahlschalter 12
des Entzerrers 6 wird gesteuert.
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Die Entzerrer-Eingangsgröße 13 wird durch die Verzögerungseinheiten (T/2) 7
und die Verzögerungseinheiten (T) 8 im Entzerrer 6 in den Fraktions-Intervall- und
Symbol-Intervall (T)-Verzögerungsketten gespeichert. Daten von jeder Abgriffstelle
werden ausgewählt, derart daß, wenn der Fraktionsintervall-Entzerrer durch das
Umschalten des Wahlschalters 12 basierend auf dem Entzerrungs-Steuersignal 15
ausgewählt wurde, Daten von der Fraktionsintervall-Verzögerungskette der
fraktionierten Intervalle gewählt werden, und wenn der Entzerrer vom linearen
entscheidungsrückgekoppelten Typ gewählt wurde, sind Daten von der
Verzögerungskette mit symbolischen Intervallen gewählt. Die gewählten Daten werden
dann dem Verstärker 9 zugeführt, zum Kompensieren einer Verzerrung eines
Übertragungsweges gewichtet und durch den Addierer 10 aufaddiert. Ein Plus oder ein
Minus einer Ausgangsgröße vom Addierer 10 wird durch den Diskriminierer 11
unterschieden, und das Ergebnis wird zu den Empfangsdaten 14. Wenn der lineare
entscheidungsrückgekoppelte Entzerrer gewählt ist, werden die Daten zu Rückführdaten
zur Rückseite. Die Empfangsdaten 14 werden dann decodiert.
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Wie oben erläutert werden gemäß der vorliegenden Erfindung die Hauptwelle und
die benachbarten Wellen A und B durch die drei Arten von Empfangsfiltern 2, 3 und 4
aus dem durch die Empfangsantenne 1 empfangenen Signal entnommen. Basierend auf
dem Verhältnis der Leistungen dieser Signale wählt die Entzerrungs-Steuereinrichtung 5,
daß der Entzerrer 6 als linearer entscheidungsrückgekoppelter Entzerrer zu verwenden
ist, wenn eine Verzerrung aufgrund eines frequenzselektiven Fadings vorherrscht und
wählt, daß der Entzerrer 6 als Fraktionsintervall-Entzerrer zu verwenden ist, wenn der
Einfluß einer Verzerrung aufgrund der benachbarten Wellen vorherrscht. Daher ergibt
sich der Effekt, daß sowohl eine Verzerrung aufgrund eines frequenzselektiven Fadings
als auch eine Verzerrung aufgrund einer Interferenz der benachbarten Wellen in einem
vorbestimmten kleinen Operationsvolumen kompensiert werden kann.
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Auch wenn der Fraktionsintervall-Entzerrer und der lineare
entscheidungsrückgekoppelte Entzerrer gemäß der vorliegenden Ausführungsform
integral aufgebaut sind, können der Fraktionsintervall-Entzerrer 16 und der lineare
entscheidungsrückgekoppelte Entzerrer 17 separat aufgebaut sein, wie in Fig. 6
dargestellt. In diesem Fall kann der in Fig. 2A dargestellte Aufbau und der in Fig. 2B
dargestellte Aufbau direkt als Fraktionsintervall-Entzerrer 16 bzw. Entzerrer vom
linearen entscheidungsrückgekoppelten Typ 17 verwendet werden.