183380. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés fázisbillentyűzött vivőhullám koherens vivőjelének alapsávi ejlfeldolgozás módszerével történő kinyerésére

1

183 380

2

lás következett-e be. Pl. a vivő kiemelésének a frekvenciasokszorozással történő módszere nemcsak a vivőt emeli ki a spektrumból, hanem a vivő körül a digitális jel bitfrekvenciával különböző frekvenciájú komponenseit is, amelyek különösen kis bitfrekvencia esetén a vivőtől nem nagy távolságra helyezkednek el. (Részletesebben lásd: Simon, M. K., „False Lock Performance of Quadriphase Receivers”, IEEE Trans, on Com., Vol. COM-27, No. 11.)

A fázisbillentyűzött jelből a koherens vivő kinyerésére és egyúttal koherens fázisdemodulálásra szolgáló eljárás az alapsávi jelfeldolgozás módszere, melyet Costas-féle hurok néven is ismer a szakirodalom. (Lásd: Lindsey korábban idézett művét.) Lényege, hogy nincs szükség külön frekvenciasokszorozó áramkörre, mert a demodulált alapsávi jelek analóg szorzatából lehet előállítani olyan hibajelet egy fáziszárt hurokban működő VCO vezérlésére, mely egyúttal a koherens detektorok referenciajelét szolgáltatja. Az eljárás egyik hátrányos oldalának — különösen közepes és nagy bit-számoknál — az tekinthető, hogy a szélessávú analóg szorzóknak a frekvenciafüggése és nemlinearitása az eljárás hatékonyságát nagymértékben rontja.

Továbbá passzív analóg szorzók esetén egyes fokozatok közé megfelelő számú erősítőket kell elhelyezni, aktív analóg szorzók esetén pedig az egyenáramú szintmászás miatt megfelelő kompenzáló áramköri megoldást kell biztosítani. Értelemszerűen a szorzó áramkörök ütán a magasabb frekvenciájú kombinációs termékek elnyomásáról is gondoskodni kell.

Alacsonyabb bitszám esetén újabb gond jelentkezik: az eljárás működési elvéből következően kimutatható, hogy a hamis szinkronizálás lehetősége sokkal nagyobb, mint a frekvenciasokszorozáson alapuló vivőkiemelésnél. A vivő körüli legközelebbi frekvencia, ahol hamis beszinkronizálás lehetséges, a bitfrekvencia N-ed részével különböző frekvencián jelentkezhet. (Például 2 Mbit/s és 4-PSK esetén a vivő körül ±250 kHz-en.)

A koherens vivő kinyerésére a szakirodalom más módszereket is ismer, de ezekre a gyakorlatban való elterjedtségük hiánya miatt nem térünk ki.

Találmányunkban célul tűztük ki az N—PSK vagy QPR elven fázisbillentyűzött vivőhullámból a digitális információ helyreállítását, mely az ismertetett eljárások hátrányos tulajdonságait a felhasználás során részben vagy teljesen megszünteti és egyúttal egyszerű felépítésű áramköri elrendezésével a különböző alkalmazási helyeken nagy verzatilitással rendelkezik. A találmányunk tárgyát képező eljárás és kapcsolási elrendezés többek közt a következő előnyös tulajdonságokkal rendelkezik:

— a modulált jelből a koherens vivő kiemelését és a koherens fázisdemodulálást — külön frekvenciasokszorozó fokozat beiktatása nélkül — egy lépésben végzi el;

— a fáziszárt hurok behúzási tartománya a demodulátor bemenetén a koherens vivő frekvenciájának 5 %-ára vagy nagyobbra is bővíthető;

— a fáziszárt hurok behúzott állapotában külső hatásoktól (hőmérséklet — és feszültség-függés, áramköri öregedés, alkatrészek paraméter-szórása, stb.) nagy mértékben függetleníthető;

— védelem a hamis szinkronizálással szemben;

— a fáziszárt hurok behúzása és benntartása automatikusan, a digitális jelsor kiértékelése alapján történik;

— a fáziszárt hurokban (PIL) a hibajel képzése digitális áramkörökkel történik.

A találmányunk tárgyát képező eljárásnak, mely fázisbillentyűzött vivőhullám koherens vivőjének alapsávi jelfeldolgozás módszerével történő kinyerésére vonatkozik, főleg digitális rádióberendezésekben a rendszerint többszintű fázisbillentyűzéssel modulált vivőhullámból koherens referenciajel előállítása, valamint a digitális információ felismerése és helyreállítása céljából, a; lényege az, hogy önmagában ismert elven a modulált vivőt egy koherns referenciajel felhasználásával fázisban demoduláljuk, majd az így előálló analóg alapsávi jelsort (je'sorokat) ún. döntő áramkörrel négyszögesítjük, majd — célszerűen az átviendő digitális jelsorral szinkron órajel segítségével — regeneráljuk, azzal jellemezve, hogy a koherens referenciajelet egy fáziszárt hurokban (PLL) működő olyan feszültségszabályzott oszcillátor (VCO) kimenő jele szolgáltatja, melynek vezérlőjelét (a hibajelet) magából a demodulált alapsávi jelekből digitális frekvenciasokszorozással, majd az így kapott digitalizált hibajel szűrésével hozzuk létre, míg legalább az egyik regenerálatlan négyszögelsort — célszerűen az átviendő digitális jelsor órajeléhez szinkronizálható dzsittermentes jelsorral való összehasonlítás elvén kiértékeljük, majd ennek eredményét olyan bináris jel formájában rögzítjük, melynek hatására — hibásnak minősített demodulált négyszögjelsor esetén — a feszültségszabályzott oszcillátor kimenő jelének vagy a frekvenciáját vagy a fázisát változtatjuk.

A találmányt részletesebben rajzok alapján ismertetjük, melyek a találmányunk tárgyát ugyancsak képező kapcsolási elrendezést, valamint ennek különböző példaképpeni kiviteli alakjait tüntetik fel. Az

l. ábra a kapcsolási elrendezés blokkvázlatát mutatj a;

2., 3. és a 4. ábrák a kapcsolási elrendezés részét alkotó digitális hibajel-képző áramkör egy-egy lehetséges kiviteli változatát tüntetik fel; az

5. ábrán a 4. ábrán látható kapcsolási elrendezés részét alkotó analóg összegző példaképpeni kiviteli alakja látható; a

6. ábrán az 1. ábra kapcsolási elrendezésének részét alkotó beállítójel generátor egyik kiviteli változata van feltüntetve; a

7. ábra az 1. ábra kapcsolási elrendezésének részét alkotó digitális kiértékelő áramkör lehetséges kiviteli alakjának részletezett blokkvázlatát mutatja; a

8. ábrán az 1—7. ábrán levő jelölések magyarázata van összefoglalva.

(4z egyes ábrákon az azonos részeket azonos számmal jelöltük.)

Az ismertetett eljárás foganatosítására szolgál és ugyancsak a találmányunk tárgyát képezi a kapcsolási elrendezés is, melynek lényege, hogy többek közt önmagában ismert elven működő koherens fázisdemoduláto'okat, döntő áramkört, regenerátort, aluláteresztő szűrőt, feszültségszabályzott oszcillátort, zr/2 fázistolót, továbbá digitális hibajel képzőt, digitális kiértékelőt, beállítójel generátort, esetleg további, digitális vezérlésű fázistolót tartalmaz és amelynek modulált vivő bemeneté, legalább egy időzítőjel bemenete és legalább egy digitális kimenete van, azzal jellemezve, hogy a kapcsolás 1 modulált vivő bemenetét a 4, 33 koherens fázisdetektorok közös bemenete, míg legalább egy 2 digitális kimenetét a 13 regenerátor legalább egyik kimenete, a 3 időzítőjel bemenet(ek)et a 12 digitális kiértékelő és a 13 regenerátor egy-egy bemenete alkotja és ahol

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3