DE102009009565B4

DE102009009565B4 - Empfängerschaltung, Verwendung und Verfahren zum Empfang für ein codiertes und moduliertes Funksignal

Info

Publication number: DE102009009565B4
Application number: DE102009009565A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. Großkinsky (FH)
Original assignee: Atmel Automotive GmbH
Current assignee: Atmel Corp
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: US8594259B2; US20100208849A1; US9042501B2; US20140072082A1; DE102009009565A1

Abstract

Empfängerschaltung für ein codiertes und moduliertes Funksignal,
– mit einem Demodulator (40) und
– mit einem dem Demodulator (40) nachgeschalteten digitalen Filter (1, 100, 100', 100''),
– bei der der Filter (1, 100, 100', 100'') zumindest zwei FIFO-Register (110, 111, 112, 113, 114, 115) und Subtrahierer (120, 121, 123) und eine Gewichtungseinheit (140, 141, 142, 143) und einen Integrator (130, 132, 133) zur gleitenden Mittelwertbildung aufweist,
– bei der mit jedem FIFO-Register (110, 111, 112, 113, 114, 115) zur Subtraktion eines Ausgangswerts des FIFO-Registers (110, 111, 112, 113, 114, 115) von einem Eingangswert des FIFO-Registers (110, 111, 112, 113, 114, 115) ein Subtrahierer (120, 121, 123) verbunden ist,
– bei der die Gewichtungseinheit (140, 141, 142, 143) jedem FIFO-Register (111, 112, 113, 114, 115) nachgeschaltet ist, und
– bei der der Integrator (130, 132, 133) den Subtrahierern (120, 121, 123) zur Integration nachgeschaltet...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Empfängerschaltung, ein Verfahren zum Empfang für ein codiertes und moduliertes Funksignal und eine Verwendung.
Ein Funksystem zur Kommunikation von Informationen über eine Luftschnittstelle mittels Funk wird in neueren Anwendungen mit einer Batterie als Energiequelle versorgt. Ein Beispiel hierfür sind Schließ- und Zugangssysteme für Kraftfahrzeuge. Auch ist es möglich mittels Funk Messdaten, beispielsweise einer batteriebetriebenen Wetterstation zu übertragen. Ein stromsparender Betrieb ermöglicht eine lange Betriebsdauer ohne Auswechselung der Batterie. Aus der US 6,359,938 B1 ist ein digitaler Receiver bekannt. Der Receiver weist einen Synchronisierungsschaltkreis mit zwei FIFO-Registern, einem Subtrahierer und einem LUT (lookup table) für eine Summenformel auf. Aus der US 5,745,856 A ist ein Radio-Empfänger zur Demodulation sowohl eines Breitband- als auch eines Schmalband-modulierten Signals bekannt. Aus der US 7,450,666 B2 ist ein Bauteil zur ASK Demodulation bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Empfängerschaltung zum Empfang für ein codiertes und moduliertes Funksignal möglichst zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Empfängerschaltung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung enthalten.
Demzufolge ist eine Empfängerschaltung für ein codiertes und moduliertes Funksignal vorgesehen. Die Codierung erfolgt dabei mittels eines Symbol-Codes der zwei oder mehr Symbole aufweist, die vorzugsweise eine binäre Information abbilden. Der Symbol-Code wird auch als Leitungscode bezeichnet. Beispiele für den Leitungscode sind der Manchester-Code oder der 1/3-2/3-Code.
Ein Funksignal ist mittels einer Antenne empfangbar. Die Empfängerschaltung weist einen digitalen Demodulator zur Demodulation des empfangbaren Funksignals auf.
Die Empfängerschaltung weist einen digitalen Filter auf, der dem Demodulator im Empfangspfad nachgeschaltet ist. Der digitale Filter ist zur gleitenden Mittelwertbildung ausgebildet.
Der Filter weist zumindest zwei FIFO-Register auf. Ein FIFO-Register (FIFO – engl. First In First Out) gibt dabei die Werte zuerst aus, die ebenfalls zuerst in das Register geladen werden. Vorzugsweise ist die Empfängerschaltung zur Veränderung der Taktung der zumindest zwei FIFO-Register mittels einer einstellbaren Taktfrequenz ausgebildet. Ein Eingang des Filters ist mit dem Demodulator verbunden. Über den Eingang des Filters werden die vom Demodulator ausgegebenen Werte in ein FIFO-Register geladen.
Der Filter weist für jedes FIFO-Register einen Subtrahierer auf, der mit dem jeweiligen FIFO-Register zur Subtraktion eines Ausgangswerts des FIFO-Registers von einem Eingangswert des FIFO-Registers verbunden ist. Vorzugsweise ist der Subtrahierer an den Eingang des FIFO-Registers angeschlossen. Vorzugsweise ist der Subtrahierer an den Ausgang des FIFO-Registers angeschlossen.
Der Filter weist eine Gewichtungseinheit auf, die jedem FIFO-Register nachgeschaltet ist. Die Gewichtungseinheit ist zur Gewichtung der Differenz-Werte der Subtrahierer ausgebildet. Vorzugsweise ist die Gewichtungseinheit an die Subtrahierer angeschlossen. Die Gewichtungseinheit kann mit den Subtrahierern bzgl. der Reihenfolge der Gewichtung und Subtraktion in unterschiedlichen Ausgestaltungen verbunden werden.
Der Filter weist einen Integrator auf, der den Subtrahierern insbesondere im Empfangspfad zur Integration nachgeschaltet ist. Dabei ist es möglich, dass der Integrator an einen Subtrahierer und/oder die Gewichtungseinheit angeschlossen ist. Der Integrator ist verbunden um die von den Subtrahierern ausgegebenen und von der Gewichtungseinheit gewichteten Werte zu integrieren. Der Integrator ist beispielsweise den Subtrahierern nachgeschaltet, wenn zwischen einem Ausgang eines Subtrahierers und einem Eingang des Integrators weitere Rechenoperationen oder Speicherungen der Werte erfolgen. Der digitale Filter weist die zumindest zwei FIFO-Register, die Subtrahierer, die Gewichtungseinheit und den Integrator zur gleitenden Mittelwertbildung auf.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde ein möglichst verbessertes Verfahren zum Empfang anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung enthalten.
Demzufolge ist ein Verfahren zum Empfang eines codierten und modulierten Funksignals vorgesehen. In dem Verfahren wird das Funksignal mittels eines digitalen Demodulators demoduliert. Ein gleitender Mittelwert des demodulierten Funksignals wird mittels eines digitalen Filters gebildet. Dabei wird der gleitende Mittelwert dadurch gebildet, dass das demodulierte Funksignal in zumindest zwei FIFO-Register geladen wird, dass jeweils Ausgangswerte des FIFO-Registers von Eingangswerten des FIFO-Registers subtrahiert werden, und dass durch die Subtraktion gebildete Differenzen gewichtet und mittels eines Integrators integriert werden.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, eine Verwendung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch eine Verwendung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben.
Demzufolge ist eine Verwendung

– von zumindest zwei FIFO-Registern,
– von jeweils einem mit einem Eingang und einem Ausgang eines FIFO-Registers verbundenen Subtrahierer,
– von einer Gewichtungseinheit, die jedem FIFO-Register nachgeschaltet ist, und
– von einem den Subtrahierern nachgeschalteten Integrator

Die im Folgenden beschriebenen Weiterbildungen beziehen sich sowohl auf die Empfängerschaltung, als auch auf die Verwendung als auch auf das Verfahren zum Empfang eines codierten und modulierten Funksignals. Dabei ergeben sich ebenfalls Verfahrensmerkmale aus den Funktionen der Empfängerschaltung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Filter für jedes Symbol einer festgelegten Codierungsvorschrift des Funksignals je ein zugeordnetes FIFO-Register aufweist. Vorzugsweise entspricht dabei die Länge des FIFO-Registers der Anzahl der der Symbollänge zugeordneten Abtastungen.
Bevorzugt ist ein Eingang eines Ersten der zumindest zwei FIFO-Register mit dem Demodulator verbunden. Vorzugsweise ist ein Ausgang des ersten FIFO-Registers mit einem Eingang eines Zweiten der zumindest zwei FIFO-Register verbunden. Vorteilhafterweise ist eine Reihenschaltung zumindest zweier FIFO-Register vorgesehen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Gewichtungseinheit eine Rechenschaltung zur Gewichtung auf. Die Rechenschaltung weist vorteilhafterweise eine Anzahl von Subtrahierern und/oder Addierern auf.
Bevorzugt ist die Gewichtung der einzelnen Symbole durch die Codierungsvorschrift vorbestimmt. Vorteilhafterweise wird der Manchestercode als Codierungsvorschrift verwendet. Der Manchestercode weist zwei Symbole auf. Einem der Symbole wird die Gewichtung +1 zugeordnet und einem Anderen der Symbole wird die Gewichtung –1 zugeordnet.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine FIFO-Register-Länge eines jeden FIFO-Registers variabel ist. Bevorzugt ist die FIFO-Register-Länge einstellbar. Vorteilhafterweise sind Schaltmittel vorgesehen, die zur Veränderung der FIFO-Register-Länge verschaltet sind. Bevorzugt weist die Empfängerschaltung zur Veränderung der FIFO-Register-Länge für jedes der zumindest zwei FIFO-Register einen Multiplexer auf, der an Abgriffe des FIFO-Registers angeschlossen ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Filter einen Abtastratenwandler aufweist. Der Abtastratenwandler ist zur Dezimierung oder Interpolation ausgebildet. Der Abtastratenwandler ist der Gewichtungseinheit nachgeschaltet und/oder der dem Integrator vorgeschaltet.
In einer Ausgestaltungsvariante ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass dem Filter eine Taktregenerierungseinheit insbesondere mit einer Phasenregelschleife zur Regeneration eines Taktes aus dem Funksignal nachgeschaltet ist. Vorzugsweise ist der Eingang der Taktregenerierungseinheit mittels eines Schaltmittels zwischen Teilschaltungen des Filters mit verschiedenen Filtercharakteristika umschaltbar. Vorteilhafterweise ist dem Filter eine Entscheidungseinheit zur Bereitstellung von übertragenen Daten nachgeschaltet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein Eingang einer Taktregenerierungseinheit mit einem Schaltmittel verbunden. Der Eingang der Taktregenerierungseinheit ist mittels des Schaltmittels wahlweise mit einem Ausgang des Integrators oder einem Ausgang eines weiteren Integrators verbindbar.
Die zuvor beschriebenen Weiterbildungsvarianten sind sowohl einzeln als auch in Kombination besonders vorteilhaft. Dabei können sämtliche Weiterbildungsvarianten untereinander kombiniert werden. Einige mögliche Kombinationen sind in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Figuren erläutert. Diese dort dargestellten Möglichkeiten von Kombinationen der Weiterbildungsvarianten sind jedoch nicht abschließend.
Im Folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele anhand zeichnerischer Darstellungen näher erläutert.
Dabei zeigen
1 ein schematisches Blockschaltbild einer Empfängerschaltung,
2 ein Filter zur gleitenden Mittelwertbildung,
3a ein Ausführungsbeispiel mit einem Filter zur gleitenden Mittelwertbildung,
3b eine Manchestercodierung,
4a ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Filter zur gleitenden Mittelwertbildung,
4b eine 1/3-2/3-Codierung.
Zur Codierung von zu übertragenden Funksignalen wird eine Codierungsvorschrift mit einer Anzahl von festgelegten Symbolen für jedes Bit verwendet. Der Code kann dabei ebenfalls das Taktsignal enthalten. In 3b ist eine Manchestercodierung als Leitungscode dargestellt. Beim Manchester-Code moduliert eine Bitfolge aus Nullen und Einsen binär die Phasenlage eines Taktsignals. Dabei gibt es eine Flanke pro Bit. Im Ausführungsbeispiel der 3b ist für den Bitwert „0” eine fallende Flanke und für den Bitwert „1” eine steigende Flanke vorgesehen. Die zwei Symbole je Bit weisen daher eine unterschiedliche Amplitude A auf. Für den Bitwert „0” weist das erste Symbol einen H-Pegel und das zweite folgende Symbol einen L-Pegel auf. Für den Bitwert „1” weist das erste Symbol einen L-Pegel und das zweite folgende Symbol einen H-Pegel auf. Die Symboldauer t_S beträgt üblicherweise die Hälfte der Bitdauer t_B.
In 4b ist eine Alternative zur Manchestercodierung, eine 1/3-2/3-Codierung dargestellt. Drei Symbole 0, D und 1 mit jeweils einer Symboldauer von t_S bilden zusammen ein Bit, also eine Eins „1” in der unteren Hälfte des Diagramms und eine Null „0” in der oberen Hälfte des Diagramms. Das erste Symbol 0 weist dabei immer einen L-Pegel das dritte und letzte Symbol 1 immer einen H-Pegel auf. Das zweite Daten-Symbol D in der Mitte beinhaltet das zu übertragende Daten-Bit Null bzw. Eins.
Zur digitalen Decodierung von codierten Funksignalen wird ein Empfangssignal mit einer höheren Frequenz als eine Symbolfrequenz abgetastet. Für jedes Symbol ist eine Anzahl von Abtastwerten vorgesehen. Aus den Abtastwerten mit einer Bitbreite von beispielsweise 8 Bit werden die Bits der übertragenen Daten ermittelt. Ein sehr vereinfachtes Beispiel einer Empfängerschaltung ist in der 1 dargestellt. Ein Funksignal wird mit der Antenne 90 empfangen. In einem analogen Schaltungsteil 20 kann eine Verstärkung, Mischung, Filterung und Analog-Digitalwandlung erfolgen. Das digitale Signal gelangt im Empfangspfad über einen digitalen Filter 30 und einen Demodulator 40 zu einem mit dem Ausgang 42 des Demodulators 40 verbundenen Eingang 101 einer im Empfangspfad nachgeschalteten Schaltung 1 mit einem Filter zur gleitenden Mittelwertbildung und einer Entscheidungseinheit. Am Ausgang der Schaltung 1 werden die Daten D ausgegeben.
In 2 ist ein digitaler Filter 100 zur gleitenden Mittelwertbildung (engl. Moving Average Filter) dargestellt, der in der Schaltung 1 eingesetzt werden könnte. Der Filter 100 weist ein mit seinem Eingang 101 verbundenes FIFO-Register 110 (FIFO – engl. First In First Out) auf. Die Länge des FIFO-Registers 110 entspricht dabei der Anzahl von Abtastungen je Symbol, so dass alle Abtastungen eines Symbols innerhalb einer Symboldauer t_S nacheinander in das FIFO-Register 110 geladen werden. Die in das FIFO-Register geladenen Abtastungen müssen dabei nicht zwangsläufig den Abtastungen eines Analog-Digital-Umsetzers entsprechen, es kann zuvor auch eine Ratenerhöhung oder Ratenreduzierung vorgesehen sein.
Um eine gleitende Mittelwertbildung für verschiedene Abtastraten zu ermöglichen, ist die Länge des FIFO-Registers 110 variabel. Beispielsweise ist die Länge des FIFO-Registers 110 durch Schaltmittel – wie beispielsweise einem Halbleiterschalter oder einer Gatterlogik – einstellbar. Besonders vorteilhaft werden zur Einstellung der Länge des FIFO-Registers 110 Abgriffe des FIFO-Registers 110 durch einen Multiplexer des Filters 100 auf einen Ausgang geschaltet. Das FIFO-Register 110 wird in einer Initialisierung mit Nullen vorbelegt, bevor der erste Wert in das FIFO-Register 110 geladen wird.
Der Filter 100 weist zudem einen Subtrahierer 120 auf, der mit einem Eingang und einem Ausgang des FIFO-Registers 110 verbunden ist. Dabei ist der Subtrahierer 120 zur Subtraktion eines Ausgangswerts des FIFO-Registers 110 von einem Eingangswert des FIFO-Registers 110 verbunden. Der Filter 100 weist einen Integrator 130 auf, der mit dem Ausgang des Subtrahierers 120 verbunden ist. Die 9-Bit-breiten Ausgangswerte des Subtrahierers 120 werden durch den Integrator 130 integriert und ein 12-Bit-breiter Integrationswert am Ausgang 109 ausgegeben.
In 3a ist ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Filter 100' zur gleitenden Mittelwertbildung dargestellt. Der Filter 100' weist ein mit seinem Eingang 101 verbundenes erstes FIFO-Register 111 und einen ersten Subtrahierer 121 auf. Weiterhin weist der Filter 100' des Ausführungsbeispiels der 3a ein zweites FIFO-Register 112 und einen zweiten Subtrahierer 122 auf. Ein erster Integrator 132 des Filters 100' ist dem ersten Subtrahierer 121 und dem zweiten Subtrahierer 122 nachgeschaltet. Zwischen den Subtrahierern 121, 122 und dem ersten Integrator 132 ist eine Gewichtungseinheit 140 in Form eines Subtrahierers 140 geschaltet. Alternativ könnte die Gewichtungseinheit 140 auch einem der Subtrahierer 121 oder 122 vorgeschaltet sein. Ebenfalls ist es alternativ zu 3a möglich zwei Integratoren den Eingängen der Gewichtungseinheit 140 vorzuschalten. Beide alternativen Ausführungsformen sind in 3a nicht dargestellt.
Die Länge jedes FIFO-Registers 111 und 112 in 3a entspricht dabei der Anzahl von Abtastungen je Symbol, so dass alle Abtastungen eines Symbols innerhalb einer Symboldauer t_S in das FIFO-Register 111 bzw. 112 geladen werden. Um eine gleitende Mittelwertbildung für verschiedene Abtastraten zu ermöglichen, ist die Länge beider FIFO-Register 111 und 112 variabel, beispielsweise durch Schaltmittel – wie einen an Zwischenabgriffen des jeweiligen FIFO-Registers 111, 112 angeschlossenen Multiplexer – einstellbar.
Zwischen die Gewichtungseinheit 140 und den Integrator 132 ist ein Abtastratenwandler 152 geschaltet. Mittels des Abtastratenwandlers 152 ist eine Erhöhung und/oder eine Verringerung der Abtastrate möglich. Der Abtastratenwandler 152 ermöglicht eine Interpolation oder eine Dezimierung der Abtastwerte.
Der Filter 100' des Ausführungsbeispiels der 3a ist dabei einer Manchestercodierung, wie in 3b dargestellt, zugeordnet. Dabei ist das erste FIFO-Register 111 einem ersten Symbol der Codierung, also der ersten Bithälfte und das zweite FIFO-Register 112 einem zweiten Symbol der Codierung also der zweiten Bithälfte zugeordnet. Eine Gewichtung durch die Gewichtungseinheit 140 ist vorbestimmt durch die Codierungsvorschrift des Manchestercodes. Der Ausgang des ersten Subtrahierers 121 wird durch die Gewichtungseinheit 140 mit –1 und der Ausgang des zweiten Subtrahierers 122 wird durch die Gewichtungseinheit 140 mit +1 gewichtet.
Durch die Gewichtungseinheit 140 wird die Funktion eines Korrelationsfilters bewirkt. Hierdurch wird der Effekt erzielt, dass Störungen nicht nur durch die gleitende Mittelwertbildung durch den Filter 100' ausgefiltert werden. Es wird zudem der Effekt erzielt, dass zugleich alle Symbole entsprechend der Codierungsvorschrift eines übertragenen Bits ausgewertet werden und somit der (gleitende) Mittelwert aller Symbole zueinander ausgewertet werden kann, so dass Störungen innerhalb eines Symbols leichter herausgerechnet werden können. Im Ausführungsbeispiel der 3a weist der Manchestercode zwei Symbole auf, wobei die Ausgangswerte der Subtrahierer 121, 122 für beide Symbole mittels des Subtrahierers 140 als Gewichtungseinheit 140 voneinander subtrahiert werden. Zudem wird durch das Ausführungsbeispiel der 3a der Effekt erzielt, dass keine zusätzliche Ermittlung einer Entscheidungsschwelle benötigt wird, um zu Entscheiden, ob es sich um eine logische Null oder eine logische Eins bei den empfangenen Datenbit handelt. Die Entscheidungsschwelle 1st für das Ausführungsbeispiel der 3a Null, so dass vorteilhafterweise die Auswertung des Vorzeichenbits ausreichend ist.
Ein Integrationswert des Integrators 132 wird mit einer Schwelle (Null) einer – in 3a nicht dargestellten – Entscheidungseinheit zur Ermittelung der Daten-Bits D verglichen. Es ist unerheblich, ob die Integration (durch zwei Integratoren) vor der Gewichtung durch die Gewichtungseinheit 140 oder wie im Ausführungsbeispiel der 3a (durch den Integrator 132) nach der Gewichtung durch die Gewichtungseinheit 140 erfolgt. Lediglich die benötigte Bit-Breite der Gewichtungseinheit 140 ist unterschiedlich. Durch das Ausführungsbeispiel der 3a wird zudem der Effekt erzielt, dass die Nulldurchgänge des Integrationswertes steiler ausgebildet sind, so dass ein geringeres Phasenrauschen bei der Nulldurchgangsdetektion erzielbar ist.
Zusätzlich ist in 3a ein weiterer Abtastratenwandler 151 und ein weiterer Integrator 131 vorgesehen, der ausschließlich mit dem Ausgang des ersten Subtrahierers 121 zur Integration von Ausgangswerten verbunden ist. Dieser weitere Integrator 131 ist zur Taktregenerierung aus Einzelsymbolen des Empfangssignals ausgebildet. Mit dem Ausgang des weiteren Integrators 131 ist der Ausgang 108 verbunden. An diesem Ausgang 108 kann ein Signal entsprechend dem an dem Ausgang 109 (gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2) entnommen werden, das Werte bezogen auf die einzelnen Symbole bereitstellt.
Weiterhin zeigt das Ausführungsbeispiel der 3a zwei Schaltmittel 210 und 230, eine Taktregenerierungseinheit 220, beispielsweise mit einer Phasenregelschleife (PLL) und einen Teiler 225 zum Teilen durch den Teilerfaktor K. Die Phasenregelschleife ist zur Datentaktregenerierung verschaltet. Die Parameter in der Schleife der Phasenregelschleife sind dabei auf die Abtastrate und Symbollänge abgestimmt. Die Trägheit der Phasenregelschleife ermöglicht dabei die Erzeugung eines Takts auch bei einem gestörten Signal.
Der Eingang der Taktregenerierungseinheit 220 ist an einen Umschalter 210 angeschlossen und über den Umschalter 210 mit dem Ausgang des ersten Integrators 132 und dem Ausgang des weiteren Integrators 131 verbunden. Am Ausgang der Taktregenerierungseinheit 220 wird der regenerierte Takt ausgegeben, der durch den Teiler 225 geteilt wird. Der geteilte Takt steuert den Abtaster 230 zur Gewinnung der Daten D an.
Während eines Empfangs einer Präambel, einer Startsequenz mit gleichmäßiger Signalsfolge – wie 010101 oder 100100 – ohne Nutzinformation (ausschließlich Nullen oder ausschließlich Einsen), wird die Taktregenerierungseinheit 220 mittels des Umschalters 210 mit dem Integrator 132 verbunden. Hierdurch wird der Effekt erzielt, dass die Taktregenerierungseinheit 220 während der Übertragung der Präambel genauer eingeschwungen wird und gegen Störungen durch ihre implizite Filterfunktion unempfindlicher ist. Hingegen ist der Ausgang des weiteren Integrators nicht Offset-frei, so dass dieses Signal während der Präambel zunächst weniger zur Taktregeneration geeignet ist.
Nach der Übertragung der Präambel ist das Signal am Ausgang des weiteren Integrators 131 und somit am Ausgang 108 jedoch eingeschwungen und kann zur Taktregenerierung verwendet werden. Hingegen werden nach der Präambel Informationen übertragen, so dass das Ausgangssignal am Ausgang des Integrators 132 sich in Abhängigkeit von übertragenen Bitwerten ändert. Das Signal am Ausgang des Integrators 132 ist dann zur Taktregenerierung weniger geeignet, da die Nulldurchgänge recht flach sein können und ggf. zeitlich versetzt, so dass eine Korrektur erforderlich ist. Hingegen zeigt das symbolabhängige Signal am Ausgang des weiteren Integrators 131 steilere Nulldurchgänge und aufgrund der Symbolabhängigkeit einen nur geringen zeitlichen Versatz. Durch die Umschaltmöglichkeit mittels des Schaltmittels 210 wird der besondere Vorteil bewirkt, dass eine Adhoc-Datenübertragung mit Nutzinformationen bereits nach zwei oder drei Bits empfangen werden kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filters 100'' zur gleitenden Mittelwertbildung ist in der 4a dargestellt. Der Filter 100'' ist dabei einer 1/3-2/3-Codierungsvorschrift gemäß 4b zugeordnet. Die 1/3-2/3-Codierungsvorschrift weist drei Symbole auf. Dabei ist jedem Symbol ein FIFO-Register 113, 114 und 115 mit verbundenem Subtrahierer 123, 124, 125 zugeordnet. Weiterhin ist eine Gewichtungseinheit mit den zwei Subtrahierern 141, 142 und dem Addierer 143 vorgesehen, die Ausgangswerte der Subtrahierer 123, 124, 125 gewichtet. Dabei werden dem ersten und dritten Subtrahierer 123, 125 zugeordnete Werte mit –1 und der dem zweiten (mittleren) Subtrahierer 124 zugeordnete Wert mit 2 gewichtet.
Der den Subtrahierern 123, 124 und 125 nachgeschaltete Integrator 133 integriert die gewichteten Werte zur gleitenden Mittelwertbildung. Der Integrator 133 könnte funktionsgleich durch drei Integratoren (nicht dargestellt) die zwischen die Subtrahierer 123, 124, 125 und die Gewichtungseinheit geschaltet sind ersetzt werden. Durch den Filter 100'' des Ausführungsbeispiel der 4a wird der Effekt erzielt, dass Störungen wirksam unterdrückt werden.
Zum Filter 100'' der 4a können zusätzlich der Abtastratenwandler 151, 152, der weitere Integrator 131, das Umschaltmittel 210, die Taktregenerierungseinheit 220, der Teiler 225 und das Schaltmittel 230 entsprechend 3a für eine Taktregenerierung vorgesehen sein. Dabei wäre der Abtastratenwandler 151 an dem Subtrahierer 123 und die Schaltmittel 210, 230 an dem Ausgang des Integrators 133 angeschlossen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausgestaltungsvarianten der 1 bis 4b beschränkt. Beispielsweise ist es möglich eine andere Codierungsvorschrift mit einer anderen Anzahl von Symbolen zu verwenden. Ebenfalls ist es möglich die Verbindungen der Filter durch Verbindung mathematischer Äquivalente zu ersetzten. Die Funktionalität der Schaltung gemäß 1 kann besonders vorteilhaft für ein Funksystem eines Kraftfahrzeugs – beispielsweise zur Reifendruckkontrolle – verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Schaltung
20: analoger Schaltungsteil
30: digitaler Filter
40: Demodulator
42: Ausgang
90: Antenne
100, 100', 100'': Filter zur gleitenden Mittelwertbildung
101: Eingang
106, 107, 108, 109: Ausgang
110, 111, 112, 113, 114, 115: FIFO-Register
120, 121, 122, 123, 124,: Subtrahierer
125, 140, 141, 142
130, 131, 132, 133: Integrator
143: Addierer
151, 152: Abtastratenwandler
210: Schaltmittel
230: Schaltmittel, Entscheidungseinheit
225: Teiler
220, PLL: Taktregenerierungseinheit, Phasenregelschleife
A: Amplitude
H: H-Pegel, High
D: Daten
L: L-Pegel, Low
K: Teilerfaktor
tB: Bitdauer
tS: Symboldauer
t: Zeit

Claims

Empfängerschaltung für ein codiertes und moduliertes Funksignal, – mit einem Demodulator (40) und – mit einem dem Demodulator (40) nachgeschalteten digitalen Filter (1, 100, 100', 100''), – bei der der Filter (1, 100, 100', 100'') zumindest zwei FIFO-Register (110, 111, 112, 113, 114, 115) und Subtrahierer (120, 121, 123) und eine Gewichtungseinheit (140, 141, 142, 143) und einen Integrator (130, 132, 133) zur gleitenden Mittelwertbildung aufweist, – bei der mit jedem FIFO-Register (110, 111, 112, 113, 114, 115) zur Subtraktion eines Ausgangswerts des FIFO-Registers (110, 111, 112, 113, 114, 115) von einem Eingangswert des FIFO-Registers (110, 111, 112, 113, 114, 115) ein Subtrahierer (120, 121, 123) verbunden ist, – bei der die Gewichtungseinheit (140, 141, 142, 143) jedem FIFO-Register (111, 112, 113, 114, 115) nachgeschaltet ist, und – bei der der Integrator (130, 132, 133) den Subtrahierern (120, 121, 123) zur Integration nachgeschaltet ist.
Empfängerschaltung nach Anspruch 1, – bei der ein Eingang eines ersten FIFO-Registers (111, 113) der zumindest zwei FIFO-Register (110, 111, 112, 113, 114, 115) an den Demodulator angeschlossen ist, und – bei der ein Ausgang ersten FIFO-Registers (111, 113) an einen Eingang eines zweiten FIFO-Registers (112, 114) der zumindest zwei FIFO-Register (110, 111, 112, 113, 114, 115) angeschlossen ist.
Empfängerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei der die Gewichtungseinheit eine Rechenschaltung zur Gewichtung insbesondere eine Anzahl von Subtrahierern (140, 141, 142) und/oder Addierern (143) aufweist.
Empfängerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei der der Filter (1, 100', 100'') für jedes Symbol einer festgelegten Codierungsvorschrift je ein zugeordnetes FIFO-Register (111, 112, 113, 114, 115) aufweist.
Empfängerschaltung nach Anspruch 4, – bei der die Gewichtung der einzelnen Symbole durch die Codierungsvorschrift vorbestimmt ist.
Empfängerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei der eine FIFO-Register-Länge jedes FIFO-Registers (111, 112, 113, 114, 115) variabel ist.
Empfängerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei der der Filter (1, 100', 100'') einen Abtastratenwandler (151, 152) aufweist, der der Gewichtungseinheit (140, 141, 142, 143) nachgeschaltet und/oder der dem Integrator (130, 132, 133) vorgeschaltet ist.
Empfängerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei der dem Filter (1, 100', 100'') eine Taktregenerierungseinheit (220), insbesondere mit einer Phasenregelschleife (PLL) zur Regeneration eines Taktes aus dem Funksignal nachgeschaltet ist.
Empfängerschaltung nach Anspruch 8 – bei der ein Eingang der Taktregenerierungseinheit (220) mit einem Schaltmittel (210) verbunden ist, wobei der Eingang der Taktregenerierungseinheit (220) mittels des Schaltmittels (210) wahlweise mit einem Ausgang des Integrators (132) oder einem Ausgang eines weiteren Integrators (131) verbindbar ist.
Empfängerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei der dem Filter (1, 100', 100'') eine Entscheidungseinheit (230) zur Bereitstellung von übertragenen Daten (D) nachgeschaltet ist.
Verfahren zum Empfang eines codierten und modulierten Funksignals, – bei dem das Funksignal mittels eines digitalen Demodulators (40) demoduliert wird, – bei dem ein gleitender Mittelwert des demodulierten Funksignals mittels eines digitalen Filters (1, 100, 100', 100'') gebildet wird, – indem das demodulierte Funksignal in zumindest zwei FIFO-Register (110, 111, 112, 113, 114, 115) geladen wird, – indem jeweils Ausgangswerte des FIFO-Registers (110, 111, 112, 113, 114, 115) von Eingangswerten des FIFO-Registers (110, 111, 112, 113, 114, 115) subtrahiert werden, und – indem durch die Subtraktion gebildete Differenzen gewichtet und zur gleitenden Mittelwertbildung integriert werden.
Verwendung – von zumindest zwei FIFO-Registern (110, 111, 112, 113, 114, 115), und – von jeweils einem mit einem Eingang und einem Ausgang eines FIFO-Registers verbundenen Subtrahierer (120, 121, 123), und – von einer Gewichtungseinheit (140, 141, 142, 143), die jedem FIFO-Register (111, 112, 113, 114, 115) nachgeschaltet ist, und – von einem den Subtrahierern nachgeschalteten Integrator zur gleitenden Mittelwertbildung eines demodulierten Funksignals.