DE19949774B4

DE19949774B4 - Anordnung zur Meßdemodulation und Modulationsfehlermessung eines digital modulierten Empfangssignals

Info

Publication number: DE19949774B4
Application number: DE19949774A
Authority: DE
Inventors: Hagen Eckert
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2019-10-16
Also published as: US7366233B1; WO2001030012A1; DE19949774A1; JP2003512765A

Abstract

Anordnung zur Meßdemodulation und Modulationsfehlermessung eines digital modulierten Empfangssignals mit einem Empfangsfilter (1), einem nachfolgenden Demodulator (2) zur Fehlerkompensation und zur Ermittlung der idealen Symbolabtastwerte, bei der das in einem Referenzfilter (13) und das bewertungsgefilterte Meßsignal in einer nachfolgenden Auswertschaltung (4, 5) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Demodulators (2) über ein Meßfilter (12) der Auswertschaltung (4, 5) zugeführt wird und die Bewertungsfilterfunktion durch die Filterfunktionen der hintereinander wirksamen Empfangs- und Meßfilter (1, 12) gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft und geht aus von einer Anordnung laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

Meßanordnungen dieser Art sind bekannt (ETSI Tdoc SMG2 829/99, Meyr, Moeneclaey, Fechtel: "Digital Communication Receivers", WILEY INC, New York, 1997). Sie werden zur Modulationsfehlermessung an digital modulierten Empfangssignalen benutzt. In der modernen digitalen Übertragungstechnik werden zur Datenübertragung sogenannte digitale Modulationsarten benutzt, die in den verschiedenartigsten Varianten bekannt sind. Die häufigst benutzten Modulationsarten sind die sogenannten PSK-, QAM- MSK- oder FSK-Modulationsverfahren. Zur Datenübertragung sind senderseitig und empfangsseitig jeweils spezielle Sendefilter bzw. Empfangsfilter erforderlich, um für die Demodulation der Daten intersymbol-interferenzfreie Zeitpunkte zu erreichen. Für Meßzwecke müssen anstelle der Empfangsfilter spezielle Bewertungsfilter im Empfangszweig benutzt werden.

Eine hierfür geeignete bekannte Filteranordnung zeigt 1. Das beispielsweise PSK-modulierte Meßsignal gelangt nach nicht dargestellter Frequenzumsetzung, AD-Wandlung und gegebenenfalls digitaler Mischung als komplexes Basisbandsignal an den Eingang der Meßanordnung. Hier findet zunächst eine Empfangsfilterung in einem Empfangsfilter (Matched/Filter) 1 statt, im darauffolgenden Demodulator 2 werden Signalfehler wie mittlerer Frequenzfehler, Anfangsphasenfehler, mittlerer Timingfehler u.dgl. ermittelt und beseitigt. Im Demodulator 2 ist außerdem eine Symbolentscheidungsstufe vorgesehen, die aus dem fehlerbereinigten Meßsignal beispielsweise durch Quantisierung der IQ-Daten, der Phase oder des Betrages die Symbolabtastwerte eines idealen, rekonstruierten Sendesignals erzeugt. Anschließend wird das Signal mittels eines Referenzfilters 13 gefiltert. Das Referenzfilter 13 besitzt die Eigenschaft Referenzfilter = TX-Filter* Bewertungsfilter(Das Symbol "*" ist hier als Faltungsoperator verwendet und bedeutet Faltung der Filter-Impulsantworten im Zeitbereich, der Filterentwurf selbst ist sowohl im Zeitbereich wie auch im Frequenzbereich analytisch als auch mit Näherungsverfahren möglich).

Das TX-Filter ist dabei das bei dem jeweiligen Übertragungssystem senderseitig benutzte impulsformende Filter, das Bewertungsfilter (WEIGHTING-Filter) ist ein nach der Bewertungsnorm vorgegebenes Filter. Das im Bewertungsfilter 11 zu bewertende Eingangssignal wird zunächst in einem Speicher 9 verzögert und in einer Fehlerbereinigungsstufe 10, die mit dem Demodulator 2 verbunden ist, fehlerbereinigt und dann dem Bewertungsfilter 11 zugeführt. Dieses Bewertungsfilter 11 ist entsprechend der gewünschten Bewertungsfunktion, beispielsweise nach der ETSI-Vorschrift dimensioniert. Das ideale Signal des Referenzfilters 13 und das bewertete Empfangssignal des Bewertungsfilters werden dann an eine nachfolgende Auswertschaltung 4 zur weiteren Fehlerermittlung und schließlich an eine Anzeigeschaltung 5 weitergeleitet, in welcher neben den ermittelten numerischen Modulationsfehlern auch Meß- oder Referenzsignale sowie daraus abgeleitete Fehlersignale numerisch oder graphisch dargestellt werden. Zur weiteren Fehlerermittlung in der Auswertschaltung 4 können beispielsweise durch Vergleich der beiden Signale weitere Modulationsfehler, beispielsweise Error Vector Magnitude, Magnitude Error bzw. Phase Error symbolweise oder über eine bestimmte Meßzeit ermittelt werden.

Bei der bekannten Anordnung muß das ursprüngliche Eingangssignal für eine spätere Bewertungs-Filterung in einem Speicher zwischengespeichert werden, außerdem sind zusätzliche Rechenoperationen zur Fehlerbereinigung des ursprünglichen Eingangssignals vor dessen Bewertung erforderlich.

Aus der DE 198 11 895 A1 ist es als solches bekannt, das Signal des Sendermodulators mit seinen Nutzfunktionen und seinen möglichen Fehlerquellen nachzubilden.

Aus der DE 195 15 037 A1 ist es als solches bekannt, alle Symboldaten zu demodulieren, um Referenzdaten für alle Symboldaten zu bestimmen.

Aus der US 5,001,724 ist es als solches bekannt, das Ausgangssignal des Demodulators über ein Messfilter der Auswerteschaltung zuzuführen.

Aus der US 4,825,499 ist es als solches bekannt, aus dem empfangenen Signal ein Modellsignal zu generieren, welches Fehler mit umfasst.

Aus der EP 0 847 153 A2 ist es als solches bekannt, aus dem empfangenen Signal ein ideales Signal zu rekonstruieren und dieses einer Auswerteschaltung zuzuführen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung dieser Art bezüglich Aufbau und Rechenaufwand zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Anordnung laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird eine Zwischenspeicherung überflüssig, ebenso zusätzliche Rechenoperationen zur Fehlerbereinigung. Es wird unmittelbar das bereinigte Ausgangssignal des Demodulators zur Bewertungs-Filterung benutzt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 2 an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung nach 2 wird das Eingangssignal wieder in einem Empfangsfilter 1 (RX-Filter) so gefiltert, wie dies der nachfolgende Demodulator 2 erfordert. Das Empfangsfilter 1 kann beispielsweise so dimensioniert sein, daß dem nachfolgenden Demodulator 2 ISI-freie Abtastwerte zugeführt werden. Wenn beispielsweise als Demodulator ein sogenannter Viterbi-Demodulator benutzt wird, ist dieses Empfangsfilter 1 an dessen Demodulationseigenschaften angepaßt. Nach Ermittlung und Kompensation bestimmter Signalfehler im Demodulator 2 ermittelt eine Symbolentscheidungsstufe des Demodulators 2 aus dem fehlerbereinigten Meßsignal die idealen Symbolabtastwerte. Nach der Impulsformung dieser idealen Symbolabtastwerte werden diese wieder über ein Referenzfilter 13 mit den gleichen Eigenschaften wie bei der bekannten Anordnung nach 1 der Auswertschaltung 4 zugeführt.
Im Gegensatz zu den Anordnung nach 1 wird das fehlerbereinigte Meßsignal des Demodulators 2 unmittelbar einem Meßfilter 12 zugeführt, das folgende Eigenschaft bzw. Approximation im Rahmen der zulässigen Meßtoleranz besitzt: Bewertungsfilter = Empfangsfilter* Meßfilter
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird also die gewünschte Bewertungsfilter-Eigenschaft, die beispielsweise der ETSI-Vorschrift genügt, durch die hintereinander wirksamen Filtereigenschaften des Empfangsfilters 1 und des Meßfilters 12 erreicht, dadurch ist ein zusätzlicher Zwischenspeicher überflüssig und auch die zusätzlichen Rechenoperationen zur Fehlerbereinigung, wie dies bei der bekannten Anordnung nötig ist, werden überflüssig. Zur Bewertungsfilterung wird das bereits fehlerbereinigte Ausgangssignal des Demodulators 2 benutzt. Das Meßfilter 12 kann bei dieser Anordnung auch einfacher realisiert werden, da für die Bewertungsfilterung bereits die Filterfunktion des vorhergehenden Empfangsfilters mitberücksichtigt wird. Der Ausgang des Meßfilters 12 ist wieder mit der Auswertschaltung 4 verbunden, die weitere Auswertung erfolgt wie bei der bekannten Anordnung gemäß 1.

Claims

Anordnung zur Meßdemodulation und Modulationsfehlermessung eines digital modulierten Empfangssignals mit einem Empfangsfilter (1), einem nachfolgenden Demodulator (2) zur Fehlerkompensation und zur Ermittlung der idealen Symbolabtastwerte, bei der das in einem Referenzfilter (13) und das bewertungsgefilterte Meßsignal in einer nachfolgenden Auswertschaltung (4, 5) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Demodulators (2) über ein Meßfilter (12) der Auswertschaltung (4, 5) zugeführt wird und die Bewertungsfilterfunktion durch die Filterfunktionen der hintereinander wirksamen Empfangs- und Meßfilter (1, 12) gebildet wird.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertungsfilterung durch die Faltungsoperations-Beziehung Bewertungsfilter = Empfangsfilter* Meßfilterbestimmt ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsfilter (1) entsprechend den Anforderungen des Demodulators (2) an die angebotenen Signaleigenschaften bemessen ist.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsfilter (1) so dimensioniert ist, daß dem Demodulator (2) ISI-freie Abtastwerte zugeführt werden.