DE69611986T2

DE69611986T2 - Schaltung zur Schätzung der Frequenzverschiebung und AFC-Schaltung zur Anwendung derselben

Info

Publication number: DE69611986T2
Application number: DE69611986T
Authority: DE
Inventors: Yasushi Sogabe
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 2001-10-04
Anticipated expiration: 2016-12-20
Also published as: CA2196468C; US5812611A; EP0788225A1; DE69611986D1; JP3271504B2; AU1016097A; CA2196468A1; AU685717B2; EP0788225B1; JPH09214293A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine automatische Frequenzsteuerung (AFC) zur Verwendung in einer Demodulatorvorrichtung, die ein empfangenes Signal in einem Satellitenkommunikationssystem oder einem mobilen Satellitenkommunikationssystem demoduliert.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Als verwandte anfängliche AFC-Schaltungen wurde eine Technik zum Schätzen einer Frequenzversetzung Δf vorgeschlagen auf der Grundlage der Charakteristik des Leistungsspektrums, das eine Frequenz entsprechend der Frequenzversetzung Δf eines Trägers einen höheren Leistungspegel ergibt, wenn das Leistungsspektrum von einem empfangenen nicht modulierten Signal abgeleitet ist.
Fig. 43 zeigt ein Beispiel der Organisation einer anfänglichen AFC-Schaltung nach dem Stand der Technik, welche in TECHNICAL REPORT OF IEICE IT90-99 (1990) unter dem Titel "Present and Future Perspective in the Research and Development of Digital Modem" offenbart ist (verfaßt von Takeuchi et al., veröffentlicht 23. Januar 1991).
Dort sind gezeigt: ein empfangenes quantisiertes und abgetastetes Eingangssignal 1, ein Tiefpaßfilter (nachfolgend als TPF bezeichnet) 8 zum Entfernen von Rauschen außerhalb des Frequenzbandes des empfangenen Signals, eine Multiplikationsschaltung 101, welche eine modulierende Komponente entfernt durch Multiplizieren des empfangenen Signals, das M-Phasen-PSK (durch Phasenumtastung) moduliert ist, eine schnelle Fourier-Transformations(nachfolgend als FFT bezeichnet)-Schaltung 2 zum Umwandeln des in der Zeitdomäne ausgedrückten Signals in die Frequenzdomäne und zum Bestimmen des Leistungsspektrums des empfangenen Signals, eine MAX-Suchschaltung 3 zum Suchen des Maximalwertes des Leistungsspektrums und Bestimmen der Frequenz mit dem maximalen Leistungswert, einen Frequenzteiler 102 für die Frequenzteilung der von der MAX-Suchschaltung 3 bestimmten Frequenz, eine Frequenzschätzschaltung 103, die aus der Multiplikationsschaltung 101, der FFT-Schaltung 2, der MAX- Suchschaltung 3 und dem Frequenzteiler 102 gebildet ist, und einen Frequenzkorrekturblock 7 zum Entfernen von Δf aus der empfangenen Frequenz auf der Grundlage der von der Frequenzschätzschaltung 103 geschätzten Frequenzinformation.
Die Fig. 45A und 45B sind Diagramme, welche auf der Frequenzachse das Ergebnis zeigen, das erhalten wird, wenn das empfangene abgetastete Signal der diskreten Fourier-Transformation (nachfolgend als DFT bezeichnet) unterzogen wird.
Die Arbeitsweise der AFC-Schaltung wird nun diskutiert. In der folgenden Diskussion wird zur Erleichterung der Erläuterung angenommen, daß das Modulationsschema M-Phasen-PSK ist, und daß das empfange Signal ein Basisbandsignal ist, das in einer komplexen Form ausgedrückt ist. Das empfangene Signal ist ein diskretes Signal, das durch A/D-Umwandlung quantisiert wurde.
Indem das empfangene, quantisierte und mit einer Abtastperiode von TS abgetastete Signal 1 durch das TPF 8 hindurchgeht, wird Rauschen außerhalb des Bandes entfernt. Das Signal ohne das Rauschen außerhalb des Bandes wird dann durch Multiplikationsschaltung 101 M-multipliziert. Die M-Multiplikation entfernt die modulierende Komponente noch weiter und das Signal wird ein nichtmoduliertes Signal.
Das Signal ohne Rauschen und modulierende Komponente wird in der FFT-Schaltung 2 von einem Zeitdomänensignal in einen Frequenzdomänensignal umgewandelt. Durch Quadrieren des umgewandelten Frequenzdomänensignals wird das Leistungsspektrum des empfangenen Signals erhalten. Die FFT-Schaltung 2 gibt das Leistungsspektrum innerhalb eines Frequenzbereichs aus, der durch die Abtastperiode TS bestimmt ist. Da die FFT-Schaltung 2 die FFT an dem quantisierten und diskreten Signal durchführt, um das Leistungsspektrum des empfangenen Signals abzuleiten, ist das Leistungsspektrum des empfangenen Signals auch ein diskretes Signal.
Da das empfangene Signal, das von der Zeitdomäne in die Frequenzdomäne umgewandelt wurde, ein nicht moduliertes Signal ist, wie vorstehend beschrieben ist, zeigt das Leistungsspektrum eine Spitze bei einer Frequenz, die mit der Frequenzversetzung Δf in Beziehung steht, wie in Fig. 44 gezeigt ist. Daher kann Δf geschätzt werden durch Bestimmen der Frequenz des Spektrums; welcher ein maximales Leistungsspektrum ergibt. Die MAX-Suchschaltung 3 sucht nach einem Maximalwert des Leistungsspektrums in dem Leistungsspektrum, das von der FFT-Schaltung 2 von der Zeitdomäne in die Frequenzdomäne umgewandelt wurde, und bestimmt die Frequenz entsprechend dem Maximalwertspektrum.
Es ist jedoch festzustellen, daß, da die von der FFT 2 bestimmte Frequenz durch die Multiplikationsschaltung 101 bereits M-multipliziert wurde, die tatsächlich beobachtete Frequenz das M-fache der Frequenzversetzung Δf ist. Um daher die tatsächliche Frequenzversetzung Δf zu bestimmen, wird die Frequenz von der FFT 2 durch den Frequenzteiler 102 durch M dividiert und somit wird die tatsächliche Frequenzversetzung Δf erhalten. Eine Frequenzkorrektur des empfangenen Signals wird durchgeführt auf der Grundlage der durch den Frequenzkorrekturblock 7 geschätzten Frequenzinformation.
Bezug nehmend auf Fig. 45A und Fig. 45B wird nun die DFT diskutiert. Fig. 45A ist ein Diagramm, welches das empfangene abgetastete Signal zeigt. Bei der Abtastung des empfangenen Signals wird das empfangene Signal typischerweise mit einer Symbolrate T mal m im Hinblick auf die Demodulation überabgetastet. Fig. 45B ist ein Diagramm, das das Signal zeigt, in welches die FFT-Schaltung 2 einen Datenstrom von L Symbolen von der Zeitdomäne in die Frequenzdomäne umwandelt, welches m-fach überabgetastet ist. Der Frequenzbereich und die beobachtbaren Frequenzintervalle werden durch das Nyquist-Theorem wie folgt bestimmt.
Frequenzbereich: - fs/2 fs/2 (1) (fs = 1/Ts = m/T)
Frequenzintervall: 1/(L·T)
T: Symbolperiode
Ts: Abtastperiode
m: Überabtastungs-Zählwert
L: Symbolzählwert
Der Überabtastungs-Zählwert und der Symbolzählwert, welche zu verarbeiten sind, werden herkömmlicherweise gesetzt im Hinblick auf den Frequenzbereich und das Frequenzintervall, welche das System erfordert.
Fig. 46 ist ein Diagramm, das die Umfaltcharakteristik von FFT illustriert, wenn das empfangene Signal mit einer Abtastperiode Ts abgetastet wird. Die Umfaltung findet periodisch bei jeder fs statt und wenn das empfangene Signal der DFT unterzogen wird, werden Komponenten außerhalb des Bereichs hinzugefügt (Umfaltrauschen wird hinzugefügt) innerhalb des beobachtbaren Frequenzbereichs von -fs/2 ~ fs/2. Um Signale außerhalb des beobachtbaren Frequenzbereichs zu entfernen, wird die empfangene Frequenz durch das TPF 8, das eine Übertragungsfunktion wie in Fig. 47 hat, hindurchgeführt, bevor es zu der Frequenzschätzschaltung 103 geführt wird, wie in Fig. 43 gezeigt ist. Die Übertragungsfunktion des TPF 8 ist so ausgebildet, daß sie Komponenten außerhalb des beobachtbaren Frequenzbereichs entfernt.
Das Dokument EP 0 609 717 A2 offenbart eine Frequenzschätzschaltung mit einer Frequenzdetektorschaltung, welche einen Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandler und eine Maximalwert-Erfassungsschaltung sowie eine Frequenzinterpolationsschaltung zum Schätzen der Frequenz aufweist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Wie vorbeschrieben ist, muß, da die Symbolperiode T konstant ist, gemäß Gleichung (1) der Symbolzählwert L erhöht werden, um die Schätzgenauigkeit bei der Frequenzschätzung zu vergrößern und der Überabtast- Zählwert m muß erhöht werden, um den Frequenzbereich zu erweitern. Um daher eine AFC mit hoher Genauigkeit und weitem Operationsbereich zu erhalten, nimmt die Datenmenge zu und die Berechnungslast nimmt entsprechend zu. Abhängig von Typen von verwendeten Vorrichtung erleidet die AFC eine Beschränkung der Verarbeitungsfähigkeit und ist nicht in der Lage bestimmten Anforderungen zu genügen, und weiterhin ist, wenn die Frequenzversetzung Δf außerhalb des beobachtbaren Bereichs ist, keine Frequenzschätzung möglich.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die obigen Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Frequenzschätzschaltung vorzusehen, welche einen hohen Genauigkeitspegel und einen weiten Operationsbereich mit einer kleinen Berechnungsmenge hat, mit einem Blick auf die Umfaltcharakteristik der DFT. Es ist eine andere Aufgabe, eine Frequenzschätzschaltung vorzusehen, welche einen hohen Genauigkeitspegel und einen weiten Operationsbereich mit einer kleineren Berechnungsmenge hat durch Dezimieren des Abtastwertsignals in dem Prozeß der DFT.
Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine AFC-Schaltung vorzusehen, welche einen hohen Genauigkeitspegel und weiten Operationsbereich bei Verwendung dieser Schätzschaltungen hat.
Die vorgenannten Probleme werden beseitigt und die oben genannten Aufgaben werden gelöst durch eine Frequenzschätzschaltung nach Anspruch 1 und eine AFC- Schaltung nach Anspruch 9. Weitere Entwicklungen der Frequenzschätzschaltung nach der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gegeben.
Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine Frequenzschätzschaltung vor, welche aufweist: eine Frequenzdetektorschaltung mit einer Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung zum Umwandeln eines Eingangsdatenstromes, der durch Abtasten eines empfangenen Signals auf einer Zeitachse erhalten wurde, in ein Leistungsspektrum auf einer Frequenzachse, und eine MAX-Suchschaltung zum Suchen der Frequenz entsprechend dem maximalen Wert des Leistungsspektrums in dem durch eine Abtastfrequenz bestimmten Beobachtungsfrequenzbereich, und eine Frequenzberechnungsschaltung zum Schätzen der Frequenzverschiebung des Trägers des empfangenen Signals durch Berechnung auf der Grundlage der von der Frequenzdetektorschaltung bestimmten Frequenz und zum Ausgeben von Frequenzinformationen.
Weiterhin weist die Frequenzdetektorschaltung mehrere Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltungen zum Umwandeln mehrerer Eingangsdatenströme, die durch Abtasten des empfangenen Signals mit mehreren unterschiedlichen Abtastgeschwindigkeiten in Leistungsspektren auf einer Frequenzachse gemäß den jeweiligen Eingangsdatenströmen erhalten wurden, und mehrere der MAX-Suchschaltungen entsprechend den mehreren Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltungen zum Bestimmen der Frequenzen entsprechend den maximalen Werten der Leistungsspektren, die durch die jeweiligen Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltungen umgewandelt wurden, auf, wodurch die Frequenzberechnungsschaltung die Frequenzversetzung des Trägers des empfangenen Signals durch Berechnung auf der Grundlage der von der Frequenzdetektorschaltung bestimmten Frequenzen schätzt, und zum Ausgeben der Frequenzinformationen.
Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung eine Frequenzschätzschaltung zur Verfügung, welche weiterhin mehrere Filtervorrichtungen mit Übertragungsfunktionen, welche einem Signal innerhalb des Beobachtungsfrequenzbereichs ermöglichen, durch sie hindurchzugehen aufweist, wodurch die mehreren Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltungen eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung bei den Datenströmen durchführen, welche durch die Filtervorrichtungen hindurchgegangen sind.
Weiterhin wird durch die vorliegende Erfindung eine Frequenzschätzschaltung erhalten, die weiterhin aufweist: eine Zeitdifferenzschaltung zum Einführen einer Zeitdifferenz zwischen den mehreren Eingangsdatenströmen, die durch Abtasten des empfangenen Signals mit den mehreren unterschiedlichen Abtastgeschwindigkeiten erhalten wurden, wodurch die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltungen eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung bei den mehreren Eingangsdatenströmen durchführen, nachdem die Zeitdifferenz durch die Zeitdifferenzschaltung eingeführt wurde.
Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung eine Frequenzschätzschaltung zur Verfügung welche weiterhin aufweist: eine Dezimierungsschaltung zum Erzeugen eines neuen Datenstroms durch Dezimieren des Eingangsdatenstroms in vorbestimmten Intervallen von a (eine ganze Zahl) Abtastungen, wodurch die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung den Ausgangsdatenstrom, der von der Dezimierungsschaltung ausgegeben wurde, in ein Leistungsspektrum auf einer Frequenzachse umwandelt, eine Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung gebildet wird durch die Dezimierungsschaltung, die Zeitachsen/Frequenzachsen- Umwandlungsschaltung und die MAX-Suchschaltung, und die Frequenzberechnungsschaltung die Frequenzversetzung des Trägers des empfangenen Signals durch Berechnung auf der Grundlage der durch die MAX- Suchschaltung in der Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung schätzt und die Frequenzinformationen ausgibt.
Weiterhin ergibt die vorliegende Erfindung eine Frequenzschätzschaltung, welche weiterhin aufweist: mehrere Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltungen zum Durchführen einer Zeitachsen/Frequenzachsen- Umwandlung an neuen Datenströmen, die durch Dezimieren des Eingangsdatenstroms bei verschiedenen Intervallen erzeugt sind, um Leistungsspektren zu bestimmen, und zum Bestimmen von Frequenzen entsprechend den maximalen Werten der Leistungsspektren, wodurch die Frequenzberechnungsschaltung die Frequenzversetzung des Trägers des empfangenen Signals durch Berechnung auf der Grundlage der durch die Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltungen bestimmten Frequenzen schätzt und Frequenzinformationen ausgibt.
Weiterhin ergibt die vorliegende Erfindung eine Frequenzschätzschaltung, welche weiterhin aufweist: eine zweite Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung, aufweisend eine zweite Dezimierungsschaltung zum Erzeugen eines neuen Datenstroms durch Dezimieren des Eingangsdatenstroms bei vorbestimmten Intervallen von a (eine ganze Zahl) Abtastungen, eine zweite Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung für eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung des neuen Datenstroms in ein Leistungsspektrum auf einer Frequenzachse und eine zweite MAX-Suchschaltung zum Suchen des maximalen Wertes des Leistungsspektrums, das durch die zweiten Zeitachsen/Frequenzachsen- Umwandlungsschaltung bestimmt wurde, und Bestimmen der Frequenz entsprechend dem maximalen Wert, und eine zweite Frequenzberechnungsschaltung zum Schätzen der Frequenzversetzung des Trägers des empfangenen Signals durch Berechnung auf der Grundlage der durch die zweite Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung bestimmten Frequenz, und zum Ausgeben von Frequenzinformationen, wodurch die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung in der Frequenzdetektorschaltung eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung bei dem Eingangsdatenstrom durchführt und das Leistungsspektrum der Frequenz entsprechen den Frequenzinformationen von der zweiten Frequenzberechnungsschaltung bestimmt.
Weiterhin ergibt die vorliegende Erfindung eine Frequenzschätzschaltung, welche weiterhin aufweist: eine dritte Dezimierungsschaltung zum Erzeugen eines neuen Datenspektrums durch Herausziehen von Daten aus einem Eingangsdatenstrom in der Weise, daß ein sich ergebender Abtastzählwert des neuen Datenstroms gleich dem 1/b-fachen (b ist eine natürliche Zahl) des Abtastzählwertes des Eingangsdatenstroms ist, wodurch die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung in der Frequenzdetektorschaltung eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung des von der dritten Dezimierungsschaltung erzeugten Eingangsdatenstroms in ein Leistungsspektrum auf einer Frequenzachse durchführt.
Weiterhin ergibt die vorliegende Erfindung eine Frequenzschätzschaltung, welche weiterhin aufweist: eine vierte Dezimierungsschaltung zum Erzeugen eines neuen Datenstroms durch Herausziehen von Daten aus einem Eingangsdatenstrom in der Weise, daß ein sich ergebender Abtastzählwert des neuen Datenstroms gleich dem 1/b-fachen (b ist eine natürliche Zahl) des Abtastzählwertes des Eingangsdatenstroms ist, und eine zweite Frequenzdetektorschaltung, aufweisend eine dritte Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung für die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung des von der vierten Dezimierungsschaltung erzeugten neuen Datenstroms in ein Leistungsspektrum auf einer Frequenzachse und eine dritte MAX-Suchschaltung zum Suchen des maximalen Wertes des Leistungsspektrums, das von der dritten Zeitachsen/Frequenzachsen- Umwandlungsschaltung bestimmt wurde, und zum Bestimmen der Frequenz entsprechend dem maximalen Wert, wodurch die Zeitachsen/Frequenzachsen- Umwandlungsschaltung eine Zeitachsen/Frequenzen- Umwandlung des Eingangsdatenstroms in eine Leistungsspektrum auf einer Frequenzachse durchführt, welche die Frequenz in der Nähe der von der dritten MAX- Suchschaltung in der Frequenzdetektorschaltung bestimmten Frequenzinformation hat.
Weiterhin ergibt die vorliegende Erfindung eine Frequenzschätzschaltung, welche weiterhin aufweist: mehrere der zweiten Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltungen, welche neue unterschiedliche Datenströme erzeugen durch Dezimieren des Eingangsdatenstroms bei verschiedenen Intervallen, eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung bei den neuen unterschiedlichen Datenströmen durchführen, um Leistungsspektren zu bestimmen, maximale Werte der Leistungsspektren suchen und die Frequenz entsprechend den maximalen Werten bestimmen, wodurch die zweite Frequenzberechnungsschaltung die Frequenzversetzung des Trägers durch Berechnung auf der Grundlage der durch die mehreren Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltungen bestimmten Frequenzen schätzt und Frequenzinformationen ausgibt.
Weiterhin weist die Frequenzdetektorschaltung eine Frequenzinterpolationsschaltung zum Interpolieren der von der MAX-Suchschaltung ausgegebenen Frequenz auf.
Weiterhin ergibt die vorliegende Erfindung eine AFC- Schaltung, welche aufweist: eine Frequenzdetektorschaltung mit einer Zeitachsen/Frequenzachsen- Umwandlungsschaltung zum Umwandeln eines Eingangsdatenstroms, der durch Abtasten eines empfangenen Signals auf einer Zeitachse erhalten wurde, in ein Leistungsspektrum auf einer Frequenzachse und einer MAX- Suchschaltung zum Suchen der Frequenz entsprechend dem maximalen Wert des Leistungsspektrums in dem durch eine Abtastfrequenz bestimmten Beobachtungsfrequenzbereich, eine Frequenzberechnungsschaltung zum Schätzen der Frequenzversetzung des Trägers des empfangenen Signals durch Berechnung auf der Grundlage der von der Frequenzdetektorschaltung bestimmten Frequenz, und zum Ausgeben von Frequenzinformationen, und einen Frequenzkorrekturblock zum Erzeugen mehrerer demodulierter Datenströme durch Entfernen der Frequenzversetzung Δf aus dem empfangenen Signal auf der Grundlage von mehreren Frequenzinformationsstücken, die von der Frequenzberechnungsschaltung ausgegeben wurde, und eine Bestimmungsschaltung zum Bestimmen einer Frequenzsynchronisierung unter Verwendung der mehreren demodulierten Datenströme, die von dem Frequenzkorrekturblock ausgegeben wurden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das die Frequenzschätzschaltung nach Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2A und 2B sind Diagramme, welche den Vorgang der Frequenzschätzung unter Berücksichtigung der Umfaltung zeigen.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild der Frequenzschätzschaltung, das das Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild der Frequenzschätzschaltung, das das Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild der Frequenzschätzschaltung, das das Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel zeigt, bei welchem eine Zeitdifferenz in die Dezimierung eingeführt ist.
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung bei dem Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild der Frequenzschätzschaltung, das das Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 11 ist ein Vergleichsdiagramm, das die von dem Datenstrom 1 und dem Datenstrom 2 abgeleiteten DFT-Ergebnisse vergleicht.
Fig. 12 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung bei dem Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 13 ist ein Diagramm, das das Verfahren der Frequenzschätzung zeigt, welche innerhalb des Beobachtungsbereichs des Datenstroms 1 unter Verwendung des DFT-Ergebnisses des Datenstroms 2 durchgeführt wird.
Fig. 14 ist ein Blockschaltbild der Frequenzschätzschaltung, die das Ausführungsbeispiel 6 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 15 ist ein Blockschaltbild der Frequenzschätzschaltung, die das Ausführungsbeispiel 7 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 16 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung bei dem Ausführungsbeispiel 7 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 17 ist ein Blockschaltbild der Frequenzschätzschaltung, das das Ausführungsbeispiel 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 18 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 19 ist ein Blockschaltbild der Frequenzschätzschaltung, das das Ausführungsbeispiel 9 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 20 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung nach dem Ausführungsbeispiel 9 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 21 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung nach Ausführungsbeispiel 9 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 22 ist ein Blockschaltbild der Frequenzschätzschaltung, das das Ausführungsbeispiel 10 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 23 ist ein Blockschaltbild der Frequenzdetektorschaltung (2) bei dem Ausführungsbeispiel 11 der vorliegenden Erfindung.
Fig. 24 ist ein Vergleichsdiagramm, das die von dem Datenstrom 1 und dem Datenstrom 3 abgeleiteten DFT-Ergebnisse vergleicht.
Fig. 25 ist ein Blockschaltbild der Frequenzdetektorschaltung (3) bei dem Ausführungsbeispiel 12 der vorliegenden Erfindung.
Fig. 26 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels 12 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 27 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der Frequenzdetektorschaltung (3) bei dem Ausführungsbeispiel 12 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 28 ist ein Blockschaltbild der Frequenzschätzschaltung, das das Ausführungsbeispiel 13 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 29 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung bei dem Ausführungsbeispiel 13 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 30 ist ein Blockschaltbild der Frequenzschätzschaltung, das das Ausführungsbeispiel 14 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 31 ist ein Blockschaltbild der Frequenzschätzschaltung, das das Ausführungsbeispiel 15 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 32 ist ein Blockschaltbild der Frequenzschätzschaltung, das das Ausführungsbeispiel 16 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 33 ist ein Blockschaltbild der Frequenzdetektorschaltung (4) bei dem Ausführungsbeispiel 17 der vorliegenden Erfindung.
Fig. 34 ist ein Diagramm, das den Vorgang der Interpolation zeigt.
Fig. 35 ist ein Blockschaltbild der AFC-Schaltung, welches das Ausführungsbeispiel 18 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 36 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der AFC-Schaltung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 37 ist ein Blockschaltbild des Frequenzkorrekturblocks in der AFC-Schaltung nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 38 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise des Frequenzkorrekturblocks in der AFC-Schaltung nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 39 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise des Frequenzkorrekturblocks in der AFC-Schaltung nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 40 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise des Frequenzkorrekturblocks in der AFC-Schaltung nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 41 ist ein Diagramm, welches das DFT-Ergebnis zeigt, wenn a nicht ein Faktor des Abtastzählwertes N ist.
Fig. 42 ist ein Blockschaltbild, das die AFC- Schaltung vom Rückkopplungstyp nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 43 ist ein Blockschaltbild einer AFC-Schaltung nach dem Stand der Technik.
Fig. 44 ist ein Diagramm, welches das Leistungsspektrum des nichtmodulierten Signals zeigt.
Fig. 45A und 45B sind Diagramme, welche das DFT-Ergebnis des abgetasteten empfangenen Signals zeigen.
Fig. 46 ist ein Diagramm, welches eine Umfaltung bei der Fourier-Transformation zeigt.
Fig. 47 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Übertragungsfunktion zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Ausführungsbeispiel 1

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun diskutiert. Beim Stand der Technik ist das empfangene Signal ein M-Phasen-PSK-moduliertes Signal. Wenn das empfangene Signal ein moduliertes Signal ist, sind die Multiplikationsschaltung zum Entfernen der modulierenden Komponente und der Frequenzteiler zum Teilen der geschätzten Frequenz erforderlich, wie in Fig. 43 gezeigt ist, aber es ändert nichts für die folgende Diskussion, ob diese Komponenten vorhanden sind oder nicht.
In der folgenden Diskussion wird aus Gründen der Vereinfachung der Erläuterung angenommen, daß das empfangene Signal ein nichtmoduliertes Pilotsignal ist. Für ein moduliertes Signal werden die Multiplikationsschaltung und der Frequenzteiler wie in Fig. 43 gezeigt verwendet. In den folgenden Ausführungsbeispielen wird beispielhaft die DFT verwendet, um das empfangene abgetastete Signal aus der Zeitdomäne in die Frequenzdomäne umzuwandeln. Es soll fEST die Frequenzinformation darstellen, welche als ein Kandidat für die geschätzte Frequenzversetzung (nachfolgend als Δf bezeichnet) des Trägers dient, die schließlich von Frequenzschätzschaltung ausgegeben wird. Weiterhin ist der Verteilungsbereich von Δf gleich
fL ≤ Δf ≤ fU
fL: Untere Grenze des Verteilungsbereichs von Δf
fU: Obere Grenze des Verteilungsbereichs von Δf.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das die Frequenzschätzschaltung zeigt, welche anwendbar ist, wenn Δf nicht notwendigerweise innerhalb eines beobachtbaren Bereichs W1 ist. Fig. 3 ist ein Flußdiagramm für die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung 4.
Es sind gezeigt: ein quantisiertes und abgetastetes Eingangssignal 1 (Abtastwertsignal), eine DFT- Schaltung 2' zum Umwandeln des empfangenen Signals, das in der Zeitdomäne ausgedrückt ist, in die Frequenzdomäne und zum Bestimmen des Leistungsspektrums des empfangenen Signals, eine MAX-Suchschaltung 3 zum Suchen des maximalen Wertes des Leistungsspektrums und zum Bestimmen der Frequenz, die den maximalen Wert des Spektrums ergibt, eine Frequenzdetektorschaltung 5, die aus der DEF-Schaltung 2' und der MAX-Suchschaltung 3 zusammengesetzt ist, eine Frequenzberechnungsschaltung (1) 60 zum Schätzen der Frequenz, welche ein Kandidat für Δf im Hinblick auf die Umfaltung auf der Grundlage der durch die Frequenzdetektorschaltung 5 bestimmten Frequenzinformation f&sub1; ist, und eine Frequenzschätzschaltung 4, welche die Frequenzberechnungsschaltung (1) 60 und die Frequenzdetektorschaltung 5 aufweist.
Die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2A und 2B und Fig. 3 diskutiert. Es wird nun angenommen, daß Δf nicht notwendigerweise in den Beobachtungsbereich fällt. Die DFT-Schaltung 2' wandelt den abgetasteten empfangenen Datenstrom 1 von einem Zeitachsensignal in ein diskretes Signal auf einer Frequenzachse um (Schritt 102) und leitet ein Leistungsspektrum ab durch Quadrieren des umgewandelten diskreten Signals (Schritt 103).
Das von der DFT-Schaltung 2' ausgegebene Leistungsspektrum wird zu der MAX-Suchschaltung 3 geführt. Die MAX-Suchschaltung 3 sucht nach dem maximalen Wert des eingegebenen Leistungsspektrums im Leistungspegel innerhalb des Beobachtungsbereichs W1 (-fs/2 bis +fs/2 in Fig. 2A) (Schritt 104) und bestimmt die Frequenz f&sub1; des Spektrums, das zu dem maximalen Wert des Leistungsspektrums führt, und gibt diese aus (Schritt 105).
Die Frequenzberechnungsschaltung 60 führt die folgende Berechnung bei der durch die MAX-Suchschaltung 3 bestimmten Frequenz f&sub1; und gibt einen Schätzwert fEST für Δf aus (Schritt 106).
fEST = f&sub1; + m · fS (2)
m: eine ganze Zahl, welche fL ≤ (f&sub1; + m · fS) ≤ fU
genügt.
Die Frequenzberechnungsschaltung 60 gibt mehrere Frequenzinformationen auf der Grundlage der Gleichung (2) aus. Obgleich fEST, das als ein Kandidat für die Frequenzversetzung geschätzt ist, in Natur ein Einzelwert ist, ist die Frequenzberechnungsschaltung 60 nicht in der Lage, m in der Gleichung (2) zu bestimmen, und somit schätzt sie mehrere Kandidatenfrequenzen (f&sub1;-2fs, f&sub1;-fs, f&sub1;, f&sub1;+f&sub5;, usw. in Fig. 2B) und gibt diese aus.

Ausführungsbeispiel 2

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, welches eine Schätzschaltung für zwei Eingabesysteme von Datenströmen, in welchen das empfangene Signal mit unterschiedlichen Abtastgeschwindigkeiten abgetastet wird, zeigt. Wie gezeigt ist, ist mit 61 eine Frequenzberechnungsschaltung (2) zum Schätzen von Δf auf der Grundlage von zwei geschätzten Frequenzinformationsstücken bezeichnet, und DFT-Schaltungen 2a, 2b sowie MAX- Suchschaltungen 3a, 3b sind identisch mit denjenigen, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 1 beschrieben sind, und mit 5 ist eine Frequenzdetektorschaltung bezeichnet, welche die DFT-Schaltungen 2a, 2b und die MAX-Suchschaltungen 3a, 3b aufweist.
Die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 4 und Fig. 5 diskutiert. Es sollen fS1 und fS2 zwei Abtastgeschwindigkeiten darstellen, die bei der Erzeugung von Datenströmen aus dem empfangenen Signal verwendet werden, und DFT 1 und DFT 2 sollen die jeweiligen Ergebnisse darstellen, welche erhalten werden, wenn die DFT-Schaltungen 2a, 2b eine DFT bei zwei abgetasteten Eingangsdatenströmen 1a, 1b durchführen.
Fig. 5 zeigt die sich ergebende DFT, in welcher Δf gezeigt ist als verschlechterte f&sub1;&sub1; innerhalb des beobachtbaren Bereichs, der durch die Abtastgeschwindigkeit fS1 bestimmt ist, und f ist gezeigt als verschlechterte f&sub1;&sub2; innerhalb des beobachtbaren Bereichs, der durch die Abtastgeschwindigkeit fS2 bestimmt ist. Die MAX-Suchschaltungen 3a, 3b erfassen maximale Leistungsspektren innerhalb der beobachtbaren Bereiche und geben dann ihre Frequenzen als f&sub1;&sub1;, f&sub1;&sub2; aus.
Δf wird geschätzt anhand jeder der erfaßten Frequenzen f&sub1;&sub1;, f&sub1;&sub2; mit einem Blick auf die Umfaltung wie folgt:
fEST = f&sub1;&sub1; + n&sub1; · fS1 (3)
fEST = f&sub1;&sub2; + n&sub2; · fS2 (4)
n&sub1;, n&sub2;: ganze Zahlen, die jeweils (f&sub1;&sub1; + n&sub1; · fS1, f&sub1;&sub2; + n&sub2; · fS2) ≤ fU
genügen.
Daher bestimmt die Frequenzberechnungsschaltung (2) 61 fEST durch Lösen der Gleichung (5) unter Verwendung der Frequenzinformationen f&sub1;&sub1; und f&sub1;&sub2;, die von den MAX-Suchschaltungen 3a, 3b ausgegeben werden.
f&sub1;&sub1; + n&sub1; · fS1 f&sub1;&sub2; + n&sub2; · fS2 (5)
Hier ist wieder in derselben Weise wie beim Ausführungsbeispiel 1 die Frequenzschätzschaltung nicht in der Lage, einzig n&sub1;, n&sub2; zu bestimmen, und gibt somit mehrere Kandidaten aus.

Ausführungsbeispiel 3

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das eine Frequenzschätzschaltung mit zwei Eingangssystem zeigt, in welcher der Verteilungsbereich von Δf angenähert bekannt ist und TPF werden verwendet, um Komponenten außerhalb des Verteilungsbereichs von Δf abzuschneiden. Wie gezeigt ist, sind mit 8a und 8b TPF bezeichnet, welche eine Übertragungsfunktion haben, die erlaubt, daß Signale innerhalb eines gewünschten Beobachtungsbereichs sie passieren können, und Eingangssignals 1a, 1b eine Frequenzdetektorschaltung 5 mit DFT-Schaltung 2a, 2b und MAX-Suchschaltungen 3a, 3b sowie eine Frequenzberechnungsschaltung (2) 61 sind identisch mit denjenigen, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 2 beschrieben wurden.
Die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung wird nun diskutiert. In derselben Weise wie beim Ausführungsbeispiel 2 wird Δf innerhalb des beobachtbaren Bereichs gesucht, und der Verteilungsbereich von Δf ist innerhalb der Durchgangsbandbreite des TPF, und die Bedingung für n&sub1;, n&sub2; in den Gleichungen (3) und (4) ist wie folgt:
n&sub1;, n&sub2;: ganze Zahlen, die jeweils ( fEST ≤ Durchgangsbandbreite von TPF) genügen.
Daher bestimmt die Frequenzberechnungsschaltung (2) 61 n&sub1;, n&sub2;, die dieser Bedingung genügen, schätzt Δf und gibt einen Schätzwert als die Frequenzinformation fEST aus.
Zwei TPF 8a, 8b können unterschiedliche Durchgangsbandbreiten haben.

Ausführungsbeispiel 4

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, welches eine Schätzschaltung zeigt, die die Frequenz durch Einführung einer Zeitdifferenz zwischen zwei Eingangssystem schätzt. In diesem Fall wird hier ein Beispiel einer Auswahlschaltung 30 als einer Zeitdifferenzschaltung diskutiert, die in eine Frequenzschätzschaltung nach Ausführungsbeispiel 2 eingefügt ist.
Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise der Schaltung mit einer zwischen zwei Eingangssysteme eingeführten Zeitdifferenz illustriert, und Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise zeigt. Bezug nehmend auf Fig. 7 ist mit 30 die Auswahlschaltung bezeichnet, die eingefügt ist, um die Zeitdifferenz zwischen die beiden Eingangssysteme einzuführen, und die Frequenzdetektorschaltung 5 und die Frequenzberechnungsschaltung (2) 61 bleiben identisch mit denen, die in Verbindung mit Ausführungsbeispiel 2 beschrieben sind.
Der Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 bis Fig. 9 diskutiert. Obgleich bei den Ausführungsbeispielen 2 und 3 das empfangene Signal mit unterschiedlichen Abtastgeschwindigkeiten abgetastet wird, sind sowohl die Daten, die durch die DFT-Schaltung 2'a und die MAX-Suchschaltung 3a verarbeitet werden, als auch die Daten, die durch die DFT-Schaltung 2'b und die MAX-Suchschaltung 3b verarbeitet werden, zur selben Zeit entstanden. Wenn Δf nicht zeitveränderlich ist und sich nicht ändert, während die Daten abgetastet werden, kann eine Zeitdifferenz zwischen zwei Eingangsdatenströme eingeführt werden.
Die Auswahlschaltung 30 wählt die DFT-Schaltung 2'a und die MAX-Suchschaltung 3a aus (Schritt 110), und f&sub1;&sub1; wird von einem Datenstrom 1a abgeleitet (Schritt 111).
Die Auswahlschaltung 30 wählt dann die DFT-Schaltung 2'b und die MAX-Suchschaltung 3b aus (Schritt 112), und f&sub1;&sub2; wird von einem Datenstrom 1b abgeleitet (Schritt 113). Fig. 8 zeigt ein Beispiel, bei welchem eine Zeitdifferenz eingeführt wird in die Dezimierung von Eingangsdatenströmen zu den DFT-Schaltungen bei diesem Ausführungsbeispiel.
Durch Einführen der Zeitdifferenz zwischen die Eingangsdatenströme ist die Wechselbeziehung zwischen Rauschen der zwei Eingangsdatenströme kleiner als die Wechselbeziehung, welche von demselben empfangenen Signal abgeleitet ist, der Einfluß des Rauschens wird reduziert, eine fehlerhaft Erfassung wird reduziert und die Schätzung von Δf wird verbessert.

Ausführungsbeispiel 5

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, welches ein Frequenzschätzschaltung zeigt, die einen neuen Datenstrom erzeugt durch Herausziehen von Daten in regelmäßigen Intervallen aus einem quantisierten und abgetasteten Datenstrom und so die Frequenz schätzt. Mit 41 bezeichnet ist eine Dezimierungsschaltung. Die Dezimierungsschaltung 41 zieht Daten in regelmäßigen Intervallen von a Abtastungen von einem Abtastzählwert N in dem Eingangsstrom 1 heraus und erzeugt einen neuen Datenstrom 1'. Hierbei ist a ein Faktor des Abtastzählwertes N. Der Rest der Organisation dieses Ausführungsbeispiels ist identisch mit der der vorhergehenden Ausführungsbeispiele.
Die aus der Dezimierungsschaltung 41, DFT-Schaltung 2' und MAX-Suchschaltung gebildete Organisation wird als eine Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung 51 bezeichnet.
Die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 und Fig. 12 diskutiert.
Die Dezimierungsschaltung (1) 41 zieht Daten in regelmäßigen Intervallen von a Abtastungen von dem Abtastzählwert N in dem Datenstrom 1 heraus, welcher mit einer Abtastperiode Ts abgetastet wird, wodurch ein neuer Datenstrom 1' mit einer Abtastperiode von als erzeugt wird (Schritt 115).
Die DFT-Schaltung 2' wandelt den neuen Datenstrom 1' von einem Zeitachsensignal in ein Frequenzachsensignal um (Schritt 116) und quadriert das Frequenzachsensignal, um ein Leistungsspektrum abzuleiten (Schritt 103). Die MAX-Suchschaltung 3 sucht nach dem Leistungsspektrum mit einem maximalen Pegel und bestimmt die Frequenz f&sub2; des maximalen Leistungsspektrums (Schritt 117).
Fig. 11 zeigt zwei Fälle: in einem Fall wird der neue Datenstrom 1' erzeugt durch Herausziehen von Daten auf einer pro a Abtastungen-Basis aus dem Datenstrom 1 und wird dann der DFT unterzogen, und in dem anderen Fall wird der Datenstrom 1 direkt der DFT unterzogen.
Es werden nun N Abtastungen in dem mit einer Abtastperiode Ts abgetasteten Datenstrom 1 betrachtet. Daten werden herausgezogen auf einer pro a Abtastungen-Basis (a ist Faktor von N) aus dem Datenstrom 1, um den Datenstrom 1' zu erzeugen, welcher eine Abtastperiode gleich der ursprünglichen Abtastperiode mal a hat, der Datenstrom 1' wird von der Zeitachse in die Frequenzachse umgewandelt und das Ergebnis wird mit dem Ergebnis verglichen, das von dem Datenstrom 1, der direkt von der Zeitachse in die Frequenzachse umgewandelt wurde, abgeleitet ist, wodurch gezeigt wird, daß der Beobachtungsbereich für den Datenstrom 1' das 1/a-fache des Beobachtungsbereichs für den Datenstrom 1 ist. Das Frequenzintervall von dem Frequenzachsenumgewandelten Datenstrom 1' bleibt identisch mit dem von dem Frequenzachsenumgewandelten Datenstrom 1.
Fig. 13 illustriert ein spezifischeres Beispiel mit a = 4. Obgleich durch den Dezimierungsprozeß der Beobachtungsbereich des Datenstroms 1' gleich 1/e des Beobachtungsbereichs des Datenstroms 1 wie gezeigt ist, wird Δf innerhalb eines Bereichs geschätzt, der äquivalent dem Beobachtungsbereich des Datenstroms 1 ist, durch Berücksichtigung der Umfaltung in derselben Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 1.
Insbesondere soll f&sub2; die von der MAX-Suchschaltung 3 erfaßte Frequenz darstellen, und fEST wird wie folgt ausgedrückt.
fEST = f&sub2; + m · fS/a (a)
m: eine ganze Zahl, die (fL ≤ f&sub2; + m · fS/a ≤ fU) genügt.
Eine Frequenzberechnungsschaltung 62 ist nicht in der Lage, m in der Gleichung (5) zu bestimmen und gibt somit mehrere Kandidaten aus.

Ausführungsbeispiel 6

Fig. 14 ist ein Blockschaltbild, das eine Frequenzschätzschaltung mit einem TPF zeigt, in welcher der Verteilungsbereich von Δf angenähert bekannt ist, und das TPF wird verwendet, um Komponenten außerhalb des Verteilungsbereichs von Δf abzuschneiden. Wie gezeigt ist, bleiben ein Datenstrom 1, eine Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung 51 und eine Frequenzberechnungsschaltung (3) 62 identisch mit denjenigen, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 5 beschrieben sind, und das TPF 8 ist identisch mit denjenigen, das in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 3 beschrieben ist.
Die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung wird nun diskutiert. Die Frequenzberechnungsschaltung (3) 62 schätzt Δf unter Verwendung von f&sub2; in derselben Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 5, wobei die Bedingung für m in Gleichung (5) wie folgt ist.
m: eine ganze Zahl, welche ( fEST ≤ Durchlaßbandbreite des TPF) genügt.
Somit wird m, das der obigen Bedingung genügt, bestimmt, und fEST wird als Frequenzinformation ausgegeben. Hier ist wieder wie beim Ausführungsbeispiel 1 die Frequenzberechnungsschaltung (3) 62 nicht in der Lage, m in Gleichung (5) zu bestimmen, und gibt somit mehrere Kandidaten aus.

Ausführungsbeispiel 7

Fig. 15 ist ein Blockschaltbild einer Frequenzschätzschaltung, in welcher der Eingangsdatenstrom durch zwei Systeme einer Dezimierungsschaltung für die Frequenzschätzung dezimiert wird. In der Figur sind ein Eingangsdatenstrom 1 und eine Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung 51 identisch mit denjenigen, die in Verbindung mit dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben sind. Mit 61 ist eine Frequenzberechnungsschaltung bezeichnet, welche eine Berechnung auf der Grundlage des Ausgangssignals der Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung 51 durchführt.
Auf die hier in der Figur gezeigte Organisation ist Bezug genommen als auf eine Mehreingangs- Frequenzschätzschaltung.
Die Arbeitsweise der Schätzschaltung wird unter Bezug auf Fig. 16 diskutiert. Die Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung 51 zieht aus dem Datenstrom 1 Daten in Intervallen p und q heraus, welche beide gegenseitig Primen sind, um zwei neue Datenströme 2 zu erzeugen (nachfolgend bezeichnet als Datenstrom 1a und Datenstrom 1b) (Schritt 121).
Der Datenstrom 1a und der Datenstrom 1b werden der DFT unterzogen, und eine Frequenz entsprechend Δf wird innerhalb jedes von Frequenzbeobachtungsbereichen von dem maximalen Wert des Spektrums erfaßt (Schritt 122).
Es sollen f&sub2;&sub1; und f&sub2;&sub2; die erfaßten Frequenzen darstellen, und der geschätzte Wert von Δf wird ausgedrückt unter Berücksichtigung der Umfaltung wie folgt.
fEST = f&sub2;&sub1; + n&sub1; · fS/p (6)
fEST = f&sub2;&sub2; + n&sub2; · fS/q
n&sub1;, n&sub2;: ganze Zahlen, die jeweils (fL ≤ fEST ≤ fU) genügen
Δf wird geschätzt durch Bestimmen von n&sub1;, n&sub2;, die Gleichung (7) genügen.
f&sub2;&sub1; + n&sub1; · fS/p = f&sub2;&sub2; + n&sub2; · fS/q (7)
Die Frequenzberechnungsschaltung (2) 61 löst die Gleichung (7) unter Verwendung von f&sub2;&sub1;, f&sub2;&sub2;, schätzt Δf und gibt einen geschätzten Wert als Frequenzinformation fEST aus (Schritt 123). Hier ist die Frequenzschätzschaltung wieder wie beim Ausführungsbeispiel 1 nicht in der Lage, n&sub1;, n&sub2; in der Gleichung (7) zu bestimmen, und gibt mehrere Kandidaten aus.

Ausführungsbeispiel 8

Fig. 17 ist ein Blockschaltbild, das eine Mehreingangs-Frequenzschätzschaltung 28 mit einem TPF 8 zeigt, in welcher der Verteilungsbereich von Δf angenähert bekannt ist, und das TPF 8 wird verwendet, um Komponenten außerhalb des Verteilungsbereichs von Δf abzuschneiden.
Die Arbeitsweise der Mehreingangs- Frequenzschätzschaltung wird nun diskutiert. Die Frequenzberechnungsschaltung (2) 61 schätzt Δf unter Verwendung von Gleichung (7) in der derselben Weise wie beim Ausführungsbeispiel 7, und die Bedingung für n&sub1;, n&sub2; ist wie folgt.
n&sub1;, n&sub2;: ganze Zahlen, die jeweils (fEST Durchlaßbandbreite des TPF) genügen.
Fig. 18n zeigt ein bestimmtes Beispiel. Daten werden aus dem Datenstrom 1 in Intervallen von drei Abtastungen und vier Abtastungen herausgezogen, um zwei neue Datenströme zu erzeugen, welche dann der DFT unterzogen werden. Da beobachtbare Frequenzbereiche gleich 1/3 und 1/4 der vollen Daten sind (Frequenzauflösung bleibt unverändert), sind die Beobachtungsbereiche gleich f 20 Hz, f ≤ 15 Hz, wenn der Beobachtungsbereich W1 gleich f ≤ 60 Hz ist, wobei die Durchlaßbandbreite des TPF der Beobachtungsbereich W1 ist. Unter der Annahme, daß geschätzte Frequenzen gleich
f&sub2;&sub1; = 15 Hz
f&sub2;&sub2; = -5 Hz
sind, dann ist Gleichung (7)
15 + n&sub1; · 40 = -5 + n&sub2; · 30
durch Lösen der Gleichung (7) gibt die Frequenzberechnungsschaltung (2) 61 das Ergebnis
n&sub1; = 1
n&sub2; = 2
somit
fEST = 55 Hz

Ausführungsbeispiel 9

Fig. 19 ist ein Blockschaltbild, welches das Ausführungsbeispiel gemäß der achten Erfindung der Frequenzschätzschaltung zeigt, Fig. 21 ist ein Diagramm, das ihre Arbeitsweise illustriert, und Fig. 21 ist ein Flußdiagramm, welches die Arbeitsweise zeigt.
In Fig. 19 bezeichnet 70 eine sekundäre Frequenzdetektorschaltung (1), die aus einer DFT-Schaltung 2' und einer MAX-Suchschaltung 3 zusammengesetzt ist, und 63 bezeichnet eine Frequenzberechnungsschaltung (4), welche Δf innerhalb eines Beobachtungsbereichs 1 schätzt unter Verwendung der Frequenzinformation, die von einer Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung ausgegeben wird, und gibt mehrere Frequenzinformationsstücke aus.
Ein Eingangsdatenstrom 1, eine DFT-Schaltung 2', eine MAX-Suchschaltung 3 und eine Frequenzberechnungsschaltung (1) 60 sind identisch mit denjenigen, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 1 beschrieben sind, und die Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung 51 ist identisch mit derjenigen, die in Verbindung mit Ausführungsbeispiel 5 beschrieben ist.
Die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung wird unter Bezugnahme auf Fig. 19 bis Fig. 21 diskutiert. Der Eingangsdatenstrom 1 wird durch die Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung 51 in vorbestimmten Intervallen von a Abtastungen dezimiert, um einen Datenstrom 1' zu erzeugen (Schritt 115), der Datenstrom 1' wird von der Zeitachse in die Frequenzachse umgewandelt, die Frequenz bei dem maximalen Pegel in einem Spektrum wird bestimmt und dann als f&sub2; ausgegeben (Schritt 118). Auf der Grundlage von f&sub2; führt die Frequenzberechnungsschaltung 63 eine Berechnung durch und gibt Frequenzinformationen als fEST aus (Schritt 120).
Es verbleiben Kandidaten innerhalb eines Frequenzbereichs W1. Da der Bereich außerhalb des Frequenzbereichs W1 nun zu beobachten ist unter Ausnutzung des Vorteils der Umfaltung, ist die Anzahl der Kandidaten von Δf gleich a · n, wenn ein Bereich gleich dem nfachen des Beobachtungsbereichs W1 berücksichtigt wird (n: eine ganze Zahl). Die Anzahl von Kandidaten wird durch die folgende Technik reduziert. Wenn der Datenstrom 1 verwendet wird, existiert Δf innerhalb des Beobachtungsbereichs 1 und kann geschätzt werden.
Somit werden zuerst mehrere fEST ist derselben Weise wie beim Ausführungsbeispiel 2 bestimmt. Fig. 20 zeigt ein Beispiel mit a = 4. Die DFT-Schaltung 2' führt eine DFT wieder bei dem Datenstrom 1 durch, aber bei vier Frequenzen, die nur Δf entsprechen, auf der Grundlage von fEST, das von der Frequenzberechnungsschaltung (4) 63 ausgegeben ist, um die Leistungsspektren zu bestimmen. Die MAX-Suchschaltung 3 sucht das Maximum von den vier Leistungsspektren und gibt dann die Frequenz entsprechend dem maximalen Leistungsspektrum aus (zweites von dem am weitesten links in Fig. 20). Dieses Spektrum hat eine Frequenz f&sub1;. Auf diese Weise reduziert die Verwendung der sekundären Frequenzdetektorschaltung (1) 70 die Anzahl von Kandidaten auf 1/a.
Die Frequenzberechnungsschaltung (1) 60 als eine nachfolgende Stufe führt eine Berechnung von Gleichung (5) unter Verwendung von f&sub1; durch, schätzt Δf über einen Bereich einschließlich des Bereichs außerhalb des Beobachtungsbereichs W1 und gibt einen geschätzten Wert als fEST aus (Schritt 106). Hier ist wiederum, wie bereits beschrieben, die Frequenzschätzschaltung nicht in der Lage, m in Gleichung (5) zu bestimmen, und gibt somit mehrere Kandidaten aus.

Ausführungsbeispiel 10

Fig. 22 ist ein Blockschaltbild, das eine Frequenzschätzschaltung mit einem TPF zeigt, in welcher der Verteilungsbereich von Δf angenähert bekannt ist, und das TPF wird verwendet, um Komponenten außerhalb des Verteilungsbereichs von Δf abzuschneiden. Fig. 22 ist ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels 6 der Frequenzschätzschaltung.
In der Figur ist das TPF 8 identisch mit dem mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel 3 beschriebenen, und ein Eingangsdatenstrom 1, eine Dezimierungs- und Frequenzerfassungsschaltung 51, eine Frequenzberechnungsschaltung (1) 60, eine Frequenzberechnungsschaltung (4) 63 und eine sekundäre Frequenzerfassungsschaltung (1) 70 sind identisch mit denjenigen, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 9 beschrieben wurden. Die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung wird diskutiert. Da der Verteilungsbereich von Δf angenähert bekannt ist, ist der Verteilungsbereich von Δf innerhalb der Durchlaßbandbreite des TPF. Daher wird die Berechnung der Frequenzberechnungsschaltung (1) 60 einfach durchgeführt innerhalb der Durchlaßbandbreite des TPF 8. Insbesondere berechnet die Frequenzberechnungsschaltung (1) 60 die Frequenzinformation fEST mit der folgenden Bedingung für m und gibt diese aus.
m: eine ganze Zahl, welche ( fEST ≤ Durchlaßbandbreite des TPF) genügt.

Ausführungsbeispiel 11

Fig. 23 ist ein Blockschaltbild, das die Frequenzerfassungsschaltung (2) gemäß dem Ausführungsbeispiel 11 der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie gezeigt ist, ist mit 44 eine Dezimierungsschaltung (2) bezeichnet, welche Daten aus einem Datenstrom 1 so herauszieht, daß der Abtastzählwert das 1/b-fache von dem des Datenstroms 1 ist, um einen Datenstrom 1" zu erzeugen, und mit 21 ist eine Frequenzerfassungsschaltung (2) bezeichnet, die aus der Dezimierungsschaltung (2) 44 und einer Frequenzerfassungsschaltung 5 zusammengesetzt ist. Die Frequenzerfassungsschaltung ist identisch mit derjenigen, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 1 beschrieben wurde.
Bezug nehmend auf Fig. 24 wird die Arbeitsweise der Frequenzerfassungsschaltung diskutiert. Die Dezimierungsschaltung (2) 44 zieht Daten aufeinanderfolgend so aus dem Datenstrom 1 heraus, daß der Abtastzählwert das 1/b-fache des Datenstroms 1 ist und so der Datenstrom 1" erzeugt wird. Die Frequenzerfassungsschaltung 5 führt eine Zeitachsen/Frequenzachsen- Umwandlung an dem Datenstrom 1" durch, bestimmt die Frequenz des maximalen Wertes für das Leistungsspektrum, um Δf zu ergeben, und gibt einen geschätzten Wert als f&sub3; aus.
Fig. 24 ist ein Vergleichsdiagramm, das das Ergebnis der an dem Datenstrom 1 durchgeführten DFT-Operation mit dem Ergebnis der an dem Datenstrom 1", welcher durch Dezimieren des Datenstroms 1 abgeleitet ist, um den 1/b-fachen Abtastzählwert des Datenstroms 1 zu erhalten, durchgeführten DFT-Operation vergleicht.
In Fig. 24 zeigt (a) den Datenstrom 1 mit N Abtastungen mit einer Abtastperiode von TS. (b) zeigt den Datenstrom 1", welcher erhalten wurde durch aufeinanderfolgendes Dezimieren des Datenstrom 1, um das 1/bfache des Datenstroms 1 zu erhalten. (c) und (d) zeigen die Ergebnisse von DFT-Operationen, welche an dem Datenstrom 1 und dem Datenstrom 1" durchgeführt wurden. Diese Ergebnisse sind der Eigenschaft der DFT zuzuschreiben.
Das DFT-Ergebnis des Datenstroms 1" ist das 1/TS- fache des DFT-Ergebnisses des Datenstroms 1 hinsichtlich des Beobachtungsbereichs, aber das Frequenzintervall des DFT-Ergebnisses des Datenstroms 1" ist b/NTS, welches das b-fache von dem des Datenstroms 1 ist.
Daher reduziert die Dezimierungsoperation die Rechenlast und die Frequenzerfassungsschaltung 5 präsentiert eine geringere Frequenzschätzgenauigkeit in dem DFT-Ergebnis des Datenstroms 1" als in dem DFT- Ergebnis des Datenstroms 1, und die Frequenzerfassungsschaltung (2) 21 bei diesem Ausführungsbeispiel ist geeignet für eine angenäherte Schätzung der Frequenz.

Ausführungsbeispiel 12

Fig. 25 ist ein Blockschaltbild, das die Frequenzerfassungsschaltung gemäß dem 12. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Es sind eine Dezimierungsschaltung (2) 44, eine Frequenzerfassungsschaltung 5 und eine sekundäre Frequenzerfassungsschaltung (2) 71 gezeigt. Die diese Komponente aufweisende Organisation wird als eine Frequenzerfassungsschaltung (3) 22 bezeichnet.
Fig. 26 illustriert die Operation der Frequenzerfassungsschaltung, und Fig. 27 ist ein Flußdiagramm der Arbeitsweise. In Fig. 25 ist mit 71 die sekundäre Frequenzerfassungsschaltung (2) 71 bezeichnet, die aus der DFT-Schaltung 2" und der MAX-Suchschaltung 3 zusammengesetzt ist, und die Dezimierungsschaltung (2) 44 und die Frequenzerfassungsschaltung 5 sind identisch mit denjenigen, die in Verbindung mit Ausführungsbeispiel 11 beschrieben wurden.
Bezug nehmend auf Fig. 25 bis Fig. 27 wird die Arbeitsweise der Frequenzdetektorschaltung diskutiert. Die Dezimierungsschaltung (2) 44 dezimiert den Datenstrom 1 um das 1/b-fache, um einen Datenstrom 1" in derselben Weise wie beim Ausführungsbeispiel 11 zu erzeugen (Schritt 127). Die Frequenzerfassungsschaltung 5 unterzieht den Datenstrom 1" der DFT, bestimmt die Frequenz des maximalen Leistungspegelspektrums und gibt die Frequenzinformation f&sub3; aus (Schritt 128).
Die sekundäre Frequenzschätzschaltung (2) 71 unterzieht f&sub3;, die auf der Grundlage des DFT-Ergebnisses des Datenstroms 1" geschätzt wurde, und den Datenstrom 1 in der Nähe von f&sub3; der DFT und gibt das Ergebnis der Frequenzschätzung als Frequenzinformation fEST aus (Schritt 129).
Fig. 26 zeigt ein Beispiel der Arbeitsweise mit b = 4. Da, wie gezeigt ist, das Frequenzintervall vervierfacht ist als ein Ergebnis der Dezimierung in dem DFT-Ergebnis durch die Frequenzerfassungsschaltung 5, führt die sekundäre Frequenzerfassungsschaltung (2) 71 eine neue Frequenzschätzung in dem Datenstrom 1 bei Frequenzen in der Nähe von f&sub3; (insgesamt von 9 Frequenzen f&sub3;-1 ~ f&sub3;+1 in Fig. 26) durch. Bei der sekundären Schätzung wird das Frequenzintervall geviertelt, und die Schätzung bietet eine höhere Genauigkeit im Vergleich mit der Schätzung des Datenstroms 1".

Ausführungsbeispiel 13

Fig. 28 ist ein Blockschaltbild der Frequenzschätzschaltung, bei welcher das vorhergehende Ausführungsbeispiel 12 in das Ausführungsbeispiel 1 eingesetzt wurde. Es sind ein Eingangsdatenstrom 1, eine Frequenzerfassungsschaltung (3) 22 und eine Frequenzberechnungsschaltung (1) 60 gezeigt. Fig. 29 ist ein Flußdiagramm, welches die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung zeigt.
Die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung wird nun diskutiert. Die Frequenzerfassungsschaltung (3) 22 erzeugt einen Datenstrom 1" durch Dezimieren des Eingangsdatenstroms 1 derart, daß der Datenstrom 1" einen Abtastzählwert hat, der das 1/b-fache des Abtastzählwertes N des Eingangsdatenstroms 1 ist (Schritt 127), der Datenstrom 1" wird dann der Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung unterzogen, die Frequenz des maximalen Leistungspegelspektrums wird bestimmt und somit wird f&sub3; bestimmt (Schritt 128).
DFT wird wieder nur in der Nähe von f&sub3; durchgeführt und die Frequenzinformation wird als fEST ausgegeben (Schritt 129). Die Frequenzberechnungsschaltung (1) 60 schätzt Δf in Anbetracht der Umfaltung in derselben Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 1, und die Frequenzinformation fEST wird geschätzt (Schritt 130).

Ausführungsbeispiel 14

Fig. 30 ist ein Blockschaltbild, welches die Frequenzschätzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Beschrieben ist hier das Ausführungsbeispiel, bei welchem die vorbeschriebene Frequenzerfassungsschaltung, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 11 oder dem Ausführungsbeispiel 12 beschrieben wurde, in die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 10 beschriebene Frequenzschätzschaltung eingesetzt ist.
Wie gezeigt ist, sind der Eingangsdatenstrom 1, die Frequenzberechnungsschaltung (1) 60, die Frequenzschätzschaltung (4) 63 und die sekundäre Frequenzerfassungsschaltung (2) 71 identisch mit denjenigen, die in Verbindung mit Ausführungsbeispiel 10 beschrieben wurden, die Dezimierungsschaltung (1) 41 ist identisch mit derjenigen, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 5 beschrieben wurde, und die Frequenzerfassungsschaltung 5 und die Dezimierungsschaltung (2) 44 sind identisch mit denjenigen, die in Verbindung mit Ausführungsbeispiel 11 beschrieben wurden.
Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf Fig. 30 diskutiert. Indem dem Eingangsdatenstrom 1 ermöglicht wird, durch die Dezimierungsschaltung (1) 41 und die Dezimierungsschaltung (2) 44 hindurchzugehen, wird ein neuer Datenstrom erzeugt. Wenn der neue Datenstrom der DFT unterzogen wird, werden sowohl die Charakteristik 1 als auch die Charakteristik 2 der DFT, die bereits beschrieben wurde, auf das DFT-Ergebnis angewendet, und wenn die von der Frequenzerfassungsschaltung geschätzte Frequenz mit dem DFT-Ergebnis des Eingangsdatenstroms verglichen wird, ist die einbezogene Rechenlast kleiner, die geschätzte f wird in dem Beobachtungsbereich W2 entartet und ihre Unterscheidung ist schlecht.
Aus diesem Grund führt die sekundäre Frequenzerfassungsschaltung (2) 71 eine neue Frequenzschätzung durch unter Verwendung des Eingangsdatenstroms 1 in der Nähe der von der Frequenzberechnungsschaltung (4) 63 geschätzten Frequenz, und schätzt dann die Frequenzinformation fEST. Die Reihenfolge der Anordnung ist nicht wichtig dahingehend, daß die Dezimierungsschaltung (1) 41 vor der Dezimierungsschaltung (2) 44 angeordnet werden kann und umgekehrt, oder beide Schaltungen können die Dezimierung gleichzeitig durchführen.

Ausführungsbeispiel 15

Fig. 31 ist ein Blockschaltbild, welches die Frequenzschätzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Hier beschrieben ist das Ausführungsbeispiel, bei welchem die sekundäre Frequenzerfassungsschaltung, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 2 beschrieben wurde, in die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 7 beschriebene Frequenzschätzschaltung eingesetzt ist.
Wie gezeigt ist, sind eine Dezimierungs- und Frequenzerfassungsschaltung 51, eine Frequenzberechnungsschaltung (2) 63 und eine Mehrfacheingangs- Frequenzschätzschaltung 2'8 identisch mit denjenigen, die bei dem Ausführungsbeispiel 7 beschrieben wurden, Die sekundäre Frequenzschätzschaltung (2) 71 ist identisch mit der, die bei dem Ausführungsbeispiel 12 beschrieben wurde, und die Frequenzberechnungsschaltung (1) 4 ist identisch mit der, die bei dem Ausführungsbeispiel 4 beschrieben wurde.
Die Arbeitsweise der Frequenzschätzschaltung wird nun mit Bezug auf Fig. 31 diskutiert. Zwei Dezimierungs- und Frequenzerfassungsschaltungen 51 dezimieren den Eingangsdatenstrom 1 bei zwei verschiedenen Intervallen, welche gegenseitig Primen sind, um Datenströme 2 zu erzeugen. Jeder Datenstrom wird ein Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung unterzogen, und Frequenzen in der Nähe der Frequenzen von maximalen Leistungspegelspektren in den Datenspektren 2 werden ausgegeben, und Frequenzen entsprechend mehreren Leistungsspektren von dem Leistungsspektrum des höchsten Pegel als f&sub2;&sub1; und f&sub2;&sub2; ausgegeben. Die Frequenzberechnungsschaltung 61 berechnet die Gleichung (7) unter Verwendung von f&sub2;&sub1;, f&sub2;&sub2; und gibt mehrere Frequenzinformationen f&sub1; aus.
In Abhängigkeit von der Zeitachsen/Frequenzachsen- Umwandlung des Eingangsdatenstroms 1 sucht die sekundäre Frequenzschätzschaltung (2) 71 Leistungsspektren in der Nähe der Frequenzinformation f&sub1; von der Frequenzberechnungsschaltung 61, um die Frequenz des Leistungsspektrums mit maximalem Wert zu finden und dann auszugeben. Die Frequenzberechnungsschaltung (1) 60 berechnet Gleichung (2) auf der Grundlage der Frequenzinformation, um die Frequenz außerhalb des Beobachtungsbereichs 1 zu schätzen, und gibt dann die geschätzte Frequenzinformation fEST aus.

Ausführungsbeispiel 16

Fig. 32 zeigt das Ausführungsbeispiel, welches aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel mit einem hinzugefügten TPF 8 gebildet ist, worin dessen Frequenzversetzung angenähert bekannt ist.
Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels wird nun unter Bezug auf Fig. 32 diskutiert. Die Arbeitsweise der Mehrfacheingangs-Frequenzerfassungsschaltung 28 und der sekundären Frequenzerfassungsschaltung (2) 71 ist identisch mit der des vorhergehenden Ausführungsbeispiels. Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt, da der Verteilungsbereich des Trägers angenähert bekannt ist, die Frequenzschätzschaltung eine annehmbare Frequenzschätzung innerhalb des Beobachtungsbereichs, der bestimmt durch eine Abtastperiode, bei welcher der Eingangsdatenstrom 1 abgetastet wird.
Die Frequenzberechnungsschaltung (1) berechnet Gleichung (2) auf der Grundlage der Ausgangsinformationen von der Mehrfacheingangs-Frequenzerfassungsschaltung 28 mit der folgenden Bedingung für m und gibt fEST aus.
m: eine ganze Zahl, welche ( fEST ≤ Durchlaßbandbreite des TPF) genügt.

Ausführungsbeispiel 17

Fig. 33 ist ein Blockschaltbild der Frequenzerfassungsschaltung, welche eine Frequenzinterpolationsschaltung enthält. Die Figur zeigt das Ausführungsbeispiel, bei welcher eine Frequenzinterpolationsschaltung in die Detektorschaltung des Ausführungsbeispiels 1 eingesetzt ist.
Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels wird nun diskutiert. Die DFT-Schaltung 2' und die MAX- Suchschaltung 3 führen eine Frequenzschätzung unter Verwendung des Leistungsspektrums des Eingangsdatenstroms 1 durch. Obgleich die Frequenz, welche ein maximales Leistungsspektrum ergibt, herkömmlicherweise als Frequenzinformation f&sub1; ausgegeben wird, ist die Frequenz, welche als ein Ergebnis der DFT beobachtet werden kann, ein diskreter Wert, und ein Schätzfehler tritt auf, wenn Δf nicht mit Frequenzpunkt der Beobachtung übereinstimmt.
Aus diesem Grund wird, um die Frequenz mit einem höheren Genauigkeitspegel zu schätzen, die von dem maximalen Leistungsspektrum abgeleitete Ausgangsfrequenz der MAX-Suchschaltung 3 interpoliert. Als ein Beispiel der Interpolation wird hier Lagrange's sekundäre Interpolation verwendet. Fig. 34 zeigt den Vorgang der Interpolation. In Fig. 34 wird angenommen, daß f&sub1; bei einem Maximum ist.
Eine Frequenzinterpolationsschaltung 20 interpoliert zwischen drei Leistungswerten, einem Leistungswert bei f&sub1; und Leistungswerten an zwei Punkten (f&sub1;-1, f&sub1;±1) benachbart f&sub1;, und schätzt dann die Frequenz, von der angenommen wird, daß sie den wahren Spitzenleistungswert ergibt. Die Frequenzinterpolationsschaltung 20 führt eine Interpolation auf diese Weise durch und gibt von neuem die sich aus der Interpolation ergebende Frequenz als f&sub1; aus.

Ausführungsbeispiel 18

Fig. 35 ist ein Blockschaltbild einer AFC-Schaltung als das Ausführungsbeispiel 11 gemäß der elften Erfindung, bei welcher die Frequenzschätzschaltung eingefügt ist. Wie gezeigt ist, sind ein Eingangsdatenstrom 1 und eine Frequenzschätzschaltung 4 identisch mit denjenigen, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 1 beschrieben wurden. Es sind auch ein Frequenzkorrekturblock 7 zum Korrigieren eines empfangenen Signals und eine Bestimmungsschaltung 2'9 zum Bestimmen der Synchronisierung gezeigt.
Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels wird nun unter Bezug auf das Flußdiagramm in Fig. 36 diskutiert.
Die Frequenzschätzschaltung 4 führt eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung an dem Eingangsdatenstrom 1 durch, um ein Leistungsspektrum zu bestimmen, und bestimmt die Frequenz entsprechend der maximalen Leistung, berechnet eine vorbestimmte Gleichung (Gleichung (2) in diesem Fall), um Δf zu schätzen, und gibt mehrere Frequenzinformationen fEST aus (Schritt 132).
Der Frequenzkorrekturblock 7 entfernt Δf aus dem Eingangsdatenstrom 1 unter Verwendung der mehreren Frequenzinformationen fEST (Schritt 133), um mehrere demodulierte Datenströme zu erzeugen. Die Bestimmungsschaltung 2'9 bestimmt die Synchronisierung der Frequenz unter Verwendung der mehreren demodulierten Datenströme, die von dem Frequenzkorrekturblock ausgegeben werden (Schritt 134), und gibt deren Bestimmungsergebnis zu dem Frequenzkorrekturblock aus. Der Frequenzkorrekturblock 7 wird nun weiter im Einzelnen diskutiert. Fig. 37 zeigt ein Beispiel für die Organisation des Frequenzkorrekturblocks 7. fEST-Δθ- Wandler 81 bestimmt Δf basierend auf fEST, die von der Frequenzschätzschaltung 4 ausgegeben wird. Eine Umkehrphasen-Generatorschaltung 82 bestimmt einen umgekehrten Phasenwinkel der Drehung an jedem Abtastpunkt unter Verwendung von Δf, die durch den fssT-Δθ-Wandler 81 bestimmt wurde.
Eine Phasenumkehr-Drehschaltung 83 entfernt einen Wert der Phasenänderung aus dem empfangenen Datenstrom auf der Grundlage des Eingangsdatenstroms 1 und des Drehwinkels entsprechend den jeweiligen Daten. Δf wird auf diese Weise entfernt. Als zu demodulierende Daten wird das empfangene Signal ohne Δf zu der Bestimmungsschaltung 29 und einem Demodulatorblock in der nächste Stufe ausgegeben.
Als Nächstes wird Δf aus dem empfangenen Signal 1 entfernt auf der Grundlage mehrerer Frequenzinformationen fEST, um mehrere Datenströme zu erzeugen. Ein Verfahren zum Entfernen von Δf wird als Nächstes diskutiert.
Da das empfangene Signal ein Pilotsignal (unmoduliertes Signal) ist, ist die Phase des empfangenen Signals gleich 0 mit Δf = 0 ungeachtet der Abtastzeiten (TS). Wenn Δf ≠ 0 ist, ändert sich jedoch die Phase des empfangenen Signal mit der Zeit, wie in Fig. 39 gezeigt ist, und der Wert der Phasenänderung Δθ ist
θΔ = Δf · 360 · TS
θΔ: Phasenänderung pro Abtastung (Grad)
Δf: Geschätzte Frequenzversetzung (Hz)
TS: Abtastperiode (Sekunden)
Da die Phasenänderung bestimmt wird durch Bestimmen unter Verwendung der Frequenzinformationen fEST, die von der Frequenzschätzschaltung geschätzt wurden, und der Abtastperiode TS, wird die Phasen bei jedem Symbol gleich 0, wenn die Phasenänderung bei jedem Symbol zurückgeführt wird. Der Frequenzkorrekturblock 7 bestimmt so θΔ auf der Grundlage von fEST, die von der Frequenzschätzschaltung 4 geschätzt wurde. Eine komplexe Multiplikationsschaltung wird verwendet, um die Phasen an jedem Abtastpunkt zu korrigieren, wie in Fig. 44 gezeigt ist. Der so korrigierte Datenstrom wird zu der späteren Stufe ausgegeben.
Ein Beispiel des Bestimmungsverfahrens wird nun diskutiert. Eine bekannte Mustererfassung wie eine UW- Erfassung wird durchgeführt. Da der Verteilungsbereich von Δf im Allgemeinen endlich ist (fL ≤ Δf ≤ fU), ist m in Gleichung (2) eine endliche Zahl. Es wird angenommen, daß die Anzahl von mehreren Frequenzinformationen, die von der Frequenzschätzschaltung 4 ausgegeben werden, gleich K ist, und daß diese Stücke von Frequenzinformationen gleich fEST1 ~ fESTK sind.
Der Frequenzkorrekturblock 7 erzeugt einen demodulierten Datenstrom durch Entfernen von Δf entsprechend fEST1 aus den empfangenen Daten und gibt diesen zu der Bestimmungsschaltung 29 aus. Die Bestimmungsschaltung 29 erfaßt ein bekanntes Muster, welches in dem System wie UW in dem demodulierten Datenstrom verwendet wird. Wenn kein Muster erfaßt wird, gibt die Bestimmungsschaltung 29 ein Nichterfassungssignal zu dem Frequenzkorrekturblock 7 aus.
Bei Empfang des Nichterfassungssignals gibt der Frequenzkorrekturblock 7 einen demodulierten Datenstrom aus, welcher erzeugt wird durch Entfernen von Δf entsprechend der nächsten Frequenzinformation fEST2 aus dem empfangenen Signal. Dieser Vorgang wird wiederholt bis ein bekanntes Muster erfaßt wird.
Wenn das bekannte Muster erfaßt wird, gibt die Bestimmungsschaltung 29 ein erfaßtes Signal zu dem Frequenzkorrekturblock 7 aus. Wenn der Frequenzkorrekturblock 7 das erfaßte Signal empfängt, fixiert er eine zu korrigierende Frequenz mit einer dieser entsprechenden Frequenz und korrigiert danach mit der Frequenz. Wenn kein bekanntes Muster in Verbindung mit allen K Kandidaten erfaßt wird, wird die AFC- Operation als fehlgeschlagen betrachtet.
Die AFC-Schaltung nach dem Stand der Technik kann Δf nur innerhalb des beobachtbaren Bereichs schätzen. Somit hat die AFC-Schaltung nach dem Stand der Technik den Nachteil, daß sie keine Frequenzschätzung durchführen kann, wenn Δf groß ist und außerhalb des beobachtbaren Bereichs, selbst ohne Einfluß von Rauschen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch der beobachtbare Bereich unendlich und Δf wird fehlerfrei geschätzt ohne Einfluß von Rauschen oder dergleichen, und eine hochgenaue und zuverlässige Synchronisation wird hergestellt.

Alternatives Ausführungsbeispiel 1

Bei dem Ausführungsbeispiel 9 und dem Ausführungsbeispiel 10 wird der Datenstrom 1' verwendet, um Δf innerhalb des Beobachtungsbereichs W2 zu schätzen, und mehrere Kandidaten für Δf innerhalb des Beobachtungsbereichs W1 werden durch die Frequenzberechnungsschaltung (1) 60 geschätzt, die DFT wird nur für diese mehreren Frequenzen durch die sekundäre Frequenzschätzschaltung (1) 70 durchgeführt, und fEST innerhalb des Beobachtungsbereichs W1 wird bestimmt, und die Verwendung der Charakteristik 1 der DFT steht unter Bedingung, daß a ein Faktor des Abtastzählwertes N sein muß.
Es wird hier das Ausführungsbeispiel beschrieben, bei welchem a nicht ein Faktor des Abtastzählwertes N ist.
Fig. 41 zeigt das DFT-Ergebnis, wenn a nicht ein Faktor des Abtastzählwertes N ist. Die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 41 diskutiert. Wenn a nicht ein Faktor des Abtastzählwertes N ist, kann N nicht durch a geteilt werden, und wenn eine Datenextraktion von der ersten Abtastung an in Intervallen von a Abtastungen durchgeführt wird, verbleiben d Daten an dem Ende des Datenstroms (d < a), eine Beobachtungszeitlänge für die DFT wird verkürzt und die Beobachtungszeitlänge wird ausgedrückt durch Gleichung (8).
N' · TS = (N - d) · TS (8)
Als eine Folge wird das Frequenzintervall länger und kann durch Gleichung (9) wie folgt ausgedrückt werden.
1 / (N' · TS) = 1 / {(N - d) · TS} (9)
Da der Frequenzpunkt der Beobachtung mit dem Datenstrom 1', der der DFT unterzogen wurde, verschieden ist von dem Frequenzpunkt der Beobachtung mit dem Datenstrom 1, der der DFT unterzogen wurde, kann auf diese Weise die sekundäre Frequenzschätzschaltung (1) 70 nicht die Frequenz beobachten, welche dem geschätzten Wert fEST mit dem Datenstrom 1' entspricht. Daher führt in einem solchen Fall die sekundäre Frequenzschätzschaltung (1) 70 die DFT bei dem Datenstrom 1 bei mehreren Beobachtungspunkten in der Nähe von fEST durch.

Alternatives Ausführungsbeispiel 2

Bei dem Ausführungsbeispiel 7 und dem Ausführungsbeispiel 8 ist ebenfalls die Verwendung der Charakteristik 1 der DFT unter der Bedingung, daß a ein Faktor des Abtastzählwertes N ist.
Es wird hier das Ausführungsbeispiel beschrieben, bei welchem a nicht ein Faktor des Abtastwertes N ist. Wenn a nicht ein Faktor des Abtastwertes N in beiden Dezimierungsschaltungen 41 oder einer der Dezimierungsschaltungen 41 ist, wird das Frequenzintervall durch Gleichung (9) ausgedrückt, geschätzte Werte f&sub2;&sub1;, f&sub2;&sub2; von zwei Dezimierungs- und Frequenzerfassungsschaltungen sind solche über unterschiedliche Frequenzintervalle, und somit existieren n&sub1;, n&sub2;, welche der Gleichung (5) genügen, nicht.
In einem solchen Fall verwendet die Frequenzberechnungsschaltung (2) 63 die Gleichung (10), welche gegenüber Gleichung (5) modifiziert ist, um n&sub1;, n&sub2; zu bestimmen.
f&sub2;&sub1; + n&sub1; · f/p f&sub2;&sub2; + n&sub2; · f/q (10)

Alternatives Ausführungsbeispiel 3

Bei dem Ausführungsbeispiel 18 ist die AFC-Schaltung in der Form eines Typs ohne Rückkopplung angeordnet, aber alternativ kann sie in der Form des Rückkopplungstyps angeordnet sein.
Eine derartige Anordnung ist in Fig. 42 gezeigt.
In Fig. 42 multipliziert ein Mischer 18 das Ausgangssignal eines Oszillators für eine Herabsetzung (nachfolgend als D/C bezeichnet) mit einem empfangenen Eingangssignal, um Δf aus dem empfangenen Signal zu entfernen, und ein D/C-Oszillator 19 gibt die Frequenz entsprechend der von der Frequenzschätzschaltung 4 ausgegebenen Frequenzinformation fEST aus, und die Frequenzschätzschaltung 4 und eine Bestimmungsschaltung 29 sind identisch mit denjenigen, die in Verbindung mit Ausführungsbeispiel 18 beschrieben wurden.
In derselben Weise wie beim Ausführungsbeispiel 18 schätzt die Frequenzschätzung 4 Δf und gibt mehrere Frequenzinformationen aus. Der D/C-Oszillator 19 gibt die Frequenz entsprechen den Frequenzinformationen aus, und der Mischer 18 multipliziert das Ausgangssignal von dem D/C-Oszillator 19 mit dem eingegebenen empfangenen Signal, um Δf aus dem empfangenen Signal zu entfernen. Die Bestimmungsschaltung 29 bestimmt die Synchronisierung der Frequenz unter Verwendung des demodulierten Datenstroms, der von dem Mischer 18 ausgegeben wurde, und gibt ihr Bestimmungsergebnis aus.
Danach wird die Bestimmung der Synchronisation der Frequenz in derselben Weise wie beim Ausführungsbeispiel 18 durchgeführt.

Alternatives Ausführungsbeispiel 4

Bei der Frequenzschätzung bei dem Ausführungsbeispiel 2 ~ Ausführungsbeispiel 4, Ausführungsbeispiel 7, Ausführungsbeispiel 8, Ausführungsbeispiel 15 und Ausführungsbeispiel 16 werden zwei Verarbeitungen durchgeführt und eine Erhöhung der Anzahl der Verarbeitungen kann den Erfassungsfehler reduzieren und ermöglichen, daß Δf mit einem guten Genauigkeitspegel geschätzt wird.
Obgleich bei diesen Ausführungsbeispielen die Verarbeitungen parallel sind, kann es möglich sein, daß eine einzelne Dezimierungs- und Frequenzschätzschaltung mehreren Verarbeitungen durchführt unter Verwendung von Puffern, wenn die Verarbeitungszeit kein Problem darstellt. Auf diese Weise kann die Dezimierungs- und Frequenzschätzschaltung eine einzelne Anordnung sein und ihre Ausbildung wird vereinfacht.

Alternatives Ausführungsbeispiel 5

Das TPF ist beim Ausführungsbeispiel 3, Ausführungsbeispiel 6, Ausführungsbeispiel 8, Ausführungsbeispiel 10, Ausführungsbeispiel 14 und Ausführungsbeispiel 16 vorgesehen, um Komponenten außerhalb des Bandes des Signals zu entfernen, aber ein derartiges TPF ist nicht erforderlich, wenn das Umfaltungsrauschen und Rauschen innerhalb des gewünschten Beobachtungsbereichs vernachlässigbar gering sind (mit einem ausgezeichneten Rauschabstand). Eine derartige Anordnung vereinfacht die Konstruktion von jedem der obigen Ausführungsbeispiele.

Alternatives Ausführungsbeispiel 6

Bei dem Ausführungsbeispiel 18 werden der Frequenzkorrekturprozeß und der Bestimmungsprozeß wiederholt zu fEST1 ~ fESTK, bis ein bekanntes Muster erfaßt wird, und wenn die Verteilung der Frequenzversetzung Δf irgendein besonderes Merkmal hat, kann der Prozeß in der Reihenfolge durchgeführt werden, welcher für das Merkmal geeignet ist.
Z. B. ist die Verteilung von Δf in der Nähe von 0, die Verarbeitung kann zuerst mit Frequenzen entsprechend fEST nahe bei 0 durchgeführt werden, und dann kann fEST in der Reihenfolge der größeren Entfernung von 0 für die Verarbeitung ausgewählt werden. Auf diese Weise wird die Zeit zum Suchen von Δf verkürzt, und hierdurch wird die Zeit zum Herstellen der Synchronisierung entsprechend verkürzt.

Alternatives Ausführungsbeispiel 7

Bei dem Ausführungsbeispiel 18 werden, wenn ein bekanntes Muster einmal erfaßt wird, die verbleibenden Kandidaten nicht dem Frequenzkorrekturprozeß und dem Bestimmungsprozeß unterzogen. Da eine Möglichkeit der Erfassung eines Fehlers unter dem Einfluß von Rauschen besteht, können der Frequenzkorrekturprozeß und der Bestimmungsprozeß an den verbleibenden Kandidaten durchgeführt werden, selbst wenn das bekannte Muster bei einer Frequenz erfaßt wird.
Wenn das bekannte Muster nur in einem einzigen Kandidaten gefunden wird, fixiert der Frequenzkorrekturblock 7 bei Empfang des erfaßten Signals eine zu korrigierende Frequenz mit einer dieser entsprechenden Frequenz und korrigiert danach mit der Frequenz. Wenn das bekannte Muster in mehreren Kandidaten gefunden wird, kann die Bestimmung der Frequenz dem Demodulatorblock in der nachfolgenden Stufe überlassen werden. auf diese Weise wird ein Erfassungsfehler aufgrund von Rauschen oder dergleichen vermieden, und Δf wird mit einer verbesserten Genauigkeit geschätzt.
Obgleich dieses Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der AFC-Schaltung, in welche das Ausführungsbeispiel 1 eingefügt ist, beschrieben wurde, kann ein Erfassungsfehler aufgrund von Rauschen oder dergleichen gesteuert werden, wenn die Frequenzschätzschaltung bei den Ausführungsbeispielen 2 bis 17 verwendet wird, und Δf wird in gleicher Weise mit einer verbesserten Genauigkeit geschätzt.
Wie vorbeschrieben ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung durchgeführt und eine Frequenzinformation wird geschätzt auf der Grundlage mehrerer Kandidaten von Δf auf den Frequenzen des maximalen Leistungsspektrums, und hierdurch können die Frequenzen in einem herkömmlicher Weise nicht beobachtbaren Bereich (außerhalb des beobachtbaren Bereichs) beobachtet werden, und ein weiterer Frequenzbereich als beim System nach dem Stand der Technik wird beobachtet mit einer unverändert bleibenden Datenmenge.
Eine Frequenzschätzung wird durchgeführt in unterschiedlichen Beobachtungsbereichen durch Verwendung mehrerer Datenströme, die mit unterschiedlichen Abtastgeschwindigkeiten abgetastet werden, und hierdurch wird Δf in einem herkömmlicher Weise beobachtbaren Bereich geschätzt innerhalb des Beobachtungsbereichs mit einer geringeren Datenmenge, indem eine Umfaltung in mehreren Frequenzinformationen berücksichtigt wird, und weiterhin wird mit Berücksichtigung der Umfaltung ein weiterer Frequenzbereich beobachtet als bei dem bekannten System mit einer unverändert bleibenden Datenmenge.
Da im Verlauf der Frequenzschätzung eine Zeitdifferenz zwischen zwei Datenströmen, die bei der Frequenzschätzung zu verwenden sind, eingeführt wird, ist eine Wechselbeziehung des Rauschens zwischen den beiden Datenströmen klein im Vergleich mit der, die sich aus der Dezimierung desselben Datenstroms 1 ergibt, und der Einfluß von Rauschen wird reduziert, das Auftreten eines Erfassungsfehlers wird verringert und eine genauere Δf wird hierdurch geschätzt.
Indem der Dezimierungsschaltung ermöglicht wird, den Eingangsdatenstrom bei der Frequenzschätzung zu dezimieren, wird Δf innerhalb des Beobachtungsbereichs mit einer kleineren Datenmenge als der bei dem System nach dem Stand der Technik geschätzt, und weiterhin wird derselbe Vorteil wie bei der ersten Erfindung erhalten, wobei die Umfaltung berücksichtigt wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, werden mehrere Dezimierungsschaltungen verwendet, um eine Frequenzschätzung in verschiedenen Frequenzbereichen durchzuführen, und eine Umfaltung wird in mehreren Frequenzinformationen berücksichtigt, und somit wird Δf innerhalb des Beobachtungsbereichs mit einer kleineren Datenmenge als der bei dem System nach dem Stand der Technik geschätzt, und weiterhin wird derselbe Vorteil wie bei der ersten Erfindung erhalten unter Berücksichtigung der Umfaltung.
Weiterhin wird, wie vorstehend beschrieben ist, derselbe Vorteil wie bei der vierten Erfindung erhalten; und weiterhin werden alle Daten zur Durchführung einer neuen Frequenzschätzung verwendet, und hierdurch wird ein einziger Frequenzkandidat erhalten. In Anbetracht der Umfaltung wird derselbe Vorteil wie bei der ersten Erfindung erhalten.
Darüber hinaus ermöglicht, wie vorstehend beschrieben ist, die Verwendung der Dezimierungsschaltung eine grobe Frequenzschätzung mit einer kleineren Datenmenge.
Eine Frequenzschätzung wird mit einer kleineren Datenmenge durchgeführt, nachdem der Datenstrom dezimiert ist, alle Daten werden erneut einer Frequenzschätzung unterzogen, und somit wird eine hohe Unterscheidungsfrequenzschätzung mit einer kleinen Verarbeitungsmenge durchgeführt.
Da das Frequenzerfassungsergebnis von der Frequenzschätzschaltung frequenzinterpoliert wird, wird die Frequenzschätzung mit einem hohen Genauigkeitspegel durchgeführt.
In der AFC-Schaltung, die das empfangene Signal, den Eingangsdatenstrom, demoduliert, werden mehrere Schätzvorrichtungen verwendet, um die Synchronisation zu bestimmen, und eine Frequenzschätzung wird in einem weiten Bereich durchgeführt und eine hochgenaue und zuverlässige Synchronisierung wird hergestellt.

Claims

1. Frequenzschätzschaltung, welche aufweist: eine Frequenzdetektorschaltung (5) mit einer Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung (2) zum Umwandeln eines Datenstromes (1), der durch Abtasten eines empfangenen Signals auf einer Zeitachse erhalten wurde, in ein Leistungsspektrum auf einer Frequenzachse, und einer MAX- Suchschaltung (3) zum Suchen der Frequenz entsprechend dem maximalen Wert des Leistungsspektrums in dem durch eine Abtastfrequenz bestimmten Beobachtungsfrequenzbereich, und einer Frequenzberechnungsschaltung (60) zum Schätzen der Frequenzverschiebung des Trägers des empfangenen Signals durch Berechnung auf der Grundlage der von der Frequenzdetektorschaltung bestimmten Frequenz und zum Ausgeben von Frequenzinformationen, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzdetektorschaltung (5) mehrere Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltungen (2a, 2b) zum Umwandeln mehrerer Eingangsdatenströme, die durch Abtasten des empfangenen Signals mit mehreren unterschiedlichen Abtastgeschwindigkeiten in Leistungsspektren auf einer Frequenzachse gemäß den jeweiligen Eingangsdatenströmen (1a, 1b) erhalten wurden, und mehrere der MAX-Suchschaltungen (3a, 3b) entsprechend den mehreren Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltungen zum Bestimmen der Frequenzen entsprechend den maximalen Werten der Leistungsspektren, die durch die jeweiligen Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltungen umgewandelt wurden, wodurch die Frequenzberechnungsschaltung die Frequenzverschiebung des Trägers des empfangenen Signals durch Berechnung auf der Grundlage der von der Frequenzdetektorschaltung bestimmten Frequenzen schätzt, und zum Ausgeben der Frequenzinformationen, aufweist.

2. Frequenzschätzschaltung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Filtervorrichtungen (8a, 8b) mit Übertragungsfunktionen, welche einem Signal innerhalb des Beobachtungsfrequenzbereiches ermöglichen, durch sie hindurchzugehen, wodurch die mehreren Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltungen (2a, 2b) eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung bei den Datenströmen durchführen, welche durch die Filtervorrichtungen hindurchgegangen sind.

3. Frequenzschätzschaltung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zeitdifferenzschaltung (30) zum Einführen einer Zeitdifferenz zwischen den mehreren Eingangsdatenströmen, die durch Abtasten des empfangenen Signals mit den mehreren unterschiedlichen Abtastgeschwindigkeiten erhalten wurden, wodurch die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltungen (2a, 2b) eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung bei den mehreren Eingangsdatenströmen durchführen, nachdem die Zeitdifferenz durch die Zeitdifferenzschaltung eingeführt wurde.

4. Frequenzschätzschaltung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Dezimierungsschaltung (41) zum Erzeugen eines neuen Datenstroms durch Dezimieren des Eingangsdatenstromes in vorbestimmten Intervallen a (eine ganze Zahl) Abtastungen, wodurch die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung (2) den Ausgangsdatenstrom, der von der Dezimierungsschaltung ausgegeben wird, in ein Leistungsspektrum auf einer Frequenzachse umwandelt, eine Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung (51) gebildet wird durch die Dezimierungsschaltung (41), die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung (2) und die MAX-Suchschaltung (3), und die Frequenzberechnungsschaltung (62) die Frequenzverschiebung des Trägers des empfangenen Signals durch Berechnung auf der Grundlage der durch die MAX-Suchschaltung in der Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung schätzt und die Frequenzinformationen ausgibt.

5. Frequenzschätzschaltung gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zweite Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung (51), aufweisend eine zweite Dezimierungsschaltung (41) zum Erzeugen eines neuen Datenstroms durch Dezimieren des Eingangsdatenstroms bei vorbestimmten Intervallen von a (eine ganze Zahl) Abtastungen, eine zweite Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung (2) für eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung des neuen Datenstroms in ein Leistungsspektrum auf einer Frequenzachse und eine zweite MAX-Suchschaltung (3) zum Suchen des maximalen Wertes des Leistungsspektrums, das durch die zweite Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung bestimmt wurde, und Bestimmen der Frequenz entsprechend dem maximalen Wert, und eine zweite Frequenzberechnungsschaltung (63) zum Schätzen der Frequenzverschiebung des Träger des empfangenen Signals durch Berechnung auf der Grundlage der durch die zweite Dezimierungs- und Frequenzdetektorschaltung bestimmten Frequenz, und zur Ausgabe der Frequenzinformationen, wodurch die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung (2) in der Frequenzdetektorschaltung (70) eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung bei dem Eingangsdatenstrom durchführt und das Leistungsspektrum der Frequenz entsprechend den Frequenzinformationen von der zweiten Frequenzberechnungsschaltung (63) bestimmt.

6. Frequenzschätzschaltung gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine dritte Dezimierungsschaltung (44) zum Erzeugen eines neuen Datenspektrums durch Herausziehen von Daten aus einem Eingangsdatenstrom in der Weise, daß ein sich ergebender Abtastzählwert des neuen Datenstroms gleich dem 1/b-fachen (b ist eine natürliche Zahl) des Abtastzählwertes des Eingangsdatenstroms ist, wodurch die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung (2) in der Frequenzdetektorschaltung (5) eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung des von der dritten Dezimierungsschaltung (44) erzeugten Eingangsdatenstroms in ein Leistungsspektrum auf einer Frequenzachse durchführt.

7. Frequenzschätzschaltung gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine vierte Dezimierungsschaltung (44) zum Erzeugen eines neuen Datenstroms durch Herausziehen von Daten aus einem Eingangsdatenstrom in der Weise, daß ein sich ergebender Abtastzählwert des neuen Datenstroms gleich dem 1/b-fachen (b ist eine natürliche Zahl) des Abtastzählwertes des Eingangsdatenstroms ist, und eine zweite Frequenzdetektorschaltung (5), aufweisend eine dritte Zeitachsen/Frequenzachsen- Umwandlungsschaltung (2) für die Zeitachsen/Frequenzen-Umwandlung des von der vierten Dezimierungsschaltung erzeugten neuen Datenstroms in ein Leistungsspektrum auf einer Frequenzachse und eine dritte MAX-Suchschaltung (3) zum Suchen des maximalen Wertes des Leistungsspektrums das von der dritten Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung bestimmt wurde, und zum Bestimmen der Frequenz entsprechend dem maximalen Wert, wodurch die Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung (2) eine Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlung des Eingangsdatenstromes in ein Leistungsspektrum auf einer Frequenzachse durchführt, welche die Frequenz in der Nähe der von der dritten MAX-Suchschaltung in der Frequenzdetektorschaltung bestimmten Frequenzinformationen hat.

8. Frequenzschätzschaltung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzdetektorschaltung (5) weiterhin eine Frequenzinterpolationsschaltung (20) zum Interpolieren der von der MAX-Suchschaltung (3) ausgegebenen Frequenz aufweist.

9. AFN(automatische Frequenznachstimmung)-Schaltung welche aufweist:

eine Frequenzdetektorschaltung (5) mit einer Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltung (2) zum Umwandeln eines Eingangsdatenstroms, der durch Abtasten eines empfangenen Signals auf einer Zeitachse erhalten wurde, in ein Leistungsspektrum auf einer Frequenzachse und einer MAX- Suchschaltung (3) zum Suchen der Frequenz entsprechend dem maximalen Wert des Leistungsspektrums in dem durch eine Abtastfrequenz bestimmten Beobachtungsfrequenzbereich,

eine Frequenzberechnungsschaltung (60) zum Schätzen der Frequenzverschiebung des Trägers des empfangenen Signals durch Berechnung auf der Grundlage der von der Frequenzdetektorschaltung bestimmten Frequenz, und zum Ausgeben von Frequenzinformationen, einem Frequenzkorrekturblock (7) zum Erzeugen mehrerer demodulierter Datenströme durch Entfernen der Frequenzverschiebung f aus dem empfangenen Signal auf der Grundlage von mehreren Frequenzinformationsstücken, die von der Frequenzberechnungsschaltung ausgegeben wurden, und eine Bestimmungsschaltung (29) zum Bestimmen einer Frequenzsynchronisierung unter Verwendung der mehreren demodulierten Datenströme, die von dem Frequenzkorrekturblock ausgegeben wurden,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Frequenzdetektorschaltung (5) mehrere Zeitachsen/Frequenzachsen-Umwandlungsschaltungen (2a, 2b) zum Umwandeln mehrerer Eingangsdatenströme, die durch Abtasten des empfangenen Signals mit mehreren unterschiedlichen Abtastgeschwindigkeiten erhalten wurden, in Leistungsspektren auf einer Frequenzachse gemäß den jeweiligen Eingangsdatenströmen (1a, 1b), und mehrere der MAX-Suchschaltungen (3a, 3b) entsprechend den mehreren Zeitachsen/Frequenzachsen- Umwandlungsschaltungen zum Bestimmen der Frequenzen entsprechend den maximalen Werten der durch die jeweiligen Zeitachsen/Frequenzachsen- Umwandlungsschaltungen umgewandelten Leistungsspektren, wodurch die Frequenzberechnungsschaltung die Frequenzverschiebung des Trägers des empfangenen Signals durch Berechnung auf der Grundlage der von der Frequenzdetektorschaltung bestimmten Frequenzen schätzt, und zum Ausgeben der Frequenzinformationen aufweist.