Aus der DE 196 35 533 Al ist ein Punkt-zu-Mehrpunkt- Funkübertragungssystem bekannt, bei dem die Datenübertragung zwischen einer Basisstation und mehreren Teilnehmerstationen im Zeitmultiplex (TDM/TDMA) erfolgt. Die Basisstation und die Teilnehmerstationen sind prinzipiell gleichartig aufgebaut und besitzen in ihrem Sendezweig einen Modulator, ein oder mehrere Zwischenfrequenz- (ZF) Stufen und eine Hochfrequenz- (HF) Stufe, und sie weisen analog dazu in ihrem Empfangszweig eine RF-Stufe, ein oder mehrere ZF-Stufen und einen Demodulator auf. Die ZF-und die RF-Stufen, der Modulator und der Demodulator besitzen jeweils einen Umsetzer, der von einer Referenzfrequenz angesteuert wird.

Die Referenzfrequenzen werden von Lokaloszillatoren in entsprechenden Frequenzlagen zur Verfügung gestellt.

In dem genannten TDM/TDMA-Nachrichtenübertragungssystem liefert die Basisstation an eine Vielzahl von Teilnehmerstationen Nachrichten in Form eines kontinuierlichen, bezüglich der Zeit gemultiplexten Datenstroms. Jede der vorhandenen Teilnehmerstationen sendet ihre Daten in einem ihr individuell zugewiesenen Zeitschlitz an die Basisstation. Aus der Sicht der Basisstation treffen also nach einem vorgegebenen Zeitplan Datenbursts von verschiedenen Teilnehmerstationen ein. In der Basisstation sollen die einzelnen eintreffenden Datenbursts möglichst fehlerfrei demoduliert werden. Dazu ist es erforderlich, daß der Empfänger der Basisstation sich mit möglichst hoher Genauigkeit auf die Trägerfrequenz der ankommenden Datenbursts einrastet. Voraussetzung dafür ist, daS ein Frequenzoffset zwischen den von der Basisstation empfangenen Datenbursts und dem Frequenznormal der Basisstation möglichst gering, idealerweise Null, wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem ein Frequenzoffset im Empfänger einer Basisstation mit möglichst geringem Aufwand ausgeregelt werden kann.

Vorteile der Erfindung Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß zunächst in jeder Teilnehmerstation die Referenzfrequenz ihres Demodulators so eingestellt wird, daß dessen Ausgangssignal keinen Trägerfrequenzanteil aufweist.

Dann wird aus der so eingestellten Referenzfrequenz für den Demodulator in der betreffenden Teilnehmerstation und aus

allen in dieser Teilnehmerstation und in der Basisstation fest vorgegebenen Umsetzer-Referenzfrequenzen eine Referenzfrequenz für den Modulator in dieser Teilnehmerstation unter der Bedingung berechnet, da$ eine im Ausgangssignal des Demodulators der Basisstation auftretende, einen Frequenzoffset darstellende, Trägerfrequenz zu Null gesetzt wird. Die Referenzfrequenz für den Demodulator der Teilnehmerstation wird schließlich auf den berechneten Wert eingestellt.

Um einen vorhandenen Frequenzoffset im Empfänger der Basisstation auszuregeln, muß lediglich in den einzelnen Teilnehmerstationen die Referenzfrequenz für den Modulator auf einen Wert eingestellt werden, der sich auf einfache Art und Weise aus bekannten Größen numerisch errechnen läßt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird die Referenzfrequenz für den Modulator der Teilnehmerstation aus der Bedingung errechnet, daß die Summe aus den Referenzfrequenzen für die Modulatoren, Demodulatoren und Zwischenfrequenzumsetzer in der Basisstation und in der Teilnehmerstation zu Null gesetzt wird, wobei sowohl in der Basisstation als auch in der Teilnehmerstation die Referenzfrequenzen für die RF-Umsetzer im Empfangs-und Sendezweig gleich aber gegenphasig sind- Vorzugsweise werden in der Basisstation und in jeder Teilnehmerstation die Referenzfrequenzen für die Frequenzumsetzung im Modulator und Demodulator und für ein oder mehrere Zwischenfrequenzumsetzer von einem Lokaloszillator durch Multiplikation der Lokaloszillatorfrequenz mit entsprechenden Umsetzungsfaktoren gebildet, und die Referenzfrequenzen für

RF-Umsetzer werden von einem weiteren Lokaloszillator durch Multiplikation der Lokaloszillatorfrequenz mit entsprechenden Umsetzungsfaktoren erzeugt.

Um einen Frequenzoffset auszuregeln, wird der Umsetzungsfaktor für den Modulator der jeweiligen Teilnehmerstation aus der Bedingung berechnet, daß die Summe aus einem ersten Produkt, das durch Multiplikation der Lokaloszillatorfrequenz der Basisstation mit der Summe aus den Umsetzungsfaktoren für den Modulator und den Demodulator und den Zwischenfrequenz-Umsetzungsfaktoren im Empfangs-und Sendezweig gebildet wird, und aus einem zweiten Produkt, das durch Multiplikation der Lokaloszillatorfrequenz der Teilnehmerstation mit der Summe aus den Umsetzungsfaktoren für den Modulator und Demodulator und den Zwischenfrequenz- Umsetzungfaktoren im Empfangs-und im Sendezweig gebildet wird, zu Null gesetzt wird. Als weitere Bedingung ist dabei einzuhalten, daß sowohl in der Basisstation als auch in den Teilnehmerstationen die Umsetzungsfaktoren für die RF- Umsetzer im Empfangs-und Sendezweig vom Betrag her gleich groß sind aber entgegengesetzte Vorzeichen haben.

Die Lokaloszillatorfrequenz der Basisstation wird vorzugsweise in der Teilnehmerstation aus der Symbolrate der von der Basisstation zur Teilnehmerstation übertragenen Daten hergeleitet.

Zeichnung Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 ein Prinzipschaltbild einer Basisstation und Figur 2 ein Prinzipschaltbild einer Teilnehmerstation.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels In der Figur 1 ist eine Sende-/Empfangsschaltung einer Basisstation beispielsweise eines Punkt-zu-Mehrpunkt- Funksystems dargestellt. Zwischen dieser Basisstation und mehreren Teilnehmerstationen findet eine Nachrichtenübertragung statt, wobei die Basisstation einen kontinuierlichen zeitgemultiplexten (TDM) Datenstrom an die Teilnehmerstationen aussendet, welche im Zeitmultiplex mit Vielfachzugriff (TDMA) auf Datenbursts in ihnen zugeordneten Zeitschlitzen des Datenstroms zugreifen. In Richtung Basisstation senden die einzelnen Teilnehmerstationen ebenfalls nach dem TDMA-Prinzip ihre Daten in fest zugeordneten Zeitschlitzen aus. In Figur 1 ist eine zu der Basisstation gehörende Sendes-/Empfangsantenne AB dargestellt. Sie kann in mehrere Raumsektoren, in denen sich Teilnehmerstationen befinden, Nachrichten aussenden bzw. aus diesen mehreren Sektoren von den Teilnehmerstationen ausgesendete Signale empfangen. Jede Teilnehmerstation, von der in der Figur 2 eine beispielhaft dargestellt ist, besitzt eine Antenne AC, welche auf die Basisstation ausgerichtet ist und Signale von ihr empfangen bzw. an sie aussenden kann.

Da es sich bei der Erfindung um die Ausregelung eines Frequenzoffsets handelt, sind in der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Basisstation und Teilnehmerstation ausschließlich alle die Trägerfrequenzen erzeugenden und umsetzenden Schaltungsmittel dargestellt. Von der Darstellung anderer für die Signalverarbeitung erforderlichen Schaltungen ist abgesehen worden.

Im Sendezweig der Basisstation (Figur 1) wird ein Modulationssignal x von einem Umsetzer UBM eines Modulators einem Träger aufmoduliert, der einer mit dem Umsetzungsfaktor a multiplizierten Frequenz eines ersten freilaufenden Lokaloszillators L01 entspricht. Die aus dem Umsetzer UBM hervorgehende Frequenz fBMT wird einem ersten Zwischenfrequenz-Umsetzer UBZ1T zugeführt. Als Referenzfrequenz erhält dieser Umsetzer UBZ1T die mit dem Umsetzungsfaktor b multiplizierte Frequenz des ersten Lokaloszillators L01. Die Ausgangsträgerfrequenz fBIlT des ersten ZF-Umsetzers UBZ1T gelangt zu einem zweiten ZF- Umsetzer UBZ2T. Dieser zweite ZF-Umsetzer UBZ2T wird von der mit einem Umsetzungsfaktor c multiplizierten Frequenz des ersten Lokaloszillators L01 angesteuert. In einem Nachrichtenubertragungssystem können abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch nur eine einzige oder mehrere als zwei Zwischenfrequenzstufen vorhanden sein.

Die Ausgangsträgerfrequenz fBI2T des zweiten ZF-Umsetzers UBZ2T gelangt an den Eingang eines RF-Umsetzers UBRT. Die Referenzfrequenz für diesen RF-Umsetzer ist die mit einem Umsetzungsfaktor d beaufschlagte Frequenz eines zweiten freilaufenden Lokaloszillators L02. Am Ausgang des RF- Umsetzers UBRT steht die Sendefrequenz fBRT zur Verfügung.

Im Empfangszweig ist ein RF-Umsetzer UBRR vorhanden, dem die Empfangsfrequenz fBRR zugeführt wird. Die Referenzfrequenz für diesen RF-Umsetzer ist wiederum die von dem zweiten Lokaloszillator L02 erzeugte, mit einem Umsetzungsfaktor d' multiplizierte Frequenz. Die Ausgangsträgerfrequenz fBI2R des RF-Umsetzers UBRR liegt am Eingang eines ZF-Umsetzers UBZ2R an. Dieser ZF-Umsetzer UBZ2R wird von der mit einem Umsetzungsfaktor c'multiplizierten Frequenz des ersten Lokaloszillators L01 angesteuert. Ähnlich wie im Sendezweig ist im Empfangszweig auch ein weiterer ZF-Umsetzer UBZ1R

vorhanden. Dieser Umsetzer UBZ1R setzt die vom vorhergehenden ZF-Umsetzer UBZ2R gelieferte Trägerfrequenz fBIlR mit Hilfe der von dem ersten Lokaloszillator L01 stammenden und mit einem Umsetzungsfaktor b'multiplizierten Frequenz in eine Zwischenfrequenz fBMR um. Es folgt ein Umsetzer UBD eines Demodulators, der das in die Zwischenfrequenzebene heruntergesetzte Empfangssignal demoduliert. Als Referenzfrequenz erhält der Umsetzer UBD dazu die vom Lokaloszillator L01 erzeugte und mit dem Umsetzungsfaktor a'multiplizierte Frequenz. Das demodulierte Basisbandsignal x'steht am Ausgang des Umsetzers UBD zur Verfügung.

Bei der in der Figur 2 dargestellten Teilnehmerstation befindet sich im Sendezweig ein Modulator mit einem Umsetzer UCM, der ein Modulationssignal y'einem Träger aufmoduliert.

Dazu erhält der Umsetzer UCM des Modulators eine Referenzfrequenz, die einer mit einem Umsetzungsfaktor h' multiplizierten Frequenz eines ersten freilaufenden Lokaloszillators L04 entspricht. Die aus dem Umsetzer UCM hervorgehende Trägerfrequenz fCMT wird einem ersten Zwischenfrequenz-Umsetzer UCZ1T zugeführt. Als Referenzfrequenz erhält dieser ZF-Umsetzer UCZ1T die mit dem Umsetzungsfaktor g'multiplizierte Frequenz des ersten Lokaloszillators L04. Die Ausgangsfrequenz fCIlT des ersten ZF-Umsetzers UCZ1T gelangt zu einem zweiten ZF-Umsetzer UCZ2T. Dieser Umsetzer UCZ2T wird von der mit einem Umsetzungsfaktor f'multiplizierten Frequenz des ersten Lokaloszillators L04 angesteuert. Wie bereits im Zusammenhang mit der Basisstation ausgeführt, kann abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Teilnehmerstation auch nur eine oder es können auch mehr als zwei Zwischenfrequenzstufen vorgesehen werden.

Die Ausgangsfrequenz fCI2T des zweiten ZF-Umsetzers UCZ2T gelangt an den Eingang eines RF-Umsetzers UCRT. Die Referenzfrequenz für diesen RF-Umsetzers ist die mit einem Umsetzungsfaktor e'beaufschlagte Frequenz eines zweiten freilaufenden Lokaloszillators L03. Am Ausgang des RF- Umsetzers UCRT steht die Sendeträgerfrequenz fCRT zur Verfügung.

Im Empfangszweig der Teilnehmerstation ist ein RF-Umsetzer UCRR vorhanden, dem die Empfangsträgerfrequenz fCRR zugefuhrt wird. Die Referenzfrequenz für diesen RF-Umsetzer ist wiederum die von dem zweiten Lokaloszillator LOB erzeugte, mit einem Umsetzungsfaktor e multiplizierte Frequenz. Die Ausgangsträgerfrequenz fCI2R des RF-Umsetzers UCRR liegt am Eingang eines ZF-Umsetzers UCZ2R an. Dieser Umsetzer UCZ2R wird von der mit einem Umsetzungsfaktor f multiplizierten Frequenz des ersten Lokaloszillators L04 angesteuert. Ähnlich wie im Sendezweig ist im Empfangszweig auch ein weiterer ZF-Umsetzer UCZ1R vorhanden. Dieser Umsetzer UCZ1R setzt die vom vorhergehenden ZF-Umsetzer UCZ2R gelieferte Trägerfrequenz fCIlR mit Hilfe der von dem ersten Lokaloszillator L04 stammenden und einem Umsetungsfaktor g multiplizierten Frequenz in eine Zwischenträgerfrequenz fCMR um. Es folgt ein Demodulator mit einem Umsetzer UCD, der das in die Zwischenfrequenzebene heruntergesetzte Empfangssignal demoduliert. Als Referenzfrequenz erhält der Umsetzer UCD die vom ersten Lokaloszillator L04 erzeugte und mit dem Umsetzungsfaktor h multiplizierte Frequenz. Das demodulierte Empfangssignal y steht am Ausgang des Umsetzers UCD zur Verfügung.

Wenn man den Downlink betrachtet, d. h. die Datenübertragung von der Basisstation zur Teilnehmerstation, so ergibt sich aus der Eingangsfrequenz x des Sendezweiges der Basisstation und den Referenzfrequenzen für die Umsetzer UBM, UBZ1T,

UBZ2T, UBRT und die Referenzfrequenzen für die Umsetzer UCRR, UCZ2R, UCZ1R und UCD des Empfangszweiges der Teilnehmerstation einer Ausgangsfrequenz y gemäß Gleichung (1). x+LO1-a+LO1-b+LO1-c+L02-d+L03-e+L04-f+L04-g+L04-h = y (1) Für den Uplink, das ist die Datenübertragungsrichtung von der Teilnehmerstation zur Basisstation, ergibt sich aus der Eingangsfrequen y'des Sendezweiges der Teilnehmerstation und den Referenzfrequenzen für die Umsetzer UCM, UCZ1T, UCZ2T, UCRT des Sendezweiges der Teilnehmerstation und den Referenzfrequenzen für die Umsetzer UBRR, UBZ2R, UBZ1R und UBD des Empfangszweiges der Basisstation eine Trägerfrequenz x'am Ausgang des Demodulators gemäß der Gleichung (2). x'h'+LO4#h'+LOr#g'+LR4#f'+LO3#e'+LO2#d'+LO1#c'+LO1#b'+LO1#a' = (2) Aus den Gleichungen (1) und (2) folgt : x'-x = L01- (a+b+c+a'+b'+c') +L02- (d+d') +L03- (e+e') +L04- (f+g+h+f'+g'+h')+y'-y (3) Da die Sendefrequenzen x und y'der Basisstation und der Teilnehmerstation Basisbandsignale sind und deshalb per Definition 0 sind, folgt aus der Gleichung (3) die Gleichung (4). <BR> <BR> <P>L01#(a+b+c+a'+b'+c')+LO2#(d+d')+LO3#(e+e')+LO4#x'= <BR> (f+g+h+f'+g'+h')-y (4) Ein Frequenzoffset in der Basisstation äußert sich darin, daß das Ausgangssignal x'des Demodulators UBD neben dem Basisbandsignal noch einen Trägerfrequenzanteil aufweist.

Ziel ist es, die Frequenzen so zu regeln, daß der Frequenzoffset in Form eines am Demodulatorausgang der Basisstation auftretenden Trägerfrequenzanteils verschwindet. Dieser Frequenzoffset wird allein dadurch ausgeregelt, daß die Umsetzungsfaktoren h und h'für den Demodulatorumsetzer UCD und den Modulatorumsetzer UCM in der Teilnehmerstation veränderbar sind und auf gewünschte Werte h'* und h* eingestellt werden. Die Veränderung der Umsetzungsfaktoren h und h'erfolgt durch einen Prozessor PZ. Zur Ausregelung des Frequenzoffsets regelt der Prozessor PZ den Umsetzungsfaktor h für den Umsetzer UCD des Demodulators auf einen solchen Wert h*, daß y = 0 wird, d. h. daß im Ausgangssignal des Demodulator-Umsetzers UCD kein Trägerfrequenzanteil mehr auftritt. Unter der Bedingung, daß y = 0 ist, kann die Gleichung (4) in Gleichung (5) umgeschrieben werden. <BR> <BR> <P>L01#(a+b+c+a'+b'+c')+LO2#(d+d')+LO3#(e+e')+LO4#x'= <BR> (f+g+h*+f'+g'+h'*) (5) Um den Frequenzoffset auszuregeln, ist es das Ziel x'= 0 zu erreichen, was bedeutet, daß im Ausgangssignal des Demodulators der Basisstation kein Trägerfrequenzanteil mehr vorhanden ist. In der Gleichung (5) wird x'= 0, wenn die Bedingungen gemäß den nachfolgenden Gleichungen (6), (7) und (8) erfüllt sind. Die Bedingungen in den Gleichungen (6) und (7) besagen, daß die Umsetzungsfaktor d, d'und e, e'für die RF-Umsetzer im Sende-und Empfangszweig der Basisstation und der Teilnehmerstation betragsmäßig gleich groß sein, aber entgegengesetzte Vorzeichen haben müssen. Das heißt, daß die Referenzfrequenzen für die Umsetzer im Sende-und Empfangszweig gleich sein, aber einen Phasenversatz von 180° haben müssen. d =-d' (6)

e =-e' (7) <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> L01- (a+b+c+a'+b'+c') +L04. (f+g+h*+f'+g'+h'*) = 0 (8) Aus der Gleichung (8) ergibt sich der vom Prozessor PZ neu einzustellende Umsetzungsfaktor h'* für den Modulator UCM der Teilnehmerstation gemäß Gleichung (9). h'*=-L.(a+b+c+a'+b'+c')-(f+g+h*+f'+g') (9) Wenn für den Umsetzungsfaktor h'* die Gleichung (9) erfüllt ist, ist der Frequenzoffset in der Basisstation vollständig beseitigt, d. h. am Ausgang des Demodulators UBD tritt kein Trägerfrequenzanteil neben dem Basisbandsignal mehr auf.

Die in der Gleichung (9) auftretenden Lokaloszillatorfrequenzen LO1 und L04 sind zwar vom nominellen Wert her bekannt, die tatsächlichen Abweichungen vom Sollwert kennt man aber nicht. Unter der Voraussetzung, daß von der Basisstation eine Symbolrate SRB gesendet wird, die aus dem Takt des Lokaloszillators L01 abgeleitet ist, gilt : SRB = LOI (10) P In der Basisstation wird dann eine Symbolrate SRC gemäS Gleichung (11) empfangen, welche von der Zeitbasis des Lokaloszillators L04 abhängt. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> LO4<BR> SRC = (11) q Da die Symbolrate durch keinen weiteren Lokaloszillator bestimmt wird, gilt :

SRB = SRC (12) Mit den Gleichungen (10), (11) und (12) gilt für die Faktoren p und q: <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> p LO1<BR> #(13)#= q LO4 Der Faktor p ist ein in der Basisstation fest definierter Wert, der dem Prozessor PZ in der Teilnehmerstation bekannt ist. Den Faktor q ermittelt der Prozessor PZ dadurch, daß er aus dem Empfangssignal y die Symbolrate SRC ableitet und diese gemma$ Gleichung (11) zu der ihm bekannten Systemtaktfrequenz des Lokaloszillators L04 ins Verhältnis setzt.

Mit der Gleichung (13) ergibt sich aus der Gleichung (9) schließlich die Gleichung (14), gemäß der der Prozessor PZ den einzustellenden Umsetzungsfaktor h'* berechnet. Die in der Gleichung (14) vorkommenden Umsetzungsfaktoren a, b, c, a', b', c', f, g, f', g'sind feste Werte und dem Prozessor PZ bekannt. Außerdem hat er den neuen Umsetzungsfaktor h* für den Demodulator zuvor ermittelt. h'* =-P. (a+b+c+a'+b'+c')- (f +g+h*+f'+g') (14) q Zwischen jeder der vorhandenen Teilnehmerstationen und der Basisstation wird die vorangehend dargelegte Frequenzsynchronisation durchgeführt.

Ein Vorteil der beschriebenen Ausregelung eines Frequenzoffsets in der Basisstation besteht darin, daß die Lokaloszillatoren freilaufend sein können. Außerdem ist eine flexible Auslegung der Umsetzungsfaktoren möglich, so daß ein recht gober Spielraum für die Wahl der Duplexfrequenzabstände gegeben ist.