Untersuchungen zur Abtastratenumsetzung in einem Multistandard-Empfänger für OFDM-basierte Rundfunksysteme

Die Digitalisierung des Rundfunks hat im letzten Jahrzehnt eine Vielzahl neuer digitaler Rundfunk-Systemstandards hervorgebracht, die zumeist zu ihrer terrestrischen Ausstrahlung das Übertragungsverfahren OFDM verwenden. Ein Gerät, das in der Lage ist, Signale verschiedener dieser Übertragungsstandards zu empfangen und zu verarbeiten, wird als Multistandard-Empfänger bezeichnet. In einem solchen OFDM-basierten Multistandard-Empfänger ist es vorteilhaft, wenn das digitalisierte Signal in einer für jeden Systemstandard spezifischen Abtastrate vorliegt. Da der Analog-zu-Digital-Umsetzer des Empfängers meist mit nur einem einzelnen Quarz betrieben wird, muss diese systembedingte Abtastrate durch digitale Signalverarbeitung nachgebildet werden. Die Aufgabe, diese digitale Abtastratenumsetzung möglichst effizient zu realisieren, wird mit der vorliegenden Arbeit adressiert.

Eine Möglichkeit zur Minimierung des Realisierungsaufwands der Abtastratenumsetzung ist es, die verfügbaren Freiheitsgrade beim Systementwurf optimal einzusetzen. Hierzu ist es notwendig, die Auswirkungen einer nicht idealen Filterung auf die Qualität des Nutzsignals zu kennen. Es wird daher zum einen die Fähigkeit des Empfängers untersucht, den Inbandripple des digitalen Filters im Durchlassbereich zu detektieren und dessen Verzerrungen zu kompensieren. Zum anderen wird der Zusammenhang zwischen der verfügbaren Sperrdämpfung des Filters und der Verschlechterung der Signalqualität aufgrund eines benachbarten Störkanals hergestellt.

Es zeigt sich, dass die geforderte Abtastratenumsetzung besonders vorteilhaft durch eine quasi-kontinuierliche Interpolation mit abschnittsweise definierten Polynomen durchgeführt werden kann. Diese polynomiale Interpolation wiederum kann effizient durch eine sogenannte Farrow-Struktur oder eine ihrer Varianten realisiert werden. Eine bislang offene Frage war es jedoch, welche der verfügbaren Farrow- Strukturen für einen bestimmten Anwendungsfall verwendet werden sollte.