DE102012016087B4 - Method for synchronizing a message receiver with a message sender and synchronization device - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Synchronisation eines Nachrichtenempfängers mit einem Nachrichtensender,wobei zu einer von dem Nachrichtensender ausgesendeten Nachricht im Nachrichtenempfänger ein Eingangssignal (3) mit einer Folge von Symbolen (5, 6, 11) empfangen wird,wobei zur Synchronisation ein Nachrichtenanfang in der Folge gesucht wird,dadurch gekennzeichnet,dass wiederkehrend eine betragsmäßige Differenz (13) des Eingangssignals (3) mit einem um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignal (8) gebildet wird,und dass der Nachrichtenanfang detektiert wird,wenn die gebildete betragsmäßige Differenz (13) einen Detektions-Schwellwert (27) erreicht oder unterschreitet.Method for synchronizing a message receiver with a message sender, with an input signal (3) with a sequence of symbols (5, 6, 11) being received in the message receiver for a message sent by the message sender, with a message beginning in the sequence being searched for for synchronization, characterized in that a recurring amount difference (13) of the input signal (3) is formed with an input signal (8) offset by a period of time, and that the beginning of the message is detected when the difference (13) formed has a detection threshold value (27 ) reached or falls below.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synchronisation eines Nachrichtenempfängers mit einem Nachrichtensender und eine Synchronisationseinrichtung.The invention relates to a method for synchronizing a message receiver with a message sender and a synchronization device.

Es ist bekannt, den Beginn einer gesendeten Nachricht dadurch zu erkennen, dass am Anfang der Nachricht ein Synchronisationssignal gesendet wird. Dieses Synchronisationssignal ist oft aus wenigstens zwei aufeinander folgenden, identischen Symbolen zusammengesetzt. Zur Erkennung des Nachrichtenanfangs wird in dem empfangenen Signal das Synchronisationssignal gesucht, indem das Eingangssignal mit einem um einen vorbekannten Wert zeitverschobenen Duplikat verglichen wird. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der US 2004/0005018 A1 bekannt, wobei eine Korrelation der beiden Signale bestimmt und mit einem von der Signalstärke abhängigen Schwellwert verglichen wird.It is known to recognize the beginning of a sent message by sending a synchronization signal at the beginning of the message. This synchronization signal is often composed of at least two consecutive, identical symbols. To recognize the beginning of the message, the synchronization signal is searched for in the received signal by comparing the input signal with a duplicate that has been time-shifted by a previously known value. Such a method is, for example, from US 2004/0005018 A1 known, wherein a correlation of the two signals is determined and compared with a threshold value dependent on the signal strength.

Das Synchronisationssignal kann auch dadurch erkannt werden, dass das Quadrat der Differenz des empfangenen Signals oder Eingangssignals mit dem zeitlich versetzten Signal überwacht wird. Die Identität ergibt sich dann, wenn dieses Quadrat gleich Null ist.The synchronization signal can also be recognized by monitoring the square of the difference between the received signal or input signal and the time-shifted signal. The identity results when this square is equal to zero.

Aus der US 2008/0165909 A1 ist ein Verfahren zum Synchronisieren von Geräten in einem drahtlosen Netzwerk beschrieben, bei dem eine Summe oder Differenz über mehrere Symbole gebildet und mit einem Schwellwert verglichen wird.From the US 2008/0165909 A1 describes a method for synchronizing devices in a wireless network, in which a sum or difference is formed over several symbols and compared with a threshold value.

Aus der US 2011/0051855 A1 ist ein Verfahren zum Feststellen der Synchronizität, bei dem eine gleitender Durchschnitt über eine bestimmte Symbol-Periode bestimmt wird.From the US 2011/0051855 A1 is a method for determining synchronicity, in which a moving average is determined over a certain symbol period.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den rechentechnischen Aufwand zur Erkennung eines Nachrichtenanfangs zu reduzieren.The invention is based on the object of reducing the computational effort required to recognize the start of a message.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren zur Synchronisation eines Nachrichtenempfängers mit einem Nachrichtensender die Merkmale des Anspruchs 1 oder 4 und bei der Erfindung einer Synchronisationseinrichtung die Merkmale des Anspruchs 10 vorgesehen.To achieve this object, the features of claim 1 or 4 are provided in a method for synchronizing a message receiver with a message transmitter, and the features of claim 10 are provided in the invention of a synchronization device.

Wichtige Merkmale der Erfindung eines Verfahrens zur Synchronisation eines Nachrichtenempfängers mit einem Nachrichtensender, wobei zu einer von dem Nachrichtensender ausgesendeten Nachricht im Nachrichtenempfänger ein Eingangssignal mit einer Folge von Symbolen empfangen wird, wobei zur Synchronisation ein Nachrichtenanfang in der Folge gesucht wird, sind, dass wiederkehrend eine betragsmäßige Differenz des Eingangssignals mit einem um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignal gebildet wird und dass der Nachrichtenanfang detektiert wird, wenn die gebildete betragsmäßige Differenz einen Detektions-Schwellwert vorzugsweise von oben erreicht oder unterschreitet. Von Vorteil ist dabei, dass zur Auswertung keine Multiplikationen erforderlich sind. Dies vermindert den rechentechnischen Aufwand beträchtlich. Die Erfindung macht sich somit die Erkenntnis zunutze, dass eine Abfolge von identischen Symbolen durch wiederkehrende, also sukzessive, Differenzbildung des aktuellen Eingangssignals mit einer zeitversetzten Kopie des Eingangssignals erkennbar ist. Denn die gebildete Differenz ist beispielsweise dann klein, wenn die Zeitdauer des Zeitversatzes gleich dem Abstand zwischen den identischen Symbolen gewählt ist.Important features of the invention of a method for synchronizing a message receiver with a message sender, with an input signal with a sequence of symbols being received in the message receiver for a message sent by the message sender, with a message beginning being sought in the sequence for synchronization, are that recurring one The difference in magnitude of the input signal is formed with an input signal that is time-shifted by a period of time and that the beginning of the message is detected when the difference in magnitude that is formed reaches or falls below a detection threshold value, preferably from above. The advantage here is that no multiplications are required for the evaluation. This considerably reduces the computational effort. The invention thus makes use of the knowledge that a sequence of identical symbols can be recognized by recurring, ie successive, subtraction of the current input signal with a time-shifted copy of the input signal. This is because the difference formed is small, for example, if the duration of the time offset is selected to be equal to the distance between the identical symbols.

Die wiederkehrende Ausführung der Differenzbildung kann beispielsweise durch eine Programmschleife und/oder eine Abbruchbedingung eingerichtet sein und durchgeführt werden.The recurring execution of the difference formation can be set up and carried out, for example, by a program loop and / or an abort condition.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die gesendete Nachricht am Nachrichtenanfang in einem Synchronisationsabschnitt wenigstens zwei identische Symbole, die um die Zeitdauer zueinander zeitversetzt angeordnet sind, aufweist. Vorzugsweise weist die Nachricht in dem Synchronisationsabschnitt zwei in der Folge unmittelbar aufeinander folgende identische Symbole auf. Von Vorteil ist dabei, dass eine Übereinstimmung des Eingangssignals mit einem zeitversetzten Eingangssignal einfach erkennbar ist.In an advantageous embodiment, it can be provided that the sent message has at least two identical symbols at the beginning of the message in a synchronization section, which are arranged offset in time with respect to one another by the time period. The message in the synchronization section preferably has two identical symbols which immediately follow one another in a sequence. The advantage here is that a match between the input signal and a time-shifted input signal can be easily identified.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Detektion des Nachrichtenanfangs wiederkehrend eine betragsmäßige Summe des Eingangssignals und eines um die oder eine weitere Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignals gebildet wird, wobei der Nachrichtenanfang erst dann detektiert wird, wenn zuvor oder zeitgleich die gebildete vorzugsweise betragsmäßige Summe einen Freigabe-Schwellwert vorzugsweise von unten erreicht oder überschreitet. Von Vorteil ist dabei, dass Fehldetektionen, die beispielsweise durch ein identisch verschwindendes Nachrichtensignal auslösbar sind, vermeidbar sind. Der Freigabe-Schwellwert ist vorzugsweise so gewählt, dass er sicher die Anwesenheit irgendeines Eingangssignals anzeigt.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that, for the detection of the message start, a recurring amount sum of the input signal and an input signal delayed by the or a further period of time is formed, the message start being detected only if previously or at the same time the amount formed, preferably in terms of amount Sum preferably reaches or exceeds a release threshold value from below. The advantage here is that incorrect detections, which can be triggered, for example, by an identically disappearing message signal, can be avoided. The release threshold value is preferably selected such that it reliably indicates the presence of any input signal.

Bevorzugt werden die Differenz und die Summe parallel oder zeitgleich aus dem Eingangssignal gebildet. Von Vorteil ist dabei, dass die Überwachung des Detektions-Schwellwertes und des Freigabe-Schwellwertes simultan ausführbar sind.The difference and the sum are preferably formed from the input signal in parallel or at the same time. The advantage here is that the detection threshold value and the release threshold value can be monitored simultaneously.

Allgemein wird unter einer betragsmäßigen Differenz eine Differenz verstanden, zu welcher anschließend der Absolutwert berechnet wird, um das Vorzeichen zu eliminieren. Ebenso wird unter einer betragsmäßigen Summe eine Summe verstanden, die durch Absolutwertbildung von dem Vorzeichen befreit ist.In general, a difference in amount is understood to mean a difference to which then the absolute value is calculated in order to eliminate the sign. Likewise, a sum in terms of amount is understood to mean a sum which is freed from the sign by forming the absolute value.

Die beschriebene Verwendung der betragsmäßigen Summe bildet somit ein Freigabesignal für die Detektion des Nachrichtenanfangs. Wenn diese Detektion nicht freigegeben ist, weil die betragsmäßige Summe noch nicht die genannte Bedingung erfüllt hat, so kann vorgesehen sein, dass das Erreichen oder Unterschreiten des Detektions-Schwellwerts durch die Differenz keine Detektion des Nachrichtenanfangs auslöst.The described use of the absolute sum thus forms a release signal for the detection of the start of the message. If this detection is not released because the sum in terms of amount has not yet met the stated condition, it can be provided that reaching or falling below the detection threshold value due to the difference does not trigger detection of the start of the message.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Detektions-Schwellwert als ein Bruchteil der aktuell gebildeten Summe festgelegt wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine adaptive Bedingung festgelegt ist, welche sich an den Übertragungseigenschaften zwischen Nachrichtensender und Nachrichtenempfänger ausrichten kann.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the detection threshold value is established as a fraction of the currently formed sum. The advantage here is that an adaptive condition is defined, which can be based on the transmission properties between the message sender and message recipient.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Differenz und/oder die Summe mit einer Abtastrate gebildet wird/werden, die kürzere Zeitabstände als eine Länge der Symbole auflöst. Von Vorteil ist dabei, dass eine quasi-kontinuierliche oder kontinuierliche Berechnung der Differenz und/oder der Summe ermöglicht ist, so dass ein Nachrichtenanfang detektierbar ist, ohne dass ein vollständiges Symbol empfangen werden muss.In an advantageous embodiment, it can be provided that the difference and / or the sum is / are formed with a sampling rate which resolves time intervals shorter than a length of the symbols. The advantage here is that a quasi-continuous or continuous calculation of the difference and / or the sum is made possible, so that the beginning of a message can be detected without a complete symbol having to be received.

Wichtige Merkmale der Erfindung eines Verfahrens zur Synchronisation eines Nachrichtenempfängers mit einem Nachrichtensender sind alternativ, dass zu einer von dem Nachrichtensender ausgesendeten Nachricht im Nachrichtenempfänger ein Eingangssignal mit einer Folge von Symbolen empfangen wird, wobei zur Synchronisation in der Folge ein Nachrichtenanfang gesucht wird, dass die gesendete Nachricht am Nachrichtenanfang einen Synchronisationsabschnitt mit drei Symbolen aufweist, wobei zwei aufeinanderfolgende Symbole der drei Symbole des Synchronisationsabschnitts zueinander identisch ausgebildet sind und zwei aufeinander folgende Symbole der drei Symbole zueinander invertiert sind, und dass der Nachrichtenanfang detektiert wird, wenn in einem Abschnitt das Eingangssignal mit einem um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignal übereinstimmt. Von Vorteil ist dabei, dass durch die beschriebene Ausbildung des Synchronisationsabschnitts eine Folge von Symbolen definiert ist, die einerseits eine einfache Detektion des Nachrichtenanfangs durch Suche nach übereinstimmenden Symbolen ermöglicht und die andererseits Fehldetektionen aufgrund von Störungen reduziert. Es hat sich herausgestellt, dass derartige Störungen häufig mit höheren Frequenzen auftreten, so dass derartige Störungen in der Regel nicht einen Synchronisationsabschnitt bilden, der dann fehlerhaft erkannt werden würde. Bevorzugt sind der Abschnitt und der Synchronisationsabschnitt gleich lang gewählt.As an alternative, important features of the invention of a method for synchronizing a message receiver with a message sender are that an input signal with a sequence of symbols is received in the message receiver for a message sent by the message sender Message at the beginning of the message has a synchronization section with three symbols, with two consecutive symbols of the three symbols of the synchronization section being identical to one another and two consecutive symbols of the three symbols being inverted to one another, and that the beginning of the message is detected if the input signal in a section with a coincides with an input signal that is time-shifted by a period of time. The advantage here is that the described configuration of the synchronization section defines a sequence of symbols which, on the one hand, enables simple detection of the beginning of the message by searching for matching symbols and, on the other hand, reduces false detections due to interference. It has been found that such interferences often occur at higher frequencies, so that such interferences generally do not form a synchronization section which would then be incorrectly recognized. The section and the synchronization section are preferably selected to be of equal length.

Bei der alternativen erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in einem ersten Schritt der Detektion des Nachrichtenanfangs wiederkehrend für das Eingangssignal geprüft wird, ob die vorzugsweise betragsmäßige Summe des Eingangssignals und eines zu dem Eingangssignal um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignals den oder einen Freigabe-Schwellwert vorzugsweise von unten erreicht oder übersteigt. Von Vorteil ist dabei, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Bedingung definierbar ist, mit welcher die eigentliche Detektion des Nachrichtenanfangs startbar oder auslösbar ist.In the alternative embodiment according to the invention it is provided that in a first step of the detection of the beginning of the message it is repeatedly checked for the input signal whether the preferably absolute sum of the input signal and an input signal offset by a period of time from the input signal is the or a release threshold value, preferably from below reached or exceeded. The advantage here is that, in the method according to the invention, a condition can be defined with which the actual detection of the beginning of the message can be started or triggered.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in einem zweiten Schritt der Detektion des Nachrichtenanfangs wiederkehrend geprüft wird, ob die oder eine vorzugsweise betragsmäßige Differenz des Eingangssignals zu einem zu dem Eingangssignal um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignal den oder einen Detektions-Schwellwert vorzugsweise von oben erreicht oder unterschreitet. Von Vorteil ist dabei, dass die bereits beschriebene Erkennung des Nachrichtenanfangs rechentechnisch einfach implementierbar ist. Ein Nachrichtenanfang, welcher durch eine Anzahl von zueinander identischen Symbolen gekennzeichnet ist, ist somit auf einfache Weise durch Überwachung der Differenz des Signals mit seiner zeitversetzten Kopie detektierbar.In an advantageous embodiment of the invention it can be provided that in a second step of the detection of the beginning of the message it is repeatedly checked whether the or a preferably absolute difference between the input signal and an input signal offset by a period of time is the or a detection threshold value, preferably of reached above or below. The advantage here is that the already described recognition of the beginning of the message can be implemented in a computationally simple manner. The start of a message, which is characterized by a number of symbols that are identical to one another, can thus be detected in a simple manner by monitoring the difference in the signal with its time-shifted copy.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass in einem dritten Schritt der Detektion des Nachrichtenanfangs geprüft wird, ob die vorzugsweise betragsmäßige Summe des Eingangssignals und eines zu dem Eingangssignal einen oder den Bestätigungs-Schwellwert vorzugsweise von unten erreicht oder überschreitet. Von Vorteil ist dabei, dass Fehldetektionen reduzierbar sind, indem eine Bestätigungsbedingung definiert und prüfbar ist.In an advantageous embodiment it can be provided that in a third step of the detection of the beginning of the message it is checked whether the preferably absolute sum of the input signal and one of the input signal reaches or exceeds one or the confirmation threshold value, preferably from below. The advantage here is that incorrect detections can be reduced by defining and verifying a confirmation condition.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Detektions-Schwellwert durch einen Bruchteil der vorzugsweise betragsmäßigen Summe des Eingangssignals und eines zu dem Eingangssignal um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignals definiert ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine adaptive Bedienung festgelegt ist, welche sich nach der Signalstärke selbsttätig anpasst.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the detection threshold value is defined by a fraction of the preferably absolute sum of the input signal and an input signal that is offset in time with respect to the input signal by a period of time. The advantage here is that an adaptive operation is defined, which automatically adapts to the signal strength.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste Schritt ausgeführt wird, wenn im dritten Schritt das Ergebnis der Prüfung negativ ist. Von Vorteil ist dabei, dass Erkennung der Nachrichtendetektion abgebrochen wird, wenn die Bestätigung im dritten Schritt ausbleibt und somit keine vollständige Detektion durchgeführt wurde.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the first step is carried out if the result is obtained in the third step the test is negative. The advantage here is that the detection of the message detection is aborted if the confirmation in the third step is missing and therefore no complete detection has been carried out.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der detektierte Nachrichtenanfang bestätigt wird, wenn die Prüfung im dritten Schritt positiv ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine zusätzliche Sicherheit zur Vermeidung von Fehldetektionen, beispielsweise aufgrund von externen Störsignalen, geschaffen ist.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the detected beginning of the message is confirmed if the test in the third step is positive. The advantage here is that additional security is created to avoid false detections, for example due to external interference signals.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Bestätigungs-Schwellwert durch einen Bruchteil der betragsmäßigen Differenz des Eingangssignals zu einem zu dem Eingangssignal um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignal definiert ist. Von Vorteil ist dabei, dass für den dritten Schritt eine adaptive Bedingung formuliert ist, die sich nach der Signalstärke des Eingangssignals und somit nach den Übertragungseigenschaften zwischen Nachrichtensender und Nachrichtenempfänger selbsttätig anpassen kann.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the confirmation threshold value is defined by a fraction of the difference in absolute value between the input signal and an input signal that is offset in time with respect to the input signal by a period of time. The advantage here is that an adaptive condition is formulated for the third step, which can automatically adapt to the signal strength of the input signal and thus to the transmission properties between the message sender and message receiver.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Zeitdauer wenigstens gleich einer Länge eines Symbols ist. Besonders günstig ist es, wenn die Zeitdauer für den Versatz zwischen dem Eingangssignal und einer Kopie des Eingangssignals gleich der Länge des Symbols ist. Von Vorteil ist dabei, dass auf einfache Weise eine Folge von identischen Symbolen erkennbar ist, da das zeitversetzte Eingangssignal zu jedem Zeitpunkt einen Wert annimmt, der zu einem benachbarten Symbol in Bezug auf das aktuelle Symbol des unversetzten Eingangssignals gehört.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the duration is at least equal to a length of a symbol. It is particularly favorable if the time period for the offset between the input signal and a copy of the input signal is equal to the length of the symbol. The advantage here is that a sequence of identical symbols can be identified in a simple manner, since the time-shifted input signal assumes a value at any point in time which belongs to an adjacent symbol with respect to the current symbol of the unmoved input signal.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Differenz und/oder die Summe als gleitende Mittelwerte, vorzugsweise über die Zeitdauer, gebildet werden. Von Vorteil ist dabei, dass der Einfluss von Störungen vermindert wird.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the difference and / or the sum are formed as sliding mean values, preferably over the period of time. The advantage here is that the influence of interference is reduced.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Eingangssignal ein FDM- oder OFDM-Signal ist. Von Vorteil ist dabei, dass sinusförmige Symbole verwendbar sind, welche sich induktiv besser übertragen lassen als Rechteckpulse.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the input signal is an FDM or OFDM signal. The advantage here is that sinusoidal symbols can be used, which can be transmitted inductively better than square-wave pulses.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei einer Synchronisationseinrichtung zur Synchronisation eines Nachrichtenempfängers mit einem Nachrichtensender, mit einem Signaleingang für ein Eingangssignal mit einer aus einer Folge von Symbolen zusammengesetzten Nachricht, und einer Vergleichseinheit zur Signalisierung eines Nachrichtenanfangs, sind, dass ein Differenzglied zur Bildung und Bereitstellung einer betragsmäßigen Differenz des Eingangssignals mit einem um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignal als ein Ausgangssignal des Differenzglieds eingerichtet ist und dass die Vergleichseinheit zur Signalisierung des Nachrichtenanfangs, wenn das Ausgangssignal des Differenzglieds einen Detektions-Schwellwert vorzugsweise von oben erreicht oder unterschreitet, eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine mit vergleichsweise geringem schaltungstechnischen Aufwand realisierbare Synchronisationseinrichtung geschaffen ist, mit welcher ein Nachrichtenanfang in einem Eingangssignal erkennbar ist.Important features of the invention in a synchronization device for synchronizing a message receiver with a message sender, with a signal input for an input signal with a message composed of a sequence of symbols, and a comparison unit for signaling the beginning of a message, are that a differential element for forming and providing an absolute value Difference of the input signal with an input signal offset by a period of time is set up as an output signal of the difference element and that the comparison unit is set up to signal the start of the message when the output signal of the difference element reaches or falls below a detection threshold value, preferably from above. The advantage here is that a synchronization device that can be implemented with comparatively little circuitry complexity and with which the beginning of a message can be recognized in an input signal is created.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Summenglied einen Betragsbilder umfasst, welcher zur Bildung eines Absolutwerts eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass auf einfache Weise erreichbar ist, dass Symbole und invertierte Symbole gleichberechtigt behandelt werden.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the summation element comprises an absolute value diagram which is set up to form an absolute value. The advantage here is that it can be easily achieved that symbols and inverted symbols are treated equally.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Differenzglied einen Differenzbilder umfasst, welcher zur Bildung einer Differenz des Eingangssignals zu dem zeitversetztem Eingangssignal eingerichtet ist. Beispielsweise kann der Differenzbilder durch einen Addierer oder Summenbilder realisiert sein, an dessen einem Eingang ein Invertierer vorgeschaltet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die betragsmäßige Differenz kontinuierlich oder zumindest mit einer Abtastrate bildbar ist, mit welcher Zeitabstände auflösbar sind, die kleiner als eine Symboldauer, insbesondere kleiner als eine halbe Symboldauer oder kleiner als ein Viertel der Symboldauer oder kleiner als ein Zehntel der Symboldauer oder kleiner als ein Hundertstel der Symboldauer, sind. Somit ist eine Synchronisationseinrichtung geschaffen, mit welcher das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist, ohne das vollständige Symbole in Form von Blöcken eingelesen werden müssen.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the difference element comprises a difference former, which is set up to form a difference between the input signal and the time-shifted input signal. For example, the difference generator can be implemented by an adder or sum generator, at one input of which an inverter is connected upstream. The advantage here is that the difference in amount can be formed continuously or at least at a sampling rate with which time intervals can be resolved that are less than a symbol duration, in particular less than half a symbol duration or less than a quarter of the symbol duration or less than a tenth of the symbol duration or less than a hundredth of the symbol duration. A synchronization device is thus created with which the method according to the invention can be carried out without having to read in complete symbols in the form of blocks.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Signaleingang auf zwei Zweige geführt ist, wobei in einem Zweig der zwei Zweige ein Zeitverzögerungsglied angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass auf einfache Weise eine Zeitversetzung des Eingangssignals gegenüber einer Kopie des Eingangssignals zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens realisierbar ist. Vorteilhaft weist die Synchronisationseinrichtung hierzu eine Verzweigung auf, um den Signaleingang auf die zwei Zweige zu führen.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the signal input is routed to two branches, a time delay element being arranged in one branch of the two branches. The advantage here is that a time shift of the input signal with respect to a copy of the input signal for carrying out the method according to the invention can be implemented in a simple manner. For this purpose, the synchronization device advantageously has a branch in order to route the signal input to the two branches.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Summenglied zur Bildung und Bereitstellung einer betragsmäßigen Summe des Eingangssignals mit dem oder einem um die oder eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignal als Ausgangssignal des Summenglieds eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Synchronisationseinrichtung zur Prüfung einrichtbar ist, ob die betragsmäßige Summe des Eingangssignals und des zeitversetzten Eingangssignals einen Freigabe-Schwellwert vorzugsweise von unten erreicht oder überschreitet. Somit ist eine Freigabe der Prüfung, ob die betragsmäßige Differenz den Detektions-Schwellwert vorzugsweise von oben erreicht oder unterschreitet, auslösbar.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that a summation element for forming and providing a Sum of the input signal in terms of amount is set up with the input signal or an input signal offset in time by the or a period of time as the output signal of the summing element. The advantage here is that the synchronization device can be set up to check whether the absolute sum of the input signal and the time-shifted input signal reaches or exceeds a release threshold value, preferably from below. It is thus possible to release the test as to whether the difference in amount preferably reaches or falls below the detection threshold value from above.

Generell kann gesagt werden, dass es günstig ist, wenn der Freigabe-Schwellwert größer als der Detektions-Schwellwert ist.In general, it can be said that it is beneficial if the release threshold value is greater than the detection threshold value.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Summenglied einen Betragsbilder umfasst, welcher zur Bildung und Bereitstellung eines Absolutwerts als Ausgangssignal des Summenglieds eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Eingangssignal und dessen Invertierung gleichbehandelbar sind.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the summing element comprises an amount generator which is set up to form and provide an absolute value as the output signal of the summing element. The advantage here is that the input signal and its inversion can be treated in the same way.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die zwei Zweige zu dem Differenzglied und/oder zu dem Summenglied geführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass das in den Zweigen jeweils erzeugte oder übertragene Eingangssignal bzw. zeitversetzte Eingangssignal zur Weiterverarbeitung bereitstellbar ist.In an advantageous embodiment, it can be provided that the two branches are routed to the difference element and / or to the sum element. The advantage here is that the input signal or time-shifted input signal generated or transmitted in the branches can be made available for further processing.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die oder eine weitere Vergleichseinheit zur Prüfung des oder eines Ausgangssignals des Summenglieds auf Erreichen oder Überschreiten eines Freigabe-Schwellwerts eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Freigabe der Überprüfung der Differenz, um einen Nachrichtenanfang zu detektieren, auslösbar ist, wenn der zweite Schwellwert vorzugsweise von unten erreicht oder überschritten ist.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the or a further comparison unit is set up to check the or an output signal of the summing element for reaching or exceeding a release threshold value. The advantage here is that a release of the checking of the difference in order to detect the beginning of a message can be triggered if the second threshold value is preferably reached or exceeded from below.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Freigabeeinrichtung zur Freigabe der Signalisierung, wenn das Ausgangssignal des Summenglieds einen Freigabe-Schwellwert vorzugsweise von unten erreicht oder überschreitet, eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine automatisierte Freigabe realisierbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, provision can be made for a release device to be set up to release the signaling when the output signal of the summing element reaches or exceeds a release threshold value, preferably from below. The advantage here is that an automated release can be implemented.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass Mittelwertbilder zur Bildung eines gleitenden Mittelwerts des Ausgangssignals des Differenzglieds und/oder der Ausgangssignals des Summenglieds eingerichtet sind. Von Vorteil ist dabei, dass die weiterzuverarbeitenden Signale geglättet werden können, um Störungen zu vermindern.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that mean value images are set up to form a sliding mean value of the output signal of the difference element and / or the output signal of the summation element. The advantage here is that the signals to be processed can be smoothed in order to reduce interference.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages result from the subclaims. For the person skilled in the art, there are further sensible possible combinations of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or the figures, in particular from the task and / or the task posed by comparison with the prior art.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, ist aber nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen des Ausführungsbeispiels.The invention will now be described in more detail using an exemplary embodiment, but is not limited to this exemplary embodiment. Further exemplary embodiments result from the combination of the features of individual or several protection claims with one another and / or with individual or several features of the exemplary embodiment.

Es zeigt:

  • 1: ein Datenflussdiagramm eines Verfahrens nach dem Stand der Technik,
  • 2: eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Datenflusses gemäß 1,
  • 3: eine stark vereinfachte Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Synchronisationseinrichtung und
  • 4: eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise der Synchronisationseinrichtung gemäß 3 und des erfindungsgemäßen Verfahrens.
It shows:
  • 1 : a data flow diagram of a method according to the prior art,
  • 2 : a schematic diagram to explain the data flow according to 1 ,
  • 3 : a greatly simplified schematic diagram of a synchronization device according to the invention and
  • 4th : a schematic representation to explain the functioning of the synchronization device according to FIG 3 and the method according to the invention.

1 zeigt den Datenflussplan einer aus dem Stand der Technik bekannten Synchronisationseinrichtung 1. 1 shows the data flow diagram of a synchronization device known from the prior art 1 .

An der Synchronisationseinrichtung 1 wird an einem Signaleingang 2 ein Eingangssignal 3 empfangen oder bereitgestellt, welches in 2 näher dargestellt ist.At the synchronization device 1 is connected to a signal input 2 an input signal 3 received or provided, which in 2 is shown in more detail.

Das Eingangssignal 3 weist gemäß 2 in einem Synchronisationsabschnitt 4 eine Folge von zwei identischen Symbolen 5, 6 auf.The input signal 3 points according to 2 in a synchronization section 4th a sequence of two identical symbols 5 , 6th on.

In der bekannten Synchronisationseinrichtung 1 gemäß 1 wird aus dem Eingangssignal 3 (A) mit einem Zeitverzögerungsglied 7 ein zeitverzögertes Eingangssignal 8 (B) erzeugt, welches gegenüber dem Eingangssignal 3 um die Länge 9 eines Symbols 5, 6 zeitversetzt ist.In the known synchronization device 1 according to 1 becomes from the input signal 3 (A) with a time delay element 7th a time-delayed input signal 8th (B) generated which is opposite to the input signal 3 about the length 9 of a symbol 5 , 6th is delayed.

Aus dem Eingangssignal 3 und dem zeitverzögertem Eingangssignal 8 werden in der in 1 dargestellten Weise einerseits die Summe der Quadrate der Signale A und B und andererseits das Produkt AB des Eingangssignals 3 mit dem zeitverzögerten Eingangssignal 8 berechnet, wobei die Rechengrößen als komplexe Größen behandelt werden.From the input signal 3 and the time-delayed input signal 8th are in the in 1 shown way on the one hand the sum of the squares of the signals A and B and on the other hand the product AB of the input signal 3 with the delayed input signal 8th calculated, whereby the calculated quantities are treated as complex quantities.

Der Nachrichtenanfang wird bei dem bekannten Verfahren gemäß 1 und 2 erkannt, wenn einerseits die Summe der Quadrate, A2+B2, einen Schwellwert übersteigt und wenn andererseits die Differenz zwischen der Summe der Quadrate und dem zweifachen des Produktes des Eingangssignals mit dem zeitverzögerten Eingangssignal, 2AB*, unter einen Schwellwert fällt.The beginning of the message is according to the known method 1 and 2 detected when on the one hand the sum of the squares, A 2 + B 2 , exceeds a threshold value and, on the other hand, the difference between the sum of the squares and twice the product of the input signal with the time-delayed input signal, 2AB *, falls below a threshold value.

In diesem Fall ist der Nachrichtenanfang, welcher durch zwei identische Symbole 5, 6 in zeitlicher Abfolge aufeinander gekennzeichnet ist, detektiert.In this case the beginning of the message is indicated by two identical symbols 5 , 6th is marked one on the other in chronological order, detected.

Der erforderliche Datenflussplan in 1 zeigt, dass aufwändige Rechenoperationen für die Durchführung des Verfahrens erforderlich sind. So sind insbesondere zwei Signale miteinander zu multiplizieren.The required data flow plan in 1 shows that complex arithmetic operations are required to carry out the method. In particular, two signals are to be multiplied with one another.

Die Erfindung reduziert den Rechenaufwand drastisch.The invention drastically reduces the computational effort.

3 zeigt in stark vereinfachter, schematisierter Darstellung eine erfindungsgemäße Synchronisationseinrichtung 1. Hierbei wurden zur Vereinfachung der Darstellung einzelne Komponenten der Synchronisationseinrichtung 1 zusammengefasst oder ganz weggelassen. 3 shows a synchronization device according to the invention in a greatly simplified, schematic representation 1 . In order to simplify the representation, individual components of the synchronization device were used 1 summarized or omitted entirely.

Die erfindungsgemäße Synchronisationseinrichtung 1 empfängt über einen Signaleingang 2 ein Eingangssignal 3 (A), welches in 4 beispielhaft dargestellt ist.The synchronization device according to the invention 1 receives via a signal input 2 an input signal 3 (A), which is in 4th is shown by way of example.

In 4 ist zu erkennen, dass das Eingangssignal 3 aus einer Folge von Symbolen 5, 6, 7 und weiteren, nicht weiter dargestellten Symbolen zusammengesetzt ist.In 4th can be seen that the input signal 3 from a sequence of symbols 5 , 6th , 7th and further symbols not shown further.

Das Eingangssignal 3 kann hierbei in einem Analog-Digital-Wandler 9 aus einem am Signaleingang 2 anliegenden Signal generiert sein.The input signal 3 can here in an analog-to-digital converter 9 from one at the signal input 2 applied signal must be generated.

Das Eingangssignal 3 weist in einem Synchronisationsabschnitt 4 zwei identische Symbole 5, 6 auf, die zueinander um eine Länge 9 eines Symbols zeitversetzt und somit aufeinander folgend angeordnet sind.The input signal 3 points in a synchronization section 4th two identical symbols 5 , 6th on that to each other by a length 9 of a symbol are offset in time and thus arranged one after the other.

Der Synchronisationsabschnitt 4 weist ferner zwei Symbole 6, 11 auf, die ebenfalls aufeinander folgen und die zueinander invertiert sind.The synchronization section 4th also has two symbols 6th , 11th which also follow one another and which are inverted to one another.

In der Synchronisationseinrichtung 1 gemäß 3 wird in einem Zeitverzögerungsglied 7 aus dem Eingangssignal 3 ein zeitverzögertes Eingangssignal 8 (B) generiert.In the synchronization device 1 according to 3 becomes in a time delay element 7th from the input signal 3 a time-delayed input signal 8th (B) generated.

Das zeitverzögerte Eingangssignal 8 ist somit eine Kopie des Eingangssignals 3 und unterscheidet sich von diesem lediglich dadurch, dass die Symbole 5, 6, 11 in dem zeitverzögerten Eingangssignal 8 um die Länge 9 eines Symbols zeitversetzt sind. Die Zeitdauer dieser Zeitversetzung kann hierbei durch den Exponenten n in dem Zeitverzögerungsglied 7 beliebig eingestellt werden.The delayed input signal 8th is thus a copy of the input signal 3 and differs from this only in that the symbols 5 , 6th , 11th in the delayed input signal 8th about the length 9 of a symbol are time shifted. The duration of this time shift can be determined by the exponent n in the time delay element 7th can be set as required.

Das Eingangssignal 3 und zeitversetzte Eingangssignal 8 werden, wie in 3 gezeigt, einem Differenzglied 12 zugeführt, in welchem eine betragsmäßige Differenz 13, |A-B|, aus dem Eingangssignal 3 (in 3 und 4 symbolisch „A“ bezeichnet) und dem zeitverzögerten Eingangssignal 8 (in 3 und 4 symbolisch durch „B“ repräsentiert) berechnet wird.The input signal 3 and time-shifted input signal 8th become, as in 3 shown, a differential term 12th supplied, in which an amount difference 13th , | AB |, from the input signal 3 (in 3 and 4th symbolically "A") and the time-delayed input signal 8th (in 3 and 4th symbolically represented by "B").

Hierzu weist das Differenzglied 12 einen Betragsbilder 14 auf, mit welchem ein Absolutwert bildbar ist.To this end, the differential element 12th an amount image 14th with which an absolute value can be formed.

Hierzu weist das Differenzglied 12 weiter einen Differenzbilder 15 auf, mit welchem die beschriebene Differenz bildbar ist. Der Differenzbilder 15 ist dem Betragsbilder 14 im Datenfluss vorgeschaltet.To this end, the differential element 12th further a difference image 15th with which the described difference can be formed. The difference images 15th is the amount images 14th upstream in the data flow.

Der Differenzbilder 15 ist in 3 durch einen Invertierer an einem Eingang und einem Summenbilder oder Addierer realisiert. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann der Differenzbilder auf andere Weise realisiert sein und/oder mit dem Betragsbilder 14 in einem integrierten Differenzglied 12 umgesetzt sein.The difference images 15th is in 3 realized by an inverter at one input and a summation or adder. In further exemplary embodiments, the difference image can be implemented in a different way and / or with the amount image 14th in an integrated differential element 12th be implemented.

In 3 ist ersichtlich, dass zur Berechnung dieser Differenz das Eingangssignal 3 auf zwei Zweige 16, 17 aufgeteilt wird, wobei in dem Zweig 17 das Zeitverzögerungsglied 7 angeordnet, während in dem Zweig 16 das Eingangssignal 3 unverzögert weitergeführt wird. Beide Zweige 16, 17 werden dem Differenzglied 12 eingangsseitig zugeführt.In 3 it can be seen that to calculate this difference, the input signal 3 on two branches 16 , 17th is split, being in the branch 17th the time delay element 7th arranged while in the branch 16 the input signal 3 is continued without delay. Both branches 16 , 17th become the differential term 12th supplied on the input side.

Die Synchronisationseinrichtung 1 gemäß 3 weist zusätzlich ein Summenglied 18 auf, welches zur Bildung und Bereitstellung einer betragsmäßigen Summe 19, |A+B|, aus dem Eingangssignal 3 und dem zeitverzögerten Eingangssignal 8 eingerichtet ist.The synchronization device 1 according to 3 additionally has a summation term 18th on, which for the formation and provision of a sum in terms of amount 19th , | A + B |, from the input signal 3 and the time-delayed input signal 8th is set up.

Das Summenglied 18 weist hierbei zu einem Summenbilder 20 und einen Betragsbilder 21 auf. Der Summenbilder 20 ist dem Betragsbilder 21 im Datenfluss vorgeschaltet.The summation term 18th points to a sum image 20th and an amount image 21 on. The sum pictures 20th is the amount images 21 upstream in the data flow.

Der Betragsbilder 21 ist analog zu dem Betragsbilder 14 eingerichtet, während der Summenbilder 20 - mit Ausnahme der beschriebenen Invertierung - analog zu dem Differenzbilder 15 eingerichtet ist.The amount images 21 is analogous to the amount images 14th set up during the summing images 20th - with the exception of the inversion described - analogous to the difference image 15th is set up.

Die bereits erwähnten Zweige 16, 17 sind zusätzlich auch dem Summenglied 18 eingangsseitig zugeführt. Bei weiteren Ausführungsbeispielen können für das Differenzglied 12 und das Summenglied 18 separate Zeitverzögerungsglieder 7 ausgebildet sein.The branches already mentioned 16 , 17th are also the sum term 18th supplied on the input side. In further exemplary embodiments, for the differential element 12th and the summation term 18th separate time delay elements 7th be trained.

In 3 ist ersichtlich, dass die betragsmäßige Differenz 13 als Ausgangssignal 22 am Ausgang 23 des Differenzglieds 12 bereitgestellt ist.In 3 it can be seen that the difference in amount 13th as an output signal 22nd at the exit 23 of the differential term 12th is provided.

Die betragsmäßige Summe 19 ist als Ausgangssignal 24 an einem Ausgang 25 des Summenglieds 18 bereitgestellt.The sum in terms of amount 19th is as an output signal 24 at an exit 25th of the summation term 18th provided.

In einer nicht weiter dargestellten Vergleichseinheit kann geprüft werden, ob das Ausgangssignal 22 einen Detektions-Schwellwert 27 erreicht oder unterschreitet, das Ausgangssignal 24 einen Freigabe-Schwellwert 26 oder überschreitet und/oder ob das Ausgangssignal 22 einen Bestätigungs-Schwellwert 28 erreicht oder überschreitet.A comparison unit (not shown) can be used to check whether the output signal 22nd a detection threshold 27 reaches or falls below the output signal 24 a release threshold 26th or exceeds and / or whether the output signal 22nd a confirmation threshold 28 reached or exceeded.

In der Synchronisationseinrichtung läuft das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt ab:

  • Die Ausgangssignale 22, 24 werden in der Synchronisationseinrichtung 1 kontinuierlich oder nahezu kontinuierlich, jedenfalls mit einer Abtastrate, die eine Auflösung von Zeitabständen erlaubt, die deutlich kürzer als die Länge 9 der Symbole ist, aus dem Eingangssignal 3 gebildet.
In the synchronization device, the method according to the invention runs as follows:
  • The output signals 22nd , 24 are in the synchronization facility 1 continuously or almost continuously, at least with a sampling rate that allows a resolution of time intervals that are significantly shorter than the length 9 of symbols is from the input signal 3 educated.

In einem ersten Schritt wird wiederkehrend, das heißt zeitlich beispielsweise in einer Schleife aufeinander folgend, geprüft, ob das Ausgangssignal 24, also die betragsmäßige Summe 19, einen Freigabe-Schwellwert 26 von unten erreicht.In a first step, it is repeatedly checked, that is, sequentially in time, for example in a loop, whether the output signal 24 , that is, the sum in terms of amount 19th , a release threshold 26th reached from below.

Dies ist in 4, in welcher die Signalstärken der Ausgangssignale 22, 24 dreistufig in aufsteigender Signalstärke mit „0“, „+“ und „++“ gekennzeichnet sind, zum Zeitpunkt I der Fall.This is in 4th , in which the signal strengths of the output signals 22nd , 24 are marked in three stages in increasing signal strength with "0", "+" and "++" at the time I. the case.

Zu diesem Zeitpunkt erkennt die Synchronisationseinrichtung 1 daher, dass überhaupt eine Nachricht gesendet wurde, die zu Beginn ein von Null verschiedenes Symbol 5 enthält, da das zeitverzögerte Eingangssignal 8 zu diesem Zeitpunkt noch kein Symbol aufweist.The synchronization device recognizes this at this point in time 1 hence the fact that a message was sent at all that initially had a non-zero symbol 5 contains, as the time-delayed input signal 8th does not have a symbol at this point in time.

Bis zu dem Zeitpunkt I hat die Synchronisationseinrichtung 1 die Prüfung auf den Freigabe-Schwellwert 26 bereits mehrfach ausgeführt.Until then I. has the synchronization device 1 the test for the release threshold value 26th already carried out several times.

Nach Erreichen des Freigabe-Schwellwerts 26 durch die betragsmäßige Summe 19 gibt eine nicht weiter dargestellte Freigabeeinrichtung die Signalisierung, welche anzeigt, ob das Ausgangssignal 22 einen Detektions-Schwellwert 27 unterschreitet, frei.After reaching the release threshold 26th by the amount 19th gives a release device, not shown, the signaling, which indicates whether the output signal 22nd a detection threshold 27 falls below, free.

Nach der Freigabe wird in der Synchronisationseinrichtung 1 in einem zweiten Schritt der Detektion des Nachrichtenanfangs wiederkehrend geprüft, ob das Ausgangssignal 22, also die betragsmäßige Differenz 13, eine Detektions-Schwellwert 27 von oben erreicht oder unterschreitet.After the release is in the synchronization device 1 in a second step of the detection of the beginning of the message, it is repeatedly checked whether the output signal 22nd , i.e. the difference in amount 13th , a detection threshold 27 reached or fallen below from above.

In der Darstellung gemäß 4 ist dies zum Zeitpunkt II der Fall.In the representation according to 4th is this at the time II the case.

Zu diesem Zeitpunkt erhält das Ausgangssignal 22 die betragsmäßige Differenz der identischen Symbole 5 und 6 und ist daher gleich Null.At this point in time the output signal is received 22nd the difference in amount of the identical symbols 5 and 6th and is therefore equal to zero.

Allgemein kann gesagt werden, dass der Detektions-Schwellwert 27 kleiner als der Freigabe-Schwellwert 26 ist.In general, it can be said that the detection threshold 27 less than the release threshold 26th is.

Beispielsweise kann der Detektions-Schwellwert 27 durch ein Viertel des Ausgangssignals 24, |A+B|, gegeben sein, während der Freigabe-Schwellwert durch einen festen Zahlenwert definiert ist. Die durch den Detektions-Schwellwert 27 definierte Bedingung lautet dann beispielsweise |A-B|<c1*|A+B|, c1=1/4 oder ein anderer Zahlenwert, während die durch den Freigabe-Schwellwert definierte Bedingung beispielsweise lautet |A+B|>C2 mit einem geeigneten Wert für C2.For example, the detection threshold 27 by a quarter of the output signal 24 , | A + B |, while the release threshold is defined by a fixed numerical value. The by the detection threshold 27 The defined condition is then for example | AB | <c 1 * | A + B |, c 1 = 1/4 or another numerical value, while the condition defined by the release threshold is for example | A + B |> C 2 with a suitable value for C2.

Sobald der Detektions-Schwellwert 27 durch das Ausgangssignal 22 von oben erreicht ist, hat die Synchronisationseinrichtung 1 die identischen Symbole 5, 6 am Synchronisationsabschnitt 4 erkannt, welche den Nachrichtenanfang im Eingangssignal 3 anzeigen.As soon as the detection threshold 27 by the output signal 22nd is reached from above, the synchronization device 1 the identical symbols 5 , 6th at the synchronization section 4th recognized which is the beginning of the message in the input signal 3 Show.

In einem dritten Schritt wird nun wieder das Ausgangssignal 24 ausgewertet, und es wird geprüft, ob das Ausgangssignal 24 unter einem Bestätigungs-Schwellwert 28 fällt.In a third step, the output signal is now again 24 evaluated, and it is checked whether the output signal 24 below a confirmation threshold 28 falls.

Dieser Bestätigungs-Schwellwert 28 ist wieder kleiner als der Freigabe-Schwellwert 26 gewählt. Beispielsweise kann der Bestätigungs-Schwellwert 28 gleich einem Viertel des aktuellen Ausgangssignals 22 gewählt sein. Die durch den Bestätigungs-Schwellwert 28 definierte Bedingung lautet dann beispielsweise |A+B|<c3*|A-B|, mit c3=1/4 oder ein anderer Zahlenwert.This confirmation threshold 28 is again lower than the release threshold 26th chosen. For example, the confirmation threshold 28 equal to a quarter of the current output signal 22nd be chosen. The through the confirmation threshold 28 The defined condition is then, for example, | A + B | <c 3 * | AB |, with c 3 = 1/4 or another numerical value.

Wird der Bestätigungs-Schwellwert 28 von oben erreicht, so ist dies ein Zeichen dafür, dass auf das Symbol 6 ein invertiertes Symbol 11 folgte, so dass Fehlsignalisierungen, die durch zufällig aufeinanderfolgende identische Symbole ausgelöst würden, vermeidbar sind.Becomes the confirmation threshold 28 reached from above, this is a sign that on the symbol 6th an inverted symbol 11th followed, so that incorrect signaling, which would be triggered by identical symbols occurring at random, can be avoided.

Die Signalisierung des Nachrichtenanfangs wird daher erst bestätigt, wenn das Ausgangssignal 24 den Bestätigungs-Schwellwert 28 erreicht hat, was in 4 zum Zeitpunkt III der Fall ist.The signaling of the beginning of the message is therefore only confirmed when the output signal 24 the confirmation threshold 28 has achieved what in 4th at the time III the case is.

Bei den Symbolen 5, 6, 11 kann es sich um Spannungspegel handeln, wie sie beispielsweise beim CAN-Protokoll verwendet werden. Bei den Symbolen 5, 6, 11 kann es sich auch um sinus-förmige Signale handeln, wie sie beispielsweise in Mehrfrequenzverfahren wie dem OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) Verwendung finden. Hierbei kann das invertierte Symbol durch eine Phasenverschiebung um 180° oder durch Invertierung der Signalpegel in Bezug auf einen Null-Wert oder auf andere Weise gebildet sein.With the symbols 5 , 6th , 11th it can be voltage levels such as those used in the CAN protocol, for example. With the symbols 5 , 6th , 11th it can also be sinusoidal signals, such as those used, for example, in multi-frequency methods such as OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing). Here, the inverted symbol can be formed by a phase shift by 180 ° or by inverting the signal level with respect to a zero value or in some other way.

Aus 4 ist ferner ersichtlich, dass zur Auswertung der Ausgangssignale 22, 24 jeweils gleitende Mittelwerte (durchgezogene Linien) gebildet werden, die jeweils einen Zeitraum überdecken, der wenigstens gleich der Länge 9 eines Symbols ist. Die gleitenden Mittelwerte, im Beispiel also von |A-B| und von |A+B|, können hierbei als geglättete Ausgangssignale an die erwähnte Vergleichseinheit zur Schwellwertüberwachung weitergeführt werden.the end 4th it can also be seen that for evaluating the output signals 22nd , 24 Moving averages (solid lines) are formed, each of which covers a period of time that is at least equal to the length 9 of a symbol. The moving averages, in the example from | AB | and from | A + B |, can be passed on as smoothed output signals to the mentioned comparison unit for threshold value monitoring.

Bei der Synchronisationseinrichtung 1 zur Synchronisation eines Nachrichtenempfängers mit einem Nachrichtensender wird vorgeschlagen, aus einem von dem Nachrichtensender empfangenen Eingangssignal 3 und einem zu diesem zeitverzögerten Eingangssignal 8 ein Ausgangssignal 22 bereitzustellen und zu überwachen, welches eine betragsmäßige Differenz 13 des Eingangssignals 3 zu dem zeitverzögerten Eingangssignal 8 beschreibt, wobei ein Nachrichtenanfang mit einem wenigstens zwei identische Symbole 5, 6 enthaltenden Synchronisationsabschnitt 4 detektiert wird, wenn das Ausgangssignal 22 einen Detektions-Schwellwert 27 reicht oder unterschreitet.At the synchronization device 1 To synchronize a message receiver with a message sender, it is proposed to use an input signal received from the message sender 3 and an input signal that is delayed at this point 8th an output signal 22nd provide and monitor which is a difference in amount 13th of the input signal 3 to the time-delayed input signal 8th describes, with a message beginning with at least two identical symbols 5 , 6th containing synchronization section 4th is detected when the output signal 22nd a detection threshold 27 reaches or falls below.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
SynchronisationseinrichtungSynchronization device
22
SignaleingangSignal input
33
EingangssignalInput signal
44th
SynchronisationsabschnittSynchronization section
5, 65, 6
Symbolsymbol
77th
ZeitverzögerungsgliedTime delay element
88th
zeitversetztes Eingangssignaltime-shifted input signal
99
Länge eines SymbolsLength of a symbol
1010
Analog-Digital-WandlerAnalog-to-digital converter
1111th
Symbolsymbol
1212th
DifferenzgliedDifferential term
1313th
betragsmäßige Differenzdifference in amount
1414th
BetragsbilderAmount images
1515th
DifferenzbilderDifference images
16, 1716, 17
Zweigbranch
1818th
SummengliedSum term
1919th
betragsmäßige Summeamount in terms of amount
2020th
SummenbilderSum images
2121
BetragsbilderAmount images
2222nd
AusgangssignalOutput signal
2323
Ausgangexit
2424
AusgangssignalOutput signal
2525th
Ausgangexit
2626th
Freigabe-SchwellwertRelease threshold
2727
Detektions-SchwellwertDetection threshold
2828
Bestätigungs-SchwellwertConfirmation threshold
I, II, IIII, II, III
ZeitpunktePoints in time

Claims (15)

Verfahren zur Synchronisation eines Nachrichtenempfängers mit einem Nachrichtensender, wobei zu einer von dem Nachrichtensender ausgesendeten Nachricht im Nachrichtenempfänger ein Eingangssignal (3) mit einer Folge von Symbolen (5, 6, 11) empfangen wird, wobei zur Synchronisation ein Nachrichtenanfang in der Folge gesucht wird, dadurch gekennzeichnet, dass wiederkehrend eine betragsmäßige Differenz (13) des Eingangssignals (3) mit einem um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignal (8) gebildet wird, und dass der Nachrichtenanfang detektiert wird, wenn die gebildete betragsmäßige Differenz (13) einen Detektions-Schwellwert (27) erreicht oder unterschreitet. Method for synchronizing a message receiver with a message sender, whereby an input signal (3) with a sequence of symbols (5, 6, 11) is received in the message receiver for a message sent by the message sender, with a message beginning in the sequence being searched for for synchronization, characterized in that a recurring amount difference (13) of the input signal (3) is formed with an input signal (8) offset by a period of time, and that the beginning of the message is detected when the difference (13) formed has a detection threshold value (27 ) reached or falls below. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gesendete Nachricht am Nachrichtenanfang in einem Synchronisationsabschnitt (4) wenigstens zwei identische Symbole (5, 6), die um die Zeitdauer zueinander zeitversetzt angeordnet sind, vorzugsweise zwei in der Folge unmittelbar aufeinander folgende identische Symbole (5, 6), aufweist, und/oder dass zur Detektion des Nachrichtenanfangs wiederkehrend eine betragsmäßige Summe (19) des Eingangssignals (3) und eines um die oder eine weitere Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignals (8) gebildet wird, wobei der Nachrichtenanfang erst dann detektiert wird, wenn zuvor oder zeitgleich die gebildete betragsmäßige Summe (19) einen Freigabe-Schwellwert (26) erreicht oder überschreitet.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the sent message at the beginning of the message in a synchronization section (4) has at least two identical symbols (5, 6) which are arranged offset from one another by the time period, preferably two identical symbols (5, 6) immediately following one another in the sequence , and / or that for the detection of the beginning of the message a recurring sum (19) of the input signal (3) and an input signal (8) delayed by the or a further time period is formed, the beginning of the message being detected only if previously or at the same time, the total amount (19) formed reaches or exceeds a release threshold value (26). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektions-Schwellwert (27) als ein Bruchteil der aktuell gebildeten Summe (19) festgelegt wird und/oder dass die Differenz (13) und/oder Summe (19) mit einer Abtastrate gebildet wird/werden, die kürzere Zeitabstände als eine Länge (9) der Symbole auflöst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the detection threshold value (27) is set as a fraction of the currently formed sum (19) and / or that the difference (13) and / or sum (19) is formed with a sampling rate will / become, which resolves shorter time intervals than a length (9) of the symbols. Verfahren zur Synchronisation eines Nachrichtenempfängers mit einem Nachrichtensender, wobei zu einer von dem Nachrichtensender ausgesendeten Nachricht im Nachrichtenempfänger ein Eingangssignal (3) mit einer Folge von Symbolen (5, 6, 7) empfangen wird, wobei zur Synchronisation in der Folge ein Nachrichtenanfang gesucht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die gesendete Nachricht am Nachrichtenanfang einen Synchronisationsabschnitt (4) mit drei Symbolen (5, 6, 7) aufweist, wobei zwei aufeinander folgende Symbole (5, 6) der drei Symbole (5, 6, 11) des Synchronisationsabschnitts (4) zueinander identisch ausgebildet sind und zwei aufeinander folgende Symbole (6, 11) der drei Symbole (5, 6, 11) zueinander invertiert sind, dass wiederkehrend eine betragsmäßige Differenz (13) des Eingangssignals (3) mit einem um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignal (8) gebildet wird und dass der Nachrichtenanfang detektiert wird, wenn in einem Abschnitt das Eingangssignal (3) mit einem um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignal (8) übereinstimmt.Method for synchronizing a message receiver with a message sender, with an input signal (3) with a sequence of symbols (5, 6, 7) being received in the message receiver for a message sent by the message sender, with a message beginning being searched for for synchronization purposes, characterized in that the message sent has a synchronization section (4) with three symbols (5, 6, 7) at the beginning of the message, two consecutive symbols (5, 6) of the three symbols (5, 6, 11) of the synchronization section (4 ) are identical to one another and two consecutive symbols (6, 11) of the three symbols (5, 6, 11) are inverted to one another, so that a recurring difference (13) of the input signal (3) with an input signal ( 8) is formed and that the beginning of the message is detected when the input signal (3) with a by a time da coincides with the time-shifted input signal (8). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt der Detektion des Nachrichtenanfangs wiederkehrend geprüft wird, ob die betragsmäßige Summe (19) des Eingangssignals (3) und eines zu dem Eingangssignal (3) um die oder eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignals (8) einen Freigabe-Schwellwert erreicht oder übersteigt, und/oder dass in einem zweiten Schritt der Detektion des Nachrichtenanfangs wiederkehrend geprüft wird, ob die oder eine betragsmäßige Differenz (13) des Eingangssignals (3) zu einem zu dem Eingangssignal (3) um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignal (8) einen oder den Detektions-Schwellwert (27) erreicht oder unterschreitet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a first step of the detection of the beginning of the message, it is repeatedly checked whether the sum (19) of the input signal (3) and an input signal that is offset in time with respect to the input signal (3) by or by a period of time (8) reaches or exceeds a release threshold value, and / or that in a second step of the detection of the beginning of the message it is repeatedly checked whether the or an absolute difference (13) between the input signal (3) and the input signal (3) is around a time-delayed input signal (8) reaches or falls below a detection threshold value (27). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Schritt der Detektion des Nachrichtenanfangs geprüft wird, ob die betragsmäßige Summe (19) des Eingangssignals (3) und eines zu dem Eingangssignal (3) um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignals (8) einen Bestätigungs-Schwellwert (28) erreicht oder überschreitet und/oder dass der Detektions-Schwellwert (27) durch einen Bruchteil der betragsmäßigen Summe (19) des Eingangssignals (3) und eines zu dem Eingangssignal (3) um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignals (8) definiert ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that, in a third step of the detection of the beginning of the message, it is checked whether the sum (19) of the input signal (3) and an input signal (8) that is offset by a period of time with respect to the input signal (3) reaches or exceeds a confirmation threshold value (28) and / or that the detection threshold value (27) is represented by a fraction of the sum (19) of the input signal (3) and an input signal (8 ) is defined. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schritt ausgeführt wird, wenn im dritten Schritt das Ergebnis der Prüfung negativ ist und/oder dass der detektierte Nachrichtenanfang bestätigt wird, wenn die Prüfung im dritten Schritt positiv ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first step is carried out if the result of the test is negative in the third step and / or that the detected message beginning is confirmed if the test in the third step is positive. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestätigungs-Schwellwert (28) durch einen Bruchteil der betragsmäßigen Differenz (13) des Eingangssignals (3) zu einem zu dem Eingangssignal (3) um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignal (8) definiert ist und/oder dass die Zeitdauer wenigstens gleich einer Länge (9) eines Symbols (5, 6, 11) ist, insbesondere gleich der Länge (9) des Symbols (5, 6, 11) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the confirmation threshold value (28) is defined by a fraction of the absolute difference (13) between the input signal (3) and an input signal (8) offset by a period of time from the input signal (3) and / or that the duration is at least equal to a length (9) of a symbol (5, 6, 11), in particular is equal to the length (9) of the symbol (5, 6, 11). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz (13) und/oder die Summe (19) als gleitende Mittelwerte, vorzugsweise über die Zeitdauer, gebildet werden und/oder dass das Eingangssignal ein OFDM-Signal ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the difference (13) and / or the sum (19) are formed as sliding mean values, preferably over the period, and / or that the input signal is an OFDM signal. Synchronisationseinrichtung (1) zur Synchronisation eines Nachrichtenempfängers mit einem Nachrichtensender, mit einem Signaleingang (2) für ein Eingangssignal (3) mit einer aus einer Folge von Symbolen (5, 6, 11) zusammengesetzten Nachricht, und einer Vergleichseinheit zur Signalisierung eines Nachrichtenanfangs, dadurch gekennzeichnet, dass ein Differenzglied (12) zur Bildung und Bereitstellung einer betragsmäßigen Differenz (13) des Eingangssignals (3) mit einem um eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignal (8) als ein Ausgangssignal (22) des Differenzglieds (12) eingerichtet ist und dass die Vergleichseinheit zur Signalisierung des Nachrichtenanfangs, wenn das Ausgangssignal (22) des Differenzglieds (12) einen Detektions-Schwellwert (27) erreicht oder unterschreitet, eingerichtet ist.Synchronization device (1) for synchronizing a message receiver with a message sender, with a signal input (2) for an input signal (3) with a message composed of a sequence of symbols (5, 6, 11), and a comparison unit for signaling the start of a message, thereby characterized in that a difference element (12) is set up to form and provide an absolute difference (13) of the input signal (3) with an input signal (8) offset by a period of time as an output signal (22) of the difference element (12) and that the comparison unit is set up to signal the beginning of the message when the output signal (22) of the differential element (12) reaches or falls below a detection threshold value (27). Synchronisationseinrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzglied (12) einen Betragsbilder (14) umfasst, welcher zur Bildung eines Absolutwerts eingerichtet ist, und/oder dass das Differenzglied (12) einen Differenzbilder (15) umfasst, welcher zur Bildung einer Differenz des Eingangssignals (8) zu dem zeitversetzten Eingangssignal (8) eingerichtet ist.Synchronization device (1) according to Claim 10 , characterized in that the difference element (12) comprises an amount generator (14) which is set up to form an absolute value, and / or that the difference element (12) comprises a difference element (15) which is used to form a difference in the input signal (8 ) is set up for the time-shifted input signal (8). Synchronisationseinrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Signaleingang (2) auf zwei Zweige (16, 17) geführt ist, wobei in einem Zweig (17) der zwei Zweige (16, 17) ein Zeitverzögerungsglied (7) angeordnet ist.Synchronization device (1) according to Claim 10 or 11th , characterized in that the signal input (2) is routed to two branches (16, 17), a time delay element (7) being arranged in one branch (17) of the two branches (16, 17). Synchronisationseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Summenglied (18) zur Bildung und Bereitstellung einer betragsmäßigen Summe (19) des Eingangssignals (3) mit dem oder einem um die oder eine Zeitdauer zeitversetzten Eingangssignal (8) als Ausgangssignal (24) des Summenglieds (18) eingerichtet ist und/oder dass das Summenglied (18) einen Betragsbilder (21) umfasst, welcher zur Bildung und Bereitstellung eines Absolutwerts als Ausgangssignal (24) des Summenglieds (18) eingerichtet ist.Synchronization device (1) according to one of the Claims 10 until 12th , characterized in that a summing element (18) is set up to form and provide an absolute sum (19) of the input signal (3) with the or an input signal (8) delayed by the or a period of time as the output signal (24) of the summing element (18) and / or that the summation element (18) comprises an amount generator (21) which is set up to generate and provide an absolute value as an output signal (24) of the summation element (18). Synchronisationseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Zweige (16, 17) zu dem Differenzglied (1) und/oder zu dem Summenglied (18) geführt sind und/oder dass die oder eine weitere Vergleichseinheit zur Prüfung des oder eines Ausgangssignals (24) des Summenglieds (18) auf Erreichen oder Überschreitung eines Freigabe-Schwellwertes (26) eingerichtet ist.Synchronization device (1) according to one of the Claims 10 until 13th , characterized in that the two branches (16, 17) are led to the differential element (1) and / or to the summing element (18) and / or that the or a further comparison unit for checking the or an output signal (24) of the summing element (18) is set up to reach or exceed a release threshold value (26). Synchronisationseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Freigabeeinrichtung zur Freigabe der Signalisierung, wenn das Ausgangssignal (24) des Summenglieds (18) den oder einen Freigabe-Schwellwert (26) erreicht oder überschreitet, eingerichtet ist und/oder dass Mittelwertbilder zur Bildung eines gleitenden Mittelwerts des Ausgangssignals (22) des Differenzglieds (12) und/oder der Ausgangssignals (24) des Summenglieds (18) eingerichtet sind.Synchronization device (1) according to one of the Claims 10 until 15th , characterized in that a release device is set up to release the signaling when the output signal (24) of the summing element (18) reaches or exceeds the release threshold value (26) and / or that mean value images for forming a moving mean value of the output signal (22) of the differential element (12) and / or the output signal (24) of the summing element (18) are set up.
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