DE1817117C3 - Synchronisierverfahren für programmgesteuerte Trägerumtastung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur möglichst raschen und störungssicheren Herstellung eines Synchronlaufs des sende- und des empfangsseitigen Trägerfrequenzwechsels bei adreßcodierten Fernsprechsystemen mit Verwendung von sendeseitigen Frequenzumtastprogrammen, die gieichzeitg Adreßmerkmale enthalten, wobei die Umtastung sprungweise und in gleichbleibenden Zeitabschnitten erfolgt, so daß aufeinanderfolgenden Zeitintervallen (Zeitnummern) zunehmende Frequenznummern entsprechen und jeder Frequenznummer eine urch das Umtastprogramm vorgegebene Sende-Trägerfrequenz zugeordnet ist, die sich von der der vorhergehenden Frequenznummer entsprechenden Sendefrequenz erheblich unterscheidet, bei welchem Verfahren auf der Empfangsseite die Abstimmung des Empfängers in einer »Suchphase« nach einem besonderen Selektions-(Such-)Programm umgetastet wird, bei dem die dabei auftretenden »Treffer«, d. h. die Koinzidenzen zwischen Sendefrequenz und Selektionsfrequenz festgestellt werden, bei dem bei Erzielung einer auch bei Vorliegen von durch gestörte Übertragung verursachten zusätzlichen Treffern und Treffer-Ausfällen zur Erkennung des sendeseitigen Umtastprogramms ausreichenden Anzahl m von »Nutztreffern« — wobei diese m Nutztreffer als Einzelimpulse eines die Adresse der gerufenen Station kennzeichnenden »Wortes« betrachtet werden — die Synchronisierung der empfangsseitigen Umtastung entsprechend dem Sendeprogramm vorgenommen wird und bei dem bei Darstellung der Frequenznummern g und der Zeitnummern t in einer Zeit-Frequenz-Ebene die Frequenznummern der Selektions-(Such-)Frequenzen längs einer geraden Linie (»Suchspur«) angeordnet sind, nach Hauptpatent 18 17 115.

Bei diesem in der Hauptanmeldung ausführlich behandelten Verfahren ist also das Grund-Umtastprogramm durch die Zuordnung zwischen den den aufeinanderfolgenden Zeitintervallen ζ entsprechenden Frequenznummern g und der wechselnden Übertragungsfrequenz f vorgegeben. Anhand von zwei Beispielen sei die in der Hauptanmeldung benutzte Nomenklatur nochmals rekapituliert:

	Umtastintervall	Beispiel 1	Beispiel 2
	Ι/Γο = Taktfrequenz	sehneile	langsame
	der Umtastung	Umtastung	Umtastung
Γη =	t/To = Zeitnummer	0,1 m see	5 m see
w =	Frequenznummer	10 000/	200/scc
	Sendefrequenz	see
ζ =·
φ)·
fig) =

η = Zahl der Frequenz- ca. 80 ca. 100

nummern (kann größer
oder kleiner sein als die
Zahl der mögl. Sendefrequenzen)

Für die Suchphase, das Suchprogramm, die Zahl der »Nutztreffer« in einer Adressexind die mittlere Suchzeit sind noch folgende Definitionen, Beziehungen und Zusammenhänge (die bereits in der Hauptanmeldung erörtert sind) von Interesse:

	= Programm der Sende-	Beispiel 1	Beispiel 2
	Frequenznummern	sch' s ile	langsame
	= Suchspuren mit Fre	Umtastung	Umtastung
B	quenznummern der
	Selektionsumtastung
An A1	in der Suchphase
	= '/„ = Trefferwahr
	scheinlichkeit in der
	Suchphase
P	= Zahl der Nutztreffer	'/80	Vioo
	einer Adresse
	= m ■ η = mittlere Zahl
m	der nötigen Such	16	10
	schritte zur Adreß-
m/P	erkennung	1260	1000
	= m ■ n/w = mittlere
	Suchzeit
to	0,126 see	5 see

Wie in dem Hauptpatent weiter ausgeführt,

können zwecks Verkürzung der beim Suchprozeß auftretenden Wortlänge und Erschwerung der Reproduzierbarkeit des sendeseitigen Umtastprogramms die Frequenznummern g des sendeseitigen Umtastprogramms so gewählt werden, daß sie in der Zeit-Frequenzebene in der Nähe einer (oder mehrerer) geraden Linie(n) (»Leitspuren«) liegen.

Bei dem in dem Hauptpatent beschriebenen

Verfahren führt die getrennte Übertragung eines jeden einzelnen Signal-Abtastwertes zu einer hohen Umtastfrequenz mit entsprechend kurzen Einzelimpulsen. Zur Gewährleistung einer möglichst geringen Bandbreite dieser Impulse ist eine besondere Impulsformung nötig, welche eine weitere Verminderung der mittleren Impulsbreite zur Folge hat. Dies führt zu entsprechender Erhöhung der Spitzenleistungen und Verlängerung der Suchzeit, wobei noch besondere Schwierigkeiten durch die ausbreitungsbedingte Impulsverbreiterung

fto auftreten können.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß durch die Verwendung einer langsamen Sendeumtastung mit entsprechend verlängerten Signalelementen vermieden, die jeweils eine größere Zahl (z. B. 50) Abtast-Momen-

ft.s tanwerte umfassen, so daß bei jedem Umtastschritt ein »Paket« von Signal-Abtastwerten übertragen wird.

Der bei dieser Paketbildung u. U. auftretende Verlust einzelner Abtastwerte, v/ie auch die am Rande der

Werte bei Umtastung auftretenden Amplitudenschwankungen wirken sich unter normalen Bedingungen nicht schwerwiegend aus.

Auch bei einem derartigen Betrieb mit reduzierter Umtastfrequenz ist eine periodische Unterbrechung des übertragenen Nutzsignals zur Ermöglichung eines Prioritätsaufrufes erwünscht. Die ursprünglich ununterbrochene Folge der Abtastwerte ist dabei gemäß F i g. 1 in Pakete umzuwandeln. Die Lücken zwischen diesen Paketen stehen dann für den Empfang des Prioritätsaufrufes zur Verfügung. Diese Zeitkompression kann gemäß F i g. 2 durch abwechselnde Speicherung je eines Impulspaketes im Schieberegister S\ bzw. S₂ und beschleunigte Entnahme aus diesen Registern erfolgen. Da die Speicherung bei Verwendung von integrierten Schaltungen zweckmäßig in Digitalform erfolgt, empfiehlt sich eine Codierung der zu speichernden Signale. 7wprlcmäßiiK"r ak Binär-Codierunp erscheint hier die Deltamodulation im Hinblick auf den wesentlich kleineren Aufwand. Vor der Übertragung werden dabei durch Tiefpaßfilterung wieder Analogsignale gewonnen, welche ein verkürztes Abbild des ursprünglichen Signalausschnittes mit entsprechend erhöhten Frequenzen darstellen.

Eine der langsamen Sende-Umtastung angepaßte Such-Umtastung gemäß der Hauptanmeldung führt zu entsprechend längeren Suchzeiten (beim konkreten Beispiel auf Seite 3 ergibt sich eine Suchzeit fo = 5 Sek.). Aus diesem Grunde empfiehlt sich rasche Such-Umtastung z.B. nach der in Fig. 3 angedeuteten Methode. Das Grundprogramm der Sende-Umtastung ist wieder durch B], Bi, ... gegeben. Entsprechend einem Unterprogramm C sind die Frequenznummern der ausgesendeten Impulse um die Schrittzahl C\, C₂ verschoben (s. diesbezüglich auch Zusatzanmeldung P 18 17 116 zum Hauptpatent). Die Dauer T dieser Impulse kann kleiner sein als die Umtast-Intervalle Tq. Die Empfangs-Umtastung erfolgt dagegen schrittweise mit den Suchimpulsen a längs den Suchspuren A, in Intervallen 71. so daß sich z. B. die Treffer K\, K₂, ... ergeben. Diese Treffer sind gegenüber den ohne Unterprogramm zu erwartenden Treffern jeweils um die Zeiten C\, 71. C₂, F₂,... verschoben, und man erhält somit die für das Unterprogramm charakteristische Adresse. Die Länge der aus m Treffern bestehender Adresse ist kleiner als mTr>. Zur Vermeidung unnötigei Doppelabtastungen ist dafür zu sorgen, daß nach jederr

<i Durchlauf des Unterprogramms, d. h. in Zeitabständer rnTn, im Grundprogramm ein größerer Schritt vor mehreren Frequenznummern vorgesehen ist, so daß die unmittelbar nachfolgenden Impulse keine weiterer Treffer mehr ergeben.

Bei Frequenzumtastung mit Unterprogramm is zunächst eine minimale Zahl von Elementen de.¹ Trefferwortes durch die verlangte Zeit verschiedenei Adressen gegeben. Im Hinblick auf unvermeidliche Übertragungsstörungen kann jedoch zur eindeutiger Erkennung der Adresse eine wesentlich größere Elementzahl erforderlich sein, z.B. m = 16. Falls die: bei langsamer Umtastung zu unzulässig langen Suchzei ten führt, empfiehlt sicii Betrieb mit Kurzadressen deren Elementzahl lediglich zur Codierung alle:

möglichen Adressen ausreichen muß. Diese Kurzadres sen sind zunächst nicht ausreichend störfest, d. h., es mut mit einer größeren Zahl von Fehladressen gerechne werden. Nach jeder Erkennung einer Adresse (weicht also auch durch Störimpulse vorgetäuscht sein kann) is nun durch zeitliche Verschiebung des empfangsseitiger Suchprogramms eine Überprüfung möglich.

Nach einifin erfolgreichen Wiederholungen diesel Überprüfung besteht dann ausreichende Sicherheit füi die betreffende Adresse. Man kann aber auch nacl

ίο zunächst noch unsicherem Empfang der Kurzadresse probeweise von Suchumtastung auf normale Pro grammumtastung umschalten. Eine Fehlsynchronisic rung ist dann durch mangelnde weitere Koinzidenzer leicht festzustellen, und der Suchvorgang wird in diesen Fall fortgesetzt. Diese Kontrollen erfordern irr Gegensatz zum eigentlichen Suchvorgang sehr wenif Zeit, und die gesamte Suchzeit läßt sich durch Betrieb mit Kurzadressen erheblich reduzieren. Natürlich is beim Betrieb mit Kurzadressen auch die Gesamtperiode des Umtastprogramms entsprechend reduziert. DurcP Kombination verschiedener Kurzadressen lassen sicf aber die Adreßmöglichkeiten und die Gesamtperiode erheblich erweitern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur möglichst raschen und störungssicheren Herstellung eines Synchronlaufs des sende- und des empfangsseitigen Trägerfrequenzwechsels bei adreßcodierten Fernsprechsystemen mit Verwendung von sendeseitigen Frequenzumtastprogrammen, die gleichzeitig Adreßmerkmale enthalten, wobei die Umtastung sprungweise und in gleichbleibenden Zeitabschnitten erfolgt, so daß aufeinanderfolgenden Zeitintervallen (Zeitnummern) zunehmende Frequenznummern entsprechen und jeder Frequenznummer eine durch das Umtaslprogramm vorgegebene Sende-Trägerfrequenz zugeordnet ist, die sich von der der vorhergehenden Frequenznummer entsprechenden Sendefrequenz erheblich unterscheidet, bei welchem Verfahren auf der Empfangsseite die Abstimmung des Empfängers in einer »Suchphase« nach einem besonderen Selektions-(Such-)Programm umgetastet wird, bei dem die dabei auftretenden »Treffer«, d.h. die Koinzidenzen zwischen Sendefrequenz und Selektionsfrequenz festgestellt werden, bei dem bei Erzielung einer auch bei Vorliegen von durch gestörte Übertragung verursachten zusätzlichen Treffern und Treffer-Ausfällen zur Erkennung des sendeseitigen Umtastprogrammes ausreichenden Anzahl m von »Nutztreffern« — wobei diese m Nutztreffer als Einzelimpulse eines die Adresse der gerufenen StaJon kennzeichnenden »Wortes« betrachtet werden — die Synchronisierung der empfangsseitigen Umtastung entsprechend dem Sendeprogramm vorgenommen -^ird und bei dem bei Darstellung der Frequenznummern (g) und der Zeitnummer (t) in einer Zeit-Frequenz-Ebene die Frequenznummern der Selektions-(Such-)Frequenzen längs einer geraden Linie (»Suchspur«) angeordnet sind, nach Hauptpatent 18 17 115 dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vermeidung einer bei der getrennten Übertragung jedes einzelnen Signal-Abtastwertes mit einer hoher. Umtastfrequenz und entsprechend kurzen Einzelimpulsen zur Gewährleistung einer möglichst geringen Bandbreite dieser Impulse notwendigen besonderen Impulsformung und der damit verbundenen Verminderung der mittleren Impulsbreite mit entsprechender Erhöhung der Spitzenleistungen und Verlängerung der Suchzeit sowie zur Vermeidung der durch die genannten Faktoren bewirkten ausbreitungsbedingten Impulsverbreiterung eine langsame Sendeumtastung mit entsprechend verlängerten Signalelementen verwendet wird, die jeweils eine größere Zahl (z. B. 50) Abtast-Momentanwerte umfassen, so daß bei jedem Umtastschritt ein »Paket« von Signal-Abtastwerten übertragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch periodische Unterbrechung des übertragenen Nutzsignals zur Ermöglichung eines Prioritätsaufrufs in der Weise, daß zwischen den Abtastwert=Pa= keten Lücken vorgesehen werden, die für den Empfang des Prioritätsaufrufes zur Verfügung stehen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch abwechselnde Speicherung je eines von zwei <>5 aufeinanderfolgenden ImpuUpaketen in einem von zwei Schieberegistern (St bzw. S7, Fig.2) und beschleunigte Entnahme aus diesen Registern.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch digitale Speicherung der Signal-Abtastwerte mit vorhergehender Codierung.

5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch digitale Codierung mittels Deltamodulation.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Übertragung durch Tiefpaßrilterung wieder analoge Signale gewonnen werden, welche ein verkürztes Abbild des ursprünglichen Signalausschnittes mit entsprechend erhöhten Frequenzen darstellen.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 bis 6, wobei die Frequenznummern des sendeseitigen Umtastprogramms so gewählt werden, daß sie in der Zeit-Frequenz-Ebene in der Nähe einer (oder mehrerer) geraden Linie (n) (»Leitspuren«) liegen und bei diesen Leitspuren eine veränderliche Infrastruktur in dem Sinne angewendet wird, daß dem durch die Leitspuren gekennzeichneten eigentlichen sendeseitigen Umtastprogramm ein Unterprogramm überlagert wird, so daß die Frequenznummern jeder Leitspur entsprechend dem Unterprogramm in der Weise erhöht werden, daß die /-te Frequenznummer einer Leitspur um C\ Einheiten (Zeitnummern) verschoben wird, gekennzeichnet durch eine gegenüber der langsamen sendeseitigen Träger-Umtastung rasche Such-Umtastung, in der Weise, daß die Empfangs-(Such-)Umtastung schrittweise mit Suchimpulsen (a) erfolgt, die in der Zeit-Frequenz-Ebene längs gerader Linien (Suchspuren) mit einem konstanten gegenseitigen Abstand (Tl) angeordnet sind, während das Grundprogramm der Sendeumtastung infolge der langsamen Umtastfrequenz durch horizontale Linien (B\, B₁,...) gegeben ist, so daß die sich ergebenden Treffer (Ku Ki, ...) gegenüber den ohne Unterprogramm zu erwartenden Treffern jeweils um die Zeiten c\, 71, ei, 71, ... verschoben sind und somit die für das Unterprogramm charaktei istisch\r Adresse gewonnen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vermeidung unnötiger Doppelabtastungen Vorkehrungen dahingehend getroffen sind, daß nach dem Durchlauf des Unterprogramms (d. h. in Zeitabständen m-7o) im Grundprogramm ein größerer Schritt von mehreren Frequenznummern vorgesehen ist, so daß die unmittelbar nachfolgenden Impulse keine weiteren Treffer mehr ergeben.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks einer im Hinblick auf unvermeidliche Übertragungsstörungen zur eindeutigen Erkennung einer Adresse erforderlichen Erhöhung der durch die verlangte Zahl verschiedenen Adressen wesentlich reduzierten Zahl von Elementen des Trefferwertes und zwecks Vermeidung von bei langsamer Umtastung damit verbundenen unzulässig langen Suchzeiten Kurzadressen verwendet werden, deren Elementzahl lediglich zur Codierung aller möglichen Adressen ausreichen muß.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Empfang einer Kurzadresse, die bei gestörtem Betrieb möglicherweise durch Störimpulse vorgetäuscht und daher unsicher ist, eine Überprüfung der Adresse durch wiederholte zeitliche Verschiebung des empfangsseitigen Suchprograrnms vorgenommen wird und nach einigen

erfolgreichen Wiederholungen dieser Überprüfung die betreffende Adresse als fehlerfrei erkannt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Empfang einer Kurzadresse, die bei gestörtem Betrieb möglicherweise durch Störimpulse vorgetäuscht und daher unsicher ist, zunächst probeweise von Suchumtastung auf normale Programmumtastung umgeschaltet wird, woi.ach eine allfällige Fehlsynchronisierung durch das Fehlen weiterer Koinzidenzen festgestellt werden kann, in welchem Fall der Suchvorgang fortgesetzt wird.

Beispiel I Beispiel 2

schnelle langsame Unmisiiing LJinuistiing