DE19952027C2 - Verfahren und Empfangseinrichtung zum Verarbeiten eines nach dem Mehrfrequenzwahlverfahren erzeugten Signals - Google Patents
Verfahren und Empfangseinrichtung zum Verarbeiten eines nach dem Mehrfrequenzwahlverfahren erzeugten SignalsInfo
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Abstract
Beschrieben ist ein Verfahren zum Verarbeiten eines nach dem Mehrfrequenzwahlverfahren erzeugten Signals. Bei diesem Verfahren wird das Signal abgetastet und eine zeitdiskrete Folge von Abtastwerten (X¶n¶) erzeugt. Aus diesen Abtastwerten werden Frequenz- und Amplitudenmaße (FM1, FM2, AM1, AM2) ermittelt, die auf eine untere Frequenzgruppe (LG) bzw. eine obere Frequenzgruppe (HG) bezogen sind. Diese Maße (FM1, FM2, AM1, AM2) werden mit vorgegebenen Sollwerten verglichen. Stimmen die ermittelten Maße (FM1, FM2, AM1, AM2) mit den Sollwerten überein, so wird das Signal als Träger einer Signalisierungsinformation identifiziert.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten eines
nach dem Mehrfrequenzwahlverfahren erzeugten Signals sowie
eine Empfangseinrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Das Mehrfrequenzwahlverfahren ist ein Signalisierungsverfah
ren, bei dem Signalisierungszeichen wie z. B. Wählziffern, im
folgenden kurz als MFV-Zeichen bezeichnet, über analoge
Sprachkanäle übertragen werden. Jedes MFV-Zeichen ist defi
niert durch die Kombination von zwei Tonsignalen, deren Fre
quenzen aus zwei verschiedenen Frequenzgruppen stammen. So
wohl in der unteren als auch in der oberen Frequenzgruppe
sind jeweils vier Frequenzen enthalten. Die niedrigste Fre
quenz der oberen Frequenzgruppe ist dabei größer als die
höchste Frequenz der unteren Frequenzgruppe. Die maximale An
zahl der darstellbaren MFV-Zeichen ergibt sich aus der Anzahl
von Kombinationsmöglichkeiten, nach denen sich unterscheid
bare Frequenzpaare bilden lassen, die aus jeweils einer Fre
quenz der unteren Frequenzgruppe und einer Frequenz der obe
ren Frequenzgruppe bestehen. Bei vier Frequenzen je Frequenz
gruppe lassen sich somit sechzehn MFV-Zeichen darstellen.
Bevor das mit dem Signal übertragene MFV-Signal weiterverar
beitet werden kann, muß die dem Zeichen zugrundeliegende Si
gnalisierungsinformation zunächst in der Empfangseinrichtung
aus dem Signal wiedergewonnen werden. Dies geschieht für ge
wöhnlich unter Berücksichtigung vorgegebener Sollwerte, die
für MFV-Signale beispielsweise durch den Standard Q.24 der
Internationalen Fernmeldeunion, kurz ITU-T, vorgegeben sind.
Für den Empfang von MFV-Signalen sind aus dem Stand der Tech
nik Verfahren bekannt, die auf vergleichsweise komplizierten
Algorithmen basieren, so daß die nach ihnen arbeitenden Emp
fangseinrichtungen technisch aufwendig sind. So benötigen sowohl
herkömmliche Empfangseinrichtungen, die mit Bandpaß-Fil
terbänken arbeiten, als auch solche, die eine digitale Fou
rier-Transformation nach dem Goertzel-Algorithmus durchfüh
ren, jeweils acht Einzelempfänger, die den auf die beiden
Frequenzgruppen verteilten acht Frequenzen zugeordnet sind.
Dieser hohe technische Aufwand erschwert es bisher, eine sol
che Empfangseinrichtung durch einen Mikroprozessor mit ver
gleichsweise schlichter Prozessorarchitektur auszubilden, wie
er beispielsweise häufig in digitalen Nebenstellenanlagen
eingesetzt wird.
Des weiteren ist aus der deutschen Patentschrift DE 39 14 841 C2
ein digitaler Tonsignalempfänger bekannt, der ein ankom
mendes Signal einer schnellen Fouriertransformation bei den
acht MFV-Frequenzen mit einer relativ geringen Genauigkeit
zuführt. Falls diese Fouriertransformation ergibt, daß MFV-
Töne im ankommenden Signal enthalten sein könnten, wird das
ankommende Signal einem Verifikationsalgorithmus unterworfen,
bei dem eine weitere Fouriertransformation mit einer höheren
Genauigkeit bei den zwei zuvor ermittelten Tonfrequenzen aus
geführt wird. Bei dem beschriebenen Verfahren sind somit zwei
aufeinanderfolgende Arbeitsschritte notwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine nach
diesem Verfahren arbeitende Empfangseinrichtung anzugeben,
mit denen ein MFV-Signal mit geringerem technischen Aufwand
als bisher empfangen und effizient verarbeitet werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Ver
arbeiten eines nach dem Mehrfrequenzwahlverfahren erzeugten
Signals, bei dem das Signal abgetastet und eine zeitdiskrete
Folge von Abtastwerten erzeugt wird, aus dieser Folge eine
erste digital gefilterte Folge von Abtastwerten, deren er
laubte Frequenzen in einer ersten Frequenzgruppe liegen, und
mindestens eine weitere, zweite digital gefilterte Folge von
Abtastwerten, deren erlaubte Frequenzen in einer zweiten Fre
quenzgruppe liegen und größer als die Frequenzen der ersten
Frequenzgruppe sind, ermittelt werden, für die Abtastwerte
der ersten gefilterten Folge jeweils der Phasenunterschied
gegenüber einem vorhergehenden Abtastwert als Maß für die in
die erste Frequenzgruppe fallende Signalfrequenz sowie ein
Maß für die bei dieser Signalfrequenz vorhandene Signalampli
tude ermittelt werden, für die Abtastwerte der zweiten gefil
terten Folge jeweils der Phasenunterschied gegenüber einem
vorhergehenden Abtastwert als Maß für die in die zweite Fre
quenzgruppe fallende Signalfrequenz sowie ein Maß für die bei
dieser Signalfrequenz vorhandene Signalamplitude ermittelt
werden, die aus den Abtastwerten der ersten gefilterten Folge
ermittelten Maße und die aus den Abtastwerten der zweiten gefilterten
Folge der ermittelten Maße mit für eine Signalisie
rungsinformation spezifizierten Sollwerten verglichen werden
und das Signal als Träger der Signalisierungsinformation
identifiziert wird, wenn die ermittelten Maße mit den Soll
werten übereinstimmen.
Das Verfahren macht von der Tatsache Gebrauch, daß ein MFV-
Signal ein Sinussignal ist, das über die Zeit sowohl eine
konstante Amplitude als auch eine konstante Frequenz hat.
Wird ein solches Sinussignal abgetastet und in eine Folge di
gitaler Abtastwerte umgesetzt, so ist der Phasenunterschied
des momentanen Abtastwertes gegenüber einem vorhergehenden
Abtastwert proportional zur Frequenz des Sinussignals. Durch
Ermittlung des Phasenunterschiedes von zwei aufeinanderfol
genden Abtastwerten kann so die Frequenz des Sinussignals zum
Zeitpunkt des gerade vorliegenden Abtastwertes bestimmt wer
den.
Die Ermittlung des Phasenunterschiedes ist für jeden Ab
tastwert möglich, und zwar unabhängig von der verwendeten Ab
tastrate. Dies eröffnet den Weg, eine besonders niedrige Ab
tastrate zu wählen, so daß das Verfahren zu seiner Durchfüh
rung nur geringen technischen Aufwand erfordert. Es ist so
insbesondere in solchen Systemen gewinnbringend einzusetzen,
die auf eine besonders einfache Signalverarbeitung ausgelegt
sind und deren Prozessoren deshalb über eine vergleichsweise
schlichte Prozessorarchitektur verfügen. Als Beispiel sind
hier integrierte Schaltkreise für Kommunikationsanwendungen
in digitalen Nebenstellenanlagen zu nennen, in denen soge
nannte Mikroprozessorkerne oder Signalprozessorkerne zum Ein
satz kommen, die die ihnen zugeführten Signale im wesentli
chen auf Grundlage von Schiebe- und Additionsoperationen ver
arbeiten.
Durch die Maßnahme, für die erste oder untere Frequenzgruppe
sowie für die zweite oder obere Frequenzgruppe jeweils eine
digital gefilterte Folge von Abtastwerten zu ermitteln, können
die Frequenzen jeweils einer Frequenzgruppe gemeinsam
verarbeitet werden. Dies unterscheidet das Verfahren vom
Stand der Technik, bei dem jede der üblicherweise acht Fre
quenzen für sich verarbeitet werden muß. Das erfindungsgemäße
Verfahren ermöglicht also eine effizientere Signalverarbei
tung als bisher.
Vorteilhaft werden die Abtastwerte der ersten gefilterten
Folge einem ersten Verarbeitungsmodul zugeführt, das aus den
Abtastwerten jeweils einen komplexen Abtastwert erzeugt, in
dem der jeweilige Abtastwert unverändert dem Realteil und
phasenverschoben dem Imaginärteil des komplexen Abtastwertes
zugeordnet wird, und das als Maß für die Signalfrequenz den
Phasenunterschied des komplexen Abtastwertes und als Maß für
die Signalamplitude den Absolutbetrag des komplexen Ab
tastwertes ermittelt. Entsprechend werden nach dieser Weiter
bildung der Erfindung die Abtastwerte der zweiten gefilterten
Folge einem zweiten Verarbeitungsmodul zugeführt, das aus den
Abtastwerten jeweils einen komplexen Abtastwert erzeugt, in
dem der jeweilige Abtastwert unverändert dem Realteil und
phasenverschoben dem Imaginärteil des komplexen Abtastwertes
zugeordnet wird, und das als Maß für die Signalfrequenz den
Phasenunterschied des komplexen Abtastwertes und als Maß für
die Signalamplitude den Absolutbetrag des komplexen Ab
tastwertes ermittelt.
Während die herkömmlichen Verfahren für jede Frequenz einen
eigenen Empfänger benötigen, kommt das in vorstehend erläu
terter Weise weitergebildete Verfahren mit nur zwei Verarbei
tungsmodulen aus. Der technische Aufwand zur Durchführung des
Verfahrens verringert sich damit erheblich. Die Ermittlung
komplexer Abtastwerte, d. h. einer analytischen Folge von Ab
tastwerten, hat den Vorteil, daß die vollständige Phasenin
formation sowohl im Realteil als auch im Imaginärteil des
entsprechenden komplexen Abtastwertes enthalten ist. Dies er
möglicht gleichsam das Ausblenden beispielsweise der mit ne
gativem Vorzeichen behafteten Frequenz, die in dem reellen
Abtastwert des sinusförmigen MFV-Signals nach den Regeln der
Fourier-Analyse stets vorhanden ist. Die Festlegung auf die
Frequenz eines Vorzeichens, z. B. auf die mit positivem Vor
zeichen behaftete Frequenz, gestattet so die eindeutige Er
mittlung des Phasenunterschiedes, der zwischen zwei aufeinan
derfolgenden Abtastwerten auftritt. Ebenso kann durch Bestim
mung des Absolutwertes des komplexen Abtastwertes die Ampli
tude des MFV-Signals eindeutig ermittelt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, als er
stes und als zweites Verarbeitungsmodul jeweils einen Hil
berttransformator zu verwenden. Mit einem solchen nicht re
kursiven Digitalfilter lassen sich die eine analytische Folge
bildenden komplexen Abtastwerte in einfacher Weise dadurch
erzeugen, daß die ursprünglichen Abtastwerte um -90° phasen
verschoben werden.
Die beiden gefilterten Folgen können durch ein erstes birezi
prokes Brückenwellendigitalfilter ermittelt werden, das als
Tiefpaß arbeitet, indem es für die in der ersten Frequenz
gruppe enthaltenen Frequenzen durchlässig und für die in der
zweiten Frequenzgruppe enthaltenen Frequenzen undurchlässig
ist, und das als Hochpaß arbeitet, indem es für die in der
ersten Frequenzgruppe enthaltenen Frequenzen undurchlässig
und für die in der zweiten Frequenzgruppe enthaltenen Fre
quenzen durchlässig ist. Ein solches Brückenwellendigitalfil
ter hat den Vorteil, daß es bei einer Abtastratenverminderung
auf der unteren Abtastrate betrieben werden kann. Außerdem
kann das Brückenwellendigitalfilter sowohl die Funktion eines
Tiefpasses als auch die Funktion eines Hochpasses übernehmen.
Auch dies verringert den technischen Aufwand zur Umsetzung
des Verfahrens deutlich.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens be
steht darin, daß die erste gefilterte Folge, bevor sie in dem
ersten Verarbeitungsmodul verarbeitet wird, einem zweiten
Brückenwellendigitalfilter zugeführt wird, das für Störsignale
undurchlässig ist. Dadurch können niederfrequente Stör
signale, wie sie beispielsweise ein an der Gabel eines Fern
sprechers reflektiertes Hörtonsignal darstellt, einfach und
zuverlässig beseitigt werden.
Günstig ist es, die erste gefilterte Folge, bevor sie in dem
ersten Verarbeitungsmodul verarbeitet wird, zu modulieren,
indem jeder zweite Abtastwert dieser Folge mit -1 multipli
ziert wird. Durch diese Modulation wird eine Bandumkehr im
Frequenzbereich der Folge bewirkt, die sich bei Testanwendun
gen des Verfahrens als günstig im Hinblick auf die in dem er
sten Verarbeitungsmodul erfolgende Weiterverarbeitung der Ab
tastwerte erwiesen hat.
Von Vorteil ist es, die Abtastraten der beiden gefilterten
Folgen nach deren Verarbeitung in dem jeweiligen Verarbei
tungsmodul einander anzugleichen und die beiden gefilterten
Folgen einer Identifizierungseinheit zuzuführen, die die
durch die Verarbeitungsmodule ermittelten Maße mit den Soll
werten vergleicht. Durch die Angleichung der Abtastraten kann
das MFV-Signal in der Identifizierungseinheit für beide Fre
quenzgruppen mit gleicher Abtastrate, also auf einer gemein
samen Zeitbasis, ausgewertet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Empfangs
einrichtung zum Durchführen des eben erläuterten Verfahrens
vorgesehen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge
genstand der Unteransprüche sowie der folgenden Beschreibung.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren näher er
läutert. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Empfangseinrichtung für ein MFV-Signal,
Fig. 2 ein Beispiel für ein in der Empfangseinrichtung
nach Fig. 1 vorgesehenes Verarbeitungsmodul,
Fig. 3 ein weiteres Beispiel für das Verarbeitungsmodul,
Fig. 4 eine spezielle Ausführungsform der Empfangseinrich
tung nach Fig. 1,
Fig. 5a und 5b
zwei in der Empfangseinrichtung nach Fig. 4 vorge
sehen Brückenwellendigitalfilter,
Fig. 6a bis 6c
die durch Abtastratenverminderung verschobenen Fre
quenzen der oberen und der unteren Frequenzgruppe,
Fig. 7a bis 7c
Simulationsergebnisse des Verfahrens.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird im folgenden die prinzipi
elle Funktionsweise einer nach dem erfindungsgemäßen Verfah
ren arbeitenden Empfangseinrichtung 10 erläutert, die bei
spielsweise Teil einer digitalen Nebenstellenanlage und auf
den Empfang von MFV-Signalen ausgelegt ist.
Die Empfangseinrichtung 10 hat zwei Verarbeitungszweige 12,
14, die jeweils ein Verarbeitungsmodul 16 enthalten, für das
in den Fig. 2 und 3 zwei Ausführungsbeispiele gezeigt
sind. Der Verarbeitungszweig 12 verarbeitet das MFV-Signal in
einem Frequenzbereich, der durch eine in dem Mehrfrequenz
wahlverfahren vorgesehene untere Frequenzgruppe festgelegt
ist, die vier vorgegebene Frequenzen enthält. Entsprechend
verarbeitet der zweite Verarbeitungszweig 14 das MFV-Signal
in einem Frequenzbereich, der einer oberen Frequenzgruppe zu
geordnet ist. Auch die obere Frequenzgruppe enthält vier Fre
quenzen, die jedoch großer sind als die höchste Frequenz der
unteren Frequenzgruppe. Die untere und die obere Frequenzgruppe
sind in Fig. 6a an Hand eines konkreten Beispiels ge
zeigt und dort mit LG bzw. HG bezeichnet.
Dem in dem ersten Verarbeitungszweig 12 vorgesehenen Verar
beitungsmodul 16 ist ein Tiefpaß 18 vorgeschaltet, der für
die Frequenzen der unteren Frequenzgruppe LG durchlässig und
für die Frequenzen der oberen Frequenzgruppe HG undurchlässig
ist. Entsprechend ist dem in dem zweiten Verarbeitungszweig
14 vorgesehenen Verarbeitungsmodul 16 ein Hochpaß 20 vorge
schaltet, der für die Frequenzen der unteren Frequenzgruppe
LG undurchlässig und für die Frequenzen der oberen Frequenz
gruppe HG durchlässig ist.
Das Verarbeitungsmodul 16 des ersten Verarbeitungszweiges 12
ermittelt in später zu erläuternder Weise ein Maß für die
Frequenz sowie ein Maß für die Amplitude des in dem Verar
beitungszweig 12 verarbeiteten Anteils des MFV-Signals. Diese
beiden Maße werden im folgenden als Frequenzmaß FM1 und als
Amplitudenmaß AM1 bezeichnet. Entsprechend ermittelt das Ver
arbeitungsmodul 16 des zweiten Verarbeitungszweiges ein Fre
quenzmaß FM2 und ein Amplitudenmaß AM2 des in dem zweiten
Verarbeitungszweig 14 verarbeiteten Anteils des MFV-Signals.
Die Maße FM1, AM1 und FM2, AM2 werden einer Identifizierungs
einheit 22 zugeführt, die diese Maße auswertet, um so eine
mit dem MFV-Signal übertragene Signalisierungsinformation,
d. h. ein MFV-Zeichen, zu identifizieren. Zu diesem Zweck ver
gleicht die Identifizierungseinheit 22 die Maße FM1, AM1 mit
für die untere Frequenzgruppe LG vorgegebenen Sollwerten,
während sie die Maße FM2, AM2 mit für die obere Frequenz
gruppe HG vorgegebenen Sollwerten vergleicht. Dieser Ver
gleich erfolgt bei der hier vorgestellten Empfangseinrichtung
10 gemäß dem für das Mehrfrequenzwahlverfahren vorgegebenen
Standard Q.24 der ITU-T.
Durch die in der Identifizierungseinheit 22 zur Auswertung
herangezogenen Sollwerte werden für die in beiden Frequenzgruppen
zugeordneten Frequenzen Toleranzbereiche festgelegt,
innerhalb derer die Frequenzmaße FM1 und FM2 liegen müssen,
damit die entsprechenden Frequenzen als in dem empfangenen
MFV-Signal als vorhanden erkannt werden. Außerdem sind durch
die Sollwerte Mindestpegel für die auf die betrachteten Fre
quenzen bezogenen Amplitudenmaße vorgegeben.
Die Identifizierungseinheit 22 überprüft an Hand dieser Soll
werte, ob sowohl für eine der vier Frequenzen der unteren
Frequenzgruppe LG als auch für eine der vier Frequenzen der oberen
Frequenzgruppe HG die ermittelten Maße FM1, AM1 bzw. FM2, AM2
innerhalb der vorbestimmten Toleranzbereiche liegen. Ist dies
der Fall, so ist das empfangene MFV-Signal als Übermittlungs
signal desjenigen MFV-Zeichens identifiziert, das durch die
Kombination dieser beiden in den verschiedenen Frequenzgrup
pen LG, HG enthaltenen Frequenzen festgelegt ist.
In Fig. 2 ist ein erstes Beispiel für das in den beiden Ver
arbeitungszweigen 12, 14 der Empfangseinrichtung 10 verwen
dete Verarbeitungsmodul 16 dargestellt. Das Verarbeitungsmo
dul 16 empfängt eine Folge von Abtastwerten xn, die in an
sich bekannter Weise durch Abtastung des MFV-Signals mit ei
ner vorgegebenen Abtastrate und anschließend die Digitalisie
rung erzeugt worden ist. Die Abtastwerte xn werden einem Di
gitalfilter 24 des Verarbeitungsmoduls 16 zugeführt. Dieses
erzeugt aus dem jeweiligen Abtastwert xn einen diesem ent
sprechenden komplexen Abtastwert xn' . n ist dabei ein Laufin
dex, der darauf hinweist, daß xn bzw. x'n der n-te Abtastwert
innerhalb der zeitdiskreten Folge von Abtastwerten ist. Der
komplexe Abtastwert x'n der n-te Abtastwert innerhalb der
zeitdiskreten Folge von Abtastwerten ist. Der komplexe Ab
tastwert x'n ist durch die Beziehung
x'n = Aej ω nT = Aejpn = Re(x'n) + j . Im(x'n) (1)
gegeben, worin mit A die konstante Amplitude und ω die kon
stante Frequenz des sinusförmigen MFV-Signals, mit T die der
Abtastrate entsprechende Abtastperiode, mit pn die Phase des
komplexen Abtastwertes x'n, mit Re der Realteil und Im der
Imaginärteil des komplexen Abtastwertes x'n sowie j die ima
ginäre Einheit bezeichnet ist. In dem Digitalfilter 24 ist
der empfangene Abtastwert xn einerseits einem Realteilzweig
26 und andererseits einem Imaginärteilzweig 28 zugeführt.
Über den Realteilzweig 26 wird der Abtastwert xn im wesentli
chen unverändert als Realteil des komplexen Abtastwertes x'n
ausgegeben, während der Abtastwert xn in dem Imaginärteilz
weig 16 durch eine Phasenverschiebungseinheit 30 um -90° ge
genüber dem über dem Realteilzweig 26 übertragenen Abtastwert
xn phasenverschoben wird. Das Digitalfilter 24 gibt also über
den Imaginärteilzweig 28 einen Wert aus, der den Imaginärteil
des komplexen Abtastwertes x'n darstellt.
Als Digitalfilter 24 ist ein Hilberttransformator verwendbar,
der die vorstehend erläuterte Phasenverschiebung und damit
die Erzeugung der komplexen Abtastwerte x'n vornimmt. Das Di
gitalfilter 24 gibt den komplexen Abtastwert x'n aufgeteilt
in Realteil und Imaginärteil an eine Phasenermittlungseinheit
32 sowie an eine Amplitudenermittlungseinheit 34 aus. Die
Phasenermittlungseinheit 32 enthält eine Recheneinheit 34,
die aus dem komplexen Abtastwert x'n für jede Abtastung n die
Phase pn bestimmt und diese ausgibt. Zur Bestimmung der Phase
kann der aus dem Stand der Technik bekannte CORDIC-Algorith
mus eingesetzt werden.
An die Recheneinheit 35 sind ausgangsseitig Verzögerungsglie
der 36 und ein Addierer 38 angeschlossen. Die von der Rechen
einheit 35 bestimmte Phase pn wird dem Addierer 38 zum einen
direkt und zum anderen über das Verzögerungsglied 36 zuge
führt. Das Verzögerungsglied 36 verzögert die Phase pn um das
m-Fache der Abtastperiode T . m ist dabei eine positive ganze
Zahl und in dem Beispiel nach Fig. 2 gleich 1. Das von dem
Verzögerungsglied 36 ausgegebene Signal pn-m ist die Phase des
(n - m)-ten komplexen Abtastwertes X'n-m. Der Addierer 38 be
rechnet die Phasendifferenz pn-m zwischen dem n-ten komplexen
Abtastwert x'n und dem (n - m)-ten komplexen Abtastwert x'n-m.
Das Ergebnis der von dem Addierer 38 vorgenommenen Subtrak
tion wird als Frequenzmaß FM1 bzw. FM2 ausgegeben.
Die Amplitudenermittlungseinheit 34 enthält zwei Multiplizie
rer 40, 42 sowie einen Addierer 44. Den beiden Eingängen des
Multiplizierers 40 wird jeweils der Realteil Re(x'n) des
komplexen Abtastwertes x'n zugeführt, während den beiden Ein
gängen des Multiplizierers 42 jeweils der Imaginärteil. Im
(x'n) des komplexen Abtastwertes x'n zugeführt wird. Die Mul
tiplizierer 40, 42 bilden jeweils das Quadrat der ihnen zuge
führten Werte und geben das Ergebnis an den Addierer 44 aus.
Die von diesem vorgenommene Addition liefert das Quadrat des
Absolutbetrages des komplexen Abtastwertes x'n und damit als
Amplitudenmaß AM1 bzw. AM2 das Quadrat der konstanten Ampli
tude A des sinusförmigen MFV-Signals.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel für das Verarbeitungsmo
dul 16. Dieses unterscheidet sich von dem Verarbeitungsmodul
nach Fig. 2 lediglich durch die Ausbildung des verwendeten
Digitalfilters, das in Fig. 3 mit 46 bezeichnet ist, sowie
durch die zwei zusätzlich vorgesehenen Mittelungseinheiten 48
und 50. Die übrigen Komponenten sind identisch mit denen des
Verarbeitungsmoduls nach Fig. 2, so daß auf ihre Beschrei
bung an dieser Stelle verzichtet werden kann.
Wie auch bei dem ersten Beispiel des Verarbeitungsmoduls 16
wird bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel der empfangene Ab
tastwert xn zum einen einem Realteilzweig 52 und zum anderen
einem Imaginärteilzweig 54 zugeführt, deren Aufbau weiter un
ten im Detail beschrieben wird. Nach erfolgter Signalverar
beitung gibt das Digitalfilter 46 über den Realteilzweig 52
den als Realteil des komplexen Abtastwertes x'n aufzufassen
den Wert Re(x'n) aus, während es über den Imaginärteilzweig
54 den als Imaginärteil des komplexen Abtastwertes x'n aufzu
fassenden Wert Im(x'n) ausgibt. Der Imaginärteil Im(x'n)
entspricht dabei wiederum dem um -90° phasenverschobenen
Realteil des komplexen Abtastwertes x'n.
Der Realteilzweig 52 des als Hilberttransformator ausgebilde
ten Digitalfilters 46 besteht aus einem einzigen Verzöge
rungsglied 56, das den ihm zugeführten Abtastwert xn um die
Abtastperiode T verzögert und an die Recheneinheit 35 aus
gibt. Der Imaginärteilzweig 54 besteht aus drei Addierern 58,
60 und 62 sowie einem Verzögerungsglied 64. Der Addierer 58
hat einen Minuendeneingang und einen mit "-" bezeichneten
Subtrahendeneingang, während die beiden anderen Addierer 56
und 58 jeweils zwei Summandeneingänge haben. Der dem Imagi
närteilzweig 54 zugeführte Abtastwert xn gelangt zum einen zu
dem Addierer 58 und zum anderen zum Addierer 60. Der Addierer
58 ist mit dem Ausgang des Verzögerungsgliedes 64 verbunden
und empfängt so das um das Zweifache der Abtastperiode T ver
zögerte Additionsergebnis des Addierers 60 und zieht davon
den nicht verzögerten Abtastwert xn ab. Das in dem Addierer
58 ermittelte Subtraktionsergebnis wird durch eine in Fig. 3
mit ½ bezeichnete Schiebeoperation halbiert und dem Addierer
60 sowie dem Addierer 62 zugeführt. Wie dem Addierer 58 wird
auch dem Addierer 62 das um das Zweifache der Abtastperiode T
verzögerte Additionsergebnis des Addierers 60 zugeführt, zu
dem der Addierer 62 das halbierte Subtraktionsergebnis des
Addierers 58 addiert und das so ermittelte Additionsergebnis
als Imaginärteil Im(x'n) des komplexen Abtastwertes x'n an
die Recheneinheit 35 der Phasenermittlungseinheit 32 sowie
die Amplitudenermittlungseinheit 34 weiterleitet.
Die Phasenermittlungseinheit 32 und die Amplitudenermitt
lungseinheit 34 arbeiten wie die ihnen entsprechenden Kompo
nenten des ersten Beispiels des Verarbeitungsmoduls 16. Die
von ihnen erzeugten Ausgangssignale werden jedoch bei dem in
Fig. 3 gezeigten zweiten Beispiel nicht unmittelbar als Fre
quenzmaß FM1, FM2 bzw. Amplitudenmaß AM1, AM2 verwendet, son
dern zuvor durch eine an die Phasenermittlungseinheit 32 an
schließende erste Mittelungseinheit 48 bzw. durch eine an die
Amplitudenermittlungseinheit 34 anschließende zweite Mitte
lungseinheit 50 über mehrere Abtastungen gemittelt, bevor sie
als Frequenzmaß FM1, FM2 bzw. als Amplitudenmaß AM1, AM2 aus
gegeben werden.
Fig. 4 zeigt eine spezielle Ausführungsform der in Fig. 1
in ihrem prinzipiellen Aufbau dargestellten Empfangseinrich
tung 10. Diese Ausführungsform der Empfangseinrichtung 10 ist
darauf ausgelegt, daß das mit einer Abtastrate von 8 kHz
zugeführte MFV-Signal nach einer Signalverarbeitung, die
nach den eben erläuterten Prinzipien abläuft, schließlich mit
einer Abtastrate von nur mehr 1 kHz in der Identifizierungs
einheit 22 ausgewertet wird. Diese Abtastratenreduzierung
wird durch mehrere Abtastratenverminderer 70 bis 80 erreicht,
die in der Empfangseinrichtung 10 enthalten sind.
Das mit 8 kHz abgetastete MFV-Signal wird zunächst dem Ab
tastratenverminderer 70 zugeführt, der die Abtastrate auf
4 kHz verringert, indem jeder zweite Abtastwert ausgeblendet
wird. Die so erzeugte Folge von Abtastwerten wird dann an
eine Filtereinheit 82 ausgegeben, die ein bireziprokes Brüc
kenwellendigitalfilter 84 sowie die beiden Abtastratenvermin
derer 72 und 74 enthält. Der Abtastratenverminderer 72
schließt sich in dem der unteren Frequenzgruppe LG zugeordne
ten Verarbeitungszweig 12 dem Brückenwellendigitalfilter 84
an, während sich der Abtastratenverminderer 74 in dem der
oberen Frequenzgruppe zugeordneten Verarbeitungszweig 14 dem
Brückenwellendigitalfilter 84 anschließt.
Das Brückenwellendigitalfilter 84 übernimmt sowohl die Funk
tion des in Fig. 1 gezeigten Tiefpasses 18 als auch des in
Fig. 1 gezeigten Hochpasses 20. Es sorgt also für die Tren
nung der beiden Frequenzgruppen LG und HG. Die von dem Brüc
kenwellendigitalfilter 84 ausgegebene, auf die untere Fre
quenzgruppe LG bezogene Folge von Abtastwerten wird dem Abta
stratenverminderer 72 zugeführt, der die Abtastrate durch
Ausblenden jedes zweiten Abtastwertes der Folge von 4 kHz auf
2 kHz reduziert. Eine entsprechende Abtastratenreduzierung
nimmt der Abtastratenverminderer 74 für die von dem Brücken
wellendigitalfilter 84 für die obere Frequenzgruppe ausgege
bene Folge vor.
Die von dem Abtastratenverminderer 72 ausgegebene Folge wird
dann einer in dem ersten Verarbeitungszweig 12 vorgesehenen
zweiten Filtereinheit 86 zugeführt. Diese enthält ein zweites
Brückenwellendigitalfilter 88 sowie den daran anschließenden
Abtastratenverminderer 76. Das Brückenwellendigitalfilter 88
bildet einen Hochpaß, dessen Sperrbereich so festgelegt ist,
daß ein in Fig. 6 mit HT bezeichnetes Hörtonsignal aus dem
MFV-Signal beseitigt wird. Dieses störende Hörtonsignal kann
beispielsweise durch Reflexion an einer Gabel eines Fernspre
chers dem MFV-Signal überlagert werden. Die von dem Hörtonsi
gnal HT befreite Folge von Abtastwerten wird dann dem Abtast
ratenverminderer 76 zugeführt, der durch Ausblenden jedes
zweiten Abtastwertes eine Abtastratenverringerung von 2 kHz
auf 1 kHz vornimmt.
Die von der zweiten Filtereinheit 86 ausgegebene Folge ge
langt zu einem Multiplizierer 90, der jeden zweiten Ab
tastwert dieser Folge mit -1 multipliziert. Diese Multiplika
tion führt zu einer später an Hand der Fig. 6b näher erläu
terten Bandumkehr des Frequenzbereichs der von dem Multipli
zierer 90 ausgegebenen Folge.
Die von dem Multiplizierer 90 modulierte Folge von Abtastwer
ten wird dem in dem ersten Verarbeitungszweig vorgesehenen
Verarbeitungsmodul 16 zugeführt. Dieses filtert die ihm zuge
führte Folge in der an Hand der Fig. 2 und 3 erläuterten
Weise und ermittelt so das Frequenzmaß FM1 und das Amplitu
denmaß AM1. Diese werden schließlich zur Auswertung an die
Identifizierungseinheit 22 ausgegeben.
In dem zweiten Verarbeitungszweig 14 der Empfangseinrichtung
10 fuhrt der in der ersten Filtereinheit 82 vorgesehene Abtastratenverminderer
74 die in ihrer Abtastrate von 4 kHz auf
2 kHz reduzierte Folge von Abtastwerten dem der oberen Fre
quenzgruppe zugeordneten Verarbeitungsmodul 16 zu. Das Verar
beitungsmodul 16 ermittelt mit einer Abtastrate von 2 kHz die
Maße FM2 und AM2. Zur Angleichung an die Abtastrate der in
dem ersten Verarbeitungszweig ermittelten Maße AM1 und FM1
wird FM2 dem Abtastratenverminderer 78 und AM2 dem Abtastra
tenverminderer 80 zugeführt. Diese blenden jeweils den zwei
ten Abtastwert aus und führen dann die Maße FM2 und AM2 der
Identifizierungseinheit 22 mit einer Abtastrate von 1 kHz zu.
In den Fig. 5a und 5b sind konkrete Ausführungsformen der
beiden Brückenwellendigitalfilter 84 und 88 gezeigt. Diese
Ausführungsformen beruhen auf dem in "Explicit Formulas for
Lattice Wave Digital Filters", L. Gazsi, IEEE Trans. on Cir
cuits and Systems, Jan. 1985, Seiten 68 bis 88, dargelegten
Stand der Technik, so daß auf die Funktionsweise an dieser
Stelle nicht eingegangen zu werden braucht. Das Brückenwellendi
gitalfilter 84 hat drei auch als Adaptoren bezeichnete arith
metische Blöcke 92, 94 und 96, deren Koeffizienten γ1, γ3
bzw. γ5 wie folgt festgelegt sind:
γ1 = -(2-2 - 2-4 + 2-6)
γ3 = -(2-1 + 2-3)
γ5 = -(1 - 2-3 + 2-5).
Das Brückenwellendigitalfilter 84 stellt somit ein Filter
siebenten Grades dar. Dagegen ist das Brückenwellendigital
filter 88 ein Filter fünften Grades, deren arithmetischen
Blöcken oder Adaptoren 98, 100 folgende Koeffizienten γ1 bzw.
γ3 zugeordnet sind:
γ1 = -(2 -1 - 2 -3 - 2 -5 - 2 -7)
γ3 = -(1 - 2-2 + 2-4 - 2-7)
Es ist darauf hinzuweisen, daß sowohl das Brückenwellendigi
talfilter 84 als auch das Brückenwellendigitalfilter 88 jeweils
auf der unteren Abtastrate betrieben werden kann, d. h.
das Brückenwellendigitalfilter 84 auf 2 kHz und das Brücken
wellendigitalfilter 88 auf 1 kHz. Auf diese Abtastraten be
ziehen sich auch die in Fig. 5 angegebenen Abtastperioden T.
In Fig. 6 sind die Frequenzverschiebungen der beiden Fre
quenzgruppen LG und HG veranschaulicht, die durch die Signal
verarbeitung des MFV-Signals in der Empfangseinrichtung 10
nach Fig. 4 verursacht werden. Das Diagramm der Fig. 6a
zeigt das Frequenzspektrum des der ersten Filtereinheit 82
zugeführten MFV-Signals. Die Länge der Pfeile soll dabei die
bei den entsprechenden Frequenzen auftretenden Signalamplitu
den veranschaulichen. Wie auch der Fig. 4 zu entnehmen ist,
beträgt die Abtastrate in diesem Stadium der Signalverarbei
tung 4 kHz.
In Fig. 6b ist das Frequenzspektrum des MFV-Signals gezeigt, wie
es sich am Eingang des in dem ersten Verarbeitungszweig 12
der Empfangseinrichtung 10 vorgesehenen Verarbeitungsmoduls
16 darstellt. Der Fig. 6b ist zu entnehmen, daß das Hörtonsi
gnal HT durch das als Hochpaß wirkende Brückenwellendigital
filter 88 aus dem Frequenzspektrum beseitigt worden ist.
Die Tatsache, daß das in Fig. 6b gezeigte Frequenzspektrum
lediglich verschoben, jedoch nicht "umgeklappt" ist, liegt
darin begründet, daß zu der Abtastratenverringerung von 4 kHz
auf 1 kHz die von dem Multiplizierer 90 vorgenommene Modula
tion hinzutritt, die ihrerseits das Frequenzspektrum beein
flußt.
In Fig. 6c ist das Frequenzspektrum gezeigt, das das MFV-Si
gnal am Eingang des in dem zweiten Verarbeitungszweig 14 vor
gesehenen Verarbeitungsmoduls 16 zeigt. Die Abtastratenver
ringerung von 4 kHz auf 2 kHz führt zu einem spiegelsymmetri
schen "Umklappen" des Frequenzspektrums von HG. Die Spiegel
achse dieser Umklappung ist dabei durch die Abtastfrequenz
von 2 kHz festgelegt.
Die Fig. 7a bis 7c zeigen Simulationsergebnisse, die mit
der Empfangseinrichtung 10 nach Fig. 4 erzielt worden sind.
Bei dieser Simulation sind folgende Randbedingungen berück
sichtigt worden:
- - Puls/Pausen-Verhältnis: 40 ms/40 ms
- - MFV-Sendepegel für HG und für LG jeweils -29 dBm
- - Nennfrequenzen für die untere Frequenzgruppe: 697 Hz, 770 Hz, 852 Hz, 941 Hz
- - Nennfrequenzen für die obere Frequenzgruppe 1209 Hz, 1336 Hz, 1477 Hz, 1633 Hz
- - Breitbandrauschen von -41 dBm als Störquelle
- - Wählton bei 330 Hz von -7 dBm.
Die Fig. 7a und 7b zeigen die Zeitabhängigkeit der Fre
quenz eines mit der Empfangseinrichtung 10 nach Fig. 4 zu
testenden MFV-Signals. Durch dieses MFV-Signal sollen in dem
dargestellten Zeitbereich alle sechzehn möglichen MFV-Zeichen
übertragen werden. Das Zeitdiagramm nach Fig. 7a ist der un
teren Frequenzgruppe zugeordnet, während das Zeitdiagramm der
Fig. 7b der oberen Frequenzgruppe zugeordnet ist. Sowohl der
Fig. 7a als auch der Fig. 7b sind deutlich die Nennfrequen
zen der jeweiligen Frequenzgruppe zu entnehmen.
In Fig. 7c ist das Simulationsergebnis dargestellt, wie es
von der Identifizierungseinheit 22 der Empfangseinrichtung 10
ausgegeben wird. Es ist zu erkennen, daß alle sechzehn über
tragenen MFV-Zeichen von der Identifizierungseinheit 22 er
kannt werden. Weiterhin geht aus der Simulation hervor, daß
der Empfänger 10 nach Fig. 4 zum Erkennen der MFV-Zeichen
etwa 0,9 Millionen Befehle pro Sekunde ausführen muß. Her
kömmliche MFV-Empfänger benötigen hierfür 1,5 bis 2,5 Mil
lionen Befehle pro Sekunde.
Claims (23)
1. Verfahren zum Verarbeiten eines nach dem Mehrfrequenzwahl
verfahren erzeugten Signals, bei dem
das Signal abgetastet und eine zeitdiskrete Folge von Ab tastwerten xn) erzeugt wird,
aus dieser Folge eine erste digital gefilterte Folge von Ab tastwerten, deren erlaubte Frequenzen in einer ersten Fre quenzgruppe (LG) liegen, und mindestens eine weitere, zweite digital gefilterte Folge von Abtastwerten, deren erlaubte Frequenzen in einer zweiten Frequenzgruppe (HG) liegen und größer als die Frequenzen der ersteh Frequenzgruppe (LG) sind, ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Abtastwerte xn) der ersten gefilterten Folge jeweils der Phasenunterschied gegenüber einem vorhergehenden Ab tastwert als Maß für die in die erste Frequenzgruppe fallende Signalfrequenz (FM1) sowie ein Maß für die bei dieser Signal frequenz vorhandene Signalamplitude (AM1) ermittelt werden, daß für die Abtastwerte xn) der zweiten gefilterten Folge je weils der Phasenunterschied gegenüber einem vorhergehenden Abtastwert als Maß für die in die zweite Frequenzgruppe fal lende Signalfrequenz (FM2) sowie ein Maß für die bei dieser Signalfrequenz vorhandene Signalamplitude (AM2) ermittelt werden, daß
die aus den Abtastwerten xn) der ersten gefilterten Folge ermittelten Maße und die aus den Abtastwerten der zweiten ge filterten Folge ermittelten Maße mit für eine Signalisie rungsinformation spezifizierten Sollwerten verglichen werden und daß Signal als Träger der Signalisierungsinformation identifiziert wird, wenn die ermittelten Maße mit den Soll werten übereinstimmen.
das Signal abgetastet und eine zeitdiskrete Folge von Ab tastwerten xn) erzeugt wird,
aus dieser Folge eine erste digital gefilterte Folge von Ab tastwerten, deren erlaubte Frequenzen in einer ersten Fre quenzgruppe (LG) liegen, und mindestens eine weitere, zweite digital gefilterte Folge von Abtastwerten, deren erlaubte Frequenzen in einer zweiten Frequenzgruppe (HG) liegen und größer als die Frequenzen der ersteh Frequenzgruppe (LG) sind, ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Abtastwerte xn) der ersten gefilterten Folge jeweils der Phasenunterschied gegenüber einem vorhergehenden Ab tastwert als Maß für die in die erste Frequenzgruppe fallende Signalfrequenz (FM1) sowie ein Maß für die bei dieser Signal frequenz vorhandene Signalamplitude (AM1) ermittelt werden, daß für die Abtastwerte xn) der zweiten gefilterten Folge je weils der Phasenunterschied gegenüber einem vorhergehenden Abtastwert als Maß für die in die zweite Frequenzgruppe fal lende Signalfrequenz (FM2) sowie ein Maß für die bei dieser Signalfrequenz vorhandene Signalamplitude (AM2) ermittelt werden, daß
die aus den Abtastwerten xn) der ersten gefilterten Folge ermittelten Maße und die aus den Abtastwerten der zweiten ge filterten Folge ermittelten Maße mit für eine Signalisie rungsinformation spezifizierten Sollwerten verglichen werden und daß Signal als Träger der Signalisierungsinformation identifiziert wird, wenn die ermittelten Maße mit den Soll werten übereinstimmen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abtastwerte xn) der ersten gefilterten Folge einem ersten
Verarbeitungsmodul (16) zugeführt werden, das aus den Ab
tastwerten xn) jeweils einen komplexen Abtastwert (x'n) er
zeugt, indem der jeweilige Abtastwert xn) unverändert dem
Realteil und phasenverschoben dem Imaginärteil des komplexen
Abtastwertes (x'n) zugeordnet wird, und das als Maß für die
Signalfrequenz (FM1) den Phasenunterschied des komplexen Ab
tastwertes (x'n) und als Maß für die Signalamplitude (AM1)
den Absolutbetrag des komplexen Abtastwertes (x'n) ermittelt,
und daß die Abtastwerte (xn) der zweiten gefilterten Folge
einem zweiten Verarbeitungsmodul (16) zugeführt werden, das
aus den Abtastwerten jeweils einen komplexen Abtastwert
(x'n) erzeugt, indem der jeweilige Abtastwert unverändert dem
Realteil und phasenverschoben dem Imaginärteil des komplexen
Abtastwertes (x'n) zugeordnet wird, und das als Maß für die
Signalfrequenz (FM2) den Phasenunterschied des komplexen Ab
tastwertes (x'n) und als Maß für die Signalamplitude (AM2)
den Absolutbetrag des komplexen Abtastwertes (x'n) ermittelt.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß als erstes und als
zweites Verarbeitungsmodul (16) jeweils ein Hilberttransfor
mator verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gefil
terten Folgen durch ein erstes bireziprokes Brückenwellendi
gitalfilter (84) ermittelt werden, das als Tiefpaß arbeitet,
indem es für die in der ersten Frequenzgruppe (LG) enthalte
nen Frequenzen durchlässig und für die in der zweiten Fre
quenzgruppe (HG) enthaltenen Frequenzen undurchlässig ist,
und das als Hochpaß arbeitet, indem es für die in der ersten
Frequenzgruppe (LG) enthaltenen Frequenzen undurchlässig und
für die in der zweiten Frequenzgruppe (HG) enthaltenen Fre
quenzen durchlässig ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastraten der
beiden durch das erste Brückenwellendigitalfilter (84) ermit
telten Folgen durch Ausblenden von Abtastwerten verringert
werden, bevor die Folgen in dem jeweiligen Verarbeitungsmodul
(10) verarbeitet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastrate der
ersten gefilterten Folge gegenüber der Abtastrate der zweiten
gefilterten Folge durch Ausblenden von Abtastwerten weiter
verringert wird, bevor die erste gefilterte Folge dem ersten
Verarbeitungsmodul (16) zugeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste gefil
terte Folge, bevor sie in dem ersten Verarbeitungsmodul (16)
verarbeitet wird, einem zweiten bireziproken Brückenwellendi
gitalfilter (88) zugeführt wird, das für Störsignale (HT) un
durchlässig ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste gefil
terte Folge, bevor sie in dem ersten Verarbeitungsmodul (16)
verarbeitet wird, moduliert wird, indem jeder zweite Ab
tastwert dieser Folge mit -1 multipliziert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastraten der
beiden gefilterten Folgen nach deren Verarbeitung in dem je
weiligen Verarbeitungsmodul (16, 18) einander angeglichen
werden
und die beiden gefilterten Folgen einer Identifizierungsein
heit (22) zugeführt werden, die die durch die Verarbeitungs
module (16) ermittelten Maße (FM1, AM1, FM2, AM2) mit den
Sollwerten vergleicht.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Identifizie
rungseinheit (22) die ermittelten Maße mit denjenigen Sollwerten
vergleicht, die durch den für das Mehrfrequenzwahlver
fahren festgelegten Standard Q.24 der ITU-T vorgegeben sind.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß es von einem Pro
zessor einer digitalen Nebenstellenanlage durchgeführt wird.
12. Empfangseinrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 11, mit
einer ersten Filtereinheit (82), die aus einer zeitdiskreten Folge von Abtastwerten xn) des Signals eine erste digital gefilterte Folge von Abtastwerten, deren erlaubte Frequenzen in einer ersten Frequenzgruppe (LG) liegen, sowie mindestens eine weitere, zweite digital gefilterte Folge von Abtastwer ten erzeugt, deren erlaubte Frequenzen in einer zweiten Fre quenzgruppe (HG) liegen und höher als die Frequenzen der er sten Frequenzgruppe sind,
einem der ersten Filtereinheit (82) nachgeschalteten ersten Verarbeitungsmodul (16), das für die Abtastwerte xn) der er sten gefilterten Folge jeweils den Phasenunterschied gegen über einem vorhergehenden Abtastwert als Maß für die in die erste Frequenzgruppe fallende Signalfrequenz (FM1) sowie ein Maß für die bei dieser Signalfrequenz vorhandene Signalampli tude (AM1) ermittelt,
einem der ersten Filtereinheit (82) nachgeschalteten zweiten Verarbeitungsmodul (16), das für die Abtastwerte xn) der zweiten gefilterten Folge jeweils den Phasenunterschied ge genüber einem vorhergehenden Abtastwert als Maß für die in die zweite Frequenzgruppe fallende Signalfrequenz (FM2) sowie ein Maß für die bei dieser Signalfrequenz vorhandene Signalamplitude (AM2) ermittelt,
und einer den Verarbeitungsmodulen (16) nachgeschalteten Identifizierungseinheit (22), die die aus den Abtastwerten xn) der ersten gefilterten Folge ermittelten Maße (FM1, AM1) und die aus den Abtastwerten der zweiten gefilterten Folge ermittelten Maße (FM2, AM2) mit für eine Signalisierungsin formation spezifizierten Sollwerten vergleicht und das Signal als Träger dieser Signalisierungsinformation identifiziert, wenn die Maße (FM1, AM1, FM2, AM2) mit den Sollwerten über einstimmen.
einer ersten Filtereinheit (82), die aus einer zeitdiskreten Folge von Abtastwerten xn) des Signals eine erste digital gefilterte Folge von Abtastwerten, deren erlaubte Frequenzen in einer ersten Frequenzgruppe (LG) liegen, sowie mindestens eine weitere, zweite digital gefilterte Folge von Abtastwer ten erzeugt, deren erlaubte Frequenzen in einer zweiten Fre quenzgruppe (HG) liegen und höher als die Frequenzen der er sten Frequenzgruppe sind,
einem der ersten Filtereinheit (82) nachgeschalteten ersten Verarbeitungsmodul (16), das für die Abtastwerte xn) der er sten gefilterten Folge jeweils den Phasenunterschied gegen über einem vorhergehenden Abtastwert als Maß für die in die erste Frequenzgruppe fallende Signalfrequenz (FM1) sowie ein Maß für die bei dieser Signalfrequenz vorhandene Signalampli tude (AM1) ermittelt,
einem der ersten Filtereinheit (82) nachgeschalteten zweiten Verarbeitungsmodul (16), das für die Abtastwerte xn) der zweiten gefilterten Folge jeweils den Phasenunterschied ge genüber einem vorhergehenden Abtastwert als Maß für die in die zweite Frequenzgruppe fallende Signalfrequenz (FM2) sowie ein Maß für die bei dieser Signalfrequenz vorhandene Signalamplitude (AM2) ermittelt,
und einer den Verarbeitungsmodulen (16) nachgeschalteten Identifizierungseinheit (22), die die aus den Abtastwerten xn) der ersten gefilterten Folge ermittelten Maße (FM1, AM1) und die aus den Abtastwerten der zweiten gefilterten Folge ermittelten Maße (FM2, AM2) mit für eine Signalisierungsin formation spezifizierten Sollwerten vergleicht und das Signal als Träger dieser Signalisierungsinformation identifiziert, wenn die Maße (FM1, AM1, FM2, AM2) mit den Sollwerten über einstimmen.
13. Empfangseinrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Verarbeitungsmodul (16) aus den Abtastwerten (xn)
der ersten gefilterten Folge jeweils einen komplexen Ab
tastwert (x'n) erzeugt, indem es den jeweiligen Abtastwert
(xn) unverändert dem Realteil und phasenverschoben dem Imagi
närteil des komplexen Abtastwertes (x'n) zuordnet, und als
Maß für die Signalfrequenz (FM1) den Phasenunterschied des
komplexen Abtastwertes sowie als Maß für die Signalamplitude
(AM1) den Absolutbetrag des komplexen Abtastwertes ermittelt
und das zweite Verarbeitungsmodul (16) aus den Abtastwerten
(xn) der zweiten gefilterten Folge jeweils einen komplexen
Abtastwert (x'n) erzeugt, indem es den jeweiligen Abtastwert
(xn) unverändert dem Realteil und phasenverschoben dem Imagi
närteil des komplexen Abtastwertes (x'n) zuordnet, und als
Maß für die Signalfrequenz (FM2) den Phasenunterschied des
komplexen Abtastwertes sowie als Maß für die Signalamplitude
(AM2) den Absolutbetrag des komplexen Abtastwertes (x'n) er
mittelt.
14. Empfangseinrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das
zweite Verarbeitungsmodul (16) jeweils als Hilberttransforma
tor ausgebildet sind.
15. Empfangseinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit
(82) ein erstes birekursives Brückenwellendigitalfilter (84)
enthält, das als Tiefpaß arbeitet, indem es für die in der
ersten Frequenzgruppe (LG) enthaltenen Frequenzen durchlässig
und für die in der zweiten Frequenzgruppe (HG) enthaltenen
Frequenzen undurchlässig ist, und das als Hochpaß arbeitet,
indem es für die in der ersten Frequenzgruppe (LG) enthaltenen
Frequenzen undurchlässig und für die in der zweiten Fre
quenzgruppe (HG) enthaltenen Frequenzen durchlässig ist.
16. Empfangseinrichtung nach Anspruch 15,
gekennzeichnet durch
einen zwischen das erste Brückenwellendigitalfilter (84) und
das erste Verarbeitungsmodul (16) geschalteten ersten Abtast
ratenverminderer (72), der die Abtastrate der ersten gefil
terten Folge durch Ausblenden von Abtastwerten verringert,
und einen zwischen das erste Brückenwellendigitalfilter (84)
und das zweite Verarbeitungsmodul (16) geschalteten zweiten
Abtastratenverminderer (74), der die Abtastrate der zweiten
gefilterten Folge durch Ausblenden von Abtastwerten verrin
gert.
17. Empfangseinrichtung nach Anspruch 16,
gekennzeichnet durch einen zwischen den ersten
Abtastratenverminderer (72) und das erste Verarbeitungsmodul
(16) geschalteten dritten Abtastratenverminderer (76), der
die Abtastrate der ersten gefilterten Folge durch Ausblenden
von Abtastwerten weiter verringert, bevor dieses dem ersten
Verarbeitungsmodul (16) zugeführt wird.
18. Empfangseinrichtung nach Anspruch 15 oder 17,
gekennzeichnet durch ein dem ersten Verarbei
tungsmodul (16) vorgeschalteten Multiplizierer (90), der die
erste gefilterte Folge, bevor sie in dem ersten Verarbei
tungsmodul (16) verarbeitet wird, moduliert, indem er jeden
zweiten Abtastwert dieser Folge mit -1 moduliert.
19. Empfangseinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18,
gekennzeichnet durch ein zwischen das erste
Brückenwellendigitalfilter (84) und das erste Verarbeitungs
modul (16) geschaltetes zweites Brückenwellendigitalfilter
(88), das als für Störsignale (HT) undurchlässiger Hochpaß
ausgebildet ist.
20. Empfangseinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
gekennzeichnet durch zwei zwischen das zweite
Verarbeitungsmodul (16) und die Identifizierungseinheit (22)
geschaltete Abtastratenverminderer (80, 78), die die Ab
tastrate der in dem zweiten Verarbeitungsmodul (16) verarbei
teten zweiten Folge an die Abtastrate der in dem ersten Ver
arbeitungsmodul (16) verarbeiteten ersten Folge angleichen,
bevor die beiden Folgen der Identifizierungseinheit (22) zu
geführt werden.
21. Empfangseinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die Identifizie
rungseinheit (22) auf Grundlage derjenigen Sollwerte arbei
tet, die durch den für das Mehrfrequenzwahlverfahren festge
legten Standard Q.24 der ITU-T vorgegeben sind.
22. Empfangseinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Brücken
wellendigitalfilter (84) ein Filter siebenten Grades ist.
23. Empfangseinrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Brüc
kenwellendigitalfilter (88) ein Filter fünften Grades ist.
Priority Applications (2)
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DE1999152027 DE19952027C2 (de) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | Verfahren und Empfangseinrichtung zum Verarbeiten eines nach dem Mehrfrequenzwahlverfahren erzeugten Signals |
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