DE2054734C1 - Verfahren zur Synchronisation eines Übertragungssystems - Google Patents

Description

In der Übertragungstechnik unterscheidet man unter anderem zwischen Übertragungssystemen mit Zeitmultiplex und solchen mit Codemultiplex, wenn es sich um die Schaffung von Verbindungen zwischen mehreren Teilnehmern handelt. Für Zeitmultiplex ist es charakteristisch, daß die einzelnen Übertragungswege zeitlich ineinandergeschachtelt übertragen werden, während bei Codemultiplex-Technik die einzelnen Übertragungskanäle ständig in Betrieb sind und nur durch unterschiedliche Codesignale voneinander unterschieden werden können. Ein typisches Zeitmultiplexverfahren ist die sogenannte TDMA-Technik, wie sie bei der Satellitenübertragung zur Anwendung vorgesehen ist. Ein typisches Codeverfahren ist die sogenannte

SSMA-Technik, für die die Erfindung von besonderer Bedeutung ist. Der Ausdruck »SSMA« leitet sich aus dem englischen Fachausdruck »Spread-Spectrum-Multiple-Access-Modulation« ab. Das SSMA-Verfahren findet vor allem bei Satelliten-Übertragungsstrecken mit Vielfachzugriff Anwendung. Beispielsweise ist diese Technik in der Zeitschrift »Proceedings of the IEEE«, Volume 54,1966, S. 763 bis 777 ausführlich beschrieben. Wesentlich bei der SSMA-Technik ist, daß eine größere Anzahl von Sendestationen im gleichen Radiofrequenzbereich arbeitet und daß die von der Einzelstation ausgesendeten Zeichen jeweils für sich eine besondere Kennmodulation aufweisen. Diese Kennmodulation hat zweierlei Aufgaben, nämlich einerseits das Einzelsignal auf ein größeres Frequenzgebiet auszudehnen und andererseits als Codezeichen für eine bestimmte Empfangsstation das Einzelzeichen erkennbar zu machen. Dadurch ist es möglich, bezogen auf den einzelnen Empfänger, eine ganz bestimmte Sendestation aufgrund ihres Codezeichens aus dem Frequenzspektrum, welches empfangen wird, auszusieben. Das Codezeichen der einzelnen Station ist dabei ein relativ langes Zeichen, das beispielsweise 10 Mega Bit umfaßt. Meist wird das einzelne Zeichen durch Phasenänderung der ausgesendeten hochfrequenten Schwingungen in bezug auf das jeweils vorausgehende Bit zum Ausdruck gebracht. Dem Codezeichen wird in der Sendestation die eigentliche Information zusätzlich aufgeprägt, und zwar bei Verwendung von Phasensprungmodulation in der Weise, daß das relativ viele Bit umfassende Codezeichen bezüglich wesentlich weniger Bit in seiner Phase invertiert wird, wenn ein Zeichenwechsel im Informationsfluß stattfindet. Auf der Empfangsseite wird in einem mit der Sendeseite synchron laufenden Codegenerator das Codesignal erzeugt und mit dem empfangenen Signal in der radiofrequenten oder, was meist der Fall ist, in der zwischenfrequenten Lage einem Multiplikationsvorgang unterworfen. Durch den Multiplikationsvorgang wird bei Empfang des durch keinerlei Zusatzinformation veränderten Code die Signalleistung nur in Form einer einzelnen Spektrallinie in Erscheinung treten. Wird sendeseitig das Codesignal durch Invertierung einzelner Phasensprünge im Takte der im Vergleich zum Codesignal nur wenige Bit umfassenden Information verändert, so wird aus der einzelnen Frequenzkomponente bei Empfang des unveränderten Codesignals eine Information erhalten, die alle die Frequenzkomponenten umfaßt, die der sendeseitigen Information entsprechen. Arbeiten mehrere Sendestationen im gleichen Frequenzgebiet gemeinsam und gleichzeitig, so treten zusätzlich Frequenzen nach dem Multiplikationsvorgang auf, deren Leistung im Regelfall jedoch wesentlich geringer als die des Nutzsignals sein wird und die sich als Geräusch in bezug auf die gewünschte Information eingruppieren lassen. Man benötigt also bei der SSMA-Technik sowohl sendeseitig wie empfangsseitig Einrichtungen zur Erzeugung einer phasenmodulierten elektrischen Schwingung.

Ein wesentliches Problem bei derartigen Anlagen besteht jedoch darin, daß das im Empfänger erzeugte Codesignal phasensynchron mit dem Codesignal sein muß, das im Empfänger aufgenommen wird und von der Sendestation stammt. Als Erkennungskriterium für die richtige Phasenlage wird bei SSMA-Empfängern die Tatsache ausgenutzt, daß bei richtiger Phasenlage die Ausgangsleistung des Multiplizierers in einem engen Frequenzbereich stark ansteigt. Es wird deshalb bei diesen Empfängern im Ausgang des Multiplizierers eine

Schwellwertschaltung vorgesehen, aus der bei Überschreiten eines bestimmten Schwellwertes des Ausgangssignals das Kriterium für die richtige Synchronisierung abgeleitet wird.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei derartigen Systemen auftretende Problematik der Anfangssynchronisation zu lösen. Das Problem ist vor allem darin begründet, daß die Periodendauer des für die eigentliche Übertragung angewendeten Codes relativ lang ist; z. B. umfaßt ein derartiger Code 10⁷ bis 10'° Einzelelemente innerhalb einer Periode. Die üblichen Synchronisationsverfahren, bei denen sukzessiv innerhalb des gleichen Codes die Codephase nachgestellt wird und anschließend eine Koinzidenzprüfung erfolgt, würden bei solchen Systemen somit eine viel zu große Zeit für die Herstellung des Synchronismus erfordern.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird anhand der F i g. 1 und 2 erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in der Zeichnung ein Blockschaltbild für einen SSMA-Empfänger und

F i g. 2 eine erfindungsgemäße Ausbildung einer Einrichtung zur Anfangssynchronisation eines SSMA-Empfängers.

Bei dem Empfänger nach F i g. 1 wird über die Antenne 1 das radiofrequente Signal, das beispielsweise einen Frequenzbereich von 7250 bis 7270 MHz bedeckt, empfangen und einem Überlagerer 2 zugeführt, der von einem Oszillator 3 eine Überlagerungsschwingung mit einer Frequenz von z. B. 7190 MHz erhält. Im Ausgang des Überlagerers 2 wird das zwischenfrequente Signal mit einer Frequenz von 70 MHz +10MHz einem Bandfilter 4 zugeführt. Am Ausgang des Bandfilters 4 wird das zwischenfrequente Signal einerseits dem einleitend bereits erwähnten Multiplizierer 5 zugeführt und andererseits dem Kreuzkorrelationsnetzwerk 20. Das dem Multiplizierer 5 zugeführte winkelmodulierte Signal wird im Falle der Nachrichtenübertragung im SSMA-Kanal über den Schalter 9 und den Kontakt 10 einem Mehrphasenmodulator 12 entnommen. Diesem Mehrphasenmodulator 12 wird vom Oszillator 13 ein Trägersignal zugeführt und vom Nachrichten-Codegenerator 14 der Code. Arbeitet der Empfänger in der erfindungsgemäßen Betriebsart zur Anfangssynchronisation, dann wird der Schalter 9 in Stellung 10 gebracht. Dem Multiplizierer 5 wird dann das Ausgangssignal der Anfangssynchronisationsschaltung 15 zugeführt. Das Trägersignal, das dem Multiplizierer 5 vom Umschalter 9 aus zugeführt wird, ist frequenzverschieden gegenüber dem zwischenfrequenten Signal im Eingang von 5, und zwar derart, daß sich im Ausgang von 6 eine zweite Zwischenfrequenz, beispielsweise in der Frequenzlage um 20 MHz, ergibt. Das bei dem Multiplikationsvorgang in 5 entstehende Nutzsignal wird mittels eines Bandfilters 6 ausgesiebt, dessen Bandbreite klein gegen die zwischenfrequente Bandbreite am Ausgang von 4 ist, aber noch groß gegen die durch die Bitfolgefrequenz der eigentlichen Information bestimmte Bandbreite. Beim Ausführungsbeispiel betrug die Bandbreite des Bandfilters 6 etwa 50 kHz. An das Bandfilter 6 schließt sich ein Demodulator mit Bitsynchronisierer 7 für das phasensprungmodulierte Nutzsignal an. An seinem Ausgang 8 steht die empfangene Nutzinformation in regenerierter Form zur Verfügung. Daneben wird das Ausgangssignal von 6 dem Codephasendetektor 24 zugeführt. Sein Ausgang liefert eine Spannung, wenn die

Phase des im Empfänger erzeugten Codes nahezu mit der des empfangenen Codes übereinstimmt. Als Kriterium wird dazu ein relativ zum übrigen Zwischenfrequenzband in unmittelbarer Bandmitte auftretender starker Leistungsanstieg benutzt. ■)

Des weiteren umfaßt der SSMA-Demodulator eine Regeleinrichtung für die Phasennachführung des im Empfänger generierten Codes. Dazu wird, wie bereits erwähnt, das Ausgangssignal des Bandfilters 4 über die Leitung 19 dem Kreuzkorrelationsnetzwerk 20 zügeführt. Diesem werden mittels des Schalters 16 über die Verbindungsstellen 17 bzw. 18 winkelmodulierte Signale zugeführt, die bei Nachrichtenübertragung dem Nachrichten-Codegenerator 14 entnommen werden und bei der Anfangssynchronisation der Schaltungseinrichtung 15. Das Kreuzkorrelationsnetzwerk 20 gibt an das im Regelkreis liegende Tiefpaßfilter 21 ein Ablagesignal, sobald eine Phasendifferenz gegenüber der zu verfolgenden Codephase auftritt. Das Ausgangssignal von 21 steuert einen spannungsgesteuerten Oszillator 22, der den Takt für den Codegenerator 14 und die Schaltung zur Anfangssynchronisation 15 liefert. Zwischen den Baugruppen 14,15 und 22 liegt noch eine Baugruppe 23, die, gesteuert von der Ablaufsteuerung 25, dem Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 22 Phasensprünge aufprägen kann oder, mit der Frequenz des Oszillators 22 synchronisiert, eine andere Frequenz am Ausgang von 23 abgeben kann.

Die Ablaufsteuerung 25 dient als zentrale Steuerstelle für die vielen Arbeitsgänge, die durchgeführt werden in müssen, damit der SSMA-Empfänger in einen vollsynchronisierten Zustand gebracht werden kann, in dem dann eine Nachrichtenübertragung erfolgen kann. Ebenso muß sie bei Verlust der Synchronisation Schritte einleiten, um diese wieder zu erreichen. Im einzelnen müssen folgende Arbeitsgänge durchgeführt werden:

1. Anfangssynchronisation zur Gewinnung einer Zeitreferenz,

2. Umschaltung des Empfängercodes auf den Nachrichtencode,

3. Nachsynchronisation der Codephase des Nachrichtencodes,

4. Trägersynchronisation im PSK-Demodulator 7,

5. Datensynchronisation im Bitsynchronisierer, ebenfalls in 7,

6. Überwachung des Synchronisationszustands des Empfängers.

Nachstehend werden vor allem das Verfahren für den Arbeitsgang 1 und den dazu notwendigen Schaltungen behandelt. In diesem Arbeitsgang wird eine Empfänger-Zeitsynchronisation ohne Vieldeutigkeit mit dem Sender hergestellt. Diese Synchronisation ist aber nicht so genau, daß beim Umschalten auf den Nachrichtencode die Synchronisation erhalten bleiben müßte. Um die Synchronisation erneut zu erreichen, werden von der Ablaufsteuerung 25, gesteuert im Phasenschieber 23, Phasenverzögerungsschritte durchgeführt, denen sich jeweils eine Codephasen-Koinzidenzprüfung anschließt. Damit man in diesem Empfänger auch voreilende Phasenzustände des im Codegenerator 14 erzeugten Codes mit dem Code des empfangenen Signals auf Koinzidenz prüfen kann, kann die Baugruppe 23, gesteuert von 25, jeweils eine definierte Anzahl von Taktimpulsen mit erhöhter Frequenz an den Generator 14 abgeben. Anschließend können von dem dann erreichten Codephasenwert die gewünschten Phasenwerte mit Verzögerungsschritten gesucht werden. Ist einmal Phasenkoinzidenz mit einer Unsicherheit von weniger als einem Codewert erreicht, dann kann der aus den Baugruppen 20,21,22 und 14 gebildete Regelkreis die Codesynchronisation aufrechterhalten. Für diesen Fall wirkt die Baugruppe 23 wie eine direkte Durchschaltung.

Die Funktionsweise eines solchen Regelkreises, auch »Delay-Lock-Tracking-Loop (DLL)« genannt, ist z. B. in der Zeitschrift »Trans. IEEE«, Vol. AES2, July 1966, S. 415—421 ausführlich beschrieben. Wesentlich ist dabei, daß dem Kreuzkorrelationsnetzwerk 20 über den Schalter 16, der z. B. in Stellung 17 liegt, von dem im Betrieb befindlichen Codegenerator 14 zwei Codesignale mit einer gewissen Phasenverschiebung zugeführt werden. Die Baugruppe 14 wirkt dann als Codephasendiskriminator und gibt eine Fehlerspannung ab, sobald der im Empfänger erzeugte Code nicht mehr vollständig synchronisiert ist mit dem des empfangenen Signals. Durch Nachsteuern des Oszillators 22 kann dann dieser Fehler wieder ausgeglichen werden. Ferner muß der Schaltung 20 das Trägersignal, hier das Ausgangssignal von 14, der modulierten Oszillatorschwingung zugeführt werden.

Es kommt also entscheidend darauf an, Frequenz- und Phasenkoinzidenz zwischen dem Code des empfangenen Signals einerseits und dem Code, der im Empfänger erzeugt wird, herzustellen. Nachdem bei derartigen Sende-Empfangsanlagen bzw. Übertragungssystemen Code angewendet werden, die aus sehr vielen Einzelelementen, nämlich 10⁷ bis 10¹⁰, im Regelfall bestehen, würde es sehr schwierig sein, die Phasensynchronisation innerhalb vernünftiger Zeitverhältnisse zu erreichen. Beim Erfindungsgegenstand wird dies dadurch gelöst, daß vor Beginn der eigentlichen Informationsübertragung eine Anfangssynchronisation mit besonderen Übertragungsverhältnissen eingefügt wird. Diese Anfangssynchronisation umfaßt ein Frequenzsprungverfahren und ein Phasensprungverfahren jeweils nach vorgegebenen Code-Verhältnissen.

Die F i g. 2 zeigt die in einzelne Baugruppen aufgeschlüsselte Anfangssynchronisationseinrichtung 15 der F i g. 1 in einer Form, wie sie sowohl beim Sender als auch beim Empfänger eingesetzt werden kann. 26 ist ein Codetaktgenerator, dessen Phase und Frequenz im Sender entweder fest sein kann oder entsprechend den Laufzeiten und der Dopplerverschiebung auf der Übertragungsstrecke nachgestellt werden kann. Wird die Schaltung empfängerseitig eingesetzt, dann tritt an die Stelle des Generatorausgangs von 26 der Ausgang des Phasenschiebers 23 in Fig. 1. Dieser Takt ist der Grundtakt des zu erzeugenden Codes im Sender oder Empfänger. Er hat beispielsweise eine Frequenz von 10 MHz. Von 26 wird über die Leitung a der eigentliche Codegenerator 14 gespeist, der ein in sich rückgekoppeltes Schieberegister mit Voreinstellmöglichkeiten sein kann. Dieser Codegenerator dient zur Erzeugung des Codes, der für die eigentliche Informationsübermittlung benötigt wird und der frequenz- und phasensynchron mit dem Code des empfangenen Signals sein muß. Der Codegenerator 14 speist seinen Code in eine Phasenmodulationsschaltung 12 ein, der als zu modulierende Schwingung die Ausgangsschwingung des Hochfrequenzgenerators 13 zugeführt wird. Des weiteren ist beim Schaltbild nach F i g. 2 ein Phasencodegenerator 27 und ein Frequenzcodegenerator 30 vorgesehen. Der Phasencodegenerator speist eine Rückstellschaltung im Codegenerator 14 und eine Rückstellschaltung im Frequenzcodegenerator 30 in der Weise, daß jeweils bei Vollendung einer Periode im Phasencodegenerator 27

sowohl der Codegenerator 14 als auch der Frequenzcodegenerator 30 in ihre Ursprungsstellung zurückgestellt werden, obwohl sie im Regelfall ihre Periode noch nicht vollendet haben. Der Phasencodegenerator 27 wird durch einen Frequenzteiler 28 ebenfalls vom Grundtaktgenerator 26 gespeist. Der von ihm erzeugte Code umfaßt im Regelfall wesentlich weniger Codeelemente als der vom Codegenerator 14 abgegebene Code. Beispielsweise hat der Code des Generators 27 eine Periode, die etwa 200 bis 5000 Bit umfaßt, wenn für den Code des Generators 17 die vorstehend angegebenen Werte von 10⁷ bis 10¹⁰ realisiert sind. Von dem Frequenzteiler 28 wird ein weiterer Frequenzteiler 29 gespeist, der den Frequenzcodegenerator 30 versorgt. Dieser Frequenzcodegenerator liefert einen Code mit ebenfalls relativ wenigen Elementen, z.B. mit 100 Elementen, und ist in Verbindung mit dem Teilungsverhältnis von 25 und seinen Codeelementen vorzugsweise so abgestimmt, daß seine Periode in der Dauer größer ist als die Periodendauer des Phasencodegenerators 27. Die Periodendauer von 30 kann auch nur unwesentlich größer sein als die von 27. Die Frequenzsprungmodulation von 30 soll jedoch so mit der Phasensprungmodulation von 27 abgestimmt sein, daß das Frequenzspektrum im Ausgang von 32 etwa nahezu die gleiche Bandbreite belegt wie das Frequenzspektrum im Ausgang von 12. Die Schaltung 31 enthält einen Frequenzsynthesizer, das ist ein Halbfrequenzgenerator, der in seiner Frequenz beliebig durch Steuersignale einstellbar ist. Diese Einstellungen geschehen über die Ausgangsleitungen des Frequenzcodegenerators 30. Sein augenblicklicher Inhalt bestimmt, welche Augenblicksfrequenz die von 31 abgegebene Schwingung jeweils haben soll. Damit eine strenge Synchronisation der ganzen Vorgänge gewährleistet ist, wird 31 ebenfalls von 16 gespeist zur Synchronisation des Ausgangssignals. Die Speisung kann entweder, wie strichpunktiert angedeutet, unmittelbar von der Leitung a her erfolgen oder auch, wie gestrichelt angedeutet, vom Ausgang der Frequenzteilerstufe 28, in welchem Falle diese strichpunktierte Verbindung entfällt oder, wie punktiert angedeutet, von 25 aus. Das von 31 abgegebene frequenzsprungmodulierte Signal wird einem Mehrphasenmodulator, beispielsweise einem Zweiphasenmodulator, 32 eingespeist und zur Phasenumtastung dieses Signals wird dem Phasenmodulator 32 die Ausgangsimpulsfolge des Phasencodegenerators 27 zugeführt. Im Ausgang von 12 ist demzufolge ein frequenzsprungmoduliertes Signal vorhanden, wobei dieses Signal innerhalb eines Zeitraumes fester Augenblicksfrequenz noch zusätzlich so mit dem Code des Generators 27 phasensprungmoduliert ist. Des weiteren enthält die F i g. 2 den schon in F i g. 1 eingezeichneten Umschalter 9, dessen Ausgang b wahlweise über den Kontakt 11 mit dem Phasenmodulator 12 verbunden werden kann oder über den Kontakt 10 mit dem Phasenmodulator 32. Solange noch keine Anfangssynchronisation erreicht ist, wird der Umschalter, wie bereits erwähnt, auf Kontakt 10 gelegt. Dadurch wird ein frequenz- und phasensprungmoduliertes Signal im Sender und im Empfänger erzeugt. Die in Fig.2 &o gezeigte Schaltung ist praktisch gleichartig in Sender und Empfänger vorhanden. Im Empfänger werden allerdings zur Speisung des Kreuzkorrelationsnetzwerks noch weitere Ausgangssignale der Generatoren 13 und 14 benötigt. Diese sind gemeinsam mit c bezeichnet; das gleiche gilt für den Phasencodegenerator 27. Seine Zusatzausgänge zusammen mit dem Ausgang von 31 sind mit d bezeichnet. Des weiteren muß man in die Leitungsbündel c und d zum Kreuzkorrelationsnetzwerk noch die Ausgangsschwingung des Oszillators 12 bei c sowie diejenige des Synthesizers 31 bei d einbeziehen. Während des Anfangssynchronisations-Zeitraumes empfängt das Kreuzkorrelationsnetzwerk 20 über den Schalter 16 nach F i g. 1 und Schaltstellung 17 aus der Schaltung nach F i g. 2 die Signale d, während des Normalbetriebs über 16 in Stellung 18 die Signale des Bündels c. Von 14 führen zwei Leitungen nach 17 bzw. 20, weil das Kreuzkorrelationsnetzwerk 20 zwei gegenseitig phasenverschobene Codesignale für die Phasendiskriminierung in an sich bekannter Weise benötigt. Dazu braucht das Kreuzkorrelationsnetzwerk 20 auch die Mittenfrequenz des im Ausgang b des Schalters 9 vorhandenen winkelmodulierten Signals. Von 27 führen zwei Leitungen über i/nach 18, weil, wie vorstehend erwähnt, das Kreuzkorrelationsnetzwerk 20 zwei gegenseitig phasenverschobene Codesignale für die Phasendiskriminierung benötigt. Aus dem gleichen Grund muß demzufolge das Bündel cf noch die Ausgangsschwingung des Synthesizers 31 übertragen.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig.2 im Rahmen eines Senders und des Empfängers nach F i g. 1 kann man sich wie folgt klarmachen: Solange im Empfänger keine Synchronisation vorhanden ist, versucht die Anfangssynchronisationseinrichtung im Empfänger ständig, eine Codesynchronisation mit einem eventuell vorhandenen zu empfangenden Signal herzustellen. Dazu werden von der Ablaufsteuerung 25 ständig in 23 Phasenverzögerungsschritte des Codetakts ausgelöst. Dadurch wird die Phase des in den Generatoren 27 und 30 erzeugten Codes gegenüber der eines eventuell vorhandenen Empfangssignals verändert. Nach Durchführung eines jeglichen Phasenverzögerungsschrittes findet in dem Detektor 24 eine Koinzidenzprüfung statt. Zum Absuchen eines Codephasenelements braucht man die Zeit T, die um so größer ist, je schlechter das Signalgeräuschverhältnis ist, beispielsweise 10 ms. Fällt die Koinzidenzprüfung negativ aus, dann wird ein weiterer Phasenverzögerungsschritt ausgelöst. Ist wirklich ein zu empfangendes Signal vorhanden, dann tritt im ungünstigsten Fall Phasenkoinzidenz auf, wenn alle Codephasenelemente einer Codeperiode von ρ Elementen abgesucht werden. Dazu braucht man eine Zeitdauer von ρ ■ T. Bei einer Phasencodedauer von z. B. 2000 Elementen beträgt dann die Suchzeit 20 s. Ist Phasenkoinzidenz vorhanden, dann unterdrückt die Schaltung 25 weitere Steuerimpulse an die Schaltung 23, und der oben erwähnte Regelkreis kann den Codephasen-Synchronismus aufrechterhalten. Damit, wie hier vorausgesetzt wurde, lediglich die Codephase des von 27 erzeugten Phasencodes abgesucht werden muß, ist es notwendig, daß den einzelnen Codeelementen des Phasencodes jeweils eindeutig eine einzige Augenblicksfrequenz der Frequenzsprungmodulation zugeordnet werden kann. Bei der Schaltung nach Fig.2 wird das dadurch erreicht, daß beide Generatoren aus der gleichen Quelle 26 gespeist werden und daß der Generator 27 jeweils nach Vollendung einer ganzen Codeperiode den Generator 30 in seine Ausgangsstellung bringt. Der Generator 14 wird ebenfalls in die Ausgangsstellung gebracht. Damit ist auch eine eindeutige Zuordnung der von ihm während des Anfangssynchronisations-Zeitraumes erzeugten Codelemente zu denen des vom Codegenerator 27 erzeugten Codes gegeben.

Es wurde bisher stillschweigend vorausgesetzt, daß

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vom Sender beständig ein in einer Schaltung nach F i g. 2 erzeugtes frequenz- und phasensprungmoduliertes Signal gesendet wurde. Nach einer durch die Signal-Geräusch-Verhältnisse auf der Strecke vorgegebenen Zeit kann der Sender dann damit rechnen, daß der Empfänger synchronisiert hat, und schaltet auf den Nachrichtencode um. Dies geschieht genau zu dem Zeitpunkt, zu dem der Generator 27 eine gesamte Codeperiode durchlaufen hat und den Nachrichtencodegenerator in seine Ausgangsstellung gebracht hat. Der Empfänger, der noch immer mit dem für die Anfangssynchronisation bestimmten Signal arbeitet, entdeckt dann mit Hilfe des Detektors 24 den Verlust dieses Signals. Von der Ablaufsteuerung 25 gesteuert, werden daraufhin die Rücksetzleitungen zu den Generatoren 14 und 30 vom Generator 27 abgetrennt. Weiterhin wird der Schalter 9 in Stellung 11 gebracht, ebenso der Schalter 16 in die Stellung 18. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß der im Empfänger von 14 generierte Code nahezu in Synchronismus ist mit dem des zu empfangenden Signals. Da der Empfänger aber sofort nach Verschwinden des für die Anfangssynchronisation benutzten Codes freiläuft, ist damit zu rechnen, daß sich zwischen beiden Codes ein Phasenunterschied von einigen Bit aufgebaut hat. Dieser Unterschied wird aber eine obere Schranke von beispielsweise 500 Elementen nicht übersteigen. Es wird deshalb, von der Ablaufsteuerung 25 überwacht, ein Nachsynchronisationsvorgang durchgeführt, wie er bereits oben beschrieben wurde. Sobald die Codephasendifferenz auf weniger als ein Codeelement verkleinert worden ist, kann die Codephasensynchronisation von dem durch die Baugruppen 20, 21, 22, (23) und 14 gebildeten Folgeregelkreis übernommen werden. Damit ist eine Trägersynchronisation im Demodulator 7 für das phasensprungmodulierte Signal möglich, an die sich die Synchronisation des in 7 eingebauten Bitsynchronizers anschließt. Der aus Sender, Übertragungsstrecke und Empfänger bestehende Kanal ist dann bereit für eine Nachrichtenübertragung.

Anstelle der Umschaltung im Sender von dem frequenz- und phasenumgetasteten Signal auf ein mit dem Nachrichtencode phasenumgetastetes Signal nach Ablauf einer festen Zeitspanne, die etwas größer als die maximale Anfangssynchronisationszeit ist, kann auch mittels einer Rückmeldung von Empfänger zum Sender die entsprechende Umschaltung sofort nach Erreichen der Anfangssynchronisation vollzogen werden. Nur wird dann ein besonderer Übertragungsweg von der Empfangsstation zur Sendestation benötigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Synchronisation der empfängerseitigen mit den sendeseitigen Einrichtungen in einem mit Zeitmultiplex oder Codemultiplex arbeitenden Übertragungssystem, insbesondere einem Übertragungssystem mit SSMA-Technik, bei dem die Informationen in einem, bezogen auf das von diesen belegte Basisband, breiten Frequenzbereich übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn einer Übertragung vom Sender eine frequenzsprungmodulierte Schwingung abgestrahlt wird, bei der jedes Frequenzelement während der Abstrahlung einer hierfür charakteristischen digitalen Phasenmodulation unterworfen wird, derart, daß das von diesem Signal belegte Frequenzband wenigstens nahezu dem im normalen Betriebsfall belegten Frequenzband entspricht, daß empfangsseitig eine hierzu gleichartige frequenzsprung- und phasensprungmodulierte Schwingung erzeugt wird, die mit der im Empfänger aufgenommenen Schwingung einer Multiplikation unterworfen und hinsichtlich ihrer Modulationsphase so lange verschoben wird, bis sich ein Leistungsmaximum in einem schmalen Frequenzband als Multiplikationsergebnis im Multipliziererausgang ergibt, daß aus diesem Kriterium der Eintritt des Phasensynchronismus abgeleitet wird und daß anschließend die Umschaltung auf den normalen Synchronbetrieb veranlaßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 mit Codemultiplex, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem System der Code der digitalen Phasenmodulation eine Periodendauer hat, die kurz ist verglichen mit der des für die Übertragung im synchronisierten Zustand angewendeten Codes, und daß die Frequenzvariation und die Variationsgeschwindigkeit der Frequenzsprungmodulation derart gewählt werden, daß das frequenz- und phasensprungmodulierte Signal wenigstens nahezu das gleiche Frequenzband belegt wie das im normalen Betriebsfall vorliegende Signal.

3. Sendeseitige Ausbildung eines Übertragungssystems zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grundtaktgenerator vorgesehen ist, der sowohl den eigentlichen Codegenerator speist als auch einen Codegenerator für die digitale Phasenmodulation und einen Codegenerator für die Frequenzsprungmodulation, und daß die Ausgänge des Codemodulators für die Frequenzsprungmodulation mit einem von dem Grundtaktgenerator ebenfalls angesteuerten Hochfrequenzgenerator verbunden sind, der die einzelnen Frequenzen der Frequenzsprungmodulation abgibt und dessen Ausgangsschwingungen mit dem digitalen Phasensprungsignal zusätzlich moduliert werden.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Codegeneratoren Rückstelleinrichtungen vorgesehen sind, die sicherstellen, daß jeweils nach Beendigung einer Periode der digitalen Phasensprungmodulation sowohl der Codegenerator für die Frequenzsprungmodulation als auch der Codegenerator für die eigentliche Übertragung in ihre Grundstellung zurückgestellt werden.

5. Empfangsseitige Ausbildung eines Übertragungssystems zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Grundtaktgenerator vorgesehen ist, der sowohl den eigentlichen Codegenerator speist als auch einen Codegenerator für die digitale Phasenmodulation und einen Codegenerator für die frequenzmodulation, daß die Ausgänge des Codemodulators für die Frequenzsprungmodulation mit einem von dem Grundgenerator ebenfalls angesteuerten Hochfrequenzgenerator verbunden sind, der die einzelnen Frequenzen der Frequenzmodulation abgibt und dessen Ausgangsschwingungen mit dem digitalen Phasensprungsignal zusätzlich moduliert werden, und daß ferner ein Multiplizierer vorgesehen ist, dem das vom Empfänger aufgenommene Signal und das frequenzumgetastete und phasensprungmodulierte Signal zugeführt werden, daß außerdem für den Grundtaktgenerator eine Frequenz- und Phasenveränderungseinrichtung vorgesehen ist, die, vom Ausgang des Multiplizierers gespeist, Frequenz und Phase des Grundtaktgenerators so lange verändert, bis in einem relativ schmalen Frequenzbereich im Ausgang des Multiplizierers ein Maximum an Ausgangsleistung anliegt, und daß bei Auftreten dieses Leistungsmaximums die Frequenzbzw. Phasensteuerung des Grundtaktgenerators stillgelegt wird und daß insbesondere anschließend der im Empfänger als spannungsgesteuerter Oszillator ausgebildete Grundtaktgenerator in einem Codephasen-Regelkreis einbezogen wird.

6. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussendung einer frequenzsprung- und phasensprungmodulierten Welle für einen Zeitraum vorgesehen ist, innerhalb dessen mit Sicherheit eine Synchronisation der Empfangsstation erreichbar ist.

7. System nach einem der Ansprüche 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückmeldeeinrichtung von den einzelnen Empfangsstationen zu der Sendestation vorgesehen ist, die bei Erreichen der Synchronisation der einzelnen Empfangsstation in der Sendestation die Umschaltung vom frequenz- und phasenumgetasteten Code auf den für die Übertragung vorgesehenen Code veranlaßt.

8. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger eine Umschaltung des Multiplizierers auf den für die eigentliche Übertragung vorgesehenen Codetaktgenerator vorgesehen ist, die dann tätig wird, wenn der Empfang des frequenzsprung- und phasensprungmodulierten Signals endet, unter Auflösung der Rückstellungen dieses Codegenerators, die von dem phasensprungmodulierten Codegenerator veranlaßt werden.