DE2106750B2

DE2106750B2 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR SYNCHRONIZING THE TIME FUNCTION GENERATED ON THE RECEIVING SIDE WITH THE RECEIVING SIGNAL IN TIME FUNCTIONS MULTIPLEX TRANSMISSION SYSTEMS

Info

Publication number: DE2106750B2
Application number: DE19712106750
Authority: DE
Inventors: Wolf Dipl.-Ing 7911 Ay; Solda Karl-Heinz Dipl.-Ing 7900 Ulm Herold
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-02-12
Filing date: 1971-02-12
Publication date: 1977-12-22
Also published as: DE2106750C3; DE2106750A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Synchronisieren der empfangsseitig erzeugten Zeitfunktion mit dem Empfangssignal in Zeitfunktionenmultiplex-Übertragungsanlagen, bei der in einem Korrelationsnetzwerk das Empfangssignal mit der in einem Adreßgenerator erzeugten Zeitfunktion verglichen wird und bei der aus dem Phasenvergleich eine proportionale Spannung abgeleitet wird, die zur 4-, Regelung des die Taktfrequenz der Zeitfunktion bestimmenden Oszillators ausgenutzt ist.The invention relates to a circuit arrangement for synchronizing the time function generated at the receiving end with the received signal in time function multiplex transmission systems in which in a correlation network the received signal is compared with the time function generated in an address generator and in which a proportional voltage is derived from the phase comparison, which is used for 4-, Control of the oscillator determining the clock frequency of the time function is used.

Bei den bekannten Zeitfunktionenmultiplex-Übertragungsanlagen (J. W. Schwanz: »Modulation Techniques for Multiple Access to a Hard-Limiting Satellite -,0 Repeater«, Proc. IEEE Vol. 54 No. 5 May 1966, S. 763 — 776) erfolgt der gleichzeitige Nachrichtenaustausch zwischen mehreren Sende- und Empfangsstationen über einen gemeinsamen Übertragungskanal, der beispielsweise den Transponder eines Nachrichtensatel- ^ liten enthalten kann. Die Trägerfrequenzen aller Sender sind gleich oder annähernd gleich und es werden bei allen sendenden Stationen die zu übertragenden digitalen Nachrichten modulo 2 mit einer sich periodisch mit dem Nachrichtentakt wiederholenden, die _b() Adresse der gewünschten Empfangsstation darstellenden Zeitfunktion gemischt. Der ausgesendete Träger wird jeweils durch die modulierte Zeitfunkiion phasenumgetastet, so daß das ausgesendete Frequenzspektrum die Bandbreite des Übertragungskanales ausfüllt. Aus (,5 diesem Signalgemisch gewinnt der zugeordnete Empfänger durch einen Korrelationsprozeß mit Hilfe der die gleiche Adresse darstellenden Zeitfunktion die für ihn AKFIn the known time function multiplex transmission systems (JW Schwanz: "Modulation Techniques for Multiple Access to a Hard-Limiting Satellite -, 0 Repeater", Proc. IEEE Vol. 54 No. 5 May 1966, pp. 763-776) the simultaneous exchange of messages takes place can contain between several transmitting and receiving stations via a common transmission channel, the Israel example, the transponder of a Nachrichtensatel- ^. The carrier frequencies of all transmitters are the same or approximately the same and the digital messages to be transmitted are _{mixed modulo 2 with a time function representing the b ()} address of the desired receiving station, which repeats itself periodically with the message cycle. The transmitted carrier is phase shift keyed by the modulated time function so that the transmitted frequency spectrum fills the bandwidth of the transmission channel. From (, 5 this composite signal the assigned receiver obtains the AKF for it by means of a correlation process with the aid of the time function representing the same address

titi

⁼ J ⁼ J

ZU)- ZU + f)df ZU) - ZU + f) df

Werden in einer Regelschleüe im Empfänger Z(I) und Z(t + e) miteinander multipliziert und über die Dauer einer Periode (von 11 bis f 2) aufintegriert, dann ergibt sich bei der Phasenkoinzidenz beider Sequenzen eine Spannungsspitze. Beim Durchführen der Korrelation in zwei getrennten Schaltungen, bei denen die zur Multiplikation mit dem Empfangssignal verwendeten Zeitfunktionen um eine Impulsbreite gegeneinander verschoben sind, entstehen in den beiden Schaltungen in der Umgebung der Koinzidenzen mit dem Empfangssignal gegeneinander verschobene Spannungsspitzen. Durch gegenseitige Subtraktion der beiden Korrelationsfunktionen wird eine S-förmige Kennlinie gebildet, deren linearer Teil zur Regelung des Oszillators herangezogen wird. If Z (I) and Z (t + e) are multiplied with each other in a control loop in the receiver and integrated over the duration of a period (from 1 1 to f 2), a voltage spike results from the phase coincidence of the two sequences. When performing the correlation in two separate circuits in which the time functions used for multiplication with the received signal are shifted by one pulse width, voltage peaks that are shifted from one another in the vicinity of the coincidences with the received signal arise in the two circuits. By mutually subtracting the two correlation functions, an S-shaped characteristic curve is formed, the linear part of which is used to control the oscillator.

Es bestenen allgemein die Zeitfunktionen aus sehr vielen Zeichen. Es dauert daher bei kleiner Frequenzdifferenz des empfangsseitigen Taktes gegenüber dem Empfangssignal verhältnismäßig lange bis eine Koinzidenz feststellbar ist und die Synchronisation herbeigeführt werden kann. Werden dagegen beide Takte sehr unterschiedlich gewählt, dann besteht die Gefahr, daß Störsignale die nur kurzzeitig auftretende Koinzidenz verdecken und die Sequenzen übereinander hinweggleiten, ohne daß eine Synchronisation erfolgt. Die Gefahr ist desto größer, je mehr Störungen dem Empfangssignal überlagert sind. Es muß also für die Erreichung der Synchronisation die empfangsseitige Taktfrequenz desto besser dem Empfangssignal angepaßt sein, je großer die Störungen sind, um die Sequenzen genügend langsam gegeneinander laufen zu lassen.In general, the time functions consist of a great many symbols. It therefore lasts for a small frequency difference of the clock on the receiving side compared to the received signal for a relatively long time until a coincidence can be determined and the synchronization can be brought about. Both bars, on the other hand, become very selected differently, there is a risk that interference signals the coincidence, which occurs only briefly cover and the sequences slide over one another without a synchronization taking place. The danger is the greater, the more interference is superimposed on the received signal. So it has to be for the achievement of the Synchronization the receiving-side clock frequency, the better it is to be adapted to the received signal the disturbances are greater to allow the sequences to run against each other slowly enough.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zunächst die Sequenzen möglichst schnell aneinander vorbeilaufen zu lassen, dann aber die Synchronisierung an sich bei möglichst geringen Frequenzabweichungen erfolgen zu lassen, um nach dem Eintritt des Synchronlaufes den Oszillator im Empfänger mittels einer niedrigen Regelspannung auf dem Empfangssignal halten zu können, so daß die Nachricht optimal gewonnen worden kann.The invention is based on the object of first running the sequences past one another as quickly as possible to allow, but then the synchronization itself to take place with the lowest possible frequency deviations let, after the occurrence of the synchronous operation, the oscillator in the receiver by means of a low To be able to keep control voltage on the received signal, so that the message has been optimally obtained can.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein das Auftreten von Autokorrelationsspitzen feststellender Fangkontrollkreis vorgesehen ist, der beim Auftreten einer ersten Spitze anspricht und bei seinem Ansprechen verzögert um einen, für das Erreichen desThe invention is characterized in that a detection of the occurrence of autocorrelation peaks Catch control circuit is provided, which responds when a first peak occurs and when his Response delayed by one for reaching the

linearen Bereiches der Regelkurve entsprechenden Zeitbetrag die Abschaltung der einen beschleunigen Lauf der im Empfänger erzeugten Zeitfunktion gegenüber dem Empfangssignal uewirkenden Festspannung des Oszillators, sowie die Anschaltung der Korrelator-Regelspannung an den Oszillator durchführt. The amount of time corresponding to the linear range of the control curve can accelerate the shutdown of the one The course of the time function generated in the receiver in relation to the fixed voltage that has an effect on the received signal of the oscillator, as well as the connection of the correlator control voltage to the oscillator.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Zeitkreis vorgesehen, der die einen beschleunigten Lauf der Zeitfunktion gegenüber dem Empfangssigna! bewirkende Festspannung des Oszillators beim Ausbleiben des Ansprechens des Fangkontrollkreises nach festgesetzter Zeit auf einen einen langsameren Lauf bewirkenden Wert umschaltet.In a further development of the invention, there is a time circuit provided that an accelerated run of the time function compared to the received signal! causing Fixed voltage of the oscillator if there is no response of the catch control circuit after the fixed one Time switches to a value that causes a slower run.

Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß eine sehr kurze Synchronisationszeit erreichbar ist. Durch die Auftrennung der Regelschleife kann der Oszillator vor der Synchronisation mit einer Spannung beaufschlagt werden, die entsprechend dem Störabstand auf dem Übertragungsweg gerade noch erlaubt ist, so daß sich die Zeitfunktionen mit der größtmöglichen Geschwindigkeit gegeneinander verschieben. Tritt dann die gesuchte Koinzidenz auf, dann bewirkt die Fangkontrolle die Umschaltung auf die aus dem Korrelator gelieferte Regelspannung, die bei kleiner Abweichung der Oszillatorgrundfrequenz gegenüber dem Empfangssignal für die Aufrechterhaltung des Synchronlaufes niedrig ist. 1st dagegen anfangs die gegenseitige Frequenzabweichung der Sequenzen zu groß, so daß keine Koinzidenz aufgefunden wird, so verringert sich selbsttätig die gegenseitige Laufgeschwindigkeit mit Hilfe des die Festspannung des Oszillators umschaltet den Zeitkreises.This has the advantage that a very short synchronization time can be achieved. Through the When the control loop is disconnected, the oscillator can have a voltage applied to it before synchronization that is just allowed according to the signal-to-noise ratio on the transmission path, so that move the time functions against each other with the greatest possible speed. Then kick the If the desired coincidence is found, the catch control switches over to the one from the correlator Control voltage supplied, which is used to maintain synchronous operation in the event of a small deviation between the basic oscillator frequency and the received signal is low. If, on the other hand, the mutual frequency deviation of the sequences is initially too great, so that If no coincidence is found, the mutual running speed is automatically reduced as well With the help of the fixed voltage of the oscillator, the time circuit switches over.

Die Erfindung wird an Figuren erklärt.The invention is explained using figures.

F i g. I zeigt das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles einer Synchronisiereinrichtung für die Zeitfunktion. F i g. I shows the block diagram of an embodiment of a synchronization device for the time function.

In Fig. 2 sind die Regelspannungskurven eines Korrelators dargestellt.The control voltage curves of a correlator are shown in FIG.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Synchronisiereinrichtung wird das bei E angeschaltete Empfangssignal den beiden Multiplikatoren M\ und M 2 zugeführt, wo es mit der im Adreßgenerator G erzeugten Zeitfunktion bzw. mit der um eine Taktlänge verzögerten Zeilfunktion gemischt wird. Die Mischergebnisse werden in den Integratoren j 1, /2 über eine Periode aufintegriert, in den Speicherkreisen R I₁ R 2 gehalten und dann über die Betragsbildner Vi, V2 d^rn Summierer .91 zugeführt, indem durch Subtraktion der beiden in Fig. 2a und Fig. 2b dargestellten Spitzenwerte der Autokorrelationsfunktionen in der Umgebung der Koinzidenz eine gemäß F i g. 2c verlaufende S-förmige Regelspannungskurve entsteht.In the synchronization device shown in FIG. 1, the received signal switched on at E is fed to the two multipliers M 1 and M 2 , where it is mixed with the time function generated in the address generator G or with the line function delayed by one clock length. The mixed results are integrated in the integrators j 1, / 2 over a period, held in the storage circuits R I ₁ R 2 and then fed via the amount formers Vi, V2 to the summers .91 by subtracting the two in FIG. 2a and FIG. 2b shows the peak values of the autocorrelation functions in the vicinity of the coincidence one according to FIG. 2c running S-shaped control voltage curve is created.

Das Auftreten des ersten Auiokorrelationsspitze wird durch die Fangkontrolle FK festgestellt, wonach durch das Tor 72 die Spannungsquelle ζ) von dem spannungsgeregelten Oszillator VCO abgeschaltet und durch das Tor 71 die Regelschleife über den Tiefpaß TP1 und den Summierer S2 geschlossen werden.The occurrence of the first Auiokorrelationsspitze is determined by the capture control FK , after which the voltage source ζ) is switched off by the voltage-controlled oscillator VCO through the gate 72 and the control loop is closed by the gate 71 via the low-pass filter TP 1 and the summer S2.

Die Fangkontrolleinrichtung FK enthält ein Tiefpaßfilter TP2, dessen Bandbreite größer ist als die zu erwartende Frequenzdifferenz zwischen der Taktfrequenz des Empfangssignals und der im Empfänger erzeugten Zeitfunktion, jedoch klein ist gegenüber der Periodizität der Zeitfunktion. Das Maximum der Autokorrelationsfunktion wird durch den Differentiator D festgestellt, dessen Ausgangsspannung beim Auftreten des Maximums durch 0 geht. Der Impulsformer /F gibt in diesem Zeitpunkt einen Impuls ab, der nach einer Verzögerung um den Betrag r/2 in dem Verzögerungsglied Vdie Torstellungen ändert. Diese Verzögerung ist erforderlich um zu gewährleisten, daß der lineare Bereich der Regelkennlinie erreicht ist.The capture control device FK contains a low-pass filter TP2, the bandwidth of which is greater than the expected frequency difference between the clock frequency of the received signal and the time function generated in the receiver, but is small compared to the periodicity of the time function. The maximum of the autocorrelation function is determined by the differentiator D , the output voltage of which passes through 0 when the maximum occurs. At this point in time, the pulse shaper / F emits a pulse which, after a delay by the amount r / 2 in the delay element V, changes the gate positions. This delay is necessary to ensure that the linear range of the control characteristic is reached.

Die vor dem Eintritt der ersten Koinzidenz wirksame Steuerspannung der Quelle Q ist manuell oder automatisch in ihrer Größe einstellbar. Die automatische Einstellung ist abhängig von der Größe des Störabs'andes auf dem Übertragungsweg. Werden nämlich durch starke Störungen die Koinzidenzen verdeckt, so verkleinert, falls in vorgeschriebener Zeit keine Koinzidenz festgestellt wurde, die Fangkontrolle über einen hier nicht besonders beschriebenen Zeitkreis ZK die Steuerspannung der Quelle Q auf einen kleineren Wert. Dann wird nämlich die Frequenz des Oszillators VCO der Sollfrequenz des Empfangssignals angenähert, so daß die gegenseitige Verschiebung der Sequenzen verlangsamt wird. Es werden dabei die Koinzidenzen wegen ihres langsameren Laufes für die Fangkontrolleinrichtung besser erkennbar. The control voltage of the source Q, which is effective before the occurrence of the first coincidence, can be set manually or automatically in terms of its size. The automatic setting depends on the size of the interference on the transmission path. If the coincidences are covered by strong disturbances, the control voltage of the source Q is reduced to a smaller value if no coincidence was detected in the prescribed time, the catch control via a time circuit ZK not specifically described here. The frequency of the oscillator VCO is then approximated to the setpoint frequency of the received signal, so that the mutual displacement of the sequences is slowed down. The coincidences are easier to recognize because of their slower course for the catch control device.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for synchronizing the time function generated on the receiving side with the received signal in time function multiplex transmission systems, in which the received signal is compared with the time function generated in an address generator in a correlation network and in which a proportional voltage is derived from the phase comparison, which is used to regulate the Clock frequency of the oscillator determining the time function is used, characterized in that a capture control circuit (FC) is provided which detects the occurrence of autocorrelation peaks and which responds when a first peak occurs and, when it responds, is delayed by one for reaching the linear range of the control curve (Fig 2c) corresponding amount of time (r / 2) the disconnection of the fixed voltage (Q) of the oscillator (VCO) which causes an accelerated run of the time function generated in the receiver in relation to the received signal and the connection of the correlator control voltage runs the oscillator. 2 ">

In that a time circuit (ZK) is provided 2. A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the accelerated running of the time function with respect to the received signal causing fixed voltage (Q) of the oscillator (VCO) when j ₀ lack of response of the capture control circuit (FK) after a set time switches to a value that causes a slower run.

certain information. Every transmitter therefore needs E * and each receiver has an address generator which supplies the time function.

It is also the frequency and phase correct synchronization for the establishment of the connection at the receiver between the received and the code user generated at the receiver necessary.

The time function consists of a periodic statistical string of 0 and I, their period corresponds to the clock of the message frequency. In the correlation network of the receiver, the phase shift between the two sequences for generating a proportional output voltage evaluated, which is used for the regulation of the time function clock determining oscillator. the The autocorrelation function of the two code patterns has the form