DE2146478C3 - Schaltungsanordnung zur Anfangssynchronisation in Codemultiplex-Übertragungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Anfangssynchronisation in Codemultiplex-Übertragungsanlagen, bei denen die für die jeweils gerufene Empfangsstation bestimmten Nachrichten mittels eines die gerufene Station kennzeichnenden binären Adreßcodes übertragen werden und bei denen das Frequenzband des Übertragungsweges in eine Anzahl gleich breiter Teilbänder unterteilt ist, zwischen denen der den Adreßcode durch Phasenumtastung übertragende Träger nach einem Sprungcode frequenzumgetastet wird.

Bei den bekannten Codemultiplex-Übertragungsanlagen erfolgt der gleichzeitige Nachrichtenaustausch zwischen mehreren Sende- und Empfangsstationen in dem begrenzten gemeinsamen Frequenzband des Übertragungsweges. Das von jeder Sendestation erzeugte hochfrequente Signal ist dabei mit zwei unterschiedlichen Modulationsarten beaufschlagt.

Durch die erste Modulation wird dem Träger ein Adreßcode überlagert. Diese Modulation erlaubt den Vielfachzugriff vieler Sendestationen zu dem Übertragungsweg und stellt eine codierte Adresse der gewünschten Empfangsstation dar, so daß bei jeder Empfangsstation der Empfang des für sie bestimmten Trägers mittels eines geeigneten Demodulators möglich ist und Störungen durch die anderen im gleichen Übertragungsweg betriebenen Sendestationen nicht auftreten. Durch die zweite Modulation wird die zu übertragende binär codierte Nachricht dem Adreßcode überlagert Dieser bildet dabei den eigentlichen Übertragungskanal. Der Empfänger gewinnt die übertragene Nachricht aus dem Empfangssignal mit Hilfe eines auf den hochfrequenten Träger synchronisierten Empfangsoszillators sowie durch Korrelation des niederfrequenten Teiles des Empfangssignals mit dem gleichen empfangsseitig erzeugten und auf den Sendetakt synchronisierten Adreßcode.
Die Synchronisierung des Adreßcodes kann durch

ίο eine Verzögerungs-Synchronisierschleife bewirkt werden, bei der der im Empfänger erzeugte Code so lange gegenüber dem empfangenen verschoben wird, bis die gegenseitige Phasendifferenz aufgehoben ist Es wird dabei das empfangene Signal zunächst mit einer Hilfsträgerfrequenz umgesetzt und der entstandene niederfrequente Anteil über einen Tiefpaß einem Korrelationsnetzwerk zugeführt, in dessen beiden Zweigen das umgesetzte Empfangssignal mit dem empfangsseitig erzeugten Code bzw. mit dem um ein

M Codezeichen phasenverschobenen Code multipliziert wird. Die durch Subtraktion der beiden Mischprodukte gebildete Regelspannung, die im Fall der Phasengleichheit Null ist, beaufschlagt einen spannungsgeregelten Oszillator, der den Grundtakt für den empfangsseitigen Codegenerator liefert

Die Geschwindigkeit der gegenseitigen Codeverschiebung bis zum Eintritt der Phasengleichheit ist durch den Störabstand des Sigr.alkanals begrenzt. Bei rauschartigen Störquellen ist die zulässige Suchrate

μ verhältnismäßig hoch, besteht der Störer jedoch aus einem sinusförmigen Signal, dann treten erhebliche Erschwerungen ein. Es wird nämlich die mit der Hilfsträgerfrequenz fh umgesetzte sinusförmige Störfrequenz fs in ein Linienspektrum umgesetzt, dessen Maximum bei der Frequenz (fs—fh) liegt. Werden die gewünschten Signalanteile durch ein Filter herausgesiebt, so können bei sinusförmigen Störern Teile des Störspektrums in die Filterbandbreite fallen. Bei der Ableitung der Regelspannung für den spannungsgere-

⁴" gelten Oszillator kann das Störspektrum eine Spannungskomponente bilden, die eine empfindliche Verstimmung des Oszillators nach sich zieht.

Es ist ein Frequenz-Sprung-Verfahren vorgeschlagen worden, durch das die Anfälligkeit der Anfangs-Synchronisation gegenüber einer sinusförmigen Störquelle gemildert werden kann. Bei diesem Frequenz-Sprung-Verfahren ist die hochfrequente Bandbreite des Übertragungsweges in Ar 1-Teilbänder der Bandbreite af unterteilt. Der jeweilige Träger wird mit der Frequenz öf umgetastet. Da die Sprungfrequenz von Teilband zu Teilband fs beträgt sind während der Benützung jedes Teilbandes öf/ fs Phasensprünge des Trägers möglich. Die Reihenfolge der Teilbandbelegung erfolgt entsprechend einem Code Cfs, der Ar 1-Zeitplätze enthält. Die Summe der Phasensprünge der Ar I-Träger innerhalb einer Periode des Codes Cfs ist daher

*2 = ArI -.0/7/5.

Durch das periodische Wechseln der Teilbänder verteilt sich die Sendeleistung scheinbar gleichmäßig über die Bandbreite B. Belegt ein sinusförmiger Störer nur ein bestimmtes Teilband, so kann in einem Empfänger, der für die Bandbreite B gleichmäßig eingerichtet ist, dieses gestörte Teilband beispielsweise durch ein dieses Teilband sperrendes Filter ausgeblendet werden, so daß der Störeinfluß beseitigt ist. Ist jedoch die Störenergie auf mehrere Teilbänder verteilt, dann läßt sich die Störung nicht mehr ausblenden. Es ist

dann der Störabstand in jedem der gestörten Teilbänder kleiner als der auf das gesamte Übertragungsband bezogene Störabstand. Es ist sogar der Störabstand im gestörten Teilband entsprechend dem Bandbreitenverhältnis kleiner als im Gesamtband. Jedoi:h ist ein Sinusstörer durch seine Aufteilung in Teilbänder in seiner Wirkung auf die Anfangssynchronisation näherungsweise mit Weißem Rauschen vergleichbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei Frequenz-Sprung-Verfahren notwendige Anfangssynchronisation des Adreßcodes und des Sprungcodes durchzuführen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Periodendauer des Adreßcodes und des Sprungcodes einander gleich sind, wobei die Zeichenzahl des Sprungcodes gleich der Anzahl der Teilbänder und die Zeichenzahl des Adreßcodes gleich der mit der Anzahl der Phasensprünge in jedem Teilband multiplizierten Teilbandzahl ist, und daß die Frequenz des für die Demodulation des Empfangssignals vorgesehenen Trägerfrequenzoszillators nach dem Sprungcode umtastbar ist, wobei das Empfangssignal immer in das gleiche Frequenzband umgesetzt wird.
. In der technischen Ausbildung des Erfindungsgedankens ist für die Umtastung des Trägerfrequenzoszillators ein Sprungcode-Generator vorgesehen, der durch den den empfangsseitigen Adreßcode-Generator steuernden Taktoszillator steuerbar ist. Es steuert dabei der Taktoszillator den Adreßcode-Generator und den Sprungcode-Generator über Frequenzumsetzer.

Hierdurch werden die Vorteile erzielt, daß die Anfälligkeit der Anfangssynchronisation in Codemultiplex-Übertragungsanlagen gegenüber sinusförmigen Störquellen gemildert ist. Es ergibt sich hieraus eine erhöhte Suchrate für die Verschiebung der empfangsseitig erzeugten Codes gegenüber dem Empfangssignal. Es ist nämlich die mittlere Synchronisationszeit nur vom Störabstand im Teilband und von der Zahl der Phasensprünge k 2 während der Codeperiode abhängig. Nach erfolgter Synchronisation liefert der Trägerfre- ίο quenzgenerator, gesteuert durch den Sprungcode-Generator, entsprechend dem empfangenen Träger eine Hilfsfrequenz, mit der das Empfangssignal immer in das gleiche Frequenzband umgesetzt wird. Da der Sprungcode und der Adreßcode gleiche Perioden haben, unterscheiden sich beide in ihrer. Zeichenfolgefrequenz lediglich durch die Anzahl k 11k 1 der in jedem Teilband vorhandenen Phasensprünge.

Die Erfindung wird an dem Blockschaltbild erklärt.

Das Empfangssignal ist bei E an die gezeigte Anordnung angeschaltet und wird in der multiplikativen Mischstufe Af 3 durch die im Trägerfrequenzoszillator G 3 erzeugte Hilfsträgerfrequenz fb. demoduliert. Dieser Oszillator ist in seiner Frequenz durch den Sprungcode-Generator G 2 umtastbar. Da jedoch zunächst weder dieser Generator GI noch der Oszillator G 3 mit dem Empfangssignal synchronisiert sind, erfolgt die Demodulation inkohärent und eine Nachrichtenübertragung ist zunächst nicht möglich.

Das bei der inkohärenten Demodulation entstehende niederfrequente Mischprodukt wird dem mit einer über den Tiefpaß TP3 verlaufenden Verzögerungs-Synchronisierungsschleife versehenen Korrelationsnetzwerk zugeführt. In den beiden Zweigen Zl bzw. Z 2 des Korrelationsnetzwerkes sind die Mischstufen M1 bzw. M 2 vorgesehen, in denen der. niederfrequente Anteil des Empfangssignals mit dem im Generator G1 erzeugten Adreßcode, der zunächst noch nicht mit dem gesendeten Adreßcode synchronisiert ist, bzw. mit dem um ein Codezeichen phasenverschobenen Adreßcode überlagert wird. Die Mischprodukte werden über die Tiefpässe 7Pl, TP2 den Gleichrichtern G/1, G/2 zugeführt, aus deren Ausgangsspannungen im Summierer M 4 eine Regelspannung für den spannungsregelbaren Oszillator VCO abgeleitet wird. Der Oszillator VCO ist für die Lieferung des Grundtaktes für den Adreßgenerator Gl und den Sprungcode-Generator G 2 vorgesehen. Solange keine Synchronisation stattgefunden hat, verschieben sich die durch die Generatoren Gl, GI erzeugten Zeichenfolgen gegenüber dem Empfangssignal, bis die Phasengleichheit hergestellt ist Im Falle der Phasengleichheit geht die in der Verzögerungs-Synchronisierschleife gebildete Regelspannung gegen Null, so daß der Oszillator VCO in den synchronisierten Lauf übergeht.

Für die kohärente Demodulation des Empfangssignals durch den sprungfrequenzgesteuerten Trägerfrequenz-Oszillator G 3 muß dieser außerdem in bekannter Weise, beispielsweise über eine besondere Phasensynchronisationsschleife, synchronisiert werden. Für die Synchronisation des Adreßcodes und des Sprungcodes an sich genügt es, daß die Frequenz des Oszillators G 3 jeweils näherungsweise mit dem empfangenen Träger übereinstimmt. Die Steuertakte der beiden Generatoren GI und G3 unterscheiden sich durch den Quotienten kilk 1. Es kann daher für die Steuerung des Generators GI ein dem Quotienten k 1 entsprechender Frequenzteiler Ti angewendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Anfangssynchronisation in Codemultiplex-Übertragungsanlagen, bei denen die für die jeweils gerufene Empfangsstation bestimmten Nachrichten mittels eines die gerufene Station kennzeichnenden binären Adreßcodes übertragen werden und bei denen das Frequenzband des Übertragungsweges in eine Anzahl gleich breiter Teilbänder unterteilt ist, zwischen denen der den Adreßcode durch Phasenumtastung übertragene Träger nach einem Sprungcode frequenzumgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Periodendsuern des Adreßcodes (Ct) und des ,Sprungcodes (Cfs) einander gleich sind, wobei die Zeichenzahl (k 1) des Sprungcodes gleich der Anzahl der Teilbänder und die Zeichenzahl (k2) des AdreDcodes gleich der mit aer Anzahl der Phasensprünge in jedem Teilband multiplizierten Teilbandzahl ist und daß die Frequenz des für die Demodulation des Empfangssignals vorgesehenen Trägerfrequenzoszillators (G 3) nach dem Sprungcode umtastbar ist, wobei das Empfangssignal immer in das gleiche Frequenzband umgesetzt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Umtastung des Trägerfrequenzoszillators (G 3) ein Sprungcode-Generator (G 2) vorgesehen ist, der durch den den empfangsseitigen Adreßcode-Generator (G 1) steuernden Taktoszillator (VCO) steuerbar ist.

3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktoszillator (VCO) den Adreßcode-Generator (G 1) unmittelbar und den Sprungcode-Generator (G 2) über einen Frequenzumsetzer (Ti) steuert