DE2148182C2 - Elektrisches Nachnchtenubertra gungssystem - Google Patents

Description

Stand der Technik

Für den einwandfreien Betrieb der Übertragung elektrischer Signale von einer sendenden Stelle zu einer empfangenden Stelle werden vielfach Hilfssignale benötigt, die ihrerseits die für das Nutzsignal zur Verfügung stehende Übertragungskapazität einschränken, sofern nicht für diese Hilfssignale ein eigener Übertragungsweg geschäft · wird oder aber die Übertragung der Hilfssignale unter Ausnutzung der Redundanz des Systems erfolgt. Bei der digitalen Nachrichtenübertragung, bei der die Sende- und die Empfangsseite miteinander in Synchronismus arbeiten müssen, haben diese Hilfssignale die_Aufgabe, die Synchronisation zwischen Sende- und Empfangsseite herzustellen und aufrechtzuerhalten. Sofern bei einem solchen Nachrichtenübertragungssystem Hilfs-

signale stiindig für die Auircchlerhaltung des Betriebs erforderlich sind, ist es sinnvoll, ihre Übertragung auf Kosten der Nuizsignal-Oberlragungskapazität durchzuführen. Anders verhält es sich mit solchen Hilfssigiialen, die nrr zeitweise benötigt ο werden, also beispielsweise zur Steuerung einer Umoiganisation im Rahmen einer Änderung des Übertragungsprogramms innerhalb eines solchen Systems.

Bei einem mit TDMA (Time Division Multiplex Access) arbeitenden Satclliten-Nachriehtenübcrtrn- jo gup'/ssystem, bei dem die über dem Satelliten miteinander in Verbindung stehenden Bodenstationen wahlweise am Verkehr teilnehmen oder auch nicht teilnehmen können, ist es im Hinb'ir ^uf die PuIsrahmenorganisation dieses Systems erforderlich, daß bei Erstzugriff einer Bodenstation zunächst einmal festgestellt werden muß, ob der Pulsrahmen eine ausreichend große Lücke, aufweist. Wird die Lücke ah ausreichend groß erkannt dann ist vor Aussendiing des Bursts die Phasenlage zu ermitteln, in der μesendet werden muß, um in die Lücke zu trdlen. Das Ermitteln der zeitlichen Lage der Rahmenlücke macht hier das Aussenden eines Hilfssit'iialN erforderlich, dessen zeitliche Lage innerhalb des Pulsrahmens bei Wiederempfang festgestellt und as schrittweise so lange verschoben wird, bis es mit der zeitlichen Lage der Lücke übereinstimmt. Da dieses Hilfssignal übeT den gesamten Pulsrahmen hinweglaulen können muß, darf es die übrigen bereits am Verkehr teilnehmenden Bodenstationen nicht stören.

Ls ist bereits durch die deutsche Auslege- schrift 1 791 159 bekannt, dieses Hilfssignal von der den Zugriff wünschenden Bodenstation in Firm einer PN-Folge mit herabgesetzter Leistung durchzuführen, deren Periodendauer gleich der Dauer eines Pulsrahmens ist, und die über den Satelliten wiederum zur Bodenstation zurückkehrende PN-Folge mit einem Korrelationsempfänger, im folgenden PN-Empfänger genannt, selektiv zu empfangen.

Ein solcher Korrelationsempfang ermöglicht es, das ursprüngliche impulsförmige Hilfssignal energiemäßig über das gesamte Spektrum des Nutzsignalbereichs verteilt zn übertragen, so daß der auf die Frequenz bezogene Energieanteil im Sinne einer störungsfreien Überlagerung des Nutzsignals sehr klein gehalten werden kann. Die Rückgewinnung des ursprünglichen impulsförmigen Hilfssignals auf der Empfangsseite im PN-Empfänger erfordert einen die übertragene PN-Folge identisch erzeugenden zweiten PN-Generator, einen die empfangsseitig erzeugte mit der übertragenen PN-Folge multiplizierenden Multiplikator und einen dem Ausgang des Multiplikators nachgeschalteten, den zweiten PN-Generator in Abhängigkeit der Multiplikatorausgangsgröße auf die empfangende PN-Folge synchronisierenden Auswerter. Der Vergleich der empfangenen PN-Folge mit der im PN-Empfänger vom zweiten PN-Generator identisch erzeugten PN-Folge über den Multiplikator hinweg ergibt an dessen Ausgang nur dann eine kräftige Amplitude, wenn beide PN-Folgen phasensynchron sind. Das Ausgangssignal des Auswerters stellt das zurückgewonnene ursprüngliche Hilfssignal dar, das dann zur Steuerung den hicr zuständigen Systerngruppen, also beim vorliegenden Beispiel einer Satelliten-Nachrichtenübertragungsstrecke der Burst-Sendephasenregeleinrichtung zugeführt wird.

Durch die Literaturstelle IEEE Transactions on Communication Technology, Vol. COM-16, Nr. 6, Dezember 1968, S. 796 bis 807, ist bereits ein solcher PN-limpfänger angegeben, bei dem der Auswerter aus einem Schleifenfilter in Reihe mit einem spunnungsgesteuerlun TaktoKzillator für den PN-Generaior besteht. Diese Art eines PN-Emplangers hat den Nachteil, daß hierfür zwei Multiplikatoren erforderlich sind, an deren gleiche Eigenschaften sehr hohe Anforderungen gestellt werden müssen. Auch läßt sich mit einem Schleifenfilter in Verbindung mit einem spannungsgcs'· uertcn Oszillator nicht die für die Phasensynchronisation erwünschte hohe Stabilität erreichen, weil die Regelung nicht auf einer Phasenverschiebung des Taktes für den PN-CJeneralor, sondern auf einer Frequenzverslimmung beruht.

Aufgabe

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein elektrisches Nachrichtenübertragungssystem mit einem PN-Kmpfünger eine weitere Lösung anzugehen, die die zu fordernde Phasensynchronisation zwischen der empfangenen und der im PN-Hmpfänper erzeugten identischen PN-Folge mit hoher Genauigkeit gewährleistet und darüber hinaus unempfindlich gegen Störungen ist.

Vorteile

Mit der Erfindung wird erreicht, daß der rückstellbare Gleichstromintegrator die Auswertung des Ausgangssignals des Multiplikators im Sinne der Feststellung des Vorhandenseins bzw. Nichtvorhandenseins der erwünschten Phasensynchronisation so vornimmt, daß hierbei sämtliche Bits eines Zyklus der PN-Folge gleich bewertet werden, d. h das die Phasensynchronisation anzeigende Kriterium optimal ausgewertet wird. In Verbindung mit einem von einem Grundtakt versorgten steuerbaren Phasenschieber ergibt sich dadurch eine außerordentlich genaue und stabile Phasensynchronisation, auf die Schwankungen des Grundtaktes insbesondere dann keinen Einfluß haben, wenn dieser Grundtakt, wie das bei der Bodenstation eines Satelliten-Nachrichtenübertragungssystems zutrifft, sowohl den sende- als auch den empfangsseitigen Einrichtungen gemeinsam ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Ausbildung des Systems nach Anspruch 5 ist zweckmäßig, wenn das elektrische Nachrichtenübertragungssystem, wie das beispielsweise bei einem Satelliten-Nachrichtenübertragungssystem der Fall ist, eine Funkstrecke benutzt, bei der die eigentlichen Naclirichtensignale für die Übertragung in eine Radiofrequenzlage umgesetzt werden. Es besteht dann die Gefahr, daß im Hinblick auf die begrenzte Genauigkeit der im System zur Anwendung gelangenden Trägergeneratoren die Empfangs-Istfrequenz nicht mit der Empfangs-SoIIfrequenz übereinstimmt. Bei Satelliten-Nachrichtenübertragungssystemen kann diese Frequenzabweichung auch durch Dopplereffekte herbeigeführt sein. Unterscheidet sich die Empfangs-Istfrequenz von der Empfangs-SoIIfrequenz nur um wenige Hertz oder Bruchteile von Hertz, dann ist praktisch keine einwandfreie Phasensynchrcnisaticn der PN-Folgen möglich.

Um einerseits einen großen Fangbereich und andererseits eine hohe Genauigkeit für die Synchroni-

sation des Synchrondemodulators zu gewährleisten, gang des empfangsseitigen PN-Generators PNGl ist das System nach Anspruch 6 ausgebildet. verbunden ist, der die identisch gleiche PN-Folge

Um die Phasensynchronisation des Synchron- wie der sendcseitige PN-Generator erzeugt und ebendemodulators auf die Trägerfrequenz des empfangs- falls mit einem Bittakt Tb versorgt wird. Der Ausseitig ankommenden Signals schnell durchführen zu 5 gang des Multiplikators M ist mit dem rückstellbaren können, ohne hierbei von der letztlich angestrebten Gleichstromintegrator / verbunden, der ausgangs-Phasensynchronisation der beiden PN-Folgen ab- seitig über den Amplitudendiskrirninator AD hinhängig zu sein, ist das System nach Anspruch 7 aus- weg mit dem Eingang des steuerbaren Phasengebildet. Schiebers Phs in Verbindung steht. Der steuerbare Um jederzeit zur Nachregelung der Phasen- io Phasenschieber Phs, der an seinem Ausgang ein synchronisation des Synchrondemodulators emp- impulsförmiges Signal Se im Rhythmus des Rahmenfangsseitig den sendeseitigen Träger der zu über- taktes abgibt, ist wiederum ausgangsseitig mit dem tragenden PN-Folge zur Verfügung zu haben, ist Synchronisiereingang des PN-Generators PNG2 verdas System nach Anspruch 8 ausgebildet. bunden. Das Signal Se stellt gleichzeitig, Phasen-Mit dem nach Anspruch 9 ausgebildeten System 15 synchronisation zwischen der ankommenden PN-ist es möglich, während der Durchführung eines Folge PNE und der vom PN-Generator VAG 2 er-Phasensynchronisiervorgangs der beiden PN-Folgen zeugten PN-Foige vorausgesetzt, das in seiner urim Rhythmus eines PN-Zyklus während jedes zwei- sprünglichen Form zurückgewonnene übertragene ten Zyklus die Phasensynchronisation des Synchron- Hilfssignal dar.

demodulators zu überwachen und gegebenenfalls _zo Der steuerbare Phasenschieber Phs besteht aus nach/uregeln. der Kettenschaltung des Frequenzteilers F1 mit dem

_n . ,, je c„j„„„ Frequenzteiler F 2. Dem Frequenzteiler F1 wird ein-

Darstellung der Erfindung gangsseitig der Grundtakt Tg zugeführt, den der

An Hand von Ausführungsbeispielen, die in der Frequenzteiler F1 auf den Bittakt Tb für den PN-Zeichnung dargestellt sind, soll die Erfindung im 25 Generator PNG 2 herabteilt. Der sich daran anfolgenden näher erläutert werden. Es zeigt schließende Frequenzteiler F 2 teilt den Bittakt auf F i g. 1 die schematische Darstellung der Sende- den Rahrnentakt der PN-Foige herab und bildet und der Empfangsseite einer Nachrichtenübertra- mit seinem Ausgang den Ausgang des steuerbaren gungsstreckc für die Übertragung eines Htlfssignals Phasenschiebers Ph*. Wie F i g. 1 erkennen läßt, ist in Form einer PN-Folge nach der Erfindung, 30 der Ausgang des Frequenzteilers F2 nicht nur mit Fig. 2 Zeitdiagramme einiger in der Schaltung dem Synchronisiereingang des PN-Generators PNG 2, nach F1 g. 1 auftretender Spannungsverläufe, sondern auch noch mit dem einen Eingang des F i g. 3 die schematische Darstellung eines Satel- Sperrgatters SG und mit dem Rückstelleingang des liten-Nachrichtenübertragungssystems, Gleichstromintegrators / verbunden. Der Sperr-F i g. 4 Zeitdiagramme zur Erläuterung des mit, 35 eingang des Sperrgatters SG bildet den Eingang des TDMA-Technik arbeitenden Satelliten-Nachrichten- steuerbaren Phasenschiebers Phs, während sein Ausübertragungssystems nach F i g. 3, gang mit dem Steuereingang des Frequenzteilers F ί F i g. 5 die Sende- und Empfangsseite der Boden- in Verbindung steht. Jedesmal, wenn am Ausgang station eines mit TDMA-Technik arbeitenden Satel- des Sperrgatters SG ein Impuls auftritt, wird das liten-Nachrichtenübertragungssystems, soweit es die 40 Teilungsverhältnis m des Frequenzteilers Fi auf Übertragung eines Hilfssignals in Form einer PN- m ~ 1 erhöht, was einer Phasenverschiebung des Folge betrifft, nach der Erfindung, Bittaktes Tb um einen Bruchteil eines Bits entspricht. F i g. 6 das Blockschaltbild des im PN-Empfänger Im folgenden soll nun an Hand der F i g. 2 die nach F i g. 5 verwendeten Synchrondemodulators, "wirkungsweise des PN-Empfängers E nach Fi g. 1 F i g. 7 die Arbeitsweise des PN-Empfängers nach 45 näher erläutert werden. In diesem Zusammenhang F i g. 5 erläuternde Zeitdiagramme. ist noch darauf hinzuweisen, daß die von dem sende-Beim Ausführungsbeispiel nach Γ i g. 1 ist mit S seitigen und dem empfangsseitigen PN-Generator erder PN-Sender auf der Sendeseite und mit E der zeugte PN-Folge so festgelegt ist, daß ihre Auto-PN-Empfänger auf der Empfangsseite einer Nach- korrelationsfunktion im Zustand der Phasensynchrorichtenübertragungsstrecke dargestellt. Das zur Emp- 50 nisation eine scharfe Autokorrelationsspitze und im fangsseitc hin zu übertragende sendeseitige Hilfs- übrigen gegenüber dem Spitzenwert nur einen versignal Ss, das auf der Übertragungsstrecke in Form nachlässigbar kleinen Wert aufweist. Am Ausgang einer PN-Folge dem eigentlichen Nutzsignal über- des Multiplikators M tritt somit nur dann ein Signal, lagert ist, wird dem sendeseitigen PN-Generator und zwar ein Gleichstromsignal mit kräftiger Ampli-PNG! an seinem Synchronisiereingang zugeführt. 55 tude, auf, wenn die empfangene PN-Folge PNE mit Dieses sendeseitige Hilfssignal besteht aus einzelnen der vom PN-Generator PNG2 erzeugten PN-Folge Impulsen, die im Zyklusabstand der PN-Folge auf- in Phasensynchronismus ist. Der im Rhythmus des treten und dabei ilen PN-Gcnerator PNG1 in seiner Rahmentaktes rückgestellte Gleichstromintegrator / Ausgangslage rückstellen. Die sendeseitige PN-Folge zeigt somii am Ausgang nur dann eine über der PNS wird über den Ausgang des PN-Generators der 60 Rahmenperiode ansteigende Gleichspannung, wenn eigentlichen Sendeeinrichtung der Sendeseite der der gewünschte Phasensynchronismus zwischen den Nachrichtenübertragungsstrecke zugeführt. Die Folge- beiden PN-Folgen vorhanden ist. Der Amplitudenfrequenz wird durch den dem PN-Gencrator PNG1 diskriminator A D, der gleichsam eine Schwellwcrtübcr einen besonderen Eingang zugeführten Bittakt schaltung darstellt, gibt in diesem Falle jeweils am Th bestimmt. 65 Ende einer Periode des Rahmentaktes einen kurzen Der PN-Empfängcr E empfängt die ankommende Impuls auf den Spcrrcingang des Sperrgatters SG PN-F<ilgc PNI: über den einen Eingang des Multi- und verhindert damit, daß das impulsförmigc Ausphkalnrs M. dessen anderer liingang mit dem Aus- gangssipnal .SV des Frequenzteilers F2 über das

Sperrgatter SG hinweg auf den Frequenzteiler Fl im Sinne einer Phasenverschiebung weiter einwirken kann. Der Phasensynchronismus wird nämlich dadurch erkannt, daß das Ausgangssignal des Frequenzteilers Fl gleichzeitig mit dem Impuls am Ausgang des Amplifudendiskriminators ^D auftritt.

In Fie 2 sind untereinander über der Zeit mit dem Diagramm Ss das sendeseitige Hilfssignal Ss, mTdeÄgrammS* dasSignalSe am Ausgang des Phasenschiebers, das hierbei das Ausgangssignal des Frequenzteilers Fl darstellt, mit dem Diagramm / das Ausgangssignal des Gleichstromintegrators / und mit demVagilmm ad das Ausgangssignal des Amplitudendiskriminators/lZ> angegeben. Bei fehlender Phasensynchronisation der empfangenen PN-Folge PN-E und der vom PN-Generator PNG1 erzeigten PN-Folge tritt am Ausgang des Gleichstromintegrators/ kein Signal auf. Infolgedessen erscheint auch ken Sperrsignal am Sperreingang des Sperrgatters SG Somi wird mit jedem am Ausgang des Fre- quenzteiers Fl auftretenden Impuls die Rahmen-Periode des PN-GeneratorsWG2 um einen Bruch-S les B ts v^rSzt und gleichzeitig die Startphase

" VT i„tl yi ,intprvali verschoben Dies ge-

Srreinga^g„g Ses Spefrgatters SG Phasensynchro-

S bS angedeutet worden ist, kommt der e .,erens angeaemci wm ,

übertragung von' ^j ^^ ™

ι iJM/\ aroeiienoen Bdicnnc» ι gungssystem zu. In Fig. 3^ ist eir| ^so'^ches schcmatisch dargestellt. Es besteht ^P

aus ^B*^ ^£i

dung stehe... ^ j η -γJ?

Bürste werdra msateihto

Boclenst'aüo~nen eT\^E6 müssen also innerhalb Kr ^StSSASS gSten 11=1

d. .tr aurcn scnuEdDhidiiucs

d^Bodens'ationen s ch zeitlich nicht überlappen. a, r öoaenstationen sicn _{Periode T ist ist}

Fn solcher Pulsrahmen,«^" "™^af^T ' in bezug auf den Pulsrahmen ermittelt werden. Die Bodenstation El sendet zu diesem Zweck eine Erstzugriffszeitmarke im Rhythmus des Pulsrahrnens aus, die hierbd in Form einer PN-Folge üem Nutzsignal überlagert wird. In diesem Falle entspricht das scnoeseitige Hilfssignal Ss und das empfangsse.t.ge zuruckgewonnene Hilfssignal Se nach Fig. 1 dieser Erstzugriffszeitmarke deren Lage im Rahmen auf der Empfangsseite der Bodenstation erkannt und durch entsprechende Schalte.nrich ungen, wie das Diagramm Z in Fig. 4 andeutet so lange verschoben wird, bis die Burststartphase der Bodenstation El mit der Burst-Sollphasenlage im Prahmen ubereinstimmt und damit der Erstzugnff durch Aus- »s senden des Bursts abgesehlossen werdeη k™η Der einwandfreie Betrieb der Übertragung eines

impulsformigen Hi fssignals über eine _L-bertragungs-

strecke in Form einer dem Nutzsignal überlagerten PN-Folge setzt voraus daß die Empfangs- stfrequenz

»o mit der Empfangs-Sollfrequenz übereinstimmt, weil

ansonsten bei Phasensynchronisat.on der PN-Folgen auf der Empfangsseite am Ausgang des Mult.ph-

kators ein Wechselstrom auftritt, der eine einwandfre e Auswertung praktisch unmöglich macht. Zwar

»5 bestände g.undsätzlich die Möglichkeit, zwischen dem MultipHkator und dem Gle.chstromintegrator

anen Gleichrichter vorzusehen, doch ware diese Maßnahme völlig unwirksam wenn die Frequenz Ausganges gnas des Multiplikators nur einige

₃c Hertz odlr Bruchteile von Hertz beträgt. Aber selbst wenn dafür gesorgt wäre, daß die Frequenz des Wcch&e siromü am Ausgang des Multiplikators einen

vorgegebenen MindesTwert nicht unterschreitet.

_wür ^g _d| _{der genannte} Gleichrichter eine hinsichtlich

eines optimalen Störabstands schlechte Lösung dar-

stellen, die auch durch einen dem Gleichrichter vorzuschaltenden Bandpaß nicht behoben werden kann,

ζ erwartenden Frequenzschwankungen

eine viel zu große Bandbreite dieses Bandpasses

4<> ergingen wurden

di^JÄ eine! JA K^. gegeben, de η besonderer Weise fur die Verwendung ^{fn der} Bodenstation eines Sateliiten-Nachrichu»,-Übertragungssystems geeignet ist und den gesch.lderten unvermeidbaren Abweichungen der Empvon der Empfangs-Sollfrequenz

bS e6 der Bodenstationen £2 dem Ausgang des Tragerfrcquenzgenerators Gs ver-

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SSlZ?¹ d"f BaS₈ S di BoSsiuon £2 to Abgang des Träge,[,equcnz_eencr.to« Ge vcrbun

uarstellung ^aes *f^ü?^{sls e} *"*' ." . _{R d{} Roden- den ist. Die Trägerfrequenzen der Tragerfrequenz

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den ist. Die Trägerfrequ gq

gen_e,a.o_re» C₅ und Ce jnd _So unterschiedlich_ge-

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9 10

Gleichstromintegrator erforderliche Gleichstrom- der PN-Generatoren mit einem Dauersignal belegt größe erfolgt durch den zwischen dem Ausgang des werden. Für den PN-Sender ist dies in F ί g. 5 nicht Multiplikators und dem Eingang des Gleichstrom- näher angegeben. Beim PN-Empfänger E geschieht integrators / angeordneten Synchrondemodulator, dies dadurch, daß die Ablaufsteuerschaltung AS über dessen Eingang mit 1 und dessen Ausgang mit 2 5 die Leitung / die Kippstufe K für e^ Signal am Ausbezeichnet ist und dessen weitere Anschlüsse 3, 4, 5, gang blockiert und gleichzeitig über die Leitung /' 6 und 7 mit der Ablaufsteuerschaltung AS in Ver- dem zweiten Eingang des UND-Gatters UG ebenfalls bindung Steher. Weiterhin unterscheidet sich der ein Dauersignal zuführt. Damit wird auch ein Dauer-PN-Empfänger E nach F i g. 5 vom PN-Empfänger E signal über den Ausgang des UND-Gatters UG und nach F i g. 1 durch weitere Schaltungselemente, und io das ODER-Gatter am Synchronisiereingang des PN-zwar die Kippstufe K, das UND-Gatter UG und das Generators PNG 2 wirksam. Gleichzeitig aktiviert das ODER-Gatter OG. Die Kippstufe K ist mit ihrem Signal am Ausgang der Kippstufe K über den Ein-Blockiereingang über die Leitung I mit der Ablauf- gang 6 die Regelschleife des Synchrondemodulators steuerschaltung AS und ihrem Ausgang mit dem SD. Wie Fig. 6 erkennen läßt, ist der Eingang* Anschluß 6 des Synchrondemodulators verbunden. 15 mit dem einen Eingang der NAND-Gatter ND I und Außerdem erhält die Kippstufe K das Signal Se am NDl verbunden.

Ausgang des steuerbaren Phasenschiebers Phs züge- Die Blockierung des PN-Generators PNG1 hat zur

führt. Das UND-Gaiter UG ist seinerseits mit dem Folge, daß der PN-Sender S lediglich die Trägereinen Eingang mit dem Ausgang der Kippstufe K frequenz des Trägerfrequenzgenerators Gs aussendet mit seinem anderen Eingang über die Leitung Γ mit 30 und der empfangsscitige Umsetzer Ue mit seinem der Ablauf steuerschal tung AS und mit seinem Aus- Ausgang ebenfalls nur den vom Trägerfrequenzgang mit dem einen Eingang des ODER-Gatters OG generator Ge erzeugten Träger aufweist. Am Multiverbunden. Der andere Eingang des ODER-Gatters plikatorausgang und damit am Eingang 1 des Syn- OG ist an den Ausgang des steuerbaren Phasen- chrondemodulators tritt nunmehr die Differenzschiebers Phs angeschaltet und mit seinem Aasgang 25 frequenz zwischen'dem sendeseitigen und dem empmit dem Eingang des Synchronisiereingangs des fangsseitigen Träger, verfälscht durch Frequenz-PN-Generators PNG 2 verbunden. Die umgesetzte zu genauigkeiten, die über die ÜbertragungsstrecVe, also übertragende PN-Folge ist in F i g. 5 mit PNS' und im Zuge der Übertragung des Trägers über den Sadie übertragene, am PN-Empfänger E ankommende telliten hinzukommen, auf. Die Ablaufsteuerschal-PN-Folge mit PNE' bezeichnet. 30 tungAS legt den Umschalter So über den Eingangs

Ein detailliertes Blockschaltbild des Synchron- in die Stellung c: »Suchlauf« um, schließt den Schaldemodulators nach Fig. 5 ist in Fig. 6 dargestellt. ters3 über den Eingang7 und führt über den Ein-Er weist unter anderem einen über den Eingangs gang4 einen nur wenige Hertz aufweisenden Suchvon der Ablaufsteuerschaltung AS betätigbaren Um- takt dem zweiten Eingang des NAND-Gatters ND1 schalter So auf, der zu Beginn eines Synchronisier- 35 zu. Das Schließen des Schalters s3 hat zur Folge, Vorgangs zunächst in die Stellung c: »Suchlauf«, daß sich der Kondensator Co, dem der Entladewideranschließend in die Stellung b: »Frequenzsynchroni- stand Ro parallel lirgt, auf die Gleichspannung Vo sation« und schließlich in die Stellung α: »Phasen- auflädt und damit der mit seiner Basis an den Konsynchronisation« gebracht wird. Durch diese Um- densator Co angeschlossene Transistor Tr die Stromschaltung wird es möglich gemacht, die Synchroni- 40 quellen Ql und Ql voll aussteuert. Die Stromsatiön des Synchrondemodulator SD in einem weiten quellen Q 2 und Ql sind an den aus den WiderFrequenzbereich durchzuführen, ohne daß hierdurch ständen Rl, RT und ft!'. Rl bestehenden Spandie Erfüllung der hohen Anforderungen an die letzt- nungsteiler angeschlossen, und zwar die Stromquelle lieh gewünschte Phasensynchronisation in Frage ge- Ql an den gemeinsamen Verbindungspunkt der stellt ist. 45 Widerstände R 2 und R 2' und die Stromquelle Q Ϊ

Die Funktionsweise des Synchrondemodulators SD an den gemeinsamen Verbindungspunkt der Widernach Fig. 6 wird nunmehr in Verbindung mit stände Rl' und Rl. Der Spannungsteiler liegt auf F i g. 5 näher erläutert. Seiten des Widerstandes R 2 an der positiven und

Soll das sendeseitige Hilfssignal Ss nach F1 g. 5 auf Seiten des Widerstandes R1 an der negativen in Form einer dem Nutzsignal überlagerten PN-Folge 50 Betriebsspannung V. Bei durchgesteuertem Tranzum PN-Empfänger E auf der Empfangsseite über- sistor Tr wird der Widerstand R 2' der hierbei zwitragen werden, dann muß, bevor an einen Synchroni- sehen Kollektor und Emitter liegt praktisch kurzsiervorgang hinsichtlich einer Phasensynchronisation geschlossen und damit die Spannungen an den der ankommenden PN-Folge PNE' mit der am Aus- Steuereingängen der Stromquellen Ol und Q 2 so gang des empfangsseitigen Umsetzers Ue auftreten- 55 verändert, daß sie den maximalen Strom liefern Der den umgesetzten PN-Folge gedacht werden kann, Strom der Stromquellen Ql und Q 2 kann wechselder Synchrondemodulator SD in Synchronismus ge- weise über einen Schalter si und si dem Schleifenbracht werden. Am Ausgang des Multiplikators M filter SF zugeführt werden, das seinerseits die Ströme des PN-Empfängers tritt nur dann die durch die aufintegriert und in Abhängigkeit hiervon den span-Frequcnzdifferenz der Trägergeneratoren Gi und Ge 60 nungsgesteuerten Oszillator VCO steuert Das bestimmte Wechselstromgröße auf, wenn die an- NAND-Gatter ND I ist über den Inverter /η I mit kommende PN-Folge mit der erhpfangsseitig erzeug- dem Steuereingang des Schalters si und das NAND-. ten PN-Folge in Phasensynchronismus ist. Für die Gatter ND 2, dessen zweiter EinRane mit dem \us-Durchführung der Synchronisation des Synchron- gang des NAND-Gatters ND1 verbund°n ist über demodulators SD müssen daher zunächst der sende- 65 den Inverter In 2 mit dem Steuereineane des Schalseitige und der empfangsseitige PN-Generator PNG1 terssl verbunden. Hierdurch wird erreicht daß in und PNGl blockiert werden. Dies geschieht in ein- Abhängigkeit des Suchtaktes wechselweise die Schalfächer Weise dadurch, daß die Synchronisiereingänge tersl und si geschlossen sind Da die Ströme der

Stromquellen Ql und Ql entgegengesetzteRichtung haben, liegt am Steueremgang ^s spannungs gesteuerten Oszillators VCOeine im Wjy™"^ Suchtaktes ansteigende und abnehmende Steuer spannung an. Der Ausgang des spannungsgesteuerten

Oszillators ist einerseits unmittelbar mit dem emen Ei d Umsetzers t/l und andererseits über

D-Führung ^er g^ sauon ζ ^ herangegangen wer-

JP _Zu ^B _diesem Zweck wird das Blockiersignal am ^- * _pN._Generators _PNG1 durch das sendeungang α i_sförmige Hilfssignal 55 ersetzt. Die

Oszillators ist einerseits unmittelbar mit dem emen «*«e ragu / _{fa itigen} ^-Generators Eingang des Umsetzers t/l und andererseits über öwouer-j _d ^_{auf hoben wer}den, daß die dVPta-wdid^vnutgigjaEmeW Steuerschaltung /iS dem UND-Gatter UG

_{die LeJt f zufuhrt}. Dam t

» kern *gnai m ^.c^ i/G ebenfalls

£tt a ^j ^ ^. _{aktivjertem de}_ _und

des Umsetzers 1/2 verbunden. Der Eigg Synchrondemodulator wird «mOTerts vo« d«n jeweils anderen Eingang der Umsetze L/1 und Ul

daran anschließenden

von Bedeutung. „Hi«Vriitiinators

Sobald am Ausgang des Amplitudendisknniinators

><D3 erkannt wird, daß die> Frequenz^e.^^P^a«_n ^S _g gesteuerten Oszillators in *e Nahe des amAusgang des Multiplikators M anstehenden Wechselstroms gelangt ist"wird über die AbIa. steuerschaltun^'AS Ld den Eingangs der Umschalter So m die^Stel lung b: •Frequenzsynchronisation« ™fgf*g Gleichzeitig wird über den Eingang 7 _χο

^} _kein wechselstrom auftreten, wie die

Phasensynchronisation der beiden PN-Folgcn nicht rn^X _{MU anderen Worten konn}te fur

J ^Zeitraum die Synchronisation des Synchron_{nicht überwac}ht werden, was nicht

Schwierigkeiten mit sich bringen muß Es " g _{Falle Vich erforderhch}, _fur den

w ^ _{Durch{ührung der} Phasensynchroni-

f_{ation der be}iden PN-Folgen die Rcgelschlcife des _hdodulators zu desaktivieren, was in. ein-

diskriminator besteht ™L nannten Umsetzen» VX und UZ, .SF und dem ihm nachfolgenden J ,en Oszillator VCO sowie den den und Ul nachgeschalteten ™^ mit sich hieran anschließenden Amp

natoren ADl und ADl einschließlich Ausgang der

der Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist ein an_derer Weg gewählt, bei dem zunächst dem UND-_Gatter UG von der Ablaufsteuerschaltung AS über _{dic Leitung} ,< _weiter ein Signal zugeführt wird Durch - 35 den in unferbrochener Linie eingezeichneten Wider_{dem A des sen}desei igen

Kipp ^_{räcnerators und} dem Ausgang des fendeseitigcn

«nit djj ^^^t^^St^S

A^ !und aufderen Takteingang der Ausgang des Amplitudend.sknminators^D 2 ar beitet. An den beiden Eingangen der Kippstufe Kl licgen mit anderen Worten zwei um 90 g^e8^ene™ .nder phasenverschobene R«*teckimpuU.oIgen mc i.her ihre Flanken die Kippstufe K1 ^^^ j, p^hdem, ob die Frequenz des sp en Oszillators VCO der Frequenz des ausgangsseitigen Wechselstroms vordie Kippstufe JCl an ihrem_: Ausgang «n

im gewünschten Regelsinne ™*™™£™ SF zur spannung am Ausgang des Schle.fenfilters

Folge ha» ._u .. AM-ufsteuerschal-

h 300 msec wird über die AWaufsteuerecna

^ mh ausreichender Ampli-

b ^^.^ _{wje der} p_{N Gener}ator WO 2

_bkibt ^ ^ _Durchfuhrung der Phascr,-_synchronisation der PN-Folgen wird die Block.erung y _{K von der Ab}i_auf_steuerschaltung ^5

_über dta Leitung / aufgehoben und damit erreicht, _{jn Abhä igkeit dcs im} Rhythmus des

Pulsrahmens auftretenden Signals ί am Ausgang

_euerbarcn p_hasenschiebers P/« die Kippstufe K

- _{jeweils in ihrc} komplementäre Lage umgeschaltet

^W in Fig. 7 sind untereinander her der Zeit, „it dem Diagramm Se das bei Phasensynchronisa ion _{der pN}_^_o, _{das geWÜ}nschte übertragene HiKssignal darstellende Signal Se. mit dem Diagramm k y _Ausgangsspannung der K.ppstufc K und mit dem

MultipK eVhalten, L vom plikatorsM geliefert wird. ^ü.^' j!" ^" Frequenzsynchronisation ist die Spannung am densator Co so weit abgesunken daß ^ quellen Ql und Q2 nur noch minimale strö fern, wie sie eine Feinregelung vorscIw^^btg , OG an »inen. Synch n,niauersignal ve sorgt ά h

. 5_S

dt· ™ ^Pg^^^ OG an »inen. Synch n,nisiereingang mit einem Dauersignal ve sorgt ά. h. _blockje ^b _rt ^b _Damit wird der Trager des cmpfangsseitigen Trägergenerators Ge am Ausgarg des cmp_fang ^b _sseitigen Umsetzers Ue und damit am zugehon-^K Multiplikatoreingang wirksam, und es tritt in-

^{c des von der Sendcs e rö6cncn}

Trägerr<:stes am Multiplikatorausgang ein die Differenzfrequenz de Trüger aui weisender Wechselstrom

frequenz de !rager auiwci&cnuv.j i,*~.,

auf, der zur Regelung der Phasensynchronisation des Synchrondemodulator verwendet wird. Am Ausgang des Gleic'istromintegrators / tritt in diesem Falle eine gerh.g'.· ansteigende Gleichspannung auf, die jedoch nicht ausreicht, um den Amplitudendiskriminator AD zum Ansprechen zu bringen und dadurch eine Phasensynchronisation der PN-Folgen vorzutäuschen. Mit dem nächsten im Rhythmus des Rahmentaktes ankommenden Impuls des Signals Se wird die Kippstufe K in ihre komplementäre Lage umgeschaltet und damit die Regelschleife des Synchrondemodulator desaktiviert. Gleichzeitig wird der PN-Generator über seinen Synchronisiereingang freigegeben und damit der Träger des Trägergenerators Ge am Ausgang des Umsetzers Ue unterdrückt. Nunmehr kann auch der von der Sendeseite her übertragene Trägerrest am Ausgang des Multiplikators nicht wirksam werden. In dieser Schaltphase ist mit anderen Worten ausschließlich die Regelung für die Phasensynchronisation der PN-Folgen in Betrieb. Am Ausgang des Gleichstromintegrators wird sich jetzt nur eine die Schwelle <?es Amplitudcndiskriminators AD überwindende Gleichspannung aufbauen, wenn die Phasensynchronisation der PN-Folgen herbeigeführt ist. Ansonsten tritt, wie es das Diagramm / zeigt, lediglich eine unregelmäßige Wechselspannung minimaler Amplitude auf. Sobald die Phasensynchronisation zwischen den beiden PN-Folgen herbeigeführt ist und damit am Multiplikatorausgang die die Differenzf requenz der Trägerfrequenzen aufweisende Wechselspannung auftritt, kann der über die Kippstufe K herbeigeführte alternierende Betrieb eingestellt werden. Dies erfolgt dadurch, daß die Ablauf steuerschaltung A S einerseits über die Leitung /' dem UND-Gatter UG keine Spannung mehr zuführt und anderseits über die Leitung / die Kippstufe K für die einem Signal am Ausgang entsprechende Stellung blockiert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Elektrische Nachrichtenübertragungssystem, bei dem sendcseilig dem Nutzsignal ein Hilfssignal in Form einer PN-Folge (Pseudo-Noise-Folge) überlagert ist, die ein vom zu übertragenden Hilfssignal in seiner Slartphase gesteuerter erster PN-Gcneralor erzeugt und bei der auf der Empfangsseite zur Wiedergewinnung des ursprünglichen Hilfssignals ein PN-Empfänger vorgesehen ist, der wenigstens von einem die übertragene PN-Folge identisch erzeugenden zweiten PN-Oenerator, einem die empfangssehig erzeugte, mit der übertragenen PN-Folge multiplizierenden Multiplikator und einem dem Ausgang des Multiplikators nachgeschalteten, den zweiten PN-Generator in Abhängigkeit der Multiplikatorausgangsgröße auf die empfangene PN-Folge synchronisierenden Auswerter Gebrauch macht, insbesondere TDMA-Satelliten-Nachrichtenübertragungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß der digital arbeitende Ausweiter eingangsseitig einen rückstülbaren Gleichstromintegrator (/) aufweist, dem sich ein die Autokorrelationsspitze anzeigender Amplitudendiskriminator (AD) anschließt, dem ein mit einem Grundtakt versorgter steuerbarer Phasenschieber (Phs) mit seinem Steuereingang nachgcschaltet ist, und daß der steuerbare Phasenschieber ausgangsseitig mit dem zweiten PN-Generator (PNG 2) in Verbindung steht.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbaie Phasenschieber (Phs) im wesentlichen aus der Kettenschaltung eines ersten (Fi) mit einem zweiten Frequenzteiler (Fl) besteht, an deren Eingang der Grundtakt (Tg) anliegt, daß ferner der erste Frequenzteiler in seinem Teilerverhältnis in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Amplitudendiskriminators (AD) steuerbar und für eine Frequenzteilung des Grundtaktes auf den Bittakt (7*fe) der PN-Folge ausgeführt ist, während der zweite Frequenzteiler für eine Frequenzteilung des Bittaktes auf den Rahmentakt der PN-Folge bemessen ist, •und daß der Bittaktausgang des ersten Frequenzteilers mit dem Takteingang und dei Rahinentaktausgang des zweiten Frequenzteilers mit dem Synchronisiereingang des zweiten PN-Generators (PNGl) verbunden ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite PN-Generator aus einem rückgekoppelten Schieberegister bestehen, dessen Synchronisiereingang durch einen für sämtliche Stufen des Schieberegisters wirksamen Rückstelleingang realisiert ist.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dal? der Ausgang des steuerbaren Phasenschiebers (Phs) mit dem Rückstelleingang des Gleichstromintegrators (Γ) in Verbindung steht und bei Phasensynchronisation der PN-Folgen gleichzeitig den Ausgang für das übertragene Hilfssignal in seiner ursprünglichen Form abgibt.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sendeseitig dem Ausgang des ersten PN-Generators (HNG I) und cmpfangsseitig dem Ausgang des zweiten PN-Generators (PNGt) ein Frequenzumsetzer (Us, Ue) nachgeschaltet ist und daß die Trägerfrequenzen der Frequenzumsetzer einen Frequenzunterschied aufweisen, der großer ist als die durch das System vorgegebene maximal mögliche Abweichung der Empfangs-Istfrequenz von der Empfangs-Sollfrequenz, und daß ferner empfangsseitig zwischen dem Ausgang des Multiplikators (M) und dem Eingang des Gle.chstrominteerators (/) ein Synchrondemodulator (SD) angeordnet ist, der das Wechselstroms.gnal am Multiplikatorausgang auf die Frequenz Null umsetzt. ' ... 1

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchrondemodulator (SD) mittels einer internen 'Umschalteinrichtung (So), die von einer Ablaufsteuerschaltung (AS) betätigbar ist, bedartbweise nacheinander für den Suchlauf, die Frequenzsynchronisation und die Phasensynchronisation aktivierbar ist.

7. System nach Anspn ch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchro lisiereirsgang des zweiten PN-Generators (PNG 1) mit von der Ablaufsteuerschaltung (AS) gesteuerten Schaltmitteln in Verbindung steht, und zwar zur Stillsetzung des zweiten PN-Generators wenigstens während der Durchführung des Suchlaufs und der Frequenzsynchronisation des Synchrondemodulator CSD).

8. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sendeseitig der am Ausgang des Frequenzumsetzefs (Us) auftretenden umgesetzten PN-Folge des ersten PN-Generators der Träger mit geringer Amplitude zugesetzt ist.

9. System nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dei Synchrondemodulator (SD) einen Steuereingang zur Aktivierung bzw. Unterbrechung seiner Regelschleife aufweist, der mit dem Ausgang einer bistabilen Kippschaltung (K) verbunden ist, und daß die von der Ablaufsteuerschaltung (AS) in der einen oder der anderen ihrer beiden stabiler. Lagen blockierbare bistabile Kippschaltung eingangsseitig mit dem Ausgang des steuerbaren Phasenschiebers (PAi) verbunden ist.