DE2257288A1 - METHOD FOR ESTABLISHING THE PHASE - Google Patents
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den 2 2. NOV. 1972SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Munich, 2 2. NOV. 1972
Berlin und München Wittelsbacherplatz 2Berlin and Munich Wittelsbacherplatz 2
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Die Erfindung besieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung des Phasengleichlaufs bei einem synchronen Nachrichtenübertragungssystem mit sendeseitig.unterdrücktem Träger. Dabei ist zur Regelung einer empfangsseitigen Trägerphase und Taktphase je ein Regelsystem vorgesehen.The invention relates to a method of manufacture phase synchronization in a synchronous message transmission system with a carrier that is suppressed on the transmit side. A control system is provided for regulating a carrier phase and a clock phase at the receiving end.
Bei synchronen Übertragungssystemen mit sendeseitig unterdrücktem Träger müssen am Empfänger Trägerfrequenz und Trägerphase ebenso v/ie Taktfrequenz und Taktphase wiedergewonnen, werden. Während die Wiedergewinnung der Trägerfrequenz und der Trägerphase im allgemeinen zufriedenstellend durchführbar ist, bereitet eine optimale Regelung der Trägerphase und der Taktphase Schwierigkeiten, v/eil Phasenfehler von wenigen Grad bereits stören. Zur Regelung der Trägerphase und der Taktphase sind Verfahren bekannt, die unter Verwendung je eines Regelsystems die Trägerphase und die Taktphase getrennt einregeln. Diese getrennte Einregelung der Trägerphase und der Taktphase hat den Nachteil, daß relativ lange Regelzeiten erforderlich sind.In the case of synchronous transmission systems with a carrier suppressed on the transmit side, the carrier frequency and carrier phase must be at the receiver also recovered the clock frequency and clock phase, will. While the recovery of the carrier frequency and the carrier phase can generally be performed satisfactorily is, an optimal control of the carrier phase and the clock phase causes difficulties, v / eil phase errors of a few Degree already disturb. To regulate the carrier phase and the clock phase, methods are known that use each of a control system regulate the carrier phase and the clock phase separately. This separate adjustment of the carrier phase and the clock phase has the disadvantage that relatively long control times are required.
Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren anzugeben, das eine rasche und genaue Einregelung der Trägerphase und der Taktphase ermöglicht.The invention aims to provide a method that a enables rapid and precise adjustment of the carrier phase and the clock phase.
Erfindungsgemäß sind bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Regelsysteme zur Regelung der Trägerphase· und der Taktphase derart miteinander gekoppelt, daß bei einer Änderung der Trägerphase auch eine .Änderung der Taktphase und umgekehrt bei einer Änderung der Taktphase auchAccording to the invention, in a method of the type mentioned at the outset, the control systems for controlling the carrier phase and the clock phase coupled to one another in such a way that when the carrier phase changes, there is also a change in the clock phase and vice versa with a change in the clock phase as well
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eine Änderung der Trägerphase vorgenommen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Trägerphase und die Taktphase in kürzerer Zeit als unter Verwendung getrennter Regelsysteme einregelbar sind.a change in the carrier phase is made. The inventive Method is characterized in that the carrier phase and the clock phase in a shorter time than below Use of separate control systems can be regulated.
Falls die Nachricht aus einer Folge von Partial-Response-Impulsen der Klasse IV besteht und mit Hilfe von Einseitenband-Amplitudenmodulation übertragen wird, dann ist es zweckmäßig die Regelsysteme derart zu koppeln, daß eine Änderung der Trägerphase einer doppelten Änderung der Taktphaee entspricht. If the message consists of a series of partial response pulses of class IV and with the help of single sideband amplitude modulation is transmitted, then it is advisable to couple the control systems in such a way that a change the carrier phase corresponds to a double change in the clock phase.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Figuren 1 und 2 beschrieben, wobei in beiden Figuren dargestellte gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet sind.
Es zeigen:In the following, exemplary embodiments of the invention are described with reference to FIGS. 1 and 2, the same components shown in both figures being identified by the same reference numerals.
Show it:
Fig. 1 ein Datenübertragungssystem, bei dem die Daten unter Verwendung eines Senders an einen Empfänger übertragen werden und1 shows a data transmission system in which the data is transmitted to a receiver using a transmitter will and
Fig. 2 ein ausführlicheres Blockschaltbild des in Fig. 1 dargestellten Empfängers.FIG. 2 is a more detailed block diagram of that shown in FIG Recipient.
Die Fig. 1 zeigt die Datenquelle 10, die ein Signal abgibt, das die zu übertragende Nachricht darstellt. Dieses Signal kann eine Folge von bandbegrenzten Impulsen eein. Beispielsweise kann die Folge aus Partial-Response-Impulsen der Klasse IV bestehen. Das von der Signalquelle 10 abgegebene Signal wird dem Sender 11 mit dem Modulator 12 zugeführt, der die Amplitude eines Trägers in Abhängigkeit von der Amplitude des zugeführten Signals moduliert.1 shows the data source 10, which emits a signal that represents the message to be transmitted. This signal can be a series of band-limited pulses. For example, the sequence of partial response impulses of the class IV exist. The signal emitted by the signal source 10 is fed to the transmitter 11 with the modulator 12, the modulates the amplitude of a carrier as a function of the amplitude of the supplied signal.
Das vom Sender 11 abgegebene Signal wird über die Übertragungsstrecke 13 übertragen. Die Übertragung kann nach einem Einseitenband-Ubertragungsverfahren mit gänzlich oder teil-The signal emitted by the transmitter 11 is transmitted over the transmission link 13 transferred. The transmission can be based on a single sideband transmission method with completely or partially
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weise unterdrücktem Träger erfolgen. Als Übertragungsstrecke 1j5 kann beispielsweise eine Funkstrecke oder eine Telefonleitung vorgesehen sein, die innerhalb des Sprachfrequenzbandes von 300 Hz bis 3400 Hz eine Übertragung des Signals ermöglicht.wise suppressed carrier. As a transmission link 1j5 can, for example, be a radio link or a telephone line be provided, which enables a transmission of the signal within the voice frequency band from 300 Hz to 3400 Hz.
Das über die Übertragungsstrecke 13 übertragene Signal wird vom Empfänger 14 empfangen und dem Demodulator 15 zugeführt. Außerdem wird dem Demodulator 15 ein Träger zugeführt, der im Trägergenerator 16 erzeugt.wird und dessen Phase unter Verwendung der Regelstufe 17 änderbar.ist. Die Änderung der Trägerphase ist vom Regelsignal abhängig, das im Regelsignalerzeuger 18 erzeugt und der Regelstufe I7 zugeleitet wird.The signal transmitted via the transmission link 13 is received by the receiver 14 and fed to the demodulator 15. In addition, the demodulator 15 is supplied with a carrier which is generated in the carrier generator 16 and its phase can be changed using the control stage 17. The change in The carrier phase is dependent on the control signal that is generated in the control signal generator 18 and fed to the control stage I7.
Der Ausgang des Demodulators 15 ist über die Abtaststufe 19 an den Dekoder 20 angeschlossen, von dessen Ausgang ein Signal abgegeben wird, das dem von der Datenquelle 10 abgegebenen Signal weitgehend gleicht, falls die Trägerphase richtig eingestellt ist.The output of the demodulator 15 is connected to the decoder 20 via the sampling stage 19, from whose output a signal is emitted, which largely resembles the signal emitted by the data source 10, if the carrier phase is correct is set.
Im Taktgeneraotr 22 wird ein Takt erzeugt, der über die Regelstufe 23 der Abtaststufe 19 zugeführt wird. Unter Verwendung der Regelstufe 23 ist sowohl die Taktfrequenz als auch die Taktphase änderbar. Änderungen der Taktphase und der Taktfrequenz werden in Abhängigkeit vom Regelsignal durchgeführt, das vom Regelsignalerzeuger 24 zugeführt wird.In the clock generator 22 a clock is generated, which is via the control stage 23 of the sampling stage 19 is supplied. Using the control stage 23 is both the clock frequency as the clock phase can also be changed. Changes in the clock phase and the clock frequency are dependent on the control signal carried out, which is fed from the control signal generator 24.
Es sind somit zwei an sich bekannte Regelsysteme vorgesehen. Unter Verwendung des Regelsystems 25 mit der Regelstufe 17 und dem Regelsignalerzeuger 18 wird die Trägerphase geregelt, wogegen mit dem Regelsystem 26 unter Verwendung der Regelstufe 23 und des Regelsignalerzeugers 24 wird die Taktfrequenz und die Taktphase geregelt. Diese beiden Regelsysteme 25 und 26 sind über die Koppeleinrichtung 27 derart miteinander gekoppelt, daß bei einer Trägerphasenänderung automatisch eine Taktphasenänderung vorgenommen wird. Insbesondere wird in Ab-Two control systems known per se are thus provided. Using the control system 25 with the control stage 17 and the control signal generator 18, the carrier phase is controlled, whereas with the control system 26 using the control stage 23 and the control signal generator 24, the clock frequency and the clock phase regulated. These two control systems 25 and 26 are coupled to one another via the coupling device 27 in such a way that that in the event of a carrier phase change, a clock phase change is automatically made. In particular,
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hängigkeit von einer vorgenommenen Trägerphasenänderung eine optimale Taktphasenänderung vorgenommen. Die Taktphase wird somit derart geändert, daß die mittlere quadratische Abweichung des über den Ausgang c der Abtaststufe 19 abgegebenen Signals von den Sollwerten des von der Datenquelle 10 abgegebenen Signals ein Minimum ist.dependence on a carrier phase change made optimal clock phase change made. The clock phase is thus changed in such a way that the mean square deviation of the signal output via the output c of the sampling stage 19 from the setpoint values of the output from the data source 10 Signal is a minimum.
Vom Ausgang des Dekoders 20 wird das Signal dem Datenendgerät 21 zugeführt. Als Datenendgerät 21 kann beispielsweise ein Fernschreiber vorgesehen sein.The signal is fed to the data terminal device 21 from the output of the decoder 20. As a data terminal device 21, for example a teleprinter may be provided.
Die Koppelung der Regelsysteme 25 und 26 ist von der Impulsform und von der Modulationsart des gewählten Übertragungsverfahrens abhängig. Es wird ein Partial-Response-Impuls der Klasse IV mit der FormThe coupling of the control systems 25 and 26 is dependent on the pulse shape and the type of modulation of the selected transmission method. There will be a partial response impulse of the Class IV with the form
s (t) = 512-8 · 2 7Γ 0 -7Γs (t) = 512-8 · 2 7Γ 0 -7Γ
vorausgesetzt und Einseitenband-Amplitudenmodulation.provided and single sideband amplitude modulation.
Dabei bedeuten: s(t) die Abhängigkeit der Amplitude s des von der Datenquelle 10 abgegebenen Signals von der Zeit t.
0 die Taktphase.
Dabei ist 0 = , wobei T die Periodendauer bedeutet.The following mean: s (t) is the dependence of the amplitude s of the signal emitted by the data source 10 on the time t. 0 the clock phase.
Here 0 =, where T means the period duration.
Untersuchungen haben ergeben, daß unter den oben genannten gemachten Voraussetzungen die Regelsysteme 25 und 26 derart gekoppelt werden sollten, daß eine Änderung der Taktphase 0 gleich der doppelten Änderung der Trägerphase sein sollte. Wenn somit beispielsweise die Trägerphase um ein Grad geändert wird, dann sollte die Taktphase um zwei Grad geändert werden. Dabei kann die Änderung der Taktphase in Abhängigkeit von der Änderung der Trägerphase oder auch umgekehrt die Änderung der Trägerphase in Abhängigkeit von der Taktphase vorgenommen werden.Investigations have shown that under the conditions made above, the control systems 25 and 26 in such a way should be coupled that a change in clock phase 0 should be equal to twice the change in carrier phase. Thus, for example, if the carrier phase is changed by one degree, then the clock phase should be changed by two degrees will. The change in the clock phase can be dependent on the change in the carrier phase or vice versa the change in the carrier phase can be made as a function of the clock phase.
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Fig. 2 zeigt ausführlicher den auch in Fig. 1 dargestellten Empfänger 14 mit Ausführungsbeispielen der Regelsysteme 25, 26 und der Koppeleinrichtung 27· Das dargestellte Regelsystem 25 besteht aus dem Generator 28, der Ein- Austaststufe 29, dem Frequenzteiler 30 und dem Regelsignalerzeuger 18. Im Generator 28 wird ein Signal erzeugt, dessen Impulsfolgefrequenz gleich der η-fachen Trägerfrequenz ist. Im Frequenzteiler 30 wird eine Frequenzteilung mit dem Faktor η bewirkt. Unter Verwendung der Ein- Austaststufe 29 werden immer dann einzelne Impulse hinzugefügt oder Impulse des vom Generator 28 zugeführten Signals unterdrückt, wenn vom Regelsignalerzeuger. 18 ein Impuls eintrifft. Y/enn vom RegelSignalerzeuger 18 kein Impuls abgegeben wird, dann wird das vom Generator 28 abgegebene Signal ungeändert über die Austaststufe 29 dem Frequenzteiler 30 zugeführt. Der Generator 28 und der Frequenzteiler 30 entsprechen somit im wesentlichen dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Trägergenerator 16S wogegen die in Fig. 2 dargestellte Ein- Austaststufe 29 der in Fig. 1 dargestellten Regelstufe 17 entspricht. Fig. 2 shows in more detail the receiver 14 also shown in Fig. 1 with exemplary embodiments of the control systems 25, 26 and the coupling device 27. The control system 25 shown consists of the generator 28, the on-blanking stage 29, the frequency divider 30 and the control signal generator 18. A signal is generated in the generator 28, the pulse repetition frequency of which is equal to η times the carrier frequency. Frequency division with the factor η is effected in the frequency divider 30. Using the on-blanking stage 29, individual pulses are always added or pulses of the signal supplied by the generator 28 are suppressed when from the control signal generator. 18 an impulse arrives. If no pulse is emitted by the control signal generator 18, the signal emitted by the generator 28 is fed unchanged via the blanking stage 29 to the frequency divider 30. The generator 28 and the frequency divider 30 thus essentially correspond to the carrier generator 16 S shown schematically in FIG. 1, whereas the on-blanking stage 29 shown in FIG. 2 corresponds to the control stage 17 shown in FIG.
Das in Fig. 2 dargestellte Regelsystem 26 besteht aus dem Generator 32, der Ein- Austaststufe 33, dem Frequenzteiler 34 und dem Regelsignalerzeuger 24. Der Generator 32 erzeugt ein Signal, dessen Impulsfolgefrequenz gleich der m-fachen Impulsfolgefrequenz der Taktfrequenz ist« Der Frequenzteiler 34 bewirkt eine Frequenzteilung im Verhältnis m:1. Un- ter Verwendung der Ein- Austaststufe 33 werden immer dann einzelne Impulse zwischen die über den Eingang a zugeführten Impulse eingefügt oder einzelne Impulse unterdrückt, wenn über die Eingänge b und c Impulse zugeführt werden. Wenn über die Eingänge b und c keine Impulse zugeführt werden, dann wird das über den Eingang a zugeführte Signal ungeändert über den Ausgang d an den Frequenzteiler 34 abgegeben» Der Generator 32 und der Frequenzteiler 34 entsprechen somit dem in Fig. 1 dargestellten Taktgenerator 22.The control system 26 shown in FIG. 2 consists of the generator 32, the on-blanking stage 33 and the frequency divider 34 and the control signal generator 24. The generator 32 generates a signal whose pulse repetition frequency is equal to m times the pulse repetition frequency of the clock frequency «The frequency divider 34 causes a frequency division in the ratio m: 1. When using the on-blanking stage 33, then individual impulses inserted between the impulses supplied via input a or individual impulses suppressed, if pulses are supplied via inputs b and c. If no pulses are supplied via inputs b and c, then the signal supplied via input a is output unchanged via output d to frequency divider 34 » The generator 32 and the frequency divider 34 thus correspond to the clock generator 22 shown in FIG. 1.
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Die in Fig. 2 dargestellte Austaststufe 33 entspricht der in Fig. 1 dargestellten Regelstufe 23.The blanking stage 33 shown in FIG. 2 corresponds to the control stage 23 shown in FIG. 1.
Als Koppeleinrichtung 27 ist gemäß Fig. 2 der Impulsverdoppler 35 vorgesehen, dem über den Eingang a die Impulse zugeführt werden und der über den Ausgang b zeitlich nacheinander die doppelte Anzahl von Impulsen abgibt. Da der Ausgang des Regelsignalerzeugers 18 mit dem Eingang 35a und der Ausgang 35b mit der Austaststufe 33 verbunden sind, werden die Regelsysteme 25 und 26 miteinander gekoppelt. Wenn beispielsweise vom Regelsignalerzeuger 18 ein einziger Impuls an die Ein- Austaststufe 29 abgegeben wird, dann wird ein einziger Impuls des Generators 28 unterdrückt und auf diese Weise eine Verschiebung der Trägerphase bewirkt. Andererseits wird der einzige Impuls des Regelsignalerzeugers 18 dem Eingang 35a zugeführt, und über den Ausgang 35b werden zwei Impulse an die Ein- Austaststufe 33 abgegeben. Auf diese Weise werden zwei Impulse des Generators 32 unterdrückt und somit eine Verschiebung der Taktphase bewirkt.As a coupling device 27 according to FIG. 2, the pulse doubler is 35 is provided, to which the pulses are fed via input a and to which via output b one after the other emits twice the number of pulses. Since the output of the control signal generator 18 to the input 35a and the output 35b is connected to the blanking stage 33, the control systems 25 and 26 are coupled to one another. If, for example, a single pulse is output from the control signal generator 18 to the on-blanking stage 29, then a single pulse of the generator 28 is suppressed and in this way causes a shift in the carrier phase. on the other hand the single pulse of the control signal generator 18 is fed to the input 35a, and via the output 35b Two pulses are sent to the on-blanking stage 33. In this way, two pulses from the generator 32 are suppressed and thus causes a shift in the clock phase.
Wenn beispielsweise durch einen einzigen Impuls des Regelsignalerzeugers 18 eine Verschiebung der Trägerphase um ein Grad bewirkt wird und wenn durch Unterdrückung eines Impulses unter Verwendung der Ein- Austaststufe 33 ebenfalls eine Verschiebung der Taktphase um ein Grad bewirkt wird, dann wird durch einen Impuls des Regelsignalerzeugers 18 eine Verschiebung der Trägerphase um ein Grad und eine Verschiebung der Taktphase um zwei Grad bewirkt.If, for example, by a single pulse from the control signal generator 18 a shift of the carrier phase by one degree is effected and if by suppression of a pulse a shift in the clock phase by one degree is also effected using the on-blanking stage 33, then by a pulse of the control signal generator 18 a shift in the carrier phase by one degree and a shift in the Cycle phase caused by two degrees.
Versuche haben ergeben, daß sich durch eine derartige Verkoppelung'der beiden Regelsysteme 25 und 26 die Regelzeiten verkürzen lassen. Die optimale Einstellung der Taktphase läßt sich somit schneller als unter Verwendung bekannter Schaltungsanordnungen erzielen, bei denen die Regelsysteme 25 und 26 nicht miteinander gekoppelt sind.Experiments have shown that such coupling'der let both control systems 25 and 26 shorten the control times. The optimal setting of the clock phase leaves can thus be achieved more quickly than using known circuit arrangements in which the control systems 25 and 26 are not coupled to each other.
2 Figuren2 figures
3 Patentansprüche3 claims
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