DE2418736A1

DE2418736A1 - Vorrichtung zum aufsuchen eines festen synchronisationsbits in einem raster unbekannter laenge

Info

Publication number: DE2418736A1
Application number: DE2418736A
Authority: DE
Inventors: Francois Augier De Cremiers
Original assignee: Alcatel CIT SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1973-04-27
Filing date: 1974-04-18
Publication date: 1974-11-21
Also published as: NL7405375A; US3909528A; BE813737A; FR2227802A5; CA1013863A; GB1444323A; JPS5016419A

Description

C 3536

ί¹ 8735 H. m. Wi

COMPAGNIE INDUSTRIELIiE DES TEIiECOMMUNICATIONS CIT-AICATEI 12, rue de la Baume, 75008 PARIS (Frankreich.)

VORRICHTUNG ZUM AUFSUCHEN EINES FESTEN SYNCHRONISATIONSBITS IN EINEM RASTER UNBEKANNTER LÄNGE

Die Erfindung gehört in den Bereich, der Übertragungssysteme für digitale: Impulsfolgen. Sie betrifft die Feststellung der Länge einer Wiederholungsfolge unbekannter Länge, deren Synchronisierung durch ein einziges Synchronisierungsbit erreicht wird. Dieses Aufsuchen erfolgt automatisch, mit Hilfe einer Logikeinrichtung, die das Vorhandensein eines festen Bits fUr Werte feststellt, die Parametern entsprechen, die für den Aufsuchvorgang eingesetzt werden. Die Erfindung wird vorteilhafterweise in einer Empfangsstation eingesetzt, die ein Signal in Form von Impulsfolgen mit einem einzigen Synchronisierungsbit empfangen kann, dessen Struktur von vornherein nicht bekannt ist,

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Me richtige Dekodierung einer digitalen Wiederholungsfolge mit Synchronisierungsbits, die in einer Empfangsstation eintrifft, erfordert die Identifizierung der Anzahl H von Bits, die die Bitfolge bilden, sowie das Aufspüren des Synchronisationsbits. Ein Beispiel einer solchen digitalen Impulsfolge wird durch ein Delta-Modulationsraster gegeben, das mit N-1 Kanälen im Zeitmultiplex betrieben wird und ein einziges Synchronisierungsbit aufweist.

Im Prinzip besteht der Aufsuchvorgang im Vergleich von zwei Bits der eintreffenden Impulsfolge, die durch η Takte voneinander getrennt sind. Wird zwischen diesen beiden Bits für eine vorbestimmte Anzahl ρ von Impulsfolgen Übereinstimmung festgestellt (wobei evtl. bestimmte Lücken zugelassen werden, wenn das Synchronisierungsbit nicht in allen Rastern vorhanden ist), so kann angenommen werden, dass Ή (Anzahl der Bits des Basters) gleich η (Anzahl der als Grundlage der Untersuchung genommenen Bits) ist und dass darüber hinaus die Entnahme der verglichenen Bits in geeigneter Weise verriegelt ist. Ist das Vergleichsergebnis negativ, so nimmt man aufeinanderfolgende Verschiebungen des TJhtersuchungstakts vor, bis das Vergleichsergebnis positiv wird. Erreicht man nach η Verschiebungen immer noch kein positives Ergebnis, so beweist dies, dass F ungleich η ist. Man beginnt die untersuchung dann mit n+1 usw. von vorne, bis ein positives Ergebnis erzielt wird.

Die richtige Verriegelung zeigt sich in Form einer

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übereinstimmungswahrscheinlichkeit P -^^-L Da jedoch das Synchronisierungsbit nur einzeln auftritt, so ist bei falscher Verriegelung die Wahrscheinlichkeit für ein positives Ergebnis des Vergleichs P¹ - Λ/2ι der Abstand zwischen P und P^f ist also relativ gering. Zur ErhtJhung der Zuverlässigkeit des VergleichstestSj ohne diesen in beträchtlicher Weise zu verlängern, werden zwei Vergleichstests parallel unternommen, der eine mit einem langen Zyklus (Untersuchung von ρ Eastern), der andere mit kurzem Zyklus (Untersuchung von q Bastern, q / p). Die Ergebnisse dieser beiden Tests werden unterschiedlich gewichtet, ein Ergebnis "HEIN¹¹ kann relativ rasch erhalten werden und führt zu einem Y/echsel der "ühtersuchungsparameter, während ein Ergebnis "JA" endgültig erst nach einem Test von längerer Dauer gegeben wird, der nur selten während des Ifiitersuchungsablaufs auftritt,

Nachfolgend wird die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf zwei Ausführungsbeispiele und die dazu gehörigen beiliegenden Figuren beschrieben;

Pig. 1 zeigt ein Schaltbild einer Ausführungsform für den allgemeinen Fall.

Fig. 2 gibt eine graphische Darstellung wieder, die dem leichteren Verständnis der Arbeitsweise des Geräts gemäss Fig. 1 dient.

Fig. 3 stellt ein Ergänzungsschaltbild dar, das den beiden oben genannten gleichzeitigen Tests entspricht.

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Pig. 4 enthält eine graphische Darstellung, die das Verständnis der Arbeitsweise des Geräts gemäss Fig. 3 erleichtert,

Geinäss Fig. 1 enthält das vollständige Gerät einen Taktgeberschaltkreis, einen Vergleicherschaltkreis und eine Verarbeitungslogikschaltung.

Der Taktgeberschaltkreis 10 empfängt auf einer Klemme R den mit dem zu untersuchenden Raster übertragenen Binärtakt, Der Binärtakt durchläuft einen Schaltkreis 11_} mit dem im Binärtakt Verschiebungen vorgenommen werden k*dnnen, d.h. mit dem ein Impuls des Binärtakts jedesmal dann unterdrückt werden kann, wenn auf dem Schaltkreis 11 über eine leitung L ein Steuerimpuls eintrifft. Solche Verschiebeorgane sind in der Technik gut bekannt.

Das mit dem Schaltkreis 11 in Reihe geschaltete Organ 12 ist ein Teiler mit veränderlichem Rang, dessen η-Teiler durch einen Parallelübertragungsschaltkreis 13 die Angaben eines Zählers 14 erhält. Der Zähler 14 wird anfangs auf n₀ eingestellt und schreitet jedesmal dann um eine Einheit vor, wenn er über die leitung m einen Zählimpuls empfängt. Ein Parallelübertragungsschaltkreis 41 sorgt für die Anzeige der Anzahl η auf einem in der Verarbeitungslogikschaltung 30 enthaltenen Zwischenzähler 40. Am Ausgang des Teilers mit veränderlichem Rang 12 erscheint eine Taktfolge H, die im Vergleicher 20 und in der Verarbeitungslogikschaltung 30 verwendet wird.

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Vergleichsschaltkreis 20; Ein Schieberegister 21 mit zwei Kippstufen empfängt ein von einer Eingangsklemme S stammendes Binärsignal, Das Weiterrucken dieses Registers wird durch die aus dem Teiler 12 stammende Taktfolge H bewirkt. Die Ausgänge der beiden Kippstufen Q1 und Q2 des Registers 21 sind mit einem EXKIUSIV-ODER-Schaltkreis 22 verbunden. Sin UND-Gatter 23 empfängt den Ausgang des Schaltkreises 22 sowie einen Lesebefehl, der von einem durch die Taktfolge H erregten Impulsformer 24 erteilt wird. Der Ausgang des Gatters 23 ist Über eine Leitung r mit dem Eingang eines Zwischen zähle rs 31 verbunden, der zu der Verarbeitungslogik 30 gehört_k

Verarbeitungslogik 30 s Ein Zwischen zähler 31 empfängt über die Leitung r einen Befehl. Er kann die Anzeige eines festen, in einem Speicher 33 enthaltenen Werts über einen Übertragungsschaltkreis 32 empfangen.

Der Nulldurchgang des Zwischenzählers 31 sendet einen Nullrückstellungsbefehl an eine erste bistabile Kippstufe 34 über eine Leitung si . Die bistabile Kippstufe 34 empfängt durch einen vom Ausgang eines Teilers mit festem Rang 35, der einen Dekodierer 35' enthält_s der die Taktimpulse H empfängt, stammende'i Impuls einen Befehl zur Rückstellung auf "1".

Der Ausgangsimpuls des p-Teilers 35, 35'> wird über einen Ve rz*<3 ge rungs schaltkreis 38 mit dem Verz*dgerungswert T~1 einer Klemme zugeleitet, die die bistabile Kippstufe 34 auf "1" ("1") zurückstellt.

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Der Ausgang des p-Teilers 35» 35 ¹ ist ebenfalls mit dem Übertragungsschaltkreis 32 sowie mit einem Eingang eines UND-Gatters 39 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang Q1 der bistabilen Kippstufe 34 in Verbindung steht«

Der Ausgang A des UND-Gatters 39 erregt Über die Leitung L den Verschiebeschaltkreis 11.

Er fuhrt ebenfalls zum Zwischen ζahler 40, dem der Wert η vom Zähler 14 über den Übertragungsschaltkreis 41 zugeleitet wurde. Der Übertragungsschaltkreis 41 wird Über einen Verzögerungsschaltkreis 43 (Verzögerung T~2) durch einen Impuls über die Leitung m erregt.

Dieser Impuls, der über die Leitung m läuft, stammt von dem Nullübergang des Zwischenzählers 40, falls der Impuls durch ein UND-Gatter 44 freigegeben wird, das mit einem ersten Eingang mit dem Ausgang des Zwischenzählers 40 und mit einem zweiten Eingang mit einem Ausgang Q2 einer zweiten bistabilen Kippstufe 45 verbunden ist, deren einer Nullrückstellungseingang (¹¹O"),mit dem Ausgang des Zwischenzählers 31 (Leitung s2) und deren Eingang zur Rückstellung auf "1" ("1") durch einen Befehl erregt wird, der den Beginn der Untersuchung auslöst«

Arbeitsweise; Normalerweise ergeben sich bei der Untersuchung eines Rasters mehrere aufeinander folgende Situationen.

1, Wenn der Teiler 35, 35* auf der Basis von η Bits

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pro Easter (der Wert η ist in den Zähler 14 eingegeben) ρ Baster gezahlt hat, so hat der Zwischenzähler 31 nicht j von Y stammende Übereinstimmungen (j ^p) gezählt, sondern weniger» Die Kippstufe 34, die sich im Zustand "1" befindet, lässt einen Impuls "p" zum Schiebeschaltkreis 11 (Leitung 1) durch. Gleichzeitig stellt der aus dem Teiler 35 stammende Impuls "p" den Zwischenzahler 40 um eine Einheit zurück und stellt den Zwischenzähler 31 durch das Ubertragungsorgan 32 auf den Wert j wieder ein.

Die Untersuchung läuft auf derselben Basis η weiter, ist jedoch um eine Einheit verschoben.

2. Die neue Untersuchung ergibt wieder ein negatives Resultat. Dasselbe Verfahren beginnt von neuem mit einer Verschiebung um eine Einheit. Wenn η aufeinanderfolgende Untersuchungen mit einem negativen Ergebnis vorgenommen wurden, so ist dadurch bewiesen, dass der Parameter n, die Basis der Uhtersuchung, nicht gleich der Anzahl IT der Bits des unbekannten Rasters ist.

Der Zwischensähler 40 liefert dann einen mit "n" bezeichneten Ausgangsimpuls, der nach Durchlaufen des offenen Gatters 44 (die Kippstufe 45 wurde zu Beginn der Untersuchung durch den Startbefehl auf den Zustand "1" gebracht) und Eintreffen im Zähler 14 Über die Leitung m den Zähler um eine Einheit weiterrücken lässt. Wenn der Zähler 14 den neuen Wert n+1 aufweist,

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so bewirkt derselbe durch den Schaltkreis 43 um T" 2 verzögerte Impuls "n" die Übertragung des neuen Wertes n+1 in den Zwischenzähler 40 durch das Organ 41,

3· Bei einem bestimmten Wert von η und mit einer bestimmten Verschiebung werden j (oder mehr) Übereinstimmungen beim Durchgang von ρ Bastern festgestellt. Dies zeigt an_? dass der Wert η gleich Ή ist. Die Kippstufe 34 wird durch den Ausgang des Zwischenzahlers 31 auf Null gestellt und verhindert den Durchgang eines Schiebebefehls auf den Schiebeschaltkreis 11. Die Kippschaltung 45 wird auf Null gestellt und verhindert jegliche neue Veränderungen von ns die Untersuchung ist beendet*

Figo 2 dient der weiteren Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung, Sie zeigt zwei Kurven, von denen die eine die Situation an der Stelle A (Fig. 1) und die andere die logischen Zustände am Ausgang Q1 der Kippstufe 34 während eines Uhtersuchungsablaufs darstellt.

Ein im Punkt A eintreffender Impuls "p" bildet einen Verschiebebefehl d für das Organ 11, solange der Ausgang Q1 sich im Zustand "1" befindet. Bei einer bestimmten Verschiebung ergeben sich bei einer Anzahl j ^f von Rastern j Übereinstimmungen; dabei ist j¹ kleiner als p, kann jedoch grosser als j sein, da bei bestimmten Eastern das Synchronisierungsbit fehlen kann.

Wenn im Takt j' <^ ρ j Übereinstimmungen vorgelegen haben, wird Q1 auf Full gestellt. Daraus ergibt sich, dass der

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Impuls "ρ", der anschliessend auftaucht, keine Verschiebung hervorruft (er ist gestrichelt in der Kurve A eingezeichnet). Wenn dieser Impuls jedoch nach der Verzögerung '~1 auf dem Eingang "1" der Kippstufe 34 eintrifft, so stellt er diese Kippstufe auf den Zustand "1" ein.

Es sei angenommen, dass nach der dritten Verschiebung d3 die Synchronisierung hergestellt ist.

Einerseits ist die Kippstufe 45 durch einen Impuls ¹¹ j" auf Hull gestellt worden und behält diese Stellung endgültig bei, bis ein neuer Uhtersuchungsbefehl erteilt wirds damit wurde festgestellt, dass η = N ist und η wird nicht mehr verändert. Andererseits wird die Kippstufe 34 bei jedem Durchgang von ρ Bastern auf den Zustand "1" gebracht, wodurch es möglich ist, den Test aller ρ Baster zu Überprüfen. Im Falle eines momentanen Fehlers erfolgt die Verschiebung auf das Synchronisierungsbit automatisch.

Wie oben ausgeführt, entspricht der Unterschied zwischen einem positiven und einem negativen ISitersuchungsergebnis einem relativ geringen Wahrscheinlichkeitsabstand. Deshalb ist zur endgültigen Feststellung eines positiven Ergebnisses eine relativ hohe Anzahl j von Übereinstimmungen notwendig, wobei die Anzahl ρ der Basterdurchgänge noch grosser ist. Beispielsweise können ρ = 30 und j = 26 gewählt werden. Daraus erfolgt, dass eine vollständige Untersuchung sehr lange dauern kann.

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Wenn, es unabdinglich ist, eine grosse Anzahl von Übereinstimmungen festzustellen, "bevor man auf ein positives Ergebnis schliessen kann, so ist es jedoch, wenn man ein negatives Ergebnis bereits für eine Anzahl k C D von Übereinstimmungen beim Durchgang von q Bastern mit q / ρ erhalten hat, unn'dtig langer zu warten, um auf ein negatives Ergebnis zu schliessen und einen Verschiebebefehl zu erteilen. Beispielsweise sei q = 10 und k = 7. So kann bei der Dauer der vollständigen untersuchung in erheblichem Umfang Zeit eingespart werden,

Fig. 3 zeigt ein Schaltbild eines Geräts, das mit einem Logikteil mit kurzem Zyklus vervollständigt wurde»

Die Referenzen 31 bis 40, 44> 45 haben dieselbe Bedeutung wie in der Pig, 1„

Parallel zur Logikschaltung "j-p" ist hier eine Logikschaltung mit "kürzerer Entscheidungsdauer "k-q" enthalten, die einen Zwischenzähler 51 aufweist, der den in 53 enthaltenen Parameter k über einen übertragungsschaltkreis 52 empfängt. Mit 55 wird ein q-Teiler bezeichnet, der einem Zwischenzähler 55* zugeordnet ist, der einerseits einen Impuls zu einem UND-Gatter 59 und dem übe rtragungs schaltkreis 52 und andererseits einen Impuls irit einer Verzögerung T 1, die durch ein Organ 58 erreicht wird, an eine Klemme sendet, mit der eine bistabile Kippstufe 54 mit dem Ausgang QM auf "1" gebracht wird, wobei die Kippstufe 54 durch den Ausgang des Zwischenzählers 51 wieder auf "0" zurückgestellt wird.

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Der Kontaktpunkt Y ist mit dem Eingang des Zwischenzählers 31 und mit dem Eingang des Zwischenzählers 51 verbunden. Die Ausgänge des UND-Gatters 39 und des UND-Gatters 59 führen zu einer ODEB-Schaltung 60, deren Ausgang mit dem Eingang des Zwischenzählers 40 verbunden ist.

Unter Bezugnahme auf den Kontaktpunkt A (Pig, 2) und den Ausgang QM der Kippstufe 54 enthält die Pig. 4 Informationen, die der Pig, 2 entsprechen.

Es sei angenommen, dass nach fünf Verschiebungen (kurzer Zyklus) nach dem Takt j^f die gewünschte Anzahl j von Übereinstimmungen (langer Zyklus) erhalten wird. Die Bestätigung der Synchronisierung wird mit aller wünschenswerten Sicherheit durch den Test mit langem Zyklus gewährleistet. Negative Ergebnisse des Tests mit kurzem Zyklus (k-q) führen zu Verschiebungen und Veränderungen von n. Ein positives Ergebnis eines Tests mit langem Zyklus (j-p) blockiert den Wert von n.

-Patentansprtiche-

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Claims

1/ Vorrichtung zur Untersuchung eines Rasters von getakteten Binärsignalen, die ein festes Widerholbit aufweisen, mit einem Vergleicher, der dauernd auf einem empfangenen Raster zwei durch η Takte (Taktfolge H) voneinander getrennte Bits vergleicht, mit einem Teiler mit veränderlichem Rang, der auf η eingestellt ist und einen Binärtakt empfangt, mit einem Verschiebeorgan, das vor den Teiler mit veränderlichem Rang geschaltet ist, mit einem Zähler, der einen im Teiler mit veränderlichem Rang wiedergegebenen' Wert anzeigt» mit einem Zahlmittel mit einem Rang n, das den Zähler nach η Verschiebungen um eine Einheit weiterrücken lässt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung darüber hinaus eine Verarbeitungslogik (30) mit einer ersten Kippstufe (34) > deren Ausgang jedesmal dann den Zustand "1" annimmt, wenn ein erstes Zählorgan (35-35*) den Durchgang von ρ Rastern gezählt hat, und Jedesmal dann auf Hull gestellt wird, wenn ein zweites Zählorgan (3I) ,j durch den Vergleicher (20) während des Durchgangs eines Rasters festgestellte Obereinstimmungen gezählt hat, und mit einer zweiten Kippstufe (45) enthält, deren Ausgang zu Beginn einer Rasteruntersuchung auf "1" und gleichzeitig mit dem Ausgang der ersten Kippstufe (34) auf Null gestellt wird.

2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zählorgan (35-35*)

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ein p-Teiler ist, der die Taktfolge H empfangt und dessen Ausgangsimpulse einerseits einem Eingang eines ersten UND-Gatters (39)» von dem ein weiterer Eingang mit dem Ausgang der ersten Kippstufe (34) verbunden ist, und andererseits einem Ubertragungsorgan (32), das dem zweiten Zählorgan (31) zugeordnet ist, und dartlber hinaus mit einer Verzögerung einer Klemme zugeleitet werden, durch die die erste Kippstufe (34) auf "1" zurückgestellt wird, wobei der Ausgang des ersten UND-Gatters (39) einerseits an das Zählmittel mit dem Bang η (41) und andererseits an das Verschiebeorgan (11) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zählorgan (31) mit einem Eingang (Y) an den Ausgang des Vergleichers (20) angeschlossen ist, den Wert j mit Hilfe des Dbertragungsorgans (32) anzeigen kann und mit einem Ausgang mit einer Nullrttckstellungsklemme der ersten Kippstufe (34) verbunden ist.

4· Vorrichtung gem'äss Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites UND-Gatter (44) auf einem Eingang den Ausgang des Zählmittels mit dem Rang η (41) und auf einem weiteren Eingang den Ausgang der zv/eiten Kippstufe (45) empfängt.

5. Vorrichtung gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Vergleichers (20) mit dem Eingang eines dritten Zählorgans (51) verbunden ist, das Über ein zweites Übertragungsorgan (52) einen Para-

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meter k empfangen kann, wobei der Ausgang dieses dritten ZSbI-organs zu einem Hullrtlckstellungseingang einer dritten bistabilen Kippstufe (54) führt.

6. Vorrichtung gemäss Anspruch 5» dadurch gekennze ichnet, dass ein q-Teiler (55), der die Taktfolge H empfängt, mit seinem Ausgang mit dem zweiten Übertragungsorgan (52) und mit einem dritten UHD-Gatter (59), das auch den Ausgang der dritten Kippstufe (54) empfängt, sowie mit einer Klemme verbunden ist, mit der die dritte bistabile Kippstufe (54) über ein Verzögerungsorgan (58) auf "1" zurückgestellt wird.

7. Vorrichtung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein ODEB-Schaltkreis (60) die Ausgange des ersten (39) und dritten UND-Gatters (59) empfangt, dessen Ausgan» zum Zählmittel mit dem Rang η (40), zum Verschiebeorgan (11) sowie zu einem Übertragungsorgan (37) führt, durch das die Übertragung des Parameters ρ zum ersten Zählorgan (35) bewirkt wird»

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