DE2419283C3 - Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung einer Trägerwelle aus einer digital phasenmodulierten Welle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung einer Trägerwelle aus einer in mehreren Phasenlagen digital phasenmodulierten Welle.

Dabei soll die Trägerwelle insbesondere aus solchen in mehreren Phasenlagen digital phasenmodulierten Wellen zurückgewonnen werden, die als Burst übertragen werden.

Es ist bekannt, daß in /V-Phasenlagen digital phasenmodulierte Systeme zur drahtlosen Nachrichtenübertragung besonders geeignet und anderen Systemen in mancher Hinsicht überlegen sind (N ist eine positive ganze Zahl ä2). Zur Demodulation der in N-Phasenlagen digital phasenmodulierten Welle ist es bekannt, synchronisierte Demodulations-Systeme einzusetzen, bei denen eine Bezugsträgerwelle, die bezüglich ihrer Phasenlage mit der Trägerwelle der empfangenen phasenmodulierten Welle synchronisiert ist, auf der Empfängerseite wiedergewonnen wird. Die Demodulation erfolgt dann durch synchronisierte Informationsrückgewinnung unter Verwendung der wiedergewonnenen Trägerwelle. Man kennt ferner zur Demodulation verzögert arbeitende Systeme, bei denen die empfangene digital phasenmodulierte Welle hinsichtlich ihrer Phasenlage mit derjenigen empfangenen phasenmodulierten Welle verglichen wird, die zeitlich gegenüber der erstgenannten phasenmodulierten Welle um einen

■ ο Zeitschlitz verschoben ist und daraus ein demoduliertes Signal abgeleitet wird.

Das erstgenannte System synchronisierter Demodulation hat den Nachteil, daß, obwohl es gegen Rauschen weniger störanfällig als das zweitgenannte System ist,

is eine Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung der als Bezugsträgerwelle benötigten Trägerwelle erforderlich ist. Das zweitgenannte System verzögerter Informationsrückgewinnung durch Vergleich aufeinanderfolgender Phasenlagen hat zwar den Vorteil, daß keine Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung der Trägerwelle erforderlich ist, hat jedoch den Nachteil, daß es insbesondere gegenüber Rauschen anfälliger ist.

Bei dem erstgenannten System (synchronisierte Demodulation) gewinnt man bei der Demodulation ein Signal zurück, das in jedem Zeitschlitz der Modulationsphase, d. h. einer bestimmten durch das Modulationssignal herbeigeführten Phasenlage der eingehenden phasenmodulierten Welle entspricht. Beim zweitgenannten System (verzögerte Informationsrückgewinnung) entspricht das rückgewonnene Signal der Differenz der durch das Modulationssignal herbeigeführten Phasenlagen in aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen der eingehenden phasenmodulierten Welle. Dies rückgewonnene Signal ist noch nicht wie bei dem erstgenannten System das eigentliche demodulierte Signal; das demodulierte Signal erhält man vielmehr erst dadurch, daß man diese Signale, die der Differenz aufeinanderfolgender Phasenlagen in der phasenmodulierten Welle entsprechen, in einem Addierer addiert.

Zur Rückgewinnung der Trägerwelle, die bei dem System, das mit synchronisierter Demodulation arbeitet, im Demodulator benötigt wird, ist erstens das System invertierter Modulation und das System der Frequenzvervielfachung bekanntgeworden.

Bei der invertierten Modulation demoduliert ein /V-Phasenlagen-Phasendemodulator die eingehende in N-Phasenlagen phasenmodulierte Welle mit Hilfe der rückgewonnenen Trägerwelle als Bezugsträgerwelle sowie einen /V-Phasenlagen-Phasenmodulator, der die durch Phasenmodulation der Trägerwelle bewirkten Änderungen der Phasenlagen der eingehenden phasenmodulierten, durch invertierte Modulation mit dem vom Phasenmodulator abgegebenen demodulierten Signal wieder rückgängig macht, so daß man die Trägerwelle am Ausgang des Phasenmodulators wieder unmoduliert zurückgewinnt (vgl. Fig. 1).

Bei der Frequenzvervielfachung wird die eingehende in N-Phasenlagen phasenmodulierte Welle in ihrer Frequenz in einem Frequenzmultiplikator um einen Faktor N multipliziert. Man erhält so am Ausgang des Frequenzmultiplikators eine unmodulierte Welle, deren Frequenz /V-mal so hoch wie die Frequenz der Trägerwelle ist. Die Trägerwelle selbst erhält man mit der Frequenz der Trägerwelle der phasenmodulierten Welle am Eingang durch Frequenzteilung in einem 1//V- Frequenzteiler zurück.

Neuere Anwendungen drahtloser digitaler Nachrichtenübertragung durch Satelliten benutzen weitgehend

ein System des Vielfachzugriffs im Zeitmultiplex (TDMA = Time Division Multiple Access). Die Trägerwelle wird dabei intermittierend ein- und ausgeschaltet, also als Burst (stoßartiger Schwingungszug mit mehreren Schwingungen) übertragen. Mehrere Boden-Stationen senden dabei im Zeitmultiplex.

Setzt man bei derartigen Übertragungssystemen zur Demodulation der empfangenen phasenmodulierten Wellen ein System synchronisierter Demodulation (siehe oben) ein, dann mu3 man die dabei als Bezugsträgerwelle notwendige Trägerwelle jedesmal aus der eingehenden phasenmodulierten Welle zurückgewinnen, wenn ein Burst auftritt Zu diesem Zweck wird ein zur Rückgewinnung der Trägerwelle benutztes spezielles Muster, ein sogenanntes Präambel-Wort, zu Beginn des Burst in die übertragene Welle eingesetzt Je langer dieses zusätzliche Signal wird, desto schlechter ist der Wirkungsgrad der Nutzung des Übertragungspfads, da man die Trägerwelle nicht mel.r innerhalb einer gewissen Mindestzeit zurückgewinnen kann. Die Zeit, die bis zum Aufbau der Trägerwelle im Empfänger benötigt wird, nennt man Akquisitionszeit

Das Präambel-Wort enthält normalerweise ein Muster, das allen Bodenstationen gemeinsam und zum Aufbau des Synchronisationsbeziehung vorgegeben ist, sowie ferner zusätzlich ein Muster, das eine bestimmte einzelne Bodenstation kennzeichnet.

Verwendet man ein solches Übertragungssystem (TDMA) zur Rückgewinnung der Trägerwelle, dann ist bei Beginn des Empfangs der Burst, d. h. während der Akquisitionszeit, die (Bezugs-)Trägerwelle in der entsprechenden Schaltungsanordnung zu ihrer Rückgewinnung noch nicht aufgebaut. Während dieses Zeitraums ist also die Phasendemodulation im N-Phasenlagen-Phasendemodulator und damit auch die invertierte Modulation im /V-Phasenlagen-Phasendemodulator noch unvollständig. Das System invertierter Modulation zur Rückgewinnung der Trägerwelle hat also den Nachteil, daß die Akquisitionszeit wegen dieser Unvollständigkeit langer wird.

Verwendet man zur Rückgewinnung der Trägerwelle hingegen das System der Frequenzvervielfachung (siehe oben), dann hat dies zwar den Vorteil, daß ein unvollständiger Betrieb während der Akquisitionszeit wie beim System invertierter Modulation nicht gegeben ist, es hat aber den Nachteil, daß eine Frequenz verarbeitet werden muß, die Mmal so hoch wie die (Bezugs-)Trägerfrequenz ist und daß aus diesem Grunde der Aufbau der Schaltung komplizierter und schwieriger wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, aus einer empfangenen, in mehreren Phasenlagen digital phasenmodulierten Welle die Trägerwelle zurückzugewinnen, derart, daß die Wiedergewinnung innerhalb kurzer Zeit auch dann ermöglicht wird, wenn die eingehende phasenmodulierte Welle als Burst vorliegt, ohne daß dabei Frequenzen verarbeitet werden müssen, die höher sind als die Frequenz der Trägerwelle selbst.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein Detektor digital die Differenz aufeinanderfolgender Phasenlagen in der empfangenen phasenmodulierten Welle ermittelt und den ermittelten Differenzen entsprechend Signale abgibt und ein Addierer durch Addition aufeinanderfolgender Signale daraus das demodulierte Signal bestimmt und ferner eine Verzögerungsschaltung die phasenmodulierte Welle derart verzögert, daß das vom Addierer abgegebene demodulierte Signal am Ausgang des Addierers und das Modulationssignal der phasenmodulierten Welle nach Verzögerung in der Verzögerungsschaltung in ihrer Phasenlage übereinstimmen und ein Phasenmodulator die in der Verzögerungsschaltung verzögerte phasenmodulierte Welle mit dem vom Addierer abgegebenen demodulierten Signal invertiert moduliert derart, daß der Phasenmodulator an seinem Ausgang die unmodulierte Trägerwelle abgibt

Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie ihrer vorteilhaften Weiterbildungen werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; es stellen dar

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer bekannten Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung einer Trägerwelle nach dem System invertierter Modulation,

Fig.2 ein Blockschaltbild einer bekannten Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung einer Trägerwelle

zo nach dem System der Frequenzvervielfachung,

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig.4a und 4b ein Ausführungsbeispiel eines Detektors, wie er beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 verwendet wird, bzw. eine schematische Darstellung einer Funktion,

Fig.5a, 5b und 5c ein Ausführungsbeispiel eines Addierers, wie er beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 verwendet ist, bzw. die Darstellung von Signalverläufen an verschiedenen Stellen innerhalb des Addierers,

F i g. 6 eine schematische Darstellung verschiedener Signalverläufe zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels nach F i g. 3,

F i g. 7 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig.8 eine schematische Darstellung der Funktionsweise des Detektors im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7.
Fig. 1 zeigt eine bekannte Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung einer Trägerwelle nach dem Prinzip der invertierten Modulation. Das Modulationssignal der in yV-Phasenlagen phasenmodulierten Welle 1 wird in einem /V-Phasenlagen-Phasendemodulator 101 unter Verwendung einer Trägerwelle 4 als Bezugsgröße demoduliert; man erhält am Ausgang desselben das demodulierte Signal 2. Mit diesem demodulierten Signal 2 wird die in N-Phasenlagen phasenmodulierte Welle 1 in einem /V-Phasenlagen-Phasenmodulator 102 wiederum invers phasenmoduliert; damit ist aus der modulierten Phasenlage die ursprüngliche Phasenlage wiederhergestellt. Die unmodulierte Welle 3, die im Modulator 102 abgeleitet worden ist, wird durch ein schmalbandiges Filter 103, z. B. einen einfachen Resonanzkreis, eine Phasensynchronisationsschleife oder ähnliches hindurchgeleitet, um Störungen auszuschalten, die durch Rauschen bei der Modulation des übertragenen Signals, auftretendes Flackern (Jitter) usw. verursacht bind. Man erhält dann die reproduzierte Trägerwelle 4 ohne Störkomponente.

F i g. 2 zeigt eine bekannte Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung einer Trägerwelle nach Prinzip der Frequenzmultiplikation. Die Frequenz der in MPhasenlagen phasenmodulierten Welle 1 wird in einem yV-fach-Frequenzmultiplikator 104 mit einem Faktor N

f>s multipliziert. Am Ausgang des /V-fach-Frequenzvervielfachers 104 erhält man so ein unmoduliertes Signal 5. Dieses unmodulierte Signal 5 weist jedoch noch Störungen durch Rauschen bei Modulation des übertra-

genen Signals, auftretendes Flackern (Jitter) usw. auf und wird deshalb durch ein schmalbandiges Filter 105 geleitet; am Ausgang desselben erhält man ohne Störkomponenten die Trägerwelle 6. Da die Frequenz dieser Trägerwelle 6 jedoch /V-mal so hoch wie die Frequenz der Trägerwelle 1 am Eingang ist, gewinnt man die Trägerwelle 4 dadurch, daß man die Frequenz der Trägerwelle 6 wiederum um den Faktor MN in einem 1/MFrequenzteiler 106 herabsetzt.

Werden das Modulationssystem nach Fig. 1 (Prinzip der invertierten Modulation) bzw. das nach F i g. 2 (Prinzip der Frequenzmultiplikation) beim Empfang eines in yV-Phasenlagen phasenmodulierten Signals angewendet, das die Form eines aus mehreren Schwingungen bestehenden Schwingungszuges hat (Burst), so ergibt sich, wie aus Aufbau und Funktionsweise der bekannten Systeme ersichtlich, daß das System nach F i g. 1 den Nachteil hat, daß während der Akquisitionszeit der Burst die Bezugsträgerwelle noch nicht voll aufgebaut ist, und daß das System nach F i g. 2 den Nachteil hat, daß eine Frequenz verarbeitet werden muß, die Mmal so hoch wie die Frequenz der Trägerwelle ist.

F i g. 3 zeigt nun ein erstes Ausführungsbeispiel. Am Eingang der Schaltungsanordnung steht die in N-Phasenlagen phasenmodulierte Welle 1 zur Verfügung, aus der in einem MPhasenlagen-Detektor 107 Information über die durch Modulation erzeugten Phasenlagen mit einer gewissen Verzögerung zurückgewonnen wird. Als Ergebnis dieser verzögerten Informationsrückgewinnung erhält man ein Signal 7 am Ausgang des Detektors 107. Das in ihm abgeleitete (gleichgerichtete) Signal entspricht dem digitalen Wert der Differenz der Phasenlagen zweier aufeinanderfolgenden Zeitschlitze der eingehenden, in Phasenlagen phasenmodulierten Welle 1 entlang der Zeitachse. Ein Ausführungsbeispiel des Detektors 107 ist in F i g. 4a dargestellt. Es handelt sich dabei um einen mit einer gewissen Verzögerung arbeitenden 2-PhasenIagen-Detektor. Eine in 2 Phasenlagen phasenmodulierte Welle 1 gelangt dabei an eine Verteilerschaltung 114.

Diese Verteilerschaltung 114 wird z.B. durch eine Gabel-(Hybrid-)Schaltung gebildet, die aus mehreren Widerständen besteht und an deren beiden Ausgängen jeweils das am Eingang zugeführte Signal 1 mit gleicher Phase abgegeben wird. Das Signal an einem der beiden Ausgänge wird in einer Verzögerungsschaltung 115 um ein Bit verzögert; die Dauer der Verzögerung hängt von der Modulationsrate des Signals am Eingang ab; als Verzögerungsschaltung 115 wird z. B. ein Koaxialkabel verwendet; das verzögerte Signal 12 wird einem Multiplikator 116 zugeführt, dem gleichzeitig das Signal 11 vom anderen Ausgang der Verteilerschaltung 114 ohne Verzögerung zugeführt wird; als Multiplikator 116 kann z. B. ein Gegentakt-Mischer verwendet werden. Das Signal 13 am Ausgang des Multiplikators 116 enthält noch höhere harmonische Komponenten außerhalb des verzögerten, aus dem Signal am Eingang abgeleiteten Signals; sie werden durch einen Tiefpaß eliminiert Man erhält so daß reine Signal 7 am Ausgang des Detektors 107.

Die Funktionsweise dieses verzögert arbeitenden 2-PhasenIagen-Detektors 107 geht aus F i g. 4b hervor; Fig.4b zeigt die zeitliche Beziehung der einzelnen Signale. Es sei angenommen, daß eine in 2-Phasenlagen phasenmodulierte Welle 1 am Eingang für aufeinanderfolgende Bits Veränderungen der Phasenlagen von z. B. 180°, 0°, 0°, 180°, 180°, aufweise; dann folgen im um ein Bit verzögerten Signal 12 die Phasenlagen 0°, 180°, 0°, 0°, 180° ... Beide Signale werden im Multiplikator 116 miteinander verglichen. Werden ihm Signale 1, 12 mit derselben Phase zugeführt, hat das Signal 7 an seinem i> Ausgang den Wert + V,· werden dem Multiplikator 116 hingegen Signale 1, 12 mit einer Phasenverschiebung von 180° zugeführt, nimmt das Signal 7 an seinem Ausgang den Wert — Van. In anderen Worten: Erfolgt ein Phasenübergang (von einer Phasenlage zu einer

ίο anderen) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bits des Signals 1, hat das Signal 7 den Wert - V,· tritt kein Phasenübergang auf, hat es den Wert + V.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 wird das Signal 7 am Ausgang des A/-Phasenlagen-Detektors 107 einem Addierer 108 zugeführt, an dessen Ausgang man das Modulationssignal 2 der in /V-Phasenlagen phasenmodulierten Welle erhält.

F i g. 5a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Addierers 108: Das Signal 7 am Ausgang des verzögert arbeitenden N-Phasenlagen-Detektors wird in einer Coderückgewinnungsschaltung 110 zugeführt. In ihr wird mit Hilfe eines Taktsignals 9, das separat aus der am Eingang eingehenden phasenmodulierten Welle abgeleitet wird, ein Code zurückgewonnen. Das Signal 7 gelangt zu diesem Zweck an die Basis eines Transistors TRw nach Konvertierung des Pegels erhält man ein Signal 14 an der Verbindungsstelle der Emitter-Widerstände R\ und R2; das Signal 14 gelangt an einen Entscheider 120. In dem Entscheider 120 wird dann,

ίο wenn das Taktsignal 9 von niedrigem Pegel auf höheren Pegel wechselt, die die Rückgewinnung des Codes darstellende Entscheidung getroffen, die davon abhängt, ob das Signal 14 am Eingang des Entscheiders größer oder kleiner als ein Schwellwert V_s ist; man erhält so ein Signal 10 am Ausgang des Entscheiders 120, das den reproduzierten Code darstellt. In einem logischen Netzwerk 111, das die nächste Stufe bildet, werden die einzelnen rückgewonnenen Codes, dargestellt durch das Signal 10, mit Hilfe des Taktimpulses 9 addiert; man erhält so das demodulierte Signal 2 aus der phasenmodulierten Welle 1 am Eingang.

Dieses demodulierte Signal 2 ist dasselbe wie ein demoduliertes Signal, das man mit Hilfe synchronisierter Demodulation der phasenmodulierten Welle 1 erhält. Das Ausführungsbeispiel des logischen Netzwerkes 111, in dem die Addition vorgenommen wird, ist nach Fig.5a derart aufgebaut, daß eine natürliche binäre Codefolge einer binären Addition unterworfen wird. Das Signal 10 am Ausgang des Entscheiders 120, das den reproduzierten Code darstellt, gelangt an einen Eingang eines Exklusiv-NOR-Verknüpfungsgliedes 121, an dessen anderen Eingang das Signal 15 von einer 1-Bit-Verzögerungsschaltung 122 gelangt. Das Signal am Ausgang des Exklusiv-NOR-Verknüpfungsgliedes 121 ist auch das Signal 2 am Ausgang des logischen Netzwerkes Ul und damit des Addierers 108. Ein Teil desselben wird der Verzögerungsschaltung 122 als Eingangssignal zugeführt Die Verzögerungsschaltung 122 wird von einem Schieberegister gebildet, das von den Taktimpulsen 9 gesteuert wird; dieses ist so eingestellt, daß das Ansteigen der einzelnen Taktimpulse des Taktsignals 9 jeweils kurz vor Auftreten jedes Bits des Signals 2 erfolgt, wie dies in F i g. 5c gezeigt ist, die die zeitliche Beziehung zwischen dem Signal 2 und dem Taktsignal 9 des Schieberegisters zeigt Auf diese Weise erhält man das Signal 15 mit einer Verzögerung von einem Bit gegenüber dem Signal 2.

Wie wiederum aus Fig.3 zu ersehen, gelangt die am

Eingang eingehende, in /V-Phasenlagen phasenmodulierte Welle 1 nicht nur an den verzögert arbeitenden /V-Phasenlagen-Detektor 107, sondern ferner an eine Verzögerungsschaltung 109, die verzögert am Ausgang ein Signal 8 abgibt. Die Verzögerung ist zeitlich so

\ abgestimmt, daß die Zeitschlitze, in denen das Signal 8

j auftritt, mit denen den demodulierten Signals 2 zeitlich

} übereinstimmen. Das derart verzögerte Signa! 8 wird in

j einem /V-Phasenlagen-Phasenmodulator 102 mit dem -

j wie oben beschrieben - durch Demodulation gewonnenen Signal 2 invertiert moduliert, so daß dadurch seine Modulation wieder beseitigt wird. Man erhält so das unmodulierte Signal 3 am Ausgang des Phasenmodulators 102. Da dieses unmodulierte Signal 3 noch Störungen enthält, die durch Rauschen, bei der Modulation des übertragenen Signals entstehendes Flackern (Jitter) usw. verursacht sind, wird es durch ein schmalbandiges Filter 103 geleitet, um diese Störungen zu befestigen; man erhält auf diese Weise in reiner Form die Trägerwelle 4 am Ausgang des Filters 103.

F i g. 6 erläutert die Funktion der Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung der Trägerwelle nach den oben beschriebenen Ausführungsbeispiel in schematischer Form; dabei sind nacheinander dargestellte Kurvenverläufe bzw. Signalwerte mit denselben Bezugszeichen wie die zugeordneten Signale in Fig. 3 —5 bezeichnet.

Bei der dargestellten Rückgewinnung der Trägerwelle ergibt sich, daß diese am Eingang moduliert zur Verfugung stehende Welle von Anfang an in der richtigen Art und Weise invertiert moduliert werden kann. Das ergibt sich daraus, daß das demodulierte Signal zur invertierten Modulation herangezogen wird, mit Hilfe eines verzögert arbeitenden Detektors und eines Addierers gewonnen wird, ohne daß dazu selbst dann eine Bezugsträgerwelle notwendig wäre, wenn das Signal im Eingang als Burst vorliegt. Die Zeit, die zum Aufbau der Rückgewinnung der Trägerwelle benötigt wird, ist demgemäß sehr kurz; der Aufbau der Schaltungsanordnung ist einfach, da ein Frequenzvervielfacher nicht benötigt wird.

Das beschriebene erste Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 hat den Vorzug, daß die Rückgewinnung der Trägerwelle nicht auf einen Fall beschränkt ist, bei dem die am Eingang eingehende, in /V-Phasenlagen digital phasenmodulierte Welle bei Beginn jedes Burst eine feststehende Folge von Codezeichen enthält.

Im allgemeinen jedoch werden solche Signale als Burst übertragen, die zunächst, d. h. zeitlich am Anfang eingefügt, ein Präambel-Wort mit besonderem Muster enthalten, das durch eine relativ einfache Folge von Codezeichen gebildet wird. Die im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele nutzen diese Einschränkungen hinsichtlich der eingehenden phasenmodulierten Welle aus.

Fig.7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel. Am Eingang wird die in N-Phasenlagen digital phasenmodulierte Welle 1 empfangen; sie wird einem verzögert arbeitenden Detektor 205 zugeführt, in dem mit einer gewissen Verzögerung eine Informationsrückgewinnung (Berechnung der digitalen Differenz aufeinanderfolgender Phasenlagen) erfolgt Aus dem Signal 7 am Ausgang des Detektors 205 wird in dem Addierer 206 das demodulierte Signal 2a gewonnen (Addition von aufeinanderfolgenden Signalen, die jeweils bestimmten Werten der Differenz aufeinander folgender Phasenlagen entsprechen). Der Detektor 205 kann dabei als für die Informationsrückgewinnung aus einer in TV-Phasenlagen digital phasenmodulierten Welle, ähnlich wie der Detektor 107 im ersten Ausführungsbeispiel nach F i g. 3, aufgebaut sein. Eine Abweichung davon ergibt sich jedoch in den, wie erwähnt, häufigen Fällen, in denen das Burst sendeseitig am Anfang mit einem bestimmten Muster als Präambel-Wort, das aus einer relativ einfachen Folge von Codezeichen besteht, versehen, gesendet wird. Besteht beispielsweise der Anfang jedes Burst 5 der am Eingang in /V-Phasenlagen

ίο (N>2) digital phasenmodulierten Welle 1 aus einer besonderen Folge von Codezeichen, die lediglich durch die 0- und die π-Phasenlagen gebildet wird, wie ζ. Β. π 0 π 0π 0π 0 ... oder 00ππ 00ππ ..., dann kann man diesen Teil der am Eingang eingehenden, prinzipiell in /V-Phasenlagen phasenmodulierten Welle, mit dieser speziellen Folge von Codezeichen als nur in 2-Phasenlagen phasenmodulierte Welle betrachten und behandeln. Verallgemeinert bedeutet dies: so kann man eine in /V-Phasenlagen digital phasenmodulierte Welle 1 während des Zeitraums, in dem ein spezielles, aus lediglich M Arten von Codezeichen bestehendes Muster auftritt, wobei N ä M (M ist dabei eine positive ganze Zahl und ä 2) ist, als eine in M-Phasenlagen digital phasenmodulierte Welle betrachten. Man kann also bei der verzögerten Informationsrückgewinnung durch Ermittlung der Phasenbeziehungen (Berechnung der digitalen Differenz aufeinanderfolgender Phasenlagen) aus einer in /V-Phasenlagen digital phasenmodulierten Welle 1 während des Anfangszeitraums des Burst, während dessen man lediglich von einer Phasenmodulation in M-Phasenlagen ausgehen kann, einen Detektor 205 verwenden, der für die Informationsrückgewinnung aus einer lediglich in M-Phasenlagen phasenmodulierten Welle ausgelegt ist.

Ein derartiger Detektor 205, der zur Ermittlung der Differenz aufeinanderfolgender Phasenlagen aus einer in M-Phasenlagen digital modulierten Welle geeignet ist, wird im folgenden an Hand von F i g. 4a beschrieben, die oben bereits zur Erläuterung des Detektors 107 nach

40.Fig.3 herangezogen wurde. Die in /V-Phasenlagen digital phasenmodulierte Welle 1 am Eingang wird durch eine Verteilerschaltung 114 in zwei Signale aufgeteilt. Eines der beiden Signale gelangt an eine Verzögerungsschaltung 115; das an deren Ausgang abgegebene Signal 12 ist um die Periode Td verzögert. Sowohl das um Td verzögerte Signal 12 als auch das andere, von der Verteilerschaltung 114 abgegebene Signal werden dem Multiplikator 116 zugeführt. Dabei werden die Frequenz f_c (Hz) der in /V-Phasenlagen digital phasenmodulierten Welle 1, die Modulationsrate fd (Hz) der Welle 1, die Verzögerungszeit Td und eine willkürliche Konstante Θ, für die 0 < θ < 2 π gilt, derart aufeinander abgestimmt, daß sie folgender Gleichung genügen:

Dabei werden Td und k so ausgewählt, daß Td soweit wie möglich an 1 /fd angenähert ist In anderen Worten:

Die Phasendifferenz 2 π f_cTd zwischen den beiden Signalen 11 und 12, die an den Multiplikator 116 gelangen, wird durch die Verzögerungsschaltung 115 so eingestellt, daß sie entweder gleich θ oder der Summe von θ und einem ganzzahligen Vielfachen von 2 π ist Bei einem mit einem herkömmlichen Detektor arbeitenden System (wie es z. B. beim Ausführungsbeispiel nach Fig.3 verwendet wird) wird θ gleich Null gewählt Beim Ausfuhrungsbeispiel nach Fig.7 wird jedoch θ

derart bestimmt, daß man eine bestimmte erwünschte Verzögerung des Signals 7 am Ausgang des Detektors 205 erhält. Im einzelnen: Verwendet man einen solchen Multiplikator 116, daß nach Figur und 5a ein 2-Phasenlagen-Detektor 205 entsteht, für den also M = 2 ist und sind die Phasenlagen am Anfang des Burst der eingehenden digital phasenmodulierten Welle 1 z. B. 0, 0, π, π, 0,0, π, π,..., dann wird das Signal am Ausgang des Multiplikators 116 entweder +1 oder —1 und man kann so diesen Anfang feststellen, d. h. als solchen identifizieren. Bei einer 4-Phasenlagen-Phasenmodulation, bei der am Anfang des Burst, d. h. im Präambelwort der eingehenden phasenmodulierten Welle 1, die Phasenlagen 0 und π/2 abwechselnd mit einer Periodendauer von l/dd (vgl. Fig.8A) wiederholt werden, wird, wenn θ gleich Null gewählt ist, das Signal am Ausgang des Multiplikators 116 ebenfalls Null, so daß dann der das Präambel-Wort darstellende Teil des Burst nicht festgestellt werden kann. Wird in einem solchen Fall nun θ derart bestimmt, daß es gleich π/2 ist, dann hat das Signal 12 am Ausgang der Verzögerungsschaltung 115 den Verlauf nach Fig. 8B. Das Signal 13 am Ausgang des Multiplikators 116 hat dann abwechselnd die Werte + 1 und -1 (vgl. F i g. 8C).

Dieses verzögerte Signal 13 am Ausgang des Detektors 205 wird, sofern notwendig, durch ein Tießpaßfilter 117 geleitet. An dessen Ausgang als Ausgang des verzögert arbeitenden Detektors 205 steht es dann verzögert als Signal 7 (vgl. Fig. 7) zur Verfügung.

Obwohl man Td im allgemeinen so wählt, daß es gleich l/fd ist, ist es nicht notwendig, daß beide Werte genau miteinander koinzidieren. Eine kleine Abweichung beeinträchtigt die Funktionsweise des Detektors nicht wesentlich.

Sofern man als Detektor 205 einen für M- Phasenlagen ausgelegten, verzögert arbeitenden Detektor verwendet, kann man als Addierer 206 nach F i g. 7 im allgemeinen einen Λί-Werte digital verarbeitenden Addierer verwenden. Der Addierer z. B. kann derart realisiert werden, daß er ein separat abgeleitetes Taktsignal verwendet; er kann ferner auch einfach unter Verwendung eines Analogspeichers aufgebaut sein. In einem einfachen Fall, in dem z. B. 1 0 1 0 1 0... in 1 1001 1 0 0 ... umgewandelt wird, kann man den Addierer lediglich aus einem binären Zähler aufbauen, der lediglich dann einen Schritt weiterzählt, wenn der Impuls an seinem Eingang seinen Wert von »1« auf »0« ändert. Im Falle eines spezifischen Präambel-Wortes, d. h. im Falle eines Präambel-Wertes für eine in 4 Phasenlagen phasenmodulierte Welle (s. oben und F i g. 8A), nimmt das Signal am Ausgang des Multiplikators 116 im Detektor 205 den in Fig.8C gezeigten Verlauf; es treten mit einer Wiederholungsfrequenz von 1 /fd abwechselnd die Werte +1 und — 1 auf.

Man kann also dies allgemein so formulieren, daß ein demoduliertes 4-PhasenIagen-Signal, das einem Modulationssignal entspricht und in dem die Werte 0 und π/2 abwechselnd sich wiederholen, von zwei Folgen von Signalen gebildet wird, wobei die eine Signalfolge mit einer Periodendauer von !//</ abwechselnd die Werte + 1 und —1 annimmt und die andere Signalfolge konstant entweder den Wert +1 oder -1 hat Im Falle eines Signals mit einem solchen spezifischen Präambel muß also der Addierer 206 lediglich das Signal 7 vom Ausgang des Detektors 205 so, wie es ist, und ferner ein Gleichstromsignal mit dem Wert +1 (oder -1) abgeben, wie in Fig.8D und 8E gezeigt Obwohl das Signal am Ausgang des Addierers 206 in F i g. 7 lediglich als über eine Leitung abgegeben dargestellt ist, muß es dann auf zwei getrennten Leitungen übertragen werden.

Der Detektor 205 und der Addierer 206 werden

s lediglich benötigt, um zumindest am Anfang der eingehend in M-Phasenlagen digital phasenmodulierten Welle, also z. B. für die Dauer des Präambelwortes, eine Demodulation durchzuführen.

Die Zeit, die bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 7

ίο zwischen dem Auftreten der phasenmodulierten Welle als Burst am Eingang bis zum Aufbau des demodulierten Signals la am Ausgang des Addierers 206 vergeht, sei nun Ty, dann wird in der Verzögerungsleitung 209 die eingehende in Phasenlagen digital phasenmodulierte

is Welle 1 um diese Zeit T^ verzögert, so daß das Modulationssignal des Signals 8 am Ausgang der Verzögerungsleitung 209 und das demodulierte Signal 2a am Ausgang des Addierers 206 zeitlich übereinstimmen. Die zeitlich verzögerte phasenmodulierte Welle, die das Signal 8 bildet, wird sowohl einem digitalen N-Phasenlagen-Phasendemodulator 201, als auch einem digitalen /V-Phasenlagen-Phasenmodulator 202 zugeführt. Die Ausgänge 2a bzw. 2b des Addierers 206 bzw. des Phasendemodulators 201 gelangen an einen Schalter 207. Der Schalter 207 nimmt beim Auftreten eines Steuersignals 21 eine solche Schaltstellung ein, daß das Signal 2a vom Ausgang des Addierers 206 dem Phasenmodulator 202 als dessen Modulationssignal 2 zugeleitet wird, während er auf ein Steuersignal 22 hin

ίο eine solche Schaltstellung einnimmt, daß das Signal 2b vom Ausgang des Phasendemodulators 201 dem Phasenmodulator 202 als dessen Modulationssignal 2 zugeleitet wird. Das durch einen Impuls gebildete Steuersignal 21 zeigt entweder den zeitlichen Beginn des Präambelwortes in der verzögerten Welle 1 oder irgendeinen willkürlichen Zeitpunkt zwischen dem Ende des vorhergehenden Burst und dem Zeitpunkt des Beginns des nächstfolgenden Burst in derselben Welle 1 an. In anderen Worten: Hat ein Burst geendet, wird zu irgendeinem Zeitpunkt zwischen diesem Ende und dem Zeitpunkt des Auftretens des Anfangs des nächstfolgenden Burst ein Steuersignal erzeugt. Das kann derart geschehen, daß z. B. die Welle 1 am Eingang einer Hüllkurvengleichrichtung in einem Hüllkurvendetektor 208 unterliegt und die Anstiegsflanke des Hüllkurvensignals am Ausgang als Steuersignal 21 eingesetzt wird. Das ebenfalls durch einen Impuls gebildete Steuersignal 22 zeigt den Zeitpunkt an, in dem die Rückgewinnung der als Bezugsträgerwelle für eine synchrone Demodulation im Phasendemodulator notwendigen Trägerwelle 4 voll aufgebaut ist Man kann das z. B. dadurch erreichen, daß beispielsweise die rückgewonnene Trägerwelle 4 am Ausgang des Filters 203 in einer Hüllkurvendetektor 210 einer Hüllkurvengleichrichtung unterworfen, aus dem Anstieg des Hüllkurvensignals an dessen Ausgang das Steuersignal 22 abgeleitet wird. Aus dieser Art der Ableitung der Steuersignale 21 und 22 folgt, daß während der Zeit zwischen dem Auftreten des Steuersignals 21 und dem Auftreten des Steuersignals 22 die Rückgewinnung der Trägerwelle 4 noch nicht voll aufgebaut worden und das demodulierte Signal 2b am Ausgang des Phasendemodulators 201 noch unvollständig ist
Der Schalter 207 besteht aus einem bistabilen Flip-Flop mit zwei Steuereingängen, dessen Schaltzustand durch die Steuersignale 21 und 22 veränderbar ist, sowie einem UND-Verknüpfungsglied dessen einem Eingang ein Ausgang des Flip-Flops und dessen

anderem Eingang das demodulierte Signal 2a anliegt, sowie ferner einem weiteren UND-Verknüpfungsglied, an dessen einem Eingang der andere Ausgang des Flip-Flops und an dessen anderem Eingang das demodulierte Signal 2b anliegt, und beide Ausgänge der beiden UND-Verknüpfungsglieder einem ODER-Verknüpfungsglied zugeführt werden, das an seinem Ausgang das Signal 2 abgibt. Infolge dieses Aufbaues gibt der Schalter 207 als Signal an seinem Ausgang während des Zeitabschnitts, in dem die Trägerwelle 4 noch nicht voll aufgebaut und daher das demodulierte Signal 2b noch unvollständig ist, das demodulierte Signal 2a, das ihm vom Ausgang des Addierers 206 zugeführt wird, ab; ist dagegen die Trägerwelle 4 einmal voll aufgebaut, gibt der Schalter 207 das demodulierte Signal 2b, das ihm vom Demodulator 2Oi zugeführt wird, als Signal 2 an seinem Ausgang ab. Daher ist das Signal 2, das vom Schalter 207 an seinem Ausgang abgegeben wird, immer korrekt demoduliert, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob die Rückgewinnung der Trägerwelle 4 schon vollständig aufgebaut ist oder nicht. Daher wird das verzögerte, in N-Phasenlagen digital phasenmodulierte Signal 8 von dem demodulierten Signal 2 von Beginn jedes Burst an die dem AZ-phasigen digitalen Phasenmodulator 202 korrekt invertiert moduliert, so daß man die an dessen Ausgang ebenfalls von Anfang an unmodulierte Trägerwelle 5 erhält, die durch ein schmalbandiges Filter 203 geleitet wird, das z. B. durch einen einzigen Resonanzkreis, eine Phasensynchronisierschleife usw. gebildet wird und Störungen unterdrückt, die durch Wärmerauschen oder Modulations-Flackern (Jitter) entstehen. Man erhält so, wie gewünscht, die Trägerwelle 4. beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 erfolgt also während der Zeit, in der die Rückgewinnung der Trägerwelle noch nicht vollständig aufgebaut ist, die invertierte Modulation mit Hilfe eines Signals, das durch Informationsrückgewinnung in dem verzögert arbeitenden Detektor 205 und dem Addierer 206 demoduliert worden ist, während nach vollem Aufbau der Rückgewinnung der Trägerwelle die invertierte Modulation mit Hilfe eines Signals erfolgt, das durch synchrone Demodulation im Phasendemodulator 201 demoduliert worden ist. Selbst wenn die eingehende Welle als Burst vorliegt, kann man sie also vom ersten Anfang ihres Auftretens an korrekt invertiert modulieren, so daß die für den Aufbau der Rückgewinnung der Trägerwelle notwendige Zeit kurzer ist wie bei herkömmlichen Systemen. Außerdem ergibt sich infolge der Verwendung der synchronisierten Demodulation bei diesem Ausführungsbeispiel insoweit eine niedrigere Fehlerrate für das demodulierte Signal im Vergleich zur Demodulation durch verzögerte Informationsrückgewinnung durch Berechnung der Differenz der Phasenlagen und anschließende Addition.

Hier/u 3 Dkm Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung einer Trägerwelle aus einer in mehreren Phasenlagen digital phasenmodulierten Welle, dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor (107) digital die Differenz aufeinanderfolgender Phasenlagen in der empfangenen phasenmodulierten Welle (1) ermittelt und den ermittelten Differenzen entsprechende Signale (7) abgibt und ein Addierer (108) durch Addition aufeinanderfolgender Signale daraus das demodulierte Signal (2) bestimmt, und ferner eine Verzögerungsschaltung (109) die phasenmodulierte Welle (1) derart verzögert, daß das vom Addierer (108) abgegebene demodulierte Signal (2) am Ausgang des Addierers (108) und das Modulationssignal der phasenmodulierten Welle (8} nach Verzögerung in der Verzögerungsschaltung (109) in ihrer Phasenlage übereinstimmen und ein Phasenmodulator (102) die in der Verzögerungsschaltung (109) verzögerte phasenmodulierte Welle (8) mit dem vom Addierer (108) abgegebenen demodulierten Signal (2) invertiert moduliert derart, daß der Modulator (102) an seinem Ausgang die unmodulierte Trägerwelle (3,4,5) abgibt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Phasendemodulator (201) vorgesehen ist, der die in der Verzögerungsleitung (209) verzögerte phasenmodulierte Welle (8) mit Hilfe der rückgewonnenen, vom Phasenmodulator abgegebenen Tragerwelle (4) demoduliert und ein von Steuersignalen (21, 22) gesteuerter Schalter (207) vorgesehen ist, der in einer Schaltstellung das demodulierte Signal (2b) am Ausgang des Phasendemodulators (201) und in einer anderen Schaltstellung das demodulierte Signal (2a) am Ausgang des Addierers (206) dem Phasenmodulator (202) als Modulationssignal zur invertierten Modulation zuführt, und daß die Umschaltung des Schalters (207) derart erfolgt, daß bei Beginn des Empfangs einer phasenmodulierten Welle (1) als Burst diese (1) mit dem demodulierten Signal (2a) am Ausgang des Addierers (206) nach Aufbau der Rückgewinnung der Trägerwelle (4) jedoch mit dem demodulierten Signal (2b) am Ausgang des Phasendemodulators (201) invertiert moduliert wird.