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Verfahren zur adaptiven Gruppenlaufzeitentzerrung von Bildfern-
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sprech-Kanälen in Weitverkehrssystemen Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zur adaptiven Gruppenlaufzeitentzerrung von Bildfernsprech-Kanälen
in Weitverkehrssystemen durch Zeitumkehrung der Impulsantwort des Übertragungskanals,
wobei in der Vertikal-Austastlücke des Bildsignals Testimpulse mit übertragen werden.
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Ein derartiges Verfahren, bei dem einem adaptiven Entzerrer zu seiner
Einstellung die in der Vertikal-Austastlücke der Bild-Übertragung mit übertragenen
Testimpulse zugeführt werden, ist beispielsweise durch die Literaturstelle "IEEE
Transactions on Communication-Technology", VOL.COM-17,NO.6, Dec. 1969, S.726-734
bekannt. Das Verfahren arbeitet mit Testimpulsen, die jeweils in der Vertikal-Austastlücke
der Bildübertragung gesendet werden.
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Zur Gewinnung des Korrektursignals ist bei diesem Verfahren jedoch
eine Referenzimpulsantwort erforderlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
mit dem Gruppenlaufzeitverzerrungen bei der Übertragung von Bildfernsprechsignalen
mit einer Bandbreite von ca. 1 MHz über Weitverkehrs-TF-Systeme in einfacher Weise
beseitigt werden können.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß der
jeweils in einer Leerzeile der Vertikal-Bildaustastlücken übertragene Testimpuls
sendeseitig nach der Modulation dem TF-Signal additiv zugesetzt wird und empfangsseitig
zunächst die
beim Durchlaufen des TF-Kanals hervorgerufene Frequenzverwerfung
des Signals beseitigt und anschließend das modulierte Signal adaptiv entzerrt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat, wie Überlegungen im Rahmen der
Erfindung gezeigt haben, gegenüber einem Verfahren, bei dem die Entzerrung in der
Videolage erfolgt, den Vorteil, daß bei der Entzerrung vor der Demodulation praktisch
nur Laufzeitverzerrungen im Signal enthalten sind, jedoch keine wesentlichen Dämpfungsverzerrungen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auch große Laufzeitverzerrungen
mit einem Transversalfilter ausgleichen, wobei infolge der zeitlichen Dispersion
der Impulsantwort eine entsprechend größere Anzahl von Abgriffen erforderlich ist.
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Zur Messung und Beseitigung der Frequenzverwerfung wird in vorteilhafter
Weise eine empfangene Frequenz mit einer bekannten Referenzfrequenz verglichen und
nachgeregelt. Zur Beseitigung der Frequenzverwerfung wird in vorteilhafter Weise
die Frequenz des auf der Sendeseite benutzten Restseitenband - (VSB -) Trägers durch
ein entsprechendes Verfahren aus dem empfangenen frequenzverworfenen VSB-Träger
und einem Pilotsignal wiedergewonnen.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand von in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 das Blockschaltbild einer
Schaltung zur Durchführung des Verfahrens und Fig. 2 und 3 je eine Schaltung zur
Gewinnung einer für die Messung und Beseitigung der Frequenzverwerfung erforderliche
Referenzfrequenz.
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Die Schaltung nach Fig. 1 zur adaptiven Gruppenlaufzeitentzerrung
besteht empfangsseitig aus einem Sendeumsetzer 1, dem das Videosignal VS zugeführt
wird und einem Testimpulsgenerator 2, die ausgangsseitig an einen Umschalter S angeschlossen
sind und über diesen wahlweise an den TF-Kanal 3 anschaltbar sind. An den Ausgang
des TF-Kanals 3 ist der Entzerrer E angeschaltet, der mit dem Empfangsumsetzer 6
verbunden ist, an dessen Ausgang das entzerrte Videosignal VS entnehmbar ist. Der
Entzerrer besteht aus einem Element 4 zur Beseitigung der Frequenzverwerfung und
einem einstellbaren Transversalfilter 5 zur adaptiven Entzerrung des modulierten
Signals.
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In einer Leerzeile jeder Vertikal-Bildaustastlücke wird ein Testimpuls
übertragen; der Sendeumsetzer 1 ist während dieser Zeit durch den Schalter S ausgetastet.
Das Frequenzspektrum der Impulsantwort des TF-Kanals ist auf der Empfangsseite infolge
der unvermeidlichen Frequenzverwerfung durch die Mehrfachumsetzlmg um einige Hz
verschoben. Eine Frequenzverwerfung erzeugt aus einem Signal X() ein Signal X(w)
. .j sgn(w).(- Qt) wobei JQ die Frequenzverwerfung und ç eine konstante breitbandige
Phasendrehung bedeuten. Dieser Ausdruck kann als Produkt zweier Ubertragungsfunktionen
aufgefaßt werden. Ein Transversalfilter mit der Übertragungsfunktion
soll nun diese Verzerrung gemäß Gleichung (1) zusätzlich ausgleichen. Es muß dann
gelten:
Der Faktor an ist daher jetzt als komplex und zeitvariabel anzusetzen.
Er entspricht physikalisch dem Wert des Koeffizienten an am n-ten Abgriff der Verzögerungsleitung
und ist realisierbar durch zwei reelle Koeffizienten und eine Hilbert-Transformation
(breitbandige 900-Phasendrehung): an cos gQt + j sgn() sin SQt (5) Weist das Transversalfilter
nur reelle Koeffizienten auf, d.h.
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enthält keine Hilbert-Transformation, so ist zu setzen:
Das bedeutet, daß für jeden Zeitpunkt tM das Filter, unter Beibehaltung des Betrags,
eine andere breitbandige konstante Phasen.
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drehung g dQtv realisieren muß.
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Die Impulsantwort des TF-Kanals ist also ebenfalls mit dQ moduliert;
die Phase dreht daher laufend für jede Frequenz. Daher ist auch der Zeitverlauf
der Impulsantwort nicht mehr zeitinvariant und kann durch ein quasistationäres lineares
System (Transversalfilter) nicht mehr entzerrt werden.
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Die Frequenzverwerfung ist daher durch geeignete, im nachfolgenden
näher bezeichnete Maßnahmen rückgängig zu machen, so daß in einem nachgeschilteten
Transversalfilter die Impulsantwort des Kanals in den Werten der Koeffizienten an
den Abgriffen abgespeichert werden kann. Die Impulsantwort dieses Filters weist
dann den umgekehrten Zeitverlauf wie die Kanalimpulsantwort auf und stellt somit
ein "matched filter" dar, welches die aufgelaufenen Gruppenlaufzeitverzerrungen
beseitigt. Eine Ubrigbleibende breitbandige Phasendrehung des Signals ist insofern
bedeutungslos, als das Transversalfilter bei hinreichender Länge auch diese zumindest
näherungsweise ausgleichen kann.
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Zur Messung und Beseitigung der Frequenzverwerfung wird eine empfangene
Frequenz mit einer bekannten Referenzfrequenz verglichen. Als ständig vorhandene
empfangene Frequenzen kommen dabei der VSB-Träger N und ein Pilot fp für Regel-
und Uberwachungszwecke in Frage.
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Aufgrund der Frequenzverwerfung werden beide Signale auf der Empfangsseite
die Frequenzen fN' = fN + ## = fN + #f (7) und f 1 = + zeitz = f + Orf (8) p p +
p aufweisen, wobei #f die Frequenzverwerfung darstellt.
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Die Schaltungen nach Fig. 2 und 3 stellen Möglichkeiten zur Gewinnung
einer Referenzfrequenz dar, und zwar der gesendeten VSB-Trägerfrequenz. Dabei werden
die Frequenz 9 und die Pilotfrequenz sendeseitig fest verkoppelt. Aus beiden Frequenzen
läßt sich durch Teilung bzw. Verdoppelung und anschließende Teilung eine gleichartige
Grundfrequenz von z.B. 8 kHz ableiten.
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Entsprechend der Schaltung nach Fig. 2 geschieht dies durch Teilung
der Pilotfrequenz fp und Vergleich des 8 kHz-Ausgangssignals des Teilers 7 mit dem
durch den Tiefpaß TP bandbegrenzten 8 kHz-Ausgangssignal des multiplikativen Mischers
9. Dem Mischer 9 wird einerseits das Signal mit der Frequenz fp, andererseits das
Ausgangssignal eines lokalen spannungsgeregelten Oszillators (VCO) 10 zugeführt.
Der Oszillator 10 liefert die VSB-Trägerfrequenz fN. Der Vergleich der beiden 8
kHz-Signale erfolgt in einem Frequenz- und Phasenvergleicher 8. Die Ausgangsspannung
der Vergleichsschaltung 8 steuert den Oszillator 10 so, daß der VSB-Träger um 8
kHz tiefer liegt als die Pilotfrequenz: fN = fp = fx'(9)
Auf der
Empfangsseite lassen sich folgende Frequenzen rückgewinnen: fN' = fN + #f (10) fQ'
= fp + fN + #f (11) wobei fQ' der modulierte Pilot und &f der Frequenzversatz
der TF-Strecke sind. Durch Mischung ergibt sich fQ' - fN' = fp. (12) Mit einer gleichartigen
Schaltung wie auf der Sendeseite kann aus fp jetzt wieder die ursprüngliche VSB-Trägerfrequenz
fN zurückgewonnen werden.
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Bei der Schaltung nach Fig. 3 wird aus der Frequenz fN durch Teilung
mit dem Frequenzteiler 11 eine Frequenz von z.3 4 kHz gewonnen und diese in einem
Frequenz- und Phasenvergleicher 13 mit der, ebenfalls durch Teilung mit dem Frequenzteiler
12 aus einer von einem lokalen spannungsgeregelten Oszillator (VCO) 14 erzeugten
4 kHz-Frequenz verglichen. Das Ausgangs signal dieser Schaltung mit der Frequenz
fp.wird dem Oszillator 14 entnommen.
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Auf der Empfangsseite läßt sich wiederum gemäß Gleichung (12) die
Frequenz fp wiedergewinnen, hieraus mittels einer geeigneten Schaltung, z.B. gemäß
Fig. 2, die VSB-Trägerfrequenz fN.
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2 Patentansprüche 3 Figuren
L e e r s e i t e