DE2603153C2

DE2603153C2 - Verfahren zur adaptiven Gruppenlaufzeitentzerrung von Bildfernsprech-Kanälen in Weitverkehrssystemen

Info

Publication number: DE2603153C2
Application number: DE19762603153
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Dipl.-Ing. 8000 München Möhrmann; Hartmut Dipl.-Ing. 8035 Gauting Schröder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-01-28
Filing date: 1976-01-28
Publication date: 1983-01-20
Also published as: DE2603153A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur adaptiven Gruppcnlaufzeitentzerrung von Bildfernsprech-Kanälen in Weiterverkehrssystemen durch Zeitumkehrung der Impulsantwort des Übertragungskanals, wobei in der Vertikal-Austastlücke des Bildsignals Testimpulse mi· übertragen werden.

Ein derartiges Verfahren, bei dem einem adaptiven Entzerrer zu seiner Einstellung ι .e in der Vertikal-Austastlücke der Bildübertragb/ig mit übertragenen Testim-Dulse zugeführt werden, ist bei.s, lelsweise 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. Zur Gewinnung des Korrektursignals ist bei diesem Verfahren jedoch eine Keferenzimpulsantwort erforderlich.

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.

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.

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 Laufzeitverzerruiigen 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.

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 banutzten Restseitenband-(VSB-)Trägers durch ein entsprechendes Verfahren aus i^em empfangenen frequenzverworfenen VSB-Träger und einem Pilotsignal wiedergewonner.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
F i g. 1 das Blockschaltbild einer Schaltung zur

is Durchführung des Verfahrens und

F ι g. 2 und 3 je eine Schaltung zur Gewinnung einer für die Messung und Beseitigung der Frequenzverwerfung erforderliche Referenzfrequenz.

Die Schaltung nach F i g. 1 zur adaptiven Gruppenlaufzeitentzerrung besteht empfangsseitig aus einem Sendeumsetzer 1, dem das Videosignal KS 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 en* nehmbar ist. Der Entzerrer besteht aus einem Element 4 zur Beseitigung der Frequenzverwerfung und einem einstellbaren Transversalfilter 5 zur adaptiven Entzerrung des modulierten Signals.

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 Mehrfachumsetzung um einige Hz verschoben. Eine Frequenzverwerfung erzeugt aus einem Signal Χ{ω) ein Signal

wobei δΩ die Frequenzverwerfung und φ eine konstante breitbandige Phasendrehung bedeuten. Dieser Ausdruck kann als Produkt zweier Übertragungsfunktionen aufgefaßt werden. Ein Tränst ersalfilter mit der Übertragungsfunktion

(2)

soll nun diese Verzerrung gemäß Gleichung (1) zusätzlich ausgleichen. Es muß dann gelten:

"^gn""

„-ι

oder

Λ — J. . » ;ljn(4r)(» OiIIt _ J, . _ /tgnliu) φ , pi tgnlxlrllll U_n — O_n C U_n C C

Der Faktor d„ ist daher jetzt als komplex und zeitvariabel anzusetzen. Ef entspricht physikalisch dem Wert des Koeffizienten a_n am η-ten Abgriff der Verzögerungsleitung und ist realisierbar durch zwei reelle Koeffizienten und eine Hilbert-Transformation (breitbandige 90°-Phasendrehung):

a_n~cosöüt+jsgn{(i)) ■ sin

Weist das Transversalfilter nur reelle Koeffizienten auf, d.h. enthält keine Hilbert-Transformation, so ist zu setzen:

Das bedeutet, daß für jeden Zeitpunkt f,. das Filter, unter Beibehaltung des Betrags, eine andere breitbandige konstante Phasendrehung φ-δΩ tv realisieren muß.

Die Impulsantwort des TF-Kanals ist also ebenfalls mit δΩ 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.

Die Frequenzverwerfung ist daher durch geeignete, im nachfolgenden näher bezeichnete Maßnahmen rückgängig zu machen, so daß in einem nachgeschalteten Transversalfilter die Impulsantwort des Kanals in den Werten der Koeffizienten an den Abgriffen abgespeichert werden kann. Die Impulsantwort dieses Filters weist dann den umgekehrten ZeitverlLiüf wie die Kanalimpulsantwort auf und stellt somit ein »matched filter« dar, welches die aufgelaufenen Gruppenlaufzeit-Verzerrungen beseitigt Eine übrigbleibende breitbandige Phasendrehung des Signals ist insofern bedeutungslos, als'das Transversalfilter bei hinreichender Länge auch diese zumindest näherungsweise ausgleichen kann.

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 f_p für Regel- und Überwachungszwecke in Frage.

Aufgrund der Frequenzverwerfung werden beide Signale auf der Empfangsseite die Frequenzen

Die Schaltungen nach F i g. 2 und 3 stellen Möglichkeiten zur Gewinnung einer Referenzfrequenz dar, und zwar der gesendeten VSB-Trägerfrequenz. Dabei werden die Frequenz fs 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.

Entsprechend der Schaltung nach F i g. 2 geschieht dies durch Teilung der Pilotfrequenz f_p und Vergleich des 8-kHz-Ausgangssignals des Teilers 7 mit dem durch den Tiefpaß TPbandbegrenzten 8-kHz-Ausgangssignal des multiplikativen Mischers 9. Dem Mischer 9 wird einerseits das Signal mit der Frequenz F_n, andererseits das Ausgangssignal eines lokalen spannungsgeregelten Oszillators (VCO) 10 zugeführt. Der Oszillator 10 liefert die VSB-Trägerfrequenz fs. Der Vergleich der beiden 8-kHz-Signale erfolgt in einem Frequenz- und Phasenvergleicher 8. Die Ausgangsspannung dei Vergleichsschaltung 8 steuert den Oszillator 10 so. daß der VSB-Träger um 8 kHz tiefer liegt als ^J:e Pilotfrequenz:

Auf der Empfangsseite lassen sich folgende Frequenzen rückgewinnen:

fs'-fs+df (10)

f_o' = fp+fs + df (11)

wobei f(j der modulierte Pilot und dfder Frequenzversatz der TF-Strecke sind. Durch Mischung ergibt sich

f(J — fs' = fp-

2π

aufweisen, wobei <5/"die Frequenzverwerfung darstellt.

Mit einer gleichartigen Schaltung wie auf der Sendeseite kann aus f_P jetzt wieder die ursprüngliche VSB-Trägerfrequenz fs zurückgewonnen werden.

Bei der Schaltung nach F1 g. 3 wird aus der Frequenz fs durch Teilung mit dem Frequenzteiler 11 eine Frequenz von z. B. 4 kHz gewonnen und diese in einem Frequenz- und Phasenvergleicher 13 mit der. ebenfalls

(7) 40 durch Teilung mit dem Frequenzteiler 12 aus einer von

einem lokalen spannungsgeregelten Oszillator (VCO) 14 erz· jgten 4-kHz-Frequenz verglichen. Das Ausgangssignal dieser Schaltung mit der Frequenz f_p wird dem Oszillator 14 entnommen.

(8) 45 Auf der Empfangsseite läßt sich wiederum gemäß

Gleichung (12) die Frequenz f_p wiedergewinnen, hieraus mittels einer geeigneten Schaltung, z. B. gemäß F i g. 2. die VSB-Trägerfrequenz fs.

Hierzu ! Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. 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, dadurch gekennzeichnet, daß der Testimpuls sendeseitig nach der Modulation dem TF-Signal während einer Leerzeile der Vertikal-Bildaustastlücken additiv zugesetzt wird und daß empfangsseitig zunächst die beim Durchlaufen des TF-Kanals hervorgerufene Frequenzverwerfung des Signals beseitigt und anschließend das modulierte Signal entsprechend der Verformung des Testimpulses adaptiv entzerrt wird.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung und Beseitigung der Frequenzverwerfung eine empfangene Frequenz mit einer bekannten Referenzfrequenz verglichen und nachgcregelt wird.