DE2653364C3 - Synchroner adaptiver Digitalempfänger und Verfahren zu seinem Betrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen synchronen adaptiven Digitalemplänger und ein Verfahren nach seinem Betrieb nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 2, wobei also der Synchronismus des Trägers und der Zeichenperiode ausschließlich durch den empfangenen Datenfluß erhalten werden.

Die gegenwärtige Technik arbeitet daran, zur Wiederherstellung des Synchronismus auf der Empfängerseite Hilfs-Pilottöne während der Sendephase zu vermeiden und nur die durch die Daten gelieferte Information auszunützen. Für diesen Zweck sind in der Theorie der Kommunikationsstatistik Algorithmen bekannt, die die Auswertung unbekannter Größen wie der Trägerphase, der Zeichenperiode oder der Kanalantwort durch Beachtung der zeitlichen Folge der empfangenen Zeichen ermöglichen. Die Schaltuiigsvcrwirklichung dieser Algorithmen ergibt sich durch empfdngerseitige Verwendung einer gegebenen Zahl von Rückkopplungsschleifen, die die einzustellenden Parameter und die zu schätzenden Synchronismus-Größen korrigieren können.

Systeme, die den notwendigen Träger- und Zeichensynchronismus nur aus dem Datenfluß erhalten, sind an sich bekannt (US-PS 36 34 773; H. Kobayashi: »Simultaneous Adaptive Estimation and Decision Algorithm for Carrier Modulated Data Transmission Systems«, IEEE Trans, on Comm., Band COM-I9, Nr. 3, Juni 1971, Seiten 268 bis 280). Hierbei und bei ähnlichen bekannten Systemen wird zum Herstellen des Synchronismus das ausgangsscitig an den Transversalen tzcrrern vorhandene Signal verwendet.

Bekanntlich ist in jedem Zeicherintervall ? m Ausgang der Transversalentzerrer nur ein einziges die Symbolinformation tragendes Signal vorhanden. Infolgedessen steuern die die Synchronismusschaltungen steuernden Signale, dis sich von Zeitkorrelationsvorgängen ableiten, die Synchronisrnuseinstellung mit einer Verzögerungszeit aufgrund der Tatsache, daß diese Korrelation auf eine ausreichend hohe Zahl von Zeichen ausgedehnt werden muß. Dies ist auf der Empfängerseite hauptsächlich während der Einstellphase nachteilig, in der die die Synchronismuseinstellung steuernden Rückkopplungsschleifen sich noch nicht im stationären Zustand befinden und sich gegenseitig beeinflussen. Diese Beeinflussung bringt in jedem Fall eine Verlängerung der Einstellphase mit sich und führt im schlechtesten Fall zu einer l-mpfängcr-Unstabilität.

Diese und andere Nachteile werden durch das im Anspruch I gekennzeichnete Verfahren und den im Anspruch 2 angegebenen Empfänger gemäß der Erfindung vermieden, wobei man anstelle der Verwendung eines Transversalfilter einen Entzerrer von früher vorgeschlagener Art (DE-AS 25 49 800) verwendet, durch den es möglich ist, pantile! eine Folge der entzerrten Zeichen zu verarbeiten, die ausreichend lang ist, um so schnell als möglich die zum Einstellen des Synchronismus notwendigen Zeichen zu liefern. Auf diese Weise werden die beschriebenen Nachteile im Hinblick auf die gegenseitig aufeinander wirkenden Rückkopplungsschleifen vermindert und infolgedessen wird die Dauer der Einstellphase des Empfangers erheblich verkürzt.

in Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 einen allgemeinen Blockschaltplan zur Darstellung der Einfügung des erfindungsgemäßen Empfängers in eine Übertragungsstrecke;

F i g. 2 einen Blockschaltplan des erfindungsgemäßen Empfängers.
Gemäß F i g. 1 speist eine Binärqudle SB in eine Kodiervßi richtung MC von an sich bekanntem Aufbau ein, die eine mögliche KodieiiSig und jedenfalls die kohärente Modulation der Binär.:eichen durchführt. Das modulierte Signal wird über einen rJbertragungskanal CA geleitet, wobei in der Zeichnung der Effekt eines hinzukommenden Gauss'schen Rauschens .·; symbolisch dargestellt ist, und gelangt über einen Eingangsleiter 1 zum erfindungsgemäßen Empfänger R, der die übertragenen Signale auswertet und die Binärzeichen auf einem Ausgangsleiter 17

in abgibt.

Zur Auswertung der übertragenen Zeichen auf der Basis der abgetasteten Werte der entsprechend demodulierten empfangenen Signale verwendet der Empfänger zwei Entzerrer gemäß dem früheren Vorschlag (DE-AS 25 49 800), die entsprechend der von Kalman angegebenen Filteroperation arbeiten (R.E.Kaiman: »A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems«, Journal of Basic Engineering, Transactions of the ASME, März I960,

AO S. 35—45).

Die Synchronismen für die Abtast- und die Dcmodulationsvorgänge werden durch Rückkopplungsschleifen erhalten, die später beschrieben werden.
Der Aufbau des Empfängers R ergib? sich aus theoretischen Betrachtungen, die zur Erfindung geführt haben und vom beim Aufbau des Entzerrers verwendeten statistischen rekursiven Filteralgorithmus sowie von Optimierungsalgorithmen ausgehen, die auf die Einstellung der Entzerrerparameter und auf die Organisation der den Abtastzeitpunkt und die Trägerphase synchronisierenden Vorrichtungen angewandt werden.

Zum besseren Verständnis des Betriebs des er-P.ndi-ngsgemäßen Empfängers seien zunächst unter Bezugnahme auf Fi g. I einige theoretische einleitende Bemerkungen zur Definition der Algorithms» gemacht, die die Grundlage für die Konstruktion des Empfängers sind.

Das empfangene Signal kann folgendermaßen gc-

bo schrieben werden:

= G ■ x(i) + /id)

wobei

ι = Zeit von eirem betrachteten Zeitursprung^ an; G = ein Vektor mit Komponenten g₍, g₂,..-g.v, die N Abtastungen der Impulsantwort des entsprechenden Kanals darstellen;

.τ(ί) = ein Vektor mil /V Komponenten, die die letzten N übertragenen Zeichen / darstellen, ausgedrückt durch:

Hi). IU- I)..../(/- N -f I).

Aus der Theoiic ergibt sich, daß die ausgewerteten Zeichen /(/)./(/- I) Ui-N+ I). die in der Reihenfolge den vorhergehenden Zeichen 1 entsprechen, über den von Kalman angegebenen l'ilteralgorithmus erhalten werden können, der durch die Gleichung beschrieben wird:

.{(ι) = /-".v(i -Il ' K[zii) - O7'.\</ 1)1 (2)

wobei:

Vt:itri\·

(K).	. .0
K).	. .0
Ol .	. .0
(K).	. IO

K = Vektor mit Komponenten Ii₁. A₂, ... k_s. die als Verstärkungskoeffizienten im Kaimanschen FiI-lcr erscheinen.

Frsichtlich fallen die Komponenten des Vektors v(i| mit den Schätzwerten der letzten N übertragenen Zeichen / zusammen.

tier zum Optimieren der Auswertung voi .v(i) vorgeschlagene Algorithmus bedient sich dir bekannten Gradiententechnik, um folgende Wert' zu bestimmen:

a) Optimalwerte K und G des Verstärkungskoefflzicnten K bzw. des Kanalkoeffi/ienten G des Entzerrers;

h) den Optimalwcrt τ der Abtast/eit 7 des empfangenen Signals:

c) den Phasen-Oplimalwert 7 des Signals 7. also der Sinuswcllc. durch die die Demodulation durchgeführt wird.

r*l ima jiyprti

i lilf<¹

rlr»r" pr.

2» findungsgcmäßcn Vorrichtung auf der Grundlage der im folgenden gegebenen Formeln erhallen. Dk sich durch die Anwendung der beschriebenen Gradientcntcchnik ergebenden iterativen Gleichungen die die Basis für die Bestimmung dieser Werte sind

2~i sind folgendermaßen:

0(14 I) = (;(i) 4- l_f;(lV(l)-X*</)

7 = I ... N

7(14- I) = 7(1) +

η = I

Hi +D= Hi) + \,U)Re

Hierbei bedeuten, soweit die Symbole nicht schon vorher definiert sind:

(■'(/) = Fehler zwischen den Abtastwerten des empfangenen Signals und des vorausgesagten Signals, nämlich

cdi = :U\ - Öd)-.vdl (?)

-x*(i) = konjugiert komplexer Wert von x[i): z*{i) = konjugiert komplexer Wert der Differenz zwischen -(ι- Λ'*))und G · F Hi- N +j— I). womit die Erneuerung der Signale zur Zeit i— Λ ---j angegeben ist:

e„(i) = Fchlersignal. das den Unterschied zwischen der Optimum-Auswertung x„(i) und dem tatsächlichen Wert x„U) angibt: e*{i) = der konjugiert komplexe Wert von e_n(i); fm = bedeutet, daß der Imaginärteil des Klammerausdrucks zu betrachten ist: Re bedeutet, daß der Realteil des Klammerausdrucks zu nehmen ist:

O(O, ·!«(')■ '»('), Kd) = Iterationsschritt, der beim Bau des Systems für jede als Index angegebenen Größen gewählt wird.

Die Gleichungen (3). (4) ergeben die iterative Bestimmung der Optimalwerte K und G und die Gleichungen (5). (6) bestimmen ebenfalls iterativ den an die Optimal werte 7, f gebundenen Synchronismus.

in der Schaltung nach F i g. 2 erzeugt ein üblicher Zeitgeber BT ein Zeitsignal CK für sämtliche Blöcke der Schaltung sowie ein Steuersignal TK. das zwischen

der F.instcllphasc und der Betriebsphase des Empfängers unterscheidet.

Vom Eingangsleiter 1 wird das empfangene analoge Signal von einem üblichen kohärenten Demodulator DM empfangen, der dieses Signal mit HiIIe einer örtlich erzeugten Sinuswelle, deren Phase vom auf einem Leiter 2 kommenden bereits in Beziehung zu Gleichung (5) betrachteten Signal 7(1) bestimmt wird, demoduliert. Der Demodulator DM erzeugt ausgangsseitig auf einer Verbindung 3 das demodulierte analoge Signal, das aus einer in Phase befindlichen Komponente und einer in Quadratur befindlichen Komponente besteht.

Zwei übliche, in Synchronismus zueinander arbeitende Abtastschaltungen Cl und C2 empfangen das demodulierte Signa!, und zwar Cl unmittelbar vom Demodulator DAf über die Verbindung 3 und C2 von einer Verbindung 5 über eine übliche Ableitschaltung DR, die den Differentialquotienten der über die Verbindung 3 zugeführten Signale erzeugt. Die Abtastzeiten werden in Cl und C2 durch das Signal f(i) getastet, das bereits im Zusammenhang mit Gleichung (6) betrachtet wurde und über einen Leiter 6 kommt. Ausgangsseitig geben die Abtastschaltungen Cl und C2 auf Verbindungen 7 bzw. 8 diskrete Signale ab, die mit den Signalen

. dz(i) z[i) und

di

zusammenfallen.

Vier analoge Schaltungspaare IA und .Vl. Ll und Sl. L5 und S3. IA und S4 bestehen jeweils aus einer Verzögerungsstrecke IA. Ll. 1.5 bzw. IA und einem Fün-Weg-Zwei-Stcllungs-Schalter Sl, S2. S3 bzw. S4. der durch das vom Zeitgeber BTabgegebene Steuersignal TK gesteuert wird. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, ist für jedes der Schaltungspaarc die Eingang. ilcitung gemeinsam an die Verzögerungsstrecke und an die Klemme der ersten Schalterstellung angeschlossen, die Ausgangsleitung des Schaltungspaars schließt an die Ausgangsklt'mmc des Schalters an. und die Ausgangsklemme der Verzögerungsstrecke ist mit der Klemme der zweiten Stellung des Schalters verbunden.

Wahrend der Finstcllphasc stellt das Steuersignal TK den Schalter in seine erste Stellung, so daß das eingangsscitig an das Schaltungspaar angelegte Signal zur Ausgangsseitc durchgeschaltct wird, ohne daß die Vrr7i>ppriinp,s«trrck^p 'η Funktion '.ritt. Während der Bctriebsphase stellt das Steuersignal TK den Schalter in seine zweite Stellung und das Ausgangssignal des Schaltungspaars ist im Bezug zum daran cingangsseitig anliegenden Signal verzögert um die charakteristische Zeit der Verzögerungsstrecke. Diese Zeit ist der von den F-ntzcrrcrn bei der Bearbeitung des Signals bewirkten Verzögerung gleich.

In der E-'instcilphasc wird das Bezugssignal, das als Vcrglcichsausdruck zum Ftrhaltcn der Fchlcrsignalc c„(0, c'{i) verwendet wird, unmittelbar von einem örtlichen Generator GE von bekannter Bauart geliefert, 'n der anschließenden Bctriebsphase wird das Signal hinter den Entzerrern erhalten, so daß notwendigerweise die von jenen verursachte Verzögerung berücksichtigt werden muß.

Zwei identische rekursive Entzerrer EQl. EQl erzeugen gemäß der früher vorgeschlagenen Bauweise (DE-AS 25 49 80O)auf deT Basis der Kanalkoeffizienten die Optima von übertragenen Zeichen durch Verwendung eines Erneucrungssignals, das aus der gegenseitigen Einwirkung zwischen einer eingehenden Signalabtastung und einem vorausgesagten Signal, das aus dem ausgewerteten Optimum der auf die (N-I)te Stute eines rekursiven digitalen I-'ilters bezogenen Zustandsvariablen besteht und unabhängig von den Optima der übertragenen Zeichen verarbeitet wird, erhalten wird, wobei das rekursive digitale Filter eine Anzahl von Stufen gleich der Anzahl der betrachteten interferierenden Zeichen auf der Leitung aufweist und jede Stufe ein Optimum der Zustandsvariablen, wie es durch die Kaimansche Theorie für die Datenübertragung definiert ist, herstellt. Von diesen Entzerrern empfängt EQl an seinem Eingang das Signal 40, das von der Abtastschaltung Cl über die Verbindung 7 zugesendet wird, weiterhin ein auf einer Verbindung 9 liegendes Signal, das die Einstellung der Kanalkoeffizienten g,, g₂, ... g_v innerhalb des Entzerrers EQ1 bewirkt, und ein auf einer Verbindung 10 liegendes Steuersignal, das die Einstellung der_bereits_ beschriebenen Verstärkungskoeffizienten O₁, k₂, ... k₃ innerhalb des Entzerrers EQ 1 bewirkt. An der mit einem Leiter 16 verbundenen Ausgangsklemme des Entzerrers EQl tritt das entzerrte Signal /(i—yV+1) auf, an einer über eine Verbindung 11 mit dem Schaltungspaar Ll, S2 verbundenen Ausgangsklemme von EQl treten die Signale /(i), /(f — 1), ... I(i - Λ' + 1) auf und an einer weiteren, mit einem Leiter 15 verbundenen Ausgangsklemme von EQl tritt das Erneuerungssignal z/i) auf, das über das Schaltungspaar/.1. SI und einen Leiter 4 einem üblichen Schieberegister/?! eingespeist wird, wo es gespeichert wird und ausgangsseitig auf einer Verbindung 14 zur Verfügung steht.

Der Entzerrer EQ2 empfängt cingangsseitig folgende Signale: das Signal

Mi)

das von der Abtastschaltung Cl über die Verbindung 8 kommt; und über die Verbindungen 9 und 10 die gleichen parallel auch vom fvntzcrrcr EQl empfangenen Signale. Die Ausgangsklcmmc von EQl ist über eine Verbindung 24 mit dem Schaltungspaar /.3. S3 verbunden, dessen Funktionen bereits dargestellt wurden. Das Signal auf der Verbindung 24 entspricht dem Diffcrcntialquoticntcn des entzerrten Signals

tit

für die Abtastzeit dargestellt.
Vier Multiplizierer Λ-/1, Af 2, Λί3 und Λ/4 von be-

2i kanntcr Bauart haben die im folgenden beschriebenen Funktionen:

Der Multiplizierer M1 erzeugt das Produkt des ausgangsseitig vom Schaltungspaar Ll. Sl ausgehenden und über eine Verbindung 20 empfangenen

jo Signals mit einem über eine Verbindung 13 empfangenen Signal, das später beschrieben wird. Ausgangsseitig gibt der Multiplizierer M1 auf dem Leiter 2 das bereits beschriebene Signal !j(/'+ 1) ab. das im folgenden Zeitintervall als Steuersignal für den Dc-

J5 modulator DM wirkt.

Der Multiplizierer Ml erzeugt das Produkt des ausgangsseitig vom Schaltungspaar L3, S3 abgegebenen und über eine Verbindung 12 zugeführten Signals mit dem Signal auf der Verbindung 13, das auch zum Multiplizierer Ml gesandt wird. Ausgangsseitig gibt der Multiplizierer Ml auf den Leiter 6 das Signal f(i + 1) für die Zeitsteuerung der Abtastschaltungen Cl, C2 ab.

Der Multiplizierer M3 multipliziert das auf der

■45 Verbindung 13 liegende und an einem seiner Eingänge empfangene Signal mit dem Erneuerungssignal z/i), das vom Schieberegister R1 über die Verbindung 14 empfangen wird, und gibt ausgangsseitig an die Entzerrer EQl und EQ2 über die Verbindung 10

so das bereits beschriebene Steuersignal ab.

Der Multiplexierer M4 wird später beschrieben. Das vom Entzerrer EQl über den Leiter 16 kommende Signal /(/ — N + 1) wird von einem Digitalquantisierer Q von üblicher Bauart empfangen, der

am Ausgangsleiter 17 (Fig. 1, 2) ein quantisiertes Signal /(i - N + 1) abgibt, dessen Digitalwert den entsprechenden übertragenen Pegel angibt. Dieses Signal wird auch einem Ein-Weg-Zwei-Stellungs-Schalter SS der gleichen Bauweise wie die Schalter Sl S2, S3 und S4 eingespeist, der während der Einstellphase vom Steuersignal TK auf seinen mit dem örtlichen Generator GE verbundenen Eingang I und während der Betriebsphase auf seinen mit dem von Q kommenden Leiter 17 verbundenen Eingang II gestellt wird. Das vom Schalter S5 ausgehende Signal wird über einen Leiter 18 einem üblichen Schieberegister R 2 eingespeist, das dieses Signal zeitweise speichert und es an seinem mit einer Verbindung 19

verbundenen Ausgang zugänglich macht. An die Verbindung 19 schließt sich ein gemäß Fig. 2 geschalteter üblicher digitaler Addierer 11 an, der die Differenz zwischen ilen auf der Verbindung 19 liegenden Signalen / vom Register Rl und den auf der Ver- ί bindung 20 liegenden Signalen / vom Entzerrer EQl, das über die Verbindung 11 und das Schaltungspaar Ll, Sl eintrifP., erzeugt und ausgangsseitig über die Verbindung 13 an die Multiplizierer A/1, Λ/2 und Λ/3 das Fehlersignal i'„(/) liefert, das sich auf die Glei- κι chungen (4), (5) und (6) bezieht.

Der Multiplizierer A/4 empfängl über die Verbindung 19, die mit einem seiner Eingänge verbunden ist. die vom Register Rl ausgehenden Signale / und über die Verbindung 9, die mil seinem anderen Ein- ι · gang verbunden ist, die bereits beschriebenen, Parameter darstellenden Kanalkoeffizienten (;'(/): er erzeugt das Produkt dieser Signale mil diesen Koeffizienten und gibt ausgangsseilig auf einer Verbindung 21 ein Signal'ab, das dem Subtrahenten der Gleichung (7) .'< > entspricht.

Dieses vom Multiplizierer A/4 über die Verbindung

21 abgegebene Signal wird gemäß Fig. 2 an den einen Eingang eines Digilaladdierers 12 von an sich bekannter Art angelegt, der an seinem anderen Ein- _>ί gang das von der Verbindung 7 abgenommene und über das Schaltungspaar LA, SA und eine Verbindung

22 zugerührte Signal :(i) empfängt. 12 stellt die Diflerenz zwischen diesen Signalen entsprechend den in der Zeichnung dargestellten Vorzeichen her und erzeugt so ausgangsseitig auf einer Verbindung 23 ein dem Fehlersignal e'(i) entsprechendes Signal gemäß Gleichung (7).

Dieses Fehlersignal e'(i) wird über die Verbindung 23 an den ersten Eingang eines üblichen Mulliplizierers r> Α/Λ/ geleitet, dessen zweiter Eingang mit der Verbindung 19 verbunden ist und das Signal / empfängt und der ausgangsseitig auf der Verbinduni; 9 an die Schaltungen EQl, EQ2 und A/4 die Signale GU H I) gemäß Gleichung (4) abgibt. -to

Es wird nun der Betrieb des Empfängers unter dem Gesichtspunkt der Verarbeitungsoperation eines am Leiter I emplangenen ursprünglichen Signals beschrieben, das vom Empfänger verarbeitet und auf dem Leiter 17 an den Teilnehmer abgegeben wird. ■»>

Bekanntlich muß der Empfänger, bevor er für den Empfang der tatsächlichen Information in der Lage ist, eine Einstellphase, die auch als Lern- oder Erfassungsphase (»training phase«) bezeichnet wird, durchlaufen, in der er die Parameter f, <j. k, G an die >o Verzerrungs- und Rauschcharakteristiken des Kanals und an das übertragene Signal anpaßt. In dieser Einstellphase werden die Fchlersignale ?„(/), e'{i) auf der Basis eines örtlich erhältlichen Signals, das vom Generator GE erzeugt wird, aufgestellt. Die Schalter « Sl, S2, S3, S4, S5 sind vom Steuersignal TK auf ihre erste Stellung gestellt, die keine Verzögerung bewirkt. Wie gesagt, werden in der folgenden Nachlauf- oder Betriebsphase (»tracking phase«) die Schalter vom Steuersignal TK in die zweite Stellung gestellt, die eine Verzögerung bewirkt, und der örtliche Generator GE bleibt abgetrennt.

Da der Betrieb der verbleibenden Schaltungsblöcke des Empfängers unabhängig davon ist, in welcher der beiden Phasen er betrieben wird, gilt die folgende Be-Schreibung für die beiden Operationsphasen.

Das am Leiter 1 liegende empfangene Signal wird vom Demodulator DM, der vom am Leiter 2 eintreffenden Signal (/(/) gesteuert wird, phasendemoduliert. Anschließend wird das so erhaltene Grundbandsignal in der Abtastschaltung Cl abgetastet und wird außerdem zur Ableitschaltung DR geleilet, die seine Ableitung herstellt. Das abgeleitete Signal wird dann in der Abtastschaltung Cl abgetastet. Die vom am Leiter 6 liegenden Signal ?(/) zeitlich gesteuerten Abtastzeilpunkte werden durch die Beziehung angegeben: T= /T I- ?(/), wobei IT die Ubertragungsgeschwindigkeit ist.

Zur einfacheren Beschreibung seien im Schaltplan nach F i g. 2 ein Ilaupipfad, nämlich der Pfad des empfangenen Signals, und vier seillich an diesen Pfad anschließende Rückkopplungsschleifen betrachtet.

Der Hauptpfad besteht aus dem Leiter I, dem Demodulator DM, der Verbindung 3, der Abtastschaltung Cl, der Verbindung 7, dem Entzerrer EQ\, dem Leiter 16. dem üuantisierer O und schließlich dem Leiter 17. Im einzelnen wird das am Leiter 1 eintreffende Signal in DM demoduliert, in Cl abgetastet und so dem Entzerrer EQX als abgetastetes Grundband-Signal :[i) angeboten. Das entzerrte Signal /(/'— /Vf l)aufdem Leiter 16 ausgangsseitig von EQl wird anschließend in Q quantisiert und am Ausgang des Hmplängers am Leiter 17 als quantisiertes Signal /(i - /V + I) abgegeben.

Jede der vier Rückkopplungsschleifen verwirklicht eine der Gleichungen (3), (4), (5) und (6).

Die die Gleichung (J) darstellende Rückkopplungsschleife, die zur Zeit ί + lan die Entzerrer EQl, EQl die Kanalkoeffizienten G(/+l) liefert, besteht aus dem Addierer 11, den Multipliziererii A/4, A/A/ und dem Schaltungspaar L4, S4. Ober diese Schleife wird ein das Signal :{i) vorhersehendes Signal im Multiplizierer A/4 auf der Basis der Kanalkoeffizienten G{i) und der Zeichen des Signals J{i) auf der Verbindung 19, die zuvor erkannt worden sind oder vom Generator GE gesendet werden, aufgebaut. Dieses vorhergesehene Signal wird zum Addierer 11 geleitet, der parallel von der Verbindung 7.2 das am Ausgang der Abtastschaltung Cl abgenommene abgetastete signal emplangt. das möglicherweise, nämlich wenn gerade die Betriebsphase läuft, verzögert ist. Am Ausgang des Addierers 11 ist dann das Fehlcrsignal e'[i) vorhanden. Der Multiplizierer Α/Λ/ erzeugt gemäß Gleichung (3) das Produkt des Fehlersignals e'(i) und der Zeichen des Signals \(i). die mit den Zeichen des Signals / während der Einstellphase und den Zeichen des Signals / während der Betriebsphase zusammenfallen, und beachtet die Hinzufügung G(i), die den Wert des vorher in Λ/Λ/ erzeugten und dort gespeicherten Produkts darstellt. Am Ausgang des Multiplizierers Λ/Λ/ liegen deshalb die fortgeschriebenen Kanalkoeffizienten G(/+ l).Siewerden an die Entzerrer EQl, EQ 2 und an den Multiplizierer /V/4 angelegt.

Die die Gleichung (4) darstellende Riickkopplungsschleife. die die fortgeschriebenen Verstärkungskoeffizienten Äj(i + 1) an die Entzerrer EQl, EQ2 liefern soll, besteht aus dem Schaltungspaar Sl, Ll, dem Register Rl und dem Multiplizierer Λ/3. Durch diese Schleife werden im einzelnen die Verstärkungskoeffizienten iij(i + 1) dadurch aufgebaut, daß im Λ/3 das Produkt zwischen dem Fehlersignal e_m(i), das auf der Verbindung 13 liegt, und dem von R i kommenden Erneuerungssignal ?v _„,.,(/), das auf der Verbindung 14 liegt, hergestellt wird und die Hinzu-

fiigung A₁O) beachtet wird, nämlich der Wert des zuvor im Multiplizierer Λ/3 erzeugten und gespeicherten Produkts.

Die die Gleichung (5) darstellende Rückkopplungsschlcife, die an den Demodulator DM zur Zdt i + I das Signal ν (/ I-I) liefern soll, das die neue Demodulationsphuse des ankommenden Analogsignals festlegt, besteht aus dem Multiplizierer Λ/1, der das Produki zwischen dem Fchlersignal e„(i) auf der Verbindung 13 und dem entsprechenden ausgewerteten Zeichen £·„(/) auf der Verbindung 20 herstellt und die Hinzufügung 7(1) berücksichtigt, die den Wert des früher im Multiplizierer Λ/1 erzeugten und gespeicherten Produkts hat.

Die die Gleichung (6) darstellende Rückkopplungs-

schleife, die für die Abtastschaltungen Cl und C2 das Signal r(< -I- I). das die Abtastzeit des demodulicrten analogen Signals festlegt, fortschicibcn soll, wird durch den Multiplizierer Λ/2 gebildet, der das Produkt zwischen dem Fehlersignal t'„(/)aiif der Verbindung 13 und dem abgeleiteten Wert

des entsprechenden ausgeweiteten Zeichens .Y_n(Z) aul der Verbindung 12 ausgangsseitig vom Schalter S3 bildet, wobei die I linzufügung r(i). die den Wert 'les zuvor im Multiplizierer Λ/2 erzeugten und gespeicherten Produkts darstellt, berücksichtigt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum emplangerseitigert adaptiven Verarbeiten digitaler Datensignale, bei dem der Synchronismus des Trägers und der Zeichenperiode ausschließlich aus dem empfangenen Datenfluß erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wiederherstellung des Synchronismus durch parallele Verarbeitung einer großen Gruppe aufeinanderfolgender Zeichen, die in rekursiven digitalen Entzerrern (EQl, EQ2) entzerrt worden sind, durchfuhrt, indem man zur Verarbeitung eine Hauptkette aufeinanderfolgender Operationen des Demodulierens, Abtastens, Entzerrens und Quantisierens der empfangenen digitalen Signale durchführt und diese Hauptkette von Operationen vierfach rückkoppelt zum Erhalten eines ersten Steuersignals [ 7(1)] zur Bestimmung der Phase der Demodulier-Operation und eines zweiten Steuersignals [r(0] zum Bestimmen der Abtastzeit bei der Abtastoperation, und zum Erhalten einer Mehrzahl von Kanalkoeffizienten [G(O] und einer Mehrzahl vonj'ortgeschriebenen Verstärkungskoeffizienten [fc,-(0], die für die Entzerrungsoperationen notwendig sind, wobei man das erste und das zweite Steuersignal und die Verstärkungskoeffizienten durch Rückkoppeln eines ersten Signals [e„(0] erhält, das man seinerseits durch algebraische Addition jo der Gruppe der entzerrten Zeichen mit einem nach der Quantisierungsoperation erhaltenen Zeichen mit einem nach der Quantüifirungsoperation erhaltenen Zeichen erhält, und man die Kanalkoeffizienten durch gegenseitig Beeinflussung des ersten Rückkopplungssignals und eines Signals [z(0] erhält, das man aus der Hauptkette nach den Abtastoperationen erhält.

2. Synchroner adaptiver Digitalempfdnger zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hauptpfad zur Durchführung der Hauptkette von Operationen folgende Teile umfaßt:

- einen Demodulator (DM) für die kohärente Demodulation der empfangenen Signale, mit einer vom ersten Steuersignal [7 (O] gesteuerten Phase;

— eine erste Abtastschaltung (Cl) zum Abtasten der vom Demodulator (DM) demodulierten Signale zu vom zweiten Steuersignal (r(i)] fest- w gelegten Zeiten;

— einen ersten Entzerrer (EQ\) für die Entzerrung der von der ersten Abtastschaltung (Cl) abgetasteten Signale [z(i)l auf der Grundlage der Kanalkoeffizienten [G(Z)] und der fortge- μ schriebenen Verstärkungskoeffizienten [£//)], der ausgangsseitig auch ein Erneuerungssignal [Zy(O] und die Gruppe der entzerrten Zeichen [/(/),...] abgibt;

— einen digitalen Quantisiercr (Q) zum Umformen < >o des vom_ ersten Entzerrer (EQl) entzerrten Signals [/(/—N + 1)] in ein quantisiertes Signal [/(/— /V+I)], das als Rückkopplungssignal und als Ausgangssignal des Empfängers dient.

3. Empfänger nach Anspruch 2, dadurch ge- ^ kennzeichnet, daß das erste Steuersignal [v(i')¹, von einem ersten aufaddierenden Multiplizierer (,VH) erzeugt wird, der das Ergebnis der vorhergehenden Multiplikationen gespeichert enthält und mit dem Ergebnis der laufenden Multiplikation addiert und der das Produkt zwischen dem ersten Rückkopplungssignal [e„(0] und der Gruppe entzerrter Zeichen [/(0,-. -] herstellt.

4. Empfänger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltungskette zur Erzeugung des zweiten Steuersignals [τ(0] folgende Einzelschaltungen umfaßt:

— eine Ableitschaltung (DR), die den für die Abtastzeit erzeugten Diflerentialquotienten des vom Demodulator (DM) ausgehenden demodulierten Signals erzeugt;

— eine zweite Abtastschaltung (C2), die die von der Ableitschaltung (DR) differenzierten Signale abtastet;

— einen zweiten Entzerrer (EQ2), der die von der zweiten Abtastschaltung (Cl) abgetasteten Signale

auf der Grundlage der Kanalkoeffizienten [G(O] und der fortgeschriebenen Verstärkungskoeffizienten [fcj(0] entzerrt;

— einen zweites aufaddierenden Multiplizierer (M2), der das Ergebnis der vorhergehenden Multiplikationen gespeichert enthält und mit dem Ergebnis der laufenden Multiplikation addiert und der durch Herstellung des Produkts des ersten Rückkopplungssignals [e„(0] mit den entzerrten, vom zweiten Entzerrer (EQ2) ausgehenden Signal das zweite Steuersignal [KO] herstellt.

5. Empfänger nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der fortgeschriebenen Verstärkungskoeffizienten [£y(0] ein dritter aufaddierender Multiplizierer (M3), der das Ergebnis der vorhergehenden Multiplikationen gespeichert enthält und mit dem Ergebnis der laufenden Multiplikation addiert, das Produkt des Rückkopplungssignals [e„(0] mit dem Erneuerungssignal [Zy(O]. das vom ersten Entzerrer (EQi) erhalten wird, herstellt.

6. Empfänger nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltungskette zur Erzeugung der Kanalkoeffizienten [G(O] folgende Einzelschaltungen umfaßt:

— einen vierten aufaddierenden Multiplizierer (M4), der das Ergebnis der vorhergehenden Multiplikationen gespeichert enthält und mit dem Ergebnis der laufenden Multiplikation addiert und der das Produkt der zuvor verarbeiteten Kanalkoeffizientcn [G(O] mit dem quantisicrtcn Signal [/(/)] erzeugt;

— einen zweiten Addierer (i'2), der das vo m vierten aufaddierenden Multiplizierer(M4)ausgehende Signal mit dem von der ersten Abtastschaltung (Cl) getasteten Signal algebraisch addiert;

— einen Multiplizierer (AfM) der das Produkt des quantisicrten Signals (/(O] mit dem vom zweiten Addierer (Σ2) erzeugten Signal herstellt.

7. Empfänger nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der in der Betriebsphasc von den Entzerrern (EQl, EQ2) bewirkten Signalverzögerung in die Strecken

tier Urzeugung ties ersten Steuersignals [i/OT] und den zweiten Steuersignals [id)], der Verstärkungslcoeflizienten [Ηίϊ] und der Kanalkoeffizienten [G(i)] vier Verzögerungsstrecken (Ll, L2, L3, L4) von vier Schaltern (Sl, S2, S3, S4) automatisch einbeziehbar sind.