DE2738279A1

DE2738279A1 - Verfahren zum ableiten eines empfangstaktes

Info

Publication number: DE2738279A1
Application number: DE19772738279
Authority: DE
Inventors: Hagen Ing Grad Hofmeister
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1977-08-25
Filing date: 1977-08-25
Publication date: 1979-03-01
Also published as: DE2738279C3; FR2401566B1; DE2738279B2; US4249252A; GB2004719A; FR2401566A1; GB2004719B

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH NE2-BK, Mo/be

BK 76/51

Verfahren zum Ableiten eines Empfangstaktes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ableiten eines Empfangstaktes in Empfängern für modulierte Datensignale, bei dem mit Hilfe eines empfangsseitigen Trägers und eines um 90 verschobenen Trägers demoduliert wird.

Ein empfangsseitiger Takt kann mit verschiedenen Verfahren erzeugt werden. Beispielsweise können mit einem aus dem Empfangssignal gewonnenen Kriterium Resonatoren erregt oder Regelschleifen korrigiert werden. Ein Verfahren zur Schrittsynchronisation mit steuerbaren Teilerketten ist aus der DT-PS 12 87 609 bekannt. Die dort beschriebene Phasenregelschleife ist zwar vorteilhaft bei kurzzeitigem Ausfall der Taktinformntion, da der Takt mit hoher Genauigkeit weiterlauft, wenn Quarzoszillatoren verwendet werden; aber Phasenregelschleifcn und auch Resonatoren benötigen zu ihrer Stouerung ein Kriterium, das die Sollphasenlage des Schrittaktes anzeigt.

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Aus, "The Bell System", Techn. Journal, Vol. 5k, Nr. 3, March 1975, S. 569-593i "Timing recovery and scramblers in Data Transmission" by R.D. Gitlin and J. F. Hayes, ist ein Verfahren bekannt, das den Empfangstakt aus der Umhüllenden des Empfangssignal ableitet. Dieses Verfahren ist aber sehr aufwendig, da es zusätzliche Filter benötigt, außerdem muß bei nahezu gleicher Träger- und Taktfrequenz die Schwebungsfrequenz zur Gewinnung der Hüllkurve umgesetzt werden. Hinzu kommt eine starke Empfindlichkeit des Verfahrens gegen Störgeräusche und Verzerrungen.

Ein aus "Nachrichtentechnische Fachberichte", Band 37, 1969, Datenübertragung, VDE Verlag Berlin, S. 271-279,"Ein Vierphaaenmodem für 2400 bit/sec" von J. Haas, bekanntes Verfahren leitet-den Takt direkt aus den demodulierten Signalen ab. Dieses Verfahren ist problemlos nur bei differenzkohärenter Demodulation anwendbar. Wird mit Hilfe eines wiedergewonnenen Trägers kohärent demoduliert, so können sich Abhängigkeiten der Regelkreise vom Takt und Träger ergeben, die zu verlangsamter Einstellgeschwindigkeit führen.

Die zu der Erfindung führende Aufgabe war ββ, ein Verfahren zur Ableitung eines Regelkriteriums anzugeben, das zur sicheren Erkennung und Regelung des Taktes dient und mit geringem Aufwand zu verwirklichen ist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt, wie im Anspruch 1 beschrie-

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ben. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind folgende: Es werden keine zusätzlichen Filter benötigt, da die Filter des Empfangspfades mitbenutzt werden; das Taktkriterium erfährt exakt dieselbe Verzögerung durch die Schaltung wie das eigentliche Datensignal; die Ableitung des Empfangstaktes ist von der Phasenlage und der Frequenz des Demodulationsträgers unabhängig.

Im folgenden sei anhand eines Ausführungsbeispieles die Erfindung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines Empfängers,

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild einer Ausführung der Taktsteuerung,

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild einer zweiten Ausführung der Taktsteuerung,

Fig. k zeigt das Blockschaltbild einer zweiten Ausführung eines Empfängers,

Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild einer dritten Ausführung der Taktsteuerung.

Der in Figur 1 dargestellte Empfänger benutzt das erfindungsgemäße Verfahren. Die von der Leitung kommenden phasenmodulierten Signale werden über einen Bandpaß (l) und einen Regelver-

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verstärker (2) den Multiplizierern (3) zugeführt. Den anderen Eingängen der Multiplizierer v»ird der zurückgewonnene Träger in der Form sign sin ut und sign cos ut zugeführt. Nach der Aussiebung der unerwünschten Modulationsanteile und nach Impulsformung durch die Tiefpässe (k) werden die kartesiechen Koordinaten der Phasenebene darstellenden Spannungswerte dem Decodierer (7) zugeführt. Diese x- und y-Werte werden auch der Taktrückgewinnungsschaltung (6) zugeführt.

In Figur 2 ist eine solche Taktrückgewinnungsschaltung dargestellt. Die x- und y-Werte der beiden Kanäle werden in den Multiplizierern (8) und (9) quadriert und im Summierer (lO) addiert. Nach Bildung der ersten Ableitung im Differenzierglied (ll) wird das Signal im Begrenzer (13) begrenzt und anschließend im Differenzierglied (lk) differenziert. Der Schwellwertschalter (12) zeigt an, wann das vom Summierer (lO) abgegebene Signal einen bestimmten Wert unterschreitet. Die UND-Schaltung (15) gibt ein Vergleichssignal an die Regelstrekke (l6) dann ab, wenn aus dem Differenzierglied (lA) ein positiver Impuls kommt und der Schwellwertschalter (12) gleichzeitig das Unterschreiten einer gewiesen Größe anzeigt.

In der Figur 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Taktrückgewinnungsschaltung dargestellt. Hier werden die beiden Kanäle von einem Multiplexschalter (l8) in schneller Folge abgetastet. Nach der Quadrierung des Multiplexsignale im Multiplizierer (19) wird das Ausgangssignal des Multiplizierers (19)

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zu dem um die Schaltzeit T verzögerten Signal im Summierer (21) addiert. Die zu bestimmten Zeiten anstehende Summe wird im Summierer (23) zu dem um 2T verzögerten Summensignal addiert und einem Begrenzer (2k) und Differenzierglied (25) zugeführt. Nach der UND-Verknüpfung mit dem begrenzten Signal aus dem Schwellwertschalter (26) wird eine Vergleichsflanke an die Regelstrecke abgegeben. Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Empfängers wird nach der Demodulation ein Analog/Digital-Wandler (28) und ein digitaler adaptiver Entzerrer (29) eingefügt. Die dazu mögliche Ausführung einer Taktrückgewinnungsschaltung (30) zeigt Figur 5·

In Figur 5 wird am Eingang ein in schneller Folge wechselweise abgetastetes und digitalisiertes Signal χ bzw. y jeweils als Adresse an einen Speicher (ROM) angelegt. Dieser Speicher (ROM) enthält eine Liste der Quadrate der Abtastwerte. Die weitere Ausführung entspricht dem Beispiel in Figur 3· jedoch mit digitalen Mitteln.

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Claims

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH NE2-BK, Mo/be

BK 76/51

Verfahren zum Ableiten eines Empfangstaktes

Patentansprüche

/IJ Verfahren zum Ableiten eines Empfangstaktee in Empfängern für modulierte Datensignale, bei dem mit Hilfe eines empfangsseitigen Trägers und eines um 90° verschobenen Trägers demoduliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Quadrate der beiden Demodulationsprodukte gebildet wird, und daß aus der zeitlichen Veränderung dieser Summe charakteristische Werte zur Festlegung des Einstellkriteriums für einen Empfangstaktgeber dienen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Minima oder Maxima der Summe der Quadrate der Demodulationsprodukte ein Einstellkriterium bilden.

3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß

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als zusätzliches Kriterium die Minima/Maxima der Summe der Quadrate der Demodulationsprodukte eine bestimmte Größe unterschreiten/überschreiten müssen.

k. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Minima/Maxima der Summe der Quadrate der Demodulationsprodukte durch Vergleich des Summensignals mit demselben geringfügig verzögerten Summensignal festgestellt werden.

5· Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Demodulationsprodukte in schneller Folge abgetastet werden,und daß beide Kanäle im Zeitmultiplex verarbeitet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Quadrate der beiden Demodulationsprodukte erst nach einer Analog/Digital-Wandlung gebildet werden,

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Quadrate der beiden Demodulationsprodukte liatenmäßig in einem Speicher (ROM) gespeichert werden.

8. Anordnung zur Verwirklichung des Verfahrene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Demodulationsprodukte jeweils MuI tifiizierern (8, 9) zugeführt werden, die Je-

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wells die 2. Potenz der Deraodulationsprodukte bilden, daß die beiden Ausgänge der Multiplizierer (8, 9) mit den Eingängen eines Summierers (lO) verbunden sind, daß der Ausgang des Summierers (lO) mit dem Eingang eines Differenziergliedes (ll) und mit dem Eingang eines Schwellwertschalters (12) verbunden ist, daß der Ausgang des Differenziergliedes (ll) mit dem Eingang eines Begrenzers (13) verbunden ist, daß der Ausgang des Begrenzers (13) mit dem Eingang eines Differenziergliedes (.Ik) verbunden ist, daß der Ausgang des Differenziergliedes (lk) mit dem dynamischen Eingang einer UND-Schaltung (15) verbunden ist, daß der Ausgang des Schwellwertschalters (12) mit dem statischen Eingang der UND-Schaltung (15) verbunden ist, daß der Ausgang der UND-Schaltung (15) mit dem ersten Eingang einer Regelstrecke (l6) verbunden ist, daß am zweiten Eingang der Regelstrecke (l6) ein Quarzoszillator (17) angeschlossen ist, und daß der Ausgang der Regelstrecke (l6) den Takt für die Empfängerschaltung abgibt (Fig. 2).

9· Anordnung zur Verwirklichung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Demodulationskanäle von einem MuItipiexsehalter (l8) abgetastet werden, daß der Ausgang des Multiplexschalters (l8) mit den beiden Eingängen eines Multipliziererβ (19) verbunden ist, daß der Ausgang des Multiplizierers (19) mit dem Eingang eines Verzögerungsgliedes (20) und mit einem Eingang eines Summierers (21) verbunden ist, daß der Ausgang des Verzögerungegliedes (20) mit dem anderen Eingang des Summierers (21) verbunden ist,

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daß der Ausgang des Summierers (2l) mit dem Eingang eines Verzögerungsgliedes (22), eines Summierers (23) und eines Schwellwertschalters (26) verbunden ist, daß der Ausgang des Verzögerungsgliedes (22) mit dem anderen Eingang des Summierers (22) verbunden ist, daß der Ausgang des Summierers (23) mit dem Eingang eines Begrenzers (2*0 verbunden ist, daß der Ausgang des Begrenzers (2k) mit dem Eingang eines Differenziergliedes (25) verbunden ist, daß der Ausgang des Differenziergliedes (25) mit dem dynamischen Eingang einer UND-Schaltung (27) verbunden ist, daß der Ausgang des Schwellwertschalters (26) mit dem statischen Eingang der UND-Schaltung (27) verbunden ist, daß der Ausgang der UND-Schaltung (27) mit dem einen Eingang einer Regelstrecke (28) verbunden ist, daß an dem anderen Eingang der Regelstrecke (28) ein Oszillator (29) angeschlossen ist, und daß der Ausgang der Regelstrecke (28) den Takt für die Empfängerschaltung abgibt (Figur 3)·

10. Anordnung zur Verwirklichung des Verfahrens nach Anspruch 7· dadurch gekennzeichnet, daß die abgetasteten Demodulationswerte digitalisiert einem Speicher (ROM) zugeführt sind, daß der Ausgang des Speichers mit dem Eingang eines Verzögerungsgliedes (31) und eines Summierers (32) verbunden ist, daß der Ausgang des Verzögerungsgliedes (31) mit dem anderen Eingang des Summierers (32) verbunden ist, daß der Ausgang des Summierers (32) mit dem Eingang eines Verzögerungsgliedes (33)'eines Vergleichers (Jk) und eines Schwellwertschal-

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ters (36) verbunden ist, daß der Ausgang des Verzögerungsgliedes (33) mit dem anderen Eingang des Vergleichers (3Ό verbunden ist, daß der Ausgang des Vergleichers (3'*) mit dem Eingang eines Differenziergliedes (35) verbunden ist, daß der Ausgang des Differenziergliedes (35) mit einem Eingang einer UND-Schaltung (37) verbunden ist, daß der Ausgang des Schwellvrerrschalters (36) mit dem anderen Eingang der UND-Schaltung (37) verbunden ist, daß der Ausgang der UND-Schaltung (37) mit einem Eingang einer Regelstrecke (38) verbunden ist, daß an den anderen Eingang der Regelstrecke (38) ein Oszillator (39) angeschlossen ist, und daß der Ausgang der Regelstrecke (38) den Takt für die Empfängerschaltung abgibt (Figur k und Figur 5).

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