DE2819881C2

DE2819881C2 - Vorrichtung zum Abschätzen der Fehlerrate bei Binärelementen einer numerischen Schaltung

Info

Publication number: DE2819881C2
Application number: DE2819881A
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Raymond Paris Poitevin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-06
Filing date: 1978-05-05
Publication date: 1986-11-27
Also published as: IT7883369A0; FR2390052A1; FR2390052B1; JPS615304B2; DE2819881A1; US4200838A; JPS53138608A; GB1603041A; IT1104973B

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abschätzen der Fehlerrate bei Binärelementen, die nach einer Mehrstufenmodulation über eine numerische Eingangsschaltung anliegen, gemäß Oberbegriff von Anspruch 1. Die Schätzung erfolgt während des Normalbetriebes der Schaltung.

Seit langem begnügt man sich bei der Bewertung der Güte einer Leitungsverbindung damit, daß man über die Leitungsverbindung Binärelementgruppen von bekannter Art und Weise leitet, was jedoch als Nachteil eine Betriebsunterbrechung mit sich bringt, um die Gruppen zu übertragen. Auch hai man die Redundanz von im Normalbetrieb übertragenen Binärelementblöcken ausgenutzt. Wenn jedoch die Fchlerrate der Binärelerr.ente (TEEB) klein ist, wird die Messung langsam, und man erhält nur nach einer langen Zeit ein mittelmäßiges Ergebnis, während der sich kurze Schwankungen bilden können.

In der Praxis ist es wichtig, die Güte einer numerischen Schaltungsverbindung sozusagen augenblicklich erfassen zu können. Zur Verwirklichung dieses Ziels wurden vielfach Anstrengungen unternommen, die beispielsweise in dem wissenschaftlichen Artikel in der amerikanischen Zeitschrift "IEEE Transactions on Communication Technology", Bd. COM-16, Nr. 3, Juni 1968, beschrieben sind, der von D. J. Gooding verfaßt ist und den Titel "Performance Monitor Techniques for Digital Receivers Based on Extrapolation of Error Rate" trägt Ein weiterer wissenschaftlicher Artikel ist in der amerikanischen Zeitschrift "IEEE Transactions on

ίο Communications", Bd.COM-23, Nr. 5, Mai 1975, erschienen, der von B. J. Leon et al. verfaßt ist und den Titel "A Bit Error Rate Monitor for Digital PSK Links" trägt Bei der ersten Veröffentlichung wird eine Extrapolationstechnik abgehandelt wobei der Begriff "Pseudofehler" verwendet wird. In dem zweiten Artikel sind theoretische Erwägungen hinsichtlich der Extrapolationstechnik dargelegt

In der französischen Patentanmeldung 76 08 288 vom 17. März 1976 mit der Bezeichnung "Dispositifs des mesure du taux d'erreur sur les eloments binaires d'une liaison num6rique" sind Vorrichtungen beschrieben, die zwei Demodulatoren aufweisen, deren Eingänge parallel zu dem eintrittsseitigen Ende der numerischen Eingangsschaltung geschaltet sind. Die beiden Demodulatoren weisen einen identischen Aufbau auf, während einer der beiden Demodulatoren korrekt geregelt wird, wird der andere derart gestört, daß man Pseudofehler erhält Dit Ausgänge der beiden Demodulatoren sind mit den Eingängen eines Binäraddierers gekoppelt, dessen Ausgang mit einem Zähler gekoppelt ist, der den ermittelten Meßwert bzw. Schätzwert anzeigt. Der zweite Demodulator kann gestört werden, indem man beispielsweise am Eingang einen nicht optimalen Filter vorsieht, so daß eine Verknüpfung mit einem Rauschen erfolgt, was auch mit Hilfe eines Störträgers ermöglicht wird, oder indem man den Takt oder die Regenerierungsschwellen verschiebt usw.

Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß bei den in der obengenannten französischen Patentanmeldung beschriebenen Vorrichtungen der Binäraddierer in Wirklichkeit einen Vergleich von Binärelement mit Binärelement vornimmt und die entsprechenden von dem ersten Demodulator oder dem Hauptdemodulator oder von dem zweiten Demodulator oder dem Hilfsdemodulator abgegebenen Signale verarbeitet werden.

Diese Vorrichtungen ermöglichen eine beträchtliche Verbesserung bei der Abschätzung der Fehlerrate bei Binärelementen, da eine Abschätzung durchführbar ist, ohne daß man den Betrieb der numerischen Eingangs-Schaltung unterbrechen oder stören muß. Wenn man jedoch Schaltungen betrachtet, die numerische Informationen in Mehrstufen-modulierter Form weiterleiten, wird der Hauptdemodulator kompliziert und teuer, und durch das zusätzliche Vorsehen eines Hilfsdemodulators mit demselben Aufbau wie der Hauptdemodulator ergeben sich nahezu unvertretbare Kosten für die Anlage-

Es wird daran erinnert, daß bei numerischen Ubertra-

gungssystemen mit Mehrstufenmodulation Systeme bekanntgeworden sind, die eine Weiterleitung einer numerischen Information gestatten, Hp-ren Werte sukzessiv jeweils einen Wert von den M möglichen Werten einnehmen können, indem jedem Wert ein Zustand oder eine Zustandsänderung zugeordnet wird, der von einer Amplitude und/oder Phase einer Trägerwelle dargestellt wird, die N verschiedene Zustände annehmen kann, wobei N selbstverständlich größer oder gleich M ist.

Insbesondere weiß man, wie man eine Binärinformation in zwei möglichen Zuständen überträgt, indem man aufeinanderfolgende Binärelemente in Gruppen zu π Bmärelementen unterteilt und indem man den Wert bzw. das repräsentierende Datenwort jeder Gruppe 2" möglichen Zuständen zuordnet, wobei ein Zustand oder eine Zustandsänderung der Trägerwelle vorgesehen ist, deren Amplitude und/oder Phase 2" verschiedene Zustände definieren können. Somit kennt man an sich übliche Systeme mit Phasensprüngen, die unter der Be- iu zeichnung 2-Phasen-Modulation oder MDP2 bekannt sind (was im Englischen dem 2PSK-System entspricht) sowie Systeme mit vier Zuständen oder MDP4 (oder 4PSK), mit acht Zuständen oder MDP8 (oder 8PSK) usw. oder auch Systeme mit Amplitudensprüngen mit 2, 4,8... Zuständen oder auch schließlich hybride Modulationssysteme mit Phasensprüngen und Amplitudensprüngen, wie z. B. das unter der Bezeichnung QAM bekannte Modulationssystem. Wenn bei diesen an sich üblichen Systemen mit Γ die Zeit eines Cinärelementes und mit π die Anzahl der Binärelemente in einer Gruppe bezeichnet ist, beläuft sich die Zeit für einen Modulationszustand auf nT.

Bei dem Mehrstufenmodulationssystem mit verschobenen Sprüngen, das in der französischen Patentanmeldung 77 11 008 vom 6. April 1977 beschrieben ist, ist eine Folge von Binärelementen vorgesehen, die einen Träger derart modulieren, daß jedes Binärelement entsprechend seinem Wert 1 oder 0 den durch die vorangehenden Binärelemente definierten Phasen- und Amplitudenzustand um den seinen Anteil bestimmenden Phasen- oder Amplitudensprung modifiziert oder nicht (oder umgekehrt). Dieser Anteil kann direkt oder gemäß einer Übergangskodierung definiert werden. Weiter ist in derselben Patentanmeldung der Fall einer gemischten Modulierung beschrieben, d. h. der Fall, der eine an sich übliche Modulation und eine Modulation mit verschobenen Sprüngen umfaßt, bei dem eine Gruppe in aufeinanderfolgende Untergruppen unterteilt wird, die einer Untergruppe zugeordneten Binärelemente auf an sich übliche Art und Weise moduliert werden, indem man ihre entsprechenden Anteile simultan anwendet, während jede Untergruppe zeitverschoben ihren Beitrag leistet. Aus verständlichen Gründen ist die Anzahl m der Binärelemente in einer Untergruppe wenigstens beim Großteil der Anwendungsfä'le ein Vielfaches der Anzahl η der Binärelemente der Gruppe, was zur Folge hat, daß die Untergruppen alle die gleiche Länge haben. Demzufolge hat man vorgeschlagen, ganz allgemein mit "Gruppe" entweder eine Gruppe bzw. ein Motiv einer an sich bekannten Mehrstufenmodulation oder eine Untergruppe einer Mehrstufenmodulation mit verschobenen Sprüngen zu bezeichnen. Hieraus ergibt sich, daß man nur Gruppen mit m Binärelementen betrachtet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abschätzen der Fehlerrate bereitzustellen, die wie die französische Patentanmeldung 76 08 288 einen Hauptdemodulator und einen Hilfsdemodulator aufweist, deren an den Ausgängen anliegende Signale verglichen werden, wobei jedoch der Hilfsdemodulator hinsichtlich seines Aufbaus im Vergleich zu dem Hauptdemodulator wesentlich vereinfacht ist. Hierdurch lassen sich die Kosten für die Anlagen bzw. Vorrichtungen, insbesondere bei numerischen Übertragungssystemen mit einer viele Stufen umfassenden Mehrstufenmodulation, beträchtlich senken.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei der Vorrichtung zum Abschätzen der Föhlerrate bei Binärelementen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit den Merkmalen seines Kennzeichens gelöst

Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung für eine Modulation mit Übergangskodierung ist in Anspruch 2 angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Vergleichsschaltung, die für die Vorrichtung nach Rg. 1 bestimmt ist,

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Hilfsdemodulators, der für die Vorrichtung in Fig. 1 bestimmt ist,

Fig. 4 ein Vektordiagramm in einer komplexen Ebene, das einen Ausnahmefall der Arbeitsweise wiedergibt, und

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer abgewandelten Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1.

Nach Fig. 1 ist das Ende einer numerischen Eingangsschaltung 1 mit dem Eingang eines Leistungsteilers 2, wie z. B. einer Koppelschleife mit 3 dB verbunden, dessen beide Ausgänge entsprechend mit dem Eingang 3 eines Hauptdemodulators 4 und mit dem Eingang S eines Hilfsdemodulators 6 verbunden sind. Die numerische Eingangsschaltung 1 überträgt eine numerische Information in mehrstufenmodulierter Form, die zuvor oben definiert worden ist, wobei jeder Modulationszustand einer Gruppe oder einer Untergruppe von m Binärelementen entspricht. Wenn mit Γ die Zeit für ein Binärelement bezeichnet ist, hat jede Modulation eine Dauer von mT.

Der Hauptdemodulator 4 wird von einem an sich üblichen Demodulator gebildet, der zur Demodulierung der numerischen Eingangsschaltung 1 bestimmt ist. Er wird korrekt geregelt und liefert über seinen Signalausgang 7 eine Folge von Binärelementen, die im Prinzip identisch mit den Binärelementen sind, die zur Modulierung der über die Eingangsschaltung 1 übertragenen Trägerwelle gedient haben, und das Signal wird zu einer an sich üblichen Arbeitsschaltung 8 weitergegeben. Andererseits gibt der Hauptdemodulator 4 ebenfalls, wie an sich üblich, über seinen Ausgang 9 ein Synchronisierungstaktsignal für die Binärelemente zur Schaltung 8 und an seinem Ausgang 10 ein Gruppensynchronisierungssignal ab, dessen Periode tatsächlich m-mal größer als die Periode des Signals am Ausgang 9 ist.

Der Hilfsdemodulator 6 wird von einer Schaltung gebildet, deren Aufgabe darin besteht, die an seinem Eingang 5 anliegenden Signale während der Zeitdauer einer Gruppe zu speichern und diese mit dem folgenden Signal zu vergleichen. Hierzu kann, wie in Fig. 1 beispielsweise gezeigt, der Hilfsdemodulator 6 einen Leistungsteiler 11 für die Division durch 2 aufweisen, dessen erster Ausgang mit einem Eingang einer Verzögerungsschaltung 12 verbunden ist, deren Verzögerung mTbeträgt, und dessen zweiter Ausgang mit dem ersten Eingang eines Komparators 13 verbunden ist. Der Ausgang der Verzögerungsschaltung 12 ist mit einem zweiten Eingang des Komparators 13 verbunden. Der Komparator 13 liefert ein logisches Signal 1, wenn die an den beiden Eingängen anliegenden Signale identisch sind, und anderenfalls ein logisches Signal 0. Der Komparator 13 wird mit Hilfe eines Signals gesteuert, das vom Ausgang 10 des Hauptdemodulators 4 abgenommen ist.

Die Vorrichtung weist ferner einen Komparator 14 auf, dessen Signaleingang mit dem Ausgang 7 von 4,

dessen Takteingang für die Binärelemente mit dem Ausgang 9 und dessen Takteingang für die Gruppe mit dem Ausgang 10 verbunden ist. Der !Comparator 14 verfolgt den Zweck, die von dem Hauptdemodulator 4 abgegebenen m Binärelemente einer Gruppe mit den m Binärelementen der folgenden Gruppe zu vergleichen. An seinem Ausgang 15 gibt der Komparator 14 ein logisches Signal 1 ab, wenn die m Binärelemente zweier aufeinanderfolgender Gruppen identisch sind, und anderenfalls ein logisches Signal 0.

Der Ausgang 15 des !Comparators 14 ist mit dem ersten Eingang eines Binäraddierers 16 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang 17 des Hilfsdemodulators 6 verbunden ist. Der Ausgang des Binäraddierers 16 ist mit dem Eingang eines Zählers 18 verbunden, der die Fehierrate anzeigt.

Im Gegensatz zu Vorrichtungen nach dem Stand der Technik, bei denen die Ausgänge des Hauptdemodulators und des Hilfsdemodulators in der Reihenfolge Binärelement auf Binärelement verglichen werden, werden bei der Vorrichtung nach der Erfindung die Ausgänge einerseits gruppenweise und andererseits die jeweiligen Modulationszustände verglichen, und somit erhält man jedesmal dann einen Impuls, wenn sich das Vergleichsergebnis der beiden Demodulatoren 4 und 6 unterscheidet, und dieser Impuls wird mit dem Zähler 18 gezählt.

Wenn man sich auf Fehlerraten der ersten Ordnung, d. h. auf Fehlerraten r, wie z. B. mr< 1 beschränkt, und bei der Zählung mit Hilfe des Zählers 18 aufeinanderfolgende identische Gruppen und die Gruppen mitwirken, die sich nur um ein Binärelement bei den m Binärelementen unterscheiden, istgerade dieses Element die Ursache für eine Fehlerentscheidungin einem der beiden Demodulatoren 4 und 6.

Bei der Fehlerrate erster Ordnung sind zwei Gruppen mit m Binärelementen für einen Demodulator als identisch zu betrachten, und sie unterscheiden sich beim anderen Demodulator durch die zwei folgenden Fälle:
1. Die beiden Gruppen sind effektiv identisch, während einer der beiden Demodulatoren für eines der m Binärelemente fehlerhaft ist. Die Wahrscheinlichkeit hierfür ist gleich der Wahrscheinlichkeit,

zwei identische Gruppen zu haben, die ist, multipliziert mit der Fehlerwahrscheinlichkeit bei 2m Binärelementen des einen oder anderen Demodulators, die mit 2m(rl + r2) anzunehmen ist. Somit ergibt sich insgesamt

wobei mit rl die tatsächliche Fehlerrate am Ausgang des Hauptdemodulators 4 und mit r2 die tatsächliche Fehlerrate am Ausgang des Hilfsdemodulators 6 bezeichnet ist.

2. Die beiden Gruppen unterscheiden sich durch ein Binärelement bei den m Elementen einer Gruppe, und einer der beiden Demodulatoren arbeitet gerade für dieses Element in einer der beiden aufeinanderfolgenden Gruppen fehlerhaft Die Wahrscheinlichkeit hierfür ist gleich der Wahrscheinlichkeit, zwei Gruppen zu haben, die sich nur durch ein

Element unterscheiden, die beträgt, multipliziert mit der Anzahl der Elemente einer Gruppe, die gleich m ist, und multipliziert mit der Fehler

wahrscheinlichkeit für ein Element einer der beiden Gruppen in einem der beiden Demodulatoren, die sich auf 2 (rl + r2) beläuft. Insgesamt ergibt sich

Bei der Verknüpfung der Gleichungen (I) und (2) erhält man die Zählfehlerwahrscheinlichkeit im Zähler 18 für die 2m Binärelemente der beiden Gruppen zu:

2m ,

oder für ein Binärelement beträgt die Schätzung der Fehlerraten der Binärelemente (TEEB als Abkürzung für "taux d'erreur sur les elements binaires"):

(rl + 7-2).

Wenn m bekannt ist, kann man, ausgehend von der Zählung des Zählers 18, r1 + r2 bestimmen.
Wenn man einen Vergleich von Binärelement mit Binärelement vornimmt, wie es in der französischen Patentanmeldung 76 08 288 beschrieben ist, erhält man direkt rl + r2. Es ergibt sich jedoch, daß die Vorrichtung nach der Erfindung nur diesen Wert mit dem Reduktionsfaktor rl dividiert durch 2^m-· wiedergibt. Wie in der wissenschaftlichen Veröffentlichung von B. J. Leon et aU die in der Beschreibungseinleitung genannt ist, dargelegt, ist es möglich, rl mit r2 zu verknüpfen, indem man den Hilfsdemodulator 6 entsprechend stört, und man weiß auch nach der zuvor genannten FR-Patentanmeldung, wie man einen Verstärkungseffekt bei den zu schätzenden Fehlerraten rl erhält, der wie oben eine Kompensierung des vorgenannten Reduktionsfaktors ermöglicht

Wie beim Vergleich der Gruppen aus m Binärelementen, die sukzessiv die Modulationszustände einnehmen, ermöglicht die Vorrichtung nach der Erfindung die Ausbildung eines Hilfsdemodulators mit sehr einfachem Aufbau, der im Vergleich zu den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik einen überzeugenden Vorteil mit sich bringt.

In Flg. 2 ist in einem Blockdiagramm eine Ausführungsform eines !Comparators 14 in Fig. 1 gezeigt. Er umfaßt einen Demultiplexer 19, der die Ausgänge 20.1 bis 2O.m der Binärelemente verteilt die an diesem, beginnend mit 7, in Serienschaltung anliegen. Wie an sich üblich, wird die Funktionsweise des Demultiplexers 19 durch über 9 anliegende Taktsignale der Binärelemente und über 10 anliegende Synchronisierungssignale für die Gruppe gesteuert Die Ausgänge 20.1 bis 2O./n— 1 des Demultiplexers 19 sind jeweils mit den Signaleingängen der Schaltungen "Punkt D" 21.1 bis 21.m-1 verbunden. Die Steuereingänge der Schaltungen 21.1 bis 21.m— 1 sind mit der Leitung 10 und die entsprechenden Ausgänge einerseits mit den ersten Eingängen der an sich üblichen logischen Schaltungen 2Zl bis 22.m— 1 und andererseits mit den Signaleingängen der Schaltungen "Punkt D" 23.1 bis 23.m-\ verbunden. Der Ausgang 2Ο./77 des Demultiplexers 19 ist einerseits mit dem ersten Eingang einer logischen Schaltung 22,/n und andererseits mit dem Eingang einer Schaltung "Punkt D" 23./77 verbunden. Die Ausgänge der Schaltungen 23.1 bis 23.m sind entsprechend mit den zweiten Eingängen der logischen Schaltungen 22.1 bis 2Z.m verbunden, deren

Ausgänge mit den m Eingängen eines UND-Elementes 24 verbunden sind. Die Befehlseingänge der Schaltungen 23.1 bis 23.Π7 sind mit der Leitung 10 verbunden.

Die Schaltungen "Punkt D" speichern die an ihnen anliegenden Signale, um diese abzugeben, wenn ihre Befehlseingänge aktiviert sind. Die logischen Schaltungen 22.1 bis 22.m ermitteln die symmetrische Differenz der an ihren Eingängen anliegenden Signale zusammen mit einer Inversion derselben.

Wenn man die über 7 an dem Demultiplexer anliegenden Binärelemente einer Gruppe betrachtet, wobei der Demultiplexer die Ausgänge verteilt, werden die Signale hintereinander mit Ausnahme des /n-ten Binärelementes entsprechend den Schaltungen 21.1 bis 21.m— 1 gespeichert. Zum Zeitpunkt mTder Gruppe werden die Binärelemente der Gruppe gleichzeitig über diese Schaltungen übergeben, das m-te Binärelement liegt an dem Ausgang 2O./n an, wird dann gleichzeitig an die ersten Eingänge der Schaltungen 22.1 bis 22./n und an die Schaltungen 23.1 bis 23.m angelegt, die zum gleichen Zeitpunkt die Binärelemente übergeben, die im Speicher sind, d. h. die Binärelemente der vorangehenden Gruppe. Somit werden in jeder Schaltung 22.1 bis 22./n die Binärelemente der beiden aufeinanderfolgenden Gruppen zweierweise verglichen, und jede der Schaltungen gibt ein logisches Signal 1 ab, wenn die beiden daran anliegenden Binärelemente identisch sind, und anderenfalls ein logisches Signal 0. Das UND-Element 24 liefert eine 1, wenn alle seine Eingänge 1 sind, d. h., wenn die aufeinanderfolgenden Gruppen identisch sind, und es gibt in anderen Fällen eine 0 ab.

In der Fig. 3 ist eine Ausführungsform eines Demodulators 6 nach Fig. 1 gezeigt. Wie in Fig. 1 versorgt der Eingang 5 einen Leistungsteiler 11, dessen einer Ausgang mit dem Eingang einer Verzögerungsschaltung 25 und dessen anderer Ausgang mit einem Eingang eines Ringmodulators 26 verbunden ist, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang der Verzögerungsschaltung 25 verbunden ist. Der Ausgang des Ringmodulators 26 ist mit dem Eingang einer Schwellenregenerierungseinrichtung 27 verbunden, die über das Gruppensynchronisierungssignal mT gesteuert wird, das über 10 anliegt. Der Ausgang von 27 bildet den Ausgang 17 des Demodulators. Die Verzögerungsschaltung 25 besitzt eine Verzögerung von inTmiX einer gleichzeitigen Phasenverschiebung von ksr des Modulationsträgers der Eingangsschaltung 1.

Wenn somit zwei aufeinanderfolgende Modulationszustände identisch sind, sind die Eingangssignale des Ringmodulators in Phase oder in Gegenphase gemäß der Parität von Jt, was mit Hilfe eines von 0 abweichenden Amplitudensignals oder eines 0 betragenden Amplitudensignals zum Ausgang von 26 übertragen wird. Entsprechend dem Anwendungsfall übergibt die Schwellenregenerierungseinrichtung bei einem anliegenden Amplitudensignal größer oder kleiner als die Schwelle ein logisches Signal 1 an 17. Wenn die beiden aufeinanderfolgenden Modulationszustände nicht identisch sind, sind die Eingangssignale des Modulators 26 phasenverschoben und/oder in der Amplitude verschieden. Der Ausgang von 26 übermittelt somit ein Amplitudensignal, das weder maximal noch 0 ist dasjedoch gleich k sein kann, was die Regenerierungseinrichtung 27 als eine 0 interpretiert Das Vektordiagramm in Fig. 4 zeigt wie das zuletzt genannte Resultat zu einem Fehler führen kann, wenn sich ein gemischter Modulationsänderungszustand durch eine Verschiebung des mit a 2 bezeichneten Vektorendes auf der Normalen des Vektors, ausgehend von a 1, übertragen kann. Wenn die Amplitude gleich k sein sollte, gibt die Regenerierungseinrichtung 27 trotzdem wie bei zwei identischen Zuständen eine 1 ab.

Die Arbeitsweise des Hilfsdemodulators in Fig. 4 läßt sich zur "Verstärkung" der gemessenen Fehlerrate stören, und zwar indem man den Leistungsanteil zwischen den beiden Zweigleitungen durch eine Einwirkung auf die Synchronisierungseinrichtung U verschiebt bzw. verändert, oder indem man die über die Schaltung 25 übertragene Phasenverschiebung um kn verschiebt, oder indem man das Taktsignal mTverschiebt oder die Schwelle der Regenerierungseinrichtung 27 konstant oder periodisch beispielsweise dadurch verändert, daß man den Eingang von 27 mit einem Wechselsignalgenerator 28 verbindet oder indem man den Eingang 5 mit einem Rauschen oder mit einem Störträger verknüpft, der von einem Generator 29 geliefert wird.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform des Hilfsdemodulators nach Fig. 3 hat für dieselbe Verzögerung mT die Schaltung 25 eine Phasenverschiebung von πΙ 2 χ km, und die übrigen Schaltungen sind unverändert. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform ist es möglich, alle Zustandsänderungen mit Ausnahme derjenigen nachzuweisen, für die die Phase um kit nacheilt. Diese Ausführungsform ist trotzdem zur Modulierung von reinen Phasen mit versetzten Phasensprüngen oder nicht, jedoch nicht für eine reine Amplitudenmodulation verwendbar. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Demodulator gemäß dieser abgewandelten Ausführungsform in seiner Funktionsweise wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform gestört werden kann.

Bei einer zweiten Ausführungsform des Hilfsdemodulators nach Fig. 3 mit einer Phasenverschiebung in der Schaltung 25 von π+ 2^Tkann man den Ringmodulator durch einen Summierer ersetzen, wie z. B. ein Verknüpfungsglied mit 3 dB, an das sich ein Detektor anstelle der Regenerierungseinrichtung anschließt. Somit bewirkt der Demodulator die Subtraktion der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Modulationszuständen modulierten Welle, und er kann jede Phasenzustandsänderung und/oder jede Amplitudenzustandsänderung sowie die Modulation mit versetzten Phasensprüngen oder ohne dieselben nachweisen. Der Hilfsdemodulator kann somit bei jeder Modulationsart verwendet werden.

Bei der Anwendung der Vorrichtung nach der Erfindung wählt man nach der Bestimmung des für die Modulierung der Eingangsschaltung 1 günstigsten Hilfsdemodulators eventuell eine geeignete Störungsweise und zeichnet dann ein Liniendiagramm auf, das eine Verknüpfung der Fehlerrate rt des Hilfsdemodulators mit der Fehlerrate rl des Hauptdemodulators gestattet die sich dann derart regulieren läßt, daß man von der Fehleranzeige des Zählers 18 die Fehlerrate rl der Binärelemente ableiten kann.

Aufgrund seines sehr einfachen Aufbaus kann der Hilfsdemodulator insbesondere aufgrund der Tatsache, daß er wahlweise gestört werden kann, eine im Vergleich zu der Fehlerrate rl sehr große Fehlerrate r2 haben, wobei dennoch eine Verstärkungswirkung bei der zu schätzenden Fehlerrate r\ möglich ist.

In Fig. 5 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung nach Flg. 1 gezeigt bei der der Hauptdemodulator von einem differentiellen Demodulator gebildet wird. Der Hauptdemodulator nach Fig. 5 ist bei der dargestellten Ausführungsform für eine Modulation mit 16 Zuständen bzw. 16 Stufen bestimmt, was Gruppen zu 4 Binärelementen entspricht Die Vorrichtung

umfaßt einen Demultiplexer 30 mit drei Ausgängen 31.1 bis 31.4, die entsprechend über an sich übliche Regenerierungseinrichtungen 32.1 bis 32.4 versorgt werden, deren Ausgänge mit vier Eingängen einer an sich üblichen logischen Schaltung 33 verbunden sind, die das Ausgangssignal in Abhängigkeit mit dem Schaltungsergebnis bei jeder der Regenerierungseinrichtungen 32.1 bis 32.4 und in Abhängigkeit des angewendeten Modulationsgesetzes regeneriert.

Die Schaltung eines an sich üblichen differentiellen Demodulators ist durch UND-Verknüpfungsglieder 34 bis 36 vervollständigt, die jeweils zwei Eingänge haben. Der erste Eingang des Verknüpfungsgliedes 34 ist mit dem Ausgang von 32.1 und der zweite Eingang mit dem Ausgang von 32.2 verbunden. Der erste Eingang des Verknüpfungsgliedes 35 ist mit dem Ausgang von 32.3 und der zweite Eingang mit dem Ausgang von 32.4 verbunden. Der erste Eingang des Verknüpfungsgliedes 36 ist mit dem Ausgang von 34 und der zweite Eingang mit dem Ausgang von 35 verbunden.

Unter der Annahme, daß die Regenerierungseinrichtungen 32.1 bis 32.4 jeweils ein logisches Signal 1 übertragen, wenn die partielle Demodulierung in zwei aufeinanderfolgenden identischen Zuständen erfolgt, gibt das UND-Verknüpfungsglied 36 in diesem Fall eine 1 ab und eine 0 bei allen anderen Fällen. Somit ist erkenntlich, daß die Verknüpfungsglieder 34 bis 36 den Komparator nach Fig. 3 ersetzen, so daß nur sehr wenige einzelne Bauteile vorhanden sind.

Wenn andererseits die Modulierung der numerischen Eingangsschaltung 1 von einem Modulierungstyp mit Obergangskodierung gebildet wird, vergleicht der Komparator 14 nach Fig. 1 anstelle des Vergleichs der /77 Binärelemente einer über 4 übertragenen Gruppe mit /77 Binärelementen der vorangehenden Gruppe die Binärelemente gruppenweise unter Zuordnung eines identischen Modulationszustandes. Bei der Ausführungsform des Komparators nach Fig. 2 sind die zweiten Eingänge der Schaltungen 22.1 bis 22.m nicht mit den Ausgängen von 23.1 bis 23.m verbunden, sondern mit vorbestimmten Potentialquellen, die einen identischen Zustand darstellen, so daß die Schaltungen 23.1 bis 23./Π überflüssig werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Abschätzen der Fehlerrate bei Binärelementen, die bei einer Mehrstufenmodulation über eine numerische Eingangsschaltung anliegen, mit einem Hauptdemodulator und einem Hilfsdemodulator, deren Eingänge parallel zu dem eintrittsseitigen Ende der numerischen Eingangsschaltung geschaltet sind, bei der die über die numerische Eingangsschaltung abgegebene Signalstärke in vorbestimmten Anteilen auf die Eingänge des Hauptdemodulators und des Hilfsdemodulators aufgeteilt wird und bei der der Hauptdemodulator ein korrekt geregeltes Ausgangssignal abgibt, während der Hilfsdemodulator gestört werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (7) des Hauptdemodulators (4) mit dem Eingan» einer Vergleichsschaltung (14) gekoppelt ist, die die m Binärelemente einer Gruppe mit m Binärelementen einer vorangehenden Gruppe vergleicht und ein Signal (1) (oder 0) abgibt, wenn die über den Hauptdemodulator (4) anliegenden Binärelemente zwei identischen aufeinanderfolgenden Gruppen zugeordnet sind sowie andernfalls ein Signal (0) (oder 1), daß der Hilfsdemodulator (6) Vergleichseinrichtungen (13) aufweist, die jeden ein Datenwort repräsentierenden Modulationszustand des empfangenen Signals mit dem vorangehenden, ein Datenwort repräsentierenden Modulationszustand vergleichen und die bei Gleichheit ein Signal (1) (oder 0) und sonst ein Signal (0) (oder 1) abgeben, und daß der Ausgang (15) der Vergleichsschaltung (14) und der Ausgang (17) des Hilfsdemodulators (6) entsprechend mit den Eingängen eines Binäraddierers (16) verbunden sind, dessen Ausgang an einem Zähler (18) anliegt, der die Schätzung anzeigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für eine Modulation mit Übergangskodierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (14) die m Binärelemente einer Gruppe, anstelle des Vergleichs mit den m Binärelementen der vorangehenden Gruppe, mit m Binärelementen einer vorbestimmten, der Modulation mit identischem Zustand entsprechenden Gruppe vergleicht.