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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einrichtung
zur Phasensynchronisation eine Speicherschaltung mit einem Durchlaufspeicher und
einer Schaltvorrichtung aufweist, daß ferner in den Durchlaufspeicher zusätzlich
die auf der Ausgangsseite der Phasenvergleichseinrichtung auftretenden Stellsignale
nach Korrekturschrittrichtung und zeitlicher Aufeinanderfolge fortlaufend eingespeichert
sind und daß während einer Ausfallzeit des empfangsseitig ankommenden, für die Synchronisation
auszuwertenden Signals mittels der Schaltvorrichtung die Ausgänge von Phasenvergleichseinrichtung
und Durchlaufspeicher hinsichtlich des Grundtaktgenerators miteinander ver-
tauscht
sind und der Durchlaufspeicher im Ring geschaltet ist.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß im normalen Betrieb
die Tendenz der Phasendrift eines Grundtaktgenerators einer Sende-Empfangsstation
über größere Zeitabschnitte hinweg sich wenig ändert.
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Werden daher die zeitlich anfallenden Korrekturschritte des Stellsignals
für eine gewisse Anzahl von Korrekturschritten fortlaufend in einem Durchlaufspeicher
gespeichert, dann können bei Ausfall des ankommenden Synchronisiersignals diese
zuletzt gespeicherten Korrekturschritte als Ersatzstellsignale zum Uberbrücken der
Ausfallzeit verwendet werden. Wie praktische Untersuchungen gezeigt haben, läßt
sich auf diese Weise die maximale Drift um den Faktor 10 verbessern.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Durchlaufspeicher
zwei den beiden korrekturrichtungsabhängigen Stellsignalausgängen der Phasenvergleichseinrichtung
zugeordnete n-stufige Schieberegister auf.
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Den Schieberegistern ist dabei jeweils eingangsseitig ein erster Umschalter
vorgeordnet und ausgangsseitig ein zweiter Umschalter nachgeordnet, die die von
einem Auswerter für das Empfangssignal betätigbare Schaltvorrichtung darstellen.
Bei ungestörtem Betrieb sind hier die Stellsignale an den Ausgängen der Phasenvergleichseinrichtung
über die ersten Umschalter den Schieberegistern und über die zweiten Umschalter
den Steuereingängen des Taktgenerators zugeführt. Bei gestörtem Betrieb dagegen
sind die Schieberegister über die ersten Umschalter im Ring geschaltet und die Schieberegisterausgänge
über die zweiten Umschalter an die Steuereingänge des Phasenschiebers angeschaltet.
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Besondere Bedeutung kommt dem Erfindungsgegenstand hinsichtlich seiner
Verwendung in mobilen Sende-Empfangsstationen zu, die zur Sicherheit gegen Abhören,
Stören und täuschendes Eindringen in den Informationskanal von einem Pseudozufallsgenerator
Gebrauch machen. Ein solcher Pseudozufallsgenerator dient beispielsweise der Verschlüsselung
bzw. Entschlüsselung der zu übertragenden Informationen und, sofern die Informationsübertragung
unter Anwendung eines Frequenzsprungbetriebes erfolgt, zusätzlich auch zur Steuerung
des Frequenzadressengebers des örtlichen Synthesizers. Ein mit solchen Stationen
ausgerüstetes Funknetz hat dabei in der Regel eine plesiochrone Netzstruktur, bei
der die Sende-Empfangsstationen, nachdem sie einmal synchronisiert sind, lediglich
von Zeit zu Zeit eine Synchronisierinformation benötigen, mit deren Hilfe die zeitlichen
Schwankungen der Phase der Grundtaktgeneratoren korrigiert werden. Diese Synchronisierinformation
wird mittels einer sämtlichen Stationen gemeinsamen Bakensendung in Form von kurzen
Bursts einer Dauer von z. B. 10 ms und einer Burstfolge von z. B. 20 Sekunden übertragen.
Hierbei ist die Schiebetaktperiode für den Durchlaufspeicher gleich der Burstperiode
der Bakensendung und die Schaltvorrichtung wird bei fehlerhaften bzw. fehlendem
Empfang der Synchronisationsbursts aktiviert.
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Anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt
sind, soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. In der Zeichnung
bedeuten F i g. 1 das Blockschaltbild der empfangsseitigen Einrichtung zur Phasensynchronisation
auf der Endstelle einer digitalen Übertragungsstrecke nach der Erfindung F i g.
2 ein näheres Einzelheiten aufweisendes Blockschaltbild der Phasenvergleichseinrichtung
nach FIg. 1 F i g. 3 das nähere Einzelheiten aufweisende BLockschaltbild des Durchlaufspeichers
nach Fig. E F i g. 4 das Blockschaltbild einer mobilen Sender fangsstation mit einer
Einrichtung zur Phasensynchronisation nach der Erfindung.
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In F i g. 1 wird das ankommende Signal Sig über die Empfängereingangsschaltung
EEdem Regenerator RG und dem einen Eingang der Phasenvergleichseinriehtung PVE zugeführt.
Der Eingang des Auswerters A W ist an den Ausgang des Regenerators angeschaltet.
Der Ausgang des steuerbaren Grundtaktgenerators r ist ausgangsseitig mit dem zweiten
Eingang der Phasenvergleichseinrichtung PVE und dem Takteingang für den Regenerator
RG verbunden. Die Phasenvergleichseinrichtung PVE weist zwe Ausgänge auf, die mit
den beiden Eingängen la und 2a der Speicherschaltung B verbunden sind. Die Phasenvergleichseinrichtung
ist so aufgebaut, daß sie an den Eingang la lediglich Stellsignale liefert, die
eine Phasenänderung in positiver Richtung, d. h. also eine Vergrößerung der Phase
anzeigen. In gleicher Weise liefert der zweite Ausgang an den Eingang 2a lediglich
Stellsignale die eine Phasenänderung in negativer Richtung, d. h. abnehmender Phase
anzeigen. Die Stellsignale an den Eingängen la, 2a der Speicherschaltung 55 werden
im ungestörten Betrieb, also bei einwandfreiem Empfang der Synchronisierinformationen
über die Ausgänge lb und 2b an die entsprechenden Steuereingänge des Grundtaktgenerators
TG abgegeben. Erkennt der Auswerter A W einen Ausfall der ankommenden Synchronisierinformationen,
so gibt er über seinen Ausgang an den Eingang 3a der Speicherschaltung SS ein Schaltsignal,
durch das die Ausgänge ib und 2b intern an den in der Speicherschaltung SS enthaltenen
Durchlaufspeicher angeschaltet werden. Hierdurch gelangen dann die zuletzt gespeicherten
Stellsignale nach Vorzeichen und zeitliclier Reihenfolge als Ersatzstellsignale
an die Steuereingãnge des Grundtaktgenerators TG. Der Grundtaktgenerator TG besteht,
wie F i g. 1 zeigt, aus dem Quarzoszillator QG, der ein Festfrequenzgenerator ist,
und dem ihm nachgeschalteten steuerbaren Phasenschieber PS Der Quarzoszillator QG
hat einen zweiten Ausgang, der über den Frequenzteiler FT an den Eingang 3b der
Speicherschaltung SS angeschaltet ist. An diesem Eingang 3b erhält die Speicherschaltung
den erforderlichen Schiebetakt für den Durchlaufspeicher.
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F i g. 2 zeigt eine Ausführung der Vergleichseinrichtung PVE, die
dann zur Anwendung gelangt, wenn die empfangsseitige Synchronisation aus dem ankommenden
Nutzsignal über eine Fehlermitteilung hinweg gewonnen wird. Sie besteht aus dem
eigentlichen Phasenvergleicher Po dem ausgangsseitig der Fehlerzähler Znachgeschaltet
ist. Der Fehlerzähler Zhat eine mittlere Zählstellung als Nullstellung und zählt
in Abhängigkeit der ihm zugeführten positiven und negativen Stellschritte von dieser
Zählmittelstellung nach oben oder unten. Eine dem Fehlerzähler Z nachgeschaltete
Logik LK spricht immer dann an, wenn der Fehlerzähler seine maximale bzw. minimale
Zählstellung erreicht hat. In diesem Falle stellt die Logik den Fehlerzähler über
den Rückstelleingang rwiederum in seine mittlere, die Nullstellung darstellende
Zãhlstellung und gibt zugleich über einen ihrer beiden Ausgänge einen positiven
oder negativen Stellimpuls ab.
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Wie das nähere Einzelheiten aufweisende Blockschaltbild der Speicherschaltung
nach F i g. 3 zeigt, weist
sie als Durchlaufspeicher, zwei Schieberegister
RR 1 und RR 2 auf, denen eingangsseitig die Umschalter S1a und S2a vorgeordnet und
die Umschalter S1b und S2b nachgeschaltet sind. Der Schieberegistertakt wird den
beiden Schieberegistern über den Anschluß 3b gemeinsam zugeführt. Die Umschalter
5 in, S2a, 5 ib und S2b werden gemeinsam vom Auswerter A W über den Eingang 3a gesteuert.
In der angegebenen Schaltstellung der Umschalter, die den normalen Betriebszustand
angeben, werden die positiven Korrekturschritte des Stellsignals am Eingang 1a über
den Umschalter Slb an den Ausgang lb weitergegeben und gleichzeitig über den Umschalter
Sla an den Eingang des Schieberegisters RR 1. In gleicher Weise werden die negativen
Korrekturschritte des Stellsignals am Eingang 2a über den Umschalter S2b an den
Ausgang 2b und gleichzeitig über den Umschalter S2a an den Eingang des Schieberegisters
RR 2 gegeben. Im Rhythmus der ankommenden Stellsignale, der mit dem Schiebetakt
für die Schieberegister übereinstimmt, werden diese Korrekturschritte in die Schieberegister
eingespeichert, und mit jedem Schritt eine Stufe weitergeschoben. Sind die Schieberegister
gefüllt, dann wird mit jedem Schiebetakt der jeweils letzte Korrekturschritt wiederum
ausgespeichert und geht damit verloren. Meldet der Auswerter einen Ausfall der Synchronisation
bzw. eine kurzzeitige Unterbrechung des Nutzsignals, dann werden sämtliche Umschalter
über den Eingang 3a in ihre zweite Schaltstellung umgelegt. In dieser zweiten Schaltstellung
sind dann die Schieberegister RR 1 und RR 2 im Ring geschaltet. Gleichzeitig werden
die Ausgänge der Schieberegister mit den Ausgängen lb und 2b verbunden. Die Eingänge
la und 2a sind dann ihrerseits abgeschaltet. Sobald der Auswerter A Wnach Fig. 1
den Empfang des Synchronisiersignals wieder erkennt, werden die Umschalter in ihre
ursprüngliche Ausgangsstellung zurückgeschaltet.
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Das Blockschaltbild nach F i g. 4 für eine Sende-Empfangsstation
die zur Sicherung gegen Abhören, Stören und Eindringen in den Informationskanal
mit Verschlüsselung und Frequenzsprungbetrieb arbeitet, besteht aus einem Sender
Spund einem Empfänger E die wahlweise über den Sende-Empfangsumschalter AS an die
Antenne An anschaltbar sind. Der Sender weist ein Mikrofon Mi auf, das mit dem Eingang
eines Analog-Digitalwandlers D/A verbunden ist. Die digitalen Informationen werden
über den Ausgang des Analog-Digitalwandlers einem Modulo-Zwei-Addierer M2 zugeführt,
der einen Verschlüssler darstellt und dem das Schlüsselsignal vom Quasizufallsgenerator
QZG zugeführt wird. Vom Ausgang des Modulo-Zwei-Addierers M2 wird die verschlüsselte
Information mittels des Modulators Mod zunächst in eine Zwischenfrequenzlage und
anschließend im sendeseitigen Umsetzer US in die Radiofrequenzlage umgesetzt. Dem
Umsetzer US ist der Sendeverstärker V nachgeschaltet, dessen Ausgang mit dem Sende-Empfangs-Umschalter
AS verbunden ist. Empfangsseitig ist die Antenne An über den Sende-Empfangsumschalter
AS mit dem Bandpaß BP verbunden, der praktisch eine Rauschbegrenzung darstellt.
Auf der Ausgangsseite des Bandpasses BP folgt der empfangsseitige Umsetzer Ue. Die
im empfangsseitigen Umsetzer Ue in die Zwischenfrequenzlage umgesetzten empfangenen
Informationen werden im Zwischenfrequenzverstärker ZV verstärkt, im Demodulator
Dem demoduliert und anschließend über den Regenerator RG zur Entschlüsselung dem
empfangsseitigen Modulo-Zwei-Addierer M2 zugeführt. Der Modulo-Zwei-Addierer M2
erhält sein Entschlüsselungssignal wiederum vom Quasizufallsgenerator QZG. Die entschlüsselten
Informationen werden vom Ausgang des Modulo-Zwei-Addierers M2 einem Digital-Analogumsetzer
zugeführt, dessen Ausgang der Hörer HO nachgeschaltet ist. Die Einrichtung zur Phasensynchronisation
entspricht der nach F i g. 1 und ist eingangsseitig wiederum an den Ausgang des
Demodulators Dem angeschaltet. Da hier die Synchronisierinformation nicht aus dem
Nutzsignal abgeleitet wird, sondern in Form von kurzen Bursts in der Größenordnung
von 10 ms mit einer Folgefrequenz von etwa 20 Sekunden als Bakensendung zugeführt
wird, benötigt der Auswerter A W' ebenfalls den Takt des Grundtaktgenerators TG
und den Takt für die Burstfolgefrequenz. Der Frequenzteiler Fit'teilt hierzu die
Frequenz der Schwingung des Quasizufallsoszillators QZG auf die Frequenz der Burstfolge
der Bakensendung herunter. Dieser Takt dient gleichzeitig als Schiebetakt, für die
Schieberegister der Speicherschaltung SS. Die Frequenzen für den sende- und empfangsseitigen
Umsetzer Us und Ue erzeugt der Synthesizer SZ der über den Frequenzadressenspeicher
FAS ebenfalls vom Quasizufallsgenerator QZG gesteuert wird. Der Quasizufallsgenerator
QZG markiert auch den Zeitpunkt des Eintreffens eines Synchronisationsbursts der
Bakensendung, so daß dieser aufgenommen und im Auswerter A W' und in der Phasenvergleichseinrichtung
PVE zur Durchführung einer Korrektur ausgewertet wird, sofern die Abweichung wenigstens
1 Bit beträgt.
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Zusammenfassung Einrichtung zur Phasensynchronisation Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung zur Phasensynchronisation einer Endstelle einer
digitalen Übertragungsstrecke für Daten oder sonstige Informationen mit einem in
der Phase steuerbaren Grundtaktgenerator (TG1 der aus einem Festfrequenzoszillator
(QG) mit nachgeschaltetem steuerbaren Phasenschieber (PS) besteht. Um die Phasensynchronisation
auch bei gestörtem Empfang der Synchronisierinformation wenigstens über kurze Zeitabschnitte
hinweg aufrechtzuerhalten, weist die Phasensynchronisiereinrichtung einen Durchlaufspeicher
(RR1, RR2) auf, in den zusätzlich die anfallenden Korrekturschritte nach Vorzeichen
und zeitlicher Aufeinanderfolge fortlaufend eingespeichert werden. Ein Auswerter
(A W AS) vertauscht bei Erkennen eines Ausfalls der Synchronisation mittels einer
Schalteinrichtung (Sla, S2a, Slb, S2b) die Ausgänge von Phasenvergleichseinrichtung
(PVE) und Durchlaufspeicher hinsichtlich des Phasenschiebers (PS) miteinander und
schaltet gleichzeitig den Durchlaufspeicher im Ring.