DE3003757A1

DE3003757A1 - Phasenschlupf-detektor und anordnungen zu seiner verwendung

Info

Publication number: DE3003757A1
Application number: DE19803003757
Authority: DE
Inventors: Toshio Mizuno; Takuro Muratani
Original assignee: Kokusai Denshin Denwa KK
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1979-02-19
Filing date: 1980-02-01
Publication date: 1980-08-28
Also published as: GB2045581B; GB2045581A; DE3003757C2; US4328587A

Description

Phasenschlupf-Detektor und Anordnungen zu seiner Verwendung

Die Erfindung betrifft einen Phasenschlupf-Detektor und seine Verwendungsformen und bezieht sich insbesondere auf einen Trägerfrequenz-Wiederherstellungsschaltkreis, der in der Lage ist, eine korrekte Trägerfrequenzkomponente, die nicht vom Phasenschlupf beeinflusst ist, wiederherzustellen, die dann bei der Wiederherstellung der Trägerfrequenz in digitalen Phasenmodulationssystemen eingesetzt wird.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Kompensationssystem für demodulierte Daten, welches die Phasenschlupf-Detektoreinrichtung dazu benutzt, die Auswirkungen des Phasenschlupfes auszuschalten, die im demodulierten Datensignal angetroffen werden können, und um die Erzeugung von Burst-Fehlern in digitalen Phasenmodulationssystemen klein zu halten.

In neuerer Zeit ist die Übermittlung von Daten und Faksimiles üblich geworden, und sowohl für die Übertragung über Mikrowellenkanäle auf der Erdoberfläche als auch über Satelliten-Verbindungskanäle als Übertragungswege der Datensignale werden in großem Umfang digitale Phasenmodulationssysteme eingesetzt.

Um korrekte Datensignale durch Verarbeitung der digital phasenmodulierten Welle zu erhalten, ist es unerlässlich, eine korrekte Trägerfrequenzkomponente aus der empfangenen digital phasenmodulierten Welle zu gewinnen (Sychronisationssignal). Eine dafür verwendete Schaltung nennt man allgemein eine Trägerfrequenz-Wiederherstellungs- oder -Wiedergewinnungsschaltung, und die T^ägerfrequenzwelle, die durch diese Schaltung wiederhergestellt oder wiedergewonnen wird, nennt man die wiederhergestellte oder wiedergewonnene Trägerfrequenz.

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Da die wiederhergestellte Trägerfrequenzwelle bezüglich ihrer Phase mehrdeutig ist, ist die empfängerseitige Einrichtung nicht in der Lage, die absolute Phasenbeziehung auf der Senderseite zu erkennen. Die derzeit benutzten digitalen Phasenmodulationssysteme enthalten deshalb irgendwelche Einrichtungen, um diese Phasenmehrdeutigkeit zu beseitigen.

Eine dieser Einrichtungen, die eine weite Verbreitung hat, ist ein differentialcodiertes kohärentes PSK-System, bei dem die übertragenen Daten, die im voraus differentiell oder unterschiedlich codiert sind, auf der Empfängerseite rückwärts wieder umgesetzt werden. Obgleich dieses System derart mit Nachteilen behaftet ist, daß der Bit-Fehler der empfangenen Daten doppelt so groß wie bei einem absolutcodierten, kohärenten PSK-System ist, was später noch beschrieben wird, hat es doch den Vorteil, daß die Phasen- ) mehrdeutigkeit auf einfache Weise beseitigt werden kann.

Das absolutcodierte kohärente PSK-System, in welchem die

■' Daten auf der Grundlage der festgestellten absoluten

Phasenbeziehung von der Senderseite demoduliert werden, wird auf zahlreichen Gebieten vom Standpunkt des Fehlerkorrekturcodes her durchgeführt. Der Hauptgrund besteht darin, daß das besagte differentialcodierte kohärente PSK-System einen ihm eigenen Burst-Fehler aufweist, bei dem zwei Fehler kombiniert und zusätzlich zu einem großen Bit-Fehler auftreten, so daß es einen komplizierten Fehlerkorrekturcode benötigt, während das absolutcodierte kohärente PSK-System, das ein Zufallsfehlermuster aufweist, die Anwendung eines Zufallsfehler-Korrekturcodes ermöglicht.

Bei diesem absolutcodierten kohärenten PSK-System wird die absolute Phasenbeziehung gewöhnlich dadurch erhalten, daß ein bekanntes Muster in die übertragene Datenfolge eingefügt wird. Die Mehrdeutigkeit der Phase wird dadurch beseitigt, daß bei durchgehender übertragung eine periodische Trägerinformation eingefügt wird und daß bei Impuls-

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bündelbetrieb (Burst-Betrieb), wie er in TDMA-Systemen auftritt, die Polarität eines besonderen Wortes oder besonderer Wörter, die in der Präambel enthalten sind, festgestellt wird. Wenn überdies ein Fehlerkorrekturcode verwendet wird, ist ein System bekannt, bei dem die Polarität des decodierten, fehlerbehafteten Musters dazu benutzt wird, die Phasenmehrdeutigkeit zu beseitigen.

Es zeigt sich also, daß das absolutcodierte kohärente PSK-System dem differentialcodierten kohärenten PSK-System überlegen ist, weil auf einfache Weise Fehlerkorrekturcodes hinzugefügt werden können, wenngleich es unerlässlich ist, beim Einsatz des absolutcodierten kohärenten PSK-Systems eine korrekte absolute Phasenbeziehung auf der Empfängerseite herzustellen.

Über die digital phasenmodulierte Welle, die über einen Ubertragungskanal empfangen worden ist, ist im Ubertragungskanal entstandenes Rauschen überlagert, so daß diese Rauschkomponenten in der durch den nachfolgend zu beschreibenden Prozeß wieder hergestellten Trägerfrequenz ein Phasenzittern und einen Phasenschlupf verursachen. Wenn die empfangene, digital phasenmodulierte Welle mit Bezug auf die Bezugsgröße, welche die wiederhergestellte Trägerfrequenz einschließlich des Phasenzitterns und des Phasenschlupfes ist, demoduliert ist, dann hat dieses Phasenzittern einen Streufehler in den demodulierten Daten der differential- und/oder absolutcodierten kohärenten Wellen zur Folge, während andererseits der Phasenschlupf ein Grund für den nachfolgenden Fehler entsprechend dem .Modulationssystem ist.

Das heißt, bei der differentialcodierten kohärenten PSK-Welle enthalten die demodulierten Daten Impulsbündel-Fehler nur, solange Phasenschlupf auftritt, während bei der absolutcodierten kohärenten PSK-Welle alle demodulierten Daten Impulsbündel-Fehler enthalten, die in der Zeitspanne zwischen dem Auftreten des Phasenschlupfes und der Wiederherstellung der korrekten absoluten Phase enthalten sind,

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oder bis eine korrekte absolute Phaseninformation eingelangt, so daß folglich der Datenverlust (oder Datenfehler) aufgrund des Phasenschlupfes äußerst groß wird.

Somit wirkt sich der Phasenschlupf im absolutcodierten kohärenten PSK-System sehr stark aus. Dennoch gab es keine wirksame Gegenmaßnahme, außer daß das Ubertragungsintervall für die Trägerphaseninformation verkürzt wird, wodurch Informations-Ubertragungs-Geschwindigkeit eingebüßt wird. Des differentialcodierte kohärente PSK-System zieht überdies während der Zeitspanne, in der Phasenschlupf auftritt, noch einen Impulsbündel-Fehler nach sich, und wenn dieser sich auf die Datenübertragung auswirkt, führt dies zu ernsten Störungen. Das Signal V(t), das das dem Träger überlagerte Rauschen enthält, ist durch folgende Gleichung wiederzugeben:

V(t) = A cosiüt + n(t) (1).

Darin sind A die Amplitude der Trägerwelle, 60 deren Winkelfrequenz und n(t) eine Rauschkomponente.

Fig. 1 zeigt die Auswirkung, die die Rauschkomponente n(t) auf Amplitude und Phase der Trägerwelle hat. In der Zeichnung sind vier charakteristische Auswirkungen (i) - (iv) dargestellt, herausgenommen aus den vielen Möglichkeiten der Rauschkomponenten n(t): Spalte (α) zeigt Vektordiagramme von V(t), während die Spalte (3) die Augenblickswerte der Phasen θ(t) von V(t) für die jeweiligen Erscheinungsformen wiedergibt. Die Spalte (γ) zeigt die differentiale Wellenform (erste Ableitung) der Augenblickswerte der Phasen von V(t), und die Spalte (6) zeigt die Integrationswellenform der differenzierten Wellenform für die einzelnen Erscheinungen.

Aus den verschiedenen Möglichkeiten der Rauschkomponenten n(t) sind in (i) bis (iv) der Fig. 1 folgende repräsentative Erscheinungsformen dargestellt.

(i) Hier ist die Rauschkomponente |n(t)| erheblich kleiner als die Trägerwellenkomponente A, und die Phasen-

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— 7 ·— "

variation 9(t) ist eine Fehlerschwankung, die ein Phasenschwanken oder -zittern gemäß der Darstellung der Spalte (ß) zur Folge hat.

(ii) In diesem Fall ist die Rauschkomponente |n{t)| größer als die Trägerwellenkomponente A, so daß der Summenvektor um den Ursprungspunkt Ö umläuft. Die Phasenschwankung G(t) eilt um 2π voraus, wie in Spalte (ß) dargestellt, was einen Phasenschlupf ergibt.

(iii) In diesem Fall wird die Rauschkomponente |n(t)| zeitweilig größer als die Trägerwellenkomponente A, doch läuft der Summenvektor nicht um den Ursprung O herum. Es tritt die PhasenSchwankung gemäß Spalte (ß) auf, doch kommt es nicht zu einem Phasenschlupf. Diese Erscheinungsform ist ebenfalls eine Art von Phasenzittern.

(iv) Hier liegt der Fall vor, daß die Rauschkomponente |n(t)| zeitweilig größer als die Trägerfrequenzkomponente A ist, jedoch so, daß der Summenvektor sich dem Ursprungspunkt nähert, dann aber wieder etwa in die Lage des Trägerfrequenzwellenvektors zurückkehrt, wobei eine Phasenschwankung gemäß Spalte (ß) jedoch kein Phasenschlupf entsteht. Auch hier handelt es sich um eine Art Phasenzittern.

Mit der Erfindung wird angestrebt, einen Phasenschlupf-Detektor zu schaffen, der in der Lage ist, zwischen der Erscheinungsform (ii) und den übrigen Erscheinungsformen (i), (iii) und (iv) in Fig. 1 zu unterscheiden und eine korrekte Anzeige abzugeben, wenn Phasenschlupf auftritt.

Desweiteren soll mit der Erfindung eine Trägerfrequenz-Wiederherstellungsschaltung geschaffen werden, die einen Phasenschlupf korrekt feststellen und die Phase der wiederhergestellten Trägerfrequenzkomponente um einen bestimmten Betrag abhängig vom festgestellten Ausgang verschieben kann, um für die wiederhergestellte oder festgestellte Trägerfrequenz die korrekte Phasenlage zu sichern.

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Schließlich wird angestrebt, mit der Erfindung ein Kompensationssystem für demodulierte Daten zu schaffen, welches zwischen der Erscheinungsform, die in Fig. 1 bei (ii) gezeigt ist, und den übrigen Erscheinungsformen bei (i), (iii).und (iv) der Fig. 1 zu unterscheiden, damit ein auftretender Phasenschlupf korrekt festgestellt und die Polarität des demodulierten Datensignals dann gemäß dem festgestellten Ausgangswert gesteuert werden kann, so daß damit Impulsbündel-Fehler vom demodulierten Datensignal ferngehalten werden können.

Es folgt eine genauere Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnung. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 Schwankungen einer von Rauschstörungen überlagerten

Trägerwelle;
Fig. 2 bis 5 Blockschaltbilder von Ausführungsbeispielen der Erfindung;

Fig. 6 eine Übertragungsdatenfolge; und Fig. 7 eine demodulierte Datenfolge.

Es ist mit Bezug auf die Spalten (γ) und (δ) der Fig. 1 leicht verständlich, daß der differenziell festgestellte Augenblickswert des Phasensignals V(t) integriert werden kann, um das erste, der Erfindung zugrundeliegende Ziel zu erreichen.

Zu Fig. 1 (ii) wurden Erläuterungen in Verbindung mit einem Summenvektor V(t) gegeben, der im Gegenuhrzeigersinn umläuft und der aufgrund der Schwankungen der Rauschkomponente n(t) um 2π in der Phase vorverschoben ist, doch versteht es sich, daß, wenn der Summenvektor im Uhrzeigersinn umläuft, die Phase um 2n nacheilt und daß die differenzierte Wellenform und ihre integrierte Wellenform als Impuls von negativer Polarität festgestellt werden.

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Als nächstes soll auf ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit Fig. 2 eingegangen werden. An einer Eingangsklemme 1 der Schaltung kommt das Surranenvektorsignal V(t), das in der Spalte (α) der Fig. 1 gezeigt ist, mit den Phasenschwankungen gemäß Spalte (ß) an. Ein Frequenzdetektor 2 stellt den Augenblickswert der Frequenz des Eingangssignals V(t) fest, womit eine differenzierte Wellenform der Phase erhalten wird, wie sie in Spalte (γ) der Fig. 1 aufgetragen ist. Es versteht sich für den Fachmann, daß als Frequenzdetektor alle möglichen Arten verwendet werden können, beispielsweise ein zusammengesetzter Detektor eines Hüllkurvendetektors und ein Differentiator. Ein Integrator integriert den Ausgangswert des Frequenzdetektors 2 und gibt nur die Wellenform entsprechend dem Phasenschlupf, wie in Fig. 1 (ii) gezeigt, aus den in der Spalte (γ) der Fig. 1 gezeigten Wellenformen wieder und kann aus einem Tiefpaßfilter bestehen.

Der Grund, weswegen die Impulskomponente 9(t) am Ausgang des Integrators 3 (Tiefpaßfilter) in den Erscheinungsformen der Fig. 1 (iii) und (iv) nicht erscheint, liegt darin, daß folgende Gleichungen gelten:

( ² ή ²

Für Fall (iii): V ~ θ (t) dt = [Q (t)] *== . 0

tll +. Il

ι 2 ^t2

Für Fall (iv) : \ -=£ 9(t)dt = [9(t)] ==? 0

Jt" +· "

/ ^₁ t₁

Wie bereits oben beschrieben, ist verständlich, daß der Frequenz-Detektor 2 in Verbindung mit dem Tiefpaßfilter (Integrator) 3 in erkennender Weise jeden Phasenschlupf der Trägerfrequenz, der durch Rauschsignale im Signal V(t), welches aus Trägersignal und Rauschsignal zusammengesetzt ist, auftritt, erfaßt.

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In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist außerdem eine Schwellwertschaltung 4 vorhanden, die feststellt, ob ein posit'iver (um 2tl voreilend) oder negativer (um 2ix nacheilend) Phasenschlupf vorhanden ist, was mit Hilfe der Impulspolarität am Ausgang des Tiefpaßfilters 3 festgestellt wird, und der die Impulswellenform an.der Ausgangsklemme formt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein einfacher Aufbau benützt, um eine korrekte und wirksame Anzeige eines durch Rauschen hervorgerufenen Phasenschlupfes zu bekommen. Die Einrichtung kann also weit verbreitet bei einem Datenübertragungssystem eingesetzt werden, welches durch Phasenschlupf stark gestört ist.

In Verbindung mit Fig. 3 wird nun ein nächstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben..In diesem Ausführungsbeispiel einer Trägerfrequenz-Wiedergewinnungseinrichtung wird ein Phasenschlupfdetektor gemäß der ersten Ausführungsform eingesetzt, um den Phasenschlupf bei einer wiedergewonnenen Trägerfrequenzkomponente zu beseitigen.

Fig. 3 zeigt einen Frequenzdetektor 2, ein Tiefpaßfilter und eine Schwellwertschaltung 4. Der Phasenschlupf wird in genau derselben Weise festgestellt,wie dies beim Beispiel gemäß Fig.2 geschieht. Ein Schaltungsblock 6, der dazu dient, aus einer digital phasenmodulierten Welle mit Rauschüberlagerung die Trägerfrequenzkomponente zu entnehmen, kann Trägerfrequenz-Wiedergewinnungsschaltung genannt werden und wird in fast allen bekannten Systemen eingesetzt. Das Ausgangssignal der Trägerfrequenz-Wiedergewinnungsschaltung 6 oder die wieder gewonnene Trägerfrequenzkomponente ist V(t) gemäß Gleichung (1). Dieses Signal wird aufgeteilt und einmal auf den Frequenzdetektor 2 gegeben, um den Phasenschlupf festzustellen, zum anderen einer Verzögerungsschaltung 7 zugeleitet. Die Verzögerungsschaltung 7 wirkt zeitlich so, daß am nachfolgenden Phasenschieber 8 Koinzidenz zwischen der Ankunft der Impulse vom Schwellwertdetektor 4 und dem Auftreten von

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Phasenschlupf in der Tragerfrequenzkomponente herrscht.

Diese zeitliche Koinzidenz macht es möglich, den Phasenschlupf aus der wiedergewonnenen Trägerfrequenzkomponente V(t) zu beseitigen, weil der Ausgang der Verzögerungsschaltung 7 um 2n am Phasenschieber 8 verzögert ist in Abhängigkeit von einem positiven Impuls, den die Schwellwertschaltung 4 abgibt, wenn sie einen positiven Phasenschlupf (Voreilung um 2rt) feststellt. Wenn dem entgegen die Schwellwertschaltung 4 einen negativen Phasenschlupf (Verzögerung um 2π) feststellt, gibt der Phasenschieber 8 einen negativen Ausgangsimpuls ab, wodurch der Ausgangswert der Verzögerungsschaltung 7 um 2n vorverschoben wird. Dadurch wird aus der Trägerkomponente, die aus dem Phasenschieber 8 abgegeben wird, der Phasenschlupf beseitigt. Dann wird die Trägerfrequenzwelle frei von Phasenschlupf in eine gewöhnliche Trägerverarbeitung sschaltung (nicht gezeigt) eingespeist, wo sie in ein wiedergewonnenes Trägersignal mit Hilfe von Schaltungsteilen, wie Frequenzteilern, umgewandelt wird.

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Hier ist zwischen die Trägerfrequenz-Wiedergewinnungsschaltung 6 und die Verzögerungsschaltung 7 ein Trägerverarbeitungskreis 9 eingefügt. Im übrigen stimmt die Schaltung mit derjenigen der Fig. 3 überein. Die Verarbeitungsschaltung 9 für den wiedergewonnenen Träger dient dazu, eine Frequenzumwandlung oder -teilung der Trägerkomponente vorzunehmen, die durch die Trägerwiedergewinnungsschaltung 6 herausgezogen wurde, um bei der Bestimmung einer digital phasenmodulierten Welle einen wiedergewonnenen Träger zu erzeugen.

In einer Anordnung, die einen derartigen Verarbeitungsschaltkreis 9 für den regenerierten Träger verwendet, muß die Phasenverschiebung am Phasenschieber 8 entsprechend dem Teilungsverhältnis η der wiedergewonnenen Trägerfrequenz gesteuert werden. Das heißt, die wiedergewonnene Tragerfrequenzkomponente mit der Frequenz f_ hat einen Phasenschlupf-

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einfluß von 2τχ voreilend oder nacheilend bei f«, während der wiedergewonnene Träger mit der Teilungsfrequenz f_n/n einen Phasenschlupfeinfluß von 2π/η hat. Dies sollte bei der Schaltung der Fig. 4 in der Weise in Betracht gezogen werden, daß der Betrag der Phasenverschiebung am Phasenschieber 8 entsprechend festgelegt wird. Alles andere erfolgt dann wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3.

Wie oben beschrieben, wird durch Einsatz des Phasenschlupfdetektors nach der ersten Ausführungsform der Erfindung in der Trägerwiedergewinnungsschaltung es leicht gemacht, einen wiedergewonnenen Träger frei von Phasenschlupf zu erhalten, und zwar sowohl im differentialcodierten als auch im absolutcodierten kohärenten PSK-System, und Impulsbündel-Fehler auszuschalten, was in digital phasenmodulierten Systemen als vergleichsweise schwierig angesehen wird. Es ist leicht einzusehen, daß bei der Schaltung nach ■ Fig. 4 die Eingangsgröße zum Frequenzdetektor 2 auch von der

j Ausgangsseite der Verarbeitungsschalturig 3 für den wiederge-

s wonnenen Träger zugeführt werden kann, wie dies gestrichelt

j angedeutet ist.

Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Fig.5. Frequenzdetektor 2, Tiefpaßfilter (Integrator) 3 und Schwellwertschaltung 4 bilden den Phasenschlupf-Detektor gemäß Fig.2. Ein Trägerfrequenz-Generator 14 empfängt ein digital phasenmoduliertes Signal einschließlich Rauschstörung und zieht das regenerierte Trägersignal aus der Welle heraus. In einer Verarbeitungsschaltung 9 wird das Ausgangssignal der Trägerregenerationsschaltung 14 in eine wiedergewonnene Trägerfrequenz umgewandelt, was beispielsweise mittels Frequenzteilung erfolgt. Ein Detektor 10 stellt unter Benützung des wiedergewonnenen Trägers eine digital phasenmodulierte Welle des Eingangssignals, das der Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung 14 zugeführt wird, fest. Mit Hilfe eines Digitalspeichers 11 werden die demodulierten Daten und die

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Ausgangsimpulse von der Schwellwertschaltung 4 im Phasenschlupf detektor zeitlich gesteuert,und der Speicher speichert auch die vom*Detektor 10 abgegebenen demodulierten Daten. Ein Wandler 12 kehrt die Polarität der Ausgangsdaten des Digitalspeichers um und/oder vertauscht die. einen Daten gegen andere.

Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels wird nun im einzelnen beschrieben. Die am Trägerregenerator 14 erhaltene, regenerierte Trägerkomponente wird in zwei Wege geleitet, einen zum Phasenschlupf-Detektor, der aus Frequenzdetektor 2, Tiefpaßfilter■3 und Schwellwertschaltung 4 besteht, den anderen zur Verarbeitungsschaltung 9 für den regenerierten Träger, von der der wiedergewonnene Träger abgegeben wird. Am Detektor 10 wird der wiedergewonnene Träger dazu benutzt, die digital phasenmodulierte Welle festzustellen und demodulierte Daten an dem Ausgang abzugeben. Diese demodulierten Daten werden einmal im Digitalspeicher 11 gespeichert und dann ausgelesen. Die regenerierte Trägerkomponente ohne Phasenschlupf erzeugt am Ausgang der Schwellwertschaltung keinen Impuls, so daß die ausgelesenen demodulierten Daten am Wandler 12 keiner Veränderung unterworfen werden.

Als nächstes soll das Beispiel einer Quaternär-PSK-Welle betrachtet werden, wobei der Arbeitsablauf bei vorhandenem Phasenschlupf in Verbindung mit den Figuren 6 und 7 erläutert werden soll. Unter der Annahme, daß die übertragene Datenfolge durch P und Q wiederzugeben ist, wie es in der Fig. 6 dargestellt wird, und die demodulierte Datenfolge durch P' und Q" wiedergegeben ist, ist die Beziehung dieser Folgen gegeben in Fig. 7 durch Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Phasenschlupfes. In Fig. 7(i) ist die demodulierte Datenfolge ohne Phasenschlupf gezeigt, bei (ii) die Folge mit Phasenvoreilung um 2π und bei (iii) die Folge mit Phasennacheilung um 2π.

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Wie aus den Figuren 6 und 7 deutlich wird, gleichen sich bei um 2k voreilendem Phasenschlupf die demodulierte Datenfolge P¹ und Q¹ und die übertragene Datenfolge Q und P. Dabei bedeutet P die entgegengesetzte Polarität von P. In gleicher Weise gilt, daß bei um 2rc nacheilendem Phasenschlupf P¹ und Q¹ gleich sind Q und P. Findet sich also im regenerierten Träger ein Phasenschlupf, dann entsprechen die demodulierten Datenfolgen den übertragenen Datenfolgen mit ausgetauschtem P und Q, wobei jeweils eines davon umgekehrte Polarität aufweist.

Der im regenerierten Träger hervorgerufene Phasenschlupf läßt sich mit Hilfe des Phasenschlupf-Detektors aus Frequenzdetektor 2, Integrator 3 und Schwellwertschaltung 4 feststellen, so daß ein positiver Impuls (2π Voreilung des Phasenschlupfes) des Phasenschlupf-Detektors dafür sorgt, daß der Wandler 12 die demodulierte Datenfolge P¹ und Q¹, die aus dem Digitalspeicher ausgelesen wird, vertauscht und nach dem Vertauschen die Polarität von P¹ umkehrt, womit dann die korrekten Empfangsdaten vorliegen. In gleicher Weise vertauscht der Wandler, wenn der Datenschlupf-Detektor einen negativen Impuls abgibt (Phasenschlupf um 2π nacheilend), P¹ und Q' und kehrt die Polarität von Q¹ nach dem Vertauschen um, so daß auf diese Weise die korrekten Empfangsdaten vorliegen.

Bei der vorangehenden Beschreibung ist der Betriebsablauf für quaternäre PSK-Welle dargestellt, doch versteht es sich für den Fachmann daraus von selbst, daß die Schaltung auch für andere Mehrphasen-PSK-Wellen vorgesehen werden kann. Es ist leicht zu verstehen, daß bei dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 dem Frequenzdetektor 2 am Eingang auch das Ausgangssignal der Trägerverarbeitungsschaltung 9 zugeleitet werden kann, wie dies gestrichelt in der Zeichnung angedeutet ist.

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Die Erläuterungen lassen deutlich werden, daß das Ausführungsbeispiel (4). eine korrekte Kompensation durch Vertauschen der demodulierten Daten und Umkehren ihrer Polarität in Abhängigkeit vom Phasenschlupf herbeiführt, um am Ausgang die korrekten Empfangsdaten abzugeben, so daß diese Schaltung in großem Umfang für die Kompensation demodulierter Daten im Anschluß an die Feststellung einer digitalen PSK-Welle auch im TDMA-System Verwendung findet.

Mit der Erfindung sind somit ein Phasenschlupf-Detektor und Schaltungen, in welchen dieser sinnvoll einsetzbar ist, geschaffen, welche sämtlich einen Frequenzdetektor enthalten, der einen Augenblickswert der empfangenen Trägerfrequenz feststellt, sowie einen Integrator zum Integrieren des Detektorausgangs und der feststellt, ob Phasenschlupf vorliegt, indem überprüft wird, ob der Ausgangspegel am Integrator einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Der Einsatz des Phasenschlupfdetektors in einer Trägerfrequenz-Wiedergewinnungsschaltung macht es möglich, einen vom Phasenschlupf unbeeinflussten, korrekt wiedergewonnenen Träger zu erhalten, und bei Anwendung bei einem Kompensationssystem für demodulierte Daten können empfangene oder demodulierte Daten erhalten werden, die bei der Erzeugung von Impulsgruppen-Fehlern zusammengedrückt und die frei von Einflüssen durch Phasenschlupf sind.

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Claims

KOKUSAI DENSHIN DENWA KABUSHIKI KAISHA, Tokyo , Japan Phasenschlupf-Detektor und Anordnungen zu seiner Verwendung ANSPRÜCHE

1. Phasenschlupf-Detektor mit einem den Augenblickswert einer empfangenen Trägerfrequenz erfassenden Frequenzdetektor und mit einem den Äusgangswert des Frequenzdetektors integrierenden Integrator, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzdetektor das Auftreten eines Phasenschlupfes feststellt, wenn die Ausgangsgröße des Integrators (3) einen Grenzwert übersteigt.

2. Trägerfrequenz-Wiedergewinnungsschaltung, gekennzeichnet durch eine Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung (6) zum Wiedergewinnen der regenerierten Trägerfrequenz-Komponente aus einer digitalen PSK-Welle, einen Frequenzdetektor (2) zur Ermittlung des Augenblickswertes der Ausgangsfrequenz der Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung (6), einen Integrator (3), der das Ausgangssignal des Frequenzdetektors (2) integriert, und einen Phasenschieber (8), der einen verzögerten Ausgangswert der Trägerfrequenzregenerationsschaltung (6) aufnimmt und um einen bestimmten Betrag der

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Phase des Eingangs die regenerierte Trägerfrequenzkomponente abhängig von der Polarität des den vorbestimmten Grenzwert übersteigenden Integrator-Ausgangswertes steuert.

3. Trägerfrequenz-Wiedergewinnungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung (6) und die Einrichtungen zum Verzögern ihres Ausgangssignals eine Verarbeitungsschaltung (9) für die regenerierte Trägerfrequenz eingefügt ist und daß die Eingangs- oder Ausgangsgröße der Verarbeitungsschaltung (9) den Eingangswert des Frequenzdetektors (2) darstellt.

4. Kompensationseinrichtung für demodulierte Daten, gekennzeichnet durch eine Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung (14), die die regenerierte Trägerfrequenz-Komponente aus einer ankommenden digitalen PSK-Welle hervorholt, eine Verarbeitungsschaltung (9) für die regenerierte'Trägerfrequenz, die das Ausgangssignal der Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung (14) in eine wiedergewonnene Trägerfrequenzwelle umwandelt, einen Detektor (10), der durch Verwendung der wiedergewonnenen Trägerfrequenz als Ergebnis der Bestimmung der ankommenden, digitalen PSK-Welle die demodulierten Daten liefert, einen Speicher (11) zum vorübergehenden Speichern der demodulierten Daten, einen Wandler (12) zum Umkehren der aus dem Speicher ausgelesenen Daten und/oder zum Austauschen von Daten gegen andere, einen Frequenzdetektor (2), der den Augenblickswert der Frequenz entweder der wiedergewonnenen oder der regenerierten Trägerfrequenz feststellt, und einen Integrator (3) zum Integrieren des Ausgangswertes des Frequenzdetektors (2), wobei die Kompensierung derart vorgenommen wird, daß das überschreiten eines Grenzwertes durch den Integrator-Ausgang das Auftreten eines Pha,senschlupfes anzeigt und den Wandler so steuert, daß er die Polarität der demodulierten Impulssignale umkehrt und/oder sie nach einer vorbestimmten Regel untereinander vertauscht und dadurch den durch den Phasenschlupf bedingten Fehler des demodulierten Datensignals kompensiert.

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