DE3132011A1 - Arrangement for simultaneous transmission of data via a plurality of common-wave transmitters and for equalising amplitude and phase distortions affecting the data on modulation feeders - Google Patents

Arrangement for simultaneous transmission of data via a plurality of common-wave transmitters and for equalising amplitude and phase distortions affecting the data on modulation feeders

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DE3132011A1
DE3132011A1 DE19813132011 DE3132011A DE3132011A1 DE 3132011 A1 DE3132011 A1 DE 3132011A1 DE 19813132011 DE19813132011 DE 19813132011 DE 3132011 A DE3132011 A DE 3132011A DE 3132011 A1 DE3132011 A1 DE 3132011A1
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    • H04B3/04—Control of transmission; Equalising
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

Amplitude and phase distortions and also transit time differences occur on the modulation feeders in common-wave radio networks. Equaliser networks are described with a transverse filter structure for automatic adaptation to the respective modulation feeder. The filter coefficients are set with the aid of a digital test signal which is transmitted by the central station. The distorted test signal on the modulation feeder is compared for this purpose in the common-wave transmitters with an undistorted test signal which is stored there. The start of the adaptation process determines the overall system transit time. For simultaneous transmission of all common-wave transmitters, a pulse string, which in each case determines the start of the transmission of the digital test signal and the start of the adaptation process, can be derived, e.g. from the reception of a time signal transmitter.

Description

Anordnung zum zeitgleichen Aussenden von NachrichtenArrangement for simultaneous sending of messages

über mehrere Gleichwellensender sowie zum Ausgleich von Amplituden- und Phasenverzerrungen, welche die Nachrichten auf Modulationszubringern erleiden Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.via several single-frequency transmitters as well as to compensate for amplitude and phase distortions suffered by the messages on modulation feeders The invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1.

In einem Gleichwellenfunnnetz wird das Modulationssignal von einer Zentralstation über Modulationszubringerstrecken zu mehreren Sendestationen übertragen, von denen das Signal mit gleicher HF-Frequenz und gleicher NF-Amplitude, NF-Phase und gleicher Zeitlage abgestrahlt wird. Um einen ungestörten und interferenzfreien Empfang zu gewährleisten, müssen die Verzerrungen und unterschiedlichen Laufzeiten der Modulationszubringor ausgeglichen werden. Nach dem 8tan der Technik geschieht dies mit Hilfe geeigneter Netzwerke zur Entzerrung des Frequenzgangs und zum Ausgleich der Signallaufzeit, die einzeln per Handabgleich an die Charakteristik des äeweiligen Nodulationszubringers angepaßt werden, Jede änderung der Eigenschaften des Modulationszubringers erfordert einen erneuten manuellen Abgleich der Netzwerke.In a Gleichwellenfunnnetz the modulation signal is from a Central station transmitted to several transmitter stations via modulation feeder lines, of which the signal with the same HF frequency and the same LF amplitude, LF phase and the same time slot is broadcast. To ensure an undisturbed and interference-free To ensure reception, the distortions and different transit times must be the modulation feeder can be compensated. After the 8tan the technique happens this with the help of suitable networks for equalizing the frequency response and for compensation the signal propagation time, which is individually adjusted to the characteristics of the each Modulation feeder are adapted, Any change in the properties of the modulation feeder requires a new manual synchronization of the networks.

Es ist einsichtig, daß dieses Verfahren nur für Standleitungen oder feste Funkverbindungen geeignet ist und einen hohen Personal aufwand zur Einmessung und Wartung der Ausgleichsnetzwerke erfordert.It will be understood that this procedure can only be used for leased lines or Fixed radio links are suitable and require a high level of personnel for the calibration and maintenance of the balancing networks.

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, eine sich automatisch an den jeweiligen Modulationszubringer adaptierende Filterstruktur zum Ausgleich der Verzerrungen und der Laufzeit anzugeben. Die Lösung dieser Aufgabe ist dem Patentanspruch 1 zu entnehmen. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Ausführungen der Erfindung.The invention has the task of automatically responding to the Filter structure adapting the respective modulation feeder to compensate for the distortions and the duration. The solution to this problem is to claim 1 remove. The further claims contain advantageous developments and designs the invention.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung liegen zunächst in der Einsparung der erforderlichen Ingenieursleistung zur Vermessung der Eigenschaften des Modulationszubringers und der Einstellung der Netzwerke zur Entzerrung und zum Laufzeitausgleich, darüber hinaus auch in der erheblichen Zeitersparnis beim Abgleich selbst. Ferner gestattet die selbst adaptierende Entzerrung den Einsatz nicht festgeschalteter Wählverbindungen als Modulationszubringer. Weiter ist die Genauigkeit und Qualität der adaptiven Entzerrungsstruktur manuell eingestellten Netzwerken überlegen.The advantages of the solution according to the invention are first of all the savings the engineering work required to measure the properties of the modulation feeder and the setting of the networks for equalization and delay compensation, above in addition, also in the considerable time savings during the comparison itself. Also permitted the self-adapting equalization the use of unsecured dial-up connections as a modulation feeder. Next is the accuracy and quality of the adaptive Equalization structure superior to manually set networks.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the figures.

Es zeigen: FIG. 1: Ein Beispiel für ein Gleichwellenfunknetz mit drei Sendestationen und herkömmlichen Netzwerken zur Entzerrung und zum Laufzeitausgleich.They show: FIG. 1: An example of a single-frequency radio network with three Broadcasting stations and conventional networks for equalization and delay compensation.

FIG. 2: Prinzipielles Blockschaltbild des adaptiven Entzerrernetzwerks gemäß der Erfindung mit geeigneten Mitteln zur Steuerung und Speicherung des digitalen Testsignals im Modulationsempfänger der Gleichwellensender.FIG. 2: Basic block diagram of the adaptive equalizer network according to the invention with suitable means for controlling and storing the digital Test signal in the modulation receiver of the single-frequency transmitter.

FIG. 3: Blockschaltbild zur Steuerung und Speicherung des digitalen Testsignals in der Zentralstation.FIG. 3: Block diagram for controlling and storing the digital Test signal in the central station.

FIG. 4: Ausführung des erfindungsgemäßen Entzerrers für Bandpaßent zerrung.FIG. 4: Implementation of the equalizer according to the invention for bandpass filters strain.

FIG. 5: Beispiel für die Formung des Leistungsdichtespektrums des Testsignals durch eine Partial-Response-Codierung.FIG. 5: Example of the shaping of the power density spectrum of the Test signal by a partial response coding.

FIG. 6: Zeitdiagramme zur Erklärung der zeitgleichen Abstrahlung von den Gleichwellensendern.FIG. 6: Time diagrams to explain the simultaneous emission of the single-frequency transmitters.

FIG. 1 stellt ein Beispiel für ein Funknetz nach dem Stand der Technik dar. Eine Zentrale Z versorgt drei Gleichwellen-Sendestationen S1, 52 und 53 über die Modulationszubringer MZB1, MZB2 und MZB3. Die Modulationszubringer sind festgeschaltete Standleitungen oder Funkverbindungen. Um eine unverzerrte und zeitgleiche Abstrahlung von den Sendestationen zu erreichen, werden die Signallaufzeiten durch die Netzwerke LAG1, LAG2 und LAG3 abgeglichen, und die Signalverzerrungen auf Grund der Modulationszubringer mit Hilfe der Entzerrerfilter El, E2 und E3 aufgehoben. Wie erläutert, müssen Laufzeitausgleich und Entzerrer gegenwärtig manuell eingestellt werden. Gemäß der Erfindung wird nun vorgeschlagen, Laufzeitausgleich und Entzerrung, die man zu einem gemeinsamen Netzwerk ENT zusammenfassen kann, durch ein selbst adaptierendes Filter vorzunehmen.FIG. 1 shows an example of a radio network according to the prior art A center Z supplies three simulcast transmission stations S1, 52 and 53 via the modulation feeders MZB1, MZB2 and MZB3. The modulation feeders are permanently connected Leased lines or radio links. About undistorted and simultaneous radiation Reached by the transmitting stations, the signal propagation times through the networks LAG1, LAG2 and LAG3 adjusted, and the signal distortion due to the modulation feeder canceled with the help of the equalizer filters E1, E2 and E3. As explained, you need runtime balancing and equalizer are currently set manually. According to the invention is now suggested delay equalization and equalization that can be combined into a common network ENT can summarize by means of a self-adapting filter.

FIG. 2 stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar.FIG. Figure 2 illustrates an embodiment of the invention.

Sie besteht im wesentlichen aus einem adaptiven Transversalfilter TVF und zusätzlichen Bausteinen SR, TEST, VER und STE, die zur Adaption des Transversalfilters benötigt werden. Das Transversalfilter ist in bekannter Art aufgebaut und besteht aus m Koeffizienten und (m-1) Laufzeitgliedern mit der Verzögerung T. Die Verzögerung (t berechnet man unmittelbar aus der zu entzerrenden Bandbreite fB des Modulationszubringers. Es gilt: # = 1/(2 fB) (Basisbandentzerrung) (1) oder # = l/fB (Bandpaßentzerrung) (2) B Der Unterschied zwischen beiden Versionen der Entzerrung wird weiter unten noch erläutert. Es soll zunächst von einer Basisbandentzerrung ausgegangen werden. Die benötigte Zahl m der Filterkoeffizienten hängt von den Verzerrungen des Modulationszubringers und dem nötigen Laufzeitausgleich ab. Für typische Anwendungen, etwa Draht- oder GF-Strecken, dürfte die Zahl zwischen 10 und 20 liegen. Die Erfindung beruht nun auf dem Gedanken, die Entzerrung der Modulationszubringer in Gleichwellenfunknetzen, die für analoge Signale ausgelegt sind, durch Transversalfilter vorzunehmen, die mit digitalen Signalen adaptiert werden. Hierdurch gewinnt man die Vorzüge einer schnellen, genauen und vergleichsweise einfach realisierbaren Entzerrung, die in der digitalen Ubertragungstechnik seit langem genutzt werden, auch für analoge Sbertragungsverfahren.It essentially consists of an adaptive transversal filter TVF and additional modules SR, TEST, VER and STE, which are used to adapt the transversal filter are needed. The transversal filter is constructed and exists in a known manner from m coefficients and (m-1) delay terms with the delay T. The delay (t is calculated directly from the bandwidth fB of the modulation feeder to be equalized. The following applies: # = 1 / (2 fB) (baseband equalization) (1) or # = l / fB (bandpass equalization) (2) B The difference between the two versions of the equalization will be explained below still explained. A baseband equalization should initially be assumed. The required number m of filter coefficients depends on the distortion of the modulation feeder and the necessary runtime compensation. For typical applications such as wire or GF stretches, the number should be between 10 and 20. The invention is now based on the idea of equalizing the modulation feeder in single-frequency radio networks, which are designed for analog signals, through transversal filters to make the can be adapted with digital signals. This gives you the benefits of a fast, precise and comparatively easy to implement equalization, which in of digital transmission technology have been used for a long time, also for analog transmission methods.

Die Adaption der Transversalfilterkoeffizienten erfolgt mit Hilfe eines anfänglich gesendeten digitalen Testsignals, das dem Modulationsempfänger der Gleichwellensender in unverzerrter Form bekannt ist und dort in einem Baustein TEST abgespeichert ist. Da das Testsignal den Charakter einer Pseudo-Noise-Folge haben muß, läßt sich der Speicher TEST z. B. einfach als rückgekoppeltes Schieberegister realisieren. Die Schrittdauer des digitalen Testsignals ist genau nach Gleichung (1) oder Gleichung (2). Die Länge des Testsignals hängt von der Zahl m der Koeffizienten und dem gewahlten Adaptionsverfahren ab. Typisch sollte man mindestens das 10 - 30-fache der Koeffizientenzahl m als Schrittzahl des Testsignals vorsehen. Wenn ein zeitlich variabler Modulationszubringer verwendet wird, ist das Testsignal in geeignetem Zeitabstand periodisch zu wiederholen.The transversal filter coefficients are adapted with the help of an initially transmitted digital test signal that is sent to the modulation receiver the single-frequency transmitter is known in undistorted form and is there in one Block TEST is saved. Because the test signal has the character of a pseudo-noise sequence must have, the memory TEST z. B. simply as a feedback shift register realize. The step duration of the digital test signal is exactly according to the equation (1) or equation (2). The length of the test signal depends on the number m of coefficients and the chosen adaptation method. Typically you should be at least 10 Provide 30 times the number of coefficients m as the number of steps of the test signal. if a time-variable modulation feeder is used, the test signal is in to repeat periodically at a suitable time interval.

Der Beginn des Adaptionsvorganges wird eingeleitet von einer Steuereinheit STE, die durch einen Steuerimpuls s1 das Auslesen des Testsignals W aus dem Speicher TEST bewirkt. Weiter schaltet die Steuereinheit STE durch einen Steuerimpuls s2 einen Schalter SR derart, daß das empfangene Signal d zu einem Summenpunkt VER gelangt und hier durch die Subtraktion des unverzerrten Testsignals W ein Fehlersignal e gewonnen wird. Mit Hilfe des Fehlersignals können die Filterkoeffizienten nach einem geeigneten bekannten Adaptionsalgorithmus eingestellt werden. Eine Ubersicht über gebräuchliche Algorithmen findet man z. B. in der Veröffentlichung *'Advances in equalization for intersymbol interference von J.G. Proakis aus Advances in communication systems, Vol. 4, Academic Press, New York, 1975. Vorzugsweise sollte man im Hinblick auf den Realisierungsaufwand den einfachen stochastischen Gradientenalgorithmus wählen, der in der angegebenen Literaturstelle ausführlich beschrieben ist und deshalb hier nicht mehr erläutert zu werden braucht. Nach Ende der digitalen Testfolge sorgt die Steuereinheit STE dafür, daß der Schalter SR wieder auf Normalbetrieb zurückgestellt wird, die adaptiv gewonnene Einstellung der Filterkoeffizienten erhalten bleibt und der Speicher TEST abgeschaltet wird bzw.The start of the adaptation process is initiated by a control unit STE, which reads out the test signal W from the memory by a control pulse s1 TEST does. The control unit STE also switches by means of a control pulse s2 a switch SR such that the received signal d arrives at a summing point VER and here by subtracting the undistorted test signal W an error signal e is won. With the help of the error signal, the filter coefficients can after a suitable known adaptation algorithm can be set. An overview of Common algorithms can be found e.g. B. in the publication * 'Advances in equalization for intersymbol interference by J.G. Proakis from Advances in communication systems, Vol. 4, Academic Press, New York, 1975. Preferably, in view of the simple stochastic gradient algorithm on the implementation effort choose which is described in detail in the cited literature and therefore need no longer be explained here. After the end of the digital test sequence the Control unit STE ensures that the switch SR is reset to normal operation the adaptively obtained setting of the filter coefficients is retained and the memory TEST is switched off or

wieder in den Ausgangszustand für eine erneute Adaption gelangt.returns to the initial state for a new adaptation.

Es ist klar, daß man durch den zeitlichen Beginn der Adaption die absolute Laufzeit des Signals durch das gesamte System aus Modulationszubringer und Entzerrer festlegt. Die zeitliche Lage der Steuerimpulse zum Beginn der Adaption muß darum so gewählt werden, daß eine zeitgleiche Abstrahlung von allen Gleichwellen-Sendestationen erfolgt. Bei bekannter Laufzeit des Modulationszubringers ist dies leicht zu erreichen. Sollte diese Voraussetzung nicht gegeben sein, so läßt sich die Erfindung gemäß Anspruch 6 auf einen automatischen absoluten Laufzeitausgleich erweitern. Diese Erweiterung wird später erläutert.It is clear that by starting the adaptation in time, the absolute transit time of the signal through the entire system from the modulation feeder and equalizer. The timing of the control impulses at the beginning of the adaptation must therefore be chosen so that a simultaneous emission from all single-frequency transmission stations he follows. This is easy to achieve if the runtime of the modulation feeder is known. If this prerequisite is not met, the invention can be according to Extend claim 6 to an automatic absolute maturity compensation. These Enlargement will be explained later.

FIG. 3 zeigt die Mittel, die das Aussenden des digitalen Testsignals in der Zentralstation verlangt. Eine Steuereinheit STS schaltet ähnlich wie in den Gleichwellen-Sendestationen das digitale Testsignal, das aus einem Speicher GES abrufbar ist, mittels eines Schalters SR ein. Nach Abschluß des Testsignals sorgt die Steuerung STS dafür, daß der Schalter SR wieder in die Normalstellung zurückgeht und das Testsignal abgeschaltet wird.FIG. 3 shows the means involved in transmitting the digital test signal requested in the central station. A control unit STS switches similarly to the Simultaneous wave transmission stations the digital test signal, which is from a memory GES can be called up by means of a switch SR. After completing the test signal, it ensures the control STS ensures that the switch SR returns to the normal position and the test signal is switched off.

Die bisher unterstellte Annahme, daß eine Basisbandentzerrung vorgenommen wird, wird für viele Modulationszubringer, die als Bandpaßsysteme ausgelegt sind, nicht zutreffen. Man muß in diesem Fall den Entzerrer als Bandpaßentzerrer realisieren, wie dies im Prinzip in FIG. 4 gezeigt ist. Real- und Imaginärteil der Bandpaßimpulsantwort müssen jeweils getrennt durch Transversalfilter TVFr und VFi entzerrt werden, wobei für den Imaginärteilentzerrer TVFi ein 90°-Phasenschieber verwendet werden muß. Weiter muß das Vergleichssignal als Bandpaßsignal zur Verfügung stehen, wozu ein Modulator MOD benötigt wird. Schließlich muß der gleiche Modulator auch im Steuerteil der Zentralstation eingesetzt werden.The previously assumed assumption that baseband equalization was carried out is used for many modulation feeders that are designed as bandpass systems, not true. In this case the equalizer must be implemented as a bandpass equalizer, like this in principle in FIG. 4 is shown. Real and imaginary part the bandpass impulse response must be separated by transversal filters TVFr and VFi are equalized, with a 90 ° phase shifter for the imaginary part equalizer TVFi must be used. The comparison signal must also be available as a bandpass signal stand, for which a modulator MOD is required. After all, it must be the same modulator can also be used in the control section of the central station.

Vorzugsweise wird man ein einfaches Modulationsverfahren wählen, z. B. die binäre Phasentastung. Sinngemäß läßt sich die in FIG. 4 gezeigte Bandpaßentzerrung nach vorheriger Abwärtsmischung auch als Basisbandentzerrer für Real- und Imaginärteil ausbilden. Da das Stand der Dechnik ist, soll hierauf nicht weiter eingegangen werden.Preferably one will choose a simple modulation method, e.g. B. the binary phase keying. Correspondingly, the in FIG. 4 bandpass equalization shown after downward mixing, also as a baseband equalizer for real and imaginary parts form. Since this is the state of the art, this will not be discussed further.

Mit den bisher beschriebenen Anordnungen kann es bei manchen Modulationszubringern vorkommen, daß starke Dämpfungseinbrüche innerhalb der übertragungsbandbreite nicht hinreichend genau entzerrt werden und folglich unzulässig hohe Restverzerrungen übrigbleiben. Ein Beispiel ist in FIG. 5 dargestellt, in dem die Dämpfung zu den Rändern des Ubertragungsbereiches hin stark ansteigt. Im Leistungsspektrum des Fehlersignals g ist wegen der Dämpfungseinbrüche vergleichsweise wenig Information über diese Bereiche enthalten, so daß der Entzerrer gerade in den Frequenzbereichen, in denen er besonders genau adaptieren müßte, ungenau und fehlerhaft arbeitet. Diesem unerwünschten Effekt kann man durch eine geeignete Formung des Leistungsspektrums des digitalen Testsignals entgegenwirken, da man meist eine grobe Information über die Lage und Größe der Dämpfungseinbrüche des Modulationszubringers besitzt. Besonders geeignet für die Formung des Leistungsspektrums sind die Partial-Response-Codes, die z. B. in der Veröffentlichung "Generalization of a Technique for Binary Data CommunicationX' von E.R. Kretzmer, IEEE Trans. Commun.With the arrangements described so far, it can be with some modulation feeders it happens that strong attenuation drops within the transmission bandwidth are not be corrected with sufficient accuracy and consequently impermissibly high residual distortions left over. An example is shown in FIG. 5 shown, in which the attenuation to the Edges of the transmission area rises sharply. In the power spectrum of the error signal Because of the attenuation drops, g is comparatively little information about them Ranges included, so that the equalizer is precisely in the frequency ranges in which he would have to adapt particularly precisely, work imprecisely and incorrectly. This undesirable One can effect by a suitable shaping of the range of services of the digital Counteract test signal, since you usually get a rough information about the location and The size of the attenuation drops in the modulation feeder. Particularly suitable for the shaping of the range of services are the partial response codes that z. B. in the publication "Generalization of a Technique for Binary Data CommunicationX ' by E.R. Kretzmer, IEEE Trans. Commun.

COM-14 (1966), Seiten 67-68 beschrieben sind. Man muß den Code so auswählen, daß das Leistungsspektrum des codierten Testsignals gerade an den Stellen Maxima aufweist, wo mit starken Dämpfungseinbrüchen des Modulationszubringers zu rechnen ist. Für das Beispiel aus FIG. 5 mit Dämpfungseinbrüchen an den Rändern des tibertragungsbereiches ist insbesondere der Bipolar-Code erster Ordnung (auch als AMI-Code bekannt) geeignet.COM-14 (1966), pp. 67-68. You have to code the way select that the power spectrum of the encoded test signal just at the points Has maxima where with strong attenuation drops of the modulation feeder to is to count. For the example from FIG. 5 with attenuation drops at the edges of the transmission area is in particular the first-order bipolar code (also known as AMI code).

Die Partial-Response-Codierung bietet weiter den Vorteil, die Entzerrung in Basisbandtechnik auch dann noch einsetzen zu können, wenn der Modulationszubringer keinen Gleichanteil übertragen kann. Man muß dann für das Testsignal einen Code wählen, der im Basisband ein Signalleistungsspektrum ohne Gleichkomponente erzeugt. Besonders geeignet ist hier neben dem schon erwähnten Bipolarcode erster Ordnung auch der Bipolarcode zweiter Ordnung.The partial response coding also offers the advantage of equalization to be able to use baseband technology even if the modulation feeder cannot transmit a constant component. You then have to have a code for the test signal choose that generates a signal power spectrum without DC components in the baseband. In addition to the first-order bipolar code already mentioned, it is particularly suitable here also the second order bipolar code.

Eine alternative Ausführung der Erfindung besteht darin, anstelle des Transversalfilterentzerrers ein rekursives Filter mit Laufzeiten nach Gleichung (1) oder (2) einzusetzen. Die Einstellung der Koeffizienten des Rekursivfilters kann nach den gleichen Adaptionsalgorithmen, die für das Transversalfilter gelten, vorgenommen werden, vorzugsweise wieder durch den stochastischen Gradientenalgorithmus.An alternative embodiment of the invention is instead of the transversal filter equalizer is a recursive filter with delay times according to the equation (1) or (2) to be used. The setting of the coefficients of the recursive filter can use the same adaptation algorithms that apply to the transversal filter, be made, preferably again by the stochastic gradient algorithm.

Eine vorteilhafte Erweiterung der Erfindung besteht darin, für einen automatischen absoluten Laufzeitausgleich der Modulationszubringer zu sorgen. Wie schon erwähnt, wird die Laufzeit über das gesamte System aus Modulationszubringer und Entzerrer durch den zeitlichen Beginn des Adaptionsvorgangs, mithin also durch die Zeitlage des Steuersignals festgelegt. Innerhalb gewisser Grenzen, die in etwa durch die zeitlich wirksame Entzerrerlänge (m-1) . r abgesteckt werden, kann man darum durch Veränderung der Zeitlage des Steuersignals die Signallaufzeit variieren. Insbesondere erreicht man die geforderte zeitsynchrone Abstrahlung von den Gleichwellen-Sendestationen durch den zeitsynchronen Beginn der Adaption in allen Sendestationen. Hierbei muß man natürlich alle Laufzeiten auf die längste zulässige Laufzeit im Netz hin verlängern.An advantageous extension of the invention is for a to ensure automatic absolute transit time compensation of the modulation feeder. As Already mentioned, the runtime over the entire system is made up of modulation feeders and equalizer by the temporal beginning of the Adaptation process, therefore determined by the timing of the control signal. Within certain Limits that are roughly due to the temporally effective equalizer length (m-1). r staked out the signal propagation time can therefore be changed by changing the timing of the control signal vary. In particular, the required time-synchronous emission of the simulcast transmission stations due to the synchronous start of the adaptation in all broadcasting stations. Here, of course, you have to limit all the running times to the longest extend the permissible runtime in the network.

Als besonders einfache Realisierung der zeit synchronen Adaption wird der Bezug auf ein externes und sehr genaues Zeitsignal vorgeschlagen, wie es etwa in der Bundesrepublik Deutschland durch den Zeitsignalsender DCF 77 ausgestrahlt wird. In FIG. 6 wird das Prinzip anhand eines Zeitdiagramms erläutert. Zunächst benötigt man in den Steuerteilen STS und STE der FIG. 2 und FIG. 3 Zusatzeinrichtungen zum Empfang des Zeitsignals und zur Bildung synchroner Impulsfolgen zur Zeitmarkierung. Diese Zusatzeinrichtungen erzeugen aus dem Zeitsignal zeitlich synchrone Impulsfolgen in der Zentrale (FIG. 6A) und in den Sendestationen (FIG. 6C).As a particularly simple implementation of the time-synchronous adaptation the reference to an external and very precise time signal is suggested, such as broadcast in the Federal Republic of Germany by the time signal transmitter DCF 77 will. In FIG. 6 the principle is explained using a timing diagram. First is required in the control sections STS and STE of FIG. 2 and FIG. 3 additional devices to receive the time signal and to generate synchronous pulse sequences for time marking. These additional devices generate chronologically synchronous pulse trains from the time signal in the center (FIG. 6A) and in the transmitting stations (FIG. 6C).

Der zeitliche Abstand der Impulsfolge entspricht genau der vorzugebenden Signallaufzeit 1 sig Diese sollte etwas größer gewählt werden als die maximale Laufzeit der Modulationszubringer, um zum einen mögliche statistische Schwankungen und Meßungenauigkeiten auch bei der maximalen Laufzeit zulassen zu können, und um zum anderen Verzögerungen durch die Ausführung von Steueroperationen zu berücksichtigen. Ferner können hier auch Gesichtspunkte zur bequemen Herleitung der Impulsfolge aus dem Zeitsignal einfließen.The time interval between the pulse sequence corresponds exactly to the one to be specified Signal transit time 1 sig This should be selected a little longer than the maximum transit time the modulation feeder, on the one hand, to avoid possible statistical fluctuations and measurement inaccuracies to be able to allow also at the maximum runtime, and on the other hand to allow delays to be taken into account by the execution of control operations. Furthermore, here considerations for the easy derivation of the pulse sequence from the time signal are also included.

Es wird nun vereinbart, daß der Beginn des digitalen Testsignals in der Zentrale immer mit dem Auftreten der kurzen Synchronimpulse (oder der positiven oder negativen Flanken der Impulse etc.) zusammenfällt (FIG. 6B).It is now agreed that the beginning of the digital test signal in the control center always with the occurrence of the short sync impulses (or the positive or negative edges of the pulses etc.) coincides (FIG. 6B).

Der Beginn der Adaption an den Gleichwellen-Sendestationen ist gleichfalls an das Auftreten der Synchronimpulse gekoppelt. Unabhängig davon, mit welcher Zeitverzögerung #MZB < #sig das verzerrte digitale Testsignal d an den Vergleichspunkt VER gelangt (FIG. 6D), sorgt die Steuerung STE für den zeitrichtigen Beginn der Adaption, indem sie das unverzerrte Vergleichssignal W erst beim Auftreten der nächsten Zeitmarkierung an den Vergleichspunkt schaltet (FIG. 6E). Es ist einsichtig, daß auf diese Weise die gleiche Signallaufzeit tfsig für alle Sendestationen eingestellt wird.The beginning of the adaptation at the simulcast transmission stations is also coupled to the occurrence of the sync pulses. Regardless of the time delay #MZB <#sig the distorted digital test signal d reaches the comparison point VER (FIG. 6D), the control STE ensures that the adaptation begins at the correct time by they the undistorted comparison signal W only when the next time stamp occurs switches to the comparison point (FIG. 6E). It is understandable that this way the same signal propagation time is set for all transmitting stations.

Abhängig von den Ubertragungsverzerrungen innerhalb des an sich möglichen Bereiches des Zeitausgleichs können Laufzeiten existieren, für die die erreichbare Entzerrungsqualität schlecht ist. Man kann diesen Effekt vermeiden oder zumindest deutlich unterdrücken, wenn man die Laufzeiten im Entzerrerfilter auf den Wert g #' = #/n n = 1, 2, 3, ... (3) mit # nach Gl. (1) oder Gl. (2) verkürzt. Um damit nicht gleichzeitig die zeitlich wirksame Entzerrerlänge zu stark zu verringern, ist die Wahl n=2 oder n=3 zweckmäßig.Depending on the transmission distortions within what is actually possible In the area of time compensation, there may be runtimes for which the achievable Correction quality is poor. You can avoid this effect, or at least clearly suppress if the delay times in the equalization filter are set to the value g # '= # / n n = 1, 2, 3, ... (3) with # according to Eq. (1) or Eq. (2) shortened. To with it not to reduce the temporally effective equalizer length too much at the same time, the choice n = 2 or n = 3 is appropriate.

Schließlich kann der Fall auftreten, daß der geforderte Laufzeit ausgleich die wirksame zeitliche Entzerrerlänge erreicht oder gar übertrifft. In diesem Fall kann der Entzerrer nur noch durch große Einbußen an Entzerrungsqualität oder überhaupt nicht mehr die geforderte Signallaufzeit einhalten. Man schaltet dann ein zusätzliches Laufzeitwerk nach herkömmlicher Art vor das Entzerrernetzwerk. Der Laufzeitabgleich braucht jedoch nur grob vorgenommen zu werden, weil die genaue Einstellung adaptiv durch den Entzerrer erfolgt.Finally, the case may arise that the required running time compensates the effective temporal equalizer length reached or even exceeded. In this case can he Equalizer only due to great loss of equalization quality or no longer comply with the required signal propagation time at all. One switches then an additional runtime system of the conventional type in front of the equalizer network. However, the runtime comparison only needs to be carried out roughly because the exact Adjustment is made adaptively by the equalizer.

Der grobe Laufzeitausgleich kann auch auf einfache Weise automatisiert werden. Als Laufzeitglieder sind bei den Nodulationsempfängern z. B. Eimerkettenschaltungen installiert, deren Takt einstellbar ist. Je höher die Taktfrequenz, um so schneller durchläuft ein analoges Signal die Eimerketten, um so geringer also die Verzögerung. Zusätzlich zum Empfänger für den Sender DCF 77 (o. ä.) und die Einrichtung zur Erzeugung der Taktimpulsfolgen - vgl. oben - benötigen die Modulationsempfänger noch einen Zähler. Dieser wird mit jedem Taktimpuls neu gestartet. Das digitale Testsignal wird von der Zentrale bei einem Taktimpuls ausgesendet und stopt den Zähler, sobald es im Nodulationsempfänger angelangt ist. Proportional zum erreichten Zählerstand kann nun der Takt der Eimerkettenschaltungen automatisch eingestellt werden. Das digitale Testsignal kann anschließend zur adaptiven Entzerrung weiterverwendet werden.The rough runtime compensation can also be automated in a simple manner will. The nodulation receivers z. B. Bucket chain circuits installed, the cycle of which is adjustable. The higher the clock frequency, the faster if an analog signal passes through the bucket chains, the less the delay. In addition to the receiver for the transmitter DCF 77 (or similar) and the device for generating it of the clock pulse trains - see above - the modulation receivers still need one Counter. This is restarted with each clock pulse. The digital test signal is sent out by the control center with a clock pulse and stops the counter as soon as it has reached the nodulation receiver. Proportional to the counter reading achieved the rate of the bucket chain switching can now be set automatically. That The digital test signal can then be used for adaptive equalization.

Es ist nachteilig wenn der Zähler ständig läuft; er muß jedoch spätestens mit dem Taktimpuls in Betrieb sein, an dem die Zentrale das digitale Testsignal aussendet.It is disadvantageous if the counter runs continuously; however, he must at the latest be in operation with the clock pulse at which the control center received the digital test signal sends out.

Bei anwählbaren Modulationszubringern kann dieses Problem gelöst werden, indem der Zähler nur in Betrieb gesetzt wird, wenn eine Verbindung durchgeschaltet worden ist. Nach Einstellung des Takts der Eimerkettenschaltungen kann der Zähler wieder stillgesetzt werden.This problem can be solved with selectable modulation feeders, by only putting the meter into operation when a connection is through has been. After setting the timing of the bucket chain circuits, the counter can be stopped again.

Als alternative Möglichkeit kann man den Zähler erst mit dem eintreffenden digitalen Testsignal starten und mit dem nächsten Taktimpuls anhalten. Der Takt der Eimerkettenschaltungen wird dann umgekehrt proportional zum Zählerstand eingestellt. Der Zähler läuft also nur kurzfristig.As an alternative, you can only use the counter with the incoming Start digital test signal and stop with the next clock pulse. The beat the bucket chain circuits is then set to be inversely proportional to the count. So the counter only runs for a short time.

Anstelle der Eimerketten können auch passive Laufzeit netzwerke mit schaltbaren Anzapfungen verwendet werden.Instead of the bucket chains, passive runtime networks can also be used switchable taps can be used.

Eine weitere Möglichkeit, den groben Laufzeitvorabgleich zu automatisieren besteht darin, vor dem Aussenden des digitalen Testsignals eine Zeitmarke von der Zentrale aus über die Modulationszubringer zu schicken.Another possibility to automate the rough pre-comparison of the runtime consists of a time stamp from the Central to send out via the modulation feeder.

Dazu weisen z. B. die Zentrale und die Gleichwellensender digitale Uhren auf, die vom Sender DCF 77 (oder einer ähnlichen Einrichtung) synchronisiert werden. Die Uhr gibt die momentane Uhrzeit in binärer Form ab. In der Zentrale wird die momentane Uhrzeit in einer Logikschaltung um die längstmögliche Laufzeit der Modulationszubringer vorgestellt und dann zu den Gleichwellensendern geschickt. Diese weisen einen Uhrzeitvergleicher auf, in dem die ankommende vorgestellte Uhrzeit mit der aktuellen Uhrzeit verglichen wird. Die ermittelte Zeitdifferenz gibt an, um wieviel das Modulationssignal noch verzögert werden muß, damit es von allen Gleichwellensendern synchron abgestrahlt wird. Der grobe Laufzeitvorabgleich wird entsprechend eingestellt. LeerseiteFor this purpose z. B. the control center and the single-frequency transmitter digital Clocks that are synchronized by the transmitter DCF 77 (or a similar device) will. The clock gives the current time in binary form. In the headquarters the current time in a logic circuit by the longest possible running time of the Modulation feeder presented and then sent to the single-frequency transmitters. These have a time comparator in which the arriving time is presented is compared with the current time. The determined time difference indicates how much the modulation signal has to be delayed in order for it to be transmitted by all single-frequency transmitters is radiated synchronously. The rough runtime pre-adjustment is set accordingly. Blank page

Claims (13)

Patentansprüche ½) Anordnung zum zeitgleichen Aussenden von Nachrichten, welche von einer Zentrale ausgehenden, über mehrere Gleichwellensender, sowie zum Ausgleich von Amplituden-und Phasenverzerrungen, welche die Nachrichten auf den Nodulationszubringern erleiden, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die Modulationsempfänger der Gleichwellensender weisen Entzerrernetzwerke mit Transversalfilterstruktur (DVF) auf, - die Laufzeiten z im Transversalfilter sind durch die zu entzerrende Bandbreite der Modulationszubringer festgelegt, - die Einstellung der Filterkoeffizienten des Transversalfilters (VF) erfolgt mit Hilfe eines digitalen Testsignals der Schrittdauer t, welches zu Anfang einer Nachrichtenaussendung oder periodisch wiederholt von der Zentrale ausgesendet wird, - das auf dem Nodulationszubringer verzerrte Testsignal (d) wird im Modulationsempfänger der Gleichwellensender mit einem unverzerrten Testsignal (W) verglichen, - auf Grund des Vergleichsergebnisses werden die Filterkoeffizienten des Transversalfilters (TVF) gemäß dem stochastischen Gradientenalgorithmus oder einem anderen bekannten Adaptions algorithmus eingestellt, - die Zentrale und Gleichwellensender weisen Mittel zur Speicherung CTEST), Steuerung (STS bzw. STE) und zum Vergleich (VER) des digitalen Testsignals auf. Claims ½) arrangement for simultaneous sending of messages, which emanating from a central station, via several single-frequency transmitters, as well as to Compensation of amplitude and phase distortions, which the messages on the Nodulation feeders suffer, characterized by the following features: - the modulation receivers the single frequency transmitters have equalizer networks with transversal filter structure (DVF) - the transit times z in the transversal filter are due to the bandwidth to be equalized the modulation feeder set, - the setting of the filter coefficients of the Transversal filter (VF) takes place with the help of a digital test signal of the step duration t, which is repeated at the beginning of a news broadcast or periodically from the Central station is sent out - the test signal distorted on the nodulation feeder (d) In the modulation receiver, the single-frequency transmitter is supplied with an undistorted test signal (W) compared, - on the basis of the comparison result, the filter coefficients are of the transversal filter (TVF) according to the stochastic gradient algorithm or Another known adaptation algorithm is set, - the control center and single-frequency transmitter have means for storing CTEST), control (STS or STE) and for comparison (VER) of the digital test signal. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entzerrern zwerk als Basisbandentzerrer und das digitale Testsignal als Basisbandsignal ausgelegt sind.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the equalizer zwerk designed as a baseband equalizer and the digital test signal as a baseband signal are. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entzerrernetzwerk als Bandpaßentzerrer mit komplexen Koeffizienten und das digitale Testsignal zur Adaption als Bandpaßsignal ausgelegt sind.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the equalizer network as a bandpass equalizer with complex coefficients and the digital test signal for Adaptation are designed as a bandpass signal. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Testsignal gemäß den bekannten Gesetzen der Partial-Response Codierung ausgebildet ist.4. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the digital test signal according to the known laws of partial response coding is trained. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Transversalfilter durch ein adaptives rekursives Filter ersetzt ist.5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the transversal filter is replaced by an adaptive recursive filter. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitsynchrone Aussendung von den Gleichwellensendern dadurch gewährleistet ist, daß der Adaptionsvorgang durch geeignete Steuersignale zeitgleich an allen Sendestationen stattfindet und dieser mindestens um die längste zulässige Signallaufzeit im Gleichwellenfunknetz verzögert beginnt.6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the time-synchronous transmission from the single-frequency transmitters is guaranteed is that the Adaptation process by means of suitable control signals at the same time takes place at all broadcasting stations and this is at least the longest permitted Signal propagation time in the single-frequency radio network begins with a delay. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitsynchrone Lage der Steuersignale zum Start der Adaption von dem Zeitsignalsender DOF 77 oder ähnlichen Einrichtungen hergeleitet ist.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the time-synchronous Position of the control signals at the start of the adaptation from the time signal transmitter DOF 77 or similar institutions is derived. 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeiten in den Entzerrerfiltern zum genaueren und bequemeren Ausgleich der Signallaufzeitunterschiede nur noch den n-ten Teil der Schrittdauer des digitalen Testsignals betragen.8. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the delay times in the equalizer filters for more precise and convenient compensation the signal transit time differences only make up the nth part of the step duration of the digital Test signal. 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei großen absoluten Laufzeitdifferenzen in der Größenordnung der wirksamen zeitlichen Entzerrerlänge und darüber hinaus ein nicht-adaptiv ausgelegter grober Vorabgleich der Laufzeit in herkömmlicher Weise erfolgt.9. Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that that with large absolute runtime differences in the order of magnitude of the effective temporal equalizer length and, moreover, a non-adaptively designed coarse Pre-adjustment of the running time takes place in a conventional manner. 10. Anordnung nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß als grober Vorabgleich der Laufzeit eine Eimerkettenschaltung mit einstellbarem Takt bei den ulationsempfängern vorgesehen ist, daß das digitale Testsignal von der Zentrale auf einen vom Zeitsignalsender abgeleiteten Taktimpuls hin ausgesendet wird, daß die Modulationsempänger Zähler aufweisen, die mit jedem Taktimpuls neu gestartet werden, und daß der Takt der Eimerkettenschaltung proportional zum Zählerstand eingestellt wird, den der Zähler bei Eintreffen des digitalen Testsignals erreicht hat. 10. Arrangement according to claim 7 and 9, characterized in that as rough pre-adjustment of the running time of a bucket chain circuit with an adjustable cycle it is provided in the ulation receivers that the digital test signal from the control center is sent out in response to a clock pulse derived from the time signal transmitter that the modulation receivers have counters that are restarted with each clock pulse and that the clock of the bucket chain circuit is set proportionally to the count reached by the counter when the digital test signal was received. 11. Anordnung nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß als grober Vorabgleich der Laufzeit eine Eimerkettenschaltung mit einstellbarem Takt bei den Modulationsempfängern vorgesehen ist, sowie ein Zähler, daß das digitale Testsignal von der Zentrale auf einen vom Zeitsignalsender abgeleiteten Taktimpuls hin ausgesendet wird und bei Eintreffen im Modulationsempfänger den Zähler startet, daß der Zähler mit dem nächsten Taktimpuls gestopt wird, und daß der Takt der Eimerkettenschaltung umgekehrt proportional zum dann erreichten Zählerstand eingestellt wird.11. Arrangement according to Claims 7 and 9, characterized in that as a rough preliminary adjustment the running time a bucket chain circuit with an adjustable clock rate for the modulation receivers is provided, as well as a counter that the digital test signal from the control center a clock pulse derived from the time signal transmitter is sent out and at Arriving in the modulation receiver starts the counter that the counter with the next Clock pulse is stopped, and that the clock of the bucket chain circuit is inversely proportional is set to the counter reading then reached. 12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Eimerkettenschaltung passive Netzwerke vorgesehen sind mit schaltbaren Anzapfungen.12. Arrangement according to claim 10 or 11, characterized in that instead of the bucket chain circuit passive networks are provided with switchable ones Taps. 13. Anordnung nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrale und die Gleichwellensender jeweils eine digitale Uhr aufweisen, die vom Sender DCF 77 synchronisiert ist, daß die Zentrale eine Logikschaltung aufweist, welcher die Uhrzeit in binärer Form zugeführt wird, und in welcher die Uhrzeit um die längstmögliche Laufzeit der Modulationszubringer vorgestellt wird, daß vor Aussenden des digitalen Testsignals die vorgestellte Uhrzeit über die Modulationszubringer den Gleichwellensendern übermittelt und dort mit der aktuellen Uhrzeit in einem Uhrzeitvergleicher verglichen wird, und daß der grobe Vorabgleich der Laufzeit automatisch in der Größe der ermittelten Uhrzeitdifferenz erfolgt.13. Arrangement according to claim 7 and 9, characterized in that the Central and the single-frequency transmitter each have a digital clock, which is from Transmitter DCF 77 is synchronized that the control center has a logic circuit, which the time is supplied in binary form, and in which the time at the longest possible running time of the modulation feeder is presented that before sending out of the digital test signal the presented time via the modulation feeder transmitted to the single frequency transmitters and there with the current time in one Time comparator is compared, and that the rough pre-comparison of the runtime is automatic takes place in the size of the determined time difference.
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