DE3609394A1 - Modem fuer telefonsystem - Google Patents

Description

Modem für Telefonsystem

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Kommunikationssysteme und ist insbesondere auf ein Modem zum Umwandeln eines Bitstromes in ein phasenmoduliertes Zwischenfrequenz (IF)-Signal zur Verwendung in einem Hochfrequenz-Teilnehmertelefonsystem gerichtet.

Das erfindungsgemäße Modem weist einen Modulatorteil und einen· Demodulatorteil auf. Der Sendeteil ist ein System zum Umwandeln eines Bitstromes, bei dem jede vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden Bits ein Zeichen definiert, in ein phasenmoduliertes Zwischenfrequenz (IF)-Signal bei einer vorbestimmten IF-Frequenz. Der Modulatorteil phasenmoduliert jedes Zeichen, filtert jedes phasenmodulierte Zeichen digital, um ein gefiltertes Signal zu liefern, das, wenn es in ein Analogsignal umgewandelt ist, ein Modulationssignal mit einer Modulationsfrequenz ergibt, die um eine vorbestimmte Frequenz herum zentriert ist und in Übereinstimmung mit dem Wert des phasenmodulierten Zeichens davon abweicht, das gefilterte Signal in ein Analogsignal umwandelt, um das Modulationssignal zu liefern, und das Modulationssignal mit einem stationären Signal bei einer vorbestimmten Frequenz mischt, um ein phasenmoduliertes IF-Signal zu liefern, das ein frequenzmoduliertes (FM)-Signal ist, das eine IF-Frequenz hat, die ein Modulationsprodukt der Modulationsfrequenz und der vorbestimmten Frequenz ist.

Der Demodulatorteil des Modems weist ein Demodulationssystem zum Umwandeln eines empfangenen phasenmodulierten IF-Signals in den Bitstrom auf, aus dem das empfangene phasenmodulierte IF-Signal abgeleitet wurde.

Das erfindungsgemäße Modem kann in einem Sendebetrieb, einem Empfangsbetrieb, einem Zeitmultiplex-Sende/Empfangsbetrieb oder in einem Übungsbetrieb arbeiten.

Wenn das Modem im Sendebetrieb arbeitet, empfängt der Modem-Modulatorteil einen digitalen binären Bitstrom aus bis zu 4 Bits pro Zeichen und wandelt die Zeichen in ein phasenmoduliertes IF-Signal bei einer vorbestimmten IF-Frequenz von 20,2 MHz um. Das modulierte IF-Signal wird dann an eine Hochfrequenzeinheit zur Aufwärtsumwandlung und zur Sendung auf der richtigen UHF-Frequenz weitergeleitet.

Wenn das Modem im Empfangsbetrieb arbeitet, empfängt der Modem-Empfangsteil ein phasenmoduliertes IF-Signal von einer Hochfrequenz-Empfangseinheit. Das Modem filtert und wandelt das Empfangs-IF-Signal nach unten auf die Basisbandfrequenz um und digitalisiert dasselbe in eine komplexe (I,Q) Abtastprobe bei einer vorbestimmten Zeichengeschwindigkeit von 16 Ksps (Kilozeichen pro Sekunde). Ein digitaler FIR-Filter führt das weitere Filtern aus, und die komplexen Abtastproben werden in einen digitalen binären Bitstrom umgewandelt. Der binäre Bitstrom wird dann an eine Basisbandeinheit ausgegeben.

Das Modem führt ferner Funktionen zur Zeichensynchronisationsmessung der Verbindungsqualität und verschiedene Steuer- und Zustandsberichtsfunktionen aus.

In bestimmten Zeitabständen kann das Modem in einen Ubungsbetrieb geschaltet werden. In diesem Betrieb sind der Modem-Modulator- und der -Demodulatorteil über die Hochfrequenzeinheit zurückgeschleift, um dem FIR-Filter des Demodulatorsteils Änderungen im System (hauptsächlich in den Filtern der Hochfrequenzeinheit) beizubringen, das sich mit der Temperatur oder des Alters, angrenzenden Kanaldämpfungen oder anderen Umge-

bungsschwankungen verändert haben kann. Der FIR-Filter des Demodulatorteils lehrt seinen Koeffizienten, jeglichen Filterungenauigkeiten entgegenzuwirken, um das bestmögliche Eingangssignal zu erzielen. Während des Zurückschleifens gibt der Modem-Sendeteil ein festes Übungsmuster aus, das dem Modem-Demodulatorteil bekannt ist. Der FIR-Filter des Demodulatorteils stellt (lehrt) seine Koeffizienten gemäß dem Signal selbst, den verzögerten und vorgerückten Signalen und den Signalen von den benachbarten Bändern ein.

Das erfindungsgemäße Modem ist besonders für ein Funktelefonsystem nützlich, das in unserer parallelen deutschen Anmeldung mit der Bezeichnung "Kommunikationssystem" beschrieben ist. Die bevorzugte Ausführungsform des hier beschriebenen Modems wird mit einer Kanalsteuerungseinheit (CCU) und Hochfrequenzeinheiten, die in der parallelen Anmeldung beschrieben sind, verknüpft, und die Offenbarung der parallelen Anmeldung, soweit sie für diese Anmeldung von Bedeutung ist, wird hier mit einbezogen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles und den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. IA und IB zusammen ein Blockschaltbild der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Modems,

Fig. 2 die Signalkonstellation, die beim Gray-

Kodieren der Zeichen des Bitstromes verwendet wird,

Fig. 3 ein Blockschaltbild des FIR-Digitalfilters

im Modulatorteil des Modems,

Fig. 4 das mehrfache Abtastimpulsansprechungsmuster

des FIR-Digitalfilters im Modulatorteil des Modems,

Fig. 5 ein Blockschaltbild des SIN/COS-IF-Genera-

tors im Demodulatorteil des Modems, und

Fig. 6 die Zeitsteuerungs-Wellenformen von bestimmten

Steuer-, Zeitsteuerungs- und Datensignalen, die zum Betrieb des Modems gehören.

Verzeichnis von Akronymen

Verzeichnis von in der Beschreibung verwendeten Akronymen

Akronym

Definition

A/D AGC

AM
BPSK

BS
CCU

ECL FCC

FIFO FIR

IF
KHZ

Analog-Digital-Wandler

(Automatic Gain Control) automatische Verstärkungsregelung Amplitudenmodulation

(Binary Phase Shift Keying Modulation) binäre Phasenumtastung Basisstation

(Channel Control Unit) KanalSteuerungseinheit Digital-Analog-Wandler Dezibel

(Differential Phase Shift Keying Modulation) Differenzphasenumtastung

(Emitter-coupled Logic) Emitter-gekoppelte Logik

(United States Federal Communications Commission) Amerikanische Bundeskommission für das Nachrichtenwesen

(First-in First-out Memory) Schiebespeicher

(Finite-Duration Impulse-Response filter)

Filter zur Ansprechung auf Impulse endlicher

Dauer

Hertz (Schwingungen pro Sekunde)

(In-phase) Gleichphasig

(Intermediate Frequency)

Zwischenfrequenz

Kilohertz

Ksps Kilozeichen pro Sekunde

LSB (Least Significant Bit)

niedrigst-wertiges Bit MHz Megahertz

MODEM (Combined Modulator and Demodulator)

kombinierter Modulator und Demodulator OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillator)

Thermostatisierter Kristalloszillator Q (Quadrature)

90°-Verschiebung QPSK (Quadrature Phase Shift Keying Modulation)

Phasenumtastung mit 9O°-VerSchiebung RAM (Random Access Memory)

Speicher mit direktem Zugriff RCC (Radio Control Channel)

Funksteuerungskanal RELP (Residual Excited Linear Prediction)

restliche angeregte Linearvoraussage RF (Radio Frequency)

Hochfrequenz
RFU (Radio Frequency Unit)

Hochfrequenzeinheit ROM (Read-only Memory)

Nur-Lese-Speicher RX (Receive)

Empfangen
STIMU (System Timing Unit)

System-ZeitSteuerungseinheit SUB (Subscriber Station)

Teilnehmerstation TDMA (Time Division Multiple Access)

Zeitteilung-Mehrfachzugriff TX (Transmit)

Senden

ÜHF Ultra-Hochfrequenz

VCXO (Voltage Controller Crystal Oscillator)

spannungsgesteuerter Kristalloszillator

Eine bevorzugte Ausführungsform des Modems ist in den Fig. IA und IB gezeigt. Der Modulatorteil des Modems weist im wesentlichen einen digitalen Phasenumtastungs (DPSK)-Nur-Lese-Speicher (ROM) 10, eine Übungsbetriebsschalteinheit 11, einen digitalen Filter zur Ansprechung auf Impulse endlicher Dauer (FIR) 12, einen Digital-Analog-Wandler (D/A) 13, einen Bandfilter 14 mit einer Mittenfrequenz von 200 KHz, einen Mischer 15 und einen Hochfrequenzverstärker 16, der bei 20,2 MHz zentriert ist, auf.

Der Demodulatorteil des Modems weist im wesentlichen einen digitalen Mikroprozessor 17 des Modells TMS32010, einen Schiebespeicher 18 (FIFO), einen Analog-Digital-Wandler (A/D) 19, einen Verstärker 20 und einen Mischer 21 auf.

Das Modem weist ferner mehrere Zeitsteuerungs- und Steuereinheiten auf, die für die Modulations- und Demodulationsfunktionen, die durch den Modulatorteil bzw. Demodulatorteil ausgeführt werden, wesentlich sind. Diese Einheiten beinhalten Schnittstellenregister und eine Bussteuereinheit 23, die ein Zustandsregister 24, ein Verbindungs-Q-Register 25, ein AGC (automatische Verstärkungsregelung)-Register 26, ein RX- oder Empfangsfrequenzregister 27, ein Teilnehmer-Bruchteilsverzögerungsregister (SUB) 28, ein Gleichphasen (I)-Register 29, ein Rechtwinkelphasen (Q)-Register 30, eine Steuerungseinheit 31 und ein zweites Bruchteilsverzögerungsregister 32 aufweist. Die Modemzeitsteuerungs- und -Steuereinheiten beinhalten ferner eine Zwischenspeichersteuereinheit 34, einen Lese/Schreib-Dekoder 35, einen Übungsmuster-FIFO (zuerst hereinzuerst heraus)-Speicher 36, einen selbsthaltenden Datenschalter

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37, einen Internzeitsteuerungs- und Steuersignalgeber 38, eine Sendetaktverzögerungseinheit 39, einen Bruchteilszeitverzögerungsgeber 40, eine VCXO-Schnittstelleneinheit 41, einen Abtastzeitgeber 42, einen COS/SIN-IF-Signalgeber 43, einen 2K-Direktzugriffsspeicher (RAM) 44, einen 2K-ROM 45, einen 4K-ROM 46, eine Zwischenspeicher/Dämpfungseinheit 47 und eine Zwischenspeichereinheit 48.

Das Modem ist mit einer Systemzeittakt- oder Systemzeitsteuerungseinheit (STIMU) 49 verbunden.

Die Modemschnittstellen sind in den Fig. IA und IB gezeigt. Das Modem empfängt die meisten seiner Eingabesignale von der CCU. Andere Eingabesignale sind von der RF-Einheit und den Zeitsteuerungseinheiten. Die Modemeingabesignale sind die folgenden:

An das Modem von der Kanalsteuerungseinheit (CCU):

TX- oder Sendedaten (Leitungen 50)

Ein von dem Modem zu sendendes 4-Bit-Zeichen (4 Bits für eine 16-äre Phasenumtastung, 2 Bits für eine Phasenumtastung mit 90"-Verschiebung, 1 Bit für eine binäre Phasenumtastung)

MOD BUS (51)

Ein doppelseitig gerichteter Mikroprozessorbus, der Steuer/Zustands-Informationen an das und von dem Modem liefert.

MOD WR Leitung 52)

Das Steuersignal, um den MOD Bus in das Modem einzurasten.

Λ<ο

MOD RD (Leitung 53) Das Steuersignal, um die Modemzustandsund anderen Informationen auf den MOD BUS zur Weiterleitung an die CCU zu geben.

MOD-Rückstellung (Leitung 54) Diese CCü-Steuerung stellt das Modem zurück.

MOD ADD (Leitung 55) Steuersignal, um verschiedene Adressenpositionen und eingerastete Werte innerhalb des Modems zu bestimmen.

TX- oder Sende-SOS (Leitung 56) Signal von der CCU an das Modem, um mit dem Senden eines Sendeschlitzes zu beginnen.

RX- oder Empfangs-SOS (Leitung 57) Signal von der CCU an das Modem, um mit dem Empfangen eines Empfangsschlitzes zu beginnen.

An das Modem von der RF-Einheit (RFU):

IF RX (Leitung 58) IF-Empfangsfrequenzeingabe von der RFU.

An das Modem von den Systemzeittakteinheiten (STIMU):

8OMHZ (Leitung 59) Ein 80-MHz-ECL-Takt von der Basisstation oder den Teilnehmer-STIMUs. Ausgabe des Kristalloszillators (XO) in der Basisstation und des VCXO in der Teilnehmerstation.

- Zrl· -

16ΚΗΖ (Leitung 60)

Hauptsendetakt, der in der Basisstation von der STIMU verwendet wird.

SOMF (Leitung 61) Hauptbeginn des Rahmens in der Basisstation von der STIMU. Wird nicht in dem Modem verwendet, aber an die CCU geschickt.

Vom Modem an die Kanalsteuerungseinheit (CCU):

TX- oder Sendetakt (Leitung 62) Ein 16-KHζ-Taktsignal, das die CCU mit der Zeichensendezeitsteuerung versorgt. Zeichen werden in das Modem mit der aufsteigenden Flanke dieses Taktes eingetaktet. In der Basisstation haben alle Schlitze denselben Hauptsendetakt. Somit werden alle Signale von der Basisstation zur selben Zeit gesendet. Beim Teilnehmer ist der Sendetakt um die Bruchteilsbereichsverzögerung durch das Modem bei Informationen, die von der CCU zugeführt werden, versetzt.

RX- oder Empfangstakt (Leitung 63) Der 16-KHz-Takt wird von dem Empfangssignal abgeleitet. (Beim Teilnehmer immer, in der Basisstation nur während der Steuerschlitzannahme.) Dieser Takt, gibt das Empfangszeichen an die CCU taktweise aus und liefert der CCU die Zeichenzeitsteuerung .

RX- oder Empfangsdaten Das 4-Bit-Empfangszeichen, das von dem (Leitung 64) RX-Takt getaktet wird.

MOD-BUS (50) Zustands- und Dateninformationen von dem Modem.

MOD-SOMF (Leitung 61) Von der STIMU an die CCU in der Basisstation geschickter SOMF (Hauptrahmenbeginn) .

AM-Ab ta s t impu 1 s (Leitung 65) Hoch-auf-Niedrigübergang auf dieser Leitung gibt der CCU eine grobe Rahmenmarkierung während der Funksteuerungskanal-(RCC)-Annahme in der Teilnehmereinheit. Dies ist eine Einmalleitung, die einen Impuls erhält, wenn der RX-TMS320 die ungefähre Stelle des AM-Loches bestimmt,

Von dem Modem an jede RF-Einheit (RFU):

RF-RX-BUS (Hochfrequenzempfangsbus) (66) 8 Bit-Bus zwischen dem Modem und der RF-RX-Einheit. Dieser Bus übermittelt AGC- und Frequenzwählinformationen an den RFU-Empfangsteil. Das Modem überwacht die zu sendenden AGC-Werte und schickt CCU-Frequenzwählinformationen weiter. Die Frequenzwählinformationen werden dem Modem über den MOD-BUS 50 zugeführt. Während des Übungsbetriebes überwacht das Modem die RF-RX-Frequenzauswahl.

RF-TX-BUS (Hochfrequenzsendebus) (67)

8 Bit-Bus zwischen dem Modem und dem RFU-Sendeteil. Dieser Bus übermittelt Sendeleistungspegel- und Frequenzwählinformationen an den Modulatorteil. Das Modem hat nichts mit diesem zu tun, somit wird die Information nur an den RFU-Sen-

deteil geschickt.

RX-8OMHZ-REF (Leitung 59a) ECL-80-MHz-Bezugstakt an den RFU-Empfangsteil.

TX-8OMHZ-REF (Leitung 59b) ECL-80-MHz-Bezugstakt an den RFU-Sendeteil.

TX-EN (Leitung 68) Leitung an den RFU-Sendeteil, um RF-Sendung einzuschalten.

RX-EN (Leitung 69)

AGC-WR (Leitung 70) Leitung an RFU-Empfangsteil, um RF-Empfang einzuschalten.

Schreibabtastimpuls, um AGC-Daten in den RFü-Empfangsteil einzurasten.

RXFREQ-WR (Leitung 71) Schreibabtastimpuls für Frequenzschreibungen an den RFU-Empfangsteil.

RXFREQ-RD (Leitung 71a) Leseabtastimpuls, um Empfangsfrequenz

von dem RFU-Empfangsteil zurückzulesen.

PWR-WR (Leitung 72) Schreibabtastimpuls, um Leistungsoder Strominformationen in den RFU-Sendeteil einzurasten.

PWR-RD (Leitung 73) Leseabtastimpuls, um Leistungsinformationen von dem RFU-Sendeteil zurückzulesen.

TXFREQ-RD (Leitung 74) Leseabtastimpuls, um Sendefrequenz

von dem RFU-Sendeteil zurückzulesen.

Zo- _

TXFREQ-WR (Leitung 75) Schreibabtastimpuls-Frequenzschreibungen an den RFU-Sendeteil.

IF-TX (Leitung 76) Mit IF- oder Zwischenfrequenz übertragenes Signal an die RFU.

AGC-RD (Leitung 77) Leseabtastimpuls, um AGC-Daten von dem

RFU-Empfangsteil zurückzulesen.

Von dem Modem an die Systemzeittakteinheit (STIMU):

VCXO-FDBK Ein 10-Bit-Datenbus an den VCXO mit

(Leitung 78) Steuerinformationen zur Frequenzver

folgung.

VCXO-WR Schreibimpuls an den VCXO-Schaltkreis,

(Leitung 79) der den VCXO-Bus in den VCXO einrastet.

Der Modemmodulatorteil sendet Informationen, die ihm auf den TX-Datenleitungen 50 durch die CCU bei einer 16-Pegel-PSK-Modulation zugeführt wurden. Das Modem sendet ohne Kenntnis des Modulationspegels der empfangenen Informationen.

Die Eingabesteuerleitungen werden innerhalb des Modems entschlüsselt, um auszuwählen, welches Register den 8-Bit-MOD-Bus 50 zwischen dem Modem und der CCU ansteuern soll. Steuerinformationen, die den Empfang eines Schlitzes betreffen, werden aktiv, wenn das Modem das RX-SOS-Signal auf der Leitung von der CCU empfängt. Diese Leitung unterbricht den Mikroprozessor 17, um die Demodulation auf einem eingehenden Schlitz zu beginnen. Zu dieser Zeit wird der RFU-Empfangsteil durch das Modem mit dem RX-EN-Signal auf der Leitung 69 eingeschaltet.

Am Ende eines jeden Schlitzes werden die Zustandsinformationen in den Registern 23 zum Lesen durch die CCU auf den neuesten Stand gebracht.

In der Teilnehmerstation kann die CCU dem Modem befehlen, das RCC-Signal von der Basisstation anzunehmen. Das Hauptannahmemerkmal des RCC ist das AM-Loclr von acht Zeichen. In der Software tastet das Modem die Frequenz ab, die von der CCU für das AM-Loch ausgewählt wurde. Der Mikroprozessor 17 tastet die Frequenz ab, die von der CCU für das AM-Loch ausgewählt wurde. Wenn ein AM-Loch auf dieser Frequenz vorhanden ist, tastet sich der Mikroprozessor 17 auf sie ein. Nachdem der Mikroprozessor 17 sich über das Vorhandensein des AM-Loches sicher ist, gibt er der AM-Abtastimpulsleitung 65 einen niederen Impuls an die CCU, der zwei Dinge angibt:

(1) Daß das RCC-Signal angenommen wurde und

(2) daß der AM-Abtastimpuls ein grober Beginn der Rahmenmarkierung ist.

Ab hier sollte die CCU damit beginnen, nach dem eindeutigen Wort in dem RX-Datenstrom innerhalb eines Fensters von 0 bis 3 Zeichen zu suchen. Wenn das eindeutige Wort gefunden wurde, kann die CCU der Teilnehmerstation ihre Rahmen- und Schlitzzähler einstellen, um sie mit dem Systemrahmen der Basisstation auszurichten.

Die Schnittstelle zwischen dem Modem und dem RFU-Empfangsteil ermöglicht die Überwachung der Frequenzauswahl und der AGC-Pegel in der RFU. Die CCU steuert die Frequenzauswahl und schickt ihre Befehle an das Modem. Das Modem schickt diese Informationen an die RFU über den RX-RF-Bus 66. Dieser Bus 66 wird auch dazu verwendet, die AGC-Pegel in der RFU-Empfangsstation zu steuern. Diese AGC-Werte werden zu jeder Zeichenzeit auf den neuesten Stand gebracht und an den RFU-Empfangsteil weitergeleitet.

Die CCU-Modem-Schnittstelle ist in Fig. 1 gezeigt. Die Zeitsteuerung für die Sendeschnittstellen sind in Fig. 6 gezeigt. Diese Schnittstellen sind auf einer niederen Stufe und erfordern somit nur standardmäßige TTL-Hardware-Schnittstellen. Das Modem beliefert die CCU mit dem 16-KHz-Zeichentakt. Vier TX-Datenbits sind auf einem parallelen Bus an dem Modulatorteil. Ein Acht-Bit-Bus ist für den Austausch von Steuer/Zustands-Informationen bereitgestellt. Steuerinformationen werden dem Modem von der CCU durch asynchrone Schnittstellenregister 23 zugeführt. Der Inhalt der Register wird gültig, wenn das Abtast-TX-SOS-Signal auf der Leitung 56 von dem Modem empfangen wird, das angibt, daß mit der Sendung eines Schlitzes zu beginnen ist. Die CCU liefert die folgenden Steuerinformationen an das Modem:

(1) Ruhebetrieb;

(2) Sendesprachkanal;

(3) Sendesteuerkanal;

(4) Übungsbetriebrückschleife;

(5) Sendetakt-BruchteilsZeichenverzögerung;

(6) RF-TX-Leistungspegel; und

(7) RF/TX-Frequenzauswahl.

Die RX-Frequenzauswahl wird in dem RX-Frequenzregister 27 gespeichert.

Die CCU hat eine direkte Schnittstelle zu der RF-TX-Einheit von dem MOD-Bus 50 zu dem RF-TX-Bus 67 über die Zwischenspeichersteuereinheit 34. Die entschlüsselten Adressen werden der RFU als Schreibabtastimpulse zugeführt, um TX-Leistungs- und TX-Frequenzinformationen einzurasten. Das Modem muß die Kontrolle über den RF-RX-Bus 66 für AGC-Aktualisierungen an die RFU haben. Daher schickt das Modem RX-Frequenzinformationen von dem Register 27 an die RF-Einheiten zu Beginn eines jeden RX-Schlitzes. Dieser Wert wird in das Register 27 durch die CCU eingerastet. Auch kann das Modem die RX-Frequenz während des

Übungsbetriebes selbst verändern, ohne daß es die CCU tun muß.

Der Modemmodulatorteil ist vollständig in Hardware ausgeführt und erfordert keine Einstellungen. Zeichen werden von der CCU auf den TX-Datenleitungen 50 mit einer Geschwindigkeit von 16K Zeichen pro Sekunde empfangen. Die empfangenen Zeichen werden durch den DPSK-Umwandlungs-ROM 10 phasenmoduliert und die resultierenden Wellenformen werden von dem FIR-Filter 12 geformt, um gute Interferenzeigenschaften zu liefern und nicht unter Amplituden- oder Gruppenverzögerungsverzerrung zu leiden. Die Rechtfertigung dieses Konzeptes wird unter der Annahme gemacht, daß in dem nahen NachbarSchaftsfrequenzband (innerhalb 50 bis 10 0 KHz) zu dem verwendeten Band keine starken Störsignale (Leistungsdichten von 3 0 bis 40 dB über dem Signal) vorhanden sind. Der 200-KHz-Bandpassfilter 14 liefert ein breites IF-Filtern (100 KHz), so daß das Sendesignal nicht unter einer Amplituden- oder Gruppenverzögerungsverzerrung leidet, und filtert auch jegliche Oberwellen, die durch das digitale Filtern und der D/A-Umwandlung, die in dem Basisband ausgeführt wird, erzeugt werden, aus.

Das Hauptfiltern wird im Easisband durch einen Festkoeffizient-Digital-FIR-Filter 12 ausgeführt. Dieser Filter 12 ist ein Sechs-Polfilter mit einer Abtastgeschwindigkeit von 50 Abtastproben pro Zeichen, pro Zeichendauer in dem FIR-Filter 12 in dem Modulatorteil.

Da kein Analogfiltern im Basisband ausgeführt wird, besteht keine Notwendigkeit für die Anwendung von zwei getrennten I- und Q-Kanälen. Tatsächlich werden die I- und Q-Kanäle in dem FIR-Filter 12 angewendet. Ein zeitgeteilter Kanal, einschließlich des Mischers 15, der um die IF-Frequenz vervielfacht, mischt diesen Kanal auf die Zwischenfrequenz hoch. Dieser Kanal hat inhärent gleiche Verstärkungsfaktoren für die I- und

Q-Abtastproben. Die I- und Q-Abtastung wird nun um die Hälfte einer Abtastdauer versetzt, aber dies wird durch den FIR-Filter 12 berichtigt.

Ein Gray-Code wird zum digitalen Kodieren durch den DPSK-Umwandlungs-ROM 10 verwendet. Dies stellt sicher, daß wenn ein Zeichen falsch empfangen wurde, daß dann die größte Wahrscheinlichkeit darin besteht, daß der Fehler in einem entschlüsselten Zeichen nur um 1 Bit sein wird. Die Signalkonstellation ist in Fig. 2 gezeigt. Die Phasen, die mit "Q" und "B" bezeichnet sind, sind die QPSK- bzw. BPSK-Zeichen. Die Zeichen werden als Gray-kodierte Phasenzeichen genommen. Jedes Phasenzeichen wird dann in Binärform von dem Gray-Code umgewandelt und der Binärform des letzten Phasenzeichens hinzugefügt, um das DPSK-Zeichen zu bilden. Infolge des FIR-Filteralgorithmusses, wird jedes zweite Zeichen vor der Eingabe in den FIR-FiIter 12 umgekehrt. Daher wird die DPSK-Umwandlung durch die Verwendung des ROM 10 ausgeführt. Vier Zeichenbits, vier Bits von dem vorhergehenden Zeichen und ein Bit für die Umkehrkontrolle werden in den DPSK-Umwandlungs-ROM 10 eingegeben, der das DPSK-Zeichen an die Eingabe des FIR-Filters 12 ausgibt.

Nach der DPSK-Umwandlung wird das Zeichen auf den Leitungen 80 dem FIR-Filter 12 zugeführt, der ein übergetasteter FIR-Filter mit sechsfacher Anzapfung ist. Der FIR-Filter 12 weist einen ROM 81, und zwei Dreistufen-Vier-Bit-Schieberegister 82, 83 wie in Fig. 3 gezeigt, auf. Der FIR-Filter 12 dient dazu, die übertragenen Zeichen gemäß den Angaben des Frequenzkanals zu formen. Die Abtastrate des ROM 81 wird durch ein Zeitsteuerungssignal bestimmt, das auf der Leitung 84 von dem Zeitsteuerungs- und Steuersignalgenerator 38 an einen Zähler 85, der mit dem ROM 81 verbunden ist, geliefert wird. Ein Eingabetaktsignal wird auf der Leitung 86 an zwei Eingabeschalter 87, 88

geliefert, die den Dateneingang in die Schieberegister 82, 83 ermöglichen.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, wird ein jedes der sechs Zeichen in den beiden Schieberegistern 82, 83 mit einer Rate von 3/25 T (T = 1/16 KHz) abgetastet. Dieses Übertastschema verzerrt die Abtastwerte, so daß nur zwei Zeichen während jeder 1/25 T Abtastdauer abgetastet werden. Daher sind zwei Zeicheneingaben an den ROM 81 während jeder 1/25 T Abtastdauer. Jede 1/25 T Abtastdauer ist wieder in zwei Teile unterteilt: Gleiche Phase (I) und 90°-Verschiebung (Q). Während der ersten Hälfte der 1/25 T-Dauer geben die Register 82, 83 die Drei-Bit-Gleichphasenkomponente (I) des Zeichens ein, und während der zweiten Hälfte der Dauer wird die um 90° verschobene Komponente (Q) des Zeichens in den ROM 81 eingegeben. Somit ist die FIR-Filterausgabe auf der Leitung 89 die zeitgeteilten digitalen I- und Q-Wellenformen der zu sendenden Welle. Diese Abtastwerte werden dann auf den Leitungen 89 zu dem D/A-Wandler 13 zur Umwandlung in eine analoge Wellenform geliefert. Diese Wellenform wird dann durch den Bandfilter 14 gefiltert und auf der Leitung 91 dem Mischer 15 zur Hochmischung auf ein 20 MHz-IF-Signal auf der Leitung 92 zugeführt.

Die beiden Schieberegister 82, 83 schieben zwei der gespeicherten Zeichen in den ROM 81 mit einer Rate von 1/25 T für die erforderlichen Berechnungen. Die Zeichen werden in Drei-Bit-I- und Q-Gray-Code-Komponenten durch Auswählen entweder des vierten oder dritten Zeichenbits als das bedeutendste Bit (MSB) der Drei-Bit-Komponente umgewandelt. Die beiden am wenigsten bedeutsamen Bits (LSBs) bleiben unverändert. Diese Komponentenwahl wird mit einer Rate oder Frequenz von 1/50 T ausgeführt.

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Der ROM braucht auch fünf Eingaben von dem Zähler 85, um anzugeben, welche der 25 Abtastperioden gegenwärtig berechnet wird. Eine zusätzliche Eingabe von dem Zähler 85 wird benötigt, um dem ROM 81 mitzuteilen, ob die Drei-Bit-Eingaben, die I- oder Q-Komponenten der Eingabezeichen sind.

Die in dem Sende-FIR-Filter-ROM 81 gespeicherten Ausgabesignale werden ausgerechnet, um jegliche Fehler zu berichtigen, die infolge der 1/50 T-Differenz in den: I- und Q-Zeitwerten auftreten können. Auch addiert der IF-Filter in der RFU die beiden Werte zusammen, um die richtige Sendewellenform zu bilden, da ihre Bandbreite im Vergleich zu der IF-Frequenz verhältnismäßig klein ist. Der FIR-Filter-ROM 81 liefert eine Ausgabe von 10 Bit-Digitalabtastwerten auf der Leitung 8 9 mit einer Frequenz von 800 KHz.

Null-Zeichen können in den FIR-Filter 12 injiziert werden, um Zeichen ohne Sendeleistung darzustellen. Diese werden im Übungsbetrieb verwendet, um einen "Impuls" in den FIR-Filter 12 einzugeben. Diese Nullen können auch dazu verwendet werden, die AM-Löcher und Schutzbänder auszugeben, die auf dem Funksteuerkanal (RCC) benötigt werden.

Der D/A-Wandler 13 nimmt digitale Eingaben von dem digitalen FIR-Filter 12 und erzeugt das erforderliche Spektrum bei Vielfachen von 133,33 KHz, beginnend bei 66,67 KHz.

Der Bandfilter 14 läßt das 200 KHz-Spektrum mit äußerst kleinen Veränderungen in der Durchlaßdämpfung und der Gruppenverzögerung durchgehen. Die Dämpfungswelligkeit ist kleiner als 0,1 dB und die Verζögerungsänderung ist kleiner als 1,5 Mikrosekunde. Die hereingefalteten Spektren werden um mehr als 20 dB gedämpft.

Das gewünschte Signal aus dem D/A-Wandler 13 wird bei 200 KHz mit einer Bandbreite von ungefähr 32 KHz zentriert. Dieses Signal wird durch den Bandfilter 14 vor dem Mischen bandgefiltert, um die Signalkomponenten mit nxl33 KHz zu entfernen. Durch Vervielfachen der 200-KHz-Wellenrorm um 20 MHz, vermischt der Mischer 15 die I- und Q-Abtastwerte mit den SIN- und COS-Komponenten der IF-Frequenz. Somit kann das 20-MHz-Signal die Ausgabenwellenform. direkt multiplizieren, und die exakten Komponentenmultiplikationen werden automatisch ausgeführt. Daher besteht keine Notwendigkeit für einen einzelnen SIN(IF)/COS(IF)-Erzeugungsschaltkreis, um die I/Q-Abtastwerte von dem D/A wie im Demodulatorteil zu multiplizieren. Dies entfernt auch den Trennungsdurchschlag in dem Mischer 15 von dem Basisband zu der Ausgabe des Mischers 15.

Die Zwischenspeicherdämpfungseinheit 47 nimmt ein ECL-Pegelsignal differenziert bei der IF-Frequenz von 20,00 MHz auf der Leitung 94 von dem Zeitsteuerungs- und Steuersignalgenerator 38 an und übersetzt es in ein 350 mV Spitzen-zu-Spitzen Signal, das als örtliches Oszillatorsignal verwendet wird, das auf der Leitung 95 dem Mischer 15 zugeführt wird. Ein weiterer Spannungsteiler (nicht gezeigt) stellt eine +7,5 Vorspannung (Gleichspannung) für den Mischer 15 bereit.

Der Mischer 15 ist ein MC1496-Aktivmischer. Er macht eine Frequenzübersetzung der I- und Q-Komponente der Wellenform von der Leitung 91 in ein 20,20 MHz-IF-Signal, das auf der Leitung 92 zusammen mit allen anderen Mischererzeugnissen geliefert wird. Drittrangige Zwischenmodulationsprodukte sind um mehr als 40 dB unterhalb. Der Mischer 15 wird auf einem hohen Pegel auf dem Trägereingabeanschluß und auf einem niedrigen Pegel auf dem Modulationssignal-Eingabeanschluß betrieben. Dies führt zu einem gesättigten Schaltvorgang des Trägerdoppeldifferentialverstärkers und zu einem Linearbe-

trieb des Modulationsdifferentialverstärkers. Keine Trägernull wird geliefert, da der Träger bei 20,00 MHz durch einen 20,20 MHz Kristallfilter in der RFU ausgefiltert wird. Die Stromquellen werden auf die Lieferung eines Stromes von 2 mA eingestellt. Ein Emitter-Gegenkopplungswiderstand von 470 Ohm (nicht gezeigt) ist vorgesehen, um die Modulationssignaleingabe für den Linearbetrieb bei einer Spitze von 1 Volt aufrechtzuerhalten .

Der RF-Verstärker 16 weist einen Emitterfolger-Zwischenspeicher auf, um den auf den Mischer abgestimmten Schaltkreis von der RF-Einheit zu trennen und eine 50-Ohm-Ausgabe-Impedanz zu liefern._ Um die Wirkungen der Streukapazität, Geräteausgabekapazität und der Kapazität eines Emitterfolgers, der die Mischereingabe zwischenspeichert, wird ein parallel abgestimmter Schaltkreis auf der Mischerausgabe verwendet, der zur Höchstverstärkung abgestimmt werden kann. Die Gesamtverstärkung des Mischers muß 10 dB sein, da -10 dBm bei 50 Ohm an der Ausgabe des Modems erforderlich sind. Ein fester Induktor anstatt eines variablen kann später in dem Mischerausgabe-Oszillator schwingkreis verwendet werden. Der RF-Verstärker 16 verstärkt das Signal auf der Leitung 92 von der Ausgabe des Mischers 15 und liefert das verstärkte Signal an die RFU über die IF-TX-Leitung 76.

Während des Ruhebetriebs sendet der Modulatorteil eines Basisstat ion smodems ein Ruhemuster, das ihm von der CCU gegeben wird. Da das Modem im· Halb-Duplexbetrieb arbeitet, versetzt in der Teilnehmerstation die CCU das Modem in den Empfangsbetrieb in allen Schlitzen, außer während des Schlitzes, in dem die Teilnehmerstation selbst sendet. Dies gestattet es dem Demodulatorteil des Teilnehmerstationsmodems die AGC zu überwachen, um nicht zu überrascht zu sein, wenn ein Impulsstoß von der Basisstation hereinkommt. Der Ruhebetrieb wird

verwendet, wenn es eine Frequenz gibt, für die wenigstens ein Schlitz aber nicht alle Schlitze verwendet werden. Die leeren Schlitze werden mit dem Ruhemuster gefüllt. Wenn eine Frequenz überhaupt kein Gespräch hat, wird der Modulatorteil ausgeschaltet.

Es wird auf den Demodulatorteil des Modems Bezug genommen. Der Mischer 21 setzt dem 20,00-MHz-, -30 dBm Signal, das von der RFU auf der IF-RX-Leitung 58 empfangen wird, eine 50-Ohm-Eingabeimpedanz entgeqen. Die grundlegende Funktion des Mischers 21 ist die Äbwärtsumsetzung des IF-Signals von der RFU zu dem Basisband und auch seine Verstärkung um 30 bis 35 dB. Ein Beharrungszustandssignal wird auf der Leitung 22 bei 20,00 MHz geliefert. Das Beharrungszustandssignal auf der Leitung 22 ist das zeitvervielfachte SIN/COS/-SIN/-COS-Signal von dem COS/SIN-IF-Generator 43. Ein Aktivmischer 21 des Modells MC 1496 wird mit dem örtlichen Oszillatoreingabesignal auf der Leitung 22, die auf einem hohen Pegel gefahren wird und dem modulierten Signal auf der Leitung 58, die auf einem niedrigen Pegel gefahren wird, verwendet. Die Mischerausgabe auf der Leitung 97 auf dem Basisband wird differentiell mit dem Verstärker 20 Wechselstrom-gekoppelt, der ein Differentialverstärker ist. Ein Hochpaßfilter wird durch eine Kondensatorverbindung von dem Mischer 21 und dem Eingabewiderstand des Differentialverstärkers 20 gebildet und hat eine Abschaltung bei ungefähr 1 Hz.

Die Zwischenspeichereinheit 48 liefert eine Schnittstelle zwischen dem ECL-Pegel-20,00-MHz-Generator 43 und dem Mischer 21. Die Zwischenspeichereinheit 48 liefert ein 350-mV-Spitze-zu-Spitze-Signal, um die Trägereingabe in eine gesättigte Schaltung zu treiben und liefert auch eine +7,5 Vorspannung (Gleichspannung) für diese Eingabe.

Der IF-SIN/COS-Geber 43 ist in Fig. 5 gezeigt. Der Geber 43 beinhaltet ECL-Teile, die bei dem Vierfachen der verfolgten IF-Frequenz als Antwort auf ein 4-IF-Zeitsteuerungssignal auf der Leitung 98 von dem Zeitsteuerungs- und Steuersignalgeber 38 arbeiten. In Fig. 5 wirken zwei Flip-Flops 99, 100 als ein Teile-durch-Vier-Zähler, wobei ein jeder ihrer Ausgaben um 90° außer Phase ist. Ein 4 χ 1-Multiplexer (MUX) 101 schaltet sich zwischen die SIN-, COS-, -SIN-, -COS-Ausgaben ein. Die Ausgabe des MUX 101 wird durch ein -weiteres D-Flop 102 wiedergetaktet und auf der Leitung 103 an den Mischer 21 ausgegeben. Dieser Schaltkreis liefert eine perfekte 90°-Phasenverschiebung zwischen den vier Komponenten. Der einzelne, zeitvervielfachte Kanal stellt auch sicher, daß die I- und Q-Komponenten mit exakt gleichen Verstärkungsfaktoren ankommen.

Das Zeitsteuerungsdiagramm für den Demodulatorteil ist auch in Fig. 6 gezeigt. Das Modem beliefert die CCU mit den vier Datenbits und ihrem 16-KHz-Zeichentakt. Die Adressenleitungen und ein 8-Bit-Bus liefern einen Zustands- und Steueraustausch zwischen den beiden Einheiten.

Der Verstärker 20 nimmt die Differentialausgabe von dem Mischer an und verstärkt sie um ungefähr 25 dB. Der Verstärker 20 liefert ein wechselstrom-gekoppeltes +10-Volt-Spitze-zu-Spitze-Signal an den A/D-Wandler 19 mit einer sehr geringen Verzerrung.

Der A/D-Wandler 19, der ein TRW-12-Bit-A/D-Wandler ist, wird dazu verwendet, das Basisbandspektrum von dem Differentialverstärker 20 in digitale Daten für die Verarbeitung durch den Mikroprozessor 17 umzuwandeln. Die Abtastrate ist das Vierfache pro Symbol (64 KHz).

Während des Normalbetriebs wird die digitale Verarbeitung durch den TMS320-Mikroprozessor 17 durchgeführt. Der Mikroprozessor 17 arbeitet bei 20 MHz mit 4K-Speicherbytes von dem 4K ROM 46. Die Anschlußadressenstifte werden zum Adressieren der I/O-Register zwischen dem Demodulatorteil und der CCU oder dem besonderen Diversity-Verknüpfschaltkreis verwendet.

Der Mikroprozessor 17 empfängt die I/Q-Daten von dem Mischer 21 mit einer Abtastrate von 64 KHz. Die Daten werden wieder über einen Frequenzkanal zeitvervielfacht, wie es in dem Modulatorteil gemacht wird. Der Mikroprozessor 17 führt das Filtern und die Demodulation der Wellenformen aus. Der Mikroprozessor 17 gibt dann das empfangene Zeichen über den Bus 104 an den Datensignalspeicher 37 aus, der das Zeichen der CCU über die RX-Datenleitungen 64 mit einem Impuls des RX-Taktsignals auf der Leitung 63 mit einer 16-KHz-Rate zuführt.

Der Empfangszustand wird in das Zustandsregister 24 und die I/Q-Abtafatwerte werden in das I-Register 29 und das Q-Register 30 eingegeben. Die CCU liest den Zustand, während die I/Q-Abtastwerte für einen externen Diversity-Verknüpfschaltkreis benötigt werden. Die Steuer/Zustands-Schnittstellen und -funktionen sind unten beschrieben.

Der Basisstations-Modembetrieb ist einer festen RF-Frequenz zugeordnet. Die Kommunikation in der Basisstation ist VoIl-Duplex. Daher arbeiten der Modemmodulatorteil und der -demodulatcrteil gleichzeitig. Wenn das Modem auch das Steuerfrequenzkanalmodem ist", sendet und empfängt es nur Informationen mit dem Funksteuerkanal (RCC)-Format, während der zugewiesenen Steuerschlitzperiode. In der Basisstation ist ein OCXO, der in der Systemzeittakteinheit (STIMU) 49 angeordnet ist, befestigt und wirkt als Haupttakt des Systems. Daher werden

keine Frequenzabweichungen beim Empfang auftreten.

Alle Sendungen von den Basisstationsmodems werden durch das Haupt-TX-Takt (16 KHz)-Signal auf der Leitung 60 getaktet. Der Bruchteilszeitverzögerungsgeber 40 in den Basisstationsmodems liefert der Basisstation-CCU den Bruchteil der Zeichenzeit zwischen dem Haupt-TX-Taktsignal auf der Leitung 60 und dem abgeleiteten RX-Taktsignal auf der Leitung 63 in dem Modem. Diese Information wird in die Teilnehmereinheit über den Funksteuerkanal geschickt, so daß der Teilnehmer seine Sendung verzögert, so daß sein Signal in der Basisstation synchron mit allen anderen Schlitzen empfangen wird.

Alle Vorgänge in dem Teilnehmerstationsmodem werden von dem Empfangstakt (RX CLK)-Signal abgeleitet, das aus der empfangenen Sendung durch den Zeitsteuerungs- und Steuersignalgeber 38 gewonnen wird. Es dient als Haupttakt der Teilnehmerstation. Das TX-Taktsignal auf der Leitung 62 von dem Sendetaktverzögerungsschaltkreis 39 zu der CCU ist kein Haupttakt wie in der Basisstation. Es wird von dem RX-Taktsignal auf der Leitung 63 abgeleitet und durch den Sendetaktverzögerungsschaltkreis 39 verzögert. Die Dauer einer solchen Verzögerung wird durch die Teilnehmerstations-CCU und von dem Bruchteilsverzögerungs (SUB)-Register 28 bereitgestellt und durch den Sendetaktverzögerungsschaltkreis 39 daraus wiedergewonnen. Die CCU der Teilnehmerstation empfängt die Verzögerung über den Funksteuerkanal von der CCU der Basisstation. Die Verzögerung wird durch die Entfernung zwischen der Basis- und der Teilnehmerstation bestimmt. Die CCU der Teilnehmerstation führt diese BruchteilsZeitinformationen dem Bruchteilsverzögerungs (SUB)-Register 28 in dem Modem über den MOD-Bus 50 zu. Das Modem selbst nimmt die Bruchteilsverzögerung über den Sendetaktverzögerungsschaltkreis 39 ein. Die CCU berücksichtigt die ganzzahlige Zeichenverzögerung durch die Ein-

fügung des TX-SOS-Signals auf der Leitung 56 zu dem Modem, das um die richtige Anzahl von Zeichen verzögert ist. Dieses Verfahren richtet die an der Basisstation ankommenden Signale gegen Schwankungen im Bereich aller Teilnehmerstationen aus.

Es gibt viele Verzögerungsfälle in dem Modemsystem, die eine ausgesprochene Wirkung auf die Systemzeitsteuerung haben. Zu solchen Dingen gehören Analogfilterverzögerung, Ausbreitungsverzögerung, FIR-Filter 12, Verarbeitungsverzögerungen usw. Diese Verzögerungen verzerren die TX- und RX-Rahmen gegeneinander, und diese Verzerrungen müssen sorgfältig berücksichtigt werden.

Die Verzögerungsbahnen von dem Modulatorteil zu dem Demodulatorteil sind unten zusammen mit ihren geschätzten Werten aufgelistet.

Tta TX-Analogverzögerung. Ungefähr 0,55 T.

Ttr Übergangsverzögerung zwischen Senden und Empfangen in der RF-Einheit. Ungefähr 1,9 T.

Td Ausbreitungsverzögerung. 1,2 T maximal (Einweg).

Tra RX-Analogverzögerung. Ungefähr 5,77 T.

Th Zeit während des Abtastens der RX-Analogfilterausgabe vor der A/D-Umwandlung. Ungefähr 0,03 T.

Tc A/D-Umwandlungszeit. Ungefähr 0,22 T.

TfI, Tf2 RX-FIR-"Fenster". Um eine Spitze bei einer Zeit t = 0 zu empfangen, muß der Filter bei t = -TfI mit dem Abtasten beginnen und weitermachen, bis TfI ungefähr 3,5 T, Tf2 ungefähr 3,25 T ist.

To TMS-Verarbeitungsverzögerung zwischen "Spitze"

und TMS-Ausgabe. Ungefähr 4,5 T. Tw TX-Wellenlänge (6 T).
Tcrt Kompensationsverzögerung zwischen Empfangen und Senden (Teilnehmer); minimal für den am weitesten

entfernten Teilnehmer und maximal für den nächsten,

SBn Nächster Teilnehmer.

SBf Entferntester Teilnehmer.

Die Verzögerung zwischen dem TX-SOS in der Basisstation und der zuerst empfangenen Analogzeichen-"Spitze" in der Basisstation beträgt +7,4 Zeichen. Daher gibt es eine Verzerrung zwischen dem TX- und RX-Schlitz. Um die eingehende Phase richtig zu entschlüsseln, muß das Modem mit dem Abtasten ungefähr 3,5 Zeichen vor der Ankunft der "Spitze" beginnen. Daher beträgt die Verzerrung zwischen dem TX-SOS/ und dem Beginn der RX-Abtastung ungefähr 4 Zeichen in der Länge.

In der Basisstation tritt der Start des RX-Schlitzes ungefähr 4 T nach dem Start des TX-Schlitzes auf. Der RX-Schlitzstart wird als die Zeit definiert, zu der der erste analoge Abtastwert eingenommen wird, um die erste empfangene "Spitze" festzustellen.

Das Modem der entferntesten Teilnehmerstation beginnt ihren TX-Schlitz 4 T vor dem Start des RX-Schlitzes des Basisstationsmodems . Andere Teilnehmer können den Start ihrer TX-Schlitze verzögern.

In dem gesamten Hochfrequenztelefonteilnehmersystem können Rundreise-Sendeverzögerungen aufgrund des Bereiches irgendwo zwischen 0 bis 3 Zeichenzeiten in der Länge auftreten. Damit daher die empfangenen Kommunikationen in der Basisstation synchron sind, muß die Teilnehmerstation in der Lage sein, ihr Sendetaktsignal von 0 bis 3 Zeichenzeiten bezüglich des abgeleiteten empfangenen Taktes (RX-Taktes) verschieben können. Die Zeitverzögerungen werden in der Basisstation berechnet und über den Steuerkanal gesandt und von der CCU interpre-

tiert. Die CCU liefert dann Bruchteilsverzögerungskonstanten an das TeilnehmerStationsmodem, um den TX-Takt zu verzögern. Die Bruchteilsverzögerung ist ein 8-Bit-Wert, der in das Bruchteilsverzögerungs (SUB)-Register 28 eingeschrieben wird. Eine ganzzahlige Zeichenverzögerung wird durch die CCU gesteuert. Das Abtast-TX-SOS-Signal auf der Leitung 56 wird um 0, 1 oder 2 Zeichen verzögert, entsprechend den von der Basisstation empfangenen Bereichswerten erzeugt.

Während des Empfanges irgendeines Schlitzes führt das Modem eine Frequenzsynchronisation durch.Annahme aus und setzt dann das Verfolgen fort. In der Teilnehmerstation ist der VCXO unter der direkten Kontrolle des Mikroprozessor 17 über einen D/A-Wandler in der VCXO-Schnittstelle 41. Die Frequenzannahme und Folgealgorithmen des Mikroprozessors 17 berechnen die Änderungen in dem VCXO, die zur Aufrechterhaltung der Synchronisation notwendig sind.

Während des Empfanges irgendeines Schlitzes führt der Mikroprozessor 17 auch die Bitsynchronisation auf dem Bitsynchronisationsmuster des Empfangsdatenstromes aus. Ein Algorithmus führt eine Bitverfolgungsschleife aus. Der Mikroprozessor 17 hat die Überwachung über einen variablen Frequenzteiler des 80-MHz-VCXO oder OCXO (nur während der Steuerschlitzdemodulation). Innerhalb der Bitverfolgungsschleife wandelt der Mikroprozessor 17 die Frequenzteilung ab, um Bitsynchronisation zu erhalten. Während des Empfanges eines Sprachkanales haben die Teilungswerte Schrittgrößen von 0,1 % von 16 KHz, aber während eines Steuerschlitzes können sich die Werte drastischer um bis zu +/- 50% ändern.

Die Rahmensynchronisation wird auf vollständig verschiedene Art und Weise in der Basisstation und den Teilnehmerstationen abgewickelt. In der Basisstation wird ein Haupt-SOMF (Start

des Modemrahmens)-Signal auf der Leitung 61 an die CCU über das Modem geschickt. Dies ist das Haupt-SOMF-Signal, das für alle Sendungen von der Basisstation verwendet wird. Von diesem und dem Hauptsystemzeichentaktsignal (16 KHz) auf der Leitung 60 kann die CCU die gesamte Schlitz- und Rahmenzeitsteuerung ableiten.

In der Teilnehmerstation sucht während der anfänglichen Annahme der Mikroprozessor 17 nach dem AM-Loch in dem RCC. Wenn das AM-Loch gefunden wurde, zählt der Mikroprozessor 17 es für ein paar Rahmen zusammen und veranlaßt dann den Zeitsteuerungs- und Steuergeber 38, der CCU an der Rahmenposition des AM-Loches die AM-Abtastimpuls-Markierung auf der Leitung 65 zu liefern. Die CCU benutzt diese Abtastmarkierung, um anfängliche Rahmenmarkxerungszähler (Fenstern) aufzustellen, die durch die CCU-Software für eine genaue Rahmensynchronisation abgewandelt werden können. Dies gibt auch an, daß das AM-Loch gefunden und der RCC angenommen wurde.

Die Schlitzsynchronisation ist unter der Kontrolle der CCU. Die Signale TX-SOS auf der Leitung 56 und RX-SOS auf der Leitung 57 sind Befehle an den Zeitsteuerungs- und Steuergeber 38, um mit der Sendung oder dem Empfang eines Schlitzes zu beginnen. Diese Signale werden auf das TX-Taktsignal auf der Leitung 62 und den RX-Takt auf der Leitung 63 jeweils synchronisiert.

Der Modemdemodulatorteil arbeitet entweder in einem nichtdirekten oder einem direkten Betrieb gemäß dem Bit 7 des RX-Steuerwortes in dem Steuerwortregister 31. Um den Demodulatorteil von einem Betrieb in den anderen umzuschalten, sendet die CCU ein MOD-Rückstellsignal, schreibt den erforderlichen Befehl in das RX-Steuerwortregister 31 über den MOD-Bus 50 ein und schaltet dann das MOD-Rückstellsignal aus.

Im nicht-direkten Betrieb wird der externe Speicher an dem Mikroprozessor durch 2K-Wörter von dem ROM und 2K-Wörter von dem RAM bereitgestellt. Die CCU befiehlt dem Modem in diesen Betrieb nach der Leistungsaufnahme und einmal nach jeder vorbestimmten Anzahl von Stunden einzutreten, während das Modem nicht sendet oder empfängt, um die Selbstüberprufungs- und Übungsroutinen auszuführen.

Die Selbsttestroutine testet die ROMs 45, 46, den internen RAM und den externen RAM 44 und die Schnittstelle zu der CCU. Sie sendet die Testergebnisse an die CCU über das Zustandsregister 24.

Die Ubungsroutine beinhaltet das Senden eines Übungssignales an den Demodulatorteil und das Berechnen der Koeffizienten des FIR-Filters, der in dem Mikroprozessor 17 eingebaut ist. Es wird nach jeder vorbestimmten Anzahl von Stunden indirekt ausgeführt, während das Modem keine Daten sendet oder empfängt.

Im direkten Betrieb empfängt das Modem Signale entweder von dem Steuerkanal oder einem Sprachschlitz, gemäß dem RX-Teil-Steuerwort in dem Steuerwortregister 31. Die Direkt-Software führt die folgenden Routinen aus.

Eine Einleitungsroutine wird durch den Mikroprozessor 17 bei der Leistungsaufnahme oder nach dem Empfang eines Rückstell-Signals durchgeführt. Diese Routine liest das Steuerwort in dem Register 31 und ruft andere Routinen gemäß dem Steuerwort auf.

Diese Routine wird aktiviert, wenn die CCU dem Modem ein MOD-Rückstellsignal auf der Leitung 54 und einen Befehl über den MOD-Bus 50 an das Steuerregister 31 sendet, um in den direkten (on-line) Betrieb einzutreten. Diese Routine führt einen Prüfsummentest auf einem On-Line-PROM (programmierbarer

Nur-Lese-Speicher) aus, löst Parameter aus, liest das Steuerwortregister 31 und zweigt zu der geeigneten Routine ab.

Eine Frequenzannahmeroutine wird nur in dem Teilnehmerstationsmodem laufen gelassen, wenn der Steuerkanal empfangen wird, um die VCXO-Frequenz der Teilnehmerstation auf die Kristallfrequenz der Basisstation zu synchronisieren. Da die Sende-Empfangs- und IF-Frequenzen von dem VCXO in der Teilnehmerstation oder dem OCXO in der Basisstation abgeleitet wird, werden hierdurch alle Frequenzen synchronisiert.

Diese Routine wird nur in dem Texlnehmerstationsmodem verwendet. Es wird durch einen Befehl von der CCU aktiviert, während der Demodulatorteil auf die Steuerkanalfrequenz eingestellt wird. Ihre Funktion besteht darin, die VCXO-Frequenz auf die des OCXO in der Basisstation zu synchronisieren. Sie macht dies, in dem sie zuerst nach dem AM-Loch schaut, das eine kleine Zeitdauer ist, während welcher keine Sendung von der Basisstation stattfindet. Danach sendet die Basisstation ein ummoduliertes Trägersignal. Wenn diese Welle empfangen wird, ist die IF-Mischerausgabe eine andere Sinuswelle, deren Frequenz zu dem Unterschied zwischen der VCXO- und der Basisstations-Kristalloszillatorfrequenz proportional ist. Die Modem-Software tastet die I- und Q-Kanäle in bestimmten Intervallen ab und führt eine phasenstarre Schleifenfunktion aus, d.h. sie bestimmt den Phasenwechsel für jedes Intervall, führt sie durch einen Niederpaßfilter und sendet sie als Berichtigungswort an den VCXO. Das Modem bestimmt, daß Frequenzannahme erzielt ist, wenn die Phasenänderung niedriger als ein bestimmter Pegel wird. Wenn das AM-Loch nicht während einer bestimmten Zeitdauer gefunden wurde, sendet das Modul eine Fehlernachricht an die CCU, die anzeigt, daß der Empfänger nicht auf den Steuerkanal abgestimmt ist.

Die Routine wird durch die Einleitungsroutine aufgerufen und sendet ein Zustandswort von dem Zustandsregister 24 an die CCU, das anzeigt, ob die Frequenzannähme erzielt wurde oder nicht erzielt wurde.

Wenn die Frequenzannahmeroutine von der Einleitungsroutine aufgerufen wurde, tastet sie die I- und Q-Kanäle ab, wobei sie nach dem AM-Loch sucht und führt gleichzeitig eine AGC-Schleife aus. Wenn das AM-Loch während einer vorbestimmten Anzahl von Abtastungen nicht gefunden wurde, leitet die Routine diese Information an die CCU über das Zustandsregister 24 weiter. Die CCU wird dann auf eine andere mögliche RCC-Frequenz umschalten und die Frequenzannahmeroutxne wieder aktivieren.

Nach dem Feststellen des AM-Loches liefert diese Routine eine phasenstarre Schleife für die Zeit während der ein unmodulierter Träger gesendet wird. In dieser Schleife werden I- und Q-Abtastwerte genommen und der Phasenwinkel des abgetasteten Signals wird berechnet.

Der berechnete Winkel wird von der vorhergehenden Phase abgezogen und das Ergebnis wird Niederpaß gefiltert und als Steuerwort an den VCXO gesendet. Die AGC wird auch während der Schleife unter Verwendung der Signalamplitude berechnet. Am Ende der angegebenen Dauer, wenn die Phasenabweichungen kleiner als ein vorbestimmter Betrag sind, setzt das Modul eine "1" in das Zustandsregister 24 und wenn die Abweichungen immer noch größer als dieser Betrag sind, wird eine "2" in das Zustandsregister 24 gesetzt. Im letzteren Fall kann die Frequenzannahmeroutxne für mehr als einen Schlitz wieder aktiviert werden.

Eine Bitsynchronisationsroutine wird sowohl im Modem der Teilnehmerstation als auch im Modem der Basisstation laufen gelassen, wenn der RCC empfangen wird und nachdem die Frequenz-

annahmeroutine fertig ist. Im TeilnehmerStationsmodem wird seine Ausgabe dazu verwendet, den 16-KHz-Zeichentakt auf die Basisstationssendung zu synchronisieren. Im Basisstationsmodem wird sie dazu verwendet, die Bruchteilsverzögerung, die in die Teilnehmerstationssendung einzubauen ist, zu bestimmen, um sie in Übereinstimmung mit dem Takt des Basisstationsmodems zu bringen.

Eine Schlitzempfangsroutine wird aufgerufen,, wenn das Modem bereit ist, Daten zu empfangen, d.h. nachdem Frequenz- und Bitsynchronisation erzielt wurden. Ihre Hauptfunktionen sind

(a) Parameter für die Zeichenempfangsroutine (unten beschrieben) auszulösen;

(b) die Zeichenempfangsroutine zu aktivieren, wenn das erste Zeichen abgetastet wird; und

(c) die Verbindungsqualität und andere Informationen nach dem Empfang aller Zeichen in dem Schlitz zu bestimmen.

Diese Routine wird durch die Einleitungsroutine zu Beginn eines jeden EmpfangsSchlitzes aufgerufen. Seine Hauptfunktion ist die Einleitung der Parameter für die Zeichenempfangsroutine. Nach Ausführung dieser Aufgabe wartet sie bis alle Abtastwerte des ersten Zeichens in dem Schlitz in dem FIFO-Stapelspeicher 18 gespeichert sind und zweigt dann zu der Zeichen-Empfangsroutine ab.

Die Arbeitsaufgaben dieser Routine sind die folgenden:

1. Lesen des Modulationspegels (ML von dem Steuerwortregister 31, wobei ML 2, 4 oder 16 sein kann;

2. Berechnen des halben Zeichenwertes, der durch die Gleichung:

HS = 180

ML (Gl. 1)

gegeben wird.

3. Berechnung einer Maske, die zum Abbrechen der LSBs von der entschlüsselten Phase verwendet wird. Die Maske hängt vom ML und der Anzahl von Bits ab, die zur Darstellung der entschlüsselten Phase verwendet werden, wobei, wenn

2ⁿ einen 22.5° Phasenwinkel darstellt, die

Maske = 8 χ 2ⁿ für ML = 2 = 12 χ 2ⁿ für ML = 4 = 15 χ 2ⁿ für ML = 16

ist.

4. Zuvor Lesen der AGC für diesen Schlitz von dem AGC-Register 26 und Senden von ihm (nur für die Basisstation).

5. Warten bis zum Ende der Abtastung für das erste Zeichen und dann Abzweigen zu der nächsten Zeichenempfangsroutine , und

6. nach dem Empfang aller Zeichen in dem Schlitz, Senden des Verbindungsqualitätssignals von dem Verbindungsqualitätsregister 25 an die CCU.

Die Zeichenempfangsroutine wird einmal pro Zeichenzeit aktiviert, während sie Daten empfängt, und ihre Funktionen beinhalten die folgenden:

(a) Lesen von I- und Q-Abtastwerten für das Zeichen;

(b) Filtern der I- und Q-Abtastwerte;

(c) Bestimmen des gesendeten Zeichens und Senden von ihm an die CCU;

(d) Ausführen einer phasenstarren Schleife, um den VCXO auf das eingehende Signal zu synchronisieren;

(e) Ausführen eines Bitfolgealgorithmus;

(f) AGC-Berechnung; und

(g) Anhäufen von Informationen für die Verbindungsqualitätsberechnung.

Die Routine wird einmal pro Zeichen aktiviert, wenn alle vier Abtastwerte, die zu einem Zeichen gehören, in dem externen FIFO-Stapelspeicher 18 gespeichert sind. Diese Routine liest die Abtastwerte in den Speicher ein und verarbeitet sie dann, um das gesendete Zeichen zu bestimmen. Auch die AGC wird von der Signalamplitude berechnet. Die Abweichungen in dem empfangenen Zeichen von dem gesendeten Zeichen werden bei den AGC-, Verbindungsqualitäts- und Bitverfolgungsalgorithmen verwendet. Die Laufzeit dieses Moduls ist kleiner als eine Zeichenzeit, d.h. 62,5 Mikrosekunden.

Nach dem Empfangen und Speichern der vier I- und Q-Abtastwerte für ein spezielles Zeichen, führt die Routine die folgenden Aufgaben aus:

1. FIR-Filtern der empfangenen Abtastwerte. (Die FIR-Koeffizienten werden durch die Übungsroutine, die unten erörtert ist, bestimmt);

2. Bestimmen des Signalpegels und Verwendung desselben zur AGC;

3. Bestimmen des empfangenen Phasenwinkels, Abziehen des vorhergehenden, Aufrunden des Resultates, Gray-Kodieren des aufgerundeten Resultates und Senden des kodierten Resultates an die CCU;

4. Ausführen des Bitverfolgungsalgorithmus. (Seine Ausgabe wird für alle Zeichen angehäuft und am Ende des Schlitzes

gesendet. Es wird dazu verwendet, den Teilnehmer-RX-Takt auf die Basissendung zu synchronisieren.);

5. Ausführen einer phasenstarren Schleife, um den VCXO auf den Basisstationsoszillator zu synchronisieren. (Die Ausgabe wird an den VCXO am Ende des Schlitzes geschickt, aber nur in der Teilnehmerstation.); und Anhäufen von Daten zur Verbindungsqualität und Senden der Informationen an die CCU über das Verbindungsqualitatsregister 25 -am Ende des Schlitzes.

Interne Taktsignale, die von dem Modem benötigt werden, werden durch den Zeitsteuerungs- und Steuersignalgeber 38 von dem Haupt-80-MHz-Taktsignal auf der Leitung 59 erzeugt. Das Modem benutzt das Haupt-16-KHz-Taktsignal auf der Leitung 60 als den TX-Takt für die Sendung. Daher sind alle Sendungen aus der Basisstation synchron miteinander.

Die Taktsignale der Teilnehmerstation werden vollständig von einem Haupt-80-MHz-VCXO in der Teilnehmerstationszeitsteuerungseinheit abgeleitet. Der VCXO wird durch das VCXO-FDBK-Signal auf der Leitung 78 von dem Modem gesteuert. Von dem VXCO-FDBK-Signal auf der Leitung 78 werden alle Empfangs- und Sendetakte berechnet. Der Zeitsteuerungs- und Steuersignalgeber 38 beliefert dann die CCU mit dem 16-KHz-RX-Taktsignal auf der Leitung 63, das von dem eingehenden Datenstrom abgeleitet wird. Die CCU selbst ermittelt das eindeutige Wort in dem Steuerkanal und kann die Rahmen- und Schlitzmarkierungen von dem eindeutigen Wort und das RX-Taktsignal auf der Leitung 63 bestimmen. Das AM-STROBE- oder Freigabesignal auf der Leitung 65 wird durch den Zeitsteuerungs- und Steuersignalgeber 38 von dem durch den Mikroprozessor 17 demodulierten Signal abgeleitet und benachrichtigt die CCU, wo nach dem eindeutigen Wort zu suchen ist.

In der Teilnehmerstation berechnet der Mikroprozessor 17 die Bit- und FrequenzVerfolgungsparameter und stellt die Zeitsteuerung durch Ausgeben von VCXO-FDBK- und VCXO-WR-SignaIe an die STIMU 49 ein. Um die Frequenz einzustellen, gibt der Mikroprozessor 17 eine Ausgabe an einen D/A-Wandler in der VCXO-Schnittstelle 41, die die Spannung in den VCXO führt. Diese VCXO-Frequenz wird dann durch 5 bis 16 MHz geteilt. Der 16-MHz-Takt wird wieder durch 5 geteilt, um einen 3,2 MHz-Takt zu erzeugen. Der Zeitsteuerungs- und Steuersignalgeber 38 teilt diesen durch 4, um das 800-KHz-Taktsignal, das für den TX-FIR-Filter 12 benötigt wird, zu erzeugen. Der Abtastzeitgenerator 42 teilt ein 3,2-MHz-Taktsignal durch 50, um das 64-KHz-Abtasttaktsignal zu erzeugen. Der Abtastzeitgenerator 42 ist unter der Kontrolle des Mikroprozessors 17, um eine Verzögerung während der Steuerkanalannahme zu erzeugen. Dies ermöglicht große Sprünge von +16 KHz-Taktperioden für eine schnelle Annahme.

Der sich selbst anpassende Übungsbetrieb ist ein zurückgeschleifter Zustand, in de:n das Modem eintritt, um dem im Mikroprozessor 17 gespeicherten Koeffizienten des digitalen FIR-Filters des Demodulatorteiles das Berichtigen jeglicher Analogfilter Verlusten zu lehren, die mit der Zeit oder mit der Temperatur auftreten können. Die Analyse wird durch Zurückschleifen der Sendedaten über die RF-Einheit und durch Empfangen eines bekannten Musters im Demodulatorteil des Modems durchgeführt. Die Koeffizienten werden über ein LaGrangesches System mit 5 Grenzwertbedingungen optimiert. Diese Grenzwertbedingungen sind

(1) der Empfangsdatenstromj

(2) der Datenstrom, der um 0,05 T verzögert ist;

(3) der Datenstrom, der um 0,05 T vorgerückt ist;

(4) der Datenstrom von dem benachbarten oberen Kanal; und

(5) der Datenstrom von dem benachbarten unteren Kanal.

Während des Übungsbetriebes liefert der Mikroprozessor 17 an den FIR-Pilter 12 des Modulatorteiles eine Folge von 32-zeichenlangen Übungsmuster auf der Leitung 106 von dem FIFO-Stapelspeicher 36, der während des Übungsbetriebes eingeschaltet ist. Voreilungen und Verzögerungen verzerren die beiden Ströme um 0,05 T.

Die CCU versetzt das Modem in den Übungsbetrieb, um dem Modemmodulatorteil zu gestatten, das spezielle Übungsmuster von dem FIFO-Stapelspeicher 36 zu lesen, indem die Übungsbetrieb-Schalteinheit 11 durch ein Steuersignal auf der Leitung 107 von dem Steuerwortregister 31 betrieben wird. Der Demodulatorteil wird auch vorgerückt und dann für einige der Tests verzögert. Wenn das Verfahren fertig ist, sendet das Modem eine Zustandsnachricht an die CCU, daß die Koeffizienten berechnet sind. Zu dieser Zeit testet die CCU das Modem, indem sie es in Normalbetrieb bringt und ein festes Muster ausschreibt, daß der RFU befiehlt, zurückzuschleifen und die zurückgeführten Daten zu lesen und auf Gültigkeit zu prüfen.

Der Übungsbetrieb wird durch die CCU ausgelöst, die geeignete Steuerregisterbits setzt und ein MOD-Rückstellsignal auf der Leitung 54 an das Modem sendet. Dies bringt den Mikroprozessor 17 davon ab, 4K vom ROM und nicht RAM zu benutzen und dazu, 2K vom ROM 45 und 2K von dem RAM 44 zu benutzen. Der 2K-ROM hält die Übungsbetriebsalgorithmen, und der 2K-RAM 44 liefert einen Notizblockspeicher, während die Filterkoeffizienten berechnet werden.

Ein Algorithmus berechnet die benachbarten Kanalkennwerte. Um die benachbarte Kanalinterferenz zu bestimmen, muß der Modemmodulatorteil in der Lage sein, bei einer Frequenz zu senden, die um 25 KHz von der Empfangsfrequenz entfernt ist. Dies wird dadurch durchgeführt, daß die CCU das Zustandsregister in dem

Modem liest. Die Information in dem Zustandsregister 24 weist die CCU an, die Frequenzen in dem RFÜ-Empfangsteil nach dem Willen des Modems zu ändern.

Der Mikroprozessor 17 führt die Übungsroutine aus. Die Funktion der Übungsroutine besteht in der Berechnung der FIR-FiI-terkoeffizienten in dem Mikroprozessor 17. Der Modulatorteil wird in einem Rückschleifenbetrieb aktiviert, um eine bestimmte Folge von Zeichen auszusenden. Diese Folge wird an den Demodulatorteil über die RFU in den folgenden fünf verschiedenen Betriebsarten gesendet:

(1) Normalbetrieb;

(2) vorgerückter Zeitsteuerungsbetrieb;

(3) verzögerte Zeitsteuerungsbetriebe; und

(4) und (5) auf den benachbarten oberen und unteren Kanälen. Bei den letzteren beiden Betriebsarten ist die AGC-Einstellung um 23 dB erhöht.

Der Demodulatorteil benutzt die Abtastwerte der Eingabewellenform dafür, eine positive bestimmte symmetrische Matrix A der Ordnung 28 zu schaffen. Auch wird ein 28-Wort-Vektor V von den Eingabeabtastwerten geschaffen. Der Koeffizientenvektor C wird gegeben durch:

C = A^-1V (Gl. 2)

Ein Algorithmus wird zum Berechnen von B = A verwendet, wobei A gegeben ist. Infolge von Abrundfehlern, wird B nicht genau sein, deshalb wird ein Iteratiwerfahren verwendet, um ein genaueres C zu berechnen.

Die Berechnungen geben einen Vektor von 28 komplexen FIR-Filterkoeffizienten.

Der Modulatorteil wird im Übungsbetrieb aktiviert, um fünf ähnliche Paare von Folgen zu senden. Jedes Paar besteht aus den folgenden beiden Folgen:

(a) Eine I-Folge von 9 Null-Zeichen, ein "!"-Zeichen und 22 Null-Zeichen; und

(b) eine Q-Folge von 9 Null-Zeichen, ein "j"-Zeichenund 22 Null-Zeichen.

Das "1"-Zeichen kann jedes Zeichen sein. Das "j"-Zeichen kann das Zeichen sein, das von der "1" um 90° sich unterscheidet.

Die Arbeitsaufgaben des Demodulatorteiles sind die folgenden:

(1) Einstellung der AGC, so daß die Signalspitze im Normalbetrieb 50 bis 70% des Maximums ist (die AGC wird um 23 dB für den vierten und fünften Betrieb erhöht);

(2) Lesen und Speichern der Eingabeabtastwerte (die ersten 32 Abtastwerte werden weggetan und die nächsten 64 Abtastwerte werden für jede Folge gespeichert); und

(3) Bauen der Matrix A (28, 28).

Das folgende Verfahren wird im Normalbetrieb (erster Betrieb) ausgeführt:

A(I,J) = A(I,J) + SX(4N-1) X(4N-J) (Gl. 3)

Die Addition ist für alle N,die

04 = 4N-I a. 64 und 0< = 4N-J< 64 (Gl. 4)

befriedigen.

Für die voreilenden und verzögerten Betriebe (zweiter und dritter Betrieb) wird dasselbe Verfahren durchgeführt, außer daß der aus N = 8 sich ergebende Ausdruck nicht addiert wird. Im vierten und fünften Betrieb ( Senden auf den oberen und unteren benachbarten Kanälen) wird das folgende Verfahren durchgeführt:

A(I,J) = A(I,J) + SX(2N-I) X(2N-J) (Gl. 5) Die Addition ist für alle N_f die

0-.= 2N-I <64 und 0^ = 2N-J <64 (Gl. 6)

befriedigen.

Weitere Arbeitsaufgaben des Demodulatorteils im Ubungsbetrieb sind die folgenden:

4. Schaffen des Vektors V(1:28) aus den Abtastwerten des ersten Paares von Folgen:

a. ItV(I)S = X(32-I); wobei X Abtastwerte der ersten

(I) Folge sind: und (Gl. 7)

b. QiV(I)S = X(32-I); wobei X Abtastwerte der zweiten

(Q) Folge sind; und (Gl. 8)

5. Auffinden des Koeffizientenvektors C durch Lösen A x C-V=O. Dies wird dadurch gemacht, daß zuerst B der Umkehrwert von A gefunden wird. Infolge von Abrundfehlern wird B nicht genau sein. Das folgende Iterativverfahren wird dazu verwendet, ein genaues C aufzulösen.

C = B χ V (Gl. 9)

C_n+1 = C_n - b x B(A χ C_n-V) (Gl. 10)

wobei b ein vorbestimmter Wert <1 ist.

Claims (30)

,Dpl.-Chem. Dr. Stefren ANESRAE . : : : : Dipl.-Phvs. Dieter FLACH «9 β Π Q <3 Q / Dipl.-lng. Dietmar HAUG ύ0ϋ*3ν»?Η \ Dipl.-Chem. Dr. Richard KNEISSL" - \ PATENTANWÄLTE « Stelnstr. 44, D-8000 München 80 363 DH/sc 20. MRl WB Anm: International Mobile Machines Corporation, Philadelphia Pennsylvania 19103/V.St.A. Modem für Telefonsystem Patentansprüche

1. Mehrphasenmodulator zum umwandeln eines digitalisierten Bitstromes, in dem jede vorgegebene Anzahl von aufeinander- Erfolgenden Bits ein Zeichen definiert, in ein phasenmoduliertes *- Signal, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Phasenmodulieren eires jeden Zeichens,einen digital-ausgeführten Filter zur Ansprechung auf Impulse endlicher Dauer zum digitalen Filtern eines jeden phasenmodulierten Zeichens und einen Digital-Analog-Wandler zum Umwandeln des gefilterten Signals in ein Analogsignal.

2. Modulator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Bandfilter zum Trennen erwünschter von unerwünschten Signalen.

3. Modulator nach Anspruch 2, gekennzeichnet ferner durch einen Aufwärtswandler zum Erhöhen der Frequenz des gefilterten Signals.

4. Modulator nach Anspruch 1, gekennzeichnet ferner durch eine Einrichtung, um jedem Zeichen einen Gray-Code zu geben.

5. Mehrphasendemodulator,gekennzeichnet durch eine Stationärsignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Sinuswellensignals, das wechselweise zwischen zwei quadratischen Zuständen eingeknebelt ist, eine Multipliziereinrichtung zum Vereinigen des stationären Signals mit einem Mehrphasenmodulatorsignal, einen Analog-Digital-Wandler zum Umwandeln des sich ergebenden Signals in Digitalform, eine Einrichtung mit einer digitalen Speichereinrichtung zum Anpassen des sich ergebenden Signals an Signale mit vorbestimmten Frequenzen und eine Einrichtung zum Gewinnen der digitalen Information in einem ursprünglichen Signal, wodurch ein Digitalbitstrom als Ausgabe erzeugt wird.

6. Demodulator nach Anspruch 5, gekennzeichnet ferner durch einen Eingabefilter.

7. Demodulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die Zeitverzögerungen beim Empfang von verschiedenen Signalen kompensiert.

8. Demodulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Herausziehen von Steuerinformationen aus EmpfangsSignalen vorgesehen ist.

9. Demodulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Herausziehen von Zeitsteuerungsinformationen aus EmpfangsSignalen vorgesehen ist.

10. Demodulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Bestimmen welches Signal einer Folge von Signalen zuerst empfangen wird, vorgesehen ist.

3809394 i,

11. Demodulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Bestimmen von Rahmensynchronisation vorgesehen ist.

12. Modem mit einem Mehrphasenmodulator und einem Mehrphasendemodulator, wobei der Modulator dafür ausgebildet ist, einen digitalisierten Bitstrom, bei dem jede vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden Bits ein Zeichen definiert, in ein phasenmoduliertes Signal umzuwandeln, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator eine Einrichtung zum Phasenmodulieren eines jeden Zeichens, einen digital-ausgeführten Filter zur Ansprechung auf Impulse endlicher Dauer zum digitalen Filtern eines jeden phasenmodulierten Zeichens und einen Digital-Analog-Wandler zum Umwandeln des gefilterten Signals in ein Analogsignal aufweist, und daß der Demodulator eine Stationärsignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Sinuswellensignals, das wechselweise zwischen zwei quadratischen Zuständen eingeknebelt ist, eine Multipliziereinrichtung zum Vereinigen des stationären Signals ^ mit einem Mehrphasenmodulatorsignal, einen Analog-Digital-Wand- 4, ler zum Umwandeln des sich ergebenden Signals in Digitalform, _K eine Einrichtung mit einer digitalen Speichereinrichtung zum Anpassen des sich ergebenden Signals an Signale mit vorbestimmten Frequenzen und eine Einrichtung zum Gewinnen der digitalen Informationen in einem ursprünglichen Signal, wodurch ein Digitalbitstrom als Ausgabe erzeugt wird, aufweist.

13. Modem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabe des Modulators mit der Eingabe des Demodulators durch einen Schaltkreis verknüpft ist, der mindestens einen Analogfilter aufweist, und der Demodulator eine Einrichtung aufweist, um den Demodulator Änderungen in dem Analogfilter kompensieren zu lassen.

14. Modem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um den Modulator eine veränderliche

Dauer der Abwesenheit von Signalen periodisch senden zu lassen/ und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um den Demodulator eine Ausgabe liefern zu lassen, die die verschiedenen Eingabesignale identifiziert.

15. System zum Umwandeln eines Bitstromes, bei dem jede vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden Bits ein Zeichen definiert, in ein phasenmoduliertes Zwischenfrequenz (IF)-Signal mit einer vorbestimmten IF-Frequenz, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Phasenmodulieren eines jeden Zeichens, eine Einrichtung zum digitalen Filtern eines jeden phasenmodulierten Zeichens um ein gefiltertes Signal zu liefern, das, wenn es in ein Analogsignal umgewandelt ist, ein Modulationssignal mit einer Modulationsfrequenz ergibt, die um eine vorbestimmte Frequenz herum zentriert ist, und in Übereinstimmung mit dem Wert des phasenmodulierten Symbols davon abweicht, eine Einrichtung zum Umwandeln des gefilterten Signals in ein Analogsignal, um das Modulationssignal zu liefern, und eine Einrichtung zum Vermischen des Modulationssignals mit einem stationären Signal bei einer vorbestimmten Frequenz, um ein phasenmoduliertes IF-Signal zu liefern, das ein frequenzmoduliertes (FM)-Signal ist, das eine IF-Frequenz hat, die ein Modulationsprodukt der Modulationsfrequenz und der vorbestimmten Frequenz ist.

16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenmodulationseinrichtung eine Einrichtung zum Umwandeln der Zeichen in Übereinstimmung mit einem digitalen Phasenumtastungs-(DPSK)-Code aufweist.

17. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung für jede Abtastprobe das gefilterte Signal in Übereinstimmung mit den gleichphasigen (I) und um 90° verschobenen (Q) Teilen des phasenmodulierten Signals liefert.

18. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung eine Vielzahl von phasenmodulierten Zeichen gleichzeitig in einer fortlaufenden Überlappung filtert.

19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung einen digitalen Filter zur Ansprechung auf Impulse endlicher Dauer (FIR) aufweist.

20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der FIR-Filter jedes j hasenmodulierte.¹ Symbol eine vorbestimmte
Anzahl von Malen abtastet, wobei aufeinanderfolgende gleichzeitige Abtastproben in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Folgemuster zusammengefaßt werden, um das gefilterte Signal zu liefern, das, wenn es in ein Analogsignal umgewandelt ist, das Modulationssignal ergibt.

21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der FIR-Filter einen Nur-Lese-Speicher (ROM) aufweist, der das
gefilterte Signal gemäß den kombinierten Digitalwerten der
gleichzeitig abgetasteten phasenmodulierten Zeichen liefert.

22. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung einen Digitalfilter zur Ansprechung auf
Impulse endlicher Dauer (FIR) aufweist.

23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der FIR-Filter jedes Zeichen eine vorbestimmte Anzahl von Malen
abtastet, wobei aufeinanderfolgende Abtastproben gemäß einem vorbestimmten Folgemuster zusammengefaßt werden, um das gefilterte Signal zu liefern, das, wenn es in ein Analogsignal umgewandelt ist, das Modulationssignal ergibt.

24. System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der FIR-Filter einen Nur-Lese-Speicher (ROM) aufweist, der das

gefilterte Signal gemäß dem Digitalwert des phasenmodulierten Signals liefert.

25. System nach Anspruch 22, gekennzeichnet ferner durch eine Demodulationseinrichtung zum Umwandeln eines empfangenen phasenmodulierten IF-Signals in den Bitstrom, aus dem das empfangene phasenmodulierte IF-Signal abgeleitet wurde, wobei die Demodulationseinrichtung eine Einrichtung zum Vermischen des empfangenen phasenmodulierten IF-Signals mit einem statio.när.en Signal mit derselben Frequenz wie die des stationären Signals, das dazu verwendet wird, das empfangene phasenmodulierte IF-Signal zu erzeugen, um dadurch ein Empfangsanälogsignal zu liefern, eine Einrichtung zum Umwandeln des Empfangsanalogsignals in ein Empfangsdigitalsignal, einen FIR-Digitalfilter zum digitalen Filtern des Empfangsdigitalsignals, um phasenmodulierte Zeichen zu liefern, und eine Einrichtung zum Umwandeln der empfangenen phasenmodulierten Zeichen in einen Empfangsbitstrom, der dem Bitstrom entspricht, aus dem das empfangene phasenmodulierte IF-Signal abgeleitet wurde, aufweist.

26. System nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß in der Demodulationseinrichtung der FIR-Digitalfilter einen Mikroprozessor zum Filtern des Empfangsdigitalsignals aufweist, und der Mikroprozessor einen Speicher zum Speichern der FIR-Filterkoeffizienten zur Verwendung beim Filtern des Empfangsdigitalsignals einschließt.

27. System nach Anspruch 26, gekennzeichnet ferner durch eine Einrichtung zum Liefern einer Folge von vorbestimmten Zeichen an die erstgenannte Filtereinrichtung, eine Einrichtung zum Liefern des durch die erstgenannte Mischeinrichtung erzeugten phasenmodulierten IF-Signals an die Demodulationseinrichtung und eine Einrichtung in dem Mikroprozessor zum Einstellen der FIR-Filterkoeffizienten, die in dem Mikroprozessorspeicher gespeichert sind, bis die empfangenen phasenmodulierten Zeichen

der Folge von vorbestimmten Zeichen entsprechen, die an die erstgenannte Piltereinrichtung geliefert werden.

28. System nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß in der Demodulationseinrichtung die Kombination des FIR-Digitalfilters und der Einrichtung zum Umwandeln der phasenmodulierten Zeichen einen Mikroprozessor zum Filtern des Empfangsdigitalsignals und zum Umwandeln der empfangenen phasenmodulierten Zeichen aufweist, und daß der Mikroprozessor einen Speicher zum Speichern der FIR-Filterkoeffizienten zur Verwendung beim Filtern des Empfangsdigitalsignals und einen Speicher zum · Speichern eines vorbestimmten Codes zur Verwendung bei der Umwandlung der empfangenen phasen-modulierten Zeichen aufweist.

29. System nach Anspruch 15, gekennzeichnet ferner durch eine Demodulationseinrichtung zum Umwandeln eines empfangenen phasenmodulierten IF-Signals in den Bitstrom, aus dem das empfangene phasenmodulierte IF-Signal abgeleitet wurde.

30. System nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Demodulationseinrichtung eine Einrichtung zum Vermischen des empfangenen phasenmodulierten IF-Signals mit einem stationären Signal mit derselben Frequenz wie die des stationären Signals, das zum Erzeugen des empfangenen phasenmodulierten IF-Signals verwendet wird, um dadurch ein Empfangsanalogsignal zu liefern, eine Einrichtung zum Umwandeln des Empfangsanalogsignals in ein Empfangsdigitalsignal, eine Einrichtung zum digitalen Filtern des Empfangsdigitalsignals, um phasenmodulierte Zeichen zu liefern- und eine Einrichtung zum Umwandeln der empfangenen phasenmodulierten Zeichen in einen Empfangsbitstrom, der dem Bitstrom entspricht, aus dem das empfangene phasenmodulierte IF-Signal abgeleitet wurde, aufweist.