DE60030932T2

DE60030932T2 - Suche des optimalen Abtastzeitpunktes in einem TDMA Paketübertragungssystem

Info

Publication number: DE60030932T2
Application number: DE60030932T
Authority: DE
Inventors: Delphine Legrand; Americo Brajal; Antoine Chouly
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2020-10-12
Also published as: KR20010051045A; EP1094631B1; US6674822B1; DE60030932D1; EP1094631A1; JP2001168929A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Suche des optimalen Abtastzeitpunktes, dafür bestimmt, unter Eingangsabtastwerten einen Abtastwert, den sogenannten optimalen Abtastwert, zu finden, und mit einer Amplitudenrechenschaltung für die Berechnung der durchschnittlichen Amplituden der Eingangsabtastwerte.
Sie betrifft auch einen Empfänger für ein Datenpaket-Übertragungssystem, dafür bestimmt, Symbole darstellende Datenpakete zu empfangen, gesendet von einem Terminal oder einer Kopfstation, wobei der Empfänger mit einer Vorrichtung zur Überabtastung für die Erzeugung einer Vielzahl von Eingangsabtastwerten anhand der erhaltenen Daten ausgerüstet ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Datenpaket-Übertragungssystem mit mindestens einem Terminal und einer Kopfstation.
Sie betrifft schließlich ein Verfahren zum Abrufen des optimalen Abtastzeitpunktes, dafür bestimmt, unter den Eingangsabtastwerten einen Abtastwert zu finden, den sogenannten optimalen Abtastwert, mit einem Schritt zur Berechnung der Amplitude, um die höchsten durchschnittlichen Amplituden dieser Abtastwerte zu bestimmen und um davon den optimalen Abtastwert abzuleiten.
Die Erfindung ist wichtig im Anwendungsbereich von Übertragungen über Satellit oder über Kabel, und insbesondere bei Übertragungen mit Rückkanälen, bei denen eine Vielzahl von Terminals, gemäß einem Mechanismus zur zeitlichen Aufteilung der Ressourcen, Datenpakete an eine Kopfstation übertragen können.
Die Veröffentlichung mit dem Titel „Digital Communication Receivers Synchronisation Channel Estimation and Signal Processing" von H. Meyr, M. Moeneday und S. Fechtel in der Ausgabe von Wiley Sertes in Telecommunications and Signal Processing beschreibt auf den Seiten 283 bis 289 eine Technik zur Berechnung des optimalen Abtastzeitpunktes. In den meisten Übertragungssystemen mit zeitlicher Aufteilung ist es notwendig, nach dem Empfang eine Überabtastung auszuführen, um den beim Senden verwendeten Abtastzeitpunkt zu finden. Die in der zitierten Veröffentlichung beschriebene Technik empfiehlt die Berechnung der durchschnittlichen Energien jedes Abtastwerts, um den optimalen Abtastwert mit der höchsten durchschnittlichen Energie auszuwählen. Diese Technik ist bei der Anzahl an Berechnungen kostspielig, da sie vor der Entscheidung, welcher der optimale Abtastwert ist, die Berechnung der durchschnittlichen Energie aller Abtastwerte erfordert. Das Patent WO 92/01667 beschreibt ein Verfahren, das daraus besteht, periodische Analysen an einem erhaltenen abgetasteten Signal auszuführen, um zu bestimmen, welches seiner Teile, das einer Messung unterzogen wurde, dazu in der Lage ist, Synchronisationsinformationen auszugeben (Uhrsignal). Genauer gesagt wird vorgeschlagen, in jedem analysierten Teil des Signals den Abtastpunkt zu bestimmen, der die Höchstamplitude (Signalspitze) in einer bestimmten Symbolperiode aufweist, dann einen Gradienten für einen gewählten Abschnitt jeder Spitze jedes Teils zu berechnen, um jeder Spitze ein Ergebnis zuzuteilen, und dann jedes Ergebnis (in Verbindung mit einer Spitze) mit einem Mindestergebnis (Grenzwert) zu vergleichen, um die Spitze zu bestimmen, die in Bezug auf das Mindestergebnis (Grenzwert) das beste Ergebnis aufweist, und schließlich eine PLL („Phase Lock Loop") mit dem Punkt (oder Zeitpunkt) des Abtastens zu versorgen, der der somit bestimmten Spitze (mit dem besten Ergebnis) entspricht und der als optimaler Abtastzeitpunkt des erhaltenen Signals betrachtet wird.
Ziel der Erfindung ist es insbesondere, zu ermöglichen, den optimalen Abtastzeitpunkt sehr schnell abzurufen, indem die Anzahl an Berechnungen und folglich die Verarbeitungskosten beträchtlich eingeschränkt werden.
Für diesen Zweck schlägt sie eine Vorrichtung zur Suche des optimalen Abtastzeitpunktes eines abgetasteten Signals vor, dafür bestimmt, einen Abtastwert, den sogenannten optimalen Abtastwert, unter einer Anzahl von Eingangsabtastwerten gleich einer vielfachen Ganzzahl L einer Ganzzahl N, mit N = 2ⁿ, wobei N eine Ganzzahl ist, zu finden, und mit einer Amplitudenrechenschaltung für die Berechnung der durchschnittlichen Amplituden der Eingangsabtastwerte. Diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die außerdem enthält:

– eine Entnahmevorrichtung für die Entnahme einer Anzahl von vorbestimmten Eingangsabtastwerten unter den N Eingangsabtastwerten gleich einer Ganzzahl L × M mit M = 2^m, wobei m eine Ganzzahl ist und 2 < M < N, um sie der Rechenschaltung zuzuführen und denjenigen zu bestimmen, der die durchschnittlich höchste, die sogenannte meist genäherte Amplitude hat,
– einen Auswähler für die Auswahl eines zusätzlichen Eingangsabtastwerts, enthalten zwischen dem meist genäherten und dem benachbarten Abtastwert, dessen zuvor berechnete durchschnittliche Amplitude die größte ist, und seine Weiterleitung an die Rechenschaltung für die Berechnung seiner durchschnittlichen Amplitude, und
– einen Vergleicher für den Vergleich der durchschnittlichen Amplitude des ausgewählten Abtastwerts mit dem zuvor meist genäherten, um davon einen neuen meist genäherten abzuleiten,

Unter Verwendung der Potenzen von 2, zugleich für die Anzahl der Eingangsabtastwerte als auch für die Anzahl der vorbestimmten Abtastwerte, ist die Anzahl der notwendigen Berechnungen für den Erhalt des gesuchten Abtastwerts somit sehr klein und gemäß einer einfachen Relation vordefiniert, sie ist proportional zum Logarithmus der Basis 2 des Abtastfaktors N.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Eingangsabtastwert in der Mitte gelegen, zwischen dem letzten meist genäherten und dem benachbarten Abtastwert, von dem die zuvor berechnete durchschnittlichen Amplitude die größte ist.
Dabei stellen die Eingangsabtastwerte vorzugsweise ein mit einer Symboldauer gesendetes Symbol dar. In diesem Fall werden die in vorbestimmter Anzahl entnommenen Abtastwerte vorzugsweise in einem Zeitintervall verteilt, das der Symboldauer entspricht.
Die Erfindung schlägt auch einen Empfänger für ein Datenpaket-Übertragungssystem vor, dafür bestimmt, Symbole darstellende Datenpakete zu empfangen, gesendet von einem Terminal oder einer Kopfstation dieses Systems, und ausgerüstet mit einer Vorrichtung zur Überabtastung für die Erzeugung einer Vielzahl von Eingangsabtastwerten anhand der erhaltenen Daten und einer Vorrichtung zur Suche des optimalen Abtastzeitpunktes des hiervor erläuterten Typs.
Die Erfindung schlägt auch ein Datenpaket-Übertragungssystem mit mindestens einem Terminal und/oder einer Kopfstation mit einem Empfänger des hiervor erläuterten Typs vor.
Die Erfindung schlägt auch ein Verfahren zum Abrufen des optimalen Abtastzeitpunktes eines abgetasteten Signals vor, dafür bestimmt, einen Abtastwert, den sogenannten optimalen Abtastwert, unter einer Anzahl von Eingangsabtastwerten gleich einer vielfachen Ganzzahl L einer Ganzzahl N, mit N = 2ⁿ, wobei N eine Ganzzahl ist, zu finden, wobei das besagte Verfahren einen Schritt zur Berechnung der Amplitude für die Bestimmung der höchsten durchschnittlichen Amplituden der Eingangsabtastwerte aufweist, um davon einen optimalen Abtastwert abzuleiten. Dieses Verfahren zeichnet sich durch die Tatsache aus, dass es außerdem folgende Schritte enthält:

– Entnahme einer Anzahl von vorbestimmten Eingangsabtastwerten unter den N Eingangsabtastwerten gleich einer Ganzzahl L × M, mit M = 2^m, wobei m eine Ganzzahl ist und 2 < M < N,
– Bestimmen der durchschnittlichen Amplituden der entnommenen Abtastwerte, um eine Annäherung an den optimalen Abtastwert mit der durchschnittlich höchsten Amplitude, der sogenannten meist genäherten, abzuleiten,
– Wiederholen der Bestimmung der durchschnittlichen Amplituden der Eingangsabtastwerte, enthalten zwischen der Annäherung des optimalen Abtastwerts und dem benachbarten Abtastwert, von dem die zuvor berechnete durchschnittliche Amplitude die größte ist, und
– Vergleichen der Ergebnisse jeder Wiederholung mit dem zuvor berechneten meist genäherten, das der vorhergehenden Annäherung entspricht, um davon eine neue Annäherung des optimalen Abtastwerts abzuleiten,

Die Erfindung weist den Vorteil auf, es zu ermöglichen, sehr schnell den optimalen Abtastzeitpunkt abzurufen, und sie ermöglicht es, diesen Vorgang für jedes neu erhaltene Paket von einem beliebigen Terminal des Systems auszuführen.
Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung besser verstanden, wo weitere Details hinsichtlich der beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden, die als nicht erschöpfende Beispiele gegeben werden und in denen:
1 ein Beispiel eines Übertragungssystems gemäß der Erfindung zeigt,
2 ein allgemeines Schema eines Empfängerbeispiels mit einer Vorrichtung zur Suche des optimalen Abtastzeitpunktes gemäß der Erfindung zeigt,
3 eine Ausführungsform des Empfängers der 2 zeigt,
4 ein Verfahrensbeispiel gemäß der Erfindung zeigt.
Ein Übertragungssystem gemäß der Erfindung ist als Beispiel in 1 dargestellt. Es enthält eine Kopfstation 1 und eine Vielzahl von interaktiven Terminals 2, die unter Verwendung eines Übertragungsmediums 3 Daten an eine Kopfstation senden und von ihr empfangen können. Die Übertragungen von den Terminals an die Kopfstation werden aufsteigende Übertragungen bezeichnet. Die Übertragungen von der Kopfstation an die Terminals werden absteigende Übertragungen bezeichnet. Bei aufsteigenden Übertragungen hat die Kopfstation 1 die Funktion eines Empfänger. Bei absteigenden Übertragungen sind die Terminals Empfänger. Der Zugang der Terminals zu dem Übertragungsmedium verläuft beispielsweise unter Verwendung eines Mechanismus des Mehrfachzugangs mit Frequenzaufteilung (Frequency Division Multiple Access in Englisch), zusammen mit einer zeitlichen Aufteilung (Time Division Multiple Access in Englisch). Das Übertragungsmedium kann verschiedenartig beschaffen sein. Es kann sich beispielsweise um eine Übertragung über Kabel, über den Funkweg oder über Satellit etc. handeln.
In einem Datenpaket-Übertragungssystem mit zeitlicher Aufteilung können verschiedene Terminals in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen Daten aufgrund der Tatsache, dass ihre Sendeuhren nicht synchron sind, mit verschiedenen Abtastenszeitpunkten senden. Außerdem können diese Uhren einen gewissen Jitter aufweisen. Zwei Datenpakete, gesendet von einem selben Sender, haben folglich nicht zwangsläufig denselben Abtastzeitpunkt. Außerdem können Verzerrungen im Kanal bei der Ankunft eine Verzerrung verursachen. Die Kopfstation oder der Empfänger (der im Falle eines Punkt-zu-Punkt-Systems ein anderes Terminal sein kann) muss folglich eine Überabtastung ausführen, d.h. Verwendung eines vielfachen Uhrsignals der theoretischen Abtastfrequenz, um den beim Senden verwendeten Abtastzeitpunkt zu finden. Beispielsweise kann die Frequenz zur Überabtastung 16 mal über der Symbolfrequenz liegen, was der Entnahme von 16 Abtastwerten von dem erhaltenen Signal, das einem gesendeten Symbol entspricht, gleichkommt. Der optimale Abtastzeitpunkt kann von einem Paket zum anderen variieren, weshalb die Kopfstation über wenig Zeit verfügt, um den optimalen Abtastzeitpunkt zu finden, d.h. den Abtastwert, der dem von der Quelle, hier die verschiedenen Terminals, gesendeten Symbol entspricht. Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, es zu ermöglichen, den optimalen Abtastzeitpunkt schneller als bei den herkömmlichen Methoden zu finden und gleichzeitig die Anzahl der ausgeführten Verarbeitungen erheblich zu vermindern. Die herkömmlichen Methoden bestehen aus der Berechnung der durchschnittlichen Energie der 16 Abtastwerte gemäß einer Berechnung, die unter Berücksichtigung der verwendeten Methode variiert, und aus der Auswahl unter den 16 Abtastwerten des Abtastwerts, der die höchste Amplitude hat.
In 2 ist ein allgemeines Schema eines Empfängers 10 gemäß der Erfindung dargestellt. Er enthält einen lokalen Oszillator 12 und einen Mischer 13 für die derartige Transponierung des erhaltenen Signals 14, dass das Spektrum des transponierten Signals plus oder minus einem Frequenzfehler Δf auf Null zentriert ist, aufgrund der Tatsache, dass die für das Senden auf den Trägerfrequenzen verwendeten lokalen Oszillatoren nicht perfekt sind. Das transponierte Signal wird von einem Zurückweisungsfilter 16 gefiltert, um Bildfrequenzen um 2Fp, wobei Fp die Sendfrequenz ist, d.h. die theoretische Trägerfrequenz des erhaltenen Signals, sowie die anderen in dem System verwendeten Träger zu entfernen. Das am Ausgang des Filters 16 erhaltene Signal wird von einer Vorrichtung zur Überabtastung 18 mit dem Faktors N abgetastet, wobei für jedes Symbol des transponierten Signals N Abtastwerte, bezeichnet S₀ bis S₁₅, entnommen werden. Die entnommenen Abtastwerte werden danach von einem Filter 20, dem sogenannten optimalen Filter, gefiltert, der dem für das Senden verwendeten Filter angepasst ist. Es handelt sich dabei um eine Tiefpassfilterung vom Typ der Nyquist-Wurzel, zentriert um Null. Das gefilterte Signal wird danach in einem Speicher 22 gespeichert. Eine Vorrichtung zur Suche des optimalen Abtastzeitpunktes 25 wird vorgesehen, um den optimalen Abtastwert zu suchen, d.h. der Abtastwert, der dem gesendeten Symbol entspricht, um es einer Unterabtastvorrichtung 26 zu ermöglichen, unter den im Speicher 22 gespeicherten Abtastwerten den optimalen Abtastwert S_op auszuwählen. Die Anzahl der gespeicherten Abtastwerte, verfügbar am Eingang der Vorrichtung zur Suche des optimalen Abtastzeitpunktes 25, ist gleich L × N, wobei L die Anzahl der gesendeten Symbole ist, die den Überabtastwerten entspricht, was einem Beobachtungsfenster gleich L × T_S entspricht, wobei T_S die Dauer eines Symbols ist. Die Vorrichtung zur Suche des optimalen Abtastzeitpunktes 25 erhält die Abtastwerte mit N mal der Symbolfrequenz F_S und liefert der Vorrichtung zum Unterabtasten Informationen über die Position des optimalen Abtastwerts S_op.
Eine vorgezogene Ausführungsform eines Empfängers gemäß 2 ist als Beispiel in 3 dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform enthält die Vorrichtung zur Suche des optimalen Abtastzeitpunktes 25 beispielsweise in einem digitalen Signalprozessor DSP:

– eine Entnahmevorrichtung 251 für die Entnahme der Abtastwerte unter den im Speicher 22 gespeicherten Eingangsabtastwerten, und insbesondere für die Entnahme von L × M vorbestimmten Abtastwerten (wobei M unabhängig von N ist) unter den L × N im Speicher 22 gespeicherten Eingangsabtastwerten für die Weiterleitung in eine Rechenschaltung 252,
– eine Amplitudenrechenschaltung 252 für die Berechnung der durchschnittlichen Amplituden der entnommenen Abtastwerte, indem die höchste bestimmt wird, und um davon eine Annäherung an den optimalen oder meist genäherten Abtastwert abzuleiten, wobei diese Annäherung S_j bezeichnet wird,
– einen Auswähler 253, der mit der Entnahmevorrichtung 251 zusammenarbeitet, um Eingangsabtastwerte auszuwählen und zu entnehmen, die zwischen der letzten Annäherung und dem benachbarten Abtastwert enthalten sind, deren zuvor berechnete durchschnittliche Amplitude die größte ist, um ihre durchschnittliche Amplitude zu berechnen, und
– einen Vergleicher 254 für den Vergleich der durchschnittlichen Amplitude jedes ausgewählten Abtastwerts mit den höchsten zuvor berechneten durchschnittlichen Amplituden, die der vorhergehenden Annäherung entsprechen, um davon eine neue Annäherung des optimalen Abtastwerts abzuleiten.

Jede der Schaltungen 251 bis 254 kann mit Bauteilen verschiedenen Materials oder mithilfe von geeignet programmierten Schaltungen oder auch mithilfe von Softwaremitteln hergestellt werden.
Die Berechnung der Amplitude wird somit an den ausgewählten Abtastwerten unter Berücksichtigung ihrer Position in Bezug auf die letzte erhaltene Annäherung wiederholt. Sie sind zwischen der ersten Annäherung enthalten, erhalten anhand der L × M vorbestimmten Abtastwerte und dem benachbarten Abtastwert, wovon die durchschnittliche Amplitude, die schon berechnet wurde, die größte ist. Für die erste Berechnungsserie ist der benachbarte Abtastwert einer der M vorbestimmten Abtastwerte. Für jede folgende Wiederholung werden alle Abtastwerte berücksichtigt, deren durchschnittliche Amplitude bereits berechnet wurde.
Der optimale Abtastwert wird somit durch aufeinander folgende Annäherungen gefunden, ohne die Amplituden aller gespeicherten Abtastwerte berechnen zu müssen. Dies ist möglich, da die Funktion für die durchschnittlichen Amplituden aller Abtastwerte nur einen einzigen Gesamthöchstwert und keinen lokalen Höchstwert hat. Die Erfindung empfiehlt folglich zuerst die Ausführung einer ersten Rechenserie für L × M vorbestimmte Punkte oder Abtastwerte (mit 2 < M < N), unter den L × N gespeicherten Abtastwerten. Vorzugsweise sind M und N Potenzen von 2: N = 2ⁿ, M = 2^m mit 2 < M < N, und die L × M Abtastwerte werden über die Dauer der Berechnung L × T_S gleichmäßig verteilt, damit es unter den gespeicherten Abtastwerten immer einen Abtastwert gibt, unter den L × M vorbestimmten Abtastwerten auf halber Strecke zwischen zwei Abtastwerten gelegen.
Das Ergebnis ist unabhängig von der Methode, die von der Rechenschaltung 252 für die Berechnung der durchschnittlichen Amplitude verwendet wird. Man könnte beispielsweise die Methode der zweiten Potenzen verwenden, die für jeden Abtastwert darin besteht, die Summe der zweiten Potenzen aller Abtastwerte zu berechnen, die in einem Berechnungsfenster enthalten sind und dieselbe Position in dem erhaltenen Paket einnehmen, d.h. mit dem Abstand der Dauer des gesendeten Symbols, bezeichnet T_S, oder aber die sogenannte Methode des Augendiagramms, bei der man anstatt der Berechnung der Summe der zweiten Potenzen die Summe der absoluten Werte berechnet. Dann wird der Abtastwert des Indexes j, bezeichnet S_j, mit der durchschnittlich größten Amplitude gespeichert. Er bildet eine Annäherung an den gesuchten optimalen Abtastwert S_op. Jede Wiederholungsfolge liefert eine neue Annäherung an den optimalen Abtastwert, der gleich der vorhergehenden Annäherung sein kann. Tatsächlich führt die Rechenschaltung 252 eine zusätzliche Berechnung der Amplitude für einen unter den N gespeicherten Abtastwerten zusätzlich ausgewählten Abtastwert aus, enthalten zwischen der letzten berechneten Annäherung und der der zwei benachbarten Abtastwerte des Indexes j – i und j + i, bezeichnet S_j-i und S_j+i, für welche die durchschnittliche Amplitude bei einer vorhergehenden Wiederholung mit der stärksten Amplitude bereits berechnet wurde. Vorzugsweise ist der zusätzlich berechnete Abtastwert derjenige, der in der Mitte zwischen der laufenden Annäherung und dem benachbarten Abtastwert gelegen ist, für den die durchschnittliche Amplitude die größte Amplitude hat. Der Vergleicher 254 vergleicht danach das neu erhaltene Ergebnis für den unter den N bei laufender Annäherung gespeicherten Abtastwerten zusätzlich ausgewählten Abtastwert, um davon eine neue Annäherung des optimalen Abtastwerts gleich dem höchsten zwischen der laufenden Annäherung und diesem neuen Ergebnis abzuleiten. Bei jeder neuen Wiederholung wird die Präzision des Ergebnisses um einen Faktor 2 erhöht. Der optimale Abtastwert wird nach einer Anzahl von vorbestimmten Wiederholungen gleich n – m durch aufeinander folgende Annäherung gefunden, was dem gleichkommt, M + n – m Berechnungen auszuführen. Die Berechnung der M ersten vorbestimmten Abtastwerte zählt nicht als eine Wiederholung.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft für einen Faktor zur Überabtastung gleich oder über 8, also unter Verwendung einer Anzahl M vorbestimmter Abtastwerte mindestens gleich 4. Es werden bei M = 2 tatsächlich 2 Abtastwerte S₁ und S₂ vorausgewählt, und es ist unmöglich, zu entscheiden, ob die höchste Amplitude zwischen S₁ und S₂ oder zwischen S₂ und S₁ liegt. Als Beispiel enthält unter Betrachtung eines Faktors zur Überabtastung gleich 16, also N = 16 = 2⁴ und n = 4, der Speicher 22 dann 16 Abtastwerte, bezeichnet S₀ bis S₁₅, die den optimalen Abtastwert darstellen können, wobei der Index die Position oder den Zeitpunkt des Abtastwerts in Bezug auf das lokale Uhrsignal des Empfängers darstellt. Die Erfindung empfiehlt, eine erste Serie von Amplitudenberechnungen für die 4 Abtastwerte S₀, S₄, S₈ und S₁₂ auszuführen, also M = 4 = 2² und m = 2. Nach M + n – m = 2 Wiederholungen wird der optimale Abtastwert gefunden, also nach insgesamt 6 Berechnungen der durchschnittlichen Amplitude. Die Anzahl der Berechnungen ist proportional zum Logarithmus der Basis 2 des Abtastfaktors N.
4 zeigt die verschiedenen Schritte eines Verfahrens zur Suche des optimalen Abtastzeitpunktes nach dem Empfang gemäß der Erfindung. Dieses Verfahren enthält der Reihe nach folgende Schritte:

– Schritt 40: Empfang des Signals mit den Datenpaketen,
– Schritt 41: Umwandlung des in Basisband erhaltenen Signals,
– Schritt 42: Überabtastung des Signals in Basisband für den Empfang von N Abtastwerten,
– Schritt 43: Tiefpassfilterung mithilfe eines Nyquist-Wurzel-Filters, angepasst an den beim Senden verwendeten Filter,
– Schritt 44: Speicherung der L × N (N = 2ⁿ) Abtastwerte.
– Schritt 45: Suche des optimalen Abtastwerts, bezeichnet S_op,
– Schritt 46: Unterabtasten, indem unter den im Speicher verfügbaren Abtastwerten nur der optimale Abtastwert S_op ausgewählt wird. Schritt 45 enthält folgende Unterschritte:
– Schritt 451: Berechnung der durchschnittlichen Amplitude über L × M vorbestimmte gespeicherte Abtastwerte mit M = 2^m, was den Abtastwerten des Indexes k × N/M für 0 ≤ k < M ≤ N entspricht, und Auswahl des Abtastwerts, bezeichnet S1, des Indexes k1 ≤ N/M mit der durchschnittlich größten Amplitude.
– Schritt 452: Bestimmung der höchsten Amplitude zwischen den benachbarten Abtastwerten des Abtastwerts S₁, bezeichnet S_1– und S₁₊, deren durchschnittlichen Amplituden bereits berechnet wurden, d.h. zwischen dem Abtastwert des Indexes (k₁ – 1) × N/M und dem Abtastwert des Indexes (k₁ + 1) × N/M. Der Abtastwert mit der durchschnittlich höchsten Amplitude zwischen S_1– und S₁₊ wird S₂ bezeichnet, und sein Index wird k₂ bezeichnet. Wenn S₁ = 0, ist der Abtastwert des Indexes (k₁ – 1) × N/M der Abtastwert des Indexes (M – 1)N/M, und wenn S1 = (M – 1) × N/M, ist der Abtastwert des Indexes (k₁ + 1) × N/M der Abtastwert 0. Danach berechnet man die durchschnittlichen Amplituden des Abtastwerts S des Indexes (K₁ + k₂)N/2M.
– Schritt 453: Vergleich der durchschnittlichen Amplituden der Abtastwerte S, S₁ und S₂, um die zwei Abtastwerte mit der stärksten Amplitude für die folgenden Vorgänge beizubehalten. In diesem Stadium der Wiederholungen sind die zwei beizubehaltenden Abtastwerte S und S₁, denn die Funktion der Amplitude der Abtastwerte hat nur einen einzigen Höchstwert, wobei die zwei größten folglich zwangsläufig zwei aufeinanderfolgende Abtastwerte sind. Danach geht man zurück zu Schritt 452 für die Berechnung der Amplitude des Abtastwerts S', gelegen in der Mitte der zwei letzten ausgewählten Abtastwerte, usw., bis die zwei letzten Abtastwerte unter allen gespeicherten Abtastwerten angrenzende Abtastwerte sind, d.h. wenn die Anzahl der zusätzlichen Wiederholungen der Berechnung der Amplitude, ohne die erste Berechnungsserie zu berücksichtigen, die bei Schritt 451 ausgeführt wurde, gleich n – m ist, oder aber nach einer gesamten Anzahl von Berechnungen gleich M + n – m. Am Schluss behält man nur den Abtastwert S_op bei, den sogenannten optimalen Abtastwert mit der größten durchschnittlichen Amplitude.

O. L.: = Oszillator
N. Fs: = N-Faktoren
RAM: = Nur-Lese-Speicher
SOP: = optimaler Abtastwert
L × N, L × M: = Abtastwerte
S: = berechnete Abtastwerte

Claims

Vorrichtung zur Suche des optimalen Abtastzeitpunktes eines abgetasteten Signals, dafür bestimmt, einen Abtastwert zu finden, den sogenannten optimalen Abtastwert, unter einer Anzahl von Eingangsabtastwerten gleich einer vielfachen Ganzzahl L einer Ganzzahl N, mit N = 2ⁿ, wobei N eine Ganzzahl ist, und mit einer Amplitudenrechenschaltung (252) für die Berechnung der durchschnittlichen Amplituden der Eingangsabtastwerte, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem enthält: – eine Entnahmevorrichtung (251) für die Entnahme einer Anzahl von Eingangsabtastwerten unter den N Eingangsabtastwerten gleich einer Ganzzahl L × M, mit M = 2^m, wobei m eine Ganzzahl ist und 2 < M < N, um sie der besagten Rechenschaltung (252) zuzuführen und denjenigen zu bestimmen, der die durchschnittlich höchste, die sogenannte meist genäherte Amplitude hat, – einen Auswähler (253) für die Auswahl eines zusätzlichen Eingangsabtastwerts, enthalten zwischen dem meist genäherten und dem benachbarten Abtastwert, dessen zuvor berechnete durchschnittliche Amplitude die größte ist, und für die Weiterleitung in die Rechenschaltung (252) für die Berechnung seiner durchschnittlichen Amplitude, und – einen Vergleicher (254) für den Vergleich der durchschnittlichen Amplitude des ausgewählten Abtastwerts mit dem zuvor meist genäherten, um davon einen neuen meist genäherten abzuleiten, und dadurch, dass der besagte optimale Abtastwert nach einer Anzahl von Berechnungen der durchschnittlichen Amplitude gleich M + n – m erhalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Eingangsabtastwert zusätzlich in der Mitte gelegen ist, zwischen dem letzten meist genäherten und dem benachbarten Abtastwert, von dem die zuvor berechnete durchschnittliche Amplitude die größte ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Eingangsabtastwerte ein gesendetes Symbol mit eine Symboldauer darstellen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten in vorbestimmter Anzahl entnommenen Abtastwerte in einem Zeitintervall verteilt werden, das der besagten Symboldauer entspricht.
Empfänger (10) für ein Datenpaket-Übertragungssystem, dafür bestimmt, Symbole darstellende Datenpakete zu empfangen, gesendet von einem Terminal (2) oder einer Kopfstation (1) des besagten Systems, und ausgerüstet ist mit einer Vorrichtung zur Überabtastung (18) für die Erzeugung einer Vielzahl von Eingangsabtastwerten anhand der erhaltenen Daten, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Vorrichtung zur Suche des optimalen Abtastzeitpunktes nach einem der Ansprüche 1 bis 4 enthält.
Datenpaket-Übertragungssystem mit mindestens ein Terminal (2) und einer Kopfstation (1), dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Kopfstation (1) und/oder das besagte Terminal (2) einen Empfänger (10) nach Anspruch 5 enthält.
Verfahren zum Abrufen des optimalen Abtastzeitpunktes eines abgetasteten Signals, dafür bestimmt, einen Abtastwert zu finden, den sogenannten optimalen Abtastwert, unter einer Anzahl von Eingangsabtastwerten gleich einer vielfachen Ganzzahl L einer Ganzzahl N, mit N = 2ⁿ, wobei N eine Ganzzahl ist, und das besagte Verfahren einen Schritt zur Berechnung der Amplitude enthält, um die höchste der durchschnittlichen Amplituden der Eingangsabtastwerte zu bestimmen und um davon einen optimalen Abtastwert abzuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem folgende Schritte enthält: – Entnahme einer Anzahl von vorbestimmten Eingangsabtastwerten unter den N Eingangsabtastwerten gleich einer Ganzzahl L × M, mit M = 2^m, wobei m eine Ganzzahl ist und 2 < M < N, – Bestimmen der durchschnittlichen Amplituden der besagten entnommenen Abtastwerte, um eine Annäherung an den optimalen Abtastwert mit der durchschnittlich höchsten Amplitude, der sogenannten meist genäherten, abzuleiten, – Wiederholen der Bestimmung der durchschnittlichen Amplituden der Eingangsabtastwerte, enthalten zwischen der besagten Annäherung des optimalen Abtastwerts und dem benachbarten Abtastwert, von dem die zuvor berechnete durchschnittliche Amplitude die größte ist, und – Vergleichen der Ergebnisse jeder Wiederholung mit dem zuvor berechneten meist genäherten, das der vorhergehenden Annäherung entspricht, um davon eine neue Annäherung des optimalen Abtastwerts abzuleiten, wobei der besagte optimale Abtastwert nach einer Anzahl von Berechnungen der durchschnittlichen Amplitude gleich M + n – m erhalten wird.