DE69012694T2

DE69012694T2 - Datenempfangsanlage mit verzögerter Entzerrung und retroaktiver Taktwiedergewinnung.

Info

Publication number: DE69012694T2
Application number: DE69012694T
Authority: DE
Inventors: Jacques Palicot
Original assignee: Telediffusion de France ets Public de Diffusion; France Telecom SA
Current assignee: Telediffusion de France ets Public de Diffusion; Orange SA
Priority date: 1989-07-18
Filing date: 1990-07-13
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2010-07-14
Also published as: US5159609A; JPH03141742A; FR2650137A1; EP0409756A1; FR2650137B1; DE69012694D1; EP0409756B1

Description

Die Erfindung betrifft Datenverarbeitungsmodule, die sich in einem Empfänger eines Datenübertragunkgsnetzes befinden und der Entzerrung und der Wiederherstellung des Taktes der empfangenen Daten dienen, um den nachfolgenden Komponenten der Empfangskette ein sauberes Signal mit einem eigenen und wiedersynchronisierten Takt bereitzustellen.
Die Erfindung ist auf beliebige Datensignale anwendbar, insofern sie im Basisband empfangen oder dorthin zurückgeführt werden.
Bei einer besonderen Anwendung der Erfindung, die keineswegs einschränkend ist, ist das Entzerrungssystem zur Taktwiederherstellung dazu geeignet, Signale zu verarbeiten, die sich aus dem Multiplexieren von Daten und von analogen Informationen zusammensetzen, wie die nach der X-MAC-Norm und insbesondere der D2-MAC, gesendeten Fernsehsignale. In diesem Falle ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durchlässig für die Analogkomponente des im Multiplexbetriebs übertragenen Signals.
Es ist bekannt, daß die übertragung von Daten auf jeder Art von Trägern lineare und nichtlineare Störungen verursacht. Daraus ergibt sich eine Datenüberlappung, die als Symbolinterferenz bekannt ist.
Eine weitere folge, die in der Literatur nicht so detailliert behandelt wird aber genauso wichtig ist, ist die Schwierigkeit, den Takt und somit die den Daten zugeordnete Taktgeberphase korrekt wiederherzustellen.
Es ist klar, daß die Wiederherstellung des Taktes von grundsätzlicher Bedeutung für die weitere Verarbeitung der Daten im Empfänger ist.
So beeinflußt die Taktwiederherstellung in einem empfangenen D2-MAC- Signal eine große Zahl von Empfängerfunktionen, wie das Herausfenstern der im Multiplexbetrieb gegebenen Signalfolgen, die numerische Synchronisierung des Datensignals sowie der automatischen Regelung der Verstärkung oder die Wiederherstellung der stetigen Komponente. Anders gesagt, ohne Taktwiederherstellung kann beim Empfang keine weitere Verarbeitung erfolgen.
Es sind Anordnungen zur Taktwiederherstellung bekannt wie die in Figur 1 gezeigte. Bei diesen Vorrichtungen, die besonders für D2-MAC-Empfänger geeignet sind, digitalisiert ein A/D-Wandler 11 das empfangene Signal 10, gesteuert von einem Modul zur Wiederherstellung der Taktfrequenz 12. Dieses Modul 12 funktioniert beispielsweise ausgehend vom Analogsignal 10, auf der Basis der Erkennung der Nullschwellendurchgänge des Signals (z. B.: 0), um eine Linie bei 10,125 MHz zu erzeugen, die der Frequenz des gesendeten duobinären Signals entspricht. Das digitalisierte Signal, das am Ausgang des A/D-Wandlers 11 ansteht, wird danach einer Zeitbasis 13 zugeleitet, die eine Resynchronisierung des empfangenen Signals auf dem Rastersynchronisierungssignal (Synchronisierungsraster) 14 sicherstellt, beispielsweise mittels eines Schieberegisters, das mit einem Komparator und einem gespeicherten Bild des Synchronisierungsrasters zusammenarbeitet. Mit Hilfe der Zeitbasis 13 ist es somit insbesondere möglich, dem D2-MAC die numerischen Datenfolgen (in Hinblick auf die Dekodierung des Tons und der Daten) sowie die anderen Synchronisierungsinformationen wie Linie, Raster und/oder Paket, zu entnehmen.
Eine solche Anordnung hat jedoch zwei Nachteile:
- es können sich zuerst Probleme bei der Synchronisierung der Taktgeberphase ergeben, falls der Übermittlungskanal für das Signal 10 starken Störungen unterliegt;
- andererseits induziert das Echophänomen im Übertragungskanal Verzerrungen seiner Übertragungsfunktion, die insbesondere zur Symbolinterferenz führt.
Es wurde überlegt, die Symbolinterferenz dadurch zu bekämpfen, daß Korrektoren von der Art eines Moduls 15 zur Erfassung gemäß der größten Wahrscheinlichkeit eingesetzt werden, wobei dieses Modul den Viterbi-Algorithmus anwendet. Tatsächlich ermöglicht dieser Typ von Berichtigungsstruktur üblicherweise einen Gewinn von 3 dB beim Signal- Rausch-Verhältnis, wenn das verarbeitete Signal ein Eigensignal ist, welches ein offenes Augendiagramm aufweist. Im entgegengesetzten fall stellt man in der Praxis fest, daß die Effektivität eines Viterbi-Decoders bei Störungen beschränkt ist.
Ein Zweck der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Ausgleichssystems, das insbesondere die frühzeitige Korrektur des Signals beim Empfang ermöglicht, um die Grenzen des Synchronisierungsverlustes des Empfängers nach hinten zu verschieben. Die Entzerrungsvorrichtung der Erfindung ist zwar mit Viterbi-Dekodierungssystemen kompatibel, sie kann jedoch auch dann angewandt werden, wenn kein Decoder dieser Art vorhanden ist.
Bekannterweise besteht der Zweck der Entzerrung in der Verarbeitung des empfangenen Signals in einem Entzerrungsmodul, dessen Übertragungsfunktion zu jedem Zeitpunkt dem kehrwert der Übertragungsfunktion des Übertragungskanals am nächsten liegt.
Es sind Vorrichtungen zur Korrektur linearer Verzerrungen bekannt, insbesondere von der Art einer selbstanpassenden Entzerrungsschaltung, welche sich dem Datensignal anpaßt, wie in der französischen Patentschrift 83 17438 beschrieben. Nach diesem Dokument besteht die Entzerrungsschaltung in der Anwendung eines Algorithmus' zum Minimieren des mittleren quadratischen Fehlers im empfangenen Signal durch das Anpassen von Filterkoeffizienten eines digitalen Entzerrungsfilters an das empfangene Signal. Es kann eine große Anzahl von Algorithmen ins Auge gefaßt werden, wie z. B. diejenigen, die in der Promotionsarbeit "Untersuchung und Ausführung eines der "DIDON"-Datenübertragung angepaßten Echo-Korrektors" (vorgetragen durch Jacques PALICOT am 9. Dezember 1983, vor der Universität Rennes I) vorgestellt wurden.
Durch die französische Patentschrift 88 01641 ist ebenfalls eine selbstanpassende Entzerrungsschaltung bekannt, die auf Signale des Typs X-MAC anwendbar ist, insbesondere auf HD-MAC-Signale, die darin besteht, daß ein Referenzsignal in das Zeitmultiplex der analogen Bildsignale und der digitalen Signale für Ton und für charakteristische X-MAC Daten eingefügt wird, um dieses Referenzsignal für die anpassende Entzerrung beim Empfang zu verwenden. Die Entzerrung wird dann durch Anwendung eines anpassenden Transversalfilters durchgeführt, das durch die unterabgetasteten Muster des HD-MAC-Signals gespeist wird und über Mittel zur Anpassung seiner Koeffizienten durch Vergleich zwischen der am Filterausgang empfangenen Referenzfolge und der gespeicherten Referenzfolge verfügt.
Es sind zwei Arten eines Aufbaus bekannt, die das Kombinieren einer Entzerrungsschaltung mit einer Vorrichtung zur Taktwiederherstellung, wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, ermöglichen.
Je nach Art des Aufbaus greift das Taktwiederherstellungsmodul 12 ein digitales Signal 17 oder ein analoges Signal 10 heraus, abhängig davon, ob es nach (Fig. 2) oder vor (Fig. 3) dem A/D-Wandler 11 angebracht ist. In jedem Fall ist die Entzerrungsschaltung 16 immer als Teil eines Mehrstufenaufbaus nach dem System aus A/D-Wandler 11 und Taktwiederherstellungsmodul 12 angebracht. Daraus folgt, daß die Taktwiederherstellung 12 nie am entzerrten Datensignal erfolgt und somit nicht von der Formwiederherstellung profitiert, welche durch die Entzerrungsschaltung 16 ermöglicht wird. Dies stellt eine erhebliche Einschränkung der Entzerrungssysteme dar, da, wenn die vom Taktwiederherstellungssystem festgelegte Taktgeberphase nicht stabil ist, die Entzerrung nicht möglich ist.
Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile existierender Systeme ebenfalls auszugleichen.
Genauer besteht ein wesentlicher Zweck der Erfindung darin, die Beschränkungen des Empfängers zu verringern, wodurch eine Taktwiederherstellung auch bei starken Störungen im Übertragungskanal ermöglicht wird.
Ein anderer wesentlicher Zweck der Erfindung besteht darin, die Taktwiederherstellung am empfangenen entzerrten Signal zu ermöglichen, wodurch das Divergenzrisiko der Anordnung ausgeschlossen wird.
Ein zusätzlicher Zweck der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Entzerrungsschaltung und eines Taktwiederherstellers, was eine robuste Synchronisierung des Takts des empfangenen Signals beinhaltet, mittels aufeinanderfolgender Versuche, wobei die Möglichkeit eines einzigen oder wiederholter Fehlschläge gegeben ist.
Diese Zwecke und andere, die später ersichtlich werden, erreicht man mittels eines Entzerrungssystems mit Taktwiederherstellung, mit dem insbesondere ein Empfänger eines Sender-Netzes von Daten umfassenden Signalen ausgerüstet werden soll,
wobei das System eine durch einen A/D-Wandler gespeiste Entzerrungsschaltung umfaßt. Der A/D-Wandler, der das empfangene Signal digitalisiert, arbeitet zusammen mit einer Taktwiederherstellungsschaltung, die insbesondere die Synchronisierung des A/D-Wandlers sicherstellt, wobei die Entzerrungsschaltung ein Filtermodul umfaßt, bestehend aus einem Digitalfilter, das durch ein Modul gesteuert wird, welches, ausgehend von repräsentativen Daten des empfangenen Signals, die Filterkoeffizienten berechnet sowie Mittel zur Stabilisierung der Berechnung der Filterkoeffizienten umfaßt,
und wobei der Schaltkreis zur Taktwiederherstellung als Rückkopplungsschleife am Ausgang der digitalen Entzerrungsschaltung angebracht ist, zur Steuerung des A/D-Wandlers, der die Entzerrungsschaltung speist.
Somit kann die Taktwiederherstellung über ein Eigensignal erfolgen, aufgrund der Tatsache, daß es vorher entzerrt wurde. Das Vorhandensein von Mitteln zur Berechnung der Koeffizienten erlaubt es andererseits, die Gefahr der Divergenz des Entzerrungsvorgangs auszuschließen.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft der Erfindung werden die repräsentativen Informationen des empfangenen Signals-durch Mittel zum Aufbau von Simulationssequenzen einer stabilen Taktgeberphase des empfangenen Signals geliefert, die aus der Wiederholung einer im empfangenen Signal abgetasteten numerischen Datenfolge bestehen.
Vorteilhafterweise umfassen die Mittel zur Herstellung der Simulationsfolgen Mittel zum Speichern der abgetasteten Datenfolge, die mit Mitteln zum wiederholten Senden der gespeicherten Datenfolge an das Filtermodul zusammenarbeiten, sowie Steuerungsmittel zum Speichern einer neuen Datenfolge für einen neuen Zyklus nach Ausarbeitung der neuen Filterkoeffizienten, ausgehend von der Wiederholungssequenz der aktuellen Datenfolge.
So weist die Vorrichtung zwei kumulative Vorteile auf:
- das Berechnungsmodul für die Filterkoeffizienten arbeitet mit einem Quellsignal mit stabilem Takt, was die Optimierung des Entzerrungsvorgangs ermöglicht;
- die Entzerrung des empfangenen Signals wird zeitverzögert durchgeführt, wegen der für die parallel verlaufende Bearbeitung der im Berechnungsmodul für den Filterkoeffizienten aufgegriffenen Information erforderlichen Zeit. So wird insbesondere das Divergenzrisiko begrenzt, die Entzerrung eines Signals sehr hoher Frequenz, insbesondere in der Größenordnung von 10 MHz, wird ermöglicht und die Verarbeitung der Signale im zeitlichen Multiplexbetrieb wird begünstigt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der digitale Entzerrungsschaltkreis ein Tranversalfilter, das beispielsweise nach dem Kriterium des quadratischen mittleren Fehlers funktionieren kann.
Gemäß einer wichtigen Eigenschaft der Erfindung umfassen die Mittel zur Stabilisierung der Berechnung der Filterkoeffizienten, Mittel zum Steuern der Unterbrechung der Berechnung der neuen Filterkoeffizienten, gemäß eines Kriteriums zum Überschreiten eines befriedigenden Entzerrungsschwellwertes. Die Größe des Ausdrucks der Unterbrechungssteuerung gehört vorteilhafterweise der Gruppe an, die den quadratischen mittleren Fehler, die Störungsrate eines duobinären Signals und einen Schwellwert für mindestens einen Filterkoeffizienten zur Steuerung des numerischen Filters umfaßt.
Diese Eigenschaft ist von grundsätzlicher Bedeutung, da sie das Divergenzrisiko des Entzerrungsverfahrens bei der Taktwiederherstellung dadurch vermeidet, daß der iterative Entzerrungs-/Taktwiederherstellungsvorgang unterbrochen wird, sobald eine zufriedenstellende Korrektur des Signals erzielt wurde.
Andererseits und gemäß einer weiteren vorteilhaften Eigenschaft der Erfindung, umfassen die Mittel zur Stabilisierung der Berechnung der Filterkoeffizienten, Steuermittel zum Nullstellen der Filterkoeffizienten gemäß eines Kriteriums zum Überschreiten des Schwellwerts für die maximale Funktionsabweichung des Filtermoduls.
Bevorzugterweise gehört das Kriterium zum Nullrückstellen der Gruppe an, welche das Überschreiten eines Schwellwerts durch die Summe der Filterkoeffizienten sowie das Überschreiten eines maximalen Schwellwerts durch mindestens einen der Filterkoeffizienten umfaßt.
Diese Eigenschaft der Erfindung ermöglicht die Anwendung eines Signal-Synchronisierungsverfahrens mittels aufeinanderfolgender Versuche, mit einer Rückstellung auf null im Falle eines Fehlschlages.
Im falle des Empfangs eines Zeitmultiplexes analoger und digitaler Signale umfaßt die Erfindungsvorrichtung vorteilhafterweise:
- ein erstes Mittel zum Synchronisieren einer numerischen Signalfolge im empfangenen Signal;
- ein zweites Mittel zum Herausfenstern einer numerischen Signalfolge im empfangenen Signal, ausgehend von der Berechnung einer Zeitbasis einer synchronisierten und entzerrten numerischen Signalfolge, wobei die Vorrichtung über Mittel zum wahlweisen Anschalten des Synchronisierungsmittels oder des Mittels zum Herausfenstern verfügt, zum Steuern der Abtastung und/oder der Speicherung einer numerischen Datenfolge, aus welcher sich die repräsentative Information des empfangenen Signals zusammensetzt.
Dieses System zum Synchronisieren und Herausfenstern der numerischen Datenfolge auf zwei verschiedenen Ebenen verleiht dem Entzerrungs-/Taktwiederherstellungssystem eine zufriedenstellende Stabilität im falle von Störungen des Sendekanals.
Wenn es sich beim empfangenen Signal um ein nach dem Multiplexverfahren übertragenes Signal vom Typ X-MAC handelt, ist die abgetastete Signalfolge vorteilhafterweise die folge der Daten eines Leitungssignals und/oder das numerische Filter ist ein Transversalfilter, das bei der doppelten Datenfrequenz funktioniert.
Es ist ganz allgemein vorteilhaft, daß der A/D-Wandler die Digitalisierung bei einer Frequenz sicherstellt, die mindestens das Doppelte der Bitfrequenz des empfangenen Signals beträgt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Entzerren und zur Taktwiederherstellung, das folgendermaßen verwirklicht wird:
- nach der Digitalisierung des empfangenen Signals wird eine Datenfolge dieses Signals herausgegriffen, und es wird eine Simulationsfolge für einen stabilen Takt durch Wiederholung der herausgegriffenen folge gebildet;
- es wird ein numerisches Filter zur Verarbeitung des digitalisierten empfangenen Signals mit Hilfe eines Mittels zur Berechnung der Filterkoeffizienten aus der Simulationsfolge gesteuert, wobei die Steuerung zeitverzögert gegenüber der Abtastung der Datenfolge erfolgt;
- ausgehend von der Analyse des digitalisierten und gefilterten empfangenen Signals wird eine neue Synchroniserungsreferenz mit Hilfe eines Moduls zur Taktwiederherstellung erzielt;
- es werden das Ausfenstern der abgetasteten Datenfolgen und/oder des A/D-Wandlers zur Digitalisierung des empfangenen Signals von der neuen Synchronisierungsreferenz gesteuert.
Dieses Verfahren umfaßt bevorzugt mindestens eine der folgenden Stop- Bedingungen zum Anhalten des Betriebes:
- Unterbrechung der Berechnung der neden Filterkoeffizienten gemäß eines Kriteriums für ein Überschreiten einer zufriedenstellenden Entzerrungsschwelle;
- Rückstellung auf null der Filterkoeffizienten gemäß eines Kriteriums für ein Überschreiten eines Schwellwerts für die maximale Funktionsabweichung des Filtermoduls.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführung deutlich, für den Fall eines empfangenen Signals des Typ D2-MAC, sowie der beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
- die Figuren 1, 2 und 3 schematische Darstellungen bekannter Anordnungen gemäß dem Stand der Technik, die in der Beschreibungseinleitung kommentiert sind;
- die Figur 4 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des allgemeinen Prinzips der Taktwiederherstellung am Ausgang der Entzerrungsschaltung gemäß der Erfindung;
- die Figur 5 ein Schema, welches innerhalb der Struktur der Figur 4 die grundsätzlichen Module detailliert darstellt, aus denen in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung die Entzerrungsschaltung zusammengesetzt ist; ferner ein Umschaltmodul entweder für eine Vorrichtung zum Abtasten duobinärer Datenfolgen oder für eine Zeitbasis zum Herausfenstern der duobinären Datenfolgen im Falle eines empfangenen Signals des Typ D2-MAC;
- die Figur 6 ein Zeitdiagramm, das die Sequenzierung verschiedener Stufen des iterativen Entzerrungsverfahrens und des Verfahrens zur Taktwiederherstellung der Erfindung wiedergibt;
- die Figuren 7A, 7B; 8A, 8B; 9A, 9B schematische Darstellungen der Augendiagramme, welche die funktion des Verfahrens zur Entzerrung- Taktwiederherstellung der Erfindung veranschaulichen, je nachdem ob die wiedergewonnene Taktgeberphase stabil ist oder nicht und/oder ob sie optimal ist;
- Figur 10 ein Prinzipiendiagramm eines Transversalfilters gemäß dem Stand der Technik, das in der Entzerrungsschaltung der Vorrichtung der Erfindung anwendbar ist.
Die Ausführungsart, die im Nachhinein detailliert in den Figuren 5 bis 10 dargestellt wird, entspricht der Realisierung des Entzerrungs-/Taktwiederherstellungsverfahrens im Falle des Empfangs eines Signals vom Typ D2-MAC, d. h., das aus einem Multiplex einer Tondatenfolge und duobinärer Daten sowie eines Analogsignals für die Bildleuchtdichte und die Farbinformation besteht.
Figur 4 ist eine schematische Darstellung des Rückkoplungsprinzips der Taktwiederherstellung 42 am Ausgang der Entzerrungsschaltung 46, um den A/D-Wandler 41 zu steuern, der das empfangene Signal 40 digitalisiert. Es wird deutlich, daß diese retroaktive Vorrichtung unter gewissen Betriebsbedigungen den doppelten Vorteil bietet, die Taktwiederherstellung über ein entzerrtes Signal durchzuführen und die Korrektur des empfangenen Signals zu optimieren, indem ein Signal entzerrt wird, das über einer optimierten Taktgeberphase digitalisiert wurde.
Wie in Figur 5 dargestellt, wird das Eingangssignal 40 nach der Digitalisierung 41 einerseits einem Speicher 53 zugeführt und andererseits durch ein numerisches Filter 51 geleitet. Speicher 53 und Filter 51 gehören demselben Filtermodul 56 an, das außerdem ein Modul 52 zur Berechnung der Filterkoeffizienten und Module 54, 57 zum Stabilisieren der Koeffizientenberechnung umfaßt, die Bedingungen zum Anhalten der Berechnung ausarbeiten.
Das Modul 52 berechnet mit Hilfe der gespeicherten Daten 53 und eines Algorithmus, das weiter unten erläutert wird, die Koeffizienten des Filters 51. Die Entzerrung wird somit zeitverzögert durchgeführt, wobei das Signal während der Berechnung der Koeffizienten weiterhin durch das Filter 51 läuft.
Die Ausgangsdaten des Filters 51 laufen durch das Modul 54, welches mit Hilfe von Kriterien, die weiter unten erläutert werden, Bedingungen für die Unterbrechung der Berechnung neuer Koeffizienten berechnet, wenn die laufenden Koeffizienten eine zufriedenstellende Entzerrung ermöglichen. Das Modul 57 gewährleistet die Rückstellung auf Null der Koeffizienten des Filters 51, wenn eine Divergenz der Vorrichtung festgestellt wird.
Die Ausgangsdaten 55 laufen ebenfalls durch das Taktwiederherstellungsmodul 42. Dank der vorausgegangenen Eigenschaften ermöglichen sie die Wiederherstellung eines stabilen Taktes.
Es werden nun verschiedene Module der Vorrichtung aus Figur 5 detailliert erläutert.
Das numerische Filter 51 ist beispielsweise ein Transversalfilter von der Art, die in Figur 10 dargestellt ist. Das Eingangssignal 100 des Filters besteht aus einer Serie abgetasteter Elemente xn. Jedes abgetastete Element durchläuft eine erste Kette von Zellen 101, die in Serie angeordnet sind und je eine Zeitverzögerung bewirken. Diese Zeitverzögerung ist beispielsweise gleich T/2, das ist die Periode, die einer Abtastungsfrequenz entspricht, die doppelt so hoch wie die Bitfrequenz des empfangenen Signals ist. Ein Satz 102 von Multiplikatoren L + N + 1 verbindet die Zellenkette 101 mit einer Summierschaltung 103. Die Multiplikationskoeffizienten der Multiplikatoren 102 werden durch das algorithmische Berechnungsmodul 52 der Figur 5 berechnet. Der Multiplikatorensatz 102 weist einen Zentralmultiplikator auf, der mit h&sub0; bezeichnet wird Das filter ist durchlässig, wenn nur der Multiplikator h&sub0; aktiviert wird (Multiplikationskoeffizient gleich eins), wobei die anderen Multiplikatoren dann Nullkoeffizienten sind.
Als Beispiel wurde ein erfindungsgemäßer Prototyp hergestellt, dessen Filter Multiplikatoren 102 umfaßt, welche Multiplikationskoeffizienten ausdrücken, die etwa zwischen +2 und -2 liegen und über 9eb ausgedrückt sind. Die somit erzielte Genauigkeit bei den Filterausgangsdaten erlaubt es, das gesamte D2-MAC/Paket-Signal durch das Filter laufen zu lassen, ohne nachteilige Verschlechterung der Analogkomponenten.
Der Ausgang der Summenschaltung 103 ergibt ein abgetastetes gefiltertes Signal yn 104. Er speist außerdem eine Kette von Zellen 105, die jeweils eine Zeitverzögerung, beispielsweise um T/2, verursachen. Die Ausgänge einer jeden Zelle 105 sind mit der Summierschaltung 103 über die Multiplikatoren 106 verbunden.
Der Schalter 107 hat drei Stellungen 0, 1, 2, die jeweils der Verwirklichung eines linearen direkten Transversalfilters, eines linearen rekursiven Transversalfilter und eines nichtlinearen rekursiven Transversalfilters entsprechen, die ein Entscheidungsmodul 108 in der Rekursivschleife der Zellenkette 105 und der Multiplikatoren 106 umfassen.
Die Vorrichtung der Erfindung ist kompatibel mit diesen verschiedenen Typen von Transversalfiltern sowie mit anderen Typen numerischer Filter.
Die Multiplikatorkoeffizienten hi und gi werden durch das Modul 52 berechnet, wie weiter unten gezeigt.
Bei der Initialisierung ist das Filter durchlässig (d. h., daß das Ausgangssignal mit dem Eingangssignal identisch ist) oder es wird eine im voraus festgestellte Filterfunktion verwirklicht (zum Beispiel Tiefpaß), bis zum Empfang der berechneten Koeffizienten.
Bei starken Störungen funktioniert das System in optimaler Weise, wenn das filter linear ist. In der Tat liegt die fehlerrate wesentlich höher als 10&supmin;², und die Gefahr der Fehlerfortpflanzung wird im vollen Maße Bedeutungsvoll für eine rekursive Entscheidungsstruktur in der Schleife.
Bevorzugt ist die Funktionsfrequenz des Filters höher als die Datenfrequenz, um die bessere Phasenwiedereinstellung dieser Art von Entzerrung zu nutzen.
Im Rahmen der Anwendung für D2-MAC/Pakete ist das numerische Filter vorteilhafterweise ein lineares Transversalfilter (EIA, Endliche Impulsartige Antwort), das bei der doppelten Frequenz der Datenfrequenz arbeitet.
Die detaillierte Beschreibung der Eigenschaften des Transversalfilters findet man in der oben erwähnten Doktorarbeit.
Das Modul zur algorithmischen Berechnung 52 besteht zum Beispiel aus einem Prozessor oder aus einem spezialisierten Automaten, der die im Speicher 53 enthaltenen Daten verwendet und die Filterkoeffizienten bei der numerischen filterung nach der Berechnung bereitstellt.
Dieses Berechnungsmodul kann irgendeinen Algorithmus anwenden, der das Minimieren eines Entzerrungskriteriums ermöglicht, zum Beispiel das mittlere Fehlerquadrat QMF, das folgendermaßen ausgedrückt wird:
QMF = E{(yk - ak)²},
wobei:
-yk : empfangenes Symbol
-ak : gesendetes Symbol.
Ausgehend von diesem minimierten Wert werden die Koeffizienten des Filters iterativ gemäß der Formel:
Hk+1 = Hk - uXk ek
berechnet, wobei:
-Hk+1,Hk : laufende Vektoren der Multiplikationskoeffizienten
-Xk : Vektoren der laufenden unterabgetasteten Elemente
-ek : Filterausgangsfehler
-u : Wichtungselement (u > 0)
Der Konvergenzalgorithmus, der die Minimierung des Kriteriums ermöglicht, nämlich im dargestellten Fall, die Minimierung des mittleren Fehlerquadrats, kann beispielsweise jede Art von Gradientenalgorithmus sein sowie ähnliche oder abgeleitete Typen von Algorithmen.
Detaillierte Angaben und Beispiele bezüglich dieser Algorithmen findet man in der oben erwähnten Doktorarbeit oder in den vorausgegangenen französischen Patentschriften 83 17438 und 88 01641.
Gemäß der Erfindung werden die Filterkoeffizienten ausgehend von den Simulationsfolgen berechnet, die aus den im Speicher 53 enthaltenen Daten gebildet werden.
Diese Daten werden im digitalisierten Signal am Ausgang des A/D-Wandlers 41 abgegriffen. Der Speicher wirkt zusammen mit den Steuerungsmitteln 58 zum Schreiben der digitalisierten Daten und zum Aufrufen derselben durch das Berechnungsmodul 52.
Die Speicherung der Daten entspricht dem für die Erfindung typischen zeitverzö.gerten Entzerrungsprinzip; sie hat insbesondere die folgenden Vorteile:
- sie ermöglicht das Entzerren eines Signals dessen hohe Frequenz jegliche Automatisierung des Algorithmus unmöglich macht;
- sie löst die Probleme, die durch die Entzerrung der im Zeitmultiplexbetrieb gesendeten, verschiedenartigen Signale (beispielsweise für den fall eines D2-MAC-Signals) entstehen, indem sie es dem Berechnungsmodul 52 ermöglicht, nur den numerischen Teil des im Multiplexbetrieb übertragenen Signals zu bearbeiten;
- sie ermöglicht andererseits das Bilden von Simulationsfolgen mit stabilem Takt durch Wiederholung der abgegriffenen und gespeicherten numerischen Datenfolgen.
Der letzte Punkt ist besonders wichtig und wird weiter unten im Zusammenhang mit der Beschreibung der funktion des D2-MAC-Empfangssystems veranschaulicht. In der Tat besteht das Ziel im Erhalt sehr langer numerischer folgen, um dem im Berechnungsmodul 52 angewandten Algorithmus das Konvergieren zu ermöglichen (mehrere Tausend Iterationen), ohne Verzerrungen des Takts in der numerischen Folge. Das direkte Abtasten der sehr langen numerischen folge im empfangenen Signal oder das Nebeneinanderliegen verschiedener numerischer Datenfolgen (im Falle eines Multiplex vom Typ D2-MAC) birgt jedoch die Gefahr in sich, Heterogenitäten im Takt zu verursachen aufgrund der durch den Sendekanal induzierten Verzerrungen. Die Wiederholung einer numerischen Datenfolge, die kurz genug ist, um keine Phasenverzerrung aufzuweisen, ist eine wesentliche Eigenschaft der Erfindung, um diesem Nachteil entgegen zu wirken.
Im Falle eines D2-MAC-Signals entspricht die numerische Datenfolge beispielsweise dem numerischen Teil des Leitungssignals.
Figur 5 ist ebenfalls eine detaillierte Darstellung einer vorteilhaften Ausführung des Steuerungssystems zum Einschreiben der numerischen Datenfolge im Speicher 53, für den Fall eines empfangenen Signals mit mehreren nach dem Zeitmultiplexbetrieb gesendeten D2-MAC-Komponenten.
Dieses Steuerungssystem zum Einschreiben umfaßt einen Umschalter 59, welcher entweder ein Fenster, das die Vorrichtung zum Abtasten einer duobinären Datenfolge 47 liefert oder ein Fenster 49, das der aus dem gefilterten Signal 55 erhaltenen Zeitbasis 43 entspringt, an den Steuereingang 58 angelegt.
Dieses System ermöglicht eine Synchronisierung der duobinären Datenfolgen in zwei Stufen, um die Funktionsgrenzen der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Falle einer starken Störung des Übertragungskanals des D2-MAC-Signals nach hinten zu verschieben.
Die erste Stufe besteht aus der Vorrichtung zum Abtasten der duobinären Datenfolge 47, die entweder vom Signal 40, 44 im Basisband oder vom digitalisierten Signal 45 gespeist wird.
Die Vorrichtung zum Abtasten der duobinären Datenfolge ist beispielsweise die, welche in der französischen Patentschrift 89 05978 beschrieben wird. Die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung verwendet ein Verfahren zum synchronisierenden Abtasten für ein Fortpflanzungssystem digitaler und analoger Signale über Zeitmultiplex, wie die D2-MAC-Signale. Ihr Betrieb umfaßt zwei aufeinanderfolgende Phasen. nämlich eine Akquisitionsphase und eine Erhaltungsphase. Diese Phasen werden insbesondere dadurch verwirklicht, daß im empfangenen Signal rekurrente Informationen zur Leitungsfrequenz mit vorgegebenen Eigenschaften festgestellt werden, bis zur Wiederherstellung des Fensters zum Einrahmen der Datenfolgen.
Die Vorrichtung zum Abtasten duobinärer Datenfolgen 47 ermöglicht die Wiederherstellung der Synchronisierung im Falle eines stark gestörten Signals. Danach, wenn das Signal korrekt entzerrt ist, bleibt der Takt stabil, und die Zeitbasis 43 kann synchronisiert werden. Das Fenster, welches das selektive Speichern der duobinären Datenfolgen ermöglicht, kann dann von der Zeitbasis über die Steuerungsleitung 49 gegeben werden.
Der Umschalter 59 ist beispielsweise ein PAL, dessen Umschalten über die Leitung 48 beim Feststellen der Synchronisation der Zeitbasis 43 bewirkt wird.
Die Module 54 und 57 entsprechen Bedingungen zum Unterbrechen des Algorithmus des Moduls 52. Sie ermöglichen die Stabilisierung der Berechnungen insbesondere dadurch, daß sie Divergenzen des Entzerrungsprozesses verhindern.
Genauer gesagt arbeitet das Modul 54 Kriterien zur Unterbrechung der Berechnung neuer Filterkoeffizienten aus, wenn das gefilterte Signal einem gewissen, zufriedenstellenden Entzerrungskriterium genügt. Hierzu wird das Modul 54 mit dem gefilterten Signal 55 gespeist. Die Aktivierung der Unterbrechungsfunktion macht sich entweder als Unterbrechung der Aktualisierung des Inhalts vom Speicher 53 bemerkbar, oder als Unterbrechung der iterativen Rechnungsschleife des Moduls 52, oder als Unterbrechung der Aktualisierung der Filterkoeffizienten, die den Multiplikationszellen des numerischen Filters 51 geliefert werden, oder als irgendein gleichwertiges Mittel.
Es können mehrerer Unterbrechungskriterien verwendet werden. Ein erstes Kriterium ist das des mittleren Fehlerquadrats, wenn der Konvergenzalgorithmus seinen Wert jenseits eines vorgegebenen Minimalwerts einstellt.
Man kann ebenfalls zum Beispiel die Fehlerrate des empfangenen Signals als Unterbrechungskriterium anwenden.
Im Falle einer Anwendung für MAC Pakete kann ein weiteres, sehr einfaches Kriterium, angewandt werden: es handelt sich um das Codeabbruchkriterium (verbotene Übergänge) des duobinären Signals (auch Verletzungsrate genannt). In der ersten Näherung entspricht dieses Kriterium der Fehlerrate. Es hat jedoch den Vorteil, daß es durch direkte Analyse des empfangenen Signals, ohne komplexe Berechnungen, erhalten werden kann.
Es sind weitere Unterbrechungskriterien anwendbar.
Wenn das ausgewählte Kriterium eine festgelegte Grenze überschreitet, zum Beispiel eine Codeabbruchrate oder Verletzungsrate von 10&supmin;&sup5;, so wird die algorithmische Berechnung unterbrochen. Die Berechnung wird wieder aufgenommen, wenn die vorausgegangene Bedingung nicht mehr erfüllt sind (Fall einer neuen Störung).
Das Nullrückstellungsmodul 57 erlaubt die Feststellung einer eventuellen Divergenz des algorithmischen Berechnungsmoduls 52, um die Vorrichtung wieder zu initialisieren. Eine solche Divergenzsituation kann sich zum Beispiel dann ergeben, wenn die Daten eine nicht stabile Phase haben (Phasensprung während des Speicherns), oder wenn das abgetastete Element, das als richtig für die Berechnung des simulierten Filterausgangs ausgewählt wurde, sich als falsch erweist.
Es können zwei verschiedene und komplementäre Arten der Detektion einer Divergenz als Beispiel angegeben werden:
- Grenzwerte der Filterkoeffizienten: die Koeffizienten werden entweder dauernd oder am Ende der Berechnung mit einem Grenzwert verglichen. Wenn ein Koeffizient einen Grenzwert überschreitet, nehmen alle Koeffizienten ihren Initialisierungswert wieder an;
- Summe der Filterkoeffizienten: die Funktion ist genau die gleiche, wobei diesmal die Summe der Koeffizienten mit einem Grenzwert verglichen wird.
Letztere Kontrolle ist besonders wichtig, um zu verhindern, daß die Hyperaktivierung der Filterung zu einer vollständigen Signalauslöschung führt, was den Start einer neuen Schleife, um den Berechnungsalgorithmus zum Konvergieren zu bringen, vollständig ausschließen würde. Außerdem würde, im Falle der D2-MÄC/Pakete, die Signalauslöschung den Betrieb dadurch unterbrechen, daß sie den Durchgang der kontinuierlichen Komponenten verhindern würde, der insbesondere für die Durchführung der Aufwärtsregelung und der Clampfunktion erforderlich ist.
Zuletzt enthält die Figur 5 ein Modul zur Taktwiederherstellung 42. Dieses Modul kann beliebig sein, zum Beispiel von der Art, die Schwellenwertdurchgänge im empfangenen Signal detektiert (z. B. Nulldurchgänge oder andere). Der Fachmann kann selbst weitere Verfahren zur Taktwiederherstellung in Abhängigkeit des empfangenen Signals feststellen.
Die Funktion der Entzerrungs-/Taktwiederherstellungsvorrichtung der Erfindung wird nun beschrieben.
Tabelle I stellt die Hauptschritte des iterativen Aktualisierungsverfahrens für die Filterkoeffizienten in form eines Ablaufdiagramms dar.
Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:
- Initialisierung des filters, d. h., Initialisierung der Filterkoeffizienten, damit das Filter beim Anlaufen des Prozesses durchlässig sein soll;
- nach Initialisierung des Algorithmus erfolgt das Eintragen der Daten in den Speicher, d. h., das Abtasten einer duobinären Datenfolge im empfangenen Signal;
- das Auslesen des Speicherinhalts wird so gesteuert, daß die gespeicherten unterabgetasteten Elemente in das Berechnungsmodul 52 gespeist werden. Im falle eines D2-MAC-Signals werden 190 abgetastete Elemente gespeichert, was annähernd der Länge einer duobinären Datenfolge in einem Leitungssignal entspricht.
Die folgende iterative Schleife entspricht der Erzeugung der Simulationsfolge mit stabilem Takt durch Wiederholung der aus dem Speicher 53 aufgerufenen numerischen Datenfolge, mit Hilfe der unten beschriebenen aufeinanderfolgenden Schritte:
- Berechnung des unterabgetasteten Ausgangselements Y, zum Beispiel mit Hilfe eines Schwellenwertdetektors (DAS);
- Berechnung des Fehlers zwischen dem berechneten und dem geschätzten abgetasteten Element, um einen neuen Satz von Filterkoeffizienten Hj gemäß der oben angegebenen Formel (2) zu erzeugen;
- Verschiebung der abgetasteten Elemente im simulierten Filter, wobei als Wert der abgetasteten Elemente diejenigen der gespeicherten numerischen Datenfolge genommen werden. Nachdem die Gesamtheit der gespeicherten abgetasteten Elemente ein erstes Mal aufgerufen wurden, werden dieselben abgetasteten Elemente erneut aufgerufen. Diese Prozedur wird wiederholt bis zum Erreichen einer Iterationszahl (mehrere Tausende), die eine Berechnung der zutreffenden Filterkoeffizienten ermöglicht.
Das Verfahren umfaßt danach die zwei Unterbrechungstests, die in den Modulen 54 und 57 verwirklicht werden, nämlich:
- der Divergenztest, der eine Rückstellung des Prozesses auf null verursachen kann;
- der Test für die Unterbrechung der Aktualisierung der Filterkoeffizienten auf der Basis eines der vorher erwähnten Kriterien. Wenn das Unterbrechungskriterium verifiziert ist, verbleibt der Prozeß unter Beobachtung des gefilterten Signals, ohne auf die Filterkoeffizienten zu intervenieren, und zwar bis zum Feststellen einer neuen Störung, die den Wert des Unterbrechungskriteriums unterhalb des Unterbrechungsschwellenwerts zurückstellt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Algorithmus reinitialisiert, um eine iterative Berechnung neuer Filterkoeffizienten durch Abtasten der Gesamtheit der bereits beschriebenen Schritte zu erreichen.
Die Figuren 7A-7B, 8A-8B, 9A-9B, veranschaulichen drei Fälle für das Funktionieren des Verfahrens der Erfindung. TABELLE I ABLAUFDIAGRAMM AKTUALISIERUNGSPROZESS DER FILTERUNGSKOEFFIZIENTEN FÜR DIE ENTZERRUNG INITIALISIERUNG DES FILTERS Initialisierung des Algorithrnus Beginn des Lesens aus dem Speicher Aufrufen des Speicherinhalts Erzeugung der Simulationsfolge mit stabiler Phase Berechnung der Ausgangswerte Y jedes zweite Mal: Y = Σ XiHi Berechnung des Schätzwertes (DAS) Berechnung von e = Y MAJ. der Filterkoeffizienten Eingangsverschiebung der unterabgetasteten Werte in das Filter Ja K ≤ Iterationszahl Nein divergent Divergenzprüfung Prüfung der Filtr.-koeff. Nullrückstellung Unterbrechungstest Unterbrechungskriterium bestätigt

Fall Nr. 1 (Fig. 7A, 7B): ungestörtes Signal

Das Filter ist bei der Initialisierung durchlässig. Die abgetasteten Elemente sind nicht mit Fehlern behaftet und somit sind die berechneten Koeffizienten identisch mit ihren Eingangswerten. Das System ist vollkommen stabil. Da außerdem das Kriterium bestätigt ist, wird die Berechnung neuer Koeffizienten unterbrochen.
Das in der Figur 7A, 7B dargestellte Augendiagramm zeigt somit eine stabile Zentrierung der Abtastungsfront 70, 71, die im Auge vor und nach der Aktivierung des Berechnungsmoduls zentriert ist.

Fall Nr. 2 (Fig. 8A, 8B): mittlere Signalstörung

Unter einem Signal, das einer mittleren Störung unterliegt, versteht man ein Signal, das die Synchronisierung des Taktes ermöglicht (d. h., einen stabilen Takt zu haben).
Der Takt ist, wie im vorhergehenden Fall, stabil. Dafür wird das Unterbrechungskriterium gegebenenfalls nicht mehr eingehalten.
Wenn das Unterbrechungskriterium nicht eingehalten wird, erfolgt die algorithmische Berechnung bis zu seiner Einhaltung.
Dies ist im Augendiagramm der Figuren 8A, 8B dargestellt: vor Aktivierung des Berechnungsmoduls ist die Abtastungsfront 80 gegenüber der Augenmittellinie verschoben (Fig. 8A). Der Konvergenzalgorithmus des Prozesses ermöglicht das erneute Zentrieren der Front 81 durch Aktualisierung der Filterkoeffizienten.

Fall Nr. 3 (Fig. 9A, 9B): stark gestörtes Signal

Bei Empfang stark gestörter Signale zeigt sich die volle Leistungsfähigkeit des Systems der Erfindung.
Im hier gültigen Sinne bewirkt das Vorhandensein starker Störungen in der Sendeleitung einen instabilen Takt und somit ein nicht synchronisiertes System (keine Leistung).
Der Aufbau der Vorrichtung, wie in Figur 5 dargestellt, erlaubt dann die Sicherstellung der folgenden Prozesse:
- Synchronisierung einer binären Folge und Speicherung einer duobinären Datenfolge im Speichermodul 53. Dieser Schritt erfolgt gegebenenfalls durch Anwendung der Vorrichtung zum Abtasten duobinärer Datenfolgen 47 und danach durch Anwendung des Fenstersignals 49 der Zeitbasis 43. Das Synchronisierungsprinzip mit Hilfe der Vorrichtung zum Abtasten duobinärer Datenfolgen ist derart, daß aufeinanderfolgende Versuche gemacht werden, wobei ein Versagen zulässig ist. Dies wird, im Falle der Feststellung einer Divergenz des algorithmischen Berechnungsmoduls 52, mit Hilfe des Nullrückstellungsmoduls 57 verwirklicht, wie oben im Detail beschrieben;
- ein Korrekturschritt der Abtastungsphase des empfangenen Signals. Dieser Schritt wird durch die kombinierte Aktion des Entzerrungsfilters 51 und des Taktwiederherstellungsmoduls 42 erreicht, das mit dem A/D-Wandler 41 rückgekoppelt wird. Diesr Schritt erfolgt gemäß dem algorithmischen Prozeß der Tabelle I.
In diesem Schritt ist die Vorrichtung der Erfindung besonders stark, da sie die Korrektur einer Anzahl von Phaseninstabilitäten ermöglicht, beispielsweise die folgenden:
- Unregelmäßigkeiten des Takts in der Abtastung des empfangenen Signals;
- residuelles Schwanken der Phase
- schlechte Phasensynchronisierung wegen Überabtastung;
- Synchronisierungsverlust der Zeitbasis.
Den Phasenunregelmäßigkeiten des Abtasttaktes für das empfangene Signal wird hauptsächlich dadurch entgegengewirkt, daß man eine Simulationsfolge mit fester Phase durch Wiederholung einer Datenfolge aufbaut, die eine begrenzte Anzahl abgetasteter Elemente umfaßt. Aus diesem Grund, wenn auch der Takt (der von der Vorrichtung zur Taktwiederherstellung 42 erzeugt wird) innerhalb der Datenfolge schwankt, so driftet sie während der Abtastung des Signals wenig ab, und der Algorithmus funktioniert auf der Grundlage gespeicherter Daten mit quasistabiler Phase.
Das Problem der Restinstabilität des Signals wird in den Figuren 9A, 9B dargestellt. Für das Signal der Figur 9A ist das Auge wenig geöffnet, mit einer Abtastungsfront 90, die gegenüber der Augenmitte verschoben ist. Nach einem Iterationszyklus des algorithmischen Berechnungsmoduls ermöglichen die Filterkoeffizienten, die an das Filter 51 weitergeleitet werden, eine bessere Öffnung des Auges, wobei die Abtastungsfront 91 im Auge zentriert ist. Jedoch hat die Tatsache, daß die Entzerrung, aufgrund des hohen Störpegels unvollständig ist, zur Folge, daß die Phase des Signals, welches von dem aus den entzerrten Daten hervorgegangenen Abtastungstaktes empfangen wird, nicht exakt mit der Phase der zur Aktualisierung der Filterkoeffizienten angewandten binären Folge übereinstimmt. Die theoretische Abtastungsfront sollte demnach 92 und nicht 91 sein. Dies wird somit eine neue Berechnung der Koeffizienten auslösen, mit dem Ziel, die Phasenübereinstimmung zwischen den Daten und dieser neuen Taktphase 91 zu erreichen.
Das gleiche findet für jede Schleife statt.
Die Verteilung jedes neuen Taktes im Verhältnis zur alten und zu einem optimalen Mittelwert ist noch wenig bekannt und wird untersucht. Es ist jedoch klar, daß ein Divergenzrisiko vorhanden ist und daß die Stabilität des Gesamtsystems nicht gesichert ist, unabhängig von den Störungen. Deshalb wurde das Unterbrechungskriterium definiert und wenn es bestätigt ist, so wird die algorithmische Berechnung unterbrochen. Demzufolge korrigiert das System nicht den Phasenrestfehler, wodurch das Gesamtsystem vollkommen stabil ist.
Ein anderer Grund für die Instabilität des Systems kann aus der Unmöglichkeit herrühren, das Unterbrechungskriterium nach der Konvergenz zu erfüllen, beispielsweise wenn das empfangene Signal zu sehr verrauscht ist. Die Stabilität macht sich dann durch eine phasenkonforme Verfolgung der Daten im Verhältnis zum Takt bemerkbar. Der zentrale Filterkoeffizient wird die Tendenz aufweisen, sich von der Ausgangslage zu entfernen. In diesem Falle hat man somit eine Divergenz, die durch das Nullrückstellungsmodul 57 berücksichtigt wird.
Im Falle eines Systems, dessen Unterabtastungsfrequenz doppelt so hoch ist wie die Datenfrequenz, wird die Gesamtheit der bei dieser doppelten Frequenz abgetasteten Elemente gespeichert.
Jedes zweite abgetastete Element ist brauchbar für die Berechnung am Filterausgang. Wenn der Takt stabil ist, so ist die Lage dieses abgetasteten Elements gut bekannt. Ist der Takt nicht mehr stabil, so ist diese Lage nicht bekannt. In diesem Falle ist ein Divergenzrisiko vorhanden. Die Kontrolle der Koeffizienten im Nullrückstellungsmodul 57 beseitigt dieses Risiko. Die Wahrscheinlichkeit, daß bei erneuten Speichervorgängen die nach der Phasenwiederherstellung des filters gewählte Position einem brauchbaren abgetasteten Element entspricht, ist größer als die Wahrscheinlichkeit, diesen Zusammenhang nicht zu finden, solange die Funktionsgrenzen des Systems nicht überschritten werden.
Im falle des Synchronisationsverlusts der Zeitbasis 43 wird der Umschalter 59 über die Leitung 48 aktiviert, die den Synchronisationsverlust der Zeitbasis 43 anzeigt, um die Vorrichtung zum Abtasten duobinärer Datenfolgen 47 zu aktivieren.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verhindert also eine Blockierungssituation, wie zum Beispiel das Auslöschen des Signals oder eine Divergenz der Filterkoeffizienten, was sie extrem widerstandsfähig gegenüber jeglicher Störung im Sendekanal macht.
Figur 6 ist ein Zeitdiagramm, das die Aufeinanderfolge der verschiedenen Module der Anordnung gemäß Figur 5 veranschaulicht, im Falle eines mißlungenen Versuchs zum Abtasten des Signals 61, gefolgt von einem erfolgreichen Versuch 62, der zur Aktualisierung der Filterkoeffizienten 63 führt, bis zur Erfüllung 64 des Unterbrechungskriteriums für die Berechnung der neuen Filterkoeffizienten.

Claims

1. Entzerrungsvorrichtung mit Taktwiederherstellung, insbesondere für einen Empfänger eines Übertragungs- oder Sendenetzes für Daten enthaltende Signale mit einem Digitalentzerrer (46, 56), der durch einen A/D-Wandler (41) zur Digitalisierung des empfangenen Signals gespeist wird, welcher mit einem Schaltkreis zur Taktwiederherstellung (42) zusammenwirkt, der insbesondere die Synchronisierung des A/D- Wandlers (41) gewährleistet,

dadurch gekennzeichnet, daß die Entzerrungsschaltung ein Filtermodul enthält, das aus einem Digitalfilter (51) besteht, der durch ein Modul (52) zur Berechnung der Filterkoeffizienten, ausgehend von repräsentativen Daten des empfangenen Signals, gesteuert wird, sowie Mittel (54, 57) zur Stabilisierung der Berechnung der Filterkoeffizienten,

und daß der Schaltkreis zur Taktwiederherstellung (42) als Rückkopplungsschleife am Ausgang des Digitalentzerrers (45, 56) angeschlossen ist, so daß er den A/D-Wandler (41) zur Speisung der Entzerrungsschaltung steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die repräsentativen Daten des empfangenen Signals durch Mittel zur Herstellung von Simulationssequenzen des empfangenen zeitlichen Signals mit stabiler Phase geliefert werden, die aus der Wiederholung einer digitalen Signalfolge bestehen, die aus dem empfangenen Signal abgetastet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Herstellung der Simulationssequenzen Mittel zum Speichern (53) der abgetasteten Signalfolge, die mit Mitteln für die sich wiederholende Sendung der gespeicherten Signalfolge an das Filtermodul zusammenwirkt, sowie Steuerungsmittel zum Speichern einer neuen Signalfolge für einen neuen Zyklus nach dem Ausarbeiten der neuen Filterkoeffizienten enthalten, ausgehend von der Wiederholungsfolge der aktuellen Signalfolge.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalentzerrer ein direktes oder rekursives Transversalfilter ist und/oder nach dem Optimierungskriterium des mittleren quadratischen Fehlers arbeitet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Stabilisierung der Berechnung der Filterkoeffizienten Mittel (54) zur Steuerung der Unterbrechung der Berechnung neuer Filterkoeffizienten gemäß eines Kriteriums zum Überschreiten eines zufriedenstellenden Entzerrungsschwellenwertes enthalten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Schwellenwerts für die Unterbrechungssteuerung der Gruppe angehört, die den mittleren quadratischen Fehler, die Verletzungsrate eines duobinären Signals und einen Schwellenwert für mindestens einen Filterkoeffizienten zur Steuerung des Digitalfilters (51) enthält.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Stabilisieren der Filterkoeffizient-Berechnung Steuermittel (57) zum Rücksetzen der Filterkoeffizienten auf 0 gemäß eines Kriteriums zum Übersetzen des Schwellenwertes für die maximale Funktionsabweichung des Filtermoduls enthält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kriterium zum Nullrücksetzen der Gruppe angehört, die das Überschreiten eines Schwellenwertes durch die Summe der Filterkoeffizienten sowie das überschreiten eines Schwellenhöchstwerts durch mindestens einen der Filterkoeffizienten enthält.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der A/D-Wandler (41) das Digitalisieren bei einer Frequenz gewährleistet, die mindestens das Doppelte der Bitfrequenz des empfangenen Signals beträgt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das empfangene Signal ein multiplexiertes Signal des Typs X-MAC ist und daß die abgetastete Signalfolge eine Datenfolge eines Leitungssignals ist und/oder daß das Digitalfilter (51) ein Transversalfilter ist, dessen Frequenz der doppelten Datenfrequenz entspricht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, im falle des Empfangs eines zeitmultiplexierten analogen und digitalen Signals,

gekennzeichnet durch

- ein erstes Mittel (47) zum Synchronisieren einer digitalen Signalabfolge an das empfangene Signal;

- ein zweites Mittel (43) zum Herausfenstern einer digitalen Signalfolge im empfangenen Signal, ausgehend von der Berechnung einer Zeitbasis einer synchronisierten und entzerrten digitalen Signalabfolge und durch Mittel (59) für die selektive Weitergabe des ersten Mittels (47) zum Synchronisieren oder des zweiten Mittels zum Herausfenstern (43), für die Steuerung (58) der Abtastung und/oder für das Speichern einer digitalen Signal folge, welche Bestandteil der repräsentativen Daten des empfangenen Signals ist.

12. Verfahren zur Entzerrung und Taktwiederherstellung, welches mittels einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 verwirklicht wird,

gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- nach Digitalisierung des empfangenen Signals wird eine Datenfolge in dem digitalisierten Signal abgetastet, um durch Wiederholung der abgetasteten Signal folge eine Simulationssequenz mit einer stabilen Taktfrequenz zu bilden;

- Es wird ein Digitalfilter (51) ausgesteuert, welches das empfangene digitalisierte Signal mittels eines Moduls (52) zur Berechnung der Filterkoeffizienten, die aus der Simulationssequenz gebildet werden, verarbeitet, wobei die Steuerung zeitverzögert gegenüber der Abtastung der Datenfolge erfolgt;

- Es wird ausgehend von der Analyse des digitalisierten und gefilterten empfangenen Signals durch ein Taktwiederherstellungsmodul (42) eine neue Synchronisationsreferenz erzielt;

- Es wird die Herausfensterung zum Abtasten der Datenfolge und/oder der A/D-Wandler (41) zum Digitalisieren des empfangenen Signals mittels der neuen Synchronisationsreferenz gesteuert.

13. Verfahren nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens eine der folgenden Bedingungen zum Anhalten des Betriebes vorgesehen sind:

- Unterbrechung der Berechnung neuer Filterkoeffizienten, gemäß eines Kriteriums zum Überschreiten eines zufriedenstellenden Entzerrungsschwellenwertes;

- Nullrücksetzung der Filterkoeffizienten gemäß eines Kriteriums zum Überschreiten eines Schwellenwertes für die maximale Funktionsabweichung des Filtermoduls.