DE69329095T2

DE69329095T2 - Anordnung und Verfahren zur empfangsseitigen Taktrückgewinnung

Info

Publication number: DE69329095T2
Application number: DE69329095T
Authority: DE
Inventors: Naoto Shigemoto
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-10-19
Filing date: 1993-10-19
Publication date: 2000-12-14
Anticipated expiration: 2013-10-20
Also published as: EP0594402A2; EP0594402A3; US5383188A; CA2108640A1; EP0594402B1; AU4909893A; CA2108640C; JPH06132923A; DE69329095D1; AU660902B2; JP2867814B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Decodieren und ein Verfahren zum Decodieren eines Signals, das eine sich wiederholende Sequenz von Zeitschlitzen aufweist, von denen jeder einen Dateinanfangskennsatz für die Taktrückgewinnung und ein codiertes digitales Signal enthält.
Die Erfindung findet Anwendung bei Zeitmultiplex(time division multiplex, TDM)-Kommunikationssystemen. In einem konventionellen TDM-Kommunikationssystem werden digitale Signale von unterschiedlichen Datenquellen codiert und sequentiell in entsprechenden Zeitschlitzen oder Kanälen gesendet. Für die Rückgewinnung des Trägers und des Taktzeitablaufs enthält jeder Zeitschlitz einen Dateianfangskennsatz. Auf der Empfangsseite wird das TDM-Signal in ein Basisbandsignal unter Verwendung des Dateianfangskennsatzes für die Trägerrückgewinnung demoduliert, und die Taktphase jedes Zeitschlitzes wird von dem Teil des Dateianfangskennsatzes für die Rückgewinnung des Taktzeitablaufs detektiert. Eine Taktrückgewinnungsschaltung reagiert auf die Taktphase jedes folgenden Zeitschlitzes, um Taktpulse zu erzeugen. Unter Verwendung der Taktpulse wird das codierte Digitalsignal jedes Zeitschlitzes detektiert.
Da aber der Taktzeitablauf für jede Datenquelle nicht notwendigerweise mit dem Taktzeitablauf der anderen Datenquellen synchronisiert ist, muß der Dateianfangskennsatz für die Rückgewinnung des Zeittaktablaufs eine ausreichende Länge ha ben, um solche von Quelle zu Quelle verschiedenen Taktzeitabläufe unterzubringen. Wenn Rauschen in den unmittelbar vorhergehenden Zeitschlitz eingebracht wird und die Taktphaseninformation verdirbt, wird zusätzlich die verdorbene Phase als eine anfängliche Phase während des nachfolgenden Takterzeugungsvorgangs verwendet. Daher muß der Dateianfangskennsatz des konventionellen TDM-Kommunikationssystems eine ausreichende Länge haben, um gegen einen solchen Phasenjitter oder eine solche Phasenschwankung sicher zu sein, was zu einer niedrigen Übertragungswirksamkeit führt.
Ein erster Gesichtspunkt der Erfindung ist insbesondere mit einer Vorrichtung zum Decodieren eines Signals befaßt, das eine sich wiederholende Sequenz von Zeitschlitzen aufweist, von denen jeder einen Dateianfangskennsatz für die Rückgewinnung des Taktzeitablaufs und ein codiertes Signal enthält, welche Vorrichtung aufweist:
einen Phasendetektor zum Detektieren von Taktphasen der Dateianfangskennsätze der Zeitschlitze, der davon entsprechende Taktphasensignale dafür ableitet;
Speichermittel, die eine Mehrzahl von Speicherplätzen aufweisen;
Speichersteuermittel, zum Schreiben eines solchen detektierten Taktphasensignals eines solchen Zeitschlitzes in einen der Speicherplätze und zum Lesen eines Taktphasensignals für eine Wiederholung des Zeitschlitzes von den Speichermitteln;
Taktrückgewinnungsmittel, die auf das ausgelesene Taktphasensignal zum Ableiten von Taktpulsen reagieren; und
einen Decoder, der mit den abgeleiteten Taktpulsen synchronisiert ist, um das codierte digitale Signal jedes Zeitschlitzes zu decodieren, um ein decodiertes Signal zu erzeugen.
Eine solche Vorrichtung ist aus dem Patentdokument GB-A-2135855 bekannt. In dem Falle dieser Vorrichtung werden für jeden der Zeitschlitze in einer Sequenz die detektierten Taktphasensignale für diesen Zeitschlitz und für die entsprechenden Zeitschlitze in einer Mehrzahl von vorhergehenden Sequenzen in einem Speicher gespeichert, und die Taktrückgewinnungsmittel reagieren auf den Durchschnitt dieser gespeicherten Taktphasensignale. Die Vorrichtung beruht auf der Tatsache, daß es normalerweise wenig Veränderung in der Taktphase wie zwischen einem speziellen Zeitschlitz in einer Sequenz und der Wiederholung des Zeitschlitzes in der nächsten Sequenz gibt. Indem ein Taktrückgewinnungsmittel mit einem Durchschnitt der vorhergehenden Taktsignale wie in der GB-A-2135855 geschaffen wird, kann die Zeit für die Taktrückgewinnung verringert werden, und auf diese Weise kann die Länge des Dateianfangskennsatzes verringert werden.
Die Vorrichtung des ersten Gesichtspunktes der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß:
die Speichersteuermittel betreibbar sind, um das detektierte Taktphasensignal in die Speichermittel zu schreiben, so daß ein gespeichertes Taktphasensignal für einen individuellen Zeitschlitz durch das detektierte Taktphasensignal für die Wiederholung dieses Zeitschlitzes überschrieben wird; und daß Detektormittel vorgesehen sind, um eine Fehlerrate des decodierten Signals zu detektieren und zu verhindern, daß die Speichersteuermittel ein solches gespeichertes Taktphasensignal überschreiben, wenn die detektierte Fehlerrate höher ist als ein vorgegebener Wert.
Dies bringt den Vorteil mit sich, daß, wenn ein Zeitschlitz durch Rauschen betroffen ist, die für diesen Zeitschlitz erhaltene Phaseninformation nicht durch die Taktrückgewinnungsmittel verwendet wird. Im Gegensatz würde in der GB-A-2135855 die Phaseninformation von dem rauschenenthaltenden Zeitschlitz bei der Berechnung der durchschnittlichen Phaseninformation verwendet werden. Darüber hinaus bringt der erste Gesichtspunkt der Erfindung den Vorteil mit sich, daß für jeden Zeitschlitz in der Sequenz nur ein Speicherplatz benötigt wird.
Vorzugsweise schließen die Speichersteuermittel der Vorrichtung des ersten Gesichtspunkts der Erfindung Mittel ein, um ein solches detektiertes Taktphasensignal am Ende des entsprechenden Zeitschlitzes so zu schreiben, und schließen mit ein, das Taktphasensignal als ein solches ausgelesenes Taktphasensignal am Anfang der Wiederholung dieses Zeitschlitzes zu lesen.
In Übereinstimmung mit einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein komplementäres Verfahren zum Decodieren eines Signals mit einer sich wiederholenden Sequenz von Zeitschlitzen geschaffen, von denen jeder einen Dateianfangskennsatz für die Wiedergewinnung des Taktzeitablaufs und ein codiertes Digitalsignal enthält, welches Verfahren die Schritte aufweist:
(a) Taktphasen der Dateianfangskennsätze der Zeitschlitze zu detektieren und davon entsprechende Taktphasensignale dafür abzuleiten;
(b) ein solches detektiertes Taktphasensignal eines solchen Zeitschlitzes in einen einer Mehrzahl von Speicherplätzen zu schreiben;
(c) ein Taktphasensignal für eine Wiederholung dieses Zeitschlitzes vom Speicher zu lesen;
(d) Taktpulse als Reaktion der ausgelesenen Taktphasensignale abzuleiten; und
(e) das codierte Digitalsignal jedes Zeitschlitzes synchron mit den abgeleiteten Taktpulsen zu decodieren, um ein decodiertes Signal zu erzeugen;
gekennzeichnet:
(f) dadurch, daß die detektierten Taktphasensignale in den Speicher geschrieben werden, so daß ein gespeichertes Taktphasensignal für einen individuellen Zeitschlitz durch das detektierte Phasensignal für die Wiederholung dieses Zeitschlitzes überschrieben wird;
(g) durch Detektieren, ob die Fehlerrate des decodierten Signals höher oder niedriger als ein vorgegebener Wert ist, und
(h) durch Wiederholen der Schritte (b) bis (g), wenn die detektierte Fehlerrate niedriger ist als der vorgegebene Wert, und durch Wiederholen der Schritte (c) bis (e) und (g), wenn die detektierte Fehlerrate höher ist als der vorgegebene Wert.
Vorzugsweise wird ein so detektiertes Taktphasensignal am Ende des entsprechende Zeitschlitzes geschrieben, und wird dieses Taktphasensignal so gelesen als ein solches ausgelesenes Taktphasensignal am Anfang der Wiederholung dieses Zeitschlitzes.
Die vorliegende Erfindung soll in größerem Detail nur beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer digitalen Empfangsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 2 ein Zeitablaufdiagramm, das die Beziehungen zwischen gespeicherten und gelesenen Taktphasen zusammen mit dem Lese/Schreibadresszeitablauf zeigt.
Bezugnehmend nun auf Fig. 1 ist dort eine digitale Empfangsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung ist dazu ausgebildet, um ein Zeitmultiplex (time division multiplex TDM)-Signal zu empfangen, in der eine Mehrzahl von Kanalsignalen in individuellen Zeitschlitzen multiplexiert sind und in ein Basisband-TDM- Signal durch einen nicht gezeigten Demodulator umgewandelt werden. Jeder Zeitschlitz des TDM-Signals enthält codierte Daten von einer individuellen Kanalquelle, denen ein Dateianfangskennsatz für Taktzeitablaufrückgewinnung vorhergeht. Das Basisband-TDM-Signal wird durch einen Eingangsanschluß 10 an einen Phasendetektor 11 angelegt, um die ursprüngliche Taktphase des Dateianfangskennsatzes jedes multiplexierten Kanalsignals zu detektieren, um ein Signal zu erzeugen, das für die Taktphase repräsentativ ist, das an eine Lese/Schreibsteuerschaltung 12 angelegt wird. In einer noch zu beschreibenden Weise reagiert die Lese/Schreibsteuerschaltung 12 aus dem Ausgang eines Lese/Schreibadressgenerators 20, um das Taktphasensignal in einem Speicher 13 zu speichern und das gespeicherte Signal aus dem Speicher in eine Taktrückgewinnungsschaltung 14 auszulesen. Der Speicher 13 hat eine Mehrzahl von Speicherplätzen, die den multiplexierten Kanälen des TDM-Eingangssignals entsprechen, um das Taktphasensignal der entsprechenden Kanäle zu speichern. Die Taktrückgewinnungsschaltung 14 leitet Taktzeitablaufpulse für jeden Zeitschlitz oder Kanal von dem aus dem Speicher 13 ausgelesenen Taktphasensignals über die Lese/Schreibsteuerschaltung 12 ab.
Das Basisband-TDM-Signal wird auch in einen Decoder 15 eingegeben. Unter Verwendung der Taktzeitablaufpulse, die von der Taktrückgewinnungsschaltung 14 zugeführt werden, führt der Decoder 15 einen Decodierbetrieb an den Digitaldaten aus, die in jedem Zeitschlitz enthalten sind, und liefert das decodierte Zeitschlitzsignal zu einem Schlitzzeitablaufdetektor 16, einem Demultiplexer 17 und einem Fehlerdetektor 18. Der Schlitzzeitablaufdetektor 16 leitet ein Zeitablaufsignal von jedem Zeitschlitz des decodierten Signals ab und legt dieses an den Demultiplexer 17 an, in dem der Ausgang des Decoders 15 in individuelle Signale demultiplexiert wird. Das Schlitzzeitablaufsignal wird auch an den Fehlerdetektor 18 angelegt, wo es benutzt wird, um das decodierte Zeitschlitzsignal zu analysieren, um Fehlerbits zu detektieren und ein Signal zu erzeugen, das für die Fehlerrate jedes Zeitschlitzes repräsentativ ist. Das Fehlerratensignal wird in einem Komparator 19 mit einem Schwellenwert verglichen. Wenn die Fehlerrate höher ist als der Schwellenwert, liefert der Komparator 19 ein Schreibsperrsignal an die Lese/Schreibsteuereinheit 12.
Als Reaktion auf den Ausgang des Schlitzzeitablaufdetektors 16 erzeugt der Lese/Schreibadressengenerator 20 Lese- und Schreibadressensignale, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, in dem ein Dreikanal-TDM-Eingang zum Zwecke der Einfachheit gezeigt ist. Ein Schreibsignal Wij (wobei i und j der Kanalidentifizierer- bzw. die Zeitschlitzsequenznummer sind) wird am Ende jedes Zeitschlitzes Ti-j erzeugt, um das Taktphasensignal eines Zeitschlitzes Ti-j in den Speicherplatz Mi von Speicher 13 zu schreiben, und ein Leseadressensignal Rij wird am Beginn des Zeitschlitzes Tij erzeugt, um das Taktphasensignal des vorhergehenden Zeitschlitzes Ti(j-1) von dem Speicherplatz Mi auszulesen.
Zum Beispiel wird in Abwesenheit des Schreibsperrsignals vom Komparator 19 das Taktphasensignal des Zeitschlitzes T&sub1;&submin;&sub1; in den Speicherplatz M&sub1; am Ende des Zeitschlitzes als Reaktion auf ein Schreibadressensignal W&sub1;&sub1; geschrieben und aus diesem Speicherplatz am Beginn des nächsten Zeitschlitzes T&sub1;&submin;&sub2; als Reaktion auf das Leseadressensignal R&sub1;&sub2; ausgelesen, und das Taktphasensignal des Zeitschlitzes T&sub1;&submin;&sub2; wird in denselben Speicherplatz M&sub1; am Ende des Zeitschlitzes T&sub1;&submin;&sub2; als Reaktion auf ein Schreibadressensignal T&sub1;&sub2; geschrieben, so daß der Inhalt des Speicherplatzes M&sub1; mit dem neuesten Taktphasensignal überschrieben wird und aus diesem Speicherplatz am Beginn des nächsten Zeitschlitzes T&sub1;&submin;&sub3; als Reaktion auf ein Leseadressensignal R&sub1;&sub3; ausgelesen.
Wenn der nächste Zeitschlitz T&sub1;&submin;&sub3; durch Rauschen stark betroffen ist, so ist es wahrscheinlich, daß auch die Taktphase dieses Schlitzes stark betroffen ist. Die Fehlerrate des Zeitschlitzes T&sub1;&submin;&sub3; wird durch den Komparator 19 so als höher als der Schwellenwert bestimmt, und ein Schreibsperrsignal wird erzeugt. Die Lese/Schreibsteuerschaltung 12 wird daran gehindert, auf ein Schreibadressensignal W&sub1;&sub3; zu reagieren, und das Taktphasensignal des Zeitschlitzes T&sub1;&submin;&sub2; wird nicht mit dem Taktphasensignal des Zeitschlitzes T&sub1;&submin;&sub3; überschrieben. Daher wird als Reaktion auf ein Leseadressensignal R&sub1;&sub4; das Taktphasensignal des Zeitschlitzes T&sub1;&submin;&sub2; wieder vom Speicherplatz M&sub1; am Beginn des nächsten Zeitschlitzes T&sub1;&submin;&sub4; abgefragt und der Taktspeicherschaltung 14 zugeführt, um Taktpulse für den Zeitschlitz T&sub1;&submin;&sub4; zu erzeugen.
Da der Taktzeitablauf der Datenquelle derselben für alle Zeitschlitze der Datenquelle ist, werden konstante Phasendaten von jedem Speicherplatz ausgelesen. Daher kann Synchronisation in der Taktrückgewinnungsschaltung 14 leicht hergestellt werden, und daher erfordert die vorliegende Erfindung einen kurzen Dateianfangskennsatz für die Taktzeitablaufrückgewinnung. Wird der Zeitschlitz T&sub1;&submin;&sub3; durch Rauschen betroffen, so verhindert der Lese/Schreibcontroller 12, daß die Phaseninformation dieses Zeitschlitzes die Phaseninformation überschreibt, die von dem vorhergehenden Zeitschlitz T&sub1;&submin;&sub2; erhalten wird, so daß durch Rauschen nicht betroffene Phasenin formation für die Taktrückgewinnung während des nachfolgenden Zeitschlitzes T&sub1;&submin;&sub4; verwendet werden kann.
Zusammengefaßt schließt die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einige oder alle der folgenden Merkmale ein.
Ein Taktphasensignal jedes Zeitschlitzes eines TDM-Signals wird in einem entsprechenden Speicherplatz gespeichert, und ein Taktphasensignal eines nachfolgenden Zeitschlitzes wird von einem Speicherplatz ausgelesen, der dem nachfolgenden Zeitschlitz entspricht, um Taktpulse zurückzugewinnen. Ein Decoder ist mit den Taktpulsen synchronisiert, um ein codiertes Digitalsignal jedes Zeitschlitzes zu decodieren, um ein decodiertes Signal zu erzeugen. Die Fehlerrate des decodierten Signals jedes Zeitschlitzes wird detektiert und mit einem vorgegebenen Wert verglichen. Wenn festgestellt wird, daß die detektierte Fehlerrate höher ist als der vorgegebene Wert, wird der Schreibbetrieb des Speichers gesperrt, um zu verhindern, daß das in einem Speicherplatz gespeicherte Taktphasensignal, das dem decodierten Signal entspricht, mit einem nachfolgenden Taktphasensignal überschrieben wird.
Man wird verstehen, daß die obige Erfindung nur beispielhaft beschrieben worden ist und Abwandlungen von Details innerhalb des Bereiches der Erfindung vorgenommen werden können.

Claims

1. Vorrichtung zum Decodieren eines Signals, das eine sich wiederholende Sequenz von Zeitschlitzen aufweist, die einen Datenanfangs-Kennsatz für Taktzeitablaufrückgewinnung und ein codiertes Digitalsignal enthalten, welche Vorrichtung aufweist:

einen Phasendetektor (11) zum Detektieren von Taktphasen der Datenanfangskennsätze der Zeitschlitze und zum davon Ableiten von Taktphasensignalen dafür;

Speichermittel (13), die eine Mehrzahl von Speicherplätzen haben;

Speichersteuermittel (12, 20) zum Schreiben eines so detektierten Taktphasensignals eines solchen Zeitschlitzes in einen der Speicherplätze und zum Lesen eines Taktphasensignals für eine Wiederholung des Zeitschlitzes von den Speichermitteln;

Taktrückgewinnungsmittel (14), die auf das gelesene Taktphasensignal zum Ableiten von Taktpulsen reagieren; und

einen Decoder (15), der mit den abgeleiteten Taktpulsen synchronisiert ist, um das codierte Digitalsignal jedes Zeitschlitzes zu decodieren, um ein decodiertes Signal zu erzeugen;

dadurch gekennzeichnet, daß:

die Speichersteuermittel betreibbar sind, um die detektierten Taktphasensignale in die Speichermittel zu schreiben, so daß ein gespeichertes Taktphasensignal für einen individuellen Zeitschlitz durch das detektierte Taktphasensignal für die Wiederholung des Zeitschlitzes überschrieben wird; und

daß Detektormittel (18, 19) zum Detektieren einer Fehlerrate des decodierten Signals und zum Verhindern vorgesehen sind, daß die Speichersteuermittel ein solches gespeichertes Taktphasensignal überschreiben, wenn die detektierte Fehlerrate höher ist als ein vorgegebener Wert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die Speichersteuermittel Mittel zum Schreiben eines solchen detektierten Taktphasensignals am Ende des entsprechenden Zeitschlitzes und Mittel zum Lesen dieses Taktphasensignals am Beginn der Wiederholung des Zeitschlitzes einschließen.

3. Verfahren zum Decodieren eines Signals, das eine sich wiederholende Sequenz von Zeitschlitzen aufweist, von denen jeder einen Datenanfangskennsatz für Taktzeitablaufrückgewinnung und ein codiertes Digitalsignal enthält, welches Verfahren die Schritte aufweist:

(a) Taktphasen der Datenanfangkennsätze der Zeitschlitze zu detektieren und davon entsprechende Taktpha sensignale dafür abzuleiten;

(b) ein solches detektiertes Taktphasensignal eines solchen Zeitschlitzes in einen einer Mehrzahl von Speicherplätzen (13) zu schreiben;

(c) ein Taktphasensignal für eine Wiederholung dieses Zeitschlitzes vom Speicher zu lesen;

(d) Taktpulse als Reaktion auf das gelesene Taktphasensignal abzuleiten; und

(e) das codierte Digitalsignal jedes Zeitschlitzes synchron mit den abgeleiteten Taktpulsen zu decodieren, um ein decodiertes Signal zu erzeugen;

gekennzeichnet

(f) dadurch, daß die detektierten Taktphasensignale in den Speicher geschrieben werden, so daß ein gespeichertes Taktphasensignal für einen bestimmten Zeitschlitz durch das detektierte Taktphasensignal für die Wiederholung des Zeitschlitzes überschrieben wird;

(g) daß detektiert wird, ob die Fehlerrate des decodierten Signals größer oder kleiner ist als ein vorgegebener Wert; und

(h) daß die Schritte (b) bis (g) wiederholt werden, wenn die detektierte Fehlerrate kleiner ist als der vorgegebene Wert, und daß die Schritte (c) bis (e) und (g) wiederholt werden, wenn die detektierte Fehlerrate größer ist als der vorgegebene Wert.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem ein solches detektiertes Taktphasensignal am Ende des entsprechenden Zeitschlitzes geschrieben wird, und daß dieses Taktphasensignal am Beginn der Wiederholung dieses Zeitschlitzes gelesen wird.