DE69532793T2 - Digitales übertragungssystem mit zeitmultiplex-mehrfachzugriff und station für ein solches system - Google Patents

Digitales übertragungssystem mit zeitmultiplex-mehrfachzugriff und station für ein solches system Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein. digitales Übertragungssystem mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff mit mindestens einer primären Station und einer Vielzahl von sekundären Stationen, wobei in diesem System die primäre Station Informationen in Rahmen mit Synchronisierungsangaben und mit Benutzerformationen in Zeitschlitzen an die sekundären Stationen überträgt, und wobei in diesem System die sekundären Stationen einen Bezugstaktsignalgenerator umfassen. Bei einem derartigen Übertragungssystem kann es sich um ein Mobilfunksystem, ein schnurloses Telefonsystem oder Ähnliches oder ein beliebiges System der oben beschriebenen An handeln, bei dem primäre und sekundäre Stationen in Bezug aufeinander synchronisiert werden müssen.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine sekundäre Station zur Verwendung in einem derartigen System.
  • Ein digitales Übertragungssystem mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff dieser Art ist aus dem Handbuch „The GSM System for Mobile Communications", M. Mouly et al, veröffentlicht von den Autoren 1992, S. 195 – 216, S. 227 - 241, und aus dem Handbuch „Mobile Radio Communications", R. Steele, Pentech Press, 1992, S. 696 – 698, bekannt. In diesen Handbüchern werden ein TDMA=Mobilfunksystem (Time Division Multiple Access), ein so genanntes GSM-System (Global System for Mobile Communications), und die Synchronisierung einer Mobilfunkstation MS auf eine Funkbasisstation BS in einem derartigen GSM-System beschrieben. Obwohl die Synchronisierung in allgemeinen Worten entsprechend der GSM Recommendation GSM 05.10 beschrieben wird, in der zum Beispiel vorgeschrieben wird, dass die Trägerfrequenz der Mobilfunkstation auf 0,1 ppm (parts per million) genau sein soll, oder auf 0,1 ppm im Vergleich zu den von der Funkbasisstation empfangenen Signalen, spezifizieren die GSM Recommendations nicht die zu verwendenden BS-MS-Synchronisierungsalgorithmen und überlassen diese den Geräteherstellern. In bisherigen GSM-Systemen kann die Synchronisierung einer Mobilfunkstation auf einen empfangenen Datenstrom in Zeitschlitzen von TDMA-Rahmen über zwei separate Regelkreise erfolgen. Ein Regelkreis bestimmt eine Zeitschlitzverzögerung zwischen einer empfangenen Zeitschlitzposition, die für die Mobilfunkstation vorgesehen ist, und einer erwarteten Zeitschlitzposition. Wenn eine erwartete Zeitschlitzposition nicht mit der empfangenen Zeitschlitzposition übereinstimmt, wird die erwartete Zeitschlitzposition um die Differenz zwischen den beiden korrigiert. Ein weiterer Regelkreis evaluiert den Frequenz-Offset zwischen einer empfangenen Trägerfrequenz und einer erwarteten empfangenen Trägerfrequenz in Bezug auf die Frequenz eines Bezugstaktsignals in der Mobilfunkstation. Der ermittelte Frequenz-Offset wird verwendet, um die Frequenz des Bezugstaktsignalgenerators zu korrigieren. Von dem Bezugstaktsignal werden ein Zeitschlitz-Abtasttakt für ein Zwischenfrequenz- oder Basisbandsignal, das von einem empfangenen Burstsignal abgeleitet wurde, und ein Datentakt zum Takten der empfangenen Datenabtastwerte in einen Sprachdecoder abgeleitet. Aufgrund der Tatsache, dass beide – unabhängig arbeitenden – Regelkreise auf die gleiche Ursache reagieren, d.h. einen Doppler-Effekt, der zu unterschiedlichen Symbolverzögerungen in dem Übertragungskanal zwischen der Funkbasisstation und der Mobilstation führt, und die Instabilität des Bezugstaktsignalgenerators, kann sich der Datentakt in Bezug auf den Zeitschlitz-Abtasttakt verschieben. Dies hat eine Drift des Datenabtastwerts zur Folge, die zu einer Diskrepanz zwischen dem Ein/Auslesen eines Eingangs/Ausgangs-Zwischenspeichers für die von Signalbursts oder Zeitschlitzen erfassten/diesen vorzulegen Sprachabtastwerten und dem Betrieb eines Sprachdecoders/codierers führt. Aufgrund einer derartigen Diskrepanz können Sprachdaten verloren gehen. Wenn andere Daten als Sprachdaten, z.B. Computerdaten oder Fax-Daten zwischen der Funkbasisstation und der Mobilfunkstation ausgetauscht werden, kann die Datentaktdrift sogar eine unakzeptable Situation zur Folge haben. Eine andere Lösung kann darin bestehen, dass der Datentakt nicht von dem Bezugstaktsignal abgeleitet wird, sondern separat gesteuert wird. Eine derartige Lösung würde die Hardware komplizierter machen.
  • In der US-amerikanischen Patentschrift US-A-3 798 650 wird ein Kommunikationssystem beschrieben, bei dem externe Bezugsimpulse benutzt werden, um einen internen Takt zu synchronisieren. Diese Impulse sind jedoch anfällig für negative Einflüsse des Übertragungskanals wie den Doppler-Effekt.
  • Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, ein digitales Übertragungssystem mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff der obigen Art zu schaffen, das nicht die Nachteile von bekannten Systemen hinsichtlich der Synchronisierung aufweist.
  • Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße digitale Übertragungssystem mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff dadurch gekennzeichnet, dass eine sekundäre Station Mittel zum Bestimmen der Zeitschlitzverzögerung umfasst, um eine Zeitschlitzverzögerung zwischen einer empfangenen Zeitschlitzposition für die sekundäre Station und einer erwarteten Zeitschlitzposition zu bestimmen, und Umsetzungsmittel zum Umsetzen der ermittelten Zeitschlitzverzögerung in einen ersten Frequenz-Offset, der in ein Justierungssignal zum Justieren einer Frequenz des Bezugstaktsignalgenerators aufgenommen wird. Es wird erreicht, dass alle Takte in der sekundären Station von dem Bezugstaktsignalgenerator abgeleitet werden können, ohne dass es zu einer unakzeptablen Datendrift kommt, die einen Datenverlust zur Folge hat.
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass der erste Frequenz-Offset, wie er von der ermittelten Zeitschlitzverzögerung abgeleitet wird, ein Maß für den Frequenz-Offset zwischen der primären und der sekundären Station ist, unabhängig von der Ursache eines derartigen Offsets. Eine derartige Ursache kann eine Frequenzinstabilität des Bezugstaktsignalgenerators in der sekundären Station, eine variierende Symbolverzögerung in dem Übertragungskanal zwischen der primären und der sekundären Station, eine Doppler-Verschiebung aufgrund der Wegbewegung einer sekundären Station von einer primären Station, oder Ähnliches sein.
  • In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen digitalen Übertragungssystems mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff ist das Justiersignal eine Funktion des ermittelten ersten Frequenz-Offsets und der ermittelten Zeitschlitzverzögerung. Bei geeigneter Wahl der Funktion, z.B. einer Proportionalitätsfunktion, kann die ermittelte Zeitschlitzverzögerung praktisch auf Null gesteuert werden.
  • In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen digitalen Übertragungssystems mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff werden ein Zeitschlitz-Abtasttakt und ein Datentakt, die in der sekundären Station enthalten sind, von einem Bezugstaktsignal abgeleitet. Hiermit wird der Datendrift wirksam entgegengewirkt.
  • In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen digitalen Übertragungssystems mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff werden Zeitschlitzverzögerungen mit Hilfe eines Glättungsfilters gefiltert, bevor sie in das Justiersignal aufgenommen werden. Hierdurch können die Anforderungen der GSM Recommendation 05.10 erfüllt werden.
  • In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen digitalen Übertragungssystems mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff ist das System dahingehend modifiziert, dass das Justiersignal ein zweites Frequenz-Offset-Signal anstelle des ersten Frequenz-Offset-Signals enthält, wenn eine unerwartete Diskontinuität in der ermittelten Zeitschlitzverzögerung vorliegt, wobei das zweite Frequenz-Offset-Signal ein Signal ist, das proportional zu einer empfangenen Trägersignalfrequenz und einer erwarteten empfangenen Trägerfrequenz ist. Hierdurch können auch Situationen wie eine anfängliche Synchronisierung oder eine Zeitschlitzänderung im Fall einer Übergabe behandelt werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines Beispiels unter
  • Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1 schematisch ein erfindungsgemäßes digitales Übertragungssystem mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff;
  • 2 eine erfindungsgemäße sekundäre Station zur Verwendung in einem derartigen System;
  • 3 eine empfangene Rahmenstruktur in einer erfindungsgemäßen sekundären Station mit einem Zeitschlitz-Abtasttakt und einem Datentakt;
  • 4A Kennlinien zur erfindungsgemäßen Bestimmung eines Justiersignals für eine konstante Zeitschlitzverzögerung;
  • 4B Kennlinien zur erfindungsgemäßen Bestimmung eines Justiersignals für eine konstante Ableitung der Zeitschlitzverzögerung;
  • 4C dreidimensionale Kennlinien zur erfindungsgemäßen Bestimmung eines Justiersignals;
  • 5 ein Blockschaltbild von Sprachpfaden in der sekundären Station; und
  • 6 ein Blockschaltbild eines Sprachcodierers / Sprachdecodierers in den Sprachpfaden.
  • In allen Figuren sind die gleichen Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • 1 zeigt schematisch ein digitales Übertragungssystem mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff 1, zum Beispiel ein Zellular-Mobilfunksystem wie ein GSM-System (Global System for Mobile Telecommunications), wie es durch ETSI (European Telecommunications Standards Institute) beschrieben ist, welches in den Zellen ce1, ce2, ce3 Funkbasisstationen BS1, BS2 und BS3 als primäre Stationen zur Abdeckung der Funkkommunikation in den entsprechenden Zellen ce1, ce2 und ce3 umfasst. Damit es nicht zu Störungen mit benachbarten Zellen kommt, senden und empfangen die Funkbasisstationen, zumindest in aneinander angrenzenden Zellen, mit unterschiedlichen Frequenzen, wobei normalerweise jede Funkbasisstation BS1, BS2 und BS3 mit einer Reihe von Frequenzen sendet und empfängt, z.B. mit zwölf Frequenzkanälen. Durch die Anwendung von Zeitmultiplex- Verfahren, zum Beispiel TDMA, stehen dann bei einem GSM-System mit acht Zeitschlitzen pro Frequenzkanal 96 logische Kanäle pro Basisstation für die Funkkommunikation zur Verfügung. Die Funkbasisstationen BS1, BS2 und BS3 kommunizieren mit Mobilfunkstationen MS1, MS2 und MS3 als sekundären Stationen, wobei die Mobilfunkstationen in ihren jeweiligen Zellen vorhanden sind; in dem geschilderten Beispiel kommuniziert die Funkbasisstation BS1 mit den Mobilstationen MS1 und MS2, und die Funkbasisstation BS2 kommuniziert mit der Mobilstation MS3. Wenn die Mobilfunkstationen durch die Zellen ce1, ce2 und ce3 wechseln, sollte eine so genannte Übergabe von einer Funkbasisstation zur anderen erfolgen, wenn sich die Qualität der Kommunikationsverbindung verschlechtert, wobei ein mobiles Vermittlungszentrum (Mobile Switching Centre, MSC), das über die Landleitungen 11, 12 und 13 mit den Funkbasisstationen BS1, BS2 bzw. BS3 verbunden ist, eine Systemsteuerfunktion ausübt. Das MSC ist im Fall von öffentlichem Mobilfunksystemen mit einem Festnetz (Public Switches Telephone Network, PSTN) verbunden. Bei privaten Mobilfunksystemen kann eine derartige Verbindung zurückgestellt werden. Außerdem wird bei einem GSM-System vor der Übertragung und der Kanal-Decodierung am Empfang zum Schutz der Daten gegen Übertragungsfehler im Funkweg unter anderen Operationen eine Kanalcodierung auf die logischen Kanäle angewendet, mit anderen Worten, es ist ein ziemlich hoher (Quasi)-Echtzeit-Verarbeitungsaufwand für die zu übertragenden Daten erforderlich. Zu diesem Zweck, und für andere Verarbeitungsaufgaben, umfassen die Funkbasisstationen eine Reihe von Prozessoren und eine Reihe von Kanal-Codecs, Kanal-Codierern/Decodierern (hier nicht im Detail abgebildet). Für eine ausführlichere Beschreibung eines zellularen Systems, z.B. eines GSM-Systems, wird auf die genannten Handbücher von Mouly und Steel verwiesen.
  • 2 zeigt eine erfindungsgemäße sekundäre Station MS1 zur Verwendung in einem digitalen TDMA-Übertragungssystem 1 mit einem empfangenden Zweig Rx und einem sendenden Zweig Tx. Die sekundäre Station MS1 umfasst einen spannungsgesteuerten Oszillator 20 als einen Bezugstaktsignalgenerator, dessen Ausgang 21 mit einem Kanalsynthetisierer 22 verbunden ist. Dem Kanalsynthetisierer 22 kann ein Kanalnummern-Steuersignal chn zum Auswählen eines Kanals zugeführt werden. Ein derartiges Kanalnummern-Steuersignal chn wird durch einen (nicht abgebildeten) Prozessor zugeführt, der für das Betreiben der sekundären Station MS1 auf bekannte Weise programmiert ist, wobei keine weiteren Details hinsichtlich der bekannten Betriebsfunktionen der sekundären Station MS1 gegeben werden. Ein Ausgang 23 des Synthetisierers 22 ist mit einem ersten Mischer 24 des empfangenden Zweigs Rx und mit einem zweiten Mischer 25 des sendenden Zweigs Tx verbunden. Der Bezugstaktsignalgenerator 20 liefert einen Datentakt dcl über einen ersten Teiler 26, der mit einem ersten Phasen-Offset-Addierer 27 zum Addieren eines Daten-Offset-Signals dof im Fall einer externen Synchronisierung verbunden ist. Eine derartige interne Synchronisierung wird im Fall einer diskontinuierlichen Änderung einer empfangenen Zeitschlitzposition in der sekundären Station MS1 durchgeführt, z.B. mit anfänglicher Synchronisierung der sekundären Station MS1 auf die primäre Station BS1, oder mit einer Übergabe. Bei einer derartigen externen Synchronisierung kann keine Datentaktsynchronisierung garantiert werden, aber zu diesem Zeitpunkt ist auch keine Datentaktsynchronisierung erforderlich. Der Bezugstaktsignalgenerator 20 liefert weiterhin einen Zeitschlitz-Abtasttakt tcl über einen zweiten Teiler 28 und ein Zeitschlitz-Steuersignal Tct über einen dritten Teiler 29, der mit einem zweiten Phasen-Offset-Addierer 30 gekoppelt ist, welcher im Fall einer externen Synchronisierung eine mittlere ermittelte Zeitschlitzverzögerung TOIm addiert, wie sie erfindungsgemäß bestimmt wird. Ein Zeitschlitz-Steuersignal tct wird auch einem dritten Phasen-Offset-Addierer 31 zugeführt, der mit einem Modulator 32 in dem Sendezweig Tx gekoppelt ist, wobei dem Offset-Addierer 31 ein Sende-Offset-Signal tof zugeführt wird. Zum Umschalten von einer Synchronisierung der sekundären Station MS 1 gemäß der Erfindung auf eine externe Synchronisierung sind die an sich bekannten Schalter 33, 34 und 35 vorgesehen. Die Schalter 33, 34 und 35 sind in einem Synchronisierungszustand entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Zeitschlitz-Steuersignal tct steuert einen Schalter 36, der einen Filter 37 in dem empfangenden Zweig Rx mit einem Analog-Digital-Umsetzer 38 koppelt, wobei der Filter 37 ein Zwischenfrequenzsignal ZF liefert. Anstelle eines Zwischenfrequenzsignals ZF kann der Filter 37 auch ein Basisbandsignal liefern, wobei dies von dem Typ der sekundären Station MS1 abhängt, die entweder über ein ZF-Empfänger-Front-End verfügt, wodurch die Basisbandumsetzung in einer weiteren Stufe erfolgt (nicht abgebildet), oder über ein Direkt-Umsetzungs-Front-End (nicht abgebildet). Das Zwischenfrequenzsignal wird durch den Analog-Digital-Umsetzer 38 in einer erwarteten Zeitschlitzposition abgetastet, die von den bei der anfänglichen Synchronisierung erhaltenen Informationen abgeleitet wird, siehe z.B. Seite 214 – 216 des genannten Handbuchs von Mouly. Ein Ausgang 39 des Analog-Digital-Umsetzers 38 ist mit einer Entzerrer/Demodulator-Anordnung 40 verbunden, die z.B. als programmierter Signalprozessor (nicht abgebildet) implementiert ist, wobei der Entzerrer/Demodulator 40 eine Zeitschlitzverzögerung TOI bestimmt, die eine Verzögerung zwi schen einer empfangenen Zeitschlitzposition und der erwarteten Zeitschlitzposition ist, wobei diese Information erfindungsgemäß zu nutzen ist, und ein Frequenz-Offset-Signal FOI bestimmt, wobei diese Informationen im Fall einer externen Synchronisierung zu nutzen ist. Im letztgenannten Fall wird das Signal FOI einem ersten Integrator 41 zugeführt, dessen Ausgang 42 mit dem Schalter 35 verbunden ist. Der Entzerrer/Demodulator 40, der die demodulierten Daten dda liefert, kann die empfangene Zeitschlitzposition aus einer empfangenen Trainingssequenz mit Hilfe einer Kreuzkorrelation des empfangenen Trainingssequenz mit einem bekannten übertragenen Bitmuster der Trainingssequenz bestimmen, wobei die Trainingssequenz durch die primäre Station BS1 zusammen mit gesendeten Daten gesendet wird. Da die erwartete Zeitschlitzposition bekannt ist, weil die Position der Trainingssequenz innerhalb des Zeitschlitzes bekannt ist, wird die Zeitschlitzverzögerung TOI als eine Abweichung von der bekannten Position bestimmt. Erfindungsgemäß wird die ermittelte Zeitschlitzverzögerung TOI einer differenzierenden Anordnung 43 zugeführt, nachdem sie mit einem Tiefpassfilter 44 gefiltert wurde. Die ermittelte Zeitschlitzverzögerung TOI wird auch einem zweiten Integrator 45 zugeführt, der die ermittelte Zeitschlitzverzögerung TOI glättet, um die mittlere ermittelte Zeitschlitzverzögerung TOIm zu bilden. Eine differenzierte ermittelte Zeitschlitzverzögerung TOId und die mittlere oder integrierte ermittelte Zeitschlitzverzögerung TOIm werden einer Kombinieranordnung 46 zugeführt, die ein Justiersignal adj zum Justieren des Bezugstaktsignalgenerators 20 auf die variierenden Zeitschlitzverzögerungen liefert, so dass keine unakzeptable Datentaktdrift auftritt. Das Justiersignal adj ist vorzugsweise eine Funktion der ermittelten Größen TOId und TOIm, z.B. eine Proportionalitätsfunktion. Wenn TOIm = 0, ist df = dTOI/dt = –adj, wobei d/dt ein Differentialoperator ist. Wenn TOIm < > 0 ist, ist adj = –df + k.TOIm, wobei < > Ungleichheit darstellt und k ein Proportionalitätsfaktor ist. Mit Hilfe eines Berechnungsblocks 47 wird ein aktueller Wert eines Steuerwerts ct1 bestimmt, der einem Digital-Analog-Umsetzer 48 zugeführt wird, welcher den Bezugstaktsignalgenerator 20 steuert, wobei der aktuelle Wert eine Addition aus einem vorhergehenden Wert des Steuerwerts ct1 und einem vorhergehenden Wert des Justiersignals adj ist. Erfindungsgemäß ist zur Steuerung des Bezugstaktgenerators 20 in einer Situation mit kontinuierlicher Steuerung, d.h. ohne Diskontinuitäten in der mittleren Verzögerung TOIm, keine Steuerung über das Offset-FOI erforderlich, weil ein Frequenz-Offset zwischen einem Master-Oszillator (nicht abgebildet) in der primären Station BS1 und dem Bezugstaktsignalgenerator in der sekundären Station direkt in die Verzögerung TOI reflektiert wird. Eine mit der Zeit variierende Verzögerung TOI ent spricht einem Frequenz-Offset zwischen der primären Station BS 1 und der sekundären Station MS1, und eine mittlere Verzögerung TOIm < > 0 weist auf eine Nicht-Sychronität in der empfangenen Zeitschlitzposition hin. Für eine kurzfristige Mittelwertbildung sollte der Integrator 45 eine Zeitkonstante < < dt haben.
  • 3 zeigt eine empfangene Rahmenstruktur FR in der sekundären Station MS1 gemäß der vorliegenden Erfindung, in der die Positionen des Zeitschlitz-Abtasttakts tcl und des Datentakts dcl in Bezug zueinander dargestellt sind. Abgebildet ist ein Uplink-GSM-Mehrfachrahmen von 26 Rahmen, wiederholend mit F0 bis F25 nummeriert, wobei der Mehrfachrahmen FR eine Dauer von 120 ms hat. Eine derartige Mehrfachrahmenstruktur ist auf den Seiten 215 – 216 des genannten Handbuchs von Mouly beschrieben. Bei GSM hat jeder TDMA-Rahmen einer Mehrfachrahmenstruktur 8 Zeitschlitze. Außerdem werden bei GSM Informationen in Burst mit einer finiten Dauer übertragen, wobei die Bursts in Zeitschlitzen übertragen werden. Die Rahmennummer F12 ist auch ein so genannter SACCH (Slow Associated Control Channel) bei GSM, der Steuerinformationen für eine Reihe von aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen liefert. Die Rahmennummer F25 ist ein Leerlauf-Rahmen. Es sind mindestens 4 Bursts erforderlich, um 20 ms codierte Sprachinformationen zu übertragen. Aufgrund der Rahmenverschachtelung, wie sie auf die Funkschnittstelle bei GSM angewendet wird, werden 20 ms codierte Sprachinformationen auf 8 Bursts verteilt. Mit den horizontal schraffierten Blöcken wird eine Rechenzeit CMP für Kanalcodierer und Sprachcodierer (nicht abgebildet) angegeben, wobei derartige Sprachcodierer für Sprachsegmente mit einer Dauer von 20 ms eingesetzt werden. Zwischen zwei horizontal schraffierten Blöcken wird ein Zwischenspeicher (nicht abgebildet) mit 160 Abtastwerten für die nachfolgende Verarbeitung durch einen Sprachcodierer gefüllt. Wie in 3 zu sehen ist, gibt es immer noch eine Zeitmarge MAR nach der Berechnung, d.h. zu dem Zeitpunkt T1 vor dem Übertragungszeitpunkt TXR, der unmittelbar auf den Zeitpunkt T1 folgt, aber es ist auch zu erkennen, dass die beiden Taktsysteme, d.h. der Zeitschlitz-Abtasttakt und der Datentakt, nur einen kleinen Asynchronismus oder eine kleine Drift zwischen den beiden Taktsystemen zulassen. Bei der sekundären Station MS1, wie sie in 2 beschrieben ist, tritt normalerweise keine unakzeptable Drift, die einen Datenverlust zur Folge hat, auf, weil alle Takte von dem gleichen Bezugstaktsignalgenerator 20 abgeleitet werden.
  • In 4A sind Kennlinien zur Bestimmung eines Justiersignals für eine konstante Zeitschlitzverzögerung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Abgebildet sind die Achsen adj, df und TOIm, wobei adj = f(TOIm, df) für eine konstante mittlere Zeitschlitzverzögerung TOIm. Dargestellt sind die Kennlinien für TOIm = 0 und für TOIm = C1, wobei C1 ein gegebener konstanter Wert ist. In der dargestellten dreidimensionalen Ebene sind die positiven Justiersignale adj mit einer durchgezogenen Linie angegeben und die negative Justierwerte adj sind mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Als Anfangszustand wird davon ausgegangen, dass ein durch die primäre Station PS1 übertragener Burst an dem Schalter 36 in der sekundären Station MS1 erwartet wird, so dass die Zeitschlitzverzögerung TOI und die Ableitung TOId der Zeitschlitzverzögerung TOI positiv sind. Bei einem derartigen Anfangszustand sollte die Frequenz des Bezugstaktsignalgenerators 20 bei einem positiven Wert des Signals FOI und bei positivem df verringert werden, d.h. adj < 0, und bei einem positiven Wert der Zeitschlitzverzögerung TOI sollte die Frequenz des Bezugstaktsignalgenerators 20 gesteigert werden, d.h. adj > 0.
  • In 4B sind die Kennlinien zum Bestimmen eines Justiersignals gemäß der vorliegenden Erfindung für eine konstante Ableitung TOId der Zeitschlitzverzögerung TOI dargestellt. Abgebildet ist eine Kennlinie für df = 0, d.h. es ist eine Kennlinie in der Ebene adj-TOIm dargestellt.
  • In 4C sind dreidimensionale Kennlinien zum Bestimmen des Justiersignals adj gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei adj = f(TOIm + df), und- wobei die Kennlinienschar die Systemeinschränkungen berücksichtigt, z.B. gemäß den GSM Recommendations.
  • 5 zeigt ein Blockschaltbild der Sprachpfade in der sekundären Station MS1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Sprachpfad von der sekundären Station MS1 in die Richtung der primären Station BS1 umfasst ein Mikrofon 50, einen Analog-Digital-Umsetzer 51, einen Sprachcodierer 52 und einen Kanalcodierer 53, der mit dem Modulator 32 gekoppelt ist. Ein Sprachpfad von der primären Station BS1 in die Richtung der sekundären Station MS1 umfasst einen Kanaldecodierer 54, der mit dem Entzerrer/Demodulator 40 gekoppelt ist, einen Sprachdecodierer 55, einen Digital-Analog-Umsetzer 56 und einen Empfänger 57. In 5 ist angegeben, an welchen Teilen der sekundären Station MS1 der Datentakt dcl und der Zeitschlitz-Abtasttakt tcl zum Einsatz kommen.
  • In 6 ist ein Blockschaltbild des Sprachcodierers 52 und des Sprachdecodierers 55 in den Sprachpfaden dargestellt. Der Sprachcodierer 52 umfasst einen Zwischenspeicher 60, der 160 Sprachabtastwerte (was 20 ms Sprache entspricht) enthalten kann, welche durch den Analog-Digital-Umsetzer 51 erzeugt werden, und weiterhin einen zwischengeschalteten Zwischenspeicher 61 zum Zwischenspeichern von 160 Abtastwerten pro 20 ms, sowie einen Sprachcodieralgorithmus, der in einem digitalen Signalprozessor 62 enthalten ist. Ein derartiger Algorithmus kann ein bekannter Algorithmus sein, wie er in einem GSM-System zu Einsatz kommt. Jedes Mal, wenn der Zwischenspeicher 60 voll ist, wird sein Inhalt in den zwischengeschalteten Zwischenspeicher 61 kopiert. Der Sprachdecodierer 55 umfasst einen Sprachsynthesealgorithmus in einem digitalen Signalprozessor 63, wobei der Algorithmus an sich bekannt ist, und außerdem einen zwischengeschalteten Zwischenspeicher 64 für 160 Abtastwerte pro Aufruf des Sprachdecodierers 63 sowie einen Zwischenspeicher 65. Jedes Mal, wenn der Zwischenspeicher 65 leer ist, wird eine Kopie des Inhalts des zwischengeschalteten Zwischenspeichers 64 in den Zwischenspeicher 65 kopiert. In 6 ist angegeben, an welchen Stellen des Sprach(de)codierers der Datentakt dcl und der Zeitschlitz-Abtasttakt tcl zum Einsatz kommen.

Claims (8)

  1. Digitales Übertragungssystem mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff (1) mit mindestens einer primären Station (BS1, BS2, BS3) und einer Vielzahl von sekundären Stationen (MS1, MS2, MS3), wobei in diesem System (1) die primäre Station (BS1, BS2, BS3) Informationen in Rahmen (FR) mit Synchronisierungsangaben und mit Benutzerinformationen in Zeitschlitzen an die sekundären Stationen (MS1, MS2, MS3) überträgt, und wobei in diesem System (1) die sekundären Stationen (MS1, MS2, MS3) einen Bezugstaktsignalgenerator (20) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass eine sekundäre Station (MS1, MS2, MS3) Mittel zum Bestimmen der Zeitschlitzverzögerung (40) umfasst, um eine Zeitschlitzverzögerung (TOI) zwischen einer empfangenen Zeitschlitzposition für die sekundäre Station und einer erwarteten Zeitschlitzposition zu bestimmen, und Umsetzungsmittel (43) zum Umsetzen der ermittelten Zeitschlitzverzögerung (TOI) in einen ersten Frequenz-Offset (TOId), der in ein Justierungssignal (adj) zum Justieren einer Frequenz des Bezugstaktsignalgenerators (20) aufgenommen wird.
  2. Digitales Übertragungssystem mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff (1) nach Anspruch 1, wobei das Justiersignal (adj) eine Funktion des ermittelten ersten Frequenz-Offsets (TOId) und der ermittelten Zeitschlitzverzögerung (TOIm) ist.
  3. Digitales Übertragungssystem mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff (1) nach Anspruch 2, wobei die Funktion eine Proportionalitätsfunktion ist.
  4. Digitales Übertragungssystem mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei ein Zeitschlitz-Abtasttakt (tc1) und ein Datentakt (dc1), die in der sekundären Station (MS1, MS2, MS3) enthalten sind, von einem Bezugstaktsignal (20) abgeleitet werden.
  5. Digitales Übertragungssystem mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff (1) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei ermittelte Zeitschlitzverzögerungen (TOI) mit Hilfe eines Glättungsfilters (41) gefiltert werden, bevor sie in das Justiersignal (adj) aufgenommen werden.
  6. Digitales Übertragungssystem mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff (1) nach Anspruch 1, dahingehend modifiziert, dass das Justiersignal (adj) ein zweites Frequenz-Offset-Signal (FOI) anstelle des ersten Frequenz-Offset-Signals (TOId) enthält, wenn eine unerwartete Diskontinuität in der ermittelten Zeitschlitzverzögerung vorliegt, wobei das zweite Frequenz-Offset-Signal (FOI) ein Signal ist, das proportional zu einer empfangenen Trägersignalfrequenz und einer erwarteten empfangenen Trägerfrequenz ist.
  7. Digitales Übertragungssystem mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das System ein Mobilfunksystem ist.
  8. Sekundäre Station (MS1, MS2, MS3) zur Verwendung in einem digitalen Übertragungssystem mit Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff (1), bei dem eine primäre Station (BS1, BS2, BS3) Informationen in Rahmen (FR) mit Synchronisierungsangaben und mit Benutzerinformationen in Zeitschlitzen an die sekundären Stationen (MS1, MS2, MS3) überträgt, und wobei in diesem System (1) die sekundären Stationen (MS1, MS2, MS3) einen Bezugstaktsignalgenerator (20) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundäre Station (MS1, MS2, MS3) Mittel zum Bestimmen der Zeitschlitzverzögerung (40) umfasst, um eine Zeitschlitzverzögerung (TOI) zwischen einer empfangenen Zeitschlitzposition für die sekundäre Station und einer erwarteten Zeitschlitzposition zu bestimmen, und Umsetzungsmittel (43) zum Umsetzen der ermittelten Zeitschlitzverzögerung in einen ersten Frequenz-Offset (TOId), der in ein Justierungssignal (adj) zum Justieren einer Frequenz des Bezugstaktsignalgenerators (20) aufgenommen wird.
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