NL8601334A - Inrichting en werkwijze voor het afgeven van een signaal/ruisverhoudingskwaliteitsfactor voor digitaal gecodeerde gegevens. - Google Patents

Description

fix φ

Inrichting en_werkwijze voor het af geven van een signaal/ruisverhoudingskwaliteitsfactor voor digitaal gecodeerde gegevens.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking in het algemeen op een inrichting en werkwijze voor het meten van ruis, en in het bijzonder op een inrichting en werkwijze voor het bepalen van een signaal/ruisverhoudingskwaliteits-5 factor voor een digitaal gecodeerd bericht.

In communicatiesystemen is het vaak nodig de kwaliteit van een communicatieverbinding te bepalen. Een wijze van aanpakken voor het afgeven van een geschatte signaal/ruis-kwaliteitsfactor wordt vermeld in J.K. Holmes, Coherent Spread 10 Spectrum Systems, pp. 615-619, 1982.

Deze publikatie vermeldt verschillende vergelijkingen voor het berekenen van een signaal/ruisverhoudingsbe-paling, waarbij variabelen gebruikt worden die de gemiddelde waarde van verschillende monsters, gehaald uit de gegevens 15 tezamen met een waarde voor de verschillen tussen de monsters, gebruiken. De publikatie vermeldt niet de wijze waarop de gemiddelde gegevens en de verschilgegevens van de monsters in een praktisch en werkelijk systeem afgegeven kunnen worden.

De onderhavige uitvinding maakt het mogelijk 20 op gemakkelijke wijze een kwaliteitsfactor af te geven voor een ontvangen digitaal gecodeerd bericht, waarbij componenten gebruikt worden die op gemakkelijke wijze uitgevoerd kunnen worden. Deze en andere voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijk worden aan deskundigen na het lezen van de 25 hierna volgende beschrijving tezamen met de tekeningen.

Een inrichting en werkwijze voor het schatten van een signaal/ruisverhoudingskwaliteitsfactor van een ont- 8631334 * % - 2 - vangen digitaal gecodeerde binaire gegevensvolgorde wordt vermeld. De volgorde is afkomstig van een bron die de gegevens uitzendt,waarbij logische'toes tanden van de gegevens bij de zender veranderd kunnen worden bij vooraf bepaalde epochtijdstippen.

5 De inrichting omvat organen voor het ontvangen van de gegevens, tezamen met organen voor het afgeven van overgangssignalen, die een aanwijzing geven van de tijdstippen waarop de overgangen in de ontvangen gegevens plaatsvinden.

Zulke overgangssignalen kunnen bijvoorbeeld afgegeven worden 10 door een differentiëerschakeling,die een uitgangspuls afgeeft, telkens wanneer een over gang in de gegevens gedetecteerd wordt.

De inrichting omvat verder organen voor het afgeven van referentiesignalen, die een aanwijzing vormen van de vooraf bepaalde epochtijdstippen van de gegevensvolgorde bij de zender. Een 15 synchroonoscillator en fasedetector in combinatie met een bron met variabele frequentie kunnen gebruikt worden voor deze toepassing. Bovendien is het mogelijk de ontvangen gegevens te analyseren en zulke referentiesignalen op te wekken, waarbij correlatietechnieken gebruikt worden.

20 De overgangs- en referentiesignalen worden ge bruikt om afwijkingsgegevens te leveren, die een aanwijzing zijn van het tijdverschil tussen de overgangen in de ontvangen gegevens en de epochtijdstippen. Deze functie kan bijvoorbeeld tot stand gebracht worden door een reeks tellers die opeenvol-25 gend ingeschakeld worden, waarbij de referentiesignalen gebruikt worden, waarbij de tellers verhoogd worden in antwoord op de overgangssignalen. Derhalve omvatten de tellers bij het einde van een berichtvolgorde de afwijkingsgegevens. De gegevens in elke teller geven het aantal overgangen dat plaats gehad heeft 30 binnen een bijzonder tijdinterval of tijdbereik, met betrekking tot de ermee verbonden epochtijdperiode. Andere inrichtingen kunnen eveneens gebruikt worden voor het uitvoeren van deze functie.

De afwijkingsgegevens worden dan gemerkt en een 8601334 - 3 - « r kwaliteitswaarde wordt afgegeven in overeenstemming met een dergelijke karakterisering, die een aanwijzing is voor de ongeveer juiste signaal/ruisverhouding van de ontvangen gegevens volgorde. In een uitvoeringsvoorbeeld dat de voorkeur heeft 5 is het kwaliteitsfactorsignaal een functie van de afwijkings-gegevens aanwezig bij de uitgangen van een reeks tellers, waarnaar verwezen is als afwijkingstellers, zoals toegelicht wordt in de volgende vergelijking SNEE = SNEE^CUr (η) , n = 1-Mij (1) 10 waarin SNEE de kwaliteitswaarde weergeeft, M het aantal afwijkingstellers is, n een index is, en DCNT (n) de afwijkingsgegevens weergeeft.

De figuren IA en 1B zijn blokschema‘s van een 15 eerste uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding.

Figuur 2 is een tijdsschema dat typische golfvormen toont die afgegeven worden in de verschillende uit-voeringsvoorbeelden van de onderhavige uitvinding.

Figuur 3 is een grafiek die de uitvoer van een 20 tot voorbeeld dienende teller van afwijkingstellers van het eerste uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding afbeeldt.

Figuur 4 is een blokschema van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitviding.

25 Figuur 5 is een blokschema van een derde uitvoe ringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding.

Figuur 6 is een blokschema van een gewijzigd uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding, dat kenmerken van de uitvoeringsvoorbeelden uit de figuren 1B en 30 figuur 4 combineert.

Onder verwijzing naar de tekeningen toont figuur IA een blokschema van een eerste uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding. Een reeks van digitaal gecodeerde berichten, waarbij elk typisch een lengte van 220 bits bezit, 0601334 ï ·» - 4 - wordt ontvangen bij leiding 12. De berichten worden afgegeven door een zender op afstand en worden gedemoduleerd door een ontvanger-demodulator die niet getoond wordt. De over gangen in de gegevens bij de zender kunnen veranderd worden bij 5 voorafbepaalde epochtijdstippen. De zender omvat bijvoorkeur een inrichting om te verzekeren dat elke reeks van berichten een voorafbepaald minimum aantal gegevensovergangen bevat.

Dit kan tot stand gebracht worden door de gegevens op te delen zoals bekend is. Bovendien omvat elk bericht een begin-10 reeks van bits die gebruikt zijn voor het synchroniseren.

Leiding 12 wordt verbonden met de ingang van een bekende synchrone^roscillator 8. Oscillator 8 bezit een nominale uitgangsfrequentie, die ingesteld is gelijk aan de puls- of gegevenssnelheid van de ontvangen gegevens, waarbij 15 het oscillatorui-tgangssignaal in fase coherent is met de ontvangen gegevens.

De digitale uitgang van oscillator 8 wordt gekoppeld aan een ingang van een bekende digitale fasedetector 10. De uitgang van de fasedetector wordt gekoppeld aan een 20 frequentiesamenstellingsschakeling 16, zoals weergegeven door leiding 14. Zoals hieronder meer in detail toegelicht zal worden geeft de samensteller 16 een coherent referentie -uitgangssignaal af op leiding 17 die in het onderhavige voor-beelde een frequentie bezit van N keer de gegevenssnelheid van 25 de basisband van de gegevens ontvangen bij de leiding 12. In

Q

het onderhavige voorbeeld heeft N een waarde van 256 (2 ), alhoewel andere waarden van N gebruikt kunnen worden.

Het uitgangssignaal van de fasedetector bij leiding 14 wordt gebruikt om het uitgangssignaal van de 30 samensteller 16 te besturen, waarbij de samensteller een nominaal uitgangssignaal bezit van 256 keer de gegevenssnelheid van de basisband. In een feitelijke uitvoering van de schakeling zou detector 10 gewoonlijk gevolgd worden door een laag-doorgangsfilter. Het filter en bepaalde andere gewone elementen, 8601334 * £ - 5 - die bekend zijn in de techniek maar die niet behoren tot de onderhavige uitvinding, zijn weggelaten teneinde de ware aard van de uitvinding niet te verhullen in onnodige details.

Een teller of andere vorm frequentiedeler 18 5 wordt verschaft met een telleringang, verbonden met de uitgang van samensteller 16 bij leiding 17. In het onderhavige uitvoe-ringsvoorbeeld is de teller 18 een 8-traps binaire teller die de "meest belangrijke bit uitgang (MSB) op leiding 19 bezit, verbonden met de overgebleven ingang van de fasedetector 10.

10 Zo voorziet de teller 18 de detector van de samensteHeruitgang,

Q

gedeeld door 256 (2 ). De fasedetector 10 bestuurt de samensteller 16, zodat de deleruitgang op leiding 19 een frequentie bezit die gelijk is aan de basisband-gegevenssnelheid van het ontvangen signaal en die een faseverband bezit dat vast ingesteld 15 wordt ten opzichte van de epochtijdstippen van de gegevens bij de zender.

Een binaire decodeerschakeling 20 wordt voorzien van vier ingangen die gekoppeld worden aan de vier “minst belangrijke bits" (LSB) van de 8-trapsteller 18, zoals weergegeven 4 20 door leiding 22. De zestien (2 ) aparte gedecodeerde uitgangen van decodeerinrichting 20 worden gekoppeld aan aparte respectieve ingangen van zestien EN-poorten 24 met twee ingangen, zoals weergegeven door leiding 23. De overige ingangen van de zestien EN-poorten worden met elkaar verbonden en met de 25 uitgang van een differentiëerschakeling 26.De differentieerin-richting zou uit gevoerd kunnen worden om symmetrisch te schakelen bij de stijgende en dalende randen van de gegevens.

De ingang van de schakeling 26 wordt verbonden met leiding 12, die het ontvangen digitaal gecodeerde bericht vervoert.

30 De inrichting volgens het eerste uitvoerings- voorbeeld omvat verder zestien aparte afwijkingstellers 30, die bijvoorkeur 8-traps binaire tellers zijn. De telleringangen van de tellers 30 worden verbonden met respectieve uitgangen van de ermee verbonden EN-poort 24. Elke teller bezit een dou i 004 -6- * i terugstelingang (niet getoond), die het mogelijk maakt dat'de tellers teruggesteld worden naar het begin van elk bericht.

Een bekende begin-bericht-detectorschakeling (niet getoond) wordt gebruikt om de synchronisatiebits van het inkomende 5 bericht te detecteren en om een terugstelpuls in antwoord hierop af te geven.

De telleruitgangen van de afwijkingstellers 30 worden allen gekoppeld aan de ingang van een geschikt ge-progammeerde processor 34, zoals weergegeven door een leiding 10 32. Zoals hierna meer in detail beschreven zal worden karak teriseert de processor 34 de telleruitgangen en geeft een signaal/ruisverhoudingsbepalingssignaal (SNEE) af op leiding 36.

Nu de opbouw van het eerste uitvoeringsvoorbeeld 15 van de onderhavige uitvinding beschreven is zal de werking van een dergelijk uitvoeringsvoorbeeld nu beschreven worden.

Onder verwijzing naar figuur 2 geven golfvormen 38 een kort gedeelte van een uitgezonden digitaal gecodeerd gegevensbericht zoals het verschijnt bij de zender. Het gedeelte van de 20 golfvorm met laagniveau geeft een logisch "0" weer, terwijl het gedeelte met het hoge niveau een logische "1" weergeeft.

De zender wordt uitgevoerd teneinde overgangen mogelijk te maken in de basisbandgegevens alleen bij vooraf bepaalde epochtijdstippen waar het interval tussen epochtijdstippen 25 vast ingesteld wordt. Overgangen tussen logische toestanden in het tot voorbeeld dienende gedeelte verschijnen bij de . epochtijdstippen en .

Golfvorm 40 geeft hetzelfde stuk van de uitgezonden gegevens weer zoals het ontvangen wordt bij leiding 12 30 (figuur IA), die gekoppeld wordt aan de ingang van oscillator 8. Ruis in de gegevensverbinding tussen de zender en de ontvanger wordt in ruime mate aangetoond in de vorm van verschuivingen ten opzichte van de tijd, in gegevensovergangen tussen logische toestanden, die variëren vanaf de nominale epochtijden T en T , 8601334 £, - 7 -

Aangenomen wordt dat veranderingen in gegevensovergangen veroorzaakt worden voornamelijk door Ganss ische ruis en daarom zullen over gangen in de ontvangen gegevens afwijken van de nominale waarde op een in het algemeen Gaussische wijze.

5 Terugverwijzend naar figuur IA voert de uitgang van de fasedetector 10 op leiding 14 een besturingssignaal op leiding 14, die in overeenstemming met het faseverschil tussen het uitgangssignaal van oscillator 8 en het MSB-uitgangssignaal van teller 18 op leiding 19 varieert. Het besturingssignaal 10 op leiding 14 verzekert dat het uitgangssignaal van de samensteller 16 in het algemeen coherent in fase is ten opzichte van de basisband- epochtijdstippen bij de zender. Zoals hier gebruikt,zijn twee signalen coherent in fase indien de signalen een in het algemeen vaste faseverhouding ten opzichte van elkaar 15 bezitten, alhoewel zij niet noodzakelijkerwijze in fase behoeven te zijn. De coherente digitale uitgang van de samensteller 16 wordt via leiding 17 verbonden met de telleringang van een in 256-delende 8-trapsteller. De MSB van het telleruitgangssignaal, dat eveneens coherent in fase is ten opzichte van de epochtijden 20 van de verzonden basisbandgegevens, bezit een periode gelijk aan het interval tussen de epochtijden (T^, , enz.) van de verzonden basisbandgegevens. De logische overgangen van het MSB-uitgangssignaal van teller 18 worcfcn weergegeven door f golfvorm 44 van figuur 2 en dieren als afgeleide referentie.

25 De differentiëerschakeling 26 dient ertoe om een smal klokpulssignaal te geven op de uitvoerleiding 28 telkens wanneer zich een positieve of negatieve overgang in de ontvangen gegevens bevindt. Golfvorm 42 van figuur 2 geeft een tot voorbeeld dienend uitgangssignaal van de differentieer-30 inrichting 26 telkens wanneer een ontvangen gegevenssignaal dat overeenkomt met golfvorm 40, aan de ingang toegevoerd wordt. Aldus, telkens wanneer er een overgang in de ontvangen gegevens aanwezig is tussen een logische "0" en een logische "1" , zal een klokpuls gegeven worden bij één ingang van elke van de 860132 4 \ *s - 8 - zestien EN-poorten 24.

De decodeerinrichting 20 is een bekende binaire decodeerinrichting met een ingang gekoppeld aan de vier LSB's van de binaire teller 18 waarbij elke LSB een frequentie bezit 5 die een factor is van de samenstelleruitgangsfrequentie. Aldus zal de decodeerinrichting 20 opeenvolgend schakelsignalen 4 afgeven op de zestien (2 ) uitgangsleidingen 23 afgeven teneinde de zestien EN-poorten 24 te schakelen. Wanneer een over-gang in de ontvangen gegevens plaatsvindt zal een bepaalde 10 poort 24 geschakeld worden, afhankelijk van het tijdstip van de overgang, zodat de verbonden afwijkingsteller 30 verhoogd zal worden. De bepaalde verhoogde teller geeft de faseafwijking op dat moment van de gegevensovergang vanaf de nominale waarde weer, omdat de decodeeruitgangssignalen op leiding 22 afgeleid 15 worden uit het coherente uitgangssignaal van de frequentie-samensteller 16.

Bij afwezigheid van elke ruis zal het timen van de overgangen in de ontvangen gegevens vast ingesteld blijven ten opzichte van het afgeleidde referentiesignaal, weergegeven 20 door golfvorm 44, over de hele lengte van het bericht. In dat geval zal slechts één van de zestien afwijkingstellers 30 verhoogd worden bij het ontvangen van een bericht. Omgekeerd, indien de ontvangen gegevens buitengewoon veel ruis bezitten zullen alle zestien afwijkingstellers ruwweg met hetzelfde 25 bedrag verhoogd worden. De verdeling van de tellingen over de zestien afwijkingstellers 30 is een aanwijzing voor de signaal/ruis-verhouding (SNR) van het ontvangen bericht.

Een tot voorbeeld dienende weergave van de verdeling van de tellingen over de zestien afwijkingstellers 30 30 bij het einde van een bericht wordt afgebeeld in de grafiek van figuur 3. De horizontale as van de grafiek geeft de zestien afwijkingstellers, terwijl de verticale as het aantal tellingen ontvangen bij elke teller gedurende een bericht weergeeft.

Zoals men kan zien bij de kromme 48 in figuur 3 werd het teller- ÖÖU1άί4 3 * - 9 - aantal 8 ongeveer 45 keer verhoogd gedurende de periode van het bericht, terwijl de overige tellers minder verhoogd werden In een ideaal systeem zou grafiek 48 een Gauss-distributie rond een nominale waarde weergeven, waarbij aangenomen wordt 5 dat de ruis Gaussisch is en een behoorlijk niveau bezit.

Opgemerkt moet worden dat het absolute fase-verband tussen de referentiesignalen, afgeleid uit samensteller 16, en de epochtijden bij de zender, niet kritisch is, en dat het alleen nodig is dat de referentiesignalen coherent in fase 10 zijn gedurende het bericht ten opzichte van de epochtijden. Bijvoorbeeld, indien de afgeleide referentiesignalen, die de telleruitgangssignalen weergegeven door grafiek 48 afleverden, in fase verschoven werden, dan zou een tellerverdeling zoals weergegeven door grafiek 46 verkregen worden. Zoals men 15 kan zien door de grafieken 46 en 48 te vergelijken, gelijkt grafiek 46 op grafiek 48 maar is verschoven. Zoals duidelijk zal worden is het juist de vorm van de tellerverdelingskromme in plaats van de positie die de kwaliteitsfactor bepaalt.

In het onderhavige voorbeeld worden slechts 20 vier LSB's van teller 18 gedecodeerd voor het selectief schakelen van K=1 6 tellers. Echter,indien gewenst, zouden alle acht trappen van teller 18 gedecodeerd kunnen worden, zodat 8 256 (2 ) gedecodeerde uitgangssignalen door de decodeerinrich-ting 20 afgegeven kunnen worden. In dat geval zouden N=256 25 aparte EN-poorten en tellers gebruikt kunnen worden. Dienovereenkomstig zou het timen van de overgangen in de ontvangen gegevens ten opzichte van de nominale of afgeleide referentie eenduidig bepaald kunnen worden. De complexietijd wordt echter aanzienlijk verkleind door het decoderen van slechts vier 30 LSB's van de achttrapsteller, dat slechts zestien afwijkings-tellers vereist worden. Het oplossend vermogen blijft hetzelfde indien alle acht trappen gedecodeerd zijn, maar omdat de MSB's niet gedecodeerd worden is er onvoldoende informatie om het tijdstip waarbij de overgang plaatsvindt tussen epoch- 8601334

Μ V

- 10 - tijdsduren of één enkele wijze te identificeren. Zo is het mogelijk dat op andere wijze bepalen zal plaatsvindenvoorberichten met erg veel ruis. Het is echter waarschijnlijk dat een dergelijk bericht met ruis niet in alle gevallen bruikbaar zou zijn en 5 daarom zal geen SNRE-waarde vereist worden.

Terugverwijzend naar figuur IA ontvangt de processor 34, die een geschikt geprogammeerde computer bevat, het afwijkingsgegeven-uitgangssignaal van de zestien afwijkings-tellers 30 en voert een karakterisering uit in de vorm van een 10 verdelingsanalyse teneinde het SMRE-signaal af te leveren.

De grootte van de SMRE-waarde is bijvoorkeur een functie van de teluitgangssignalen van de afwijkingstellers. De SMRE-waarde kan bij benadering uitgedrukt worden met de volgende vergelijking: 15 SNRE = SNRE/**DCNT (η) , n = l-M? (2) waarin SNRE de grootte van kwaliteitsfactorwaarde weergeeft, M het aantal afwijkingstellers is 20 h een index is, en DCNT (n) het afwijkingsgegeven weergeeft dat de grootte is van de tellingen van de respectieve af wij kingste Heruitgangssignalen.

Gevonden is dat een meer nauwkeurige waarde van 25 de SNRE verkregen kan worden door voorbij te gaan aan de af- wijkingstellersuitgangssignalen die beneden een vooraf bepaalde waarde liggen. De volgende vergelijking geeft een SNRE-waarde die op nauwkeurige wijze de signaal/ruis-verhouding van het ontvangen bericht benadert; $601334 - 11 - r Μ C V V(nf Ζ._ --(3)-

SNRE - L na1 J_ 4 K

γ Μ η2 £ ^ L* _ η*1 - waarin SNRE=de grootte weergeeft van de kwaliteitsfac-tor , M het totaal aantal afwijkingstellers is, 5 n een index is, L het aantal afwijkingstellers is dat een uitgangssignaal bezit dat uitstijgt boven een vooraf bepaalde telling, V(n) de grootte van het L-getal is van de af-10 wijkingstelleruitgangssignalen, K een constante is, en C een constante is.

Zoals hiervoor opgemerkt gebruikt het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld het aantal M=16 aan afwijkingstellers 30. De waarde V(n) geeft de afwijkingstelleruitgangssignalen weer,die beschouwd moeten worden, waarbij tellers met een tel -ling beneden een voorafbepaald getal genegeerd worden. In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld worden alleen telleruitgangs-signalen, die gelijk zijn aan of groter zijn dan 1 beschouwd.

20 Gegeven de lengte van de berichten en het aantal afwijkingstellers 30 is de waarde van V(n) typisch groter dan 0 en gebruikelijk kleiner dan 1Q0. De waarde van L geeft het aantal afwijkingstellers 30 met een geldige telling, dat wil zeggen een telling gelijk aanof groter dan 1.

25 Het kan nodig zijn het minimum afwij kingsteller- 8601334 ·* * - 12 - uitgangssignaal dat geacht wordt geldig te zijn te vergroten of te verkleinen- Men heeft gevonden dat een minim-urn telling van één ideaal is voor M=16, evenals een lengte voor een bericht van ongeveer 220 bits. Bij dezelfde omstandigheden 5 wordt de constante K gelijk genomen aan één, alhoewel het eveneens nodig kan zijn deze waarde voor optimale resultaten bij te stellen.De constante C is een vermenigvuldigingsfactor -13 en wordt gelijk genomen aan 2 , waarbij deze waarde een functie is van de lengte van het bericht en van het aantal 10 afwij kingstellers.

De berekening* in overeenstemming met vergelijking (3) lijdt relatief tot onnauwkeurige resultaten voor waarden van SNRE die ongeveer boven 44 uitkomen. Dienovereenkomstig wordt voor een waarde van SMRE boven 44 de geschatte waarde 15 bijvoorkeur ingesteld op 45.

Alhoewel vergelijking (3) de nu verkozen wijze weergeeft waarop de afwijkingsgegevens gekenmerkt worden voor het afgeven van de SNRE-waarde, kunnen andere type karakteriseringen gebruikt worden voor het afgeven van bevre-20 digende resultaten. Bij voor keur zal de SURE-waarde een functie blijven van de verhouding van de som van de quadraten van de afwij kings gegevens en het quadraat van de som van de gegevens, zoals weergegeven in de volgens vergelijking:

" M

Σ (bCNT(ri)]* (4) SNRE"SNRE SÜ-—- p Μ η 2 y~ DCNT(n)

|_n*1 J

8601334 - 13 - a* 1 waarin SURE de grootte weergeeft van de kwaliteits-factorwaarde, N het totale aantal afwijkingstellers is, 5 n een index is, en DCTT(n) de afwijkingsgegevens weergeven.

In sommige toepassingen is het gewenst of geschikt een fase-gemoduleerd signaal te zenden, waarin de drager en de modulerende digitaal gecodeerde gegevens een 10 vaste faseverhouding ten opzichte van elkaar bezitten. In dat geval is het mogelijk een coherent referentiesignaal af te leiden direkt van de drager inplaats vanaf de basis-bandgegevens.

Eet referentiesignaal kan afgegeven worden door dezelfde fase-detectieschakelingen en frequentiesamenstellerschakelingen 15 te gebruiken, welke gebruikt zijn bij het demoduleren van het gemoduleerde drager signaal. De elementen, af geheeld in de alternatieve uitvoering in figuur 1B, die in het algemeen gelijk zijn aan die van de uitvoering van figuur IA, worden aangeduid met dezelfde cijfers.

20 Onder verwijzing nu naar figuur 1B wordt de drager die afgestemd is op de omgekeerde fase (PRK) met een draagfrequentie S ontvangen bij leiding 60. In het onderhavige voorbeeld is de dragerfrequentie ongeveer 200 keer de snelheid van de basis-bandgegevens. De gemoduleerde drager wordt ge-25 koppeld aan een bekende frequentieverdubbelingsschakeling 59.

Zoals bekend is dient een frequentieverdubbelingsinrichting voor het verwijderen van de gegevens uit een PRK-signaal, zodat het uitgangssignaal van de frequentieverdübbelingsinrich-ting een niet gemoduleerde drager zal zijn met een frequentie 30 van 2F.

De niet gemoduleerde drager wordt gekoppeld aan een ingang van een bekende fasedetector 10. De uitgang van de fasedetector 10 wordt verbonden met een besturingsingang van een frequentiesamensteller 16, die een nominale frequentie 8601334 4 * - 14 - samensteller 16, die een nominale frequentie bezit gelijk aan 20 keer de frequentie van de ontvangen drager.

De uitgang van samensteller 16 wordt verbonden . met de ingang van een frequentiedeler 62, die het uitgangssig-5 naai door tien deelt. De uitgang vaneb verdeler 62 met een frequentie 2F wordt verbonden met de tweede ingang van een fase-detector 10. Dienovereenkomstig zal de detector 10 de samensteller 16 besturen, zodat het samenstelleruitgangssignaal in fase vergrendeld zal zijn aan de inkomende drager. Men kan 10 zien dat de fase detector 10, de samensteller 16 en de verdeler 62 een frequentievermenigvuldigingsschakeling vormen.

Het uitgangssignaal van samensteller 16 dient als referentiesignaal en is gelijk aan het uitgangssignaal van samensteller 16 . uit de uitvoering van figuur IA. Het uitgangs- 15 signaal van de samensteller wordt gebruikt zowel voor het de-moduleren van het ingangssignaal als ook als referentie voor het bepalen van de SNRE-waarde van het ingangssignaal.

De uitgang van samensteller 16 wordt verder verbonden met een frequentiedeler 18, die het 20F-referentie-20 signaal deelt door 256. De verdeler heeft bijvoorkeur de vorm van een achttraps binaire teller, waarbij de vier MSB's van de teller gekoppeld worden aan de ingang van een binaire decodeer-inrichting 20, zoals weergegeven door leiding 22. De decodeer-inrichting 20 geeft 16 uitgangssignalen voor elk epochtijds-25 interval voor het opeenvolgend schakelen van de 16 EN-poorten (niet getoond), zoals hierna beschreven zal worden.

Het 2F uitgangssignaal van verdeler 62 wordt verder gedeeld in frequentie F door een door-twee-delerschake-ling 63. De referentieuitgang van schakeling 63 wordt verbonden 30 met een ingang van een tweede fasedetector 64, waarbij de andere ingang van de detector gekoppeld wordt aan leiding 60, die het gemoduleerde signaal voert. Detector 64 werkt teneinde het ingangssignaal zoals bekend te demoduleren. Het op leiding 12 gedetecteerde uitgangssignaal wordt toegevoerd aan een differen- 8601334 - 15 - tiëerschakeling 26, gelijk aan schakeling 26 uit de uitvoering van figuur IA. Dienovereenkomstig wordt een klok geleverd op het differentiëer-uitgangssignaal op leiding 28 elke keer wanneer een negatieve of positieve overgang verschijnt in de 5 gegevens. Het resterende gedeelte van de schakeling van figuur 1B werkt als in figuur IA en wordt daarom niet afgebeeld.

De differentieeruitgang bij leiding 28 wordt gekoppeld aan de ingang van een serie EN-poorten met twee ingangen gelijk aan de poorten 24 uit figuur IA. Op gelijke wijze worden dè zestien 10 decodeeruitgangen, weergegeven met leiding 23, verbonden met de respectieve resterende ingangen van de poorten 24. Gegeven de verhouding van de drager en de basisbandgegevensfrequentie, is het oplossend.vermogen,verschaft door de uitgangssignalen van de decodeerinrichting 20, gelijk aan dat in de uitvoering 15 van figuur IA. Het tweede uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding, dat afgebeeld wordt in figuur 4 ,omvat eveneens een synchrone oscillator 8, die bestuurd wordt door de gedemo-duleerde gegevens aanwezig bij leiding 12. Opnieuw worden de schakelingselementen van het tweede uitvoeringsvoorbeeld die 20 gelijk zijn aan die in het eerste uitvoeringsvoorbeeld aangeduid met dezelfde cijfers. Zoals het geval is bij oscillator 8 in het uitvoeringsvoorbeeld van figuur IA wordt oscillator 8 uit het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld nominaal ingesteld gelijk aan de epochtijdsnelheid van de ontvangen gegevens. De 25 uitgangen van oscillator 8 wordt verbonden met één ingang van een fasedetector 10. Het uitgangssignaal van de fasedetector 10 wordt gebruikt om een frequentiesamensteller 16 te besturen die een coherent referentiesignaal op leiding 17 afgeeft.

De frequentie van het samenstelleruitgangssignaal wordt 30 nominaal ingesteld op 256 keer de basisband epochtijdsnelheid, zoals het geval is bij samensteller 16 en uit het eerste uitvoeringsvoorbeeld van figuur IA.

Het frequentiesamenstelleruitgangssignaal wordt onderverdeeld in de basisband-gegevenssnelheid, waarbij 8801334 - 16 - een achttraps binaire teller 18 gebruikt wordt. De vier LSB's van teller 18 worden gekoppeld aan de vier aparte ingangen van een bekende vergrendelingschakeling 50, zoals weergegeven met leiding 22. De vier uitgangen van vergrendelingschakeling 5 50, zoals weergegeven met leiding 22. De vier uitgangen van vergrendelingschakeling 15 worden gekoppeld aan de ingang van een processor 52, zoals weergegeven met leiding 53.

De leiding 12, die de gedemoduleerde digitaal-gecodeerde gegevens voert, wordt eveneens verbonden met de 10 ingang van een differentieërschakeling gelijkend op de overeenkomstige schakeling in het uitvoeringsvoorbeeld van figuur IA. De uitgang van de differentieerschakelingen 28 .-verbonden met een ingang van de processor 52 en met de ingestelde ingang van de vergrendeling 50. In werking geeft de teller 18 coherente 15 teller-uitgangssignalen af op leidingen 22 die nagenoeg identiek zijn aan de uitgangssignalen doorgegeven door de overeenkomstige teller van het uitvoeringsvoorbeeld in figuur lA.

Telkens wanneer een overgang plaatsvindt in de ontvangen gegevens geeft de differentiëerschakeling 26 een klokpuls af 20 op leiding 28 die veroorzaakt dat vergrendeling 50 de stroom voor de LSB's van teller 18 vastzet. De klokpuls voorziet processor 52 verder van signalen via een onderbreking teneinde de uivoer van vergrendeling 50 te onderbreken, waarbij de vergrendeling tijdelijk de vier teluitvoersignalen vastzet 25 totdat de onderbreking door de processor verzorgd kan worden.

De vier uitgangssignalen van vergrendeling 50 worden gebruikt door processor 52 teneinde een van de M=16 4 (2 ) inwendige registers (niet getoond) te adresseren, welke overeenkomen met de 16 afwijkingstellers 30 van het uitvoerings-30 voorbeeld in figuur IA. Elke keer geeft de differentiëerschakeling 28 een klokpuls af, en wordt de inhoud van het inwendige register verbonden met de gedecodeerde uitgang verhoogd met één. Bij het einde van het bericht wordt de inhoud van de 16 inwendige registers op vergelijkbare wijze als het eerste 86 0 1 334 9 f - 17 - uitvoeringsvoorbeeld dat vergelijking (3) gebruikt gekarakteriseerd teneinde een SMRE-signaal op leiding 54 te leveren.

Voorafgaande aan het begin van het volgende bericht worden de inwendige registers van de processor 52 teruggesteld.

5 Eveneens zou het mogelijk zijn dê decodeerrririch- ting 20 van het uitvoeringsvoorbeeld uit figuur 1B te vervangen door de vergrendeling 50 van het uitvoeringsvoorbeeld in figuur 4. Zoals afgeheeld in figuur 5 zou de vergrendelingsinrichting dat geschakeld moeten worden door het uitgangssignaal van de 10 differentiëerinrichting 26 uit figuur 1B. De respectieve componenten van het gewijzigde uitvoeringsvoorbeeld zouden werken op dezelfde manier als hiervoor toegelicht in combinatie met de beschrijving van figuren 1B en 4, waarbij het gewijzigde uitvoeringsvoorbeeld dient zowel voor het demoduleren van het ingangs-15 signaal alsook voor het verschaffen van een SNRE-waarde.

Een derde uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding voert vele functies uit van het eerste en van het tweede uitvoeringsvoorbeeld met progammabesturing.

Onder verwijzing nu naar figuur 5 wordt een geschikt geprogam-20 meerde processor 56 verschaft, die het digitaal gecodeerde bericht op leiding 12 ontvangt. Een bemonsteringsklok wordt geleverd door een klokschakeling 58 die eveneens opgenomen wordt door de processor. De processor 56 bemonstert, periodiek de ontvangen gegevens, telkens wanneereenbemonsteringsklok afgegeven 25 wordt door schakeling 58. Elk monster, dat ofwel een logische “1” ofwel een logische "0" zal zijn, wordt vastgezet in een inwendig geheugenelement van de processor, zoals een register.

Zoals hierna meer in detail beschreven zal worden is de frequentie van de bemonsteringsklok relatief hoog ten opzichte van de 30 snelheid van basisbandgegevens, zodat de vastgezette monsters op nauwkeurige wijze de tijd zullen weergeven waarbij overgangen in de ontvangen gegevens plaats gegrepen hebben.

Wanneer eenmaal een geheel bericht ontvangen en vastgezet is geeft processor 56 af hetgeen een geïdealiseerde 8601334 Ψ «i.

- 18 - gegevens-volgorde genoemd kan worden door middel van het analyseren van de vastgezette gegevens, hetgeen de gegevens bij de zender sorteert.De geïdealiseerde volgorde kan afgegeven worden door bekende korrelatietechnieken te gebruiken, waarin 5 een gegevensvolgorde in het begin afgegeven wordt en vergeleken wordt met de vastgezette gegevens. Iteraties worden bij de beginvolgorde uitgevoerd totdat een geïdealiseerde volgorde afgeleverd wordt, die zeer dicht gekorreleerd is met of past bij de ontvangen volgorde. Bij het afgeven van de geïdealiseerde 10 volgorde wordt aangenomen dat overgangen in de ontvangen gegevens verschillen van de nominale tijd op gaussische wijze. Verder wordt aangenomen dat de overgangen alleen toegestaan worden bij vaste tijden gedurende de volgorde van het bericht, welke overeenkomend met de epochtijden bij de zender.

15 Wanneer de geïdealiseerde gegevens-volgorde afgeleverd is gaat de processor 56 verder teneinde een vergelijking te maken van het tijdstip waarbij de overgangen in de ontvangen gegevens plaatsvinden en de geïdealiseerde gegevens. De over-gangsgegevens worden dan verdeeld en vastgezet in aparte inwen-20 dige registers of geheugenplaatsen in overeenstemming met de grootte van het tijdsverschil. Typisch worden M=16 aparte registers gebruikt, waarbij de registers overeenkomen met de zestien afwijkingstellers 30 van het eerste uitvoeringsvoorbeeld en met de zestien inwendige processorregisters van het tweede 25 uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding. De inhoud van de registers wordt dan gebruikt teneinde een signaal/ruis-verhoudingskwaliteitsfactor bepalingssignaal (SNRE) op leiding 57 af te geven in overeenstemming met vergelijking (3).

Teneinde een nauwkeurigheidsgraad te verschaffen gelijk-30 waardig aan die in het eerste en tweede uitvoeringsvoorbeeld meetprocessor 56 bijvoorkeur de tijdsverschillen tussen de feitelijke en geïdealiseerde overgangen binnen een één deel van de 256 delen van de snelheid van de basisbandgegevens.

Dit kan tot stand gebracht worden door het equivalent van een 8?·Λ ' i 'f r - 19 - achttraps binaire teller te gebruiken. Zoals bij het eerste en tweede uitvoeringsvoorbeeld wordt alleen het equivalent van de vier LSB*s van de teller gebruikt voor zover de gegevens- 4 overgangen verdeeld worden of voor zestien(2 ) registers.

5 De bemonsteringsklok, verschaft door schakeling 58, bemonstert 8 zo bijvoorkeur de ontvangen gegevens op tenminste 256(2 ) tijdstippen gedurende elke basisband epochtijdsperiode.

Aldus zijn drie uitvoeringsvoorbeelden van de onderhavige uitvinding getoond. Alhoewel zulke uitvoeringsvoorbeelden 10 in detail beschreven zijn, zal begrepen worden dat verschillende veranderingen gemaakt zouden kunnen worden door deskundigen zonder het kader en de idee van de uitvinding zoals bepaald door de bijgevoegde conclusies te buiten te gaan. Verder is het bijvoorbeeld niet absoluut noodzakelijk dat het lokale 15 referentiesignaal, zoals het uitgangssignaal van samensteller 16 (figuren 1A,1B en 4),afgeleid wordt uit het ontvangen signaal.

De zender en de ontvanger zouden aparte nauwkeurige frequentie-referenties kunnen gebruiken,die onderling een vast fase-verband bezitten. De referentie bij de ontvanger kan dan gebruikt worden 20 voor het besturen van de decodeerinrichting 20 (figuren IA en 1B) of van vergrendeling 50 (figuur 4).

860 1 3.**

Claims (5)

1. Inrichting voor het afgeven van een geschatte signaal/ ruis-verhoudingskwaliteitsfactorwaarde voor een ontvangen digitaal gecodeerde binaire gegevensvolgorde, gekenmerkt, doordat de gegevensvolgorde afkomstig is uit een bron die de gegevens 5 uitzendt met een basisband-gegevenssnelheid, waarbij logische toestanden van de gegevens bij de bron veranderd kunnen worden bij voorafbepaalde periode epochtijden, waarbij de inrichting omvat: ontvangorganen voor het opnemen van de ontvangen ge- 10 gevens; overgangsorganen, gekoppeld aan de ontvangorganen om overgangssignalen af te geven die de tijden aangeven waarop veranderingen in de ontvangen gegevens gedurende de volgorde plaatsvinden; 15 referentieorganen voor het afgeven van referentiesig- nalen die nagenoeg coherent in fase zijn ten opzichte van de voorafbepaalde epochtijdstippen bij de bron van de uitgezonden gegevensvolgorde; afwijkingsorganen reagerend op de overgangssignalen en 20 de referentiesignalen voor het afgeven van afwijkingsgegevens die het tijdverschil weergeven tussen de overgangen en de ontvangen gegevens en de epochtijdstippen; en processororganen voor het karakteriseren van de afwijkingsgegevens en het afgeven van de kwaliteitsfactorwaarde 25 die een aanwijzing is van de benaderde signaal/ruisverhouding van de ontvangen gegevensvolgorde in overeenstemming met de karakterisering.

2. Inrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt, doordat de afwijkingsgegevens een aanwijzing zijn voor de grootte van 30 het tijdsverschil tussen de gegevensovergangen en de epochtijdstippen en waarin de afwijkingsorganen de afwijkingsgegevens te midden van meerdere serie's vaststellen voor elke gegevensvolgorde, waarbij elk van de series", afwijkingsgegevens omvat/ 8601334 - 21 - die een aanwijzing zijn van een gekozen bereik van de tijds-verschilgroottes.

3. Inrichting volgens conclusie 2, gekenmerkt, doordat de afwijkingsgegevens van een bijzondere serie het aantal ontvangen gegevens-overgangen weergeven welke plaatsgeven gedurende 5 de gegevensvolgorde bij het gekozen tijdsverschilbereik, corresponderende met de serie.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de processororganen de kwaliteitsfactorwaarde afgeven als functie van de verhouding van de som van de quadraten van de 10 afwijkingsgegevens en de quadraten van de sommen van de afwijkingsgegevens in overeenstemming met de volgende vergelijking! “ M T" [DCNT(n)]‘ SNRE'SNRE _ r μ γ } DCNT(n) - n*1 waarin SNRE de grootte weergeeft van de kwaliteitsfactorwaarde, 15. het aantal series van de afwijkingsgegevens voor stelt, n een index is, en DCNT (n) de afwijkingsgegevens van het aantal M van series afwijkingsgegevens voorstelt.

5. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de processororganen de kwaliteitsfactorwaarde afgeven in overeenstemming met de volgende vergelijking: 8601334 + «* - 22 - - Μ c y v(m)' SNRE = Lni!-j -+K Γ M Ί y~ V(n) L* n=i waarin SNRS de kwaliteitsfactorwaarde weergeeft, C en K constanten zijn, L het aantal series van afwijkingsgegevens is omvattende de afwijkingsgegevens welke het aantal ontvangen gegevensovergangen die een voorafbepaalde minimumwaarde 5 overscheiden weergeven, en v (n) de afwijkingsgegevens weer geeft welke aanwezig zijn in het aantal L series.

6. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de referentieorganen de referentiesignalen afleveren welke de ontvangen gegevensvolgorde gebruiken.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de referentieorganen frequentie-vermenigvuldigingsorga-nen omvatten voor het genereren van een fasecoherent signaal dat fasecoherent is ten opzichte van de periodieke epoch-tijden en dat een frequentiebezit groter dan de epochsnel- 15 heid.

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de referentieorganen verder frequentiedeler-organen omvatten voor het delen van de frequentie van het fasecoherent signaal.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de frequentiedelerorganen een teller omvatten met meerdere telleruitgangen.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, de referentieorganen verder decodeerorganen omvatten voor het 8601334 r * - 23 - afgeven van referentiesignalen die tellersignalen aanwezig bij de telleruitgangen gebruiken.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de frequentiedelerorganen een aantal N referentiesignalen 5 verschaffen gedurende elke basisband gegevensperiode en waarin de afwijkingsorganen een aantal M series van afwij-kingsgegevens voor elke gegevensvolgorde afleveren.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het aantal N groter is dan het aantal M. 13. inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de referentieorganen vergrendelingsschakelingsorganen omvatten voor het vastzetten van referentiegegevens die overeenkomen met het aantal N referentiesignalen bij tijden bepaald door de overgangssignalen.

14. Inrichting voor het afgeven van een geschatte signaal/ruis-verhoudingskwaliteitsfactorwaarde voor een ontvangen digitaal gecodeerde binaire gegevensvolgorde, gekenmerkt, doordat de gegevensvolgorde afkomstig is uit een bron die de gegevens uitzendt bij een basisband gegevens- 20 snelheid, waarbij logische toestanden van de gegevens bij de bron veranderd kunnen worden bij een voorafbepaalde periodieke epochtijden, waarbij de inrichting omvat: ontvangorganen voor het opnemen van de ontvangen gegevens; 25 overgangsorganen gekoppeld aan de ontvangorganen voor het afgeven van overgangssignalen die een aanwijzing van de tijden waarbij overgangen in de ontvangen gegevens volgorde plaatsvinden; referentieorganen voor het afgeven van referentie- 30 signalen die nagenoeg fasecoherent zijn ten opzichte van de voorafbepaalde epochtijden, waarbij de referentieorganen frequentieverménigvuldigingsorganen omvatten voor het genereren van een fasecoherent signaal dat fasecoherent is ten opzichte van de periodieke epochtijden en met een frequentie 8 8 0 i ~ ": i . <# «I - 24 - groter dan de epochtijdsnelheid en omvattende frequentiedeler-organen voor het afgeven van meerdere frequentiegedeelde signalen met een frequentie die een factor is van de frequentie van het fasecoherent signaal; 5 afwijkingsorganen reagerend op de overgangssignalen en de referentiesignalen voor het afgeven van meerdere series afwijkingsgegevens voor elke gegevensvolgorde waarbij de afwijkingsgegevens van een bepaalde serie het aantal ontvangen gegevensovergangen weergeeft welke plaatsgeven gedurende de 10 gegevens volgorde bij een vooraf bepaald tijdsverschil tussen de gegevensovergangen en de epochtijdstippen; processororganen voor het afgeven van de kwaliteits-factorwaarde uit de series afwijkingsgegevens.

15. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, 15 dat de referentieorganen een vergrendelingsschakelingsorgaan omvatten voor het ontvangen van het aantal frequentiegedeelde signalen en voor het vastzetten van referentiegegevens bij tijden bepaald door de overgangssignalen, welke overeenstemmen met de referentiesignalen.

16. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de frequentiedeler een teller omvat met meerdere teller-uitgangen waar de frequentiegedeelde signalen verschijnen en decodeerorganen voor het afgeven van de referentiesignalen uit de frequentiegedeelde signalen.

17. Werkwijze voor het afgeven van een geschatte signaal/ruis-verhoudingskwaliteitsfactorwaarde van een ontvangen digitaal gecodeerde binaire gegevensvolgorde, gekenmerkt, doordat de gegevensvolgorde afkomstig is van een bron die de gegevens uitzendt,waarbij de logische toestanden van de gegevens 30 bij de bron veranderd kunnen worden bij vooraf bepaalde periodieke epochtijden, waarbij de werkwijze de volgende stappen omvat: het ontvangen van de uitgezonden gegevensvolgorde; het afgeven van overgangssignalen die een aanwijzing 860« * - 25 - zijn van de tijden waarbij overgangen plaatsvinden in de ont -vangen gegevens gedurende de volgorde; het afgeven van referentiesignalen die nagenoeg fasecoherent zijn ten opzichte van de vooraf bepaalde epoch-tijdstippen van de uitgezonden gegevensvolgorde; het afgeven van af wijkingsgegevens die een aanwijzing zijn van het tijdsverschil tussen de overgangen in de ontvangen gegevens de epochtijdstippen waarbij de overgangs-signalen en de referentiesignalen gebruikt worden; en het afgeven van de kwaliteitsfactorwaarde door het karakteriseren van de afwijkingsgegevens.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de stap van het afgeven van de afwijkingsgegevens de stap van het scheiden van de afwijkingsgegevens in meerdere series afwijkingsgegevens omvat, waarbij de afwijkingsgegevens van de bepaalde serie het aantal ontvangen gegevens overgangen weergeeft welke plaatsgrepen gedurende de gegevensvolgorde bij een bijzonder tijdsinterval ten opzichte van de epochtijdstippen.

19. Werkwijze volgens conclusie 18, met het kenmerk,dat de kwaliteitsfactorwaarde afgegeven wordt, waarbij een dergelijke waarde een functie is van de verhouding van de som van de kwadraten van de afwijkingsgegevens en het kwadraat van de som van de afwijkingsgegevens. in overeenstemming met volgende vergelijking: " M y~ fDNCTMf SNRE-SNRE nM_ ~r M ïë / DCNTjV.) L n*i _ _ 8601334 ♦ > - 26 - waarin SNRE de kwaliteitsfactorwaarde weergeeft, N het aantal series van de afwijkingsgegevens weergeeft, n een index is, en

5 DCNT(n) de afwijkingsgegevens van het aantal M van de series afwijkingsgegevens weergeeft. 8601334